(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理排ガスと処理液とを気液接触させる少なくとも一つの気液接触手段と、塩水を電気分解してアルカリ液及び酸性液を生成し、該酸性液又はアルカリ液をそれぞれ前記気液接触手段に供給する酸性液供給ライン及びアルカリ液供給ラインを備えた電解装置とを含み、前記少なくとも一つの気液接触手段が、下部に被処理排ガス導入口を、上部に被処理排ガス排出口をそれぞれ有し、その内部に少なくとも上下二段の気液接触部を備えた縦型スクラバからなり、前記各気液接触部が、前記酸性液又はアルカリ液を噴霧する噴霧手段と、前記スクラバの塔本体と同軸に配設された円筒状下部溢流壁及び円筒状上部溢流壁を含み、前記上部溢流壁が、その内部に多数の孔を有する多孔板を備え、当該多孔板を底として前記酸性液又はアルカリ液を一時的に貯留する貯留部を形成し前記多孔板の孔を通過してくる被処理排ガスと気液接触反応させる気液流動層を形成させる一方、その上端から溢れ出た酸性液又はアルカリ液をその外壁面に沿って流下させ、前記円筒状下部溢流壁が、前記上部溢流壁から流下してくる酸性液又はアルカリ液を貯留する貯留部を形成し、その上端から溢流する前記貯留部内の酸性液又はアルカリ液をその内壁面に沿って流下させて当該内壁面上に前記被処理排ガスと気液接触反応させる流下液薄膜層を形成させるようにし、前記下段側気液接触部の噴霧手段が酸性液供給ラインに接続され、前記上段側気液接触部の噴霧手段がアルカリ液供給ラインに接続されてなることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記スクラバがその底部に廃液処理槽を備え、前記下段側気液接触部の貯留部が酸性液廃液ラインを介して前記廃液処理槽に接続され、前記酸性液廃液ラインに配設されたバルブにより前記下段側気液接触部の貯留部から下部溢流壁の内壁面に沿って流下する溢流量を一定に維持するようにしてなる、請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記上段側気液接触部の貯留部が、アルカリ液廃液ラインに接続され、該アルカリ液廃液ラインに配設されたバルブにより上段側気液接触部の貯留部から下部溢流壁の内壁面に沿って流下する溢流量を一定に維持するようにしてなる、請求項１又は２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記酸性液が次亜ハロゲン酸イオン及び塩素を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記気液接触手段が前記スクラバの前に前処理槽を備え、当該前処理槽がその上部に被処理排ガス発生源に接続された被処理排ガス導入口を、その下部に前記気液接触手段の下部と連通した被処理排ガス導入口をそれぞれ有し、その内部に前記被処理排ガス発生源からの被処理排ガスの流動方向に液体を噴霧する液体噴霧手段を備えてなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記電解装置が隔壁により正極室と負極室に区画され、前記隔壁がフッ素系樹脂からなる親水性多孔質膜又はＰＢＯ繊維布からなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排ガス浄化装置、特に、海水を利用して海岸近傍に配備された発電所のボイラーその他の燃焼機器や海洋を運行する船舶の内燃機関等の排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関やバーナー等の燃焼機器には化石燃料が使用され、その燃焼によって放出される排ガスや排煙中に含まれるＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯｘ及び塵埃粒子等が環境汚染や地球温暖化の一因となっている。この問題を解決するため、燃料処理、燃焼改善及び触媒による排ガス処理など種々提案され、陸上走行車両等の排ガスについては、ある程度改善されている。
【０００３】
しかしながら、これらの方策を軽油や重油を燃料とする船舶機関やボイラーや加熱炉におけるバーナーその他の燃焼機器に適用しようとすると、陸上走行車両等に比べて排気量や燃料消費量が圧倒的に大きいため製造コストや運転コストが著しく増大し、経済的観点からは実用できないという問題がある。このため、この種の内燃機関や燃焼機器では、従来使用されていた硫黄分や残留炭素分の多い安価な超低質油に代えて、硫黄分の少ない燃料の使用が推奨されているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２０００年１月に規定された船舶でのＮＯｘやＳＯｘについての排出規制は未発効ではあるが、低硫黄燃料を使用するだけではその排出規定値を達成できず、しかも、前記低硫黄燃料は、超低質油に比べて高価であるばかりでなく、抜本的解決法とは言いがたく、また、ディーゼルエンジン等の内燃機関の場合には、ピストンリングとシリンダーライナー間の摩擦、磨耗によりエンジンが多大な損傷を受けるという新たな問題が明らかとなった。
【０００５】
他方、排ガス浄化法として海水をＳＯ2吸収剤として用いる方法が提案されている（TOKERUDE A. "Seawater used as SO2 removal agent" Modern Power systems, pp-21, 23, 25, 1989及びNYMAN G B G "Seawater scrubbing removes SO2 from refinery flue gases" Oil & Gas Journal vol. 89, No. 26, pp52-54, 1991）。これらの方法は、凝縮器からの海水の一部をスクラバに導入して気液接触させて排煙中のＳＯ2を吸収させ、その生成した酸性海水を凝縮器からの海水と混合した後、エアレーションによりＳＯ2を酸化させて海水の天然成分である硫酸イオンに変換すると共に、液中の酸素を飽和させた後、海に排出するものである。この方法は、排煙中のＳＯ2を大部分除去できる利点があるが、排煙中に含まれる他の硫黄化合物Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、ＣＳ2や他の成分、ＮＯｘ、ＣＯｘ及び塵埃粒子等については対処できないという問題がある。
【０００６】
この問題を解決する手段として、本発明者は、西田修身等と共同して舶用排煙脱硫脱硝システムを開発した（西田修身、安  淑憲、田代正憲他、「海水電解法による舶用排煙脱硫脱硝システムの開発」、関西支部  第７６期  定時総会講演会  講演論文集  Ｎｏ．０１４−１、１４−９〜１４−１０、日本機械学会関西支部発行）。この舶用排煙脱硫脱硝システムは、頂部に被処理排ガス導入口を、側壁下部に排気口をそれぞれ備えたスクラバと、海水を電気分解してアルカリ液と酸性液を生成する海水電解装置とからなり、前記スクラバの内部に噴霧ノズルを配設し、前記スクラバの頂部から降下する被処理排ガスに前記噴霧ノズルを介して前記海水電解装置で生成したアルカリ液又は酸性液を噴霧して気液接触させるようにした舶用排煙脱硫脱硝システムを開発した。この装置は、海水をポンプで汲み上げ、濾過した後、電気分解してアルカリ液と酸性液を生成させ、生成したアルカリ液をスクラバ内に噴霧して硫黄酸化物を中和させるか、正極室で生成した酸性液をスクラバ内に噴霧してＮＯをＮＯ2に酸化させて窒素酸化物を処理するようにしたものである。
【０００７】
この装置では、アルカリ液のｐＨ値を１０前後にすればＳＯ2をほぼ１００％削減でき、また、ＣＯ及びＮＯｘはそれぞれ最大で７５％、９５％削減できる効果が得られるが、ＣＯｘ及びＮＯｘ全体としては半分にも満たない削減効果しか得られず、より一段と処理能力を高める必要があった。
【０００８】
この問題を解決するため、本発明者は、西田修身等と共同して、電気分解槽自体を排ガス処理槽として用い、該電気分解槽をスクラバと一体的に構成し、前記スクラバ内に被処理排ガスを導入すると共に海水を噴霧して気液接触させ、スクラバで処理した被処理排ガスを前記電気分解槽の隔膜で区画されるアルカリ液生成室と酸性液生成室に順次導入させるようにした排ガス処理装置を開発した（安  淑憲、西田修身、田代正憲他、「海水電解水の薄液膜層反応による排ガス処理効果」、平成１３年秋期  マリンエンジニアリング学術講演会）。この装置は、被処理排ガスが流動する処理室内に海水を噴霧して気液接触させるスクラバと、当該スクラバと一体的に構成されアルカリ液及び酸性液を生成する電解装置とからなり、前記電解装置が、隔膜で相互に区画され底部にそれぞれ被処理排ガス噴出口を有する二つの処理室を有し、その一方の処理室底部の噴出口に前記スクラバの被処理排ガス排出口を接続すると共に、当該処理室の被処理排ガス排出口を他方の処理室底部に接続してなることを特徴とするものである。
【０００９】
しかしながら、この装置では、電気分解槽とスクラバとを一体化しているため、必然的に装置の占有容積が大きくなり、船舶に設置するには制約が多く、また、被処理排ガスを処理室底部に微細気泡にして圧入する構造上、圧力損失が大きくなって余剰の動力が必要になる。しかも、この装置では、スクラバで回収した固形物の排出をベルトコンベアにより行うため、洗浄液として使用した酸性液によりコンベア駆動機構が腐食し、これを防止するため耐食性を高めようとすると、コストの増大を招くなどの問題があることが明らかとなった。
【００１０】
従って、本発明は、ＳＯ2をほぼ１００％削減できるだけでなく、ＮＯｘ、ＣＯｘ及び塵埃粒子を一段と削減することができ、かつ、船舶に搭載可能な程度に小型で安価な排ガス処理装置を得ることを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、基本的には、海水を電気分解してアルカリ液と酸性液を生成させ、当該酸性液に被処理排ガスを気液接触させた後、前記アルカリ液と気液接触させるようにしたものである。
【００１２】
本発明方法の好ましい実施態様においては、気体と液体を接触させる気液接触手段として少なくとも一つのスクラバを用い、当該スクラバの下部から上部に向かって流れる被処理排ガス流を形成させると共に、当該スクラバに前記酸性液及び／又はアルカリ液を噴霧することにより気液接触させることが行われる。
【００１３】
前記気液接触手段として一つのスクラバを用いる場合、スクラバ内部に被処理排ガスの流動方向に沿って少なくとも二段の気液接触部を配設し、その上流側の気液接触部に前記酸性液を噴霧して被処理排ガスと気液接触させた後、下流側の気液接触部に前記アルカリ液を噴霧して被処理排ガスと気液接触させるのが好ましい。
【００１４】
設置空間にゆとりがある場合、二つのスクラバを用い、これらを被処理排ガスの流動方向に沿って直列に接続し、その上流側のスクラバ内で前記酸性液と被処理排ガスと気液接触させた後、下流側のスクラバで前記アルカリ液と被処理排ガスを気液接触させるようにしても良い。この場合、スクラバの気液接触部は必ずしも一段である必要はなく、２段以上の複数段あってもよいことは言うまでもない。
【００１５】
前記電解装置に供給する被電解液としては、海水、人工海水、エンジン冷却水として使用された海水の廃液、コンデンサの復水などを使用すれば良い。また、前記スクラバの気液接触部に供給される酸性液は、通常、ｐＨ６以下、好ましくは、ｐＨ２〜４に設定される。また、前記気液接触部に供給されるアルカリ液は、通常、ｐＨ８以上、好ましくは、ｐＨ８〜１１、最も好ましくはｐＨ９．５〜１０．５に設定される。
【００１６】
前記電解装置は、その内部を隔壁により少なくとも正極室と負極室との隔離されているのが好ましい。これは、海水は導電率が４．５S/mと淡水の導電率（０．０１〜０．０５S/m）に比べ著しく大きいため、電極間距離を至近距離、例えば、１ｍ以内に設定しようとすると、電気的短絡を生じて電解処理を続行できなくなることから、隔壁にある程度の電気抵抗を持たせることによって短絡を防止しようとするものである。前記隔壁の材料としては、ポリテトラフルオルエチレン（例えば、テフロン（登録商標））などのフッ素系樹脂からなる親水性多孔質膜やＰＢＯ繊維布を使用するのが好適である。
【００１７】
好ましい実施態様においては、電解装置の一方の電極側で発生するガス（Ｈ2、Ｃｌ2及びＯ2）を対極側に導き、対極側の消費電力を低減することが行われる。また、アルカリ液生成時に、水素ガスが発生するが、この水素ガスを燃料電池の燃料として利用することにより、電解処理の所要電力の約半分程度を回収することができる。
【００１８】
本発明方法においては、まず、海水を電気分解してアルカリ液と酸性液を生成させ、被処理排ガスを酸性液と気液接触させると、被処理排ガス中に含まれる亜酸化物は前記酸性液に含まれる酸化力の強い成分（具体的には、次亜ハロゲン酸イオン（ＣｌＯ-、ＢｒＯ-、ＩＯ-）、活性酸素種（ＯＨラジカル）、酸化性ガス（Ｃl2、Ｏ2））との反応により酸化され、海洋等の自然界で安定で無害な物質（ＮＯ3-、ＳＯ4-）に変換される。
【００１９】
次いで、酸性液で処理した被処理排ガスをアルカリ液と気液接触させると、被処理排ガス中のＣＯ2はアルカリ液により水和反応が促進されＨＣＯ3-イオンを生成し、アルカリ液に吸収される。これにより、ＣＯ2の大気中への排出濃度を低下させ、その後、酸性処理廃水の中和処理に利用される。
【００２０】
本発明の前記方法は、被処理排ガスと処理液とを気液接触させる少なくとも一つの気液接触手段と、塩水を電気分解してアルカリ液及び酸性液を生成する電解装置とを含み、前記少なくとも一つの気液接触手段が上流側に被処理排ガス導入口を、下流側に被処理排ガス排出口をそれぞれ有し、その内部に配設された少なくとも一つの気液接触部に前記酸性液を噴霧する酸性液噴霧手段又は前記アルカリ液を噴霧するアルカリ液噴霧手段を備えてなることを特徴とする排ガス浄化装置により行うのが好ましい。
【００２１】
前記気液接触手段としては、吸収塔、スクラバなど公知のものを使用でき、前記スクラバには、例えば、噴霧洗浄塔、水ジェットスクラバ、サイクロンスクラバ、ベンチュリースクラバなどが含まれ、これらは単独で又は組み合わせて使用することができる。
【００２２】
本発明方法の他の実施態様においては、前記気液接触手段がスクラバで構成され、当該スクラバはその内部に少なくとも二つの気液接触部を有し、被処理排ガスの流動方向に関して上流側の気液接触部に前記電解装置で生成された酸性液を噴霧する酸性液噴霧手段と、その下流側の気液接触部に前記電解装置で生成されたアルカリ液を噴霧するアルカリ液噴霧手段とを備えているのが好適である。
【００２３】
本発明方法の他の実施態様においては、前記スクラバの各段の気液接触部が前記酸性液噴霧手段又はアルカリ液噴霧手段から噴霧された液体を保持する貯留部を備え、当該貯留部内の液体を気液接触部を形成する壁面に沿って流下させるように構成される。
【００２４】
本発明方法の他の実施態様においては、被処理排ガス発生源と前記気液接触手段との間に前処理槽が配設され、当該前処理槽がその上部に被処理排ガス発生源に接続された被処理排ガス導入口を、その下部に前記気液接触手段の下部と連通した被処理排ガス導入口をそれぞれ有し、その内部に前記被処理排ガス発生源からの被処理排ガスの流動方向に液体を噴霧する液体噴霧手段を備えているのが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して説明する。
【００２６】
本発明に係る排ガス処理装置は、図１に示すように、被処理排ガスと処理液とを気液接触させる気液接触装置１と、電解装置１６とで構成されている。前記気液接触装置１は、内部に上下二段の気液接触部３Ａ，３Ｂを備えた円筒状塔本体２と、各段の気液接触部３Ａ，３Ｂに酸性液又はアルカリ液を噴霧する噴霧ノズル４Ａ，４Ｂとからなるスクラバで構成されている。前記塔本体２は、その下部に被処理排ガス導入口５を、上部に被処理排ガス排出口６をそれぞれ備えている。
【００２７】
前記塔本体２の被処理排ガス導入口５は、その下方に配設された廃液処理槽７の上部に連通し、当該廃液処理槽７は被処理排ガスライン８を介してディーゼルエンジンその他の排ガス発生源（図示せず）に接続されている。前記被処理排ガスライン８にはブロワ９が配設されている。また、前記廃液処理槽７内の廃液は、廃液無害化装置１０を介して海洋に排出するようにしてある。
【００２８】
前記スクラバの各気液接触部３Ａ，３Ｂは、処理液としての酸性液又はアルカリ液を噴霧する噴霧ノズル４Ａ，４Ｂと、前記スクラバの塔本体２と同軸に配設された円筒状下部溢流壁１１Ａ1，１１Ｂ1及び円筒状上部溢流壁１１Ａ2，１１Ｂ2を含み、前記上部溢流壁１１Ａ2，１１Ｂ2は、その内部に多数の孔を有する多孔板２７Ａ、２７Ｂを備え、前記下部溢流壁１１Ａ1，１１Ｂ1は、塔本体２と共に処理液の一部を一時的に貯留する貯留部１２Ａ、１２Ｂを形成すると共に、当該貯留部１２Ａ、１２Ｂから溢れ出る処理液をその内壁面に沿って流下させて気液接触させる気液接触面を形成している。また、前記下段の気液接触部３Ａの貯留部１２Ａは、酸性液廃液ライン１３を介して前記廃液処理槽７に接続され、該酸性液廃液ライン１３に配設されたバルブ１４Ａを制御することにより貯留部１２Ａから下部溢流壁１１Ａ1に沿って流下する溢流量を略一定に維持するようにしてある。
【００２９】
同様に、前記上段の気液接触部３の貯留部１２Ｂは、アルカリ液廃液ライン１５を介して海洋に排出するようにしてあり、該アルカリ液廃液ライン１５に配設されたバルブ１４Ｂを制御することにより貯留部１２Ｂから下部溢流壁１１Ｂ1に沿って流下する溢流量を略一定に維持するようにしてある。
【００３０】
前記電解装置１６は、電解槽１７と、当該電解槽１７内部を正極室と負極室に区画する隔壁１８と、前記正極室内に配設された正極１９と、前記負極室内に配設された負極２０とを含み、前記正極室及び負極室にそれぞれ海水を供給する海水供給手段２１を備えている。前記正極室及び負極室は、それぞれポンプを備えたアルカリ液供給ライン２２及び酸性液供給ライン２３を介して各気液接触部３Ａ，３Ｂへの噴霧ノズル４Ａ，４Ｂに接続されている。
【００３１】
前記隔壁１８は親水性多孔質テフロン（登録商標）膜で構成され、この親水性多孔質膜の持つ電気抵抗を正負両電極間に介在させることにより電極間の短絡を防止すると同時に、正負両電極間の間隔を短くし、装置の小型化を図ることができるようにしてある。
【００３２】
正負両電極間には直流（脈流を含む）が印加されるが、この直流電力の供給源としては任意のものを使用でき、純直流を発生する燃料電池や蓄電池のみならず、直流発電機や交流発電機でもよい。交流発電機を直流電力供給源として使用する場合、交流を半波整流又は全波整流した後、平滑化して又はせずして正負両電極間に印加されることは言うまでもない。
【００３３】
使用に際しては、まず、電解装置１６に海水をそれぞれ供給すると共に、電解装置１６内の電極間に直流電圧を印加すると、海水が電気分解して負極側にアルカリ液（ｐＨ８〜１１）が、正極側にｐＨ２〜４の酸性液がそれぞれ生成される。
正極側
２Ｈ2Ｏ  →  Ｏ2  ＋  ４Ｈ+  ＋  ４e-
ＮaＣl  →  Ｎa+  ＋  Ｃl-、２Ｃl-  →  Ｃl2  ＋  ２ｅ-
Ｃl-  ＋  ２ＯＨ-    →  ＣlＯ-  ＋  Ｈ2Ｏ  ＋  ２ｅ-
Ｃl2  ＋  Ｈ2Ｏ  ＋  →  ＨＣlＯ  ＋  Ｃl-  ＋  Ｈ+
ＨＣlＯ  ＋  ２Ｈ2Ｏ  →  ＣlＯ3-  ＋５Ｈ+  ＋  ５e-
負極側
２Ｈ2Ｏ  ＋  ２e-  →  Ｈ2  ＋  ２ＯＨ-
【００３４】
この酸性液は、電解装置１６から酸性液供給ライン２３を経て噴霧ノズル４Ａからスクラバの下段側気液接触部に噴霧され、アルカリ液は、アルカリ液供給ライン２２を経て噴霧ノズル４Ｂからスクラバの上段側気液接触部に噴霧される。即ち、噴霧ノズル４Ａからスクラバの下段側気液接触部３Ａに噴霧された酸性液は、上部溢流壁１１Ａ2とその多孔板２７Ａとで形成される空間に溜められて多孔板２７Ａ上に流動層を形成し、矢印で示されるように、上部溢流壁１１Ａ2の上端から溢れ出た溢流液は上部溢流壁１１Ａ2の外壁面に沿って流下し、下部溢流壁１１Ａ1により形成される貯留部１２Ａに流入する。貯留部１２Ａに流入した溢流液は、上部溢流壁１１Ａ2の下端側を通り抜けてその内側の下部溢流壁１１Ａ1の上端から溢れ出し、下部溢流壁１１Ａ1の内壁面に沿って流下する。
【００３５】
他方、被処理排ガスライン８を介して廃液貯留槽に導入された被処理排ガスは、まず、廃液貯留槽内の廃液表面に吹き付けられ、塵埃粒子が液中に捕捉される。次いで、スクラバに流入し、上流側、即ち、下段の気液接触部３Ａで酸性液に接触して被処理排ガス中に含まれる亜酸化物(ＮＯ、Ｎ2Ｏ、ＳＯ2、ＣＯ等)が前記酸性液に含まれる酸化力の強い成分（具体的には、次亜ハロゲン酸イオン（ＣｌＯ-、ＢｒＯ-、ＩＯ-）、活性酸素種（ＯＨラジカル）、酸化性ガス（Ｃl2、Ｏ2））反応により酸化され、海洋等の自然界で安定で無害な物質（ＮＯ3-、ＳＯ4-）に変換される。より具体的には、スクラバに流入した被処理排ガスは、まず、下段側気液接触部３Ａの円筒状下部溢流壁１１Ａ1の内壁面を流下する溢流液と接触反応しながら下部溢流壁１１Ａ1内を上昇し、その上方にある多孔板２７の多数の孔から当該多孔板２７上を流動する酸性液の流動層に噴き出されて気液接触反応し、その流動層を通り抜けた被処理排ガスは、噴霧ノズル４Ａから噴霧される酸性液中を通り抜け、上段側気液接触部３Ｂに流入する。この過程での各種亜酸化物の溶解反応は、次の通りである。
i)ＮＯ
ＮＯ  ＋  ＣlＯ-  →  ＮＯ2-  ＋  １／２（Ｃl2）
ＮＯ  ＋  1/2Ｏ2  →  ＮＯ2
２ＮＯ2  →  Ｎ2Ｏ4
Ｎ2Ｏ4  ＋  Ｈ2Ｏ  →  ＨＮＯ3  ＋  ＨＮＯ2
ＨＮＯ3  ＋  ＮaＯＨ  →  ＮaＮＯ3  ＋  Ｈ2Ｏ
ＨＮＯ2  ＋  ＮaＯＨ  →  ＮaＮＯ2  ＋  Ｈ2Ｏ
ii)ＳＯx
ＳＯ2  ＋  Ｈ2Ｏ  →  Ｈ2ＳＯ3
Ｈ2ＳＯ3  ＋  1/2Ｏ2  →  Ｈ2ＳＯ4
Ｈ2ＳＯ3  ＋  ＮaＯＨ  →  Ｎa2ＳＯ3  ＋  ２Ｈ2Ｏ
Ｈ2ＳＯ4  ＋  ２ＮaＯＨ  →  Ｎa2ＳＯ4  ＋  ２Ｈ2Ｏ
【００３６】
前記酸性液で処理された被処理排ガスは、次いで、下流側の気液接触槽３Ｂに入り、そこで噴霧されるアルカリ液と気液接触して被処理排ガス中のＣＯ2がアルカリ液との反応により炭酸イオンを生成し、アルカリ液に吸収除去される。
ＣＯ2  ＋  ２ＯＨ-    →  Ｈ2ＣＯ3  ＋  1/2Ｏ2
Ｈ2ＣＯ3  ＋  ＮaＯＨ  →  ＮaＨＣＯ3  ＋  Ｈ2Ｏ（ｐＨ＝７〜８）
ＮaＨＣＯ3  ＋  ＮaＯＨ  →  Ｎa2ＣＯ3  ＋  Ｈ2Ｏ（ｐＨ＝１０〜１３）
【００３７】
このようにして亜酸化物を除去された排ガスは、スクラバ上部から大気中へ排気される。
【００３８】
他方、下段の気液接触部３Ａに噴霧された酸性液は、その貯留部１２Ａに収集され、その上縁から溢れた酸性液は、下部溢流壁１１Ａ1に沿って流下しながら気液接触を生じ、溢流壁下端から廃液貯槽に集められた後、廃液無害化装置１０に送られて固形物を分離した後、海洋へ廃棄される。また、上段の気液接触部３Ｂに噴霧されたアルカリ液は、上部溢流壁１１Ｂ2の多孔板２７Ｂ上を流動し、矢印で示されるように、上部溢流壁１１Ｂ2の上端から溢れ出てその外壁面に沿って流下し、下部溢流壁１１Ｂ1により形成される貯留部１２Ｂに収集され、貯留部１２Ｂ内のアルカリ液は、下部溢流壁１１Ｂ1の上縁から溢れ出て下部溢流壁１１Ｂ1の内壁面に沿って流下しながら気液接触を生じ、下部溢流壁１１Ｂ1の下端から下段の気液接触部３Ａに入り、そこで酸性液を部分中和して廃液貯槽に収集される。上段の気液接触部３Ｂの貯留部１２Ｂに集められたＣＯ2リッチ液は廃液無害化装置１０からの酸性廃液と混合されて酸性廃液を中和した後、海洋へ廃棄される。
【００３９】
なお、前記実施態様においては、アルカリ液及び酸性液は、電解装置で生成したものをそのまま各気液接触部に噴霧するようにしているが、各液に中和緩衝液、例えば、海水、人口海水、鹸水など中和緩衝力のある塩水を一部添加して噴霧しても良く、また、アルカリ液及び酸性液を噴霧すると同時に、これらの液とは別の噴霧ノズルから前記中和緩衝液を噴霧させて併用するようにしても良い。
【００４０】
図２は、本発明方法の実施に使用する第二の実施態様に係る排気浄化システムを示し、排ガス発生源と気液接触装置１との間に前処理装置２４を配設し、排ガスを冷却すると共に、排ガス中に含まれる塵埃粒子を予め除去するようにしたものである。この前処理装置２４は、並流式スクラバで構成され、内部に気液接触促進材２５と噴霧ノズル４Ｃを備えている。前記気液接触促進材２５は、単数又は複数の円筒状又は円錐状部材からなり、部材自体には多数の孔が穿設されている。このスクラバには、海水を直接供給しても良く、また、図示のように、電解装置１６で生成した酸性液又はアルカリ液を供給して噴射ノズルから噴出させるようにしても良い。本実施態様においては、ブロワ９は被処理排ガス排出口６に配設されているが、他の構成及びその使用時の動作は、塵埃粒子が液面に吹き付けられて液中で捕捉される代わりに気液接触により捕捉される点を除き、図１のものと同じであるので説明を省略する。
【００４１】
なお、前記第二実施態様においては、気液接触促進材２５を前処理装置としてのスクラバに配設した例を示したが、前記第一及び第二実施態様の気液接触装置の下部溢流壁１１Ａ1、１１Ｂ1の内側、即ち、気液が接触しながら移動する壁面側に、前記気液接触促進材２５と同構造の気液接触促進材を配設するようにしても良い。これによりスクラバの気液接触効率を高めることができる。
【００４２】
また、前記実施態様においては、ブロワ９は被処理排ガス排出口６又は被処理排ガスライン８に配設されているが、エンジン等の燃焼ガスの排出圧力が前記気液接触装置１の操作における圧力損失を十分に上回るような場合には、必ずしもブロワを設ける必要はない。
【００４３】
さらに、前記前処理装置２４として噴霧式スクラバの代わりに、構造が簡単で、耐食材料を使用しやすい水ジェットスクラバを採用しても良い。
【００４４】
このように構成すると、小型船舶などの極めて小規模の排ガス発生装置であっても本発明を適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、前記本発明装置を採用することにより、ＳＯ2をほぼ１００％削減できるだけでなく、ＮＯｘ、ＣＯｘ及び塵埃粒子を一段と削減することができる。しかも、スクラバ内部の気液接触部を上下方向に多段に分割配置できるので、設置空間をさほど必要とせず船舶に搭載可能な程度に小型化できる。また、気液流動層と流下液薄膜層の二種を組み合わせた構成とすることにより十分な気液接触反応を行わせると同時に、圧力損失を最小限度に抑制できる。さらに、スクラバが縦型であるため、煙突として使用できる。また、スクラバを他の構成機器と分離して配管接続することができるので、装置の設置場所に柔軟性があり、設置空間など場所的制限を少なくできるなど優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る排ガス処理装置の一実施態様を示す概略説明図
【図２】  本発明に係る排ガス処理装置の他の実施態様を示す概略説明図
【符号の説明】
１…気液接触装置
２…塔本体
３Ａ，３Ｂ…気液接触部
４Ａ，４Ｂ…噴霧ノズル
５…被処理排ガス導入口
６…被処理排ガス排出口
７…廃液処理槽
８…被処理排ガスライン
９…ブロワ
１０…廃液無害化装置
１１Ａ1，１１Ｂ1…下部溢流壁
１１Ａ2，１１Ｂ2…上部溢流壁
１２Ａ、１２Ｂ…貯留部
１３…酸性液廃液ライン
１４Ａ，１４Ｂ…バルブ
１５…アルカリ液廃液ライン
１６…電解装置
１７…電解槽
１８…隔壁
１９…正極
２０…負極
２１…海水供給手段
２２…アルカリ液供給ライン
２３…酸性液供給ライン
２４…前処理装置
２５…気液接触促進材
２７Ａ、２７Ｂ…多孔板
【図１】
0003901559.tif 000002
【図２】
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