ガス浄化部材及びガス浄化装置
【課題】製造が容易であると共に、浄化効率を向上させたガス浄化部材及びガス浄化装置を提供する。
【解決手段】本発明にかかるガス浄化部材は、排ガス１１中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シート１２を九十九折してなると共に、九十九折した間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を各々配設してなる九十九折状シート積層体１５と、前記九十九折状シート積層体１５を保持する枠体１６とからなるものである。
【解決手段】本発明にかかるガス浄化部材は、排ガス１１中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シート１２を九十九折してなると共に、九十九折した間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を各々配設してなる九十九折状シート積層体１５と、前記九十九折状シート積層体１５を保持する枠体１６とからなるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材及びガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排ガス中の硫黄酸化物の除去方法として、活性炭素繊維を用いたガス浄化装置が提案されている。このガス浄化装置の一例を図２０に示す。図２１に示すように、ガス浄化装置は、硫黄酸化物を含有する排ガス又は生成ガス１０１が流通する浄化塔１０４内に設けられ、活性炭素繊維層で形成される触媒層１０７と、上記浄化塔１０４内に設けられ、上記触媒層１０７に硫酸生成用の水を供給する水供給手段１１１とからなるものである。前記活性炭素繊維からなる触媒層１０７で生成ガス１０１を浄化し、浄化ガス１０９としている（特許文献１）。図２１中、符号１２１は排ガスを押し込む押込みファン、１１１は洗浄水１０５を供給する水供給装置、１１５は排ガスを冷却する増湿冷却水、１１６は増湿冷却装置、１０８、１５２はポンプ、１５３は弁、１２２は散水ノズルを各々図示する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０２８２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のガス浄化装置に用いられる触媒層としては、図２２に示すように、前記触媒層１０７を構成する活性炭素繊維層１２５が、平板活性炭素繊維シート１２６と波板状の活性炭素繊維シート１２７とを接合してその断面が三角形状の通路１２８に構成されており、両者を接合しているのでその成形に手間がかかる、という問題がある。また、両者の接合部分では排ガスの浄化を行うことができない、という問題がある。
【０００５】
本発明は、前記問題に鑑み、製造が容易であると共に、浄化効率を向上させたガス浄化部材及びガス浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シートを九十九折してなると共に、九十九折した間の空間部内に低圧損のスペーサを各々配設してなる九十九折状シート積層体を形成してなると共に、前記九十九折状シート積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材にある。
【０００７】
第２の発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、該折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記断面コの字型シート体ユニットと低圧損のスペーサとを交互に配設して第１のシート状積層体を形成し、且つ前記第１のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材にある。
【０００８】
第３の発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、該折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記断面コの字型シート体ユニットの開口部を交互に配置して第２のシート状積層体を形成してなり、且つ前記第２のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材にある。
【０００９】
第４の発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記コの字型シート体ユニットの開口部を交互に配置して連続シート体ユニットを形成し、前記連続シート体ユニット同士の間に低圧損のスペーサを配置して第３のシート状積層体を形成してなり、且つ前記第３のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材にある。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記繊維シートが活性炭素繊維シートであることを特徴とするガス浄化部材にある。
【００１１】
第６の発明は、硫黄酸化物を含有する排ガス又は生成ガスが流通する浄化塔内に、第１乃至４のいずれか一つのガス浄化部材を設けてなることを特徴とするガス浄化装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、繊維シートを折り曲げるという簡易な構造のガス浄化部材であると共に、ガス浄化面積が向上するので、排ガス処理が良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１４】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例に係るガス浄化部材を示す概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るガス浄化部材１０−１は、排ガス１１中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シート１２を九十九折してなると共に、九十九折した間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を各々配設してなる九十九折状シート積層体１５と、前記九十九折状シート積層体１５を保持する枠体１６とからなるものである。
図１においては、ガス浄化部材１０−１の下方側から排ガス１１を導入すると共に、上方から水１７を例えばシャワー状に散水するノズル１９が設けられており、ガス浄化部材１０−１を湿潤状態としている。
【００１５】
次に、本実施例に係るガス浄化部材１０−１の製造工程の概略を図２に示す。
図２に示すように、先ず連続した繊維シート１２を九十九折状となるようにして、九十九状に折り曲げた間の空間部１３内に、低圧損のスペーサ１４を開口部１２ａ側から挿入して九十九折状シート状積層体１５を形成する。
次に、九十九折状シート体１５を枠体１６内に挿入して図１に示すように固定・保持する。この枠体１６内に保持された九十九折状シート体１５は、連続したシート体であるので、導入する排ガス１１のリークを回避することができる。
また、従来のような平板シートと波板シートとを接合して形成するものとは異なり、接合部分が無いので、接合部分での排ガス浄化面積のロスが無くなる。また、安価に製造することもできる。
【００１６】
図３はガス浄化部材１０−１を装置本体内に配設してなるガス浄化装置の断面図である。図３に示すように、ガス浄化装置３０の装置本体３１内には１段のフィルタであるガス浄化部材１０−１が配設されているものである。なお、このガス浄化部材１０−１は複数段としてもよい。
【００１７】
ここで、前記繊維シート１２はその幅が例えば５０〜２５０ｃｍ程度で長尺の連続したものを用いている。また、繊維シートは不織布又は織布のいずれでもよい。
また、前記繊維シート１２を活性炭素繊維シートとすることにより、その繊維層において、活性炭素繊維の触媒作用により排ガス１１中に含まれるＳＯ2を亜硫酸とし、散水された水により希硫酸１８として装置本体３１の下方側へ洗い流すようにしている。
【００１８】
すなわち活性炭素繊維を用いる場合には、その表面では、例えば、以下の反応により脱硫反応が生じる。
即ち、（１）活性炭素繊維層への排ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ2）の吸着がなされる。（２）次いで、吸着した二酸化硫黄（ＳＯ2）と排ガス中の酸素（Ｏ2）（別途供給することも可である）との反応による三酸化硫黄ＳＯ3への酸化がなされる。（３）その後、酸化した三酸化硫黄（ＳＯ3）が水（Ｈ2Ｏ）へ溶解され、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）の生成がなされる。（４）生成された硫酸（Ｈ2ＳＯ4）が活性炭素繊維層から離脱される。
【００１９】
この時の反応式は以下の通りである。
ＳＯ2＋１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＳＯ4
【００２０】
この結果、排ガス１１中の微粒子（ＳＯ3ミスト）以外に、さらに二酸化硫黄（ＳＯ2）を吸着して酸化し、水（Ｈ2Ｏ）と反応させて硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を生成して離脱除去し、排ガス中の脱硫を行うことができる。
【００２１】
前記装置本体３１の側壁下端側には、排ガス１１のガス入口部３１ａが設けられている。また、装置本体３１の頂部側には、ガス浄化部材１０−１により浄化された浄化ガス３２を排出するガス出口部３１ｂが設けられている。
【００２２】
また、前記ガス浄化装置３０には、前記装置本体の下方に溜まった希硫酸１８を循環させるための水循環ライン２３と循環ポンプ２４とが設けられている。また、水循環ライン２３には必要に応じて別途図示しない水供給装置により水１７を添加するようにしている。
【００２３】
前述したように、本発明では、排ガス１１が通過するガス導入及び排出側を閉塞した連続のシートとすることにより、排ガス１１中の例えば微粒子であるＳＯ3ミストの除去効率が飛躍的に向上する。
【００２４】
この結果、例えばボイラ排ガス中の微粒子（煤塵、ＳＯ3ミスト）の除去率が安定すると共にその除去率が向上し、煙突出口から排出される排煙からの紫煙の低減又は消滅を図ることができる。
【実施例２】
【００２５】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図４は、実施例に係るガス浄化部材を示す概略図である。
図４に示すように、本実施例に係るガス浄化部材１０−２Ａは、排ガス１１中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する活性炭素繊維シート１２を所定長さで断面コの字型に折り曲げてなると共に、折り曲げた間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を配設してなる断面コの字型シート体ユニット２１を形成してなると共に、前記シート体ユニット２１−１〜２１−４と低圧損のスペーサ２２−１〜２２−３とを交互に配設して第１のシート状積層体２３Ａを形成してなるものである。そして、前記第１のシート状積層体２３Ａは、実施例１のガス浄化部材と同様に枠体１６で固定・保持するようにしている。
【００２６】
ここで、図４に示すガス浄化部材１０−２Ａは、断面コの字型シート体ユニット２１のガス導入側に開口部１２ａを設けるようにしているが、図５に示すように、ガス排出側に開口部１２ａを設けて、ガス浄化部材１０−２Ｂとするようにしてもよい。
【００２７】
ここで、図１０−１、図１０−２、図１１−１、図１１−２、図１２−１及び図１２−２を用いて、スペーサ２２から構成される両端開放通路と、断面コの字型シート体ユニット２１の通路の端部を閉塞した場合のフィルタの圧力分布について説明する。
図１０−１は両端開放通路２４、２４同士が隣接されている場合を示し、図１０−２はその通路における高さ方向の圧力分布図である。なお、以下の説明においては、前述したようなスペーサを図示する斜線部分は省略し、実際に排ガス１１が通過する様子を明確に示すようにしている。
図１１−１はスペーサ２２により形成される両端開放通路２４と閉塞部を下端部に有するコの字型シート体ユニット２１のガス導入側閉塞通路２５Ａとが隣接されている場合を示し、図１１−２は、排ガス１１を導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。なお、図中、符号１２ｂは通路の側壁を図示する。
図１２−１及び図１２−２は、排ガス１１を導入しつづけた場合における夫々の通路２４、２５Ａでの高さ方向の圧力分布図である。
【００２８】
図１２−２に示すように、排ガス１１を導入した際において、両端開放通路２４とガス導入側閉塞通路２５Ａとの圧力分布には相違があり、排ガスを導入しつづけた場合に、それを解消しようとして両端開放通路２４を通過する排ガス１１がガス導入側閉塞通路２５Ａ内に侵入する。
これにより、排ガス１１中に含まれる微粒子１２が側壁１２ｂを通過する際に、該側壁１２ｂの繊維層にて捕集されることとなる。
【００２９】
ここで、排ガス１１中の微粒子の一種であるＳＯ3ミストの除去メカニズムについて更に詳述する。
１） まず、閉塞部を有する通路２５Ａとすることにより、該閉塞（プラッギング）されたガス導入側閉塞通路２５Ａ内は、圧力が両端開放通路２４側の出口圧となる。
この際、排ガス１１は、閉塞されていない両端開放流路２４を通過する。
２） 排ガス１１が通過する両端開放通路２４では、繊維層表面の摩擦損失で流れ方向に圧力分布が発生する。
３） 排ガス１１が通過する両端開放通路２４と隣接するガス導入側閉塞通路２５Ａとの間では、通路側壁１２ｂを介して圧力差が発生する。
４） この圧力差が駆動力となり、排ガス１１が通過する両端開放通路２４から閉塞通路２５Ａへ側壁１２ｂを介して排ガス１１が流れる。
５） 排ガス１１が側壁１２ｂを通過する際に、側壁１２ｂを構成する繊維層において、ろ過作用によりＳＯ3ミストが除去される。
この結果、排ガス１１中の微粒子の一種であるＳＯ3ミストが効率的に除去される結果、煙突からのＳＯ3ミスト排出量が低減し、紫煙の発生が低減することとなる。
【００３０】
このように、ガス導入側を閉塞した閉塞通路２４のいずれかの側面が両端開放開口通路２５Ａに接していることにより、圧力差が必ず発生するようにし、これによりフィルトレイション効果により微粒子の捕集を確実なものとしている。
【００３１】
ここで、前記繊維状フィルタの坪量としては、例えば８０〜２００ｇ／ｍ2、好ましくは１００〜１５０ｇ／ｍ2とするのがよい。
また、充填率は１０％以下、より好ましくは９％以下とするのが好ましい。
【００３２】
また、前記繊維状フィルタの厚さとしては、０．５〜５．０ｍｍ、好ましくは０．８〜１．６ｍｍとするのがよい。
【００３３】
一例として、坪量が１２０ｇ／ｍ2で、フィルタの厚さを０．８ｍｍとした場合に、閉塞部を設けた場合には、ＳＯ3ミストの除去率が６０％となり、閉塞部を設けない場合の４０％に較べて１．５倍の除去性能を発揮することができた。
【００３４】
また、坪量の調整に、数μｍ、或いは１μｍ以下の極細繊維を所定量配合するようにして、微粒子の捕集効率を向上させるようにしてもよい。
【００３５】
次に、フィルタ１３を構成する繊維層における排ガス１１中の微粒子の捕集のメカニズムについて図１３を参照して説明する。
ここで、前記排ガス１１中の微粒子の内、例えば１ｍ／ｓ程度のガス流速に対し、約０．３μｍ以下の微粒子はブラウン捕集にて繊維層に捕集されるが、約０．３μｍ以上の微粒子については慣性衝突、遮り衝突、重力捕集等により繊維層に捕集されることになる。
図１３は繊維層におけるサブミクロンの微粒子のブラウン拡散捕集の模式図である。図１３に示すように、微粒子を含む排ガス１１がフィルタ繊維の側壁を通過する際に、繊維層６１を構成する単一繊維６１ａそれぞれに対し、限界粒子軌跡６２が決定され、前記限界粒子軌跡６２の内側に含まれるサブミクロン微粒子が単一繊維表面にブラウン拡散で捕集される。
よって、坪量及びフィルタ厚さ、繊維径を適宜調整することにより、捕集効率の向上を図ることができる。
【００３６】
次に、図１４−１、図１４−２、図１５−１及び図１５−２を用いて、ガス排出側を閉塞部で閉塞した通路２５Ｂとした場合のフィルタの圧力分布について説明する。
図１４−１は両端開放通路２４とガス排出側閉塞通路２５Ｂ同士が隣接されている場合を示し、図１４−２は、排ガス１１を導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
図１５−１及び図１５−２は、排ガス１１を導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【００３７】
図１５−２に示すように、排ガス１１を導入した際において、両端開放通路２４とガス導入側閉塞通路２５Ｂとの圧力分布に相違があり、排ガスを導入しつづけた場合に、それを解消しようとしてガス排出側閉塞通路２５Ｂを通過する排ガス１１が両端開放塞通路２４内に侵入する。
これにより、排ガス１１中に含まれる微粒子がフィルタの側壁１２ｂを通過する際に、該側壁１２ｂの繊維層にて捕集されることとなる。
【００３８】
このように、ガス排出側を閉塞したガス排出部側閉塞通路２５Ｂのいずれかに両端開放開口通路２４に接していることにより、圧力差が必ず発生するようにし、これによりフィルトレイション効果により微粒子の捕集を確実なものとしている。
【実施例３】
【００３９】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図６は、実施例に係るガス浄化部材を示す概略図である。
図６に示すように、本実施例に係るガス浄化部材１０−３は、排ガス中１１の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する活性炭素繊維シート１２を断面コの字型に折り曲げてなると共に、折り曲げた間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を配設してなる断面コの字型シート体ユニット２１を形成してなり、且つ前記コの字型シート体ユニット２１の開口部１２ａをガス導入側と排出側とに交互に配置してなると共に断面コの字型シート体ユニットの側壁１２ｂ、１２ｂ同士を隣接して連続した第２のシート状積層体２３Ｂを形成してなるものである。そして、前記シート状積層体２３Ｂを枠体１６で固定・保持するようにしている。
【００４０】
このようなフィルタとすることにより、図１６に示すように、各通路を構成する側壁１２ｂ、１２ｂを排ガス１１が２回通過することとなるので、ＳＯ3ミストの捕集効率が向上する。
【００４１】
図１７に実際に排ガス中のＳＯ3ミストを捕集する場合について説明する。
図１７に示すように、ガス排出側閉塞通路２５Ｂ内に導入された排ガス１１は、該ガス排出側閉塞通路２５Ｂの側壁１２ｂと、ガス導入側閉塞通路２５Ａの側壁１２ｂとを２回通過することとなり、ＳＯ3ミストの捕集効率を向上する。
【実施例４】
【００４２】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図７は、実施例に係るガス浄化部材を示す概略図である。
図７に示すように、本実施例に係るガス浄化部材１０−４Ａは、排ガス１１中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する活性炭素繊維シート１２を断面コの字型に折り曲げてなると共に、折り曲げた間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を配設してなる断面コの字型シート体ユニット２１−１を形成している。そして、前記コの字型シート体ユニット２１の開口部１２ａをガス導入側となるように配置してなると共に、断面コの字型シート体ユニット２１の側面同士を隣接して連続したもの（本実施例では３個の断面コの字型シート体ユニット２１−２、２１−３、２１−４の連続体と、２個の断面コの字型シート体ユニット２１−５、２１−６の連続体）をスペーサ２２−１、２２−２で介装して第３のシート状積層体２３Ｃを形成してなるものである。
そして、前記第３のシート状積層体２３Ｃを枠体１６で固定・保持するようにしている。
本実施例では、３個の断面コの字型シート体ユニット２１−２、２１−３、２１−４を連続した連続体と、２個の断面コの字型シート体ユニット２１−５、２１−６を連続した連続体とを組み合せているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
ここで、図７に示すガス浄化部材１０−４Ａは、断面コの字型シート体ユニット２１−１の開口部１２ａをガス導入側に設けてなるが、図８に示すように、ガス排出側に開口部１２ａを設けて、ガス浄化部材１０−４Ｂとするようにしてもよい。
【００４４】
また、図９に示すガス浄化部材１０−４Ｃのように、断面コの字型シート体ユニット２１の側面同士を隣接して連続したもの（本実施例では２個断面コの字型シート体ユニット２１−１、２１−２を連続した連続体を３個用い、これらをスペーサ２２−１、２２−２で介装して第３のシート状積層体２３Ｃを形成するようにしてもよい。
【００４５】
本実施例のガス浄化部材を用いたガス浄化装置とすることにより、実施例３で示したガス浄化部材１０−３のように全てが閉塞部とした場合における圧損の解消を図るようにしている。また、スペーサ２２を隣接しているので、前述した側壁１２ｂへのガスの流入効率も向上するものとなる。
【００４６】
図１８に実際に排ガス中のＳＯ3ミストを捕集する場合について説明する。
図１８に示すように、ガス排出側閉塞通路２５Ｂ内に導入された排ガス１１は、該ガス排出側閉塞通路２５Ｂの側壁１２ｂと、ガス導入側閉塞通路２５Ａの側壁１２ｂとを２回通過することとなり、ＳＯ3ミストの捕集効率を向上する。
また、スペーサ（図示せず）からなる両端開放通路２４を設けることにより、排ガス１１を通過するようにして、圧力損失を低減させ、長時間操業した際における煤塵の堆積による閉塞を防止するようにしている。
【実施例５】
【００４７】
ここで、本発明によるガス浄化装置を用いた排ガスを処理する排煙脱硫システムの一実施例について、図１９を参照して説明する。
図１９に示すように、本実施例にかかる排煙脱硫システムは、蒸気タービンを駆動する蒸気を発生させるボイラ１００と、該ボイラ１００からの排ガス１１中の煤塵を除去する除塵機１０１と、除塵された排ガスをガス浄化装置３０内に供給する押込みファン１０２と、ガス浄化装置３０に供給する前に排ガス１１を冷却すると共に増湿を行う増湿冷却装置１０３と、前記ガス浄化部材１０−１、１０−２Ａを２段内部に配設し、塔下部側壁の導入口１１２ａから排ガス１１を供給すると共に、上方から水１７を供給して、排ガス１１中のＳＯｘを希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）へ脱硫反応させると共にＳＯ3ミストを捕集するガス浄化装置３０と、頂部の排出口１１２ｂから脱硫された浄化ガス３２を外部へ排出する煙突１０４と、ガス浄化装置２０からポンプ１１０を介して希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）１２１を貯蔵すると共に石灰スラリー１１１を供給して石膏を析出させる石膏反応槽１１２と、石膏を沈降させる沈降槽（シックナー）１１３と、石膏スラリー１１４から水分を排水（濾液）１１７として除去して石膏１１５を得る脱水器１１６とを備えてなる。なお、ガス浄化装置３０から排出される浄化された浄化ガス３２を排出するラインには必要に応じてミストエリミネータ１０５を介装し、ガス中の水分を分離するようにしてもよい。
【００４８】
ここで、上記ボイラ１００では、例えば、火力発電設備の図示しない蒸気タービンを駆動するための蒸気を発生させるために、石炭や重油等の燃料ｆが炉で燃焼されるようになっている。ボイラ１００の排ガスには硫黄酸化物（ＳＯｘ)が含有され、排ガスは図示しない脱硝装置で脱硝されてガスガスヒータで冷却された後に集塵機１０１で除塵されている。
そして、ガス浄化装置３０において所定量の水１７を供給しつつ排ガス１１中の脱硫を効率良く行うことができる。
【００４９】
この排ガス浄化システムでは、ガス浄化装置３０で得られた希硫酸１２１に石灰スラリー１１１を供給して石膏スラリー１１４を得た後、脱水して石膏１１５として利用するものであるが、脱硫して得られた希硫酸１２１をそのまま硫酸として使用するようにしてもよい。その場合には、希硫酸１２１を濃縮する濃縮槽を設けるようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施例ではボイラ１００からの排ガス１１を例示したが本発明の浄化対象となる排ガスはこれに限定されるものではなく、ガスタービン、エンジン、ガス化炉及び各種焼却炉から排出されものとしてもよい。
【００５１】
また、図２０に示すように、増湿冷却装置１０３の後流側にミストエリミネータ１０５を介装し、増湿した際の水分ミストを積極的に除去し、ガス浄化装置３０内に余分な水ミスト（例えば１μｍ以上のミスト）の持込を防止するようにしてもよい。これにより、ガス浄化部材では紫煙の原因となるＳＯ3ミストの除去効率を向上させることができる。
【００５２】
本発明にかかるガス浄化装置は、例えば石炭等の硫黄分を含む排ガスのみならず、その他の有害煤塵や有害ミストを含む排ガスを浄化することができる。
また、フィルタとして活性炭素繊維を用いることにより、その化学的な触媒酸化作用により、ＳＯ2や重金属（水銀、砒素等）等の有害成分の吸着除去を効率良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明に係るガス浄化部材は、簡易な構造であると共に、ガス浄化面積が向上するので、微粒子の効率的な除去処理に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係るガス浄化部材の概略図である。
【図２】実施例１に係るガス浄化部材の製造工程概略図である。
【図３】実施例１に係るガス浄化装置の概略図である。
【図４】実施例２に係るガス浄化部材の概略図である。
【図５】実施例２に係る他のガス浄化部材の概略図である。
【図６】実施例３に係るガス浄化部材の概略図である。
【図７】実施例４に係るガス浄化部材の概略図である。
【図８】実施例４に係る他のガス浄化部材の概略図である。
【図９】実施例４に係る他のガス浄化部材の概略図である。
【図１０−１】両端開放通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１０−２】その通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図１１−１】両端開放通路と排ガス導入側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１１−２】排ガスを導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図１２−１】両端開放通路と排ガス導入側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１２−２】排ガスを導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【図１３】繊維層での微粒子の捕集の模式図である。
【図１４−１】両端開放通路と排ガス排出側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１４−２】排ガスを導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図１５−１】両端開放通路と排ガス排出側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１５−２】排ガスを導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【図１６】側壁の断面図である。
【図１７】実施例３のガス浄化部材を用いた排ガス中のＳＯ3ミストを捕集する模式図である。
【図１８】実施例４のガス浄化部材を用いた排ガス中のＳＯ3ミストを捕集する模式図である。
【図１９】実施例５の脱硫システムの概略図である。
【図２０】実施例５の他の排煙脱硫システムの概略図である。
【図２１】従来のガス浄化装置の概略図である。
【図２２】従来のフィルタの概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０−１ １０−２Ａ、１０−２Ｂ、１０−３、１０−４Ａ、１０−４Ｂ ガス浄化部材
１１ 排ガス
１２ 繊維シート
１３ 空間部
１４ スペーサ
１５ 九十九折状シート積層体
２１−１〜２１−５ 断面コの字型シート体ユニット
２２−１〜２２−３ スペーサ
２３Ａ 第１のシート状積層体
２３Ｂ 第２のシート状積層体
２３Ｃ 第３のシート状積層体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材及びガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排ガス中の硫黄酸化物の除去方法として、活性炭素繊維を用いたガス浄化装置が提案されている。このガス浄化装置の一例を図２０に示す。図２１に示すように、ガス浄化装置は、硫黄酸化物を含有する排ガス又は生成ガス１０１が流通する浄化塔１０４内に設けられ、活性炭素繊維層で形成される触媒層１０７と、上記浄化塔１０４内に設けられ、上記触媒層１０７に硫酸生成用の水を供給する水供給手段１１１とからなるものである。前記活性炭素繊維からなる触媒層１０７で生成ガス１０１を浄化し、浄化ガス１０９としている（特許文献１）。図２１中、符号１２１は排ガスを押し込む押込みファン、１１１は洗浄水１０５を供給する水供給装置、１１５は排ガスを冷却する増湿冷却水、１１６は増湿冷却装置、１０８、１５２はポンプ、１５３は弁、１２２は散水ノズルを各々図示する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０２８２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のガス浄化装置に用いられる触媒層としては、図２２に示すように、前記触媒層１０７を構成する活性炭素繊維層１２５が、平板活性炭素繊維シート１２６と波板状の活性炭素繊維シート１２７とを接合してその断面が三角形状の通路１２８に構成されており、両者を接合しているのでその成形に手間がかかる、という問題がある。また、両者の接合部分では排ガスの浄化を行うことができない、という問題がある。
【０００５】
本発明は、前記問題に鑑み、製造が容易であると共に、浄化効率を向上させたガス浄化部材及びガス浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シートを九十九折してなると共に、九十九折した間の空間部内に低圧損のスペーサを各々配設してなる九十九折状シート積層体を形成してなると共に、前記九十九折状シート積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材にある。
【０００７】
第２の発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、該折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記断面コの字型シート体ユニットと低圧損のスペーサとを交互に配設して第１のシート状積層体を形成し、且つ前記第１のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材にある。
【０００８】
第３の発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、該折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記断面コの字型シート体ユニットの開口部を交互に配置して第２のシート状積層体を形成してなり、且つ前記第２のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材にある。
【０００９】
第４の発明は、排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記コの字型シート体ユニットの開口部を交互に配置して連続シート体ユニットを形成し、前記連続シート体ユニット同士の間に低圧損のスペーサを配置して第３のシート状積層体を形成してなり、且つ前記第３のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材にある。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記繊維シートが活性炭素繊維シートであることを特徴とするガス浄化部材にある。
【００１１】
第６の発明は、硫黄酸化物を含有する排ガス又は生成ガスが流通する浄化塔内に、第１乃至４のいずれか一つのガス浄化部材を設けてなることを特徴とするガス浄化装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、繊維シートを折り曲げるという簡易な構造のガス浄化部材であると共に、ガス浄化面積が向上するので、排ガス処理が良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１４】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例に係るガス浄化部材を示す概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るガス浄化部材１０−１は、排ガス１１中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する繊維シート１２を九十九折してなると共に、九十九折した間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を各々配設してなる九十九折状シート積層体１５と、前記九十九折状シート積層体１５を保持する枠体１６とからなるものである。
図１においては、ガス浄化部材１０−１の下方側から排ガス１１を導入すると共に、上方から水１７を例えばシャワー状に散水するノズル１９が設けられており、ガス浄化部材１０−１を湿潤状態としている。
【００１５】
次に、本実施例に係るガス浄化部材１０−１の製造工程の概略を図２に示す。
図２に示すように、先ず連続した繊維シート１２を九十九折状となるようにして、九十九状に折り曲げた間の空間部１３内に、低圧損のスペーサ１４を開口部１２ａ側から挿入して九十九折状シート状積層体１５を形成する。
次に、九十九折状シート体１５を枠体１６内に挿入して図１に示すように固定・保持する。この枠体１６内に保持された九十九折状シート体１５は、連続したシート体であるので、導入する排ガス１１のリークを回避することができる。
また、従来のような平板シートと波板シートとを接合して形成するものとは異なり、接合部分が無いので、接合部分での排ガス浄化面積のロスが無くなる。また、安価に製造することもできる。
【００１６】
図３はガス浄化部材１０−１を装置本体内に配設してなるガス浄化装置の断面図である。図３に示すように、ガス浄化装置３０の装置本体３１内には１段のフィルタであるガス浄化部材１０−１が配設されているものである。なお、このガス浄化部材１０−１は複数段としてもよい。
【００１７】
ここで、前記繊維シート１２はその幅が例えば５０〜２５０ｃｍ程度で長尺の連続したものを用いている。また、繊維シートは不織布又は織布のいずれでもよい。
また、前記繊維シート１２を活性炭素繊維シートとすることにより、その繊維層において、活性炭素繊維の触媒作用により排ガス１１中に含まれるＳＯ2を亜硫酸とし、散水された水により希硫酸１８として装置本体３１の下方側へ洗い流すようにしている。
【００１８】
すなわち活性炭素繊維を用いる場合には、その表面では、例えば、以下の反応により脱硫反応が生じる。
即ち、（１）活性炭素繊維層への排ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ2）の吸着がなされる。（２）次いで、吸着した二酸化硫黄（ＳＯ2）と排ガス中の酸素（Ｏ2）（別途供給することも可である）との反応による三酸化硫黄ＳＯ3への酸化がなされる。（３）その後、酸化した三酸化硫黄（ＳＯ3）が水（Ｈ2Ｏ）へ溶解され、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）の生成がなされる。（４）生成された硫酸（Ｈ2ＳＯ4）が活性炭素繊維層から離脱される。
【００１９】
この時の反応式は以下の通りである。
ＳＯ2＋１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＳＯ4
【００２０】
この結果、排ガス１１中の微粒子（ＳＯ3ミスト）以外に、さらに二酸化硫黄（ＳＯ2）を吸着して酸化し、水（Ｈ2Ｏ）と反応させて硫酸（Ｈ2ＳＯ4）を生成して離脱除去し、排ガス中の脱硫を行うことができる。
【００２１】
前記装置本体３１の側壁下端側には、排ガス１１のガス入口部３１ａが設けられている。また、装置本体３１の頂部側には、ガス浄化部材１０−１により浄化された浄化ガス３２を排出するガス出口部３１ｂが設けられている。
【００２２】
また、前記ガス浄化装置３０には、前記装置本体の下方に溜まった希硫酸１８を循環させるための水循環ライン２３と循環ポンプ２４とが設けられている。また、水循環ライン２３には必要に応じて別途図示しない水供給装置により水１７を添加するようにしている。
【００２３】
前述したように、本発明では、排ガス１１が通過するガス導入及び排出側を閉塞した連続のシートとすることにより、排ガス１１中の例えば微粒子であるＳＯ3ミストの除去効率が飛躍的に向上する。
【００２４】
この結果、例えばボイラ排ガス中の微粒子（煤塵、ＳＯ3ミスト）の除去率が安定すると共にその除去率が向上し、煙突出口から排出される排煙からの紫煙の低減又は消滅を図ることができる。
【実施例２】
【００２５】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図４は、実施例に係るガス浄化部材を示す概略図である。
図４に示すように、本実施例に係るガス浄化部材１０−２Ａは、排ガス１１中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する活性炭素繊維シート１２を所定長さで断面コの字型に折り曲げてなると共に、折り曲げた間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を配設してなる断面コの字型シート体ユニット２１を形成してなると共に、前記シート体ユニット２１−１〜２１−４と低圧損のスペーサ２２−１〜２２−３とを交互に配設して第１のシート状積層体２３Ａを形成してなるものである。そして、前記第１のシート状積層体２３Ａは、実施例１のガス浄化部材と同様に枠体１６で固定・保持するようにしている。
【００２６】
ここで、図４に示すガス浄化部材１０−２Ａは、断面コの字型シート体ユニット２１のガス導入側に開口部１２ａを設けるようにしているが、図５に示すように、ガス排出側に開口部１２ａを設けて、ガス浄化部材１０−２Ｂとするようにしてもよい。
【００２７】
ここで、図１０−１、図１０−２、図１１−１、図１１−２、図１２−１及び図１２−２を用いて、スペーサ２２から構成される両端開放通路と、断面コの字型シート体ユニット２１の通路の端部を閉塞した場合のフィルタの圧力分布について説明する。
図１０−１は両端開放通路２４、２４同士が隣接されている場合を示し、図１０−２はその通路における高さ方向の圧力分布図である。なお、以下の説明においては、前述したようなスペーサを図示する斜線部分は省略し、実際に排ガス１１が通過する様子を明確に示すようにしている。
図１１−１はスペーサ２２により形成される両端開放通路２４と閉塞部を下端部に有するコの字型シート体ユニット２１のガス導入側閉塞通路２５Ａとが隣接されている場合を示し、図１１−２は、排ガス１１を導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。なお、図中、符号１２ｂは通路の側壁を図示する。
図１２−１及び図１２−２は、排ガス１１を導入しつづけた場合における夫々の通路２４、２５Ａでの高さ方向の圧力分布図である。
【００２８】
図１２−２に示すように、排ガス１１を導入した際において、両端開放通路２４とガス導入側閉塞通路２５Ａとの圧力分布には相違があり、排ガスを導入しつづけた場合に、それを解消しようとして両端開放通路２４を通過する排ガス１１がガス導入側閉塞通路２５Ａ内に侵入する。
これにより、排ガス１１中に含まれる微粒子１２が側壁１２ｂを通過する際に、該側壁１２ｂの繊維層にて捕集されることとなる。
【００２９】
ここで、排ガス１１中の微粒子の一種であるＳＯ3ミストの除去メカニズムについて更に詳述する。
１） まず、閉塞部を有する通路２５Ａとすることにより、該閉塞（プラッギング）されたガス導入側閉塞通路２５Ａ内は、圧力が両端開放通路２４側の出口圧となる。
この際、排ガス１１は、閉塞されていない両端開放流路２４を通過する。
２） 排ガス１１が通過する両端開放通路２４では、繊維層表面の摩擦損失で流れ方向に圧力分布が発生する。
３） 排ガス１１が通過する両端開放通路２４と隣接するガス導入側閉塞通路２５Ａとの間では、通路側壁１２ｂを介して圧力差が発生する。
４） この圧力差が駆動力となり、排ガス１１が通過する両端開放通路２４から閉塞通路２５Ａへ側壁１２ｂを介して排ガス１１が流れる。
５） 排ガス１１が側壁１２ｂを通過する際に、側壁１２ｂを構成する繊維層において、ろ過作用によりＳＯ3ミストが除去される。
この結果、排ガス１１中の微粒子の一種であるＳＯ3ミストが効率的に除去される結果、煙突からのＳＯ3ミスト排出量が低減し、紫煙の発生が低減することとなる。
【００３０】
このように、ガス導入側を閉塞した閉塞通路２４のいずれかの側面が両端開放開口通路２５Ａに接していることにより、圧力差が必ず発生するようにし、これによりフィルトレイション効果により微粒子の捕集を確実なものとしている。
【００３１】
ここで、前記繊維状フィルタの坪量としては、例えば８０〜２００ｇ／ｍ2、好ましくは１００〜１５０ｇ／ｍ2とするのがよい。
また、充填率は１０％以下、より好ましくは９％以下とするのが好ましい。
【００３２】
また、前記繊維状フィルタの厚さとしては、０．５〜５．０ｍｍ、好ましくは０．８〜１．６ｍｍとするのがよい。
【００３３】
一例として、坪量が１２０ｇ／ｍ2で、フィルタの厚さを０．８ｍｍとした場合に、閉塞部を設けた場合には、ＳＯ3ミストの除去率が６０％となり、閉塞部を設けない場合の４０％に較べて１．５倍の除去性能を発揮することができた。
【００３４】
また、坪量の調整に、数μｍ、或いは１μｍ以下の極細繊維を所定量配合するようにして、微粒子の捕集効率を向上させるようにしてもよい。
【００３５】
次に、フィルタ１３を構成する繊維層における排ガス１１中の微粒子の捕集のメカニズムについて図１３を参照して説明する。
ここで、前記排ガス１１中の微粒子の内、例えば１ｍ／ｓ程度のガス流速に対し、約０．３μｍ以下の微粒子はブラウン捕集にて繊維層に捕集されるが、約０．３μｍ以上の微粒子については慣性衝突、遮り衝突、重力捕集等により繊維層に捕集されることになる。
図１３は繊維層におけるサブミクロンの微粒子のブラウン拡散捕集の模式図である。図１３に示すように、微粒子を含む排ガス１１がフィルタ繊維の側壁を通過する際に、繊維層６１を構成する単一繊維６１ａそれぞれに対し、限界粒子軌跡６２が決定され、前記限界粒子軌跡６２の内側に含まれるサブミクロン微粒子が単一繊維表面にブラウン拡散で捕集される。
よって、坪量及びフィルタ厚さ、繊維径を適宜調整することにより、捕集効率の向上を図ることができる。
【００３６】
次に、図１４−１、図１４−２、図１５−１及び図１５−２を用いて、ガス排出側を閉塞部で閉塞した通路２５Ｂとした場合のフィルタの圧力分布について説明する。
図１４−１は両端開放通路２４とガス排出側閉塞通路２５Ｂ同士が隣接されている場合を示し、図１４−２は、排ガス１１を導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
図１５−１及び図１５−２は、排ガス１１を導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【００３７】
図１５−２に示すように、排ガス１１を導入した際において、両端開放通路２４とガス導入側閉塞通路２５Ｂとの圧力分布に相違があり、排ガスを導入しつづけた場合に、それを解消しようとしてガス排出側閉塞通路２５Ｂを通過する排ガス１１が両端開放塞通路２４内に侵入する。
これにより、排ガス１１中に含まれる微粒子がフィルタの側壁１２ｂを通過する際に、該側壁１２ｂの繊維層にて捕集されることとなる。
【００３８】
このように、ガス排出側を閉塞したガス排出部側閉塞通路２５Ｂのいずれかに両端開放開口通路２４に接していることにより、圧力差が必ず発生するようにし、これによりフィルトレイション効果により微粒子の捕集を確実なものとしている。
【実施例３】
【００３９】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図６は、実施例に係るガス浄化部材を示す概略図である。
図６に示すように、本実施例に係るガス浄化部材１０−３は、排ガス中１１の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する活性炭素繊維シート１２を断面コの字型に折り曲げてなると共に、折り曲げた間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を配設してなる断面コの字型シート体ユニット２１を形成してなり、且つ前記コの字型シート体ユニット２１の開口部１２ａをガス導入側と排出側とに交互に配置してなると共に断面コの字型シート体ユニットの側壁１２ｂ、１２ｂ同士を隣接して連続した第２のシート状積層体２３Ｂを形成してなるものである。そして、前記シート状積層体２３Ｂを枠体１６で固定・保持するようにしている。
【００４０】
このようなフィルタとすることにより、図１６に示すように、各通路を構成する側壁１２ｂ、１２ｂを排ガス１１が２回通過することとなるので、ＳＯ3ミストの捕集効率が向上する。
【００４１】
図１７に実際に排ガス中のＳＯ3ミストを捕集する場合について説明する。
図１７に示すように、ガス排出側閉塞通路２５Ｂ内に導入された排ガス１１は、該ガス排出側閉塞通路２５Ｂの側壁１２ｂと、ガス導入側閉塞通路２５Ａの側壁１２ｂとを２回通過することとなり、ＳＯ3ミストの捕集効率を向上する。
【実施例４】
【００４２】
本発明による実施例に係るガス浄化装置について、図面を参照して説明する。
図７は、実施例に係るガス浄化部材を示す概略図である。
図７に示すように、本実施例に係るガス浄化部材１０−４Ａは、排ガス１１中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、所定の幅を有する活性炭素繊維シート１２を断面コの字型に折り曲げてなると共に、折り曲げた間の空間部１３内に低圧損のスペーサ１４を配設してなる断面コの字型シート体ユニット２１−１を形成している。そして、前記コの字型シート体ユニット２１の開口部１２ａをガス導入側となるように配置してなると共に、断面コの字型シート体ユニット２１の側面同士を隣接して連続したもの（本実施例では３個の断面コの字型シート体ユニット２１−２、２１−３、２１−４の連続体と、２個の断面コの字型シート体ユニット２１−５、２１−６の連続体）をスペーサ２２−１、２２−２で介装して第３のシート状積層体２３Ｃを形成してなるものである。
そして、前記第３のシート状積層体２３Ｃを枠体１６で固定・保持するようにしている。
本実施例では、３個の断面コの字型シート体ユニット２１−２、２１−３、２１−４を連続した連続体と、２個の断面コの字型シート体ユニット２１−５、２１−６を連続した連続体とを組み合せているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
ここで、図７に示すガス浄化部材１０−４Ａは、断面コの字型シート体ユニット２１−１の開口部１２ａをガス導入側に設けてなるが、図８に示すように、ガス排出側に開口部１２ａを設けて、ガス浄化部材１０−４Ｂとするようにしてもよい。
【００４４】
また、図９に示すガス浄化部材１０−４Ｃのように、断面コの字型シート体ユニット２１の側面同士を隣接して連続したもの（本実施例では２個断面コの字型シート体ユニット２１−１、２１−２を連続した連続体を３個用い、これらをスペーサ２２−１、２２−２で介装して第３のシート状積層体２３Ｃを形成するようにしてもよい。
【００４５】
本実施例のガス浄化部材を用いたガス浄化装置とすることにより、実施例３で示したガス浄化部材１０−３のように全てが閉塞部とした場合における圧損の解消を図るようにしている。また、スペーサ２２を隣接しているので、前述した側壁１２ｂへのガスの流入効率も向上するものとなる。
【００４６】
図１８に実際に排ガス中のＳＯ3ミストを捕集する場合について説明する。
図１８に示すように、ガス排出側閉塞通路２５Ｂ内に導入された排ガス１１は、該ガス排出側閉塞通路２５Ｂの側壁１２ｂと、ガス導入側閉塞通路２５Ａの側壁１２ｂとを２回通過することとなり、ＳＯ3ミストの捕集効率を向上する。
また、スペーサ（図示せず）からなる両端開放通路２４を設けることにより、排ガス１１を通過するようにして、圧力損失を低減させ、長時間操業した際における煤塵の堆積による閉塞を防止するようにしている。
【実施例５】
【００４７】
ここで、本発明によるガス浄化装置を用いた排ガスを処理する排煙脱硫システムの一実施例について、図１９を参照して説明する。
図１９に示すように、本実施例にかかる排煙脱硫システムは、蒸気タービンを駆動する蒸気を発生させるボイラ１００と、該ボイラ１００からの排ガス１１中の煤塵を除去する除塵機１０１と、除塵された排ガスをガス浄化装置３０内に供給する押込みファン１０２と、ガス浄化装置３０に供給する前に排ガス１１を冷却すると共に増湿を行う増湿冷却装置１０３と、前記ガス浄化部材１０−１、１０−２Ａを２段内部に配設し、塔下部側壁の導入口１１２ａから排ガス１１を供給すると共に、上方から水１７を供給して、排ガス１１中のＳＯｘを希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）へ脱硫反応させると共にＳＯ3ミストを捕集するガス浄化装置３０と、頂部の排出口１１２ｂから脱硫された浄化ガス３２を外部へ排出する煙突１０４と、ガス浄化装置２０からポンプ１１０を介して希硫酸（Ｈ2ＳＯ4）１２１を貯蔵すると共に石灰スラリー１１１を供給して石膏を析出させる石膏反応槽１１２と、石膏を沈降させる沈降槽（シックナー）１１３と、石膏スラリー１１４から水分を排水（濾液）１１７として除去して石膏１１５を得る脱水器１１６とを備えてなる。なお、ガス浄化装置３０から排出される浄化された浄化ガス３２を排出するラインには必要に応じてミストエリミネータ１０５を介装し、ガス中の水分を分離するようにしてもよい。
【００４８】
ここで、上記ボイラ１００では、例えば、火力発電設備の図示しない蒸気タービンを駆動するための蒸気を発生させるために、石炭や重油等の燃料ｆが炉で燃焼されるようになっている。ボイラ１００の排ガスには硫黄酸化物（ＳＯｘ)が含有され、排ガスは図示しない脱硝装置で脱硝されてガスガスヒータで冷却された後に集塵機１０１で除塵されている。
そして、ガス浄化装置３０において所定量の水１７を供給しつつ排ガス１１中の脱硫を効率良く行うことができる。
【００４９】
この排ガス浄化システムでは、ガス浄化装置３０で得られた希硫酸１２１に石灰スラリー１１１を供給して石膏スラリー１１４を得た後、脱水して石膏１１５として利用するものであるが、脱硫して得られた希硫酸１２１をそのまま硫酸として使用するようにしてもよい。その場合には、希硫酸１２１を濃縮する濃縮槽を設けるようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施例ではボイラ１００からの排ガス１１を例示したが本発明の浄化対象となる排ガスはこれに限定されるものではなく、ガスタービン、エンジン、ガス化炉及び各種焼却炉から排出されものとしてもよい。
【００５１】
また、図２０に示すように、増湿冷却装置１０３の後流側にミストエリミネータ１０５を介装し、増湿した際の水分ミストを積極的に除去し、ガス浄化装置３０内に余分な水ミスト（例えば１μｍ以上のミスト）の持込を防止するようにしてもよい。これにより、ガス浄化部材では紫煙の原因となるＳＯ3ミストの除去効率を向上させることができる。
【００５２】
本発明にかかるガス浄化装置は、例えば石炭等の硫黄分を含む排ガスのみならず、その他の有害煤塵や有害ミストを含む排ガスを浄化することができる。
また、フィルタとして活性炭素繊維を用いることにより、その化学的な触媒酸化作用により、ＳＯ2や重金属（水銀、砒素等）等の有害成分の吸着除去を効率良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明に係るガス浄化部材は、簡易な構造であると共に、ガス浄化面積が向上するので、微粒子の効率的な除去処理に用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係るガス浄化部材の概略図である。
【図２】実施例１に係るガス浄化部材の製造工程概略図である。
【図３】実施例１に係るガス浄化装置の概略図である。
【図４】実施例２に係るガス浄化部材の概略図である。
【図５】実施例２に係る他のガス浄化部材の概略図である。
【図６】実施例３に係るガス浄化部材の概略図である。
【図７】実施例４に係るガス浄化部材の概略図である。
【図８】実施例４に係る他のガス浄化部材の概略図である。
【図９】実施例４に係る他のガス浄化部材の概略図である。
【図１０−１】両端開放通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１０−２】その通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図１１−１】両端開放通路と排ガス導入側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１１−２】排ガスを導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図１２−１】両端開放通路と排ガス導入側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１２−２】排ガスを導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【図１３】繊維層での微粒子の捕集の模式図である。
【図１４−１】両端開放通路と排ガス排出側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１４−２】排ガスを導入した際におけるその瞬間の各通路における高さ方向の圧力分布図である。
【図１５−１】両端開放通路と排ガス排出側を閉塞した閉塞通路同士が隣接されている場合の概略図である。
【図１５−２】排ガスを導入しつづけた場合における夫々の通路での高さ方向の圧力分布図である。
【図１６】側壁の断面図である。
【図１７】実施例３のガス浄化部材を用いた排ガス中のＳＯ3ミストを捕集する模式図である。
【図１８】実施例４のガス浄化部材を用いた排ガス中のＳＯ3ミストを捕集する模式図である。
【図１９】実施例５の脱硫システムの概略図である。
【図２０】実施例５の他の排煙脱硫システムの概略図である。
【図２１】従来のガス浄化装置の概略図である。
【図２２】従来のフィルタの概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０−１ １０−２Ａ、１０−２Ｂ、１０−３、１０−４Ａ、１０−４Ｂ ガス浄化部材
１１ 排ガス
１２ 繊維シート
１３ 空間部
１４ スペーサ
１５ 九十九折状シート積層体
２１−１〜２１−５ 断面コの字型シート体ユニット
２２−１〜２２−３ スペーサ
２３Ａ 第１のシート状積層体
２３Ｂ 第２のシート状積層体
２３Ｃ 第３のシート状積層体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、
所定の幅を有する繊維シートを九十九折してなると共に、九十九折した間の空間部内に低圧損のスペーサを各々配設してなる九十九折状シート積層体を形成してなると共に、前記九十九折状シート積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項２】
排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、
所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、該折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記断面コの字型シート体ユニットと低圧損のスペーサとを交互に配設して第１のシート状積層体を形成し、且つ前記第１のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項３】
排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、
所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、該折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記断面コの字型シート体ユニットの開口部を交互に配置して第２のシート状積層体を形成してなり、且つ前記第２のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項４】
排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、
所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、
前記コの字型シート体ユニットの開口部を交互に配置して連続シート体ユニットを形成し、前記連続シート体ユニット同士の間に低圧損のスペーサを配置して第３のシート状積層体を形成してなり、且つ前記第３のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記繊維シートが活性炭素繊維シートであることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項６】
硫黄酸化物を含有する排ガス又は生成ガスが流通する浄化塔内に、請求項１乃至４のいずれか一つのガス浄化部材を設けてなることを特徴とするガス浄化装置。
【請求項１】
排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、
所定の幅を有する繊維シートを九十九折してなると共に、九十九折した間の空間部内に低圧損のスペーサを各々配設してなる九十九折状シート積層体を形成してなると共に、前記九十九折状シート積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項２】
排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、
所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、該折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記断面コの字型シート体ユニットと低圧損のスペーサとを交互に配設して第１のシート状積層体を形成し、且つ前記第１のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項３】
排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、
所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、該折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、前記断面コの字型シート体ユニットの開口部を交互に配置して第２のシート状積層体を形成してなり、且つ前記第２のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項４】
排ガス中の有害物質を浄化するガス浄化部材であって、
所定の幅を有する繊維シートを断面コの字型に折り曲げ、折り曲げた間の空間部内に低圧損のスペーサを配設して断面コの字型シート体ユニットを形成してなると共に、
前記コの字型シート体ユニットの開口部を交互に配置して連続シート体ユニットを形成し、前記連続シート体ユニット同士の間に低圧損のスペーサを配置して第３のシート状積層体を形成してなり、且つ前記第３のシート状積層体を枠体で保持してなることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記繊維シートが活性炭素繊維シートであることを特徴とするガス浄化部材。
【請求項６】
硫黄酸化物を含有する排ガス又は生成ガスが流通する浄化塔内に、請求項１乃至４のいずれか一つのガス浄化部材を設けてなることを特徴とするガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０−１】
【図１０−２】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２−１】
【図１２−２】
【図１３】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図１５−１】
【図１５−２】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０−１】
【図１０−２】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２−１】
【図１２−２】
【図１３】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図１５−１】
【図１５−２】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００７−２０３１７１（Ｐ２００７−２０３１７１Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３７１８（Ｐ２００６−２３７１８）
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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