(57)【要約】【課題】  脱臭効率を高めることで経済的なオゾン脱臭装置を提供する。【解決手段】  臭気成分を含むガスを塔内に流入させながら、オゾンガス、及び水を連続供給し臭気成分を脱臭する脱臭装置において、臭気成分を含むガス中に粗い水滴を噴霧する水噴霧ノズル２２と、水噴霧ノズル２２の噴霧水の近傍にオゾンガスを供給するオゾン供給ノズル２４と、水噴霧ノズル２２の下流に設置した第１反応層２５の繊維質材と、繊維質材の下流に設置した微細な水滴を噴霧する水微粒噴霧ノズル２３、及び水微粒噴霧ノズル２３の下流に設置した第２反応層２６の繊維質材を備えた複数の脱臭部と、を具備することを特徴とするオゾン脱臭装置。【選択図】図１
2006205035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭気成分を含むガスを塔内に流入させながら、オゾンガス、及び水を連続供給し臭気成分を脱臭する脱臭装置において、前記臭気成分を含むガス中に粗い水滴を噴霧する水噴霧ノズルと、前記水噴霧ノズルの噴霧水の近傍にオゾンガスを供給するオゾン供給ノズルと、前記水噴霧ノズルの下流に設置した繊維質材と、前記繊維質材の下流に設置した微細な水滴を噴霧する水微粒噴霧ノズル、及び前記水微粒噴霧ノズルの下流に設置した繊維質材を備えた複数の脱臭部と、を設けたことを特徴とするオゾン脱臭装置。
【請求項２】
前記臭気成分を含むガス中に粗い水滴を噴霧する水噴霧ノズル、前記水噴霧ノズルの噴霧水の近傍にオゾンガスを供給するオゾン供給ノズル、及び前記水噴霧ノズルの下流に設置した繊維質材からなる第１脱臭塔と、前記繊維質材の下流に微細な水滴を噴霧する水微粒噴霧ノズル、及び前記水微粒噴霧ノズルの下流に繊維質材を備えた複数の脱臭塔と、を具備したことを特徴とするオゾン脱臭装置。
【請求項３】
前記オゾン供給ノズルを、噴霧水の近傍に旋回ガス流の形成可能な前記水噴霧ノズルの前記旋回ガス流内に設置し、前記オゾンガスを前記旋回ガス流に同伴させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオゾン脱臭装置。
【請求項４】
前記水噴霧ノズルの噴霧水滴の平均径を５０μｍから１００μｍにし、水微粒噴霧ノズルの噴霧水滴の平均径を１０μｍから６０μｍにすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオゾン脱臭装置。
【請求項５】
前記繊維質材は樹脂、金属あるいはガラスの繊維を網あるいは綿状に組み込んだ構造体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオゾン脱臭装置。
【請求項６】
前記水噴霧ノズル、又は前記水微粒噴霧ノズルにより噴霧された水を、一時的に蓄える貯水器を前記脱臭塔内の塔底に設けることを特徴とする請求項２に記載のオゾン脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臭気を含むガスをオゾンガスで脱臭するオゾン脱臭装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来のオゾン脱臭装置の一例である。このオゾン脱臭装置１は、塔底に洗浄水を貯留する脱臭塔２と、脱臭塔２の下部に臭気を含むガスを供給するガス供給ライン３と、脱臭塔２の上部に配置された複数の水ノズル７と、脱臭塔２の塔底から水ノズル７へ洗浄水を循環させる循環ポンプ８、及び循環ライン９と、オゾン（Ｏ３）を生成するオゾン発生器４と、臭気成分を含んだガスを脱臭塔２へ供給するガス供給ライン３と、脱臭塔２からガスを排出するファン１１と、オゾンガスを除去する残オゾン処理器１２とを備えている。
【０００３】
水が水供給管５から水ポンプ６で脱臭塔２に供給される。循環ポンプ８を稼働させると、脱臭塔２の塔底に蓄えられた洗浄水が循環ライン９を通り水ノズル７へ供給され、水ノズル７から脱臭塔２の内部へ洗浄水が散水される。オゾン発生器４の吐出口には、脱臭塔２の塔底に蓄えられた洗浄水の液面よりも上側に連通するオゾンガスの供給管が接続されており、オゾン発生器４によって発生したオゾンガスが脱臭塔２の内部へ供給されている。
【０００４】
ガス供給ライン３から脱臭塔２の内部へ供給されるガスには、アンモニア（ＮＨ３）などの臭気成分が含まれている。アンモニアなどの臭気成分は、水ノズル７より散水される洗浄水に溶解し、同時に水に溶解したオゾンガスと反応してアンモニアが酸化され分解される。脱臭塔２で脱臭処理されたガスは、処理ガスライン１０からファン１１で残オゾン処理器１２に送られ、未反応のオゾンガスが除去され大気へ放出される。
【特許文献１】特開２００３―２２５５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
臭気成分を含むガスを脱臭するオゾン脱臭装置は、脱臭効率を高めることで、コンパクトな装置にすることが望ましい。脱臭効率を高めるには、単に臭気成分を含むガスに微量のオゾンガスを供給するだけではなく、臭気成分を含むガスと供給される微量のオゾンガスとを積極的に混合する必要がある。また、混合した臭気成分を含むガスとオゾンガスを速やかに水に溶解させ、濃縮させることで臭気成分のオゾンによる酸化分解反応を促進する必要がある。
【０００６】
さらに、臭気成分のオゾンによる酸化分解反応は比較的遅いため、臭気成分を含むガスとオゾンガスを吸収した水を、臭気成分の酸化分解反応が完了するまでの間、反応時間を確保しておく必要がある。
【０００７】
オゾンガス、及び臭気成分の一部は、水への飽和溶解量が少なく、溶解速度も遅い。水に溶解した臭気成分の酸化分解反応の進行と供に、水中のオゾン、及び臭気成分が減少するため、雰囲気ガス中に含まれるオゾンガス、及び臭気成分と噴霧水滴との接触効率を常に高めておく必要がある。さらに、オゾンガス、及び臭気成分の噴霧水滴への吸収速度を増加させるため、吸収抵抗になる噴霧水滴の表面の境膜を極力薄くし、また、噴霧水滴の吸収表面積を大きくすることが望ましい。
【０００８】
また、排ガス中の臭気の種類、臭気の濃度により酸化分解の反応時間が異なるため、これに見合って装置の大きさも異なってくる。そこで、実際には、最も厳しい条件を想定し、装置の大きさに余裕をもたせる必要があるが、経済的な方法とは言えない。
【０００９】
本発明は、効率が高く、経済的な装置構成を達成するオゾン脱臭装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、臭気成分を含むガスを塔内に流通させながら、オゾンガス、及び水を連続供給し臭気成分を脱臭する脱臭装置において、臭気成分を含むガス中に粗い水滴を噴霧する水噴霧ノズルと、水噴霧ノズルの噴霧水の近傍にオゾンガスを供給するオゾン供給ノズルと、水噴霧ノズルの下流に設置した繊維質材と、繊維質材の下流に設置した微細な水滴を噴霧する水微粒噴霧ノズル、及び水微粒噴霧ノズルの下流に設置した繊維質材を備えた複数の脱臭部と、を具備することを特徴とするオゾン脱臭装置である。
【００１１】
また、本発明は、臭気成分を含むガス中に粗い水滴を噴霧する水噴霧ノズル、水噴霧ノズルの噴霧水の近傍にオゾンガスを供給するオゾン供給ノズル、及び水噴霧ノズルの下流に設置した繊維質材からなる第１脱臭塔と、繊維質材の下流に微細な水滴を噴霧する水微粒噴霧ノズル、及び水微粒噴霧ノズルの下流に繊維質材を備えた複数の脱臭塔と、を設けたことを特徴とするオゾン脱臭装置である。
【００１２】
また、本発明は、オゾン供給ノズルを、噴霧水の近傍に旋回ガス流の形成可能な水噴霧ノズルの旋回ガス流内に設置し、オゾンガスを旋回ガス流に同伴させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオゾン脱臭装置である。
【００１３】
また、本発明は、水噴霧ノズルの噴霧水滴の平均径を５０μｍから１００μｍにし、水微粒噴霧ノズルの噴霧水滴の平均径を１０μｍから６０μｍにすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオゾン脱臭装置である。
【００１４】
また、本発明は、繊維質材は樹脂、金属あるいはガラスの繊維を網あるいは綿状に組み込んだ構造体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオゾン脱臭装置である。
【００１５】
また、本発明は、水噴霧ノズル、又は水微粒噴霧ノズルにより噴霧された水を、一時的に蓄える貯水器を脱臭塔内の塔底に設けることを特徴とするオゾン脱臭装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のオゾン脱臭装置では、臭気成分を含むガスがオゾン脱臭装置に供給された直後に、水噴霧ノズルにより比較的大きな水滴を高速で噴霧している。水噴霧ノズル近傍の雰囲気のガスはこの噴霧水滴の噴霧流に同伴され、旋回ガス流を形成する。この旋回ガス流にオゾンガスを供給し、旋回ガス流にオゾンガスを同伴させることにより、オゾンガスと臭気成分を含むガスの混合を良好にする。同時に、これらのガスを効率よく水滴に吸収させている。
【００１７】
また、後流では表面積が広く、ガス中の臭気成分、及びオゾンガスとの接触効率が高い繊維質材からなる反応層を設けている。ガスに同伴され流出する噴霧水滴を、この反応層で捕捉することで、臭気成分の酸化分解における反応時間の確保と、臭気成分、及びオゾンガスの捕捉された水滴への吸収を助けている。
【００１８】
さらに、後流では、ガスに含まれる臭気成分、及びオゾンガスは、噴霧水滴に吸収され徐々に濃度が低くなり、ガス中にほぼ均一に分散した状態になる。そのため、水微粒噴霧ノズルと繊維質材を組み合わせた脱臭部を数段設けている。ここでは、水微粒噴霧ノズルで微細な水滴を多数発生させ、微細な水滴とガス中の希薄な臭気成分、及びオゾンガスとの接触効率を高めている。また、水滴を微細化することで、大きな吸収表面積を確保し、希薄な臭気成分、及びオゾンガスの吸収速度を高めている。
【００１９】
その後、微細な水滴を繊維質材からなる反応層で捕捉し、酸化分解反応に必要な反応時間を確保し脱臭効率を高めている。臭気成分の性状により反応速度が異なるため、これらに対応して、水微粒噴霧ノズルと反応層から構成される脱臭部の段数を適正に選定することで、経済的で最適な脱臭条件を達成することができる。
【００２０】
また、オゾン脱臭装置は、既設、あるいは新設として設置されるが、設置場所は環境により制約される。そのため、同一形状の脱臭塔を複数設置し、直列あるいは矩形など設置場所に合わせ接続することにより、制約された設置場所へのオゾン脱臭装置の設置を容易にすることができる。臭気成分の性状により反応速度が異なると、脱臭塔の大きさも異なる。本発明では、同一形状の脱臭塔の設置基数を変化させることにより容易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明のオゾン脱臭装置の説明図である。図１は本発明の概念を説明するため脱臭塔が２塔ある場合を例に示している。本発明のオゾン脱臭装置１は第１脱臭塔２０、第２脱臭塔２１、臭気成分を含むガスを供給するガス供給ライン３、オゾン発生器４、オゾン供給ノズル２４、水供給管５、水ポンプ６、水噴霧ノズル２２、第１水微粒噴霧ノズル２３、第１反応層２５、第２反応層２６、第１貯水器３０、第２貯水器３１、ファン１１、残オゾン処理器１２から構成されている。
【００２２】
臭気成分を含むガスは、ガス供給ライン３から第１脱臭塔２０の上部に供給される。オゾンガスは、オゾン発生器４から、第１脱臭塔２０の上部に設置されているオゾン供給ノズル２４を用いて第１脱臭塔２０内に供給される。また、水は水供給管５から供給され、水ポンプ６で昇圧されて第１脱臭塔２０の上部の水噴霧ノズル２２に送られる。水は水噴霧ノズル２２を用いて第１脱臭塔２０内の下部に向けてコーン状に噴霧される。水噴霧ノズル２２の噴霧水滴は、平均粒径が５０μｍから１００μｍと比較的粗く、高速で第１脱臭塔２０内に噴霧されている。
【００２３】
第１脱臭塔２０内では、ガス供給ライン３から供給された、臭気成分を含むガスが充満しており、その雰囲気ガスの中で、水噴霧ノズル２２により水を高速で噴霧しているため、雰囲気ガスの一部は噴霧水滴に同伴され激しく旋回し混合している。また、オゾン供給ノズル２４の出口部は、水噴霧ノズル２２の出口部の近傍に取り付けられており、この激しく旋回し混合しているガス領域にオゾンガスは供給される。
【００２４】
そのため、微量のオゾンガスと臭気成分を含むガスは、オゾンガスが臭気を含むガス中に分散すると同時に、臭気成分、及びオゾンガスは激しく混合する。同時に臭気成分、及びオゾンガスは噴霧水滴に溶けこむ。噴霧水滴にオゾンガスを溶解させることで、オゾンが活性化し、また、臭気成分、及びオゾンガスが水滴に溶解し濃縮されるため、臭気成分とオゾンガスの反応が促進される。なお、一部の臭気ガスはオゾンガスと混合することで気層反応を起こし酸化分解される。
【００２５】
この時、臭気成分を含むガスが乾燥している場合、噴霧水滴から一部の水が蒸発する。そのため、臭気成分を含むガスは、水のほぼ飽和状態になるまで加湿される。また、水の蒸発によりガスの温度は低下する。ガスの温度の低下は、臭気成分とオゾンガスの吸収容量を増加させるため、臭気成分とオゾンガスの噴霧水滴への吸収を早めることになる。
【００２６】
臭気成分とオゾンガスが溶け込んだ噴霧水滴は、ガスに同伴され、水噴霧ノズル２２の下部にある第１反応層２５に入る。第１反応層２５は樹脂、金属あるいはガラス等からなる繊維が密にからんだ網あるいは綿状に組み込まれた構造体で形成されている反応層であり、噴霧水滴は細かい繊維質材に捕捉され付着する。繊維質材に捕捉された噴霧水滴は、成長して落下することになるが、繊維質に付着している間、水滴の滞留時間が確保されるため、溶解したオゾンガスによる臭気成分の分解反応が進行する。
【００２７】
また、第１反応層２５の繊維質材は、繊維状のものがガスの流れを複雑にさえぎるかたちで構成されているため、ガス中の臭気成分とオゾンガスの混合を助ける役割も持っている。一部の臭気ガスはオゾンガスと混合することで気層反応を起こし酸化分解される。
【００２８】
さらに、繊維質材は、細かい繊維状のものが密に均一に充填された反応層であり、広い表面積を持っている。そのため、繊維質材に分散して付着した水滴群も広い表面積を持つことになる。吸収されていないガス中の微量の臭気成分、及び微量のオゾンガスは、第１反応層２５を通過するときに、この広い吸収表面積を持つ水滴群に接触し徐々に吸収される。
【００２９】
第１反応層２５に捕捉された水滴は、徐々に成長し、一定の大きさになると落下して第１脱臭塔２０の下部の第１貯水器３０に入る。第１貯水器３０では、落下した水が一定時間保持されるため、さらに、臭気成分が酸化分解反応をするための反応時間が確保される。そのため、水に溶存した臭気成分とオゾンガスは反応し消滅する。
【００３０】
第１脱臭塔２０の第１反応層２５を通過したガスは、第１ダクト３４を通り、第２脱臭塔２１の下部に入る。第２脱臭塔２１の内部は、ガス流れの上流に水微粒噴霧ノズルが設置され、下流に反応層が設置された脱臭部から構成されている。
【００３１】
具体的には、第２脱臭塔２１内の下部には、第１水微粒噴霧ノズル２３が設置されており、少量の水量で、平均粒径が１０μｍから６０μｍの細かい水滴が噴霧されている。第１脱臭塔２０の第１反応層２５を通過したガス中の臭気成分、及びオゾンガスは、濃度が低く十分に混合されガス中に分散した状態で、第１水微粒噴霧ノズル２３の噴霧水滴と接触することになる。
【００３２】
そのため、第１水微粒噴霧ノズル２３を用いて、微細な水滴を噴霧すると、多量の水滴がガス中の全面に分散し、噴霧水滴と臭気成分、及びオゾンガスとの接触効率が高められる。また、噴霧水滴を微細化することで、水滴の単位容積あたりの吸収表面積が増大し、臭気成分、及びオゾンガスの吸収量を高めることができる。これらの微細な水滴はガスに同伴され第２脱臭塔２１内の上部に送られる。
【００３３】
第１水微粒噴霧ノズル２３の下流には、第２反応層２６が設置されている。この第２反応層２６も第１反応層２５と同様に繊維質材の反応層から構成されている。ここでも、第１反応層２５と同様に水滴を繊維質材で捕捉し、水滴中に溶存した臭気成分とオゾンガスとの反応時間を確保している。そのため、臭気成分の酸化分解反応がさらに推進される。またこの間、繊維質材に捕捉された水滴への臭気成分、及びオゾンガスの吸収が徐々に行われる。
【００３４】
この第２反応層２６は、ガスに同伴された微細な水滴を繊維質材で捕集し、後続に水滴を排出させない働きも持っている。いわゆるデミスタの働きをもっている。第２反応層２６の繊維質材に付着した水滴に、臭気成分とオゾンガスが溶解し、排出ガスは無臭化される。第２反応層２６の繊維質材に捕捉された水滴は、継続して捕捉される水滴と合体し自重により下部に落下する。この間、水滴中では、臭気成分の酸化分解反応が起こる。
【００３５】
第２脱臭塔２１にも第１脱臭塔２０と同様に第２貯水器３１があり、第２反応層２６から落下する水滴は第２貯水器３１に入る。第２貯水器３１では水が一定時間保持されるため、ここでも反応時間が確保され、水に溶存した臭気成分はオゾンと反応し分解消滅する。
【００３６】
第１貯水器３０と第２貯水器３１は第１ダクト３４で連結しており、臭気成分が消滅したこれらの水は水抜き出し管３２より排水される。また、第１貯水器３０と第２貯水器３１にはドレン管３３が取り付けられており、水中に含まれる固形分は定期的に除去される。
【００３７】
無臭化されたガスは第２脱臭塔２１の上部の処理ガスライン１０から取り出され、ファン１１により排出される。また、排ガス中にオゾンガスが残っている条件では、残オゾン処理器１２を設置することで除去される。
【００３８】
図２は本発明の水噴霧ノズルの説明図である。一般の圧力噴霧ノズルあるいは二流体ノズルはノズルの先端から、コーン状に水滴が噴霧される。本発明で用いる水噴霧ノズル２２の噴霧水滴の平均粒径は、５０μｍから１００μｍと比較的大きく、噴霧速度も早いため、噴霧水４０の慣性力は大きく、周辺のガスを巻き込みながら噴霧される。
【００３９】
噴霧水４０の先端部分では減衰し慣性力が弱くなるため、巻き込まれたガスは噴霧水４０から分離し、再び、水噴霧ノズル２２の噴霧口にもどる旋回ガス流４１が発生する。すなわち、コーン状に噴霧される噴霧水４０の上面と下面にガスの旋回ガス流４１が形成される。この旋回ガス流４１には新しく供給されるガスが混合すると同時に、一部のガスは下流に排出される。そのため、この旋回ガス流４１は、激しくガスを混合させる効果をもっている。
【００４０】
一方、使用するオゾンガスの量は、臭気成分、及び臭気成分の濃度により異なるが、多くても数十ｐｐｍ程度である。臭気成分の除去効率の向上を図るためには、臭気成分を含むガスに微量のオゾンガスを十分に混合する必要がある。ところが、オゾンガスは、供給量が少なく、噴出圧力も小さいため、単独ではガスに十分混合させることは難しい。
【００４１】
そこで、前述した噴霧水４０の周りにできる旋回ガス流４１にオゾンガスを同伴させ、臭気成分を含むガスと混合する方法を採用している。この旋回ガス流４１は、前述したが水噴霧ノズル２２の噴出部の近傍で、ガスが噴霧水４０に巻き込まれ、噴霧水４０が減衰した位置でガスが噴霧水４０から分離し、噴霧水４０の上面あるいは下面を通って、再びノズルの噴出部に戻る動きである。
【００４２】
そのため、水噴霧ノズル２２近傍の噴霧水４０の上面あるいは下面の旋回ガス流４１が流れている中に、オゾン供給ノズル２４の先端の供給口を設置することで、オゾンガスを旋回ガス流４１に同伴させることができ、効率の良い混合が達成される。なお、図２あるいは図１では、噴霧水４０の上面に発生する旋回ガス流４１にオゾン供給ノズル２４の先端を設置する方法を示したが、噴霧水４０の下面に発生する旋回ガス流４１にオゾン供給ノズル２４の先端を設置する方法も効果的である。
【００４３】
さらに、この旋回ガス流４１は噴霧水４０に同伴され発生しているため、噴霧水滴と旋回ガス流４１の相対速度が大きく、噴霧水滴の形状は常に変化し内部は激しく混合している。そこで、水滴へのガス吸収を阻害する水滴表面のガス境膜、及び水滴内の液境膜も薄くなっており、臭気成分、及びオゾンガスの噴霧水滴への吸収を早めている。
【００４４】
オゾン脱臭装置１では、処理ガス量が一定であっても、臭気成分の性状、あるいは臭気成分の濃度により脱臭反応に必要な時間が異なる。すなわち、装置の大きさが異なってくる。また、現実には、臭気成分の性状変化、あるいは臭気成分の濃度の増大に伴い、設備を拡張するなどの問題が発生する。そこで、状況にあわせ一定の効率を持つ基本的な脱臭塔の設置数を選定し、この脱臭塔を直列に接続することにより、これらの問題を解決することが経済的な方法と言える。
【００４５】
図１では本発明のオゾン脱臭装置の基本概念を説明するために、脱臭塔を２基設置した場合のオゾン脱臭装置を取り上げ説明した。実際には臭気成分、脱臭性能、装置の配置等を考慮し、同一形状の脱臭塔を３基、４基等と複数基設置することが望ましい。そこで、４基の脱臭塔から構成されるオゾン脱臭装置を例の取り、配置も含め説明する。
【００４６】
図３は本発明の４基の脱臭塔から構成されるオゾン脱臭装置の説明図である。オゾン脱臭装置における脱臭塔の設置基数は臭気成分の性状、濃度によって異なるが、図３は同一形状の４基の脱臭塔を設置したオゾン脱臭装置を例に示す。
【００４７】
本発明のオゾン脱臭装置は、第１脱臭塔２０、第２脱臭塔２１、第３脱臭塔５０、第４脱臭塔５１、及びこの間を接続する第１ダクト３４、第２ダクト６３、第３ダクト６４から構成される。さらに脱臭塔内部は水噴霧ノズル２２、第１水微粒噴霧ノズル２３、第２水微粒噴霧ノズル５２、第３水微粒噴霧ノズル５３、第１反応層２５、第２反応層２６、第３反応層５４、第４反応層５５、第１貯水器３０、第２貯水器３１、第３貯水器６０、第４貯水器６１から構成されている。
【００４８】
ガス供給ライン３から臭気成分を含むガスが供給され、第１脱臭塔２０から第２脱臭塔２１、第３脱臭塔５０、第４脱臭塔５１を通り、脱臭され処理ガスライン１０から排出される。第１脱臭塔２０、及び第２脱臭塔２１は図１で示したオゾン脱臭装置１と同様な構成である。また、第３脱臭塔５０、及び第４脱臭塔５１の内部は、ガス流れの上流に水微粒噴霧ノズルが設置され、下流に反応層が設置された脱臭部からなり、第２脱臭塔２１と同じ構成である。
【００４９】
臭気成分を含むガスは、ガス供給ライン３から第１脱臭塔２０の上部に供給される。オゾンガスは、オゾン発生器４から、第１脱臭塔２０の上部に設置されているオゾン供給ノズル２４を用いて第１脱臭塔２０内に供給される。また、水は水供給管５から供給され、水ポンプ６で昇圧されて第１脱臭塔２０の上部の水噴霧ノズル２２に送られる。水は水噴霧ノズル２２を用いて第１脱臭塔２０内の下部に向けてコーン状に噴霧される。水噴霧ノズル２２の噴霧水滴は、平均粒径が５０μｍから１００μｍと比較的粗く、高速で第１脱臭塔２０内に噴霧されている。
【００５０】
第１脱臭塔２０内では、ガス供給ライン３から供給された、臭気成分を含むガスが充満しており、その雰囲気ガスの中で、水噴霧ノズル２２により水を高速で噴霧しているため、雰囲気ガスの一部は噴霧水滴に同伴され激しく旋回し混合している。また、オゾン供給ノズル２４の先端は、水噴霧ノズル２２の噴霧水４０の近傍にできる旋回ガス流４１内に取り付けられている。
【００５１】
そのため、微量のオゾンガスと臭気成分を含むガスは、オゾンガスが臭気を含むガス中に分散すると同時に、臭気成分、及びオゾンガスは激しく混合しながら噴霧水滴に溶けこむ。噴霧水滴にオゾンガスを溶解させることで、オゾンが活性化し、また、臭気成分、及びオゾンガスが水滴に溶解し濃縮されるため、臭気成分とオゾンガスの反応が促進される。
【００５２】
臭気成分とオゾンガスが溶け込んだ噴霧水滴は、ガスに同伴され、水噴霧ノズル２２の下部にある第１反応層２５に入る。第１反応層２５は繊維質材が密にからんだ構造で形成されている反応層であり、噴霧水滴は細かい繊維質材に捕捉され付着する。繊維質材に捕捉された噴霧水滴は、成長して落下することになるが、繊維質に付着している間、水滴の滞留時間が確保されるため、溶解したオゾンガスによる臭気成分の分解反応が進行する。
【００５３】
また、繊維質材は、ガス中の臭気成分とオゾンガスの混合を助ける役割がり、さらに、広い吸収表面積を持っている。そのため、繊維質材に付着した水滴群も広い吸収表面積を持つことになる。吸収されていないガス中の微量の臭気成分、及び微量のオゾンガスは、この第１反応層２５を通過するときに、広い吸収表面積を持つ水滴群に接触し徐々に吸収される。
【００５４】
第１反応層２５に捕捉された水滴は、徐々に成長し、一定の大きさになると落下して第１脱臭塔２０の下部の第１貯水器３０に入る。第１貯水器３０では、落下した水が一定時間滞留するため反応時間が確保される。
【００５５】
第１脱臭塔２０の第１反応層２５を通過したガスは、第１ダクト３４を通り、第２脱臭塔２１の下部に入る。第２脱臭塔２１内の下部には、第１水微粒噴霧ノズル２３が設置されており、少量の水量で、平均粒径が１０μｍから６０μｍの細かい水滴が噴霧されている。第１反応層２５を通過したガス中の臭気成分、及びオゾンガスは、濃度が低く十分に混合されガス中に分散し状態で、第１水微粒噴霧ノズル２３の噴霧水滴と接触することになる。
【００５６】
そのため、第１水微粒噴霧ノズル２３を用いて、微細な水滴を噴霧すると、多量の水滴がガス中の全面に分散し、噴霧水滴と臭気成分、及びオゾンガスとの接触効率が高められる。また、噴霧水滴を微細化することで、水滴の単位容積あたりの吸収表面積が増大し、臭気成分、及びオゾンガスの吸収量を高めることができる。これらの微細な水滴はガスに同伴され第２脱臭塔２１内の上部に送られる。
【００５７】
第１水微粒噴霧ノズル２３の下流には、第２反応層２６が設置されている。この第２反応層２６も第１反応層２５と同様に繊維質材の反応層から構成されている。ここでも、第１反応層２５と同様に水滴を繊維質材で捕捉し、水滴中に溶存した臭気成分とオゾンガスとの反応時間を確保している。そのため、臭気成分の酸化分解反応がさらに推進される。
【００５８】
またこの間、繊維質材に捕捉された水滴への臭気成分、及びオゾンガスの吸収が徐々に行われる。第２反応層２６の繊維質材に捕捉された水滴は、継続して捕捉される水滴と合体し下部に落下する。この間、捕捉された水滴中では、臭気成分の酸化分解反応が起こる。
【００５９】
第２脱臭塔２１にも第１脱臭塔２０と同様に第２貯水器３１があり、第２反応層２６から落下する水滴は第２貯水器３１に入る。第２貯水器３１では水が一定時間保持されるため、ここでも反応時間が確保され、水に溶存した臭気成分はオゾンと反応し分解消滅する。
【００６０】
第２脱臭塔２１の第２反応層２６を通過したガスは、第２脱臭塔２１の上部の第２ダクト６３を通り、第３脱臭塔５０の上部に入る。第３脱臭塔５０の内部は、ガス流れの上流に第２水微粒噴霧ノズル５２が設置され、下流に第３反応層５４が設置された脱臭部から構成され基本的には第２脱臭塔２１と同様な形状である。
【００６１】
第２反応層２６を通過したガス中の臭気成分、及びオゾンガスは、濃度がさらに低く十分に混合されガス中に分散し状態で、第２水微粒噴霧ノズル５２の微細な噴霧水滴と接触することになる。噴霧水滴の微細化により、臭気成分、及びオゾンガスとの接触効率が高められ、水滴の吸収表面積の増大により、臭気成分、及びオゾンガスの吸収量を高めることができ、臭気成分の酸化分解が促進される。微細な液滴はガス流れに同伴され第３反応層５４に達し捕集され、捕集された水滴中で臭気成分の酸化分解がさらに促進される。
【００６２】
第３脱臭塔５０の第３反応層５４を通過したガスは、第４脱臭塔５１の下部の第３ダクト６４を通り、第４脱臭塔５１の下部に入る。第４脱臭塔５１の内部は、ガス流れの上流に第３水微粒噴霧ノズル５３が設置され、下流に第４反応層５５が設置された脱臭部から構成され基本的には第２脱臭塔２１、及び第３脱臭塔５０と同様な形状である。
【００６３】
第４脱臭塔５１の下部から供給されたガスは、第３水微粒噴霧ノズル５３の微細な噴霧水滴と接触することになる。噴霧水滴の微細化により、臭気成分、及びオゾンガスとの接触効率が高められ、吸収表面積の増大により、臭気成分、及びオゾンガスの吸収量を高めることができ、臭気成分の酸化分解が促進される。微細な液滴はガス流れに同伴され第４反応層５５に達し捕集され、臭気成分の酸化分解がさらに促進される。
【００６４】
この第４反応層５５は、ガスに同伴された微細な水滴を繊維質材で捕集し、後続に水滴を排出させない働きも持っている。いわゆるデミスタの働きをもっている。第４反応層５５の繊維質材に付着した水滴に、臭気成分とオゾンガスが溶解し、排出ガスは無臭化される。無臭化されたガスは第４脱臭塔５１の上部の処理ガスライン１０から排出される。
【００６５】
第３脱臭塔５０、及び第４脱臭塔５１にも第１脱臭塔２０、及び第２脱臭塔２１と同様な理由により、脱臭塔の下部に第３貯水器６０と第４貯水器６１が設置されている。第１貯水器３０と第２貯水器３１の水は第１ダクト３４で連結されており、第２貯水器３１と第３貯水器６０の水は連絡管６２で連絡され、第３貯水器６０と第４貯水器６１の水は第３ダクト６４で連絡されている。臭気成分が消滅したこれらの水は水抜き出し管３２より排水される。また、第１貯水器３０、第２貯水器３１、第３貯水器６０、及び第４貯水器６１にはドレン管３３が取り付けられており、水中に含まれる固形分は定期的に除去される。
【００６６】
無臭化されたガスは第４脱臭塔５１の上部の処理ガスライン１０から取り出され、ファン１１により排出される。また、排ガス中にオゾンガスが残っている条件では、残オゾン処理器１２を設置することで除去される。
【００６７】
なお、図３では第１脱臭塔２０内に水噴霧のズル２２と第１反応層２５を設置し、第２脱臭塔２１、第３脱臭塔５０、第４脱臭塔５１内に第３水微粒噴霧のズル５３と第４反応層５５からなる脱臭部を設置した構成を示したが、一基の脱臭塔内に水噴霧のズル２２と第１反応層、及び複数の脱臭部を設置するなど、組み合わせは自由であり、状況に応じた脱臭塔の構成を選択することができる。
【００６８】
次に、４基の脱臭塔の配置について説明する。図４は本発明の４基の脱臭塔から構成されるオゾン脱臭装置の配置の説明図である。図４の（ａ）は４基の脱臭塔を矩形に設置した場合であり、（ｂ）は４基の脱臭塔を直列に設置した場合である。（ａ）では臭気成分を含むガスがガス供給ライン３から第１脱臭塔２０に供給される。第１脱臭塔２０で脱臭処理されたガスは第１ダクト３４を通り、第２脱臭塔２１に送られ脱臭処理される。
【００６９】
第２脱臭塔２１では、第１ダクト３４と直角の位置に取り付けられた第２ダクト６３から脱臭処理されたガスが第３脱臭塔５０に送られ脱臭処理される。第３脱臭塔５０では、第２ダクト６３と直角の位置に取り付けられた第３ダクト６４から脱臭処理されたガスが第４脱臭塔５１に送られ脱臭処理される。第４脱臭塔５１で脱臭処理されたガスは処理ガスライン１０から排出される。
【００７０】
また、（ｂ）は細長い敷地に設置する場合を考慮したものである。第１脱臭塔２０、第２脱臭塔２１、第３脱臭塔５０、第４脱臭塔５１を第１ダクト３４、第２ダクト６３、第３ダクト６４で直線的に接続した構成を示す。臭気成分の性状、濃度によりさらに脱臭時間が必要な場合は、これらの構成からさらに脱臭塔を追設することで目標とする性能を達成することができる。
【００７１】
これらの脱臭塔の構造で異なる部分は、臭気を含むガスの入口、及び排ガスの出口のダクトの位置、各種ノズルの取り付け位置、及び反応層のみである。脱臭塔のダクトの取り付け孔は予め脱臭塔の上部と下部に設けておき、不要なダクト孔にはめくら板を設置することで対応できる。
【００７２】
また、第１脱臭塔２０の場合は上部にオゾン供給ノズル２４、水噴霧ノズル２２用の取り付け部を設け、下部に第１反応層２５の取り付け部を設けることになる。第２脱臭塔２１以降は、第１脱臭塔２０と同一形状の脱臭塔の上部及び下部に、水微粒噴霧のズルの取り付け部を設け、不要な取り付け部は閉鎖することで容易に対応できる。また、繊維質材からなる反応層は、取り付け座を脱臭塔内の上部及び下部に設置し、必要な座を利用することで対応することができる。すなわち、臭気成分の性状あるいは濃度の変化による脱臭塔の大きさの変更を、同一形状の脱臭塔の設置基数を変化させることにより対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のオゾン脱臭装置の説明図である。
【図２】本発明の水噴霧ノズルの説明図である。
【図３】本発明の４基の脱臭塔から構成されるオゾン脱臭装置の説明図である。
【図４】本発明の４基の脱臭塔から構成されるオゾン脱臭装置の配置の説明図である。
【図５】従来のオゾン脱臭装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    オゾン脱臭装置
２    脱臭塔
３    ガス供給ライン
４    オゾン発生器
５    水供給管
６    水ポンプ
７    水ノズル
８    循環ポンプ
９    循環ライン
１０  処理ガスライン
１１  ファン
１２  残オゾン処理器
２０  第１脱臭塔
２１  第２脱臭塔
２２  水噴霧ノズル
２３  第１水微粒噴霧ノズル
２４  オゾン供給ノズル
２５  第１反応層
２６  第２反応層
３０  第１貯水器
３１  第２貯水器
３２  水抜き出し管
３３  ドレン管
３４  第１ダクト
４０  噴霧水
４１  旋回ガス流
５０  第３脱臭塔
５１  第４脱臭塔
５２  第２水微粒噴霧ノズル
５３  第３水微粒噴霧ノズル
５４  第３反応層
５５  第４反応層
６０  第３貯水器
６１  第４貯水器
６２  連絡管
６３  第２ダクト
６４  第３ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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