JP3553298B2 - Waste ozone treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オゾン分解溶媒を用いて排オゾンを分解する排オゾン処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
オゾンは強力な酸化力を持ち且つ無公害なため、水処理分野等で広く使用されている。供給オゾンの大半は、原水との接触反応により消費されるが、消費しきれない余剰オゾン(以下、排オゾンと称す)は、人体に有害であることから、排オゾン処理装置により酸素に分解し、オゾン濃度を0.01ppm以下に下げて、大気中に放出している。
【0003】
図6は従来の排オゾン処理装置を示す構成図であり、図において、1は排オゾン処理装置の被処理ガスであるオゾン化ガス(排オゾン)、2は排オゾン処理装置により処理された酸素ガスである。3はオゾン化ガス1を酸素ガス2に分解する触媒、4はオゾン分解能力を促進するためオゾン化ガス1を加熱するヒータ、5はオゾン化ガス1の温度を監視する温度センサである。6は排オゾン処理装置を構成する容器(以下、オゾン分解塔と称す)であり、このオゾン分解塔6に上記触媒3、ヒータ4及び温度センサ5が収納されている。7はヒータ4へ給電する商用電源、8はヒータ4の電源回路を入切する電磁接触器の接点である。9は温度センサ5により得られた検出温度に基づき、上記電磁接触器の接点8を入切する制御を行う制御器である。10はオゾン化ガス1が入るオゾン分解塔6の入口、11は処理後の酸素ガス2が排出されるオゾン分解塔6の出口である。
【0004】
次に動作について説明する。
オゾン化ガス1は、オゾン分解塔6の入口10よりオゾン分解塔6へ入り、ヒータ4で加熱され、オゾン分解塔6内に収納されている触媒3により酸素ガス2に分解され、オゾン分解塔6の出口11より酸素ガス2がオゾン分解塔6から排出される。
加熱されたオゾン化ガス1によって触媒3が加熱され、触媒3のオゾン分解性能が向上する。
オゾン化ガス1の温度は、制御器9で温度センサ5により検出された検出温度と予め設定された設定温度とを比較し、電磁接触器の接点8を入切することにより調節される。
【0005】
尚、特開平4−371215号公報に上記した従来の技術に類似した技術が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の排オゾン処理装置は以上のように構成されているので、被処理ガスの温度調節のために電磁接触器の接点を入切するため、ヒータの容量が大容量の場合、電磁接触器の接点開放時のアークにより接点が磨耗するなどの課題があった。
また、ヒータの入切によるストレスのため、ヒータの断線等が生じるなどの課題があった。
さらに、触媒の加熱に時間がかかるため、オゾン処理装置の立ち上がり時に時間を要するなどの課題があった。
【0007】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電磁接触器の接点の磨耗やヒータの断線等が生じるのを防止し、また装置の立ち上がり時間を削減した排オゾン処理装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明に係る排オゾン処理装置は、排オゾンを加熱する加熱手段と、加熱された上記排オゾンを酸素に分解する触媒と、上記排オゾンの温度を検出する第1の検出手段と、上記触媒の温度を検出する第2の検出手段と、上記第1の検出手段と上記第2の検出手段の検出信号を切り替える切替手段と、上記加熱手段への供給電力を制御する、半導体素子で構成された電力制御手段と、上記触媒が設定温度に達した時に上記第1の検出手段の検出信号から上記第2の検出手段の検出信号に上記切替手段を切り替えさせ、上記第1の検出手段又は上記第2の検出手段により検出された温度に基づいて上記電力制御手段を制御する制御手段とを備えたものである。
【0010】
請求項2記載の発明に係る排オゾン処理装置は、排オゾン流入前から加熱手段により大気を加熱するようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態及び参考例を説明する。
参考例.
図1はこの発明の参考例による排オゾン処理装置を示す構成図であり、図において、1は排オゾン処理装置の被処理ガスであるオゾン化ガス(排オゾン)、2は排オゾン処理装置により処理された酸素ガス(酸素)である。3はオゾン化ガス1を酸素ガス2に分解する触媒、4はオゾン分解能力を促進するため、オゾン化ガス1を加熱するヒータ(加熱手段)、5はオゾン化ガス1の温度を監視する温度センサ(検出手段)である。6は排オゾン処理装置を構成する容器(以下、オゾン分解塔と称す)であり、このオゾン分解塔6に上記触媒3、ヒータ4及び温度センサ5が収納されている。7はヒータ4へ給電する商用電源である。
【0012】
12はヒータ4への電源電圧を可変するサイリスタレギュレータ(電力制御手段)であり、このサイリスタレギュレータ12は半導体素子であるサイリスタにより構成されている。13は温度センサ5により得られた検出温度に基づき、サイリスタレギュレータ12の位相制御を行う制御器(制御手段)である。
10はオゾン化ガス1が入るオゾン分解塔6の入口、11は処理後の酸素ガス2が排出されるオゾン分解塔6の出口である。
【0013】
次に動作について説明する。
先ず、排オゾン処理装置のオゾン処理動作を説明する。オゾン化ガス1は、オゾン分解塔6の入口10よりオゾン分解塔6へ入り、ヒータ4で加熱され、オゾン分解塔6内に収納されている触媒3により酸素ガス2に分解され、オゾン分解塔6の出口11より酸素ガス2がオゾン分解塔6から排出される。ここで、オゾン化ガス1が加熱されるのは、加熱されたオゾン化ガス1によって触媒3が加熱され、触媒3のオゾン分解性能を向上させるためである。従って、最適な触媒3のオゾン分解性能を得るため、オゾン化ガス1の温度を設定温度に保つ必要があり、この排オゾン処理装置では制御器13によってサイリスタレギュレータ12を制御することにより行っている。
【0014】
次に、オゾン化ガス1の温度を調節するシーケンス動作を説明する。図2はこの発明の参考例による排オゾン処理装置の動作シーケンスを示すタイムチャートであり、図において、(a)は加熱前のオゾン化ガス温度、(b)はヒータへの印加電圧、(c)はヒータの消費電力、(d)は加熱後のオゾン化ガス温度を示す。
【0015】
上述したように、最適な触媒3のオゾン分解性能を得るためにオゾン化ガス1の温度を設定温度に保つ必要がある。しかし、種々の原因(例えば、冬場に気温が下がること)により、オゾン分解塔6の入口10から入る加熱前のオゾン化ガス1の温度が上下した場合、ヒータ4による加熱が一定であると、加熱後のオゾン化ガス1の温度も上下することになり、オゾン化ガス1の温度を設定温度に保てなくなる。そこで、加熱前のオゾン化ガス1の温度が上昇するに伴って加熱後のオゾン化ガス1の温度が上昇したことを温度センサ5が検出した場合は、ヒータ4への印加電圧が小さくなるように、制御器13によってサイリスタレギュレータ12を位相制御する。ヒータ4への印加電圧が小さくなるに比例して該ヒータ4の消費電力も減少する。これとは逆に、加熱前のオゾン化ガス1の温度が下降するに伴って加熱後のオゾン化ガス1の温度が下降したことを温度センサ5が検出した場合は、ヒータ4への印加電圧が大きくなるように制御器13によってサイリスタレギュレータ12を位相制御する。ヒータ4への印加電圧が大きくなるに比例して該ヒータ4の消費電力も増加する。このような動作により、常に加熱後のオゾン化ガス1の温度は設定温度に保たれる。
尚、以上は加熱後のオゾン化ガス1の温度を温度センサ5により検出しているが、加熱前のオゾン化ガス1の温度を温度センサ5により検出しても、同様に加熱後のオゾン化ガス1の温度を設定温度に保つことができる。
【0016】
以上のように、この参考例によれば、サイリスタレギュレータ12によりヒータ4への印加電圧を可変しているので、加熱前のオゾン化ガス1の温度変化に対し、ヒータ4に過度の負担(ストレス)をかけることなく設定温度を安定して保つことができる。
また、従来の電磁接触器を使用する場合は商用電源7の電圧変動に比例してヒータ4の消費電力が増減するが、サイリスタレギュレータ12ではそのようなヒータ4の消費電力の増減を抑えることができるので、商用電源7の電圧変動に対しても、設定温度を安定して保つことができる。
さらに、サイリスタレギュレータ12が半導体素子で構成されているので、電磁接触器等を使用した場合に発生するアークによる接点の磨耗を防止することができる。
【0017】
実施の形態1.
上記参考例では、温度センサ5によりオゾン化ガス1の温度を検出し、その検出温度に基づいてヒータ4の印加電圧を制御し、加熱後のオゾン化ガス1の温度を設定温度に保つ場合について述べたが、触媒3は加熱されると自己発熱するため、加熱後のオゾン化ガス1を設定温度に保つだけでなく、触媒3の温度を設定温度に保つ必要がある。従って、この実施の形態2による排オゾン処理装置は、触媒3の温度を設定温度に保つことができるように構成したものである。
図3はこの発明の実施の形態1による排オゾン処理装置を示す構成図であり、図において、5aは温度センサ(第1の検出手段)5とは別に設けられた、触媒3の温度を検出する温度センサ(第2の検出手段)、14は温度センサ5と温度センサ5aの検出信号を切り替えるための切替スイッチ(切替手段)である。15は切替スイッチ14を切り替えさせ、また温度センサ5又は温度センサ5aにより得られた検出温度に基づき、サイリスタレギュレータ12の位相制御を行う制御器(制御手段)である。尚、図1と同一又は相当する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
【0018】
次に動作について説明する。
排オゾン処理装置のオゾン処理動作については上記参考例と同様であるのでその説明を省略し、触媒3の温度を調節するシーケンス動作を説明する。図4はこの発明の実施の形態1による排オゾン処理装置の動作シーケンスを示すタイムチャートであり、図において、(a)は触媒の温度、(b)は温度検出点、(c)はヒータの消費電力、(d)は加熱前のオゾン化ガス温度、(e)は加熱後のオゾン化ガス温度を示す。
【0019】
オゾン分解塔6の入口10から入ったオゾン化ガス1がヒータ4により加熱され、この加熱されたオゾン化ガス1によって触媒3が加熱され、徐々に温度が上昇する。この間、切替スイッチ14は温度センサ5側に切り替えられており、上記参考例と同様に、加熱後のオゾン化ガス1の温度を検出しているので、加熱前のオゾン化ガス1の温度が上下しても、オゾン化ガス1の温度を設定温度に保つことができる。そして、触媒3の温度が触媒3の設定温度まで上昇した時点(t1 )で、温度センサ5aにより触媒3の温度を検出するように、制御器15は温度センサ5a側に切替スイッチ14を切り替えさせる。触媒3が加熱されたことにより自己発熱して触媒3の温度が上昇した場合、ヒータ4への印加電圧が小さくなるように制御器15によってサイリスタレギュレータ12を制御する。このような触媒3が加温されたことによる自己発熱分も含めた温度制御を行うことにより、触媒3の温度を設定温度に保つと共に、ヒータ4への消費電力も低減する。
【0020】
以上のように、この実施の形態1によれば、触媒3が設定温度に達した時点で制御器15が切替スイッチ14を温度センサ5a側に切り替えて、触媒3の温度を検出するように構成したので、触媒3の自己発熱により触媒3が設定温度より過熱することを抑制することができると共に、ヒータ4への供給電力も抑制することができる。
【0021】
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2による排オゾン処理装置の動作シーケンスを示すタイムチャートであり、(A)は触媒3の加熱に時間を要する動作シーケンスを示すタイムチャート、(B)は触媒3の加熱に時間を要しない動作シーケンスを示すタイムチャートである。また図5(A)および(B)において、(a)は排オゾン処理装置の運転状態、(b)はヒータへの印加電圧、(c)は触媒の温度を示す。
【0022】
上記参考例及び実施の形態1では、図5(A)に示すように、ヒータ4の加熱開始直後は、オゾン化ガス1が設定温度に加温されておらず、触媒3の加熱に所定時間(T)を要するため、この時間(T)中は十分にオゾン分解ができないという問題があった。
そこで、この実施の形態2では、図5(B)に示すように、排オゾン処理装置の運転の待機中は、ヒータ4により空気(大気流)を加熱し、この加熱された空気により触媒3を加熱する。
このように構成することで、排オゾン処理装置の運転開始直後から十分にオゾン分解ができる。
【0024】
【発明の効果】
以上のように請求項1記載の発明によれば、排オゾンを加熱する加熱手段と、加熱された上記排オゾンを酸素に分解する触媒と、上記排オゾンの温度を検出する第1の検出手段と、上記触媒の温度を検出する第2の検出手段と、上記第1の検出手段と上記第2の検出手段の検出信号を切り替える切替手段と、上記加熱手段への供給電力を制御する、半導体素子で構成された電力制御手段と、上記触媒が設定温度に達した時に上記第1の検出手段の検出信号から上記第2の検出手段の検出信号に上記切替手段を切り替えさせ、上記第1の検出手段又は上記第2の検出手段により検出された温度に基づいて上記電力制御手段を制御する制御手段とを備えるように構成したので、触媒の自己発熱により触媒が設定温度より過熱することを抑制することができると共に、加熱手段への供給電力も抑制することができる効果がある。
また、加熱前の排オゾンの温度変化に対して、加熱手段に過度の負担(ストレス)をかけることなく、排オゾンを設定温度に安定して保つことができる効果がある。
また、従来の電磁接触器を使用する場合には電源の電圧変動に比例して加熱手段の消費電力が増減するが、電力制御手段を使用しているので、そのような加熱手段の消費電力の増減を抑えることができ、電源の電圧変動に対しても、設定温度を安定して保つことができる効果がある。
さらに、電力制御手段が半導体素子で構成されているので、電磁接触器等を使用する場合に発生するアークによる接点の磨耗を防止することができる効果がある。
【0025】
請求項2記載の発明によれば、排オゾン流入前から加熱手段により大気を加熱するように構成したので、排オゾン流入直後から十分にオゾン分解ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の参考例による排オゾン処理装置を示す構成図である。
【図2】この発明の参考例による排オゾン処理装置の動作シーケンスを示すタイムチャートである。
【図3】この発明の実施の形態1による排オゾン処理装置を示す構成図である。
【図4】この発明の実施の形態1による排オゾン処理装置の動作シーケンスを示すタイムチャートである。
【図5】この発明の実施の形態2による排オゾン処理装置の動作シーケンスを示すタイムチャートである。
【図6】従来の排オゾン処理装置を示す構成図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust ozone treatment device that decomposes exhaust ozone using an ozonolysis solvent.
[0002]
[Prior art]
Ozone has a strong oxidizing power and has no pollution, and is therefore widely used in the field of water treatment and the like. Most of the supplied ozone is consumed by the contact reaction with raw water, but the excess ozone that cannot be consumed (hereinafter referred to as waste ozone) is harmful to the human body and is decomposed into oxygen by the waste ozone treatment device. , The ozone concentration is reduced to 0.01 ppm or less and released into the atmosphere.
[0003]
FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional exhaust ozone treatment apparatus. In the drawing,
[0004]
Next, the operation will be described.
The ozonized
The
The temperature of the ozonized
[0005]
Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-371215 discloses a technique similar to the above-described conventional technique.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional waste ozone treatment apparatus is configured as described above, the contact of the electromagnetic contactor is turned on and off for temperature control of the gas to be treated. There was a problem that the contact was worn due to the arc when the contact was opened.
In addition, there is a problem that the heater is disconnected due to stress caused by turning on and off the heater.
Furthermore, since it takes time to heat the catalyst, there is a problem that it takes time to start up the ozone treatment apparatus.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an exhaust ozone treatment apparatus that prevents wear of contacts of an electromagnetic contactor, disconnection of a heater, and the like, and that reduces startup time of the apparatus. The purpose is to get.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The exhaust ozone treatment apparatus according to the first aspect of the present invention includes a heating means for heating the exhaust ozone, a catalyst for decomposing the heated exhaust ozone into oxygen, and a first detecting means for detecting the temperature of the exhaust ozone. A second detecting means for detecting the temperature of the catalyst, a switching means for switching a detection signal of the first detecting means and a detection signal of the second detecting means, and a semiconductor for controlling power supplied to the heating means. An electric power control means constituted by an element, and switching the switching means from a detection signal of the first detection means to a detection signal of the second detection means when the catalyst reaches a set temperature; Control means for controlling the power control means based on the temperature detected by the detection means or the second detection means.
[0010]
The exhaust ozone treatment apparatus according to the second aspect of the present invention is configured such that the atmosphere is heated by a heating means before the inflow of the exhaust ozone.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment and a reference example of the present invention will be described.
Reference example .
FIG. 1 is a configuration diagram showing an exhaust ozone treatment apparatus according to a reference example of the present invention. In the drawing,
[0012]
[0013]
Next, the operation will be described.
First, the ozone treatment operation of the waste ozone treatment device will be described. The ozonized
[0014]
Next, a sequence operation for adjusting the temperature of the ozonized
[0015]
As described above, it is necessary to keep the temperature of the ozonized
Although the temperature of the ozonized
[0016]
As described above, according to this reference example , since the voltage applied to the
When a conventional electromagnetic contactor is used, the power consumption of the
Further, since the
[0017]
In the above reference example , the case where the temperature of the ozonized
FIG. 3 is a block diagram showing an exhaust ozone treatment apparatus according to
[0018]
Next, the operation will be described.
The ozone treatment operation of the exhaust ozone treatment apparatus is the same as that of the above-described reference example, and thus the description thereof is omitted, and a sequence operation for adjusting the temperature of the
[0019]
The ozonized
[0020]
As described above, according to the first embodiment, when the temperature of the
[0021]
FIG. 5 is a time chart showing an operation sequence of the exhaust ozone treatment apparatus according to
[0022]
In the above reference example and
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 5B, during standby of the operation of the exhaust ozone treatment apparatus, air (atmospheric flow) is heated by the
With this configuration, it is possible to sufficiently decompose ozone immediately after the operation of the waste ozone treatment apparatus is started.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the heating means for heating the exhausted ozone, the catalyst for decomposing the heated exhausted ozone into oxygen, and the first detecting means for detecting the temperature of the exhausted ozone A second detecting means for detecting the temperature of the catalyst, a switching means for switching a detection signal of the first detecting means and a detection signal of the second detecting means, and a semiconductor for controlling power supplied to the heating means. An electric power control means constituted by an element, and switching the switching means from a detection signal of the first detection means to a detection signal of the second detection means when the catalyst reaches a set temperature; A control unit for controlling the power control unit based on the temperature detected by the detection unit or the second detection unit, so that the catalyst is prevented from being overheated from a set temperature due to self-heating of the catalyst. This It is, the power supplied to the heating means also has the effect can be suppressed.
Further, there is an effect that the exhausted ozone can be stably maintained at the set temperature without applying an excessive load (stress) to the heating means with respect to the temperature change of the exhausted ozone before heating.
In addition, when a conventional electromagnetic contactor is used, the power consumption of the heating means increases or decreases in proportion to the voltage fluctuation of the power supply. However, since the power control means is used, the power consumption of such a heating means is reduced. An increase and decrease can be suppressed, and there is an effect that the set temperature can be stably maintained even when the power supply voltage fluctuates.
Further, since the power control means is constituted by a semiconductor element, there is an effect that it is possible to prevent abrasion of the contact due to an arc generated when an electromagnetic contactor or the like is used.
[0025]
According to the second aspect of the invention, since the atmosphere is heated by the heating means before the inflow of the exhausted ozone, there is an effect that the ozone can be sufficiently decomposed immediately after the inflow of the exhausted ozone.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a waste ozone treatment apparatus according to a reference example of the present invention.
FIG. 2 is a time chart showing an operation sequence of the waste ozone treatment apparatus according to the reference example of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a waste ozone treatment apparatus according to
FIG. 4 is a time chart showing an operation sequence of the waste ozone treatment apparatus according to
FIG. 5 is a time chart showing an operation sequence of the waste ozone treatment apparatus according to
FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional waste ozone treatment apparatus.
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