湿式排ガス浄化装置
【課題】デミスタに堆積したＰＭを容易に洗浄・除去できるとともに、捕集効率の高い空隙率のデミスタを用いることが可能で、排ガスの浄化効率の高い湿式排ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】本発明の湿式排ガス浄化装置は、加温された洗浄水によりデミスタ５０（５１）内部に堆積している油分を含んだＰＭを低粘度の液体状にした後、加温された洗浄水を噴霧するので、洗浄・除去に要する洗浄時間と洗浄水量が極僅かで済む。洗浄・除去された後のデミスタ５０（５１）は新品にほぼ近い状態で再使用できる。このため、デミスタ５０（５１）のガス流上流側とガス流下流側の圧力損失の増大、圧力損失が高くなること起因する吸引ブロワ７の動力が増大、及び吸引ブロワ７の吸引能力をオーバーして排ガス吸引不足に陥るという問題を回避できる。
【解決手段】本発明の湿式排ガス浄化装置は、加温された洗浄水によりデミスタ５０（５１）内部に堆積している油分を含んだＰＭを低粘度の液体状にした後、加温された洗浄水を噴霧するので、洗浄・除去に要する洗浄時間と洗浄水量が極僅かで済む。洗浄・除去された後のデミスタ５０（５１）は新品にほぼ近い状態で再使用できる。このため、デミスタ５０（５１）のガス流上流側とガス流下流側の圧力損失の増大、圧力損失が高くなること起因する吸引ブロワ７の動力が増大、及び吸引ブロワ７の吸引能力をオーバーして排ガス吸引不足に陥るという問題を回避できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式排ガス浄化装置に係り、特に、ディーゼル機関から排出される排ガス中の未燃焼炭素成分や未燃焼油分等のダストを除去可能な湿式排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等のディーゼル機関は、軽油又はＡ重油等の液体燃料を燃焼室内に直接噴射し、蒸発した燃料が周囲の空気に拡散しながら燃焼する燃焼方法であるため、燃料と空気（酸素）との混合が不均一になりやすく、パティキュレートマター（以下、「ＰＭ」と称する。）と呼ばれる粒状物質のダストが発生する。また、一般的にディーゼル機関ではＮＯｘ（窒素酸化物）が発生しやすいが、ＮＯｘが発生しにくい領域まで燃焼温度を下げると、ＰＭの排出量が更に増大する。
【０００３】
ＰＭには、燃焼により燃料中の硫黄分が反応して生成される硫黄酸化物、燃料が燃焼する時に燃焼用空気と未接触の部分から生成する煤、及び燃焼室の壁等に付着した燃料や潤滑油に起因するＳＯＦ（Soluble Organic Fraction：燃料や潤滑油の未燃焼分）等が含まれており、呼吸器に重大な障害をもたらし、ディーゼル排ガスを浄化するうえで最も考慮すべき物質である。
【０００４】
従来、排ガス（被処理ガス）中のダストを除去して浄化する排ガス浄化装置が種々提案されている。その一例として、煙道にセラミックス製多孔質フィルタ（ＤＰＦ：ディーゼルパティキュレートフィルタ）を設置してダストを濾過捕集し、更にフィルタを加熱することにより、捕集した未燃焼炭素成分や未燃焼油分等のダストを燃焼除去する排ガス浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
他の一例として、装置内に導入された被処理ガスに、例えば、スプレーノズルから噴霧される霧状（ミスト状）の水を接触させ、これにより被処理ガス中に含まれるダストを捕捉した後、気体と霧状の液体との混合雰囲気をデミスタに通過させることにより液滴を分離し、浄化された処理ガスを吸引ブロワにより系外に排出する湿式排ガス浄化装置も知られている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６２６２６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３１１７０号公報
【特許文献３】実開平７−０１３４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている排ガス浄化装置は、ディーゼル機関から排出される排ガス中のＰＭのような数μｍ以下の粒径の微細なダストの捕集効率が低く、また、ダストの量が多い場合にはフィルタが目詰まりを起こしやすいという問題がある。
【０００８】
特許文献２に記載されている湿式排ガス浄化装置は、厨房空間から排出された被処理ガス中のオイルミストを除去するデミスタとフィルタを有し、デミスタとフィルタに付着した付着物を、加熱手段により加熱された洗浄液で洗浄する。
【０００９】
また、特許文献３に記載されている湿式排ガス浄化装置は、水ポンプから供給される洗浄水でスクラバーに付着したダストを洗浄する。デミスタの洗浄水は、装置内の溜水を用いるので他の系統から洗浄水を供給する必要がない。
【００１０】
従来の湿式排ガス浄化装置において、被処理ガスとしてディーゼル排ガスを処理する場合、以下のような問題が起こり得る。気体と霧状の液体との混合雰囲気がデミスタを通過する際、液滴は分離できる。しかし、液滴の中にはＰＭが捕捉されているため、液滴と一緒に滴下しないＰＭがデミスタに一部残留する。また、ディーゼル排ガスに含まれるＰＭは数μｍ以下の非常に小さな粒径であることから、装置内で処理水を噴霧してもＰＭがガス流に乗って処理水の噴霧液滴を容易に迂回するため、液滴と慣性衝突して捕捉されないＰＭがデミスタに付着してしまう。
【００１１】
ＰＭがデミスタに付着すると、時間経過とともにデミスタの空隙部が徐々に狭まり、デミスタを通過する排ガスの速度が低下する。この速度低下によりＰＭが更に堆積する悪循環が生じ、デミスタのガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）が高くなり、吸引ブロワの動力が増大する。
【００１２】
さらに、デミスタ内でのＰＭの堆積が増加すると目詰まりが発生し、吸引ブロワの吸引能力をオーバーして排ガス吸引不足に陥ってしまう。このデミスタの目詰まりの問題は、捕集効率の高いデミスタ（空隙率の低いデミスタ）であるほど早期に発生する。
【００１３】
このため、従来の湿式排ガス浄化装置は、スプレーノズルによりデミスタの上下方向から洗浄水を噴霧し、デミスタ内に堆積しているＰＭを洗浄・除去していた。しかし、デミスタの空隙部を塞ぐＰＭの堆積物には燃料や潤滑油の未燃焼分が含まれていることから、その堆積物は非常に高粘度であり、洗浄水に対して濡れ性が低い。
【００１４】
しかし、単に洗浄水を噴霧するだけの従来の洗浄方法では、デミスタ内に堆積しているＰＭを完全に洗浄・除去すること（デミスタを使用前の状態に洗浄・除去すること）は困難であることに加えて、洗浄に時間を要し、多量の洗浄水を消費してしまう。
【００１５】
このように、従来の湿式排ガス浄化装置では、デミスタに堆積したＰＭを完全に洗浄・除去することが困難であるため、捕集効率の高いデミスタ（空隙率の低いデミスタ）を用いることができず、排ガスの浄化効率の高い湿式排ガス浄化装置を提供できないという問題があった。
【００１６】
したがって、本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、その目的とするところは、デミスタに堆積したＰＭを容易に洗浄・除去できるとともに、捕集効率の高い空隙率のデミスタを用いることが可能で、排ガスの浄化効率の高い湿式排ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の湿式排ガス浄化装置は、処理液を貯留する液溜手段と、該液貯留手段に貯留された処理液と燃焼装置から排出された排ガスとを気液接触させ、排ガス中に含有するダストを処理液中に吸収して捕捉させる気液接触手段と、気液接触手段の下流側に配置され、ダストを捕捉した処理液を含む処理後の排ガスから液体を分離する気液分離手段とを有する湿式排ガス浄化装置である。この湿式排ガス浄化装置は、気液分離手段に洗浄液を噴射し、該気液分離手段に付着したダストを除去する洗浄手段と、洗浄液を加温する洗浄液加熱手段とを有している。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、デミスタに堆積したＰＭを容易に洗浄・除去できる。このため、捕集効率の高い空隙率のデミスタを用いることが可能となり、排ガスの浄化効率の高い湿式排ガス浄化装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る排ガス浄化システムを示す全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る湿式排ガス浄化装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る湿式排ガス浄化装置の変形例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る湿式排ガス浄化装置（以下、「スクラバー」と称する。）について、添付図面に従って説明する。以下の実施の形態では、主として船舶用、陸上走行用、陸上定置用のディーゼル機関の燃焼装置から排出される排ガス中のダストを除去するのに好適なスクラバーを説明するが、本発明は例えば、工業用のボイラやガス化炉等の燃焼装置から排出される排ガス中のダストを除去するスクラバーにも同様に採用できる。
【００２１】
以下の説明では、方向や位置を表す用語（例えば、「上部」、「下部」等）を便宜上用いるが、これらは、発明の理解を容易にするためであり、それらの用語によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきではない。
【００２２】
なお、以下の実施の形態での気液分離における「液体」とは、最終的には液体の状態となって流体中から除去されるという程度の意味であり、除去前の流体中に含まれる状態において「液体」の状態であることを必ずしも必要としない。気液分離における「液体」は、空中に浮遊する粒子ではあるものの、単独の気体分子の状態ではない全てのものを含む。また、気液分離を行うものとして「デミスタ」の用語を使用するが、本発明の「デミスタ」の概念は、「ミストセパレータ」として呼ばれるものも含む。
【００２３】
図１に示すように、符号１はディーゼルエンジンを示し、本実施の形態においては、舶用の２サイクルディーゼルエンジンを示す。ディーゼルエンジン１は、シリンダヘッドや側壁部分等に図示しない水冷ジャケットを有し、冷却水が水冷ジャケット内を流れることにより当該部分が所定温度に冷却される。
【００２４】
ディーゼルエンジン１の排気管１０には、第１の管路１００が接続されており、吸気管１１には第２の管路１１０が接続されている。図示するように、ディーゼルエンジン１には過給機２が備えられている。過給機２は、タービンロータ２０と圧縮機インペラ２１とが軸体２２により連結されて構成されている。タービンロータ２０は第１の管路１００（排気側）に接続され、圧縮機インペラ２１が第２の管路１１０（吸気側）に接続されている。
【００２５】
これにより、ディーゼルエンジン１の排ガスをタービンロータ２０に供給することで該排ガスの熱エネルギが回転エネルギに変換され、該タービンロータ２０に連結されている圧縮機インペラ２１が回転して空気（酸素を含む流体）を大気より吸引する。過給機２の圧縮機インペラ２１で圧縮された空気はエアクーラ３により冷却された後、ディーゼルエンジン１の燃焼室へ供給される。この過給機２の作用によりディーゼルエンジン１の燃焼室への充填率が高まり、該ディーゼルエンジン１の出力が増大する。
【００２６】
ディーゼルエンジン１からＮＯｘの発生量を抑制する手段として、燃焼排ガスの一部を吸気側へ導入する排気再循環（ＥＧＲ）が用いられる。図示するように、ＥＧＲを適用したディーゼルエンジン１は第１の管路１００と第２の管路１１０とをバイパスするように接続された第３の管路１２０を有する。第３の管路１２０には、ガス流上流側から順にディーゼルエンジン１の排ガス中に含まれるＰＭを処理水と接触させて捕捉するスクラバー４と、スクラバー４で浄化された処理ガスを吸引する吸引ブロワ７と、該処理ガスを冷却するガスクーラ８が接続されており、ディーゼルエンジン１の排ガスの一部（例えば、全排ガス量の３割に相当する排ガス量）を第２の管路１１０に還流させて該ディーゼルエンジン１に再循環するようにしてある。なお、スクラバー４では排ガスと処理水を接触させてＳＯｘ（硫黄酸化物）を捕捉することができる。
【００２７】
次に、本実施の形態のスクラバー４について、図２を参照して説明する。スクラバー４は、縦型の筒状に形成され、下部ケーシング４ａと、下部ケーシング４ａの上部に設けられた上部ケーシング４ｂとを有する。
【００２８】
下部ケーシング４ａの底部には、処理水（処理液）４０を貯留する液貯留部４１が形成されている。液貯留部４１には、処理水４０を所定温度に加温するヒータ４２が設置されているとともに、下部ケーシング４ａの外側をグラスウール等の断熱材で外装し、処理水４０が例えば、６０℃に保持されるようにしてある。
【００２９】
液貯留部４１の上方位置であって下部ケーシング４ａの側壁には、ディーゼルエンジン１の排ガス（以下、「被処理ガス」と称する。）をスクラバー４内に導入する被処理ガス導入管４３が接続されている。
【００３０】
液貯留部４１の上方位置には、スクラバー４内に導入された被処理ガスに対し下向きに霧状の処理水４０を噴霧する気液接触手段としてのスプレーノズル４４が配置されている。スプレーノズル４４には液貯留部４１内の処理水４０を移送するための循環ポンプ４５を有する循環配管４５１が接続されている。これにより、スプレーノズル４４から噴霧された処理水４０を液貯留部４１内に回収して循環させるようにしてある。図示のとおり、スプレーノズル４４に移送される処理水４０はフィルタ４５２により不純物が除去される。なお、スプレーノズル４４から噴霧される処理水４０の流量は、バルブ４５３の開度を調節することにより適宜に変更できる。
【００３１】
本実施の形態では、スプレーノズル４４から噴霧される霧状の処理水４０を被処理ガスに接触させているが、これに代えて液貯留部４１内の処理水４０をバブリングさせて気体と霧状の液体との混合雰囲気を作り、これを被処理ガスに接触させてもよい。
【００３２】
上部ケーシング４ｂの上部には、スクラバー４により浄化された処理ガスを排出する処理ガス排出管４６が接続されている。
【００３３】
上部ケーシング４ｂ内には、気液分離手段としてのデミスタがガス流路４７に沿って２つ配置されている。各デミスタはガス流上流からガス流下流に向かってデミスタ５０、デミスタ５１とされている。ガス流上流側のデミスタ５０と、ガス流下流側のデミスタ５１は、それぞれ所定距離をもって配置されている。なお、デミスタの個数は、スクラバー４における被処理ガスの処理量や被処理ガスの性状等に応じて適宜に変更できる。
【００３４】
デミスタ５０，５１は、柔軟な金属素線を互いに絡め合わせて波形に形成し、その波形が互い違いになるように円板状の部材を重ね合わせた構造物である。デミスタ５０，５１は、下部ケーシング４ａ内から送り込まれてきた気体と霧状の液体との混合雰囲気をデミスタ５０，５１に通過させることにより液滴を分離する機能を有する。
【００３５】
ここで、デミスタ５０における空隙率と、デミスタ５１における空隙率は、略同一でも構わないが、ガス流上流側のデミスタ５０が目詰まりしやすい場合もあることから、ガス流上流側のデミスタ５０の空隙率を、ガス流下流側のデミスタ５１の空隙率よりも高く設定することが好ましい。なお、デミスタ５０（５１）における「空隙率」とは、例えば、金属素線で構成される格子の目の粗さであり、目が粗いほど空隙率が高いことを意味する。
【００３６】
図示するように、上部ケーシング４ｂの側壁には、各デミスタ５０、５１の内部に目詰まりが発生しているか否かを確認するため圧力計５２０，５２１が接続されている。圧力計５２０，５２１は各デミスタ５０、５１のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）を測定するようにしてある。
【００３７】
デミスタ５０，５１に対しては、該デミスタ５０，５１を洗浄するための洗浄スプレーノズル（洗浄手段）が設けられている。具体的に、ガス流上流近傍からデミスタ５０に向けて上向きに洗浄水（洗浄液）を噴霧する４つの洗浄スプレーノズル５３ａａと、ガス流下流近傍から該デミスタ５０に向けて下向きに洗浄水を噴霧する４つの洗浄スプレーノズル５３ａｂが配置されている。
【００３８】
デミスタ５０とデミスタ５１との間であって、デミスタ５１のガス流上流近傍には、該デミスタ５１に向けて上向きに洗浄水を噴霧する４つの洗浄スプレーノズル５３ｂａが配置され、デミスタ５１のガス流下流近傍には該デミスタ５１に向けて下向きに洗浄水を噴霧する４つの洗浄スプレーノズル５３ｂｂが配置されている。
【００３９】
洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ、及び洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂは、それぞれ分岐配管５４に接続されている。各分岐配管５４はバルブ５５０，５５１を有する分岐配管５５に接続され、それらが温水供給配管５６を介して洗浄液加熱手段であるである給湯器６０に接続されている。なお、各分岐配管５４にバルブを設け、それらのバルブの開閉をそれぞれ独立して制御することによりスプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ（５３ｂａ，５３ｂｂ）の両方を同時に使用したり、いずれか一方を選択して使用したりできる構成にすることも可能である。給湯器６０は洗浄水が例えば、６０℃の温水になるように設定してある。これにより、洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ、５３ｂａ，５３ｂｂから加温された洗浄水を噴霧される。
【００４０】
図３は、本実施の形態のスクラバー４の変形例である。本変形例では、ガス流上流近傍からデミスタ５１の中央領域５１ａに向けて上向きの洗浄水（洗浄液）を噴霧する２つの洗浄スプレーノズル５３ｂａと、デミスタ５１の外周領域５１ｂに向けて上向きの洗浄水を噴霧する２つの洗浄スプレーノズル５３ｂｂが配置されている。また、デミスタ５１のガス流下流近傍には、該デミスタ５１の中央領域５１ａに向けて下向きの洗浄水を噴霧する２つの洗浄スプレーノズル５３ｃａと、デミスタ５１の外周領域５１ｂに向けて下向きの洗浄水を噴霧する２つの洗浄スプレーノズル５３ｃｂが配置されている。
【００４１】
洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂのそれぞれを接続する分岐配管Ｌ１には、バルブＶ１，Ｖ２が設けられており、これらのバルブＶ１，Ｖ２の開閉をそれぞれ独立して制御することによりスプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂの両方を同時に使用したり、いずれか一方を選択して使用したりできる。洗浄スプレーノズル５３ｃａ，５３ｃｂのそれぞれを接続する分岐配管Ｌ１にもバルブＶ３，Ｖ４が設けられ、同様にスプレーノズル５５ｂａ，５５ｂｂの両方を同時に使用したり、いずれか一方を選択して使用したりできる。これにより、スクラバー４が操業中であってもデミスタ５１を洗浄水で水封させることなくデミスタ５１を洗浄できる。
【００４２】
なお、スプレーノズルの設置個数は、スクラバー４における被処理ガスの処理量、スクラバー４及びデミスタ５０，５１のサイズや、所望する洗浄範囲等に応じて適宜に変更できる。
【００４３】
本実施の形態では、給湯器６０で加温された洗浄水を作り、それを洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂと、洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂに供給する例を説明しているがこれに限定するものではなく、他の熱媒体と熱交換することにより加温された洗浄水を得てもよい。具体的には、図２に示すように例えば、ディーゼルエンジン１の排ガス顕熱を回収するための熱交換器６５を別途設け、洗浄水供給源７０から供給される常温の洗浄水を熱交換器６５に供給することで約６０℃に加温された洗浄水を作り、これを洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂと、洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂに供給してもよい。この場合、熱交換器６５はディーゼルエンジン１の排ガス顕熱を回収するものに代えて、ディーゼルエンジン１の冷却水（約８０〜９０℃）の顕熱を回収するものであってもよい。
【００４４】
また、図示するように、バルブ６７１を有する配管６７を循環配管４５１から分岐させて該配管６７を温水供給配管５６に接続し、液貯留部４１に貯留されている約６０℃の処理水４０を洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂと、洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂに供給してもよい。
【００４５】
次に、上述のように構成されたスクラバー４の作動について、図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、先ず、ディーゼルエンジン１を起動すると、該ディーゼルエンジン１から排出される排ガスは排気管１０にて静圧され、第１の管路１００を経て過給機２に導かれる。
【００４６】
過給機２では、排ガスの持つ熱エネルギが回転エネルギに変換され、タービンロータ２０に連結されている圧縮機インペラ２１が回転して空気（酸素を含む流体）を大気より吸引する。過給機２の圧縮機インペラ２１で圧縮された空気はエアクーラ３により冷却された後、ディーゼルエンジン１の燃焼室へ供給される。一方、過給機２より排出された排ガスは、図示しない排気消音器を介して大気放散される。
【００４７】
一方、ディーゼルエンジン１の排ガスの一部（例えば、全排ガス量の３割に相当する排ガス量）は、被処理ガスとして第３の管路１２０を介してスクラバー４に導入される。スクラバー４では、被処理ガスに処理水を接触させることにより、被処理ガス中に含まれるＰＭが捕捉される。このスクラバー４での被処理ガスの処理については図２を用いて後述する。そして、スクラバー４で浄化された処理ガスは吸引ブロワ７により排出されるとともに、ガスクーラ８で所定温度に冷却され、第２の管路１１０を介してディーゼルエンジン１に再循環される。
【００４８】
図２に示すように、スクラバー４内に導入された被処理ガスは、スプレーノズル４４から噴霧された霧状の処理水４０（約６０℃）と向流接触する。これにより、被処理ガス中に含まれるＰＭが処理水４０中に吸収されて捕捉される。その後、気体と霧状の液体（処理水４０）との混合雰囲気は、ガス流路４７に沿って上部ケーシング４ｂ内の気液分離手段としてのデミスタ５０，５１に送り込まれる。下部ケーシング４ａ内から送り込まれてきた気体と霧状の液体との混合雰囲気がデミスタ５０，５１を通過することにより液滴が分離され、該液滴が下部ケーシング４ａ内の液貯留部４１に回収される。一方、デミスタ５０，５１を通過することにより浄化された処理ガスは、吸引ブロワ（図示せず）により排出される。
【００４９】
［背景技術］の説明で述べたように、気体と霧状の液体との混合雰囲気がデミスタ５０，５１を通過する際、該デミスタ５０，５１で液滴は分離される。しかし、液滴の中にはＰＭが捕捉されているため、液滴と一緒に滴下しないＰＭがデミスタ５０，５１に一部残留する。また、ディーゼル排ガスに含まれるＰＭは数μｍ以下の非常に小さな粒径であることから、装置内で処理水を噴霧してもＰＭがガス流に乗って処理水の噴霧液滴を容易に迂回するため、液滴と慣性衝突して捕捉されないＰＭがデミスタに付着してしまう。
【００５０】
ＰＭがデミスタ５０，５１に付着すると、時間経過とともにデミスタ５０，５１の空隙部が徐々に狭まり、デミスタ５０，５１を通過する排ガスの速度が低下する。この速度低下によりＰＭが更に堆積する悪循環が生じ、デミスタ５０，５１のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）が高くなるとともに、吸引ブロワ（図示せず）の動力が増大してスクラバー４の排ガス浄化効率が低下することになる。
【００５１】
デミスタ５０，５１の目詰まりによるスクラバー４の操業停止を回避するため、スクラバー４の操業中は各デミスタ５０、５１のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）を測定する圧力計５２０，５２１の指示値を常時又は一定時間毎に監視することが好ましい。
【００５２】
操業中にその指示値が所定値以上を示した場合、該当するデミスタ５０（５１）に目詰まりが発生している蓋然性が高い。本動作説明では、デミスタ５０に目詰まりが発生したと仮定して説明する。この場合、先ず、給湯器６０を起動する。そして、洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂと連通している分岐配管５５のバルブ５５０を開き、デミスタ５０のガス流上流側とガス流下流側から該デミスタ５０に対し約６０℃に加温された洗浄水を噴霧する。
【００５３】
なお、デミスタ５０（５１）に対する洗浄水の噴霧は連続噴霧でもよいが、本実施の形態のようにデミスタ５０（５１）の全域に洗浄水を噴霧すると洗浄水の水膜がデミスタ５０（５１）の空隙部を塞いでしまい、洗浄中にデミスタのガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）が上昇する虞がある。そのような場合、図３の変形例で説明したように各洗浄スプレーノズルを部分領域に分け、領域毎にバルブを設けてデミスタの全面に洗浄水を噴霧しないようにすればよい。
【００５４】
デミスタ５０内に堆積している油分を含んだＰＭが加温された洗浄水と接触することで、そのＰＭの堆積物が温められる。その結果、油分を含んだ堆積物は加温された低粘度の液体状になって滴下し始め、液体状になったＰＭの堆積物が洗浄水の噴出流によって容易に洗い流される。この場合、デミスタ５０内に堆積している油分を含んだＰＭは、加温された洗浄水により低粘度の液体状になって滴下し始めているため、この堆積物を完全に洗浄・除去するに要する洗浄時間と洗浄水は極僅かで済む。
【００５５】
デミスタ５０に堆積していた油分を含むＰＭがほぼ完全に洗浄・除去されると、分岐配管５５のバルブ５５０を閉にして洗浄スプレーノズル５３ａａ、５３ａｂへの洗浄水の供給を停止させる。なお、デミスタ５１に堆積している油分を含んだＰＭを洗浄・除去する場合も上述と同様の手順で実施する。
【００５６】
デミスタ５０（５１）内に堆積している油分を含んだＰＭの洗浄・除去については、ディーゼルエンジン１の排ガス又は冷却水（約８０〜９０℃）の顕熱で加温した洗浄水や、液貯留部４１に貯留されている約６０℃の処理水４０を用いた場合であっても同様に、デミスタ５０（５１）内に堆積している油分を含んだＰＭを短時間でほぼ完全に洗浄・除去できる。
【００５７】
なお、上述した各デミスタ５０（５１）のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力損失の計測、デミスタ５０（５１）の目詰まりの判定、及び加温された洗浄水の噴霧は、作業者が実施してもよいし、例えば、スクラバー４の制御手段（図示せず）が圧力測定データを取り込んでデミスタ５０（５１）の目詰まりの判定を行った後、加温された洗浄水の噴霧制御を実行してもよい。
【００５８】
洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ（５３ｂａ，５３ｂｂ）による洗浄水の噴霧は、本実施の形態のように、デミスタ５０（５１）に対して上下方向から互いに同時に噴霧してもよいが、例えばスプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ（５３ｂａ，５３ｂｂ）の手前にバルブを１個ずつ追加し、上方向又は下方向のいずれか一方を選択して洗浄水を噴霧してもよい。また、これらの噴霧時間は互いに重ならせてもよいし、重ならせなくてもよい。
【００５９】
このように、本実施の形態のスクラバー４によれば、加温された洗浄水によりデミスタ５０（５１）内部に堆積している油分を含んだＰＭを低粘度の液体状にした後、加温された洗浄水を噴霧するので、洗浄・除去に要する洗浄時間と洗浄水量が極僅かで済む。洗浄・除去された後のデミスタ５０（５１）は新品にほぼ近い状態で再使用できる。
【００６０】
上述のように洗浄・除去された後のデミスタ５０（５１）は新品にほぼ近い状態で再使用できるため、デミスタ５０（５１）のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）の増大、圧力損失が高くなること起因する吸引ブロワ７の動力が増大、及び吸引ブロワ７の吸引能力をオーバーして排ガス吸引不足に陥るという問題を回避できる。また、本実施の形態のようにディーゼルエンジン１の排ガスの一部（例えば、全排ガス量の３割に相当する排ガス量）を該ディーゼルエンジン１に再循環させる場合であっても、排ガス再循環量が不足する事態に陥ることはない。
【００６１】
従来、空隙率の低い（捕集効率の高い）デミスタは早期に目詰まりして使用することが困難であったが、本実施の形態ではデミスタ５０（５１）内に堆積している油分を含んだＰＭの洗浄・除去を容易にできるため、空隙率の低い（捕集効率の高い）ものを使用できる。これにより、スクラバー４の脱塵性能が向上する。スクラバー４の脱塵性能が向上するため、該スクラバー４の下流側に配置されている吸引ブロワ７、ガスクーラ８、及びこれらと接続しているディーゼルエンジン１に混入するダストを極めて少なくできる。その結果、それらの設備のメンテナンスが容易になるとともに、寿命を延ばすことができる
【００６２】
今回、開示した実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は、上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲での全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００６３】
１ ディーゼルエンジン
２ 過給機
３ エアクーラ
４ スクラバー
４ａ 下部ケーシング
４ｂ 上部ケーシング
７ 吸引ブロワ
８ ガスクーラ
４０ 処理水
４１ 液貯留部
４４ スプレーノズル
４７ ガス流路
５０，５１ デミスタ
５３ａａ，５３ａｂ，５３ｂａ，５３ｂｂ 洗浄スプレーノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式排ガス浄化装置に係り、特に、ディーゼル機関から排出される排ガス中の未燃焼炭素成分や未燃焼油分等のダストを除去可能な湿式排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等のディーゼル機関は、軽油又はＡ重油等の液体燃料を燃焼室内に直接噴射し、蒸発した燃料が周囲の空気に拡散しながら燃焼する燃焼方法であるため、燃料と空気（酸素）との混合が不均一になりやすく、パティキュレートマター（以下、「ＰＭ」と称する。）と呼ばれる粒状物質のダストが発生する。また、一般的にディーゼル機関ではＮＯｘ（窒素酸化物）が発生しやすいが、ＮＯｘが発生しにくい領域まで燃焼温度を下げると、ＰＭの排出量が更に増大する。
【０００３】
ＰＭには、燃焼により燃料中の硫黄分が反応して生成される硫黄酸化物、燃料が燃焼する時に燃焼用空気と未接触の部分から生成する煤、及び燃焼室の壁等に付着した燃料や潤滑油に起因するＳＯＦ（Soluble Organic Fraction：燃料や潤滑油の未燃焼分）等が含まれており、呼吸器に重大な障害をもたらし、ディーゼル排ガスを浄化するうえで最も考慮すべき物質である。
【０００４】
従来、排ガス（被処理ガス）中のダストを除去して浄化する排ガス浄化装置が種々提案されている。その一例として、煙道にセラミックス製多孔質フィルタ（ＤＰＦ：ディーゼルパティキュレートフィルタ）を設置してダストを濾過捕集し、更にフィルタを加熱することにより、捕集した未燃焼炭素成分や未燃焼油分等のダストを燃焼除去する排ガス浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
他の一例として、装置内に導入された被処理ガスに、例えば、スプレーノズルから噴霧される霧状（ミスト状）の水を接触させ、これにより被処理ガス中に含まれるダストを捕捉した後、気体と霧状の液体との混合雰囲気をデミスタに通過させることにより液滴を分離し、浄化された処理ガスを吸引ブロワにより系外に排出する湿式排ガス浄化装置も知られている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６２６２６号公報
【特許文献２】特開２００６−２３１１７０号公報
【特許文献３】実開平７−０１３４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている排ガス浄化装置は、ディーゼル機関から排出される排ガス中のＰＭのような数μｍ以下の粒径の微細なダストの捕集効率が低く、また、ダストの量が多い場合にはフィルタが目詰まりを起こしやすいという問題がある。
【０００８】
特許文献２に記載されている湿式排ガス浄化装置は、厨房空間から排出された被処理ガス中のオイルミストを除去するデミスタとフィルタを有し、デミスタとフィルタに付着した付着物を、加熱手段により加熱された洗浄液で洗浄する。
【０００９】
また、特許文献３に記載されている湿式排ガス浄化装置は、水ポンプから供給される洗浄水でスクラバーに付着したダストを洗浄する。デミスタの洗浄水は、装置内の溜水を用いるので他の系統から洗浄水を供給する必要がない。
【００１０】
従来の湿式排ガス浄化装置において、被処理ガスとしてディーゼル排ガスを処理する場合、以下のような問題が起こり得る。気体と霧状の液体との混合雰囲気がデミスタを通過する際、液滴は分離できる。しかし、液滴の中にはＰＭが捕捉されているため、液滴と一緒に滴下しないＰＭがデミスタに一部残留する。また、ディーゼル排ガスに含まれるＰＭは数μｍ以下の非常に小さな粒径であることから、装置内で処理水を噴霧してもＰＭがガス流に乗って処理水の噴霧液滴を容易に迂回するため、液滴と慣性衝突して捕捉されないＰＭがデミスタに付着してしまう。
【００１１】
ＰＭがデミスタに付着すると、時間経過とともにデミスタの空隙部が徐々に狭まり、デミスタを通過する排ガスの速度が低下する。この速度低下によりＰＭが更に堆積する悪循環が生じ、デミスタのガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）が高くなり、吸引ブロワの動力が増大する。
【００１２】
さらに、デミスタ内でのＰＭの堆積が増加すると目詰まりが発生し、吸引ブロワの吸引能力をオーバーして排ガス吸引不足に陥ってしまう。このデミスタの目詰まりの問題は、捕集効率の高いデミスタ（空隙率の低いデミスタ）であるほど早期に発生する。
【００１３】
このため、従来の湿式排ガス浄化装置は、スプレーノズルによりデミスタの上下方向から洗浄水を噴霧し、デミスタ内に堆積しているＰＭを洗浄・除去していた。しかし、デミスタの空隙部を塞ぐＰＭの堆積物には燃料や潤滑油の未燃焼分が含まれていることから、その堆積物は非常に高粘度であり、洗浄水に対して濡れ性が低い。
【００１４】
しかし、単に洗浄水を噴霧するだけの従来の洗浄方法では、デミスタ内に堆積しているＰＭを完全に洗浄・除去すること（デミスタを使用前の状態に洗浄・除去すること）は困難であることに加えて、洗浄に時間を要し、多量の洗浄水を消費してしまう。
【００１５】
このように、従来の湿式排ガス浄化装置では、デミスタに堆積したＰＭを完全に洗浄・除去することが困難であるため、捕集効率の高いデミスタ（空隙率の低いデミスタ）を用いることができず、排ガスの浄化効率の高い湿式排ガス浄化装置を提供できないという問題があった。
【００１６】
したがって、本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、その目的とするところは、デミスタに堆積したＰＭを容易に洗浄・除去できるとともに、捕集効率の高い空隙率のデミスタを用いることが可能で、排ガスの浄化効率の高い湿式排ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の湿式排ガス浄化装置は、処理液を貯留する液溜手段と、該液貯留手段に貯留された処理液と燃焼装置から排出された排ガスとを気液接触させ、排ガス中に含有するダストを処理液中に吸収して捕捉させる気液接触手段と、気液接触手段の下流側に配置され、ダストを捕捉した処理液を含む処理後の排ガスから液体を分離する気液分離手段とを有する湿式排ガス浄化装置である。この湿式排ガス浄化装置は、気液分離手段に洗浄液を噴射し、該気液分離手段に付着したダストを除去する洗浄手段と、洗浄液を加温する洗浄液加熱手段とを有している。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、デミスタに堆積したＰＭを容易に洗浄・除去できる。このため、捕集効率の高い空隙率のデミスタを用いることが可能となり、排ガスの浄化効率の高い湿式排ガス浄化装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る排ガス浄化システムを示す全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る湿式排ガス浄化装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る湿式排ガス浄化装置の変形例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る湿式排ガス浄化装置（以下、「スクラバー」と称する。）について、添付図面に従って説明する。以下の実施の形態では、主として船舶用、陸上走行用、陸上定置用のディーゼル機関の燃焼装置から排出される排ガス中のダストを除去するのに好適なスクラバーを説明するが、本発明は例えば、工業用のボイラやガス化炉等の燃焼装置から排出される排ガス中のダストを除去するスクラバーにも同様に採用できる。
【００２１】
以下の説明では、方向や位置を表す用語（例えば、「上部」、「下部」等）を便宜上用いるが、これらは、発明の理解を容易にするためであり、それらの用語によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきではない。
【００２２】
なお、以下の実施の形態での気液分離における「液体」とは、最終的には液体の状態となって流体中から除去されるという程度の意味であり、除去前の流体中に含まれる状態において「液体」の状態であることを必ずしも必要としない。気液分離における「液体」は、空中に浮遊する粒子ではあるものの、単独の気体分子の状態ではない全てのものを含む。また、気液分離を行うものとして「デミスタ」の用語を使用するが、本発明の「デミスタ」の概念は、「ミストセパレータ」として呼ばれるものも含む。
【００２３】
図１に示すように、符号１はディーゼルエンジンを示し、本実施の形態においては、舶用の２サイクルディーゼルエンジンを示す。ディーゼルエンジン１は、シリンダヘッドや側壁部分等に図示しない水冷ジャケットを有し、冷却水が水冷ジャケット内を流れることにより当該部分が所定温度に冷却される。
【００２４】
ディーゼルエンジン１の排気管１０には、第１の管路１００が接続されており、吸気管１１には第２の管路１１０が接続されている。図示するように、ディーゼルエンジン１には過給機２が備えられている。過給機２は、タービンロータ２０と圧縮機インペラ２１とが軸体２２により連結されて構成されている。タービンロータ２０は第１の管路１００（排気側）に接続され、圧縮機インペラ２１が第２の管路１１０（吸気側）に接続されている。
【００２５】
これにより、ディーゼルエンジン１の排ガスをタービンロータ２０に供給することで該排ガスの熱エネルギが回転エネルギに変換され、該タービンロータ２０に連結されている圧縮機インペラ２１が回転して空気（酸素を含む流体）を大気より吸引する。過給機２の圧縮機インペラ２１で圧縮された空気はエアクーラ３により冷却された後、ディーゼルエンジン１の燃焼室へ供給される。この過給機２の作用によりディーゼルエンジン１の燃焼室への充填率が高まり、該ディーゼルエンジン１の出力が増大する。
【００２６】
ディーゼルエンジン１からＮＯｘの発生量を抑制する手段として、燃焼排ガスの一部を吸気側へ導入する排気再循環（ＥＧＲ）が用いられる。図示するように、ＥＧＲを適用したディーゼルエンジン１は第１の管路１００と第２の管路１１０とをバイパスするように接続された第３の管路１２０を有する。第３の管路１２０には、ガス流上流側から順にディーゼルエンジン１の排ガス中に含まれるＰＭを処理水と接触させて捕捉するスクラバー４と、スクラバー４で浄化された処理ガスを吸引する吸引ブロワ７と、該処理ガスを冷却するガスクーラ８が接続されており、ディーゼルエンジン１の排ガスの一部（例えば、全排ガス量の３割に相当する排ガス量）を第２の管路１１０に還流させて該ディーゼルエンジン１に再循環するようにしてある。なお、スクラバー４では排ガスと処理水を接触させてＳＯｘ（硫黄酸化物）を捕捉することができる。
【００２７】
次に、本実施の形態のスクラバー４について、図２を参照して説明する。スクラバー４は、縦型の筒状に形成され、下部ケーシング４ａと、下部ケーシング４ａの上部に設けられた上部ケーシング４ｂとを有する。
【００２８】
下部ケーシング４ａの底部には、処理水（処理液）４０を貯留する液貯留部４１が形成されている。液貯留部４１には、処理水４０を所定温度に加温するヒータ４２が設置されているとともに、下部ケーシング４ａの外側をグラスウール等の断熱材で外装し、処理水４０が例えば、６０℃に保持されるようにしてある。
【００２９】
液貯留部４１の上方位置であって下部ケーシング４ａの側壁には、ディーゼルエンジン１の排ガス（以下、「被処理ガス」と称する。）をスクラバー４内に導入する被処理ガス導入管４３が接続されている。
【００３０】
液貯留部４１の上方位置には、スクラバー４内に導入された被処理ガスに対し下向きに霧状の処理水４０を噴霧する気液接触手段としてのスプレーノズル４４が配置されている。スプレーノズル４４には液貯留部４１内の処理水４０を移送するための循環ポンプ４５を有する循環配管４５１が接続されている。これにより、スプレーノズル４４から噴霧された処理水４０を液貯留部４１内に回収して循環させるようにしてある。図示のとおり、スプレーノズル４４に移送される処理水４０はフィルタ４５２により不純物が除去される。なお、スプレーノズル４４から噴霧される処理水４０の流量は、バルブ４５３の開度を調節することにより適宜に変更できる。
【００３１】
本実施の形態では、スプレーノズル４４から噴霧される霧状の処理水４０を被処理ガスに接触させているが、これに代えて液貯留部４１内の処理水４０をバブリングさせて気体と霧状の液体との混合雰囲気を作り、これを被処理ガスに接触させてもよい。
【００３２】
上部ケーシング４ｂの上部には、スクラバー４により浄化された処理ガスを排出する処理ガス排出管４６が接続されている。
【００３３】
上部ケーシング４ｂ内には、気液分離手段としてのデミスタがガス流路４７に沿って２つ配置されている。各デミスタはガス流上流からガス流下流に向かってデミスタ５０、デミスタ５１とされている。ガス流上流側のデミスタ５０と、ガス流下流側のデミスタ５１は、それぞれ所定距離をもって配置されている。なお、デミスタの個数は、スクラバー４における被処理ガスの処理量や被処理ガスの性状等に応じて適宜に変更できる。
【００３４】
デミスタ５０，５１は、柔軟な金属素線を互いに絡め合わせて波形に形成し、その波形が互い違いになるように円板状の部材を重ね合わせた構造物である。デミスタ５０，５１は、下部ケーシング４ａ内から送り込まれてきた気体と霧状の液体との混合雰囲気をデミスタ５０，５１に通過させることにより液滴を分離する機能を有する。
【００３５】
ここで、デミスタ５０における空隙率と、デミスタ５１における空隙率は、略同一でも構わないが、ガス流上流側のデミスタ５０が目詰まりしやすい場合もあることから、ガス流上流側のデミスタ５０の空隙率を、ガス流下流側のデミスタ５１の空隙率よりも高く設定することが好ましい。なお、デミスタ５０（５１）における「空隙率」とは、例えば、金属素線で構成される格子の目の粗さであり、目が粗いほど空隙率が高いことを意味する。
【００３６】
図示するように、上部ケーシング４ｂの側壁には、各デミスタ５０、５１の内部に目詰まりが発生しているか否かを確認するため圧力計５２０，５２１が接続されている。圧力計５２０，５２１は各デミスタ５０、５１のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）を測定するようにしてある。
【００３７】
デミスタ５０，５１に対しては、該デミスタ５０，５１を洗浄するための洗浄スプレーノズル（洗浄手段）が設けられている。具体的に、ガス流上流近傍からデミスタ５０に向けて上向きに洗浄水（洗浄液）を噴霧する４つの洗浄スプレーノズル５３ａａと、ガス流下流近傍から該デミスタ５０に向けて下向きに洗浄水を噴霧する４つの洗浄スプレーノズル５３ａｂが配置されている。
【００３８】
デミスタ５０とデミスタ５１との間であって、デミスタ５１のガス流上流近傍には、該デミスタ５１に向けて上向きに洗浄水を噴霧する４つの洗浄スプレーノズル５３ｂａが配置され、デミスタ５１のガス流下流近傍には該デミスタ５１に向けて下向きに洗浄水を噴霧する４つの洗浄スプレーノズル５３ｂｂが配置されている。
【００３９】
洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ、及び洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂは、それぞれ分岐配管５４に接続されている。各分岐配管５４はバルブ５５０，５５１を有する分岐配管５５に接続され、それらが温水供給配管５６を介して洗浄液加熱手段であるである給湯器６０に接続されている。なお、各分岐配管５４にバルブを設け、それらのバルブの開閉をそれぞれ独立して制御することによりスプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ（５３ｂａ，５３ｂｂ）の両方を同時に使用したり、いずれか一方を選択して使用したりできる構成にすることも可能である。給湯器６０は洗浄水が例えば、６０℃の温水になるように設定してある。これにより、洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ、５３ｂａ，５３ｂｂから加温された洗浄水を噴霧される。
【００４０】
図３は、本実施の形態のスクラバー４の変形例である。本変形例では、ガス流上流近傍からデミスタ５１の中央領域５１ａに向けて上向きの洗浄水（洗浄液）を噴霧する２つの洗浄スプレーノズル５３ｂａと、デミスタ５１の外周領域５１ｂに向けて上向きの洗浄水を噴霧する２つの洗浄スプレーノズル５３ｂｂが配置されている。また、デミスタ５１のガス流下流近傍には、該デミスタ５１の中央領域５１ａに向けて下向きの洗浄水を噴霧する２つの洗浄スプレーノズル５３ｃａと、デミスタ５１の外周領域５１ｂに向けて下向きの洗浄水を噴霧する２つの洗浄スプレーノズル５３ｃｂが配置されている。
【００４１】
洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂのそれぞれを接続する分岐配管Ｌ１には、バルブＶ１，Ｖ２が設けられており、これらのバルブＶ１，Ｖ２の開閉をそれぞれ独立して制御することによりスプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂの両方を同時に使用したり、いずれか一方を選択して使用したりできる。洗浄スプレーノズル５３ｃａ，５３ｃｂのそれぞれを接続する分岐配管Ｌ１にもバルブＶ３，Ｖ４が設けられ、同様にスプレーノズル５５ｂａ，５５ｂｂの両方を同時に使用したり、いずれか一方を選択して使用したりできる。これにより、スクラバー４が操業中であってもデミスタ５１を洗浄水で水封させることなくデミスタ５１を洗浄できる。
【００４２】
なお、スプレーノズルの設置個数は、スクラバー４における被処理ガスの処理量、スクラバー４及びデミスタ５０，５１のサイズや、所望する洗浄範囲等に応じて適宜に変更できる。
【００４３】
本実施の形態では、給湯器６０で加温された洗浄水を作り、それを洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂと、洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂに供給する例を説明しているがこれに限定するものではなく、他の熱媒体と熱交換することにより加温された洗浄水を得てもよい。具体的には、図２に示すように例えば、ディーゼルエンジン１の排ガス顕熱を回収するための熱交換器６５を別途設け、洗浄水供給源７０から供給される常温の洗浄水を熱交換器６５に供給することで約６０℃に加温された洗浄水を作り、これを洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂと、洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂに供給してもよい。この場合、熱交換器６５はディーゼルエンジン１の排ガス顕熱を回収するものに代えて、ディーゼルエンジン１の冷却水（約８０〜９０℃）の顕熱を回収するものであってもよい。
【００４４】
また、図示するように、バルブ６７１を有する配管６７を循環配管４５１から分岐させて該配管６７を温水供給配管５６に接続し、液貯留部４１に貯留されている約６０℃の処理水４０を洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂと、洗浄スプレーノズル５３ｂａ，５３ｂｂに供給してもよい。
【００４５】
次に、上述のように構成されたスクラバー４の作動について、図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、先ず、ディーゼルエンジン１を起動すると、該ディーゼルエンジン１から排出される排ガスは排気管１０にて静圧され、第１の管路１００を経て過給機２に導かれる。
【００４６】
過給機２では、排ガスの持つ熱エネルギが回転エネルギに変換され、タービンロータ２０に連結されている圧縮機インペラ２１が回転して空気（酸素を含む流体）を大気より吸引する。過給機２の圧縮機インペラ２１で圧縮された空気はエアクーラ３により冷却された後、ディーゼルエンジン１の燃焼室へ供給される。一方、過給機２より排出された排ガスは、図示しない排気消音器を介して大気放散される。
【００４７】
一方、ディーゼルエンジン１の排ガスの一部（例えば、全排ガス量の３割に相当する排ガス量）は、被処理ガスとして第３の管路１２０を介してスクラバー４に導入される。スクラバー４では、被処理ガスに処理水を接触させることにより、被処理ガス中に含まれるＰＭが捕捉される。このスクラバー４での被処理ガスの処理については図２を用いて後述する。そして、スクラバー４で浄化された処理ガスは吸引ブロワ７により排出されるとともに、ガスクーラ８で所定温度に冷却され、第２の管路１１０を介してディーゼルエンジン１に再循環される。
【００４８】
図２に示すように、スクラバー４内に導入された被処理ガスは、スプレーノズル４４から噴霧された霧状の処理水４０（約６０℃）と向流接触する。これにより、被処理ガス中に含まれるＰＭが処理水４０中に吸収されて捕捉される。その後、気体と霧状の液体（処理水４０）との混合雰囲気は、ガス流路４７に沿って上部ケーシング４ｂ内の気液分離手段としてのデミスタ５０，５１に送り込まれる。下部ケーシング４ａ内から送り込まれてきた気体と霧状の液体との混合雰囲気がデミスタ５０，５１を通過することにより液滴が分離され、該液滴が下部ケーシング４ａ内の液貯留部４１に回収される。一方、デミスタ５０，５１を通過することにより浄化された処理ガスは、吸引ブロワ（図示せず）により排出される。
【００４９】
［背景技術］の説明で述べたように、気体と霧状の液体との混合雰囲気がデミスタ５０，５１を通過する際、該デミスタ５０，５１で液滴は分離される。しかし、液滴の中にはＰＭが捕捉されているため、液滴と一緒に滴下しないＰＭがデミスタ５０，５１に一部残留する。また、ディーゼル排ガスに含まれるＰＭは数μｍ以下の非常に小さな粒径であることから、装置内で処理水を噴霧してもＰＭがガス流に乗って処理水の噴霧液滴を容易に迂回するため、液滴と慣性衝突して捕捉されないＰＭがデミスタに付着してしまう。
【００５０】
ＰＭがデミスタ５０，５１に付着すると、時間経過とともにデミスタ５０，５１の空隙部が徐々に狭まり、デミスタ５０，５１を通過する排ガスの速度が低下する。この速度低下によりＰＭが更に堆積する悪循環が生じ、デミスタ５０，５１のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）が高くなるとともに、吸引ブロワ（図示せず）の動力が増大してスクラバー４の排ガス浄化効率が低下することになる。
【００５１】
デミスタ５０，５１の目詰まりによるスクラバー４の操業停止を回避するため、スクラバー４の操業中は各デミスタ５０、５１のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）を測定する圧力計５２０，５２１の指示値を常時又は一定時間毎に監視することが好ましい。
【００５２】
操業中にその指示値が所定値以上を示した場合、該当するデミスタ５０（５１）に目詰まりが発生している蓋然性が高い。本動作説明では、デミスタ５０に目詰まりが発生したと仮定して説明する。この場合、先ず、給湯器６０を起動する。そして、洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂと連通している分岐配管５５のバルブ５５０を開き、デミスタ５０のガス流上流側とガス流下流側から該デミスタ５０に対し約６０℃に加温された洗浄水を噴霧する。
【００５３】
なお、デミスタ５０（５１）に対する洗浄水の噴霧は連続噴霧でもよいが、本実施の形態のようにデミスタ５０（５１）の全域に洗浄水を噴霧すると洗浄水の水膜がデミスタ５０（５１）の空隙部を塞いでしまい、洗浄中にデミスタのガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）が上昇する虞がある。そのような場合、図３の変形例で説明したように各洗浄スプレーノズルを部分領域に分け、領域毎にバルブを設けてデミスタの全面に洗浄水を噴霧しないようにすればよい。
【００５４】
デミスタ５０内に堆積している油分を含んだＰＭが加温された洗浄水と接触することで、そのＰＭの堆積物が温められる。その結果、油分を含んだ堆積物は加温された低粘度の液体状になって滴下し始め、液体状になったＰＭの堆積物が洗浄水の噴出流によって容易に洗い流される。この場合、デミスタ５０内に堆積している油分を含んだＰＭは、加温された洗浄水により低粘度の液体状になって滴下し始めているため、この堆積物を完全に洗浄・除去するに要する洗浄時間と洗浄水は極僅かで済む。
【００５５】
デミスタ５０に堆積していた油分を含むＰＭがほぼ完全に洗浄・除去されると、分岐配管５５のバルブ５５０を閉にして洗浄スプレーノズル５３ａａ、５３ａｂへの洗浄水の供給を停止させる。なお、デミスタ５１に堆積している油分を含んだＰＭを洗浄・除去する場合も上述と同様の手順で実施する。
【００５６】
デミスタ５０（５１）内に堆積している油分を含んだＰＭの洗浄・除去については、ディーゼルエンジン１の排ガス又は冷却水（約８０〜９０℃）の顕熱で加温した洗浄水や、液貯留部４１に貯留されている約６０℃の処理水４０を用いた場合であっても同様に、デミスタ５０（５１）内に堆積している油分を含んだＰＭを短時間でほぼ完全に洗浄・除去できる。
【００５７】
なお、上述した各デミスタ５０（５１）のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力損失の計測、デミスタ５０（５１）の目詰まりの判定、及び加温された洗浄水の噴霧は、作業者が実施してもよいし、例えば、スクラバー４の制御手段（図示せず）が圧力測定データを取り込んでデミスタ５０（５１）の目詰まりの判定を行った後、加温された洗浄水の噴霧制御を実行してもよい。
【００５８】
洗浄スプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ（５３ｂａ，５３ｂｂ）による洗浄水の噴霧は、本実施の形態のように、デミスタ５０（５１）に対して上下方向から互いに同時に噴霧してもよいが、例えばスプレーノズル５３ａａ，５３ａｂ（５３ｂａ，５３ｂｂ）の手前にバルブを１個ずつ追加し、上方向又は下方向のいずれか一方を選択して洗浄水を噴霧してもよい。また、これらの噴霧時間は互いに重ならせてもよいし、重ならせなくてもよい。
【００５９】
このように、本実施の形態のスクラバー４によれば、加温された洗浄水によりデミスタ５０（５１）内部に堆積している油分を含んだＰＭを低粘度の液体状にした後、加温された洗浄水を噴霧するので、洗浄・除去に要する洗浄時間と洗浄水量が極僅かで済む。洗浄・除去された後のデミスタ５０（５１）は新品にほぼ近い状態で再使用できる。
【００６０】
上述のように洗浄・除去された後のデミスタ５０（５１）は新品にほぼ近い状態で再使用できるため、デミスタ５０（５１）のガス流上流側とガス流下流側の間における圧力差（圧力損失）の増大、圧力損失が高くなること起因する吸引ブロワ７の動力が増大、及び吸引ブロワ７の吸引能力をオーバーして排ガス吸引不足に陥るという問題を回避できる。また、本実施の形態のようにディーゼルエンジン１の排ガスの一部（例えば、全排ガス量の３割に相当する排ガス量）を該ディーゼルエンジン１に再循環させる場合であっても、排ガス再循環量が不足する事態に陥ることはない。
【００６１】
従来、空隙率の低い（捕集効率の高い）デミスタは早期に目詰まりして使用することが困難であったが、本実施の形態ではデミスタ５０（５１）内に堆積している油分を含んだＰＭの洗浄・除去を容易にできるため、空隙率の低い（捕集効率の高い）ものを使用できる。これにより、スクラバー４の脱塵性能が向上する。スクラバー４の脱塵性能が向上するため、該スクラバー４の下流側に配置されている吸引ブロワ７、ガスクーラ８、及びこれらと接続しているディーゼルエンジン１に混入するダストを極めて少なくできる。その結果、それらの設備のメンテナンスが容易になるとともに、寿命を延ばすことができる
【００６２】
今回、開示した実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は、上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲での全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００６３】
１ ディーゼルエンジン
２ 過給機
３ エアクーラ
４ スクラバー
４ａ 下部ケーシング
４ｂ 上部ケーシング
７ 吸引ブロワ
８ ガスクーラ
４０ 処理水
４１ 液貯留部
４４ スプレーノズル
４７ ガス流路
５０，５１ デミスタ
５３ａａ，５３ａｂ，５３ｂａ，５３ｂｂ 洗浄スプレーノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理液を貯留する液溜手段と、
該液貯留手段に貯留された処理液と燃焼装置から排出された排ガスとを気液接触させ、前記排ガス中に含有するダストを前記処理液中に吸収して捕捉させる気液接触手段と、
前記気液接触手段の下流側に配置され、前記ダストを捕捉した処理液を含む処理後の排ガスから液体を分離する気液分離手段とを有する湿式排ガス浄化装置であって、
前記気液分離手段に洗浄液を噴射し、該気液分離手段に付着した前記ダストを除去する洗浄手段と、
前記洗浄液を加温する洗浄液加熱手段とを有することを特徴とする湿式排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記洗浄液加熱手段は、熱媒体と熱交換することにより加温された洗浄液を得る熱交換器であって、前記熱媒体が前記燃焼装置から排出される燃焼排ガス又は前記燃焼装置を冷却した後の冷却水であることを特徴とする請求項１に記載の湿式排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記燃焼装置は、ディーゼル機関であり、
前記排ガスは、前記ディーゼル機関から排出される排ガスであって該排ガスに含まれるダストはパティキュレートマターであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿式排ガス浄化装置。
【請求項１】
処理液を貯留する液溜手段と、
該液貯留手段に貯留された処理液と燃焼装置から排出された排ガスとを気液接触させ、前記排ガス中に含有するダストを前記処理液中に吸収して捕捉させる気液接触手段と、
前記気液接触手段の下流側に配置され、前記ダストを捕捉した処理液を含む処理後の排ガスから液体を分離する気液分離手段とを有する湿式排ガス浄化装置であって、
前記気液分離手段に洗浄液を噴射し、該気液分離手段に付着した前記ダストを除去する洗浄手段と、
前記洗浄液を加温する洗浄液加熱手段とを有することを特徴とする湿式排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記洗浄液加熱手段は、熱媒体と熱交換することにより加温された洗浄液を得る熱交換器であって、前記熱媒体が前記燃焼装置から排出される燃焼排ガス又は前記燃焼装置を冷却した後の冷却水であることを特徴とする請求項１に記載の湿式排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記燃焼装置は、ディーゼル機関であり、
前記排ガスは、前記ディーゼル機関から排出される排ガスであって該排ガスに含まれるダストはパティキュレートマターであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿式排ガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３７２４２（Ｐ２０１２−２３７２４２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６５４５（Ｐ２０１１−１０６５４５）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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