(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の円盤の、それぞれの中心部に回転軸が挿通された形状を有し、上記各円盤の表面に供給された、排ガス中の有害成分との反応性を有する処理液から、回転にともなって各円盤の表面に形成された液膜を排ガスと接触させて反応させつつ、排ガスの熱によって膜中の水分を蒸発させることにより、円盤の表面に、反応生成物を固形分として析出させる回転体と、
円盤の表面に析出した固形分を除去する除去部材と、
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
回転体の回転軸を中空状に形成し、かつこの回転軸の、各円盤の基部に、その内部空洞と外面とをつなぐ複数個の通孔を形成してあり、内部空洞に処理液を供給しつつ回転軸を回転させることで、当該処理液を、各通孔を通して各円盤の表面に供給する請求項１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、たとえば焼却炉などの排ガス中に含まれる有害成分を除去して、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】
焼却炉などの排ガスには、たとえば塩化水素ガスや亜硫酸ガスなどの、大気汚染の原因となる有害成分が含まれるため、その除去が重要な課題である。
排ガス中から上記の有害成分を除去する方法としては、たとえば洗浄塔の下部から導入した排ガスを、上記洗浄塔の上部から噴霧した水酸化ナトリウム水溶液などの処理液と接触させて、下記の反応により、排ガス中から有害成分を除去する方法が一般的である。
【０００３】
ＨＣｌ＋ＮａＯＨ→ＮａＣｌ＋Ｈ2 Ｏ
ＳＯ2 ＋２ＮａＯＨ＋Ｏ2 →Ｎａ2 ＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ
上記の反応生成物は、処理液とともに洗浄塔の下部から回収され、また浄化された排ガスは、洗浄塔の上部から排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記の従来法では、先に述べた、処理液を噴霧するという処理の機構上、どうしても多量の処理液を必要とするという問題がある。たとえば処理液として、濃度３０％の水酸化ナトリウム水溶液を使用する場合には、排ガス１ｍ3 あたりの処理に必要な処理液の量（リットル）を示す液ガス比で表して、およそ１０リットル／ｍ3 程度の処理液が必要となる。
【０００５】
またそれゆえに多量の汚水も発生し、それを水質汚染防止法に適合するように浄化するためには、大規模な水処理設備が必要となるという問題もある。しかも、かかる水処理設備からの放流水量も必然的に多くなってしまう。
さらにまた、処理液とともに洗浄塔から排出された反応生成物は、沈殿物として液中からすくい取って回収、除去されるが、その含水率がおよそ９８％程度と高いためにそのままでは最終処分地に投棄できず、含水率を８０％程度まで下げたのち投棄する必要がある。このため、脱水機や乾燥機などの設備が必要となるという問題もある。
【０００６】
以上のごとく従来法では、焼却炉に付属する設備の規模が大きくならざるをえない。それゆえ、比較的に小型のものが多い焼却炉に、上記のように規模の大きい設備を設置するのは、現状では困難である。
本発明の目的は、多量の処理液や大がかりな設備などを必要とせずに、焼却炉などからの排ガスを簡単かつ確実に浄化しうる排ガス浄化装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の排ガス浄化装置は、複数枚の円盤の、それぞれの中心部に回転軸が挿通された形状を有し、上記各円盤の表面に供給された、排ガス中の有害成分との反応性を有する処理液から、回転にともなって各円盤の表面に形成された液膜を排ガスと接触させて反応させつつ、排ガスの熱によって膜中の水分を蒸発させることにより、円盤の表面に、反応生成物を固形分として析出させる回転体と、円盤の表面に析出した固形分を除去する除去部材とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成からなる、本発明の排ガス浄化装置においては、円盤の表面に形成した処理液の液膜と排ガスとの間の気−液反応によって排ガス中の有害成分を除去しており、この気−液反応の反応効率が、洗浄塔内に処理液を噴霧する従来法に比べて著しく高いために、処理液の使用量を大幅に減少させることができる。
また、排ガスの熱による液中の水分の蒸発により、上記反応の反応生成物が、固形分として円盤の表面に析出され、次いで除去部材によって円盤の表面から除去されるので、上記の装置によれば汚水はほとんど発生せず、したがって大規模な水処理設備が不要となる。
【０００９】
しかも、除去部材で円盤の表面から除去されて回収された固形分はほぼ乾燥状態であるため、そのままで最終処分地への投棄が可能であり、脱水機や乾燥機などの設備も不要となる。
よって本発明の排ガス浄化装置によれば、多量の処理液や大がかりな設備などを必要とせずに、焼却炉などからの排ガスを簡単かつ確実に浄化することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の排ガス浄化装置を、その実施の形態の一例を示す図１(a)(b)を参照しつつ説明する。
図(a) にみるようにこの例の排ガス浄化装置は、回転体１と除去部材２と、これらの部材を収容するケーシング３とを備えている。
【００１１】
上記のうち回転体１は、図(b) にみるように、互いに平行な複数枚の円盤１１のそれぞれの中心部に、各円盤１１と直交させて回転軸１２を挿通した形状を有している。
かかる回転体１は、ケーシング３の内部上方に設けられた、排ガスＧの経路（図(a) に破線の矢印で示す）を構成する処理室３１内に、当該経路と直交させた回転軸１２を中心として回転可能に軸支されている。そして、後述のように各円盤１１の表面に供給された処理液から、その回転にともなって、円盤１１の表面に液膜を形成し、この液膜を、上記の経路を通る排ガスＧと接触させて反応させるべく、図示しない動力源によって、図中実線の矢印で示す方向に所定の速度で回転される。
【００１２】
また上記の回転軸１２は、図の例の場合、中空状に形成されており、その内部空洞１２ａには、ケーシング３の内部下方の、回転体１の直下に設けられた貯液槽３２から、図(a) に二点鎖線の矢印で示す循環経路４を通して、処理液ＴＬが、ポンプ４１によって定量的に供給される。
そして内部空洞１２ａに供給された処理液ＴＬは、回転軸１２の、各円盤１１の基部に設けられた、内部空洞１２ａと外面１２ｂとをつなぐ複数個の通孔１２ｃのうち下向きのものを通して、図(a) に一点鎖線の矢印で示すように、各円盤１１の表面に供給される。
【００１３】
除去部材２は、図２(a) にみるようにその全体が櫛状に形成された、一枚の板体からなる。それぞれの櫛の歯２１は、その幅Ｗ1 が、回転体１の、隣り合う二枚の円盤１１間の距離とほぼ一致し、また隣り合う歯２１の間の幅Ｗ2 が、各円盤１１の厚みとほぼ一致するように形成されている。
そして、上記櫛の歯２１を備えた除去部材２は、各円盤１１の表面（両面）に析出し、あるいは析出後に回転軸１２の外面１２ｂに落下した固形分ＳＳを掻きとって除去したのち、当該固形分ＳＳを、ケーシング３の内部下方の、貯液槽３２に隣接して配置された貯蔵槽３３に投入すべく、ケーシング３に取り付けた支軸２２によって保持されている。
【００１４】
詳しくは、回転体１の各円盤１１の間に櫛の歯２１を挿入して、各櫛の歯２１の両側面を、その左右の円盤１１の、相対する表面に当接させ、かつ櫛の歯２１の先端を、図１(a) にみるように回転軸１２の外面１２ｂに当接させるように、除去部材２がケーシング３内に保持されている。また上記の保持状態において、除去部材２の下方先端部２３が、上記貯蔵槽３３の上部開口に臨むようになっている。
【００１５】
さらにまた上記除去部材２は、たとえば回転体１の補修時などに、櫛の歯２１を各円盤１１間から引き出すべく、上記支軸２２を中心として回動させることもできる。
なお図において符号３４は、回転体１の円盤１１の表面に供給された処理液のうち、円盤１１から滴下した余剰分を回収して貯液槽３２に戻すためのガイド板、符号４２は、上記貯液槽３２に、新しい処理液を供給するための、処理液の貯蔵タンクである。
【００１６】
上記の各部材からなる、この例の排ガス浄化装置は、たとえば焼却炉の排ガス出口から煙突に至る排ガスの経路の途中の位置に挿入して使用される。詳しくは当該処理室３１内に、前述した、図１(a) に破線の矢印で示す排ガスＧの経路が構成されるように、処理室３１の、図において左側に焼却炉の排ガス出口からの配管を接続し、右側に煙突などに至る配管を接続する。
【００１７】
つぎに回転体１を、図示しない動力源によって、図中実線の矢印で示す方向に一定速度で連続回転させ、かつポンプ４１を駆動して、回転体１の、回転軸１２の内部空洞１２ａに、貯液槽３２から処理液ＴＬを定量的に供給しつつ、焼却炉の運転を開始する。
そうすると回転軸１２の、回転によってちょうど下を向いた通孔１２ｃを通して、内部空洞１２ａ内の処理液ＴＬが円盤１１の表面に供給され、回転体１の回転にともなって、図２(b) 中のＡ1 の領域で円盤１１の表面に拡がって、当該円盤１１の表面に、処理液ＴＬの液膜が形成される。
【００１８】
ついでこの液膜が、円盤１１の回転にともなってＡ2 の領域に達して、図中破線の矢印で示した排ガスＧの経路と接触すると、この両者の間で、前述したように気−液反応が進行する。
たとえば処理液ＴＬとして水酸化ナトリウム水溶液を使用する場合には、前に述べた反応により、排ガス中の塩化水素ガスＨＣｌが食塩ＮａＣｌに変化し、亜硫酸ガスＳＯ2 が硫酸ナトリウムＮａ2 ＳＯ4 に変化して、それぞれ排ガス中から除去される。
【００１９】
この際、排ガスＧは高温であり、上記の反応を促進する。
また、Ａ1 の領域での液膜の形成時から既に始まっていた、排ガスＧの熱による液膜中の水分の蒸発がさらに進行して、上記Ａ2 の領域の、主に後半部分において、上記反応の反応生成物（食塩、硫酸ナトリウムなど）が、円盤１１の表面に固形分ＳＳとして析出する。
【００２０】
そして析出した固形分ＳＳが、円盤１１の回転にともなってＡ3 の領域に達して、前述した除去部材２によって円盤１１の表面から除去されて、記貯蔵槽３３に投入される。
また、上記Ａ2 の領域で有害成分が除去されて浄化された排ガスＧは、前記の経路を通って、煙突などに送られる。
【００２１】
また上記の工程の間、ポンプ４１による、貯液槽３２から回転軸１２の内部空洞１２ａへの処理液ＴＬの供給と、円盤１１から滴下した余剰の処理液ＴＬの、ガイド板３４を通しての貯液槽３２への回収とが連続的に行われる。
またこの間、処理液ＴＬの、前記の反応による消費にともなって、貯液層３２中の処理液ＴＬの量が一定量以下に減少した際には、貯蔵タンク４２から、新しい処理液が供給される。
【００２２】
上記一連の工程を、焼却炉の運転中、継続して行うことにより、排ガス中の有害成分が効率的に除去される。
なお本発明の構成は、以上で説明した例のものには限定されない。
たとえばポンプと、このポンプに接続して、その先端を各円盤１１の表面に臨ませたノズルとを用いて、処理液を円盤１１の表面に供給するようにしてもよい。その場合には、回転軸１２を中空状にしなくてもよい。
【００２３】
また除去部材２としては、図の例のように櫛状の板体からなるものが、構造が簡単で最も好ましいが、円盤１１の表面から固形分を除去しうる種々の構造のものを採用することができる。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の設計変更を施すことができる。
【００２４】
【実施例】
以下に本発明を、実施例に基づいて説明する。
実施例
単位時間あたりの排ガス量Ｇ＝１０００Ｎｍ3 ／時、排ガス温度６００℃、排ガス中の塩化水素ガス濃度３０００ｍｇ／Ｎｍ3 、単位時間あたりの塩化水素量〔ＨＣｌ〕＝３０００×１０００＝３ｋｇ／時である焼却炉から煙突に至る排ガスの経路中に、図１(a) に示した構造の排ガス浄化装置を挿入、接続した。
【００２５】
なお回転体１の、円盤１１の直径Ｄ1 ＝１５００ｍｍφ、円盤１１の枚数Ｎ＝９０枚、隣り合う円盤１１間の間隔ｄ1 ＝１０ｍｍ、回転軸１２の外径Ｄ2 ＝２００ｍｍφとした。
上記回転体１の、各円盤１１の表面に形成される処理液の液膜の総面積Ｓ1 を、以下の計算式により求めた。
【００２６】
【数１】
0003832926.tif 000002
【００２７】
（式中、Ｄ1 、Ｄ2 およびＮは前記のとおり。また２は、各円盤１１の両面に液膜が形成されるために円盤の枚数を２倍する係数であり、０．７は、それぞれの円盤１１の表面の７０％に液膜が形成されると仮定した係数である。）
上記式より、液膜の総面積Ｓ1 ≒２１８ｍ2 であった。
また、上記のうちの２０％が、水分の蒸発により固形分が析出する領域と仮定すると、実際に気−液反応に寄与する液膜の有効面積Ｓ2 は、
Ｓ2 ＝２１８×０．８≒１７４ｍ2 
であった。
【００２８】
一方、処理液として、濃度３０％の水酸化ナトリウム水溶液を使用した場合に、円盤１１の表面に形成される液膜の膜厚ｔを実測したところ０．５ｍｍであり、この膜厚ｔと、前記有効面積Ｓ2 と、そして水溶液の濃度とから、各円盤１１の表面に形成される処理液ＴＬ中の、水酸化ナトリウムの量を計算したところ、
０．５×１０-3×１７４×０．３＝２６．１×１０-3ｋｇ
であった。
【００２９】
また１０００モル（＝３６．５ｋｇ）の塩化水素を処理するのに必要な水酸化ナトリウムの重量は、反応式：
ＨＣｌ＋ＮａＯＨ→ＮａＣｌ＋Ｈ2 Ｏ
から１０００モル（＝４０ｋｇ）であり、前記のように単位時間あたりの塩化水素量が３ｋｇ／時である場合、単位時間あたりに最低限、必要な水酸化ナトリウム量は、
〔ＮａＯＨ〕＝４０×３／３６．５≒３．２９ｋｇ／時
であった。
【００３０】
そこで上記の両結果より、排ガス中に含まれる塩化水素ガスを全量、除去するために必要な、回転体１の回転数Ｒ（回／時）を求めたところ、
Ｒ＝３．２９／（２６．１×１０-3）≒１２６回／時
であった。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明の排ガス浄化装置によれば、多量の処理液や大がかりな設備などを必要とせずに、焼却炉などからの排ガスを簡単かつ確実に浄化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】同図(a) は、本発明の排ガス浄化装置の、実施の形態の一例を示す断面図、同図(b) は、上記装置に使用される回転体の斜視図である。
【図２】同図(a) は、上記装置に使用される除去部材の平面図、同図(b) は、上記装置において、回転体の円盤上での処理液の挙動を説明する図である。
【符号の説明】
１  回転体
１１  円盤
１２  回転軸
１２ａ  内部空洞
１２ｂ  外面
１２ｃ  通孔
２  除去部材
ＴＬ  処理液
Ｇ  排ガス
ＳＳ  固形分
【図１】
0003832926.tif 000003
【図２】
0003832926.tif 000004