(57)【要約】【課題】排気ガス中の酸性ガスによる腐食を抑えつつ、処理が困難な固体の生成による流路の閉塞を防止して排気ガスを処理する。【解決手段】前処理装置１００の容器１０１内に、ｐＨ値を１０．０以上かつ１３．０以下としたアルカリ水溶液１０２を貯留し、容器１０１内に送り込まれた酸性ガスを含む排気ガス１をアルカリ水溶液１０２に接触させる。その後、前処理装置１００にて処理した排気ガス１を、集塵装置２００へ送り込み、排気ガス１から微粒子を取り除く。さらに、排気ガス１を中和装置３００へ送り込み、アルカリ水溶液３０２に接触させて中和させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性ガスを含む排気ガスを、ｐＨ値が１０．０以上かつ１３．０以下のアルカリ水溶液に接触させることを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガスの処理方法において、
前記排気ガスを前記アルカリ水溶液に接触させた後、
前記排気ガスに含まれる微粒子をクーロン力によって捕捉することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の排気ガスの処理方法において、
前記微粒子を捕捉した後、
前記排気ガスをアルカリ水溶液に接触させて中和することを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の排気ガスの処理方法において、
前記アルカリ水溶液の密度、粘度、電気伝導度、濁度及びｐＨからなる群の内の少なくとも何れか一つを測定し、前記測定した値が所定値以下となるように、前記アルカリ水溶液の全部もしくは一部の交換を行うことを特徴とする排気ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸性ガスを含む排気ガスをアルカリ水溶液に接触させる排気ガスの処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガラス体の光ファイバは、ガラス微粒子堆積体を加熱して透明化（焼結）させたガラス母材を、線引きすることにより製造される。ガラス微粒子堆積体を製造する方法として、ＶＡＤ法（Ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：軸付け法）やＯＶＤ法（Ｏｕｔｅｒ  Ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：外付け法）、ＭＣＶＤ法（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：内付け法）等の気相合成法が知られている。
【０００３】
このような気相合成法では、複数のポートを有するバーナに、酸素、水素、及びガラスの原料ガスを導入して、加水分解反応によりガラス微粒子を生成し、ガラスロッドの外側に堆積させてガラス微粒子堆積体としたり、また、ガラス管内に酸素と原料ガスを投入し、そのガラス管を加熱して、酸化反応によってガラス微粒子を生成し、ガラス管の内面に積層させる。
【０００４】
ガラス微粒子を生成する原料ガスは、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ４）等が用いられ、この原料ガスの加水分解または酸化により二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）等のガラス微粒子が生成される。
したがって、このような気相合成法、あるいはガラス微粒子堆積体の透明化処理を行った装置から排出される排気ガスには、二酸化ケイ素、二酸化ゲルマニウム等のガラス微粒子や、塩化水素（ＨＣｌ）、塩素（Ｃｌ２）等の塩素化合物等が含まれている。
【０００５】
そして、上記のような排気ガスを処理するために、排気ガス中に微粒子状水滴を同伴させ、この微粒子状水滴を同伴した固体微粒子を荷電捕集する集塵工程を行い、その後、吸収塔でアルカリ液を供給して塩素化合物を除去する中和工程を行う処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平６−８５８８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来の排気ガスの処理方法では、固体微粒子を荷電捕集する集塵装置の腐食を抑えるために、集塵装置における集塵工程の前に、排気ガスに含まれる例えば塩化水素（ＨＣｌ）、塩素（Ｃｌ２）、フッ化水素（ＨＦ）等の酸性ガスをある程度中和しておくことが望ましい。
このため、集塵工程前に、排気ガスを水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等のアルカリ溶液で洗浄し、酸性ガスをできるだけ中和することが考えられる。
しかしながら、この場合には、排気ガス中のＳｉＯ２と水酸化ナトリウムとが反応し、洗浄排気液中で沈殿やろ過しにくい、例えばケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＯ３）等の不溶性の固体が生成される。
このように、不溶性の固体が生成されると、廃液の処理が困難になるばかりか、配管やポンプなどの流路の閉塞を引き起こしてしまうことがあった。
【０００８】
本発明は、排気ガスに含まれる酸性ガスによる装置の腐食を抑えつつ、処理が困難な固体の生成による流路の閉塞を防止して排気ガスを処理することが可能な排気ガスの処理方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る排気ガスの処理方法は、酸性ガスを含む排気ガスを、ｐＨ値が１０．０以上かつ１３．０以下のアルカリ水溶液に接触させることを特徴としている。
【００１０】
なお、アルカリ水溶液としては、費用等の観点から、水酸化ナトリウムを用いることが好ましく、使用条件を選ぶことで、二酸化ケイ素を含む排気ガスの処理も問題なく行うことができる。
【００１１】
また、上記排気ガスの処理方法において、排気ガスをアルカリ水溶液に接触させた後、排気ガスに含まれる微粒子をクーロン力によって捕捉することが好ましい。
【００１２】
また、上記排気ガスの処理方法において、微粒子を捕捉した後、排気ガスをアルカリ水溶液に接触させて中和することが好ましい。
【００１３】
また、上記排気ガスの処理方法において、アルカリ水溶液の密度、粘度、電気伝導度、濁度及びｐＨからなる群の内の少なくとも何れか一つを測定し、測定した値が所定値以下となるように、アルカリ水溶液の全部もしくは一部の交換を行うことが好ましい。
なお、この交換作業は、微粒子を捕捉する前に用いるアルカリ水溶液に対して行うことが好ましいが、微粒子を捕捉した後に用いるアルカリ水溶液に対して行っても良く、また、両方のアルカリ水溶液に対して行っても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る排気ガスの処理方法の一実施形態を図１に基づいて説明する。
本実施形態の排気ガスの処理方法は、気相合成法等により発生した酸性ガスを含む排気ガスに対して、ｐＨ値が１０．０以上かつ１３．０以下のアルカリ水溶液を接触させて、排気ガスのｐＨ値を上昇させることを特徴としている。
【００１５】
図１は、本実施形態の排気ガス処理方法を実施するための排気ガス処理装置の構成図である。
図１に示すように、この排気ガス処理装置は、前処理装置１００と、集塵装置２００と、中和装置３００とを備えている。
前処理装置１００は、容器１０１を有しており、この容器１０１は、アルカリ水溶液１０２を貯留している。容器１０１は、排気ガス供給口１０３を有しており、この排気ガス供給口１０３には、第１の配管１０４が接続されている。第１の配管１０４には、ＭＣＶＤ法等の気相合成法を行う際に用いられる装置（図示せず）からの排気ガス１が送り込まれる。そして、この第１の配管１０４に送り込まれた排気ガス１は、第１の配管１０４を介して容器１０１内に供給される。
【００１６】
前処理装置１００の容器１０１に貯留されるアルカリ水溶液１０２は、水酸化ナトリウム水溶液からなるものであり、そのｐＨ値は、１１．５以上かつ１２．５以下である。
また、容器１０１には、アルカリ水溶液１０２の貯留部分に、ポンプ１０５を有する管路１０８の一端が接続されている。この管路１０８は、他端部が、容器１０１の上部空間内に配置され、ポンプ１０５によって汲み上げられたアルカリ水溶液１０２が、容器１０１内の上部から噴出される。この噴出により、排気ガス１とアルカリ水溶液１０２とが積極的に接触される。
【００１７】
前処理装置１００の容器１０１には、その上端に第２の配管１０７の一端が接続されている。この第２の配管１０７は、バルブ１１３を有しており、その他端は、集塵装置２００の容器２０１に接続されている。
そして、この第２の配管１０７を介して、前処装置１００の容器１０１内にて処理された排気ガス１が集塵装置２００の容器２０１内に送り込まれる。
【００１８】
集塵装置２００は、容器２０１内に、複数配列された集塵電極２０２を有している。
集塵装置２００は、容器２０１内の集塵電極２０２によって、前処理装置１００から送り込まれた排気ガス１中の微粒子（例えば二酸化ケイ素、二酸化ゲルマニウム）をクーロン力によって捕捉する。
【００１９】
集塵装置２００の容器２０１には、バルブ１１４を有する第３の配管２０７の一端が接続されている。
この第３の配管２０７は、その他端部が、中和装置３００の容器３０１に接続されており、この第３の配管２０７により、集塵装置２００にて微粒子が除去された排気ガス１が容器３０１に導かれる。
【００２０】
中和装置３００の容器３０１は、アルカリ水溶液３０２を貯留している。アルカリ水溶液３０２としては、水酸化ナトリウム水溶液が用いられる。このアルカリ水溶液３０２として用いられる水酸化ナトリウム水溶液のｐＨ値は、おおよそ１３．０以上である。
中和装置３００の容器３０１には、アルカリ水溶液３０２の貯留部分に、ポンプ３０３を有する管路３０４の一端が接続されている。この管路３０４は、他端部が、容器３０１の上部空間内に配置され、ポンプ３０３によって汲み上げられたアルカリ水溶液３０２が、容器３０１内の上部から噴出される。この噴出により、排気ガス１とアルカリ水溶液３０２とが積極的に接触される。
【００２１】
そして、第３の配管２０７から送り込まれた排気ガス１は、容器３０１内のアルカリ水溶液３０２によって酸性ガス成分が完全に中和される。
また、中和装置３００には、容器３０１の上端近傍に、排気ファン３０６を有する第４の配管３０７が接続されている。
【００２２】
次に、上述した排気ガス処理装置を用いた排気ガスの処理方法について説明する。
気相合成法を行う装置から排出された排気ガス１は、第１の配管１０４を介して前処理装置１００の容器１０１内に送り込まれる。この排気ガス１には、二酸化ケイ素や二酸化ゲルマニウム等の微粒子、及び塩化水素やフッ化水素、塩素等の酸性ガスが含まれている。
【００２３】
容器１０１内に送り込まれた排気ガス１は、容器１０１に貯留されているアルカリ水溶液１０２と接触することによって、酸性ガスがある程度中和される。
その際、水酸化ナトリウム水溶液からなるアルカリ水溶液１０２のｐＨ値を、１０．０以上かつ１３．０以下（水酸化ナトリウム濃度は４×１０−４％〜０．４％程度）に保つことにより、不溶性の固体（例えばケイ酸ナトリウム）の生成を防ぎつつ、酸性ガスの除去を行うことができる。
アルカリ水溶液１０２のｐＨ値が１３．０より大きいと、ケイ酸ナトリウムが生じて、第１の配管１０４、第２の配管１０７が容器１０１と繋がる箇所で閉塞が生じやすくなる。また、アルカリ水溶液１０２のｐＨ値が１０．０より小さいと、中和の効果が小さく、第２の配管１０７や、集塵装置２００内の集塵電極２０２の腐食を防止することができない。また、アルカリ水溶液１０２の廃液量が増えてしまう。
【００２４】
前処理装置１００にて洗浄された排気ガス１は、第２の配管１０７を介して集塵装置２００の容器２０１内へ送り込まれる。
そして、容器２０１内に送り込まれた排気ガス１は、ガス中に含まれる微粒子がクーロン力によって容器２０１内に配列された集塵電極２０２に捕捉される。
【００２５】
その際、集塵装置２００の容器２０１内へ送り込まれる排気ガス１は、前処理装置１００にて、そのｐＨ値がアルカリ側へ変化しているので、容器２０１及びその内部の集塵電極２０２の排気ガス１による腐食が抑えられる。
集塵装置２００によって微粒子が取り除かれた排気ガス１は、第３の配管２０７を介して中和装置３００の容器３０１内に送り込まれる。
【００２６】
そして、中和装置３００の容器３０１内に送り込まれた排気ガス１は、容器３０１内にてアルカリ水溶液３０２によって十分に中和される。
このように中和された排気ガス１は、その後、排気ファン３０６によって第４の配管３０７を介して排気される。
【００２７】
このように、上述した排気ガスの処理方法によれば、酸性ガスを含む排気ガス１を、ｐＨ値が１０．０以上かつ１３．０以下のアルカリ水溶液に接触させることにより、不溶性の固体を生成させることなく、排気ガス１をある程度中和することができる。
これにより、その後の処理装置へ排気ガス１を導く流路や、その後の処理装置である集塵装置２００における閉塞又は腐食などの不具合を確実に防止することができる。
【００２８】
また、前処理装置１００及び中和装置３００のそれぞれの容器１０１、３０１に貯留されたアルカリ水溶液１０２、３０２は、塩濃度が５〜７％になる前に交換するのが望ましい。例えば、アルカリ水溶液１０２の塩濃度が７％を越えるほど高くなると、塩の析出により、第１の配管１０７と容器１０１との連結点付近が閉塞しやすくなる。
【００２９】
このため、前処理装置１００及び中和装置３００のそれぞれの容器１０１、３０１の両方もしくはいずれか一方において、析出する可能性のある塩の全てについて、その濃度を測定することが望ましい。しかし、その塩の全てを把握することは難しく、また、そのためのコストも大幅に上がってしまうことから、アルカリ水溶液１０２、３０２の塩濃度に相関性のある数値を測定する。塩濃度に相関性のある数値としては、水溶液の密度、粘度、電気伝導度、濁度及びｐＨ値であり、これらの群の内少なくとも何れか一つの値を適宜測定する。
そして、この測定値が所定値以下となるように、アルカリ水溶液１０２、３０２を看視し、適宜交換する。交換の仕方としては、一度に全部交換しても良いが、所定量の抜き出し及び補充によって一部を交換しても良い。
【００３０】
測定方法は、オンラインであってもオフラインであっても良い。オンラインで行う場合は、例えば、電気伝導度計をアルカリ水溶液１０２、３０２に入れ、このアルカリ水溶液１０２、３０２の電気伝導度を常時測定する。また、オフラインで行う場合は、例えば、所定時間毎にアルカリ水溶液１０２、３０２を適量取り出し、この取り出したアルカリ水溶液１０２、３０２の濁度を濁度計によって測定する。
【００３１】
なお、各測定値の閾値となる所定値は、配管が閉塞しない程度の塩濃度における各値を、予め実験にて求めておくと良い。
【００３２】
このように、塩濃度を看視することによって、適切なタイミングでアルカリ水溶液を交換することができる。そのため、中和能力が残っているアルカリ水溶液を廃液処理してしまったり、適切な中和能力が失われたアルカリ水溶液を使用し続けて配管や装置の閉塞を起こしてしまったりすることを効果的に防止することができる。
【００３３】
また、集塵装置２００内の集塵電極２０２等をアルカリ水溶液で洗浄する場合にも、上述したように塩濃度を看視して、適切なタイミングでアルカリ水溶液を交換することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る排気ガスの処理方法によれば、排気ガスに含まれる酸性ガスによる装置の腐食を抑えつつ、処理が困難な固体の生成による流路の閉塞を防止して排気ガスを処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気ガスの処理方法を実施するための排気ガス処理装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  排気ガス
１００  前処理装置
１０４  第１の配管
１０７  第２の配管
２００  集塵装置
２０７  第３の配管
３００  中和装置
３０７  第４の配管
１０２，３０２  アルカリ水溶液
【図１】
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