WO2020183537A1 - 排ガス浄化装置およびこれを用いた排ガス除害装置 - Google Patents

排ガス浄化装置およびこれを用いた排ガス除害装置 Download PDF

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exhaust gas
impeller
cleaning liquid
casing
purification device
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PCT/JP2019/009422
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French (fr)
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今村　啓志
原口　秀夫
佐藤　康弘
Original Assignee
カンケンテクノ株式会社
北京康肯▲環▼保▲設▼▲備▼有限公司
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04—Arrangements of recuperators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification device that efficiently removes fine dust and cleaning liquid-soluble components (hereinafter, also simply referred to as "dust, etc.”) in exhaust gas, and an exhaust gas abatement device using the same.
  • this type of exhaust gas purification device includes a fan scrubber described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-144826) described below.
  • the prior art is configured as follows. It includes a casing provided with an exhaust gas suction port and an exhaust gas discharge port, a rotating impeller arranged in the casing, and a nozzle for ejecting a cleaning liquid into the impeller.
  • the exhaust gas containing dust from the exhaust gas suction port is sucked into the center of the impeller, and the cleaning liquid is ejected from the nozzle, and the fine particles of the cleaning liquid capture the dust contained in the exhaust gas to remove the dust in the exhaust gas.
  • a collision plate in which the exhaust gas and the fine particles of the cleaning liquid colliding with each other are continuously arranged around substantially the entire circumference of the impeller in the casing.
  • the collision plate in which the fine particles of the exhaust gas and the cleaning liquid leaving the impeller collide is arranged around substantially the entire circumference of the impeller, the fine particles of the exhaust gas and the cleaning liquid leaving the impeller collide. It collides with the plate and generates turbulence around almost the entire circumference of the impeller.
  • the turbulent flow promotes the mixing of fine particles of exhaust gas and cleaning liquid and the generation of fine droplets that scatter when large droplets of cleaning liquid collide with the collision plate, and the removal rate of fine dust and the like in the exhaust gas. Is improved.
  • a collision plate is arranged on substantially the entire circumference of the impeller in the casing, but even if such a collision plate is not provided, the collision plate can be formed by the fine particles of the exhaust gas and the cleaning liquid leaving the impeller colliding with the inner wall of the casing. There is a problem that almost the same effect as when arranged can be obtained, and the dust removal efficiency is not improved as expected. Further, when such a fixed collision plate is provided in the casing, dust captured by the cleaning liquid gradually accumulates on the surface of the collision plate, and in the worst case, the device is stopped and the device is stopped regularly and frequently. There was also the problem of having to perform maintenance.
  • a main object of the present invention is an exhaust gas purification device capable of improving the removal rate of fine dust and the like in the exhaust gas, and an exhaust gas abatement device having excellent exhaust gas abatement efficiency using such a device. Is to provide.
  • the present invention configures the exhaust gas purification device 10 as follows, as shown in FIGS. 1 and 2. That is, a casing 12 having an exhaust gas suction port 12a and an exhaust gas discharge port 12b, an impeller 14 arranged in the casing 12 and supported by a rotating shaft 18, and a nozzle for ejecting a cleaning liquid 20 into the impeller 14.
  • the exhaust gas E containing dust and a cleaning liquid-soluble component is sucked through the exhaust gas suction port 12a by rotating the impeller 14 and the cleaning liquid 20 ejected from the nozzle 16 is contained in the exhaust gas E. Dust and cleaning liquid soluble components are captured and these components contained in the exhaust gas E are removed.
  • the rotating shaft 18 is arranged in the vertical direction, the impeller 14 rotates in the horizontal direction, and the exhaust gas suction port 12a is opened on the bottom surface of the casing 12.
  • the present invention has the following effects, for example. Since the rotating shaft 18 supporting the impeller 14 is arranged in the vertical direction and the impeller 14 rotates in the horizontal direction, the exhaust gas E and the cleaning liquid 20 exiting the impeller 14 move in the horizontal direction while in gas-liquid contact. And collide with the inner wall of the casing 12. Then, the cleaning liquid 20 that collided with the wall surface of the inner wall and the dust captured by the cleaning liquid 20 gradually increase in diameter due to the repeated collisions, and as a result, flow down along the inner wall by gravity. Become. At the same time, the cleaning liquid-soluble components are dissolved and accumulated in the cleaning liquid 20.
  • the exhaust gas suction port 12a is provided on the bottom surface of the casing 12, most of the cleaning liquid 20 accumulated on the inner wall surface of the casing 12 and the dust and cleaning liquid soluble components captured therein are said to be the same. It is discharged to the outside of the casing 12 through the exhaust gas suction port 12a.
  • the demister 22 it is preferable to dispose the demister 22 on the side peripheral surface of the impeller 14. In this case, gas-liquid contact between the exhaust gas E sucked into the impeller 14 and the cleaning liquid 20 can be further promoted, and the efficiency of capturing dust and cleaning liquid-soluble components by the cleaning liquid 20 can be improved. Further, by disposing the demister 22 on the side peripheral surface of the impeller 14, centrifugal force always acts on the demister 22. Therefore, it is possible to effectively prevent the demister 22 from being clogged by dust in the exhaust gas E.
  • a part of the exhaust gas E discharged from the exhaust gas discharge port 12b to the outside of the casing 12 is returned to the exhaust gas suction port 12a again.
  • a part of the exhaust gas E can pass through the impeller 14 repeatedly, and the removal rate of dust and cleaning liquid-soluble components in the exhaust gas E can be further improved.
  • the exhaust gas abatement device according to the second invention is an exhaust gas abatement device including the above-mentioned exhaust gas purification device 10 of the present invention and a decomposition furnace for thermally decomposing exhaust gas E, and is at least the above-mentioned decomposition furnace.
  • the exhaust gas purification device 10 is installed in the preceding stage.
  • the decomposition furnace is a multi-tube heat composed of a large number of pipes having a small diameter. Even when a exchanger or the like is provided, it is possible to effectively prevent the accumulation of dust in such a pipe, and as a result, the efficiency of exhaust gas abatement can be improved.
  • the present invention adds a unique configuration described in an embodiment described later.
  • an exhaust gas purification device capable of improving the removal rate of fine dust and the like in the exhaust gas, and an exhaust gas abatement device having excellent exhaust gas abatement efficiency using such a device. Can be done.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of an exhaust gas purification device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the exhaust gas purification device 10 of the present embodiment has a casing 12 having an exhaust gas suction port 12a and an exhaust gas discharge port 12b, and an impeller arranged in the casing 12 and supported by a rotating shaft 18.
  • a 14 and a nozzle 16 for ejecting a cleaning liquid 20 into the impeller 14 are housed in an airtight and robust casing 24 made of a metal such as stainless steel.
  • the shape of the housing 24 is not particularly limited, and may be a square column or a column.
  • the housing 24 is formed in a square columnar shape, and the exhaust gas introduction port 26a and the exhaust gas discharge port 26b are bored in the top plate 26 constituting the ceiling surface at positions diagonally separated from each other. Will be done.
  • An inlet short pipe 28 to which a pipe leading to the exhaust gas source is connected is fitted into the exhaust gas introduction port 26a (not shown), and the treated exhaust gas E is housed in the exhaust gas discharge port 26b.
  • An outlet double pipe 30 that discharges to the outside of 24 is fitted. The details of the outlet double pipe 30 will be described later.
  • an opening 26c is provided in the central portion of the top plate 26, and a motor 32 for rotationally driving the impeller 14 with the rotating shaft 18 inserted through the opening 26c is installed in the upper portion of the center of the top plate 26.
  • a short cylindrical pipe wall 34 which is a side peripheral wall of the casing 12 is vertically installed. Therefore, in the present embodiment, the central portion of the top plate 26 of the housing 24 is used as the top plate of the casing 12.
  • a ring-shaped bottom plate 36 having an opening serving as an exhaust gas suction port 12a is attached to the lower end of the pipe wall 34 after the impeller 14 described later is housed in the pipe wall 34. The casing 12 is completed.
  • the outlet double pipe 30 communicating with the exhaust gas discharge port 12b will be described.
  • the outlet double pipe 30 is short that is fitted into the exhaust gas discharge port 26b and communicates with the exhaust gas discharge port 12b on its side peripheral surface.
  • the tubular first tubular body 30a and the upper portion thereof are composed of a tubular body having the same diameter as the first tubular body 30a, and the diameter of the lower portion thereof is reduced via the reducer 38, and the reduced diameter lower portion is the first. It is provided with a second pipe body 30b that is inserted into the inside of the pipe body 30 from the upper side and airtightly seals the upper end 40 of the first pipe body 30a.
  • the lower end 42 of the second pipe body 30b is arranged below the lower end of the exhaust gas discharge port 12b and above the lower end 44 of the first pipe body 30a. Therefore, a part of the exhaust gas E discharged from the exhaust gas discharge port 12b flows in (runs up) from the lower end 42 of the second pipe body 30b into the second pipe body 30b, but the remaining part (exhaust gas).
  • the rest of E and the cleaning liquid 20) that have passed through the exhaust gas discharge port 12b are controlled by gravity and flow down the first pipe body 30a and are returned to the inside of the housing 24 from the lower end 44 thereof.
  • the capacity of the housing 24 and the impeller It can be adjusted by appropriately setting the rotation speed of the motor 32 that rotates 14 and the length and diameter of the first pipe body 30a and / or the second pipe body 30b.
  • the impeller 14 is inclined to the disk-shaped top plate 46 and the lower surface of the peripheral edge of the top plate 46 at a constant angle with respect to the radial direction of the top plate 46, and is predetermined to the outer peripheral portion of the top plate 46.
  • the blade plates 48 are evenly arranged at intervals of the above, and a ring-shaped bottom plate 50 that connects the lower ends of the blade plates 48 to each other (see FIG. 2).
  • a shaft hole 46a through which the rotating shaft 18 is inserted is bored in the central portion of the top plate 46, and the impeller 14 through which the rotating shaft 18 is inserted through the shaft hole 46a is as shown in FIG.
  • a fixing member 52 is attached to the rotating shaft 18 from the tip end side and fixed to the rotating shaft 18.
  • a breathable wall material 54 made of stainless punching metal or the like is erected over the entire circumference between the outer peripheral edge of the top plate 46 and the outer peripheral edge of the bottom plate 50, and inside the breathable wall material 54.
  • a demister 22 is arranged.
  • the demister 22 is a kind of mist separator in which, for example, a metal wire or a resin filament is laminated in multiple layers in order to increase the contact surface with the fluid while having a small pressure loss.
  • the type of demister 22 used in the present invention is not particularly limited, and a mesh demister, a wire demister, or the like can be used.
  • the nozzle 16 is for ejecting the cleaning liquid 20 into the impeller 14, and the head portion thereof is a spray nozzle arranged near the bottom of the impeller 14.
  • the cleaning liquid 20 ejected from the nozzle 16 can be appropriately set according to the type of the exhaust gas E to be treated.
  • water (clean water) supplied from the outside of the housing 24 is used as the cleaning liquid 20 to illustrate.
  • most of the cleaning liquid 20 ejected from the nozzle 16 contains dust such as SiO 2 and a water-soluble component (cleaning liquid soluble component) such as chlorine gas (Cl 2 ). Along with this, it flows down inside the housing 24 and is stored in the bottom of the housing 24.
  • a drain draining line 56, a piping system 58 for adjusting the liquid level of the stored cleaning liquid 20, and the like are attached to the bottom of the housing 24.
  • a large amount in the exhaust gas E Even when the chlorine gas (Cl 2 ) contained in is absorbed by the cleaning liquid 20 to reduce the concentration to less than the TLV (Threshold Limit Values), the chlorine concentration of the cleaning liquid 20 flowing down to the bottom of the housing 24 is reduced. The level can be suppressed to an extremely low level, and as a result, the cleaning liquid 20 extracted from the bottom of the housing 24 and disposed of as waste liquid can be directly flowed into the drainage ditch without wastewater treatment.
  • the exhaust gas purification device 10 of the present embodiment configured as described above, first, electric power is supplied to the motor 32 to operate the motor 32, and the cleaning liquid 20 is ejected from the nozzle 16. Let me. Then, the impeller 14 rotates at a predetermined rotation speed (for example, around 3000 to 4000 rpm), so that a negative pressure is generated in the vicinity of the exhaust gas inlet 12a of the casing 12, and the impeller 14 is generated in the vicinity of the exhaust gas discharge port 12b. A positive pressure is generated toward the exhaust gas discharge port 12b, and an air flow in the casing 12 is generated.
  • a predetermined rotation speed for example, around 3000 to 4000 rpm
  • the introduction of the exhaust gas E containing dust into the exhaust gas purification device 10 is started by operating an intake means such as a fan installed on the downstream side in the exhaust gas flow direction from the exhaust gas discharge port 26b. To do. Then, the exhaust gas E introduced into the housing 24 via the inlet short pipe 28 enters the casing 12 from the exhaust gas suction port 12a having a negative pressure, and the blades come into contact with the finely divided cleaning liquid 20. It passes through the vehicle 14 and collides with the pipe wall 34, which is the side peripheral wall of the casing 12.
  • the demister 22 is arranged on the side peripheral surface of the impeller 14, the gas-liquid contact between the exhaust gas E sucked by the impeller 14 and the cleaning liquid 20 is improved. It can be further promoted, and the efficiency of trapping dust and the efficiency of absorbing water-soluble gas by the cleaning liquid 20 can be improved.
  • the cleaning liquid 20 that collided with the wall surface of the pipe wall 34 (hereinafter, also referred to as “inner wall surface”) and the dust in the exhaust gas E captured by the cleaning liquid 20 have different particle sizes due to repeated collisions. It gradually grows larger, and as a result, it flows down the inner wall surface due to gravity. Then, most of the cleaning liquid 20 accumulated on the inner wall surface of the casing 12 and the dust captured by the cleaning liquid 20 are discharged to the outside of the casing 12 through the exhaust gas suction port 12a.
  • the exhaust gas E from which the cleaning liquid 20 and most of the dust have been removed is discharged from the exhaust gas discharge port 12b to the outside of the casing 12.
  • the exhaust gas discharge port 26b is equipped with the outlet double pipe 30
  • a part of the exhaust gas E discharged from the exhaust gas discharge port 12b to the outside of the casing 12 Is returned to the exhaust gas suction port 12a again. Therefore, a part of the exhaust gas E can repeatedly pass through the impeller 14, and the removal rate of dust in the exhaust gas E can be further improved.
  • those marked with a solid line represent those that have not passed through the impeller 14, and those marked with a dotted line represent those after passing through the impeller 14. There is.
  • the lower end 42 of the second pipe body 30b of the outlet double pipe 30 is arranged at a position lower than the lower end of the exhaust gas discharge port 12b and higher than the lower end 44 of the first pipe body 30a. Therefore, it is possible to reduce the release of the cleaning liquid 20 and the dust from the inside of the housing 24. However, if it is desired to further suppress the release of the cleaning liquid 20 and dust from the inside of the housing 24, it is desirable to install a demister or the like inside the second pipe body 30b of the outlet double pipe 30.
  • the exhaust gas abatement device 10 of the present embodiment When the exhaust gas E to be subjected to the exhaust gas purification treatment by the exhaust gas purification device 10 of the present embodiment is discharged from the semiconductor manufacturing process, it is preferable to configure the exhaust gas abatement device in combination with a decomposition furnace that thermally decomposes the exhaust gas E. ..
  • the heat source of the above-mentioned decomposition furnace may be any heat source as long as it can raise the temperature inside the furnace to the thermal decomposition temperature of the exhaust gas E.
  • a mold or transition type plasma torch or the like can be preferably used.
  • the exhaust gas purification device 10 of the present embodiment is at least the front stage of the decomposition furnace. If installed on the upstream side (in other words, on the upstream side), the synergistic effect of the two can be made even more remarkable as follows.
  • the exhaust gas purification device 10 of the present embodiment 95% or more of the dust in the exhaust gas E, mainly about 0.1 ⁇ m to 60 ⁇ m, can be removed from the exhaust gas E, so that the multi-tube heat It is possible to prevent the piping from being clogged in the exchanger, and the decomposition furnace can be operated continuously for a long period of time. As a result, the abatement efficiency of the exhaust gas E can be significantly improved.
  • the impeller 14 is provided with the blade plate 48 tilted at a constant angle with respect to the radial direction of the top plate 46.
  • the axes of the blade plates 48 installed on the impeller 14 may be aligned in the radial direction.
  • the suction force of the exhaust gas E generated when the impeller 14 is rotated at high speed is weaker than that of the above-described embodiment, but when the demister 22 is arranged on the side peripheral surface of the impeller 14, this The residence time and moving distance of the exhaust gas E and the cleaning liquid 20 in the demister 22 can be lengthened.
  • the exhaust gas E and the cleaning liquid 20 can be sufficiently brought into gas-liquid contact in the demister 22, and among the efficiency of capturing dust and the cleaning liquid-soluble component by the cleaning liquid 20, the capture efficiency of the cleaning liquid-soluble component is remarkably improved. be able to.
  • a short tubular first pipe body 30a communicating with the exhaust gas discharge port 12b on the side peripheral surface and the first pipe body thereof.
  • the one composed of the second pipe body 30b which is inserted into the inside of the first pipe body 30a from the upper side of the 30a and airtightly seals the upper end 40 of the first pipe body 30a is shown.
  • the double pipe 30 is arranged inside the short tubular first pipe body 30a that communicates with the exhaust gas discharge port 12b on the side peripheral surface and the first pipe body 30a, and the upper end is directly connected to the exhaust gas discharge port 12b.
  • the lower end 42 is below the lower end of the exhaust gas discharge port 12b, and is composed of an elbow-shaped second pipe 30b arranged at a position above the lower end 44 of the first pipe 30a. It may be.
  • a part of the exhaust gas E discharged from the exhaust gas discharge port 12b goes up in the first pipe body 30a immediately after exiting from the lower end 42 of the second pipe body 30b.
  • the remaining portion (the rest of the exhaust gas E and the cleaning liquid 20 that has passed through the exhaust gas discharge port 12b) flows down the first pipe body 30a under the control of gravity and flows from the lower end 44 thereof into the housing 24. Will be returned.
  • a fan (not shown) for supplying the exhaust gas E is installed on the downstream side in the exhaust gas flow direction from the exhaust gas discharge port 26b of the exhaust gas purification device 10, but this fan Is installed as needed, and its installation location is not limited to the above-described embodiment.
  • it is installed on the upstream side of the exhaust gas introduction port 26a of the exhaust gas purification device 10 in the exhaust gas flow direction. You may try to do it.

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Abstract

本発明は、排ガス中の微細な粉塵等の除去率を向上させることができる排ガス浄化装置を提供する。すなわち、本発明の排ガス浄化装置は、排ガス吸入口(１２ａ)および排ガス吐出口(１２ｂ)を有するケーシング(１２)と、そのケーシング(１２)内に配置されると共に回転軸(１８)に支持された羽根車(１４)と、その羽根車(１４)内に洗浄液(２０)を噴出するノズル(１６)とを備え、上記の羽根車(１４)を回転させて上記の排ガス吸入口(１２ａ)を介して粉塵を含む排ガス(Ｅ)を吸入し、上記ノズル(１６)から噴出させた洗浄液(２０)に排ガス(Ｅ)中の粉塵を捕捉させて排ガス(Ｅ)中に含まれる粉塵を除去する排ガス浄化装置であって、上記の回転軸(１８)が鉛直方向に配置されて上記の羽根車(１４)が水平方向に回転すると共に、上記の排ガス吸入口(１２ａ)が上記ケーシング(１２)の底面に開設されることを特徴とする。

Description

排ガス浄化装置およびこれを用いた排ガス除害装置
　本発明は、排ガス中の微細な粉塵および洗浄液可溶性成分(以下、単に「粉塵等」とも言う。)を効率的に除去する排ガス浄化装置と、これを用いた排ガス除害装置とに関する。
　この種の排ガス浄化装置には、従来では、下記の特許文献１(日本国・特開２００３－１４４８２６号公報)に記載されたファンスクラバーがある。その従来技術は、次のように構成されている。
　排ガス吸込口及び排ガス吐出口を備えたケーシングと該ケーシング内に配置された回転する羽根車と、該羽根車内に洗浄液を噴出するノズルとを具備する。上記の羽根車の中心部に排ガス吸込口からのダストを含む排ガスを吸込むと共に、ノズルから洗浄液を噴出し、該洗浄液の微粒に排ガス中に含まれるダストを捕獲させて該排ガス中のダストを除去する際に、ケーシング内の羽根車の略全周囲に該羽根車を出る排ガス及び洗浄液の微粒が衝突する衝突板を連続的に配置する。
　上記の従来技術によれば、ケーシング内の羽根車の略全周に該羽根車を出る排ガス及び洗浄液の微粒が衝突する衝突板を配置したので、羽根車を出た排ガス及び洗浄液の微粒は衝突板に衝突し、該羽根車の略全周で乱流を発生させる。そして、この乱流により、排ガスと洗浄液の微粒の混合や、大きな洗浄液の液滴が衝突板に衝突したときに飛び散る微細な液滴の生成を促進させ、排ガス中の微細なダスト等の除去率が向上する。
特開２００３－１４４８２６号公報
　上記の従来技術は次の問題がある。
　ケーシング内の羽根車の略全周に衝突板を配置しているが、かかる衝突板を設けなくとも、羽根車を出た排ガス及び洗浄液の微粒がケーシングの内壁に衝突することによって該衝突板を配置した際と略同様の効果を得ることができ、ダストの除去効率が期待するほど向上しないという問題があった。
　また、ケーシング内にこのような固定式の衝突板を設けた場合、この衝突板の表面に洗浄液で捕獲したダストが徐々に堆積して行き、最悪の場合には装置を止めて定期的且つ頻繁にメンテナンスをしなければならないという問題もあった。
　さらに、羽根車を出た排ガスは、その全量がそのまま排ガス吐出口を経てワンパスで外部へと放出されてしまうため、この装置の後に別の排ガス処理手段が設けられていない場合には、依然として多くのダストを含んだままの排ガスが大気中へと排出されるという問題もあった。
　それゆえに、本発明の主たる目的は、排ガス中の微細な粉塵等の除去率を向上させることができる排ガス浄化装置と、そのような装置を用いた排ガスの除害効率に優れる排ガス除害装置とを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明は、図１および図２に示すように、排ガス浄化装置１０を次のように構成した。
　すなわち、排ガス吸入口１２ａおよび排ガス吐出口１２ｂを有するケーシング１２と、そのケーシング１２内に配置されると共に回転軸１８に支持された羽根車１４と、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴出するノズル１６とを備え、上記の羽根車１４を回転させて上記の排ガス吸入口１２ａを介して粉塵および洗浄液可溶性成分を含む排ガスＥを吸入し、上記ノズル１６から噴出させた洗浄液２０に排ガスＥ中の粉塵および洗浄液可溶性成分を捕捉させて排ガスＥ中に含まれるこれらの成分を除去する。
　そして、上記の回転軸１８が鉛直方向に配置されて上記の羽根車１４が水平方向に回転すると共に、上記の排ガス吸入口１２ａが上記ケーシング１２の底面に開設されることを特徴とする。
　この発明は、例えば、次の作用を奏する。
　羽根車１４を支持する回転軸１８が鉛直方向に配置されて上記の羽根車１４が水平方向に回転するので、その羽根車１４を出た排ガスＥおよび洗浄液２０は気液接触しながら水平方向へと飛ばされ、ケーシング１２の内壁に衝突する。そうすると、当該内壁の壁面に衝突した洗浄液２０とこれに捕捉された粉塵とは、上記の衝突が繰り返されることによってその粒径が次第に大きくなり、その結果、重力によって内壁を伝って流下するようになる。また、これと同時に洗浄液２０には洗浄液可溶性成分が溶解・蓄積するようになる。ここで、ケーシング１２の底面には、排ガス吸入口１２ａが開設されているので、ケーシング１２の内壁面で蓄積された洗浄液２０と、これに捕捉された粉塵および洗浄液可溶性成分との大半は、当該排ガス吸入口１２ａを介してケーシング１２の外へと排出される。
　本発明においては、前記の羽根車１４の側周面にデミスター２２を配設するのが好ましい。
　この場合、羽根車１４に吸引される排ガスＥと洗浄液２０との気液接触をより一層促進させることができ、洗浄液２０による粉塵および洗浄液可溶性成分の捕捉効率を向上させることができる。
　また、デミスター２２を羽根車１４の側周面に配設することにより、このデミスター２２には常に遠心力が作用することとなる。このため、排ガスＥ中の粉塵によって、このデミスター２２が目詰まりを起こすのを効果的に予防することができる。
　また、本発明においては、前記の排ガス吐出口１２ｂよりケーシング１２の外に排出された排ガスＥの一部が再び前記の排ガス吸入口１２ａへと戻されるようにするのが好ましい。
　この場合、排ガスＥの一部は繰り返し羽根車１４を通過することができるようになり、排ガスＥ中の粉塵および洗浄液可溶性成分の除去率をより一層向上させることができる。
　また、第２の発明にかかる排ガス除害装置は、上記の本発明の排ガス浄化装置１０と、排ガスＥを熱分解する分解炉とを備える排ガス除害装置であって、少なくとも上記の分解炉の前段に上記の排ガス浄化装置１０が設置されることを特徴とする。
　この発明では、少なくとも分解炉の前段に粉塵および洗浄液可溶性成分の除去効率が極めて高い排ガス浄化装置１０を設置しているので、分解炉が口径の小さな多数の配管で構成された多管式の熱交換器などを備えている場合であっても、そのような配管内での粉塵の堆積を効果的に防止することができ、その結果、排ガスの除害効率を向上させることができる。
　さらに、本発明は、後述する実施形態に記載された特有の構成を付加することが好ましい。
　本発明によれば、排ガス中の微細な粉塵等の除去率を向上させることができる排ガス浄化装置と、そのような装置を用いた排ガスの除害効率に優れる排ガス除害装置とを提供することができる。
本発明の一実施形態の排ガス浄化装置の概要を示す説明図である。 本発明の一実施形態の羽根車における天板の一部を切り欠いた部分切欠き平面図である。 本発明の他の実施形態の羽根車における天板の一部を切り欠いた部分切欠き平面図である。 本発明の他の実施形態の排ガス浄化装置の概要を示す説明図である。
　以下、本発明の一実施形態を図１および図２によって説明する。
　図１は、本発明の一実施形態の排ガス浄化装置１０の概要を示す図である。この図が示すように、本実施形態の排ガス浄化装置１０は、排ガス吸入口１２ａおよび排ガス吐出口１２ｂを有するケーシング１２と、そのケーシング１２内に配置されると共に回転軸１８に支持された羽根車１４と、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴出するノズル１６とが、ステンレスなどの金属からなる気密かつ堅牢な筐体２４内に収容されて構成されている。なお、この筐体２４の形状は特に限定されるものではなく、四角柱状でもよいし円柱状でもよい。図示実施形態では、筐体２４が四角柱状にて形成されており、その天井面を構成する天板２６には、対角線上の互いに離間した位置に排ガス導入口２６ａおよび排ガス排出口２６ｂが穿設される。そして、排ガス導入口２６ａには、(図示しないが)排ガス発生源に通じる配管が接続されるインレット短管２８が嵌挿されており、排ガス排出口２６ｂには、処理済の排ガスＥを筐体２４外へと排出するアウトレット二重管３０が嵌挿されている。なお、このアウトレット二重管３０の詳細については後述する。
　また、天板２６の中央部には開口２６ｃが設けられ、その天板２６中央の上部には、当該開口２６ｃに回転軸１８を挿通した状態で羽根車１４を回転駆動させるモーター３２が設置される。
　この天板２６の中央下部には、短円筒状の管壁３４であって、ケーシング１２の側周壁となる管壁３４が垂設されている。このため、本実施形態では、筐体２４の天板２６の中央部分がケーシング１２の天板として供用されている。また、上記の管壁３４の下端部には、管壁３４内に後述する羽根車１４を収容した後、中央に排ガス吸入口１２ａとなる開口が設けられたリング状の底板３６が取り付けられてケーシング１２が完成する。そして、ケーシング１２の側周壁となる管壁３４の排ガス排出口２６ｂに近接する位置に、上記のアウトレット二重管３０に連通し、羽根車１４を通過した排ガスＥをケーシング１２内から吐出させるための排ガス吐出口１２ｂが穿設される。
　ここで、排ガス吐出口１２ｂに連通するアウトレット二重管３０について説明すると、このアウトレット二重管３０は、排ガス排出口２６ｂに嵌挿されてその側周面にて排ガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その上部が第１管体３０ａと同じ口径の管体で構成され、レデューサ３８を介してその下部の口径が縮小されると共に、縮径された下部が第１管体３０の上側からその内部に挿入されて第１管体３０ａの上端４０を気密的に密閉する第２管体３０ｂとを備える。そして、第２管体３０ｂの下端４２は、排ガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置される。このため、排ガス吐出口１２ｂから吐出された排ガスＥの一部は、第２管体３０ｂの下端４２から第２管体３０ｂ内へと流入(遡上)して行くが、残りの部分(排ガスＥの残りと排ガス吐出口１２ｂを通過した洗浄液２０)は、重力に支配されて第１管体３０ａを流下してその下端４４から筐体２４内へと戻されるようになる。なお、羽根車１４を通過し、排ガス吐出口１２ｂより吐出された排ガスＥのうち、どれ位の量を第２管体３０ｂ側へと送給させるかについては、筐体２４の容量、羽根車１４を回転させるモーター３２の回転数、第１管体３０ａおよび／または第２管体３０ｂの長さや口径などを適宜設定することによって調節することができる。
　羽根車１４は、円盤状の天板４６と、天板４６の周縁部の下面に、当該天板４６の半径方向に対して一定の角度にて傾斜させると共に該天板４６の外周部に所定の間隔で均等配置した羽根板４８と、その羽根板４８の下端部同士を連結するリング状の底板５０とを具備する(図２参照)。
　上記の天板４６の中央部には、回転軸１８が挿通される軸孔４６ａが穿設されており、この軸孔４６ａに回転軸１８を挿通させた羽根車１４は、図１に示すように、回転軸１８の先端側から固定部材５２が取り付けられて当該回転軸１８に固定される。
　本実施形態の羽根車１４では、天板４６の外周縁と底板５０の外周縁との間の全周に亘ってステンレスパンチングメタルなどからなる通気性壁材５４が架設されており、その内側にデミスター２２が配設されている。
　ここで、デミスター２２とは、例えば金属線や樹脂フィラメントなどを、小さな圧力損失でありながら流体との接触面を増大させるべく幾層にも積層してマット状にしたミストセパレーターの一種である。本発明で使用するデミスター２２の種類は特に限定されず、メッシュデミスターやワイヤーデミスター等を用いることができる。
　ノズル１６は、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴出するためのものであり、そのヘッド部分が羽根車１４の底部近傍に配設されるスプレーノズルである。このノズル１６から噴出する洗浄液２０は、処理対象の排ガスＥの種類に応じて適宜設定することができる。本実施形態では、この洗浄液２０として筐体２４の外部より供給される水(清浄水)を採用したものを例示する。
　なお、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、ノズル１６より噴出した洗浄液２０の多くが、例えばＳｉＯ2のような粉塵や例えば塩素ガス(Ｃｌ2)のような水溶性成分(洗浄液可溶性成分)を伴って筐体２４内を流下し、当該筐体２４の底部に貯留されるようになる。このため、筐体２４の底部には、ドレン抜きのライン５６や貯留する洗浄液２０の液面を調整する配管系５８などが取り付けられる。ここで、筐体２４底部に貯留する洗浄液２０の液面を調整する配管系５８やノズル１６より噴出する洗浄液２０(清浄水)の量を適宜操作或いは調整することによって、例えば排ガスＥ中に多量に含まれる塩素ガス(Ｃｌ２)を洗浄液２０に吸収させてＴＬＶ(Threshold Limit Values)以下の濃度にまで削減するような場合であっても、筐体２４底部に流下する洗浄液２０の塩素濃度を極めて低いレベルに抑えることができ、その結果、筐体２４底部から抜き出し廃液として処分する洗浄液２０を、排水処理することなく、そのまま排水溝へと流すことができるようになる。
　次に、以上のように構成された本実施形態の排ガス浄化装置１０を使用する際には、先ず始めに、モーター３２に電力を供給してこれを作動させると共に、ノズル１６より洗浄液２０を噴出させる。そうすると、羽根車１４が所定の回転数(例えば、３０００～４０００ｒｐｍ前後)で高速回転することによって、ケーシング１２の排ガス吸入口１２ａの近傍に負圧が発生すると共に、排ガス吐出口１２ｂの近傍では該排ガス吐出口１２ｂに向けての陽圧が発生し、ケーシング１２内での気流が生じるようになる。
　続いて、図示しないが、排ガス排出口２６ｂよりも排ガス通流方向の下流側に設置されたファンなどの吸気手段を作動させて、粉塵を含んだ排ガスＥの排ガス浄化装置１０への導入を開始する。すると、インレット短管２８を介して筐体２４内に導入された排ガスＥは、負圧となっている排ガス吸入口１２ａからケーシング１２内へと入り、微粒となった洗浄液２０に接触しながら羽根車１４を通過し、ケーシング１２の側周壁である管壁３４に衝突する。
　ここで、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、羽根車１４の側周面にデミスター２２が配設されているので、羽根車１４に吸引された排ガスＥと洗浄液２０との気液接触をより一層促進させることができ、洗浄液２０による粉塵の捕捉効率および水溶性ガスの吸収効率を向上させることができる。
　続いて、管壁３４の壁面(以下、「内壁面」とも言う。)に衝突した洗浄液２０とこれに捕捉された排ガスＥ中の粉塵とは、上記の衝突が繰り返されることによってその粒径が次第に大きくなり、その結果、重力によって内壁面を伝って流下するようになる。そして、ケーシング１２の内壁面で蓄積された洗浄液２０とこれに捕捉された粉塵との大半は、当該排ガス吸入口１２ａを介してケーシング１２の外へと排出される。
　一方、洗浄液２０および粉塵の多くが取り除かれた排ガスＥは、排ガス吐出口１２ｂからケーシング１２の外へと吐出される。
　ここで、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、排ガス排出口２６ｂに上記のアウトレット二重管３０が装備されているので、排ガス吐出口１２ｂよりケーシング１２の外に排出された排ガスＥの一部が再び前記の排ガス吸入口１２ａへと戻されるようになっている。このため、排ガスＥの一部は繰り返し羽根車１４を通過することができるようになっており、排ガスＥ中の粉塵の除去率をより一層向上させることができる。なお、図１中において、排ガスＥの流れを示す矢印に関し、実線で記しているものは羽根車１４未通過のものを表し、点線で記しているものは羽根車１４通過後のものを表している。
　また、アウトレット二重管３０の第２管体３０ｂの下端４２を、排ガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置しているので、筐体２４内からの洗浄液２０および粉塵の放出を低減させることができる。尤も、筐体２４内からの洗浄液２０および粉塵の放出を更に抑えたい場合には、アウトレット二重管３０の第２管体３０ｂの内部にデミスターなどを設置することが望ましい。
　本実施形態の排ガス浄化装置１０で排ガス浄化処理を行う排ガスＥが半導体製造工程より排出されるものの場合には、排ガスＥを熱分解する分解炉と組み合わせて排ガス除害装置を構成するのが好ましい。上記の分解炉の熱源としては、炉内を排ガスＥの熱分解温度にまで昇温させることができるものであれば如何なるものであってもよく、例えば、電熱式ヒーター，火炎式バーナー，非移行型或いは移行型のプラズマトーチなどを好適に用いることができる。また、熱分解炉が口径の小さな多数の配管で構成された多管式の熱交換器を備えた高効率型のものであれば、本実施形態の排ガス浄化装置１０を少なくとも当該分解炉の前段(換言すれば上流側)に設置すれば、以下のように両者の相乗効果をより一層顕著なものにすることができる。すなわち、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、排ガスＥ中の粉塵のうち、主として０．１μｍから６０μｍ程度の粉塵の９５％以上を排ガスＥ中から除去することができるので、多管式の熱交換器での配管詰まりを防止することができ、長期間安定して分解炉を連続運転することができるようになる。その結果、排ガスＥの除害効率を著しく向上させることができる。
　なお、上述の実施形態では、羽根車１４として、天板４６の半径方向に対して一定の角度にて傾斜させて羽根板４８が設置されたものを示したが、例えば、図３に示すように、羽根車１４に設置する羽根板４８の軸を半径方向に一致させるようにしてもよい。
　この場合、羽根車１４を高速回転させた際に生じる排ガスＥの吸引力は上述の実施形態に比べて弱くなるものの、羽根車１４の側周面にデミスター２２を配設した場合には、このデミスター２２内における排ガスＥおよび洗浄液２０の滞留時間および移動距離を長く取ることができる。そうすると、このデミスター２２内で排ガスＥと洗浄液２０とが十分に気液接触することができ、洗浄液２０による粉塵および洗浄液可溶性成分の捕捉効率のうち、特に洗浄液可溶性成分の捕捉効率を格段に向上させることができる。
　また、上述の実施形態では、排ガス排出口２６ｂに嵌挿されるアウトレット二重管３０として、側周面にて排ガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その第１管体３０ａの上側からその内部に挿入されて第１管体３０ａの上端４０を気密的に密閉する第２管体３０ｂとで構成されたものを示したが、例えば、図４に示すように、アウトレット二重管３０を、側周面にて排ガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その第１管体３０ａの内部に配設され、上端が排ガス吐出口１２ｂに直結されると共に、下端４２が排ガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置されたエルボ形状の第２管体３０ｂとで構成するようにしてもよい。
　この場合も、上述の実施形態と同様に、排ガス吐出口１２ｂから吐出された排ガスＥの一部は、第２管体３０ｂの下端４２から出た後、直ちに第１管体３０ａ内を遡上して行くが、残りの部分(排ガスＥの残りと排ガス吐出口１２ｂを通過した洗浄液２０)は、重力に支配されて第１管体３０ａを流下してその下端４４から筐体２４内へと戻されるようになる。
　さらに、上述の実施形態では、排ガス浄化装置１０の排ガス排出口２６ｂよりも排ガス通流方向の下流側に排ガスＥを送給するファン(図示せず)を設置する場合を示したが、このファンは必要に応じて設置されるものであって、その設置場所は上述の態様に限定されるものではなく、例えば、排ガス浄化装置１０の排ガス導入口２６ａよりも排ガス通流方向の上流側に設置するようにしてもよい。
　その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
　１０：排ガス浄化装置，１２：ケーシング，１２ａ：排ガス吸入口，１２ｂ：排ガス吐出口，１４：羽根車，１６：ノズル，１８：回転軸，２０：洗浄液，２２：デミスター，Ｅ：排ガス．

Claims (4)

  1. 　排ガス吸入口(１２ａ)および排ガス吐出口(１２ｂ)を有するケーシング(１２)と、そのケーシング(１２)内に配置されると共に回転軸(１８)に支持された羽根車(１４)と、その羽根車(１４)内に洗浄液(２０)を噴出するノズル(１６)とを備え、上記の羽根車(１４)を回転させて上記の排ガス吸入口(１２ａ)を介して粉塵および洗浄液可溶性成分を含む排ガス(Ｅ)を吸入し、上記ノズル(１６)から噴出させた洗浄液(２０)に排ガス(Ｅ)中の粉塵および洗浄液可溶性成分を捕捉させて排ガス(Ｅ)中に含まれるこれらの成分を除去する排ガス浄化装置において、
    　上記の回転軸(１８)が鉛直方向に配置されて上記の羽根車(１４)が水平方向に回転すると共に、
    　上記の排ガス吸入口(１２ａ)が上記ケーシング(１２)の底面に開設される、
    　ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  2. 　請求項１の排ガス浄化装置において、
    　前記の羽根車(１４)の側周面にデミスター(２２)が配設されている、ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  3. 　請求項１または２の排ガス浄化装置において、
    　前記の排ガス吐出口(１２ｂ)よりケーシング(１２)の外に排出された排ガス(Ｅ)の一部が再び前記の排ガス吸入口(１２ａ)へと戻される、ことを特徴とする排ガス浄化装置。
  4. 　請求項１乃至３の何れかの排ガス浄化装置と、排ガスを熱分解する分解炉とを備える排ガス除害装置であって、
    　少なくとも上記の分解炉の前段に上記の排ガス浄化装置が設置される、ことを特徴とする排ガス除害装置。
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