JP2005246255A - Ozone thermal decomposition method and ozone thermal decomposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オゾン含有気体中のオゾンを熱分解するオゾン熱分解方法及びオゾン熱分解装置に関する。 The present invention relates to an ozone pyrolysis method and an ozone pyrolysis apparatus for pyrolyzing ozone in an ozone-containing gas.
近年、上下水道の殺菌、廃水処理、加工食品や医療器具の殺菌や洗浄、脱臭等に広くオゾン含有気体、即ちオゾンガスが多く使用される。ここで、オゾンガスは、高濃度のものはその強い酸化力によって生体にも種々の作用をし、視力障害を起こしたり呼吸器に刺激症状があらわれる原因となることがある。そこで、水に溶け込まなかったり、反応しなかった余剰のオゾンを酸素に分解して排出する必要がある。 In recent years, ozone-containing gas, that is, ozone gas, is widely used for sterilization of water and sewage, wastewater treatment, sterilization and cleaning of processed foods and medical instruments, deodorization, and the like. Here, ozone gas having a high concentration may have various effects on the living body due to its strong oxidizing power, which may cause visual impairment or cause irritation in the respiratory tract. Therefore, it is necessary to decompose and discharge excess ozone that has not dissolved in water or reacted, into oxygen.
従来のオゾン処理には熱分解装置が広く使用されている。この種の熱分解装置としては、例えば、図4に示すようにヒータ配線がセラミック内に埋設された円筒状のセラミックヒータ101と、このセラミックヒータ101の外周を囲うように設けられたステンレススチール材からなる有底円筒状のケース体102とを備え、そのケース本体102を貫通してセラミックヒータ101の中心部にガス注入管103を挿入し、ケース本体102にガス吐出口104を設ける。そして、ガス注入管103から注入されたオゾンガスは、セラミックヒータ101の中心部の環状の空間と、セラミックヒータ101の外周とケース本体102とによって形成される環状の空隙とを通過してガス吐出口104から排出される間にオゾンガスがセラミックヒータ101によって500℃程度に加熱されてオゾンが熱分解するオゾン分解用セラミックヒータユニット100が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Thermal decomposition apparatuses are widely used for conventional ozone treatment. As this type of thermal decomposition apparatus, for example, as shown in FIG. 4, a cylindrical
また、図5に示すように被処理水が貯留されたオゾン接触槽111から排出されたオゾンガスを熱分解装置112に供給するオゾンガス供給路113に除湿部114を設け、オゾンガス供給路113からのオゾンガスを熱処理装置112で500℃程度に加熱してオゾンを分解し、その分解後の高温ガスを湿潤状態の除湿部114に供給して吸着材を再生させる排オゾンガス処理装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
Further, as shown in FIG. 5, a
上記特許文献1に開示されたオゾン分解用セラミックヒータユニット100によると、オゾンガスはセラミックからなるセラミックヒータ101の表面に沿って流れ、オゾンガスがヒータ配線に接触することなくヒータ配線の腐食が阻止されて耐久性が向上する。
According to the ceramic heater unit for
しかし、オゾンガスをセラミックヒータ101によって500℃程度の高温に加熱して熱分解することから、その加熱に多大な電気エネルギを消費することが懸念される。また、500℃程度の高温に加熱されるセラミックヒータ101を保持する部材等周辺部材の耐熱性も要求される。
However, since ozone gas is heated to a high temperature of about 500 ° C. by the
また、特許文献2に開示される排オゾンガス処理装置によると、熱分解装置112へオゾンガスを供給するオゾンガス供給路113に除湿部114を設けると共に、熱分解装置112から排出される分解後の高温ガスを除湿部114に供給して吸着材を再生することで、熱分解装置112に供給されるオゾンガスを予め除湿して熱分解装置112でオゾンを分解するために要する消費エネルギを抑制することができる。
Further, according to the exhaust ozone gas treatment device disclosed in
しかし、熱分解装置112で500℃程度の高温に加熱してオゾンを熱分解することから、その熱分解に多大の電気エネルギを要することが懸念されと共に、耐熱性も要求される。
However, since ozone is thermally decomposed by being heated to a high temperature of about 500 ° C. by the
ここで、本発明者等は、鋭意研究及び実験の結果、シリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属焼結体の存在下においてオゾンを熱分解することで、その熱分解における加熱温度を低減できることを見いだした。 Here, as a result of diligent research and experiments, the present inventors have thermally decomposed ozone in the presence of silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic or porous metal sintered body, It has been found that the heating temperature can be reduced.
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、オゾン含有気体のオゾン熱分解に要する加熱温度の低減を図ると共に、消費エネルギの低減が得られるオゾン熱分解方法及びオゾン熱分解装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to provide an ozone pyrolysis method and an ozone pyrolysis apparatus that can reduce the heating temperature required for the ozone pyrolysis of an ozone-containing gas and can reduce energy consumption. There is.
上記目的を達成する請求項1に記載のオゾン熱分解方法の発明は、オゾン含有気体中のオゾンを熱分解するオゾン熱分解方法において、上記オゾン含有気体を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱し、該加熱されたオゾン含有気体が、粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填され、かつ100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持された充填部を通過することによってオゾンが熱分解することを特徴とする。
The invention of the ozone pyrolysis method according to
請求項2に記載のオゾン熱分解方法の発明は、オゾン含有気体中のオゾンを熱分解するオゾン熱分解方法において、上記オゾン含有気体が、粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填され、かつ100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持された充填部を通過することによって加熱し、かつオゾンが熱分解することを特徴とする。
The invention of the ozone pyrolysis method according to
請求項3に記載の発明は、請求項2のオゾン熱分解方法において、上記粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部を赤外線ヒータによって加熱することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the ozone pyrolysis method of the second aspect, the filled portion filled with any one of the above-mentioned granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic, or porous metal crystal is infrared. It is characterized by heating with a heater.
請求項4に記載のオゾン熱分解装置の発明は、オゾン含有気体中のオゾンを熱分解するオゾン熱分解装置において、オゾン含有気体入口に連通する加熱部と、該加熱部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱する加熱ヒータと、上記加熱部に連通しかつオゾン除去済気体出口に連通すると共に粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部と、該充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持する温度保持ヒータとを備え、上記オゾン含有気体入口から加熱部に連続して注入されるオゾン含有気体を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱し、該加熱部で加熱されたオゾン含有気体が100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持された上記充填部に供給され該充填部を通過することによってオゾンが熱分解してオゾン除去済気体出口から排出することを特徴とする。
The invention of the ozone pyrolysis apparatus according to
請求項5に記載の発明は、請求項4のオゾン熱分解装置において、上記加熱部と充填部は、一端が上記オゾン含有気体入口に連通し他端がオゾン除去済気体出口に連通する有底筒状の容器によって連続形成されたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the ozone pyrolysis apparatus according to the fourth aspect, the heating part and the filling part have bottoms with one end communicating with the ozone-containing gas inlet and the other end communicating with the ozone-removed gas outlet. It is characterized by being continuously formed by a cylindrical container.
請求項6に記載のオゾン熱分解装置の発明は、オゾン含有気体中のオゾンを熱分解するオゾン熱分解装置において、一端が上記オゾン含有気体入口に連通し他端がオゾン除去済気体出口に連通して粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部と、該充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持する加熱手段とを備え、上記オゾン含有気体をオゾン含有気体入口から100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持された充填部に連続注入し、該充填部を通過することによって加熱され、かつオゾンが熱分解してオゾン除去済気体出口から排出することを特徴とする。 The invention of the ozone pyrolysis apparatus according to claim 6 is the ozone pyrolysis apparatus for thermally decomposing ozone in the ozone-containing gas, wherein one end communicates with the ozone-containing gas inlet and the other end communicates with the ozone-removed gas outlet. Then, a filled portion filled with any of granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic or porous metal crystal, and the filled portion are heated and held at a constant temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C. Heating means, and continuously injecting the ozone-containing gas from the ozone-containing gas inlet into a filling part heated and held at a constant temperature in the range of 100 ° C. to 350 ° C. and heated by passing through the filling part; and The ozone is thermally decomposed and discharged from the ozone-removed gas outlet.
請求項7に記載のオゾン熱分解装置の発明は、オゾン含有気体中のオゾンを熱分解するオゾン熱分解装置において、一端がオゾン含有気体入口に連通し他端がオゾン除去済気体出口に連通する有底筒状の容器と、該容器内に延在する有底筒状のヒータカバーと上記容器によって形成されて粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部と、上記ヒータカバー内に配置されて上記充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持する加熱手段とを備え、上記オゾン含有気体をオゾン含有気体入口から100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持された充填部に連続注入し、該充填部を通過することによって加熱され、かつオゾンが熱分解してオゾン除去済気体出口から排出することを特徴とする。 The ozone pyrolysis apparatus according to claim 7 is an ozone pyrolysis apparatus for thermally decomposing ozone in an ozone-containing gas, wherein one end communicates with an ozone-containing gas inlet and the other communicates with an ozone-removed gas outlet. Any one of granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic or porous metal crystal formed by a bottomed cylindrical container, a bottomed cylindrical heater cover extending in the container, and the container. And a heating means that is disposed in the heater cover and heats and holds the filling portion at a constant temperature in the range of 100 ° C. to 350 ° C., and the ozone-containing gas is introduced into the ozone-containing gas inlet. To 100 ° C to 350 ° C, continuously injected into the filled portion heated and held at a constant temperature, heated by passing through the filled portion, and ozone is thermally decomposed to remove ozone. Characterized by discharging from the body outlet.
請求項8に記載の発明は、請求項6または7のオゾン熱分解装置において、上記加熱手段は、赤外線ヒータであることを特徴とする。
The invention according to
請求項1の発明によると、加熱部に注入されたオゾン含有気体は、加熱ヒータによって100℃〜350℃の範囲の一定の温度に加熱され、その加熱されたオゾン含有気体が粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部内を通過し、シリカゲルゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかの存在下で100℃〜350℃に保持されてオゾンが熱分解することから、従来のオゾン熱分解に要する温度が500℃程度であったのにに比べオゾン熱分解に要する温度が極めて低く設定でき、オゾンの熱分解に要するエネルギの大幅な削減が得られ、消費エネルギの低減が達成できる。
According to invention of
請求項2の発明によると、オゾン含有気体を充填部に注入し、オゾン含有気体が、粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填され、かつ100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持された充填部を通過することによって加熱され、かつオゾンが熱分解されることから、従来のオゾン熱分解に比べオゾン熱分解に要する温度を低く設定でき、オゾン熱分解に要するエネルギの大幅な削減が得られ、消費エネルギの低減が達成できる。また、充填部においてオゾン含有気体の加熱及びオゾン熱分解が行われることから、請求項1の発明に加え更にオゾン含有気体を予め加熱するための加熱部が省略でき、構成の簡素化及びコンパクト化が可能になる。
According to the invention of
請求項3の発明によると、粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体、及びオゾン含有気体が赤外線ヒータの放射熱によっても加熱され、より効率的にオゾンの熱分解が促進され、オゾン熱分解に要する消費エネルギの低減がより達成できる。 According to the invention of claim 3, granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic or porous metal crystal, and ozone-containing gas are also heated by the radiant heat of the infrared heater, and the heat of ozone is more efficiently Decomposition is promoted and energy consumption required for ozone pyrolysis can be further reduced.
請求項4の発明のよると、オゾン含有気体入口に連通する加熱部と、この加熱部に連通しかつオゾン除去済気体出口に連通すると共に粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部と、これら加熱部及び充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱及び保持する加熱ヒータ及び温度保持ヒータを備えることによって上記請求項1のオゾン熱分解方法を実施することができる。
According to the invention of
また、オゾン熱分解に要する温度の低減に伴ってオゾン熱分解装置の構成部材の耐久性が向上すると共に、オゾン熱分解装置が、加熱ヒータによって加熱される加熱部及び温度保持用ヒータによって保温される粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかを充填する充填部による比較的簡単な構造であり、設備コストの低減が期待できる。 Further, as the temperature required for ozone pyrolysis decreases, the durability of the components of the ozone pyrolysis apparatus improves, and the ozone pyrolysis apparatus is kept warm by the heating section heated by the heater and the temperature holding heater. It is a relatively simple structure with a filling portion filled with any one of granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic, or porous metal crystal, and a reduction in equipment cost can be expected.
請求項5の発明によると、加熱部と充填部が単一の有底筒状の容器によって一体に連続形成することができる。 According to invention of Claim 5, a heating part and a filling part can be continuously formed integrally by a single bottomed cylindrical container.
請求項6の発明によると、一端が上記オゾン含有気体入口に連通し他端がオゾン除去済気体出口に連通して粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部及びこの充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱及び保持する加熱手段を備えることによって請求項2のオゾン熱分解方法を実施することができる。
According to the invention of claim 6, one end is connected to the ozone-containing gas inlet and the other end is connected to the ozone-removed gas outlet, so that granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic or porous metal crystal is formed. The ozone pyrolysis method according to
請求項7の発明によると、一端がオゾン含有気体入口に連通し他端がオゾン除去済気体出口に連通する容器と、有底筒状のヒータカバーとによって粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部を形成し、ヒータカバー内に充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持する加熱手段を配置することによって、請求項2のオゾン熱分解方法を実施することができる。
According to the invention of claim 7, granular silica gel, zeolite, porous glass by a container having one end communicating with an ozone-containing gas inlet and the other end communicating with an ozone-removed gas outlet, and a bottomed cylindrical heater cover, By forming a filling portion filled with either a porous ceramic or a porous metal crystal, and disposing a heating means for heating and holding the filling portion at a constant temperature in the range of 100 ° C. to 350 ° C. in the heater cover. The ozone pyrolysis method of
請求項8の発明によると、粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体、及びオゾン含有気体が赤外線ヒータの放射熱によって直接的にも加熱でき、より効率的にオゾンの熱分解が促進され、熱分解に要する消費エネルギの低減がより達成できる。
According to the invention of
以下、本発明におけるオゾン熱分解方法及びオゾン熱分解装置の実施の形態を図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of an ozone pyrolysis method and an ozone pyrolysis apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1及び図2を参照してオゾン熱分解方法及びオゾン熱分解装置の第1実施の形態を説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of an ozone pyrolysis method and an ozone pyrolysis apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1は、オゾン熱分解装置1の概略を示す断面図である。オゾン熱分解装置1は、オゾン含有気体、即ちオゾンガスに対して優れた対腐食性を有するステンレススチール材からなる上下方向に長い有底円筒状の容器2を有し、容器2内の上部範囲に加熱部3が形成され、加熱部3に連続して下部範囲に加熱処理部である充填部4が連続して形成されている。換言すると単一の容器2による簡単な構成で加熱部3及び充填部4が連続して形成されている。加熱部3内に円筒状のスペーサ5が挿入配置されている。容器2の上端に導管6が延設され、導管6にオゾン含有気体入口7が形成されている。容器2の下端には細管からなるオゾン除去済気体出口8が延設されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an
容器2は有底円筒状の外筒9によって囲まれ、容器2と外筒9との間には断熱材10が充填されている。容器2の加熱部3の外周に加熱手段である加熱ヒータ11が巻回して装着され、容器2の充填部4の外周に沿って保温手段である温度保持用ヒータ12が巻回して装着されている。
The
更に、容器2内の加熱部3と充填部4の連続部付近の温度を検知する温度検知手段となる熱電対13が配設されている。熱電対13は、導管6に穿設された熱電対挿入口6aから挿入され導管6及びスペーサ5内を貫通して温度検知部となる先端13aが加熱部3と充填部4の連続部付近に設定されている。
Furthermore, a
この熱電対13による容器2内の温度検知に基づいて図示しない制御手段によって加熱ヒータ11及び温度保持用ヒータ12を制御して予め設定された温度に容器2内の加熱部3及び充填部4の温度を制御する。即ち、本実施の形態では熱電対13による温度検知に基づいて加熱ヒータ11及び温度保持用ヒータ12の出力を制御して加熱部3が100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱され、かつ充填部4が100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持されている。
Based on the temperature detection in the
充填部4内には微細かつ多数の空孔を有する多孔質で大きな表面積が確保できる粒状、例えば径が3mm〜4mmのシリカゲル15が充填されている。
The filling
図1に矢印で示すように、オゾン含有気体、即ちオゾンガスをオゾン含有気体入口7から導管6を介して容器2の加熱部3に連続して注入する。加熱部3に注入されたオゾンガスは、加熱ヒータ11によって100℃〜350℃の範囲の一定の温度に加熱される。
As indicated by arrows in FIG. 1, ozone-containing gas, that is, ozone gas, is continuously injected from the ozone-containing gas inlet 7 into the heating unit 3 of the
加熱部3で100℃〜350℃に加熱されたオゾンガスは、連続形成されてシリカゲル15が充填された充填部4内を通過し、オゾン除去済気体出口8から大気中に連続的に放出される。この時、充填部4を通過するオゾンガスはシリカゲル15の存在下で温度保持用ヒータ12によって100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持され、オゾンが酸素に熱分解される。
The ozone gas heated to 100 ° C. to 350 ° C. by the heating unit 3 passes through the filling
また、シリカゲル15に代えて充填部4内に微細かつ多数の空孔を有する多孔質で大きな表面積が確保できる粒状のゼオライトを充填することもできる。
Further, in place of the
図2は、このように構成されたオゾン熱分解装置1におけるオゾン分解能力を示す一次反応速度常数を、容器2の充填部4にシリカゲル15を充填したケース1と、充填部4にゼオライトを充填したケース2と、充填部4に充填物を充填しない空の状態のケース3に対して取得した実験結果を示すものである。
FIG. 2 shows the primary reaction rate constant indicating the ozonolysis capability in the
ここで、一次反応速度常数は、処理対象のオゾンガスのオゾン含有気体入口7における入口オゾン濃度とオゾン除去済気体出口8における出口オゾン濃度の比の自然対数をオゾンガス含有気体入口7からオゾン除去済気体出口8までの気体滞留時間で除した値であり、一般に濃度に比例した速度で進行する化学反応速度を表すために用いられる指標である。
Here, the primary reaction rate constant is the natural logarithm of the ratio of the inlet ozone concentration at the ozone-containing gas inlet 7 and the outlet ozone concentration at the ozone-removed
図2によれば、充填部4にシリカゲルを充填したケース1は、充填部4に充填物を充填しないケース3に対して5倍以上の一次反応速度常数を有し、充填部5にゼオライトを充填したケース2では、更にシリカゲルを充填したケース1以上の一次反応速度常数を有することが確認できる。
According to FIG. 2, the
即ち、オゾン熱分解装置1において、充填部4にシリカゲル或いはゼオライトを充填するケース1或いはケース2によれば、充填部4に充填物を充填しないケース3に対して5分の1以下の充填部4の容積で同等のオゾン分解率が達成できる。
That is, in the
更に、従来オゾンの熱分解には500℃程度の高温が必要であったのに対し、100℃〜350℃の温度範囲で実用的なオゾン熱分解が可能であることが確認できる。 Furthermore, it has been confirmed that practical ozone pyrolysis is possible in a temperature range of 100 ° C. to 350 ° C., whereas conventional pyrolysis of ozone requires a high temperature of about 500 ° C.
従って、本実施の形態によると、オゾンガスを加熱部3内で予め100℃〜350℃の温度範囲に加熱し、加熱部3で加熱されたオゾンガスをシリカゲル或いはゼオライトが充填され100℃〜350℃の温度範囲に保温された充填部4内を通過させ、この充填部4内を通過する間にオゾンが酸素に熱分解熱することから、従来の熱分解に比べオゾン熱分解に要する温度を極めて低く設定でき、オゾン熱分解に要する電気エネルギの大幅な削減が得られ、消費エネルギの低減が達成できる。また、オゾン熱分解に要する温度の低減に伴って容器2等のオゾン熱分解装置1に使用される構成部材の耐久性が向上する。
Therefore, according to the present embodiment, the ozone gas is preliminarily heated in the heating unit 3 to a temperature range of 100 ° C. to 350 ° C., and the ozone gas heated in the heating unit 3 is filled with silica gel or zeolite and is heated to 100 ° C. to 350 ° C. Since the ozone is pyrolyzed into oxygen while passing through the filling
また、オゾン熱分解装置1が、加熱ヒータ11によって加熱される加熱部3及びシリカゲル或いはゼオライト等を充填する充填部4を温度保持用ヒータ12によって保温する比較的簡単な構造であり、設備コストの低減が期待できる。
In addition, the
なお、充填部4内に充填する充填物としては、シリカゲルやゼオライトに代えて多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属焼結体を使用することによっても、100℃〜350℃の温度範囲で実用的なオゾン熱分解が可能である。
In addition, as a filling material to be filled in the filling
なお、シリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック、多孔質金属焼結体等は人体に影響する毒性がなく、長期間の使用により劣化した際の交換に際しは、毒性の伴わない産業廃棄物として処理することができ、その処分にあたっては環境に影響するここが極めて少ないものである。 In addition, silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic, porous metal sintered body, etc. have no toxicity that affects the human body, and in the case of replacement after deterioration due to long-term use, industrial waste without toxicity This process has very little impact on the environment.
(第2実施の形態)
図3を参照してオゾン熱分解方法及びオゾン熱分解装置の第2実施の形態を説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the ozone pyrolysis method and the ozone pyrolysis apparatus will be described with reference to FIG.
図3は、本実施の形態におけるオゾン熱分解装置20の概略を示す断面図である。オゾン熱分解装置20は、オゾンガスに対して優れた対腐食性を有するステンレススチール材からなる上下方向に長い有底円筒状の容器21を有し、容器21の一端である下部側方にオゾン含有気体入口23を有する導管22が延設されている。一方、容器21の他端である上部側方に細管からなるオゾン除去済気体出口24が延設されている。容器21は外筒25によって囲まれ、容器21と外筒25との間には断熱材26が充填されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an outline of the
容器21の底部中央から上方向に延在して赤外線透過性材料からなる筒状のヒータカバー27が設けられている。このヒータカバー27と容器21によって環状で上下方向に連続する充填部28が形成され、充填部28に粒状のシリカゲル15が充填されている。
A cylindrical heater cover 27 made of an infrared transmitting material is provided extending upward from the bottom center of the
ヒータカバー27の内部に加熱手段である赤外線ヒータ29が設けられ、図示しない温度検出手段によって検知された充填部28の温度に基づいて赤外線ヒータ29の出力を制御して充填部28内が100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持されている。
An
このように構成されたオゾン熱分解装置20において、図3に矢印で示すようにオゾンガスをオゾン含有気体入口23から導管22を介して容器21の充填部28の下部に連続して注入する。充填部28の下部に注入されたオゾンガスは、赤外線ヒータ29によって加熱れたシリカゲル15及び赤外線ヒータ29の放射熱によって加熱されつつ充填部28内を上昇してシリカゲル15が充填された充填部28内を通過する。この時、充填部28を通過したオゾンガスは、シリカゲル15の存在下で100℃〜350℃に加温保持されて、オゾンが酸素に熱分解され、オゾン除去済気体出口24から大気中に連続して放出される。
In the
本実施の形態によれば、オゾン含有気体入口23から容器21の下部に連続して注入されたオゾンガスは、赤外線ヒータ29によって加熱れたシリカゲル15の存在下で100℃〜350℃に加温保持されて第1実施の形態と同様にオゾンが熱分解すると共に、シリカゲル15及びオゾンガスが赤外線ヒータ29の放射熱によって直接的にも加熱されより効率的にオゾンの熱分解が促進され、熱分解に要する電気エネルギの大幅な削減が得られより多くの消費エネルギの低減が達成できる。
According to the present embodiment, the ozone gas continuously injected from the ozone-containing
また、シリカゲル15が充填された充填部28においてオゾンガスの加熱及び熱分解が行われることから、第1実施の形態に加え更にオゾンガスを予め加熱するための加熱部が省略でき、構成の簡素化及びコンパクト化が可能になる。
In addition, since heating and thermal decomposition of ozone gas are performed in the filling
本実施の形態においてもシリカゲルに代えてゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属焼結体を充填部28に充填することもできる。
Also in the present embodiment, zeolite, porous glass, porous ceramic or porous metal sintered body can be filled in the filling
なお、本発明は上記第1実施の形態及び第2実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えが上記実施の形態では温度検出手段として熱電対を用いたが、サーミスタを使用することもできる。 The present invention is not limited to the first embodiment and the second embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above embodiment, a thermocouple is used as the temperature detecting means, but a thermistor may be used.
1 オゾン熱分解装置
2 容器
3 加熱部
4 充填部
7 オゾン含有気体入口
8 オゾン除去済気体出口
9 外筒
11 加熱ヒータ(加熱手段)
12 温度保持用ヒータ(保温手段)
13 熱電対(温度検知手段)
15 シリカゲル
20 オゾン熱分解装置
21 容器
23 オゾン含有気体入口
24 オゾン除去済気体出口
25 外筒
27 ヒータカバー
28 充填部
29 赤外線ヒータ(加熱手段)
DESCRIPTION OF
12 Heater for temperature maintenance (heat insulation means)
13 Thermocouple (Temperature detection means)
15
Claims (8)
上記オゾン含有気体を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱し、
該加熱されたオゾン含有気体が、粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填され、かつ100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持された充填部を通過することによってオゾンが熱分解することを特徴とするオゾン熱分解方法。 In an ozone pyrolysis method for pyrolyzing ozone in an ozone-containing gas,
Heating the ozone-containing gas to a constant temperature ranging from 100 ° C to 350 ° C;
The heated ozone-containing gas was filled with granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic, or porous metal crystal, and maintained at a constant temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C. An ozone pyrolysis method, wherein ozone is thermally decomposed by passing through a filling portion.
上記オゾン含有気体が、粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填され、かつ100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持された充填部を通過することによって加熱し、かつオゾンが熱分解することを特徴とするオゾン熱分解方法。 In an ozone pyrolysis method for pyrolyzing ozone in an ozone-containing gas,
A filling portion in which the ozone-containing gas is filled with granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic, or porous metal crystal, and is maintained at a constant temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C. An ozone pyrolysis method characterized by heating by passing and ozone pyrolyzing.
オゾン含有気体入口に連通する加熱部と、
該加熱部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱する加熱ヒータと、
上記加熱部に連通しかつオゾン除去済気体出口に連通すると共に粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部と、
該充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持する温度保持ヒータとを備え、
上記オゾン含有気体入口から加熱部に連続して注入されるオゾン含有気体を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱し、該加熱部で加熱されたオゾン含有気体が100℃〜350℃の範囲の一定温度に保持された上記充填部に供給され該充填部を通過することによってオゾンが熱分解してオゾン除去済気体出口から排出することを特徴とするオゾン熱分解装置。 In an ozone pyrolysis device that thermally decomposes ozone in an ozone-containing gas,
A heating unit communicating with the ozone-containing gas inlet;
A heater for heating the heating unit to a constant temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C;
A packed portion that communicates with the heating unit and communicates with the ozone-removed gas outlet and is filled with any of granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic, or porous metal crystal;
A temperature holding heater for holding the filling portion at a constant temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C,
The ozone-containing gas continuously injected from the ozone-containing gas inlet to the heating unit is heated to a constant temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C, and the ozone-containing gas heated in the heating unit is 100 ° C to 350 ° C. An ozone pyrolysis apparatus, wherein ozone is thermally decomposed and discharged from an ozone-removed gas outlet by being supplied to and passing through the filling section held at a constant temperature in the range.
一端が上記オゾン含有気体入口に連通し他端がオゾン除去済気体出口に連通して粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部と、
該充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持する加熱手段とを備え、
上記オゾン含有気体をオゾン含有気体入口から100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持された充填部に連続注入し、該充填部を通過することによって加熱され、かつオゾンが熱分解してオゾン除去済気体出口から排出することを特徴とするオゾン熱分解装置。 In an ozone pyrolysis device that thermally decomposes ozone in an ozone-containing gas,
One end is connected to the ozone-containing gas inlet and the other end is connected to the ozone-removed gas outlet and filled with granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic, or porous metal crystal. When,
Heating means for heating and holding the filling portion at a constant temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C,
The ozone-containing gas is continuously injected from the ozone-containing gas inlet into a filling portion heated and held at a constant temperature in the range of 100 ° C. to 350 ° C., heated by passing through the filling portion, and ozone is thermally decomposed. An ozone pyrolysis apparatus that discharges from an ozone-removed gas outlet.
一端がオゾン含有気体入口に連通し他端がオゾン除去済気体出口に連通する有底筒状の容器と、
該容器内に延在する有底筒状のヒータカバーと上記容器によって形成されて粒状のシリカゲル、ゼオライト、多孔質ガラス、多孔質セラミック或いは多孔質金属結晶体のいずれかが充填された充填部と、
上記ヒータカバー内に配置されて上記充填部を100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持する加熱手段とを備え、
上記オゾン含有気体をオゾン含有気体入口から100℃〜350℃の範囲の一定温度に加熱保持された充填部に連続注入し、該充填部を通過することによって加熱され、かつオゾンが熱分解してオゾン除去済気体出口から排出することを特徴とするオゾン熱分解装置。 In an ozone pyrolysis device that thermally decomposes ozone in an ozone-containing gas,
A bottomed cylindrical container with one end communicating with the ozone-containing gas inlet and the other end communicating with the ozone-removed gas outlet;
A bottomed cylindrical heater cover extending into the container, and a filling portion formed by the container and filled with granular silica gel, zeolite, porous glass, porous ceramic or porous metal crystal. ,
Heating means disposed in the heater cover and heating and holding the filling portion at a constant temperature in the range of 100 ° C to 350 ° C;
The ozone-containing gas is continuously injected from the ozone-containing gas inlet into a filling portion heated and held at a constant temperature in the range of 100 ° C. to 350 ° C., heated by passing through the filling portion, and ozone is thermally decomposed. An ozone pyrolysis apparatus that discharges from an ozone-removed gas outlet.
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