(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体中の被除去物質をイオン交換により除去する排ガス吸収装置において、
処理すべき気体が通過する本体(1) と、
該本体(1)内に互いに密接して連結された複数の枠体と、これら枠体の各々の上端ならびに下端に板状の仕切り体(10)(11)が突設形成されて、前記各枠体内にイオン交換体が配置された複数のイオン交換処理部(9)と、
前記イオン交換処理部(9)の上側の前記仕切り体(11)内にそれぞれ設けられた気体流路開閉手段(12)と、
前記本体(1)の底部に設けられた再生液の回収槽(5)と、
前記回収槽(5)にポンプ(17)を介して連結され、前記複数の各イオン交換処理部(9)に対応して設けられた複数の分岐配管(15)と、
前記分岐配管(15)の各々の途中に設けられた開閉弁(14)と、
前記各々の分岐配管(15)の先端であって、前記気体流路開閉手段(12)と前記イオン交換体間に設けられた再生液噴出用ノズル(13)と、
前記本体下部に設けられ被処理気体を供給する気体供給部(3)と、
前記本体上部に設けられ気体を排出する気体排出部(4)と、を具備することを特徴とする排ガス吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気体中の被除去物質をイオン交換法により除去する排ガス吸収装置、および排ガス吸収装置を用いて気体中の被除去物質を除去する気体処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、気体中に含まれる不純物質や汚染物質などの被除去物質を除去するためには、スクラバーが使用されている。このようなスクラバーとしては、装置の本体内を通過する気体に水などの液体を噴霧し、被除去物質を液体に吸収させて分離除去する湿式のスクラバーが一般的である。しかし近年になって、本体内に湿らせたイオン交換体を配置し、通過する気体中の被除去物質をイオン交換により除去する、いわゆるドライガススクラバー（排ガス吸収装置）が操作性や処理効率などの点から注目されている。
【０００３】
従来のドライガススクラバー（排ガス吸収装置）は、本体内にイオン交換体を収容するイオン交換部を設けると共に、その上流側に処理すべき気体の気体供給部、下流側に処理された気体排出部を設けて構成される。そして平常運転時には、気体供給部から導入された気体がイオン交換部を通過する間に被除去物質とイオン交換体との間にイオン交換がなされ、被除去物質の除去された気体は気体排出部から本体外に排出される。一定期間運転を継続すると、イオン交換体の交換能力が低下するので、一旦装置を停止しイオン交換体の再生処理が行われる。再生処理はイオン交換体に再生液を流すことにより行われ、化学的に吸着（イオン結合）された被除去物質イオンが再生液とのイオン交換により取り除かれ、イオン交換体はもとのイオン交換基に再生される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方法では、イオン交換体の再生時に装置の運転を一時中断しなければならないという問題がある。それを回避するために従来から行われている方法として、交互運転方式がある。該方式は、装置を２台設置して一方の装置を運転している間に、他方の装置のイオン交換体を再生処理するものである。しかしこの方式では、装置を２台設けるために設置コストや運転コストが大きくなるという別の問題を生じる。
【０００５】
次に装置を１台のみ設置し、運転を中断せずにイオン交換体の再生処理を行なう方法として、運転中に再生処理を並行して行なう方式が考えられる。しかしこの方式を採用する場合には、再生処理に伴い気体に同伴して下流側に飛散する再生液ミストを取り除く手段、例えばミストセパレータ（デミスター）などを設置する必要があるので、装置が大きくなる（特に高さが大きくなる）と共に、設置コストも大きいという問題がある。また、再生期間中は気体の流速を再生液ミストの捕捉ができる程度までに減少させて運転する必要がある。
そこで本発明は、これらの問題を解決する排ガス吸収装置およびそれを用いた気体処理方法を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、気体中の被除去物質をイオン交換により除去する排ガス吸収装置において、
処理すべき気体が通過する本体(1) と、
該本体(1)内に互いに密接して連結された複数の枠体と、これら枠体の各々の上端ならびに下端に板状の仕切り体(10)(11)が突設形成されて、前記各枠体内にイオン交換体が配置された複数のイオン交換処理部(9)と、
前記イオン交換処理部(9)の上側の前記仕切り体(11)内にそれぞれ設けられた気体流路開閉手段(12)と、
前記本体(1)の底部に設けられた再生液の回収槽(5)と、
前記回収槽(5)にポンプ(17)を介して連結され、前記複数の各イオン交換処理部(9)に対応して設けられた複数の分岐配管(15)と、
前記分岐配管(15)の各々の途中に設けられた開閉弁(14)と、
前記各々の分岐配管(15)の先端であって、前記気体流路開閉手段(12)と前記イオン交換体間に設けられた再生液噴出用ノズル(13)と、
前記本体下部に設けられ被処理気体を供給する気体供給部(3)と、
前記本体上部に設けられ気体を排出する気体排出部(4)と、を具備することを特徴とする排ガス吸収装置である。
【０００７】
上記排ガス吸収装置によれば、本体内に配置されるイオン交換処理部は互いに独立した複数部分に分割され並列配置される形態となる。そして各処理部は時間をずらせて順次再生処理をすることができるので、再生処理をしている以外のイオン交換処理部はそのまま運転を継続でき、再生処理中に装置の運転を中断する必要がない。さらに再生中のイオン交換処理部の気体流路開閉手段を閉じることができるので、下流側に再生液ミストが飛散するということはない。その結果、再生時に気体の流速を低下させる必要がなく、処理可能な最大設計流速で気体の処理をすることができる。そのため気体通過面積を小さく設計することもできるので、装置全体の寸法をコンパクトにできる。
【０００８】
また分割された形態で密着配置されるイオン交換処理部の数を多くすることにより、１個あたりのイオン交換処理部とその気体通過面積が小さくなるので、再生液の回収槽や移送ポンプの容量も減少するこができる。
さらにイオン交換処理部の数をｎ個とすると、ｎ−１個のイオン交換処理部の処理能力で装置を設計しておき、いずれのイオン交換処理部のイオン交換体も運転可能状態なときにおいてはｎ個を同時に運転することも可能となり、その場合には装置全体の処理能力が結果的に一時アップされた運転となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の排ガス吸収装置を使用して気体の処理を行う説明図である。
図１において、装置の本体１の中央部にイオン交換部２が配置され、下部に処理すべき気体を供給する気体供給部３、上部に処理された気体を本体１から外部に排出する気体排出部４がそれぞれ設けられる。さらに本体１の底部には、再生液の回収槽５が配置される。気体供給部３には外部からの供給配管６が接続され、供給配管６には気体移送用のブロワー７が設けられる。気体排出部４には排出配管８が接続され、その排出配管８の先は図示しないが、例えば処理された気体を使用する装置、２次処理装置または大気放出部などに接続される。
【００１２】
イオン交換部２は独立して並列に密着配置された複数（この例では４個）のイオン交換処理部９を備え、各イオン交換処理部９にそれぞれイオン交換体が収容される。それら各イオン交換処理部９における気体供給側（下側）の境界部分に複数の板状の仕切り体１０、気体出口側（上側）の境界部分に複数の板状の仕切り体１１がそれぞれ設けられ、さらに各イオン交換処理部９の気体出口側にはダンパ等の気体流路開閉手段１２が個別に設けられる。なお、この気体流路開閉手段１２は空気圧、油圧，電動もしくは電磁式などの駆動手段により遠隔駆動される。
各イオン交換処理部９の気体出口側には、再生液を噴出するノズル１３がそれぞれ配置され、それらノズル１３は途中に開閉弁１４を設けた複数の分岐配管１５の先端部と接続されている。これら開閉弁１４も空気圧、油圧、電動もしくは電磁式などの駆動手段により遠隔駆動できるようになっている。そして各分岐配管１５はポンプ１７を設けた再生液配管１８により前記回収槽５と接続されている。このノズル１３，開閉弁１４および分岐配管１５により再生液供給手段１６が構成される。
【００１３】
イオン交換体を収容する各イオン交換処理部２は、例えば複数の枠体を互いに密着して連結し、それを本体１に取り付けたものとすることができる。そして各枠体の内部にイオン交換体を収容するイオン交換体ユニットを着脱可能に装着できるように構成することが望ましい。
イオン交換体としては、この分野で通常使用される繊維状のイオン交換繊維や粒状のイオン交換樹脂などが使用できる。イオン交換繊維は繊維体にイオン交換基を形成させたもので、単位容積あたりの表面積が大きく、イオン交換速度を大きくできるので好ましい。
【００１４】
イオン交換体の種類としては、陽イオンとイオン交換作用をする陽イオン交換体と陰イオンとイオン交換作用をする陰イオン交換体があり、被除去物質のイオン形態によってイオン交換体の極性や好ましい交換基の選択が行われる。例えば、気体中に亜硫酸ガスが被除去物質として含まれている場合には、亜硫酸ガスのＳＯ3 2-イオンを自己のＯＨ- イオンと交換する陰イオン交換体が使用される。
イオン交換体に吸着した被除去物質のイオンを離脱させ、イオン交換体を元のイオン形態に再生する再生液としては、吸着したイオンと同じ極性のイオンを有するものが使用される。例えば、イオン交換体に前述のようなＳＯ3 2-イオンが吸着されているときは、カセイソーダ（ＮａＯＨ）液などが使用される。
【００１５】
次に、上記排ガス吸収装置を使用して気体処理を行う方法を説明する。
先ず、排ガス吸収装置の４個のイオン交換処理部９のうち、１個のイオン交換処理部９におけるイオン交換体が再生処理中で、他の３個のイオン交換処理部９で気体処理を行っているとする。この状態では、気体処理している３個のイオン交換処理部９の気体流路開閉手段１２は開いた状態になっており、ブロワー７から気体供給部３に導入された気体は、これらイオン交換処理部９を通過する間に含まれる被除去物質がイオン交換体とのイオン交換により除去されて気体排出部４へ排出される。
【００１６】
一方、イオン交換体の再生処理を行っているイオン交換処理部９は、その気体流路開閉手段１２が閉状態とされ、そのため気体はそのイオン交換処理部９を通過しない。同様に該イオン交換処理部９用の開閉弁１４は開状態とされるので、本体１の底部に配置した回収槽５から再生液がポンプ１７によりノズル１３に供給されて再生処理が行われている。その際、気体流路開閉手段１２が上述のように閉状態になっているので、イオン交換体に供給された再生液のミストは下流側には飛散せず回収槽５に落下して回収される。
【００１７】
このようにして１個のイオン交換処理部９の再生処理が終了したら、再生処理を必要とする次のイオン交換処理部９の再生処理に切り換える。この切換操作を行うには、先ず再生処理の終了したイオン交換処理部９における開閉弁１４を閉じ、次にそこからの再生ミストの飛散のおそれがなくなった時点で気体流路開閉手段１２を開ける。これらの操作により、再生の終了したイオン交換処理部９が気体処理状態（運転状態）に移行する。
次に再生処理をすべきイオン交換処理部９の気体流路開閉手段１２を閉じ、開閉弁１４を開ける。これらの操作により、新たなイオン交換処理部９のイオン交換体の再生処理が開始される。
【００１８】
同様な方法により、さらに別のイオン交換処理部９におけるイオン交換体の再生処理を予め定められたスケジュールに従って行う。
このように複数のイオン交換処理部９について時間をずらせて逐次再生処理を行うには、気体流路開閉手段１２や開閉弁１４の開閉操作およびポンプ１７の起動停止操作を手動により行うこともできるが、それらの操作を例えばシーケンサやコンピュータを使用して自動的にプログラム制御することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された排ガス吸収装置の発明は、処理すべき気体が通過する本体と、その本体内に並列に密着配置された複数のイオン交換処理部と、各イオン交換処理部にそれぞれ設けた気体流路開閉手段と、各イオン交換処理部に収容されるイオン交換体に再生液を個別に供給する複数の再生液供給手段を備えているので、本体内に配置されるイオン交換処理部は互いに独立した複数部分に分割され並列配置される形態となる。そして各処理部は時間をずらせて順次再生処理をすることができるので、再生処理をしている以外のイオン交換処理部はそのまま運転を継続でき、再生処理中に装置の運転を中断する必要がない。
【００２０】
さらに再生中のイオン交換処理部の気体流路開閉手段を閉じることができるので、下流側に再生液ミストが飛散するということはない。その結果、再生時に気体の流速を低下させる必要がなく、処理可能な最大設計流速で気体の処理をすることができる。そのため気体通過面積を小さく設計することもできるので、装置全体の寸法をコンパクトにできる。
また、分割された形態で密着配置されるイオン交換処理部の数を多くすることにより、１個あたりのイオン交換処理部とその気体通過面積が小さくなるので、再生液の回収槽や移送ポンプの容量も減少することができる。
【００２１】
さらに、本体の底部に再生液の回収槽、下部に処理すべき気体を供給する気体供給部、中間部に複数のイオン交換処理部および上部に処理された気体を排出する気体排出部がそれぞれ配置され、回収槽から各再生液供給手段に再生液を移送する移送手段が設けられるので、装置をよりコンパクトにできると共に、再生処理部分の構成を簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス吸収装置を使用して気体の処理を行う説明図。
【符号の説明】
１  本体
２  イオン交換部
３  気体供給部
４  気体排出部
５  回収槽
６  供給配管
７  ブロワー
８  排出配管
９  イオン交換処理部
１０  仕切り体
１１  仕切り体
１２  気体流路開閉手段
１３  ノズル
１４  開閉弁
１５  分岐配管
１６  再生液供給手段
１７  ポンプ
１８  再生液配管
【図１】
0004357606.tif 000002