(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の煤塵又はミストを捕集する繊維状フィルタを有するガス浄化装置であって、
前記繊維状フィルタが、
板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、下端部に閉塞部を有するガス導入側閉塞通路と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、上端端部に閉塞部を有するガス排出側閉塞通路とを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化して両端閉塞捕集部を形成することを特徴とするガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記閉塞部の閉塞率が２０〜９５％であることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
通路の断面形状が矩形状、波板状、半円形状、ハニカム状のいずれか一つ又はこれらの組み合わせであることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記繊維状フィルタが湿潤状態であることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記繊維状フィルタの坪量が８０〜２００ｇ／ｍ2であることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
前記繊維状フィルタの厚さが０．５〜５．０ｍｍであることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
前記繊維状フィルタが活性炭素繊維であることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項８】
排ガス中の煤塵又はミストを捕集する繊維状フィルタをガス浄化塔内に有するガス浄化装置であって、
前記繊維状フィルタが、
板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、下端部に閉塞部を有するガス導入側閉塞通路と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、上端端部に閉塞部を有するガス排出側閉塞通路とを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化してなる両端閉塞捕集部と、
板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、下端部又は上端部に閉塞部を有するガス導入側閉塞通路又はガス排出側閉塞通路と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると両端開放通路とを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化してなる一部開放捕集部とを、
パッケージ内に交互に配設してなることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項９】
排ガス中の煤塵又はミストを捕集する繊維状フィルタをガス浄化塔内に有するガス浄化装置であって、
前記繊維状フィルタが、
板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、下端部に閉塞部を有するガス導入側閉塞通路と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、上端端部に閉塞部を有するガス排出側閉塞通路とを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化してなる両端閉塞捕集部と、
板状フィルタと三角波板状フィルタとからなる両端開放通路とを、
パッケージ内に交互に配設してなることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一つにおいて、
前記繊維状フィルタをパッケージに収納したケースを少なくとも１段以上配設してなることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一つのガス浄化装置を用いて、排ガス中の煤塵又はミストを捕集することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１２】
請求項１１の発明において、
ガス浄化装置を湿潤状態下で用いて、排ガス中の煤塵、ＳＯ3ミストを捕集すると共に、ＳＯ2を除去することを特徴とする排ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の煤塵、ミスト等の微粒子を効率的に除去するガス浄化装置及び排ガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば石炭、重油、コークス等の硫黄含有燃料をボイラ、焼却炉、焼成炉等の燃焼炉で燃焼することにより発生する排ガス中には硫黄酸化物が含まれ、ＳＯ2は石灰石膏法等の脱硫装置により除去されるが、ＳＯ3は硫酸ミストとして煙突から紫煙として排出される。
【０００３】
近年の環境保護対策からこの紫煙除去が講じられており、種々のＳＯ3除去方法が提案されており、例えば排ガス中にアンモニアを供給して硫酸アンモニウムとして除去している（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−３０８５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アンモニアを供給することで、未反応のアンモニアが排水中に混入することとなり、その除去がさらに問題となる。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑み、排ガス中の煤塵及びミスト等の微粒子を効率良く除去することができるガス浄化装置及び排ガス処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、排ガス中の煤塵又はミストを捕集する繊維状フィルタを有するガス浄化装置であって、前記繊維状フィルタが、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、下端部に閉塞部を有するガス導入側閉塞通路と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、上端端部に閉塞部を有するガス排出側閉塞通路とを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化して両端閉塞捕集部を形成することを特徴とするガス浄化装置にある。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記閉塞部の閉塞率が２０〜９５％であることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００１０】
第３の発明は、第１又は２の発明において、通路の断面形状が矩形状、波板状、半円形状、ハニカム状のいずれか一つ又はこれらの組み合わせであることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記繊維状フィルタが湿潤状態であることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００１２】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つにおいて、前記繊維状フィルタの坪量が８０〜２００ｇ／ｍ2であることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００１３】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つにおいて、前記繊維状フィルタの厚さが０．５〜５．０ｍｍであることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００１７】
第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、前記繊維状フィルタが活性炭素繊維であることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００１８】
第８の発明は、排ガス中の煤塵又はミストを捕集する繊維状フィルタをガス浄化塔内に有するガス浄化装置であって、前記繊維状フィルタが、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、下端部に閉塞部を有するガス導入側閉塞通路と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、上端端部に閉塞部を有するガス排出側閉塞通路とを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化してなる両端閉塞捕集部と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、下端部又は上端部に閉塞部を有するガス導入側閉塞通路又はガス排出側閉塞通路と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると両端開放通路とを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化してなる一部開放捕集部とを、パッケージ内に交互に配設してなることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００１９】
第９の発明は、排ガス中の煤塵又はミストを捕集する繊維状フィルタをガス浄化塔内に有するガス浄化装置であって、前記繊維状フィルタが、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、下端部に閉塞部を有するガス導入側閉塞通路と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなると共に、上端端部に閉塞部を有するガス排出側閉塞通路とを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化してなる両端閉塞捕集部と、板状フィルタと三角波板状フィルタとからなる両端開放通路とを、パッケージ内に交互に配設してなることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００２０】
第１０の発明は、第１乃至９のいずれか一つの発明において、前記繊維状フィルタをパッケージに収納したケースを少なくとも１段以上配設してなることを特徴とするガス浄化装置にある。
【００２１】
第１１の発明は、第１乃至１０のいずれか一つのガス浄化装置を用いて、排ガス中の煤塵又はミストを捕集することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【００２２】
第１２の発明は、第１１の発明において、ガス浄化装置を湿潤状態下で用いて、排ガス中の煤塵、ＳＯ3ミストを捕集すると共に、ＳＯ2を除去することを特徴とする排ガス処理方法にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、排ガス中の煤塵、ミストを除去することができるので、特に排ガス中の紫煙対策が良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２５】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例に係るガス浄化装置を示す概念図である。
図１に示すように、本実施例に係るガス浄化装置１０は、排ガス１１中の煤塵又はミスト等の微粒子１２を捕集する繊維状フィルタ（以下、「フィルタ」という）１３を有するガス浄化装置であって、前記フィルタ１３が複数の両端開放通路１４からなると共に、前記両端開放通路１４のガス導入側の一部を閉塞部１５で閉塞してなるものである。
図１においては、フィルタ１３の上方から水１７を例えばシャワー状に散水するノズル１９が設けられており、フィルタ１３を湿潤状態としている。
前記フィルタ１３は例えば活性炭素繊維を用いてなり、その繊維層において、排ガス１１中に含まれるＳＯ2を亜硫酸とし、散水された水により希硫酸１８として装置本体２１の下方側へ洗い流すようにしている。
【００２６】
図２はフィルタ１３を装置本体２１内に配設してなるガス浄化装置２０の断面図である。
図２に示すように、ガス浄化装置２０Ａの装置本体２１内には２段のフィルタ１３が配設されており、各段のフィルタ１３はそれぞれガス導入口側に閉塞部１５を設けており、閉塞部１５が設けられていない両端開放通路１４と、閉塞部１５が設けられたガス導入側閉塞通路１６Ａとを形成してなるものである。
【００２７】
前記装置本体２１の側壁下端側には、排ガス１１のガス入口部２１ａが設けられている。また、フィルタ１３により浄化された浄化ガス２２を排出するガス出口部２１ｂが装置本体２１の頂部に設けられている。
【００２８】
また、前記ノズル１９から散水された希硫酸１８を循環させるための水循環ライン２３と循環ポンプ２４とが設けられている。また、水循環ライン２３には必要に応じて別途図示しない水供給装置により水１７を添加するようにしている。
【００２９】
前述したように、排ガス１１が通過する両端解放通路１４のガス導入側の一部を閉塞部１５で閉塞することにより、両端開放通路１４とガス導入側閉塞通路１６Ａとの間で圧力差が生じることになる。そして、両端開放通路１４内を通過する排ガス１１の内、ガス導入側閉塞通路１６Ａに移行するガス量が増加し、該ガスの移行の際におけるフィルタ効果により、排ガス１１中の例えば微粒子１２であるＳＯ3ミストの除去効率が飛躍的に向上する。
【００３０】
この結果、例えばボイラ排ガス中の微粒子（煤塵、ＳＯ3ミスト）１２の除去率が安定すると共にその除去率が向上し、煙突出口から排出される排煙からの紫煙の低減又は消滅を図ることができる。
【００３１】
また、図３に示すように、前記フィルタ１３の通路の鉛直軸方向の下端部側に水捕集部２５を設けるようにしてもよい。
前記水捕集部２５は例えばシート又はマット状、網目構造のいずれかとすればよく、排ガスの流れには影響を与えることがなく、水の捕集性が良好なものを用いることができる。このような水捕集性が良好なものとしては、例えばポリ塩化ヴィニリデン系合成繊維を例えばスプリング状等にカール加工し、かさ高に配列して三次元的な網目構造としたものを例示することができる。
この水捕集部２５は、排ガス中の粗大化した水分子やＳＯ3ミストを捕集して、フィルタ１３での本来のＳＯｘの除去作用の低下を防止するようにしている。また、フィルタ１３の下端部近傍に膨潤した水を積極的に排出することができるので、フィルタ１３における水膜の発生を防止することができる。これにより、フィルタ表面での水膜や水壁によるガス通過阻害がないので、長期間に亙って、安定して排ガスの浄化を行うことができる。
【００３２】
図４はフィルタ１３を横置き型とした他のガス浄化装置３０の一例を示すものである。図３に示すように、ガス浄化装置３０の装置本体３１内のフィルタ１３はガス導入側を閉塞部１５で閉塞したガス導入側閉塞通路１６と両端開放通路１４とから構成されている。
【００３３】
また、フィルタ１３の最上段側の通路は水通路３３として、繊維からなるフィルタ１３が湿潤状態となるように、水１７を供給するようにしている。なお、水１７は、図２の装置と同様に、前記水１７を循環させるための水循環ライン２３と循環ポンプ２４とが設けられており、適宜供給されるようにしている。
【００３４】
次に、図５−１、図５−２、図６−１、図６−２、図７−１及び図７−２を用いて、両端開放通路１４を閉塞部１５で閉塞した場合のフィルタの圧力分布について説明する。
図５−１は両端開放通路１４、１４同士が隣接されている場合を示し、図５−２はその通路における高さ方向の圧力分布図である。
図６−１は両端開放通路１４と閉塞通路１６同士が隣接されている場合を示し、図６−２は、排ガス１１を導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
図７−１は両端開放通路１４と閉塞通路１６同士が隣接されている場合を示し、図７−２は、排ガス１１を導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【００３５】
図６−２に示すように、排ガス１１を導入した際において、両端開放通路１４とガス導入側閉塞通路１６との圧力分布に相違があり、排ガスを導入しつづけた場合に、それを解消しようとして両端開放通路１４を通過する排ガス１１がガス導入側閉塞通路１６Ａ内に侵入する。
これにより、排ガス１１中に含まれる微粒子１２がフィルタ１３の側壁１３ａを通過する際に、該フィルタ側壁１３ａの繊維層にて捕集されることとなる。
【００３６】
ここで、排ガス１１中の微粒子１２の一種であるＳＯ3ミストの除去メカニズムについて更に詳述する。
１）  まず、両端開放通路１４の一部を閉塞部１５で閉塞（プラッギング）すると、閉塞されたガス導入側閉塞通路１６Ａ内は、圧力が両端開放通路側の出口圧となる。
この際、排ガス１１は、閉塞されていない両端開放流路１４を通過する。
２）  排ガス１１が通過する両端開放通路１４では、繊維層表面の摩擦損失で流れ方向に圧力分布が発生する。
３）  排ガス１１が通過する両端開放通路１４と隣接するガス導入側閉塞通路１６Ａとの間では、通路側壁１３ａを介して圧力差が発生する。
４）  この圧力差が駆動力となり、排ガス１１が通過する両端開放通路１４から閉塞通路１６へ側壁１３ａを介して排ガス１１が流れる。
５）  排ガス１１が側壁１３ａを通過する際に、側壁１３ａを構成する繊維層において、ろ過作用によりＳＯ3ミストが除去される。
この結果、排ガス１１中の微粒子１２の一種であるＳＯ3ミストが効率的に除去される結果、煙突からのＳＯ3ミスト排出量が低減し、紫煙の発生が低減することとなる。
【００３７】
このように、ガス導入側を閉塞した閉塞通路１６のいずれかの側壁面は両端開放開口通路１４に接していることにより、圧力差が必ず発生するようにし、これによりフィルトレイション効果により微粒子の捕集を確実なものとしている。
【００３８】
前記閉塞部１５は、後述するような幾何学的パターンで、閉塞率が増大するほど側壁１３ａを通過するガス量が増加するため、ＳＯ3ミストの除去率が向上する。
【００３９】
以上のことより、フィルタの条件としては、以下のような閉塞条件にすることが微粒子の除去効率向上の点から好ましい。
前記閉塞部１５による通路の閉塞率は２０〜９５％、好ましくは、３０〜８０％、より好ましくは４０〜７０％、更に好ましくは５０〜７０％とするのがよい。
【００４０】
また前記繊維状フィルタの坪量としては、例えば８０〜２００ｇ／ｍ2、好ましくは１００〜１５０ｇ／ｍ2とするのがよい。
【００４１】
また、前記繊維状フィルタの厚さとしては、０．５〜５．０ｍｍ、好ましくは１．０〜１．５ｍｍとするのがよい。
【００４２】
一例として、坪量が１２０ｇ／ｍ2で、フィルタの厚さを０．８ｍｍとした場合に、閉塞部１５を設けた場合には、ＳＯ3ミストの除去率が６０％となり、閉塞部を設けない場合の４０％に較べて１．５倍の除去性能を発揮することができた。
【００４３】
また、坪量の調整に、数μｍ、或いは１μｍ以下の極細繊維を所定量配合するようにして、微粒子の捕集効率を向上させるようにしてもよい。
【００４４】
次に、フィルタ１３を構成する繊維層における排ガス１１中の微粒子の捕集のメカニズムについて図８を参照して説明する。
ここで、前記排ガス１１中の微粒子の内、例えば１ｍ／ｓ程度のガス流速に対し、約０．２μｍ以下の微粒子はブラウン捕集にて繊維層に捕集されるが、約０．２μｍ以上の微粒子については慣性衝突、遮り衝突、重力捕集等により繊維層に捕集されることになる。
図８は繊維層におけるサブミクロンの微粒子のブラウン拡散捕集の模式図である。図８に示すように、微粒子を含む排ガス１１がフィルタ繊維の側壁を通過する際に、繊維層６１を構成する単一繊維６１ａそれぞれに対し、限界粒子軌跡６２が決定され、前記限界粒子軌跡６２の内側に含まれるサブミクロン微粒子が単一繊維表面にブラウン拡散で捕集される。
よって、坪量及びフィルタ厚さ、繊維径を適宜調整することにより、捕集効率の向上を図ることができる。
【００４５】
ここで、フィルタ１３の構成について説明する。ここで、フィルタ１３としては、図９に示すように、平板状フィルタ１３−１と完全な三角形状の波板状フィルタ１３−２とを組み合せて一枚のシート状フィルタとしたものを例示することができ、これにより形成される三角通路のガス投入側を閉塞部１５で閉塞している。
【００４６】
なお、フィルタ通路は、例えばパターン（コルゲート形状）とし、フィルタ高さの最適化を図るようにすればよい。
また、フィルタの断面形状としては、図９に示した完全な三角形状の波形フィルタ以外に、図１０−１に示す波板状フィルタ、図１０−２に示す矩形状フィルタ、図１０−３に示す三角形状と矩形状との組合せたフィルタ、図１０−４に示すハニカム状のフィルタ等のいずれか一つ又はこれらの組み合わせたフィルタとすることができる。
また、図１１に示すように、半円形状の閉塞部１５としてもよい。この半円形状とする場合には、その閉塞部１５の閉塞面積が増大するので、閉塞率が向上することとなる。
【００４７】
なお、圧損は、ガスが通過する両端開放通路１４の繊維表面の摩擦損失と閉塞通路１６の閉塞率で決まるので、装置構成により適宜最適化を図るようにすればよい。
【００４８】
繊維表面の摩擦損失は、フィルタを構成する繊維の圧力損失で決まり、フィルタの圧力損失は、繊維充填率とフィルタ吸水状況で決まることとなるので、フィルタ形状及び高さの最適化を図るようにすればよい。
なお、現状のフィルタの高さは限定されるものではなく、処理するガス量により適宜変更すればよく、例えば１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度とするようにすればよい。
【００４９】
フィルタは繊維状フィルタの他に、不織布状フィルタも含まれる。また、その材質は有機系繊維、無機系繊維のいずれであってもよい。また、フィルタの材質として、活性炭素繊維を用いることにより、煤塵及びミスト等の微粒子以外に更に、ＳＯ2も除去することができる。
【００５０】
すなわち活性炭素繊維を用いる場合には、その表面では、例えば、以下の反応により脱硫反応が生じる。
即ち、（１）活性炭素繊維層への排ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ2）の吸着がなされる。（２）次いで、吸着した二酸化硫黄（ＳＯ2）と排ガス中の酸素（Ｏ2）（別途供給することも可である）との反応による三酸化硫黄ＳＯ3への酸化がなされる。（３）その後、酸化した三酸化硫黄（ＳＯ3）が水（Ｈ2Ｏ）へ溶解され、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）の生成がなされる。（４）生成された硫酸（Ｈ2ＳＯ4）が活性炭素繊維層から離脱される。
【００５１】
この時の反応式は以下の通りである。
ＳＯ2＋１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＳＯ4
【００５２】
この結果、排ガス１１中の微粒子（ＳＯ3ミスト）１２以外に、さらに二酸化硫黄（ＳＯ2）を吸着して酸化し、水（Ｈ2Ｏ）と反応させて硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を生成して離脱除去し、排ガス中の脱硫を行うことができる。
【００５３】
次に、本発明にかかる閉塞部を備えたフィルタの閉塞パターンの一例について説明する。
図１２−１乃至図１２−１０はフィルタ１３のガス導入側を閉塞部１５で閉塞するパターンの一例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５４】
また、閉塞部１５による両端開放通路１４を閉塞するには、図１３−１〜図１８−２に示すような閉塞構造を例示することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、フィルタ１３は図９に示した三角形状の波形フィルタである。
【００５５】
図１３−１はその正面図であり、図１３−２はその断面図である。これらに示すように、極細繊維を用いて閉塞部１５−１により両端開放通路１４のガス導入側を閉塞している。
【００５６】
図１４−１はその正面図であり、図１４−２はその断面図である。これらに示すように、細孔１５−２ａを有する閉塞部１５−２により両端開放通路１４のガス導入側を閉塞し
ている。
【００５７】
図１５−１はその正面図であり、図１５−２はその断面図である。これらに示すように、閉塞部１５−３により両端開放通路１４のガス導入側を閉塞している。
【００５８】
図１６−１はその正面図であり、図１６−２はその断面図である。これらに示すように、スリット１５−４ａを有する閉塞部１５−４により両端開放通路１４のガス導入側を閉塞している。
【００５９】
図１７−１はその正面図であり、図１７−２はその断面図である。これらに示すように、平板シート１３−１の端部を折り曲げた閉塞部１５−５により両端開放通路１４のガス導入側を閉塞している。
【００６０】
図１８−１はその正面図であり、図１８−２はその断面図である。これらに示すように、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とを重ね合わせた閉塞部１５−５により両端開放通路１４のガス導入側を閉塞している。なお、重ね合わせた接合には溶着や縫合せ４１により行うようにすればよい。
【００６１】
また、両端開放通路の閉塞はガス排出側に限定されるものではなく、ガス排出側に設けるようにしてもよい。
このガス排出側に閉塞部を設けた装置の一例を図１９に示す。
図１９に示すように、ガス浄化装置２０Ｂの装置本体２１内には、２段のフィルタ１３が配設されており、各段のフィルタ１３はそれぞれガス排出側に閉塞部１５を設けており、閉塞部１５が設けられていない両端開放通路１４と、閉塞部１５が設けられたガス排出側閉塞通路１６Ｂとを形成してなるものである。
【００６２】
前述したように、排ガス１１が通過する両端解放通路１４のガス排出側の一部を閉塞部１５で閉塞することにより、両端開放通路１４とガス排出側閉塞通路１６Ｂとの間で圧力差が生じることになる。そして、両端開放通路１４内を通過する排ガス１１の内、ガス導入側閉塞通路１６Ａに移行するガス量が増加し、該ガスの移行の際におけるフィルタ効果により、排ガス１１中の例えば微粒子１２であるＳＯ3ミストの除去効率が飛躍的に向上する。
【００６３】
次に、図２０−１、図２０−２、図２１−１及び図２１−２を用いて、両端開放通路１４のガス排出側を閉塞部１５で閉塞した場合のフィルタの圧力分布について説明する。
図２０−１は両端開放通路１４とガス排出側閉塞通路１６Ｂ同士が隣接されている場合を示し、図２０−２は、排ガス１１を導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
図２１−１は両端開放通路１４とガス排出側閉塞通路１６同士が隣接されている場合を示し、図２１−２は、排ガス１１を導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【００６４】
図２１−２に示すように、排ガス１１を導入した際において、両端開放通路１４とガス導入側閉塞通路１６との圧力分布に相違があり、排ガスを導入しつづけた場合に、それを解消しようとしてガス排出側閉塞通路１６Ｂを通過する排ガス１１が両端開放塞通路１４内に侵入する。
これにより、排ガス１１中に含まれる微粒子１２がフィルタ１３の側壁１３ａを通過する際に、該フィルタ側壁１３ａの繊維層にて捕集されることとなる。
【００６５】
このように、ガス導入側を閉塞したガス排出部側閉塞通路１６Ｂのいずれかの側壁面は両端開放開口通路１４に接していることにより、圧力差が必ず発生するようにし、これによりフィルトレイション効果により微粒子の捕集を確実なものとしている。
【００６６】
さらに、ＳＯ3ミストの捕集効率を増大させるために、図２２−１に示すように、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなると共に、下端部に閉塞部１５を有するガス導入側閉塞通路１６Ａと、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなる両端開放通路１４とをその凸部同士が相対向するようにして一体化してなり、フィルタ４０を形成するようにしてもよい。なお、一体化する場合にはガスリークを防止するために、接着剤等で接着するようにしている。
【００６７】
このようなフィルタ４０とすることにより、開口部分の面積が減少する。また、図２３−２に示すように、各通路を構成する側壁１３ａ、１３ａを排ガス１１が２回通過することとなるので、ＳＯ3ミストの捕集効率が向上する。
すなわち、閉塞部１５の閉塞率の増加により、導入される排ガス１１の圧損を増大させ、排ガス１１の壁面１３ａに対する貫通量を増大させることとなると共に、ＳＯ3ミストの捕集効率を向上させるようにしている。
【００６８】
さらに、図２３に示すように、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなると共に、下端部に閉塞部１５を有するガス導入側閉塞通路３６Ａと、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなると共に、上端端部に閉塞部１５を有するガス排出側閉塞通路３６Ｂとを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化して両端閉塞捕集部４２Ａを形成するようにしてもよい。
【００６９】
このような両端閉塞捕集部４２Ａとすることにより、図２４に示すように、ガス排出側閉塞通路３６Ｂ内に導入された排ガス１１は、該ガス排出側閉塞通路３６Ｂの側壁１３ｂと、ガス排出側閉塞通路３６Ｂの側壁１３ａとを２回通過することとなり、ＳＯ3ミストの捕集効率を向上させるようにしている。
本実施例に係る両端閉塞捕集部４２Ａは、下端端部側と上端端部側とに交互に閉塞部１５を形成することとなるので、捕集効率が増大することとなる。
【００７０】
また、図２５に示すように、第１の通路であるガス導入側閉塞通路３６Ａと、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなると共に、上端端部に閉塞部１５を有する第２の通路であるガス排出側閉塞通路３６Ｂとが、その対向部分の一部だけを接触させて両端閉塞捕集部４２Ａを構成するようにしてもよい。
この場合には、前述した対向する部分の全部を接触させる場合に較べて、通路の長さを長くすることができる。この結果、通路内のガス通過面積が大きくなり、側壁繊維層を通過するガスの平均流速が遅くなる。これによりフィルトレイション効果が増大するので、煤塵ミストの捕集効率が向上する。なお、図中、符号４５はケースの壁である。
【００７１】
また、図２６に示すように、スペーサ４６を挿入して第２の通路であるガス排出側閉塞通路３６Ｂを支えるようにしてもよい。このスペーサ４６はガス透過性が良好なものとするのが好ましい。
【００７２】
さらに、図２７に示すように、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなると共に、下端部に閉塞部１５を有するガス導入側閉塞通路３６Ａと、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなると共に、両端開放通路３６Ｃとを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化して一部解放捕集部４２Ｂを形成している。そして、図２８に示すように、この一部解放捕集部４２Ｂと前述した両端閉塞捕集部４２Ａとを図示しないパッケージ内に交互に配置してミスト捕集フィルタ４７を構成するようにしてもよい。
そして、このミスト捕集フィルタ４７は両端開放通路３６Ｃを有しているので、圧力損失を低減させ、長時間操業した際における煤塵の堆積による閉塞を防止することができる。
【００７３】
また、前記一部解放捕集部としては、図２９に示すように、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなると共に、上端部に閉塞部１５を有するガス排出側閉塞通路３６Ｂと、板状フィルタ１３−１と三角波板状フィルタ１３−２とからなると共に、両端開放通路３６Ｃとを、一方のフィルタの凸部と他方のフィルタの凹部が相対向するようにして一体化した一部解放捕集部４２Ｃとしてもよい。
そして、図３０に示すように、この一部解放捕集部４２Ｃと前述した両端開放捕集部４２Ａとを図示しないパッケージ内に交互に配置してミスト捕集フィルタ４７Ｂを構成するようにして、圧力損失を低減させ、長時間操業した際における煤塵の堆積による閉塞を防止するようにしてもよい。
【００７４】
さらに、図３１に示すように、両端閉塞捕集部４２Ａと両端開放通路３６Ｃとからミスト捕集フィルタ４７Ｃを構成するようにして、圧力損失を低減させ、長時間操業した際における煤塵の堆積による閉塞を防止するようにしてもよい。
【００７５】
また、図３２−１及び図３２−２に示すように、フィルタ１３の軸方向の略中心部分で折り目Ｘをつけて二つに折り曲げて折り曲げ部分を閉塞部１５として、閉塞通路を形成するようにして閉塞部１５を有するフィルタ４２Ｄとし、図３３に示すように、これらを入口部が交互になるようにして積層してミスト捕集部４７Ｄとしてもよい。
【００７６】
このようなフィルタをガス浄化装置に設置する場合について説明する。
図３４は前記ミスト捕集部４７Ａ〜４７Ｄを枠体４３内に挿入した状態を示している。
ここで、前記枠体４３はその幅（ａ）が例えば２００〜１０００ｍｍ、奥行き（ｂ）が例えば２００〜１０００ｍｍ、高さ（ｈ）が例えば２００〜３０００ｍｍとしている。
そして、この際のフィルタ４２Ｂを構成する開口の幅は２〜３５ｍｍ、好適には３〜１５ｍｍとしている。
【００７７】
このような枠体４３を３〜５ｍ×３〜５ｍのケース（図示せず）内に挿入したものをガス浄化装置内部に複数段設置するようにしている。設置する段数としては、２〜１５段程度とし、浄化する排ガス中のミストの量及び処理ガス量に応じて適宜変更するようにしている。
【００７８】
また、ガス浄化装置を連続して使用していくと、排ガスの導入側の開口部に水滴が付着する傾向がある。
このような水滴が付着した場合には、上端が閉塞されたガス排出側閉塞通路３６Ｂの内部に排ガスが導入されず、性能低下域５２を形成するおそれがある。
よって、図３５−１〜３５−３に示すように、フィルタ全体を斜めに傾けて、ミスト捕集部４８−１〜４８−３を構成し、ガス導入側に付着する水滴の除去の効率化を図るようにしてもよい。
【００７９】
また、図３６−１〜図３６−３に示すように、フィルタの下端部側の辺を鉛直軸方向と直交させずに、左右のいずれかの辺が高くなるようにして、ミスト捕集部４８−４〜４８−６を構成し、水滴の除去の効率化を図るようにしてもよい。
【００８０】
また、図３７−１〜図３７−２に示すように、フィルタの下端部をジクザグ状として、ミスト捕集部４８−７〜４８−８を構成し、水滴の除去の効率化を図るようにしてもよい。
【００８１】
ここで、本発明による実施例に係るガス浄化装置を用いた排ガスを処理する排煙脱硫システムについて、図３８を参照して説明する。
図３８に示すように、本実施例にかかる排煙脱硫システムは、蒸気タービンを駆動する蒸気を発生させるボイラ１００と、該ボイラ１００からの排ガス１１中の煤塵を除去する除塵機１０１と、除塵された排ガスをガス浄化装置２０内に供給する押込みファン１０２と、浄化装置２０に供給する前に排ガス１１を冷却すると共に増湿を行う増湿冷却装置１０３と、前記フィルタが挿入された枠体４３を複数収納したパッケージ４７−１、４７−２を２段内部に配設し、塔下部側壁の導入口１１２ａから排ガス１１を供給すると共に、上方から水１５を供給して、排ガス１１中のＳＯｘを希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）へ脱硫反応させると共にＳＯ3ミストを捕集するガス浄化装置２０と、頂部の排出口１１２ｂから脱硫された浄化ガス２２を外部へ排出する煙突１０４と、ガス浄化装置２０からポンプ１１０を介して希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）１２１を貯蔵すると共に石灰スラリー１１１を供給して石膏を析出させる石膏反応槽１１２と、石膏を沈降させる沈降槽（シックナー）１１３と、石膏スラリー１１４から水分を排水（濾液）１１７として除去して石膏１１５を得る脱水器１１６とを備えてなる。なお、浄化塔１２から排出される浄化された浄化ガス２２を排出するラインには必要に応じてミストエリミネータ１０５を介装し、ガス中の水分を分離するようにしてもよい。
【００８２】
ここで、上記ボイラ１００では、例えば、火力発電設備の図示しない蒸気タービンを駆動するための蒸気を発生させるために、石炭や重油等の燃料ｆが炉で燃焼されるようになっている。ボイラ１００の排ガスには硫黄酸化物（ＳＯｘ)が含有され、排ガスは図示しない脱硝装置で脱硝されてガスガスヒータで冷却された後に集塵機１０１で除塵されている。
そして、ガス浄化装置２０において所定量の水１５を供給しつつ排ガス１１中の脱硫を効率良く行うことができる。
【００８３】
この排ガス浄化システムでは、ガス浄化装置２０で得られた希硫酸１２１に石灰スラリー１１１を供給して石膏スラリー１１４を得た後、脱水して石膏１１５として利用するものであるが、脱硫して得られた希硫酸１２１をそのまま硫酸として使用するようにしてもよい。
その場合には、希硫酸１２１を濃縮する濃縮槽を設けるようにしてもよい。
【００８４】
また、本実施例ではボイラ１００からの排ガス１１を例示したが本発明の浄化対象となる排ガスはこれに限定されるものではなく、ガスタービン、エンジン、ガス化炉及び各種焼却炉から排出されものとしてもよい。
【００８５】
本発明にかかる排ガス浄化装置は、例えば石炭等の硫黄分を含む排ガスのみならず、その他の有害煤塵や有害ミストを含む排ガスを浄化することができる。
また、フィルタとして活性炭素繊維を用いることにより、その化学的な触媒酸化作用により、ＳＯ2や重金属（水銀、砒素等）等の有害成分の吸着除去を効率良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明に係る排ガス浄化装置は、ガス導入側を閉塞部で閉塞したガス導入側閉塞通路と両端開放通路とから構成し、両者の通路の圧力差により排ガスを閉塞通路側にその側壁を介して通過させることになるので、微粒子の効率的な除去に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施例に係る排ガス浄化装置の概略図である。
【図２】実施例に係る排ガス導入側を閉塞した通路を有する他の排ガス浄化装置の概略図である。
【図３】実施例に係る他の排ガス浄化装置の概略図である。
【図４】実施例に係る他の排ガス浄化装置の概略図である。
【図５−１】両端開放通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図５−２】その通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図６−１】両端開放通路と排ガス導入側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図６−２】排ガスを導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図７−１】両端開放通路と排ガス導入側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図７−２】排ガスを導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【図８】繊維層での微粒子の捕集の模式図である。
【図９】フィルタの構成図である。
【図１０−１】フィルタの他の構成図である。
【図１０−２】フィルタの他の構成図である。
【図１０−３】フィルタの他の構成図である。
【図１０−４】フィルタの他の構成図である。
【図１１】フィルタのガス導入側を半円形状の閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−１】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−２】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−３】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−４】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−５】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−６】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−７】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−８】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−９】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１２−１０】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞するパターン図である。
【図１３−１】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞する構造図である。
【図１３−２】図１３−１の断面図である。
【図１４−１】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞する構造図である。
【図１４−２】図１４−１の断面図である。
【図１５−１】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞する構造図である。
【図１５−２】図１５−１の断面図である。
【図１６−１】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞する構造図である。
【図１６−２】図１６−１の断面図である。
【図１７−１】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞する構造図である。
【図１７−２】図１７−１の断面図である。
【図１８−１】フィルタのガス導入側を閉塞部で閉塞する構造図である。
【図１８−２】図１８−１の断面図である。
【図１９】実施例に係る排ガス排出側を閉塞した通路を有する排ガス浄化装置の概略図である。
【図２０−１】両端開放通路と排ガス排出側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図２０−２】排ガスを導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図２１−１】両端開放通路と排ガス排出側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図２１−２】排ガスを導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【図２２−１】閉塞部を有する通路と両端開放通路とが一体としたフィルタの構造図である。
【図２２−２】図２１−１の部分拡大図である。
【図２３】閉塞部を有する通路同士を一体としたフィルタの構造図である。
【図２４】図２３のフィルタの断面図である。
【図２５】閉塞部を有する通路同士を一体とした他のフィルタの構造図である。
【図２６】閉塞部を有する通路同士を一体とした他のフィルタの構造図である。
【図２７】両端開放通路とガス導入側閉塞通路同士を一体とした他のフィルタの構造図である。
【図２８】図２７のフィルタからなるミスト捕集フィルタの構成図である。
【図２９】両端開放通路とガス排出が閉塞通路同士を一体とした他のフィルタの構造図である。
【図３０】図２９のフィルタからなるミスト捕集フィルタの構成図である。
【図３１】他のミスト捕集フィルタの構成図である。
【図３２−１】両端開放フィルタの斜視図である。
【図３２−２】両端開放フィルタを折りたたむ様の模式図である。
【図３３】両端開放フィルタを折りたたんだフィルタからなる閉塞部を有する通路の概略図である。
【図３４】フィルタをパッケージ化状態の斜視図である。
【図３５−１】全体を斜めに傾けたミスト捕集部の構成図である。
【図３５−２】全体を斜めに傾けたミスト捕集部の構成図である。
【図３５−３】全体を斜めに傾けたミスト捕集部の構成図である。
【図３６−１】フィルタの下端部を斜めに傾けてなるミスト捕集部の構成図である。
【図３６−２】フィルタの下端部を斜めに傾けてなるミスト捕集部の構成図である。
【図３６−３】フィルタの下端部を斜めに傾けてなるミスト捕集部の構成図である。
【図３７−１】フィルタの下端部を斜めに傾けてなるミスト捕集部の構成図である。
【図３７−２】フィルタの下端部を斜めに傾けてなるミスト捕集部の構成図である。
【図３８】排煙脱硫システムの概略図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０、２０、３０  ガス浄化装置
１１  排ガス
１２  微粒子
１３  フィルタ
１４  両端開放通路
１５  閉塞部
１６Ａ  ガス導入側閉塞通路
１６Ｂ  ガス排出側閉塞通路
【図１】
0004738184.tif 000002
【図２】
0004738184.tif 000003
【図３】
0004738184.tif 000004
【図４】
0004738184.tif 000005
【図５−１】
0004738184.tif 000006
【図５−２】
0004738184.tif 000007
【図６−１】
0004738184.tif 000008
【図６−２】
0004738184.tif 000009
【図７−１】
0004738184.tif 000010
【図７−２】
0004738184.tif 000011
【図８】
0004738184.tif 000012
【図９】
0004738184.tif 000013
【図１０−１】
0004738184.tif 000014
【図１０−２】
0004738184.tif 000015
【図１０−３】
0004738184.tif 000016
【図１０−４】
0004738184.tif 000017
【図１１】
0004738184.tif 000018
【図１２−１】
0004738184.tif 000019
【図１２−２】
0004738184.tif 000020
【図１２−３】
0004738184.tif 000021
【図１２−４】
0004738184.tif 000022
【図１２−５】
0004738184.tif 000023
【図１２−６】
0004738184.tif 000024
【図１２−７】
0004738184.tif 000025
【図１２−８】
0004738184.tif 000026
【図１２−９】
0004738184.tif 000027
【図１２−１０】
0004738184.tif 000028
【図１３−１】
0004738184.tif 000029
【図１３−２】
0004738184.tif 000030
【図１４−１】
0004738184.tif 000031
【図１４−２】
0004738184.tif 000032
【図１５−１】
0004738184.tif 000033
【図１５−２】
0004738184.tif 000034
【図１６−１】
0004738184.tif 000035
【図１６−２】
0004738184.tif 000036
【図１７−１】
0004738184.tif 000037
【図１７−２】
0004738184.tif 000038
【図１８−１】
0004738184.tif 000039
【図１８−２】
0004738184.tif 000040
【図１９】
0004738184.tif 000041
【図２０−１】
0004738184.tif 000042
【図２０−２】
0004738184.tif 000043
【図２１−１】
0004738184.tif 000044
【図２１−２】
0004738184.tif 000045
【図２２−１】
0004738184.tif 000046
【図２２−２】
0004738184.tif 000047
【図２３】
0004738184.tif 000048
【図２４】
0004738184.tif 000049
【図２５】
0004738184.tif 000050
【図２６】
0004738184.tif 000051
【図２７】
0004738184.tif 000052
【図２８】
0004738184.tif 000053
【図２９】
0004738184.tif 000054
【図３０】
0004738184.tif 000055
【図３１】
0004738184.tif 000056
【図３２−１】
0004738184.tif 000057
【図３２−２】
0004738184.tif 000058
【図３３】
0004738184.tif 000059
【図３４】
0004738184.tif 000060
【図３５−１】
0004738184.tif 000061
【図３５−２】
0004738184.tif 000062
【図３５−３】
0004738184.tif 000063
【図３６−１】
0004738184.tif 000064
【図３６−２】
0004738184.tif 000065
【図３６−３】
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【図３７−１】
0004738184.tif 000067
【図３７−２】
0004738184.tif 000068
【図３８】
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