(57)【要約】【課題】塗装、めっき、印刷等の各種工場の排気ガスに含まれるミスト、ＶＯＣ、ダストなどの有害成分を、ろ布と２種類のろ過補助材を使って捕集する。ろ過補助材は未利用資源である木材を有効利用し、適宜回収、再生することで経済的なプロセスを確立する。【解決手段】  排気ガスを、付着材２４と吸着剤２３とからなるろ過補助剤の２重層を吸着担持した回転可能な筒状ろ過体２２に通気して処理する。所定時間通気した後、ろ過補助剤を剥離し、これを加熱器３６で再生して付着または吸着した有害成分を分離、無害化して再利用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場内からの排気ガスを、付着材及び吸着材のろ過補助材を使ってろ過する装置において、該装置はろ布の表面に前記の付着材及び吸着材を供給する供給部と、入口排気ダクトに連なるろ布を有する回転円筒ろ過体と、該ろ過体のろ布面に吸着材と付着材の２重層を排気ファンの吸引力によって形成させる手段と、使用済みのろ過補助材を剥離してろ過体の外部に搬出する手段と、搬出したろ過補助材を加熱再生、分離して再利用する手段と、を備えたことを特徴とする工場排気ガスの２層ろ過装置。
【請求項２】
工場内からの排気ガスを、付着材及び吸着材のろ過補助材を使ってろ過する装置において、該装置は工場排気ガスダクトに連なるろ布を有する回転円筒ろ過体と、該ろ過体の回転軸に沿って移動可能なろ過補助材の供給・剥離器があり、該供給・剥離器はスクリュウを備えて補助材をろ布面に散布する内管とろ布面からろ過補助材を吸引除去する外套管とがあり、吸引したろ過補助材を回収するろ過補助材捕集器を備えたことを特徴とする工場排気ガスの２層ろ過装置。
【請求項３】
請求項１または２において、付着材は平均粒径が０．５〜２ｍｍの植物系乾燥粒子であり、吸着材は平均粒径が０．５ｍｍ以下の木質系活性炭粒子であることを特徴とする工場排気ガスの２層ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種工場の排気ガスに含まれる、光化学スモックの原因となる微小粒子状物質や揮発性有機化合物等を効果的に捕集、除去するための工場排気ガスの２層ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気環境中に含まれる微小粒子状物質の規制は、健康上の観点から、粒子径が２．５μｍ以下のものが対象となり、ＷＨＯ、その他各国において、ＰＭ２．５として各種の規制が設けられている。わが国における環境基準は、年平均１５μｇ／ｍ３、かつ１日平均３５μｇ／ｍ３という厳しい規制が設けられている。
【０００３】
光化学オキシダントは窒素酸化物及び揮発性有機化合物（以下「ＶＯＣ」という。）が主なものであり、自動車や火力発電所等から発生する各種の窒素酸化物に対しては、技術的な対応が進んでいる。しかし、後者のＶＯＣはベンゼン、トルエン、キシレン、酢酸エチルといった芳香族又は脂肪族の有機溶剤に加え、塗料、インク、機械油などの高沸点樹脂の飛沫粒子等が主な成分であって、発生源としては、塗装工場、印刷工場、金属表面処理工場等が指摘されている。近年の調査では、ＶＯＣ発生量の９０％近くがこれらの中小企業の工場と推定されている。
【０００４】
ＶＯＣの発生源は、産業的には中小規模の企業が多く、作業工程が複雑であり、完全な自動化が困難であるとともに、環境面での設備投資も必ずしも十分とは言いがたい。
【０００５】
例えば、一般的な塗装工場は、建屋内にいくつかの乾式または水洗式塗装ブースと乾燥ライン、塗料の配合・供給場所、また被塗装材の搬入と塵埃除去装置等があり、排気は複数の排気口に設けたプレフィルタでミストや塵埃を除き、専用の排気ダクトを通って外部の活性炭やゼオライトなどを充填した処理装置で吸着処理してから大気中に放出される。
しかし、作業条件または排気口の位置によって、排気ガスに含まれるＶＯＣ、塗料ミスト、顔料、その他のダスト量は大幅に変動するので、これに対応した処理装置の運転が必要である。
【０００６】
装置として、バグフィルタに吸着材を担持したものが試みられている。円筒状の２層ろ布の間に合成ゼオライトを担持してＶＯＣ成分を吸着し、これを高温空気で脱着させる技術が特許文献１に開示されている。しかし、脱着したガス体を別の吸着材に吸わせるか又は分解させる必要があり、装置としても複雑になり、維持管理に高度の技術者が必要となる。
【０００７】
また、円筒状フィルタろ材の外周に固着残留したダスト成分を摺動部材でこすり落とす技術が、特許文献２に開示されている。しかし、円筒ろ布の表面を摺動部材でこすると、ろ布の目の間に粘着性を持ったＶＯＣ成分または同伴する高沸点樹脂などがめり込むため、機械的振動や高圧空気の逆洗でも除去できず、圧力損失が大きくなることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−０４９２８７号公報
【特許文献２】特開２００９−２６２１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、排気ガスに含まれる不純物は、活性炭吸着材によってほとんどすべてが除去できるが、活性炭等の吸着能力は、付着物によって吸着作用が著しく低下し、また素材の価格が高いなどの経済的な面での制約がある。
【００１０】
そこで、吸着作用を低下させるミストや高沸点有機化合物または粉塵ダスト等の不純物を前段のプレフィルタで除去し、次いで吸着作用でＶＯＣを除去する２段ろ過装置が使われている。
【００１１】
しかし、２段にした分メンテナンス作業は多くなり、使用済みの付着材の処分も容易ではない。また、外部のＶＯＣ吸着装置の維持管理も面倒な作業であり、とかく疎かになりがちで、設備面と管理作業との両面から見ても、常に良好な排気性能を維持し続けることは困難である。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、工場排気ガスに含まれる不純物を、森林再生事業等から発生する植物由来の未利用資源を利用した、付着物及び吸着物を使用して浄化する技術を確立すること並びにこれに好適な運転容易なろ過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】
【００１３】
前記の課題を達成するために、第１の本発明は、工場内に複数配置されている排気ダクト取り込み口のプレフィルターを排除して、ミスト、ＶＯＣ、塵埃等を含む工場内の排気ガスを直接外部に設置してあるろ過装置に送風して一括処理するものである。
【００１４】
２層ろ過装置は、ろ過体のろ布面に、ＶＯＣ吸着材とミストやその他の不純物を付着作用で徐去する付着材を２層にしたろ過補助材層を形成したものである。ＶＯＣの最大想定日排出量の1日分（排気ダクト送風機の連続運転時間）を単位とする所定量の付着材・吸着材を担持する。排気ガスの運転停止とともに、付着材及び吸着材はろ過基材から剥落し、スクリュウを使った専用の補助材搬出装置によってろ過装置の外部へ排出して、過熱再生または焼却処理等で処分する。
【００１５】
排気ガスの運転再開に先立ち、未使用または再生済みの吸着材および付着材を順次ろ過体のろ布面に排気ファンの吸引力を利用して堆積させ、２重層を形成する。続いて工場内からの排気ガス処理運転を再開する。
【００１６】
すなわち、本発明の請求項１は、工場内からの排気ガスを、付着材及び吸着材のろ過補助材を使ってろ過する装置において、該装置はろ布の表面に前記の付着材及び吸着材を供給する供給部と、入口排気ダクトに連なるろ布を有する回転円筒ろ過体と、該ろ過体のろ布面に吸着材と付着材の２重層を排気ファンの吸引力によって形成させる手段と、使用済みのろ過補助材を剥離してろ過体の外部に搬出する手段と、搬出したろ過補助材を加熱再生、分離して再利用する手段と、を備えたことを特徴とする工場排気ガスの２層ろ過装置である。
【００１７】
請求項２の発明は、工場内からの排気ガスを付着材及び吸着材を使って無害化する排気ガス処理装置において、該装置は入り口ダクトに連なるろ布を備えた回転円筒ろ過体と、該ろ布の内表面に着脱可能な付着材・吸着材２重層を有し、該２重層を通過した排気ガスを所定の位置に放出する排気ダクトと、回転円筒体の軸中心部に、回転円筒体の外部から内部にわたって移動可能なろ過補助材の供給・剥離機があり、該供給・剥離機は２重管であって、ダストを吸引する外套管と、吸着材・付着材を供給する内管とからなることを特徴とする工場排気ガスのろ過装置である。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項1または２において、付着材は植物系乾燥粒子であり、吸着材は木質系活性炭粒子であることを特徴とする工場排気ガスのろ過装置である。
【００１９】
ここで、付着材は植物系の乾燥粒子であって、平均径が０．５〜２ｍｍの、おが屑、木材チップ、籾殻、木炭、樹皮チップ等の原料を、少なくとも３００℃以上の乾燥炉で加熱処理したものである。また、吸着材は、平均粒径が０．５ｍｍ以下の粉体であって、木質原料を８００〜１２００℃の高温度で炭化した後、水蒸気雰囲気で賦活処理して活性炭にしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に基づく本発明では、工場建屋から排出される排気ガスを、付着材と吸着材を２重層に堆積したろ過面に通気させ、表面側の付着材層にてミスト、ダスト、塗料、インク成分等を付着作用で除去する。付着材層を通過したガスは吸着材層でＶＯＣ成分が活性炭の細孔中に捕捉され、清浄な空気となって装置から排出される。排気ダクトには常時ガス成分を検査するモニターがあるので、異常があれば排気を停止して、ろ過体面に堆積している付着材及び吸着材を、高圧空気ノズルから噴出する逆洗空気によって払い落とす。落ちた補助材は、回転筒体上部にある樋状のダスト受けに溜まり、ダスト送りスクリュウ１と同じくスクリュウ２によってろ過装置の外部に搬出される。回転体が一周することで、内面に堆積していた付着材と吸着材とが、完全に取り除かれ、ろ過体が露出する。
【００２１】
ここで、回転ろ過体を回転しながら、入り口ダクトに備えた吸着材供給器の出口を開き、所定量の吸着材を弱い風でろ布面に吸引する。次に付着材を同様に吸着材の堆積面上に吹き付け、均一な付着・吸着２重層が形成される。
【００２２】
付着・吸着２重層の剥離除去及び再生作業は、きわめて短時間のうちに実施され、周辺を汚染することがない。本装置では、以上のように、使用済み付着材・吸着材の回収及び新材料の装着作業がきわめて簡便であり、排気系送風機の停止・起動に伴って行なわれるために、ガス処理装置の性能が常に更新されて、ＶＯＣの高い回収率が達せられる。
【００２３】
請求項２に係る発明は、工場内からの排気ガスを付着材及び吸着材を使って無害化する排気ガス処理装置において、該装置は入り口ダクトに前記の付着材及び吸着材を供給する供給部と、排気入り口ダクトに連なるろ布を備えた回転円筒状のろ過体と、該ろ過体の内表面に着脱可能な付着材・吸着材２重層を有し、該２重層を通過した排気ガスを所定の位置に放出する排気ダクトと、回転円筒体の軸中心部に、回転円筒体の外部から内部にわたって移動可能なろ過補助材の供給・剥離機があり、該供給・剥離機は２重管であって、使用済みの補助材を吸引する外套管と、吸着材・付着材を供給する内側管とからなる工場排気ガスのろ過装置である。
【００２４】
本装置は、ろ過補助材の供給・剥離機が２重管であって、回転円筒体の軸中心部に組み込まれているため、構造が単純になり、運転及びメンテナンス作業が容易である。また吸着材・付着材の２重層の形成を正確に行うことができる。
【００２５】
請求項３に係る発明では、森林の間伐材や製材所で出る、おが屑等の未使用原料を有効に利用するために、検討した結果、これらの乾燥微細片が、排ガス中のミストやダストの付着材として、また、間伐材を炭化した活性炭がVOC成分の吸着材として、優れた特性を有することを見出して完成したものである。
【００２６】
排ガス中の有害成分を捕捉した付着材及び吸着材の混合物は、大分部が未利用の植物系材料であり、焼却炉で自燃処分できるため廃棄物の処分についてもまったく問題がない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の２層ろ過装置を塗装工場の排ガス処理に適用した実施例の説明する全体構成図である。
【図２】図２は、本発明の２層ろ過装置の他の実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。
【００２９】
［第１の実施の形態］
図１は、各種の工場１０から排出されるミスト、ＶＯＣ、塵埃等の有害成分を含む排気ガスを無害化する２層ろ過装置を組み込んだ工場排ガス処理の全体構成図である。
【００３０】
排気ガスは、入口側の切替弁１４を通り、２層ろ過装置２０に吸引される。そして、ろ布を有する回転円筒ろ過体２２を通過した空気は、排気ファン１６から外部へ放出される。回転円筒ろ過体２２の回転は、ケースに取り付けた回転ギヤ１７によって定められたタイミングで回動、停止する。
【００３１】
回転円筒ろ過体２２には、ろ過補助材である付着材及び吸着材を担持する多孔性のろ布基材２１があり、その内表面に吸着材および付着材の２重層が形成される。吸着材及び付着材は、入口側の切替弁１４に開口する吸着材容器２３および付着材容器２４から所定のタイミングによって導入され、ろ布基材２１の内面上に所定の厚さに堆積する。工場排気ガスは、付着材層を通過するとき主にミスト、ダスト、塗料粒子やインク粒が付着作用で除去され、吸着材層内で、主にＶＯＣ成分が吸着除去される。
【００３２】
付着・吸着操作の済んだろ過補助材は、ろ布基材２１の上部外表面に設けた左右方向へ移動可能なエア管２５に備えたノズルからの高圧空気によって回転円筒ろ過体２２内のダスト受け３１に吹き落とされる。ダスト受け３１に溜まったろ過補助材は、ダスト送りスクリュウ３３ついでダスト搬送スクリュウ３４によってダスト排出口３５から排出される。ダスト除去作業は、回転ギヤ１７によって順次ろ布基材２１の全表面に対して行うことができる。
【００３３】
剥離した補助材は、ミスト等を付着した大粒の付着材と吸着材微粒子とが混合しているため、加熱器３６で付着物や吸着成分を分解・除去し、風力分別器３７で付着材と吸着剤とに分離し、それぞれを再利用することができる。なお、補助材は静置しておけば容易に沈降して袋詰め作業も簡単である。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明に係る、２層ろ過装置の別の様式のものである。なお、第１の実施の形態と同様の部材、装置は同符号を付して説明する。
【００３５】
工場排気ガスを導く入口ダクト１１は、ろ過機ケース１２に挿入され、ろ過体２２と回動自在に連結している。ろ布基材２１の内面には、吸着材及び付着材の２重層が堆積し、排気ガス中の不純物を付着・吸着作用でろ過除去し、排気ダクト１５を介して排気することが出来る。
【００３６】
ろ過終了後の補助材層は、矢印方向に移動可能なろ過補助材の供給剥離器６０の先端部にある開口６２から吸い取られ、吸引管６１、吸引ファン６３によってダスト捕集器６４に回収される。回収された補助材は、加熱再生した後、付着材と吸着剤とに比重差で分別し、再利用することができる。
【００３７】
付着材及び吸着材層の形成は、まず吸着材容器２３から吸着材がスクリュウ７１によって先端部に運ばれ、開口６２からろ布基材２１のろ布面に均一に塗布される。このとき、ろ布基材２１の内外面の圧力差が水柱数センチ以上あれば、堆積層は安定に保持される。同様の操作で、付着材は付着材容器２４からスクリュウ７１によって先端部に運ばれ、開口６２からろ布基材２１のろ布面に均一に塗布される。これにより、前記堆積させた吸着材層の上に堆積する。
【００３８】
本装置では、付着材と吸着材の供給および剥離が、装置の軸心を通る供給剥離器６０に纏められているため、作業性が良好であり、また材料詰まり等のトラブルが発生した場合にも簡単に修理することができる。さらに、ろ過補助材の吸引する口と散布する口とがろ布面の近傍に開口６２しているため、２重層の形成が正確に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の工場排気ガスの２層ろ過装置は、ミスト、ＶＯＣ、高沸点有機化合物並びにダスト等の有害成分を植物系の付着材及び吸着材を使って除去するものであり、きわめて有効な発明であって、産業上の利用が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…工場、１４…切替弁、１６…排気ファン、１７…回転ギヤ、２０…２層ろ過装置、２１…ろ布基材、２２…ろ過体、２３…吸着材容器、２４…付着材容器、２５…エア管、３１…ダスト受け、３３…スクリュ、３４…ダスト搬送スクリュウ、３６…加熱器、３７…風力分別器、６０…供給・剥離機、６１…吸引管、６２…開口、６３…吸引ファン、６４…ダスト捕集器、７１…供給スクリュウ
【図１】
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【図２】
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