JP5776672B2

JP5776672B2 - 活性炭カートリッジ及びガス浄化装置

Info

Publication number: JP5776672B2
Application number: JP2012261298A
Authority: JP
Inventors: 幸雄佐橋; 久夫大清水
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: JP2014104448A

Description

本発明は、通気性の内筒と外筒との間に活性炭を充填した活性炭カートリッジと、この活性炭カートリッジを備えたガス浄化装置に関する。

活性炭の充填層に空気等のガスを通気すると、ガス中の腐食性成分や臭気成分等が吸着除去される。特許文献１の図５，６には、通気性の内筒と外筒との間に活性炭を充填し、内筒内に空気を送り込み、外筒の外周面から浄化空気を取り出すように構成した活性炭カートリッジが記載されている。特許文献２の図５〜８には、ファンによって空気を活性炭に通気してガス状不純物を除去する空気清浄機が記載されている。

近年、高精度の電気・電子機器の複合腐食性ガスに起因する腐食発生によって、工場内でさまざまなトラブル発生している。例えば電子部品製造工程で発生した極めて低濃度の硫化水素により、電気設備・電子機器・電子部品の表面に露出した銅などの金属が腐食することがある。

精密基板などを採用した盤、制御部品等は、硫化水素などにより精密基板が腐食して短絡トラブルにより故障・破損すると、その修繕には多大な労力と時間を要するため、製造ライン休止による被害が甚大である。そのため、これらの精密基板などを採用した盤、制御部品等を設置した室内の空気から硫化水素などの腐食性成分を高度に除去することが求められている。

硫黄酸化物や硫化水素等を空気中から除去するために、ヨウ化カリウムを添着した活性炭を用いることが知られている（特許文献３）。

特開２００１−２２５０５５特開２００２−１７０８７４特開２００３−１０６８８

粒径２．４〜４．７ｍｍ程度の粒状活性炭を用いる場合、孔径１〜２．５ｍｍのカートリッジを用いれば活性炭の流失を防ぐことができる。しかしながら、被処理ガスを長時間にわたって粒状活性炭充填活性炭カートリッジに通気すると、粒状活性炭が次第に粉化し、微粉炭が活性炭カートリッジから流出し、該活性炭カートリッジ下流のアフターフィルタに目詰りが生じる。特に、比較的大型の活性炭カートリッジを用いた場合、活性炭カートリッジへの通気速度を大きくすると、活性炭の振動が大きくなり、活性炭が粉化し易くなり、アフターフィルタに目詰りが生じ易くなり、アフターフィルタの交換頻度が高くなる。

本発明は、微粉炭の流出が抑制された比較的大型の活性炭カートリッジと、この活性炭カートリッジを備えたガス浄化装置とを提供することを目的とする。

本発明のガス浄化装置は、被処理ガスが通過するハウジングと、該ハウジング内に設けられた活性炭カートリッジと、該活性炭カートリッジにガスを風量５〜２５ｍ ^３／ｍｉｎで通気させる通気手段と、該活性炭カートリッジよりも上流側において該ハウジングを横断するように設けられたプレフィルタと、該活性炭カートリッジよりも下流側において該ハウジングを横断するように設けられたアフターフィルタと、を有し、５０〜４００ｐｐｂの硫化水素を１０ｐｐｂ以下に低減するためのガス浄化装置であって、該活性炭カートリッジは、通気孔を有した内筒及び外筒と、該内筒と外筒との間のスペースの一端側を閉鎖するリング状の第１のエンドプレートと、活性炭エレメントの他端側を全面的に閉鎖する第２のエンドプレートと、該外筒の内周面及び内筒の外周面に設けられた不織布よりなる静電フィルタシートと、該フィルタシートの間に１０〜２０ｋｇ充填された粒状活性炭とを有し、粒状活性炭は粒径２．４〜４．７ｍｍが９０ｗｔ％以上の粒度であり、外筒及び内筒の孔径は１〜２．５ｍｍであり、前記通気手段は前記活性炭カートリッジの内筒内にガスを供給し、外筒の外周面からガスを流出させるよう構成されていることを特徴とするものである。

本発明の活性炭カートリッジを備えたガス浄化装置に腐食性成分や臭気成分等を含有した被処理ガスを通過させると、腐食性成分や臭気成分等が活性炭に吸着され、浄化されたガスが取り出される。このガス浄化装置へのガス供給を継続すると、次第に活性炭に粉化が生じてくるが、不織布フィルタを設けているので、微粉炭が流出することが抑制され、アフターフィルタの交換頻度が減少する。

実施の形態に係るガス浄化装置の長手方向の断面図である。（ａ）図は活性炭カートリッジの軸心方向の断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図である。活性炭カートリッジへの活性炭の充填方法を示す断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１，２の通り、このガス浄化装置１は、活性炭カートリッジ７によって空気を浄化するように構成されたものである。

ガス浄化装置１は、円筒形のハウジング４と、該ハウジング４の上流側の端部を横断するように設けられた不織布等よりなるプレフィルタ５と、該プレフィルタ５と活性炭カートリッジ７との間に配置されたファン６と、該ファン６からの送気を透過させるように設けられた該活性炭カートリッジ７と、ハウジング４の下流側の端部を横断するように設けられたアフターフィルタ８とを有する。

活性炭カートリッジ７は、図２に示すように、それぞれ多孔板、メッシュ等よりなる通気性の内筒１０及び外筒１１と、該内筒１０と外筒１１との間のスペースの一端側を閉鎖するリング状のフロントエンドプレート１２と、活性炭カートリッジ７の他端側を全面的に閉鎖する円板状のリヤエンドプレート１３と、外筒１１の内周面に沿って設けられたフィルタシート９と、内筒１０の外周面に沿って設けられたフィルタシート９と、各フィルタシート９の間のスペースに充填された粒状活性炭１４とを有する。

この活性炭カートリッジ７は粒状活性炭１０〜２０ｋｇを収容できる大型のものである。なお、活性炭の充填量が１０ｋｇを下回るとカートリッジ交換頻度が高くなる場合がある（例えば５０〜４００ｐｐｂの硫化水素を１０ｐｐｂ以下に低減するのが困難となる）。また、２０ｋｇを超えると搬送や交換の作業が困難になるので好ましくない。

粒状活性炭は粒径２．４〜４．７ｍｍの活性炭が９０ｗｔ％以上の粒度のものを用いる。この実施の形態では、活性炭にヨウ化カリウムが添着されている。ヨウ化カリウムの添着量は０．０１〜１０ｗｔ％であることが好ましい。内筒１０、外筒１１としては網状濾過体（目開き１〜２．５ｍｍ程度）が好適である。フィルタシート９としてはスポンジ状シート体でＪＩＳ１１種（風速８．７ｃｍ／ｓ）での捕集効率１０〜４０％程度のものが好適である。プレフィルタ５としては、一般的な除塵フィルターでありＡＳＨＲＡＥ平均質量法捕集率で７０〜８０％程度のものが好適である。アフターフィルタ８としては、一般的な中高性能フィルターでありＪＩＳ比色法捕集率で９０％以上のものが好適である。ただし、これらは一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。

前記ハウジング４の内面には中心孔１５ａを有したリング状の取付座１５が設けられている。活性炭カートリッジ７が該取付座１５にボルト等によって脱着自在に取り付けられている。中心孔１５ａと内筒１０とは、略等径であり、同軸状に配置されている。外筒１１の直径はハウジング４よりも小径である。外筒１０はハウジング４と同軸状に設置されており、外筒１０の外周面とハウジング４の内周面との間が通気空間となっている。活性炭カートリッジ７のガス通過の風量は５〜２５ｍ^３／ｍｉｎ、特に６〜１５ｍ^３／ｍｉｎの大風量とする。

このように構成されたガス浄化装置において、ファン６を駆動すると、腐食性成分などを含有した被処理ガスがプレフィルタ５を透過して活性炭カートリッジ７内に流入し、活性炭カートリッジ７の内筒１０、内筒１０に重なるフィルタシート９、活性炭１４の充填部、外筒１１に重なるフィルタシート９及び外筒１１を順次透過し、浄化ガスがアフターフィルタ８を透過して流出する。

本発明では風量が大きいためガス浄化装置の振動が大きくなり、運転を継続すると、活性炭１４に徐々に粉化が生じてくるが、フィルタシート９を設けているので、微粉炭が活性炭カートリッジ７から流出することが抑制され、アフターフィルタ８の目詰りが抑制され、アフターフィルタ８の交換頻度が低下する。

活性炭カートリッジ７に活性炭を充填するには、図３のようにフロントエンドプレート１２が底面となるように活性炭カートリッジ７のカートリッジ本体を縦とし、フィルタシート９を装着した後、活性炭を充填し、リヤエンドプレート１３を装着すればよい。活性炭を充填するに際しては、内筒１０にキャップを被せておき、内筒１０の内側に活性炭が入り込まないようにするのが好ましい。また、活性炭の全量を一度に投入するのではなく、全量の２／３ほどを充填した後、バイブレータ等によって加振し、活性炭層を締める（充填密度を高くする）ようにした後、残部の活性炭を充填し、再度振動締め固めし、次いで必要に応じて活性炭を追加充填し、リヤエンドプレート１３を装着するのが好ましい。フィルタシート９としては不織布が好ましく、特に不織布静電フィルタシートが好ましい。

なお、ガスを外筒外周面から内筒に向って流すことも可能である。本発明は硫化水素（５０〜４００ｐｐｂ程度）など腐食性ガスが発生する工場内で電気・電子機器の金属腐食による故障を防止するために用いることができる。

［実施例１］
内径２００ｍｍ、外径３５０ｍｍ、長さ５００ｍｍであり、粒状活性炭充填量１５ｋｇの図２に示す構造の活性炭カートリッジを図１のハウジング内に設置し、ガス浄化装置を構成した。粒状活性炭として粒径２．４〜４．７ｍｍが９０ｗｔ％以上の粒度のものを用いた。活性炭にはヨウ化カリウムを０．５ｗｔ％添着した。

プレフィルター５としては日本バイリーン製のフィレドン（登録商標）エアフィルタＰＳ（捕集効率７６％）を用い、アフターフィルタ８としては日本バイリーン製のフィロプリーツ（登録商標）ＶＭ（捕集効率９０％）を用いた。内筒１０、外筒１１としては塩化ビニル製の円筒型カートリッジ（目開き２ｍｍ程度）を用いた。不織布静電フィルタシート９として東洋紡製のエリトロン（登録商標）ＥＦ（捕集効率２０〜３５％）を用いた。なお、長方形状の１１１５ｍｍ×５００ｍｍのシートを筒状に巻回して保形し、内筒１０の外周面及び外筒１１の内周面に沿ってそれぞれ設置し、粘着テープで仮留めし、その後、活性炭を充填した。

このガス浄化装置１に対して、硫化水素を１００ｐｐｂ含むガスを活性炭カートリッジを透過する風量が６ｍ^３／ｍｉｎとなるように通気して１年間連続運転したところ、硫化水素は１０ｐｐｂ以下に低減された状態を維持した。アフターフィルタ８の差圧が初期差圧から１００〜２００Ｐａ程度上昇したときにアフターフィルタ８を交換するようにメンテナンスした。その結果、アフターフィルタ８は途中で１回交換するだけで足りた。

［比較例１］
実施例１において、活性炭カートリッジ７に内筒側及び外筒側の各フィルタシート９を用いないこと以外は同一のガス浄化装置を同一条件で運転した。その結果、アフターフィルタ８は１年間で３回交換する必要があった。

［比較例２］
比較例１において、風量を３ｍ^３／ｍｉｎとしたこと以外は同一条件で運転した。その結果、アフターフィルタは１年間に１回交換するだけで足りた。

従って、これらの実験により次の事項が確認された。
（１）フィルタシートにより微粉炭の流出が抑制され、装置後段のアフターフィルタの目詰まりが減り、消耗品であるアフターフィルタの交換頻度が著しく減少する。
（２）ガス浄化装置の差圧が低減し、消耗品交換目安も明確にでき、安定して連続運転することができる。
（３）風量が小さければ微粉炭発生の課題は生じない。

１ガス浄化装置
４ハウジング
５プレフィルタ
６ファン
７活性炭カートリッジ
８アフターフィルタ
９フィルタシート
１４活性炭

Claims

被処理ガスが通過するハウジングと、
該ハウジング内に設けられた活性炭カートリッジと、
該活性炭カートリッジにガスを風量５〜２５ｍ ^３／ｍｉｎで通気させる通気手段と、
該活性炭カートリッジよりも上流側において該ハウジングを横断するように設けられたプレフィルタと、
該活性炭カートリッジよりも下流側において該ハウジングを横断するように設けられたアフターフィルタと、を有し、５０〜４００ｐｐｂの硫化水素を１０ｐｐｂ以下に低減するためのガス浄化装置であって、
該活性炭カートリッジは、通気孔を有した内筒及び外筒と、該内筒と外筒との間のスペースの一端側を閉鎖するリング状の第１のエンドプレートと、活性炭エレメントの他端側を全面的に閉鎖する第２のエンドプレートと、該外筒の内周面及び内筒の外周面に設けられた不織布よりなる静電フィルタシートと、該フィルタシートの間に１０〜２０ｋｇ充填された粒状活性炭とを有し、
粒状活性炭は粒径２．４〜４．７ｍｍが９０ｗｔ％以上の粒度であり、外筒及び内筒の孔径は１〜２．５ｍｍであり、
前記通気手段は前記活性炭カートリッジの内筒内にガスを供給し、外筒の外周面からガスを流出させるよう構成されていることを特徴とするガス浄化装置。
請求項１において、前記静電フィルタシートは、長方形状のシートを筒状に巻回したものであることを特徴とするガス浄化装置。