CN1321287C - 催化燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种延长催化燃烧炉的催化剂寿命、降低运行成本的催化燃烧装置。催化燃烧装置在放出气体中的控制对象气体成分浓度A1低于控制值时，以燃烧炉11的入口温度T1及出口温度T2作为下限值进行运行，抑制催化剂活性降低。当放出气体中的控制对象气体成分浓度A1达到控制值后，进行提高燃烧炉11的入口温度T1及出口温度T2运行，使该控制对象气体成分浓度达到控制值。当入口温度T1及出口温度T2达到上限值后，发出警报，更换催化剂。

Description

催化燃烧装置

技术领域

本发明涉及催化燃烧装置，特别是涉及可延长催化燃烧炉的催化剂寿命的催化燃烧装置。

背景技术

催化燃烧装置是借助于催化剂的作用燃烧废气等燃烧对象气的装置。催化燃烧装置中使用的催化剂，例如，多数采用昂贵的铂或钯等。图2是把生成丙烯酸的丙烯酸制造装置发生的废气，以铂作为催化剂进行燃烧的现有催化燃烧装置的系统图。

催化燃烧装置的基本构成是：填充固定床催化剂的催化燃烧炉11；回收来自催化燃烧炉11排气中热的废热回收锅炉12；以及，利用通过废热回收锅炉12后的废气中余热把导入催化燃烧炉11的燃烧对象气进行预热的预热器13。在图2的例子中，来自丙烯醛制造装置(氧化反应器)14的生成气，在急冷塔15内回收丙烯酸后，成为废气而导入催化燃烧装置，在催化燃烧装置内燃烧后排至大气中。

在催化燃烧装置内，用催化燃烧炉11燃烧后的排气，在废热回收锅炉12回收反应热，再用预热器13在新导入催化燃烧炉11的燃烧对象气之间进行热交换，充分冷却后放至大气中。放至大气中的放出气体，要求其可燃性气体浓度达到规定值以下，因此，在燃烧从图2所示的丙烯酸制造装置发生的废气时，把作为控制对象气体成分的丙烯醛浓度控制在所定值以下。

在催化燃烧装置中，一般，由燃烧反应逐渐劣化的催化剂活性度使燃烧速率缓慢降低。因此，催化燃烧炉的容量，要设计成具有某种余度，而不管导入的废气量如何，通过将其入口气体温度(入口温度)及出口气体温度(出口温度)控制一定值，可控制燃烧炉的燃烧。

催化燃烧炉11的入口温度，即从催化燃烧炉11的入口导入的燃烧对象气温度，通过温度控制器C1控制在一定值，主要是通过调节旁通废热回收锅炉12的排气旁通阀V1的开度加以控制。此时，当排气旁通阀V1的开度加大时，导入预热器13的废气温度即预热器13的温度增高，预热过的燃烧对象气温度增高，所以，催化燃烧炉11的入口温度上升。在这种控制中，把入口温度作为控制变量，进行以排气旁通阀V1的开度作为操作变量的PID控制。

另外，催化燃烧炉11的出口温度，即从催化燃烧炉11的出口排出的排气温度，用温度控制器C2控制达到一定值，主要是通过控制废气再循环的排气再循环阀V2的开度进行控制。此时，当排气再循环阀V2的开度加大时，导入催化燃烧炉11的燃烧对象气量增加，但由于催化燃烧炉11内产生的热量几乎没有变化，所以，燃烧炉11的出口温度降低。在这种控制中，把出口温度作为控制变量，把再循环阀V2的开度作为操作变量进行PID控制。

另外，在上述PID控制中，催化燃烧炉11内的催化剂劣化，变得不活泼，催化燃烧炉11出口的控制对象气体成分浓度上升，因此，当放出的气体中的控制对象气体成分浓度达到规定值以上时，通过提高入口温度及出口温度设定值的PID控制，进行燃烧炉11的运行，对控制对象气体成分浓度进行控制使达到规定值以下。

但是，因下列原因造成上述催化燃烧装置出口的控制对象气体浓度的变动：

①通过改变供给丙烯酸制造装置(氧化反应器)的原料丙烯浓度，改变氧化反应器的转化率等，通过急冷塔改变供给催化燃烧装置的燃烧对象气体中的组成；

②由于外部气温变动等的干扰而使催化燃烧炉的反应温度改变，由此使催化燃烧炉的反应量，即燃烧量变动；

③因长期连续燃烧，使由热老化及催化剂中毒的影响等而燃烧炉内的催化剂活性下降，结果燃烧量降低。

在上述PID控制中，把从催化燃烧装置排出的放出气中的控制对象气体成分浓度进行监测，或通过设定的上限警报识别控制对象气体成分浓度上升到控制值以上，根据该结果改变入口温度及出口温度的设定值。

然而，上述变动原因内的①、②，由于在数分钟～数小时的较短周期内发生变动，所以，操作人员通过监测控制对象气体成分浓度改变入口温度及出口温度的设定值时，由于操作频繁使操作人员的负担加重。另外，当作对应减缓时，存在放出的气体中的控制对象气体成分浓度超过上限值的问题。因此，通常是采用通过设定的上限警报来识别控制对象气体成分浓度上升的办法。在这种情况下，由于通过①、②重要原因引起的变动使控制对象气体成分浓度不超过上限值，所以，把入口温度及出口温度的设定值设定得充分高。但是，在通过上述③重要原因引起的变动超过控制对象气体成分浓度上限值时，要重新采用另外的入口温度及出口温度的设定值。

在此，为了降低上述催化燃烧装置的运行成本，防止催化燃烧炉中所用的昂贵的铂催化剂的劣化、长期保持其寿命是不可缺少的。然而，现有的催化燃烧装置在运行时，由于上述观点而不能充分运行，因此，降低催化燃烧装置的运行成本不理想。

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种可降低运行成本的催化燃烧装置。

发明内容

本发明人为了解决上述问题，进行各种探讨的结果发现，为了把从催化燃烧装置放出的气体中的控制对象气体成分浓度保持在上限值以下，使燃烧炉的催化剂活性保持最长时间，如果排气中的控制对象气体成分浓度超过上限值，则在提高催化燃烧炉的入口温度及/或出口温度下进行操作，反之，在控制对象气体成分浓度不超过上限值时，则在控制对象气体成分浓度达到上限值前，通过降低入口温度及/或出口温度进行操作，完成本发明。

基于上述发现，本发明的催化燃烧装置具有：在催化剂存在下使燃烧对象气体进行燃烧的燃烧炉；从该燃烧炉出口的排气中回收反应热的反应热回收装置；把所述反应热回收装置下游的一部分排气再循环至所述燃烧炉入口的排气再循环阀；把上述出口气的其余部分作为放出气体、排至大气中的排气放出部；测量上述放出气体中的控制对象气体成分浓度的测量部。

在该测量部中，在上述控制对象气体成分浓度低于规定值时，调节上述排气再循环阀的开度，使上述入口气体温度及出口气体温度分别各达到一定值以下；

当所述控制对象气体成分浓度在所述规定值以上时，则调节上述排气再循环阀的开度使所述控制对象气体成分浓度保持在上述规定值。

在本发明的催化燃烧装置中，当放出气体中的控制对象气体成分浓度在上述规定值以下时，控制装置通过调节上述排气再循环阀的开度使催化燃烧炉的入口温度及出口温度分别达到各一定值以下，抑制催化剂活性的下降，另外，在控制对象气体成分浓度达到所述规定值以上时，通过调节上述排气再循环阀的开度使其浓度达到上述规定值，从而可把控制对象气体成分浓度保持在所希望的值。因此，在本发明的催化燃烧装置中，可以抑制催化剂活性的下降，降低催化燃烧装置的运行成本，另一方面，也不会对操作人员造成大的负担。

在本发明的优选催化燃烧装置中，由于还具有使反应热回收装置旁通的排气旁通阀，在控制对象气体成分浓度低于规定值时，调节上述排气旁路阀及/或排气再循环阀的开度，使上述入口气体温度及出口气体温度分别达到一定值以下，当控制对象气体成分浓度在上述规定值以上时，调节上述排气旁路阀及/或排气再循环阀的开度，使所述控制对象气体成分浓度保持在上述规定值。

在本发明的更优选催化燃烧装置中，具有控制部，其用于调节上述排气旁路阀及/或排气再循环阀的开度，控制所述燃烧炉的入口气体温度和出口气体温度以及控制对象气体成分浓度，在所述控制部的上述控制对象气体成分浓度低于规定值时，调节上述排气旁路阀及/或排气再循环阀的开度，使所述入口气体温度及出口气体温度分别在一定值以下，另一方面，在所述控制对象气体成分浓度在规定值以上时，调节上述排气旁路阀及/或排气再循环阀的开度，使所述控制对象气体成分浓度保持在上述规定值。

另外，在本发明的优选催化燃烧装置中，当催化燃炉中的催化剂活性充分高，放出气体中的控制对象气体成分浓度保持在规定值以下时，控制部进行多变量模式预测控制等的控制，通过调节排气旁路阀(锅炉旁路阀)及/或排气再循环阀的开度，抑制入口温度及出口温度变低，例如在催化燃烧装置确定的这些下限值附近运行。借此，可把催化燃烧炉的燃烧温度保持在不影响运行的范围的低值下运行，长期保持催化剂的活性。

另外，当通过长期运行，催化剂活性降低，在放出的气体中控制对象气体成分浓度高于规定值时，调节排气旁通阀及/或排气再循环阀的开度，使其浓度达到上述规定值。此时，入口温度及出口温度分别超过上述下限值。在此，即使催化剂活性更加降低，在催化燃烧炉确定的入口温度及出口温度的各上限值下运行，在放出的气体中控制对象气体成分浓度不保持在规定值以下时，控制装置发出警报。当发出警报时，操作人员判断或减少燃烧对象气体量进行操作，或更换催化剂进行操作。

在现有的催化燃烧装置运行方法中，由于催化燃烧炉的入口温度设定值及出口温度设定值很高，所以，上述重要原因③引起的催化剂活性劣化迅速进行，由此引起燃烧量下降。因此，陷入必须再提高温度的恶性循环，结果是在短时间内催化剂劣化大，不得不更换新的，从而造成大的经济损失。

附图说明

图1表示本发明一实施例的催化燃烧装置的构成系统图；

图2表示现有的催化燃烧装置的构成系统图；

图3是本发明又一实施例的催化燃烧装置的构成系统图。

符号说明：

11：催化燃烧炉

12：废热回收锅炉

13：预热器

14：氧化反应器

15：急冷塔

16：排气循环鼓风机

C1、C2：温度控制器

C3：控制运算器

T1：入口温度

T2：出口温度

A1：控制对象气体成分浓度

V1：排气旁通阀(锅炉旁通阀)

V2：排气再循环阀

具体实施方式

下面参照附图，根据本发明的实施例，对本发明进行更详细的说明。图1是本发明一实施方案例涉及的催化燃烧装置。还有，在本图中，为便于理解，对与现有的催化燃烧装置中相同的构件，用同样的符号表示。本催化燃烧装置是用于使来自丙烯酸制造设备的废气燃烧、除去废气中可燃性成分的装置，选择丙烯醛作为控制对象气体成分。

在图1中，本催化燃烧装置基本由以下部分构成：填充固定床催化剂的催化燃烧炉11；从催化燃烧炉11的废气中回收热的废热回收锅炉(蒸汽发生用热交换器)12；以及通过废热回收锅炉12的排气中的余热将导入到催化燃烧炉11的燃烧对象气预热的预热器13(预热用热交换器)。

把来自丙烯酸制造装置的氧化反应器14的反应生成气，供给急冷塔15，在这里与水对流接触，回收丙烯酸。从反应生成气中去除了丙烯酸的废气中含有由丙烯、丙烷、丙烯醛、一氧化碳构成的可燃性气体以及氮气、氧气、水等。在该废气中，可根据需要添加燃烧用的氧气，供给预热器13。在这里，作为燃烧用的氧气供给源，一般采用空气。废气用预热器13预热后，与来自催化燃烧炉11的排气混合，作为燃烧对象气供给催化燃烧炉11。

从催化燃烧炉11的入口供给的入口气，与固定床催化剂接触进行燃烧，作为出口气(排气)从燃烧炉11排出。排气在燃烧炉出口分成两个管路，把通过一个管路的排气供给废热回收锅炉12，在这里通过热交换发生蒸汽，排气本身被冷却。通过另一个管路的排气，旁通废热回收锅炉12，以高温直接通过排气旁通阀(调节阀)V1。通过两个管路的排气，在废热回收锅炉12的出口再度合流。

使合流的排气再度分成两个管路，把通过一个管路的排气供给预热器13，用于对供给燃烧炉11的燃烧对象气加热。通过另一个管路的排气，用循环鼓风机16抽吸，经过排气再循环阀V2，与燃烧对象气合流，再度供给燃烧炉11的入口。

控制运算器C3，通过控制排气旁通阀V1及排气再循环阀V2的开度，控制燃烧炉11的入口温度T1、出口温度T2、以及作为向大气放出的气体中的控制对象气成分的丙烯醛浓度A1。还有，丙烯醛浓度也可以直接测定，也可以测定其他成分，例如丙烷浓度，并将其作为丙烯醛浓度的大致标准。例如，在排气中的丙烯醛浓度低、难以测定时，选择比丙烯醛的燃烧温度高的物质(例如丙烷)作为控制对象气体是优选的。

排气旁通阀V1是用于调节供给废热回收锅炉12的排气量和旁通废热回收锅炉12的排气量平衡的调节阀。通过把该调节阀V1的开度加大，可以提高预热器13的温度，结果是催化燃烧炉的入口温度T1上升，由于该效果也使催化燃烧炉11的出口温度T2上升。此时，通过提高催化燃烧炉11的内部温度，可促进燃烧反应，废热回收锅炉12的出口气体中丙烯醛浓度降低。也可设置旁通预热器13的阀门(未图示)，调节其开度。

排气再循环阀V2，是在催化燃烧炉11的入口用于调节再循环排气量的调节阀。通过加大该调节阀V2的开度，可使通过催化燃烧炉11的气体量增加，但由于催化燃烧炉11的内部发生的热量几乎没有变化，所以，催化燃烧炉11的出口温度T2降低，催化燃烧炉11的出口气体中丙烯醛浓度A1上升。还发现，对催化燃烧炉11的入口温度T1来说，由于对供给预热器13前的高温燃烧排气进行再循环，所以，通过加大再循环调节阀V2的开度，可使入口温度T1暂时上升。然而，由于上述理由，最终的结果是，通过使催化燃烧炉11的出口温度T2降低，预热器13的温度下降，最终催化燃烧炉11的入口温度T1降低。

如上所述，无论操作排气旁通阀V1及排气再循环阀V2中的哪一个，对催化燃烧炉的入口温度T1、出口温度T2及出口丙烯醛浓度A1均有影响。因此，由于工程内各工艺数据之间有强的相关性，所以为对它们进行稳定控制，作为控制运算器C3，可采用多变量模式预测控制那样的多变量控制系统。下面，对该控制运算器C3决定设定值的方法加以说明。

本燃烧装置中的各工程数据的约束条件，从工程侧按下法决定。放出气中丙烯醛浓度A1

上限值：运行控制上限值(例如2ppm)

下限值：对下限值未约束

燃烧炉入口温度T1

上限值：催化剂劣化快速进行的温度(例如500℃)

下限值：用催化剂进行燃烧反应所必要的最低温度(例如210℃)。

另外，上限值及下限值因催化剂的种类而异。

燃烧炉出口温度T2

上限值：催化剂劣化快速进行的温度(例如500℃)

下限值：必须的最低预热温度(例如460℃)。

另外，上限值及下限值因催化剂的种类、预热器13的种类而异。

下面，对用控制运算器C3进行调节阀V1、V2的开度操作进行说明。首先，把用温度计测得的入口温度T1及出口温度T2以及把用丙烯醛分析计或其他成分分析计直接或间接测得的丙烯醛浓度A1，输入控制运算器C3。控制运算器C3对排气旁通阀V1及/或排气再循环阀V2的开度实施调节动作，使输入的丙烯醛等浓度A1与其上限值一致。通过该动作，使催化燃烧炉11的入口温度T1及出口温度T2也发生改变，另一方面，控制入口温度T1及出口温度T2的上限值及下限值，使不超出上述范围。从而，通过对排气旁通阀V1及/或排气再循环阀V2的开度实施调节动作，使入口温度T1、出口温度T2、出口丙烯醛等浓度A1均满足所述上下限值。如上所述，由于工程数据之间存在强的相关性，所以，可以采用多变量模型预测控制等控制准则。

在上述催化燃烧炉中，在运行开始后经过短时间达到正常运行状态，由于催化剂活性非常高，反应量也非常高，因此放出的气体中丙烯醛浓度未达到上限值。在该状态下，控制运算器C3进行使放出气体中的丙烯醛浓度上升的操作。对入口温度、出口温度向下降的方向操作，但入口温度、出口温度都不下降至下限约束值。即，结果是，入口温度、出口温度均被控制在与其下限值一致，丙烯醛浓度处于未达到上限值的状态。

不久，继续运行后，催化剂活性下降，伴随着该活性下降，燃烧反应量降低。因此，放出气体中的丙烯醛浓度上升，超过其上限值(控制值)。此时，控制运算器C3进行使丙烯醛浓度下降的操作，使该丙烯醛浓度与上限值一致。这个操作对入口温度、出口温度来说，是使其往上升方向的操作，结果是，入口温度及/或出口温度处于其上限值和下限值之间的范围内，放出气体中的丙烯醛浓度被控制在接近上限值。

在把丙烯醛浓度控制在上限值的模型预测控制中，可以采用阶梯应答模型、脉冲应答模型、ARX模型等动态特性模型。作为例子，对采用阶梯应答模型的办法加以说明。

时间系列排列的是阶梯应答模型，为了使用计算机控制在离散时间表现的情况下，如果把进入单位阶梯输入时点的应答作为a₀，以旧的顺序排列，则在工艺规程进入单位阶梯输入时的应答，就成为如下所示。

a₀，a₁，a₂，…，  a                  (1)

在此，s是从在工艺规程进入单位阶梯输入时到工艺规程被判定为成为恒定常态时的时间，即为稳定时间，并且从此以后的时间一定，即，

a_s＝a_s+i(i＝1，2，…)

成立。假定如果工艺规程近似直线，在时刻t中的Δu(t)的阶梯状的输入加到工艺规程时，时刻t+j中的工艺规程的应答y(t+j)表示如下。

y(t+j)＝a_j×Δu(t)                  (2)

在此，如果把到现在为止的操作看作是以一定周期的大小的差异的阶梯状的输入是按一定顺序添加的，则可认为时刻t+j中的工艺规程的应答与过去的阶梯状的输入的影响加在一起，能够以如下的式子表示。

$y(t+j)=\underset{k=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{a}_k\×\mathrm{\Δu}(t+j-k)---\left(3\right)$

在此，Δu(t+j-k)是t+j-k中的从一周期前输入的变化量，

Δu(t+j-k)＝u(t+j-k)-u(t+j-k-1)          (4)

如果采用(3)式，则从现在时点到(L-1)的控制周期部分的将来的操作输入，即通过，

Δu(t)、Δu(t+1)、Δu(t+1)、…Δu(t+L-1)

经过从下一个控制周期的L到控制周期部分的将来的工艺规程的应答，即能够预测

y(t+1)、y(t+2)、y(t+3)、…、y(t+L)

也就是，把1，2，…，L输入到式子(3)的j中即可。

在此，该预测的应答和目标值如下所示以不同的矢量表示。

Yp＝[y(t+1)，y(t+2)，…，y(t+L)]^T

Yr＝[r，r，r，…，r]^T

而式中的T表示矢量的转置。

控制的目的因为是被预测的应答决定与极端目标值一致的操作输入，只要决定操作输入使Yp和Yr的误差面积为最小就可以。因此，只要求出以下的评价函数J作为最小的Δu(T)、Δu(t+1)、…Δu(t+L-1)就可以。

J＝(Yr-Yp)²                            (5)

J为最小的Δu(t)、Δu(t+1)、Δu(t+1)、...Δu(t+L-1)是利用最小二乘法通过解以下的(6)式而求得。

J/Δu＝0    (6)

在此，

ΔU＝[Δu(t)、Δu(t+1)、Δu(t+1)、...Δu(t+L-1)]^T

在这样得到的Δu(t)、Δu(t+1)、Δu(t+1)...Δu(t+L-1)中，只把最初的Δu(t)作为操作输入而输入到工艺规程，在以下的控制周期中，再次反复进行上述的计算决定Δu(t)就可以。另外，L的选择方法只要大概是稳定时间s的1～2.5倍左右就可以。

通过上述控制为把放出气体丙烯醛浓度保持在其上限值以下，并且把催化剂活性保持最长时间，尽可能进行自动控制把催化燃烧炉的入口温度及出口温度的降低。另外，通过继续运行，由于出口丙烯醛浓度接近上限值，则入口温度及/或出口温度必须达到高于上限值的状态，此时，应降低生产量，或必须更换催化剂。

图3是本发明又一实施方案例涉及的催化燃烧装置。该催化燃烧装置也是把来自丙烯酸制造设备的废气进行燃烧，去除废气中可燃性成分而使用的装置，选择丙烯醛作为控制对象气体。在图3中，催化燃烧炉11、废热回收锅炉12、预热器13、氧化反应器14、急冷塔15、排气循环风机16、入口温度T1、出口温度T2、控制对象气体成分浓度A1、排气旁通阀V1、排气再循环阀V2，与图1中给出的相同。

图3中的温度控制器C1，与图2中示出的温度控制器C1相同，通过调节排气旁通阀V1的开度，可把入口温度T1控制到与所希望的设定值一致。还有，图3中的温度控制器C2，与图2中示出的温度控制器C2相同，通过调节排气再循环阀V2的开度，可把入口温度T2控制到与所希望的设定值一致。

控制运算器C3，通过改变温度控制器C1的设定值及/或温度控制器C2的设定值，控制催化燃烧炉11的入口温度T1、出口温度T2及控制对象气体成分浓度A1。

这里，本燃烧装置中的各工程参数的约束条件，与图1中的说明同样按下法确定。

放出气中丙烯醛浓度A1

上限值：运行控制上限值(例如2ppm)

下限值：对下限值未约束

燃烧炉入口温度T1

上限值：催化剂劣化快速进行时的温度(例如500℃)

下限值：用催化剂进行燃烧反应所必要的最低温度(例如210℃)。

另外，上限值及下限值因催化剂的种类而异。

燃烧炉出口温度T2

上限值：催化剂劣化快速进行时的温度(例如500℃)

下限值：必须的最低预热温度(例如460℃)。

另外，上限值及下限值因催化剂的种类、预热器13的种类而异。

下面，用控制运算器C3对温度控制器C1、C2的设定值进行变更操作加以说明。首先，把用丙烯醛分析计或其他成分分析计直接或间接测得的丙烯醛浓度A1输入控制运算器C3。控制运算器C3对入口温度控制器C1及/或出口温度控制器C2的设定值实施变更调节动作，使输入的丙烯醛等浓度A1与其上限值一致。即，丙烯醛浓度A1超过其上限值时，进行调节动作，提高入口温度控制器C1及/或出口温度控制器C2的设定值，促进催化燃烧炉11内的燃烧，使丙烯醛浓度A1下降。当丙烯醛浓度A1未达到其上限值时，进行调节操作使入口温度控制器C1及/或出口温度控制器C2的设定值下降，抑制催化燃烧炉11内的燃烧，使丙烯醛浓度A1上升。在此，关于入口温度控制器C1及出口温度控制器C2的设定值变更方法，既可以是两者同时进行变更，也可以是其中一种先进行变更。其中，由于入口温度T1及出口温度T2分别存在上限值及下限值，所以，控制运算器C3在其上下限值范围内变更入口温度控制器C1及出口温度控制器C2的设定值。在控制运算器C3决定入口温度控制器C1及出口温度控制器C2的设定值时，也可以采用上述模型预测控制等的控制准则。

另外，视情况，在入口温度T1及/或出口温度T2达到设定值前，有时作为这些操作端的排气旁通阀V1、排气再循环阀V2达到全闭或全开。在这种情况下，控制运算器C3仅在解除排气旁通阀V1或排气再循环阀V2全闭或全开的方向上操作。下面对该方法加以详细说明。

当入口温度T1比其设定值高时，入口温度控制器C1进行关闭排气旁通阀V1的操作，使入口温度T1与其设定值一致，但入口温度T1在达到其设定值前全部关闭排气旁通阀V1时，入口温度控制器C1不能进行使在此以上的入口温度T1下降的操作，因而，当控制运算器C3在使入口温度控制器C1的设定值进行下降的操作时，中止其操作。在必须进行提高入口温度控制器C1设定值的操作时，为解除排气旁通阀全闭状态，进行操作。

当入口温度T1比其设定值低时，入口温度控制器C1进行关闭排气旁通阀V1的操作，使入口温度T1与其设定值一致，但入口温度T1在达到其设定值前排气旁通阀V1处于全开时，入口温度控制器C1不能进行在此以上的入口温度T1上升的操作，从而控制运算器C3在进行使入口温度控制器C1的设定值上升操作时，中止其操作。在必须进行入口温度控制器C1设定值的下降操作时，为解除排气旁通阀全开状态而进行操作。

当出口温度T2比其设定值高时，出口温度控制器C2进行打开排气再循环阀V2的操作，使出口温度T2与其设定值一致，但出口温度T2在达到其设定值前、全开排气旁通阀V2时，出口温度控制器C2不能进行在此以上的入口温度T2下降的操作，从而，控制计算机C3在使入口温度控制器C2的设定值进行下降的操作时，中止其操作。在必须进行出口温度控制器C2设定值的提高操作时，为解除排气旁通阀全开状态而进行操作。

当出口温度T2比其设定值低时，出口温度控制器C2进行关闭排气再循环阀V2的操作，使出口温度T2与其设定值一致，但出口温度T2在达到其设定值前，全闭排气再循环阀V2时，出口温度控制器C2不能进行在此以上的入口温度T2下降的操作，从而，控制运算器C3在使入口温度控制器C2的设定值进行上升的操作时，中止其操作。在必须进行出口温度控制器C2设定值的下降操作时，为解除排气旁通阀全闭状态而进行操作。

控制运算器C3，为使丙烯醛浓度A1与上限值一致，必须使入口温度控制器C1及出口温度控制器C2的设定值高于入口温度T1及出口温度T2的上限值时，或在排气旁通阀V1全开的同时全闭排气再循环阀V2时，发出警报。操作人员在得知该警报时，必须降低生产量，或者更换催化剂等操作。

上面，通过其优选的实施例对本发明进行了说明，但是，本发明的催化燃烧装置并不仅限于上述实施方案例子，对上述实施方案例子的各种修正及变更均包括在本发明的范围内。

产业上利用的可能性

如上所述，按照本发明可以得到一种可以抑制催化剂的活性下降、使运行成本减少，并且不给操作人员大的负担的可以加以控制的催化燃烧装置。

Claims (7)

1.一种催化燃烧装置，其具有：在催化剂存在下使燃烧对象气体进行燃烧的燃烧炉；从该燃烧炉出口的排气中回收反应热的废热锅炉；具有将该废热锅炉出口的一部分排气再循环至所述燃烧炉入口的排气再循环阀的再循环管路；把该废热锅炉出口的排气的其余部分排出至大气中的排气放出部；检测放出到大气中的排气中的控制对象气体成分浓度的测量部；以及根据在该测量部检测出的控制对象气体成分的浓度控制该燃烧炉入口和出口的气体温度的控制部，其特征在于，

在测量部中检测出的控制对象气体成分浓度低于规定值时，该控制部使上述排气再循环阀的开度减小，以使上述燃烧炉入口和/或出口的气体温度分别在不低于规定的下限值的范围内降低，

当该测量部检测出的控制对象气体成分浓度为规定值以上时，为了使控制气体成分的浓度为规定值以下，该控制部使上述排气再循环阀的开度增大，以使上述燃烧炉入口和/或出口的气体温度分别在不超过规定的上限值的范围内上升。

2.一种催化燃烧装置，其具有：在催化剂存在下使燃烧对象气体进行燃烧的燃烧炉；从该燃烧炉出口的排气中回收反应热的废热锅炉；具有旁通阀的旁通管路，所述旁通阀从废热锅炉旁通，并且使该燃烧炉出口的一部分排气与废热锅炉出口的排气合流；具有将合流后的一部分排气再循环至所述燃烧炉的排气再循环阀的再循环管路；将合流后的排气的其余部分排出至大气中的排气放出部；检测放出到大气中的排气中的控制对象气体成分浓度的测量部；以及根据在该测量部检测出的控制对象气体成分的浓度控制该燃烧炉入口和出口的气体温度的控制部，其特征在于，

在测量部中检测出的控制对象气体成分浓度低于规定值时，该控制部使上述排气再循环阀和/或上述旁通阀的开度减小，以使上述燃烧炉入口和/或出口的气体温度分别在不低于规定的下限值的范围内降低，

当该测量部检测出的控制对象气体成分浓度为规定值以上时，为了使控制气体成分的浓度为规定值以下，该控制部使上述排气再循环阀和/或上述旁通阀的开度增大，以使上述燃烧炉入口和/或出口的气体温度分别在不超过规定的上限值的范围内上升。

3.按照权利要求1中所述的催化燃烧装置，其特征在于，上述燃烧炉入口和/或出口的气体温度超过上限值时，发出警报。

4.按照权利要求1中所述的催化燃烧装置，其特征在于，所述控制部进行多变量模型预测控制。

5.按照权利要求2中所述的催化燃烧装置，其特征在于，上述燃烧炉入口和/或出口的气体温度超过上限值时，发出警报。

6.按照权利要求2中所述的催化燃烧装置，其特征在于，所述控制部进行多变量模型预测控制。

7.按照权利要求1～6中任何一项所述的催化燃烧装置，其特征在于，该催化燃烧装置具有预热器，该预热器利用排放到大气中的排气来加热供给到该燃烧炉中的燃烧对象气体。