図面 (/)

技術 吸着量検知装置、それを用いたガス吸着システムの破過検知方法及び破過検知装置

出願人 大阪瓦斯株式会社
発明者 辻本聡一郎
出願日 2004年8月20日 (16年6ヶ月経過) 出願番号 2004-241493
公開日 2006年3月2日 (14年11ヶ月経過) 公開番号 2006-058179
状態 特許登録済
技術分野 重量、体積、圧力、比重等による材料の調査 吸着による気体の分離
主要キーワード 検知容器 微小重量 水分吸着率 取り出し経路 バイパス接続 光ファイバー接続 リフト部材 流体圧シリンダー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年3月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

被吸着物質吸着検知材への吸着量を天秤で検知できて簡単且つ正確に検知でき、しかも天秤で検知するものでも吸着検知材への被吸着物質の吸着による重量増加を定量的に検知できる吸着量検知装置を提供する。

解決手段

被吸着物質を含有したガス中に配置された吸着検知材1の被吸着物質の吸着による重量増加を吸着検知材1の位置変化に変換し、前記位置変化を検知することによって吸着検知材1の重量増加の大きさを判断する吸着量検知装置である。そして前記吸着検知材1の位置を変化させる機構は天秤2であり、天秤2はその天秤2の棹3の一端に吸着検知材1を保持し、前記吸着検知材1の重量増加に伴なって吸着検知材1の位置が変化すると共に前記吸着検知材1の重量増加に対応して吸着検知材1の位置が連続的に変化する機構を具備する。

概要

背景

一般に、下水処理施設では集積した下水濃縮処理して各種有機物を含有する汚泥を得て、これを微生物の作用により嫌気性消化する。この過程で得られたメタンを主とする可燃性消化ガスバイオガス)を、ガスエンジン貫流式蒸気ボイラー等の燃料に供して電力蒸気を得る方式が地球環境問題への対応の手段の一つとして主流になりつつある。

上記消化ガス中には有害物質が含有されており、これを除去するために、従来、活性炭を用いて吸着除去処理するガス吸着処理システムが知られている。この活性炭の処理量は決まっており、処理量を越えると活性炭の吸着作用が著しく低下する破過状態となる。そこで従来は、吸着塔からの被吸着物質(有害物質)の出口濃度に関係なく、一定の期間が経過したときに活性炭を交換していた。この方法では、消化ガス中の被吸着物質の濃度及び単位時間当たりのガス流量が時間的に変動する場合、交換時期が適切でなくなる。つまり、消化ガス中の被吸着物質の濃度及びガス流量が低下している場合は交換時期が早過ぎて、無駄に活性炭を廃棄してしまうという問題があり、一方、消化ガス中の被吸着物質の濃度及びガス流量がそれぞれ上昇している場合は交換時期が遅過ぎて吸着材の破過を招き、被吸着物質が放出されるという問題がある。

そこで、他の従来例として、吸着塔の出口ガスを定期的にサンプリングして被吸着物質の濃度分析を行ない、所定の出口濃度になるタイミングを決定する方法も知られている(例えば特許文献1参照)。
特開平6−50855号公報

概要

被吸着物質の吸着検知材への吸着量を天秤で検知できて簡単且つ正確に検知でき、しかも天秤で検知するものでも吸着検知材への被吸着物質の吸着による重量増加を定量的に検知できる吸着量検知装置を提供する。被吸着物質を含有したガス中に配置された吸着検知材1の被吸着物質の吸着による重量増加を吸着検知材1の位置変化に変換し、前記位置変化を検知することによって吸着検知材1の重量増加の大きさを判断する吸着量検知装置である。そして前記吸着検知材1の位置を変化させる機構は天秤2であり、天秤2はその天秤2の棹3の一端に吸着検知材1を保持し、前記吸着検知材1の重量増加に伴なって吸着検知材1の位置が変化すると共に前記吸着検知材1の重量増加に対応して吸着検知材1の位置が連続的に変化する機構を具備する。

目的

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、被吸着物質の吸着検知材への吸着量を天秤で検知できて簡単且つ正確に検知でき、しかも天秤で検知するものでも吸着検知材への被吸着物質の吸着による重量増加を定量的に検知できる吸着量検知装置を提供するにあり、また吸着塔の吸着材の破過を自動的に検知して吸着材の交換時期を適切なものとすることができ、無駄に吸着材を廃棄してしまうことがなく、吸着材の破過も発生しないために被吸着物質が放出されるのを極力防止できるガス吸着処理システムの破過検知方法及びその装置を提供することを課題とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

被吸着物質を含有したガス中に配置された吸着検知材の被吸着物質の吸着による重量増加を吸着検知材の位置変化に変換し、前記位置変化を検知することによって吸着検知材の重量増加の大きさを判断する吸着量検知装置であって、前記吸着検知材の位置を変化させる機構天秤であり、天秤はその天秤の棹の一端に吸着検知材を保持し、前記吸着検知材の重量増加に伴なって吸着検知材の位置が変化すると共に前記吸着検知材の重量増加に対応して吸着検知材の位置が連続的に変化する機構を具備したことを特徴とする吸着量検知装置。

請求項2

天秤の棹の一端に吸着検知材の上端を剛結合で連結すると共に天秤の棹の他端に吸着検知材と釣り合う重りの上端を剛結合で連結したことを特徴とする請求項1記載の吸着量検知装置。

請求項3

吸着検知材が予め設定した重量の増加の値となったときに吸着検知材の位置の変化が検知できるように設定してあることを特徴とする請求項1または請求項2記載の吸着量検知装置。

請求項4

前記天秤は、吸着検知材の位置変化が検知される状態で前記重りが釣り合うように初期設定することが可能な装置を備えており、その装置で初期設定後に前記重りに前記吸着検知材の設定した重量増加に相当する増加分の重りを追加できる装置を具備したことを特徴とする請求項2記載の吸着量検知装置。

請求項5

吸着検知材が偏平であって高い通気性を有しており、且つ前記吸着検知材の表面がガス入口の開口部でのガスの流れに実質的に垂直であり、且つ前記吸着検知材がガス入口の開口部全体を実質的に覆っていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の吸着量検知装置。

請求項6

前記吸着検知材の位置変化を、投光部と受光部を備えた光センサーで検出することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の吸着量検知装置。

請求項7

被吸着物質を含有したガスを吸着材充填した吸着塔により処理し、前記吸着材により被吸着物質を吸着除去するガス吸着処理システムにおいて、吸着塔の吸着材の充填した部分を通って出たガス、または吸着材を充填した部分の途中から取り出したガス中に吸着検知材を配置した請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の吸着量検知装置を用いて吸着材の破過状態を検知することにより、吸着塔の吸着材の交換時期を決定することを特徴とするガス吸着ステムの破過検知方法

請求項8

被吸着物質を含有したガスを吸着材を充填した吸着塔により処理し、前記吸着材により被吸着物質を吸着除去するガス吸着処理システムにおいて、吸着塔の吸着材の充填した部分を通って出たガス、または吸着材を充填した部分の途中から取り出したガス中に吸着検知材を配置した請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の吸着量検知装置を用いて吸着材の破過状態を検知することにより、吸着塔の吸着材の交換時期を決定する手段を具備したことを特徴とするガス吸着システムの破過検知装置

技術分野

0001

本発明は、ガスに含まれている有害物質等の被吸着物質吸着したときの吸着量を検知する吸着量検知装置、この吸着量検知装置を用いたガス吸着処理システム破過検知方法及び破過検知装置に関するものである。

背景技術

0002

一般に、下水処理施設では集積した下水濃縮処理して各種有機物を含有する汚泥を得て、これを微生物の作用により嫌気性消化する。この過程で得られたメタンを主とする可燃性消化ガスバイオガス)を、ガスエンジン貫流式蒸気ボイラー等の燃料に供して電力蒸気を得る方式が地球環境問題への対応の手段の一つとして主流になりつつある。

0003

上記消化ガス中には有害物質が含有されており、これを除去するために、従来、活性炭を用いて吸着除去処理するガス吸着処理システムが知られている。この活性炭の処理量は決まっており、処理量を越えると活性炭の吸着作用が著しく低下する破過状態となる。そこで従来は、吸着塔からの被吸着物質(有害物質)の出口濃度に関係なく、一定の期間が経過したときに活性炭を交換していた。この方法では、消化ガス中の被吸着物質の濃度及び単位時間当たりのガス流量が時間的に変動する場合、交換時期が適切でなくなる。つまり、消化ガス中の被吸着物質の濃度及びガス流量が低下している場合は交換時期が早過ぎて、無駄に活性炭を廃棄してしまうという問題があり、一方、消化ガス中の被吸着物質の濃度及びガス流量がそれぞれ上昇している場合は交換時期が遅過ぎて吸着材の破過を招き、被吸着物質が放出されるという問題がある。

0004

そこで、他の従来例として、吸着塔の出口ガスを定期的にサンプリングして被吸着物質の濃度分析を行ない、所定の出口濃度になるタイミングを決定する方法も知られている(例えば特許文献1参照)。
特開平6−50855号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところが、上記方法では、定期的なサンプリング及び分析が必要になり、人手による複雑な作業となるため、費用がかかるという問題があった。

0006

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、被吸着物質の吸着検知材への吸着量を天秤で検知できて簡単且つ正確に検知でき、しかも天秤で検知するものでも吸着検知材への被吸着物質の吸着による重量増加を定量的に検知できる吸着量検知装置を提供するにあり、また吸着塔の吸着材の破過を自動的に検知して吸着材の交換時期を適切なものとすることができ、無駄に吸着材を廃棄してしまうことがなく、吸着材の破過も発生しないために被吸着物質が放出されるのを極力防止できるガス吸着処理システムの破過検知方法及びその装置を提供することを課題とするものである。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するために本発明の請求項1の吸着量検知装置Aは、被吸着物質を含有したガス中に配置された吸着検知材1の被吸着物質の吸着による重量増加を吸着検知材1の位置変化に変換し、前記位置変化を検知することによって吸着検知材1の重量増加の大きさを判断する吸着量検知装置であって、前記吸着検知材1の位置を変化させる機構は天秤2であり、天秤2はその天秤2の棹3の一端に吸着検知材1を保持し、前記吸着検知材1の重量増加に伴なって吸着検知材1の位置が変化すると共に前記吸着検知材1の重量増加に対応して吸着検知材1の位置が連続的に変化する機構を具備したことを特徴とする。

0008

上記のような構成によれば、ガスに含まれる被吸着物質を吸着検知材1に吸着して重量増加すると、吸着検知材1がその重量変化に応じて移動するが、吸着検知材1が重量変化に対応してその位置が連続的に変化することで通常の天秤2のように重量増加にて急激に位置が変化することなく定量的に重量を検知できる。これにより吸着検知材1の被吸着物質の吸着量を天秤2を用いて簡単且つ正確に検知できる。

0009

また本発明の請求項2の吸着量検知装置Aは、請求項1において、天秤2の棹3の一端に吸着検知材1の上端を剛結合で連結すると共に天秤2の棹3の他端に吸着検知材1と釣り合う重り4の上端を剛結合で連結したことを特徴とする。天秤2の棹3が水平になるようにバランスを採った状態から吸着検知材1が被吸着物質の吸着にて重量を増したとき、重り4が上がり且つ吸着検知材1が下がるように回転するが、このとき天秤2の支点Sと吸着検知材1の重心との間の有効距離(有効な腕の長さ)が僅かに小さくなり、逆に天秤2の支点Sと重り4の重心との間の有効距離(有効な腕の長さ)が僅かに大きくなるため、位置の変化でバランスできる。従って吸着検知材1の重量増加に伴なって吸着検知材1の位置が重量変化に対応して連続的に変化する。これにより、吸着検知材1の重量増加に伴なって吸着検知材1の位置が対応して連続的に変化する機構を容易に実現できる。

0010

また本発明の請求項3の吸着量検知装置Aは、請求項2において、吸着検知材1が予め設定した重量の増加の値となったときに吸着検知材1の位置の変化が検知できるように設定してあることを特徴とする。吸着検知材1が被吸着物質を所定量吸着して所定の重量になって所定の位置まで吸着検知材1の位置が変化したとき検知手段で検知される。

0011

また本発明の請求項4の吸着量検知装置Aは、請求項2において、前記天秤2は、吸着検知材1の位置変化が検知される状態で前記重り4が釣り合うように初期設定することが可能な装置を備えており、その装置で初期設定後に前記重り4に前記吸着検知材1の設定した重量増加に相当する増加分の重り5を追加できる装置を具備したことを特徴とする。重り4と吸着検知材1とが釣り合う位置で検知手段が吸着検知材1を検知した状態で、重量増加分の重り5を追加して検知手段が吸着検知材1を検知しない位置に移動させ、吸着検知材1が被吸着物質を吸着して所定の重量になったとき、再び検知手段が吸着検知材1を検知したとき吸着検知材1が所定の被吸着物質を吸着したことが検知される。

0012

また本発明の請求項5の吸着量検知装置Aは、請求項1乃至請求項4のいずれかにおいて、吸着検知材1が偏平であって高い通気性を有しており、且つ前記吸着検知材1の表面がガス入口6の開口部でのガスの流れに実質的に垂直であり、且つ前記吸着検知材1がガス入口6の開口部全体を実質的に覆っていることを特徴とする。この場合、ガスが吸着検知材1を貫流する割合が高く、ガス中の被吸着物質を効率よく吸着し、速やかに吸着検知材1の重量を増加することができる。ガス中の被吸着物質の濃度を効率よく検知できる。

0013

また本発明の請求項6の吸着量検知装置Aは、請求項1乃至請求項5のいずれかにおいて、前記吸着検知材1の位置変化を、投光部7aと受光部7bを備えた光センサー7で検出することを特徴とする。吸着検知材1の位置変化を光センサー7からなる検知手段により正確に検知できる。

0014

また本発明の請求項7のガス吸着ステムの破過検知方法は、被吸着物質を含有したガスを吸着材8を充填した吸着塔9により処理し、前記吸着材8により被吸着物質を吸着除去するガス吸着処理システムにおいて、吸着塔9の吸着材8の充填した部分を通って出たガス、または吸着材8を充填した部分の途中から取り出したガス中に吸着検知材1を配置した請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の吸着量検知装置Aを用いて吸着材8の破過状態を検知することにより、吸着塔9の吸着材8の交換時期を決定することを特徴とする。

0015

また本発明の請求項8のガス吸着システムの破過検知装置は、被吸着物質を含有したガスを吸着材8を充填した吸着塔9により処理し、前記吸着材8により被吸着物質を吸着除去するガス吸着処理システムにおいて、吸着塔9の吸着材8の充填した部分を通って出たガス、または吸着材8を充填した部分の途中から取り出したガス中に吸着検知材1を配置した請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の吸着量検知装置Aを用いて吸着材8の破過状態を検知することにより、吸着塔9の吸着材8の交換時期を決定する手段を具備したことを特徴とする。

0016

請求項7の破過検知方法や請求項8の破過検知装置では吸着塔9を通ったガスの被吸着物質の濃度が所定レベルになったら吸着量検知装置Aの吸着検知材1も被吸着物質を吸着して重量が増して吸着材8の破過を検知できて吸着材8の交換時期を自動的に検知でき、結果、吸着材8を無駄に廃棄してしまうことがなく、吸着材8の破過も発生しないために有害物質である被吸着物質が放出されるのを極力防止できる。さらに出口ガスの定期的なサンプリングや分析を行なわずに交換時期を正確且つ低コストで検知可能となる。

発明の効果

0017

本発明の吸着量検知装置は、吸着検知材が重量変化に対応してその位置が連続的に変化することで通常の天秤のように重量増加にて急激に位置が変化することなく定量的に重量を検知できるであって、吸着検知材の被吸着物質の吸着量を天秤を用いて簡単且つ正確に検知できるという効果がある。

0018

また本発明のガス吸着処理システムの破過検知方法や破過検知装置は、吸着塔を通ったガスの被吸着物質の濃度が所定レベルになったら吸着材の交換時期を自動的に検知でき、結果、吸着材を無駄に廃棄してしまうことがなく、吸着材の破過も発生しないために有害物質である被吸着物質が放出されるのを極力防止できるという効果があり、さらに出口ガスの定期的なサンプリングや分析を行なわずに交換時期を正確且つ低コストで検知可能となるという効果がある。

発明を実施するための最良の形態

0019

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

0020

図1は破過検知装置Bを備えたガス吸着処理システムの一例を示し、図2は破過検知装置Bの内部に備えた吸着量検知装置Aを示している。本例のガス吸着処理システムは、被吸着物質を含有した消化ガスを吸着塔9により処理する。消化ガスは、例えばメタン65%、CO235%のバイオガスであり、この消化ガスに含有される被吸着物質は、例えばオクタメチルシクロテトラシロキサン等の有機ポリシロキサンである。この種の被吸着物質はガスエンジン、蒸気ボイラーに対して有害物質であり、上記吸着塔9に充填した吸着材8を用いて該吸着物質を吸着除去するのである。

0021

ここで、吸着塔9は、図1に示すように、上端から吸着材8が投入される上部円筒部9Aと、下端から吸着材8が取り出される下部円錐部9Bとが一体で構成されている。上部円筒部9Aの内径は例えば0.34mであり、吸着塔9の外面全体保温材施工されている。消化ガスは入口側経路10から吸着塔9の下部円錐部9Bの側壁のガス入口11に導入され、ガス中の被吸着物質が吸着材8にて吸着除去される。吸着材8は、例えば粒径メッシュ〜12メッシュの粒状椰子殻活性炭8aであって、充填密度は例えば0.42g/cc、吸着塔9の円筒部充填高さは例えば1.0mであり、オクタメチルシクロテトラシロキンサンの濃度0.1mg/m3レベルでの平衡吸着量が約5%のものが使用される。吸着塔9の活性炭8aの充填量は例えば48kg(吸着塔9の下部円錐部9Bに充填された活性炭を含む)、その充填容積は例えば114リットルとされる。被吸着物質が除去された後のガスは、吸着塔9の上部のガス出口12から出口側経路13へと排出されるようになっている。

0022

記入口側経路10と出口側経路13とがバイパスライン14を介してバイパス接続さている。バイパスライン14は活性炭8aの交換作業時に消化ガスを吸着容器15にバイパスさせるための配管であり、吸着塔9の活性炭8aの交換作業中は、入口側経路10の弁V1と出口側経路13の弁V2を閉じ、バイパス弁V3,V4を開くことで、バイパスライン14に設けた小型の吸着容器15内の活性炭8aにてガス処理を行うものである。なお、吸着容器15内の活性炭の充填容量は例えば10リットルである。

0023

上記出口側経路13のバイパス点P(図1)よりも下流には、フィルター16及び差圧計17とが並列に設けられている。フィルター16は、吸着塔9内の粉化した活性炭8aの一部が下流に流れないようにするためのもので、差圧計17はフィルター16の交換時期を判断するためのものである。

0024

吸着塔9の吸着材8を充填した部分の中間部からガスを取り出す配管である取り出し経路18の一端側は吸着塔9内に導入してあり、取り出し経路18の他端側は出口側経路13に弁V2より上流側の位置で連通させてある。そしてこの取り出し経路18の途中には破過検知装置Bを配置してあり、破過検知装置Bのガス入口6とガス出口19とが取り出し経路18に連通させてある。吸着塔9から取り出し経路18にガスを取り出す位置は吸着塔9の吸着材8の充填高さを100%とすると、その下端より70%から95%であることが望ましい。また取り出し経路18から取り出すガス量はガス量全体の10%以下であることが望ましい。取り出し経路18には破過検知装置Bの前後で弁Vx,Vyを設けてあり、後述する吸着検知材1の交換時に弁Vx,Vyを閉じるようになっている。また本例の場合、吸着塔9の吸着材8を充填した部分の中間部から取り出し経路18にてガスを取り出して破過検知装置Bに通すようになっているが、出口側管路13の途中に破過検知装置Bを設けて吸着材8を充填した部分の上端から取り出したガスを破過検知装置Bに通すようにしてもよい。

0025

破過検知装置Bの検知容器20にはガス入口6とガス出口19とが設けてあり、検知容器20に吸着量検知装置Aを設けてある。この吸着量検知装置Aは天秤2にて主体が構成され、天秤2にて吸着検知材1に吸着される被吸着物質の吸着量を検出できるようになっている。吸着検知材1は金網等からなる通気性のあるケース1a内に吸着材として活性炭を内装して形成されている。かかる吸着検知材1の吸着材としての活性炭は吸着塔9内の活性炭8aと同じものでも、異なるものでもよい。ただし、吸着検知材1の活性炭としては吸着塔9内の活性炭8aより低濃度の被吸着物質よく吸着できるものを選択することが望ましい。

0026

検知容器20の上蓋20aの中央から下方に向けて支持棒21を垂下してあり、支持棒21の下端部に天秤2の棹3の中央部を回転自在に支持してある。支持棒21の下端部には棹3の回動の支点Sとなるボールベアリングのようなベアリング22を装着してあり、棹3の中心に設けた水平軸23をベアリング22に回転自在に支持してある。棹3の一端には吸着検知材1を装着してあり、棹3の他端には吸着検知材1と釣り合う重り4を装着してある。この吸着検知材1や重り4を棹3に装着するとき棹3にぶら下げるように吊り下げるのでなく、吸着検知材1や重り4の上端が棹3に剛接合されるように吊り下げてある。

0027

棹3の他端の重り4を装着した部分の近傍には微小の重り5を追加したときこの重り5を保持する重り保持部24を設けてある。この重り保持部24は底壁24aと底壁24aの周囲に立設した重り落下防止用の側壁24bとで構成されており、底壁24aの中央部には切り欠き部25を設けてある。この重り保持部24に載せて保持される重り5はワッシャのように円環状に形成されている。図2では図示の便宜上、重り4と重り保持部24に保持する微小な重り5との間隔が開いているように描いてあるが、重り5と重り4の間隔は水平軸23から重り4までの距離に比べて充分に小さくしてある。

0028

また吸着検知材1は棹3が略水平になるように釣り合った状態で検知容器20のガス入口6の開口部に対向するようになっており、吸着検知材1は偏平で高い通気性を有しており、吸着検知材1の表面がガス入口6でのガスの流れに実質的に垂直になっている。また吸着検知材1の面積はガス入口6の開口部より充分に大きく、吸着検知材1は開口部の全体を実質的に覆っている。

0029

棹3の一端の上方には棹3の一端側の位置を検知する検知手段としての光センサー7を設けてあり、この光センサー7には投光部7aと受光部7bとを備えている。棹3の一端には光センサー7の投光部7aと受光部7bとの間に位置することにより投光部7aから受光部7bに照射される光を遮断する遮蔽板26を設けてある。光センサー7は光ファイバー27を介して制御部28に接続してあり、投光部7aの光を受光部7bが受光したときランプ29が点灯し、投光部7aの光を受光部7bを受光しないときはランプ29が消灯するようになっている。検知容器20の蓋20aの部分では光ファイバー27を光ファイバー接続端子33にて接続されている。

0030

上記光センサー7は蓋20aに設けた上下高さ調整機構Cにて吊り下げてあり、光センサー7の上下位置を調整できるようになっている。本例の場合、上下高さ調整機構Cはマイクロメータヘッド30にて形成されており、操作ノブ30aを回転操作することでシャフト30bが上下に移動して光センサー7が上下するようになっている。

0031

また追加する微小な重り5は重り保持部24に載せて保持したり、重り保持部24から降ろしたりできるようになっているが、この重り5を載せたり降ろしたりする操作は蓋20aに設けた上下移動機構Dにて行なわれるようになっている。この上下移動機構Dは本例の場合、マイクロメータヘッド31にて形成されており、操作ノブ31aを回転操作することでシャフト31bと一緒にシャフト31bの下端に設けた重りリフト部材32が上下するようになっている。重りリフト部材32は横片32aと横片32aに対して垂直に立設した縦棒32bとで構成され、縦棒32bが円環状の重り5の穴に挿入されるようになっている。重りリフト部材32に重り5を載せた状態から重りリフト部材32を下降させると、図4(a)のように重り5が重り保持部24に載り、重りリフト部材32を上昇させると重り5が重りリフト部材32で持ち上げられて重り5が重り保持部24から降ろされる。

0032

ガス吸着処理システムで消化ガスから被吸着物質を吸着で除去をする処理をするとき、ガスが入口側経路10から吸着塔9に送られ、吸着材8として活性炭8aで被吸着物質が吸着除去されたガスが出口側経路13から取り出される。この処理を始めるとき次のようにして破過検知装置Bの吸着量検知装置Aを設定する。新鮮な活性炭を内装した吸着検知材1をセットし、吸着検知材1と重り4との間のバランスを採った状態で上下高さ調整機構Cで光センサー7の位置を上下に調整してランプ29が消灯した状態から点灯する位置に設定する。この状態から取り出し経路18に活性炭8aを通過したガスを通すと、ガス入口6から検知容器20内にガスが入り、ガスが吸着検知材1と検知容器20内を通り、ガス出口19から出て行く。このような状態で検知容器20内にガスを数時間通す。すると、ガスの水分と吸着検知材1との水分のバランスが取れる。この状態で上下高さ調整機構Cで光センサー7の位置を上下に調整してランプ29を再度点灯させる。そして上下移動機構Dで微小な重り5を下降させて重り保持部24に載せることにより重り5を追加する。この重り5は吸着検知材1が被吸着物質を吸着して所定重量分増加した重量に相当する重さである。このように重り5を追加することにより棹3の一端側が上方に移動し、ランプ29が消灯する。

0033

この状態から吸着塔9内の吸着材8としての活性炭8aの状態を監視し、活性炭8aが破過状態になったときそれを検知する。活性炭8aの被吸着物質の吸着量が増加して破過状態に近付くと、取り出し経路18から取り出されるガスの被吸着物質の濃度が高くなり、吸着検知材1が被吸着物質を吸着して吸着検知材1の重量が増す。そして吸着検知材1の重量が所定重量になると光センサー7が検知してランプ29が点灯される。これにより吸着塔9の吸着材8としての活性炭8aの破過が検知される。これにより、吸着材8としての活性炭8aの適切な交換時期を自動的に検知でき、結果、無駄に活性炭8aを廃棄してしまうことがなく、活性炭8aの破過も発生しないために被吸着物質が放出されてしまうのを極力防止できる。さらに、出力ガスの定期的なサンプリングや分析を行なわずに、交換時期を正確且つ低コストで検知できる。

0034

また上記吸着量検知装置Aでは吸着検知材1が被吸着物質を吸着して重量が増えたとき吸着検知材1が下がるが、吸着検知材1及び重り5に上端を棹3に剛結合で結合してあるため、吸着検知材1が低下する方向に微小角度回転したとき天秤2の棹3の支点Sと吸着検知材1の重心との間の有効距離(有効な腕の長さ)が僅かに小さくなり、逆に棹3の支点と重り4の重心との間の有効距離(有効な腕の長さ)が僅かに大きくなるため、微小な位置の変化でバランスできる。これにより吸着検知材1の微小重量増加にて対応して吸着検知材1の位置が連続的に変化する。これにより通常の天秤のように重量増加にて急激に位置が変化することなく定量的に重量を検知できる。これにより吸着検知材1の被吸着物質の吸着量を天秤1を用いて簡単且つ正確に検知できる。このとき、天秤2の棹3の水平軸23がベアリング22にて支持されているためにベアリング22による回転抵抗を受けることでも急激に吸着検知材1の位置が変化することがない。

0035

また上記吸着量検知装置Aでは上記のように吸着検知材1の位置が重量増加で急激に変化しない上に、検知手段としての光センサー7の上下位置を上下高さ調整機構Cにて調整できるようになっているために吸着検知材1の位置に合わせて光センサー7の位置を容易に合わせることができる。つまり、吸着検知材1と重り4のバランスを取り、検知手段の位置に対して吸着検知材1の上下方向の位置を精度よく設定するためには重量を厳密に調整する必要があるが、光センサー7の位置を上下高さ調整機構Cにて調整することができることにより吸着検知材1と重り4のバランスを厳密に取らなくても光センサー7の位置を吸着検知材1に合わせることができ、吸着検知材1と重り4のバランスを取る厳密性緩和されるので作業が大幅に容易になる。また作業中に空気中の水分を吸ってバランスが崩れた場合にも再調整することが可能になる。特に雨天の時に有効となる。また使用開始後、吸着検知材1が吸着した水分が脱着して僅かにバランスが崩れる可能性がある場合に、水分の脱着が完了する使用開始初期段階で、外部から再調整することが可能になる。

0036

また上記のように上下移動機構Dにて外部から上記重り4に加えて微小の重り5を追加できるようになっているため、上記の光センサー7の上下方向の位置を上下高さ調整機構Cによりバランスを再調整後、重量が既知の微小の重り5を追加することで、この微小重量分だけ僅かにバランスをずらしたことになり、光サンサー7が作動する吸着検知材1の被吸着物質の吸着量をこの微小重量分に設定することができる。

0037

また追加する微小の重り5は上記のように上下移動移機構Dにてリフト部材32を上下させて重り保持部24に載せたり重り保持部24から降ろしたりできて重り5の追加が容易にできる。

0038

また上記高さ調整機構Cとしてマイクロメータヘッド30を用いているため、検知手段としての光センサー7の上下の微調整が容易にできると共に精度よい上下位置調整ができる。また外部より重り4に対して微小の重り5を追加できる上下移動機構Dとしてマイクロメータヘッド31を用いているため、重り5を追加する操作が容易にできると共に精度よい操作ができる。また上下高さ調整機構Cとしてはマイクロメータヘッド30を用いているため、被吸着物質の吸着によりランプ29を点灯させるための吸着検知材1の重量増加の設定には事前にマイクロメータヘッド30の操作ノブ30aの回転角度と吸着検知材1の重量増加の関係を求めておき、マイクロメータヘッド30の操作ノブ30aの回転角度により行うことができる。

0039

また吸着検知材1の形状は上記のように偏平であって高い通気性を有しており、且つ吸着検知材1の表面がガス入口6の開口部でのガスの流れに実質的に垂直であり、且つ吸着検知材1がガス入口6の開口部の全体を実質的に覆っていることが好ましい。この場合、ガスが吸着検知材1を貫流する割合が高く、ガス中の被吸着物質を効率よく吸着し、吸着検知材1の重量を増加することができる。その結果、吸着塔9からの被吸着物質の出口濃度が所定のレベルに達したことを自動的に検知する上で効率よく検知できる。

0040

また天秤2の棹3に吸着検知材1の上端及び重り4の上端を棹3に剛結合で装着することにより、吸着検知材1の重量増加に応じて比例して連続的に吸着検知材1の位置が変化するようになったが、このように吸着検知材1の方向が変化しないように棹3に吸着検知材1が固定されていると、吸着検知材1の表面がガス入口6の開口部でのガスの流れに実質的に垂直であるようにできると共に吸着検知材1がガス入口6の開口部全体を覆っている状態を常時維持することができる。また重り4が棹3に固定されていることにより、重り4がガスの流れで揺れることを防止できるので誤動作が低減できる。

0041

吸着塔9の吸着材8としての活性炭8aの破過が検知されると、弁V1,V2が閉じられると共に弁V3,V4が開かれ、バイパスライン14にガスが流される。この状態で弁V6を開いて吸着塔9から活性炭8aが取り出されると共に弁V7を開いて新しい活性炭8aが投入される。活性炭8aの交換後に弁V1,V8を開いて消化ガスによる吸着塔9のパージを行なう。

0042

次に吸着検知材1の重量増加に伴なって吸着検知材1の位置が対応して連続的に変化する機構の他の例を説明する。図5の例では天秤2の棹3の一端に吸着検知材1を装着してあり、棹3の他端にはバネ35を連結してあり、バネ35にて吸着検知材1の重量に抗する方向に付勢してある。この場合、吸着検知材1は棹3に剛接合にて接合してある必要がなく、吸着検知材1をぶら下げるように装着してあってもよい。上記のように重り4に代えてバネ35にて引っ張ってある場合も吸着検知材1の重量増加に応じてバネ35が伸びて吸着検知材1が重量増加に比例して連続的に変化する。また図6の例ではバネ35に代えて流体圧シリンダー装置36を用いており、バネ35と同様に吸着検知材1の重量増加に応じて比例して吸着検知材1の位置が連続的に変化するようになっている。

0043

以下、本発明を実施例によって詳述する。
(実施例1)
図1図2に示すガス吸着処理システムの破過検知装置を用いて以下の条件で試験を行った。

0044

「消化ガス」として、メタン65%、CO235%のバイオガス(例えば、生活下水、或いは、食品工場排水等の中に含まれる固形残渣物である汚泥を嫌気性菌により嫌気性発酵させて得られるシロキサン化合物を含有する消化ガス)を用いた。処理後の消化ガスは、貫流式蒸気ボイラー及びガスエンジン発電機の燃料とした。

0045

消化ガスに含有される「被吸着物質」はオクタメチルシクロテトラシロキサン(沸点175℃、シリコンオイル一種、ガス中の濃度は5mg/m3、単位時間当たりのガス流量は44m3/h、30℃、年間を通じて相対湿度は40%以下)とした。

0046

被吸着物質を吸着除去する「吸着材8」は、粒径6メッシュ〜12メッシュの粒状椰子殻活性炭8aであって、充填密度は0.42g/cc、吸着塔9の円筒部充填高さ1.0m、オクタメチルシクロテトラシロキサンの濃度5mg/m3及び0.1mg/m3レベルでの平衡吸着量はそれぞれ約30%及び約5%のものを使用する。

0047

図2の破過検知装置で天秤2の棹3に重り4と吸着検知材1とを金属部品ネジで剛結合になるように固定した。このときの重り4の重量は14.7g、吸着検知材1の重量は14.7gであった。吸着検知材1に内装する活性炭としては吸着塔9内の活性炭8aと同様のものを使用した。また吸着検知材1が14.7gであるが、その内の活性炭重量は10.0g(熱風乾燥機で120℃、2時間乾燥させたときの重量)である。なお、重り4と後で追加する微小な重り5を載せる部分との間の間隔は水平軸23から重り4までの距離に比べて充分小さくした。

0048

湿度60%程度の大気に数時間放置していた吸着検知材1(重量を測定したところ活性炭重量が10.6gであった)を天秤2の棹3に上記のように固定した後、高さ調整機構Cのマイクロメータヘッド30により光センサー7を少しずつ上昇させ、吸着検知材1の位置として破過検知装置Bのランプ29が丁度消灯状態から点灯状態に変わった点に設定した。

0049

そして、図1において、弁V1,V2,V5,Vx,Vyを開いて吸着処理をする試験を実施した。この試験を開始した後、しばらくしてランプ29が消灯した。さらに試験を継続して5時間程度経過した時点で試験を中止した。この状態で上下高さ調整機構Cのマクロメータヘッド30の操作ノブ30aを回転させて再度ランプ29を点灯させる位置を測定したところ、その回転角度及びベアリング22の抵抗にずれが0.1g程度であることを考慮すると、吸着検知材1の重量減少量が5%程度であることがわかった。吸着検知材1を取り出して重量を測定したところ活性炭の重量は10.1gであり、5%減少していることを確認した。これにより、活性炭の重量10.1gは湿度40%の消化ガスの水分吸着率1%に相当する水分を吸着していることを示しており、それ以降の試験を継続しても水分吸着による重量増加がないことがわかった。図7に本実施例での活性炭の重量変化を示す。

0050

本試験により、試験開始後、一定時間経過した時点で上下高さ調整機構Cのマクロメータヘッド30の操作ノブ30aを回転させて吸着検知材1の位置を再設定させることにより大気中の水分吸着の影響をなくせることがわかった。
(実施例2)
実施例1と同じ条件で試験を開始した後、5時間経過後次の作業を行なった。上下高さ調整機構Cのマイクロメータヘッド30の操作ノブ30aを非常に少量ずつ回転させ、丁度破過検知装置Cのランプ29が消灯状態から点灯状態に変わった点に位置を再設定した。

0051

次に上下移動機構Dのマイクロメータヘッド31の操作ノブ31aを回転させ、微小の重り5(0.5gステンレスワッシャを使用)を重り保持部24に載せることより重り4側の重量を増加させ、この分だけバランスをずらした。この操作によりランプ29は消灯した。

0052

上記作業後、吸着処理する試験を再開した。これにより310日後にランプ29が点灯した。この状態で上下高さ調整機構Cのマイクロメータヘッド30の操作ノブ30aを回転させ、再度ランプ29が消灯する位置を探したところ、操作ノブ30aの回転角度から吸着検知材1の活性炭の重量増加は6%程度であることがわかった。吸着検知材1を取り出して重量を測定したところ活性炭の重量は10.7gであり、上記の再設定からの重量増加0.6g(6%)を確認した。上記結果により、微小な重り5の重量を変えることによりランプ29を点灯させる活性炭重量の変化を任意に設定できることを実証できた。

図面の簡単な説明

0053

本発明の一実施形態のガス吸着処理システムの破過検知装置の概略構成図である。
同上の破過検知装置及び内部の吸着量検知装置の断面図である。
図2のX−X′断面図である。
図2のY−Y′断面図であって、(a)は重り保持部に微小な重りを載せた状態、(b)は重り保持部に微小な重りを載せない状態を示す。
同上の吸着量検知装置の他の例の概略図である。
同上の吸着量検知装置の他の例の概略図である。
同上の実施例1の活性炭の吸湿による重量変化を説明する説明図である。

符号の説明

0054

1吸着検知材
2天秤
3 棹
4重り
5微小な重り
6ガス入口
7光センサー
7a投光部
7b受光部
8吸着材
9 吸着塔

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ