JP2005305218A - Method and apparatus for leveling gas component concentration and gas component treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス成分濃度の平準化方法および平準化装置並びにガス成分処理装置、特に、気流に含まれるガス成分の濃度を平準化するための平準化方法および平準化装置並びに気流に含まれるガス成分を処理材により処理するための処理装置に関する。 The present invention relates to a gas component concentration leveling method and leveling device, and a gas component processing device, and more particularly to a leveling method and leveling device for leveling the concentration of a gas component contained in an air stream and a gas contained in the air stream. The present invention relates to a processing apparatus for processing a component with a processing material.
廃棄物焼却施設においては、廃棄物の焼却過程等でダイオキシン類が発生し、これが排気ガス中に含まれる場合がある。このため、焼却炉からの排気ガスは、例えば、バグフイルター等の除塵装置による除塵処理が施された後、触媒を用いてガス状のダイオキシン類が分解処理されている。ところが、焼却炉から排出される排気ガスは、焼却炉の運転立ち上げ時においてダイオキシン類濃度が非常に高く、また、その後においても、廃棄物の種類や量に応じてダイオキシン類濃度が大幅に変動する可能性がある。そこで、大気へ放出する排気ガス中のダイオキシン類濃度を一定の規制値以下に抑制するためには、焼却炉からの排気ガスに含まれるダイオキシン類濃度の最大値を予想し、当該最大値を基準にして触媒量を決定する必要がある。例えば、触媒によるダイオキシン類の分解反応は、通常、ダイオキシン類濃度の一次式として示されるため、ダイオキシン類濃度の最大値が平均濃度の100倍になると予想される場合、必要触媒量は、平均濃度のダイオキシン類を処理する場合に必要な触媒量の3倍になる。 In a waste incineration facility, dioxins are generated during the incineration process of waste, and this may be contained in exhaust gas. For this reason, the exhaust gas from the incinerator is subjected to a dust removing process using a dust removing device such as a bag filter, for example, and then gaseous dioxins are decomposed using a catalyst. However, the exhaust gas discharged from the incinerator has a very high dioxin concentration at the start-up of the incinerator, and the dioxin concentration fluctuates greatly depending on the type and amount of waste. there's a possibility that. Therefore, in order to suppress the dioxin concentration in the exhaust gas released to the atmosphere below a certain regulation value, the maximum value of the dioxin concentration contained in the exhaust gas from the incinerator is predicted, and the maximum value is used as a standard. Thus, it is necessary to determine the catalyst amount. For example, since the decomposition reaction of dioxins by a catalyst is usually shown as a linear expression of the dioxins concentration, when the maximum value of the dioxins concentration is expected to be 100 times the average concentration, the required amount of catalyst is the average concentration. 3 times the amount of catalyst required for treating dioxins.
また、実験スケールの流通系で実施する触媒の活性評価試験では、不活性ガスにより希釈した所要のガス成分を、一定の供給速度と一定の濃度で、試験装置の反応容器内に充填した触媒に供給する必要がある。ここでは、予めガス成分濃度を調整したガスボンベからのガス、不活性ガス中にマイクロシリンジポンプ等の定量ポンプでガス成分を注入して得られたガス若しくはバブリング装置を用いて不活性ガス中にガス成分を発生させて得られたガスを反応容器内の触媒に対して供給するが、不活性ガス中のガス成分濃度が脈動(ハンチング)しながら変動する場合があり、触媒活性を正確に評価しにくい。 In addition, in a catalyst activity evaluation test carried out in an experimental scale distribution system, a required gas component diluted with an inert gas is applied to a catalyst filled in a reaction vessel of a test apparatus at a constant supply rate and a constant concentration. It is necessary to supply. Here, gas from a gas cylinder whose gas component concentration is adjusted in advance, gas obtained by injecting a gas component into an inert gas with a metering pump such as a micro syringe pump, or gas in the inert gas using a bubbling device The gas obtained by generating the components is supplied to the catalyst in the reaction vessel, but the concentration of the gas components in the inert gas may fluctuate while pulsating (hunting). Hateful.
そこで、排気ガス等の気流に含まれるガス成分濃度を平準化する必要があり、そのための方法の例が特許文献1および2に記載されている。特許文献1に記載の方法は、低沸点溶剤含有ガス発生源から排出される濃度の変動する低沸点溶剤含有ガス(被処理ガス)を、一旦粒状活性炭及び粒状ゼオライトから選ばれた吸着材を有する吸着ダム機構に吸着させる。そして、吸着ダム機構を通過後の被処理ガスの濃度をガス濃度検知機構で検知し、この検知結果を温度調節機構にフィードバックして吸着ダム機構に供給される被処理ガスを加熱または冷却すると、被処理ガスにおけるガス濃度を平準化することができる。
Therefore, it is necessary to level the concentration of gas components contained in the airflow such as exhaust gas, and
一方、特許文献2に記載の方法は、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝方法に関するものであり、短時間で排ガスの窒素酸化物濃度が変動する場合、特に、排ガスの窒素酸化物濃度が高濃度と低濃度との間で交互に大きく変動する場合において、排ガスを窒素酸化物吸着剤と接触させて窒素酸化物濃度の平準化を図り、脱硝設備の負荷軽減を図ろうとするものである。
On the other hand, the method described in
特許文献1に記載の方法は、吸着材に対し、低温で低濃度ガスを吸着させ、また、吸着したガスを高温で脱着させるTSA(Thermal Swing Adsorption)技術を応用したものであるため、上述のようなガス濃度検知機構と温度調節機構とによる被処理ガスの複雑な温度管理が必要になる。このため、この方法は、実施設備が複雑になり、実施が容易ではない。
Since the method described in
一方、特許文献2に記載の方法は、窒素酸化物吸着剤に対して排ガスを単純に接触させているだけであるため、その平準化効果は、排ガスの窒素酸化物濃度が比較的高濃度の場合は窒素酸化物吸着剤における窒素酸化物の吸着量が多くなり、また、排ガスの窒素酸化物濃度が比較的低濃度の場合は窒素酸化物吸着剤における窒素酸化物の吸着量が少なくなるという現象により、窒素酸化物濃度の変動幅を抑制できるに止まる。すなわち、排ガスの窒素酸化物濃度変動形態が略等時間毎に高濃度と低濃度との間で変動する対称サイクルの場合において、排ガスの窒素酸化物濃度は変動幅が小さくなるだけで変動していることには変わりがなく(特許文献2の図2および図3参照)、実質的な平準化効果とはいい難い。また、排ガスの窒素酸化物濃度変動形態が高濃度時の時間と低濃度時の時間とが大きく異なる非対称サイクルの場合においてこの方法を適用しても、窒素酸化物濃度の変動幅が抑制されるだけであって非対称サイクルと相似のサイクルによる濃度変動は起こることになると予想されるので、実質的な平準化は達成されない。したがって、特許文献2の方法では、依然として、窒素酸化物の濃度変動幅、特に、窒素酸化物の最大濃度を考慮して脱硝設備を設計する必要がある。
On the other hand, since the method described in
本発明の目的は、気流のガス成分濃度を容易に平準化することにある。 An object of the present invention is to easily level the gas component concentration of the airflow.
本発明に係るガス成分濃度の平準化方法は、気流に含まれるガス成分の濃度を平準化するための方法であり、ガス成分を吸着可能な吸着材層においてガス成分の平衡吸着帯が生じるよう、吸着材層に気流を通過させる工程を含んでいる。この方法において用いられる吸着材層は、例えば、炭素系吸着材からなる。 The leveling method of the gas component concentration according to the present invention is a method for leveling the concentration of the gas component contained in the airflow, so that an equilibrium adsorption band of the gas component is generated in the adsorbent layer capable of adsorbing the gas component. , Including a step of passing an air stream through the adsorbent layer. The adsorbent layer used in this method is made of, for example, a carbon-based adsorbent.
本発明者等は、ガス成分を吸着可能な吸着材層に対してガス成分濃度が変動する気流を通過させた場合、吸着材層において、ガス成分の吸着と脱着とが繰り返され、一定時間経過後に吸着材層の出口側でガス成分の吸脱着が平衡に達するという現象を見出した。また、気流は、ガス成分の吸脱着が平衡に達した吸着材層を通過する際に、ガス成分濃度が平準化されるという現象を併せて見出した。したがって、本発明に係るガス成分濃度の平準化方法において、吸着材層に気流を通過させると、当該気流に含まれるガス成分は、吸着材層において吸着と脱着とを繰り返しながら吸着材層を移動し、吸着材層の出口側で吸脱着が平衡になる。すなわち、吸着材層には、ガス成分の平衡吸着帯が生じる。そして、ガス成分の平衡吸着帯が生じた吸着材層を通過後の気流のガス成分濃度は、当該吸着材層を通過する前の気流のガス成分濃度の高低に拘わらず、一定のレベルに平準化される。 When the present inventors pass an air stream whose gas component concentration fluctuates with respect to an adsorbent layer capable of adsorbing a gas component, adsorption and desorption of the gas component are repeated in the adsorbent layer, and a predetermined time has elapsed. Later, a phenomenon was found in which adsorption / desorption of gas components reached equilibrium at the outlet side of the adsorbent layer. Further, the present inventors also found a phenomenon in which the gas component concentration is leveled when the airflow passes through the adsorbent layer in which the adsorption and desorption of the gas component has reached equilibrium. Therefore, in the gas component concentration leveling method according to the present invention, when an air stream is passed through the adsorbent layer, the gas component contained in the air stream moves through the adsorbent layer while repeating adsorption and desorption in the adsorbent layer. Thus, adsorption / desorption is balanced at the outlet side of the adsorbent layer. That is, an equilibrium adsorption band of gas components is generated in the adsorbent layer. The gas component concentration of the airflow after passing through the adsorbent layer where the equilibrium adsorption band of the gas component has occurred is leveled to a constant level regardless of the gas component concentration of the airflow before passing through the adsorbent layer. It becomes.
本発明に係るガス成分濃度の平準化装置は、気流に含まれるガス成分の濃度を平準化するためのものであり、気流の流入部と排出部とを有する容器と、当該容器内に配置された、ガス成分を吸着可能な吸着材層とを備えている。ここで、吸着材層は、ガス成分の平衡吸着帯が生じた状態に設定されている。 A gas component concentration leveling apparatus according to the present invention is for leveling the concentration of a gas component contained in an air stream, and is disposed in a container having an inflow part and an exhaust part of the air stream, and the container. And an adsorbent layer capable of adsorbing gas components. Here, the adsorbent layer is set in a state where an equilibrium adsorption band of gas components is generated.
このガス成分濃度の平準化装置において、流入部から容器内に流入する気流は、容器内に配置された吸着材層を通過し、排出部から排出される。この際、気流に含まれるガス成分は、吸着材層において吸着と脱着とを繰り返しながら吸着材層を通過する。ここで、吸着材層は、ガス成分の平衡吸着帯が生じた状態に設定されているため、排出部から排出される気流のガス成分濃度は、流入部から容器内に流入する気流のガス成分濃度の高低に拘わらず、一定のレベルに平準化される。 In this gas component concentration leveling apparatus, the airflow flowing into the container from the inflow portion passes through the adsorbent layer disposed in the container and is discharged from the discharge portion. At this time, the gas component contained in the airflow passes through the adsorbent layer while repeating adsorption and desorption in the adsorbent layer. Here, since the adsorbent layer is set in a state where an equilibrium adsorption band of gas components is generated, the gas component concentration of the airflow discharged from the discharge portion is the gas component of the airflow flowing into the container from the inflow portion. It is leveled to a certain level regardless of the density.
本発明に係るガス成分処理装置は、気流に含まれるガス成分を処理材により処理するためのものであり、気流の第一流入部と第一排出部とを有し、かつ、内部にガス成分を吸着可能な吸着材層が配置された第一容器と、第一排出部から排出される気流の第二流入部と第二排出部とを有し、かつ、内部に処理材が充填された第二容器とを備えている。ここで、吸着材層は、ガス成分の平衡吸着帯が生じた状態に設定されている。このガス成分処理装置において用いられる処理材は、例えば、ガス成分の分解触媒若しくは吸着材である。 A gas component processing apparatus according to the present invention is for processing a gas component contained in an airflow with a processing material, and has a first inflow portion and a first discharge portion of the airflow, and has a gas component therein. A first container in which an adsorbent layer capable of adsorbing is disposed, a second inflow portion and a second exhaust portion of the airflow discharged from the first discharge portion, and filled with a treatment material therein And a second container. Here, the adsorbent layer is set in a state where an equilibrium adsorption band of gas components is generated. The treatment material used in this gas component treatment apparatus is, for example, a gas component decomposition catalyst or an adsorbent.
このガス成分処理装置において、第一流入部から第一容器内に流入する気流は、第一容器内に配置された吸着材層を通過し、第一排出部から排出される。そして、第一排出部から排出された気流は、第二流入部から第二容器内に流入し、第二容器に充填された処理材を通過した後、第二排出部から排出される。この際、第一流入部から第一容器内に流入する気流に含まれるガス成分は、吸着材層において吸着と脱着とを繰り返しながら吸着材層を通過する。ここで、吸着材層は、ガス成分の平衡吸着帯が生じた状態に設定されているため、第一排出部から第二流入部へ排出される気流のガス成分濃度は、第一流入部から第一容器内に流入する気流のガス成分濃度の高低に拘わらず、一定のレベルに平準化される。したがって、第二容器には、第二流入部からガス成分濃度が平準化された気流が流入する。この結果、第二流入部から第二容器内に流入する気流に含まれるガス成分は、処理材に対して過剰な負荷を与えずに、安定に処理される。例えば、処理材として分解触媒を用いる場合、ガス成分は、当該分解触媒により安定に分解処理される。また、処理材として吸着材を用いる場合、ガス成分は、当該吸着材に対して吸着されやすくなる。そして、ガス成分が処理材により処理された気流は、第二排出部から排出される。 In this gas component processing apparatus, the airflow flowing into the first container from the first inflow part passes through the adsorbent layer disposed in the first container and is discharged from the first discharge part. And the airflow discharged | emitted from the 1st discharge part flows in into a 2nd container from a 2nd inflow part, and passes through the processing material with which the 2nd container was filled, Then, it is discharged | emitted from a 2nd discharge part. At this time, the gas component contained in the airflow flowing into the first container from the first inflow portion passes through the adsorbent layer while repeating adsorption and desorption in the adsorbent layer. Here, since the adsorbent layer is set in a state where an equilibrium adsorption band of gas components is generated, the gas component concentration of the airflow discharged from the first discharge part to the second inflow part is from the first inflow part. Regardless of the gas component concentration of the airflow flowing into the first container, it is leveled to a certain level. Therefore, the air flow in which the gas component concentration is leveled flows into the second container from the second inflow portion. As a result, the gas component contained in the airflow flowing into the second container from the second inflow portion is stably processed without applying an excessive load to the processing material. For example, when a decomposition catalyst is used as the treatment material, the gas component is stably decomposed by the decomposition catalyst. Further, when an adsorbent is used as the treatment material, the gas component is easily adsorbed to the adsorbent. And the airflow by which the gas component was processed with the processing material is discharged | emitted from a 2nd discharge part.
本発明に係るガス成分濃度の平準化方法は、吸着材層においてガス成分の平衡吸着帯が生じるよう、吸着材層に気流を通過させる工程を含んでいるため、当該気流を温度調節して吸着材層に対してガス成分を強制的に吸着および脱着させなくても、当該気流に含まれるガス成分濃度を容易に平準化することができる。 The gas component concentration leveling method according to the present invention includes a step of passing an air flow through the adsorbent layer so that an equilibrium adsorption band of the gas component is generated in the adsorbent layer. Even if the gas component is not forcedly adsorbed and desorbed from the material layer, the concentration of the gas component contained in the airflow can be easily leveled.
本発明に係るガス成分濃度の平準化装置は、容器内に配置された吸着材層がガス成分の平衡吸着帯を生じた状態に設定されているため、流入部から容器へ流入する気流を温度調節して吸着材層に対してガス成分を強制的に吸着および脱着させなくても、ガス成分濃度が平準化された気流を排出部から排出することができる。 The gas component concentration leveling apparatus according to the present invention is set in a state in which the adsorbent layer disposed in the container generates an equilibrium adsorption band of the gas component, so that the temperature of the airflow flowing into the container from the inflow portion is increased. Even if the gas component is not forcibly adsorbed and desorbed to the adsorbent layer by adjusting, the air flow in which the gas component concentration is leveled can be discharged from the discharge portion.
本発明に係るガス成分処理装置は、第一容器内に配置された吸着材層がガス成分の平衡吸着帯を生じた状態に設定されているため、第一流入部から第一容器へ流入する気流を温度調節して吸着材層に対してガス成分を強制的に吸着および脱着させなくても、ガス成分濃度が平準化された気流を第二容器に充填された処理材に対して供給することができ、当該気流に含まれるガス成分を処理材により安定に処理することができる。 In the gas component processing apparatus according to the present invention, the adsorbent layer disposed in the first container is set in a state where an equilibrium adsorption zone of the gas component is generated, and therefore flows into the first container from the first inflow portion. Even if the gas component is not adsorbed and desorbed from the adsorbent layer forcibly by adjusting the temperature of the air flow, the gas component concentration is supplied to the treatment material filled in the second container. And the gas component contained in the airflow can be stably treated with the treatment material.
図1を参照して、本発明の実施の一形態に係るガス成分濃度の平準化装置を説明する。図において、平準化装置1は、気流に含まれる所定の吸着ガス成分(以下、単にガス成分という)の濃度を平準化するためのものであり、容器2を主に備えている。容器2は、気流の流入部3と排出部4とを有しており、また、内部に吸着材層5が配置されている。
A gas component concentration leveling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, a
吸着材層5は、容器2内に充填された吸着材、若しくは、容器2内に配置された、通気性を有する吸着材の成形体(例えば、ハニカム状物)からなるものである。ここで用いられる吸着材は、気流に含まれるガス成分を物理吸着可能なものであれば、その種類が特に限定されるものではないが、例えば、活性炭や活性コークス等の炭素系吸着材、ゼオライト、酸性処理粘土、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、ボーンチャー、白土、酸化鉄、マグネシアおよびシリカゲルなどを用いることができる。これらの吸着材は、2種以上のものが併用されてもよい。また、吸着材は、形状が限定されるものではなく、例えば、粒状のもの(例えば、粒状活性炭)、繊維状のもの(例えば、繊維状活性炭)若しくはこれらの混合物であってもよい。なお、吸着材は、ガス成分の吸脱着能が大きい炭素系吸着材、特に活性炭を用いるのが好ましいが、その中でも、ガス成分の吸着容量が大きく、吸着速度が大きな繊維状活性炭を用いるのが特に好ましい。
The
また、吸着材層5は、ガス成分の平衡吸着帯を生じた状態に設定されたものである。固定層吸着操作においては、通常、吸着材の固定層へ一定濃度の吸着質を含む流体を供給すると、吸着材の固定層内の長さ方向に入口側から出口側にかけて、順に、入口濃度に平衡な吸着量を示す部分、吸着帯および未吸着部からなる吸着量分布が生じ、通ガス時間の経過に伴い吸着帯が出口側に移動し、破過に達する。一方、本発明者らが見出したように、吸着材の固定層へ吸着質濃度が高濃度と低濃度との間で周期的に変動する流体を供給すると、高濃度の時間と低濃度の時間とが等しくない場合を含めて、一定の通ガス時間が経過した時点で、吸着材の固定層の出口側端部において、入口側のガス成分濃度を時間平均した濃度に平衡な吸着量を示す部分が生じる。この部分では、吸着質の時間当り吸着量若しくは吸着速度と脱着量若しくは脱着速度とが実質的に等しい。したがって、吸着材層5、特に、少なくとも吸着材層5の排出部4側端部(すなわち、吸着材層5の気流排出部側端部)において、ガス成分の吸着と脱着とが等速度で同時に進行している部分が生じる。ここでは、このような部分が生じた状態を平衡吸着帯が生じた状態という。
The
具体的には、吸着材層5が配置された容器2の流入部3から排出部4に向けて、ガス成分濃度が高濃度と低濃度との間で周期的に変動する気流を連続的に通過させた場合、気流の通過開始当初は、図2の(A)に示すように、吸着材層5の流入部3側において、ガス成分濃度が高濃度の場合はガス成分が吸着され、また、ガス成分濃度が低濃度の場合はガス成分が脱着および吸着されるが、吸着材層5の排出部4側においては、ガス成分の吸脱着が生じない。したがって、排出部4から排出される気流のガス成分濃度は、実質的にゼロになる。この状態で時間が経過すると、図2の(B)に示すように、吸着材層5の流入部3側から排出部4側にかけて、ガス成分濃度が高濃度の場合はガス成分が吸着材層5に対して吸着、平衡(すなわち、吸着量若しくは吸着速度と脱着量若しくは脱着速度とが実質的に等しい状態)、吸着の順で挙動するが、ガス成分濃度が低濃度の場合はガス成分が吸着材層5に対して脱着、平衡、吸着の順で挙動するようになる。この結果、排出部4から排出される気流のガス成分濃度は、流入部3から流入する気流のガス成分濃度の高低に拘わらず、上述の実質的にゼロの状態から徐々に上昇し始める。そして、さらに時間が経過すると、図2の(C)に示すように、吸着材層5の流入部3側から排出部4側にかけて、ガス成分は、吸着材層5に対して吸着若しくは脱着またはこれらの繰り返しおよび平衡の順で挙動するようになる。このように、吸着材層5が配置された容器2の流入部3から排出部4に向けて、ガス成分濃度が高濃度と低濃度との間で周期的に変動する気流を通過させ始めて一定時間が経過すると、吸着材層5の排出部4側において、気流中のガス成分は、吸着材層5に対して高濃度であるか低濃度であるかに拘わらず平衡状態になる。すなわち、吸着材層5は、排出部4側端部において、流入部3から流入する気流のガス成分濃度を時間平均した濃度に平衡な吸着量の平衡吸着帯が生じた状態になる。
Specifically, an air flow in which the gas component concentration periodically varies between a high concentration and a low concentration is continuously generated from the
吸着材層5がガス成分の平衡吸着帯を生じた状態は、ガス成分と吸着材層5を形成する吸着材との物質移動係数および吸着材層5の長さ(流入部3側端部から排出部4側端部までの長さ)を考慮し、吸着材層5に対して流入部3から排出部4に向けて流量を調節しながらガス成分を含む気流を通過させると、一定時間経過後に達成することができる。因みに、平衡吸着帯を生じた状態が達成されない場合は、気流の流速を小さくするか、若しくは、吸着材層5における吸着材量を増量すれば、当該状態を必ず達成することができる。
The state in which the
上述の平準化装置1を用いたガス成分濃度の平準化方法では、流入部3から容器2内にガス成分を含む気流を導入する。気流に含まれるガス成分は、特に限定されるものではなく、ダイオキシン類やその前駆体およびその他の有機塩素化合物等の有機質ガス成分であってもよいし、酸素、二酸化炭素および窒素酸化物等の無機質ガス成分であってもよい。
In the gas component concentration leveling method using the
なお、容器2内に導入する気流は、吸着材層5に対してガス成分を強制的に吸着および脱着させるための加熱や冷却による温度調節を必要としない。
Note that the airflow introduced into the
流入部3から容器2内に導入された気流は、吸着材層5を通過し、排出部4から容器2の外部へ排出される。この際、気流に含まれるガス成分は、吸着材層5において吸着と脱着とを繰り返しながら吸着材層5を移動し、図2の(C)で示すように吸着材層5の排出部4側端部において平衡吸着帯が生じた状態になる。この結果、吸着材層5を通過後の気流のガス成分濃度、すなわち、排出部4から排出される気流のガス成分濃度は、流入部3から容器2内に流入する気流のガス成分濃度を時間平均した濃度(以下、時間平均濃度という)に平準化される。具体的には、流入部3から流入する気流のガス成分濃度が時間平均濃度よりも大きい場合、排出部4から排出される気流のガス成分濃度は、時間平均濃度まで低下する。逆に、流入部3から流入する気流のガス成分濃度が時間平均濃度よりも小さい場合、排出部4から排出される気流のガス成分濃度は、時間平均濃度まで上昇する。より具体的には、図3に示すように、流入部3から流入する気流のガス成分濃度が図に破線で示すように短時間サイクルで脈動していても、排出部4から排出される気流のガス成分濃度は、図に実線で示すように時間平均濃度に平準化される。また、図4に示すように、流入部3から流入する気流のガス成分濃度が図に破線で示すように長周期的に変動する場合であっても、排出部4から排出される気流のガス成分濃度は、図に実線で示すように時間平均濃度に平準化される。
The airflow introduced from the
上述の平準化方法において、気流は、吸着材層5において平衡吸着帯が維持される流量で流入部3から吸着材層5に対して導入するのが好ましい。気流の流量が当該流量を超える場合は、排出部4から排出される気流において、ガス成分濃度の平準化効果が得られにくい場合がある。
In the above-described leveling method, the airflow is preferably introduced from the
この平準化装置1は、例えば、触媒の活性評価試験において用いることができる。例えば、不活性ガスにより希釈した所要のガス成分を反応容器内に充填した触媒に供給し、触媒活性を評価する場合、不活性ガス中のガス成分濃度が脈動(ハンチング)しながら変動する場合があるが、この平準化装置1を用いれば、反応容器の触媒に対して供給する不活性ガス中のガス成分濃度を平準化させることができるので、触媒活性を正確に評価することができる。
The
次に、図5を参照して、上述の平準化装置1を採用したガス成分処理装置の一例を説明する。図において、ガス成分処理装置10は、気流に含まれるガス成分を処理材を用いて処理するためのものであり、濃度調節部11と処理部12とを主に備えている。濃度調節部11は、上述のように構成された平準化装置1である。一方、処理部12は、容器20を主に備えている。容器20は、気流の流入部21(第二流入部の一例)と排出部22(第二排出部の一例)とを有しており、また、内部に処理材層23を有している。処理部12は、流入部21が濃度調節部11の排出部4(第一排出部の一例)に接続されている。この結果、ガス成分処理装置10では、濃度調節部11の流入部3(第一流入部の一例)から処理部12の排出部22に至る、一連の気流の流路が形成されている。
Next, with reference to FIG. 5, an example of the gas component processing apparatus that employs the leveling
処理材層23は、容器20内に充填された処理材からなるものである。ここで用いられる処理材は、目的に応じて気流に含まれるガス成分を処理可能な各種のものであり、例えば、ガス成分を分解するための各種の金属系等の分解触媒やガス成分を吸着するための吸着材である。吸着材を用いる場合、その種類は、濃度調節部11(すなわち平準化装置1)において用いられる吸着材と同種のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。但し、この吸着材からなる処理材層23は、濃度調節部11において用いられる吸着材層5とは異なり、ガス成分濃度を時間平均濃度に平準化するものではない。
The
このガス成分処理装置10において、濃度調節部11の流入部3から容器2内に流入した気流は、吸着材層5を通過した後に排出部4から排出され、続けて処理部12へ供給される。ここで、排出部4から排出された気流は、流入部21から容器20内に流入し、処理材層23を通過した後、排出部22から容器20の外部へ排出される。この際、気流に含まれるガス成分は、処理材層23の処理材により、処理材の機能に応じた処理が施される。例えば、処理材として分解触媒を用いている場合は、分解触媒の作用によりガス成分が分解される。また、処理材として吸着材が用いられている場合は、ガス成分が吸着材に吸着し、気流から除去される。したがって、これらの場合、処理部12の排出部22から排出される気流は、実質的にガス成分を含まないか、或いは、ガス成分濃度が大幅に低下した状態になる。
In this gas
ここで、濃度調節部11の流入部3へ供給される気流のガス成分濃度が変動するような場合、当該気流に含まれるガス成分の濃度は、濃度調節部11において既述のような作用により平準化される。したがって、濃度調節部11から処理部12へ供給される気流のガス成分濃度は、平準化された状態になる。このため、処理部12では、濃度調節部11において設定される、平準化された一定レベルの濃度のガス成分を十分に処理可能な程度の量の処理材により処理材層23を形成すれば、濃度調節部11の流入部3へ供給される気流のガス成分濃度の高低に拘わらず、安定して気流に含まれるガス成分を処理することができる。換言すると、処理部12では、気流のガス成分濃度が一時的に大幅に高まる場合を想定して処理材層23の処理材量を多目に設定する必要がなく、必要最低限量の処理材により、安定して気流に含まれるガス成分を処理することができる。
Here, when the gas component concentration of the airflow supplied to the
上述のガス成分処理装置10は、例えば、産業廃棄物や一般家庭ゴミ等の廃棄物焼却施設において、焼却炉から延びる排気流路に組込むことができる。ここでは、通常、排気流路をガス成分処理装置10の濃度調節部11側の流入部3に接続し、また、ガス成分処理装置10の処理部12側の排出部22に排気ガスを大気へ放出するための煙突を接続する。この場合、焼却炉から排出される、ガス状態のダイオキシン類を含む排気ガスは、濃度調節部11において、ダイオキシン類濃度が一定レベルに平準化される。そして、濃度が一定レベルに平準化されたダイオキシン類を含む排気ガスは、処理部12において処理材の種類に応じて処理され、実質的にダイオキシン類が除去された状態で煙突から大気へ放出される。ここで、焼却炉からの排気ガスは、焼却炉の運転立ち上げ時や焼却処理中の廃棄物の種類や量に応じ、一時的にダイオキシン類濃度が高まる場合があるが、そのような排気ガスは、濃度調節装置11においてダイオキシン類濃度が一定レベルに平準化されるため(すなわち、排気ガスのダイオキシン類濃度は、一定レベルまで低下するため)、処理部12の処理材層23に処理能力を超える負荷を与えることがなく、当該処理材層23により安定に処理され得る。
The gas
上述の実施の形態において説明した平準化装置1を製造した。ここでは、吸着材層5として、吸着材である繊維状活性炭のハニカム状成形品(大阪ガスケミカル株式会社の商品名“CH59”)を用いた。なお、繊維状活性炭は、平衡吸着帯が生じていない状態のものを用いた。また、吸着材層5の長さ(気流の通過長さ)は、40mmに設定した。
The
この平準化装置1の流入部3に対し、クロロベンゼン濃度が変動する空気を供給した。この空気は、クロロベンゼン含有空気の2分間供給と、クロロベンゼンを含まない空気(清浄空気)の20分間供給とを1サイクルとし、このサイクルを繰り返すことによりクロロベンゼン濃度を変動させたものである。なお、クロロベンゼン含有空気のクロロベンゼン濃度は、2,550ppmである。また、吸着材層5における空気の線速度は、5cm/秒になるよう調節した。
Air in which the chlorobenzene concentration fluctuated was supplied to the
平準化装置1の排出部4から排出される空気のクロロベンゼン濃度を連続的に測定した結果を図6に示す。なお、排出部4から排出される空気中のクロロベンゼン濃度は、全炭化水素計により測定した。
The result of continuously measuring the chlorobenzene concentration of the air discharged from the
図6によると、流入部3に対して空気を供給し始めてから約20時間経過したときに吸着材層5が平衡吸着帯を生じた状態に達したが、その後、排出口4から排出される空気のクロロベンゼン濃度は略232ppmに平準化され、安定している。平準化後の濃度は、流入部3に供給される1サイクル当りの空気の総量に含まれるクロロベンゼン量の1サイクル当りの時間平均(2,550ppm×2分/22分=232ppm)に相当している。
According to FIG. 6, the
1 ガス成分濃度の平準化装置
2、20 容器
3、21 流入部
4、22 排出部
5 吸着材層
23 処理材層
1 Gas component
Claims (6)
前記ガス成分を吸着可能な吸着材層において前記ガス成分の平衡吸着帯が生じるよう、前記吸着材層に前記気流を通過させる工程を含む、
ガス成分濃度の平準化方法。 A method for leveling the concentration of gas components contained in an air stream,
Including passing the air stream through the adsorbent layer so that an equilibrium adsorption band of the gas component is generated in the adsorbent layer capable of adsorbing the gas component.
A method for leveling gas component concentrations.
前記気流の流入部と排出部とを有する容器と、
前記容器内に配置された、前記ガス成分を吸着可能な吸着材層とを備え、
前記吸着材層は、前記ガス成分の平衡吸着帯が生じた状態に設定されている、
ガス成分濃度の平準化装置。 An apparatus for leveling the concentration of gas components contained in an air stream,
A container having an inflow portion and a discharge portion for the airflow;
An adsorbent layer disposed in the container and capable of adsorbing the gas component;
The adsorbent layer is set in a state where an equilibrium adsorption band of the gas component has occurred,
Gas component concentration leveling device.
前記気流の第一流入部と第一排出部とを有し、かつ、前記ガス成分を吸着可能な吸着材層が内部に配置された第一容器と、
前記第一排出部から排出される前記気流の第二流入部と第二排出部とを有し、かつ、内部に前記処理材が充填された第二容器とを備え、
前記吸着材層は、前記ガス成分の平衡吸着帯が生じた状態に設定されている、
ガス成分処理装置。 A processing device for processing a gas component contained in an air stream with a processing material,
A first container having a first inflow portion and a first discharge portion of the air flow, and an adsorbent layer capable of adsorbing the gas component disposed therein;
A second inflow portion and a second discharge portion of the airflow discharged from the first discharge portion, and a second container filled with the processing material therein,
The adsorbent layer is set in a state where an equilibrium adsorption band of the gas component has occurred,
Gas component processing equipment.
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- 2004-04-16 JP JP2004122253A patent/JP2005305218A/en active Pending
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