JP2004257573A

JP2004257573A - 加温装置を設置した有害ガス除去装置

Info

Publication number: JP2004257573A
Application number: JP2003045254A
Authority: JP
Inventors: Masataka Tateishi; 雅孝立石; Masato Katayama; 昌人片山
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】加温によって消化ガス等の燃料ガスの相対湿度を低下させ、有害ガスの除去に用いられる吸着剤の吸着効率を維持または向上させる有害ガス除去装置を得る。
【解決手段】消化ガス等の燃料ガス５に含まれる有害ガスを除去する装置１において、前記有害ガス除去装置１に設置された加温装置２で消化ガス等の燃料ガス５を加温する。前記加温装置１には電気式ヒーター２が使用される。また、電気式ヒーターの代わりに内燃機関等で排出される排ガスを利用した加温装置よっても加温できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥処理場等で生成する消化ガスを燃料として使用するプラント内における有害ガス除去装置に関する。
詳細には、構造の改良によってプラント内における有害ガス除去装置の有害ガス除去率の向上及び安定した除去率の確保を目的とする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、有害成分の除去設備での有害ガス除去の技術は公知となっている。
例えば、下記特許文献１や下記特許文献２に開示されるものがある。この特許文献１のものは、冷却して水分を凝縮分離して有害ガスを除去することとしている。
【０００３】
特許文献２のものは、潮解方式で水分除去を行って有害ガスを除去することとしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３８８５１号公報
【特許文献２】
特開２００２−２７６８９７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１のものは、消化ガスに大量に含まれた水分を冷却で凝縮分離するため、常温の水等との熱交換による冷却では足りず、少なくとも氷点以下の冷却ができる設備が必要である。また、エネルギーの再利用と言う観点から冷熱は利用しにくいという不具合があった。
【０００６】
上記特許文献２のものは、水分除去を潮解方式で行うため、イオン結晶が大量に必要である。また、定期的に交換、乾燥作業を要し、煩雑であるという不具合があった。
【０００７】
本発明の目的は、水分を実質的に除去するのではなく、加温によって消化ガス等の燃料ガスの相対湿度を低下させ、有害ガスの除去に用いられる吸着剤の吸着効率を維持または向上させようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、燃料ガスに含まれる有害ガスを除去する装置において、前記有害ガス除去装置に設置された加温装置で燃料ガスを加温するものである。
【００１０】
請求項２においては、前記燃料ガスを加温する電気式ヒーターが前記有害ガス除去装置に設置されるものである。
【００１１】
請求項３においては、前記燃料ガスが燃焼部で燃焼することにより発生する排ガスを用いて、燃料ガスを加温する加温装置が前記有害ガス除去装置に設置されるものである。
【００１２】
請求項４においては、前記燃料ガスが燃焼部で燃焼することにより発生する排ガスを用いたものであり、かつ、サイレンサー機能を有する加温装置が前記有害ガス除去装置に設置されるものである。
【００１３】
請求項５においては、前記燃料ガスが燃焼部で燃焼するときに発生する熱を用いて有害ガス除去装置に給気された燃料ガスを加温するものである。
【００１４】
請求項６においては、燃料ガスが加温された場合において、有害ガス除去後に燃焼部へ給気される前に、前記燃料ガスを冷媒により冷却するものである。
【００１５】
請求項７においては、燃料ガスが加温された場合において、有害ガス除去後に燃焼部へ給気される前に、前記燃料ガスから冷媒により熱を回収するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る有害ガス除去装置の一実施形態であって、加温装置として電気式ヒーターが設置されている有害ガス除去装置を含むプラントを示す図である。
【００１７】
図１に示すプラントＡは、有害ガス除去装置１、有害ガス除去装置１に設置される電気式ヒーター２、温度指示調節計３、内燃機関４とから構成されている。
【００１８】
消化ガス等の燃料ガス５が有害ガス除去装置１に給気され、電気式ヒーター２により加温される。このとき、有害ガス除去装置１から排気された消化ガス等の燃料ガス５’の温度が所望した温度となるように、有害ガス除去装置１に設置されている電気式ヒーター２の出力は温度指示調節計３により調節される構成となっている。
加温後、有害ガス除去装置１から排気された消化ガス等の燃料ガス５’は内燃機関４に給気され、燃焼後排ガス６となって大気へ放散される。
【００１９】
このプラントＡの有害ガス除去装置１は、有機Ｓｉ系ガス等を含む消化ガス等の燃料ガス５を前記有害ガス除去装置１に設置された電気式ヒーター２で加温することにより、前記消化ガス等の燃料ガス５の相対湿度を低下させる。その結果、有害ガス除去装置１内の活性炭等の有害ガス吸着剤に水分が吸着したり結露したりするのを防ぐことができる。よって、有害ガス吸着剤の吸着効率を高いまま維持することができ、有害ガスの除去が十分にできることになる。
【００２０】
図２は本発明に係る有害ガス除去装置の一実施形態であって、内燃機関等から排出される排ガスを利用した加温装置が設置された有害ガス除去装置を含むプラントを示す図である。
【００２１】
図２に示すプラントＢは、有害ガス除去装置１’、温度指示調節計３’、内燃機関４、内燃機関４から排出される排ガス６を用いた加温装置２’、調節弁７とから構成されている。
【００２２】
消化ガス等の燃料ガス５が有害ガス除去装置１’に給気されるが、最初は排ガス６を利用した加温はできないので電気式ヒーターで加温しても良い。有害ガス除去装置１’から排気された消化ガス等の燃料ガス５’は内燃機関４に給気されて燃焼する。
内燃機関４から出る排ガス６を利用した加温装置２’により、有害ガス除去装置１’に給気された消化ガス等の燃料ガス５を加温する。このとき、有害ガス除去装置１’から排気された消化ガス等の燃料ガス５’の温度が温度指示調節計３’で設定した温度となるように、調節弁７で排ガス６の加温装置２’への流量が調節される構成となっている。
消化ガス等の燃料ガス５の加温に使用された排ガス６’は大気へ放散される。また、加温に使用されなかった排ガス６’’も同様に大気へ放散される。
【００２３】
このプラントＢの有害ガス除去装置１’は、プラントＡの有害ガス除去装置１と同様に有害ガスの除去が十分にできる。
また、このプラントＢの有害ガス除去装置１’は電気式ヒーター２を用いずに（用いても最初の一定時間のみ）、従来大気へ放散されてしまっていた内燃機関４で排気される排ガス６の熱を利用するものである。よって、電気式ヒーター２による余分なエネルギーの消費をなくすことができるばかりか、内燃機関４で排気される排ガス６の熱を加温装置２’に利用できるのでエネルギー効率が優れている。
【００２４】
図３は前記プラントＢに本発明に係る熱交換器を設置したプラントを示す図である。
【００２５】
図３に示すプラントＣは、有害ガス除去装置１’、温度指示調節計３’、温度指示調節計３’’、内燃機関４、加温装置２’、調節弁７、調節弁７’、熱交換器８とから構成されている。
【００２６】
消化ガス等の燃料ガス５が有害ガス除去装置１’に給気されるが、最初は排ガス６を利用した加温はできないので電気式ヒーターで加温しても良い。
有害ガス除去装置１’から排気された消化ガス等の燃料ガス５’は、熱交換器８で冷却水９により冷却される。このとき、冷却された消化ガス等の燃料ガス５’’の温度が温度指示調節計３’’で設定した温度となるように、弁７’で冷却水９の流量が調節される構成となっている。
冷却された消化ガス等の燃料ガス５’’は内燃機関４に給気されて燃焼する。この内燃機関４からの排ガス６を利用した加温装置２’により消化ガス等の燃料ガス５を加温する。このとき、有害ガス除去装置１’から排気された消化ガス等の燃料ガス５’の温度が温度指示調節計３’で設定した温度となるように、弁７で排ガス６の加温装置２’への流量が調節される構成となっている。
消化ガス等の燃料ガス加温に使用された排ガス６’は大気へ放散される。また、加温に使用されなかった排ガス６’’も同様に大気へ放散される。
【００２７】
このプラントＣの有害ガス除去装置１’はプラントＢの有害ガス除去装置１’と同一のものであるから、有害ガスの十分な除去とエネルギー効率の向上ができる。
一般に内燃機関は消化ガス等の燃料ガス等の温度が高いほど熱効率が低下するが、本プラントＣにおいては、熱交換器８により消化ガス等の燃料ガス５’’を十分冷却してから内燃機関４に給気するので、内燃機関４の熱効率を向上させることができる。また、冷却水９が消化ガス等の燃料ガス５’から回収した熱で温水や蒸気となっているときは、温水プールや発電等の熱の有効利用が図れ、プラントの総合効率が向上する。
【００２８】
図４は本発明に係る有害ガス除去装置であって、内燃機関等から排出される排ガスを利用したサイレンサー機能を有する加温装置が設置された有害ガス除去装置の縦断面図。
【００２９】
図４に示す有害ガス除去装置１’’には、加温装置２’’が内部に設置されている。活性炭等の有害ガス吸着剤はこの図では、省略している。
【００３０】
排ガス６を熱源として用いた加温装置２’’はサイレンサー機能を有する。加温装置２’’の中を排ガス６が流れているとき、加温装置２’’の外表面１０に伝わって放熱される排ガス６の熱を利用して、加温装置２’’の外表面１０と有害ガス除去装置１’’内表面１１の間の空気層１２に消化ガス等の燃料ガス５を給気して加温する。加温後、活性炭等の有害ガス吸着剤により有害ガスが除去され、消化ガス等の燃料ガス５’として排気される。
【００３１】
この有害ガス除去装置１’’により有害ガスが十分除去されると同時に、サイレンサー機能により排気音のカットも実現できる。
【００３２】
さらに他の実施例として、内燃機関本体の放熱の一部を加温源として利用するものがある。例えば、上記サイレンサー機能を有する加温装置１１の代わりに内燃機関の加温源であり騒音源である箇所を用いて、消化ガス等の燃料ガスを加温すると同時にその部分を防音するというものである。
【００３３】
この実施例により、前記サイレンサー機能のある有害ガス除去装置と同様、有害ガスが十分除去されると同時に、内燃機関の騒音のカットも実現できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００３５】
即ち、請求項１に示すように、消化ガス等に含まれる有害ガスを除去する装置において、該有害ガス除去装置に設置された加温装置で消化ガス等の燃料ガスを加温するので、
消化ガス等の燃料ガスの相対湿度を低下させ、有害ガス除去装置に用いられる活性炭等の吸着剤への水分の結露や吸着を防ぐことができる。従来では、吸着剤に水分が結露又は吸着することで有害ガスの除去率が低下し、更には除去装置内部にて消化ガス等の燃料ガスの偏流を生じさせ除去率が不安定になっていた。しかし、本発明によれば、吸着剤の吸着効率を高いまま維持することができ、消化ガス等の燃料ガスに含まれる有機Ｓｉ系ガス等の有害な成分を十分に除去できる。
【００３６】
請求項２に示すように、消化ガス等の燃料ガスを加温する電気式ヒーターが有害ガス除去装置に設置されているので、
容易に消化ガス等の燃料ガスを加温することができ、上記請求項１の効果を達成することができる。
【００３７】
請求項３に示すように、消化ガス等の燃料ガスが内燃機関等で燃焼することにより発生する排ガスを用いて、消化ガス等の燃料ガスを加温する加温装置が有害ガス除去装置に設置されているので、
容易に消化ガス等の燃料ガスを加温することができ、上記請求項１と同様の効果を達成することができる。また、上記ヒーターを用いずに排ガスを熱媒として利用することで、無駄なエネルギー消費を無くし、エネルギー効率を向上できる。
【００３８】
請求項４に示すように、消化ガス等の燃料ガスが加温された場合において、有害ガス除去後に内燃機関等へ給気される前に、該消化ガス等の燃料ガスを水等により冷却するので、
高温度のまま消化ガス等の燃料ガスを使用する場合に比べ、内燃機関の熱効率を向上できる。
【００３９】
請求項５に示すように、消化ガス等の燃料ガスが加温された場合において、有害ガス除去後に内燃機関等へ給気される前に、該消化ガス等の燃料ガスから水等により熱を回収するので、
熱の有効利用が図れ、プラント総合効率を向上できる。例えば、温水であれば温水プールへの利用、蒸気であれば蒸気タービンを回転させての発電等への利用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加温装置として電気式ヒーターが設置されている有害ガス除去装置を含むプラントを示す図。
【図２】内燃機関等から排出される排ガスを利用した加温装置が設置された有害ガス除去装置を含むプラントを示す図。
【図３】前記プラントＢに本発明に係る熱交換器を設置したプラントを示す図。
【図４】内燃機関等から排出される排ガスを利用したサイレンサー機能を有する加温装置が設置された有害ガス除去装置の縦断面図。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃプラント
１、１’、１’’ 有害ガス除去装置
２、２’、２’’ 加温装置
３、３’、３’’ 温度指示調節計
４内燃機関
５、５’ 消化ガス等の燃料ガス
６、６’、６’’ 排ガス
７、７’ 調節弁
８熱交換器
９冷却水

Claims

燃料ガスに含まれる有害ガスを除去する装置において、
前記有害ガス除去装置に設置された加温装置で燃料ガスを加温することを特徴とする有害ガス除去装置。
前記加温装置が電気式ヒーターであることを特徴とする請求項１に記載の有害ガス除去装置。
前記加温装置は、前記燃料ガスが燃焼部で燃焼することにより発生する排ガスの熱を用いて前記燃料ガスを加温することを特徴とする請求項１に記載の有害ガス除去装置。
前記加温装置は、前記燃料ガスが燃焼部で燃焼することにより発生する排ガスの熱を用いて有害ガス除去装置に給気された燃料ガスを加温するものであり、かつ、前記加温装置は、前記燃焼ガスが燃焼部で燃焼されるときの騒音を抑えるサイレンサー機能を有することを特徴とする請求項１に記載の有害ガス除去装置。
前記加温装置は、前記燃料ガスが燃焼部で燃焼するときに発生する熱を用いて有害ガス除去装置に給気された燃料ガスを加温するものであることを特徴とする請求項１に記載の有害ガス除去装置。
燃料ガスが加温された場合であって、有害ガス除去後に燃焼部へ給気される前に、前記燃料ガスを冷媒により冷却することを特徴とする熱交換器。
燃料ガスが加温された場合であって、有害ガス除去後に燃焼部へ給気される前に、前記燃料ガスから冷媒により熱を回収することを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。