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有害ガス除害装置およびその制御方法 - 日立プラント建設株式会社
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発明の名称 有害ガス除害装置およびその制御方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−249139
公開日 平成10年(1998)9月22日
出願番号 特願平9−70475
出願日 平成9年(1997)3月7日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】村上 友一 (外1名)
発明者 佐藤 裕則
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 気塔内に上昇ガス流路を形成し、気塔内の上位に前記上昇ガス流路を横断する含水充填層を設けるとともに、その下位には前記上昇ガス流路を横断させた通水抵抗材を配置し、当該通水抵抗材の表面部に水層を形成しつつ通水抵抗材の下面から処理ガスを通気可能としたことを特徴とする有害ガス除害装置。
【請求項2】 気塔内に上昇ガス流路を形成し、気塔内の上位に前記上昇ガス流路を横断する含水充填層を設けるとともに、その下位には前記上昇ガス流路を横断させた通水抵抗材を配置し、当該通水抵抗材の表面部に水層を形成しつつ通水抵抗材の下面から処理ガスを通気可能としておき、前記含水充填層の上方には散水手段を設け、水層厚を一定に保つべく、噴射水量と投入ガス量、ガス圧を制御することを特徴とする有害ガス除害装置の制御方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有害ガス除害装置およびその制御方法に係り、特に半導体製造工場や化学プラント工場等から出る有害ガスを無害化するための有害ガス除害装置およびその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体製造工場や化学プラント工場等では、製造工程で有害ガスを用いる場合があり、このような有害ガスがそのまま大気放出されることの危険性を回避するために、有害ガスを無害化するための除害装置が用いられている。
【0003】従来の除害装置の例を図2に示す。図2(1)は充填塔方式であり、これは表面積の大きい充填物の表面に水を流し、ガスを低速で向流接触させ、有害ガスを水に溶解させて除去する方式である。また、図2(2)はスプレー方式であり、空塔内に水を噴霧し、そのスプレー水にガスを低速で向流接触させ、有害ガスを水に溶解させて除去する方式である。更に、図2(3)は気泡塔方式であり、これは塔内に貯めた液槽の底部にガス噴出ノズルを設け、ガスを微細流として液中に分散させ、有害ガスを水に溶解させて除去する方式である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、第1の充填塔方式の場合には、除害効率を上げるためには、充填材はできる限り表面積を大きくとり、そこへ水を流し、ガスと水の接触面積を大きくしたいため、目の細かい物が多用される。このため、ガス中に粉塵や沈殿物を生じる物が含まれていると、充填材が目詰まりしてしまう欠点がある。
【0005】また第2のスプレー方式では、スプレー域が薄く、ガス通過時に偏流が起きやすく、噴霧液とガスとを均一に接触させることが困難である。更に、第3の気泡塔方式では、液槽内をガスを通過させるため、圧力損失が大きい問題がある。この場合、液槽内の水位を少なくすると圧力損失を下げることができるが、その分ガスと水の接触時間が少なくなり、除害効率が低下してしまうのである。
【0006】本発明は、上記従来の問題点に着目し、ガス中に含有されるダスト等による目詰まりに起因する通気抵抗を生じることなく、除害効率を向上させることができる有害ガス除害装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明に係る有害ガス除害装置は、気塔内に上昇ガス流路を形成し、気塔内の上位に前記上昇ガス流路を横断する含水充填層を設けるとともに、その下位には前記上昇ガス流路を横断させた通水抵抗材を配置し、当該通水抵抗材の表面部に水層を形成しつつ通水抵抗材の下面から処理ガスを通気可能としたことを特徴としている。この場合、前記含水充填層の上方には散水手段を設けることが望ましい。
【0008】また、本発明に係る有害ガス除害装置の制御方法は、気塔内に上昇ガス流路を形成し、気塔内の上位に前記上昇ガス流路を横断する含水充填層を設けるとともに、その下位には前記上昇ガス流路を横断させた通水抵抗材を配置し、当該通水抵抗材の表面部に水層を形成しつつ通水抵抗材の下面から処理ガスを通気可能としておき、前記含水充填層の上方には散水手段を設け、水層厚を一定に保つべく、噴射水量と投入ガス量、ガス圧を制御することを特徴とする。
【0009】
【作用】上記構成によれば、通水抵抗材の表面部に形成される水の層でガス中に含まれるダスト分を除去した後、充填層を通過するために充填層の目詰まりが防止され、水の層の落下水量とガス流が向流となるため単純気泡塔方式より水の層高が小さくなり水量の低減効果を図ることができる。また、含水充填層の上位に散水手段を配置することにより、気塔上部でスプレー方式による気液接触が、中段部で充填層をガスが通気することで層内気液接触が、更に、下位にて気泡方式により気液接触が図られるため、除害効率がきわめて高い除害装置とすることができる。この場合において、ガス流速を発生させるファンの静圧力と通水抵抗材の通気抵抗の圧力バランスを調整して通水抵抗材の表面部に形成される水層厚を調整することができ、気泡方式を通水抵抗材の表面部にて実現することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る有害ガス除害装置およびその制御方法の具体的実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0011】図1は実施形態に係る有害ガス除害装置の断面構成図である。この装置は気塔10を有し、この下部側壁に処理前ガスの導入路12を接続させるとともに、天端部に排気ファン14を介装した排気口16を接続し、気塔10内にガスの上昇流路が形成されるようにしている。このような上昇ガス流路が形成される気塔10の下部には貯水タンク18が形成されており、前記ガス導入路12は貯水タンク18の上部にて気塔10内に開口させるようにしている。貯水タンク18の貯溜水20は気塔10の上部に循環させるようにし、塔内を流下する過程で排ガスと接触させることにより排ガス中の水溶性成分を溶解させるものとしている。
【0012】このため、貯水タンク18には貯溜水20を吸い上げるポンプ22が接続され、導水管24を介しポンプ圧によって貯溜水20は気塔10内の上部位置に配置された散水管24に給水している。散水管24は噴霧ノズル26を備えたもので、気塔10内の上部位置から下方に向けて噴霧スプレーするようにしている。噴霧ノズル26からのスプレー水はコーン状に拡大されてガス流路の全断面中に噴霧水が散布されるようになっている。このため、この噴霧領域では、液滴と下方から上昇流として吹き上がってくる排ガスとが向流接触し、ここで気液接触による有害ガス成分をガス中から除去させている。
【0013】上記スプレー接触領域の下部位置には含水充填材28がガス流路を横断するように配置されている。この含水充填材28は上部からのスプレー水により湿潤されるとともに、下方からのガスを通気させるようになっており、ガスと水との接触面積を大きくするように目の細かい材料が用いられている。これにはスポンジ材等が用いられる。したがって、前記排気ファン14による排気圧により充填材28の下面側から導入される排ガスは、充填材28の内部に拡散しつつ通流するが、充填材28には上面側からのスプレー水が含浸されているため、ここで気液接触し、排ガス中の水溶性有害成分が溶解してガスから除去されるものとなる。
【0014】また、上記含水充填材28の下方位置であって、前記ガス導入口12の開口位置より上方位置には、ガス流路を横断するように配置された通水抵抗材としてのパンチングメタル30が設けられている。このパンチングメタル30は小口径の孔が多数穿孔されているもので、その開口率が30〜40%となるように設定された金属板である。このパンチングメタル30は気塔10に最初に導入された排ガスを気液接触させるもので、ここではパンチングメタル30の上表面部に前記排気ファン14による吸引圧力により上部から滴下する水の層を形成するようにし、パンチングメタル30の孔を通気する排ガスを気泡として表面水層中を通過させ、これにより気泡接触させるようにしている。気泡接触ができるように、パンチングメタル30の表面に形成される水の層厚は約50mmとなるように設定している。この水層厚さが一定値を保持するように前記噴霧ノズル26からの噴霧水量、排ガスの投入量、および排気ファン14による吸引負圧を制御しており、当該気塔10内での除害処理のための連続運転が効率よく維持されるようにしている。
【0015】なお、パンチングメタル30の表面水の層厚を一定に保持するようにオーバーフロー管32が取り付けられており、これは水の層厚が上述した50mmとなるようにその高さが設定され、これを越えた水は当該オーバーフロー管32を通じて下位の貯水タンク18に戻すようにしている。
【0016】このように構成された有害ガス除害装置では、排ガスは排気ファン14の作用により、気塔10の下部側に開口させた導入路12から内部に供給され、塔内を上昇流として流れ、上部に開口されている排気口16が大気に開放される。そして、排ガス中の有害成分を溶解させるために用いられる水は貯水タンク18からポンプ22によって散気管24に送水され、気塔10の上部で噴霧ノズル26によりシャワースプレー散水が行われる。ここではスプレー水とガスが接触し、いわゆるスプレー式除害作用が行われる。スプレーされた水は下位の充填材28を含水させ、この内部にて通過する際に排ガスと気液接触し、いわゆる充填式除害作用をなすのである。次いで、充填材28からの落下水は更に下位の通水抵抗材としてのパンチングメタル30上に溜まり、表面水層を形成する。これは排気ファン14による吸引負圧を利用してパンチングメタル30の透孔を直接流下しないようにしつつ、所定の水層厚さを維持するようにしている。このため、排ガスはパンチングメタル30の透孔を通じて表面水層内に導入され、排気ファン14の吸引圧力が水層形成抵抗より大きくすることにより、ガスは気泡状態で表面水層中を上昇通過する。したがって、ここでは水とガス気泡接触による気泡式除害作用をなすのである。
【0017】当該装置によれば、排ガスが気塔10を上昇流となって流れる過程で、最初にパンチングメタル30を通気し、パンチングメタル30の表面に形成した水層中を気泡として通過することにより、この気泡と水との接触によりガス中の有害成分が水に溶解し、同時にガス中に含まれているダスト分が除去される。このダスト除去がなされたガスは更に上方の含水充填材28を通過し、ここで充填材28に形成されている細流路を通気しつつ含水との向流接触が行われ有害成分が溶解される。最後に充填材28を通過したガスは噴霧ノズル26からスプレーされる噴霧水の微粒子と気液接触し、仕上げ溶解をなし、排気口16から大気に放出されるのである。
【0018】本実施形態では、特にガス中の有害成分が気泡式、充填式、スプレー式の順位で行われ、ガス中に含まれる粉塵、沈殿物を生じる物はパンチングメタル30上の表面水層で除去され、上位の充填材28の目詰まりを生じさせることがない。充填材28を通過後にスプレー水と接触するため、充填材28がガス流の抵抗体となり、ガスが充填材28の上部領域では均一低流速となって流れ、スプレー水との気液接触が極めて良好に行われる。また、パンチングメタル30の上方では、上部充填材28からの落下水とガスとの向流接触が行われるので、パンチングメタル30上に形成する水層の層高さは低くてもよく、これにより使用水量は少なくても効率的な除害作用をなし得る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、気塔内に上昇ガス流路を形成し、気塔内の上位に前記上昇ガス流路を横断する含水充填層を設けるとともに、その下位には前記上昇ガス流路を横断させた通水抵抗材を配置し、当該通水抵抗材の表面部に水層を形成しつつ通水抵抗材の下面から処理ガスを通気可能としたので、通水抵抗材の表面部に形成される水層にて気泡接触によるガス中のダスト等を予め除去した上で、上位の充填材にて気液接触による有害成分の除去をなすので、充填材の目詰まりを生じさせることなく、高い効率での除害効果を得ることができる。更に、前記含水充填層の上方に散水手段を設けた構成とすることで、充填材による抵抗作用がガス流の低速均一流を生じさせ、スプレー噴霧水との良好な気液接触による除害作用を効率的に行わせることができる。




 

 


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