(57)【要約】【課題】ガス浄化装置及び方法において、ガス中の粒子状物質を確実に捕集可能であると共に脱硫などの有害ガスの除去性能を向上することでガス浄化効率の向上を図る。【解決手段】ケーシング２１の排気ガス流路２２に、所定電圧が印加されることで排気ガスの流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生可能な放電電極２５を配設する一方、ケーシング２１の内壁面にイオン風を通過可能な所定の開口率を有する集塵電極２６を配設し、この集塵電極２６に有害成分を吸収するアルカリ吸収液を供給してその表面に液膜を形成する複数の液供給ノズル３２からなる吸収液供給装置３１を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口部及び出口部が設けられたケーシングと、該ケーシング内にガス流れ方向に沿って配設されて所定電圧が印加されることで前記ケーシング中にガス流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生可能な放電電極と、前記ケーシング内にガス流れ方向に沿って前記放電電極に対向して配設されて前記イオン風が通過可能な所定の開口率を有する集塵電極と、該集塵電極の表面にガス中の有害成分を吸収する有害ガス吸収液の液膜を形成する液膜形成手段とを具えたことを特徴とするガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス浄化装置において、前記集塵電極は、有害ガス吸収液が途絶えることなく連続的に落下する液膜を形成可能なほほ鉛直方向に沿った液路を有することを特徴とするガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載のガス浄化装置において、前記集塵電極に対して、所定の空隙率を有してガス中の有害成分を吸着可能な吸着部材が付設されたことを特徴とするガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１に記載のガス浄化装置において、前記液膜形成手段は、前記集塵電極に対して有害ガス吸収液を供給する吸収液供給手段であり、前記集塵電極の表面に有害ガス吸収液膜を形成可能であると共に、該集塵電極に捕集された粒子状物質を洗浄して剥離可能であることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項５】
請求項４に記載のガス浄化装置において、前記ケーシングの下方に前記集塵電極を洗浄した吸収液を貯留する吸収液貯留タンクが設けられ、前記吸収液供給手段に循環可能である一方、廃液処理工程に排出可能であると共に新たな有害ガス吸収液を補充可能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から５のいずれか一つに記載のガス浄化装置において、ガス流れ方向における前記放電電極よりも上流側に、有害ガス吸収液を噴霧する第１噴霧手段が設けられたことを特徴とするガス浄化装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一つに記載のガス浄化装置において、処理するガスが亜硫酸ガスと硫酸ガスの両方を含むものであり、ガス流れ方向における前記放電電極よりも上流側に、ガス処理温度が酸露点以上の条件で塩化物を含む水溶液、または、アルカリ水溶液を噴霧する第２噴霧手段が設けられたことを特徴とするガス浄化装置。
【請求項８】
放電電極に所定電圧を印加することで、ガス流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生させ、前記イオン風を表面に有害ガス吸収液膜が形成された集塵電極を通過させることで、ガスの除塵処理及び有害ガス処理を実行することを特徴とするガス浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用のディーゼルエンジンなどの内燃機関や油を燃焼するボイラなどから排出されるガスを浄化処理するガス浄化装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関やボイラなどから排出される排気ガス中には、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）や硫黄酸化物（亜硫酸ガスＳＯ2やＳＯ3）などの有害成分が含まれており、これらを効率良く浄化処理する必要がある。一般的には、排気ガス通路に電気集塵機や脱硫装置等を設けてこれらを浄化処理している。
【０００３】
従来のガス浄化装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものが提案されている。この特許文献１に記載された排煙脱硫方法は、石灰石膏法脱硫装置の下流側に湿式の電気集塵機を配置し、この電気集塵機にて、コロナ放電場の主として集塵極板側にアルカリ吸収液の液膜を形成させることで排ガス中の硫黄酸化物を除去し、この集塵極板の全表面にわたって均一にアルカリ吸収液膜を流下させて排煙を脱硫するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０１０６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に脱硫などの有害ガス処理において、吸収法では、吸収液を多量に噴霧したり、あるいは吸収液とガスの接触効率を高めるために充填層などを設けているが、これらの方法では主ガスの圧力損失が大きく、エンジンなどの用途では別途ファンが必要となるなどの課題がある。そこで、通風損失の少ない湿式の電気集塵機を利用した上述の特許文献１があるが、この排ガス浄化装置にあっては、湿式の電気集塵機における集塵極板を平板形状とし、放電極に対向する表面にアルカリ溶液の液膜を形成し、排ガスのイオン風を集塵極板の液膜に導いて排煙を脱硫している。このように集塵極板が平板形状であるため、排ガス中の微細なダストは、イオン風で極板の近くまでイオン風で引き寄せられた後、大部分は静電気的に集塵極にひきつけられて捕集されるが、捕集するダストの径が小さければ小さいほどイオン風と同じ挙動を示し、イオン風の反転により巻き戻されて再飛散してしまい、ダストの捕集効率が低下してしまう。また、平板形状をなす集塵極板の表面にアルカリ溶液の液膜が形成されているため、イオン風の増加に伴い気液の接触確率はイオン風の増加に伴い向上はするが、その風の先端部分以外は液に接することなく反転してしまう、即ち、一部の排ガスしか気液接触することができず、効率的に高い脱硫効率を得ることができない。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するものであり、ガス中の粒子状物質を確実に捕集可能であると共に脱硫などの有害ガスの除去性能を向上することでガス浄化効率の向上を図ったガス浄化装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１の発明のガス浄化装置は、入口部及び出口部が設けられたケーシングと、該ケーシング内にガス流れ方向に沿って配設されて所定電圧が印加されることで前記ケーシング中にガス流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生可能な放電電極と、前記ケーシング内にガス流れ方向に沿って前記放電電極に対向して配設されて前記イオン風が通過可能な所定の開口率を有する集塵電極と、該集塵電極の表面にガス中の有害成分を吸収する有害ガス吸収液の液膜を形成する液膜形成手段とを具えたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明のガス浄化装置では、前記集塵電極は、有害ガス吸収液が途絶えることなく連続的に落下する液膜を形成可能なほほ鉛直方向に沿った液路を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明のガス浄化装置では、前記集塵電極に対して、所定の空隙率を有してガス中の有害成分を吸着可能な吸着部材が付設されたことを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明のガス浄化装置では、前記液膜形成手段は、前記集塵電極に対して有害ガス吸収液を供給する吸収液供給手段であり、前記集塵電極の表面に有害ガス吸収液膜を形成可能であると共に、該集塵電極に捕集された粒子状物質を洗浄して剥離可能であることを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明のガス浄化装置では、前記ケーシングの下方に前記集塵電極を洗浄した吸収液を貯留する吸収液貯留タンクが設けられ、前記吸収液供給手段に循環可能である一方、廃液処理工程に排出可能であると共に新たな有害ガス吸収液を補充可能であることを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明のガス浄化装置では、ガス流れ方向における前記放電電極よりも上流側に、有害ガス吸収液を噴霧する第１噴霧手段が設けられたことを特徴としている。
【００１３】
請求項７の発明のガス浄化装置では、処理するガスが亜硫酸ガスと硫酸ガスの両方を含むものであり、ガス流れ方向における前記放電電極よりも上流側に、ガス処理温度が酸露点以上の条件で塩化物を含む水溶液、または、アルカリ水溶液を噴霧する第２噴霧手段が設けられたことを特徴としている。
【００１４】
請求項８の発明のガス浄化方法は、放電電極に所定電圧を印加することで、ガス流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生させ、前記イオン風を表面に有害ガス吸収液膜が形成された集塵電極を通過させることで、ガスの除塵処理及び有害ガス処理を実行することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明のガス浄化装置によれば、入口部及び出口部が設けられたケーシング内に、所定電圧が印加されることでガス流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生可能な放電電極をガス流れ方向に沿って配設すると共に、イオン風を通過可能な所定の開口率を有する集塵電極をガス流れ方向に沿って放電電極に対向して配設し、この集塵電極の表面に有害ガス吸収液の液膜を形成する液膜形成手段を設けている。従って、ケーシング内に導入されたガス中の粒子状物質が放電電極により帯電されると、帯電しやすい粒子状物質は、元来強力な静電気力によって集塵電極に引付けられて捕集されるが、帯電し難い微細な粒子状物質は、微細な静電気力しか作用しないにも拘らずイオン風によってガス流れを横切る方向に加速されたガスと共に集塵電極側に流れ、この集塵電極層の中を通過する間に捕集されると共に、ガスのイオン風が集塵電極層の中を通過、反転する間に、ガス中に含まれる硫黄酸化物などの有害成分が集塵電極の表面に形成された有害ガス吸収液膜に効率良く気液接触して吸収されることとなり、ガス中の粒子状物質を確実に捕集することができると共に、脱硫性能などの有害ガス処理効率を向上することができ、その結果、主ガスの通気損失を抑制しつつ、ガス浄化効率を大幅に向上することができる。
【００１６】
請求項２の発明のガス浄化装置によれば、集塵電極に有害ガス吸収液が途絶えることなく連続的に落下する液膜を形成可能なほほ鉛直方向に沿った液路を設けたので、ガスが接触可能な集塵電極における有害ガス吸収液膜の表面積を大幅に拡大することができ、気液接触効率を向上することで脱硫効率を向上することができる。
【００１７】
請求項３の発明のガス浄化装置によれば、集塵電極に対して、所定の空隙率を有してガス中の有害成分を吸着可能な吸着部材を付設したので、ガスのイオン風が集塵電極層の中を通過、反転する間に、ガス中に含まれる硫黄酸化物などの有害成分が吸着部材に吸着濃縮され、その結果吸収液との反応効率が促進されることとなり、主ガスの圧力損失を抑制しつつ、排気浄化効率を更に向上することができる。
【００１８】
請求項４の発明のガス浄化装置によれば、液膜形成手段を集塵電極に対して有害ガス吸収液を供給する吸収液供給手段とし、集塵電極の表面に有害ガス吸収液膜を形成可能とすると共に、この集塵電極に捕集された粒子状物質を洗浄して剥離可能としたので、この吸収液供給手段により有害ガス吸収液膜の形成処理と粒子状物質の剥離処理を実行することができ、構造の簡素化を図ることができる。
【００１９】
請求項５の発明のガス浄化装置によれば、ケーシングの下方に集塵電極を洗浄した吸収液を貯留する吸収液貯留タンクを設け、吸収液供給手段に循環可能とする一方、廃液処理工程に排出可能とすると共に新たな有害ガス吸収液を補充可能としたので、大量の有害ガス吸収液の浪費を抑制することができると共に、有害ガス吸収液による所定の処理効果を確保することができる。
【００２０】
請求項６の発明のガス浄化装置によれば、ガス流れ方向における放電電極よりも上流側に有害ガス吸収液を噴霧する第１噴霧手段を設けたので、処理するガスに対して第１噴霧手段により有害ガス吸収液が噴霧されることで、この有害ガス吸収液の噴霧液滴がガス中の有害成分と気液接触し、このガスが高温の場合には、その熱により蒸発した反応生成物、または未蒸発の反応生成物が生成されることとなり、この反応生成物はイオン風により粒子またはミストとして集塵電極に両氏として導かれて捕集されることで、確実に除去することができる。
【００２１】
請求項７の発明のガス浄化装置によれば、処理するガスが亜硫酸ガスと硫酸ガスの両方を含むものであり、ガス流れ方向における放電電極よりも上流側にガス処理温度が酸露点以上の条件で塩化物を含む水溶液、または、アルカリ水溶液を噴霧する第２噴霧手段を設けたので、処理するガスに対して第２噴霧手段により塩化物を含む水溶液、または、アルカリ水溶液が噴霧されることで、この吸収液の噴霧液滴がガス中の有害成分に気液接触し、ガス処理温度が酸露点以上であるために液滴が飛散している間に蒸発し、特に、硫黄酸化物としてのＳＯ3の反応生成物が生成されることとなり、この反応生成物はイオン風により集塵電極に粒子として導かれて捕集されることで、確実に除去することができる。
【００２２】
請求項８の発明のガス浄化方法によれば、放電電極に所定電圧を印加することで、ガス流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生させ、イオン風を表面に有害ガス吸収液膜が形成された集塵電極を通過させることで、ガスの除塵処理及び有害ガス処理を実行するようにしたので、ガスのイオン風が集塵電極層の中を通過する間に粒子状物質が捕集されると共に、硫黄酸化物などの有害成分が有害ガス吸収液膜に効率良く気液接触して吸収されることとなり、ガス中の粒子状物質を確実に捕集することができると共に、脱硫性能などの有害ガス処理効率を向上することができ、その結果、主ガスの通気損失を抑制しつつ、ガス浄化効率を大幅に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るガス浄化装置及び方法の好適な実施例を詳細に説明する。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。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１に係るガス浄化装置を表す正面図、図２は、実施例１のガス浄化装置を表す平面図、図３は、実施例１のガス浄化装置における集塵電極を表す概略図、図４及び図５は、実施例１のガス浄化装置における集塵電極の変形例を表す概略図、図６は、実施例１のガス浄化装置の全体構成を表す概略図である。
【００２５】
本実施例のガス浄化装置は、内燃機関としてのディーゼルエンジンや油焚きボイラなどから排出される排気ガスを浄化処理するものである。具体的には、放電電極に高電圧を印加することで、この放電電極から集塵電極に向けてコロナ放電により生じるイオンが電界内を対向電極に移動する際に、誘起される排気ガスの流れであるイオン風が排気ガスの主流れとは別に生じる。この場合、集塵電極を開口率の大きな素材で形成することで、イオン風は集塵電極の表面上で反転することなく集塵電極の内部にも導入されることとなり、排気ガス中の粒子状物質を効率良く捕集できる。また、集塵電極の表面に有害ガス吸収液膜を形成することで、イオン風が集塵電極内を通過する間に排気ガス中に含まれる硫黄酸化物などの有害成分がこの有害ガス吸収液膜に効率良く気液接触して吸収できる。その結果、主ガスに直交して設けられる充填層などの通風損失を増大させる層を設けることなく、排気ガス中の粒子状物質や有害成分を確実に除去して排気浄化性能の向上を図ることができる。以下、本実施例のガス浄化装置及び方法を具体的に説明する。
【００２６】
実施例１のガス浄化装置において、図６に示すように、ディーゼルエンジンや油焚きボイラなどの排気ガス排出源１１からは、粒子状物質（ＰＭ）や亜硫酸ガス（硫黄酸化物、ＳＯ2，ＳＯ3）などの有害成分が含まれて排気ガスが排出されており、ガス処理装置１２では、この排気ガスから粒子状物質や亜硫酸ガスなどの有害成分を除去し、浄化ガスを煙突１３から大気に放出する一方、ガス処理装置１２で使用した処理液は液処理装置１４で処理し排水基準値以下に処理した後、系外排出する。反応生成物（有害物質）はたとえば固形分などは分離した後、焼却処理や産廃処理を行う。
【００２７】
このガス処理装置１２において、図１乃至図３に示すように、ケーシング２１は中空箱型形状をなし、内部に排気ガス流路２２が形成されており、ケーシング２１の一端部に排気ガスを導入する入口部２３が形成される一方、他端部に浄化ガスを排出する出口部２４が形成されている。なお、このケーシング２１の形状は、箱型形状に限らず、円筒形や楕円筒形など、用途や配置場所、排気ガスの処理量などに応じて適宜設定することができる。
【００２８】
ケーシング２１内の排気ガス流路２２には、その中心部側に位置して排気ガス中の粒子状物質を帯電させる放電電極２５が排気ガスの流れ方向に沿って配設されている。また、このケーシング２１内には、その左右の内壁面に放電電極２５により帯電された粒子状物質を捕集する集塵電極２６がこの放電電極２５に対向し、且つ、排気ガスの流れ方向に沿って配設されている。
【００２９】
この放電電極２５は、ケーシング２１内に排気ガスの流れ方向に直交する鉛直方向に沿って配設された複数本の主部２５ａと、この主部２５ａに所定間隔ごとに放射状に突出した複数の放電部２５ｂとから構成されており、各放電部２５ｂは排気ガス流路２２を横切る方向に沿って設けられている。そして、ケーシング２１の前後には一対の碍子２７が固定され、この各碍子２７からそれぞれ支持枠２８が垂下して固定され、各支持枠２８により取付枠２９が支持されており、この取付枠２９に放電電極２５（主部２５ａ）の上下端部が固定されている。なお、本実施例では、１対の碍子としたが、さらに多くの複数列の放電電極を支持する場合には、複数の碍子で支持され、その方法は従来の電気集塵装置などと同様の構造で対応可能である。
【００３０】
一方、集塵電極２６は、帯電した粒子状物質を含むイオン風が通過可能な所定の開口率を有した素材より構成され、少なくとも放電電極２５側に面した排気ガス流路２２側には、導電性のネット、具体的には、金網などの導電性素材が設けられている。なお、イオン風により同伴される粒子状物質を通過させるのに十分な開口率を有し、且つ、導電性の材質であれば、ワイヤを平織り等に織り込んだ金網、パンチングメタル、またはエキスパンドメタルとしても良いが、後述するアルカリ吸収液が途絶えることなく連続的に落下する液膜を形成可能なほほ鉛直方向に沿った液路を有する素材であることが望ましい。また、金網を用いる場合、局部的に電界が集中しないようにするために、金網を構成するワイヤの太さが細くなりすぎないように選定する必要がある。更に、この集塵電極２６は、その内部を構成する素材は、金網などの導電性素材以外にも十分な開口率を有する素材であれば非導電性の素材であっても構わない。
【００３１】
また、集塵電極２６は、上述したように、排気ガスの流れ方向と交差する断面に二次流れを有効的に作用させるものであるが、ガス流れを横切る流路断面に沿う方向に程好い開口率、例えば、金網の素材で構成する場合には７０％程度の開口率を有する素材を複数重ねて使用すると共に、ガス流れに沿う方向にも開口率を有する構造となっている。ガス流れに対して直角方向に二次元的な流れの循環を確保するためには、集塵電極１６に導かれた排気ガスが、再びガス流れ方向に動き得ることも必要である。
【００３２】
また、集塵電極２６の厚さは、この集塵電極２６の圧力損失と要求される集塵性能から決定されるべきである。使用する材料の空隙率とも関連するが、排気ガスが通過できるように圧力損失をなるべく低くすることが好ましい。従って、比較的薄く、且つ、開口率の大きな素材のものが用いられる。但し、排気ガスの流れ方向に直交する断面内の二次流れのパターンを有効なものとし、集塵電極２６を設置した部分と排気ガスが流れる流路との対流を効果的なものとするためには、放電電極２５との距離を適正に設定することが必要である。
【００３３】
高圧電源３０は、一方が放電電極２５の主部２５ａに接続され、他方が集塵電極２６に接続されており、この放電電極２５と集塵電極２６との間に高電圧を印加することができる。この場合、放電電極２５側をマイナス極に印加し、集塵電極２６を接地させており、放電電極２５がマイナス極に印加されることにより放電電極２５における放電部２５ｂの先端に生じるコロナ放電の起点の近傍で排気ガスに含まれる粒子状物質がイオン化される。そして、イオン化された粒子状物質は、電界によって移動するのに伴って、放電電極２５の放電部１５ｂの先端から集塵電極２６に向けて周囲の排気ガスも巻き込んでイオン風が発生する。なお、本実施例では、放電電極２５側をマイナス極としたが、＋極であってもイオン風は発生可能であり、特に限定するものではない。
【００３４】
従って、高圧電源３０により放電電極２５に高電圧を印加すると、この放電電極２５から集塵電極２６に向けてコロナ放電により生じるイオンが電界内を移動し、このとき、誘起される排気ガスの２次的な流れであるイオン風が主排気ガスの流れと交差する方向に発生し、帯電した粒子状物質を含んだイオン風が集塵電極２６の内部に導入され、その結果、排気ガス中の粒子状物質を静電気的に集塵電極２６に捕集することができる。
【００３５】
ケーシング２１には、集塵電極２６の表面に有害ガス吸収液の液膜を形成する液膜形成手段として、この集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給する吸収液供給装置３１が設けられている。この吸収液供給装置３１は、ケーシング２１の上部にて、集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給する複数の液供給ノズル３２により構成されている。従って、複数の液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給することで、集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液膜を形成することができる。なお、ここで、液膜形成手段として液供給ノズル３２を有する吸収液供給装置３１を設けたが、この構成に限らず、集塵電極２６の表面に均一に液膜を形成することができるものであればよく、アルカリ吸収液が供給される樋によるオーバーフロー方式としてもよい。
【００３６】
そして、ケーシング２１の下部には、アルカリ吸収液を貯留する吸収液貯留タンク３３が設けられている。そして、この吸収液貯留タンク３３から吸収液供給装置３１の各液供給ノズル３２にアルカリ吸収液を循環可能な吸収液循環通路３４が設けられると共に、この吸収液循環通路３４に循環ポンプ３５が装着されている。なお、吸収液循環通路３４には、廃液を液処理装置１４（図６参照）に排出する排出通路３６が連結されると共に、新たなアルカリ吸収液を補充する補充通路３７が連結されている。
【００３７】
従って、循環ポンプ３５を駆動することで、吸収液貯留タンク３３に貯留されているアルカリ吸収液を吸収液循環通路３４を通して吸収液供給装置３１に循環し、液供給ノズル３２から供給することができる。この場合、各液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を所定時間ごとに間欠供給することで、集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液膜を形成することができ、排気ガスのイオン風が集塵電極２６内を通過、反転する間に、この排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分がアルカリ吸収液膜に対して効率良く気液接触して吸収することができる。また、各液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を所定時間ごとに連続供給することで、アルカリ吸収液を洗浄液として使用し、集塵電極２６の表面に捕集された粒子状物質などを洗浄して剥離することができ、洗浄に使用されたアルカリ吸収液は吸収液貯留タンク３３に貯留される。
【００３８】
なお、アルカリ吸収液としては、苛性ソーダ、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどを含んだ水溶液、または、海水を適用することができる。
【００３９】
上述したような観点から、本実施例にて、集塵電極２６は、図３に詳細に示すように、複数のエキスパンドメタル３８を多層に積層して形成されている。この場合、エキスパンドメタル３８は、複数のひし形をなす開口部３８ａが複数形成され、このエキスパンドメタル３８の各開口部３８ａを複数重ねることで、イオン風により同伴される粒子状物質を通過させるのに十分な開口率を確保することができる。そして、吸収液供給装置３１の液供給ノズル３２から供給されるアルカリ吸収液により、エキスパンドメタル３８の表面にアルカリ吸収液の液膜を形成することができる。
【００４０】
なお、集塵電極２６の構成はこの構造に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、素材に活性炭繊維などの吸着性を有する導電性の吸着部材３９を用い、これを一体成形した多孔質のボード状の集塵電極２６を構成する。そして、吸着部材３９に酸化機能（例えば、酸化触媒を添加）を設けることで、排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分を吸着して酸化させることで、アルカリ吸収液に吸収させやすくすることができる。
【００４１】
また、図５に示すように、一対をなす導電性のメッシュ（エキスパンドメタル）３８の間に、吸着性を有する空隙率の高い非導電性の吸着部材４０を挟持して集塵電極２６を構成する。そして、吸着部材４０の内部に酸化触媒を設けることで、排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分を吸着して酸化させることで、アルカリ吸収液に吸収させやすくすることができる。
【００４２】
このように構成された本実施例のガス浄化装置において、図１及び図２に示すように、入口部２３からケーシング２１内に導入された排気ガスは、排気ガス流路２２を通って放電電極２５に至り、この放電電極２５の放電部２５ｂの先端に生じるコロナ放電の起点の近傍で排気ガス中の粒子状物質がイオン化され、イオン化された粒子状物質が放電電極２５の先端から集塵電極２６に向けて周囲の排気ガスを巻き込んでイオン風が発生する。この結果、ケーシング２１内に導入されて排気ガス流路２２を流れる排気ガスに対して、この排気ガスの流れと交差する断面内にイオン風によって排気ガスの二次流れが形成され、イオン化された粒子状物質を含む排気ガスが集塵電極２６に吹き付けられる。従って、ケーシング２１内を流れる排気ガスは、このイオン風によって集塵電極２６に向けて加速され、この集塵電極２６を通過するときに帯電している粒子状物質が捕集される。
【００４３】
この場合、排気ガスの流れと交差する断面内における放電電極１５の距離は、適正に選定される。例えば、排気ガスの流れ方向に沿う長手方向断面内で隣り合う放電電極１５間の距離を小さくすると、電流は満遍なく流れてコロナ放電を発生してイオン風を生じさせることは可能であるが、あまり短い場合にはお互いに干渉し合うため、ある程度の距離を開けることが必要である。逆に、あまりにも開けすぎた場合には、排気ガスの流れ方向から見て有効にイオン風が作用しない領域が増えて十分な効率を得ることができない。
【００４４】
また、吸収液供給装置３１は、複数の液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給することで、この集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液の液膜を形成しており、排気ガスのイオン風が集塵電極２６内を通過、反転する間に、この排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分がアルカリ吸収液膜に対して効率良く気液接触して吸収除去される。そして、粒子状物質や有害成分が除去された浄化ガスは、出口部２４からケーシング２１の外部に排出される。
【００４５】
そして、吸収液供給装置３１は、各液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を所定時間ごとに連続供給することで、集塵電極２６の表面に捕集された粒子状物質などを洗浄して剥離し、洗浄に使用されたアルカリ吸収液が吸収液貯留タンク３３に貯留される。この吸収液貯留タンク３３に貯留されたアルカリ吸収液の一部は、排出通路３６から液処理装置１４（図６参照）に排出され、ここでＳＳ（煤塵などの固形物）処理やＣＯＤ処理が実行され、廃液の処理後に有害成分は、例えば、焼却処理される一方、浄化されたアルカリ吸収液は補充通路３７から吸収液貯留タンク３３に戻される。
【００４６】
このように実施例１のガス浄化装置にあっては、ケーシング２１の排気ガス流路２２に、所定電圧が印加されることで排気ガスの流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生可能な放電電極２５を配設する一方、ケーシング２１の内壁面にイオン風を通過可能な所定の開口率を有する集塵電極２６を配設し、この集塵電極２６に有害ガス成分を吸収するアルカリ吸収液を供給してその表面に液膜を形成する複数の液供給ノズル３２からなる吸収液供給装置３１を設けている。
【００４７】
従って、ケーシング２１内に導入された排気ガスは、含有する粒子状物質が放電電極２５により帯電されると、この放電電極２５から集塵電極２６に向けてイオン風が生じ、このイオン風によって排気ガスが集塵電極２６の中を通過する間に粒子状物質を捕集されると共に、硫黄酸化物などの有害成分が集塵電極２６の表面に形成されたアルカリ吸収液膜に効率良く気液接触して吸収除去されることとなり、排気ガス中の粒子状物質を確実に捕集することができると共に、脱硫性能などの有害ガス処理効率を向上することができ、その結果、主ガスの通気損失を抑制しつつ、ガス浄化効率を大幅に向上することができる。
【００４８】
また、本実施例のガス浄化装置では、放電電極２５は、電圧が印加されたときにケーシング２１中に排気ガスの流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生可能である一方、集塵電極２６は、二次流れを通過可能な所定の開口率を有している。帯電しやすい粒子状物質は、元来強力な静電気力によって集塵電極２６に引付けられて捕集されるが、帯電し難い微細な粒子状物質は、微細な静電気力しか作用しないにも拘らずイオン風によってガス流れを横切る方向に加速された排気ガスと共に集塵電極２６側に流れ、この集塵電極２６の中を通過する間に捕集されることとなり、微細な静電気力しか作用しない帯電し難い微細な粒子状物質をも集塵電極２６を通過するように流路を流れるガスを対流させることで効率良く捕集することができる。そして、この場合、集塵電極２６の表面、つまり、所定の開口率を有する開口部にアルカリ吸収液膜が形成されているため、排気ガスが集塵電極２６の開口部を通過、反転する再に、排気ガスが液膜に効率良く気液接触することとなり、排気ガスの脱硫処理を効率良く行うことができる。
【００４９】
更に、本実施例のガス浄化装置では、集塵電極２６を複数のエキスパンドメタル３８を多層に積層して形成しており、排気ガスが接触可能な集塵電極２６におけるアルカリ吸収液膜の表面積を大幅に拡大することができ、気液接触効率を向上することで脱硫効率を向上することができる。
【００５０】
また、本発明の液膜形成手段を、集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給する吸収液供給装置３１とし、複数の液供給ノズル３２により集塵電極２６にアルカリ吸収液を供給してその表面にアルカリ吸収液膜を形成可能としており、構造の簡素化を図ることができる。そして、この吸収液供給装置３１の各液供給ノズル３２により集塵電極２６にアルカリ吸収液を連続して噴射することで、集塵電極２６に捕集された粒子状物質を剥離して洗浄可能としており、アルカリ吸収液を洗浄液として利用することで、一つの装置でアルカリ吸収液膜の形成処理と粒子状物質の剥離処理を実行することができる。即ち、効率良く除塵とガスの吸収処理を同時に行うことが可能である。
【００５１】
また、ケーシング２１の下方に集塵電極２６を洗浄したアルカリ吸収液を貯留する吸収液貯留タンク３３を設け、吸収液循環通路３４により吸収液供給装置３１に循環可能とする一方、液処理装置１４に排出可能とすると共に新たなアルカリ吸収液を補充可能としており、大量のアルカリ吸収液の浪費を抑制することができると共に、アルカリ吸収液による所定の処理効果を確保することができる。
【実施例２】
【００５２】
図７は、本発明の実施例２に係るガス浄化装置を表す正面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５３】
実施例２のガス浄化装置において、図７に示すように、中空箱型形状をなすケーシング２１は、内部に排気ガス流路２２が形成されており、一端部に排気ガスを導入する入口部２３が形成される一方、他端部に浄化ガスを排出する出口部２４が形成されている。このケーシング２１内には、排気ガス中の粒子状物質を帯電させる放電電極２５が排気ガスの流れ方向に沿って配設されると共に、その両側に対向して放電電極２５により帯電された粒子状物質を捕集する集塵電極２６が排気ガスの流れ方向に沿って配設されている。
【００５４】
高圧電源３０は、一方が放電電極２５に接続され、他方が集塵電極２６に接続されており、この放電電極２５と集塵電極２６との間に高電圧を印加することができる。この場合、放電電極２５側をマイナス極に印加し、集塵電極２６を接地させており、放電電極２５がマイナス極に印加されることにより放電電極２５の先端に生じるコロナ放電の起点の近傍で排気ガスに含まれる粒子状物質がイオン化される。そして、イオン化された粒子状物質は、電界によって移動するのに伴って放電電極２５の先端から集塵電極２６に向けて周囲の排気ガスも巻き込んでイオン風が発生する。
【００５５】
従って、高圧電源３０により放電電極２５に高電圧を印加すると、この放電電極２５から集塵電極２６に向けてコロナ放電により生じるイオンが電界内を移動し、このとき、誘起される排気ガスの２次的な流れであるイオン風が主排気ガスの流れと交差する方向に発生し、帯電した粒子状物質を含んだイオン風が集塵電極２６の内部に導入され、その結果、排気ガス中の粒子状物質を静電気的に集塵電極２６に捕集することができる。
【００５６】
ケーシング２１には、集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給することでその表面にアルカリ吸収液膜を形成する吸収液供給装置３１が設けられている。この吸収液供給装置３１は、ケーシング２１の上部にて、集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給する複数の液供給ノズル３２により構成されている。従って、複数の液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給することで、集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液膜を形成することができる。
【００５７】
また、ケーシング２１には、排気ガスの流れ方向における放電電極２５よりも上流側に位置して、アルカリ吸収液を噴霧する第１噴霧装置５１が設けられている。この第１噴霧装置５１は、排気ガス流路２２から放電電極２５に流れる排気ガスに対してアルカリ吸収液を噴射する複数の噴射ノズル５２により構成されている。従って、複数の噴射ノズル５２から排気ガスに対してアルカリ吸収液を噴射することで、噴霧液滴が排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）、または未蒸発の反応生成物（ミスト）を形成することができる。
【００５８】
そして、ケーシング１１の下部には、アルカリ吸収液を貯留する吸収液貯留タンク３３が設けられており、この吸収液貯留タンク３３から循環ポンプ３５を有する吸収液循環通路３４が吸収液供給装置３１の各液供給ノズル３２に連結されると共に、この吸収液循環通路３４から分岐した第１吸収液供給通路５３が複数の噴射ノズル５２に連結されている。
【００５９】
従って、循環ポンプ３５を駆動することで、吸収液貯留タンク３３に貯留されているアルカリ吸収液を吸収液循環通路３４を通して吸収液供給装置３１に循環し、液供給ノズル３２から供給ことで、集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液の液膜を形成することができる。また、吸収液貯留タンク３３に貯留されているアルカリ吸収液を吸収液循環通路３４から第１吸収液供給通路５３を通して第１噴霧装置５１に供給し、噴射ノズル５２から高温の排気ガスに噴射することができる。すると、排気ガスのイオン風が集塵電極２６内を通過、反転する間に、この排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分がアルカリ吸収液膜に対して効率良く気液接触して吸収することができると共に、噴射ノズル５２から噴射されたアルカリ吸収液により反応生成された反応生成物を静電気的に集塵電極２６に捕集することができる。
【００６０】
このように構成された本実施例のガス浄化装置において、入口部２３からケーシング２１内に導入された排気ガスは排気ガス流路２２を流れ、この排気ガスに対して、第１噴霧装置５１の各噴射ノズル５２からアルカリ吸収液が噴射されることで、噴霧液滴が排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）や未蒸発の反応生成物（ミスト）が形成される。そして、この反応生成物を含んだ排気ガスは放電電極２５に至り、この放電電極２５の先端に生じるコロナ放電の起点の近傍で排気ガス中の粒子状物質がイオン化され、イオン化された粒子状物質が放電電極２５の先端から集塵電極２６に向けて周囲の排気ガスを巻き込んでイオン風が発生する。この結果、ケーシング２１内に導入されて排気ガス流路２２を流れる排気ガスに対して、この排気ガスの流れと交差する断面内にイオン風によって排気ガスの二次流れが形成され、イオン化された粒子状物質を含む排気ガスが集塵電極２６に吹き付けられる。
【００６１】
一方、この集塵電極２６では、吸収液供給装置３１の各液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液が間欠に供給されることで、この集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液の液膜が形成されている。そのため、排気ガスのイオン風が集塵電極２６内を通過、反転する間に、帯電している粒子状物質やアルカリ吸収液の噴霧液滴と反応した硫黄酸化物などの反応生成物（ダスト、ミスト）が捕集される。また、この排気ガスに残留している硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分がアルカリ吸収液膜に対して効率良く気液接触して吸収除去される。この場合、ケーシング２１内に導入される高温の排気ガスは、第１噴霧装置５１の各噴射ノズル５２から噴射されるアルカリ吸収液により冷却されて低温となるが、含有する硫黄酸化物がほとんど除去されるため、水露点温度以下でも運転可能である。但し、ケーシング２１や周辺機器の腐食を考慮すると、ガス温度を水露点温度以上に維持するか、腐食対策を講じることが望ましい。そして、粒子状物質や有害成分が除去された浄化ガスは、出口部２４からケーシング２１の外部に排出される。
【００６２】
このように実施例２のガス浄化装置にあっては、ケーシング２１の排気ガス流路２２に、所定電圧が印加されることで排気ガスの流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生可能な放電電極２５を配設する一方、ケーシング２１の内壁面にイオン風を通過させる開口率を有する集塵電極２６を配設し、この集塵電極２６にアルカリ吸収液を供給してその表面に液膜を形成する複数の液供給ノズル３２からなる吸収液供給装置３１を設けると共に、排気ガスの流れ方向における放電電極２５よりも上流側に排気ガスに対してアルカリ吸収液を噴霧する噴射ノズル５２からなる第１噴霧装置５１を設けている。
【００６３】
従って、ケーシング２１内に導入された排気ガスは、含有する硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分が第１噴霧装置５１から噴射されたアルカリ吸収液の噴霧液滴と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）や未蒸発の反応生成物（ミスト）となり、含有する粒子状物質と共に放電電極２５により帯電され、この放電電極２５から集塵電極２６に向けてイオン風が生じ、このイオン風によって排気ガスが集塵電極２６の中を通過する間に捕集されると共に、残留する硫黄酸化物などの有害成分が集塵電極２６の表面に形成されたアルカリ吸収液膜に効率良く気液接触して吸収除去されることとなり、排気ガス中の粒子状物質を確実に捕集することができると共に脱硫性能を向上することができ、その結果、排気浄化効率を大幅に向上することができる。
【実施例３】
【００６４】
図８は、本発明の実施例３に係るガス浄化装置を表す正面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６５】
実施例３のガス浄化装置は、亜硫酸ガスＳＯ2と硫酸ガスＳＯ3の両方を含む排気ガスを処理するものであり、図８に示すように、中空箱型形状をなすケーシング２１は、内部に排気ガス流路２２が形成されており、一端部に排気ガスを導入する入口部２３が形成される一方、他端部に浄化ガスを排出する出口部２４が形成されている。このケーシング２１内には、排気ガス中の粒子状物質を帯電させる放電電極２５が排気ガスの流れ方向に沿って配設されると共に、その両側に対向して放電電極２５により帯電された粒子状物質を捕集する集塵電極２６が排気ガスの流れ方向に沿って配設されている。
【００６６】
高圧電源３０は、一方が放電電極２５に接続され、他方が集塵電極２６に接続されており、この放電電極２５と集塵電極２６との間に高電圧を印加することができる。この場合、放電電極２５側をマイナス極に印加し、集塵電極２６を接地させており、放電電極２５がマイナス極に印加されることにより放電電極２５の先端に生じるコロナ放電の起点の近傍で排気ガスに含まれる粒子状物質がイオン化される。そして、イオン化された粒子状物質は、電界によって移動するのに伴って放電電極２５の先端から集塵電極２６に向けて周囲の排気ガスも巻き込んでイオン風が発生する。
【００６７】
従って、高圧電源３０により放電電極２５に高電圧を印加すると、この放電電極２５から集塵電極２６に向けてコロナ放電により生じるイオンが電界内を移動し、このとき、誘起される排気ガスの２次的な流れであるイオン風が主排気ガスの流れと交差する方向に発生し、帯電した粒子状物質を含んだイオン風が集塵電極２６の内部に導入され、その結果、排気ガス中の粒子状物質を静電気的に集塵電極２６に捕集することができる。
【００６８】
ケーシング２１には、集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給することでその表面にアルカリ吸収液膜を形成する吸収液供給装置３１が設けられている。この吸収液供給装置３１は、ケーシング２１の上部にて、集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給する複数の液供給ノズル３２により構成されている。従って、複数の液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給することで、集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液膜を形成することができる。
【００６９】
また、ケーシング２１の入口部２３には、排気ガスの流れ方向における放電電極２５よりも上流側に位置して、排気ガスの処理温度が酸露点以上の条件で塩化物を含む水溶液を噴霧する第２噴霧装置６１が設けられている。この第２噴霧装置６１は、ケーシング２１に導入された排気ガスに対して塩化物を含む水溶液、つまり、本実施例では、アルカリ吸収液を噴射する複数の噴射ノズル６２により構成されている。従って、複数の噴射ノズル６２から排気ガスに対してアルカリ吸収液を噴射することで、噴霧液滴が排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ3）などの有害成分と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）を形成することができる。なお、塩化物を含む水溶液としては、Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａのいずれかの硫酸塩または炭酸塩の溶解塩を含む水溶液であり、苛性ソーダ、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどを含んだ水溶液、または、海水を適用することができる。この場合、噴霧の温度条件を酸露点以上に維持することで、ミスト化しやすいＳＯ3をガス状のままＳＯ2よりも優先的に反応させ、ＳＯ3の効率的な除去が可能である。
【００７０】
そして、ケーシング１１の下部には、アルカリ吸収液を貯留する吸収液貯留タンク３３が設けられており、この吸収液貯留タンク３３から循環ポンプ３５を有する吸収液循環通路３４が吸収液供給装置３１の各液供給ノズル３２に連結されると共に、この吸収液循環通路３４から分岐した第２吸収液供給通路６３が複数の噴射ノズル６２に連結されている。
【００７１】
従って、循環ポンプ３５を駆動することで、吸収液貯留タンク３３に貯留されているアルカリ吸収液を吸収液循環通路３４を通して吸収液供給装置３１に循環し、液供給ノズル３２から供給することで、集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液の液膜を形成することができる。また、吸収液貯留タンク３３に貯留されているアルカリ吸収液を吸収液循環通路３４から第２吸収液供給通路６３を通して第１噴霧装置６１に供給し、噴射ノズル６２から高温の排気ガスに噴射することができる。すると、排気ガスのイオン風が集塵電極２６内を通過、反転する間に、この排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分がアルカリ吸収液膜に対して効率良く気液接触して吸収することができると共に、噴射ノズル６２から噴射されたアルカリ吸収液により反応生成された硫黄酸化物（ＳＯ3）の反応生成物を静電気的に集塵電極２６に捕集することができる。
【００７２】
このように構成された本実施例のガス浄化装置において、入口部２３からケーシング２１内に導入された排気ガスは排気ガス流路２２を流れ、この排気ガスに対して、第２噴霧装置６１の各噴射ノズル６２からアルカリ吸収液が噴射されることで、噴霧液滴が排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ3）などの有害成分と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）が形成される。この場合、排気ガス中の硫黄酸化物（ＳＯ3）をアルカリ吸収液と反応させた後、排熱により蒸発させて固形の反応生成物（ダスト）とする必要から、ここでの排気ガスの処理温度を酸露点温度以上としなければならず、噴射ノズル６２から噴射するアルカリ吸収液の噴射量をケーシング２１に導入された排気ガスの温度に応じて調整する。なお、酸露点温度以下の場合には、硫黄酸化物（ＳＯ3）が一気に非常に微細なミストとなり、電気集塵作用により後段で捕集することになるが、その捕集効率は直接ガスを液で吸収する場合に比べ、超微細なミストを物理的に捕集することとなり、十分な捕集効率が期待できない。
【００７３】
そして、この反応生成物を含んだ排気ガスは放電電極２５に至り、この放電電極２５の先端に生じるコロナ放電の起点の近傍で排気ガス中の粒子状物質がイオン化され、イオン化された粒子状物質が放電電極２５の先端から集塵電極２６に向けて周囲の排気ガスを巻き込んでイオン風が発生する。この結果、ケーシング２１内に導入されて排気ガス流路２２を流れる排気ガスに対して、この排気ガスの流れと交差する断面内にイオン風によって排気ガスの二次流れが形成され、イオン化された粒子状物質を含む排気ガスが集塵電極２６に吹き付けられる。
【００７４】
一方、この集塵電極２６では、吸収液供給装置３１の各液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液が間欠に供給されることで、この集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液の液膜が形成されている。そのため、排気ガスのイオン風が集塵電極２６内を通過、反転する間に、帯電している粒子状物質や硫黄酸化物（ＳＯ3）などの反応生成物（ダスト）が捕集される。また、この排気ガスに残留している硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分がアルカリ吸収液膜に対して効率良く気液接触して吸収除去される。そして、粒子状物質や有害成分が除去された浄化ガスは、出口部２４からケーシング２１の外部に排出される。
【００７５】
このように実施例３のガス浄化装置にあっては、ケーシング２１の排気ガス流路２２に、所定電圧が印加されることで排気ガスの流れを横切る方向へ二次流れを誘起形成するイオン風を発生可能な放電電極２５を配設する一方、ケーシング２１の内壁面にイオン風を通過させる開口率を有する集塵電極２６を配設し、この集塵電極２６にアルカリ吸収液を供給してその表面に液膜を形成する複数の液供給ノズル３２からなる吸収液供給装置３１を設けると共に、入口部２３の排気ガスに対してこの排気ガスの処理温度が酸露点以上の条件でアルカリ吸収液を噴霧する噴射ノズル６２からなる第２噴霧装置６１を設けている。
【００７６】
従って、ケーシング２１内に導入された排気ガスは、含有する硫黄酸化物（ＳＯ3）などの有害成分が第２噴霧装置６１から噴射されたアルカリ吸収液の噴霧液滴と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）となり、含有する粒子状物質と共に放電電極２５により帯電され、この放電電極２５から集塵電極２６に向けてイオン風が生じ、このイオン風によって排気ガスが集塵電極２６の中を通過する間に捕集されると共に、残留する硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分が集塵電極２６の表面に形成されたアルカリ吸収液膜に効率良く気液接触して吸収除去されることとなり、排気ガス中の粒子状物質を確実に捕集することができると共に脱硫性能を向上することができ、その結果、排気浄化効率を大幅に向上することができる。
【実施例４】
【００７７】
図９は、本発明の実施例４に係るガス浄化装置を表す正面図、図１０は、実施例４のガス浄化装置を表す側面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７８】
実施例４のガス浄化装置において、図９及び図１０に示すように、ケーシング７１は中空箱型形状をなし、内部に排気ガス流路７２が形成されており、下端部に排気ガスを導入する入口部７３が形成される一方、上端部に浄化ガスを排出する出口部７４が形成されている。このケーシング７１内には、排気ガス中の粒子状物質を帯電させる放電電極２５が排気ガスの流れ方向に沿って配設されると共に、その両側に対向して放電電極２５により帯電された粒子状物質を捕集する集塵電極２６が排気ガスの流れ方向に沿って配設されている。
【００７９】
高圧電源３０は、一方が放電電極２５の主部２５ａに接続され、他方が集塵電極２６に接続されており、この放電電極２５と集塵電極２６との間に高電圧を印加することができる。この場合、放電電極２５側をマイナス極に印加し、集塵電極２６を接地させており、放電電極２５がマイナス極に印加されることにより放電電極２５の先端に生じるコロナ放電の起点の近傍で排気ガスに含まれる粒子状物質がイオン化される。そして、イオン化された粒子状物質は、電界によって移動するのに伴って放電電極２５の先端から集塵電極２６に向けて周囲の排気ガスも巻き込んでイオン風が発生する。
【００８０】
従って、高圧電源３０により放電電極２５に高電圧を印加すると、この放電電極２５から集塵電極２６に向けてコロナ放電により生じるイオンが電界内を移動し、このとき、誘起される排気ガスの２次的な流れであるイオン風が主排気ガスの流れと交差する方向に発生し、帯電した粒子状物質を含んだイオン風が集塵電極２６の内部に導入され、その結果、排気ガス中の粒子状物質を静電気的に集塵電極２６に捕集することができる。
【００８１】
ケーシング７１には、集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給することでその表面にアルカリ吸収液膜を形成する吸収液供給装置３１が設けられている。この吸収液供給装置３１は、ケーシング７１の上部にて、集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給する複数の液供給ノズル３２により構成されている。従って、複数の液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液を供給することで、集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液膜を形成することができる。
【００８２】
また、ケーシング７１には、排気ガスの流れ方向における放電電極２５よりも上流側（図９にて下方側）に位置して、アルカリ吸収液を噴霧する第１噴霧装置５１が設けられている。この第１噴霧装置５１は、排気ガス流路２２から放電電極２５に流れる排気ガスに対してアルカリ吸収液を噴射する複数の噴射ノズル５２により構成されている。従って、複数の噴射ノズル５２から排気ガスに対してアルカリ吸収液を噴射することで、噴霧液滴が排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）、または未蒸発の反応生成物（ミスト）を形成することができる。
【００８３】
更に、ケーシング７１の入口部７３には、排気ガスの流れ方向における放電電極２５よりも上流側に位置して、排気ガスの処理温度が酸露点以上の条件で塩化物を含む水溶液を噴霧する第２噴霧装置６１が設けられている。この第２噴霧装置６１は、ケーシング２１に導入された排気ガスに対して塩化物を含む水溶液、つまり、本実施例では、アルカリ吸収液を噴射する複数の噴射ノズル６２により構成されている。従って、複数の噴射ノズル６２から排気ガスに対してアルカリ吸収液を噴射することで、噴霧液滴が排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ3）などの有害成分と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）を形成することができる。なお、塩化物を含む水溶液としては、Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａのいずれかの硫酸塩または炭酸塩の溶解塩を含む水溶液であり、苛性ソーダ、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどを含んだ水溶液、または、海水を適用することができる。
【００８４】
そして、各集塵電極２６の上方には、液供給ノズル３２から噴射されるアルカリ吸収液が周囲に飛散するのを防止するカバー７５が装着される一方、各集塵電極２６の下方には、この集塵電極２６から流下したアルカリ吸収液を受け止める傾斜した樋７６が装着され、この樋７６は連結通路７７により吸収液貯留タンク３３に連結されている。そして、この吸収液貯留タンク３３から循環ポンプ３５を有する吸収液循環通路３４が吸収液供給装置３１の各液供給ノズル３２に連結されると共に、この吸収液循環通路３４から分岐した第２吸収液供給通路６３が複数の噴射ノズル６２に連結されている。
【００８５】
従って、循環ポンプ３５を駆動することで、吸収液貯留タンク３３に貯留されているアルカリ吸収液を吸収液循環通路３４を通して吸収液供給装置３１に循環し、液供給ノズル３２から供給することで、集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液の液膜を形成することができる。また、吸収液貯留タンク３３に貯留されているアルカリ吸収液を吸収液循環通路３４から第２吸収液供給通路６３を通して第１噴霧装置６１に供給し、噴射ノズル６２から高温の排気ガスに噴射することができる。すると、排気ガスのイオン風が集塵電極２６内を通過、反転する間に、この排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分がアルカリ吸収液膜に対して効率良く気液接触して吸収することができ、また、噴射ノズル５２から噴射されたアルカリ吸収液により反応生成された硫黄酸化物（ＳＯ2）の反応生成物、噴射ノズル６２から噴射されたアルカリ吸収液により反応生成された硫黄酸化物（ＳＯ3）の反応生成物を静電気的に集塵電極２６に捕集することができる。
【００８６】
このように構成された本実施例のガス浄化装置において、入口部７３からケーシング７１内に導入された排気ガスは排気ガス流路２２を流れ、まず、この排気ガスに対して、第２噴霧装置６１の各噴射ノズル６２からアルカリ吸収液が噴射されることで、噴霧液滴が排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ3）などの有害成分と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）が形成される。この場合、排気ガス中の硫黄酸化物（ＳＯ3）をアルカリ吸収液と反応させた後、排熱により蒸発させて固形の反応生成物（ダスト）とする必要から、ここでの排気ガスの処理温度を酸露点温度以上としなければならず、噴射ノズル６２から噴射するアルカリ吸収液の噴射量をケーシング２１に導入された排気ガスの温度に応じて調整する。
【００８７】
次に、排気ガス流路７２を流れる排気ガスに対して、第１噴霧装置５１の各噴射ノズル５２からアルカリ吸収液が噴射されることで、噴霧液滴が排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）や未蒸発の反応生成物（ミスト）が形成される。そして、この各反応生成物を含んだ排気ガスは放電電極２５に至り、この放電電極２５の先端に生じるコロナ放電の起点の近傍で排気ガス中の粒子状物質がイオン化され、イオン化された粒子状物質が放電電極２５の先端から集塵電極２６に向けて周囲の排気ガスを巻き込んでイオン風が発生する。この結果、ケーシング７１内に導入されて排気ガス流路７２を流れる排気ガスに対して、この排気ガスの流れと交差する断面内にイオン風によって排気ガスの二次流れが形成され、イオン化された粒子状物質を含む排気ガスが集塵電極２６に吹き付けられる。
【００８８】
一方、この集塵電極２６では、吸収液供給装置３１の各液供給ノズル３２から集塵電極２６に対してアルカリ吸収液が間欠に噴射されることで、この集塵電極２６の表面にアルカリ吸収液の液膜が形成されている。そのため、排気ガスのイオン風が集塵電極２６内を通過、反転する間に、帯電している粒子状物質や硫黄酸化物（ＳＯ2，ＳＯ3）などの反応生成物（ミスト、ダスト）が捕集される。また、この排気ガスに残留している硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分がアルカリ吸収液膜に対して効率良く気液接触して吸収除去される。そして、粒子状物質や有害成分が除去された浄化ガスは、出口部７４からケーシング７１の外部に排出される。
【００８９】
このように実施例４のガス浄化装置にあっては、ケーシング２１の排気ガス流路２２に、放電電極２５と集塵電極２６を排気ガスの流れ方向に沿って対向して配設し、この集塵電極２６にアルカリ吸収液を供給してその表面に液膜を形成する複数の液供給ノズル３２からなる吸収液供給装置３１を設けると共に、入口部２３の排気ガスに対してこの排気ガスの処理温度が酸露点以上の条件でアルカリ吸収液を噴霧する噴射ノズル６２からなる第２噴霧装置６１と、排気ガスの流れ方向における放電電極２５よりも上流側で且つ第２噴霧装置６１よりも下流側に排気ガスに対してアルカリ吸収液を噴霧する噴射ノズル５２からなる第１噴霧装置５１を設けている。
【００９０】
従って、ケーシング２１内に導入された排気ガスは、含有する硫黄酸化物（ＳＯ3）などの有害成分が第２噴霧装置６１から噴射されたアルカリ吸収液の噴霧液滴と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）となり、また、含有する硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分が第１噴霧装置５１から噴射されたアルカリ吸収液の噴霧液滴と反応し、排熱により蒸発した反応生成物（ダスト）や未蒸発の反応生成物（ミスト）となり、粒子状物質と共に放電電極２５により帯電され、この放電電極２５から集塵電極２６に向けてイオン風が生じ、このイオン風によって排気ガスが集塵電極２６の中を通過する間に捕集されると共に、残留する硫黄酸化物（ＳＯ2）などの有害成分が集塵電極２６の表面に形成されたアルカリ吸収液膜に効率良く気液接触して吸収除去されることとなり、排気ガス中の粒子状物質を確実に捕集することができると共に脱硫性能を向上することができ、その結果、排気浄化効率を大幅に向上することができる。
【００９１】
なお、上述した各実施例では、本発明のガス浄化装置及び方法を、ディーゼルエンジンや油焚きボイラなどから排出される排気ガスを浄化処理するものとして説明したが、本発明はこの分野に限定されるものではない。例えば、硫黄酸化物などの有害物質を除去する以外にも、空気中に含まれる排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化などに使用可能であり、この場合には、一酸化窒素を集塵極層内に付設した酸化触媒で液吸収しやすい二酸化窒素に変換し、有害ガス吸収液で洗い流すことで除去可能であり、例えば、トンネル内や地下駐車場などの空気浄化装置として、煤塵とＮＯｘを同時に除去することができる。
【００９２】
また、本発明のガス浄化装置において、集塵電極に微粒子を効率良く捕集できる機能と、液膜を均一に形成して有害ガス成分を吸収できることを利用することで、大量の空気を低圧損で処理し、且つ、空気中に含まれる細菌やウイルスなどの非常に微細な粒子状の生物も効率良く除外して捕集し、その洗浄液を殺菌機能を有する消毒液を用いることにより捕集した菌類を死滅させて安全性の向上を図る殺菌機能を有する空気清浄装置としても用いることが可能である。なお、この場合には、洗浄液を循環使用することは、通常のガス処理装置と同様可能であることはいうまでもない。
【００９３】
このように本発明のガス浄化装置は、大風量のガスを圧力損失を上げずに除塵とガス処理を効率良く実行することができるものであり、所定の空間内に設置することで、滋養述した確実な作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明に係るガス浄化装置は、ガス中の粒子状物質や硫黄酸化物などの有害成分を除去してガスを浄化処理するものであり、どのような場所に設置されるガス浄化装置及び方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施例１に係るガス浄化装置を表す正面図である。
【図２】実施例１のガス浄化装置を表す平面図である。
【図３】実施例１のガス浄化装置における集塵電極を表す概略図である。
【図４】実施例１のガス浄化装置における集塵電極の変形例を表す概略図である。
【図５】実施例１のガス浄化装置における集塵電極の変形例を表す概略図である。
【図６】実施例１のガス浄化装置の全体構成を表す概略図である。
【図７】本発明の実施例２に係るガス浄化装置を表す正面図である。
【図８】本発明の実施例３に係るガス浄化装置を表す正面図である。
【図９】本発明の実施例４に係るガス浄化装置を表す正面図である。
【図１０】実施例４のガス浄化装置を表す側面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１１  排気ガス排出源
１２  ガス処理装置
１３  煙突
１４  液処理装置
２１，７１  ケーシング
２２，７２  排気ガス流路
２３，７３  入口部
２４，７４  出口部
２５  放電電極
２６  集塵電極
３０  高圧電源
３１  吸収液供給装置（液膜形成手段、吸収液供給手段）
３２  液供給ノズル
３３  吸収液貯留タンク
３４  吸収液循環通路
３５  循環ポンプ
３６  排出通路
３７  補充通路
５１  第１噴霧装置（第１噴霧手段）
５２  噴射ノズル
６１  第２噴霧装置（第２噴霧手段）
６２  噴射ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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