(57)【要約】  【課題】  排ガス中に有機ハロゲン化合物と水銀とが含まれている場合に、該有機ハロゲン化合物と水銀とを効率的に除去しうる排ガス処理方法および排ガス処理装置を提供することを課題とする。  【解決手段】  有機ハロゲン化合物および水銀を含む排ガスから該有機ハロゲン化合物および水銀を除去する排ガスの処理装置であって、排ガスと洗浄油とを接触させる油洗浄手段と、該排ガスと洗浄油とが接触する際に該排ガスの流れ方向と交わる電界を発生させるように配置された電極とを備えたことを特徴とする排ガス処理装置による。【選択図】          図１
2006088010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物および水銀を含む排ガスから該有機ハロゲン化合物および水銀を除去する排ガスの処理装置であって、
排ガスと洗浄油とを接触させる油洗浄手段と、
該排ガスと洗浄油とが接触する際に該排ガスの流れ方向と交わる電界を発生させるように配置された電極とを備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記電極が、同心円状に交互に配置された円筒状の正極および負極を有することを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記電極が、互いに平行に配置された平板状の正極および負極を有することを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
前記電極が、複数の正極および負極を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
前記油洗浄手段が、洗浄油中に排ガスを曝気する方式であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の排ガス処理装置。
【請求項６】
前記油洗浄手段が、排ガス中に洗浄油を散布する方式であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の排ガス処理装置。
【請求項７】
有機ハロゲン化合物および水銀を含む排ガスから該有機ハロゲン化合物および水銀を除去する排ガスの処理方法であって、
排ガスと洗浄油とを接触させると同時に、該排ガスの流れ方向と交わるような電界を生じさせることを特徴とする排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ハロゲン化合物および水銀を含む排ガスの処理装置および処理方法に関し、特に、有機ハロゲン化合物および水銀に汚染された被処理物を加熱処理した際に排出される排ガスについて好適な、排ガス処理装置および排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ダイオキシンやポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）等の有機ハロゲン化合物で汚染された固形物を無害化するため、種々の方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染物質（例えば、土壌等）の加熱処理によって排出される排ガスを、油洗浄式ガス洗浄装置によって洗浄処理し、次いで活性炭による吸着処理を行うことによって清浄化する方法が開示されている。
【０００３】
この油洗浄式ガス洗浄装置は、高温の排ガス中に炭化水素油等の洗浄油を散布する方式（散油式）や、洗浄油中に排ガスを曝気させる方式（油中曝気式）等によって排ガス中の有機ハロゲン化合物を炭化水素油中に分散又は溶解させることにより、排ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を除去するものである。
【特許文献１】特開２００３−２２５６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記汚染物質中に、有機ハロゲン化合物のみならず、水銀が含まれている場合には、汚染物質を加熱処理する際に水銀が排ガス中に混入するため、該水銀を排ガス中から除去する必要がある。
しかしながら、上述のような従来の油洗浄式ガス洗浄装置では、洗浄油によって水銀を効率的に除去することができず、別途、活性炭吸着装置や電気集塵装置によって除去する必要がある。従って、上述のような従来技術によれば、有機ハロゲン化合物の除去と、水銀の除去という２段階のプロセスが必要になるという問題があり、処理設備が大掛かりになるという問題を有していた。
また、活性炭吸着装置を設けた場合でも、油洗浄式ガス洗浄装置においては水銀を充分に除去できないことから、活性炭の交換頻度が高くなり、運転コストが高くなるという問題点もあった。
【０００５】
そこで本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、排ガス中に有機ハロゲン化合物と水銀とが含まれている場合に、該有機ハロゲン化合物と水銀とを効率的に除去しうる排ガス処理方法および排ガス処理装置を提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決すべく、本発明は、有機ハロゲン化合物および水銀を含む排ガスから該有機ハロゲン化合物および水銀を除去する排ガスの処理装置であって、排ガスと洗浄油とを接触させる油洗浄手段と、該排ガスと洗浄油とが接触する際に該排ガスの流れ方向と交わる電界を発生させるように配置された電極とを備えたことを特徴とする排ガス処理装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、有機ハロゲン化合物および水銀を含む排ガスから該有機ハロゲン化合物および水銀を除去する排ガスの処理方法であって、排ガスと洗浄油とを接触させると同時に、該排ガスの流れ方向と交わるような電界を生じさせることを特徴とする排ガス処理方法を提供する。
【０００８】
本発明に係る排ガス処理装置および処理方法によれば、排ガスと洗浄油とを接触させることにより排ガス中の有機ハロゲン化合物が除去されることとなる。しかも、洗浄油との接触と同時に排ガスの流れ方向と交わる電界を作用させることにより、排ガス中に含まれている水銀の付着した粉塵は、該電界の作用を受けて負極側へと移動し、最終的には該負極に付着させることによって排ガス中から除去されることとなる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、排ガス中に有機ハロゲン化合物と水銀とが含まれている場合に、該有機ハロゲン化合物と水銀とを効率的に除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る排ガス処理装置の一実施形態を示した斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の排ガス処理装置１は、下方側から上方側へ向かって排ガスＡを流すように構成された円筒容器状の装置本体２と、該排ガスＡと洗浄油Ｂとを接触させる油洗浄手段３と、該排ガスＡと洗浄油Ｂとが接触する際に該排ガスＡの流れ方向と交わる電界を発生させるように配置された電極４とを備えて構成されている。
【００１１】
具体的には、前記油洗浄手段３としては、装置本体２内の上部、すなわち前記電極４の上方から前記排ガスＡに対して洗浄油Ｂを散布する油噴霧ノズル３１と、装置本体２の下部に溜まった洗浄油Ｂを前記油噴霧ノズル３１に循環させるように配されたポンプ３２および配管３３とを備えている。
【００１２】
一方、電極４は、図２にその断面図を示したように、前記装置本体２の円筒部分と同心となるように配された複数の円筒形の電極を備えており、中心から外側へ向かって正極４１および負極４２が、絶縁体４３を挟んで等間隔で交互に配置された構成となっている。さらに、最も内側に配された電極よりも内側、および最も外側に配された電極と前記装置本体との間には、該排ガスの流通を防止する仕切り（図示せず）が設けられており、斯かる構成により、該排ガス処理装置の装置本体２内に導入された排ガスＡは全て正極４１と負極４２との間を通過するように構成されている。
【００１３】
さらに、正極４１および負極４２は電源装置（図示せず）と接続されており、該電源装置によって電圧が印加されている。また、正極４１と負極４２とは、５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜４０ｍｍの間隔をあけて配置されている。斯かる構成により、正極４１と負極４２との間には、１〜５００ｋＶ／ｍ、好ましくは１００〜４００ｋＶ／ｍの強さの電界が生じるように構成されている。
電極同士の間隔が離れすぎていると電界による作用が小さくなり、効率良く水銀や微粒子を捕獲できない。また、電極同士の間隔が狭すぎると付着した微粒子により電流がショートする虞がある。
また、排ガス流路にかかる電界が弱いと水銀粒子を移動させる力が弱くなり、水銀の捕獲効果が小さくなる。また、電圧が高すぎると放電が起こるため、安全性の面やランニングコストの面からも好ましくない。
【００１４】
正極４１および負極４２は、金属もしくはカーボン等の導電体が、板状または格子状に形成されたものが用いられる。また、処理対象である排ガス中には、塩素成分と水成分とが含まれていることから塩酸や次亜塩素酸が生成されるおそれがあり、これらの酸は金属を腐食させることから、電極板の劣化を防止するベく、表面にフッ素樹脂等の耐薬品性の被膜を形成したものを使用することが好ましい。
【００１５】
格子状の電極（正極および負極）としては、より具体的には、一つの開口部の面積が１〜１０００ｍｍ2、好ましくは１０〜１００ｍｍ2であり、電極板全面積に対する開口部の全面積（即ち、開口率）が、１〜５０％、好ましくは１０〜４０％であるようなものが用いられる。開口率を１０〜４０％とすることにより、微粒子や水銀が付着するための電極面積を確保しつつ、電極を横切る流れを増大させて排ガスＢ全体の流れをより一層複雑とし、微粒子や水銀の除去効果をより一層高めることができる。
【００１６】
さらに、本実施形態に係る排ガス処理装置１では、前記装置本体２の下部に溜まった水を貯留するための排水タンク５を備えており、装置本体２の下部には、溜まった水の量を検知するための液面計５１と、該液面計５１の信号によって作動するバルブ５２およびポンプ５３とが備えられている。
【００１７】
本発明の排ガス処理装置１は、例えば、有機ハロゲン化合物および水銀を含む汚染物質の還元加熱処理によって生じた排ガスを処理するべく、該排ガスの処理工程の一部に設けられる。
前記還元加熱処理装置としては、例えば、汚染物質を内部で加熱する加熱炉と、該加熱炉の周壁に配されたジャケットとを備え、該ジャケットに供給される熱媒体によって汚染物質を所望の温度（例えば、３５０〜６００℃）に加熱しうるように構成され、また、汚染物質を加熱する際には、加熱炉内を還元雰囲気とするべく、例えば窒素ガス等の不活性ガスが供給され、酸素濃度が３％以下、好ましくは１％以下となるように構成されたものを挙げることができる。
【００１８】
また、排ガス処理装置１において使用される洗浄油Ｂとしては、印加された電極とともに使用されるものであるため、電気絶縁性の油を用いることが好ましい。また、上記のような有機ハロゲン化合物を含む排ガスを処理する場合には、該有機ハロゲン化合物をナトリウム分散体によって無害化処理するため、洗浄油Ｂはナトリウム分散体とは反応しない油を用いることが好ましい。
【００１９】
斯かる構成の排ガス処理装置１によれば、装置本体２の下部に導入された有機ハロゲン化合物および水銀を含有する排ガスＡは、複数の円筒状の電極４（即ち、正極４１および負極４２）の間を通って上昇するとともに、油噴霧ノズル３１より噴霧される洗浄油Ｂと気液接触されることとなる。
水銀の付着した粉塵は表面電位を有しているため、上述のようにして形成された電界の作用によって負極４２に引き付けられることとなり、排ガスＡ中から除去されることとなる。さらに、本実施形態では、電極４の上部に配された油噴霧ノズル３１から洗浄油Ｂが噴霧されるため、負極４２に付着した水銀および粉塵は、該洗浄油Ｂによって洗い流され装置本体２の下部にて捕集されることとなる。
また、排ガス処理装置１を複数設けること等によって間欠運転させた場合には、電極４に印加される電圧を０Ｖとしたり、正および負の電圧を逆に印加することも可能であり、これにより電極に付着した水銀および粉塵を、電圧による吸引力の消失又は逆の電圧印加による反発力により、洗浄油Ｂによってより一層洗い流され易いものとすることも可能である。
【００２０】
一方、有機ハロゲン化合物についても、電極４間を上昇する際に、噴霧された洗浄油Ｂと気液接触されることによって該洗浄油中に溶解され、排ガスＡ中から除去されることとなる。
【００２１】
そして、上述のようにして排ガスＡ中から除去された水銀および有機ハロゲン化合物は、同じく排ガスＡ中から除去された水分とともに装置本体２の下部にて回収された後、比重差等を利用することによって洗浄油、水および水銀に分離され、それぞれ再利用される。
【００２２】
排ガスＡ中に含まれている水分は、装置本体２の下部で回収され、比重差等を利用することによって洗浄油と油水分離されるが、貯留量が一定量を超えると液面計によって検知され、バルブ５２およびポンプ５３が作動して排水タンク５へと送られることとなる。
【００２３】
このように、本実施形態の排ガス処理装置１によれば、水銀の除去と有機ハロゲン化合物との除去とが同時に行なわれ、しかも装置本体２の下部において、両者ともに洗浄油とともに回収されることとなるため、水銀と有機ハロゲン化合物とを含む排ガスＡから、該水銀および有機ハロゲン化合物を効率的に除去することが可能となる。
また、洗浄油による冷却効果も相まって、ガス状で存在していた水銀が液滴の粒子状水銀として析出されるため、水銀をより効率的に除去することができる。
このように、ガス状として存在していた水銀も効率的に除去できることから、仮に後段に活性炭吸着装置を設けた場合にも、該活性炭吸着装置へは水銀が到達しにくくなり、その結果、活性炭の交換頻度も極めて少ないものとなる。
【００２４】
また、本実施形態における電極４は、円筒容器状の装置本体２と同心円状となるように複数の円筒状の正極４１および負極４２が略均等間隔で交互に配置されたものであるため、装置内を流れる排ガスに偏りが生じ難く、しかも装置内に発生した電界にも偏りが生じ難いものとなる。これにより、排ガス中に含まれる全ての水銀に対して均等に電界を作用させることができ、より確実に水銀を除去することが可能となる。
【００２５】
さらに、本発明のような排ガス処理装置によれば、一度電極に印加した電圧は、水銀やダストなどの微粒子が電極板に付着した際にわずかに降下するだけであり、その降下した電圧を補充するだけの充電を行なうことで運転を継続することができる。よって、電気集塵機と比較して運転に必要な電力量が極めて少なく、低コストで運転することができる。
【００２６】
尚、本実施形態では、円筒容器状の装置本体と同心円状である複数の円筒状の電極４を用いることによって上述のような優れた効果を奏する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の形状の電極を採用することもできる。
例えば、装置本体が直方体である場合には、平板状の電極を使用することが好ましい。
【００２７】
さらに、電極４として格子状のものを採用した場合には、排ガスが、該排ガス処理装置の入口から出口に向かって直線的に流れるだけでなく、電極を横切るように複雑に流れることとなるため、微粒子や水銀の除去効果がより一層高くなるという効果がある。
【００２８】
尚、排ガス処理装置１に備える油洗浄手段３として、前記実施形態では、油噴霧ノズル３１から洗浄油Ｂを噴霧して洗浄油Ｂと排ガスＡとを向流気液接触させるように構成された散油式ガス洗浄方式を採用したが、本発明はこのような方式に限定されず、排ガスと洗浄油とを接触させることにより排ガス中の有機ハロゲン化合物を除去しうるものであれば他の方式を採用することもできる。
油洗浄手段の他の方式としては、例えば、洗浄油中でノズルから排ガスを曝気させて気液接触させるように構成された、いわゆる油中曝気式の洗浄方式などを採用することができる。この場合には、上記実施形態と同様の電極を洗浄油中に浸漬させたものを使用でき、また、排ガスを曝気させる際には、気泡の上昇速度を抑えるべく、下向きに曝気する方式が好ましい。
【００２９】
斯かる油中曝気式の洗浄方式によれば、洗浄油中に曝気される際に排ガスがより効果的に冷却されるため、ガス状として存在していた水銀をより確実に液化させ、電界の作用によって電極へ付着させることができる。
そして、電極に付着した水銀を除去するには、前記と同様にして電極に印加される電圧を０Ｖとしたり、正および負の電圧を逆に印加することによって電極から水銀を脱離させた後、洗浄油および水とともに水銀を回収すればよい。
【００３０】
また、微粒子および水銀を除去するべく電圧を０Ｖもしくは正負逆とする際には、コンデンサーなどの蓄電手段を利用することによって印加された電圧を有効利用し、運転に要する電力消費量を抑えることも可能である。
【００３１】
さらに、本実施形態では記載していないが、排ガス洗浄装置内に絶縁性の充填物を配置してもよい。排ガス洗浄装置内に絶縁性の充填物を配置した場合には、排ガスの滞留時間が長くなり且つ接触効率が高まるため、これによって排ガス中の有機ハロゲン化合物を洗浄油中により確実に溶解させることができ、排ガスの冷却作用を高めて水銀の除去効率を高めることができる。
斯かる充填物としては、表面が疎水性であるものを好適に使用することができる。表面が疎水性である充填物を使用することによって排ガス中に含まれる水分が充填物表面を覆うことを防止でき、その結果、該充填物表面を伝って電気が流れるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の排ガス処理装置の一実施形態を示す部分断面の斜視図。
【図２】図１の電極を示した断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１        排ガス処理装置
２        装置本体
３        油洗浄手段
４        電極
５        排水タンク
【図１】
2006088010.tif 000003
【図２】
2006088010.tif 000004