JP2001113132A - 閉鎖空間用coガス含有有害ガス処理装置 - Google Patents
閉鎖空間用coガス含有有害ガス処理装置Info
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Abstract
酸化する処理装置に関し、特に、宇宙ステーションなど
に適用される室内環境制御システムにおける、COガス
を含む有害ガス処理装置を提供すること。 【解決手段】 CO酸化触媒にCOガスを通過させ、該
CO酸化触媒の触媒反応温度を100〜400℃に保持
して該COガスを酸化分解することを特徴とする。
Description
用いてCOガスを酸化する処理装置に関し、特に、宇宙
ステーションなどに適用される室内環境制御システムに
おける、COガスを含む有害ガス処理装置に関する。
したの図4である。この装置では、閉鎖空間で人間、動
物、植物、器材などから発生した有害ガスを含む原ガス
は、吸引ブロア201により吸引され、切替三方バルブ
202を通り、保温材213で保温された燃焼管204
に充填された蓄熱材205へと導入される。
り、予め蓄熱されているため、蓄熱材205に導入され
た原ガスは、500℃以上に昇温された後、温度調節器
214と温度センサー212で制御された燃焼ヒータ2
07により、さらに750℃以上に加熱される。ここ
で、燃焼ヒータ207で加熱された原ガス中の有害成分
は、高温酸化分解される。この酸化分解された750℃
以上の高温の処理ガスは、蓄熱材206へと通され、切
替三方バルブ203から排出される。それによって、該
蓄熱材206が加熱され、該処理ガスの温度が150℃
以下に下がる結果となる。
置された温度センサー211が150℃に到達した時点
で、切替三方バルブ202と203を切替えることによ
り、吸引ブロア201で吸引した原ガスは今までとは逆
に、切替三方バルブ203を通り蓄熱材206へと導入
され、上記同様にガス処理が行われる。これらの操作を
交互に繰り返すことにより、効率的な熱回収運転を可能
にした。その蓄熱材205と206との温度経時変化を
図5に示した。
処理装置では、COガスを含む有害ガスの処理におい
て、図6に示したように、900℃の加熱温度において
もそのCO分解効率が50%程度と低い。かかるCOガ
ス分解効率を90%以上に挙げるには、加熱分解のみで
は困難であり、よってCOガスの効率的な処理が重要な
課題として残っている。
ガスを通過させ、該CO酸化触媒の触媒反応温度を10
0〜400℃に保持して該COガスを酸化分解すること
を特徴とする閉鎖空間用COガス含有有害ガス処理装置
によって達成される。すなわち、本発明は、CO酸化触
媒の触媒反応温度を100〜400℃に保持する触媒反
応温度保持手段と、該CO酸化触媒にCOガスを通過さ
せ、酸化分解する酸化分解手段とを備えてなる、閉鎖空
間用COガス含有有害ガス処理装置によって達成され
る。
燃焼管の内部両端にそれぞれ設けられたCO酸化触媒を
サンドイッチ状に挟む蓄熱材と、該蓄熱材の間に設けら
れた原ガス加熱手段を含む、触媒反応温度保持手段と、
上記燃焼管の内部に原ガスを送給する送給手段と、該送
給手段により原ガスを前記燃焼管内の一端側から他端側
または他端側から一端側へ流通させるように切り替える
切替手段と、前記CO酸化触媒をサンドイッチ状に挟む
蓄熱材の温度を検出する蓄熱材温度の検出手段と、該検
出手段からの信号に基づいて、前記燃焼管内の前記原ガ
スの流通方向を切り替えるように前記切替手段を制御す
る切替制御手段を含む前記酸化分解手段とからなる閉鎖
空間用COガス含有有害ガス処理装置である。
ガスを加熱処理する手段と、加熱処理した処理ガスを後
流の原ガスと上記触媒反応温度の間に熱交換する手段を
含む、触媒反応温度保温手段と、上記燃焼管の内部に原
ガスを送給する送給手段と、該送給手段により原ガスを
前記燃焼管内の一端側から他端側へ流通させる手段と、
該燃焼管を通過して加熱したガスを熱交換器に導入する
手段と、該熱交換器で上記触媒反応温度の間に熱交換し
た処理ガスをその熱交換器の後ろに設置されているCO
酸化触媒に通過させる手段を含む前記酸化分解手段とか
らなる閉鎖空間用COガス含有有害ガス処理装置であ
る。
用するCOガス酸化触媒により、COガスをCO2に酸
化する触媒反応に適する温度である。その温度は本発明
の使用する触媒によって異なるが、特に、100〜40
0℃の間が好ましい。また、それを100〜400℃に
保持することとは、触媒反応する時の温度がその範囲内
であればよく、その方法は限定されない。例えば、触媒
自体を該温度の間に保持する方法や、加熱により、もし
くは、熱交換によりCOガスの温度をその間の温度に調
節してCOガス酸化触媒に提供する方法等がある。
OガスをCO2ガスに酸化できるものであれば、特に限
定されない。本発明においては、Mg、Ca、V、Cr、Mn、F
e、Co、NiまたはCuの酸化物が好ましく、特にCuOが好ま
しい。また、本発明では、所定のCOガス酸化触媒温度
でCOガスを酸化するために、COガス酸化触媒の温度
を該触媒温度の範囲内に保つため、蓄熱材と併用するこ
とが好ましい。たとえば、蓄熱材の間に該触媒をサンド
イッチ状に挟んだり、該触媒(酸化金属)を蓄熱材の表
面に添着したりすることができる。
を酸化するための所要なCOガス酸化触媒温度を保持で
きるものであれば、とくには限定されない。本発明にお
いては、セラミックや耐火レンガ、金属等の固体蓄熱材
が好ましく、例えば、アルミナやコーディライト等のセ
ラミック製でハニカム構造の固体蓄熱材を用いることが
できる。
かかるCOガスを含む有害ガス処理装置の好ましい実施
形態について詳述するが、それに限るものではない。本
願発明の第1の実施態様において、COガス含有有害ガ
ス処理装置は、吸引ブロア1、切替三方バルブ2と3、
燃焼管4、蓄熱材5と6、燃焼ヒータ7、CO酸化触媒
8と9、温度センサー10〜12、保温材13、及び、
温度調整器14を用いて以下のように構成されている。
害ガスを含む原ガス流50を吸引口1aから吸引するブ
ロア1は、切替三方バルブ2の口2aと3の口3aにそ
れぞれ連結されている。切替三方バルブ2の口2bが、
横置きしたU字型に燃焼管4の一端側の口4aに連結さ
れ、口2cが開放されている。切替三方バルブ3の口3
bが、燃焼管4の他端側の口4bに連結され、3cが開
放されている。
サンドイッチ状で挟んだ蓄熱材5aと5bとが口4a側
に充填され、CO酸化触媒8をサンドイッチ状で挟んだ
蓄熱材6aと6bとが口4b側に充填されている。この
場合において、原ガス中にCOガス濃度が100ppm若しく
は2(体積)%に対して、CuOとして用いられるCO酸化
触媒8と9の充填長を20mmとすることが好ましい。本実
施の形態では、CO酸化触媒8と9をサンドイッチ状で
挟んだ蓄熱材5と6などにより、酸化分解手段を構成し
ている。
設けられた、温度調整器14に接続している温度センサ
ー10と11は、口4aと口4bの温度を測定する。前
記燃焼管4の連結部分(蓄熱材5bと蓄熱材6bとの
間)に、燃焼ヒータ7が対をなして設けられている。ま
た、これら燃焼ヒータ7の間には、場合によって、石英
ペレットなどのようなガス混合用の充填材を充填するこ
ともできる。さらに、口4aと4bを除いた燃焼管の全
体が保温材13に包み込まれている。本実施の形態で
は、燃焼ヒータ7、温度調整器14と温度センサ12な
どにより、触媒反応温度保持手段を構成している。
力部にそれぞれ電気的に接続されている。温度調整器1
4の入力部には、燃焼管4の連結部分に設けられた温度
センサ12が電気的に接続されている。このような燃焼
ヒータ7などにより、本実施態様でガスを加熱し、温度
調整器14、温度センサ12などにより、本実施態様で
ガス温度を保持する。
うに運転する。まず、口の2bと2cとを連通させるよ
うに切替三方バルブ2を切り替えると同時に、口の3a
と3bを連通させるように切替三方バルブ3を切り替え
る。そして、温度調整器14を作動して燃焼ヒータ7を
作動させた後、吸引ブロア1を作動させ、原ガス50を
吸引ブロア1から切替三方バルブ3を介して燃焼管4の
口4bから内部に送給し、蓄熱材6bを通過させて燃焼
ヒータ7で750℃以上に加熱し、蓄熱材5aと5bを
通過させることにより、当該蓄熱材5aと5b及びCO
酸化触媒8を100〜400℃に予め加熱しておく。
上になると、温度センサ10からの信号に基づいて、吸
引方向を切替えて、吸引ブロア1からの原ガス50を、
切替三方バルブ2を介して燃焼管4の口4aから内部に
送給される。つまり、後述するように、本実施態様にお
いては、温度センサー10と11の制御により、切替三
方バルブ2と3は、吸引ブロア1からの原ガス50を燃
焼管4の口4a側から口4b側または口4b側から口4
a側へと流通させるように交互に切り替えることができ
る。
ガスは、100〜400℃に保持された蓄熱材5aとC
O酸化触媒9に導入される。そこで、まず、COガスが
人体には無害なCO2ガスと酸化される。次いで、蓄熱
材5bへ導入された原ガスは500℃以上に昇温され、
温度調節器14で制御された燃焼ヒータ7によりガス温
度を750℃以上に加熱することより、他の有害成分を
高温酸化分解する。
燃焼管4の口4b側の蓄熱材6bへ再び導入され、20
0℃以上に加熱されたCO酸化触媒8を通過することに
より、CO酸化触媒9で完全に酸化されなかったCOガ
スを酸化分解する。そして、この処理ガスを切替三方バ
ルブ3から排出することにより、蓄熱材6aが加熱され
ると同時に、該処理ガス温度が150℃以下に下がる。
き、燃焼管4の口4b側が150℃にまで加熱される
と、温度センサ11からの信号に基づいて、切替三方バ
ルブ2のの口2b,2cを連通させるように切替三方バ
ルブ2を切り替えると同時に、口3a,3cを連通させ
るように切替三方バルブ3を切り替え、吸引ブロア1か
らの原ガス50を上述と逆方向で流通させ、上述と同様
にして処理する。以下、上述した作動を繰り返すことに
より、触媒反応温度が100〜400℃の間に保たれ、
原ガス50を連続して処理することができる。
Oガス含有有害ガス処理装置は、吸引ブロア1、切替三
方バルブ2と3、燃焼管4、燃焼ヒータ7、CO酸化触
媒8、温度センサー12、温度調整器14及び熱交換器
15を用いて以下のように構成されている。つまり、第
1の実施態様の蓄熱燃焼方式の代わりに直接燃焼方式に
変更したもので、高温燃焼部で処理したガスを後流の原
ガス流で冷却した後、CO酸化触媒8に導入される仕組
みである。
の入り口4cとガスの出口4dが設けられ、熱交換機1
5には、原ガスの入り口15aと出口15b、並びに、
燃焼管で高温処理したガスの入り口15cと出口15d
が備えられ、また、原ガス流と高温処理したガス流を分
けるために、15aと15bの間は独立したガス配管1
5eが設けられている。また、上記と同様に、燃焼管4
には、温度調整器14とそれぞれ電気的に接続されてい
る燃焼ヒータ7と温度センサー12が設けられている。
ンサ12、温度調整器14と熱交換器15などにより、
触媒反応温度保持手段を構成し、また、CO酸化触媒8
などにより、酸化分解手段を構成している。
吸引する吸引ブロア1は、熱交換器15の15aに連接
している。熱交換器15の15bと燃焼管4の4cとの
間、燃焼管4の4dと熱交換器15の口15cとの間が
それぞれ連接されている。さらに、熱交換器15の口1
5dがCO酸化触媒8と連接されている。なお、この実
施態様で用いる触媒は上記と同様である。
うに運転する。まず、CO及び有害ガスを含む原ガスは
吸引ブロア1で吸引され、熱交換器15の原ガス入り口
15aからガス配管15eを通り、出口15bより、燃
焼管4に導入される。ここで温度センサー12と温度調
整器14で制御されている燃焼ヒータ7により、ガス温
度が750℃以上になるように加熱され、有害成分は高
温酸化分解される。
ガスは、熱交換器15の入り口15cから熱交換器15
に戻され、そこで、配管15eに流れる後流の原ガスと
熱交換され、100〜400℃に冷却された後、CO酸
化触媒8に導入され人体に無害なCO2ガスに酸化され
排出される。原ガスがブロア1から連続的に吸引される
ことで熱交換器において熱交換により、高温処理ガスが
常に一定の温度に保たれてCO酸化触媒8に導入される
ので、触媒反応温度が100〜400℃の間に保たれる
ことができる。
Oガスを効率良く酸化分解することができる。とくに、
本発明の第1の実施態様では、低温においてCOガスの
酸化に有効なCO酸化触媒を、従来法の蓄熱材の一部と
して用いて加熱保温することにより、図2に示すように
90%以上のCO分解効率を得ることが可能になる。ま
たは、CO酸化触媒を蓄熱材の一部として用いること
で、CO酸化触媒の加熱と温度調整が不要になる。さら
に、連続して有害ガスを処理することにより、熱回収率
が80%以上、有害ガスの浄化効率も95%以上を確保
できる。従って、高効率でランニングコストの低い有害
ガス処理装置を可能にした。
度をCO酸化触媒の触媒温度の100〜400℃に熱交
換により、触媒を加熱することなく、その熱劣化を防止
できる。さらに、三方切替バルブなどの駆動部を用いな
いため、非常にシンプルでメンテナンス上有利な構成と
なる。従って、本発明は、従来に比べてよりシンプルか
つ高効率で、閉鎖空間における連続的に空気中のCOガ
スを含む有害ガスを処理することができる。
0mN/s)のCOガスの分解効率を示すグラフ、(b)は
おける高濃度(LVが0.1mN/sと1.0mN/s)のCOガスの
分解効率を示すグラフ。
式態様の概略図。
変化を示すグラフ。
率を示すグラフ。
Claims (5)
- 【請求項1】 CO酸化触媒にCOガスを通過させ、該
CO酸化触媒の触媒反応温度を100〜400℃に保持
して該COガスを酸化分解することを特徴とする閉鎖空
間用COガス含有有害ガス処理装置。 - 【請求項2】 CO酸化触媒の触媒反応温度を100〜
400℃に保持する触媒反応温度保持手段と、該CO酸
化触媒にCOガスを通過させ、酸化分解する酸化分解手
段とを備えてなり、 前記触媒反応温度保持手段が、燃焼管と、該燃焼管の内
部両端にそれぞれ設けられたCO酸化触媒をサンドイッ
チ状に挟む蓄熱材と、該蓄熱材の間に設けられた原ガス
加熱手段を含み、 前記酸化分解手段が、上記燃焼管の内部に原ガスを送給
する送給手段と、該送給手段により原ガスを前記燃焼管
内の一端側から他端側または他端側から一端側へ流通さ
せるように切り替える切替手段と、前記CO酸化触媒を
サンドイッチ状に挟む蓄熱材の温度を検出する蓄熱材温
度の検出手段と、該検出手段からの信号に基づいて、前
記燃焼管内の前記原ガスの流通方向を切り替えるように
前記切替手段を制御する切替制御手段を含むことを特徴
とする閉鎖空間用COガス含有有害ガス処理装置。 - 【請求項3】 CO酸化触媒の触媒反応温度を100〜
400℃に保持する触媒反応温度保持手段と、該CO酸
化触媒にCOガスを通過させ、酸化分解する酸化分解手
段とを備えてなり、 前記触媒反応温度保温手段が、燃焼管と、該燃焼管で原
ガスを加熱処理する手段と、加熱処理した処理ガスを後
流の原ガスと上記触媒反応温度の間に熱交換する手段を
含み、 前記酸化分解手段が、上記燃焼管の内部に原ガスを送給
する送給手段と、該送給手段により原ガスを前記燃焼管
内の一端側から他端側へ流通させる手段と、該燃焼管を
通過して加熱した処理ガスを熱交換器に導入する手段
と、該熱交換器で上記触媒反応温度の間に熱交換した処
理ガスをその熱交換器の後ろに設置されているCO酸化
触媒に通過させる手段を含むことを特徴とする閉鎖空間
用COガス含有有害ガス処理装置。 - 【請求項4】 前記CO酸化触媒がCuOであることを
特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の処理装置。 - 【請求項5】 前記CO酸化触媒が蓄熱材の表面に添着
していることを特徴とする請求項1または2に記載の処
理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29495099A JP3771758B2 (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 閉鎖空間用coガス含有有害ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JP3771758B2 JP3771758B2 (ja) | 2006-04-26 |
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ID=17814398
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29495099A Expired - Fee Related JP3771758B2 (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | 閉鎖空間用coガス含有有害ガス処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3771758B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009063210A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Chubu Electric Power Co Inc | 揮発性有機化合物の処理装置 |
JP2011521783A (ja) * | 2008-05-27 | 2011-07-28 | バブコック パワー エンヴァイアメンタル インコーポレイテッド | 蓄熱式選択触媒還元による、燃焼排気からの物質を除去するためのシステムおよび方法 |
JP2012532750A (ja) * | 2009-07-15 | 2012-12-20 | ショイヒ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 煙道ガスの脱硝プロセスと装置 |
WO2015041037A1 (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-26 | 新東工業株式会社 | 触媒式蓄熱燃焼装置 |
-
1999
- 1999-10-18 JP JP29495099A patent/JP3771758B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US9314739B2 (en) | 2009-07-15 | 2016-04-19 | Scheuch Gmbh | Process and apparatus for denoxing of flue gases |
WO2015041037A1 (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-26 | 新東工業株式会社 | 触媒式蓄熱燃焼装置 |
JPWO2015041037A1 (ja) * | 2013-09-19 | 2017-03-02 | 新東工業株式会社 | 触媒式蓄熱燃焼装置 |
TWI626404B (zh) * | 2013-09-19 | 2018-06-11 | 新東工業股份有限公司 | 觸媒式蓄熱燃燒裝置 |
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