(57)【要約】【課題】低コストで排ガス中の腐食性物質を効率的に除去、回収することができる排ガス中の腐食性物質の除去方法を提供する。【解決手段】腐食性物質を含有する排ガスＧ１を、腐食性物質と接触反応し得る所定の金属３を配設した空間２に導入し、排ガスＧ１中の腐食性物質と、所定の金属３とを、所定の金属の表面４上で、３５０℃以上の温度で接触反応させて、所定の金属の表面４上に、腐食性物質と所定の金属との反応生成物を含有する層（反応生成物層）６を形成させ、所定の金属の表面４から反応生成物層６の一部又は全部を脱離物として脱離させ、所定の金属３及び腐食性物質を、脱離物として回収して、腐食性物質を除去することを特徴とする排ガス中の腐食性物質の除去方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食性物質を含有する排ガス中から前記腐食性物質を除去する排ガス中の腐食性物質の除去方法であって、
前記腐食性物質を含有する前記排ガスを、前記腐食性物質と接触反応し得る所定の金属を配設した空間に導入し、
前記排ガス中の前記腐食性物質と、前記所定の金属とを、前記所定の金属の表面上で、３５０℃以上の温度で接触反応させて、前記所定の金属の表面上に、前記腐食性物質と前記所定の金属との反応生成物を含有する層（反応生成物層）を形成させ、
前記所定の金属の表面から前記反応生成物層の一部又は全部を脱離物として脱離させ、
前記所定の金属及び前記腐食性物質を、前記脱離物として回収して、前記腐食性物質を除去することを特徴とする排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項２】
前記接触反応の温度が３５０〜１２００℃である請求項１に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項３】
前記腐食性物質が、ハロゲン化合物、硫黄化合物及び窒素化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１又は２に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項４】
前記所定の金属が、マグネシウム、アルミニウム、バリウム、亜鉛、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、タンタル、マンガン、錫、ジルコニウム、チタン及び銅からなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金である請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項５】
前記所定の金属が、磁性を有する金属である請求項４に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項６】
前記磁性を有する金属が、鉄、コバルト及びニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金である請求項５に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項７】
前記所定の金属が、網目構造、複数の板を並べた構造又は多孔体構造を有するものである請求項１〜６のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項８】
前記所定の金属及び前記反応生成物層に熱サイクルを加えることにより、機械的衝撃若しくは振動を加えることにより、又は前記反応生成物層を擦る若しくは削ることにより、前記所定の金属の表面から前記反応生成物層の一部又は全部を脱離物として脱離させる請求項１〜７のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項９】
前記脱離物を風力により所定の捕集手段まで移送し、前記所定の捕集手段で前記脱離物を捕集することにより、前記脱離物を回収する請求項１〜８のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項１０】
前記脱離物を磁力により所定の捕集手段まで移送し、前記所定の捕集手段で前記脱離物を捕集することにより、前記脱離物を回収する請求項５〜８のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項１１】
前記磁力が、前記磁性を有する金属が１テスラ（Ｔ）以上の磁束密度の磁場から受ける力である請求項１０に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項１２】
前記排ガスが、セラミック焼成用の焼成炉から排出される排ガスである請求項１〜１１のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【請求項１３】
腐食性物質を含有する排ガス中から前記腐食性物質を除去する排ガス中の腐食性物質の除去装置であって、
前記腐食性物質を含有する前記排ガスを導入することができる空間を有し、前記空間に前記腐食性物質と接触反応し得る所定の金属が配設される反応室と、
前記排ガス中の前記腐食性物質と前記所定の金属とが前記所定の金属の表面上で３５０℃以上の温度で接触反応することにより前記所定の金属の表面上に形成された、前記腐食性物質と前記所定の金属との反応生成物を含有する層（反応生成物層）の、一部又は全部を、前記所定の金属の表面から脱離物として脱離させる脱離手段と、
前記所定の金属及び前記腐食性物質を、前記脱離物として回収する回収手段と、を備えることを特徴とする排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項１４】
前記接触反応の温度が３５０〜１２００℃である請求項１３に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項１５】
前記腐食性物質が、ハロゲン化合物、硫黄化合物及び窒素化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種を主成分としてなる請求項１３又は１４に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項１６】
前記所定の金属が、マグネシウム、アルミニウム、バリウム、亜鉛、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、タンタル、マンガン、錫、ジルコニウム、チタン及び銅からなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金である請求項１３〜１５のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項１７】
前記所定の金属が、磁性を有する金属である請求項１６に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項１８】
前記磁性を有する金属が、鉄、コバルト及びニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金である請求項１７に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項１９】
前記所定の金属が、網目構造、複数の板を並べた構造又は多孔体構造を有するものである請求項１３〜１８のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項２０】
前記脱離手段が、前記所定の金属及び前記反応生成物層に熱サイクルを加える手段、機械的衝撃若しくは振動を加える手段、又は前記反応生成物層を擦る若しくは削る手段を有するものである請求項１３〜１９のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項２１】
前記回収手段が、前記脱離物を風力により移送する所定の移送手段と、移送された前記脱離物を捕集する所定の捕集手段とを有するものである請求項１３〜２０のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項２２】
前記回収手段が、前記脱離物を磁力により移送する所定の移送手段と、移送された前記脱離物を捕集する所定の捕集手段とを有するものである請求項１７〜２０のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項２３】
前記磁力が、前記磁性を有する金属が１テスラ（Ｔ）以上の磁束密度の磁場から受ける力である請求項２２に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【請求項２４】
前記排ガスが、セラミック焼成用の焼成炉から排出される排ガスである請求項１３〜２３のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の腐食性物質の除去方法及び除去装置に関し、さらに詳しくは、排ガス中の腐食性物質を効率的に除去、回収することができる排ガス中の腐食性物質の除去方法及び除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工業用の炉から排出される排ガス中には、炉内で加熱される物質や炉内雰囲気により、種々の腐食性物質が含有される場合がある。例えば、セラミックを焼成する焼成炉では、セラミック原料であるタルクやカオリンを加熱した場合には、フッ素ガスやフッ化水素を含有する排ガスが排出される。フッ化水素ガスは、腐食性があるため、環境への悪影響が問題となっていた。
【０００３】従来、このようなフッ化水素ガスを除去する方法としては、フッ化水素ガスと炭酸カルシウムとを反応させる方法があった（例えば、特許文献１参照）。この方法は、炭酸カルシウムの粉末と排ガスを接触させることにより、排ガス中のフッ化水素と炭酸カルシウムとを反応させ、炭酸カルシウム粉末表面にフッ化カルシウムを生成させるものであった。この方法では、炭酸カルシウムの一部（表面）しかフッ化水素と反応しないためフッ化水素の除去効率が悪いという問題があった。また、これにより、大きな回収プラントを必要とするため、広い設置面積が必要となり建設費用及び運転費用が高くなるという問題があった。また、この方法では、回収したフッ化水素（フッ素）を再利用することが困難であった。
【０００４】また、トンネル窯のような連続炉を用いてセラミックスの焼成を行う場合、焼成体は炉の中を移動し徐々に加熱されるためフッ素ガスはゆっくり発生し、従って排ガス中のフッ化水素の濃度は比較的低くなる。そのためフッ化水素の除去装置も比較的小さくすることが可能となる。しかしながら単独炉のように、昇温、保持、降温からなる焼成スケジュールを用いて焼成を行う場合、フッ素ガスが発生する温度領域における昇温速度が連続炉に比べると速いため、フッ素ガスが急激に発生し、排ガス中のフッ化水素濃度は一時的に急速に増大する。従って単独炉においてフッ化水素の除去装置を設ける場合、連続炉に比べて処理能力の大きな排ガス処理装置が必要となり、従来の方法では、設置面積、建設費用、運転費用等の増大を招く問題点があった。
【０００５】また、排ガス中に含有されるフッ化水素（ハロゲン系化合物）を除去する方法としては、ハロゲン化合物を含有する排ガスを単体金属と接触させることによりハロゲン系化合物を除去する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この方法は、半導体プロセスから排出される排ガスを処理する方法であるが、金属の表面に緻密で薄い反応層が形成されるものであり、時間とともに反応が起こり難くなるものであった。そのため、この方法は、工業的に焼成炉等で長時間使用するのには適さないという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１５３１３０号公報
【特許文献２】
特開平１０−７６１３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低コストで排ガス中の腐食性物質を効率的に除去、回収することができる排ガス中の腐食性物質の除去方法及び除去装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明によって以下の排ガス中の腐食性物質の除去方法及び除去装置が提供される。
【０００９】
［１］  腐食性物質を含有する排ガス中から前記腐食性物質を除去する排ガス中の腐食性物質の除去方法であって、前記腐食性物質を含有する前記排ガスを、前記腐食性物質と接触反応し得る所定の金属を配設した空間に導入し、前記排ガス中の前記腐食性物質と、前記所定の金属とを、前記所定の金属の表面上で、３５０℃以上の温度で接触反応させて、前記所定の金属の表面上に、前記腐食性物質と前記所定の金属との反応生成物を含有する層（反応生成物層）を形成させ、前記所定の金属の表面から前記反応生成物層の一部又は全部を脱離物として脱離させ、前記所定の金属及び前記腐食性物質を、前記脱離物として回収して、前記腐食性物質を除去することを特徴とする排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１０】
［２］  前記接触反応の温度が３５０〜１２００℃である［１］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１１】
［３］  前記腐食性物質が、ハロゲン化合物、硫黄化合物及び窒素化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種である［１］又は［２］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１２】
［４］  前記所定の金属が、マグネシウム、アルミニウム、バリウム、亜鉛、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、タンタル、マンガン、錫、ジルコニウム、チタン及び銅からなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金である［１］〜［３］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１３】
［５］  前記所定の金属が、磁性を有する金属である［４］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１４】
［６］  前記磁性を有する金属が、鉄、コバルト及びニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金である［５］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１５】
［７］  前記所定の金属が、網目構造、複数の板を並べた構造又は多孔体構造を有するものである［１］〜［６］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１６】
［８］  前記所定の金属及び前記反応生成物層に，熱サイクルを加えることにより、機械的衝撃若しくは振動を加えることにより、又は前記反応生成物層を擦る若しくは削ることにより、前記所定の金属の表面から前記反応生成物層の一部又は全部を脱離物として脱離させる［１］〜［７］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１７】
［９］  前記脱離物を風力により所定の捕集手段まで移送し、前記所定の捕集手段で前記脱離物を捕集することにより、前記脱離物を回収する［１］〜［８］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１８】
［１０］  前記脱離物を磁力により所定の捕集手段まで移送し、前記所定の捕集手段で前記脱離物を捕集することにより、前記脱離物を回収する［５］〜［８］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００１９】
［１１］  前記磁力が、前記磁性を有する金属が１テスラ（Ｔ）以上の磁束密度の磁場から受ける力である［１０］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００２０】
［１２］  前記排ガスが、セラミック焼成用の焼成炉から排出される排ガスである［１］〜［１１］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去方法。
【００２１】
［１３］  腐食性物質を含有する排ガス中から前記腐食性物質を除去する排ガス中の腐食性物質の除去装置であって、前記腐食性物質を含有する前記排ガスを導入することができる空間を有し、前記空間に前記腐食性物質と接触反応し得る所定の金属が配設される反応室と、前記排ガス中の前記腐食性物質と前記所定の金属とが前記所定の金属の表面上で３５０℃以上の温度で接触反応することにより前記所定の金属の表面上に形成された、前記腐食性物質と前記所定の金属との反応生成物を含有する層（反応生成物層）の、一部又は全部を、前記所定の金属の表面から脱離物として脱離させる脱離手段と、前記所定の金属及び前記腐食性物質を、前記脱離物として回収する回収手段と、を備えることを特徴とする排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００２２】
［１４］  前記接触反応の温度が３５０〜１２００℃である［１３］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００２３】
［１５］  前記腐食性物質が、ハロゲン化合物、硫黄化合物及び窒素化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種である［１３］又は［１４］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００２４】
［１６］  前記所定の金属が、マグネシウム、アルミニウム、バリウム、亜鉛、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、タンタル、マンガン、錫、ジルコニウム、チタン及び銅からなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金である［１３］〜［１５］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００２５】
［１７］  前記所定の金属が、磁性を有する金属である［１６］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００２６】
［１８］  前記磁性を有する金属が、鉄、コバルト及びニッケルからなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金である［１７］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００２７】
［１９］  前記所定の金属が、網目構造、複数の板を並べた構造又は多孔体構造を有するものである［１３］〜［１８］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００２８】
［２０］  前記脱離手段が、前記所定の金属及び前記反応生成物層に熱サイクルを加える手段、機械的衝撃若しくは振動を加える手段、又は前記反応生成物層を擦る若しくは削る手段を有するものである［１３］〜［１９］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００２９】
［２１］  前記回収手段が、前記脱離物を風力により移送する所定の移送手段と、移送された前記脱離物を捕集する所定の捕集手段とを有するものである［１３］〜［２０］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００３０】
［２２］  前記回収手段が、前記脱離物を磁力により移送する所定の移送手段と、移送された前記脱離物を捕集する所定の捕集手段とを有するものである［１７］〜［２０］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００３１】
［２３］  前記磁力が、前記磁性を有する金属が１テスラ（Ｔ）以上の磁束密度の磁場から受ける力である［２２］に記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００３２】
［２４］  前記排ガスが、セラミック焼成用の焼成炉から排出される排ガスである［１３］〜［２３］のいずれかに記載の排ガス中の腐食性物質の除去装置。
【００３３】このように、本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法によれば、排ガス中に含有される腐食性物質と所定の金属とを所定の金属の表面上で３５０℃以上の温度で接触反応させて、その表面上に腐食性物質と所定の金属との反応生成物を含有する層（反応生成物層）を形成させるようにしたため、高温反応により反応生成物層を脆く、剥がれやすいものとすることができる。また、高温で反応させたため、反応効率もよい。そして、所定の金属の表面から反応生成物層の一部又は全部を脱離物として脱離させ、所定の金属及び腐食性物質を脱離物として回収して腐食性物質を除去するようにしたため、効率的に腐食性物質を除去、回収することができる。さらに反応生成物層を脱離させることにより、反応生成物層で覆われていた所定の金属の表面が再び金属面となるため、再び効率的に腐食性物質と接触反応することができるようになり、このサイクルを繰り返すことにより長時間の焼成炉等の運転が可能となる。
【００３４】また、本発明の排ガス中の腐食性物質の除去装置によれば、排ガス中に含有される腐食性物質と接触反応し得る所定の金属が配設される反応室と、腐食性物質と所定の金属とが所定の金属の表面上で３５０℃以上の温度で接触反応することにより所定の金属の表面上に形成された、反応生成物を含有する層（反応生成物層）を、所定の金属の表面から脱離物として脱離させる脱離手段と、所定の金属及び腐食性物質を、上記脱離物として回収する回収手段とを備えるようにしたため、高温反応により反応生成物層を脆く、剥がれやすいものとすることができる。また、高温で反応させたため、反応効率もよい。そして、効率的に腐食性物質を除去、回収することができる。さらに反応生成物層を脱離させることにより、反応生成物層で覆われていた所定の金属の表面が再び金属面となるため、再び効率的に腐食性物質と接触反応することができるようになり、このサイクルを繰り返すことにより長時間の焼成炉等の運転が可能となる。
【００３５】排ガス中の腐食性物質であるハロゲン化合物とは、Ｃｌ２、Ｆ２等のハロゲンガス及びこれらが水蒸気と反応して生成するＨＣｌ、ＨＦ等の酸性ガスをいう。また硫黄化合物とは、ＳＯ２、ＳＯ３等の硫黄酸化物ガス及びこれらが水蒸気と反応して生成するＨ２ＳＯ３、Ｈ２ＳＯ４等の酸性ガスをいう。また窒素化合物とは、ＮＯ、ＮＯ２等の窒素酸化物ガス及びこれらが水蒸気と反応して生成するＨＮＯ２、ＨＮＯ３等の酸性ガスをいう。これらのいずれのガスも金属と反応して反応生成物を形成するが、一般的に反応速度は水素元素を含む酸性ガスの方が大きい。
【００３６】接触反応の温度は、好ましくは３５０〜１２００℃、より好ましくは５００〜１０００℃である。接触反応の温度を３５０℃以上とすることにより、金属との反応が有効に生じ、十分な反応生成物の形成と脱離を生じさせることができる。さらに接触反応の温度を５００℃以上とすることにより、これらの反応をさらに加速することができるためより好ましい。また接触反応の温度を１２００℃より大きくすると、金属酸化物や金属を多く含んだ反応生成物ができやすくなり、腐食性物質の除去効率が低下しやすくなるため、接触反応の温度は１２００℃以下にするのが好ましい。
【００３７】接触反応時、水蒸気が存在すると反応生成物の形成及び脱離を加速させることができるので望ましい。これは水蒸気が存在することにより、排ガス中の腐食性物質のうち、水蒸気と反応していないガス成分が水蒸気と反応して、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３等の強酸物質（酸性ガス）に変化し、さらに余剰の水蒸気との相乗作用により、金属との反応を加速して反応生成物の形成を促進し、結果として反応生成物の脱離を容易にするためである。水蒸気は意図的に外部から加えてもよいし、また炉から排出されるガスには、原料に吸着された水分、反応によって生じる水蒸気が加熱中に発生し、不可避的に排ガス中に含まれていることがあるため、これらの水蒸気を有効に利用することができる。含まれる水蒸気の含有率は３５０℃の温度にしたとき０．１％以上であることが好ましい。ここで含有率は、接触反応時ガス中に含有可能な最大水蒸気に対する割合（％）で表される。水蒸気の含有率が０．１％以上であると酸性ガスの生成及び酸性ガスと水との相乗効果により、金属との反応生成物の形成と脱離の効果が大きくなるため好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００３９】本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法の一の実施の形態について説明する。図１は、本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法の一の実施の形態に使用する反応室を模式的に示す断面図である。本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去方法は、腐食性物質としてフッ化水素を含有する排ガスＧ１を、腐食性物質と接触反応し得る複数の所定の金属３の板を略平行に配設した円筒状の反応室１の空間２に導入し、排ガスＧ１中の腐食性物質と、所定の金属３とを、所定の金属の表面４上で、３５０℃以上の温度で接触反応させて、所定の金属の表面４上に、腐食性物質と所定の金属３との反応生成物を含有する層（反応生成物層）６を形成させ、排ガスＧ１を腐食性物質除去後の排ガスＧ２にして反応室１の外部に排出する。そして、所定の金属の表面４に形成された反応生成物層６の一部又は全部を、所定の金属の表面４から脱離物として脱離させ、所定の金属３及び腐食性物質を、脱離物として回収して、腐食性物質を除去することを特徴とする。
【００４０】そして、本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去方法は、例えば、図２に示すようなプロセスで実施することができる。
【００４１】図２は、本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法の一の実施の形態を模式的に示すフロー図である。図２に示すように、本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去方法は、まず、セラミック焼成用の焼成炉（単独炉）３０から排出された排ガスＧ１を、焼成炉３０から反応室１までを繋ぐ配管により、排ガス中の腐食性物質の除去装置５０を構成する反応室１に送る。ここで、反応室１は、図１に示す反応室１と同様の構造であり、円筒状の反応室１の中心軸方向が鉛直方向となるように設置されている。そして、排ガスＧ１が反応室１の下端部側から流入するように構成されている。反応室１に送られた排ガスＧ１は、上述した図１に示す場合と同様に、反応室１の内部に形成された空間２に入り、排ガスＧ１中に含有される腐食性物質が、円筒状の反応室１の中心軸に略平行に並べられた複数の所定の金属の板とその表面（所定の金属の表面４）で３５０℃以上の温度で接触反応する。そして、所定の金属の表面４上に反応生成物層６を形成する。そして、図２に示すように、腐食性物質除去後の排ガスＧ２は反応室１の上端部側から流出し、外部に放出される。これにより、焼成炉３０から排出される排ガスＧ１から腐食性物質を効率的に除去することができる。
【００４２】そして、上記図１に示す所定の金属の表面４上に形成された反応生成物層６は、所定の金属３及び反応生成物層６に熱サイクルを加えることにより、その一部又は全部が脱離物として容易に脱離する。このような熱サイクルによる脱離は、例えば以下のようにして生じる。つまり、図２に示す焼成炉３０を運転するときには、焼成炉３０に対して昇降温からなる焼成サイクルを繰り返すことになるため、排ガスの温度がサイクル的に変動する。そして図１に示す所定の金属３と、所定の金属の表面４上に形成された反応生成物層６は、異なった熱膨張係数を有するため、このサイクル的な温度変化により、所定の金属３と反応生成物層６の界面で容易に剥離が生じ、反応生成物層６の一部又は全部が脱離物として脱離するのである。このように、サイクル的な温度変化を生じさせることを「熱サイクルを加える」という。また、所定の金属３及び反応生成物層６に、機械的衝撃若しくは振動を加えることにより所定の金属の表面４から反応生成物層６を脱離させてもよく、また、反応生成物層６を擦る若しくは削ることにより、反応生成物層６の一部又は全部を脱離物として脱離させてもよい。
【００４３】上記脱離物は反応室１内及び回収用配管２３内に堆積する。さらに脱離物は、図２に示すように、送風機２１、送風用配管２２、回収用配管２３及び捕集手段２４を含む回収手段２０を使用して回収される。すなわち、送風機２１で発生した空気の流れ（風力）を、送風用配管２２を通じて反応室１の上端部側から流入させ、反応室１内及び回収用配管２３内に存在する脱離物とともに反応室１の下端部側から流出する空気の流れを回収用配管２３を通じて捕集手段２４まで送る。そして、捕集手段２４により、脱離物と脱離物回収後の空気２５とに分離する。脱離物は捕集脱離物５として回収する。脱離物の回収は、反応生成物層６を脱離させながら同時に行ってもよいし、反応生成物層６を脱離させた後に、所定の位置にたまった脱離物を回収してもよい。
【００４４】このように、３５０℃以上という高温で反応させることにより反応生成物層を脆く、剥がれやすいものとすることができる。さらに熱サイクルによって反応生成物層６を脱離させることにより、反応生成物層６で覆われていた所定の金属の表面４が再び金属面となるため、再び効率的に腐食性物質と接触反応することができるようになる。そのため、この操作を繰り返すことにより長時間の焼成炉等の運転が可能となる。
【００４５】本実施の形態において、反応室１は、図１に示すように円筒状であり、その内部にその円筒の中心軸に略平行に、複数の所定の金属３の板が並んでいる。所定の金属３の板は、図３に示すように、長方形（直方体）形状で、その両端部３ａ、３ａが反応室１の内面に沿うように円弧状になっている。反応室１（図１参照）に配設されるときには、長さ方向ａ（図３において、矢印ａで示される方向）及び厚さ方向ｃ（図３において、矢印ｃで示される方向）が反応室１（図１参照）の円筒形状の中心軸方向に対して垂直になり、幅方向ｂ（図３において、矢印ｂで示される方向）が当該中心軸方向に対してに平行になるように配設される。つまり、図１においては、所定の金属３は、その長さ方向ａ（図３参照）に垂直な平面で切断された断面が示されており、上述のように厚さ方向ｃが反応室１の円筒形状の中心軸方向に対して垂直になり、幅方向ｂが当該中心軸方向に対して平行になるように配設されている。また、幅方向ｂが、当該中心軸方向に対して平行でなく、所定の金属３が当該中心軸方向に対して傾いて配設されてもよい。そして、厚さ方向ｃ及び長さ方向ａは、当該中心軸方向に対して垂直でなくてもよい。
【００４６】図４に示すように、所定の金属３は、その両端部３ａ、３ａが、反応室１の内面に接続されている。図４では、所定の金属３の両端部３ａ、３ａが接続されているが、それぞれの所定の金属３の片側の端部３ａが反応室１の内面に接続されてもよい。矢印ａは所定の金属３の長さ方向を示す。ここで、図４は、反応室１をその中心軸方向に垂直な平面で切断した断面図である。また、図１に示すように、空隙部７及びその他の空間部８を通じて排ガスＧ１等が反応室１の中心軸方向に移動することができるようになっている。ここで、空隙部７とは、図１において、反応室１の中心軸方向に並ぶ複数の所定の金属３のそれぞれの間に形成される空隙をいう。また、その他の空間部８とは、反応室１の空間２の中で、上記空隙部７を除いた空間部分をいう。
【００４７】図１に示すように、反応室１の上端部には送風用配管２２が接続され、下端部には回収用配管２３が接続されている。ここで、排ガスＧ１を流入させるための配管は、図２に示すように、回収用配管２３に接続され、腐食性物質除去後の排ガスＧ２を流出させるための配管は、送風用配管２２に接続されている。
【００４８】本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去方法に使用する、反応室１の形状は、図１に示すように円筒状が好ましいが、これに限定されるものではなく、中空の立方体、中空の直方体、中空の角柱、中空のコーン形状（一方の端部側が広くなり、他方の端部側が狭くなった形状）、中空の立方体や直方体で底部がテーパー状に細くなった形状等、いずれの形状でもよい。また、反応室１の材質は特に限定されるものではないが、反応性に富む鉄系材料等や反応性に乏しいステンレス系材料等のいずれも使用することができる。また、反応室１の内面に所定の金属３を配設し、反応室１の内面においても腐食性物質との反応を生じさせてもよい。
【００４９】反応室１の大きさは、処理すべき排ガスＧ１の量等によって最適な大きさを選択することができるが、図１に示す円筒状の反応室１の場合、例えば、中心軸方向の長さが１００〜５０００ｍｍ、中心軸方向に垂直な平面で切断した断面の直径が５０〜３０００ｍｍのものを好適に使用することができる。
【００５０】所定の金属３は、図１に示すように板状のものを複数並べるのがが好ましいが、一枚でもよい。また、枚数に制限はないが、その並べるときの板面同士の間隔は、反応室１の大きさ、排ガスＧ１の量等により最適な間隔を選択することができるが、排ガスＧ１の圧力損失が大きくならない程度の間隔であることが好ましい。例えば、１〜１００ｍｍが好ましい。１ｍｍより狭いと圧力損失が大きくなり、１００ｍｍより広いと、排ガスＧ１が所定の金属３と効率的に接触し難くなるため好ましくない。また、所定の金属３の板の厚さは、反応室１の大きさ、排ガスＧ１の量等により最適な厚さを選択することができるが、例えば、０．１〜２０ｍｍが好ましい。０．１ｍｍより薄いと脱離物の脱離により所定の金属３の板の厚さが短期間で薄くなり、２０ｍｍより厚いと、不必要に厚いことになり設備のコストアップとなるため好ましくない。また、図１に示す空隙部７の大きさ（面積）は、特に限定されるものではないが、排ガスＧ１の中心軸方向に対して垂直な方向への移動が妨げられない程度の大きさであることが好ましい。排ガスＧ１は、反応室１の上端部側から流入しても下端部側から流入してもよい。また、反応室１は、その中心軸方向を略鉛直方向とすることが好ましいが、中心軸方向を略水平方向としてもよいし、傾斜させてもよい。また、所定の金属は、網目構造や、多数の開気孔を有する多孔体構造を有するものであってもよい。
【００５１】所定の金属３は、除去しようとする腐食性物質と接触反応し得る金属であり、その材質としては、鉄、マグネシウム、アルミニウム、バリウム、亜鉛、ニッケル、コバルト、モリブデン、タンタル、マンガン、錫、ジルコニウム、チタン及び銅からなる群から選ばれる少なくとも一種、又はこれらを含有する合金を好適に使用することができる。
【００５２】腐食性物質としては、前述のハロゲン化合物、硫黄化合物及び窒素化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種が、本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去方法により除去することができる腐食性物質である。
【００５３】本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去方法では、図１に示す所定の金属３として鉄を使用し、腐食性物質としてフッ化水素を含有する排ガスＧ１を処理しているため、反応生成物としては、フッ化鉄（ＦｅＦ２又はＦｅＦ３）が生成し、反応生成物層６を形成する。反応生成物層６には、フッ化鉄だけではなく、若干の酸化鉄等の化合物や鉄も含有される。また、本実施の形態においては、フッ化水素と鉄との反応は、３５０℃以上で活発に行われるため、生成したフッ化鉄は脆く、剥がれやすいものとなる。そのため、脱離物として容易に脱離させることができる。腐食性物質と所定の金属３との反応は、３５０〜１２００℃で行うことが好ましく、５００〜１０００℃で行うことがさらに好ましい。好ましい反応温度は、金属の材質、腐食性物質の種類、量等によって影響を受けるが、一般に金属の融点が高いほど反応温度を高くする方が好ましい。３５０℃より低温で行うと、生成する反応生成物が脱離し難くなる。また、腐食性物質と所定の金属３との反応の温度は、反応室１を加熱装置等により加熱することにより３５０℃以上としてもよいが、腐食性物質を含有する排ガスＧ１の温度を３５０℃以上とすることにより、腐食性物質と所定の金属３との反応の温度を３５０℃以上とすることが好ましい。セラミック焼成用の焼成炉３０（図２参照）から排出される排ガスＧ１は、焼成炉３０（図２参照）内で３５０℃以上に加熱されている場合があり、この場合には、この温度を利用することにより、新たに熱を加える必要がないため、省エネルギーという観点からも好ましい。
【００５４】図１に示す反応生成物層６の脱離は、反応生成物層６の厚さが、１０〜１００μｍになったときに行うことが好ましい。１０μｍより薄いと、反応生成物層６が脱離し難いため好ましくない。また、１００μｍより厚いと、反応生成物層６が厚いため、所定の金属３と腐食性物質との反応が起きにくくなり、それ以上その状態で反応を続けることが困難になるため１００μｍ以下の厚さで脱離をさせることが好ましい。
【００５５】本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去方法で使用する、図２に示す回収手段２０を構成する送風機２１は、所定の空気の流れを発生させることができれば特に限定されるものではない。例えば、ブロアー等の一般の送風設備やパルス的な風力を発生する送風機等が使用できる。送風機２１で発生した空気の流れは、送風用配管２２を通じて反応室１に送られる。送風用配管２２は送風機２１による空気の流れの量により最適な径のものを使用することができる。ただし、図２に示すように、送風用配管２２の反応室１に近い部分は、腐食性物質除去後の排ガスＧ２も流れるように形成されているため、その部分の径は、腐食性物質除去後の排ガスＧ２が適切に流れるようにする必要がある。また、送風用配管２２の材質は、配管の中を腐食性物質を含むガスが流れることはないため特に耐食性の高い材料を用いる必要がない。回収用配管２３としては反応室１に近い部分は腐食性物質を含むガスが流れるため送風用配管２２よりも耐食性の高い材料を用いる方が望ましい。例えば鉄系材料上に耐食性の高い材料で内面にコーティングやメッキ等の処理を行ったり、またステンレス（ＳＵＳ３０４等）等の耐食性材料を使用することができる。捕集手段２４としては、本実施の形態ではサイクロン式の遠心力集塵装置を使用している。サイクロンは構造が簡単で設備費もやすいため好ましい。脱離した反応生成物層は、重い元素である鉄を含むため、通常の軽いダストとの比重差により容易に分離、回収することができる。ダストサイクロンとしては、通常使用されている接線入り口式や案内羽根式を使用することができる。捕集手段２４により捕集された脱離物は捕集脱離物５として回収する。そして、腐食性物質除去後の排ガスＧ２は、脱離物を捕集手段２４により捕集させた後は、脱離物回収後の空気２５として放出される。捕集手段２４としては、バグフィルタ等の濾過集塵、電気集塵等を使用することができる。
【００５６】本実施の形態に使用する所定の金属３として、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性を有する金属を使用すると、脱離物も磁性、常磁性又はフェリ磁性を有するようになるため、磁力により脱離物を所定の捕集手段まで移送し、その捕集手段により脱離物を捕集することにより脱離物を回収することができる。
【００５７】この場合、磁場を発生させる装置を反応室に近づけて脱離物を磁力により引きつけ、脱離物を磁力により引きつけた状態で磁場を発生させる装置を捕集手段まで移動させ、捕集手段のところで磁場を消去して脱離物を捕集手段で捕集してもよい。また、反応室と捕集手段との間に磁場を発生させ、その磁場から受ける磁力により脱離物を捕集手段まで移送し、捕集手段で脱離物を捕集してもよい。上述のように磁場を発生させることにより脱離物を回収する場合には、その磁場の磁束密度は１テスラ（Ｔ）以上であることが好ましい。磁束密度を１テスラ（Ｔ）以上とすることにより、脱離物（磁性を有する金属）が十分な磁力を受けることができるため、確実に脱離物を捕集することができる。
【００５８】また、図２に示す、送風機２１、送風用配管２２及び回収用配管２３を省略し（使用せずに）、反応室１の下部に捕集手段２４として脱離物回収容器（図示せず）を設けて回収手段２０としてもよい。このようにすることにより、脱離物を焼成炉３０の運転中連続して回収できるため、特に連続炉（連続式焼成炉）への適用が容易になる。脱離物回収容器の形状は特に限定されるものではなく、脱離物を内部に適当量捕集することができればよい。例えば、円筒形状や直方体形状とすることができる。また、脱離物回収容器の材質は特に限定されるものではないが、反応性に富む鉄系材料等や反応性に乏しいステンレス系材料等のいずれも使用することができる。また、連続炉の運転中に、反応生成物層を脱離させて脱離物を回収することを容易にするために、反応室を並列に２つ以上設置してもよい。そのときには、例えば、まず、一の反応室に排ガスを流して所定の金属の表面に反応生成物層を形成させ、他の反応室には排ガスを流さないようにする。その後に、他の反応室に排ガスを流すように切り替え、上記一の反応室には排ガスを流さないようにする。これにより、他の反応室に排ガスを流しながら、反応生成物層を形成した一の反応室の所定の金属の表面から反応生成物層を脱離させ、脱離物を回収することができる。このように、排ガスが複数の反応室を流れることができるように構成し、反応室を切り替えながら使用することにより、連続的に排ガスを処理することができる。
【００５９】次に、本発明の排ガス中の腐食性物質の除去装置の一の実施の形態について説明する。図５は、本発明の排ガス中の腐食性物質の除去装置の一の実施の形態を模式的に示すフロー図である。図５に示すように、本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去装置１００は、腐食性物質を含有する排ガスＧ５１を導入することができる空間５２を有し、空間５２に腐食性物質と接触反応し得るメッシュ状の所定の金属５３が配設される反応室５１と、排ガスＧ５１中の腐食性物質とメッシュ状の所定の金属５３とが所定の金属の表面５４（図６参照）上で３５０℃以上の温度で接触反応することにより所定の金属の表面５４（図６参照）上に形成された、腐食性物質と所定の金属との反応生成物を含有する層（反応生成物層）５６（図６参照）の、一部又は全部を、所定の金属の表面５４（図６参照）から脱離物として脱離させる脱離手段６０と、メッシュ状の所定の金属５３及び腐食性物質を、脱離物として回収する回収手段７０と、を備えることを特徴とする。ここで、メッシュ状の所定の金属５３は、図７に示すように、網目構造の金属板である。
【００６０】図５に示すように、本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去装置に送られる排ガスＧ５１は、セラミック焼成用の焼成炉８０から排出されたものであり、焼成炉８０から反応室５１までを繋ぐ配管により、反応室５１に送られる。そして、排ガスＧ５１は反応室５１の下端部側から流入するように形成されている。反応室５１に送られた排ガスＧ５１は、反応室５１の内部に形成された空間５２に入り、排ガスＧ５１中に含有される腐食性物質が、円筒状の反応室５１の中心軸に略垂直に並べられた複数のメッシュ状の所定の金属５３の板とその表面（所定の金属の表面５４（図６参照））で３５０℃以上の温度で接触反応する。そして、所定の金属の表面５４（図６参照）上に反応生成物層５６（図６参照）を形成する。そして腐食性物質除去後の排ガスＧ５２は反応室５１の上端部側から流出し、外部に放出する。これにより、焼成炉から排出される排ガスＧ５１から腐食性物質を効率的に除去することができる。そして、上記所定の金属の表面５４上に形成された反応生成物層５６は、電磁ハンマーによる脱離手段６０により所定の金属の表面５４から脱離物として容易に脱離する。脱離物は反応室５１内及び回収用配管７３内に堆積する。さらに脱離物は、送風機７１、送風用配管７２、回収用配管７３及び捕集手段７４を含む回収手段７０を使用して回収される。すなわち、送風機７１で発生した空気の流れ（風力）を、送風用配管７２を通じて反応室５１の上端部側から流入させ、反応室５１内及び回収用配管２３内に存在する脱離物とともに反応室５１の下端部側から流出する空気の流れを回収用配管７３を通じて捕集手段７４まで送る。そして、捕集手段７４により、脱離物と脱離物回収後の空気７５とに分離する。脱離物は捕集脱離物５５として回収する。
【００６１】このように、３５０℃以上という高温で反応させることにより反応生成物層を脆く、剥がれやすいものとすることができる。さらに、図６に示す反応生成物層５６を脱離させることにより、反応生成物層５６で覆われていた所定の金属の表面５４が再び金属面となるため、再び効率的に腐食性物質と接触反応することができるようになる。そのため、この操作を繰り返すことにより長時間の焼成炉等の運転が可能となる。
【００６２】本実施の形態において、反応室５１は、図６に示すように内部に空間５２を有する円筒状であり、その内部にその円筒の中心軸に略垂直に並ぶように複数のメッシュ状の所定の金属５３の板が並んでいる。メッシュ状の所定の金属５３の板（円盤状の板の一部を切り欠いた形状）は、反応室５１に配設されるときには、図７に示すメッシュ状の所定の金属５３の円弧部分５３ａが反応室５１の内面に沿うように配設されている。そして、図７に示す、円盤の一部が切り取られた部分に相当する部分（以下、「切り欠き部分」ということがある）５７（図６参照）及びメッシュの空間部５３ｂを通じて、図６に示す、排ガスＧ５１等が反応室５１の中心軸方向に移動することができるようになっている。そして、排ガスＧ５１がメッシュ状の所定の金属５３に効率的に接触し、メッシュ状の所定の金属５３に接触せずに反応室５１を通過する排ガスＧ５１をできるだけ少なくするために、上記切り欠き部分５７が、反応室５１内部で隣り合うメッシュ状の所定の金属５３において互いに反対側に位置するようにした。
【００６３】図６に示すように、反応室５１の上端部には送風用配管７２が接続され、下端部には回収用配管７３が接続されている。ここで、排ガスＧ５１を流入させるための配管は、図５に示すように、回収用配管７３に接続され、腐食性物質除去後の排ガスＧ５２を流出させるための配管は、送風用配管７２に接続されている。これにより、図６に示すように、排ガスＧ５１が回収用配管７３を通じて反応室５１に流入し、腐食性物質除去後の排ガスＧ５２が送風用配管７２を通じて流出する。
【００６４】本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去装置を構成する、反応室５１の形状、大きさ、材質等は、上述した本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法の一の実施の形態で使用した図１に示す反応室１と同様にすることができる。また、反応室５１の内面にメッシュ状の所定の金属５３を配設し、反応室５１の内面においても腐食性物質との反応を生じさせてもよい。
【００６５】腐食性物質としては、上述した本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法において除去され得る腐食性物質を除去することができる。
【００６６】排ガスＧ５１は、図６（図５）に示すように反応室５１の下端部側から流入してもよいし、逆に上端部側から流入してもよい。また、反応室５１は、図６（図５）に示すようにその中心軸方向を略鉛直方向とすることが好ましいが、中心軸方向を略水平方向としてもよいし、傾斜させてもよい。
【００６７】本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去装置では、図６に示すメッシュ状の所定の金属５３として鉄を使用し、腐食性物質としてフッ化水素を含有する排ガスＧ５１を処理しているため、反応生成物としては、フッ化鉄（ＦｅＦ２又はＦｅＦ３）が生成し、反応生成物層５６を形成する。反応生成物層５６には、フッ化鉄だけではなく、酸化鉄等の化合物や鉄も含有される。また、本実施の形態においては、フッ化水素と鉄との反応は、３５０℃以上で行われるため、生成したフッ化鉄は脆く、剥がれやすいものとなる。そのため、脱離物として容易に脱離させることができる。腐食性物質とメッシュ状の所定の金属５３との反応は、３５０〜１２００℃で行うことが好ましく、５００〜１０００℃で行うことがさらに好ましい。また、腐食性物質とメッシュ状の所定の金属５３との反応の温度は、反応室５１を加熱装置等により加熱することにより３５０℃以上としてもよいが、腐食性物質を含有する排ガスＧ５１の温度を３５０℃以上とすることにより、腐食性物質とメッシュ状の所定の金属５３との反応の温度を３５０℃以上とすることが好ましい。図５に示すセラミック焼成用の焼成炉８０から排出される排ガスＧ５１は、焼成炉８０内で３５０℃以上に加熱されている場合があり、この場合には、この温度（熱）を利用することにより、新たに熱を加える必要がないため、省エネルギーという観点からも好ましい。
【００６８】本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去装置を構成する、図５に示す電磁ハンマーによる脱離手段６０は、機械的振動を発生させ、反応室５１（メッシュ状の所定の金属５３及び反応生成物層５６（図６参照））を振動させることにより、図６に示す所定の金属の表面５４から反応生成物層５６の一部又は全部を脱離させるものである。脱離手段６０により機械的衝撃を発生させてもよい。また、図５に示す脱離手段６０としては、図６に示す反応生成物層５６を直接擦る又は削ることにより所定の金属の表面５４から反応生成物層５６の一部又は全部を脱離させてもよい。反応生成物層５６の脱離は、反応生成物層５６の厚さが、１０〜１００μｍになったときに行うことが好ましい。１０μｍより薄いと、反応生成物層５６が脱離し難いため好ましくない。また、１００μｍより厚いと、反応生成物層５６が厚いため、メッシュ状の所定の金属５３と腐食性物質との反応が起きにくくなり、それ以上その状態で反応を続けることが困難になるため１００μｍ以下の厚さで脱離をさせることが好ましい。
【００６９】本実施の形態の排ガス中の腐食性物質の除去装置で使用する、図５に示す回収手段７０を構成する送風機７１は、所定の空気の流れを発生させることができれば特に限定されるものではない。例えば、ブロアー等の一般の送風設備やパルス的な風力を発生する送風機等が使用できる。送風機７１で発生した空気の流れは、送風用配管７２を通じて反応室５１に送られる。送風用配管７２は送風機７１による空気の流れの量により最適な径のものを使用することができる。ただし、図５に示すように、送風用配管７２の反応室５１に近い部分は、腐食性物質除去後の排ガスＧ５２も流れるように形成されているため、その部分の径は、腐食性物質除去後の排ガスＧ５２が適切に流れるようにする必要がある。また、送風用配管７２の材質は、配管の中を腐食性物質を含むガスが流れることはないため特に耐食性の高い材料を用いる必要がない。炉の運転終了後送風機７１から送られる空気が回収用配管７３を通じて捕集手段７４に送られる。回収用配管７３としては、反応室５１に近い部分は腐食性物質を含むガスが流れるため送風用配管７２よりも耐食性の高い材料を用いる方が望ましい。例えば鉄系材料上に耐食性の大きい材料で内面にコーティングやメッキ等の処理を行ったり、またステンレス（ＳＵＳ３０４等）等の耐食性材料を使用することができる。捕集手段７４としては、本実施の形態ではサイクロン式の遠心力集塵装置を使用している。サイクロンは構造が簡単で設備費も安いため好ましい。サイクロンとしては、通常使用されている接線入り口式や案内羽根式を使用することができる。捕集手段７４により捕集された脱離物は捕集脱離物５５として回収される。捕集手段７４としては、バグフィルタ等の濾過集塵、電気集塵等を使用することができる。
【００７０】本実施の形態に使用するメッシュ状の所定の金属５３（図６，７参照）として、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性を有する金属を使用すると、脱離物も磁性、常磁性又はフェリ磁性を有するようになるため、磁力により脱離物を所定の捕集手段まで移送し、その捕集手段により脱離物を捕集することにより脱離物を回収することができる。
【００７１】この場合、磁場を発生させる装置を反応室に近づけて脱離物を磁力により引きつけ、脱離物を磁力により引きつけた状態で磁場を発生させる装置を捕集手段まで移動させ、捕集手段のところで磁場を消去して脱離物を捕集手段で捕集してもよい。また、反応室と捕集手段との間に磁場を発生させ、その磁場から受ける磁力により脱離物を捕集手段まで移送し、捕集手段で脱離物を捕集してもよい。上述のように磁場を発生させることにより脱離物を回収する場合には、その磁場の磁束密度は１テスラ（Ｔ）以上であることが好ましい。磁束密度を１テスラ（Ｔ）以上とすることにより、脱離物（磁性を有する金属）が十分な磁力を受けることができるため、確実に脱離物を捕集することができる。
【００７２】また、図５に示す、送風機７１、送風用配管７２及び回収用配管７３を省略し（使用せずに）、反応室５１の下部に捕集手段７４として脱離物回収容器（図示せず）を設けて回収手段７０としてもよい。このようにすることにより、脱離物を炉の運転中連続して回収できるため、特に連続炉への適用が容易になる。脱離物回収容器の形状は特に限定されるものではなく、脱離物を内部に適当量捕集することができればよい。例えば、円筒形状や直方体形状とすることができる。また、脱離物回収容器の材質は特に限定されるものではないが、反応性に富む鉄系材料等や反応性に乏しいステンレス系材料等のいずれも使用することができる。
【００７３】
【実施例】
（実施例１）
図１に示す円筒状の反応室１を作製した。円筒の直径を１．０ｍ、高さを２．０ｍとした。所定の金属３は、図３に示すように板状とし、幅方向ｂの長さを２００ｍｍ、厚さ方向ｃの長さを１０ｍｍとした。２５枚の所定の金属３の表面積の合計を８ｍ２とした。反応室１の円筒部分の材質をステンレスとし、所定の金属３の材質を鉄とした。また反応室１内の温度が高くできるように反応室の周囲に断熱材を設置し、また加熱装置を付加した。
【００７４】図２に示すように、反応室１の上端部には、送風用配管２２を接続し、下端部には回収用配管２３を接続した。そして、焼成炉３０からの排ガスＧ１を流入させるための配管を、回収用配管２３に接続し、腐食性物質除去後の排ガスＧ２を流出させるための配管を、送風用配管２２に接続した。焼成炉３０はバッチ式とした。また、送風用配管２２の他方の端部には送風機を設置し、回収用配管２３の他方の端部には、サイクロン式の捕集手段２４を設置した。反応室１には、脱離手段として電磁ハンマー（図示せず）を設置した。配管はいずれもステンレス製とした。このようにして排ガス中の腐食性物質の除去装置を作製した。
【００７５】図２に示す、バッチ式の焼成炉３０を運転して、所定量のセラミック成形体を焼成しながら排ガスＧ１を発生させて反応室１に流入させた。なお排ガスの流速は反応室１内において５ｍ／秒となるように調節した。排ガスＧ１の組成は以下に示すガス組成の測定方法で測定した。
【００７６】そして、反応室１に流入させた排ガスＧ１を、反応室１の所定の金属に接触させて、腐食性物質と所定の金属を３５０℃で接触反応させた（反応温度３５０℃）。そして、反応室１に流入した排ガスＧ１を腐食性物質除去後の排ガスＧ２（以降「処理ガスＧ２」ということがある）として反応室１から流出させた。排ガス中の腐食性物質はフッ化水素であり、フッ化水素濃度は、焼成温度が１０００℃になったとき、最も大きいことが予備実験で確認されたため、焼成温度が１０００℃になった時排ガスＧ１、処理ガスＧ２を採取して分析を実施した。なお焼成は全部で３回繰り返して行い、分析は３回目の焼成時に行った。結果を表１に示す。表１の中で、フッ化水素除去率（％）とは、処理ガスＧ２中のフッ化水素濃度を排ガスＧ１中のフッ化水素組成（濃度）で除したものを１から引いて１００倍した値である。この、フッ化水素除去率が５０％以上であれば、フッ化水素が良好に除去されたということがいえる。
【００７７】焼成を３回繰り返し、３回目の焼成を終了後に、電磁ハンマーにより、反応室１の所定の金属の表面に形成された反応生成物層を脱離物として脱離させた。脱離物を送風機により発生させた風（空気の流れ）でサイクロン式の捕集手段２４に送り、そこで捕集した。そして捕集した脱離物の重量及び組成を測定した。結果を表１に示す。表１において脱離物の重量（脱離物量相対値）は実施例１の重量を１とした相対値で表されている。また、所定の金属の表面から反応生成物層を除去した後の、所定の金属の表面の状態を目視で観察し、反応生成物層の全部又は一部が除去され、所定の金属の表面が現れている場合を「○」、反応生成物層がほとんど残っており、所定の金属の表面が現れていない場合を「×」、反応生成物層が全く脱離しない場合を「脱離せず」として「反応生成物層の脱離状況」の欄に示した。
【００７８】
（ガス組成の測定方法）
排ガスＧ１及び処理ガスＧ２中のフッ化水素の濃度は、ガス中のフッ化水素をアルカリ液に吸収させその量を定量するＪＩＳ  Ｋ０１０５に従い測定した。また水蒸気濃度は３５０℃の状態で塩化カルシウムに水分を吸着させ、吸着前後の重量から算出する方法（ＪＩＳ  Ｚ８８０８）に従い測定した。
【００７９】
（脱離物の組成の測定方法）
回収した脱離物を粉砕して均一試料とした後、一定量を採取してＦｅ（鉄）、Ｏ（酸素）、Ｆ（フッ素）の各全存在量を化学分析により求めた。また同じ試料のＸ線回折を行った結果、ＦはＦｅＦ２として、ＯはＦｅ２Ｏ３として存在することが確認されたため、Ｆ量からＦｅＦ２となるＦｅの量（Ｆｅ量１）、Ｏ量からＦｅ２Ｏ３となるＦｅの量（Ｆｅ量２）を算出し、全Ｆｅ量からこれらのＦｅ量１及びＦｅ量２を差し引いた残りを金属Ｆｅとした。
【００８０】
（実施例２）
実施例１と同様に、排ガス中の腐食性物質の除去装置を作製し、反応温度を５００℃とした以外は、実施例１と同様に上記各測定を行った。結果を表１に示す。
【００８１】
（実施例３）
実施例１と同様に、排ガス中の腐食性物質の除去装置を作製し、反応温度を１０００℃とした以外は、実施例１と同様に上記各測定を行った。結果を表１に示す。
【００８２】
（実施例４）
実施例１と同様に、排ガス中の腐食性物質の除去装置を作製し、反応温度を１２００℃とした以外は、実施例１と同様に上記各測定を行った。結果を表１に示す。
【００８３】
（実施例５〜７）
実施例１と同様に、排ガス中の腐食性物質の除去装置を作製し、反応室１に入る前の配管内に水蒸気のみを選択的に吸収する部材を設置しその部材量を調節して、水蒸気量を表１に示す量に調整した以外は、実施例１と同様に上記各測定を行った。結果を表１に示す。
【００８４】
（比較例１）
実施例１と同様に、排ガス中の腐食性物質の除去装置を作製し、反応温度を３００℃とした以外は、実施例１と同様に上記各測定を行った。結果を表１に示す。
【００８５】
（比較例２）
実施例１と同様に、排ガス中の腐食性物質の除去装置を作製し、焼成回数を１０回とし、分析を１０回目の焼成時に行った以外は比較例１と同様に上記各測定を行った。結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
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【００８７】表１の実施例１と比較例１との比較により、比較例１は、反応温度を３５０℃より低くしたため、フッ化水素除去率が低下し、また、反応生成物層の脱離状況も悪いことがわかる。
【００８８】実施例１〜４を比較すると、反応温度を高くするほどフッ化水素除去率が高いことがわかる。また、反応温度が高いほど、反応生成物層がより脆く、剥がれやすくなり、脱離状況もより良好であった。また実施例５〜７で見られるように水蒸気含有率が０．１％以上でフッ化水素除去量が増加することがわかる。これに対し比較例１のように反応温度が３５０℃より低下すると、フッ化水素の除去率が低下すると同時に反応生成物層の剥離が困難になることがわかる。また比較例２のように反応温度が３５０℃より低下すると、焼成回数が増加しても熱サイクルの効果があまり見られず剥離性は悪く、またフッ化水素除去率も低下するのがわかる。
【００８９】
【発明の効果】上述したように、本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法によれば、排ガス中に含有される腐食性物質と所定の金属とを所定の金属の表面上で３５０℃以上の温度で接触反応させて、その表面上に腐食性物質と所定の金属との反応生成物を含有する層（反応生成物層）を形成させるようにしたため、高温反応により反応生成物層を脆く、剥がれやすいものとすることができる。また、高温で反応させたため、反応効率もよい。そして、所定の金属の表面から反応生成物層の一部又は全部を脱離物として脱離させ、所定の金属及び腐食性物質を脱離物として回収して腐食性物質を除去するようにしたため、効率的に腐食性物質を除去、回収することができる。さらに反応生成物層を脱離させることにより、反応生成物層で覆われていた所定の金属の表面が再び金属面となるため、再び効率的に腐食性物質と接触反応することができるようになり、このサイクルを繰り返すことにより長時間の焼成炉等の運転が可能となる。
【００９０】また、本発明の排ガス中の腐食性物質の除去装置によれば、排ガス中に含有される腐食性物質と接触反応し得る所定の金属が配設される反応室と、腐食性物質と所定の金属とが所定の金属の表面上で３５０℃以上の温度で接触反応することにより所定の金属の表面上に形成された、反応生成物を含有する層（反応生成物層）を、所定の金属の表面から脱離物として脱離させる脱離手段と、所定の金属及び腐食性物質を、上記脱離物として回収する回収手段とを備えるようにしたため、高温反応により反応生成物層を脆く、剥がれやすいものとすることができる。また、高温で反応させたため、反応効率もよい。そして、効率的に腐食性物質を除去、回収することができる。さらに反応生成物層を脱離させることにより、反応生成物層で覆われていた所定の金属の表面が再び金属面となるため、再び効率的に腐食性物質と接触反応することができるようになり、このサイクルを繰り返すことにより長時間の焼成炉等の運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法の一の実施の形態に使用する反応室を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法の一の実施の形態を模式的に示すフロー図である。
【図３】本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法の一の実施の形態に使用する所定の金属を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の排ガス中の腐食性物質の除去方法の一の実施の形態に使用する反応室を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の排ガス中の腐食性物質の除去装置の一の実施の形態を模式的に示すフロー図である。
【図６】本発明の排ガス中の腐食性物質の除去装置の一の実施の形態に使用する反応室を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の排ガス中の腐食性物質の除去装置の一の実施の形態に使用する所定の金属を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１…反応室、２…空間、３…所定の金属、３ａ…端部、４…所定の金属の表面、５…捕集脱離物、６…反応生成物層、７…空隙部、８…その他の空間部、２０…回収手段、２１…送風機、２２…送風用配管、２３…回収用配管、２４…捕集手段、２５…脱離物回収後の空気、３０…焼成炉（単独炉）、５０…排ガス中の腐食性物質の除去装置、５１…反応室、５２…空間、５３…メッシュ状の所定の金属、５３ａ…円弧部分、５３ｂ…メッシュの空間部、５４…所定の金属の表面、５５…捕集脱離物、５６…反応生成物層、５７…切り欠き部分、６０…脱離手段、７０…回収手段、７１…送風機、７２…送風用配管、７３…回収用配管、７４…捕集手段、７５…脱離物回収後の空気、８０…焼成炉、１００…排ガス中の腐食性物質の除去装置、Ｇ１…排ガス、Ｇ２…腐食性物質除去後の排ガス、Ｇ５１…排ガス、Ｇ５２…腐食性物質除去後の排ガス。
【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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【図６】
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【図７】
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