(57)【要約】【課題】粉塵粒子や有害ガスの捕捉吸収効率が良好であり、小型で低コストの光ファイバ製造工程排ガスの処理装置を提供する。【解決手段】光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室１内を、上側の集塵部８と下側のスクラバー部１２とに上下に区分する。集塵部８には排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極６と、該放電極６により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレート５とを設ける。スクラバー部１２には集塵部８で捕捉できなかった前記粉塵粒子を除去するための充填材１０と、集塵部８を通った後の排ガス中に含まれる有害ガス成分を吸収するガス吸収液のスプレー部２４を設ける。前記放電極６の長手方向は集塵部８を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成することにより集塵部８のスペースが小さくても効率的に荷電粉塵粒子を集塵する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室を有し、該排ガス処理室内が上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分されており、前記集塵部には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極と、該放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレートとが設けられており、前記スクラバー部には前記集塵部で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を除去するための充填材と、前記集塵部を通った後の排ガス中に含まれる有害ガス成分を吸収するガス吸収液のスプレー部が設けられており、前記放電極の長手方向は前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成されていることを特徴とする光ファイバ製造工程排ガスの処理装置。
【請求項２】
集塵部を流れる排ガスの流れ方向をほぼ鉛直方向としたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置。
【請求項３】
集塵部の上部側には光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスの導入口が設けられ、スクラバー部の下部側には前記集塵部と前記スクラバー部を通って処理された排ガスの排出口が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置。
【請求項４】
集塵部には集塵プレート表面に付着した粒子を洗い落とす洗浄液のスプレー部が設けられ、前記集塵プレートの下部には前記洗浄液によって集塵プレート表面に付着した粒子を吸収して洗い落とした粒子吸収液を受ける樋が設けられており、該樋により受けた粒子吸収液をスクラバー部を通さずに液受槽に送る粒子吸収液移送通路が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２または３記載の光ファイバ製造排ガスの処理装置。
【請求項５】
集塵部の排ガス処理室内壁面が放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面と成していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の光ファイバ製造排ガスの処理装置。
【請求項６】
光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室内を上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分し、前記集塵部には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極と、該放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレートとを設け、前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向と前記放電極の長手方向をほぼ平行にし、該放電極により荷電した粉塵粒子を前記集塵プレートで捕捉し、前記集塵部を通った後の排ガスを前記スクラバー部に通して前記集塵部で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を前記スクラバー部に設けた充填材によって捕捉し、かつ、排ガス中に含まれる有害ガス成分を前記スクラバー部に設けたガス吸収液のスプレー部から噴霧されるガス吸収液により吸収除去することを特徴とする光ファイバ製造工程排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ製造プロセスから排出される排ガス中の粉塵粒子および有害ガス成分を湿式的に同時除去する光ファイバ製造工程排ガスの処理装置および処理方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
光ファイバの製造の方法としては、ＣＶＤ（化学蒸着）法、ＶＡＤ（気相軸付）法などがよく用いられる。ＣＶＤ法の製造プロセスにおける反応は、以下の式（１）に示す通りであり、ＶＡＤ法の製造プロセスにおける反応は、以下の式（２）に示す通りである。
【０００３】
ＳｉＣｌ４　＋　Ｏ２　→　ＳｉＯ２　＋　２Ｃｌ２・・・・・（１）
【０００４】
ＳｉＣｌ４　＋　２Ｈ２Ｏ　→　ＳｉＯ２　＋　４ＨＣｌ・・・・・（２）
【０００５】
上記式（１）、（２）から明らかなように、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガス中には、主にＳｉＯ２の固体粒子やＨＣｌ、Ｃｌ２等の有害な塩素化合物のガスが含まれる。また、光ファイバの製造プロセスによっては、ＨＦ等の酸性有害ガスも含まれる。
【０００６】
これらの排ガスから上記固体粒子の粉塵粒子と有害ガス成分を除去するために、例えば特願平１０−２０８１８８等には光ファイバ製造工程排ガスの処理装置が提案されている。この提案の装置は、図２に示すように、上記粉塵粒子を捕捉する集塵部８と、集塵部８で捕捉できなかった粉塵粒子の捕捉と上記有害ガスの吸収を行うスクラバー部１２とを有している。
【０００７】
図２に示す装置は、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室１を横長に形成し、この排ガス処理室１内に、集塵部８とスクラバー部１２を隣接配置した一体横型（水平流）の装置である。この装置において、上記排ガスは、矢印Ａに示すように、図の左側から集塵部８に導入される。
【０００８】
集塵部８は装置前段部であり、放電極６と集塵極２０を有し、排ガス中の粉塵粒子を荷電すると共に、クーロン力にて粉塵粒子の大部分を捕捉する。放電極６は高圧発生装置１６に接続されており、高電圧発生装置１６により、放電極６と集塵極２０の間に電界が発生させられる。
【０００９】
スクラバー部１２は装置後段部であり、集塵部８で荷電された残存粉塵粒子を静電吸引力により捕捉すると同時に、排ガス中の有害成分を吸収除去する。スクラバー部１２は充填材１０を有している。
【００１０】
集塵部８とスクラバー部１２を通って処理された排ガスは、例えば図示されていないエリミネータ、排風機１５を介して、図２の矢印Ｂに示すように、外部に排出される。
【００１１】
図３は、光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の別の例である。図３に示す装置も一体横型（水平流）の装置である。図３において、図２の装置と同一名称部分には同一符号を付しており、排ガスは、図の矢印Ａ方向から導入されて矢印Ｂ方向に排気される。
【００１２】
図３に示す装置は、放電極６により粉塵粒子に荷電するが、その捕捉（集塵）は意図しておらず、装置前段部を粒子荷電部２８としている。そして、荷電した粒子の集塵とガス吸収はスクラバー部１２で行う。
【００１３】
上記のような一体横型装置において、前段部の排ガス導入部近傍には調湿用スプレー２があり、粉塵粒子を調湿して（しめらせて）荷電しやすくしている。また、集塵部８の上部側には洗浄液のスプレー部２３があり、洗浄液としての水を噴出する。
【００１４】
スクラバー部１２の上部側にはアルカリ水等により形成されたガス吸収液のスプレー部２４があり、このスプレー部２４から噴出されるアルカリ水をＨＣｌ、Ｃｌ２などの塩素化合物と反応させて除去する。
【００１５】
図２の集塵部８と図３の粒子荷電部２８の下部および、スクラバー部１２の下部には、それぞれ液受槽１３（１３ａ，１３ｂ）が設けられている。
【００１６】
なお、光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の別の例として、図４に示すように、集塵部８とスクラバー部１２をそれぞれ別個に設け、集塵部８とスクラバー部１２を接続通路２２で接続して形成した装置もある。
【００１７】
しかし、図４に示す装置のように、集塵部８とスクラバー部１２を別々に設けて接続するよりも、図２、図３に示したように、一つの排ガス処理室１内に集塵部８（または粒子荷電部２８）とスクラバー部１２を設ける構成の方が効率的に排ガス処理を行うことができる。
【００１８】
つまり、図２、図３に示したような一体横型の装置は、放電極６とスクラバー部１２の距離を十分接近させることができるので、放電極６で荷電した粒子を、スクラバー部１２において静電吸引力を効果的に利用して効率的に捕捉できる。また、一体横型の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、前段の液受槽１３ａと後段の液受槽１３ｂの液分離を行う上でも有効である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記横型装置の場合、放電極６の長手方向が、ガスの流れに対して略垂直な方向に形成されている。粉塵粒子を荷電するための適正な荷電状態を作り出すには、放電極６と、放電極６と逆電位にある部分（集塵極２０や集塵プレート５、排ガス処理室１の内壁、液受槽１３の液面等）を、ある一定間隔に配置する必要がある。
【００２０】
しかしながら、上記横型装置の場合、通常、放電極６の上の空間には洗浄液のスプレー部２３が配置されていたり、また、放電極６の下部にある液受槽１３ａの液面は変動しやすかったりするため、これらの部分の荷電は難しい。
【００２１】
したがって、上記横型装置は、放電極６の上下の空間の分だけ集塵面積を設計値より大きめに設定する必要があり、装置全体の構造が大きくなり、経済的にも不利になるといった問題があった。
【００２２】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、粉塵粒子や有害ガスの捕捉吸収効率が良好であり、装置の小型化が可能で低コストの光ファイバ製造工程排ガスの処理装置および処理方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室を有し、該排ガス処理室内が上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分されており、前記集塵部には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極と、該放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレートとが設けられており、前記スクラバー部には前記集塵部で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を除去するための充填材と、前記集塵部を通った後の排ガス中に含まれる有害ガス成分を吸収するガス吸収液のスプレー部が設けられており、前記放電極の長手方向は前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
また、第２の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、上記第１の発明の構成に加え、前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向をほぼ鉛直方向とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２５】
さらに、第３の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、上記第１または第２の発明の構成に加え、前記集塵部の上部側には光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスの導入口が設けられ、スクラバー部の下部側には前記集塵部と前記スクラバー部を通って処理された排ガスの排出口が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２６】
さらに、第４の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、上記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記集塵部には集塵プレート表面に付着した粒子を洗い落とす洗浄液のスプレー部が設けられ、前記集塵プレートの下部には前記洗浄液によって集塵プレート表面に付着した粒子を洗い落とした粒子吸収液を受ける樋が設けられており、該樋により受けた粒子吸収液をスクラバー部を通さずに液受槽に送る粒子吸収液移送通路が設けられている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２７】
さらに、第５の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置は、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成に加え、前記集塵部の排ガス処理室内壁面が放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２８】
さらに、第６の発明の光ファイバ製造工程排ガスの処理方法は、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室内を上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分し、前記集塵部には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極と、該放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレートとを設け、前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向と前記放電極の長手方向をほぼ平行にし、該放電極により荷電した粉塵粒子を前記集塵プレートで捕捉し、前記集塵部を通った後の排ガスを前記スクラバー部に通して前記集塵部で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を前記スクラバー部に設けた充填材によって捕捉し、かつ、排ガス中に含まれる有害ガス成分を前記スクラバー部に設けたガス吸収液のスプレー部から噴霧されるガス吸収液により吸収除去する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略又は簡略化する。
【００３０】
図１には、本発明に係る光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の一実施形態例が断面図により模式的に示されている。図１に示すように、この排ガス処理装置は、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスを処理する排ガス処理室１を有し、該排ガス処理室１内が上側の集塵部８と下側のスクラバー部１２とに上下に区分された一体縦型の装置である。
【００３１】
集塵部８には前記排ガス中に含まれる粉塵粒子を荷電する放電極６と、該放電極６により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵プレート５とが設けられている。放電極６は高電圧発生装置１６に接続され、高電圧発生装置１６が、放電極６と集塵プレート５の間に電界を発生させる。
【００３２】
前記スクラバー部１２には、前記集塵部８で捕捉できなかった荷電粉塵粒子を除去するための充填材１０が設けられている。また、スクラバー部１２には、集塵部８を通った後の排ガス中に含まれる有害ガス成分を吸収するガス吸収液のスプレー部２４が設けられている。
【００３３】
本実施形態例では、前記放電極６の長手方向は集塵部８を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成されている。集塵部８を流れる排ガスの流れ方向はほぼ鉛直方向である。また、集塵部８の排ガス処理室１の内壁面は、４壁面とも接地されており、それにより、これらの内壁面が、放電極６により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面４と成している。
【００３４】
集塵部８の上部側には光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスの導入口９が設けられ、図１の矢印Ａに示すように排ガスが導入される。排ガスの導入口９の付近には調湿用スプレー２が設けられている。また、スクラバー部１２の下部側には集塵部８とスクラバー部１２を通って処理された排ガスの排出口１１が設けられている。排ガスの排出口１１の付近には排風機１５が設けられている。
【００３５】
集塵部８には集塵プレート５の表面や集塵面４に付着した粒子を洗い落とす洗浄液のスプレー部２３が設けられ、前記集塵プレート５の下部には前記洗浄液によって集塵プレート５の表面に付着した粒子を洗い落とした粒子吸収液を受ける樋７が設けられている。また、樋７により受けた粒子吸収液を、スクラバー部１２を通さずに液受槽１３に送る粒子吸収液移送通路１７が設けられている。
【００３６】
液受槽１３は、吸収液循環ポンプ１８を介し、洗浄液のスプレー部２３に接続されている。
【００３７】
本実施形態例は以上のように構成されており、例えば図２に示した装置とほぼ同様に、光ファイバの製造プロセスから排出される排ガス中の粉塵粒子の荷電、集塵、および有害ガスの吸収が行われるが、本実施形態例では、排ガス処理室１内を上側の集塵部８と下側のスクラバー部１２とに上下に区分しており、集塵部８を流れる排ガスの流れ方向と放電極６の長手方向をほぼ平行にしているので、排ガスは、ほぼ放電極６の長手方向に沿ってほぼ鉛直方向に流れる。
【００３８】
そして、集塵部８の排ガス処理室内壁の４壁面を接地することにより、これらの壁面を放電極６により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面４と成し、省スペースで効率的に粉塵粒子の捕捉が行われる。つまり、ガスの流れに対して放電極６が垂直になっている従来の装置では荷電することが困難であった集塵部８の２つの壁面をも、本実施形態例では集塵面４として利用でき、集塵部８内を全て荷電面積とすることができるので、粉塵粒子の捕捉を効率的に行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態例において、集塵部８を通った後の排ガスをスクラバー部１２に通すことにより、集塵部８で捕捉できなかった前記粉塵粒子の捕捉が、スクラバー部１２に設けた充填材１０等によって行われる。つまり、荷電した粉塵粒子が水や充填材１０の表面との間の静電吸引力によって、充填材１０表面または水滴に捕捉され除去される。
【００４０】
また、排ガス中の塩素化合物はスクラバー部１２でガス吸収液スプレー部２４から散出されるガス吸収液と気液接触し、液中に移行する。
【００４１】
そして、上記工程を経て清浄化された排ガスは、図１の矢印Ｂに示すように、排風機１５によりスタックを経由して大気に開放される。
【００４２】
また、本実施形態例において、必要に応じ、液受槽１３に送られる粒子吸収液を、粉塵粒子の含有量が少ない洗浄液としてスプレー部２３，２４に送り、スプレー部２３，２４から再び散水することが行われる。
【００４３】
なお、液受槽１３に送られる粒子吸収液を、粉塵粒子の含有量が少ない洗浄液とするためには、例えば粒子吸収液移送通路１７の途中に沈降槽（図示せず）を設けてその上澄みを液受槽１３に戻したり、ポンプ１８により液受槽１３から液を引き上げて沈降槽に導き、沈降槽の上澄みを液受槽１３に戻したりすることが行われる。
【００４４】
本実施形態例によれば、上記のように、排ガス処理室１内を上側の集塵部８と下側のスクラバー部１２とに上下に区分しており、集塵部８とスクラバー部１２の距離を十分接近させることができるので、残留静電吸引力の効果を損なうことがない。これにより、集塵部８の面積は必要最小限で済み、装置の小型化が可能となり経済的となる。
【００４５】
また、本実施形態例によれば、集塵部８を流れる排ガスの流れ方向と放電極６の長手方向をほぼ平行にして、これらの方向をほぼ鉛直方向にしているので、集塵部８の排ガス処理室内壁の４壁面を接地して集塵面４と成し、省スペースで効率的に粉塵粒子の捕捉を行うことができる。
【００４６】
さらに、本実施形態例によれば、集塵部８で集塵プレート５に付着した粒子吸収液は、樋７で受けて粒子吸収液移送通路１７を通り、スクラバー部１２には滴下しないので、スクラバー部１２による粉塵粒子の捕捉と有害ガス成分の吸収をより一層効率的に行うことができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されことはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例では、集塵プレート５の下部に、洗浄液によって集塵プレート５の表面に付着した粒子を洗い落とした粒子吸収液を受ける樋７を設けたが、樋７は省略することもできる。
【００４８】
また、放電極６の長手方向は、排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成されていればよく、排ガスの流れに対して多少斜めに形成されていてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、排ガス処理室内を上側の集塵部と下側のスクラバー部とに上下に区分したので、集塵部とスクラバー部の距離を十分接近させることができ、集塵部によって捕捉できなかった粒子を、スクラバー部により捕捉できる。これにより、集塵部の面積は必要最小限で済むので、装置の小型化が可能となり、経済的となる。
【００５０】
また、本発明によれば、集塵部に設けられた放電極の長手方向を、前記集塵部を流れる排ガスの流れ方向とほぼ平行に形成したので、例えば第５の発明の装置のように、集塵部の排ガス処理室内壁面を、放電極により荷電された粉塵粒子を捕捉する集塵面と成すことができる。このようにすると、集塵部を全て荷電面積とすることができるので、粉塵粒子の捕捉を効率的に行うことができる。
【００５１】
また、本発明の装置において、集塵部を流れる排ガスの流れ方向をほぼ鉛直方向とした構成によれば、排ガスの流れと放電極の長手方向を確実にほぼ平行に形成できる。
【００５２】
さらに、本発明の装置において、集塵部の上部側には光ファイバの製造プロセスから排出される排ガスの導入口が設けられ、スクラバー部の下部側には前記集塵部と前記スクラバー部を通って処理された排ガスの排出口が設けられている構成によれば、排ガスの導入口から導入される排ガスを、集塵部とスクラバー部を通して効率的に処理して排出口から排出できる。
【００５３】
さらに、本発明の装置において、集塵部には集塵プレート表面に付着した粒子を洗い落とす洗浄液のスプレー部を設け、集塵プレートの下部に、洗浄液によって集塵プレート表面に付着した粒子を吸収して洗い落とした粒子吸収液を受ける樋を設けて、該樋により受けた粒子吸収液をスクラバー部を通さずに液受槽に送る粒子吸収液移送通路が設けられている構成によれば、スクラバー部により、一層効率的に粉塵粒子の捕捉と有害ガスの除去を行うことができる。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の一実施形態例を模式的に示す構成図である。
【図２】従来の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】従来の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置の別の例を模式的に示す説明図である。
【図４】従来の光ファイバ製造工程排ガスの処理装置のさらに別の例を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１　排ガス処理室
２　調湿用スプレー
４　集塵面
５　集塵プレート
６　放電極
７　樋
８　集塵部
９　排ガスの導入口
１０　充填材
１２　スクラバー部
１３　液受槽
１４　吸収液循環ポンプ
１５　排風機
１６　高圧発生装置
１７　粒子吸収液移送通路
２３　洗浄液のスプレー部
２４　ガス吸収液のスプレー部
【図１】
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【図２】
2004089837.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004089837.tif 000006