(57)【要約】【課題】  本発明は、シンプル且つ物理的強度に優れ、しかも触媒の活性を向上し、サイクロンだけでは捕集が困難な焼却炉や工場その他の各種産業活動により発生する煤煙やダイオキシン等の有害物質、内燃機関から排出される排ガスに含まれる黒煙やＰＭなどの微粒子及びＮＯｘやＳＯｘ等の有害な気体成分を効率よく処理することができる新規な被処理物を含有する流体の処理方法、サイクロン装置及びこの装置を用いた煤煙処理装置並びに排気ガス処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロンを用いた被処理物を含む流体の処理方法であって、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、排出管から排出された流体と触媒とを接触させることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロンを用いた被処理物を含む流体の処理方法であって、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、排出管から排出された流体と触媒とを接触させることを特徴とする被処理物を含む流体の処理方法。
【請求項２】
被処理物を含有する流体に旋回運動を与えて該流体中の被処理物を処理するサイクロン装置であって、このサイクロン装置は、流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロン、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う容器であって、当該容器内において前記排出管を露出させる排出容器、及び前記容器内に設置された触媒からなることを特徴とするサイクロン装置。
【請求項３】
複数のサイクロンにおける各サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を一の排出容器によって囲うと共に当該容器内において前記複数のサイクロンにおける各排出管を露出させる請求項２に記載のサイクロン装置。
【請求項４】
複数のサイクロンのうち、半数のサイクロンにおける旋回流の向きが、残り半数のサイクロンにおける旋回流の向きと反対方向である請求項２又は３に記載のサイクロン装置。
【請求項５】
更に、吸着剤及び／又はフィルタが容器内に設置されてなる請求項２ないし４のいずれか１項に記載のサイクロン装置。
【請求項６】
請求項２ないし５に記載されたサイクロン装置を用いて煤煙を処理することを特徴とする煤煙処理装置。
【請求項７】
請求項２ないし５に記載されたサイクロン装置を用いて内燃機関から排出される排気ガスを処理することを特徴とする排気ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物を含有する流体に旋回運動を与えて該被処理物を含有する流体を処理する被処理物を含有する流体の処理方法、サイクロン装置及びこの装置を用いてなる煤煙処理装置並びに排気ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉状ないし粒状の被処理物を含有する流体に旋回運動による遠心力を与えて該流体中の被処理物を処理するいわゆるサイクロン（遠心力集塵装置）は、垂直に立てた略筒状の容器本体（サイクロン本体）における流体導入口に管路を接続し、この管路を通して粉状ないし粒状の被処理物を含有する流体を容器本体内壁の接線方向に導入して旋回速度成分を発生させることにより、流体に比べて比重の大きい被処理物を旋回運動によって発生する遠心力によって容器本体の内壁に押し付けつつ容器下部に落下させ、併せて被処理物が取り除かれた流体を容器本体の中心付近に立てられた排出用の筒から排出させるものが一般的である。
【０００３】
このサイクロンの原理自体は１９世紀に既に発明されており、現在、このサイクロンの原理を応用した技術は様々な分野において種々開発されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、サイクロンによる遠心分離機構だけでは、焼却炉や工場その他の各種産業活動により発生する煤煙やダイオキシン等の有害物質、或いは内燃機関から排出される排ガスに含まれる黒煙やＰＭなどの微粒子の捕集は困難であり、即ち、被処理物に含まれる質量の小さな微粒子については、サイクロン内壁に押し付けられる前に、サイクロンの中心部の流れに巻き込まれて流体と共に排出管から排出されるといった問題がある。
【０００５】
このため、これらの微粒子については、サイクロンの排出管に連通した配管を介して下流にフィルタや吸着剤を設け、当該フィルタや吸着剤と前記微粒子とを接触させることによって物理的に除去することが一般的となっている。
【０００６】
しかしながら、フィルタや吸着剤による物理的な除去では、継続的な使用により、当該フィルタが目詰まりを起こしたり、吸着剤の吸着能が劣化したりするため、頻繁なフィルタの掃除を要したり、定期的な吸着剤の交換が必要となる。
【０００７】
又、焼却炉や工場その他の各種産業活動により発生する煤煙や内燃機関から排出される排ガスには、いわゆるＮＯｘやＳＯｘ等の有害な気体成分が含まれているが、これらの気体成分については、サイクロンで捕集できない上、フィルタや吸着剤では除去が困難である。
【０００８】
最近では、これらの微粒子や気体成分については、サイクロンの排出管に連通した配管を介して下流に設けられた触媒層に導き、当該触媒層において前記微粒子と触媒とを接触させることによって処理することが一般的となっている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１８７３２０号公報
【００１０】
前記特許文献１に記載の発明は、焼却炉から生ずる排ガスをサイクロンで除塵処理した後、更にセラミックフィルタで処理し、次いで触媒層と接触させることを特徴とする排ガスの処理方法であり、焼却炉から排出されるダイオキシン類を効果的に除去するものであるが、触媒の活性を向上するために触媒層の温度を２００〜４５０℃程度の範囲に設定する必要がある。
【００１１】
又、一般的に、サイクロンにおける排出管は、サイクロン本体内の旋回流に絶えずさらされていることから常時小刻みに振動しており、排出管に連通する配管を介して流体を触媒層に導く手段では、排出管や配管の一部にクラックや破損が生じやすいといった問題が生じる。
【００１２】
特に、最近では複数のサイクロンを備えたいわゆるマルチサイクロンシステムが開発されているが、サイクロンの数を増やせばその分各サイクロンから排出される流体を触媒層に導くための配管が必要となり、配管と排出管との接合部分が増え、増やしたサイクロンの数だけクラックや破損が生じる虞のある部分が増えるといった問題がある。
【００１３】
加えて、このようなマルチサイクロンシステムにおいては、各サイクロンから排出される流体を触媒に導くための配管が増えることに起因する配管の設置場所の確保が問題となり、設置スペースが限られ、その確保が困難な分野、例えば自動車等の排気ガス処理装置等として車体に設置することなどは物理的に不可能になる。
【００１４】
この点につき、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロンを用いた被処理物を含む流体の処理方法であって、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、排出管から排出された流体と触媒とを接触させることを特徴とする被処理物を含む流体の処理方法（以下、本発明方法と称する。）を完成するに至ったのである。
【００１５】
また、同時に本発明者は、被処理物を含有する流体に旋回運動を与えて該流体中の被処理物を処理するサイクロン装置であって、このサイクロン装置は、流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロン、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う容器であって、当該容器内において前記排出管を露出させる排出容器、及び前記容器内に設置された触媒からなることを特徴とするサイクロン装置（以下、本発明装置と称する。）を完成するに至ったのである。
【００１６】
即ち、本発明者は、排出管から排出された流体を触媒に接触させて処理するにあたり、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、サイクロンによる遠心分離機構だけでは、捕集が困難な微粒子や気体成分についても効率よく処理することができるとの知見を得たのである。
【００１７】
また、本発明者は、排気ガスや煤煙等の流体が持つ熱や、サイクロン内壁に流体や被処理物が擦り付けられることにより生ずる摩擦熱などによってサイクロンの作動時にサイクロン本体が加熱する点に着目し、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、即ち、サイクロン本体に隣接する位置ないしその近辺に触媒を設置することにより、サイクロン本体から発生する熱を触媒に効率よく伝達することができ、この結果、触媒の活性を著しく向上することができるとの知見を得たのである。
【００１８】
更に、前述のように、サイクロンにおける排出管は、サイクロン本体内の旋回流に絶えずさらされていることから、常時小刻みに振動しており、排出管に連通する配管を介して流体を触媒に導く従来の手段では、排出管や配管の一部にクラックや破損が生じやすいといった問題が生じるが、本発明においては、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う排出容器内において前記排出管を露出していることから、排出管が他の配管とは独立の状態で存在し、このため排出管の振動に起因するクラックや破損が生じ得ないとの知見も得たのである。
【００１９】
特に、複数のサイクロンを併用するいわゆるマルチサイクロンシステムにおいては、複雑な配管設備が不要となり、非常にシンプルな構成のマルチサイクロンシステムを構築できるとの知見も得たのである。
【００２０】
加えて、サイクロン本体と触媒が設けられる排出容器を一体化することにより、サイクロン装置のコンパクト化及び省設置スペースの実現が図れると共に外的衝撃を受けることによるサイクロン本体のへこみや破損を防止することができるとの知見も得たのである。
【００２１】
本発明は、上記知見に基づき完成されたものであり、シンプル且つ物理的強度に優れ、しかも触媒の活性を向上し、サイクロンだけでは捕集が困難な焼却炉や工場その他の各種産業活動により発生する煤煙やダイオキシン等の有害物質、内燃機関から排出される排ガスに含まれる黒煙やＰＭなどの微粒子及びＮＯｘやＳＯｘ等の有害な気体成分を効率よく処理することができる新規な被処理物を含有する流体の処理方法、サイクロン装置及びこの装置を用いた煤煙処理装置並びに排気ガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
以上の課題を解決する手段である本発明方法は、流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロンを用いた被処理物を含む流体の処理方法であって、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、排出管から排出された流体と触媒とを接触させることを特徴とする。
【００２３】
又、本発明装置は、被処理物を含有する流体に旋回運動を与えて該流体中の被処理物を処理するサイクロン装置であって、このサイクロン装置は、流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロン、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う容器であって、当該容器内において前記排出管を露出させる排出容器、及び前記容器内に設置された触媒からなることを特徴とする。
【００２４】
更に、本発明の煤煙処理装置並びに排気ガス処理装置は、前記本発明装置を用いて、焼却炉や工場その他の各種産業活動により発生する煤煙やダイオキシン等の有害物質、或いは内燃機関から排出される排気ガスを処理することを特徴とするものである。
以下、本発明方法、本発明装置及びこの装置を用いてなる煤煙処理装置並びに排気ガス処理装置について順に詳細に説明する。
【００２５】
本発明方法による処理対象物である「被処理物を含有する流体」としては、本発明方法において用いられるサイクロン本体中を滞留することなく速やかに移動することができる程度の流動性があるものであれば特に限定されるものではない。
【００２６】
具体的に例えば、焼却炉や内燃機関、工場その他の各種産業活動から排出される流体、例えば、製造業、発電業、建設業、廃棄物処理業及び農業等の各種産業において排出される排ガスや煤煙、バイク、自動車、トラック、バス、機関車及び船舶等の各種交通機関から排出される排気ガス等を挙げることができる。
【００２７】
そして、本発明方法は、このような被処理物を含有する流体を処理するための方法であり、流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロンを用いた被処理物を含む流体の処理方法であって、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、排出管から排出された流体と触媒とを接触させる点に最も大きな特徴を有する。
【００２８】
即ち、本発明方法においては、まず、被処理物を含有する流体をサイクロン本体に導入し、該サイクロン本体において前記被処理物を含有する流体に旋回運動を与える。
【００２９】
この旋回運動によって流体中の被処理物の大部分はサイクロン本体内壁側に偏り、旋回運動を伴いながらサイクロン本体下部に向かい、該サイクロン本体下部において捕集されたり、サイクロン本体内壁への擦り付けにより生じる摩擦熱によりガス化したりする。
【００３０】
一方、被処理物に含まれる微粒子（例えば、粒径約１μｍ以下程度の微粉塵）の一部ないし全部や、前記ガス化された被処理物を含むＮＯｘやＳＯｘ等の気体成分は、サイクロンの中心部の流れに巻き込まれて流体と共に排出管から排出される。
【００３１】
この点につき、本発明方法においては、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、サイクロンによる遠心分離機構だけでは、捕集が困難な微粒子や気体成分についても効率よく処理することができるのである。
【００３２】
また、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、即ち、サイクロン本体に隣接する位置ないし近辺に触媒を設けることにより、排気ガスや煤煙等の流体が持つ熱やサイクロン運転中にサイクロン本体から発生する熱を触媒に効率よく伝達することができ、この結果、触媒の活性を著しく向上することができるのである。
【００３３】
更に、前述のように、サイクロンにおける排出管は、サイクロン本体内の旋回流に絶えずさらされていることから、常時小刻みに振動しており、排出管に連通する配管を介して流体を触媒に導く従来の手段では、排出管や配管の一部にクラックや破損が生じやすいといった問題が生じるが、本発明方法においては、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う排出容器内において前記排出管を露出していることから、排出管が他の配管とは独立の状態で存在し、このため排出管の振動に起因するクラックや破損が生じ得ないのである。
【００３４】
特に、複数のサイクロンを併用するいわゆるマルチサイクロンシステムにおいては、複雑な配管設備が不要となり、非常にシンプルな構成のマルチサイクロンシステムを構築できるのである。
【００３５】
加えて、サイクロン本体と触媒が設けられる排出容器を一体化することにより、サイクロン装置のコンパクト化及び省設置スペースの実現が図れるのであり、更に、サイクロン本体全体を排出容器としてのケーシング（カバー）で囲むことにより、外的衝撃を受けた際のサイクロン本体のへこみや変形を防止することができるのであり、これによりサイクロン本体のへこみや変形に起因する処理能力の低下を未然に防ぐことができるのである。
【００３６】
次に、本発明装置について説明するが、前記本発明方法と重複する点については、繰り返しを避けるため説明を省略する。
【００３７】
本発明装置は、被処理物を含有する流体に旋回運動を与えて該流体中の被処理物を処理するサイクロン装置であって、このサイクロン装置は、流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなるサイクロン、前記サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う容器であって、当該容器内において前記排出管を露出させる排出容器、及び前記容器内に設置された触媒からなることを特徴とする。
【００３８】
本発明装置において用いられる「サイクロン」としては、流体旋回用のサイクロン本体、流体導入用の導入管及び流体排出用の排出管からなる一般的なサイクロンであれば、特に限定されるものではなく、即ち、導入された流体を旋回させ、その遠心力を利用して粉塵等の被処理物を処理する原理を利用した従来公知のサイクロンを好適に用いることができる。
【００３９】
又、本発明装置において用いられる「排出容器」は、前記サイクロンにおけるサイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う（密閉する）容器であって、当該容器内において前記排出管の先端（流体の出口端）を露出させるものである。
【００４０】
なお、この排出容器には、当該容器内において触媒と接触して処理された流体を最終的に容器外に排出するための第２排出管が備えられる。
【００４１】
又、この排出容器においては、少なくとも流体や触媒が漏れ出したりしない程度の気密性が必要となるが、本発明装置においては、触媒の交換やメンテナンスを容易にするために、開閉可能な蓋を設けても良い。
【００４２】
更に、本発明装置において前記排出容器内に設置される触媒としては、流体中の被処理物或いは気体成分と接触することにより、当該被処理物や気体成分をほぼ安全な状態に処理するものであれば、特に限定されるものではなく、具体的に例えば、チタン、バナジウム、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、スズ、タンタル、ランタン及びセリウム等から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物や、ニッケル触媒、プラチナ触媒、アルミナ触媒等に代表される従来公知の無機触媒、白金、ロジウム及びパラジウムからなるいわゆる三元触媒或いは尿素の結晶等を適宜選択して用いることができる。
【００４３】
ここで、本発明装置において触媒を排出容器内に設置するにあたっては、当該触媒をそのまま排出容器内に投入しても良く、又、排出容器内をフィルタや網状体或いはパンチングメタル等の流体が通過し得る形状の仕切り板で適宜仕切り、各室内に前記触媒を投入しても良く、更に、前記触媒を適宜支持体（例えば、アルミナ、シリカ、セラミック、コージェライト、チタニア、ステンレス鋼等からなる板状、棒状、球状、網状、ハニカム状、円柱状或いは円筒状などの支持体）に接着、塗布、はめ込みその他の手段により担持させたものを、排出容器の内壁、床面若しくは天井面などに取り付けたり、排出容器内において積層したり、当該触媒を担持させた支持体によって排出容器内を適宜仕切ったりすることにより設置しても良いのであり、所望によって、これらの設置手段を適宜併用しても良いのである。
【００４４】
そして、本発明装置においては、被処理物を含む流体がサイクロン本体へ送り込まれることによりサイクロン本体内において旋回運動を与えられ、この旋回運動によって被処理物の大部分はサイクロン本体内壁側に偏り、旋回運動を伴いながらサイクロン本体下部に向かい、該サイクロン本体下部において捕集されたり、サイクロン内壁への擦り付けによって生じる摩擦熱によりガス化したりする。
【００４５】
一方、被処理物に含まれる微粒子（例えば、粒径１μｍ以下程度の微粉塵）の一部ないし全部や、ガス化された被処理物を含むＮＯｘ或いはＳＯｘ等の気体成分は、サイクロンの中心部の流れに巻き込まれて流体と共に排出管から排出される。
【００４６】
この点につき、本発明装置においては、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、サイクロンによる遠心分離機構だけでは、捕集が困難な微粒子や気体成分についても効率よく処理することができるのである。
【００４７】
また、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において前記排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、即ち、サイクロン本体に隣接する位置ないし近辺に触媒を設けることにより、排気ガスや煤煙等の流体が持つ熱やサイクロン運転中にサイクロン本体から発生する熱を触媒に効率よく伝達することができ、この結果、触媒の活性を著しく向上することができるのである。
【００４８】
更に、前述のように、サイクロンにおける排出管は、サイクロン本体内の旋回流に絶えずさらされていることから、常時小刻みに振動しており、排出管に連通する配管を介して流体を触媒に導く従来の手段では、排出管や配管の一部にクラックや破損が生じやすいといった問題が生じるが、本発明装置においては、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う排出容器内において前記排出管を露出していることから、排出管が他の配管とは独立の状態で存在し、このため排出管の振動に起因するクラックや破損が生じ得ないのである。
【００４９】
加えて、サイクロン本体と触媒が設けられる排出容器を一体化することにより、サイクロン装置のコンパクト化及び省設置スペースの実現が図れるのであり、更に、サイクロン本体全体を排出容器としてのケーシング（カバー）で囲むことにより、外的衝撃を受けた際のサイクロン本体のへこみや変形を防止することができるのであり、これによりサイクロン本体のへこみや変形に起因する処理能力の低下を未然に防ぐことができるのである。
【００５０】
特に、複数のサイクロンを併用するいわゆるマルチサイクロンシステムを構築する場合においては、複数のサイクロンにおける各サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を、一の排出容器によってまとめて囲うと共に当該容器内において前記複数のサイクロンにおける各排出管を露出させることにより、複雑な配管設備が不要となり、非常にシンプルな構成のマルチサイクロンシステムを構築できるのである。
【００５１】
ここで、本発明装置において複数のサイクロンを併用するいわゆるマルチサイクロンシステムを構築する場合、当該複数のサイクロンの総数を偶数とし、当該複数のサイクロンのうち、半数のサイクロンの旋回流の向きを、残り半数のサイクロンの旋回流の向きと反対方向とすることが好ましく、このように構成することにより、各サイクロンにおいて発生するノイズの位相が、旋回流の向きが異なるサイクロン同士で反対となり、互いのノイズを打ち消しあって発生するノイズが非常に小さくなるのであり、自動車等の内燃機関から生じるエンジン音を小さくするマフラー等のサイレンサー（消音装置）として使用することも可能となるのである。
【００５２】
なお、本発明装置においては、前記排出容器内に触媒と共にフィルタや吸着剤を設置することが好ましい。
【００５３】
前述のように、サイクロンの排出管に連通した配管を介して下流にフィルタや吸着剤を設け、当該フィルタや吸着剤と前記微粒子とを接触させることによって物理的に除去する従来の手段では、継続的な使用により、当該フィルタが目詰まりを起こしたり、吸着剤の吸着能が劣化したりするため、頻繁にフィルタの掃除を要したり、定期的な吸着剤の交換が必要となる。
【００５４】
しかしながら、本発明装置においては、前記排出容器内に触媒と共にフィルタや吸着剤を設置することにより、即ち、サイクロン本体に隣接する位置ないし近辺にフィルタや吸着剤を設けることにより、一旦フィルタや吸着剤に捕集された微粉塵は、排気ガスや煤煙等の流体が持つ熱やサイクロン運転中にサイクロン本体から発生する熱に継続的にさらされ、当該微粉塵の一部ないし全部がガス化したり、前記吸着剤が賦活化されたりすることになり、結果として、フィルタや吸着剤の寿命が長期化するのである。
【００５５】
そして、本発明装置においては、前記フィルタや吸着剤と共に触媒が設けられることから、ガス化された微粉塵は、隣接する触媒と接触して速やかに処理されるのであり、単にフィルタや吸着剤を用いる場合と比較して、非常に効果的に流体を処理することができるのである。
【００５６】
ここで、前記吸着剤としては、流体中の被処理物と接触することにより、当該被処理物を吸着するものであれば、特に限定されるものではなく、具体的に例えば、活性炭やシリカゲル、ゼオライト或いは多孔質セラミックの粉状物や粒状物等の従来公知の吸着剤を適宜選択して用いることができ、又、フィルタとしても特に限定されるものではなく、一般的にはセラミックフィルタ等の従来公知のフィルタを適宜選択して用いることができる。
【００５７】
なお、前記吸着剤やフィルタの排出容器内への設置方法としては、前述の触媒の設置方法と同様の方法で設置することができるため、繰り返しを避けるためここでは説明を省略する。又、フィルタを支持体として、当該フィルタに触媒や吸着剤を担持させても良い。
【００５８】
本発明の煤煙処理装置は、前記本発明装置を用いて、煤煙を処理するものであり、即ち、焼却炉や工場その他の各種産業活動により発生する煤煙や排ガス、更にこれらの煤煙や排ガスに含まれるダイオキシン等の有害物質を本発明装置に導入して、効果的に処理するものであり、耐久性に優れ、処理効率が高い非常に優れた煤煙処理装置である。
【００５９】
又、本発明の排気ガス処理装置は、前記本発明装置を用いて内燃機関から排出される排気ガスを処理することを特徴とするものであり、即ち、自動車や船舶等のエンジンに代表されるディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガスを本発明装置に導入して処理するものであり、耐久性に優れ、処理効率が高く、しかも複数のサイクロンを用いることによる消音効果によりマフラー等の消音装置を取り付ける必要がなくなる非常に優れた排気ガス処理装置である。
【発明の効果】
【００６０】
本発明は、シンプル且つ物理的強度に優れ、しかも触媒の活性を向上し、サイクロンだけでは捕集が困難な焼却炉や工場その他の各種産業活動により発生する煤煙やダイオキシン等の有害物質、或いは内燃機関から排出される排ガスに含まれる黒煙やＰＭなどの微粒子ＮＯｘやＳＯｘ等の有害な気体成分等を効率よく処理することができる新規な被処理物を含有する流体の処理方法、サイクロン装置及びこの装置を用いた煤煙処理装置並びに排気ガス処理装置である。
【００６１】
即ち、本発明は、排出管から排出された流体を触媒などに接触させて処理するにあたり、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、サイクロンによる遠心分離機構だけでは、捕集が困難な微粒子や気体成分についても効率よく処理することができるのである。
【００６２】
また、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を排出容器で囲うと共に当該容器内において排出管を露出し、併せて当該容器内に触媒を設置することにより、即ち、サイクロン本体に隣接する位置ないし近辺に触媒を設置することにより、排気ガスや煤煙等の流体が持つ熱やサイクロン運転中にサイクロン本体から発生する熱を触媒に効率よく伝達することができ、この結果、触媒の活性を著しく向上することができるのである。
【００６３】
更に、サイクロンにおける排出管は、サイクロン本体内の旋回流に絶えずさらされていることから、常時小刻みに振動しており、排出管に連通する配管を介して流体を触媒に導く従来の手段では、排出管や配管の一部にクラックや破損が生じやすいといった問題が生じるが、本発明においては、サイクロン本体の少なくとも一部ないし全部を囲う排出容器内において前記排出管を露出していることから、排出管が他の配管とは独立の状態で存在し、このため排出管の振動に起因するクラックや破損が生じ得ないのである。
【００６４】
特に、複数のサイクロンを併用するいわゆるマルチサイクロンシステムにおいては、複雑な配管設備が不要となり、非常にシンプルな構成のマルチサイクロンシステムを構築できるのである。
【００６５】
加えて、サイクロン本体と触媒が設けられる排出容器を一体化することにより、サイクロン装置のコンパクト化及び省設置スペースの実現が図れるのであり、更に、サイクロン本体全体を排出容器としてのケーシング（カバー）で囲むことにより、外的衝撃を受けた際のサイクロン本体のへこみや変形を防止することができるのであり、これによりサイクロン本体のへこみや変形に起因する処理能力の低下を未然に防ぐことができるのである。
【００６６】
本発明の煤煙処理装置は、前記本発明装置を用いて、煤煙を処理するものであり、即ち、焼却炉や工場その他の各種産業活動により発生する煤煙や排ガス、更にこれらの煤煙や排ガスに含まれるダイオキシン等の有害物質を本発明装置に導入し、効率よく処理するものであり、耐久性に優れ、処理効率が高い非常に優れた煤煙処理装置である。
【００６７】
又、本発明の排気ガス処理装置は、前記本発明装置を用いて内燃機関から排出される排気ガスを処理することを特徴とするものであり、即ち、自動車や船舶等のエンジンに代表されるディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガスを本発明装置に導入し、効率よく処理するものであり、耐久性に優れ、処理効率が高く、しかも複数のサイクロンを用いることによる消音効果によりマフラー等の消音装置を取り付ける必要がなくなる非常に優れた排気ガス処理装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６９】
図１は、実施例１に係る本発明装置１を示す模式図であり、この本発明装置１は、サイクロン２及び排出容器３からなり、前記排出容器３を透過状態で示すことにより、当該容器３内が視認できるようにしてある。
【００７０】
サイクロン２は、導入された流体を旋回させ、その遠心力を利用して粉塵等の被処理物を処理する原理を利用した従来公知のサイクロンであり、流体旋回用の略円柱状の胴体部２１１及び該胴体部の下部に連続して設けられる略円錐状の胴体下部２１２からなるサイクロン本体２１、流体導入用の導入管２２及び流体排出用の排出管２３からなる一般的なサイクロンである。
【００７１】
又、排出容器３は、前記サイクロン２におけるサイクロン本体２１の一部を囲う容器であって、当該容器３内において前記排出管２３を露出させるものである。
【００７２】
更に、容器３内には、触媒４及び吸着剤５が設置（投入）されている。
【００７３】
本実施例においては、被処理物を含む流体が、前記導入管２２から前記サイクロン本体２１内に導入される。
【００７４】
そして、サイクロン本体２１へ送り込まれた被処理物を含む流体は、サイクロン本体２１内において旋回運動を与えられ、流体に比べて比重の大きい被処理物の大部分は、サイクロン本体２１の内壁に押し付けられつつサイクロン本体２１下部において捕集される。
【００７５】
一方、被処理物に含まれる微粒子（例えば、粒径１μｍ以下程度の微粉塵）の一部ないし全部や、サイクロン本体２１内壁への擦り付けによって生じる摩擦熱によりガス化された被処理物を含むＮＯｘ或いはＳＯｘ等の気体成分は、サイクロン本体２１内における中心部の流れに巻き込まれて流体と共に排出管２３から排出される。
【００７６】
この排出管２３から排出された微粒子や気体成分を含む流体は、排出容器３内において、当該排出容器３内に投入された触媒４及び吸着剤５と接触することにより、ほぼ無害な状態に処理されたり、吸着されたりするのであり、次いで、被処理物が処理された清浄な流体が前記排出容器３に設けられた第２排出管３１から排出される。
【００７７】
そして、本実施例においては、サイクロン本体２１に隣接する位置ないし近辺に触媒４を設置することにより、流体が有する熱やサイクロン運転中にサイクロン本体２１から発生する熱を触媒４に効率よく伝達することができるのであり、この結果、触媒４の活性が著しく向上される。
【００７８】
又、サイクロン２における排出管２３は、サイクロン本体２１内の旋回流に絶えずさらされていることから常時小刻みに振動しているが、本実施例においては、排出管２３が第２排出管３１とは独立した状態で存在しているため、排出管２３の振動に起因するクラックや破損が生じないのである。
【実施例２】
【００７９】
図２は、実施例２に係る本発明装置１を示す模式図であり、排出容器３として開閉可能なケーシングを採用し、当該排出容器３における蓋部材３２を開放して示すことにより、当該容器３内が視認できるようにしてある。
【００８０】
サイクロン２は、導入された流体を旋回させ、その遠心力を利用して粉塵等の被処理物を処理する原理を利用した従来公知のサイクロンであり、実施例１で説明したものと同様の一般的なサイクロンである。
【００８１】
又、排出容器３は、前記サイクロン２におけるサイクロン本体２１の全部を囲うケーシングであって、当該容器３内において前記排出管２３を露出させるものである。
【００８２】
更に、排出容器３内は、板状の支持体（仕切り板）６により２つの部屋３ａ，３ｂに仕切られており、触媒及び吸着剤からなる多孔質状のブロック７が、当該板状の支持体６の複数箇所に設けた貫通孔にはめ込まれて設置されている。
【００８３】
そして、本実施例においては、被処理物を含む流体が、前記導入管２２から前記サイクロン本体２１内に導入される。
【００８４】
そして、サイクロン本体２１へ送り込まれた被処理物を含む流体は、サイクロン本体２１内において旋回運動を与えられ、流体に比べて比重の大きい被処理物の大部分は、サイクロン本体２１の内壁に押し付けられつつサイクロン本体２１下部において捕集される。
【００８５】
一方、被処理物に含まれる微粒子（例えば、粒径１μｍ以下程度の微粉塵）の一部ないし全部や、サイクロン本体２１内壁への擦り付けによって生じる摩擦熱によりガス化された被処理物を含むＮＯｘ或いはＳＯｘ等の気体成分は、サイクロン本体２１内における中心部の流れに巻き込まれて流体と共に排出管２３から部屋３ａ内に排出される。
【００８６】
この排出管２３から排出された微粒子を含む流体は、支持体６にはめ込まれた触媒及び吸着剤からなる多孔質状のブロック７に存する微細孔を通過する際に触媒や吸着剤と接触することにより、ほぼ無害な状態に処理されたり、吸着されたりするのであり、次いで、被処理物が処理された清浄な流体が部屋３ｂに排出される。
【００８７】
そして、部屋３ｂに排出された清浄な流体は、排出容器３に設けられた第２排出管３１から排出される。
【実施例３】
【００８８】
図３は、実施例３に係る本発明装置１を示す模式図であり、排出容器３として開閉可能なケーシングを採用し、当該排出容器３における蓋部材３２を開放して示すことにより、当該容器３内が視認できるようにしてある。
【００８９】
サイクロン２は、導入された流体を旋回させ、その遠心力を利用して粉塵等の被処理物を処理する原理を利用した従来公知のサイクロンであり、実施例１で説明したものと同様の一般的なサイクロンである。
【００９０】
そして、本実施例に係る本発明装置１は、複数（２個）のサイクロン２ａ、２ｂを併用するいわゆるマルチサイクロンシステムであり、複数（２個）のサイクロン２ａ、２ｂにおける各サイクロン本体２１ａ、２１ｂを一の排出容器３によってまとめて囲うと共に当該容器３内において前記複数（２個）のサイクロン２ａ、２ｂにおける各排出管２３ａ、２３ｂを突出させたものであり、複雑な配管設備が不要となる、非常にシンプルな構成のマルチサイクロンシステムである。
【００９１】
又、本実施例においては、複数（２個）のサイクロン２ａ、２ｂのうち、一のサイクロン２ａの旋回流の向きが他の一のサイクロン２ｂの旋回流の向きと反対方向となるように構成しており、このように構成することにより、各サイクロンにおいて発生するノイズの位相が反対となり、互いのノイズを打ち消しあって発生するノイズが非常に小さくなるのである。
【００９２】
更に、容器３内は、仕切り板６及び触媒及び吸着剤が表面に担持されたフィルタ状の支持体８により３つの部屋（３ａ、３ｂ、３ｃ）に仕切られており、そのうちの一つの部屋３ｂにおける内壁、床面及び天井面を覆うように触媒及び吸着剤が表面に担持されたフィルタ状の支持体８が設置されている。
【００９３】
そして、本実施例においては、被処理物を含む流体が、容器３に設けられた流体導入管３３から、容器３における部屋３ａに導入される。
【００９４】
部屋３ａに導入された被処理物を含む流体は、部屋３ａ内に露出している各サイクロン２ａ、２ｂにおける導入管２２ａ、２２ｂ以外に逃げ道がないことから、各導入管２２ａ、２２ｂにほぼ均等に分かれて流入し、各サイクロン２ａ、２ｂにおけるサイクロン本体２１ａ、２１ｂ内に導入される。
【００９５】
そして、各サイクロン本体２１（２１ａ、２１ｂ）へ送り込まれた被処理物を含む流体は、それぞれサイクロン本体２１内において旋回運動を与えられ、流体に比べて比重の大きい被処理物の大部分は、サイクロン本体２１の内壁に押し付けられつつサイクロン本体２１下部において捕集される。
【００９６】
一方、被処理物に含まれる微粒子（例えば、粒径１μｍ以下程度の微粉塵）の一部ないし全部や、サイクロン本体２１内壁への擦り付けによって生じる摩擦熱によりガス化された被処理物を含むＮＯｘ或いはＳＯｘ等の気体成分は、サイクロン本体２１内における中心部の流れに巻き込まれて流体と共に排出管２３（２３ａ、２３ｂ）から部屋３ｂ内に排出される。
【００９７】
この排出管２３から排出された微粒子を含む流体は、部屋３ｂ内の壁面、床面及び天井面に設置されたフィルタ状の支持体８に積層された触媒及び吸着剤と接触することにより、ほぼ無害な状態に処理されたり、吸着されたりするのであり、次いで、フィルタ状の支持体８を通過した清浄な流体が部屋３ｃに排出される。
【００９８】
そして、部屋３ｃに排出された清浄な流体は、排出容器３に設けられた第２排出管３１から排出される。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明方法及び本発明装置は、製造業、発電業、建設業、廃棄物処理業及び農業等の各種産業において排出される排ガスや、バイク、自動車、トラック、バス、機関車及び船舶等の各種交通機関から排出される排気ガス等を好適に処理することができるのであり、又、厨房機器、無煙ロースター、集塵設備、空気清浄機、クリーンルーム用設備、船舶用排ガス処理装置、建設機械、農機具、蒸気機関車、ディーゼル機関車、生ゴミ処理機、脱水装置、製材用おがくず分離機或いは皮革屑分別機などにも応用することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は、実施例１に係る本発明のサイクロン装置を示す模式図である。
【図２】図２は、実施例２に係る本発明のサイクロン装置を示す模式図である
【図３】図３は、実施例３に係る本発明のサイクロン装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  サイクロン装置
２  サイクロン
３  排出容器
４  触媒
５  吸着剤
【図１】
2006055726.tif 000003
【図２】
2006055726.tif 000004
【図３】
2006055726.tif 000005