JP2009136841A - Catalyst oxidation treatment device and catalyst oxidation treatment method - Google Patents
Catalyst oxidation treatment device and catalyst oxidation treatment method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009136841A JP2009136841A JP2007318737A JP2007318737A JP2009136841A JP 2009136841 A JP2009136841 A JP 2009136841A JP 2007318737 A JP2007318737 A JP 2007318737A JP 2007318737 A JP2007318737 A JP 2007318737A JP 2009136841 A JP2009136841 A JP 2009136841A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- catalyst
- pretreatment
- heat exchanger
- oxidation treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 193
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 83
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 25
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 claims abstract description 15
- 239000002574 poison Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 50
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 50
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 claims 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 214
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 14
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 14
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 8
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 5
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 5
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 4
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
本発明は、揮発性有機化合物の処理装置に関し、特に、排ガス中に触媒毒が微量含まれる場合においても触媒の劣化を抑制することができ、経済的且つ低コストで処理可能な触媒酸化処理装置および触媒酸化処理方法に関する。 The present invention relates to a processing apparatus for volatile organic compounds, and in particular, a catalytic oxidation processing apparatus capable of suppressing deterioration of a catalyst even when a small amount of catalyst poison is contained in exhaust gas, and capable of processing economically and at low cost. And a method for catalytic oxidation treatment.
様々な産業において、製造工程から排出されるガス中には有害成分や悪臭成分が含まれている場合がある。 In various industries, harmful gases and malodorous components may be contained in the gas discharged from the manufacturing process.
例えば、塗装工場、印刷工場、フィルムのラミネート工場などではトルエン、イソプロピルアルコール(IPA)、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチルなどの揮発性有機化合物(VOC:Volatile Organic Compound)を使用しており、製造装置や設備などからVOC含有ガスを排出している。 For example, volatile organic compounds (VOC) such as toluene, isopropyl alcohol (IPA), methyl ethyl ketone (MEK), and ethyl acetate are used in coating factories, printing factories, and film laminating factories. VOC-containing gas is discharged from equipment and facilities.
大気汚染防止の観点から、VOCを使用する工程においては、環境に与える負荷を低減するため、工程から発生するVOCガスをできる限り分解または除去して排出しなければならない。 From the viewpoint of preventing air pollution, in a process using VOC, in order to reduce the load on the environment, VOC gas generated from the process must be decomposed or removed as much as possible and discharged.
このようなVOCガス成分を分解または除去するガスの浄化方法としては、ガスを直接、バーナーなどで燃焼する直接燃焼方式、触媒により燃焼を行う触媒燃焼方式、蓄熱材で予熱して燃焼させる蓄熱燃焼方式などが知られている。 As a gas purification method for decomposing or removing such VOC gas components, a direct combustion method in which the gas is directly burned by a burner, a catalytic combustion method in which the gas is burned by a catalyst, a regenerative combustion in which the heat is preheated and burned by a heat storage material The method is known.
上記触媒燃焼方式の装置概略を図12に示す。 An outline of the catalytic combustion type apparatus is shown in FIG.
同図に示す触媒燃焼装置は、中温(250〜350℃程度)で用いられるものであり、排ガス導入口50から導入された排ガスEGは、炉室51内に配置されたヒータ52によって加熱された後、触媒53に導入されて酸化分解され、排ガス排出口54から放出されるようになっている。
The catalytic combustion apparatus shown in the figure is used at an intermediate temperature (about 250 to 350 ° C.), and the exhaust gas EG introduced from the
触媒53で排ガスEGを酸化分解するのに用いられた熱は直接燃焼方式に比べて低温である。
The heat used for the oxidative decomposition of the exhaust gas EG by the
直接燃焼方式または触媒燃焼方式において、希薄な可燃成分を処理する場合に望まれることは、放出される排ガス温度を低下させると共に、消費エネルギー量を抑制してランニングコストを低減させることである。 In the direct combustion method or the catalytic combustion method, what is desired when processing a dilute combustible component is to reduce the temperature of exhaust gas to be released and to reduce the amount of energy consumption and reduce the running cost.
一方、蓄熱燃焼方式は上記した他の燃焼方式と比較してイニシャルコストは高いものの、高い熱回収率を得ることができ(一般に85%以上)、上記触媒燃焼方式に比べ消費エネルギーを半分程度に抑制できるという利点がある。 On the other hand, although the thermal storage combustion method has a higher initial cost than the other combustion methods described above, it can obtain a high heat recovery rate (generally 85% or more) and halves the energy consumption compared to the catalytic combustion method. There is an advantage that it can be suppressed.
図13は従来の蓄熱燃焼方式の装置概略を示したものである。 FIG. 13 shows an outline of a conventional heat storage combustion system.
同図において、蓄熱燃焼方式では炉室55に対して二塔のガス流路を設けており、バーナー56で排ガスを燃焼浄化した後、浄化部の下流側にセラミックハニカムなどの蓄熱材57を設置することで排熱を吸収するように構成されている。そして、ガス供給方向を反転させる(実線矢印で示すA方向から破線矢印で示すB方向)ことで、蓄熱材57に保持された熱を再び炉室55で利用し、反対側に設けられた蓄熱材58で排熱を回収する操作を繰り返す(例えば特許文献1参照)。
In the figure, in the heat storage combustion system, two towers of gas flow paths are provided for the
なお、図中、59は排ガス導入口(または排ガス排出口)、60は排ガス排出口(または排ガス導入口)である。 In the figure, 59 is an exhaust gas inlet (or exhaust gas outlet), and 60 is an exhaust gas outlet (or exhaust gas inlet).
また、上記触媒燃焼方式に用いられる接触酸化分解反応用触媒としては、低温で高い酸化分解活性を有するもの、具体的には、白金などの貴金属を活性成分とし、これをアルミナなどの触媒担体に担持させたものが使用されている。 The catalytic oxidative decomposition reaction catalyst used in the catalytic combustion system has a high oxidative decomposition activity at a low temperature, specifically, a noble metal such as platinum as an active component, and this is used as a catalyst carrier such as alumina. A supported one is used.
これらのいわゆる貴金属系触媒は、有機シリコン等の被毒物質に影響されやすく、排ガス中にこれらの被毒物質が微量に混入するだけでも酸化活性が大きく低下するという欠点を有している。しかし、有機シリコン化合物に対し、充分に優れた耐久性を有する触媒の開発はなされていないのが現状である。 These so-called noble metal-based catalysts are susceptible to poisoning substances such as organic silicon, and have a drawback that the oxidation activity is greatly reduced even if these poisoning substances are mixed in the exhaust gas in a trace amount. However, the present situation is that the development of a catalyst having sufficiently excellent durability for an organic silicon compound has not been made.
そこで触媒劣化防止のため、触媒前段に吸着材を設置することにより有機シリコン化合物を吸着除去する方法が広く採用されている。
しかしながら、一般に、吸着材によって有機シリコン化合物を除去する方法は、吸着材における吸着量が飽和に達すると吸着材の交換、または再生による吸着物の除去が必要となるため、浄化システムの必要性能を維持するには吸着材を定期的に交換しなければならずランニングコストが高くつくという問題があった。 However, in general, the method of removing the organosilicon compound with the adsorbent requires replacement of the adsorbent or removal of the adsorbate by regeneration when the adsorption amount in the adsorbent reaches saturation. In order to maintain, there is a problem that the adsorbent must be periodically replaced and the running cost is high.
一方、酸化分解過程において昇温されたガスの熱を回収し未処理排ガスの予熱源として再利用する、蓄熱燃焼方式によるガス浄化処理方法は、ランニングコストの面では他のガス浄化処理方法よりも有利であるが、省エネルギーに有効な上記蓄熱燃焼方式も、下記に示す課題を有している。 On the other hand, the heat storage combustion type gas purification treatment method that recovers the heat of the gas that has been heated during the oxidative decomposition process and reuses it as a preheating source for untreated exhaust gas is more efficient than other gas purification treatment methods in terms of running cost. Although advantageous, the above-described heat storage combustion system effective for energy saving also has the following problems.
すなわち、排ガスが保持している熱を蓄熱燃焼方式で有効に吸収しようとしても、顕熱蓄熱材の熱容量が限られているため、高い熱効率を得るためには多量の顕熱蓄熱材が必要となり、結果として装置重量や大きさが拡大してしまい設置場所が限られてしまうこと。加えて、大きな熱容量を有するため、装置が安定するまでに時間がかかるということである。 That is, even if the heat stored in the exhaust gas is effectively absorbed by the regenerative combustion method, the heat capacity of the sensible heat storage material is limited, so a large amount of sensible heat storage material is required to obtain high thermal efficiency. As a result, the weight and size of the device are increased, and the installation location is limited. In addition, since it has a large heat capacity, it takes time for the device to stabilize.
本発明は、上述した従来の燃焼式ガス浄化装置に係る課題を考慮してなされたものであり、軽量、コンパクトに構成することができてイニシャルコスト、ランニングコストを抑制することができ、しかも有機シリコン化合物等の触媒被毒物質を含有する排ガスに対しても、より長時間、高い浄化率を維持することのできる触媒酸化処理装置および触媒酸化処理方法を提供するものである。 The present invention has been made in consideration of the problems associated with the conventional combustion gas purification device described above, and can be configured to be lightweight and compact, and can suppress initial costs and running costs, and can be organic. The present invention provides a catalytic oxidation treatment apparatus and a catalytic oxidation treatment method capable of maintaining a high purification rate for a longer time even with respect to exhaust gas containing a catalyst poisoning substance such as a silicon compound.
(a)触媒酸化処理装置
本発明の触媒酸化処理装置は、排ガス中に含まれる揮発性有機化合物を酸化触媒により酸化分解する触媒酸化処理装置において、前記排ガス中に微量含まれる触媒毒を除去するための前処理触媒が、排ガス処理方向上流側に設けられるとともに、前記前処理触媒と前記酸化触媒とを結ぶガス流路に、前記前処理触媒からの排ガス温度を下げる冷却手段が介設されていることを要旨とする(図1(請求項1の対応図)参照)。
(a) Catalytic oxidation treatment apparatus The catalytic oxidation treatment apparatus of the present invention removes a catalyst poison contained in a trace amount in the exhaust gas in a catalytic oxidation treatment apparatus that oxidizes and decomposes volatile organic compounds contained in the exhaust gas with an oxidation catalyst. And a cooling means for lowering the exhaust gas temperature from the pretreatment catalyst is interposed in the gas flow path connecting the pretreatment catalyst and the oxidation catalyst. (See FIG. 1 (corresponding diagram of claim 1)).
前記触媒酸化処理装置では、前記前処理触媒の上流側ガス流路に、加熱手段を設けることができる(図2(請求項2の対応図)参照)。 In the catalytic oxidation treatment apparatus, heating means can be provided in the upstream gas flow path of the pretreatment catalyst (see FIG. 2 (corresponding to claim 2)).
また、前記冷却手段として、前記前処理触媒の出口排ガスと未処理排ガスとで熱交換を行なう第一熱交換器を備え、未処理排ガスの第一熱交換器出口と前処理触媒入口とをガス流路で接続することができる。(図3(請求項3の対応図)参照)。 The cooling means includes a first heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas from the pretreatment catalyst outlet and the untreated exhaust gas, and the first heat exchanger outlet and the pretreatment catalyst inlet of the untreated exhaust gas are gasses. It can be connected by a flow path. (See FIG. 3 (corresponding diagram of claim 3)).
この構成に従えば、未処理排ガスとの熱交換で前処理触媒からの排ガスを冷却することにより、冷却手段における冷媒(冷却水)が不要になる。 If this structure is followed, the refrigerant | coolant (cooling water) in a cooling means becomes unnecessary by cooling the waste gas from a pre-processing catalyst by heat exchange with an untreated waste gas.
また、未処理排ガスと前記酸化触媒からの浄化ガスとを熱交換することにより未処理排ガスを加熱する第二熱交換器を有し、未処理排ガスの第二熱交換器出口と前処理触媒入口とをガス流路で接続することができる(図4(請求項4の対応図)参照)。 And a second heat exchanger for heating the untreated exhaust gas by exchanging heat between the untreated exhaust gas and the purified gas from the oxidation catalyst, and a second heat exchanger outlet and a pretreatment catalyst inlet for the untreated exhaust gas. Can be connected by a gas flow path (see FIG. 4 (corresponding view of claim 4)).
この構成に従えば、未処理排ガスと酸化触媒出口ガス(清浄排気ガス)を熱交換することにより、前処理触媒の加熱手段が不要、または加熱に要するエネルギーを少なくすることができる。また、酸化触媒出口ガスの温度を下げることができる。 According to this configuration, heat exchange between the untreated exhaust gas and the oxidation catalyst outlet gas (clean exhaust gas) eliminates the need for a heating means for the pretreatment catalyst or reduces the energy required for heating. Further, the temperature of the oxidation catalyst outlet gas can be lowered.
また、前記冷却手段として、前記前処理触媒の出口排ガスと未処理排ガスとで熱交換を行なう第一熱交換器を備えた場合、未処理排ガスの第一熱交換器出口と未処理排ガスの第二熱交換器入口とをガス流路で接続することができる(図5(a)(請求項5の対応図)参照)。 When the first heat exchanger that performs heat exchange between the outlet exhaust gas of the pretreatment catalyst and the untreated exhaust gas is provided as the cooling means, the first heat exchanger outlet of the untreated exhaust gas and the first heat exchanger of the untreated exhaust gas The two heat exchanger inlets can be connected by a gas flow path (see FIG. 5A (corresponding diagram of claim 5)).
この構成に従えば、冷却手段における冷媒(冷却水)を不要にすることができるとともに、前処理触媒の加熱手段が不要、または加熱に要するエネルギーを少なくすることができる。 According to this configuration, the refrigerant (cooling water) in the cooling means can be made unnecessary, the heating means for the pretreatment catalyst is unnecessary, or the energy required for heating can be reduced.
或いは、未処理排ガスと前記酸化触媒からの浄化ガスとを熱交換する第二熱交換器出口ガスを、前記前処理触媒出口ガスの冷却手段として備えた第一熱交換器入口に導入するためのガス流路で接続し、さらに、第一熱交換器出口の未処理排ガスを前処理触媒入口に導入するガス流路で接続することができる(図5(b)(請求項6の対応図)参照)。 Alternatively, a second heat exchanger outlet gas for exchanging heat between the untreated exhaust gas and the purified gas from the oxidation catalyst is introduced into the first heat exchanger inlet provided as a cooling means for the pretreatment catalyst outlet gas. It can be connected by a gas flow path, and further can be connected by a gas flow path for introducing untreated exhaust gas at the outlet of the first heat exchanger to the pretreatment catalyst inlet (FIG. 5B) (corresponding to claim 6). reference).
この構成に従えば、冷却手段における冷媒(冷却水)を不要にすることができる。 If this structure is followed, the refrigerant | coolant (cooling water) in a cooling means can be made unnecessary.
また、前記第一熱交換器は直交型熱交換器により構成することが好ましい。 The first heat exchanger is preferably constituted by an orthogonal heat exchanger.
また、前記第二熱交換器は直交型熱交換器により構成することが好ましい。 The second heat exchanger is preferably constituted by an orthogonal heat exchanger.
また、未処理排ガスの第一熱交換器出口と前処理触媒入口とを接続しているガス流路に前記加熱手段を設けることができる(図6(a)(請求項3に従属する請求項9の対応図)参照)。 Further, the heating means can be provided in a gas flow path connecting the outlet of the first heat exchanger for the untreated exhaust gas and the inlet of the pretreatment catalyst (a claim dependent on claim 3). 9)))).
或いは、第二熱交換器出口ガスを、前記前処理触媒出口ガスの冷却手段として備えた第一熱交換器入口に導入するためのガス流路で接続し、第一熱交換器出口の未処理排ガスを前処理触媒入口に導入するガス流路に加熱手段を設けることもできる(図6(b)(請求項6に従属する請求項9の対応図)参照)。 Alternatively, the second heat exchanger outlet gas is connected by a gas flow path for introduction into the first heat exchanger inlet provided as a cooling means for the pretreatment catalyst outlet gas, and the first heat exchanger outlet is untreated. A heating means may be provided in the gas flow path for introducing the exhaust gas into the pretreatment catalyst inlet (see FIG. 6B (corresponding diagram of claim 9 subordinate to claim 6)).
この構成に従えば、冷却手段(第一熱交換器)における冷却水を不要にするとともに、前処理触媒の加熱に要するエネルギーを少なくすることができる。 According to this configuration, the cooling water in the cooling means (first heat exchanger) is not necessary, and the energy required for heating the pretreatment catalyst can be reduced.
また、未処理排ガスの第二熱交換器出口と前記前処理触媒入口とを接続しているガス流路に前記加熱手段を設けることもできる(図7(請求項4に従属する請求項10の対応図)、および図8(請求項5に従属する請求項10の対応図)参照)。
Further, the heating means may be provided in a gas flow path connecting the second heat exchanger outlet of the untreated exhaust gas and the pretreatment catalyst inlet (FIG. 7 (
また、前記第二熱交換器の出口排ガス温度または前記酸化触媒入口側の排ガス温度を測定する温度センサを有し、この温度センサによって測定されるガス温度に基づいて前記加熱手段の加熱動作を制御することにより、ガス温度が400〜700℃に加熱維持された排ガスを前記前処理触媒に導入するように構成することができる。 In addition, a temperature sensor for measuring the exhaust gas temperature at the outlet of the second heat exchanger or the exhaust gas temperature at the inlet side of the oxidation catalyst is provided, and the heating operation of the heating unit is controlled based on the gas temperature measured by the temperature sensor. By doing, it can comprise so that the exhaust gas by which the gas temperature was heat-maintained at 400-700 degreeC may be introduce | transduced into the said pretreatment catalyst.
(b)触媒酸化処理方法
本発明の触媒酸化処理方法は、排ガス中に含まれる揮発性有機化合物を酸化触媒により酸化分解する処理方法において、前記排ガス中に微量含まれる触媒毒を分解あるいは除去するため、マンガン、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀、カルシウム、ナトリウム、コバルト、ニッケル、セリウム、インジウム、タングステン、マグネシウム、錫等の金属または金属酸化物の群から選択される1種以上のものからなる前処理触媒を用い、400〜700℃に加熱して、被毒物質の分解あるいは除去を行なった後、引き続き揮発性有機化合物を酸化分解することを要旨とする。
(b) Catalytic oxidation treatment method The catalytic oxidation treatment method of the present invention is a treatment method in which a volatile organic compound contained in exhaust gas is oxidized and decomposed with an oxidation catalyst, and the catalyst poison contained in a trace amount in the exhaust gas is decomposed or removed. Therefore, from one or more selected from the group of metals or metal oxides such as manganese, aluminum, palladium, iron, copper, silver, calcium, sodium, cobalt, nickel, cerium, indium, tungsten, magnesium, tin The gist of the present invention is to use a pretreatment catalyst to be heated to 400 to 700 ° C. to decompose or remove the poisoning substance and then oxidatively decompose the volatile organic compound.
前記触媒酸化処理方法では、前記金属または金属酸化物に代えてゼオライト、活性アルミナ、粘土鉱物等の無機系吸着剤を前処理触媒として用い、微量の触媒毒と揮発性有機化合物を含む排ガスを処理した後の排ガスを、PdまたはPt触媒を用いて酸化処理することができる。上記無機系吸着剤の中でもゼオライトは、比表面積が大きいことから吸着力に優れ、しかも耐熱性に優れているため好ましい。 In the catalytic oxidation treatment method, instead of the metal or metal oxide, an inorganic adsorbent such as zeolite, activated alumina or clay mineral is used as a pretreatment catalyst, and exhaust gas containing a small amount of catalyst poison and volatile organic compound is treated. The exhaust gas after the treatment can be oxidized using a Pd or Pt catalyst. Among the inorganic adsorbents, zeolite is preferable because it has a large specific surface area and is excellent in adsorption power and heat resistance.
また、本発明の触媒酸化処理方法は、排ガス中に微量含まれる触媒毒を除去するための前処理触媒に未処理排ガスを導入し、前記前処理触媒から排出される排ガスを所定の温度まで冷却し、冷却した排ガスをさらに酸化触媒に導入して排ガス中に含まれる揮発性有機化合物を酸化分解することを要旨とする。 Further, the catalytic oxidation treatment method of the present invention introduces untreated exhaust gas into a pretreated catalyst for removing a catalyst poison contained in a trace amount in the exhaust gas, and cools the exhaust gas discharged from the pretreated catalyst to a predetermined temperature. Then, the gist is to further introduce the cooled exhaust gas into the oxidation catalyst to oxidatively decompose the volatile organic compound contained in the exhaust gas.
前記触媒酸化処理方法において、前記所定の温度を200〜500℃とすることが好ましい。 In the catalytic oxidation treatment method, the predetermined temperature is preferably 200 to 500 ° C.
また、前記前処理触媒から排出される排ガスと未処理排ガスとを熱交換することによって前記未処理排ガスを加熱し、上記前処理触媒に導入することができる。 Moreover, the untreated exhaust gas can be heated by exchanging heat between the exhaust gas discharged from the pretreated catalyst and the untreated exhaust gas, and introduced into the pretreated catalyst.
また、前記前処理触媒から排出される排ガスの冷却に供せられて加熱した未処理排ガスを、さらに前記酸化触媒から排出される排ガスとの熱交換に使用して、未処理排ガスを予熱し、前記前処理触媒に導入することができる。 Further, the untreated exhaust gas heated and supplied for cooling the exhaust gas discharged from the pretreatment catalyst is further used for heat exchange with the exhaust gas discharged from the oxidation catalyst, to preheat the untreated exhaust gas, It can be introduced into the pretreatment catalyst.
また、前記酸化触媒から排出される排ガスと未処理排ガスとを熱交換することによって前記未処理排ガスを加熱し、前記前処理触媒に導入することができる。 Moreover, the untreated exhaust gas can be heated by introducing heat exchange between the exhaust gas discharged from the oxidation catalyst and the untreated exhaust gas, and introduced into the pretreatment catalyst.
また、前記酸化触媒から排出される排ガスと熱交換して加熱された未処理排ガスを、さらに前記前処理触媒から排出される排ガスとの熱交換に使用し、未処理ガスを十分予熱して、前記前処理触媒に導入することができる。 Further, the untreated exhaust gas heated by exchanging heat with the exhaust gas discharged from the oxidation catalyst is further used for heat exchange with the exhaust gas discharged from the pretreatment catalyst, and the untreated gas is sufficiently preheated, It can be introduced into the pretreatment catalyst.
また、前記前処理触媒に導入する未処理排ガスを加熱手段によって加熱した後、前記前処理触媒に導入することができる。 Moreover, after the untreated exhaust gas to be introduced into the pretreatment catalyst is heated by a heating means, it can be introduced into the pretreatment catalyst.
本発明によれば、軽量、コンパクトでランニングコストも安く、しかも触媒毒に対しての劣化を抑制することができるという長所を有する。 The present invention is advantageous in that it is light and compact, has a low running cost, and can suppress deterioration against catalyst poison.
以下、本発明に係る触媒酸化処理装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of a catalytic oxidation treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
a. 処理装置の基本構成
図9は、本発明に係る触媒酸化処理装置の構成を示したブロック図である。
a. Basic Configuration of Processing Apparatus FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the catalytic oxidation processing apparatus according to the present invention.
同図において、触媒酸化処理装置1は、有機シリコン化合物を微量含むVOC排ガスを酸化分解するための金属担持した酸化分解触媒(酸化触媒)2aを充填した触媒層2と、排ガス処理方向においてその触媒層2の上流側に設けられ、排ガス中に含有される有機シリコン化合物を吸着・分解するための前処理触媒3aを充填した前処理層3と、この前処理層3の上流側に設けられ、前処理触媒3aの温度を、有機シリコン化合物を分解するのに充分な温度まで加熱する加熱手段4と、前処理層3と触媒層2との間に設けられ、前処理層3で有機シリコン化合物を吸着・分解した後の排ガス温度を、後段の酸化分解触媒2aにてVOCを酸化分解するのに適した温度まで下げる冷却手段5から主として構成されている。なお、図中、6は排ガス導入口であり、7は排ガス排出口である。
In the figure, a catalytic oxidation treatment apparatus 1 includes a
上記触媒層2に充填される酸化分解触媒2aおよび上記前処理層3に充填される前処理触媒3aとしては、排ガス中のVOCを酸化分解することができる、例えば、白金、チタン、マンガン、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀、カルシウム、ナトリウム、コバルト、ニッケル、セリウム、インジウム、タングステン、マグネシウム、錫等の金属または金属酸化物からなる一般の酸化分解触媒を適用することができる。
As the
また、前記前処理触媒として、ゼオライト、活性アルミナ、粘土鉱物等の無機系吸着剤を用いることもできる。 Further, as the pretreatment catalyst, an inorganic adsorbent such as zeolite, activated alumina, clay mineral or the like can be used.
VOC排ガスを触媒で酸化分解させる場合の温度は、触媒の耐久性を考慮して、250〜350℃の温度(中温)で制御するのが一般的である。しかしながら、排ガス中に微量でも有機シリコン化合物等の触媒毒を含む場合には、上記した温度では、触媒の酸化活性が顕著に低下する。 The temperature at which VOC exhaust gas is oxidatively decomposed with a catalyst is generally controlled at a temperature (medium temperature) of 250 to 350 ° C. in consideration of the durability of the catalyst. However, if the exhaust gas contains a catalyst poison such as an organic silicon compound even in a trace amount, the oxidation activity of the catalyst is significantly reduced at the above-described temperature.
そこで、有機シリコン化合物については、酸化分解触媒2aとは別に設けられた前処理触媒3aで除去するように構成している。有機シリコン化合物をその前処理触媒3aで有効に除去するためには、400〜600℃(高温)で処理することが望ましい。400℃より低い温度では有機シリコン化合物の酸化分解効率が低下し、また、600℃を超えると有機シリコンの前処理触媒3aへの吸着性が低下したり、耐熱性、経済性が低下する等の問題が生じる。
Therefore, the organic silicon compound is removed by the
したがって、前処理触媒3aとしては、高温領域で耐久性に優れる、パラジウム系およびマンガンや銅の酸化物を使用することが好ましい。
Therefore, as the
また、上記加熱手段4としては、ガス、電気によるヒータを用いることができ、上記冷却手段5としては、冷却水によるガスクーラ(第一熱交換器)を用いることができる。
In addition, a gas or electric heater can be used as the heating unit 4, and a gas cooler (first heat exchanger) using cooling water can be used as the
a-1. 処理動作
上記構成を有する触媒酸化処理装置1によれば、排ガス導入口6から導入された有機シリコン化合物含有VOC排ガスGは、加熱手段4にてその有機シリコン化合物を有効に分解できる温度まで昇温された後、前処理触媒3aが充填された前処理層3に導入され、有機シリコン化合物が分解処理される。
a-1. Treatment Operation According to the catalytic oxidation treatment apparatus 1 having the above configuration, the organosilicon compound-containing VOC exhaust gas G introduced from the
次いで、前処理層3の前処理触媒3aの出口排ガスG′を冷却手段5に導入することにより、酸化分解触媒2aでVOCを酸化分解するのに適した温度まで下げ、温度の下げられた排ガスを、酸化分解触媒2aが充填された触媒層2に導入することにより、VOCを酸化分解し、処理後の浄化ガスを排ガス排出口7から排出する。
Next, the exhaust gas G ′ at the outlet of the
b.処理装置の全体構成
図10は、触媒酸化処理装置の全体構成を示したブロック図である。
b. Overall Configuration of Processing Apparatus FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of the catalytic oxidation processing apparatus.
同図に示す全体構成において、触媒酸化処理装置10は、有機シリコン化合物を微量含むVOC排ガスを酸化分解するための金属担持した酸化分解触媒2aを充填した触媒層2と、排ガスの処理方向において上記触媒層2の上流側に設けられ、排ガス中に含有される有機シリコン化合物を吸着・分解するための前処理触媒3aを充填した前処理層3と、この前処理層3と上記触媒層2の間に介設された第一熱交換器11と、触媒層2の下流側に配置された第二熱交換器12と、前処理層3の上流側に設けられ有機シリコン化合物が分解するのに充分な温度に排ガスを加熱するための加熱手段4とを有している。
In the overall configuration shown in the figure, the catalytic
なお、上記第一および第二熱交換器11,12は直交型熱交換器が用いられ、第一熱交換器11は図9に示した冷却手段5に対応している。
The first and
また、図中、6は排ガス導入口であり、7は排ガス排出口である。 In the figure, 6 is an exhaust gas inlet, and 7 is an exhaust gas outlet.
また、上記触媒層2に充填される酸化分解触媒2aおよび上記前処理層3に充填される前処理触媒3aは、図9で説明したものと同じ若しくは同種の触媒が用いられる。
In addition, as the
また、加熱手段4についても図9で説明した加熱手段と同様に、ガス、電気によるヒータで構成することができる。 Further, the heating means 4 can also be constituted by a heater using gas or electricity, like the heating means described in FIG.
b-1. 処理動作
排ガス導入口6から導入された、有機シリコン化合物を含有する未処理のVOC排ガスGは、前処理触媒3aを充填した前処理層3の下流であって、酸化分解触媒2aを充填した触媒層2の上流に設けられた第一熱交換器11を通過させられる。
b-1. Treatment Operation Untreated VOC exhaust gas G containing an organic silicon compound introduced from the
第一熱交換器11を通過した排ガスGは、次いで、ガス流路13を介し触媒層2の下流側に設けられた第二熱交換器12を通過させられた後、ガス流路14を介して前処理触媒3aを充填した前処理層3に導入される。
The exhaust gas G that has passed through the first heat exchanger 11 is then passed through the
前処理層3に導入された有機シリコン化合物は前処理触媒3aによって分解処理され、次いで、前処理層3の出口ガスはガス流路15を介して第一熱交換器11に導入され、排ガス導入口6から供給される未処理の排ガスGと熱交換される。
The organosilicon compound introduced into the
ガス流路14には加熱手段4が設けられており、有機シリコン化合物を分解処理するのに充分な温度(400〜700℃)まで昇温された排ガスが前処理層3に導入されるため、その前処理触媒3aにおける有機シリコン化合物の吸着・分解により、前処理層3の出口排ガス温度(ガス流路15における)は、前処理層3の入口排ガス温度よりも高くなる。
The
工場の生産プロセス等から排出される排ガスGの温度は、通常30〜60℃程度であるため、前処理層3の出口排ガスは、上記第一熱交換器11にて未処理排ガスGと熱交換されることにより冷却され、一方、排ガス導入口6から導入された未処理排ガスは昇温される。
Since the temperature of the exhaust gas G discharged from the factory production process or the like is usually about 30 to 60 ° C., the outlet exhaust gas of the
このように、第一熱交換器11で熱交換された有機シリコン化合物分解後のVOCガスは、酸化分解触媒2aでVOCを分解するのに適した250〜350℃に冷却され、ガス流路16を介し触媒層2の酸化分解触媒2aに導入される。それにより、VOCが酸化分解されて浄化ガスとなる。
Thus, the VOC gas after the decomposition of the organosilicon compound heat-exchanged by the first heat exchanger 11 is cooled to 250 to 350 ° C. suitable for decomposing VOC by the
触媒層2における酸化分解にともなう分解熱によって、温度が上昇した浄化ガスは、ガス流路17を介して触媒層2の下流側に設けられた第二熱交換器12に導入され、その第二熱交換器12で熱交換(冷却)され、排気ガスとして大気に放出される。
The purified gas whose temperature has risen due to the heat of decomposition accompanying the oxidative decomposition in the
一方、第二熱交換器12で熱交換に供せされるもう一方の排ガス(ガス流路13から供給される)は昇温され、加熱手段4に供給される。加熱手段4では前処理触媒3aで有機シリコン化合物を十分に吸着・分解処理し得る温度(400〜700℃)に排ガスを加熱維持し、前処理層3に導入する。
On the other hand, the other exhaust gas supplied from the
なお、第一熱交換器11にて熱交換されることにより昇温した未処理排ガスの温度が、前処理触媒3aで処理するのに適した温度である場合には、直接、前処理層3に導入することができ(図3参照)、前処理触媒3aが処理し得る温度に満たない場合には、加熱手段4を介して未処理排ガスの温度を加熱することができる(図6(a)参照)。
In addition, when the temperature of the untreated exhaust gas whose temperature has been raised by heat exchange in the first heat exchanger 11 is a temperature suitable for treatment with the
触媒酸化処理装置10の各部の処理温度は、VOC排ガスの濃度によって変化するが一例を挙げると以下の通りである。
Although the processing temperature of each part of the catalytic
例えば、加熱手段4によって加熱され、前処理層3に導入される排ガス温度が500℃である場合、前処理層3の出口温度は約550℃となる。
For example, when the exhaust gas temperature heated by the heating means 4 and introduced into the
次いで排ガスは第一熱交換器11に導入され、その第一熱交換器11によって未処理の排ガスGと熱交換されることにより約300℃まで冷却される。 Next, the exhaust gas is introduced into the first heat exchanger 11, and is cooled to about 300 ° C. by heat exchange with the untreated exhaust gas G by the first heat exchanger 11.
冷却された排ガスは次いで、触媒層2に導入され、酸化分解触媒2aによってVOCが酸化分解され、触媒層2から浄化ガスとして排出される。約700℃の浄化ガスは、次いで第二熱交換器12に導入され、約510℃まで冷却された後、放出される。
The cooled exhaust gas is then introduced into the
一方、ガス流路13を介して供給され第二熱交換器12によって500℃まで昇温された排ガスは、ガス流路14を介して加熱手段4に供給され、前処理層3の前処理触媒3aに供せられる。
On the other hand, the exhaust gas supplied through the
なお、第二熱交換器12によって昇温された排ガス温度が上記したように500℃であれば、既に、有機シリコン化合物を十分に吸着・分解し得る処理温度に到達しているため、この場合、加熱手段4による加熱動作は必要がない。
In this case, if the exhaust gas temperature raised by the
すなわち、本実施形態の触媒酸化処理装置10は、酸化分解後の排ガス温度に応じて加熱手段4を制御するように構成されており、例えば、第二熱交換器12からの排ガス温度、もしくは前処理触媒3aに導入する排ガス温度を検知する温度センサを設け、この温度センサから出力される温度信号に基づいて、加熱手段4をON−OFF制御するように構成されている。
That is, the catalytic
詳しくは、第一熱交換器11の受熱側のガス流路6−13間、若しくは放熱側のガス流路15−16間に第一熱交換器11のバイパス流路18を設け(図では受熱側のガス流路6−13をバイパスするバイパス流路18を示している)、バイパス流路18内に自動制御ダンパ19を設置するとともに、触媒層2への排ガス導入流路16の温度を検知する温度センサ20を設け、この温度センサ20から出力される温度信号に基づいて、自動制御ダンパ19の開度を制御することで、ガス流路16の排ガス温度を制御することができる。
Specifically, a
また、第二熱交換器12の受熱側のガス流路13−14間、もしくは放熱側のガス流路17−7間に第二熱交換器12のバイパス流路21を設け(図では受熱側のガス流路6−13をバイパスするバイパス流路21を示している)、このバイパス流路21内に自動制御ダンパ22を設置すると共に、前処理層3への排ガスを導入するガス流路14の温度を検知する温度センサ23を設け、この温度センサ23から出力される温度信号に基づいて、この自動制御ダンパ22の開度を制御することで、ガス流路14の排ガス温度を制御することもできる。
Further, a
なお、図10では便宜上、選択的に設けられるバイパス流路18またはバイパス流路21を同一図面上に記載している。
In FIG. 10, for convenience, the
なお、上記加熱手段はON−OFF制御に限らず、温度センサによって検出される測定温度と予めメモリに設定されている設定温度と比較し、制御量と設定温度と差に比例して加熱手段4を制御するいわゆる比例制御を行なうものであってもよい。 The heating means is not limited to ON-OFF control, and the heating means 4 is proportional to the difference between the control amount and the set temperature by comparing the measured temperature detected by the temperature sensor with the preset temperature set in the memory. So-called proportional control may be performed.
このように、バイパス流路18、21を設けてガス流路16、ガス流路14を流れる排ガス温度を制御できるように構成すれば、加熱手段4のON動作を必要最小限にすることができ、それにより、エネルギーを節約することができる。
In this way, if the
以上、説明したように、図10に示す触媒酸化処理装置10は、VOCの酸化分解にともなって発生する分解熱を第二熱交換器12で回収し、補助的な加熱手段4との併用で、前処理触媒3aでの有機シリコン化合物の分解を行うように構成されている(図8参照)。
As described above, the catalytic
また、図10では、第一熱交換器11からの排ガスをガス流路13を通じて第二熱交換器12に導入したが、第二熱交換器12を独立して設け未処理排ガスを取り込むように構成することもでき(図4参照)、また、第二熱交換器12からの排ガスを加熱手段4で加熱した後、前処理層3に導入することもできる(図7参照)。
Further, in FIG. 10, the exhaust gas from the first heat exchanger 11 is introduced into the
また、上記した触媒酸化処理装置10は、基本的にガスの流れがワンパスであって、ガスの流路を切り替えるダンパ類が不要であることから、装置を非常にシンプルに構成することができる。したがって、従来の蓄熱燃焼システムと比較して、コスト的にも有利となる。
Further, the above-described catalytic
さらに、触媒毒に対抗させるための前処理触媒3aとVOC分解用の酸化分解触媒2aとを別々の層に充填するように構成しているため、触媒の充填量が任意に設定でき、触媒交換にかかる労力も少なくて済むという利点がある。
Further, since the
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、本発明の評価は、図10に示す触媒酸化処理装置にて行った。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to these Examples. In addition, evaluation of this invention was performed with the catalytic oxidation processing apparatus shown in FIG.
前処理触媒3aには活性アルミナを担持した、充填比重0.45g/ccのセラミックハニカムを適用し、酸化分解触媒2aにパラジウムを0.4wt担持した充填比重0.65g/ccのコージライトハニカムを適応した。
A ceramic honeycomb having a specific gravity of 0.45 g / cc carrying activated alumina is applied to the
次に、有機シリコン化合物含有VOCガスGとしてトルエン3000ppm、ヘキサメチルジシラザン2ppmを含有した60℃の空気を排ガス導入口6から10m3/minの風量で導入し、その際の排ガス導入口6と排ガス排出口7のガス濃度を総炭化水素計により連続して測定し、装置の除去率η(%)の経時変化を確認した。
Next, 60 ° C. air containing 3000 ppm of toluene and 2 ppm of hexamethyldisilazane was introduced as an organic silicon compound-containing VOC gas G from the
ここで、除去率η(%)=(排ガス導入口ガス濃度−排ガス排出口ガス濃度)/排ガス導入口ガス濃度×100により求まる。 Here, the removal rate η (%) = (exhaust gas inlet port gas concentration−exhaust gas outlet gas concentration) / exhaust gas inlet gas concentration × 100.
前処理触媒3aの空間速度SVは40000(1/hr)、酸化分解触媒2aの空間速度は40000(1/hr)とし、加熱手段4として電気ヒータを適応し500℃まで加熱して前処理層3へ導入した。
The space velocity SV of the
図11は除去率の経時変化をグラフに表したものである。 FIG. 11 is a graph showing the change over time of the removal rate.
同グラフにおいて、運転開始直後の初期除去率ηは99.9%と極めて高い性能を示している。このときのガス流路15の温度は550℃となり、第一熱交換器11へ導入されて熱交換された後のガス流路16の温度は300℃となり、このガス温度の排ガスが触媒槽2へ導入される。酸化分解処理後のガス流路17では700℃となる。
In the graph, the initial removal rate η immediately after the start of operation is 99.9%, which shows extremely high performance. The temperature of the
このように、前処理触媒3aと酸化分解触媒2aとに分割し、両者の間で一旦、冷却する事で、酸化分解触媒2aの入口と出口の温度差を多くすることができる。それにより、VOCの酸化分解時の昇温が大きくても酸化分解触媒を耐熱温度以下で処理させることが可能となり、排ガスに有機シリコン化合物が含まれていても寿命を延長させる効果が高くなる。また、前処理触媒3aの温度を500℃と高くしても、高濃度のVOCの処理が可能となる。
Thus, the temperature difference between the inlet and outlet of the
また、第二熱交換器12へ導入され熱交換後に排ガス排出口7の温度は510℃となる。排ガス導入口6より第一熱交換器11へ導入され熱交換された後、ガス流路13の排ガス温度は300℃であり、第二熱交換器12へ導入され熱交換された後、ガス流路14の温度は500℃となる。この段階で熱回収が充分になされているので電気ヒータ(加熱手段)4をフルに使用する必要がなく、電力を大幅に削減することできる。
In addition, the temperature of the
また、前処理触媒3aを高温化していることで、除去率が99%まで低下するのに前処理触媒温度が300℃では100min(グラフ中、C点の処理時間)であったのに対して、500℃にすることで400min(グラフ中、D点の処理時間)と約4倍の有機シリコン化合物による酸化分解触媒の寿命を保つことができた。
In addition, because the
1 触媒酸化処理装置
2 触媒層
2a 酸化分解触媒(酸化触媒)
3 前処理層
3a 前処理触媒
4 加熱手段
5 冷却手段
6 排ガス導入口
7 排ガス排出口
10 触媒酸化処理装置
11 第一熱交換器
12 第二熱交換器
13 ガス流路
14 ガス流路
15〜17 ガス流路
18 バイパス流路
19 自動制御ダンパ
20 温度センサ
21 バイパス流路
22 自動制御ダンパ
23 温度センサ
1 catalytic
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記排ガス中に微量含まれる触媒毒を除去するための前処理触媒が、排ガス処理方向上流側に設けられるとともに、前記前処理触媒と前記酸化触媒とを結ぶガス流路に、前記前処理触媒からの排ガス温度を下げる冷却手段が介設されていることを特徴とする触媒酸化処理装置。 In catalytic oxidation treatment equipment that oxidatively decomposes volatile organic compounds contained in exhaust gas with an oxidation catalyst,
A pretreatment catalyst for removing a catalyst poison contained in a trace amount in the exhaust gas is provided on the upstream side in the exhaust gas treatment direction, and a gas flow path connecting the pretreatment catalyst and the oxidation catalyst from the pretreatment catalyst. A catalytic oxidation treatment apparatus characterized in that a cooling means for lowering the exhaust gas temperature is interposed.
前記排ガス中に微量含まれる触媒毒を分解あるいは除去するため、マンガン、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀、カルシウム、ナトリウム、コバルト、ニッケル、セリウム、インジウム、タングステン、マグネシウム、錫等の金属または金属酸化物の群から選択される1種以上のものからなる前処理触媒を用い、400〜700℃に加熱して、被毒物質の分解あるいは除去を行なった後、引き続き揮発性有機化合物を酸化分解することを特徴とする揮発性有機化合物の触媒酸化処理方法。 In a treatment method in which volatile organic compounds contained in exhaust gas are oxidized and decomposed by an oxidation catalyst,
Metal or metal such as manganese, aluminum, palladium, iron, copper, silver, calcium, sodium, cobalt, nickel, cerium, indium, tungsten, magnesium, tin, etc. for decomposing or removing catalyst poisons contained in trace amounts in the exhaust gas A pretreatment catalyst consisting of one or more selected from the group of oxides is used and heated to 400 to 700 ° C. to decompose or remove poisonous substances, and then oxidatively decompose volatile organic compounds. A catalytic oxidation treatment method for a volatile organic compound.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007318737A JP5270912B2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Catalytic oxidation treatment apparatus and catalytic oxidation treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007318737A JP5270912B2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Catalytic oxidation treatment apparatus and catalytic oxidation treatment method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009136841A true JP2009136841A (en) | 2009-06-25 |
JP5270912B2 JP5270912B2 (en) | 2013-08-21 |
Family
ID=40868050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007318737A Expired - Fee Related JP5270912B2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Catalytic oxidation treatment apparatus and catalytic oxidation treatment method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5270912B2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011203035A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Nuclear power plant with boiling water reactor |
JP2013032987A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Hydrogen sensor device |
JP2013210127A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Toyobo Co Ltd | Treatment system for organic solvent-containing gas containing organic silicon |
CN104772035A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-15 | 东虹工程股份有限公司 | Volatile organic compound processing device |
CN105126570A (en) * | 2015-09-27 | 2015-12-09 | 苏州日臻环保设备有限公司 | Double-photochemical double-wet type oxidation integrated treatment equipment for waste gas of rubber and treatment method |
WO2016199791A1 (en) * | 2015-06-08 | 2016-12-15 | 株式会社Ihi | Reactor |
CN106938177A (en) * | 2017-04-28 | 2017-07-11 | 广州黑马科技有限公司 | A kind of organic waste gas treatment equipment |
CN112664964A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-16 | 西安建筑科技大学 | VOCs heat recycling system and method |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5874129A (en) * | 1981-06-27 | 1983-05-04 | Toyota Motor Corp | Catalytic filter |
JPS62266119A (en) * | 1986-05-12 | 1987-11-18 | Asahi Glass Co Ltd | Apparatus for treating waste gas of painting drying oven |
JPH07214044A (en) * | 1994-02-02 | 1995-08-15 | Ogawa Kankyo Kenkyusho:Kk | Method for treating photographic processing waste and device therefor |
JP2001246230A (en) * | 2000-03-08 | 2001-09-11 | Nippon Shokubai Co Ltd | Exhaust gas treatment method |
JP2002161729A (en) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Device for removing suspended particulate matters/tar contained in exhaust gas |
JP2002370014A (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-24 | Babcock Hitachi Kk | Exhaust gas treatment system |
JP2003080029A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-18 | Babcock Hitachi Kk | Exhaust gas cleaning system and method for cleaning exhaust gas |
JP2003535670A (en) * | 1999-11-24 | 2003-12-02 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Industrial waste gas purification method |
JP2004358325A (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Cataler Corp | Silica decomposing catalyst and catalytic apparatus for cleaning exhaust gas |
-
2007
- 2007-12-10 JP JP2007318737A patent/JP5270912B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5874129A (en) * | 1981-06-27 | 1983-05-04 | Toyota Motor Corp | Catalytic filter |
JPS62266119A (en) * | 1986-05-12 | 1987-11-18 | Asahi Glass Co Ltd | Apparatus for treating waste gas of painting drying oven |
JPH07214044A (en) * | 1994-02-02 | 1995-08-15 | Ogawa Kankyo Kenkyusho:Kk | Method for treating photographic processing waste and device therefor |
JP2003535670A (en) * | 1999-11-24 | 2003-12-02 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Industrial waste gas purification method |
JP2001246230A (en) * | 2000-03-08 | 2001-09-11 | Nippon Shokubai Co Ltd | Exhaust gas treatment method |
JP2002161729A (en) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Device for removing suspended particulate matters/tar contained in exhaust gas |
JP2002370014A (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-24 | Babcock Hitachi Kk | Exhaust gas treatment system |
JP2003080029A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-18 | Babcock Hitachi Kk | Exhaust gas cleaning system and method for cleaning exhaust gas |
JP2004358325A (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Cataler Corp | Silica decomposing catalyst and catalytic apparatus for cleaning exhaust gas |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011203035A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Nuclear power plant with boiling water reactor |
JP2013032987A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Hydrogen sensor device |
JP2013210127A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Toyobo Co Ltd | Treatment system for organic solvent-containing gas containing organic silicon |
CN104772035A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-15 | 东虹工程股份有限公司 | Volatile organic compound processing device |
WO2016199791A1 (en) * | 2015-06-08 | 2016-12-15 | 株式会社Ihi | Reactor |
JPWO2016199791A1 (en) * | 2015-06-08 | 2018-05-24 | 株式会社Ihi | Reactor |
US10603649B2 (en) | 2015-06-08 | 2020-03-31 | Ihi Corporation | Reactor |
US10926235B2 (en) | 2015-06-08 | 2021-02-23 | Ihi Corporation | Reactor |
CN105126570A (en) * | 2015-09-27 | 2015-12-09 | 苏州日臻环保设备有限公司 | Double-photochemical double-wet type oxidation integrated treatment equipment for waste gas of rubber and treatment method |
CN106938177A (en) * | 2017-04-28 | 2017-07-11 | 广州黑马科技有限公司 | A kind of organic waste gas treatment equipment |
CN112664964A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-16 | 西安建筑科技大学 | VOCs heat recycling system and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5270912B2 (en) | 2013-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5270912B2 (en) | Catalytic oxidation treatment apparatus and catalytic oxidation treatment method | |
JP5130008B2 (en) | Processing equipment for volatile organic compounds | |
KR100993563B1 (en) | VOC oxidizing and decomposing apparatus with preheating function | |
EP1824594B1 (en) | Photocatalyst protection | |
JP6290320B2 (en) | Exhaust gas treatment equipment, exhaust gas treatment method | |
KR101250940B1 (en) | The treating system of odors and volatile organic compounds simultaneously | |
JPH11505580A (en) | Apparatus and method for treating exhaust stream | |
WO2009002295A1 (en) | Purification of a fluid using ozone with an adsorbent and/or a particle filter | |
JP5973249B2 (en) | Organic solvent-containing gas treatment system | |
KR102136290B1 (en) | Low Energy Consumption Concentrating Rotor For Treating Malodor And VOCs Gases, And Treating System Comprising The Same | |
JP2008086942A (en) | Apparatus and method for cleaning air | |
KR100834800B1 (en) | Honeycomb adsorptive catalytic element having both adsorption and catalysis function for voc simultaneously and manufacturing method thereof, voc removal method and apparatus thereby | |
JPH10267248A (en) | Catalyst type exhaust gas processor | |
CN206660779U (en) | A kind of waste gas pollution control and treatment system | |
JP5846546B2 (en) | Apparatus and method for treating exhaust gas containing volatile organic compound | |
US6193504B1 (en) | Portable rotary catalytic oxidizer systems | |
KR100889639B1 (en) | Apparatus for destruction of volatile organic compounds | |
JPH04326924A (en) | Intermittent type apparatus and method for purifying catalyst | |
JP2010201373A (en) | Apparatus for treating gas | |
JP2010032178A (en) | Organic solvent containing gas treatment system | |
WO1998018540A1 (en) | Method and apparatus for rejuvenating contaminated filter elements | |
KR102480764B1 (en) | Catalytic Oxidation System For Harmful Gas Treatment Having Heat Energy Supply Structure Using Carbon-Based Materials | |
JP2004195412A (en) | Gas purifying apparatus and gas purifying method | |
JPH0347884B2 (en) | ||
KR20210122943A (en) | Concentrated Oxidation Rotor For VOCs Treatment Executing Combination Process of Adsorption Process and Catalytic Oxidation Process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101026 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120416 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121009 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121114 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130430 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130510 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5270912 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |