(57)【要約】【課題】炭素系吸着剤を簡易に且つ効率良く再生することができる方法と装置を提供すること。【解決手段】吸着室２０内部に炭素系吸着剤２１を収容し炭素系吸着剤２１に排ガス１０を接触させて排ガス１０中の有害物質を吸着除去し、有害物質を吸着した炭素系吸着剤２１を再生する方法において、炭素系吸着剤２１を誘導加熱することにより炭素系吸着剤２１を再生するようにした。【選択図】図１
2005125200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着室内部に炭素系吸着剤を収容し該炭素系吸着剤に排ガスを接触させて排ガス中の有害物質を吸着除去し、有害物質を吸着した炭素系吸着剤を再生する方法において、
前記炭素系吸着剤を誘導加熱することにより炭素系吸着剤を再生することを特徴とする炭素系吸着剤の再生方法。
【請求項２】
吸着室の内部に、排ガス中の有害物質を吸着する炭素系吸着剤を充填し、該吸着室の下部には、処理すべき排ガスの受け入れ口を、吸着室の上部には、有害物質が吸着除去された精製排ガスの排出口と再生した炭素系吸着剤の受け入れ口とを形成し、更に、吸着室の底部には、充填され有害物質を吸着した炭素系吸着剤を適宜再生室へ排出するための切り出し装置を設け、一方、再生室の上部には有害物質を吸着した炭素系吸着剤の受け入れ口と、精製排ガスの排出口とを形成し、再生室の外周には、有害物質を吸着した炭素系吸着剤を加熱し再生するための誘導加熱装置が設けられ、再生室の底部には、再生した炭素系吸着剤の切り出し装置を設けると共に、該切り出し装置に連接し、前記吸着室に再生した炭素系吸着剤を供給するための装置を設けたことを特徴とする炭素系吸着剤の再生機能を有する排ガス処理装置。
【請求項３】
吸着室と再生室を上下に一体的に構成して設け、吸着室の内部に、排ガス中の有害物質を吸着する炭素系吸着剤を充填し、該吸着室の下部には、処理すべき排ガスの受け入れ口を形成し、吸着室の上部には、有害物質が吸着除去された精製排ガスの排出口と再生した炭素系吸着剤の受け入れ口とを形成すると共に、吸着室の底部には、充填され有害物質を吸着した炭素系吸着剤を適宜再生室へ排出するための切り出し装置を設け、一方、再生室の上部は開放させて吸着室と連通状態とし、再生室の外周には、有害物質を吸着した炭素系吸着剤を加熱し再生するための誘導加熱装置が設けられ、再生室の底部には、再生した炭素系吸着剤の切り出し装置を設けると共に、該切り出し装置に連接し、前記吸着室に再生した炭素系吸着剤を供給するための装置を設けたことを特徴とする炭素系吸着剤の再生機能を有する排ガス処理装置。
【請求項４】
再生室に蒸気又は窒素を供給する供給装置を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の炭素系吸着剤の再生機能を有する排ガス処理装置。
【請求項５】
再生室を冷却するための装置を設けたことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の炭素系吸着剤の再生機能を有する排ガス処理装置。
【請求項６】
複数の吸着再生室を設け、それぞれの吸着再生室の内部に排ガス中の有害物質を吸着する炭素系吸着剤を充填し、それぞれの吸着再生室の下部には、処理すべき排ガスを受け入れるための排ガス受け入れ口を形成し、それぞれの吸着再生室の上部には、有害物質が吸着除去された精製排ガスを排出するための精製ガス排出口を形成すると共に、それぞれの吸着再生室の外周には、有害物質を吸着した炭素系吸着剤を加熱し再生するための誘導加熱装置を設け、前記複数の吸着再生室のそれぞれの排ガス受け入れ同士及び精製ガス排出口同士を連通路を介して連接し、且つ、適宜切り替え自在として常に何れか一つの吸着再生室を排ガス中の有害物質を吸着除去する稼働状態とするようにしたことを特徴とする炭素系吸着剤の再生機能を有する排ガス処理装置。
【請求項７】
それぞれの吸着再生室に蒸気又は窒素を供給する供給装置を設けたことを特徴とする請求項６に記載の炭素系吸着剤の再生機能を有する排ガス処理装置。
【請求項８】
それぞれの吸着再生室を冷却するための装置を設けたことを特徴とする請求項６又は７に記載の炭素系吸着剤の再生機能を有する排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物燃焼炉、鉄鉱石焼結炉等からの排ガスを処理する排ガス処理装置に用いる炭素系吸着剤や、臭気成分除去に用いられる炭素系吸着剤の再生方法と、この炭素系吸着剤の再生機能を有する排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物燃焼炉、鉄鉱石焼結炉等からの排ガスには、ダイオキシンに代表されるような有機化合物系の有害物質が含まれており、この排ガス中の有害物質を吸着除去するために、一般的には活性炭等の吸着剤が用いられている。また、こみ処理施設などで、メチルメルカプタン等をはじめとする臭気成分除去には活性炭による吸着除去が用いられることが多い。
【０００３】
ただし、吸着剤は、所定量の有害物質を吸着すると吸着飽和状態となってしまうので、それ以上の吸着が行われなくなる。そのため、排ガス処理装置では、吸着剤を所定時間毎に交換する必要があるが、使用済みの吸着剤は、経済的な観点から、再生されて再使用されている。
【０００４】
この吸着剤の再生方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、高温のガスを加熱媒体として吸着剤を加熱することにより、吸着させた有害物質を脱離させて再生を行う方法がある。
【０００５】
しかし、吸着剤が炭素系吸着剤の場合、燃焼しないように不活性ガスを用いる必要があるのでコスト高となり、また、吸着剤の加熱は、ガスから伝熱又は対流による熱伝達によることになるので、吸着剤の加熱再生に時間がかかり、通常は４００℃〜４５０℃で約２〜４時間の加熱が必要であった。
【特許文献１】特開２００２−５８９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、炭素系吸着剤を簡易に且つ効率良く再生することができる方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、排ガス中の有毒物質を吸着した炭素系吸着剤を誘導加熱によって加熱し再生するようにしたものである。
【０００８】
誘導加熱の周波数は、有害物質が吸着した炭素系吸着剤の表皮部分だけを効率的に加熱できるように、炭素系吸着剤の直径と電気抵抗に合わせて選定することができるが、一般的には１０ｋＨｚ程度とする。
【０００９】
また、本発明では、炭素系吸着剤の加熱再生を行う再生室には、炭素系吸着剤から脱離した有害物質の分解成分をパージするためにパージ用ガスを導入することが好ましい。パージ用ガスとしては、炭素系吸着剤の燃焼を防止するために蒸気又は窒素ガスを用いる。
【００１０】
また、再生室には、再生された炭素系吸着剤を冷却するための装置を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、誘導加熱によって再生対象の炭素系吸着剤を直接的に加熱することで、炭素系吸着剤を短時間で高温に加熱することができるので、短時間で炭素系吸着剤を再生できる。
【００１２】
また、炭素系吸着剤を加熱するための熱媒体が不要となり再生のための装置をコンパクトにすることができると共に、エネルギーロスが少なくなり加熱効率を良くすることができる。
【００１３】
さらに、誘導加熱によれば、炭素系吸着剤の表皮部分は、従来の高温ガスによる加熱による場合に比べてはるかに高温になるので、表皮部分に吸着したダイオキシン等の高分子化合物からなる有害物質の分解を促進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１実施例に係る排ガス処理装置の構成図である。
【００１６】
同図に示すように、廃棄物燃焼炉、鉄鉱石焼結炉等からの排ガス１０は、排ガス受け入れ口２５から吸着室２０に導入され、再生室３０から排出されるガスと合流して吸着室２０内で炭素系吸着剤２１と接触する。これによって、排ガス１０中の有害物質が炭素系吸着剤２１側に吸着分離される。有害物質が吸着除去された精製排ガスは、ガス排出口２６から排気される。
【００１７】
吸着室２０において、炭素系吸着剤２１は移動層を構成し、上部の吸着剤装入装置２３から入り、逐次下降しながら、上昇する排ガスと向流接触し、炭素系吸着剤２１の表面に有害物質を吸着させた状態で、吸着室２０下部の切り出し装置２４から排出される。
【００１８】
切り出し装置２４は、揺動パドルで構成され、排ガス中の有害物質含有量にあわせて、炭素系吸着剤２１の循環量を調整している。即ち、排ガス中の有害物質量が多いときは、揺動パドルの動作頻度をあげて、炭素系吸着剤２１の循環量を増やして対応する。
【００１９】
切り出し装置２４によって排出された炭素系吸着剤２１は、自然落下により真下に配置された再生室３０に入る。再生室３０では、有害物質が吸着した炭素系吸着剤２１を誘導加熱して、有害物質を分解及び脱離させ炭素系吸着剤２１を再生する。
【００２０】
再生室３０の上部外周には、炭素系吸着剤２１を誘導加熱するために、コイル４１と誘導加熱源４２からなる誘導加熱装置４０が配置されており、その下方には、順次、窒素と蒸気を吹込み供給するため供給装置としての複数のノズル３１、高温で再生した炭素系吸着剤２１を乾式冷却するための水冷パネル３２、及び、高温で再生した炭素系吸着剤２１を散水で冷却・消火するための散水ノズル３３が配置されている。そして、再生室３０の底部には、再生した炭素系吸着剤２１を排出するための切り出し装置３４が配置されている。
【００２１】
再生室３０内において、炭素系吸着剤２１に吸着した有害物質は、炭素系吸着剤２１を誘導加熱装置４０によって誘導加熱することによって昇温し、熱分解すると共に炭素系吸着剤２１から脱離する。このとき、炭素系吸着剤２１の直径と電気抵抗に合わせて周波数を選定することにより、有害物質が吸着する表皮部分だけを急速加熱することができる。これによって、有害物質が効率的且つ急速に熱分解・脱離して炭素系吸着剤２１が短時間で再生される。
【００２２】
また、炭素系吸着剤２１から脱離したガスは、誘導加熱装置４０の下方に設けられた複数のノズル３１から窒素及び蒸気を吹き込むことでパージされ、再生室３０を上昇し、吸着室２０に導入される。
【００２３】
再生された炭素系吸着剤２１は、水冷パネル３２、散水ノズル３３で冷却・消火され、切り出し装置３４によって再生室３０の底部から排出される。
【００２４】
排出された炭素系吸着剤２１は篩３５で選別され、一定粒度以下の粒は、劣化吸着剤として分離し、篩３５上の炭素系吸着剤を、吸着剤ホッパ３６に一時貯留する。その後、吸着剤ホッパ３６内の再生された炭素系吸着剤は、吸着室２０上部の吸着剤装入装置２３まで持ち上げられて再使用される。
【実施例２】
【００２５】
図２は、本発明の第２実施例に係る排ガス処理装置の構成図である。先の実施例１では、吸着室と再生室を上下一体的に設けたが、本実施例は、これらを別体に設けたものである。なお、本実施例において、実施例１と同一の構成には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２６】
図２に示すように、吸着室２０は、有害物質の吸着層となる炭素系吸着剤２１をクロスフロー式移動層で構成しており、二対のレバー壁２８で炭素系吸着剤２１の移動層を保持している。
【００２７】
吸着室２０の底部には、有害物質を吸着した炭素系吸着剤２１を排出するための切り出し装置として、ガスシール型のロータリーバルブ２９が設けられており、このロータリーバルブ２９から排出された炭素系吸着剤２１は、再生室３０の上部の受け入れ口３７から再生室３０内に装入される。
【００２８】
再生室３０では実施例１と同様に、誘導加熱装置４０によって炭素系吸着剤２１を誘導加熱することで、炭素系吸着剤２１に吸着した有害物質を熱分解・脱離させて炭素系吸着剤２１を再生する。再生室３０からの排ガスは、再生室３０上部の排出口３８から排出され、配管３９を介して吸着室２０から排出されたガスに合流させる。一方、再生された炭素系吸着剤２１は、実施例１と同様に循環使用される。
【実施例３】
【００２９】
図３は、本発明の第３実施例に係る排ガス処理装置の構成図である。本実施例は、排ガス１０中の有害物質を吸着分離するために一対の吸着再生室５０を設け、これらの吸着再生室を交互に稼働させるようにしたものである。
【００３０】
それぞれの吸着再生室５０は、有害物質の吸着層となる炭素系吸着剤２１を固定層で構成しており、一つの固定層で有害物質の吸着と再生を行うために、炭素系吸着材充填部分に誘導加熱装置４０が配され、いずれか一方の吸着再生室５０が有害物質を吸着しているときに、他方の吸着再生室５０が炭素系充填剤２１の再生と冷却を行うようにする。なお、誘導加熱装置４０の構成は、先の実施例のものと同一である。
【００３１】
こうした切り替えのために、切り替え流入弁５１と切り替え流出弁５２を設けている。即ち、吸着を行う吸着再生室５０側の切り替え流入弁５１と切り替え流出弁５２を開状態とし、排ガス１０を所定温度で通ガスし、排ガス１０中の有害物質を炭素系吸着材２１で吸着分離する。一方、再生をする吸着再生室５０側については、切り替え流入弁５１を閉状態とし、有害物質を吸着した炭素系吸着材２１を誘導加熱する。このとき同時に下部に配するノズル５３からパージ用ガスとして窒素と蒸気を吹き込み、炭素系吸着材２１から脱離したガスを出口側にパージする。再生完了後、切り替え流出弁５２を閉にし、Ｎ２ガス封入状態で冷却して再生を完了する。
【００３２】
こうしたサイクルを一定間隔で切り替えて吸着・再生を繰り返すことで、連続的に排ガス処理を行う。
【００３３】
なお、徐々に消耗する炭素系吸着剤２１を補充するために、ぞれぞれの吸着再生室５０の上部には吸着材補充ホッパ５４を設けている。
【００３４】
上記の実施例では、吸着再生室５０を２つ設け交互に稼働させるようにしたが、吸着再生室５０を３つ以上設けて、そのうちの何れか１つを稼働させるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ダイオキシン等の有害物質を含む排ガスを処理する排ガス処理装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施例に係る排ガス処理装置の構成図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る排ガス処理装置の構成図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る排ガス処理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  排ガス
２０  吸着室
２１  炭素系吸着剤
２３  吸着剤装入装置
２４  切り出し装置
２５  熱分解ガス受け入れ口
２６  ガス排出口
２８  レバー壁
２９  ロータリーバルブ
３０  再生室
３１  窒素／水蒸気吹込み用のノズル
３２  水冷パネル
３３  散水ノズル
３４  切り出し装置
３５  篩
３６  吸着剤ホッパ
３７  受け入れ口
３８  排出口
３９  配管
４０  誘導加熱装置
４１  コイル
４２  誘導加熱源
５０  吸着再生室
５１  切り替え流入弁
５２  切り替え流出弁
５３  窒素／蒸気吹込み用のノズル
５４  吸着材補充ホッパ
【図１】
2005125200.tif 000003
【図２】
2005125200.tif 000004
【図３】
2005125200.tif 000005