JP2004257642A - Ignition device of catalytic oxidation device used in fire work restriction area - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火気使用制限場所で用いる触媒酸化器の着火装置に関し、より詳しくは、火気使用制限場所で発生ないし排出される各種可燃性ガスを酸化処理するための触媒酸化器の着火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
触媒酸化器は、バーナーによる火炎燃焼と比較して燃焼範囲に制限がなく、低温で酸化反応、すなわち酸化処理を行うことができる。この特徴から、触媒酸化器は、自動車排ガスその他の各種排ガスや有臭ガス等の酸化処理による浄化のほか、ヒーター、センサー等の用途に広く用いられている。
【０００３】
触媒酸化器では、その反応開始時において、可燃性ガスが反応開始温度に達しない場合や酸化反応が自立しない場合に、触媒酸化器を加熱する必要がある。このため、一般的に、火炎や電気ヒーターにより、被処理可燃性ガスを全量予熱したり、触媒酸化器全体を加熱し、酸化反応を維持させる方法がとられている。図１は上記予熱ないし加熱の態様を示す図で、図１（ａ）はバーナーの火炎により加熱する態様、図１（ｂ）は電気ヒーターにより加熱する態様である。
【０００４】
しかし、バーナーによる酸化処理は火炎、すなわち裸火による酸化処理である。このため、触媒酸化器の設置箇所、あるいは設置条件が火炎を使用できない環境下、例えば可燃性ガス雰囲気や法律上防爆が義務づけられている状況では、火炎を用いる従来の反応開始方法を使用することはできない。また、電気ヒーターを用いる方法では、別途電源が必要になる上、大型の、すなわち触媒サイズ相当の防爆型電気ヒーターが要求されるため装置コストが上昇する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、火気使用制限場所で用いる触媒酸化器について、上記防爆すなわち安全性の問題を解決するとともに、予め触媒を加熱しておき、これに予め空気を混合した可燃性ガスを通じることによって酸化反応を自立させる触媒酸化器の着火装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は（１）可燃性ガス及び空気の混合ガスを供給するガス供給管に連結された触媒酸化器の着火装置であって、触媒酸化器に対して、それ自体の着火用電気ヒーターを備えるパイロット触媒層を配置し、パイロット触媒層にガス供給管から分岐した分岐管を連結するとともに、パイロット触媒層で生成する反応ガスの導管を触媒酸化器の酸化触媒の前面に臨ませてなり、パイロット触媒層において、分岐管を介して導入される少量の可燃性ガス及び空気を常時反応させ、その反応熱により触媒酸化器を常時加熱するようにしてなることを特徴とする触媒酸化器の着火装置を提供する。
【０００７】
本発明は（２）可燃性ガス及び空気の混合ガスを供給するガス供給管に連結された触媒酸化器の着火装置であって、触媒酸化器に対して、加温器を備えたメタノール容器を配置し、触媒酸化器の着火時に、加温器によりメタノール容器を加熱してメタノールを蒸発させ、酸化触媒層で蒸発メタノールを空気により酸化処理して触媒酸化器を加熱するようにしてなることを特徴とする触媒酸化器の着火装置を提供する。
【０００８】
本発明は（３）可燃性ガス及び空気の混合ガスを供給するガス供給管に連結された触媒酸化器の着火装置であって、触媒酸化器に対して、加温器を備えたメタノール容器及び該容器から蒸発したメタノールを酸化処理する酸化触媒層を併置したパイロット触媒層を配置するとともに、酸化触媒層をパイロット触媒層の前面に臨ませ、且つ、ガス供給管から分岐した分岐管をメタノールの酸化触媒層及びパイロット触媒層に連結してなり、触媒酸化器の着火時に、加温器によりメタノール容器を加熱してメタノールを蒸発させ、酸化触媒層及びパイロット触媒層で蒸発メタノールを空気により酸化処理し、その反応ガスにより触媒酸化器を加熱するようにしてなることを特徴とする触媒酸化器の着火装置を提供する。
【０００９】
本発明は（４）可燃性ガス及び空気の混合ガスを供給するガス供給管に連結された触媒酸化器の着火装置であって、触媒酸化器に対して、噴霧手段を備えたメタノール容器を配置し、触媒酸化器の着火時に、噴霧手段によりメタノール容器中のメタノールを噴霧させ、酸化触媒層で噴霧メタノールを空気により酸化処理して触媒酸化器を加熱するようにしてなることを特徴とする触媒酸化器の着火装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明で対象とする触媒酸化器は、容器内に酸化用触媒（酸化触媒）を配置して構成され、火気の使用が禁止又は制限されている工場内で放散されているＣＨ４等の温室効果の高い可燃ガスや有臭ガスの処理、塗料工場の乾燥工程のような爆発性雰囲気におけける加熱源等の用途に用いられる。酸化触媒としては、可燃性ガスを酸化する触媒であれば特に限定はないが、好ましくはＰｔ、Ｐｄ、あるいはＲｈなどの貴金属触媒が用いられる。貴金属触媒はセラミック繊維等の担体に担持した形やモノリス体に担持した形で用いられる。
【００１１】
本発明においては、当該触媒酸化器に着火装置を付設し、これにより触媒酸化器中の酸化触媒を加熱する。そして、加熱された当該触媒酸化器に空気を予め混合した可燃性ガスを通すことにより、触媒酸化器において酸化反応を行い且つ自立させる。本発明における着火装置としては、▲１▼パイロット触媒方式、▲２▼メタノール酸化処理方式（その１）、▲３▼メタノール酸化によるパイロット触媒方式及び▲４▼メタノール酸化処理方式（その２）が用いられる。
【００１２】
〈▲１▼パイロット触媒方式〉
図２は▲１▼パイロット触媒方式の着火装置の態様を示す図である。図２のとおり、触媒酸化器には処理すべき可燃性ガス、すなわち被処理可燃性ガスと空気の混合ガス供給管が連結されている。本方式▲１▼においては、当該触媒酸化器に小型の電気ヒーターを備えたパイロット触媒層を付設する。その際、該混合ガス供給管から分岐管を分岐させ、これをパイロット触媒層に連結し、分岐された可燃性ガスと空気の混合ガスをパイロット触媒層に供給する。
【００１３】
可燃性ガスと空気の混合ガスの切り替えは、ガス供給管において、その分岐管の分岐位置の後部に設けられたバルブの開閉により行われる。パイロット触媒層の後部、すなわち分岐管と相対する側には、反応ガス導管が配置され、反応ガス導管は触媒酸化器の酸化触媒の前面に臨ませてある。パイロット触媒層での反応ガスは該導管を経て酸化触媒に供給される。
【００１４】
パイロット触媒層での分岐混合ガスの酸化開始は、電気ヒーターによる加熱により行われる。酸化開始後、パイロット触媒層で生成させた反応ガスを反応ガス導管を経て酸化触媒に供給し、酸化触媒を常時加熱する。触媒酸化器の酸化触媒は常時加熱されているので、被処理可燃性ガスは、混合ガス供給管に設けられたバルブを開に切り替えるだけで酸化処理される。
【００１５】
〈▲２▼メタノール酸化処理方式（その１）〉
この方式▲２▼は、メタノールの酸化処理開始温度が常温であることを利用し、メタノールを触媒により酸化し酸化処理する。その反応熱（燃焼熱）により、触媒酸化器中の酸化触媒を処理すべき可燃性ガス（すなわち被処理可燃性ガス）の反応開始温度まで加熱する。なお、エタノールは常温で酸化反応をしないので使えない。図３は本▲２▼メタノール酸化処理方式の着火装置の態様を示す図である。
【００１６】
図３のとおり、触媒酸化器にはガス供給管、すなわち被処理可燃性ガスと空気との混合ガスの供給管が連結されている。本方式▲２▼においては、当該触媒酸化器に、加温器を備えたメタノール（沸点＝６４．７℃）収容容器と、加温器により蒸発したメタノールを酸化処理する酸化触媒層を付設する。メタノールの収容容器に備えられた加温器は、メタノール収容容器を囲んだ容器に鉄粉等の発熱体を充填することで構成される。
【００１７】
上記蒸発したメタノールを酸化処理する酸化触媒層の触媒としては綿状触媒等が用いられ、当該酸化触媒層は触媒酸化器の酸化触媒の前面に臨ませてある。ここで、綿状触媒はセラミック製繊維（含：不織布）やセラミック製織布にＰｔやＰｄ、あるいはＲｈ等の貴金属酸化触媒を担持、付着させてなる触媒である。
【００１８】
メタノールを酸化処理する酸化触媒層での酸化処理の開始に際しては、まず発熱体すなわち鉄粉等に空気を通して鉄粉等を酸化、発熱させ、その熱により収容容器からメタノールを蒸発させる。鉄粉等の発熱体の容器（メタノールの収容容器を囲んだ容器）はカセット式とし、当該酸化触媒層での酸化処理の開始ごとに取り替えるようにしてもよい。
【００１９】
蒸発したメタノールは酸化触媒層に至る。一方、ガス供給管から空気を供給して、蒸発メタノールを酸化触媒層で着火し、酸化処理する。酸化触媒層は触媒酸化器中の酸化触媒の前面に臨ませてあるので、触媒酸化器中の酸化触媒はメタノールの酸化処理ガスにより加熱される。酸化触媒が１００〜４００℃程度に加熱された時点で、可燃性ガスと空気の混合ガスをガス供給管により供給し、触媒酸化器を作動させる。
【００２０】
〈▲３▼メタノール酸化によるパイロット触媒方式〉
この方式▲３▼は、前記▲１▼パイロット触媒方式におけるパイロット触媒を▲２▼メタノールの酸化、酸化処理により自立させる方式である。図４は、本▲３▼メタノール酸化によるパイロット触媒方式による着火装置の態様を示す図である。図４のとおり、触媒反応器には処理すべき可燃性ガス（すなわち被処理可燃性ガス）と空気の混合ガス用のガス供給管が連結されている。
【００２１】
当該触媒酸化器にパイロット触媒層を付設する。パイロット触媒層には加温器を備えたメタノール（沸点＝６４．７℃）の収容容器と、蒸発したメタノールを酸化処理する酸化触媒層を付設する。その際、ガス供給管から分岐管を分岐させ、これをパイロット触媒層に連結する。そして分岐管から空気をパイロット触媒層に供給する。
【００２２】
本方式▲３▼においては、メタノール収容容器に備えられた加温器は、メタノール容器を囲んだ容器に鉄粉等の発熱体を充填することで構成される。蒸発したメタノールを酸化処理する酸化触媒層の触媒としては綿状触媒等が用いられ、該酸化触媒層はパイロット触媒層の前面に臨ませてある。ここで、綿状触媒はセラミック製繊維（含：不織布）やセラミック製織布にＰｔ等の酸化触媒を付着させてなる触媒である。
【００２３】
メタノールを酸化処理する酸化触媒層での酸化処理の開始に際しては、まず鉄粉等に空気を通して鉄粉等を酸化、発熱させ、その熱により収容容器からメタノールを蒸発させる。蒸発したメタノールは酸化触媒層に至る。一方、空気を分岐管を介して供給して、蒸発したメタノールを酸化触媒層で着火し酸化処理する。酸化触媒層はパイロット触媒層の前面に臨ませてあるので、パイロット触媒層は反応ガスにより加熱され自立する。
【００２４】
パイロット触媒層での酸化処理が自立した時点で、ガス供給管から分岐された可燃性ガスと空気の混合ガスをパイロット触媒層に供給して酸化処理する。反応ガスを反応ガス導管を介して触媒酸化器中の酸化触媒に供給して加熱する。これにより触媒酸化器中の酸化触媒は常時加熱されているので、被処理可燃性ガスは、混合ガス供給管に設けられたバルブを開に切り替えるだけで、触媒酸化器において酸化処理される。
【００２５】
〈▲４▼メタノール酸化処理方式（その２）〉
前記方式▲２▼において、メタノールを加温器により蒸発させるに代えて、メタノールを噴霧することにより、酸化触媒層で酸化処理することができる。図５はこの態様を示す図である。図５のとおり、メタノールを加熱するのに代えて空気圧等により噴霧する構成とする。メタノール収容容器内の上部から空気圧を加えることで収容容器内のメタノールを噴霧ノズルから噴霧する。この点以外は図３に示す態様と同様である。
【００２６】
噴霧されたメタノールは酸化触媒層に至る。一方、ガス供給管から空気を供給して、噴霧メタノールを酸化触媒層で着火、酸化処理する。酸化触媒層は触媒酸化器の酸化触媒の前面に臨ませてあるので、触媒酸化器中の酸化触媒はメタノールの酸化処理ガスにより加熱される。可燃性ガスが例えば天然ガス等メタンを主成分とするガスの場合、酸化触媒が４００℃程度に加熱された時点で、可燃性ガスと空気の混合ガスをガス供給管により供給し、触媒酸化器を作動させる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明するが、本発明が実施例に限定されないことは勿論である。本実施例では図２に示すパイロット触媒方式の装置を用いた。
【００２８】
触媒酸化器及びパイロット触媒層にはＰｔ触媒（セラミック繊維にＰｔを担持した触媒：Ｐｔ担持量２ｗｔ％）を充填した。パイロット触媒層には小型の電気ヒーターを配置した。ガス供給管からの分岐管がパイロット触媒層に連結され、パイロット触媒層での反応ガスはその導出管を介して触媒酸化器中の酸化触媒の前面に供給される。
【００２９】
バルブは、触媒酸化器を作動させない間は閉とした。可燃性ガスと空気の混合ガスを分岐管を経てパイロット触媒層に導入した。パイロット触媒層での分岐混合ガスの酸化開始は、電気ヒーターによる加熱で行った。酸化開始後、パイロット触媒層で生成した反応ガスを反応ガス導管を経て触媒酸化器に供給し、触媒酸化器中の酸化触媒を常時加熱した。
【００３０】
火気の使用が禁止又は制限されている工場内で放散されている分析計排気ガス（メタンが主成分）の放散管の先端に上記触媒酸化器を設置した。ガス管に設けられたバルブを開として、分析計排気ガスを酸化処理し、メタンを二酸化炭素に変換して放散することで、温室ガス排出量を低減した。上記のとおり、触媒酸化器中の酸化触媒は常時加熱されているので、分析計の起動、停止に無関係に円滑に着火し、メタンをリークすることなく安定した酸化反応を継続することができた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、火気使用制限場所で用いる触媒酸化器において、防爆すなわち安全性の問題を解決するとともに、触媒酸化器中の酸化触媒を予め加熱しておき、これに空気を混合した可燃性ガスを通すことによって酸化反応を自立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】触媒酸化器で酸化反応を維持させる従来の態様を示す図
【図２】本発明の態様例を示す図
【図３】本発明の態様例を示す図
【図４】本発明の態様例を示す図
【図５】本発明の態様例を示す図[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ignition device for a catalytic oxidizer used in a place where fire use is restricted, and more particularly, to an igniter for a catalytic oxidizer for oxidizing various combustible gases generated or discharged in a place where fire use is restricted.
[0002]
[Prior art]
The catalytic oxidizer has no restriction on the combustion range as compared with the flame combustion by the burner, and can perform the oxidation reaction, that is, the oxidation treatment at a low temperature. Due to this feature, catalytic oxidizers are widely used for applications such as heaters and sensors, in addition to purification by oxidation treatment of automobile exhaust gas and other various exhaust gases and odorous gas.
[0003]
In the catalytic oxidizer, it is necessary to heat the catalytic oxidizer when the combustible gas does not reach the reaction start temperature or when the oxidation reaction does not become independent at the start of the reaction. Therefore, generally, a method of preheating the entire combustible gas to be treated by a flame or an electric heater or heating the entire catalytic oxidizer to maintain the oxidation reaction has been adopted. FIG. 1 is a view showing the above-mentioned preheating or heating mode. FIG. 1 (a) shows a mode of heating by a burner flame, and FIG. 1 (b) shows a mode of heating by an electric heater.
[0004]
However, the oxidation treatment by the burner is a flame, that is, an oxidation treatment by an open flame. For this reason, in a place where the catalytic oxidizer is installed or in an environment where the installation conditions cannot use a flame, for example, in a flammable gas atmosphere or in a situation where explosion proof is required by law, use a conventional reaction initiation method using a flame. Can not. In addition, in the method using an electric heater, a separate power source is required, and a large explosion-proof electric heater equivalent to a catalyst size is required.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned explosion proof, that is, the problem of safety for a catalytic oxidizer used in a place where fire use is restricted, and oxidizes the catalyst by heating a catalyst in advance and passing a combustible gas mixed with air in advance. It is an object of the present invention to provide a catalyst oxidizer ignition device that makes a reaction self-supporting.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to (1) an apparatus for igniting a catalytic oxidizer connected to a gas supply pipe for supplying a mixed gas of combustible gas and air, wherein the catalytic oxidizer is provided with its own electric heater for ignition. A pilot catalyst layer is arranged, a branch pipe branched from a gas supply pipe is connected to the pilot catalyst layer, and a conduit of a reaction gas generated in the pilot catalyst layer faces the front of the oxidation catalyst of the catalytic oxidizer. In the catalyst layer, a small amount of combustible gas and air introduced through a branch pipe are always reacted, and the reaction heat is used to constantly heat the catalyst oxidizer, and the ignition device for the catalyst oxidizer is characterized in that I will provide a.
[0007]
The present invention provides (2) a catalyst oxidizer ignition device connected to a gas supply pipe for supplying a mixed gas of combustible gas and air, wherein a methanol container provided with a heater is provided for the catalyst oxidizer. When the catalyst oxidizer is ignited, the methanol container is heated by a heater to evaporate the methanol, and the evaporated methanol is oxidized by air in the oxidation catalyst layer to heat the catalyst oxidizer. A igniter for a catalytic oxidizer is provided.
[0008]
The present invention relates to (3) a catalyst oxidizer ignition device connected to a gas supply pipe for supplying a mixed gas of combustible gas and air, wherein a methanol container provided with a heater for the catalyst oxidizer; A pilot catalyst layer provided with an oxidation catalyst layer for oxidizing methanol evaporated from the vessel is arranged, and the oxidation catalyst layer faces the front surface of the pilot catalyst layer, and a branch pipe branched from the gas supply pipe is formed of methanol. It is connected to the oxidation catalyst layer and pilot catalyst layer, and when the catalyst oxidizer is ignited, the methanol container is heated by a heater to evaporate the methanol, and the evaporated methanol is oxidized by air in the oxidation catalyst layer and pilot catalyst layer. Further, the present invention provides an apparatus for igniting a catalytic oxidizer, wherein the catalytic oxidizer is heated by the reaction gas.
[0009]
The present invention is (4) an ignition device for a catalytic oxidizer connected to a gas supply pipe for supplying a mixed gas of combustible gas and air, wherein a methanol container provided with a spraying means is disposed with respect to the catalytic oxidizer. The catalyst is characterized in that, when the catalyst oxidizer is ignited, the methanol in the methanol container is sprayed by spraying means, and the sprayed methanol is oxidized by air in the oxidation catalyst layer to heat the catalyst oxidizer. An oxidizer ignition device is provided.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The catalytic oxidizer of the present invention is configured by arranging an oxidizing catalyst (oxidizing catalyst) in a container, and is a greenhouse such as CH 4 radiated in a factory where the use of fire is prohibited or restricted. It is used for the treatment of highly effective combustible gas and odorous gas, and as a heating source in an explosive atmosphere such as a drying process in a paint factory. The oxidation catalyst is not particularly limited as long as it is a catalyst that oxidizes a combustible gas, but preferably a noble metal catalyst such as Pt, Pd, or Rh is used. The noble metal catalyst is used in a form supported on a carrier such as a ceramic fiber or a form supported on a monolith body.
[0011]
In the present invention, an ignition device is attached to the catalytic oxidizer, thereby heating the oxidation catalyst in the catalytic oxidizer. Then, by passing a combustible gas mixed with air in advance through the heated catalyst oxidizer, an oxidation reaction is performed in the catalyst oxidizer and the catalyst oxidizer becomes independent. As the ignition device in the present invention, (1) a pilot catalyst system, (2) a methanol oxidation treatment system (part 1), (3) a pilot catalyst system by methanol oxidation, and (4) a methanol oxidation treatment system (part 2) are used. Can be
[0012]
<(1) Pilot catalyst method>
FIG. 2 is a diagram showing (1) an embodiment of a pilot catalyst type ignition device. As shown in FIG. 2, a combustible gas to be treated, that is, a mixed gas supply pipe of a combustible gas to be treated and air is connected to the catalytic oxidizer. In the method (1), a pilot catalyst layer provided with a small electric heater is attached to the catalytic oxidizer. At that time, a branch pipe is branched from the mixed gas supply pipe and connected to the pilot catalyst layer, and the branched mixed gas of combustible gas and air is supplied to the pilot catalyst layer.
[0013]
Switching between the combustible gas and air mixture gas is performed by opening and closing a valve provided at a rear portion of the gas supply pipe at a branch position of the branch pipe. At the rear of the pilot catalyst layer, that is, on the side opposite the branch pipe, a reaction gas conduit is arranged, which faces the front of the oxidation catalyst of the catalytic oxidizer. The reaction gas in the pilot catalyst layer is supplied to the oxidation catalyst through the conduit.
[0014]
The oxidation of the branched mixed gas in the pilot catalyst layer is started by heating with an electric heater. After the start of the oxidation, the reaction gas generated in the pilot catalyst layer is supplied to the oxidation catalyst through a reaction gas conduit, and the oxidation catalyst is constantly heated. Since the oxidation catalyst of the catalytic oxidizer is constantly heated, the flammable gas to be processed is oxidized only by opening a valve provided in the mixed gas supply pipe.
[0015]
<(2) Methanol oxidation treatment method (1)>
The method (2) utilizes the fact that the temperature at which the oxidation of methanol is started is at room temperature, and oxidizes methanol by oxidizing it with a catalyst. The reaction heat (combustion heat) heats the oxidation catalyst in the catalytic oxidizer to the reaction start temperature of the combustible gas to be treated (that is, the combustible gas to be treated). In addition, ethanol cannot be used because it does not oxidize at room temperature. FIG. 3 is a view showing an embodiment of the ignition device of the present (2) methanol oxidation treatment system.
[0016]
As shown in FIG. 3, a gas supply pipe, that is, a supply pipe for a mixed gas of combustible gas to be treated and air is connected to the catalytic oxidizer. In the method (2), the catalyst oxidizer is provided with a methanol (boiling point = 64.7 ° C.) storage container provided with a heater and an oxidation catalyst layer for oxidizing methanol evaporated by the heater. . The heater provided in the methanol storage container is configured by filling a heating element such as iron powder into a container surrounding the methanol storage container.
[0017]
A cotton-like catalyst or the like is used as a catalyst of the oxidation catalyst layer for oxidizing the evaporated methanol, and the oxidation catalyst layer faces the front surface of the oxidation catalyst of the catalytic oxidizer. Here, the flocculent catalyst is a catalyst formed by carrying and attaching a noble metal oxidation catalyst such as Pt, Pd, or Rh to ceramic fibers (including nonwoven fabric) or ceramic woven fabric.
[0018]
At the start of the oxidation treatment in the oxidation catalyst layer for oxidizing methanol, first, air is passed through a heating element, such as iron powder, to oxidize the iron powder and generate heat, and the heat evaporates methanol from the container. The container for the heating element such as iron powder (a container surrounding the container for storing methanol) may be of a cassette type, and may be replaced each time the oxidation treatment in the oxidation catalyst layer is started.
[0019]
The evaporated methanol reaches the oxidation catalyst layer. On the other hand, air is supplied from a gas supply pipe, and the evaporated methanol is ignited by the oxidation catalyst layer to perform oxidation treatment. Since the oxidation catalyst layer faces the front of the oxidation catalyst in the catalyst oxidizer, the oxidation catalyst in the catalyst oxidizer is heated by the oxidizing gas of methanol. When the oxidation catalyst is heated to about 100 to 400 ° C., a mixed gas of combustible gas and air is supplied through a gas supply pipe to operate the catalyst oxidizer.
[0020]
<3> Pilot catalyst system by methanol oxidation>
This system (3) is a system in which the pilot catalyst in the (1) pilot catalyst system is made independent by (2) oxidation of methanol and oxidation treatment. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of an ignition device based on the pilot catalyst system based on (3) methanol oxidation. As shown in FIG. 4, a gas supply pipe for a mixed gas of a combustible gas to be treated (that is, a combustible gas to be treated) and air is connected to the catalytic reactor.
[0021]
A pilot catalyst layer is attached to the catalytic oxidizer. The pilot catalyst layer is provided with a storage container for methanol (boiling point = 64.7 ° C.) equipped with a heater and an oxidation catalyst layer for oxidizing the evaporated methanol. At that time, a branch pipe is branched from the gas supply pipe and connected to the pilot catalyst layer. Then, air is supplied from the branch pipe to the pilot catalyst layer.
[0022]
In the system (3), the heater provided in the methanol container is configured by filling a heating element such as iron powder into a container surrounding the methanol container. A cotton-like catalyst or the like is used as a catalyst of the oxidation catalyst layer for oxidizing the evaporated methanol, and the oxidation catalyst layer faces the front surface of the pilot catalyst layer. Here, the flocculent catalyst is a catalyst obtained by attaching an oxidation catalyst such as Pt to ceramic fibers (including nonwoven fabric) or ceramic woven fabric.
[0023]
At the start of the oxidation treatment in the oxidation catalyst layer for oxidizing methanol, first, the iron powder or the like is oxidized by passing air through the iron powder or the like to generate heat, and the heat evaporates methanol from the container. The evaporated methanol reaches the oxidation catalyst layer. On the other hand, air is supplied through a branch pipe, and the evaporated methanol is ignited by the oxidation catalyst layer to be oxidized. Since the oxidation catalyst layer faces the front surface of the pilot catalyst layer, the pilot catalyst layer is heated by the reaction gas and becomes independent.
[0024]
When the oxidation treatment in the pilot catalyst layer becomes independent, the mixed gas of the combustible gas and the air branched from the gas supply pipe is supplied to the pilot catalyst layer to perform the oxidation treatment. The reaction gas is supplied to the oxidation catalyst in the catalytic oxidizer via the reaction gas conduit and heated. As a result, the oxidation catalyst in the catalytic oxidizer is constantly heated, so that the flammable gas to be treated is oxidized in the catalytic oxidizer simply by opening a valve provided in the mixed gas supply pipe.
[0025]
<4> Methanol oxidation treatment method (Part 2)>
In the above method (2), instead of evaporating the methanol by the heater, the oxidation treatment can be performed in the oxidation catalyst layer by spraying the methanol. FIG. 5 is a diagram showing this mode. As shown in FIG. 5, a configuration is employed in which methanol is sprayed by air pressure or the like instead of heating. By applying air pressure from above in the methanol container, the methanol in the container is sprayed from the spray nozzle. Except for this point, the embodiment is the same as the embodiment shown in FIG.
[0026]
The sprayed methanol reaches the oxidation catalyst layer. On the other hand, air is supplied from a gas supply pipe to ignite and oxidize the sprayed methanol at the oxidation catalyst layer. Since the oxidation catalyst layer faces the front surface of the oxidation catalyst of the catalyst oxidizer, the oxidation catalyst in the catalyst oxidizer is heated by the oxidizing gas of methanol. When the combustible gas is a gas mainly composed of methane such as natural gas, for example, when the oxidation catalyst is heated to about 400 ° C., a mixed gas of the combustible gas and air is supplied through a gas supply pipe, and the catalytic oxidizer is used. Activate
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to Examples. In this embodiment, a pilot catalyst type device shown in FIG. 2 was used.
[0028]
The catalyst oxidizer and the pilot catalyst layer were filled with a Pt catalyst (a catalyst in which Pt was supported on ceramic fibers: a supported amount of Pt was 2 wt%). A small electric heater was arranged in the pilot catalyst layer. A branch pipe from the gas supply pipe is connected to the pilot catalyst layer, and the reaction gas in the pilot catalyst layer is supplied to the front side of the oxidation catalyst in the catalytic oxidizer via the outlet pipe.
[0029]
The valve was closed while the catalytic oxidizer was not operating. A mixed gas of flammable gas and air was introduced into the pilot catalyst layer via a branch pipe. Oxidation of the branched mixed gas in the pilot catalyst layer was started by heating with an electric heater. After the start of the oxidation, the reaction gas generated in the pilot catalyst layer was supplied to the catalyst oxidizer via the reaction gas conduit, and the oxidation catalyst in the catalyst oxidizer was constantly heated.
[0030]
The above-mentioned catalytic oxidizer was installed at the tip of the emission pipe of the analyzer exhaust gas (mainly composed of methane) emitted in the factory where the use of fire was prohibited or restricted. By opening the valve provided in the gas pipe, the exhaust gas from the analyzer was oxidized, and methane was converted to carbon dioxide and emitted, thereby reducing greenhouse gas emissions. As described above, since the oxidation catalyst in the catalytic oxidizer is constantly heated, it ignited smoothly regardless of the start and stop of the analyzer, and a stable oxidation reaction could be continued without leaking methane. .
[0031]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in a catalytic oxidizer used in a place where fire use is restricted, explosion protection, that is, the problem of safety is solved, and an oxidizing catalyst in the catalytic oxidizer is heated in advance, and air is mixed with the The oxidation reaction can be made independent by passing gas.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a conventional embodiment in which an oxidation reaction is maintained in a catalytic oxidizer. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an example of an embodiment. FIG. 5 shows an example of an embodiment of the present invention.
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