(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(1) 波形をした親水性の膜を各膜の間に処理対象ガスが流れるように隙間を保って積層して充填材を形成し、この充填材が装置内部に処理対象ガスの流れに沿って複数段配置され、該充填材の上部から供給される処理水によって前記充填材に水膜が形成されるように構成されると共に、前記充填材の下流側にファンが設置された水膜式スクラバーであって、
(2) 前記複数段に配置された充填材の内、上流側に配設される充填材は、それぞれ波形に加工した親水性の膜を、隣接する膜の間に所定の隙間ができるように複数枚重ね合わせて構成され、
(3) 前記複数段に配置された充填材の内、最下流に配設される充填材は、波形に加工した気流方向の長さが互いに異なる第一及び第二の気化式加湿膜を複数枚、隣接する波形の膜を互いに交差させて両者の間に隙間ができるように、気流方向と平行に交互に重ねあわせ、第一及び第二の気化式加湿膜の下流側の縁を揃えないように構成されることを特徴とする水膜式スクラバー。
【請求項２】
前記第一の気化式加湿膜の気流方向の長さが、前記第二の気化式加湿膜の気流方向の長さの半分程度であることを特徴とする請求項１記載の水膜式スクラバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置内に設置した充填材に処理水を滴下させ、該充填材に処理対象ガスを通過させることにより、処理対象ガス中に含まれる塵や各種の汚染物質等の除去すべき粒子を捕集する水膜式スクラバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
水などの液体を洗浄液として、処理対象ガス中に含まれる除去すべき粒子（例えば、塵など）をその洗浄液による液滴や液膜中に捕集して分離する装置として、従来から種々のスクラバーが用いられている。このようなスクラバーとしては、従来から、充填物方式、スプレー方式、バブリング多孔式等が知られている。
【０００３】
上記充填物方式としては、例えば、特許文献１に示されたようなものがある。この充填物方式は、プラスチックや磁器等からなる充填物に水を噴霧し、この水によって形成された水膜に処理対象ガスを接触させて集塵するものであり、その圧力損失は約５００Ｐａ、通過風速は約２．０ｍ／ｓである。
【０００４】
また、スプレー方式としては、例えば、特許文献２に示されたようなものがある。このスプレー方式は、処理対象ガスの流れに加圧水を噴射して、処理対象ガス中に含まれる汚染物質等を処理水に吸収、溶解させることにより除去するものであり、その圧力損失は約３００〜４００Ｐａ、通過風速は約２．０ｍ／ｓである。
【０００５】
また、バブリング多孔式は、多孔板の上に処理水を溜めて、その下方から処理対象ガスを供給するものであり、処理対象ガスは多孔板の孔から処理水を通って上部から排気され、処理対象ガスが処理水を通る時に汚染物質等が除去されるように構成されており、その圧力損失は約５００Ｐａ、通過風速は約１．５ｍ／ｓである。なお、処理水は常時供給され、その供給量が多孔板から下方に落下する水量と釣り合うように調整されている。
【特許文献１】特開２００４−２０２３０６号公報
【特許文献２】特開２０００−３３２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来のスクラバーにおいては、気液接触面積を大きくするために滴下水量を多くしなければならず、水滴の飛散を防止するために、出口近傍にエリミネータを設置することが一般的である。このエリミネータは、空気中に浮遊しているミストを衝突により分離させる構造であるため、効率良く分離するためには、ミストが衝突しやすいように入り組んだ構造にするか、通過距離を長くする必要があるが、いずれの構成を採用したとしても、通過する空気の圧力損失は大きくなる。
【０００７】
しかしながら、上記のような従来のスクラバーにおいては、機能の効率を図るという観点から、充分な水滴飛散防止効果が得られなくても、圧力損失を所望のレベルに抑制できるようなエリミネータを選定しているため、飛散する水滴を完全に捕集することは困難であった。
【０００８】
また、滴下水を貯留する水槽内に藻などの微生物が繁殖し、充填材の目詰まりの原因となることがある。すなわち、藻は排気中に含まれるリンなどを栄養分とし、点検窓や排気口から入る日射により光合成を行い繁殖する。そして、さらにその藻をえさとする微生物が繁殖し始めるといった問題を生じる。特に、鉛直方向に伸びる筒型形状のスクラバーでは、上部にある排気口から入る日射を防ぐことは困難であるため、繁殖した微生物による充填材の目詰まりが問題となっていた。
【０００９】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、水滴の飛散を防止し、圧力損失の低減と設置スペースの削減を可能とした水膜式スクラバーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の水膜式スクラバーは、次の点を構成上の特徴とする。
(1) 波形をした親水性の膜を各膜の間に処理対象ガスが流れるように隙間を保って積層して充填材を形成し、この充填材が装置内部に処理対象ガスの流れに沿って複数段配置され、該充填材の上部から供給される処理水によって前記充填材に水膜が形成されるように構成されると共に、前記充填材の下流側にファンが設置された水膜式スクラバーであって、(2) 前記複数段に配置された充填材の内、上流側に配設される充填材は、それぞれ波形に加工した親水性の膜を、隣接する膜の間に所定の隙間ができるように複数枚重ね合わせて構成され、
(3) 前記複数段に配置された充填材の内、最下流に配設される充填材は、波形に加工した気流方向の長さが互いに異なる第一及び第二の気化式加湿膜を複数枚、隣接する波形の膜を互いに交差させて両者の間に隙間ができるように気流方向と平行に交互に重ねあわせ、第一及び第二の気化式加湿膜の下流側の縁を揃えないように構成される。
また、前記第一の気化式加湿膜の気流方向の長さは、前記第二の気化式加湿膜の気流方向の長さの半分程度であっても良い。
【００１１】
上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、吸水性の膜材料からなる充填材を用いているため、充填材に供給される処理水は水膜を形成しながら下方に移動するので、水滴の飛散はほとんどない。さらに、本発明においては、最下流に配設される充填材が水滴飛散防止型に加工されているため、水滴の飛散を完全に防止することができ、通過風速を上げることができるので、処理効率が大幅に向上する。また、従来型と比較して気液接触面積を大きくとれるため、充填材の体積を小さくできるので、装置の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、水滴の飛散を防止し、圧力損失の低減と設置スペースの削減を可能とした水膜式スクラバーを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る水膜式スクラバーの実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２６】
（１）第１実施形態
（１−１）構成
図１は、本発明に係る水膜式スクラバーの第１実施形態の構成を示す模式図である。すなわち、本実施形態の水膜式スクラバーにおいては、気化式の加湿膜に使われる親水性の膜材料からなる充填材１ａ、１ｂ…が、処理対象ガスの流れに沿って複数段に配置され、これらの充填材１ａ、１ｂ…の下流側には、ファン２が設置されている。
【００２７】
また、前記充填材１ａ、１ｂ…の下部には水槽３が設けられ、充填材１ａ、１ｂ…の上部から供給された水によって水膜が形成された後、充填材の下部に流出した水を前記水槽３に貯留するように構成されている。そして、水槽３に溜まった水は、ポンプ４により充填材１ａ、１ｂ…の上部に送られ、再度、充填材１ａ、１ｂ…に滴下されるように構成されている。
【００２８】
なお、複数段に配置された充填材１ａ、１ｂ…の内、上流側に配設される充填材１ａ、１ｂは、それぞれ波形に加工した気化式加湿膜を複数枚重ね合わせて構成されているが、その場合、隣接する波形の膜を互いに交差させて、両者の間に所定の隙間ができるように重ね合わせて構成されている。
【００２９】
これに対して、最下流に配置される充填材１ｃは、図２に示すような水滴飛散防止型に加工されている。すなわち、最下流に配置される充填材１ｃは、気流方向の長さを通常の半分程度とした波形に加工した気化式加湿膜５と、通常の長さを有する波形に加工した気化式加湿膜６とを交互に複数枚重ね合わせて構成されている。なお、この場合も、気流方向の長さが異なる波形の膜５，６を互いに交差させて、両者の間に所定の隙間ができるように重ね合わせて構成されている。
【００３０】
（１−２）作用・効果
以上のような構成を有する本実施形態の水膜式スクラバーによれば、親水性の膜からなる充填材１ａ、１ｂ…を気流方向に複数段に配置したことにより、充填材１ａ、１ｂ…のそれぞれを流れる処理水（滴下水）によって水膜が形成されるので、従来方式と比較して気液接触面積を大幅に増やすことができる。これにより、充填材１ａ、１ｂ…に供給する滴下水量を減らしたり、充填材の気流方向の長さを短縮することができるので、装置の小型化が図れる。また、従来から用いられているスプレー式やバブリング多孔式と比較すると、ポンプ動力を小さくすることができるという利点もある。
【００３１】
このように、本実施形態の水膜式スクラバーにおいては、充填材に供給する処理水により水膜を形成させて気液接触面積を大幅に増加させることにより、配設する充填材の体積を減らすことができるので、圧力損失を２５０Ｐａ程度に抑えることができる。
【００３２】
また、スクラバーの処理水は、水膜を形成しながら水槽に落ちていくので、水滴の飛散はほとんどなく、さらに、本実施形態においては、最下流に配設される充填材を水滴飛散防止型に加工したので水滴の飛散を完全に防止でき、通過風速を２．５ｍ／ｓ以上にすることができるので、処理効率が大幅に向上する。また、従来型と比較すると、気液接触面積を大きくとれるため、充填材の体積を小さくできるので、設置面積を従来の５０〜７５％に縮小することができ、装置の小型化が可能となる。
【００３３】
さらに、本実施形態の水膜式スクラバーは横置き型とされているので、スクラバー内における気流の均一化が図れる。また、横置き型にすることで、排気側にファン２を設置することができるので、排気側から装置内に入る日射を防ぎやすいという利点もある。その結果、スクラバー内を日射から遮蔽できるので、水槽内に発生しやすい藻などの微生物の繁殖を防ぐことが可能となり、従来問題となっていた充填材の目詰まりを防止することができる。
【００３４】
また、従来のスクラバーで使用するファンは、酸排気などを直接吸い込むため、塩ビコーティングなどを施した耐ケミカル用の特殊なものが必要であったが、本実施形態の水膜式スクラバーにおいては、横置き型として処理後の空気を吸い込むことができるため、上記のような特殊なファンを使用する必要はない。
【００３５】
（２）第２実施形態（参考例）
本実施形態は、上記第１実施形態の変形であって、本発明の参考例である。すなわち、本実施形態は、充填材として、従来から冷却塔に用いられているポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと記す）製の充填材を転用したものである。
【００３６】
（２−１）構成
図３は、本発明に係る水膜式スクラバーの第２実施形態の構成を示す模式図である。すなわち、本実施形態の水膜式スクラバーにおいては、ＰＶＣ製の充填材１０が用いられ、この充填材１０の下流側にはファン２が設置されている。また、前記充填材１０の下部には水槽３が設けられ、充填材１０の上部から供給された水によって水膜が形成された後、充填材の下部に流出した水を前記水槽３に貯留するように構成されている。そして、水槽３に溜まった水は、ポンプ４により充填材１０の上部に送られ、再度、充填材１０に滴下されるように構成されている。
【００３７】
また、本実施形態のようにＰＶＣ製の充填材を用いる場合には、処理水に界面活性剤を添加して、ＰＶＣ製の充填材の表面の濡れ性を向上させる。このようにして濡れ性を向上させることによって、処理水と処理対象ガスの気液接触面積を大きくすることができるからである。
【００３８】
処理水に添加する界面活性剤としては、低起泡性の界面活性剤を用いることが好ましい。この低起泡性の界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレングリコールや、酸やアルカリに対して強いポリコキシアルキレン、アルキルエーテル、ポリオキシエチレン・アルキルエーテルやポリアルキレン・アルキルエーテル等が適している。
【００３９】
また、処理水への上記界面活性剤の添加量は、０．１〜１０重量％が好ましい。添加量が０．１重量％以下であると、所望の濡れ性を得ることができず、また、１０重量％以上であると、粘性が大きくなり、起泡して空気の流路を塞いだり、起泡したものが気流に乗って飛散するからである。
【００４０】
（２−２）作用・効果
以上のような構成を有する本実施形態の水膜式スクラバーによれば、処理水に界面活性剤を添加してＰＶＣ製の充填材表面の濡れ性を向上させることにより、従来から冷却塔等に用いられているＰＶＣ製の充填材を、そのまま水膜式スクラバーの充填材として利用することができる。
【００４１】
また、処理水に界面活性剤を添加してＰＶＣ製の充填材表面の濡れ性を向上させることにより、充填材に供給する処理水による水膜の形成が容易になるので、気液接触面積を大幅に増加させることができる。その結果、上記第１実施形態と同様に、配設する充填材の体積を減らすことができるので、圧力損失を２５０Ｐａ程度に抑えることができる。
【００４２】
また、スクラバーの処理水は、水膜を形成しながら水槽に落ちていくので、水滴の飛散はほとんどなく、通過風速を２．５ｍ／ｓ以上にすることができるので、処理効率が大幅に向上する。また、従来型と比較すると、気液接触面積を大きくとれるため、充填材の体積を小さくできるので、設置面積を従来の５０〜７５％に縮小することができ、装置の小型化が可能となる。
【００４３】
さらに、本実施形態の水膜式スクラバーは横置き型とされているので、スクラバー内における気流の均一化が図れる。また、横置き型にすることで、排気側にファン２を設置することができるので、排気側から装置内に入る日射を防ぎやすいという利点もある。その結果、スクラバー内を日射から遮蔽できるので、水槽内に発生しやすい藻などの微生物の繁殖を防ぐことが可能となり、従来問題となっていた充填材の目詰まりを防止することができる。
【００４４】
また、従来のスクラバーで使用するファンは、酸排気などを直接吸い込むため、塩ビコーティングなどを施した耐ケミカル用の特殊なものが必要であったが、本実施形態の水膜式スクラバーにおいては、横置き型として処理後の空気を吸い込むことができるため、上記のような特殊なファンを使用する必要はない。
【００４５】
（３）第３実施形態
本実施形態は、上記第２実施形態の変形例であって、ＰＶＣ製の充填材の作製時に、ＰＶＣに所定の高分子型帯電防止剤を混練することにより、ＰＶＣ製の充填材の濡れ性の向上を図ったものである。なお、水膜式スクラバーの構成は、図３に示した構成と同一であるので説明は省略する。
【００４６】
（３−１）構成
ＰＶＣ製の充填材の製作時に、ＰＶＣに静電気防止材料などに使用される高分子型帯電防止剤を練り込む。その結果、充填材表面の濡れ性を向上させることができるので、処理水と処理対象ガスの気液接触面積を大きくすることができる。なお、本実施形態の水膜式スクラバーにおいては、充填材表面の濡れ性を向上させることができるので、滴下させる処理水としては純水を用いることができる。
【００４７】
本実施形態の水膜式スクラバーに用いられる充填材を構成する制電性樹脂を作るには、基材としてＰＶＣを用い、以下に列挙する高分子型帯電防止剤とＰＶＣ（熱可塑性樹脂）とを溶融混練し、アロイ化し、所定の形状に加工する。なお、本実施形態で用いられる高分子型帯電防止剤は、ＰＶＣ表面と水とを界面活性させる働きがあり、水の接触角を小さくすることができるので、この高分子型帯電防止剤を混練したＰＶＣ製の充填材の親水性を向上させることができるものである。
【００４８】
前記高分子型帯電防止剤としては、例えば、エチレンオキシド−エピハロヒドリン共重合体、４級アンモニウム塩基含有（メタ）アクリレート共重合体や、高分子電荷移動型結合体などを用いることができる。この高分子型帯電防止剤を１０〜３０重量％程度、表面抵抗値が１０14Ω以下となるように、基材のＰＶＣと溶融混練することが好ましい。
【００４９】
（３−２）作用・効果
以上のような構成を有する本実施形態の水膜式スクラバーによれば、ＰＶＣ製の充填材の作製時に、ＰＶＣに所定の高分子型帯電防止剤を混練することにより、ＰＶＣ製の充填材の濡れ性を向上させることができるので、充填材に供給する処理水による水膜の形成が容易になり、気液接触面積を大幅に増加させることができる。その結果、上記第１実施形態と同様に、配設する充填材の体積を減らすことができるので、圧力損失を２５０Ｐａ程度に抑えることができる。
【００５０】
また、スクラバーの処理水は、水膜を形成しながら水槽に落ちていくので、水滴の飛散はほとんどなく、通過風速を２．５ｍ／ｓ以上にすることができるので、処理効率が大幅に向上する。また、従来型と比較すると、気液接触面積を大きくとれるため、充填材の体積を小さくできるので、設置面積を従来の５０〜７５％に縮小することができ、装置の小型化が可能となる。
【００５１】
また、従来のスクラバーで使用するファンは、酸排気などを直接吸い込むため、塩ビコーティングなどを施した耐ケミカル用の特殊なものが必要であったが、本実施形態の水膜式スクラバーにおいては、横置き型として処理後の空気を吸い込むことができるため、上記のような特殊なファンを使用する必要はない。
【００５２】
（４）他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、臭気除去装置として用いれば、水溶性の有臭ガスを主成分とした臭気の除去装置として、十分な効果が期待できる。
【００５３】
また、上記第３実施形態においては基材としてＰＶＣを用いたが、ＰＶＣの他にも下記の基材に所定の高分子型帯電防止剤を混練しても、同様の作用・効果を得ることができる。
【００５４】
例えば、基材としてＡＢＣ樹脂を用いる場合には、高分子型帯電防止剤として、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミドミド、エチレンオキシド−エピハロヒドリン重合体、４級アンモニウム塩基含有（メタ）アクリレート共重合体、４級アンモニウム塩基含有マレイミド共重合体、ポリスチレンスルホン酸ソーダを用いることが好ましい。
【００５５】
また、基材としてポリスチレンを用いる場合には、高分子型帯電防止剤として、ポリエチレンオキシド、４級アンモニウム塩基含有（メタ）アクリレート共重合体を用いることが好ましい。また、基材としてポリエチレンを用いる場合には、高分子型帯電防止剤として、カルボベイタングラフト共重合体、高分子電荷移動型結合体を用いることが好ましい。
【００５６】
さらに、基材としてポリプロピレンを用いる場合には、高分子型帯電防止剤として、ポリエーテルエステルアミド、カルボベイタングラフト共重合体、高分子電荷移動型結合体を用いることが好ましい。また、基材としてアクリル樹脂を用いる場合には、高分子型帯電防止剤として、ポリエーテルアミドミド、エチレンオキシド−エピハロヒドリン共重合体、４級アンモニウム塩基含有（メタ）アクリレート共重合体を用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る水膜式スクラバーの第１実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】水滴飛散防止型の充填材の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る水膜式スクラバーの第２実施形態の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…充填材
２…ファン
３…水槽
４…ポンプ
５…長さの短い波形の気化式加湿膜
６…通常の長さを有する波形の気化式加湿膜
１０…ＰＶＣ製の充填材
【図１】
0005165194.tif 000002
【図２】
0005165194.tif 000003
【図３】
0005165194.tif 000004