(57)【要約】【課題】  上記した従来技術の欠点を除くために、簡易であって、新たな水の補給が極めて少なく、汚水処理を全く又は殆ど必要としない悪臭成分含有高温排ガスの冷却方法及びその装置を提供する。【解決手段】  例えば３００℃以上の悪臭成分含有高温排ガスＧ０が吸着脱臭処理可能に冷却、減温（例えば１００℃未満）されるよう、次のように構成される。（１）先ず、その悪臭成分含有高温排ガスＧ０が、（好ましくは水面が大気と接する）水Ｗ１と間接的に接触し、その水Ｗ１を蒸発させることによって第１次冷却、減温が行なわれる。（２）次いでその第１次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ１が（好ましくは噴霧された）水Ｗ２と直接接触し、その水Ｗ２を昇温させることによって第２次冷却、減温が行なわれる。（３）しかも、その昇温した水Ｗ２が、前記（１）の悪臭成分含有高温排ガスＧ１の第１次冷却、減温用の水Ｗ１として使用される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
悪臭成分含有高温排ガス（Ｇ０）が吸着脱臭処理可能に冷却、減温されるよう、水（Ｗ１）と間接的に接触し、その水（Ｗ１）を蒸発させることによって第１次冷却、減温が行なわれ、次いでその第１次冷却、減温処理を受けた排ガス（Ｇ１）が水（Ｗ２）との直接接触し、その水（Ｗ２）を昇温させることによって第２次冷却、減温が行なわれ、しかも、その昇温した水（Ｗ２）が、前記悪臭成分含有高温排ガス（Ｇ１）の第１次冷却、減温用の水（Ｗ１）として使用される
ことを特徴とする悪臭成分含有高温排ガスの冷却方法。
【請求項２】
前記第２次冷却、減温処理を受けた排ガス（Ｇ２）の吸着脱臭処理時に捕集分離された水（Ｗ３）が前記第１次の冷却、減温用の水（Ｗ１）又は／及び第２次冷却、減温用の水（Ｗ２）として使用される。
ことを特徴とする請求項１に記載の悪臭成分含有高温排ガスの冷却方法。
【請求項３】
悪臭成分含有高温排ガス（Ｇ０）が吸着脱臭処理可能に順次通過し、冷却、減温されるよう、それぞれ水（Ｗ１）と間接熱交換することによってその水（Ｗ１）を蒸発させる間接熱交換蒸発部（１０）、水（Ｗ２）と直接熱交換することによってそれを昇温させる直接熱交換水加熱部（２０）を備えており、しかも、その直接熱交換水加熱部（２０）において昇温した水（Ｗ２）が、前記間接熱交換蒸発部（２０）に前記水（Ｗ１）として供給されるよう構成されている
ことを特徴とする悪臭成分含有高温排ガスの冷却装置。
【請求項４】
前記直接熱交換水加熱部（２０）において冷却、減温された排ガス（Ｇ３）の吸着脱臭処理時に捕集分離された水（Ｗ３）が、前記間接熱交換蒸発部（１０）の水（Ｗ１）として又は／及び直接熱交換水加熱部（２０）の水（Ｗ２）として供給されるよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば鶏糞の乾燥等によって生じた悪臭成分含有高温排ガス（例えば３００℃以上）を吸着脱臭処理可能な温度（例えば１００℃未満）に冷却、減温する、悪臭成分含有高温排ガスの冷却方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、例えば鶏糞の乾燥、又はさらに焼却が行なわれる装置において、悪臭成分含有高温排ガスが発生し、その脱臭のため、その排ガスの高温、低温での燃焼や吸着や洗浄が行なわれている。【０００３】  しかしながら、そのうち、排ガスの高温燃焼は、その大量の排ガスの着火、燃焼維持のために、それぞれ火炎その他の着火源の準備、前記高温排ガスの昇温のための新たな可燃物（燃料）の補給が必要であり、また、排ガスの低温燃焼は、その大量の排ガスの低温における燃焼促進のための高価で劣化・閉塞し易い触媒を含む低温燃焼装置が必要であると言う問題点がある。【０００４】  また、吸着（例えば特許文献１）によるものは、その大量の排ガスの冷却、減温（例えば１００℃未満）が必要であり、それが冷却水との直接熱交換、洗浄によって行なわれる場合は、それによって冷却水が蒸発することがあっても、それ以前に既に多量の水蒸気を含む排ガスへの水蒸気のさらなる増分は、吸着脱臭部の低い温度で飽和する程度の値までしか許されず、大半はその低い温度までの冷却水の顕熱による昇温に依存せざるを得ず、後で汚水処理を必要とする、大量の冷却水の補給、又は別に設けられた冷水塔等による、昇温した冷却水の冷却、又は別途大量の熱を必要とする水分の蒸発による濃縮のいずれかの大きな負担を必要とすると言う問題点がある。なお、冷却水との間接熱交換も考えられるが、その顕熱による昇温に依存する限りは上記と略同様の問題点がある。、
【特許文献１】  特開２００２−２９８７２号公報（
【請求項１】
及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  以上のことから、本発明は、上記した従来技術の欠点を除くために、簡易であって、新たな水の補給が極めて少なく、汚水処理を全く又は殆ど必要としない悪臭成分含有高温排ガスの冷却方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記の目的を達するために、請求項１の発明に係わる悪臭成分含有高温排ガスの冷却方法は、例えば３００℃以上の悪臭成分含有高温排ガスＧ０が吸着脱臭処理可能に冷却、減温（例えば１００℃未満）されるよう、次のように構成される。（１）先ず、その悪臭成分含有高温排ガスＧ０が、（好ましくは水面が大気と接する）水Ｗ１と間接的に接触し、その水Ｗ１を蒸発させることによって第１次冷却、減温が行なわれる。（２）次いでその第１次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ１が（好ましくは噴霧された）水Ｗ２と直接接触し、その水Ｗ２を昇温させることによって第２次冷却、減温が行なわれる。（３）しかも、その昇温した水Ｗ２が、前記（１）の悪臭成分含有高温排ガスＧ１の第１次冷却、減温用の水Ｗ１として使用される。【０００７】  請求項２の発明は、前記請求項１の発明の構成に加えて、前記第２次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ２が吸着脱臭処理されるときに捕集分離された水Ｗ３が前記第１次の冷却、減温用の水Ｗ１又は／及び第２次冷却、減温用の水Ｗ２として使用されるよう構成されている。【０００８】  請求項３の発明に係わる悪臭成分含有高温排ガスの冷却装置は、悪臭成分含有高温排ガスＧ０が吸着脱臭処理可能に順次通過し、冷却、減温されるよう、（１）それぞれ（好ましく水面が大気と接する）水Ｗ１と間接熱交換することによってその水Ｗ１を蒸発させる間接熱交換蒸発部１０、（２）（好ましくは噴霧された）水Ｗ２と直接熱交換することによってそれを昇温させる直接熱交換水加熱部２０を備えている。しかも、その直接熱交換水加熱部２０において昇温した水Ｗ２が、前記間接熱交換蒸発部２０に前記水Ｗ１として供給されるよう構成されている【０００９】  請求項４の発明は、請求項３に記載の発明の構成に加えて、前記直接熱交換水加熱部２０において冷却、減温された排ガスＧ２が吸着脱臭処理されるときに捕集分離された水Ｗ３が、前記の間接熱交換蒸発部１０又は／及び直接熱交換水加熱部２０に供給されるよう構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
【００１１】  請求項１の発明によれば、前記悪臭成分含有高温排ガスＧ０の中温域（例えば約１５０℃）までの第１次冷却、減温は、水Ｗ１との間接熱交換によって行なわれる。しかも、その第１次冷却、減温は、その排ガスＧ０と水Ｗ１との間に比較的大きい温度差が確保され（水Ｗ１の水面が大気と接し、伝熱面が水深の浅い場所に配置されていれば、その温度差はさらに大きくなる）、水Ｗ１の蒸発が行なわれていて、その伝熱係数も極めて高く、その温度差、伝熱係数の両者の積である伝熱推進力も極めて大きいため、少面積の伝熱管によって容易に実施可能である。【００１２】  次いで前記悪臭成分含有高温排ガスＧ０の中温から悪臭成分吸着処理可能な低温域（例えば１００℃未満）までの第２次冷却、減温は、前記第１次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ１が（好ましくは噴霧された）水Ｗ２と直接接触し、その水Ｗ２を昇温させることによって行なわれる。前記第１次冷却、減温によって、第２次の冷却、減温の量がそれだけ低減されており、しかも、前記水Ｗ２との直接接触であり、その伝熱面積も著しく大きいため、伝熱性が極めて高く、残りの冷却、減温が小さい容量で容易に実施可能である（噴霧された水Ｗ２が使用されれば、排ガスＧ１の圧損失も著しく低減される）。【００１３】  さらにそのうえ、前記第２次の冷却、減温に使用されたＷ２が第１次冷却、減温用の水Ｗ１としてシリーズに使用されることによって、単に冷却水が有効に利用されるだけでなく、特に第１次冷却、減温が大きい蒸発潜熱を必要とする、水Ｗ１の蒸発によるため、新たに補給される水Ｗ０の量が激減すると共に、その水の全て又は大半が第１次冷却、減温によって蒸発し、大気中に放散されるため、スラッジに同伴されるものを除いて処理を要する汚水の発生は全く又は殆どない。従って汚水の処理負担も著しく軽減される。【００１４】  請求項２の発明によれば、前記第２次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ２が吸着脱臭処理されるときに捕集された水Ｗ３が前記第１次の冷却、減温用の水Ｗ１又は／及び第２次冷却、減温用の水Ｗ２として使用され、最終的には第１次冷却、減温において蒸発し、大気中に放散され、汚水の処理負担が軽減される。【００１５】  請求項３の発明によれば、間接熱交換蒸発部１０において、請求項１の発明と同様に、水Ｗ１との間接熱交換によって、その水Ｗ１の蒸発と前記悪臭成分含有高温排ガスＧ０の中温域までの第１次冷却、減温とが行なわれる。そのため、排ガスＧ０と水Ｗ１との間に比較的大きい温度差が確保される（水Ｗ１の水面が大気と接し、伝面が水深の浅い場所に配置されていれば、温度差がさらに大きくなる）と共に、水Ｗ１が蒸発していて、その伝熱係数も極めて高く、その温度差、伝熱係数の両者の積である伝熱推進力も極めて大きくなるため、前記悪臭成分含有高温排ガスＧ０の中温域までの第１次冷却、減温が少ない伝熱面積の伝熱管によって容易に実施可能である。【００１６】  次いで直接熱交換水加熱部２０において、請求項１の発明同様に、前記第１次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ１の残りの第２次冷却、減温と水Ｗ２の昇温とが、前記第１次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ１と（好ましくは噴霧された）水Ｗ２との直接接触によって行なわれる。従って、請求項１の発明同様に、先ず前記間接熱交換蒸発部１０における１次冷却、減温を受けているため、それだけ第２次冷却、減温の量が低減される。次いで、前記排ガスＧ１と水Ｗ２とが直接接触するため、伝熱性が極めて高い。以上の二つの理由から、前記悪臭成分含有高温排ガスＧ０が脱臭可能な低い温度にまで小さい容積で容易に冷却、減温される（噴霧された水Ｗ２であれば、排ガスＧ１の圧損失が著しく低減される）。【００１７】  さらにそのうえ、前記直接熱交換水加熱部２０における、第２次の冷却、減温に使用されたＷ２が前記間接熱交換蒸発部１０における第１次冷却、減温用の水Ｗ１としてシリーズに使用される。従って、単に冷却水が有効に利用されるだけでなく、また、特に第１次冷却、減温が大きい蒸発潜熱を必要とする、水Ｗ１の蒸発によるため、新たに補給される水Ｗ０の量が激減する。しかも最終的には、それの全て又は大半が蒸発し、大気中に放散されるため、スラッジに同伴されるものを除いて処理を要する汚水の発生は全く又は殆どない。従って汚水の処理負担も著しく軽減される。【００１８】  請求項４の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加えて、請求項４の発明同様に、前記第２次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ２が吸着脱臭処理されるときに捕集された水Ｗ３が前記第１次の冷却、減温用の水Ｗ１又は／及び第２次冷却、減温用の水Ｗ２として使用され、最終的には間接熱交換蒸発部１０における第１次冷却、減温において蒸発し、大気中に放散され、汚水の処理負担が軽減される。
【発明を実施するため最良の形態】
【００１９】  本発明に係わる悪臭成分含有高温排ガスの冷却方法及びその装置を実施するための最良の形態について図１により説明する。先ず、１０は悪臭成分含有高温排ガスＧ０と水Ｗ１とが間接熱交換するよう構成された間接熱交換蒸発部であって、その上部は、広い面積で大気と水面が接触し、蒸発した水分が大気に放出容易に開放されると共に、その下部は、沈積したスラッジＳの抜き取り容易に、下方に向って横断面積が小さくなるよう形成された水槽１１を備えていると共に、その水槽１１に溜められた水Ｗ１の水面に近い、浅い位置に水平に伝熱管１２が敷設、浸漬されている。それによって、悪臭成分含有孔温ガスＧ０は、伝熱管１２を通過する間に水Ｗ１との間接接触による第１次冷却、減温を受けると共に、その熱を受けて、水Ｗ１が蒸発するように構成されている。
【００２０】  次いで２０は直立筒状の直接熱交換水加熱部であって、１基であれば、上記間接熱交換蒸発部１０で第１次冷却、減温が行なわれた排ガスＧ１がそれぞれその下部から導入され、頂部から排出される間に、スプレイノズル２１によって上部から噴霧された水Ｗ２と直接接触し、また、複数基（図では２基）であれば、それぞれ上流側からの排ガスが上記と同様の処理を順次受けることによって、第２次冷却、減温が行なわれる。なお、２２は２基の直接熱交換水加熱部２０，２０の下部を連結する連通管であって、両者に溜まった水の水面を同一高さにするものである。
【００２１】  しかしながら、以上の構成は飽くまでも好ましい一例であって、それに限定されるものではなく、いずれも図示は省略するが、各直接熱交換水加熱部２０において排ガスと水Ｗ２とが向流接触する代わりに並流接触してもよく、また、複数基の場合でも連通管２２がなく、下流側の直接熱交換水加熱部２０に使用された水Ｗ２が上流側のそれに供給され、２基の間で気液が向流接触するようそれぞれ配管が施されてもよい。
【００２２】  ３０は、上からおがくず／木炭、もみがら、木炭の３層の通気性吸着材層３１よりなる悪臭成分吸着部であって、前記各直接熱交換水加熱部２０の排ガスＧ２が通過することによって悪臭成分が吸着分離されるよう構成されている。なお、吸着層３１は上記吸着材に限定されるものでなく、その他悪臭成分を吸着し、積載された状態で通気性に富むものであればよい。また、Ｇ３は脱臭された排ガスである。
【００２３】  ここで水配管ラインについてまとめて説明すると、ポンプＰを介し、両直接熱交換水加熱部２０，２０を経てポンプＰの吸込側に水Ｗ２を導き、循環させるラインＬ２、そのラインＬ２から水Ｗ２を分岐させ、水Ｗ１として間接熱交換蒸発部１０に導くラインＬ１、悪臭成分吸着部３０で捕集分離された水Ｗ３をポンプＰを介して直接熱交換水加熱部２０に導くラインＬ３、補給水ラインＬ０がそれぞれ設けられている。
【００２４】  作用について説明すると、先ず間接熱交換蒸発部１０において、悪臭成分含有高温排ガスＧ０の中温域（例えば約１５０℃）までの第１次冷却、減温が、伝熱管１２を通過する排ガスＧ０と水Ｗ１との間接熱交換によって行なわれる。その水Ｗ１の水面は大気に開放され、広い面積でそれと接触し、しかも、伝熱管１２はその水深の浅い位置に水平に配置されて、水蒸気圧が低いため、前記排ガスＧ０と水Ｗ１との間には比較的大きい温度差が確保される。また、水Ｗ１の蒸発が行なわれていて、その伝熱係数も極めて高い。従ってその温度差、伝熱係数の両者の積である伝熱推進力も極めて大きくなるため、少面積の伝熱管１２によって、悪臭成分含有高温排ガスＧ０の中温域までの第１次冷却、減温が容易に達成可能である。
【００２５】  次いで前記第１次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ１は、順次２基の直接熱交換水加熱部２０，２０を通過し、噴霧された水Ｗ２と直接接触し、その水Ｗ２の昇温に熱を奪われることによって、第２次冷却、減温が行なわれる。その第２次の冷却、減温は、前記第１次冷却、減温によって、それだけ必要減温量が低減されており、しかも、前記噴霧された水Ｗ２との大きい面積での直接接触であるため、伝熱性が極めて高く、小さい容積で容易に冷却、減温される。
【００２６】  さらにそのうえ、前記第２次の冷却、減温に使用された水Ｗ２が悪臭成分含有高温排ガスＧ１の第１次冷却、減温用の水Ｗ１としてシリーズに使用されることによって、単に冷却水が有効に利用されるだけでなく、特に第１次冷却、減温が大きい蒸発潜熱を必要とする、水Ｗ１の蒸発によるため、新たに補給される水Ｗ０の量が激減すると共に、その水の全て又は大半が第１次冷却、減温によって蒸発し、大気中に放散されるため、スラッジに同伴されるものを除いて処理を要する汚水の発生は全く又は殆どない。従って汚水の処理負担も著しく軽減される。
【００２７】  その他、前記第２次冷却、減温処理を受けた排ガスＧ２の悪臭成分吸着部３０における吸着脱臭処理時に捕集された水Ｗ３が前記第１次の冷却、減温用の水Ｗ１又は／及び第２次冷却、減温用の水Ｗ２として使用され、最終的には間接熱交換蒸発部１０における第１次冷却、減温において蒸発し、大気中に放散され、汚水の処理負担が軽減される。
【実施例１】
【００２８】  ４１０℃、１００Ｎｍ３の悪臭成分含有高温排ガスＧ０が５０℃冷却、減温されるに当って、単なる冷却水との直接熱交換による従来では、処理しなければならない汚水１６．７Ｋｇが発生していた。それに対して、本発明の実施によって、先ず１５０℃までは第１次冷却、減温（間接熱交換）、それ以下は第２次冷却、減温（直接熱交換）がそれぞれ行なわれ、後者によって昇温した水Ｗ２が前者の第１次冷却、減温の水Ｗ１として供給された場合、そこで１３．６Ｋｇの水蒸気が発生、大気に放出されるため、汚水の発生は皆無となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】  本発明に係わる悪臭成分含有高温排ガスの冷却方法及びその装置の最良の形態を示す機器及び物質の流れ図である。
【符号の説明】
【００３０】  １０    間接加熱蒸発部
１１    水槽
１２    伝熱管
２０    直接熱交換水加熱部
２１    スプレイノズル
２２    連通管
３０    悪臭成分吸着部
３１    吸着材層
Ｇ０    悪臭成分高温排ガス
Ｇ１    排ガス
Ｇ２    排ガス
Ｇ３    排ガス
Ｌ０    ライン
Ｌ１    ライン
Ｌ２    ライン
Ｌ３    ライン
Ｐ      ポンプ
Ｗ０    補給水
Ｗ１    水
Ｗ２    水
Ｗ３    水
【図１】
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