(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを分解処理部で高温にて分解処理した後、該分解処理された処理ガスに１次冷却部で液体を噴霧して冷却し、該液体が噴霧された処理ガス及び処理装置内の循環水を冷凍機により冷却される冷却器により冷却してその体積を減少させる２次冷却部に供給し、粉体捕集部で該処理ガス中に含まれる粉体を捕集し、前記２次冷却部で冷却された循環水を前記１次冷却部で噴霧される液体として利用し、及び前記粉体捕集部に供給される液体として利用することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項２】
排ガスを高温で分解処理する分解処理部の後段に設けられ、前記分解処理部からの処理ガスに液体を噴射するように作動する液体噴霧部を有する１次冷却部と、
冷凍機により冷却される冷却器を有し、かつ前記１次冷却部で液体を噴霧させた前記処理ガスと供給される処理装置内の循環水とを冷却するように作動して処理ガスの体積を減少させる２次冷却部と、
前記２次冷却部で冷却された処理ガスに含まれる粉体を捕集する粉体捕集部と、循環タンクを有し、前記２次冷却部で冷却された循環水を前記１次冷却部で噴霧される液体として利用し、及び前記粉体捕集部に供給される液体として利用することを特徴とする処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の処理装置において、
前記粉体捕集部は処理ガスに液体を噴射するための液体供給手段を有することを特徴とする処理装置。
【請求項４】
請求項１項に記載の排ガス処理方法であって、該粉体捕集部はケーシングと回転羽根車を有するファンスクラバーを備え、
該排ガス処理方法は、さらに、ダストや水溶性有害ガスを含む処理ガスをファンスクラバーに導入し、そこで該ダストや水溶性有害ガスを洗浄水水滴に吸着させて排ガスを浄化し、
前記回転羽根車を回転させると共に、洗浄水を供給し、該ファンスクラバーのケーシング内での洗浄水の水滴と処理ガスを混合させ、前記ダストや水溶性有害ガスを洗浄水水滴に吸着させて除去することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項５】
請求項２に記載の排ガス処理装置であって、該排ガスはダストや水溶性有害ガスを含み、該粉体捕集部はケーシングと多数の短い羽根を外周部に配置した回転羽根車を有するファンスクラバーを有し、該ファンスクラバーは、該ダストや水溶性有害ガスを洗浄水水滴に吸着させて該排ガスを浄化するように作動可能であることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載の排ガス処理装置であって、該排ガスはダストや水溶性有害ガスを含む排ガスを含み、該粉体捕集部はケーシングと多数の微細孔を形成した多数の羽根を具備する回転羽根車を有するファンスクラバーを有し、該ファンスクラバーは、該ダストや水溶性有害ガスを洗浄水水滴に吸着させて該排ガスを浄化するように作動可能あることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項７】
排ガスを高温で分解処理する分解処理部と、処理装置とを具備する排ガス処理装置であって、該処理装置は、
分解処理部の後段に設けられ、前記分解処理部からの処理ガスに液体を噴射するように作動する液体噴霧部を有する１次冷却部と、
冷凍機により冷却される冷却器を有し、かつ前記１次冷却部で液体を噴霧させた前記処理ガスと供給される処理装置内の循環水とを冷却するように作動して処理ガスの体積を減少させる２次冷却部と、
前記２次冷却部で冷却された処理ガスに含まれる粉体を捕集する粉体捕集部と、循環水タンクとを有し、前記２次冷却部で冷却された循環水を前記１次冷却部で噴霧される液体として利用し、及び前記粉体捕集部に供給される液体として利用することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の排ガス処理装置であって、前記粉体捕集部は処理ガスに液体を噴射するための液体供給手段を有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項９】
請求項７に記載の排ガス処理装置であって、さらに、前記１次冷却部からの異物を含む水を排出する排水管路に該異物を捕集するように作動可能であるＵトラップを装着自在に設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１０】
請求項７又は９に記載の排ガス処理装置であって、さらに、前記分解処理部からの処理ガスが流れる排ガス管路内に散水する散水手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１１】
請求項７，９又は１０に記載の排ガス処理装置であって、前記２次冷却部は前記循環水を排ガス配管内に断続的或いは連続的に散水する散水手段を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１２】
請求項７，９，１０又は１１に記載の排ガス処理装置であって、さらに、前記粉体捕集部からの処理ガスが流れる排ガス管路に該処理ガス中に含まれるミストを捕集するように作動可能であるミスト捕集器を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１３】
請求項７，９，１０，１１又は１２に記載の排ガス処理装置であって、前記１次冷却部を除く部分で使用した液体を再利用することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１４】
請求項４に記載の排ガス処理方法であって、該回転羽根車を周速５５ｍ／ｓ以上で回転させることを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の排ガス処理装置であって、該異物は粉体であり、該Ｕトラップは粉体を捕集するように作動可能であることを特徴とする排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、燃焼処理する場合ダストを発生しやすい排ガス処理装置に関するものである。例えば、半導体製造プロセス、液晶パネル製造プロセスから排出されるシランガス（ＳｉＨ４）、或いはハロゲン系のガス（ＮＦ３，ＣｌＦ３，ＳＦ６，ＣＨＦ３，Ｃ２Ｆ６，ＣＦ４等）を含む有害可燃性、若しくは難分解性ガスを処理するための排ガス処理装置に関する。
背景技術
ダストを発生しやすい排ガスには、半導体製造装置や液晶パネル製造装置からの、例えばシラン（ＳｉＨ４）やジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）等の有害可燃ガス、若しくは難分解性の地球温暖化ガス（ＰＦＣｓ）を含むガスがある。このような排ガスは、そのままでは大気に放出することができない。そこで、これらの排ガスを除害装置に導き、都市ガスやプロパンガスのような燃焼ガスとして助燃ガスを用いて炉内に火炎を形成し、この火炎により排ガスを燃焼させて酸化無害化処理を行うようにしている。助燃ガスの酸化剤としては空気が通常使用されている。
【０００２】
このように排ガスを高温で処理すると、副生成物として粉体（主としてＳｉＯ２）が発生し、これを除去するため、処理ガスを図１４に示すようなスクラバー（反応塔）を通過させている。このスクラバー６は、円筒状のケーシング１の内部に一対の充填物層２ａ、２ｂを所定間隔離間させて配置し、洗浄水配管３の先端に噴霧口４を有するスプレー装置５をこれらの充填物層２ａ、２ｂの間に設置して構成されている。このような構成のスクラバー６によれば、内部を通過する処理ガスＧは充填物層２ａ、２ｂの間の空間に滞留し、ここでスプレー装置５から噴霧された洗浄水によって粉体が除去される。
【０００３】
しかしながら、処理ガスＧ中に含まれる粉体は、粒径が数ｎｍから数十μｍに渡って広く分布しており、大径の粒子は捕捉できるが、１μｍ以下の粉体を除去することは困難であった。このため粉体の捕集率は、６０〜７０％程度にとどまっていた。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、排ガスを高温で分解処理した処理ガスに含まれている粉体を、高い捕集率で効率よく捕集できるようにした排ガス処理装置を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は排ガス処理方法を、排ガスを分解処理部で高温にて分解処理した後、該分解処理された処理ガスに１次冷却部で液体を噴霧して冷却し、該液体が噴霧された処理ガス及び処理装置内の循環水を冷凍機により冷却される冷却器により冷却してその体積を減少させる２次冷却部に供給し、粉体捕集部で該処理ガス中に含まれる粉体を捕集し、前記２次冷却部で冷却された循環水を前記１次冷却部で噴霧される液体として利用し、及び前記粉体捕集部に供給される液体として利用する構成とした。
また、本発明は排ガス処理装置を、排ガスを高温で分解処理する分解処理部の後段に設けられ、前記分解処理部からの処理ガスに液体を噴射するように作動する液体噴霧部を有する１次冷却部と、
冷凍機により冷却される冷却器を有し、かつ前記１次冷却部で液体を噴霧させた前記処理ガスと供給される処理装置内の循環水とを冷却するように作動して処理ガスの体積を減少させる２次冷却部と、
前記２次冷却部で冷却された処理ガスに含まれる粉体を捕集する粉体捕集部と、循環タンクを有し、前記２次冷却部で冷却された循環水を前記１次冷却部で噴霧される液体として利用し、及び前記粉体捕集部に供給される液体として利用する構成とした。
排ガス処理方法及び排ガス処理装置をこのように構成することにより、２次冷却部で冷却して体積を小さくし、処理ガスに含まれる粉体を凝集させて粒径の大きなフロックとし、それに粉体捕集部で液体を噴射するので、このフロックは効率的に捕捉されると共に、処理する排ガスの体積も減るので、処理ガスからの除去率を高め清浄な処理ガスを排出することができる。
【０００５】
また、本発明の一態様では、１次冷却部から粉体等の異物を含む水を排出する排水管路に該異物を捕集するＵトラップを装着自在に設けた。これにより、排ガスと排液を分離できるだけでなく、排水管路の閉塞を防止ができ、有害物を含む排水が溢れ出ることはない。また、Ｕトラップ内に異物が溜まった場合、該Ｕトラップを排水管路から外して内部を清掃するだけでよいので、メンテナンスが極めて容易となる。
【０００６】
また、本発明の一態様では、分解処理部からの処理ガスが流れる排ガス管路内に散水する散水手段を設けた。これにより、常時排ガス管路内壁面に水の流れを形成することができ、ダストを多く含む処理ガスが流れても、内壁面にダストが付着することはない。排ガスＧに腐食性ガス（例えば、ＨＦガス）が含まれていても排ガス配管が腐食しない。また、水が散布されているため、高温の処理排ガスが流入しても、少量
の水で高温の処理排ガスを冷却することができる。
【０００７】
また、本発明の一態様では、粉体捕集部からの処理ガスが流れる排ガス管路に該処理ガス中に含まれるミストを捕集するミスト捕集器を設けた。これにより、ミストの装置外への流出を防止でき、装置外の配管の腐食防止、水滴による圧損増加を抑えることができる。
【０００８】
また、本発明の一態様では、ダストや水溶性有害ガスを含む排ガスを回転羽根車を有するファンスクラバーに導入し、該ダストや水溶性有害ガスを洗浄水水滴に吸着させて該排ガスを浄化する排ガス処理方法であって、回転羽根車を周速５５ｍ／ｓ以上で高速回転させると共に、洗浄水量を極力多くし、該ファンスクラバーのケーシング内での水滴と排ガスの混合を促進させ、ダストや水溶性有害ガスを洗浄水水滴に吸着させて除去する。
【０００９】
また、本発明の一態様では、疎水性のダストや難溶性のガスを含む排ガスを回転羽根車を有するファンスクラバーに導入し、該疎水性のダストや難溶性のガスを洗浄水の水滴に吸着させて除去し、該排ガスを浄化する排ガス処理方法であって、回転羽根車を周速５５ｍ／ｓ以上で高速回転させると共に、洗浄水量を極力多くし、該ファンスクラバーのケーシング内での水滴を微細化・高濃度化することにより、ブラウン運動等のランダムな動きが支配的な１μｍ以下のダストについては洗浄水水滴に直接飛び込む確率を高くし、難溶性のガスについては洗浄水水滴との接触面積を多くし、該疎水性のダストや難溶性のガスを除去し排ガスを浄化することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様では、ダストや水溶性有害ガスを含む排ガスを多数の羽根を具備する回転羽根車を有するファンスクラバーに導入し、該ダストや水溶性有害ガスを洗浄水水滴に吸着させて排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、回転羽根車は多数の短い羽根を外周部に配置した構成である。これにより、余分な抵抗なく羽根車の高速回転及び洗浄水量の増加が可能で、ケーシング内の洗浄水水滴の微細化・高濃度化が可能となり、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、上記排ガス処理装置において、ファンスクラバーの回転羽根車は羽根に微細で且つ多数の孔を形成した構成である。これにより、余分な抵抗なく羽根車の高速回転及び洗浄水量の増加が可能で、且つ該羽根の微細孔を通して微細な洗浄水の水滴が放出され、該ケーシング内の洗浄水水滴の微細化・高濃度化が可能となり、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
【００１２】
また、本発明の一態様では、回転羽根車は多数の短い羽根を外周部に配置すると共に、内周部に多数の短い羽根及び／又は多数の障害物を配置した。これにより上記と同様、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の排ガス処理装置の全体構成例を示す。本処理装置は、分解処理部分の一例としての排ガスを高温で燃焼処理する排ガス燃焼器１０が備えられている。ここで分解処理というのは、排ガスを加熱してエネルギーを与えて分解しやすくし、空気や酸素を加えて酸化し、分解することである。この排ガスの加熱には、ヒータ方式と、燃焼方式がある。ヒータ加熱方式は排ガスを９００℃程度に加熱し、燃焼方式は排ガスを燃焼し１３００℃以上に加熱するものである。燃焼方式のほうがヒータ加熱方式より排ガスに与える熱エネルギーが大きく、大量の排ガス処理に適している。
【００１３】
この排ガス燃焼器１０は、バーナ部１１と該バーナ部１１の後段で排ガスを加熱酸化分解させる燃焼反応部（燃焼室）１２とを備え、バーナ部１１による火炎の中に排ガスＧを通過させて排ガスを火炎と混合させて燃焼させるようになっている。バーナ部１１は、この実施の形態例では、筒状の空間（保炎部）に助燃ガス及び／又は空気を旋回流として供給するノズルを開口されたものが好適に用いられているが、もちろん他の適宜の形式を用いることができる。分解処理としては、ヒータ加熱器を用いて排ガスを分解するものを用いてもよい。
【００１４】
排ガス燃焼器１０の下端には、排ガス燃焼器１０で分解処理した後の処理ガスに向けて液体（主として水）を噴霧する液体噴霧部２０が一体に連接されている。この液体噴霧部２０には、側部に噴霧口２１を、底部に排水口２２を有するハウジング２３が備えられいる。前記噴霧口２１は循環水タンク２４内に設置された給水ポンプ２５から延びる液供給配管２７に、前記排水口２２は排水管２８にそれぞれ接続されている。
【００１５】
液体噴霧部２０のハウジング２３の側部には、排ガス燃焼器１０からの排出ガスを排出する排ガス配管２９が接続され、この排ガス配管２９は、冷凍機３０によって冷却される冷却器４０の上端に接続されている。この冷却器４０は、高さ方向の中央部分が二重管となった密閉された円筒状のケーシング４１の内部に、図２に示すように、フィン付きチューブ４２が巻回されて配置されている。該チューブ４２には該冷凍機３０で冷却される冷媒が流れるようになっている。フィン付きチューブ４２の上方には、洗浄水配管４３の先端に噴霧口４４が開口するスプレーノズル４５が設けられている。冷却器４０は、冷媒がフィン付きチューブ４２において蒸発して周囲のガスから潜熱を奪う蒸発器を構成している。また、排ガスとフィン付きチューブ４２が効率よく熱交換するために障害物４６を設け排ガスとフィン付きチューブ４２の接触効率を高める。
【００１６】
冷却器４０のケーシング４１の下部には、ノズルからの洗浄水を前記循環水タンク２４に戻す冷却水配管３２と、冷却器４０で冷却された排ガスをファンスクラバー５０に送るガス配管３３が接続されている。
【００１７】
ファンスクラバー５０は、図３及び図４に示すように、縦置きされたケーシング５１の内部にモータ（図示せず）により鉛直面内で回転する羽根車５２が配置され、ケーシング５１の一側の中心に流入口５３が開口してこれには排ガス配管３３が接続されていると共に、羽根車５２の中心から放射状に洗浄水をスプレーする噴霧口５４を有する給水配管５５が挿入されている。一方ケーシング５１の外周面には、上部に排ガス排出口５６が、下部にドレン口５７が開口して設けられている。更にケーシング５１の上部にはファンスクラバー５０から排出される排ガス中のミストを捕集するミスト捕集器６０が接続されている。
【００１８】
ミスト捕集器６０は、図５に示すように、ケーシング６１内に先端を折り曲げＬ状に形成した邪魔板６２、６３が配置され、ケーシング６１の下部に排ガスの流入口６４、上部に排ガスの排出口６５が設けられ、更に邪魔板６３の上部に洗浄水を散水するスプレーノズル６６を有する洗浄水配管６７が配置され、該洗浄水配管６７はポンプ２６から延びる配管３４にバルブ３５を介して接続されている。また、流入口６４はファンスクラバー５０の排ガス排出口５６に接続され、排ガスの排出口６５は排気ダクト（図示せず）に接続されている。また、ポンプ２６から延びる配管３４はファンスクラバー５０の給水配管５５に接続されている。また、循環タンク２４内には工業用水源３７から工業用水が供給されるようになっている。また、循環タンク２４からブローダウンにより排水管３６に排水されている。
【００１９】
なお、この実施の形態の装置においては、液供給配管２７又は４３に必要に応じてアルカリ液を供給するアルカリ液タンク７０が設けられている。即ち、アルカリ液タンク７０に接続された給液ポンプ７１からバルブ７２、７３を介して延びるアルカリ液供給配管７４、７５は液供給配管２７又は４３に合流している。そして、給液ポンプ７１の駆動することによって、前記液体噴霧部２０の噴霧口２１から又は冷却器４０の噴霧口４４から噴霧される液体にアルカリ液が添加されるように構成されている。
【００２０】
次に、この実施の形態の排ガス処理装置による排ガスの処理について図１２及び図１３に基づいて説明する。なお、図１２は図１の排ガス燃焼器１０及び液体噴霧部２０の構成例を示す図で、図１３は図１２のＩ−Ｉ矢視断面図である。図示するように、バーナ部１１の側壁には内部に空気を噴射し、旋回空気流を形成する空気ノズル１３がその開口が内周面に均等で且つ上下方向に複数段設けられている。また、空気ノズル１３の下方には助燃ガスを噴出し、助燃ガスの旋回流を形成する助燃ガスノズル１４がその開口が内周面に均等で且つ上下方向に複数段設けられている。処理すべき排ガスＧはバーナ部１１の天板下面に開口する排ガス導入管１５により、バーナ部１１内に導入され、ここでバーナ部１１で生成した旋回炎により燃焼室１２で高温で分解処理され、この分解処理後の処理ガス（燃焼ガス）Ｇが液体噴霧部２０に流入する。そして、液体噴霧部２０において処理ガスに向けて液体（主として水）が噴霧され、処理ガス中のＨＣｌやＨＦがこの液体に吸収されて排水管２８から外部に排出される。処理ガス中の水蒸気は飽和状態又はこれに近い状態となる。
【００２１】
ＨＣｌやＨＦが除去され、水蒸気が飽和又はこれに近い状態となった処理ガスは、冷却器４０内に流入し、内部を流れる間に、フィン付きチューブ４２内を流れる冷媒が蒸発するための潜熱を奪うことにより急速に冷却される。この冷却に伴って、処理ガスの体積が収縮し、これによって、処理ガス中の粉体同士が互いに衝突する確率が高くなり、冷却器４０を通過する過程で粉体の凝集が進行し粒径の大きいフロックとなる。この肥大したフロックを含む処理ガスＧは、ファンスクラバー５０内に流入する。
【００２２】
ファンスクラバー５０では、噴霧口５４から液体（主として水）を噴霧しつつ、羽根車５２を回転させ、流入口５３から供給された処理ガスを吸引する。羽根車５２の遠心作用で処理ガスＧはケーシング５１内を周回して流れ、排ガス排出口５６からミスト捕集器６０に流れ込む。
【００２３】
羽根車５２を回転させる機構には、インバータ付のモータ、回転制御ユニット付きの直流モータを用いる。
噴霧口５４からは液体が径方向に噴霧されミストのカーテンを形成し、処理ガスＧ中の肥大化した粉体（フロック）を吸い込む。フロックを吸い込んだ液体は、ケーシング５１の内周面に衝突した後、ケーシング５１の内周面に沿って流下し、ドレン５７から配管５８を通って循環水タンク２４に戻る。
【００２４】
このように、処理ガス中の粉体を凝集させて粒径の大きなフロックとするので、水やミストのスプレーによる捕捉が容易となり、また、処理する体積も減るので、より高い捕集率で効率よく処理ガス中の粉体を捕集することができる。本出願の発明者らの実験では、処理ガス中の粉体の捕集率を９０％以上にできることが確かめられた。
【００２５】
ミスト捕集器６０に流れ込んだ処理ガスＧは図５の矢印に示すように、邪魔板６２、６３により流れ方向が変えられる。この流れ方向が変えられることにより、処理ガスＧ中のミストは流れを変えきれず邪魔板６２、６３に衝突する。これにより、処理ガスＧ中のミストは捕集される。
【００２６】
上記のように、ファンスクラバー５０の下流にミスト捕集器６０を設けることにより、ミストの装置外への流出を防止できる。これにより装置外の配管の腐食防止、水滴による配管閉塞が引き起こす圧損増加を抑えることができる。
【００２７】
排ガス燃焼器１０の下端に設けられたハウジング２３の排水口２２に接続された排水管２８には、ダスト等の異物を含む排水を流す配管の詰まりを防止するため、ポット型Ｕトラップ８０が設けられている。このポット型Ｕトラップ８０は図６に示すように、蓋部８１とポット部８２とからなり、該蓋部８１とポット部８２はクランプ８９で互いに連結されるようになっている。蓋部８１に排水流入口８５と排水流出口８６が設けられ、排水流入口８５にはボールバルブ８７を介して、排水管２８が接続され、排水流出口８６にはボールバルブ８８を介して排水管３６が接続されている。また、ポット部８２の側部には該ポット部８２内に溜まったダスト等の異物の量を確認するための覗窓８３が設けられている。また、図示は省略するが、異物が所定量溜まったことを検出するための光電センサ等からなるセンサを設けてもよい。
【００２８】
上記構成のポット型Ｕトラップ８０において、ハウジング２３からのダスト等の異物を含む排水は、ボールバルブ８７及び排水流入口８５を通ってポット部８２に流れ込み、該ポット部８２から排水流出口８６及びボールバルブ８８を通って排水管３６へと排水される。図６では入口側の排水管２８は出口側の排水管３６より高くしているが、排水管２８と排水管３６は同じ高さでもよい。
【００２９】
水より比重の重いダスト等の異物Ｍはポット部８２の内部に留まり、水のみが排水管３６を通って排水される。ポット部８２内に溜まったダスト等の異物Ｍは覗窓８３から、又は上記異物を検出するセンサを設けている場合はそのセンサの出力により、異物が所定量になったことを確認できるから、所定量になったら、ボールバルブ８７、８８を閉じ、水抜きバルブ８４内を開き、ポット部８２内の水を抜いた後、クランプ８９を外して、ポット部８２内の異物を除去し、内部を清掃する。清掃した後、ポット部８２をクランプ８９を介して蓋部８１に結合し、ボールバルブ８７、８８を開くことにより、上記と同様、ハウジング２３からの排水はポット型Ｕトラップ８０を通して排水できる。また、上記センサを設けている場合は、センサの出力で水抜きバルブ８４を開閉できるに制御システムを構成し、ポット部８２内に異物が所定量溜りそれをセンサが検出したら、水抜きバルブ８４を開き、自動的に排水・清掃できるようにしてもよい。
【００３０】
上記のように、ポット型Ｕトラップ８０を排水管２８に設けることにより、ダスト等の異物Ｍはポット部８２内に溜り、それ以降の排水管３６等の異物による閉塞を防止できる。また、ポット部８２はクランプ８９で蓋部８１に結合されているだけであるから、ポット部８２に異物が溜まった場合に、簡単に取り外して内部を清掃することができる。
【００３１】
また、ポット部８２には覗窓８３を設けているので、内部に異物Ｍが溜まったことを確認することが容易である。また、ポット部８２の内部の水を抜くための水抜きバルブ８４を設けているので、ポット部８２を取り外す前に水を抜くことにより、内部の有害物を含む水を溢すことなく、ポット部８２を外すことができる。
【００３２】
水抜きバルブ８４は、ポット部８２の側壁に設けた覗窓８３の見える範囲に設け、異物Ｍが水抜きバルブ８４の高さまで溜まる直前にポット部８２を外して清掃することにより、水抜きバルブ８４を詰まらせることなく、ポット部８２を清掃することができる。
【００３３】
また、ポット型Ｕトラップ８０の排水流入口８５と排水流出口８６にそれぞれボールバルブ８７、８８を介して排水管２８、３６を接続しているので、ポット部８２の取り外し時に上流側と下流側の雰囲気を大気に開放せずに、ポットを清掃することができる。
【００３４】
排ガス配管２９、３３の垂直配管部には配管スプレー９０が設けられている。該配管スプレー９０は、図７に示すように、排ガス配管２９、３３の垂直配管部分の内部に洗浄水配管９１の先端に噴霧口９２が開口するスプレーノズル９３が設けられている。該洗浄水配管９１は液供給配管２７、配管３４に接続され、水を供給されている。
【００３５】
上記構成の配管スプレー９０において、スプレーノズル９３から、常時、例えば１ｌ／ｍｉｎの水量を散水することにより、排ガス配管２９、３３の内壁面を水Ｗが流れるため、即ち内壁面に水流層が形成されたため、ダストを多く含む処理排ガスＧが流れても、内壁面にダストが付着することはない。また、常時散水することで、排ガス配管２９、３３の内壁面に水が流れるため、処理排ガスＧに腐食性ガス（例えば、ＨＦガス）が含まれていても排ガス配管が腐食しない。また、水が散布されているため、排ガス配管２９、３３内に水滴が充満するため、高温の処理排ガスＧが流入しても、処理排ガスＧと水滴の接触が長時間行われるため、少量の水で高温の処理排ガスＧを冷却することができる。合わせて冷却器４０での冷却効率も高めることができる。勿論、スプレーノズル９３の噴霧口９２から噴霧される水の流れと反対方向に排ガスＧを流入（図では下から上方に向かって流入）させても同様な効果が得られる。
【００３６】
上記のように、排ガス配管２９、３３の垂直部分に配管スプレー９０を設置しない場合は、１ヶ月に１回の割合で排ガス配管２９、３３のメンテナンスを行う必用があったが、上記構成の配管スプレー９０を配置することにより、６ヶ月に１回のメンテナンスで済むようになった。なお、配管スプレーは基本的には、配管の垂直部分、即ち縦配管で用いるが、これに限定されるものではなく、斜めに傾斜した配管、水平に配置された配管でも用いることができ、同様な効果が得られる。
【００３７】
上記構成の排ガス処理装置において、排ガス燃焼器１０のバーナ部１１へ導入される排ガスＧ１の流入速度を排ガス流入管の口径を縮小し、大気中の水素火炎伝播速度（２．５〜２．８ｍ／ｓ）以上の流速とすることで排ガス流入配管への逆火発生を防止している。排ガス流入管の口径の縮小による流速制御によって発生する圧力損失はファンスクラバー５０により装置内を常時負圧に保つことで解消している。
【００３８】
また、ファンスクラバー５０により、排ガス処理装置内を常時負圧に保つことで該排ガス処理装置前段の真空ポンプへの負荷を低減する効果と、真空ポンプから排ガス処理装置間の配管や本排ガス処理装置内の接ガス部に万一ピンホール等が発生した際に、外部への排ガス漏洩を防止できる。
【００３９】
また、排ガス燃焼器１０の後段に設けた液体噴霧部２０からなる１次冷却部における副生成物捕集性能を高濃度の酸性ガスと微粉体の粗捕集のみとしている。そして液体噴霧部２０で使用した液（主に水）は装置内の循環経路に戻らず、１次冷却部排水として装置外へ排水することで循環水タンク２４のブローダウン水量の低減を図っている。
【００４０】
また、冷凍機３０にて温度制御された冷却器４０を２次冷却部として１次冷却部後段に設け、処理排ガスＧを通過させた際に、冷媒との熱交換を行い、ガスの凝縮作用による微粉体粒子径の増大と、処理排ガスＧの冷却とをすることができる。更に、冷却器４０内でスプレーノズル４５により水をスプレーすることで微量に残存している酸性ガスの捕集除去とスプレー水の水温の冷却を同時に行っている。これにより、排ガス処理装置内の循環水の温度上昇問題の解消ができるため、循環水タンク２４のブローダウン水量の低減が図れ、結果として装置内で使用する冷却・洗浄水量の大幅な低減ができる。
【００４１】
また、本排ガス処理装置では、内部に処理排ガスと洗浄水を接触混合する羽根車５２を持つ構造のファンスクラバー５０を採用することで、気液接触効率の向上、小型化、水使用量の低減を行っている。更に、２次冷却部でＳｉＯ２の微紛体粒子の粒径の増大をおこなっているため、捕集除去が一層容易となる。
【００４２】
図８は本発明に係るファンスクラバーを用いた排ガス処理装置の構成例を示す図である。図示するように、本排ガス処理装置は、排ガス燃焼器１０の下端に設けた、液体噴霧部２０からの排ガスは直接ファンスクラバー１００に導入される。該ファンスクラバー１００は高速回転用モータ１０１により回転させる羽根車１０２と、その中心から半径方向に洗浄水を散水するスプレーノズル１０３を有する給水配管１０４が配置されている。そして上部にはミスト捕集器１０５が配置され、下端にはドレン配管１０６が配置されている。
【００４３】
上記構成の排ガス処理装置において、排ガス燃焼器１０の下端の液体噴霧部２０から排出される排ガス中には、ＳｉＯ２等のダストや水溶性の有害ガスを含んでいる。羽根車１０２を高速回転させ、スプレーノズル１０３から噴出される洗浄水量を増加させることにより、ファンスクラバー１００のケーシング１０７内で洗浄水水滴と排ガスの混合が促進する。これにより、洗浄水水滴に排ガス中のダストや水溶性の有害ガスが効果的に吸着し、これらダストや有害ガスが排ガス中から高効率で除去される。粒径１μｍ以下の微細な疎水性のダストや、やや難溶性のガスを含む排ガスに対しては、特にダストの粒子の動きがガス体の１粒子としての１元的な運動よりも、ブラウン運動等のランダムな動きが支配的であるから、これを利用し、羽根車１０２を高速回転させ、洗浄水量を増加させることでケーシング１０７内に充満する水滴を微細化・高濃度化させ、洗浄水と排ガスの接触面積を増やし、ランダム運動を行う微粒ダストや、やや難溶性のガスが洗浄水水滴に吸着し易くなる。
【００４４】
ここでは直径２２０ｍｍの羽根車の回転数を４８００ｒｐｍ以上（周速５５ｍ／ｓ以上）とし、洗浄水量を高速回転用モータ１０１（定格０．７ｋｗ）の出力が９０〜１００％になるように増加させた（洗浄水量を増やすと、抵抗増加により高速回転用モータ１０１の負荷も上昇する）場合、１μｍ以下のダストは９０％、やや難溶性のガスは９９％と高効率で除去できることが確認できた。このように、ファンスクラバー１００の回転羽根車を高速回転させ、洗浄水量を増加させることにより、フィルターのように目詰まりの心配なく排気ガス中のダストや有害ガスを高効率（フィルターに較べて効率は劣る）で除去できる。
【００４５】
羽根車１０２としては、図９に示すように、流速が速く衝突効果が大きくなる外周部に長さ寸法Ｌの短い多数の羽根１０８を設た構成のものを用いる。これにより、空気抵抗等が少なくなり余分な抵抗がなくなるから、その分スプレーノズル１０３から噴出させる洗浄水量を増加させることができると共に、羽根車１０２を高速に回転させることができる。その結果、ケーシング１０７内の洗浄水水滴の微細化・高濃度化が可能となり、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
【００４６】
また、羽根車１０２として、図１０に示すように、羽根１０８に多数の微細な孔１０８ａを設けた構成のものを用いる。このように羽根１０８に多数の微細な孔１０８ａを設けることにより、空気抵抗等が小さくなると共に、微細孔１０８ａを通して羽根１０８の裏側より微細な洗浄水の水滴を放出することができ、その結果、羽根車１０２の高速回転、ケーシング１０７内の洗浄水水滴の微細化・高濃度化が可能となり、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
【００４７】
また、羽根車１０２として、図１１に示すように、外周部に多数の羽根１０８を配置し、その内周側に不連続な多数の短い羽根１０９や棒状の障害物１１０を配置した構成のものを用いる。このように、外周部に配列した羽根１０８の内周側に羽根１０９や障害物１１０を設けることにより、羽根車１０２を通過する排ガスの流れを乱流化させ、洗浄水水滴との混合を促進させる。また、羽根１０８、１０９及び障害物１１０にスプレーノズル１０３から噴出させる洗浄水が衝突するときに生成される微細な水滴により、ケーシング１０７内の洗浄水水滴の微細化・高濃度化が可能となり、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
【００４８】
なお、羽根車１０２は図示は省略するが、外周部に多数の羽根１０８を配置しると共に、その内周側に不連続な多数の短い羽根１０９のみを配置した構成のものでもよい。
【００４９】
また、上記ファンスクラバーの運転方法、及び図９乃至図１１に示す羽根車の構成は図１に示す排ガス処理装置のファンスクラバー５０の運転方法、及び羽根車に用いてもよく、このようにすることにより排ガス中のダストや有害ガスを更に高効率で除去することができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、請求項１乃至４に記載の本発明によれば、排ガスを高温で分解処理し、１次冷却部で液体を噴霧して冷却処理し、該処理した排ガスを２次冷却部で冷却して体積を小さくし、処理ガスに含まれる粉体を凝集させて粒径の大きなフロックとし、それに粉体捕集部で液体を噴射するので、このフロックを効率的に捕捉される共に、処理する排ガスの体積も減るので、処理ガスからの除去率を高め清浄な処理ガスを排出することができる。
【００５０】
また、請求項９に記載の発明によれば、排水管路に着脱自在のＵトラップを設けるので、排水管路の閉塞を防止できる。また、該Ｕトラップ内に異物が溜まった場合、該Ｕトラップを排水管路から外して内部を清掃するだけ済むので、メンテナンスが極めて容易となる。
【００５１】
また、請求項１０に記載の発明によれば、排ガス管路内に散水手段を設けたので、常時内壁面を水の流れを形成することができ、ダストを多く含む処理ガスが流れても、内壁面にダストが付着することはない。排ガスＧに腐食性ガス（例えば、ＨＦガス）を含まれていても排ガス配管が腐食しない。また、水が散布されているため、高温の処理排ガスが流入しても、少量の水で高温の処理排ガスを冷却することができる。
【００５２】
また、請求項１１に記載の発明によれば、２次冷却部が排ガス配管内に断続的或いは連続的に散水する散水手段を設けいるので、排ガスＧに腐食性ガスを含まれていても排ガス配管が腐食しない。また、水が散布されているため、高温の処理排ガスが流入しても、少量の水で高温の処理排ガスを冷却することができる。
【００５３】
また、請求項１２に記載の発明によれば、粉体捕集部の下流側にミスト捕集器を設けたので、ミストの装置外への流出を防止でき、装置外の配管の腐食防止、水滴による圧損増加を抑えることができる。
【００５４】
また、請求項１３に記載の発明によれば、１次冷却部を除く部分で使用した液体を再利用するので、排ガス処理装置で使用する液体の量を低減できる。
また、請求項４に記載の発明によれば、ファンスクラバーケーシング内での排ガスと洗浄水水滴の混合が促進され、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスが高効率で除去できる。
【００５５】
また、本発明の一例によれば、ファンスクラバーケーシング内での排ガスと洗浄水水滴の微粒化・高濃度化により、排ガス中の粒径が１μｍ以下の疎水性ダストや難溶性のガスが高効率で除去できる。
【００５６】
また、請求項５に記載の発明によれば、回転羽根車を多数の短い羽根を外周部に配置した構成とするので、余分な抵抗なく羽根車の高速回転及び洗浄水量の増加が可能で、ケーシング内の洗浄水水滴の微細化・高濃度化が可能となり、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
【００５７】
また、請求項６に記載の発明によれば、回転羽根車を羽根に微細で且つ多数の孔を形成した構成とするので、余分な抵抗なく羽根車の高速回転及び洗浄水量の増加が可能で、且つ該羽根の微細孔を通して洗浄水の微細な水滴が放出され、該ケーシング内の洗浄水水滴が微細化・高濃度化され、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
【００５８】
また、本発明の一例によれば、回転羽根車を多数の短い羽根を外周部に配置すると共に、内周部に多数の短い羽根及び／又は多数の障害物を配置した構成とするので、羽根内を通過する排ガスが乱流化され洗浄水との混合を促進すると共に、洗浄水が多数の短い羽根及び／又は多数の障害物と衝突するときに生成する微細な水滴により、排ガス中のダストや水溶性の有害ガスを高効率で除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の排ガス処理装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の排ガス処理装置で使用され蒸発器の構成例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図１の排ガス処理装置で使用されるファンスクラバーの構成例を示す縦断正面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、図１の排ガス処理装置で使用されるミスト捕集器の構成例を示す縦断面図である。
【図６】図６は、図１の排ガス処理装置で使用されるポット型Ｕトラップの構成を示す図である。
【図７】図７は、図１の排ガス処理装置で使用される配管スプレーの構成例を示す縦断面図である。
【図８】図８は、本発明に係る排ガス処理装置の構成例を示す図である。
【図９】図９は、図８の排ガス処理装置に使用されるファンスクラバーの構成例を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、図８の排ガス処理装置に使用されるファンスクラバーの構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、図８の排ガス処理装置に使用されるファンスクラバーの構成例を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、図１の排ガス処理装置に使用される排ガス燃焼器及び液体噴霧部の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は図１２のＩ−Ｉ矢視断面図である。
【図１４】図１４は、従来の排ガス処理装置に使用されるスクラバー（反応塔）の構成例を示す断面図である。
【図１】
0004102547.tif 000002
【図２】
0004102547.tif 000003
【図３】
0004102547.tif 000004
【図４】
0004102547.tif 000005
【図５】
0004102547.tif 000006
【図６】
0004102547.tif 000007
【図７】
0004102547.tif 000008
【図８】
0004102547.tif 000009
【図９】
0004102547.tif 000010
【図１０】
0004102547.tif 000011
【図１１】
0004102547.tif 000012
【図１２】
0004102547.tif 000013
【図１３】
0004102547.tif 000014
【図１４】
0004102547.tif 000015