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INTECH GmbH
天然資源の保護と大気の工業企業汚染からの保護は、複雑な環境問題の解決策が地球安全を保証することに関連します。これらの問題を解決するには、毎年需要が伸びており、生産の一部になってきたガス精製と塵除去機器および完全なシステムが開発され、適用されます。工業生産の急速な発展は、塵やガスを含有する混合物の多量の大気への排出に関連したプロセスの拡張および多様性を促進します。現在、食品企業や軽工業、製鉄所、石油精製所、セメント、化学製品製造、処理工場はガスと集塵装置を導入しなければなりません。工業企業の運営への厳格な要件は、排気ガスの浄化の問題を第一にします。この問題は様々な産業で重要になり、ガス浄化装置はますます需要が高まります。ガス浄化問題は長年にわたって全世界が取り組む問題です。前世紀の20年代には、初めてのガス精製電気フィルタが開発され、設置され、当時その有効性が実証されました。増加した生産能力開発は、ガス処理設備の開発および改良における新たな発想が必要となり、20世紀の終わりに、新世代の何百万立方メートル毎時のガス流量を浄化するためのガス浄化設備が開発され、導入されました。今日、開発されたガス処理新技術は、環境への負担を軽減するだけでなく、天然資源の使用の合理化問題を解決します。
産業プラントや他の施設は環境に大きな害を引き起こす様々な物質を室内および大気に排出します。空気には、ほこり、煙、霧、並びに気体、蒸気、微生物および放射性成分の様々なエアロゾル粒子が排出されます。
現在、空気の浄化は、衛生的、環境保護と経済的に重要であり、おそらくほとんどすべての工業生産にとっては、空気を有害物質や不純物から保護する措置、大気へ排出前にガス混合物の浄化の主な対策です。
ガス浄化とは何でしょうか？主に大気中に排出する前に、種々の不純物からのガス混合物を除去することです。これは産業施設に近い領域における衛生条件に準拠するために行われ、化学原料または燃料としてガスの精製が行われます。不純物自体が希少な物として使用されます。
ガス浄化は下記の種類に分けられます。
工業排出ガス中の有害物質の回収は、高品質の空気を提供する排出物廃棄のための産業ガス浄化（および無害な生成物から分離されたガスの生産に戻ること）、ならびに有害物質の残留量からガス排出の衛生浄化に分けられます。ガス浄化設備構造および浄化に使用される技術の選択は、製造工程の特徴、排気ガスの組成、精製の必要度等に応じて行われます。
産業が使用するガス精製方法は3種類に分けられます。
浄化方法の第１グループは、吸収、固体吸収剤との化学反応または不純物を触媒方法で容易に除去可能で無害な化合物に変化する方法です。吸着剤または吸収体、触媒の層は再生され定期的に交換されます。第2グループの液方法は、溶媒の液体吸着剤が有害成分を抽出することに基づいています。第3グループの浄化方法を使用する場合、拡散過程によって不純物の凝集または精製が行われます。拡散過程とは、例えば、多孔質の隔壁を通して熱拡散分離などです。
工業用ガスは、組成と分散性で異なり、凝集の状態で非常に多様な粒子を含有します。ガスにある懸濁粒子が機械的および電気的な方法で精製されます。機械的なガス精製は、遠心力の影響が発生し、多孔性材料を通して濾過が行われ、水または他の液体で浄化されます。機械的なガス精製は、（サイクロンを使用して）乾燥ガス浄化、濾過および「湿式」ガス浄化の方法です。電気ガス精製は、高分散の塵粒子が回収され、高い浄化率に達する方法です。
ガス精製設備とは工業工程で使用される設備から出る空気の処理作業を実行するための機械です。現在、生産はいずれも、排出しないモードで稼働することができないため、固形排出物がなくても、大気中への有害成分の排出はほとんどどこでも存在します。これは、さらに排出処理の点で工業企業への環境要件が厳しくなり、企業が特別な排出処理装置を装備しなければならないという状態につながります。この装置は、複雑で特殊なガス浄化ユニットで、中和および浄化を行う方法により空気を有害な粒子から浄化するための機能から成るものです。
ガス浄化設備は、工場全体で使用される場合、空気の強制循環および再循環という特徴を持ち、専用タイプの場合、特定の排出物を浄化する特徴があり、そして、テスト用の機器もあります。使用方法では、ガス浄化設備が固定または可動、すなわち再配置可能とする種類があります。
乾式ガス浄化設備は集塵機および煙抽出装置の様々な種類を含みます。湿式法で塵粒子や有害汚染物質を浄化するには、スクラバーまたはガス洗浄装置が使用されます。
ガス精製設備における次のガス精製工程は、濾布のフィルタ要素を用いて各種の汚染物質からガスを浄化するフィルタです。次の精製工程を行う電動フィルタ要素は、乾式および湿式の両方のガス精製方法を利用することがあります。化学洗浄機は、ガス浄化が化学薬品を使用して実行される次のガス処理装置です。
ガス浄化の最終工程は、ホット洗浄によって排出物を浄化する熱装置です。上記の工程は、段階でガスを洗浄し、無害な物質に転換させるために様々な方法で汚染または廃ガスに作用するガス浄化設備に含まれます。これらの設備の設置とメンテナンスは、この分野で必要な知識を持つ高度な資格の専門家により行われなければなりません。ガス浄化設備のパフォーマンスは、一定の時間に浄化されたガス量により評価されます。すべての生産は、ガス浄化設備を環境の清潔レベルを維持するために備えなければなりません。
適切に稼働される集塵機は、MPC基準を守り、環境汚染問題を解決します。基準を超える汚染物質の排出を含む企業でのガス浄化設備の非効率的な稼働は、会社にとってコストがかかり、全体的な活動に悪い影響を与えることとなり、環境税の支払いに繋がることがあります。
工業用ガスを汚染物質（灰、ほこりおよび他の固体成分）から浄化するために特別なフィルタと濾過装置が開発されました。それらの動作の基本原理は、ガス固体粒子の静電沈着、多孔質層と膜を用いた濾過、重力の作用下でガス浄化および粒子分離です。慣性分離と言います。各製造工程は、その工程の特徴、汚染物質種類と排出量によって決定される構造を持つ独自のガス浄化装置を必要とします。
ガス浄化の目的は下記の通りです。
新しいガス浄化技術の開発は、バッグフィルタ、電気フィルタ、湿式集塵機、ベンチュリスクラバーなどの高効率のガス浄化装置の使用を可能にします。
バッグフィルタは完全に縫い付けた下部の布「バッグ」の形を持つシンプルな装置です。この装置は、本体に繊維製の布袋を入れ、多孔質表面を通した濾過の方法を用いて工業ガスと吸引空気を5〜10 mg/nm3の最小値までに浄化します。汚染粒子は濾布の多孔質の隔壁に残され、その表面上に濾材として機能するダスト層が作成されます。
浄化濾過方法は電気浄化方法と主に競合します。その装置は、電気フィルタを使用した浄化設備を更新するために使用することがあります。
現在、国内および海外市場にある各種フィルタ材料の選定により、腐食物質に対して高い安定性と耐久性および高温（250℃以上）耐性を持つバッグフィルタの浄化効率指標を決定します。フィルタ要素の寿命は3年から10年です。
バッグフィルタは、爆発抑制装置や破裂ディスクを装備することにより、爆発性ガスの混合物を浄化することができます。これらは、円形や楕円形のフィルタ要素、上下左右に配置されたフィルタ要素のセクションをオンオフにする要素を備えます。
粉体分離器（サイクロン）は慣性ガス浄化装置であり、高速かつ高品質のガス浄化を提供するため、業界で広く使用されます。この効果はガスに遠心力の作用下で達成されます。サイクロンの構造は、排気管が配置する円錐底部を持つ円筒形状のタンクです。ガスは、パイプでサイクロンに入ります。パイプの排気管の周りに回転、遠心力の影響下でのガスが端に向かってより大きな量を有する固体粒子を排出します。サイクロンの壁に付着した粒子は、その円錐形部分を通って排出されます。
ガスは浄化が完了すると、排気管を通ってサイクロンを出て、サイクロンの円錐部に蓄積する固体粒子は、定期的に配管から排出されます。
ガス慣性浄化の場合は、粒子が重量や移動速度により流れ方向にガスと共に移動することが不可能になったときに、粒子の堆積が起こります。粒子は慣性力下で、障害物に衝突し、その上に堆積し、ガスの流れが障害物を迂回しながら移動し続けます。慣性浄化装置は、前処理のために使用され、気体搬送システムに使用され、スパークアレスタとして機能します。現在のガス浄化設備の市場は、シングル、グループ、バッテリー、直接流型サイクロンなど様々な構造のサイクロンを提供します。しかし、これらは流れ抵抗を有し5〜7μ未満の粒子を回収できないため、サイクロンが最終精製工程として機能できないことを忘れてはなりません。
電着法では、小さな粒子および液滴が高電圧ガスイオンから電荷を得られ、次いで接地集電電極に移動します。粒子は一度電極上に付着すると、放電します。集電電極は粒子の層で覆われた後にホッパーに落とされます。粒子とガスイオンによって運ばれる電荷は低電流を発生するため、このシステムが完全に静的とされません。そのため、このタイプは多くの研究者から「電気集塵機」として定義されます。電気フィルタは爆発の危険性はなく、非常に大量のガスを浄化します。これらは、現代的な発電所におけるボイラーで燃焼される微粉燃料のフライアッシュ、セメントおよび冶金業界で煙のダスト、化学工業における霧滴と粒子（タール、リン酸、硫酸）を回収します。
長い寿名のため、電気フィルタによるガス浄化方法は国内におけるガスおよびガス混合物を処理する最も一般的な方法であり、国内の電力業界ですべての利用可能な処理システムの中で一番使用されます。しかし、危険な気体を浄化するには電気フィルタは使用されません。
電気フィルタの精製の効率には、単相、三相、および50〜150キロボルト電圧および100〜4000ミリアンペア電流の高周波デバイスなどの使用される高電圧電源が影響を与えます。これらは浄化プロセスの効率を大幅に改善させ、電気フィルタのサイズを減少させます。
大量のガスを浄化するために電気集塵機を使用することは経済的です。電気フィルタの欠点は、高いコスト、所定の工程パラメータからずれおよび部品の機械的欠陥を含みます。
電気集塵のその他の利点は、次のとおりです。
湿式浄化過程は、最終冷却工程で使用される機械的なプロセスです。この方法は、ガスからすべての不純物を除去します。気相粒子より重い粒子の凝集によって達成します。ガス液体浄化には様々な構造のスクラバーが適用されます。これらはコークスの製品回収やガスから塵除去、ガス加湿や化学技術により冷却するために広く使用されます。浄化の時、1つ以上の要素が抽出されます。
ベンチュリスクラバー内にはガスと接触する液体の分離が行われます。ベンチュリ管の形状を有するスプレーパイプ中で高速ガス流による過程です。構造には、セパレータが搭載され、場合により代わりにミストエリミネータと短型サイクロンが使用されます。ガス冷却または吸収ためのベンチュリスクラバーは、ダスト粒子を収集し、浄化するために使用されます。ベンチュリスクラバーの動作原理は、ガスが集束管に供給され、ガス管スロートに移動するとガス速度が増加し、ガスが洗浄液と混合し、ほこりがディフューザに入ると液滴上に堆積されます。ミストエリミネータにおける分離は、液体流量はダストの流量を超えないように行われます。ベンチュリスクラバーは、一次ガス浄化のために使用され、鉄鋼、非鉄冶金、化学工業、石油産業、電力などで使われます。
ベンチュリスクラバーのスロートでのガス速度は430キロ/時に達することがあります。固体粒子および液滴はこのような速度で移動すると、スクラバー構造の欠点であるスクラバーの壁の急速な摩耗が発生します。
集塵機は、空気圧装置と吸引排気ガス処理装置の動作中に空気の流れから塵や機械的微粉、および他の不純物を収集する設備です。このような設備は工作機械が導入され、機器動作により発生する微粒子の空気中回収が必要な生産で広く使用されます。集塵機は、動作タイプと目的に応じて分類されます。
重力集塵機は、重力の作用に基づいて塵の粒子や不純物を浄化空気から沈降させる装置です。産業用換気とガス浄化システムが装備される集塵機も含みます。大型塵の粒子や不純物を回収ことができるため、大規模な産業施設のために最も適します。集塵機は、ストレート、迷路や棚式の種類があります。
慣性集塵機は動作方法によりウェットとドライ式があります。
湿式集塵機（スクラバー）は、遠心力の作用に基づく機器で、簡単に上記で説明されています。もう一つのタイプは洗浄に基づく動作原理のサイクロンです。これらは空気を加湿することによりほこりが重くなり沈降されます。このような装置が動作するためには、圧力下の水タンクが必要です。
乾燥慣性集塵装置も遠心力の原理に基づいて動作しますが、これらは空気が揺れたときにほこりや不純物を除去するファンと同様です。
各生産のタイプには、その構造が工業生産の種類や汚染排出性質および組成によって異なる適切なガス浄化装置が必要です。ガス浄化は以下の課題を実行します。
ガス浄化システムは、大気への不純物が入ったガスの排出と浄化設備により廃棄物の量との差を表す式を有します。その差は、ゼロに近いほうが良いです。
現在、比較的に有望なガス浄化方法は、炭、シリカゲル、多くのゼオライトまたはイオナイトなどの固体吸着剤を用いた蒸気の回収方法です。熱回収設備の経済的な収益性のための濃度下限は、回収要素の価格または設備自体の能力特性により、通常1.5〜4.5 g/m3です。この場合、設備の回収期間は数ヶ月、あるいは数年かかる場合があります。しかし、熱回収システムの使用は、運用コストを（部分的または完全に）回収できるため、さらに低い初期濃度でも快適です。
近代的な生産が絶えず進化し、ガス浄化装置の技術的な発展を求められます。鉄鋼生産の工程の強化は、例えば、酸素注入の使用、完全に新しいガス浄化課題を作りました。また、すべての産業の工業設備の容量を増やすという現在の傾向もあります。かなり良いガス精製システムが能力不足で不十分になります。これらの場合、新しいソリューションを必要とします。格安設備を導入する前に、環境の保護、ガス排出の有害な影響から人間の保護など、すべての浄化工程の主な目的について忘れてはなりません。工業製品として抽出された不純物や粒子の適用はまた、この製品の濃度および精製に関する要件を満たす問題があります。各化合物は純度および濃度の基準があり、その抽出が経済的に有益に繋がります。最適濃度および最大許容濃度の値が常に同じ指数ではなく、非常に大きな差がある時もあります。安全要件は、排気ガスの浄化において決定的です。
精製ガスを大気中に排出するガス精製設備は、同時に衛生ガス浄化装置とされます。場合により、ガス精製設備が衛生施設に分類される問題はガス処理検査機関が企業と一緒に解決します。
今日、大気中への有害物質の排出およびその削減の問題は、生産の技術工程改善などの様々な方法で解決されます。例えば、製造中のダスト排出ガス浄化と低廃棄物や無駄のない技術や効果的な方法が開発され、実装し続けています。これらの問題に対処するための1つの重要な方法は、大気中に入る有害な不純物の含有量が少ない燃料や原料を使用することです。これらの不純物の含有量を削減するために、事前処理または燃料や原材料の準備に注意を払います。機械産業は、ガスおよび蒸気の不純物（技術的および換気排出）浄化または除去で下記の特徴を有します。
ガス浄化装置は、インペラのブレードの摩耗が少なくなるため、吸引ファンと煙排気の側に配置する方がよいです。ガス浄化システムおよび装置は、気候条件、ガス浄化装置に入るガスの温度と設備動作サイクルにより、建物内または建物外に配置されます。気候条件に関しては、設備要素の降水から保護、設備だけでなくガスパイプの適切な断熱を考慮しなければなりません。典型的なガス精製設備は、ガス精製の前後にガス粉塵を自動測定する装置を搭載した、設備工程に配置されます。近い将来の任意の工業企業の環境安全性は、以前のように、新しいガス浄化装置の導入さらなる開発により確保されます。これは、常にあらゆる産業、農業やユーティリティ企業の不可欠な一部です。そのため国内では、多くの資金が割り当てられ、経済の発展がガス浄化システムにおける材料リサイクルや廃棄物処理の技術的過程を段階的の更新させます。冶金がガス処理炉から様々な汚泥を毎年2千万トン捨てることを想像できません。または、例えば、機械工業のガルバニ電池生産における廃棄物のローカル処理システムへの移行、ならびに非鉄金属の再生を行うべきです。
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