(57)【要約】  本発明は排気ガスの除塵方法及び除塵剤に関する。前記方法は、塵含有排気ガス（１）と有機除塵剤（４）とをそれぞれ除塵塔（３）に進入させるとともに、塔内で接触し、塵含有排気ガス（１）における少なくとも一部の水蒸気が凝縮し、有機除塵剤（４）及び凝縮水が塵含有排気ガス（１）中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着するステップと、得られた浄化ガスを放出するか、或いは後続プロセスに移行するステップとを含む。前記有機除塵剤は、無毒性高沸点有機溶媒組成物を含んでおり、食用油、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、液状アスファルト油、キリ油、液状パラフィン油、鉱物油、パーム油および廃食用油から選ばれる２種又は２種以上である。
2018501954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス除塵方法であって、塵含有排気ガスと有機除塵剤とをそれぞれ除塵塔に進入させて塔内で接触させ、塵含有排気ガス中の少なくとも一部の水蒸気が凝縮して凝縮水になり、有機除塵剤及び凝縮水が塵含有排気ガス中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着するステップと、得られた浄化ガスを、放出するか或いは後続プロセスに移行するステップとを含む、排気ガス除塵方法。
【請求項２】
固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着した有機除塵剤と凝縮水との混合溶液をフィルターに進入させて固液分離させ、フィルターから排出されたアッシュを更に処理するか又はリサイクルし、得られたろ液を貯蔵タンクに進入させて油水分離させて、下層の水相層を放出して更に処理するか又はリサイクルし、上層の有機除塵剤層を依然に除塵塔に戻して使用するステップを更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス除塵方法。
【請求項３】
塵含有排気ガスを下部から向流除塵塔に進入させ、有機除塵剤を上部から向流除塵塔に進入させ、塔内で塵含有排気ガスと向流接触し、得られた浄化ガスを向流除塵塔のトップ部から放出するか又は後続プロセスに移行すること、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着した有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を向流除塵塔の底部から排出することを含む向流排気ガス除塵プロセスを採用する、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス除塵方法。
【請求項４】
塵含有排気ガス及び有機除塵剤をいずれも上部から順流除塵塔に進入させ、塔内で順流接触し、有機除塵剤及び凝縮水は、塵含有排気ガス中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着し、得られた気液混合物を共に気液分離器に進入させ、気液分離して得られた浄化ガスを気液分離器のトップ部から放出するか又は後続プロセスに移行すること、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着した有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を気液分離器の底部から排出することを含む順流排気ガス除塵プロセスを採用する、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス除塵方法。
【請求項５】
塵含有排気ガス及び有機除塵剤をいずれも上部から順流除塵塔に進入させて、塔内で順流接触し、塵含有排気ガス中の水蒸気の少なくとも一部が凝縮し、塵含有排気ガス中の少なくとも一部の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物が有機除塵剤及び凝縮水に吸着されて、気液混合物を形成して順流除塵塔の下部から向流除塵塔に進入し、向流除塵塔の上部から進入した有機除塵剤と塔内で向流接触し、得られた浄化ガスを向流除塵塔のトップ部から放出するか又は後続プロセスに移行すること、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着した有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を向流除塵塔の底部に集めることを含む混合流排気ガス除塵プロセスを採用する、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス除塵方法。
【請求項６】
向流除塵塔の底部の一部の有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を内循環ポンプにより引き取って内循環除塵剤とし、順流除塵塔の上部から注入して塵含有排気ガスと順流接触するか、及び／又は向流除塵塔の中部から注入して塵含有排気ガスと向流接触する、ことを特徴とする請求項５に記載の排気ガス除塵方法。
【請求項７】
前記貯蔵タンクの上層の有機除塵剤層を循環ポンプにより引き取って、除塵塔に進入させて循環使用するか、或いは、前記貯蔵タンクの上層の有機除塵剤層を循環ポンプにより引き取って、熱交換器中の冷却剤により温度を下げた後に除塵塔に進入させて循環使用する、ことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス除塵方法。
【請求項８】
除塵塔に進入された有機除塵剤の温度は８０℃より低い、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の排気ガス除塵方法。
【請求項９】
前記有機除塵剤は、無毒性高沸点有機溶媒組成物を含んでおり、食用油、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、液状アスファルト油、キリ油、液状パラフィン油、鉱物油、パーム油および廃食用油から選ばれる２種又は２種以上である、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の排気ガス除塵方法。
【請求項１０】
除塵塔、フィルター及び貯蔵タンクを含む排気ガス除塵装置であって、除塵塔には、塵含有排気ガス供給口及び有機除塵剤供給口が設けられ、フィルターは除塵塔の底部に連結され、貯蔵タンクはフィルターに連結され、有機除塵剤と塵含有排気ガスとが除塵塔内で接触し、塵含有排気ガス中の水蒸気の少なくとも一部が凝縮して、塵含有排気ガス中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着し、吸着後の有機除塵剤と凝縮水との混合溶液はフィルターに進入されて固液分離を行い、得られたアッシュはフィルターから排出され、得られたろ液が貯蔵タンクに進入され、沈澱、分層が行われ、貯蔵タンクの下層の水相層が放出され、上層の有機除塵剤層が任意に除塵塔に戻される、ことを特徴とする排気ガス除塵装置。
【請求項１１】
前記塵含有排気ガス供給口は除塵塔の下部に位置し、有機除塵剤供給口は除塵塔の上部に位置し、有機除塵剤と塵含有排気ガスとが塔内で向流接触し、得られた浄化ガスが除塵塔のトップ部から放出されるか、又は後続プロセスに移行する、ことを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス除塵装置。
【請求項１２】
前記排気ガス除塵装置は、気液分離器を更に含み、当該気液分離器は除塵塔の底部に連結され、前記塵含有排気ガス供給口及び有機除塵剤供給口はいずれも除塵塔の上部に位置し、有機除塵剤と塵含有排気ガスとが塔内で順流接触し、有機除塵剤及び凝縮水が塵含有排気ガス中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着し、得られた気液混合物が共に気液分離器に進入され、気液分離を経た浄化ガスが気液分離器のトップ部から放出されるか、又は後続プロセスに移行し、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着した有機除塵剤と凝縮水との混合溶液が気液分離器の底部から排出されて、フィルターに進入されて固液分離が行われる、ことを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス除塵装置。
【請求項１３】
前記排気ガス除塵装置は、順流除塵塔及び向流除塵塔を含み、塵含有排気ガス及び有機除塵剤をいずれも上部の供給口から順流除塵塔に進入されて、塔内で順流接触し、塵含有排気ガス中の水蒸気の少なくとも一部が凝縮し、塵含有排気ガス中の少なくとも一部の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物が有機除塵剤及び凝縮水に吸着されて、気液混合物を形成して順流除塵塔の下部から向流除塵塔に進入し、向流除塵塔の上部から進入した有機除塵剤と塔内で向流接触し、得られた浄化ガスを向流除塵塔のトップ部から放出するか又は後続プロセスに移行すること、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着した有機除塵剤と凝縮水との混合溶液が向流除塵塔の底部に集められる、ことを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス除塵装置。
【請求項１４】
前記排気ガス除塵装置は内循環ポンプを更に含み、向流除塵塔の底部から一部の有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を引き取って、順流除塵塔の上部から注入して塵含有排気ガスと順流接触するか、及び／又は向流除塵塔の中部から注入して塵含有排気ガスと向流接触する、ことを特徴とする請求項１３に記載の排気ガス除塵装置。
【請求項１５】
前記排気ガス除塵装置は循環ポンプを更に含み、貯蔵タンクの上層の有機除塵剤層を循環ポンプにより引き取って、除塵塔に導入させて循環使用する、ことを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス除塵装置。
【請求項１６】
前記排気ガス除塵装置は循環ポンプ及び熱交換器を更に含み、貯蔵タンクの上層の有機除塵剤層を循環ポンプにより引き取って、熱交換器中の冷却剤により温度を下げた後に除塵塔に進入させて循環使用する、ことを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス除塵装置。
【請求項１７】
前記排気ガス除塵装置は、吸熱後の熱冷却剤に対して廃熱回収する熱ポンプシステムを更に含む、ことを特徴とする請求項１６に記載の排気ガス除塵装置。
【請求項１８】
前記除塵塔内には、フィラー層又は霧化ノズルが設置されている、ことを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス除塵装置。
【請求項１９】
無毒性高沸点有機溶媒組成物を含んでおり、食用油、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、液状アスファルト油、キリ油、液状パラフィン油、鉱物油、パーム油および廃食用油から選ばれる２種又は２種以上である、有機除塵剤。
【請求項２０】
前記食用油は、ピーナッツ油、サラダ油、オリーブ油、ヒマシ油、ツバキ油、菜種油、コーン油、各種の植物胚芽油及び大豆油から選ばれる１種又は複数種である、ことを特徴とする請求項１９に記載の有機除塵剤。
【請求項２１】
前記有機除塵剤はシリコーン系調整剤を含み、前記シリコーン系調整剤はシリコーンオイル又は変性シリコーンオイルであることを特徴とする請求項１９に記載の有機除塵剤。
【請求項２２】
前記変性シリコーンオイルはヒドロキシル化及び／又はアミノ化及び／又はカルボキシル化及び／又はアシル化により変性されたシリコーンオイルである、ことを特徴とする請求項２１に記載の有機除塵剤。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気ガスの除塵技術に関し、具体的に煙道ガス又は各種の燃焼排気（廃気）ガスの除塵方法、装置及び除塵剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料の燃焼により大量の煙道ガスが発生され大気に放出されるが、煙道ガスには、二酸化硫黄、三酸化硫黄、塩化水素、フッ化水素、窒素酸化物、少量の有害な有機物及び重金属化合物のほかに、微細な親水性及び親油性粒子を含む大量の塵も含まれている。その中、前記微細な親水性及び親油性粒子は主にカルシウム塩粒子、アルミニウム塩粒子、マグネシウム塩粒子、チタン塩粒子、鉄塩粒子、鉛塩粒子、亜鉛塩粒子、コバルト塩粒子、希土類元素粒子、放射性元素粒子及び他の有害な元素粒子、並びにシリカ粒子、ムライト粒子、ケイ酸塩粒子、リン酸塩粒子等の鉱物粒子を含む。このような粒子は煙道ガスとともに大気に放出され、且つこのような粒子の表面に重金属化合物、二酸化硫黄、三酸化硫黄、塩化水素、フッ化水素、窒素酸化物、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素等の他の有害な有機物および細菌などが付着されやすいため、大気中浮遊粒子（即ち、ＰＭ１００、ＰＭ１０、ＰＭ２．５等）の含有量が顕著に増加される。これがスモッグ及び大気光化学反応現象の原因となり、深刻な環境汚染をもたらしてしまう。
【０００３】
従来、排気ガスの脱硫方法としては、石灰石又は石灰湿式脱硫を採用することが多かった。
【０００４】
石灰石湿式脱硫方法では、鉱山からの炭酸カルシウム石をクラッシャーで粉砕して、ボールミルによってメッシュ数が３２５メッシュを超える微粉末に磨いた後、それを炭酸カルシウム粉末を１０％〜１５％含むスラリーに調製する。当該炭酸カルシウムスラリーは脱硫塔で煙道ガスと接触し、ガス中の二酸化硫黄とスラリー中の炭酸カルシウムとが反応して亜硫酸カルシウムを生成し、亜硫酸カルシウムスラリーは脱硫塔の空気強制酸化層によって硫酸カルシウムに酸化される。分離した硫酸カルシウム中に、一部の亜硫酸カルシウムが含まれているが、該亜硫酸カルシウムは分解されて二酸化硫を放出するため、二次汚染現象が生じる。特に、磨かれた炭酸カルシウムスラリーに含有された微細な親水性及び親油性粒子は煙道ガスとともに大気に放出され、且つこのような粒子の表面に重金属化合物、二酸化硫黄、三酸化硫黄、塩化水素、フッ化水素、窒素酸化物、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素等の他の有害な有機物および細菌などが付着されやすいため、大気中浮遊粒子（即ち、ＰＭ１００、ＰＭ１０、ＰＭ２．５等）の含有量が顕著に増加されたので、スモッグ及び大気光化学反応現象の原因となり、深刻な環境汚染をもたらしてしまう。その中、前記微細な親水性及び親油性粒子は主にカルシウム塩粒子、アルミニウム塩粒子、マグネシウム塩粒子、チタン塩粒子、鉄塩粒子、鉛塩粒子、亜鉛塩粒子、コバルト塩粒子、希土類元素粒子、放射性元素粒子、及び他の有害な元素粒子、並びにシリカ粒子、ムライト粒子、ケイ酸塩粒子、リン酸塩粒子等の鉱物粒子を含む。
【０００５】
石灰湿式脱硫プロセスでは、仮焼された酸化カルシウムと水との反応により水酸化カルシウムスラリーを生成し、それを水酸化カルシウムを１０％〜１５％含有するスラリーに調製して、水酸化カルシウムスラリーが脱硫塔で煙道ガスと接触し、ガス中の二酸化硫黄とスラリー中の水酸化カルシウムとが反応して亜硫酸カルシウムを生成し、水酸化カルシウムスラリーが亜硫酸カルシウムスラリーに変換して、亜硫酸カルシウムスラリーが脱硫塔の空気強制酸化層によって硫酸カルシウムに酸化され、亜硫酸カルシウムスラリーが硫酸カルシウムスラリーに変換する。該硫酸カルシウムスラリーを脱硫塔から分離器に入れてスラリー中の硫酸カルシウムを分離する。分離された硫酸カルシウムは、一部の亜硫酸カルシウム、炭酸カルシウム及び未反応の水酸化カルシウム等の固体廃棄物を含んでいるが、該亜硫酸カルシウムが分解すると二酸化硫黄を放出して、汚染転移及び二次汚染現象が生じ、且つ、酸化カルシウムを生産する燃焼プロセスにおいては、大量の石炭の消耗を必要とするとともに深刻な汚染も招来している。その同時に、水酸化カルシウムスラリーに含有された微細な親水性及び親油性粒子は煙道ガスとともに大気に放出され、且つこのような粒子の表面に重金属化合物、二酸化硫黄、三酸化硫黄、塩化水素、フッ化水素、窒素酸化物、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素等の他の有害な有機物および細菌などが付着されやすいため、大気中浮遊粒子（即ち、ＰＭ１００、ＰＭ１０、ＰＭ２．５等）の含有量の顕著的な増加を起こし、スモッグ及び大気光化学反応現象の原因となり、深刻な環境汚染をもたらしてしまう。その中、前記微細な親水性及び親油性粒子は主にカルシウム塩粒子、アルミニウム塩粒子、マグネシウム塩粒子、チタン塩粒子、鉄塩粒子、鉛塩粒子、亜鉛塩粒子、コバルト塩粒子、希土類元素粒子、放射性元素粒子、及び他の有害な元素粒子、並びにシリカ粒子、ムライト粒子、ケイ酸塩粒子、リン酸塩粒子等の鉱物粒子を含む。
【０００６】
石灰石又は石灰湿式脱硫後の排気ガスには、従来の除塵方法（例えば、バッグ式除塵法等）によっては除去できない微粒子が大量含まれ、さらに除塵せずにそのまま大気に排出すると、スモッグ及び大気光化学反応現象が顕著に増強してしまう。特に、排出された排気ガスから人類や生物に重大な被害をもたらす有機物を除去できず、このような有機物は大気に排出されると人類の健康に深刻な影響及び被害をもたらしてしまう。
【０００７】
従来の排気ガス除塵方法としては、静電除塵法、サイクロン除塵法、バッグ式除塵法及び水湿式除塵法等がある。
【０００８】
静電除塵法の基本原理は以下のとおりである。塵含有ガスが高電圧静電界を通過する時に電気分離され、塵粒子が陰イオンと結合して負電荷を付けた後、陽極の表面に向けて移動し放電、沈着する。強電界において、空気分子は陽イオン及び電子に電気分離される。電子が正極へ移動する際に塵と接触した結果、塵粒子が負電荷になり正極に吸着されて収集される。技術革新により、負極板による集塵方法が採用されることもある。静電除塵法の最大な欠陥は、電極板の隙間が狭いため、極板に沈着された塵が隙間を閉塞しやすく、特に粒子粘度が大きいと極板間の隙間をより閉塞しやすく、且つ除去しにくいので、静電除塵器の除塵作用が失われ、抵抗が顕著に増大してしまうことである。一方、電極板の隙間を増大すると、高電圧の場合のみ、除塵效果を有するのである。さもないと、除塵能力がない。極板電圧が高いと、重大な安全事故を発生しやすく、且つ機器製造に対する要求が高く、構造が複雑で、コストが顕著に向上してしまう。且つ、静電除塵法は帯電粒子の除塵にしか適用できず、浄化されるガスの塵含有濃度に対しても適用可能な濃度範囲が存在する。
【０００９】
サイクロン除塵法においては、塵含有ガスがサイクロン除塵器において回転運動して遠心力を発生して、塵とガスとを分離することで、分離作用を達成することである。サイクロン除塵法は、機器がシンプルで、コストが低いという特徴があるが、分離効果が悪く、大きいな塵粒子しか分離できず、微粒子を除去できないという欠点がある。
【００１０】
バッグ式除塵法ではバッグを固定した後、塵含有ガスをバッグ外からバッグ内に流入させるが、塵含有ガスがバッグの外表面を通過する際に、バッグファイバーにより塵の流入を阻害し、ガスがバッグ内に進入することで、ガス中の塵を除去する作用を果たすものである。バッグ式除塵法は、機器がシンプルで、コストが低く、操作が簡単である特徴がある。その欠点も非常に顕著であり、塵の付着性が強いと、バッグが非常に粘結閉塞しやすく、濾過效果がなくなり、抵抗が急激に増大し、生産が実行できなくなる。バッグ式除塵法は、ファイバーバッグによってガスを濾過して除塵するものであるので、その濾過效果はバッグのファイバー孔径によるものであるが、孔径が小さいほど抵抗が大きくなり、バッグのファイバー孔径大きい塵粒子が除去され、バッグのファイバー孔径より小さい塵粒子がガスとともにバッグを通過して、除去できない。
【００１１】
水湿式除塵法は、水を直接に塵含有エアフローに噴水し、水がガス中の湿潤可能な粒子を大きい粒子に再結成して、塵を沈殿して除去するものである。水湿式除塵法はガス中の親水性の各種の粒子を除去できるが、親油性の粒子を除去できない。その除塵效果は、バッグ式除塵より良いが、水の沸点が１００℃だけであり、気化しやすく、気化された水がガスとともに流出し、ガス温度が高いと、水の損失が厳重であり、特に乾燥地帯では水湿式除塵法による除塵が不適当である。湿式除塵は大量の水の消耗を必要とするため、実際的に使用する際に各種の産業用アルカリ性廃水を除塵剤とすることが一般であるが、塵含有廃水の回收、処理に対しても高い要求が提出されている。
【００１２】
その同時に、従来の煙道ガス除塵方法は、ガス中のダイオキシン、多環芳香族炭化水素、他の有機物及び重金属化合物を除去する能力を具備していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は排気ガス中の粒子状物質及び有機汚染物を効果的に除去できるプロセスを提供することを目的としている。上記問題を解決するために、下記の技術案を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は排気ガス除塵プロセスであって、塵含有排気ガスと有機除塵剤とをそれぞれ除塵塔に投入して、塔内で接触させ、塵含有排気ガス中の少なくとも一部の水蒸気を凝縮し、有機除塵剤及び凝縮水にて塵含有排気ガス中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着するステップと、得られた浄化ガスを放出するか、或いは後続プロセスに移行するステップとを含む、排気ガス除塵プロセスである。
【００１５】
好ましくは、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物が吸着された有機除塵剤と凝縮水との混合溶液をフィルターに進入させて固液分離させて、フィルターから排出されたアッシュ（ａｓｈ  ｄｒｅｇｓ）を更に処理するか又はリサイクルし、得られたろ液を貯蔵タンクに進入させて油水分離させて、下層の水相層を放出して更に処理するか又はリサイクルし、上層の有機除塵剤層を依然として除塵塔に戻して使用することである。
【００１６】
好ましくは、塵含有排気ガスを下部から向流除塵塔に進入させ、有機除塵剤を上部から向流除塵塔に進入させ、塔内で塵含有排気ガスと向流接触し、得られた浄化ガスを向流除塵塔のトップ部から放出するか又は後続プロセスに移行すること、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物が吸着された有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を向流除塵塔の底部から排出することを含む、向流排気ガス除塵プロセスを採用する。
【００１７】
好ましくは、塵含有排気ガス及び有機除塵剤をいずれも上部から順流除塵塔に進入させ、塔内で順流接触し、有機除塵剤及び凝縮水は、塵含有排気ガス中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着し、得られた気液混合物を共に気液分離器に進入させ、気液分離された浄化ガスを気液分離器のトップ部から放出するか又は後続プロセスに移行すること、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物が吸着された有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を気液分離器の底部から排出することを含む、順流排気ガス除塵プロセスを採用する。
【００１８】
好ましくは、塵含有排気ガス及び有機除塵剤をいずれも上部から順流除塵塔に進入させて、塔内で順流接触し、塵含有排気ガス中の水蒸気の少なくとも一部が凝縮し、塵含有排気ガス中の少なくとも一部の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を有機除塵剤及び凝縮水に吸着して、気液混合物を形成して順流除塵塔の下部から向流除塵塔に進入し、向流除塵塔の上部から進入した有機除塵剤と塔内で向流接触し、得られた浄化ガスを向流除塵塔のトップ部から放出するか又は後続プロセスに移行すること、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物が吸着された有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を向流除塵塔の底部に集めることを含む、混合流排気ガス除塵プロセスを採用する。
【００１９】
好ましくは、向流除塵塔の底部の一部の有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を内循環ポンプにより引き取って内循環除塵剤とし、順流除塵塔の上部から注入して塵含有排気ガスと順流接触するか、及び／又は向流除塵塔の中部から注入して塵含有排気ガスと向流接触する。
【００２０】
好ましくは、前記貯蔵タンクの上層の有機除塵剤層を循環ポンプにより引き取って、向流除塵塔に進入させて循環使用するか、及び／又は順流除塵塔に進入させて循環使用する。
【００２１】
好ましくは、前記貯蔵タンクの上層の有機除塵剤層を循環ポンプにより引き取って、熱交換器中の冷却剤により温度を下げた後に向流除塵塔に進入させて循環使用するか、及び／又は順流除塵塔に進入させて循環使用する。
【００２２】
好ましくは、前記除塵塔内にフィラー層を設けても良い。
【００２３】
好ましくは、前記排気ガス除塵プロセスにおいて、有機除塵剤を塵含有排気ガスと向流接触し、塵含有排気ガスの温度を８０℃以下に下げる。
【００２４】
好ましくは、除塵塔に進入された有機除塵剤の温度が８０℃より低いことである。
【００２５】
好ましくは、吸熱後の熱冷却剤に対して廃熱回収する。
【００２６】
好ましくは、除塵浄化された排気ガスに対して、脱硫及び／又は脱硝処理の後続プロセスを更に行っても良い。
【００２７】
本発明は、除塵塔、フィルター及び貯蔵タンクを含む排気ガス除塵装置であって、除塵塔には、塵含有排気ガス供給口及び有機除塵剤供給口が設けられ、フィルターは除塵塔の底部に連結され、貯蔵タンクはフィルターに連結され、有機除塵剤と塵含有排気ガスとが除塵塔内で接触し、塵含有排気ガス中の水蒸気の少なくとも一部が凝縮し、塵含有排気ガス中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着し、吸着後の有機除塵剤と凝縮水との混合溶液はフィルターに進入されて固液分離を行い、得られたアッシュはフィルターから排出され、得られたろ液が貯蔵タンクに進入され、沈澱、分層が行われ、貯蔵タンクの下層の水相層が放出され、上層の有機除塵剤層が任意に除塵塔に戻す、ことを特徴とする排気ガス除塵装置を更に提供する。
【００２８】
好ましくは、前記塵含有排気ガス供給口は除塵塔の下部に位置し、有機除塵剤供給口は除塵塔の上部に位置し、有機除塵剤と塵含有排気ガスとが塔内で向流接触し、得られた浄化ガスが除塵塔のトップ部から放出されるか、又は後続プロセスに移行する。
【００２９】
好ましくは、前記装置は、気液分離器を更に含み、当該気液分離器は除塵塔の底部に連結され、前記塵含有排気ガス供給口及び有機除塵剤供給口はいずれも除塵塔の上部に位置し、有機除塵剤と塵含有排気ガスとが塔内で順流接触し、有機除塵剤及び凝縮水が塵含有排気ガス中の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を吸着し、得られた気液混合物が共に気液分離器に進入され、気液分離された浄化ガスが気液分離器のトップ部から放出されるか、又は後続プロセスに移行し、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物が吸着された有機除塵剤と凝縮水との混合溶液が気液分離器の底部から排出されて、フィルターに進入されて固液分離が行われる。
【００３０】
好ましくは、前記装置は、順流除塵塔及び向流除塵塔を含み、塵含有排気ガス及び有機除塵剤をいずれも上部の供給口から順流除塵塔に進入させて、塔内で順流接触し、塵含有排気ガス中の水蒸気の少なくとも一部が凝縮し、塵含有排気ガス中の少なくとも一部の固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物を有機除塵剤及び凝縮水に吸着して、気液混合物を形成して順流除塵塔の下部から向流除塵塔に進入し、向流除塵塔の上部から進入した有機除塵剤と塔内で向流接触し、得られた浄化ガスを向流除塵塔のトップ部から放出するか又は後続プロセスに移行すること、固体粒子、酸性汚染物、有機汚染物及び／又は重金属化合物が吸着された有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を向流除塵塔の底部に集める。
【００３１】
好ましくは、前記装置は内循環ポンプを更に含み、向流除塵塔の底部から一部の有機除塵剤と凝縮水との混合溶液を引き取って、順流除塵塔の上部から注入して塵含有排気ガスと順流接触するか、及び／又は向流除塵塔の中部から注入して塵含有排気ガスと向流接触する。
【００３２】
好ましくは、前記装置は循環ポンプを更に含み、貯蔵タンクの上層の有機除塵剤層を循環ポンプにより引き取って、向流除塵塔に導入させて循環使用するか、及び／又は順流除塵塔に導入させて循環使用する。
【００３３】
好ましくは、前記装置は循環ポンプ及び熱交換器を更に含み、貯蔵タンクの上層の有機除塵剤層を循環ポンプにより引き取って、熱交換器中の冷却剤により温度を下げた後に向流除塵塔に進入させて循環使用するか、及び／又は順流除塵塔に進入させて循環使用する。
【００３４】
好ましくは、前記装置は吸熱後の熱冷却剤に対して廃熱回収する熱ポンプシステムを更に含む。
【００３５】
好ましくは、気液接触面を増大させるために、前記除塵塔内にフィラー層又は霧化ノズルが設置されている。
【００３６】
好ましくは、前記装置は、更に脱硫及び／又は脱硝装置と組み合わせて使用されてもよい。
【００３７】
更に、本発明は、食用油、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、液状アスファルト油、キリ油、液状パラフィン油、鉱物油、パーム油および廃食用油（ｗａｓｔｅ  ｃｏｏｋｉｎｇ  ｏｉｌ）から選ばれる２種又は２種以上である無毒性高沸点有機溶媒組成物を含む有機除塵剤を提供する。
【００３８】
好ましくは、前記食用油は、ピーナッツ油、サラダ油、オリーブ油、ヒマシ油、ツバキ油、菜種油、コーン油、各種の植物胚芽油及び大豆油から選ばれる１種又は複数種であってもよい。
【００３９】
好ましくは、前記有機除塵剤はシリコーン系調整剤（ｓｉｌｉｃｏｎ−ｂａｓｅｄ  ｍｏｄｉｆｉｅｒ）を含み、前記シリコーン系調整剤はシリコーンオイル又は変性シリコーンオイルであることが好ましい。
【００４０】
好ましくは、前記有機除塵剤は高沸点食用油及びシリコーン系調整剤を含み、前記シリコーン系調整剤はシリコーンオイル又は変性シリコーンオイルであることが好ましい。
【００４１】
好ましくは、前記有機除塵剤は更に水を含む。
【００４２】
好ましくは、前記水は塵含有排気ガス中の水蒸気が凝縮して得られる凝縮水であってもよい。
【００４３】
好ましくは、前記変性シリコーンオイルはヒドロキシル化及び／又はアミノ化（ａｍｉｎａｔｉｏｎ）及び／又はカルボキシル化及び／又はアシル化により変性される。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る排気ガス除塵プロセスは、水不溶性の無毒性有機除塵剤を煙道ガス又は各種の燃焼排気（廃気）ガスと直接に接触させて、有機除塵剤がガス中の塵を吸着し、且つガス温度を８０℃以下に直接冷却すると同時に、ガス中のＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及他の有機物並びに重金属化合物等も除塵剤に吸着されることを特徴とする。排気ガスには水蒸気が多少含まれているため、除塵剤と排気ガスとが接触した時、一部の水蒸気が凝縮して水滴となり、水滴により、排気ガス中の親水性の各粒径の粒子を再結成し大粒子となり、除塵剤及び凝縮水からなる油水混合溶液に集中化されると同時に、有機除塵剤が排気ガス中の親油性の各粒径の粒子を再結成し大粒子となり、除塵剤及び凝縮水からなる油水混合溶液に集中化される。有機除塵剤及び凝縮水からなる油水混合溶液に進入された親水性の各粒径の粒子及び親油性の各粒径の粒子が更に再結成してより大きい粒子に段々と成長して油水混合溶液の底部に沈着されると同時に、油水混合溶液が水層及び有機除塵剤層に分けられる。また、粒子が再結成して段々と成長する過程において、吸着されたＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物が油水混合溶液中の各種の粒子に吸着されて被覆された後、一緒に油水混合溶液の底部に沈着されてアッシュ層を形成し、その上は水層であり、最上層は有機除塵剤層であり、有機除塵剤は循環使用可能である。アッシュ層は価値のある物質を引き取るために用いられても良い。水層には大量のＨＣｌ、ＨＦ及び少量のダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等が含まれているため、更に処理して汚染物質を排出するか又は回收する。当該方法によって、排気ガス中の塵（ＰＭ１００、ＰＭ１０、ＰＭ２．５及より小さい粒子等を含む）を効果的に除去できるとともに、排気ガス中のＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等を除去できる。
【００４５】
本発明に係る有機除塵剤の除塵の基本原理は物理吸着過程である。本発明に係る有機除塵剤は、高沸点無毒性の各種の食用油、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、液状アスファルト油、キリ油、液状パラフィン油、鉱物油、パーム油等である。前記有機除塵剤は良好の溶解性を有し、供給路が十分で、性質が安定で、高温で循環使用可能であり、且つ有機除塵剤の蒸気圧が高いので、気化による二次汚染を顕著に回避でき、排気ガス中のＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等の物質を同時に除去することができる。
【００４６】
本発明に係る除塵プロセス及び有機除塵剤は、ボイラの煙道ガス、ゴミ焼却排気ガス及び各種の燃焼物燃焼による排気ガスに対して浄化処理を行うことに利用でき、除塵後の浄化ガスを脱硫又は脱硝プロセスを通じて脱硫及び／又は脱硝処理を更に行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は向流排気ガス除塵プロセス及び機器の模式図である。ただし、１：除塵前の排気ガス、２：浄化後の排気ガス、３：向流除塵塔、４：有機除塵剤、５：アッシュ、６：フィルター、７：貯蔵タンク、８：循環ポンプ、９：熱交換器、１０：冷却剤、１１：熱冷却剤。
【図２】図２は順流排気ガス除塵プロセス及び機器の模式図である。ただし、１：除塵前の排気ガス、２：浄化後の排気ガス、４：有機除塵剤、５：アッシュ、６：フィルター、７：貯蔵タンク、８：循環ポンプ、９：熱交換器、１０：冷却剤、１１：熱冷却剤、１２：順流除塵塔、１３：気液分離器。
【図３】図３は混合流排気ガス除塵プロセス及び機器の模式図である。ただし、１：除塵前の排気ガス、２：浄化後の排気ガス、３：向流除塵塔、４：有機除塵剤、５：アッシュ、６：フィルター、７：貯蔵タンク、８：循環ポンプ、９：熱交換器、１０：冷却剤、１１：熱冷却剤、１２：順流除塵塔、１４：内循環ポンプ、１５：内循環除塵剤。
【図４】図４は混合流排気ガス除塵プロセス及び機器の他の模式図である。ただし、１：除塵前の排気ガス、２：浄化後の排気ガス、３：向流除塵塔、４：有機除塵剤、５：アッシュ、６：フィルター、７：貯蔵タンク、８：循環ポンプ、９：熱交換器、１０：冷却剤、１１：熱冷却剤、１２：順流除塵塔、１４：内循環ポンプ、１５：内循環除塵剤（一部が昇圧及び除塵用の順流除塵塔１２のトップ部から注入されて塵含有排気ガスと順流接触する部分的内循環除塵剤であり、もう一部が向流除塵塔３の中部から注入されて塵含有排気ガスと向流接触する部分的内循環除塵剤である）、１６：フィラー層。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、具体的な実施形態を参照して本発明に係る排気ガス除塵プロセス及び機器を説明する。ここの実施形態は本発明をより良好に説明するものであり、本発明の請求の範囲を制限するものであると理解してはいけない。
【００４９】
その操作方法は下記のとおりである。
【００５０】
向流排気ガス除塵プロセス及び機器は図１に示すとおりである。その操作方法は、除塵前の排気ガス１を底部から向流除塵塔３に進入させ、有機除塵剤４をトップ部から向流除塵塔３に進入させて、向流除塵塔３の中で除塵前の排気ガス１と有機除塵剤４とが向流接触して、除塵前の排気ガス１中の塵、ＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等を有機除塵剤４及び凝縮した水に吸着させ、除塵前の排気ガス１を浄化後の排気ガス２に変換して向流除塵塔３のトップ部から放出し、塵、ＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等が吸着された有機除塵剤４と凝縮水とを混合してなる混合溶液を向流除塵塔３の底部に集めた後、向流除塵塔３の底部から流出するとともに、フィルター６に進入させて濾過し、分離されたアッシュ５をフィルター６から排出し、ろ液を貯蔵タンク７に進入させて沈澱、分層を行う。底部はＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等を含む水層であり、それを放出して更に処理するか又はリサイクルし、上層の有機除塵剤層を循環ポンプ８により搬送して、熱交換器９において冷却剤１０により温度を下げた後に清潔な有機除塵剤４に変換して、向流除塵塔３に進入して再利用し、有機除塵剤４中の熱量を吸収した冷却剤１０が熱冷却剤１１に変換し、熱冷却剤１１によって廃熱回収を行え、除塵前の排気ガス１が冷却して温度を下げる必要がない場合、循環ポンプ８により搬送された清潔な有機除塵剤４は向流除塵塔３に直接進入できることである。この際、工業プロセス中の熱交換器９、冷却剤１０及び熱冷却剤１１を省略できる。
【００５１】
順流排気ガス除塵プロセス及び機器は図２に示すとおりである。その操作方法は、除塵前の排気ガス１をトップ部から順流除塵塔１２に進入させ、有機除塵剤４をもトップ部から順流除塵塔１２に進入させて、順流除塵塔１２で除塵前の排気ガス１と有機除塵剤４とが順流接触して、除塵前の排気ガス１中の塵、ＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等を有機除塵剤４及び凝縮した水に吸着させ、除塵前の排気ガス１を浄化後の排気ガス２に変換して順流除塵塔１２の底部から気液分離器１３に進入して、気液分離後に気液分離器１３のトップ部から放出し、塵、ＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等が吸着された有機除塵剤４と凝縮水とを混合してなる混合溶液を順流除塵塔１２の底部に集めて気液分離器１３に進入して気液分離を行った後、気液分離器１３の底部から流出するとともに、フィルター６に進入させて濾過し、分離されたアッシュ５をフィルター６から排出し、ろ液を貯蔵タンク７に進入させて沈澱、分層を行うが、底部はＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等を含む水層であり、それを放出して更に処理するか又はリサイクルし、上層の有機除塵剤４を除塵ポンプ８により搬送して、熱交換器９において冷却剤１０により温度を下げた後に清潔な有機除塵剤４に変換して、順流除塵塔１２に進入して再利用し、有機除塵剤中の熱量を吸収した冷却剤１０が熱冷却剤１１に変換し、熱冷却剤１１によって廃熱回収を行え、除塵前の排気ガス１が冷却して温度を下げる必要がない場合、循環ポンプ８により搬送された清潔な有機除塵剤４は順流除塵塔１２に直接進入できることである。この際、工業プロセス中の熱交換器９、冷却剤１０及び熱冷却剤１１を省略できる。
【００５２】
混合流排気ガス除塵プロセス及び機器は図３に示すとおりである。その操作方法は、除塵前の排気ガス１をトップ部から順流除塵塔１２に進入させ、内循環ポンプ１４にて向流除塵塔３の底部から内循環除塵剤１５を引き取って内循環除塵剤１５をもトップ部から順流除塵塔１２に進入させて、順流除塵塔１２の中で除塵前の排気ガス１と内循環除塵剤１５とが順流接触して、除塵前の排気ガス１中の大部分の塵、ＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等を内循環除塵剤１５及び凝縮した水に吸着させ、気液混合物となり、且つ順流除塵塔１２の底部から向流除塵塔３に進入し、向流除塵塔３の底部において、内循環除塵剤１５と一部浄化された除塵前の排気ガス１とを分離して、該排気ガスは底部から向流除塵塔３に進入し、有機除塵剤４はトップ部から向流除塵塔３に進入する。向流除塵塔３において、一部浄化された排気ガスと有機除塵剤4が向流接触し、排気ガス中に残られた塵、ＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等を有機除塵剤４及び凝縮した水に吸着させ、排気ガスは浄化された排気ガス２に変換して向流除塵塔３のトップ部から放出し、塵、ＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等が吸着された有機除塵剤４と凝縮水とを混合してなる混合溶液を向流除塵塔３の底部に集め、一部の混合溶液を内循環ポンプ１４により引き取って内循環除塵剤１５としてトップ部から順流除塵塔１２に進入してリサイクルし、残った部分を向流除塵塔３の底部から流出するとともに、フィルター６に進入させて濾過し、分離されたアッシュ５をフィルター６から排出し、ろ液を貯蔵タンク７に進入させて沈澱、分層を行うが、底部はＨＣｌ、ＨＦ、ダイオキシン、多環芳香族炭化水素及び他の有機物並びに重金属化合物等を含む水層であり、それを放出して更に処理するか又はリサイクルし、上層の有機除塵剤層を除塵ポンプ８により搬送して、熱交換器９において冷却剤１０により温度を下げた後に清潔な有機除塵剤４に変換して、向流除塵塔３に進入して再利用し、除塵剤中の熱量を吸収した冷却剤１０が熱冷却剤１１に変換し、熱冷却剤１１にて廃熱回収を行えることである。このプロセスにおいて、内循環除塵剤１５に代えて、清潔な有機除塵剤４を使用できる。この際に、内循環ポンプ１４を省略することができるので、熱交換器９からの清潔な有機除塵剤４を２つに分ける必要があり、一つを向流除塵塔３に進入させ、もう１つをトップ部から順流除塵塔１２に直接進入させる。除塵前の排気ガス１が冷却して温度を下げる必要がない場合、循環ポンプ８により搬送された清潔な有機除塵剤４は向流除塵塔３に直接進入できる。この際、工業プロセス中の熱交換器９、冷却剤１０及び熱冷却剤１１を省略できる。
【００５３】
図４に示すように、混合流排気ガス除塵プロセスにおいて、内循環除塵剤１５を２つに分けることができ、１つを昇圧及び除塵用の順流除塵塔１２のトップ部から注入して塵含有排気ガス１と直接順流接触し、もう１つを向流除塵塔３の中部から注入して初期浄化された塵含有排気ガスと向流接触させる。向流除塵塔３には凝縮效率を向上するためのフィラー層１６が設置されてもよい。
【００５４】
実施例１
実験室用の吸収ビンを採用し、吸収ビンに変性シリコーンオイル２００ｍｌを充填した。浙江省湖州のあるグループの、石油コークスを原料として一日あたり８００トンのガラスを生産する窯炉排気ガスがバッグ式除塵器により除塵された後のパイプラインから、直接に排気ガスを引き取って除塵試験を行った。１Ｎｍ３の排気ガスを引き取って吸収ビンを通過させ、吸収ビン中の２００ｍｌ変性シリコーンオイルで吸收した。塵を吸収した２００ｍｌ変性シリコーンオイルを遠心分離した結果、遠心管において４つの層に分けられており、その底部はアッシュ層であり、その上は水層であり、更に上は固体有機物層であり、最上層は変性シリコーンオイル層であり、乾燥計量して、アッシュ層の重量が２．３５４６ｇであり、固体有機物層の重量が０．３２１３ｇであるので、バッグ式除塵後の当該ガラス窯炉の燃焼排気ガス中の塵及び有機物の含有量は２．３５４６ｇ＋０．３２１３ｇ＝２．６７５９ｇ／Ｎｍ３である。しかしながら、実際的生産において、機器検出による塵含有量は僅か０．８ｇ／Ｎｍ３程度である。これから分かるように、本発明に係る方法の除塵效率は実際的生産に用いる方法より遥かに高い。
【００５５】
実施例２
実験室用の吸収ビンを採用し、吸収ビンにピーナッツ油と変性シリコーンオイルとの混合液２００ｍｌを充填した。海南のあるグループの、天然ガスを原料として一日あたり６００トンのガラスを生産する窯炉排気ガスが脱硝・アルカリ脱硫された後のパイプラインから、直接排気ガスを引き取って除塵試験を行った。０．６Ｎｍ３の排気ガスを引き取って吸収ビンを通過させて、吸収ビン中の２００ｍｌのピーナッツ油と変性シリコーンオイルとの混合液にて吸收した。塵を吸収したピーナッツ油と変性シリコーンオイルとの混合液２００ｍｌを遠心分離した後、遠心管において３つの層に分けられており、その底部はアッシュ層であり、その上は水層であり、最上層はピーナッツ油と変性シリコーンオイルとの混合液層であり、乾燥計量して、アッシュ層の重量が０．５３４７ｇであり、脱硝・アルカリ脱硫後の当該ガラス窯炉の燃焼排気ガス中の塵の含有量は０．５３４７ｇ／０．６＝０．８９１１ｇ／Ｎｍ３である。しかしながら、実際的生産において、当該企業の検出による塵含有量は０．１ｇ／Ｎｍ３より小さい。これから分かるように、本発明に係る方法の除塵效率は実際的生産に用いる方法より遥かに高い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2018501954.tif 000008
2018501954.tif 000009
2018501954.tif 000010
2018501954.tif 000011
2018501954.tif 000012
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