JP2004069164A

JP2004069164A - 脱臭装置

Info

Publication number: JP2004069164A
Application number: JP2002228563A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kaji; 加治　均; Takeshi Oyama; 大山　毅
Original assignee: ENERGY KANKYO SEKKEI KK
Current assignee: ENERGY KANKYO SEKKEI KK
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】臭気を確実に除去できる回転蓄熱式熱交換器蓄を用いた脱臭装置を提供する。
【解決手段】排気ガスの熱を熱源とする第１の回転蓄熱式熱交換器の第１の蓄熱体１１と、熱交換により臭気ガスを加熱する第２の回転蓄熱式熱交換器の第２の蓄熱体１３と、第１の蓄熱体１１の熱交換によって加熱された気体状の熱媒体を臭気ガスを加熱するための熱源として第２の蓄熱体１３に供給する熱媒体供給系１５，１７とを備えた熱交換装置９を具備する。熱媒体供給系１５，１７から排出される熱媒体を燃焼用空気として用いるように脱臭炉１に供給する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転蓄熱式熱交換器蓄を用いた脱臭装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内部が高温雰囲気になっていて、内部に供給される臭気ガスを高温酸化反応により無臭化して排気ガスとして排出する脱臭炉を備えた脱臭装置が知られている。このような脱臭装置において、脱臭炉内での熱効率を高めるために、図５の概略図に示すような回転蓄熱式熱交換器を用いて、排気ガスの熱で臭気ガスを加熱することが提案されている。回転蓄熱式熱交換器は、内部に複数の通気口を有する蓄熱体１０１を備えており、この蓄熱体１０１は、中心線１０１ａを中心に回転する構造を有している。臭気ガス供給路１０２及び排気ガス通路１０３は、それぞれの一部が蓄熱体１０１内の複数の通気口の一部と連通できるように配置されている。これにより、蓄熱体１０１が中心線１０１ａを中心に回転した状態で、脱臭炉１０４内の排気ガスは蓄熱体１０１の内部を通過してから排気ガス通路１０３を通して排出され、このとき排気ガスの熱の一部は、蓄熱体１０１に蓄熱される。また、臭気ガス供給路１０２内の臭気ガスは、蓄熱体１０１の内部を通過して脱臭炉１０４内に供給され、このとき、臭気ガスは排気ガスにより蓄熱された蓄熱体１０１の熱で加熱される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような脱臭装置では、臭気を確実に除去できないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、臭気を確実に除去できる脱臭装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明が改良の対象とする脱臭装置は、内部が高温雰囲気になっていて供給される臭気ガスを高温酸化反応により無臭化する脱臭炉と、この脱臭炉から排出される排気ガスの熱を利用して脱臭炉に供給される臭気ガスを加熱する熱交換装置とを具備している。本発明では、熱交換装置は排気ガスの熱を熱源とする第１の回転蓄熱式熱交換器と、熱交換により臭気ガスを加熱する第２の回転蓄熱式熱交換器と、第１の回転蓄熱式熱交換器の熱交換によって加熱された気体状の熱媒体を臭気ガスを加熱するための熱源として第２の回転蓄熱式熱交換器に供給する熱媒体供給系とを具備している。なお、ここでいう「回転蓄熱式熱交換器」とは、蓄熱体と、加熱媒体及び被加熱媒体を蓄熱体に案内する通路（ダクト）と蓄熱体とを相対的に回転させる機構と、蓄熱体とダクトとの間をシールするシール構造とを含むものである。蓄熱体としては、例えば、通気性を有するセラミック製の蓄熱体を用いることができる。この蓄熱体と通路（ダクト）との間に相対的な回転を生じさせて、加熱媒体と被加熱媒体との間で熱交換が行われる。このような回転蓄熱式熱交換器は、例えば、特開平９−６８３１０号、特開平９−２９６９２８号公報等に示されている。
【０００６】
本願の発明者は、研究の結果、従来の脱臭装置では、臭気ガスが回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体に入る手前で排気ガス中に漏れてしまうために、排気ガス中に臭気ガスが混入し、臭気を十分に除去できないことを見いだした。これは、次のような理由によるものと考えられる。図６は、前述した図５の臭気ガスが蓄熱体１０１に入る位置Ｌ１１、臭気ガスが蓄熱体１０１から出た位置Ｌ１２、排気ガスが蓄熱体１０１に入る位置Ｌ１３、排気ガスが蓄熱体１０１から出た位置Ｌ１４の各位置での各ガスの圧力を示している。本図から分かるように、臭気ガス及び排気ガスは、蓄熱体１０１を通過する際に圧力が低下し、位置Ｌ１１における臭気ガスの圧力は、位置Ｌ１４における排気ガスの圧力よりΔＰ１１だけ高くなる。そのため、位置Ｌ１１の高圧力の臭気ガスが位置Ｌ１４の低圧力の排気ガス中に漏れてしまうのである。なお、これを避けるには、位置Ｌ１４と位置Ｌ１１との間に十分なシールを施すことも考えられるが、このようなシールを行うことは、蓄熱体１０１の構造上、複雑なものになり、脱臭装置が非常に高価なものになってしまうという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明では、排気ガスの熱を熱源とする第１の回転蓄熱式熱交換器と、臭気ガスを加熱する第２の回転蓄熱式熱交換器とを熱交換装置に設け、第１の回転蓄熱式熱交換器の熱を気体状の熱媒体を介して第２の回転蓄熱式熱交換器に伝達する熱媒体供給系を設ける。このような構造を採用すれば、排気ガスと臭気ガスとがそれぞれ別々の回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体を通過するため、従来のように蓄熱体に入る臭気ガスが排気ガス中に漏れることがない。その結果、本発明の脱臭装置によれば、臭気ガスが排気ガス中に漏れるのを確実に防ぐことができる。
【０００８】
また、第１の回転蓄熱式熱交換器で加熱された熱媒体は、臭気ガスを加熱する第２の回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体で熱交換を行うことになるが、熱媒体に漏れた臭気ガスは、適宜な構成を用いて防ぐことができる。例えば、熱媒体供給系から排出された熱媒体を燃焼用空気として用いれば、熱媒体は脱臭炉内で加熱されることになるので、熱媒体中に臭気ガスが漏れても、漏れた臭気ガスは除去される。また、熱媒体を燃焼用空気として脱臭炉内に供給することができない場合には、熱媒体の流量等を適宜に選択して、第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする熱媒体の圧力を第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする臭気ガスの圧力よりも高くすれば、第２の回転蓄熱式熱交換器を通過する臭気ガスが熱媒体中に漏れるのを防ぐことができる。なお、熱媒体を燃焼用空気として用いる構成と、第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする熱媒体の圧力を第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする臭気ガスの圧力よりも高くする構成の両方を採用して、臭気の除去をより確実なものにしても構わない。
【０００９】
熱媒体供給系の第２の回転蓄熱式熱交換器の下流に第２の回転蓄熱式熱交換器を出た熱媒体の圧力を検出する圧力センサを配置し、熱媒体供給系の圧力センサの下流に、圧力センサからの信号に応じて熱媒体の圧力を変化させるダンパを設けることができる。このような構造を採用すれば、圧力センサの信号に基づいてダンパの開度を調整することにより、第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする熱媒体の圧力を臭気ガスよりも高い状態に維持することができるので、必要な圧力差を簡単且つ確実に得ることができる。
【００１０】
脱臭炉内を高温にするには、例えば、先端部で燃料を燃焼させて脱臭炉内に火炎を出す燃料供給ノズルを用いることができる。
【００１１】
脱臭炉は、種々の構造のものを採用することができる。例えば、一方の端部に燃料供給ノズルの先端部を配置し、他方の端部に排気ガスが排出される排気ガス出口を備え、一方の端部と他方の端部との間の中間部分に、臭気ガスが供給される臭気ガス供給口を備えたものを用いることができる。この場合、臭気ガス供給口は、脱臭炉の中間部分の内周方向に亘って分散する複数の孔により形成するのが好ましい。このような構造では、燃料供給ノズルの先端部から出た炎により十分な高温雰囲気になった位置に臭気ガス供給口から脱臭炉内に臭気ガスが供給される。そのため、高温領域で加熱して十分に高温酸化反応を行わさせることができる。
【００１２】
また、脱臭炉を、臭気ガスが供給される臭気ガス供給口を備え且つ燃料供給ノズルの先端部が内部に配置された臭気ガス供給路側チャンバと、排気ガスが排出される排気ガス出口を備えた排気ガス通路側チャンバとを有するように構成し、臭気ガス供給路側チャンバと排気ガス通路側チャンバとが臭気ガス供給口と排気ガス出口とから離れた位置で相互に連通する構造にしてもよい。このような脱臭炉の構成では、臭気ガス供給口と排気ガス出口との間の距離を長くすることができるため、臭気ガスの量を多くしても、臭気ガスを十分に高温酸化反応させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の脱臭装置の概念図である。したがって、各通路については、矢印だけで表示してある。図１に示すように、本実施の形態の脱臭装置は、脱臭炉１と、燃料供給ノズル３と、臭気ガスを脱臭炉１内に供給する臭気ガス供給路５と、排気ガスを脱臭炉１から排出する排気ガス通路７と、熱交換装置９とを有している。脱臭炉１は、底部に隣接した一方の端部の位置に燃料供給ノズル３の先端部が配置され、その上の他方の端部に排気ガス通路７に連通して排気ガスが排出される排気ガス出口１ａを備えている。また、一方の端部と他方の端部との間の中間部分には、臭気ガス供給路５に連通して臭気ガスが供給される臭気ガス供給口１ｃが備えられている。臭気ガス供給口１ｃは、脱臭炉の中間部分の内周方向に間隔をあけて分散する複数の孔により形成されている。この脱臭炉１は、燃料供給ノズル３の先端部から出た炎により内部が高温雰囲気になり、臭気ガス供給口１ｃから供給される臭気ガスを高温酸化反応により無臭化して、排気ガス出口１ａから排気ガスとして排出して臭気ガスの脱臭を図る。
【００１４】
熱交換装置９は、第１の回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体（第１の蓄熱体）１１と第２の回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体（第２の蓄熱体）１３と送風機１５と熱媒体通路１７とを含んでおり、排気ガスの熱を利用して脱臭炉１に供給される臭気ガスを加熱する。第１の蓄熱体１１及び第２の蓄熱体１３は、いずれも内部に複数の通気口を有する円柱形を有しており、中心線１１ａ，１３ａをそれぞれ中心に回転する構造を有している。第１の蓄熱体１１は、脱臭炉１を出た排気ガス及び送風機１５から送られた後述する熱媒体がそれぞれ異なる位置において内部の複数の通気口を通過できるように、排気ガス通路７及び熱媒体通路１７の各途中の部分に配置されている。
【００１５】
第２の蓄熱体１３は、脱臭炉１に供給される臭気ガス及び第１の蓄熱体１１を出た熱媒体がそれぞれ異なる位置において内部の複数の通気口を通過できるように、臭気ガス供給路５及び熱媒体通路１７の各途中の部分に配置されている。
【００１６】
送風機１５は、送風量を調整できるようにダンパ１９が備えられた空気取入口１５ａと、ダンパ１９を通して吸入した空気からなる熱媒体を熱媒体通路１７に送り込む空気供給出口１５ｂとを有している。熱媒体通路１７は、送風機１５により送られる空気からなる熱媒体を前述したように第１の蓄熱体１１及び第２の蓄熱体１３を経由してから燃料管４を通る燃料供給ノズル３の燃料と共に混合して燃料供給ノズル３に供給されるように配置されている。本例では、送風機１５及び熱媒体通路１７により、第１の蓄熱体１１の熱交換によって加熱された空気（熱媒体）を臭気ガスを加熱するための熱源として第２の蓄熱体１３に供給する熱媒体供給系が構成されている。これにより、排気ガス通路７を通る排気ガスの熱が第１の蓄熱体１１の熱交換によって熱媒体通路１７を通る熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体の熱が第２の蓄熱体１３の熱交換によって臭気ガス供給路５を通る臭気ガスを加熱して、脱臭炉１内には加熱された臭気ガスが供給されることになる。また、熱媒体通路１７から排出される熱媒体は、燃焼用空気として燃料供給ノズル３を介して脱臭炉１内に供給される。
【００１７】
本例の脱臭炉１では、排気ガスと臭気ガスとがそれぞれ別々の回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体１１，１３を通過するため、従来のように回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体に入る臭気ガスが排気ガス中に漏れることがない。また、熱媒体は、臭気ガスと同じ第２の蓄熱体１３で熱交換を行うことになるが、熱媒体供給系から排出された熱媒体は、燃焼用空気として脱臭炉１内に供給されるので、熱媒体中に臭気ガスが漏れても、臭気ガスが混入された熱媒体が外部に放出されることはない。
【００１８】
図２は、本発明の第２の実施の形態の脱臭装置の概念図である。本例の脱臭装置は、脱臭炉及び熱媒体供給系の構造を除いて図１に示す脱臭炉と同じ構造を有しているので、図１に示す装置と共通する部材は、その符号に２０を加えた符号を付し、説明を省略する。本例の脱臭装置の脱臭炉２１は、臭気ガス供給路側チャンバ２１ａと排気ガス通路側チャンバ２１ｂとを有している。臭気ガス供給路側チャンバ２１ａの内部には、燃料供給ノズル２３の先端部が配置されている。この例では、臭気ガス供給路２５により供給される臭気ガスと燃料管２４を通る燃料との混合ガスを燃料供給ノズル２３に供給している。言い換えるならば、燃料供給ノズル２３が臭気ガスを脱臭炉２１内に供給する臭気ガス供給口２１ｃを構成している。排気ガス通路側チャンバ２１ｂは、排気ガスが排出される排気ガス出口２１ｄを備えている。そして、臭気ガス供給路側チャンバ２１ａと排気ガス通路側チャンバ２１ｂとは、臭気ガス供給口２１ｃと排気ガス出口２１ｄとから離れて位置する連通孔２１ｅで相互に連通している。
【００１９】
本例の脱臭装置の熱媒体供給系では、熱媒体を燃焼用空気として脱臭炉内に供給せず、外部に放出している。また、熱媒体通路３７の第２の蓄熱体３３の下流に第２の蓄熱体３３を出た熱媒体の圧力を検出する圧力センサ３２が配置され、圧力センサ３２の下流に圧力センサ３２からの信号に応じて熱媒体の流量を変化させるダンパ３４が設けられている。
【００２０】
図３は、図２に示す実施の形態の脱臭装置において臭気ガスが第２の蓄熱体３３に入る位置Ｌ１、臭気ガスが第２の蓄熱体３３から出た位置Ｌ２、排気ガスが第１の蓄熱体３１に入る位置Ｌ３、排気ガスが第１の蓄熱体３１から出た位置Ｌ４、熱媒体が第１の蓄熱体３１に入る位置Ｌ５、熱媒体が第１の蓄熱体３１から出た位置Ｌ６、熱媒体が第２の蓄熱体３３に入る位置Ｌ７、熱媒体が第２の蓄熱体３３から出た位置Ｌ８の各位置での各ガスの圧力を示している。本図から分かるように、送風機３５の送風量を調整して熱媒体の位置Ｌ５における熱媒体の圧力を高めて、位置Ｌ８における熱媒体の圧力を位置Ｌ１における臭気ガスの圧力よりΔＰ１だけ高く設定している。本例の脱臭装置では、熱媒体は、臭気ガスと同じ第２の蓄熱体３３で熱交換を行い、臭気ガスは外部に放出されるが、第２の蓄熱体３３から出るＬ８での熱媒体の圧力が第２の蓄熱体３３に入るＬ１での臭気ガスの圧力よりもΔＰ１だけ高いので、第２の蓄熱体３３に入る臭気ガスが熱媒体中に漏れることがない。また、圧力センサ３２の信号に基づいてダンパ３４により熱媒体の圧力を調整できるので、第２の蓄熱体３３を出る熱媒体の圧力を臭気ガスの圧力よりも高く一定に維持することができる。
【００２１】
図４は、本発明の第３の実施の形態の脱臭装置の概念図である。本例の脱臭装置は、脱臭炉の構造を除いて図１に示す脱臭炉と同じ構造を有しているので、図１に示す装置と共通する部材は、その符号に４０を加えた符号を付し、説明を省略する。本例の脱臭装置の脱臭炉４１は、図２に示す脱臭炉２１とほぼ同じ様な構造を有しているが、熱媒体を燃焼用空気として用いる点で図２に示す脱臭炉２１と異なっている。本例も図１に示す第１の実施の形態と同様に熱媒体の圧力調整が不要となり、脱臭装置の制御装置を簡略化できる。
【００２２】
なお、図１及び図４に示すように、熱媒体通路１７，５７から排出される熱媒体を、燃焼用空気として脱臭炉１，４１内に供給する脱臭装置においても、送風機１５，５５の風量を調整して、第２の蓄熱体１３，５３から出る熱媒体の圧力を第２の蓄熱体１３，５３に入る臭気ガスの圧力よりも高くできるのは勿論である。このようにすれば、臭気の除去をより確実なものにできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、排気ガスと臭気ガスとがそれぞれ別々の回転蓄熱式熱交換器を通過するため、従来のように回転蓄熱式熱交換器に入る臭気ガスが排気ガス中に漏れることがない。その結果、本発明の脱臭装置によれば、臭気ガスが排気ガス中に漏れるのを確実に防ぐことができる。また、第１の回転蓄熱式熱交換器で加熱された熱媒体は、臭気ガスを加熱する第２の回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体で熱交換を行うことになるが、熱媒体に漏れた臭気ガスは、適宜な構成を用いて防ぐことができる。例えば、熱媒体供給系から排出された熱媒体を燃焼用空気として用いれば、熱媒体は脱臭炉内で加熱されることになるので、熱媒体中に臭気ガスが漏れても、漏れた臭気ガスは除去される。また、熱媒体を燃焼用空気として脱臭炉内に供給することができない場合には、熱媒体の流量等を適宜に選択して、第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする熱媒体の圧力を第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする臭気ガスの圧力よりも高くすれば、第２の回転蓄熱式熱交換器を通過する臭気ガスが熱媒体中に漏れるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の脱臭装置の概念図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の脱臭装置の概念図である。
【図３】図２に示す実施の形態の脱臭装置における各位置と圧力との関係を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の脱臭装置の概念図である。
【図５】従来の脱臭装置に用いる回転蓄熱式熱交換器の概略図である。
【図６】図５に示す従来の脱臭装置における各位置と圧力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１　脱臭炉
３　燃料供給ノズル
５　臭気ガス供給路
７　排気ガス通路
９　熱交換装置
１１　第１の回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体（第１の蓄熱体）
１３　第２の回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体（第２の蓄熱体）
１５　送風機
１７　熱媒体通路

Claims

内部が高温雰囲気になっていて供給される臭気ガスを高温酸化反応により無臭化する脱臭炉と、前記脱臭炉から排出される排気ガスの熱を利用して前記脱臭炉に供給される前記臭気ガスを加熱する熱交換装置とを具備する脱臭装置であって、
前記熱交換装置は前記排気ガスの熱を熱源とする第１の回転蓄熱式熱交換器と、
熱交換により前記臭気ガスを加熱する第２の回転蓄熱式熱交換器と、
前記第１の回転蓄熱式熱交換器の熱交換によって加熱された気体状の熱媒体を前記臭気ガスを加熱するための熱源として前記第２の回転蓄熱式熱交換器に供給する熱媒体供給系とを備えることを特徴とする脱臭装置。
前記熱媒体供給系から排出される前記熱媒体を燃焼用空気として用いることを特徴とする請求項１に記載の脱臭装置。
前記第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする前記熱媒体の圧力を前記第２の回転蓄熱式熱交換器に出入りする前記臭気ガスの圧力よりも高くしたことを特徴とする請求項１に記載の脱臭装置。
前記熱媒体が空気であり、前記熱媒体供給系から排出される前記空気を燃焼用空気として用いることを特徴とする請求項３に記載の脱臭装置。
前記熱媒体供給系の前記第２の回転蓄熱式熱交換器の下流に前記第２の回転蓄熱式熱交換器を出た前記熱媒体の圧力を検出する圧力センサを配置し、前記熱媒体供給系の前記圧力センサの下流に、前記圧力センサからの信号に応じて前記熱媒体の圧力を変化させるダンパを設けた請求項３に記載の脱臭装置。
前記脱臭炉内に位置する先端部で燃料を燃焼させて前記脱臭炉内に火炎を出す燃料供給ノズルを更に具備する請求項１〜５のいずれか１つに記載の脱臭装置。
前記脱臭炉は、一方の端部に前記燃料供給ノズルの前記先端部が配置され、他方の端部に前記排気ガスが排出される排気ガス出口を備えており、
前記一方の端部と他方の端部との間の中間部分には、前記臭気ガスが供給される臭気ガス供給口が備えられている請求項６に記載の脱臭装置。
前記臭気ガス供給口は、前記脱臭炉の前記中間部分の内周方向に亘って分散する複数の孔により形成されている請求項７に記載の脱臭装置。
前記脱臭炉は、前記臭気ガスが供給される臭気ガス供給口を備え且つ前記燃料供給ノズルの前記先端部が内部に配置された臭気ガス供給路側チャンバと、前記排気ガスが排出される排気ガス出口を備えた排気ガス通路側チャンバとを有しており、
前記臭気ガス供給路側チャンバと前記排気ガス通路側チャンバとは、前記臭気ガス供給口と前記排気ガス出口とから離れた位置で相互に連通している請求項６に記載の脱臭装置。