(57)【要約】      （修正有）【課題】活性水を用いて排ガス中のダイオキシン類を高分解効率で酸化分解可能な排ガス処理装置を提供する。【解決手段】排ガス処理装置本体１の被処理排ガス導入部１１に、水平方向調整装置２１と上下方向調整装置２２を備えた整流装置２が設置され、被処理排ガスは、整流装置２により整流されて排ガス処理室１２に導入される。また排ガス処理室１２内には、オゾンガスノズル、スロート、過酸化水素オリフィス、水オリフィス、反応筒、水混合ノズル、およびノズル孔を備えた排ガス処理剤調製装置が設置されていて、オゾンガス流路、過酸化水素流路および水流路からそれぞれ供給されるオゾン、過酸化水素、および水から調製された活性水が整流された被処理排ガスに噴霧される。【選択図】        図１
2004313855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス処理装置本体、上記排ガス処理装置本体において処理される被処理排ガスの偏流を整流する整流装置、排ガス処理剤を調製する排ガス処理剤調製装置、および上記排ガス処理装置本体内に上記排ガス処理剤を噴霧する噴霧装置を備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
排ガス処理装置本体、上記排ガス処理装置本体において処理される被処理排ガスの偏流を整流する整流装置、および排ガス処理剤を調製すると共に上記排ガス処理装置本体内に上記排ガス処理剤を噴霧する排ガス処理剤調製噴霧装置を備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】
上記排ガス処理装置本体は、被処理排ガス導入部および排ガス処理室を備え、上記整流装置は、上記被処理排ガス導入部に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
上記整流装置は、被処理排ガスの一方向の流動分布を調整する第一調整装置、および上記被処理排ガスの上記一方向と直交方向またはそれに近い方向の流動分布を調整する第二調整装置を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
上記排ガス処理剤調製装置は、上記排ガス処理剤の原料となる複数の流体のうちの少なくとも２種を化学反応させる反応室、上記化学反応後の流体に上記複数の流体のうちの残余の流体を混合して上記排ガス処理剤を調製する混合装置を備えた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６】
上記排ガス処理剤調製噴霧装置は、上記排ガス処理剤の原料となる複数の流体のうちの少なくとも２種を化学反応させる反応室、上記化学反応後の流体に上記複数の流体のうちの残余の流体を混合して上記排ガス処理剤を調製すると共に噴霧する噴霧装置を備えたことを特徴とする請求項２記載の排ガス処理装置。
【請求項７】
ダイオキシン類を含む被処理排ガスの処理に用いられることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス処理装置に関し、特に廃棄物を焼却する焼却炉、金属精練炉などの排ガス発生源より排出される排ガスの処理に、就中、かかる排ガスに含まれているダイオキシン類の処理に好適な排ガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
後記の特許文献１から、第一排ガス処理装置と第二排ガス処理装置とを備え、第一排ガス処理装置は、珪素を主成分としたシラノール塩とシロキサンとから成り、造膜性を有し、耐熱フィルターとして機能する水性造膜性無機化合物の溶液を噴霧部から排ガス中に噴霧するように構成され、第二排ガス処理装置は、前記水性造膜性無機化合物の溶液を前記排ガスの流路中のシャワー状に供給するシャワー供給装置と、前記水性造膜性無機化合物の溶液により形成された液膜を前記排ガスの流路を遮るように形成して、前記排ガスが前記液膜を破って通過するようにした液膜形成装置とを備え、前記水性造膜性無機化合物が前記排ガスと前記第一排ガス処理装置および前記第二排ガス処理装置にて段階的に接触して排ガスを浄化処理する排ガス処理装置は、従来公知である。また、排ガスに含まれているダイオキシン類を酸化分解にて処理する技術として、オゾンと過酸化水素とを含む水、即ち活性水を排ガス流路内を流れる排ガスに噴霧する技術も、後記の特許文献１から公知である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８５２１７号公報（請求項２、図１）
【特許文献２】
特開２００１−９２３９号公報（請求項１、図１〜図３）
【０００４】
ところで特許文献１の技術では、排ガスに含まれているダイオキシン類は、前記耐熱フィルターに捕捉されるだけで分解されないので、ダイオキシン類を捕捉した耐熱フィルターは、特許文献１の技術での処理の後に、別途、高温度加熱などにて処理し、無害化して廃棄する必要がある。
【０００５】
一方、特許文献２の技術を既設の焼却炉に適用しようとした場合、かかる焼却炉の排ガス流路は狭隘な空間に設けられている場合が殆どであって、排ガス流路内での排ガスの流動には偏流が生じているのが一般的である。このために上記の活性水を排ガス中のダイオキシン類に均一に噴霧することが困難であって、このためにダイオキシン類の分解率が低下する問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、斯界における如上の実情に鑑みて、上記の活性水を用いて排ガス中のダイオキシン類を高分解効率で酸化分解可能な排ガス処理装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る排ガス処理装置は、排ガス処理装置本体、上記排ガス処理装置本体において処理される被処理排ガスの偏流を整流する整流装置、排ガス処理剤を調製する排ガス処理剤調製装置、および上記排ガス処理装置本体内に上記排ガス処理剤を噴霧する噴霧装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項２に係る排ガス処理装置は、排ガス処理装置本体、上記排ガス処理装置本体において処理される被処理排ガスの偏流を整流する整流装置、および排ガス処理剤を調製すると共に上記排ガス処理装置本体内に上記排ガス処理剤を噴霧する排ガス処理剤調製噴霧装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の排ガス処理装置における実施の形態１を説明するものであって、同装置の概略斜視図である。図１において、実施の形態１の排ガス処理装置は、排ガス処理装置本体１、整流装置２、および前記排ガス処理剤調製噴霧装置の一例として噴霧ノズル３を備えている。Ａは、被処理排ガスあるいはその流れを示す。排ガス処理装置本体１は、被処理排ガス導入部１１と排ガス処理室１２とを備えている。なお排ガス処理装置本体１は、その内部構成を分りやすくする為に、その外枠は一点鎖線で示されている。
【００１０】
整流装置２は、被処理排ガス導入部１１内に設置されており、前記第一整流装置の一例としての、被処理排ガスＡの水平方向の流動分布を調整する水平方向調整装置２１と、前記第二整流装置の一例としての、被処理排ガスＡの上下方向の流動分布を調整する上下方向調整装置２２とを備えている。水平方向調整装置２１と上下方向調整装置２２とは、いずれも図１に示す通り、複数の板から構成されており、各板の取り付け角度を調整することにより被処理排ガスＡを水平方向と上下方向の２方向から整流するので、局部的な偏流を効果的に無くしてそれを排ガス処理室１２に送り込むことができる。
【００１１】
なお、被処理排ガス導入部１１に導入される前の被処理排ガスの偏流の有無や偏流の程度は、例えば実施の形態１の排ガス処理装置が設置される焼却炉などの排ガス発生源における排ガス流路の各部に就いて、流路断面内での流速分布をピトー管などの流速計で事前に測定する、あるいは本発明の排ガス処理装置の稼動中に連続的に測定することにより知ることができる。しかして、かかる測定結果に基づいて上記各板の取り付け角度を調整することにより被処理排ガスＡの局部的な偏流を無くしてそれを排ガス処理室１２に送り込むことができる。なお上記の各板は回動可能に取り付け、またその回動の方向および回動の程度を制御する制御装置を設けて、上記の連続的測定のデータを当該制御装置に入力して各板の角度を自動調整するようにしてもよい。
【００１２】
噴霧ノズル３は、複数のブロック体流路４毎に複数設けられている。各ブロック体流路４は、その内部に互いに独立した、オゾンガス流路４１、過酸化水素流路４２、および水流路４３（いずれも後記図２〜図４参照）を内蔵しており、オゾンガス流路４１にはオゾンガスを輸送するオゾンガス管路４１１が、過酸化水素流路４２には過酸化水素を輸送する過酸化水素管路４２１が、また水流路４３には水を輸送する水管路４３１が、それぞれ接続されている。上記のオゾンガスとしては、オゾンのみからなるもの、酸素あるいは空気を放電処理して得られて未反応の酸素を含む所謂オゾン化ガスなどであってよく、就中、工業的に安価に製造可能なオゾン化ガスが好ましい。
【００１３】
複数のブロック体流路４は、排ガス処理室１２の入り口に、図示する通り、上下方向に互いに平行に設置されており、各ブロック体流路４毎にオゾンガス管路４１１、過酸化水素管路４２１、および水管路４３１が接続されている。また各ブロック体流路４内では、前記のオゾンガス流路４１、過酸化水素流路４２、および水流路４３のそれぞれは、各流路の輸送流体を各噴霧ノズル３に分配するように分岐している。
【００１４】
複数の（図１では、横方向５個、高さ方向４段の計２０個）噴霧ノズル３は、各流体入り口あるいはその近傍に化学反応のための反応室、および各流体出口に前記噴霧装置の一例としての噴霧部を備えている。しかしてオゾンガス流路４１と過酸化水素流路４２とからそれぞれ供給されたオゾンガスと過酸化水素は、当該反応室で混合され且つ化学反応し、当該噴霧部において反応後のガスと水とが混合されて活性水、即ち排ガス処理剤が調製されると共に当該噴霧部から排ガス処理室１２内に噴霧される。
【００１５】
オゾンやオゾン化ガスと過酸化水素との反応に必要な時間は、一般的に１００μ秒〜２００μ秒程度であるので、上記反応室の大きさは、各噴霧ノズル３に流入するオゾンガスと過酸化水素との混合物の流速を考慮して、当該混合物の滞留時間が上記の範囲となるようにすればよい。
【００１６】
実施の形態１では、被処理排ガスＡが整流装置２により局部的な偏流を無くして排ガス処理室１２に送り込まれ、しかも各噴霧ノズル３のかかる構造と機能により、高活性度を有する活性水が均一に噴霧されるので、被処理排ガスＡに含まれているダイオキシン類は、従来技術と比較して格段に効率よく分解処理されることになる。
【００１７】
実施の形態２．
図２〜図４は、本発明の排ガス処理装置における実施の形態２を説明するものであって、図２は実施の形態２において用いられる、噴霧装置内蔵の排ガス処理剤調製装置の一部斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った一部断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【００１８】
実施の形態２は、実施の形態１とは前記の排ガス処理剤調製噴霧装置の一例としての噴霧ノズル３に代えて、噴霧装置内蔵の排ガス処理剤調製装置５が用いられた点において異なり、その他の構成は同じである。よって実施の形態２の排ガス処理装置における排ガス処理装置本体１、被処理排ガス導入部１１、排ガス処理室１２、整流装置２、およびブロック体流路３４などに就いては前記の図１を参照することとして、以下では図２〜図４に基づいて排ガス処理剤調製装置５に就き説明する。
【００１９】
排ガス処理剤調製装置５は、オゾンガスノズル５１、スロート５２、過酸化水素オリフィス５３、水オリフィス５４、前記反応室を形成する反応筒５５、排ガス処理剤を調製するための前記混合装置の一例として水混合ノズル５６、螺子５７、流路５８、および排ガス処理剤を噴霧する前記噴霧装置の一例としてのノズル孔６を含み、ブロック体流路４にそれの複数基（図３では２基のみを示す）が連結されており、ブロック体流路４に設けられた各フランジ４４に各螺子５７にてブロック体流路４に固定されている。
【００２０】
排ガス処理剤調製装置５のオゾンガスノズル５１、スロート５２、過酸化水素オリフィス５３、水オリフィス５４は、それぞれブロック体流路４のオゾンガス流路４１、過酸化水素流路４２、および水流路４３に接続されている。実施の形態２の場合、オゾンガス流路４１内のオゾンガスは、そのガス圧が例えば０．１５Ｍｐａ程度であると、それがオゾンガスノズル５１において０．１０Ｍｐａ程度まで減圧され、スロート５２から反応筒５５内に噴射される。その際、上記の減圧に基づく吸引力により酸化水素流路４２から反応筒５５内に過酸化水素が流路５８介してスロート５２に供給される。その結果、反応筒５５内では、オゾン化ガスと過酸化水素間の化学反応により、ＯＨラジカルが予備生成され、未反応のオゾンガスと過酸化水素とＯＨラジカルを含む活性ガスが生成する。ついで当該活性ガスは、水混合ノズル５６において水流路４３から水オリフィス５４を介して供給される水と混合され、かくして活性水、即ち排ガス処理液が調製され、当該排ガス処理液は、排ガス処理剤調製装置５の先端に設けられたノズル孔６から排ガス処理室１２内に噴霧される。
【００２１】
実施の形態２で使用される複数の排ガス処理剤調製装置５のそれぞれは、互いに実質的に同一構造並びに同一機能を有するので、オゾンガスと過酸化水素の混合割合、オゾンガスと過酸化水素との反応時間、反応物と水との混合割合などの諸点において実質的に同一となる。このため、それぞれのノズル孔６からＯＨラジカル濃度、オゾンガス濃度、および過酸化水素濃度が均一な排ガス処理液が調製され、且つ均一に噴霧される。この結果、整流装置２による整流作用と相俟って被処理排ガス中のダイオキシン類は、排ガス処理液と未接触のまま素通りしたり、接触時間（反応時間）が極端に短かい領域が生じたりすることがなくなるため、ダイオキシンを高分解効率にて分解することがを実現可能になる。
【００２２】
実施の形態１および実施の形態２では、被処理排ガス導入部１１、排ガス処理室１２、整流装置２、噴霧ノズル３のユニットなどを箱型形状としたが、円筒状あるいはそれ以外の態様としても同様の効果が得られる。また整流装置２は、水平方向調整装置２１と上下方向調整装置２２との組合わせ構成としたが、これに限ることなく排ガス流路断面内で、均一な流動状況を実現できる構造であればよい。さらに噴霧ノズル３や排ガス処理剤調製装置５の設置数は、実施の形態１および実施の形態２の場合以外にも、排ガス流路の形状に合わせて増減し、例えば横方向３個、高さ方向８段などとしてよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の排ガス処理装置は、以上説明した通り、排ガス処理装置本体、上記排ガス処理装置本体において処理される被処理排ガスの偏流を整流する整流装置、排ガス処理剤を調製する排ガス処理剤調製装置、および上記排ガス処理装置本体内に上記排ガス処理剤を噴霧する噴霧装置を備えたことを特徴とするもの、あるいは、排ガス処理装置本体、上記排ガス処理装置本体において処理される被処理排ガスの偏流を整流する整流装置、および排ガス処理剤を調製すると共に上記排ガス処理装置本体内に上記排ガス処理剤を噴霧する排ガス処理剤調製噴霧装置を備えたことを特徴とするものであるので、排ガス流路内の被処理排ガスの流動状態を均一化することが可能となり、且つ活性度の均一な排ガス処理剤を被処理排ガスに噴霧可能としたため、ダイオキシン類が排ガス処理剤と未接触のまま素通りしたり、接触時間（反応時間）が極端に短かい領域が生じたりすることがなくなるため、ダイオキシン類は高分解効率で分解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の概略斜視図。
【図２】本発明の実施の形態２において用いられる、噴霧装置内蔵の排ガス処理剤調製装置の一部斜視図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った一部断面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。
【符号の説明】
１  排ガス処理装置本体、１１  被処理排ガス導入部、
１２  排ガス処理室、２  整流装置、２１  水平方向調整装置、
２２  上下方向調整装置、３  噴霧ノズル、
４  ブロック体流路、４１  オゾンガス流路、４１１  オゾンガス管路、
４２  過酸化水素流路、４２１  過酸化水素管路、
４３  水流路、４３１  水管路、４４  フランジ、
５  排ガス処理剤調製装置、５１  オゾンガスノズル、５２  スロート、
５３  過酸化水素オリフィス、５４  水オリフィス、５５  反応筒、
５６  水混合ノズル、５７  螺子、５８  流路、６  ノズル孔。
【図１】
2004313855.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004313855.tif 000006