JP2001090931A - 脱臭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中の悪臭、有害成分の吸着除去と、該
成分が吸着し、飽和吸着状態に近づいた吸着剤の着脱再
生処理とを同時に連続して行うことができ、また、燃焼
用触媒層の容量が少なくて済み、さらに燃焼処理排ガス
は脱着未処理排ガスの一部として再利用できる脱臭装置
を提供する。 【解決手段】 悪臭、有害成分を含有する排ガス１が流
入する排ガス流入部３の下流にダンパー４を介して分岐
する２つの煙道を設け、各煙道に有害成分を吸着、濃縮
する耐熱性無機吸着剤部５，６と、濃縮した有害成分を
燃焼する燃焼用触媒層９，１０を設け、さらにダンパー
４を介して排ガス流入部３の反対側に、助燃バーナ１１
又はヒータにより加熱された再生用ガス８が供給される
煙道を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は触媒燃焼に係わり、
特に排ガス中の悪臭成分や有害成分を除去するのに好適
な脱臭装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学工業等の反応・精製工程から排出さ
れる排ガスや樹脂、合板、半導体等の製造工程（焼成、
乾燥、洗浄）の排ガス、あるいは塗装の焼き付け乾燥工
程から発生する排ガス中には、微量の悪臭成分や有害成
分が含まれている。化学工業における排ガスは、原料中
の分解ガスや未収率分としての一酸化炭素や炭化水素や
酢酸などの有機酸類、アルデヒド類等が代表的なものと
して含まれる。樹脂等の製造工程や塗装工程からの排ガ
スには、溶剤として使われるトルエンやアセトン等のア
ルコール系芳香族炭化水素が含まれる。これら成分を含
む排ガスは、そのまま排気されると悪臭を発することや
人的に有害であることなどから、公害防止の観点より排
気前に事前に脱臭、無害化する処理設備が設けられてい
る。この排ガスを処理する従来技術としては、吸着、吸
収、燃焼酸化等に大別される。吸着法は、シリカゲル、
アルミナゲル、ゼオライト、粘土鉱物、活性炭等の吸着
力を利用する方法である。吸収法は、処理対象物質の化
学反応性（酸塩基反応等）を利用する方法で、アンモニ
ア、アミン類等の塩基性化合物には酸による洗浄が、ま
た、酸性のメルカプタン類にはアルカリ洗浄が有効であ
る。次亜塩素酸、塩素、過マンガン酸カリウム等の水溶
液は強い酸化剤であり、これら水溶液を用いて吸収、酸
化分解する方法もある。燃焼酸化法は、直接燃焼法と触
媒燃焼法に大別される。直接燃焼法は、一般に補助燃料
を用いて排ガスを加熱し、８００℃以上の温度で排ガス
中の悪臭、有害成分を燃焼し、二酸化炭素と水にする方
法である。触媒燃焼法は、触媒の酸化作用により５００
℃あるいはそれ以下の比較的低温で排ガス中の悪臭、有
害成分を燃焼するものである。

【０００３】これらの方式は、排ガスの条件や経済性を
考慮して選定されるが、吸着法は、排ガス中の除去成分
が微量（ｐｐｍ以下）の場合に適しており、除去成分の
量が増えれば比例して寿命も低下し、短時間での吸着剤
の再生や交換が必要となる。また、吸着剤の再生時に
は、吸着した除去成分が再び脱着されるため、後流での
処理が必要になる。吸収法は、使用する吸収液に選択性
があるため種類の違った除去成分を含む排ガスの処理に
は向いておらず、また、吸収液や排水の後処理も必要で
ある。これらのことにより、燃焼酸化法によるものが広
く採用されており、最近では触媒燃焼法が直接燃焼法に
比べ、補助燃料の節減や二次公害の原因となるＮＯｘの
生成がない等の利点があるため、注目され採用されるよ
うになってきた。

【０００４】図２は従来技術になる触媒燃焼方式の排ガ
ス処理装置を示すフロー図である。図２に示すように、
排ガスファン２により吸引され装置に導入された排ガス
１（排ガス１が加圧状態で導入される場合は排ガスファ
ン２はない場合もある）は、熱交換器１７に入る。熱交
換器１７で排ガス１は自己の燃焼処理排ガス１６との熱
交換により加熱され、予熱排ガス１８として触媒燃焼炉
１９へと導かれる。この触媒燃焼炉１９の前流には、装
置起動時の排ガス１予熱（加熱）および熱交換器１７で
必要温度まで加熱されない場合のバックアップ加熱のた
めの助燃バーナ１１を有した排ガス予熱装置１５が設け
られている。触媒燃焼方式の排ガス処理装置の場合、燃
焼用触媒層９、１０入口部で排ガス１中の成分に応じた
燃焼用触媒層９、１０の着火温度まで排ガス１の予熱が
必要であり、そこで初めて燃焼用触媒層９、１０は活性
を生じ燃焼を開始する。この排ガス１の予熱温度は大略
１５０〜４００℃程度であり、この排ガス１の予熱を熱
交換器１７と排ガス予熱装置１５が受け持つ。排ガス予
熱装置１５の助燃バーナ１１は助燃料１２と燃焼空気フ
ァン１４により空気１３を供給し、気相燃焼により火炎
を形成して排ガス１を予熱する。助燃料１２としてはＬ
ＰＧ、天然ガス、都市ガスあるいは軽油、灯油などの良
質油が使用される。触媒燃焼炉１９内には燃焼用触媒層
９、１０の層が設けられており、予熱排ガス１８は燃焼
用触媒層９、１０の層を通過時、触媒の酸化作用により
低温で悪臭成分、有害成分を燃焼させ、無公害な燃焼処
理排ガス１６となって熱交換器１７で排ガス１に廃熱を
与え、さらに、その後流で廃熱回収装置２４で熱回収さ
れたのち、煙突２０より排気２１される。燃焼用触媒層
９、１０の入口予熱温度のコントロールは、燃焼用触媒
層９、１０の温度調節計２２により助燃料１２の量をコ
ントロール弁２３により調節して、助燃バーナ１１の燃
焼量を調整することにより行われる。

【０００５】この触媒燃焼方式は、直接燃焼法に比べ補
助燃料の低域が可能なものの、除去成分の着火温度以上
に触媒を通過する全排ガスを加熱する必要があり、大容
量の排ガスの場合、運転費用にかかる補助燃料の負担は
小さいと言えない。このため熱交換器等の廃熱回収装置
を設置し、排ガスの燃焼熱により触媒入口側の排ガスを
加熱することで運転中の補助燃料消費量を低減する等の
対応が取られている。しかし、この廃熱回収も排ガス中
の除去成分の割合が比較的多く、焼却による温度上昇が
１００℃以上見込めれば十分な効果が発揮される。悪
臭、有害成分には、アンモニア、アミン類、アルデヒド
類、チオール類等のように微量（ｐｐｍ以下）含まれる
だけで、強い臭気を示すものもある。これらを微量含む
排ガスの場合には、燃焼による温度上昇もほとんど期待
できないため、熱交換器等による排ガス加熱の効果も小
さい。

【０００６】この悪臭、有害成分を微量を含む排ガス
を、補助燃料の消費量を低減し、かつ効率良く処理する
方法として、アンモニア、アミン類、アルデヒド類、チ
オール類等の悪臭、有害成分を含有する排ガスの流通す
る煙道や配管に、前段に耐熱性無機吸着剤層を、後段に
燃焼用触媒層を設置し、前段の耐熱性無機吸着剤層に悪
臭、有害成分を吸着、濃縮したのち、該耐熱性無機吸着
剤層を加熱することによって、悪臭、有害成分を脱着さ
せ、該成分を後段の燃焼用触媒層で燃焼、除去するもの
があり、これは耐熱性無機吸着剤層を加熱する前に後段
の燃焼用触媒層を加熱することにより効果的に悪臭、有
害成分を除去でき、耐熱性無機吸着剤層を後段の燃焼用
触媒層の熱を利用して加熱するため経済性に優れ、ま
た、耐熱性無機吸着剤と熱交換器と一体化することによ
ってコンパクト化を計っている。耐熱性無機吸着剤とし
ては、アルミナ、シリカ、シリカーアルミナ、マグネシ
ア他各種粘土鉱物及びゼオライトなどであり、比表面積
が大きく吸着容量の大きなものを使用する。また、燃焼
用触媒としては、アルミナに白金やパラジウム等の貴金
属かつ／またはマンガン、鉄、コバルト、銅等の卑金属
を担持したものを用いる。

【０００７】図３は、従来技術になる吸着法と触媒燃焼
法を組み合わせた方式の脱臭装置を示すフロー図であ
る。なお、前記図２の脱臭装置と同一部分あるいは同一
とみなせる部分については同一符号を付して詳細な説明
を省略する。図３の脱臭装置は、熱交換器と一体化させ
た耐熱性無機吸着剤層５、６、排ガス予熱装置１５、燃
焼用触媒層９、１０からなる。悪臭、有害成分を含有し
た排ガス１は、耐熱性無機吸着剤層５、６に入る。吸着
剤が飽和吸着状態に達する前に、助燃バーナ11を有した
排ガス予熱装置１５を起動し、燃焼用触媒層９、１０を
加熱して触媒が作用する温度にまで昇温する。燃焼用触
媒層９、１０の廃熱は熱交換器１７を介して耐熱性無機
吸着材層５、６に伝えられる。耐熱性無機吸着剤層５、
６の温度上昇により脱着した悪臭、有害物質は燃焼用触
媒層９、１０で燃焼除去される。耐熱性無機吸着剤層
５、６は熱交換器１７と一体化したものである。通常
時、排ガス予熱装置１５は起動せず、耐熱性無機吸着剤
層５、６に排ガス１を通すことで、排ガス１中の悪臭、
有害成分を吸着除去し、熱交換器１７を通り排気する。
耐熱性無機吸着剤層５、６の加熱、脱着処理は吸着剤が
飽和吸着状態に近付いた時にのみ行うものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記図３に示す従来技
術は、前段の耐熱性無機吸着剤層５、６と後段の燃焼用
触媒層９、１０の組み合わせにより、脱着操作時のみ補
助燃料を使用するため、大幅に補助燃料の消費量を低減
可能とした。しかし、脱着操作時にも悪臭、有害成分を
含む排ガス１が耐熱性無機吸着剤層５、６に供給されて
いるため、燃焼除去する排ガス量の低減にはつながら
ず、後段の燃焼用触媒層９、１０は、触媒燃焼方式の場
合の触媒量と同量必要であり、耐熱性無機吸着剤層５、
６と同等あるいは１／２程度の大きな容積を必要とし、
触媒量の低減にはつながらなかったという問題があっ
た。

【０００９】本発明の目的は、排ガス中の悪臭、有害成
分の吸着除去と、悪臭、有害成分が吸着し、飽和吸着状
態に近づいた吸着剤の着脱再生処理とが同時に連続して
行うことができ、また、燃焼用触媒層の容量が少なくて
済み、さらに燃焼処理排ガスは脱着未処理排ガスの一部
として再利用できる脱臭装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、悪臭、有害
成分を含有する排ガスが流入する排ガス流入部の下流に
ダンパーを介して分岐する２つの煙道又は配管を設け、
前記各煙道又は配管に有害成分を吸着、濃縮する耐熱性
無機吸着剤部と、前記濃縮した有害成分を燃焼する燃焼
用触媒層を設け、さらに前記ダンパーを介して前記排ガ
ス流入部の反対側に、助燃バーナ又はヒータにより加熱
された再生用ガスが供給される煙道又は配管を設けたこ
とにより達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明になる脱臭装置の
一実施の形態のフロー図である。図１に示すように、排
ガスファン２により吸引された排ガス１（排ガス１が必
要加圧状態で導入される場合は排ガスファン２はないこ
ともある）は、排ガス流入部３に導入される。排ガス流
入部３の下流には、それぞれ排ガス出口を持つ２つの煙
道（又は配管）２５、２６が図１のように左右に設けら
れ、これらの煙道２５、２６への分岐点にダンパー４が
設置されている。４ａはダンパー４の回動軸である。煙
道２５、２６には悪臭、有害成分を吸着、濃縮する耐熱
性無機吸着剤部５，６が設置されおり、ダンパー４の操
作により、必要に応じて左右の耐熱性無機吸着剤部５あ
るいは６に排ガス１が供給される構造となっている。ダ
ンパー４を全開する時に、ダンパー４と煙道（又は配
管）との接触部分は互いにタイト構造としてあり、ダン
パー４が図１の実線あるいは一点鎖線の状態にすること
によって排ガス１と後述する再生ガス８の流路を完全に
分離させるようにしてある。したがって、煙道２５、２
６への分岐点に設けたダンパー４を左右どちらかに全開
にすることで、排ガス１は後流に設置した左右の耐熱性
無機吸着剤部５、６に同時に流れることはなく、必ず左
右どちらかの耐熱性無機吸着剤部５あるいは６を通り、
悪臭、有害成分を脱着、濃縮して燃焼処理排ガス１６と
して排気される。

【００１２】排ガス流入部３に導入された排ガス１は、
ダンパー４を操作してダンパー４を実線で示す位置にす
ることにより耐熱性無機吸着剤部５側が全開されて、耐
熱性無機吸着剤部５の方に排ガス１が流入する。耐熱性
無機吸着剤部５に導入された排ガス１は耐熱性無機吸着
剤部５を通過する際、排ガス１中の悪臭、有害成分が吸
着、濃縮され、耐熱性無機吸着剤部５を通過後、浄化さ
れた排ガス１は処理排ガス７として系外に排出される。
ダンパー４を介して排ガス１の流入部３の反対側には、
助燃バーナ１１（又はヒータ）により加熱された再生用
ガス８が供給される煙道（又は配管）２７が設けられて
いる。排ガス１が流入していた耐熱性無機吸着剤部５が
飽和吸着状態に近づくと、今度はダンパー４の操作によ
り一点鎖線で示す位置にダンパー４が回動して耐熱性無
機吸着剤部６の方に排ガス１が流入するように耐熱性無
機吸着剤部６側が全開される。耐熱性無機吸着剤部６も
耐熱性無機吸着剤部５と同様に排ガス１中の悪臭、有害
成分を吸着、濃縮し、耐熱性無機吸着剤部６を通過後、
浄化された排ガス１は処理排ガス７として系外に排出さ
れる。耐熱性無機吸着剤部６にて排ガス１中の悪臭、有
害成分を吸着、濃縮作業を行っている間、排ガス予熱装
置１５内にて、燃焼空気ファン１４により吸引された空
気１３と助燃料１２を助燃バーナ１１にて燃焼させ発生
した高温で少量の再生ガス８は一点鎖線で示す位置のダ
ンパー４により飽和吸着状態の耐熱性無機吸着剤部５に
供給され、再生用ガス８と共に吸着、濃縮した悪臭、有
害成分を脱着し排気される。耐熱性無機吸着剤部５の後
流には、燃焼用触媒層９が設置されており、悪臭、有害
成分を含んだ未処理排ガスは燃焼用触媒層９を通過時、
触媒の酸化作用により低温で悪臭成分、有害成分を燃焼
させ、燃焼処理ガス１６になり、浄化された燃焼処理排
ガス１６として系外へ排出される。

【００１３】悪臭、有害成分を脱着し、再生された耐熱
性無機吸着剤部５は、耐熱性無機吸着剤部６が飽和吸着
状態となった後、ダンパー４（実線の位置）を用いて再
び排ガス１を導入する。耐熱性無機吸着剤部６の再生方
法も耐熱性無機吸着剤部５に行った手順と同様にして実
施し、耐熱性無機吸着剤部６より脱着した悪臭、有害成
分を含んだ未処理排ガスは耐熱性無機吸着剤部６の後流
に設置の燃焼用触媒層１０を用いて浄化され、浄化され
た燃焼処理排ガス１６として系外へ排出される。なお、
耐熱性無機吸着剤部は、吸着、脱着が行われる全領域に
対し、この吸着、脱着操作を繰り返し行う。

【００１４】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。図１の実線の位置にダンパー４があると、排ガス１
は右の耐熱性無機吸着剤部５へ流れ、排ガス１は耐熱性
無機吸着剤部５を通過する際、排ガス１中の悪臭、有害
成分が吸着、濃縮され、耐熱性無機吸着剤部５を通過
後、浄化された排ガス１は処理排ガス７として系外に排
出される。排ガス１が流れていた耐熱性無機吸着剤部５
が飽和吸着状態に近づくと、今度は他方の耐熱性無機吸
着剤部６の方にダンパー４を切り替え（図１の一点鎖線
の位置）、全開にして排ガス１を耐熱性無機吸着剤部６
の方に供給し、耐熱性無機吸着剤部６を通過する際、悪
臭、有害成分の吸着、濃縮を行う。この時、飽和吸着状
態の耐熱性無機吸着剤部５の方には排ガス１は流入して
いない。そして、排ガス１が流入していない耐熱性無機
吸着剤部５の方に対して、吸着剤の脱着操作を行うた
め、排ガス予熱装置１５（又はヒータ）を用いて、高温
の少量の再生用ガス８を発生させ、耐熱性無機吸着剤部
５に吸着していた悪臭、有害成分を脱着させる。この脱
着ガスは耐熱性無機吸着剤部５の後流に設置した燃焼用
触媒層９で悪臭、有害成分を燃焼する。脱着して再生さ
れた耐熱性無機吸着剤部５は他方の耐熱性無機吸着剤部
６が飽和吸着状態となった後、ダンパー４の切り替え
（図１の実線の位置）により再び排ガス１が耐熱性無機
吸着剤部５の方に流入し、耐熱性無機吸着剤部５を通過
して排ガス１中の悪臭、有害成分を吸着、濃縮する。こ
の操作の繰り返しにより、排ガス１中の悪臭、有害成分
の吸着除去と吸着剤の脱着再生処理を連続して同時に行
うことができる。

【００１５】このような実施の形態にあっては、ダンパ
ー４による耐熱性無機吸着剤部５、６の繰り返し交互使
用を可能にしたことにより、排ガス１中の悪臭、有害成
分の吸着除去と、悪臭、有害成分が吸着し、飽和吸着状
態に近づいた耐熱性無機吸着剤部５、６の脱着再生処理
を同時に連続して行うことができる。一方、悪臭、有害
成分は脱着の際には、脱着のための再生用ガス８の流路
が排ガス１の流路とは別流路であるため、排ガス１中の
悪臭、有害成分の吸着、濃縮作業と脱着、除去作業とは
分離して行うことができるので、再生用ガス量８は排ガ
ス量１と比べ少量で済むことになり、燃焼用触媒層９、
１０の容量及び触媒使用量は少なくて済む。また、耐熱
性無機吸着剤部５、６では、悪臭、有害成分は濃縮状態
となっており、燃焼用触媒層９、１０の通過後の燃焼処
理排ガス１６は高温となり、再生用ガス８の一部として
再利用できる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１乃至５記載の発明によれば、排
ガス中の悪臭、有害成分の吸着除去と、悪臭、有害成分
が吸着し、飽和吸着状態に近づいた吸着剤の着脱再生処
理とが同時に連続して行うことができる。また、脱着を
排ガスの吸着と分離して行うことができるため、再生用
ガス量は排ガス量に比べて小量でこと足りることにな
り、燃焼用触媒層の容量が少なくて済み、さらに燃焼処
理排ガスは脱着未処理排ガスの一部として再利用され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる脱臭装置の一実施の形態を示すフ
ロー図である。

【図２】従来技術になる触媒燃焼方式の脱臭装置を示す
フロー図である。

【図３】従来技術になる吸着と触媒燃焼を組み合わせた
脱臭装置を示すフロー図である。

【符号の説明】

１ 排ガス ２ 排ガスファン ３ 排ガス流入部 ４ ダンパー ５、６ 耐熱性無機吸着剤部 ７ 処理排ガス ８ 再生ガス ９、１０ 燃焼用触媒層 １１ 助燃バーナ １２ 助燃料 １３ 空気 １４ 燃焼空気ファン １５ 排ガス予熱装置 １６ 燃焼処理排ガス ２５、２６、２７ 煙道

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 節夫 広島県呉市宝町６番９号 バブコツク日立 株式会社呉工場内 Ｆターム(参考） 3K078 BA01 BA21 CA04 CA09 DA14 DA15 DA22 4D048 AA22 AB01 BA03Y BA28Y BA30Y BA31Y BA35Y BA36Y BA37Y BD02 CC25 CD01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 悪臭、有害成分を含有する排ガスが流入
   する排ガス流入部の下流にダンパーを介して分岐する２
   つの煙道又は配管を設け、 前記各煙道又は配管に有害成分を吸着、濃縮する耐熱性
   無機吸着剤部と、前記濃縮した有害成分を燃焼する燃焼
   用触媒層を設け、 さらに前記ダンパーを介して前記排ガス流入部の反対側
   に、助燃バーナ又はヒータにより加熱された再生用ガス
   が供給される煙道又は配管を設けたことを特徴とする脱
   臭装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ダンパーは両方
   の前記耐熱性無機吸着剤部のいずれか一方方向に排ガス
   及び再生ガスを供給できる構造としたことを特徴とする
   脱臭装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、排ガス及び再生ガス
   は互いに各々別々の前記耐熱性無機吸着剤部に供給でき
   る構造としたことを特徴とする脱臭装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記ダンパーを全開
   する時に、前記ダンパーと前記煙道及び配管との接触部
   分は互いにタイト構造としたことを特徴とする脱臭装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４において、連続して吸着、
   脱臭、燃焼除去を行うことを特徴とする脱臭装置。