(57)【要約】【課題】自動車トンネル等に使用される、使用済みの酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生において、作業性の効率化、再生時間短縮、省エネ性の向上を目的とする。【解決手段】酸性ガス吸収除去剤１を入れる除去剤槽２と、この除去剤槽２に洗浄液を投入する洗浄装置３と、さらに、前記除去剤槽２に空気を送り込む送風装置４とを備えた酸性ガス吸収除去剤再生装置とすることにより、再生作業の効率化を図ると共に、高熱を使わずに乾燥時間を短縮できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸カルシウムと水酸化カルシウムと活性炭の主成分にセルロースエーテルを少量混合した混練成型硬化物を、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物または炭酸塩の水溶液に浸漬して得た酸性ガス吸収除去剤を入れる除去剤槽と、この除去剤槽に洗浄液を投入する洗浄装置と、さらに、前記除去剤槽に空気を送り込む送風装置とを備え、長期間使用後の前記吸収除去剤の活性を回復させる酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置。
【請求項２】
前記送風装置から前記除去剤槽へ送る空気を熱するヒーターを設けた請求項１記載の吸収除去剤再生装置。
【請求項３】
前記除去剤槽に、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物または炭酸塩の水溶液を流し込むアルカリ水溶液投入装置を設け、前記除去剤槽内で、前記酸性ガス吸収除去剤にナトリウムまたはカリウムの水酸化物または炭酸塩の水溶液を含浸する請求項１または２記載の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置。
【請求項４】
前記酸性ガス吸収除去剤の活性を回復させる各工程を自動で運転制御するための制御装置を設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置。
【請求項５】
前記除去剤槽内で前記酸性ガス吸収除去剤を通過する空気の風速を２ｍ／ｓ以下とした請求項１から４のいずれか一項に記載の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置。
【請求項６】
前記除去剤槽内で前記酸性ガス吸収除去剤を通過させる空気の温度を４０℃〜６０℃とした請求項２から５のいずれか一項に記載の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置。
【請求項７】
前記酸性ガス吸収除去剤は、前記除去剤槽内で前記送風装置から送られる空気の流れ方向に１００ｍｍ〜８００ｍｍの厚さに積層させて配置した請求項１から６のいずれか一項に記載の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置。
【請求項８】
前記洗浄装置の洗浄液として水または亜硫酸ナトリウム水溶液を用いた請求項１から７のいずれか一項に記載の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置。
【請求項９】
前記酸性ガス吸収除去剤を、二酸化窒素もしくは二酸化イオウを含有する酸性ガスが流れる気体流路に配置し、この酸性ガスと−２０〜１２０℃の雰囲気温度で接触させることにより、気体中の前記酸性ガスを除去する酸性ガス吸収処理装置であって、長期間使用後、前記吸収除去剤の活性が低下したときに、前記吸収除去剤を請求項１から８のいずれか一項に記載の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置により再生する酸性ガス吸収処理装置。
【請求項１０】
前記酸性ガス吸収除去剤を自動車トンネルまたは自動車道路沿道に設置することにより、自動車トンネル排ガスまたは自動車道路沿道大気を浄化する請求項９記載の酸性ガス吸収処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素酸化物やイオウ酸化物などの酸性ガスを吸収除去する除去剤の浄化性能再生装置、さらには酸性ガス吸収処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒素酸化物や硫黄酸化物などの酸性ガスを吸収除去する除去剤が知られている（例えば、特許文献１参照）。従来、この種の酸性ガス吸収除去剤は長期間の使用で除去剤内に吸収された酸性ガス成分（硝酸化合物）が蓄積されると、活性が低下し、浄化性能が低下していた。その浄化性能の再生方法としては、水や亜硫酸塩水溶液による洗浄後、乾燥、更に水酸化カリウム等の水溶液に含浸、最後に再び乾燥することにより浄化性能の再生を行ってきた（例えば、特許文献２および３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７７８０３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−４６５９９号公報
【特許文献３】特開２００９−１９５７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の酸性ガス吸収除去剤の再生は、洗浄、乾燥、アルカリ含浸のそれぞれの工程で異なる装置を使って処理を行っており、各工程での処理終了後、再生対象の吸収除去剤を取り出し、次工程へ移動させる必要があった。また、乾燥工程では１２０℃の雰囲気中にて４時間乾燥させる必要がある。乾燥工程は、洗浄工程とアルカリ含浸工程の後にそれぞれ行う必要があるため、４時間ずつの乾燥で合計８時間の乾燥時間を要すと共に乾燥装置を長時間高温に保つためかなり多くの熱エネルギーを必要とするという課題を有していた。
【０００５】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、性能再生対象となる酸性ガス吸収除去剤を再生処理の途中で移動させること無く、低エネルギーかつ乾燥時間を短縮した酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置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】
【０００６】
そして、この目的を達するために、本発明は、酸性ガス吸収除去剤を入れる除去剤槽と、この除去剤槽に洗浄液を投入する洗浄装置と、さらに、除去剤槽に空気を送り込む送風装置とを備えた酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、酸性ガス吸収除去剤の再生装置において、酸性ガス吸収除去剤を入れる除去剤槽と、この除去剤槽に洗浄液を投入する洗浄装置と、さらに、除去剤槽に空気を送り込む送風装置とを備えた構成にしたことにより、性能再生対象の酸性ガス吸収除去剤を再生処理の途中で移動させる必要が無いので、再生作業の効率化を図ることができると共に、乾燥工程において、吸収除去剤に強制的に空気を送る構造としているので、高熱を使わずに乾燥時間を短縮できるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態２の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態３の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態４を示す酸性ガス吸収処理装置システム系統図
【図５】本発明の実施例１による試験結果を示すグラフ
【図６】本発明の実施例６による試験結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の請求項１記載の酸性ガス吸収除去剤再生装置は、硫酸カルシウムと水酸化カルシウムと活性炭の主成分にセルロースエーテルを少量混合した混練成型硬化物を、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物または炭酸塩の水溶液に浸漬して得た酸性ガス吸収除去剤を入れる除去剤槽と、この除去剤槽に洗浄液を投入する洗浄装置と、さらに、前記除去剤槽に空気を送り込む送風装置とを備え、長期間使用後の前記吸収除去剤の活性を回復させる酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置である。これにより、性能再生対象の酸性ガス吸収除去剤を再生処理の途中で移動させる必要が無いので、再生作業の効率化を図ることができると共に、乾燥工程において、吸収除去剤に強制的に空気を送る構造としているので、高熱を使わずに乾燥時間を短縮できるという効果を奏する。
【００１０】
また、前記送風装置から前記除去剤槽へ送る空気を熱するヒーターを設けた構成にしてもよい。これにより、吸収除去剤を乾燥させる空気の温度を上げることができるので、例えば外気温が低い冬季でも乾燥時間を短縮できるという効果を奏する。
【００１１】
また、前記除去剤槽に、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物または炭酸塩の水溶液を流し込むアルカリ水溶液投入装置を設け、前記除去剤槽内で、前記吸収除去剤にナトリウムまたはカリウムの水酸化物または炭酸塩の水溶液を含浸する構成にしてもよい。これにより、再生後の吸収除去剤の酸性ガス除去性能を長期間高く保つという効果を奏する。
【００１２】
また、前記酸性ガス吸収除去剤の活性を回復させる各工程を自動で運転制御するための制御装置を設けた構成にしてもよい。これにより、吸収除去剤の一連の再生工程を全自動で完了できるという効果を奏する。
【００１３】
また、前記除去剤槽内で前記酸性ガス吸収除去剤を通過する空気の風速を２ｍ／ｓ以下とした構成にしてもよい。これにより、少ない風量でも吸収除去剤の乾燥時間を短縮できるという効果を奏する。
【００１４】
また、前記除去剤槽内で前記酸性ガス吸収除去剤を通過させる空気の温度を４０℃〜６０℃としてもよい。これにより、吸収除去剤の構成成分である硫酸カルシウムが脱水して体積膨張することや、この組成のセルロースエーテルが熱分解することが抑制されるので、吸収除去剤の寿命を低下させることがなく乾燥時間を短縮できるという効果を奏する。
【００１５】
また、前記除去剤槽内で前記酸性ガス吸収除去剤を、前記送風装置から送られる空気の流れ方向に１００ｍｍ〜８００ｍｍの厚さに積層させて配置した構成にしてもよい。これにより、一度の再生処理で大量の吸収除去剤を再生できるという効果を奏する。
【００１６】
また、前記洗浄装置の洗浄液として亜硫酸ナトリウム水溶液を用いた構成にしてもよい。これにより、吸収除去剤自体の強度低下を抑えられると共に、洗浄時間も短縮できるという効果を奏する。
【００１７】
また、前記酸性ガス吸収除去剤を、二酸化窒素もしくは二酸化イオウを含有する酸性ガスが流れる気体流路に配置し、この酸性ガスと−２０〜１２０℃の雰囲気温度で接触させることにより、気体中の前記酸性ガスを除去する酸性ガス吸収処理装置であって、長期間使用後、前記吸収除去剤の活性が低下したときに、酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置により再生する酸性ガス吸収処理装置である。これにより、吸収除去剤は１２０℃を超えない温度雰囲気に配置されているので、その構成成分である硫酸カルシウムが脱水して体積膨張することや、この組成のセルロースエーテルが熱分解することが抑制されるので、吸収除去剤の寿命を低下させることがなく、かつ長期間使用して活性が低下した吸収除去剤を繰り返し利用できる酸性ガス吸収処理装置を得ることができるという効果を奏する。
【００１８】
また、前記酸性ガス吸収剤を自動車トンネルまたは自動車道路沿道に設置するという構成にしてもよい。自動車トンネル排ガスまたは自動車道路沿道大気は、自動車排ガスに含まれる水分により、一般環境より相対湿度が高く、窒素酸化物やイオウ酸化物の浄化性能が向上する利点がある。これにより、自動車トンネル排ガスまたは自動車道路沿道大気中に含まれる窒素酸化物やイオウ酸化物を長時間にわたり吸収除去することができる酸性ガス吸収処理装置を得ることができるという効果を奏する。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置は、図１に示すように、窒素酸化物やイオウ酸化物を吸収した使用済みの酸性ガス吸収除去剤１を入れる除去剤槽２を有している。この酸性ガス吸収除去剤１は、硫酸カルシウムと水酸化カルシウムと活性炭の主成分にセルロースエーテルを少量混合した混練成型硬化物を、水酸化ナトリウム水溶液、あるいは水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液のいずれかの水溶液に浸漬したものである。除去剤槽２には、洗浄装置３および送風装置４がそれぞれ洗浄弁５および送風弁７を介して接続される。酸性ガス吸収除去剤１の再生処理は、洗浄弁５を開いて洗浄液を除去剤槽２に送り、除去剤槽２に洗浄液を満たして洗浄する。洗浄液は洗浄液循環弁６を介して洗浄装置３に戻して循環させてもよいが、排出弁８を介して排水してもよい。洗浄後、送風弁７を開き送風装置４を運転して除去剤槽２に空気を送り、酸性ガス吸収除去剤１を乾燥させる。このような構成によれば、再生処理を行う前に再生対象の酸性ガス吸収除去剤１を除去剤槽２に配置した後、再生処理の途中で酸性ガス吸収除去剤１を取り出したり移動させたりすること無く、洗浄工程と乾燥工程を連続で行うことができる。また、乾燥工程では、除去剤槽２に配置されている酸性ガス吸収除去剤１に対して強制的に空気を送り込むため、高温を使わずに短時間で乾燥させることができる。
【００２１】
乾燥工程において、酸性ガス吸収除去剤１を通過する空気の風量は大きい方が乾燥時間は短くなるが、圧力損失が上昇するためより大容量の送風装置４が必要になる。従って、乾燥させる空気の通過風速は２ｍ／ｓ以下、より好ましくは０．５から１．５ｍ／ｓの範囲となる。
【００２２】
除去剤槽２に配置する酸性ガス吸収除去剤１の積層厚さは、小さい方が乾燥時間は短くなるが、一度に大量の酸性ガス吸収除去剤１を再生するためには積層厚さを大きくしてもよい。従って、酸性ガス吸収除去剤１の積層厚さは１００ｍｍから８００ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２３】
洗浄液は通常は水を用いるが、亜硫酸ナトリウム水溶液を用いてもよい。亜硫酸ナトリウム水溶液で洗浄することにより、酸性ガス吸収除去剤１自体の強度低下を抑えられると共に、洗浄時間も短縮することができる。この場合、亜硫酸ナトリウム水溶液の濃度を、０．２から５重量％とすることにより、水のみで洗浄したときの１／４の時間で同等の洗浄効果が得られる。
【００２４】
（実施の形態２）
図２において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図２は、ヒーター９を設けた酸性ガス吸収除去剤１の浄化性能再生装置である。このような構成によれば、酸性ガス吸収除去剤１を乾燥させる空気の温度を上げることができるので、例えば外気温が低い冬季でも乾燥時間を短縮化することができる。
【００２５】
乾燥させる空気の温度は高い方が乾燥時間は短くなるが、投入する熱エネルギーを押さえるために４０℃から６０℃の範囲とすることが好ましい。なお、この温度領域では吸収除去剤の構成成分である硫酸カルシウムが脱水して体積膨張することや、この組成のセルロースエーテルが熱分解することが抑制されるので、吸収除去剤の寿命を低下させることがなく乾燥時間を短縮できる。
【００２６】
（実施の形態３）
図３において、図１および図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図３の酸性ガス吸収除去剤１の浄化性能再生装置は、除去剤槽２にアルカリ水溶液投入装置１０が接続され、含浸弁１１を介してアルカリ水溶液が除去剤槽２に投入されるようになっている。アルカリ水溶液とは、水酸化ナトリウム水溶液、あるいは水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液のいずれかの水溶液である。また、アルカリ水溶液はアルカリ循環弁１２を介してアルカリ水溶液投入装置１０に戻して循環させてもよいが、排出弁８を介して排水してもよい。なお、各構成要素を自動で運転制御するための制御装置を設けた構成にしてもよい。このような構成によれば、再生対象の酸性ガス吸収除去剤１を除去剤槽２に配置した後、再生処理の途中で酸性ガス吸収除去剤１を取り出したり移動させたりすること無く、洗浄工程、乾燥工程、アルカリ含浸工程、乾燥工程を連続で行うことができる。また、酸性ガス吸収除去剤１にアルカリ水溶液を含浸させることによって、再生後の酸性ガス吸収除去剤１の酸性ガス除去性能を長期間高く保つことができる。
【００２７】
（実施の形態４）
図４は、本発明の再生方法で得た酸性ガス吸収除去剤１を、二酸化窒素もしくは二酸化イオウを含有する気体が流れる気体流路１３に配置した酸性ガス吸収処理装置１４である。酸性ガス吸収除去剤１は、−２０〜１２０℃雰囲気に保持する。そのため、優れた酸性ガス吸収容量を有する。また、酸性ガス吸収除去剤１は、１２０℃を超えない温度雰囲気に配置しているので、その構成成分である硫酸カルシウムが脱水して体積膨張することや、この組成のセルロースエーテルが熱分解することが抑制され、寿命が低下することがない。その結果、酸性ガスの除去性能を満足し、かつ長期間使用して活性が低下した酸性ガス吸収除去剤１を繰り返し利用可能できる酸性ガス吸収処理装置１４が得られる。更に、酸性ガス吸収処理装置１４は自動車トンネルにも適用できる。自動車トンネルには、自動車排気ガスに含まれる水分により、一般環境より相対湿度が高く、窒素酸化物や硫黄酸化物の浄化性能が向上する利点がある。このため、自動車トンネル排ガスに含まれる窒素酸化物や硫黄酸化物を長時間にわたり吸収除去することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例で詳細に説明する。
【００２９】
（実施例１）
酸性ガス吸収除去剤の試験サンプルを水中に２時間浸漬し、その後に余分な水分を取り除いた後に送風装置による乾燥試験を行った。試験サンプルを通過する空気の風速は１ｍ／ｓとし、ヒーターを使わず常温にて乾燥させた。試験サンプルの積層厚さは１００ｍｍ、３００ｍｍ、６００ｍｍの３パターン実施した。乾燥完了時間は、試験サンプルの重量が水中への浸漬前の重量以下になるまでの時間とした。
【００３０】
試験結果を図５に示す。吸収除去剤の積層厚さが１００ｍｍの場合、３時間で乾燥完了した。従来は１２０℃の高温雰囲気中に吸収除去剤を置き４時間かけて乾燥させていたが、本発明の方法によると乾燥時間を２５％短縮することを確認した。
【００３１】
（実施例２）
実施例１と同様の試験を、ヒーターを追加して送風空気の温度を４０℃および５０℃として実施した。但し、試験サンプルを通過する空気の風速は０．５ｍ／ｓとした。
【００３２】
試験結果を図６に示す。送風する空気の温度を５０℃とした場合、吸収除去剤の積層厚さが１００ｍｍでは２時間で乾燥完了した。従って本発明の乾燥方法によると、従来の方法と比べると乾燥時間を５０％短縮することを確認した。なお、送風する空気の温度を４０℃とした場合も乾燥完了時間は２．７時間であるため、従来方法より３０％以上乾燥時間を短縮できた。また、従来方法と同じ乾燥時間、すなわち４時間かけて乾燥させる場合は、吸収除去剤の積層厚さを２００ｍｍに増加することができ、２倍の量の吸収除去剤を一度に乾燥させることが可能であることを確認した。また、本実施例では送風する空気の風速を０．５ｍ／ｓと設定したが、風速を大きくするとさらに乾燥時間を短縮することが可能である。同様に空気の温度も高くすると乾燥時間を短縮できる。しかしながら、風速を過剰に大きくしたり、温度を過剰に高くすると、乾燥に掛かる投入エネルギーが大きくなることから、通過風速は２ｍ／ｓ以下、温度は４０℃〜６０℃の範囲が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明にかかる酸性ガス吸収除去剤の浄化性能再生装置およびそれを用いた酸性ガス吸収処理装置は、酸性ガス吸収除去剤の再生時間を短縮すると共に再生作業効率の向上、低エネルギーコストで吸収除去剤の再生を可能とするものであるので、自動車トンネル排ガスまたは自動車道路沿道等に設置する酸性ガス吸収処理装置として有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１    酸性ガス吸収除去剤
２    除去剤槽
３    洗浄装置
４    送風装置
５    洗浄弁
６    洗浄液循環弁
７    送風弁
８    排出弁
９    ヒーター
１０  アルカリ水溶液投入装置
１１  含浸弁
１２  アルカリ循環弁
１３  気体流路
１４  酸性ガス吸収処理装置
【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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