JP5756307B2 - Catalyst tower and wet deodorizing apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、し尿処理施設、ゴミ処理施設、下水処理施設設等から排出される臭気ガスから主に硫黄系臭気成分を除去するために用いられる湿式脱臭装置に関するもの、特に、装置内で洗浄液を循環させて脱臭用担体に供給するとともに、その洗浄液を含む脱臭用担体に臭気ガスを通過させて脱臭する触媒塔及びこれを用いた湿式脱臭装置に関する。 The present invention relates to a wet deodorization apparatus mainly used for removing sulfur-based odor components from odor gas discharged from human waste treatment facilities, garbage treatment facilities, sewage treatment facilities, etc. The present invention relates to a catalyst tower that is circulated and supplied to a deodorizing carrier, and deodorized by passing an odor gas through a deodorizing carrier including a cleaning liquid, and a wet deodorizing apparatus using the catalyst tower .
し尿処理施設、ゴミ処理施設、下水処理施設設等から排出される臭気ガスには、主にアンモニア、アミン等の塩基性臭気成分と、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル等の硫黄系臭気成分が含まれている。脱臭装置は、主にこれらの臭気成分を除去するために用いられる。 Odor gases emitted from human waste treatment facilities, waste treatment facilities, sewage treatment facilities, etc. mainly include basic odor components such as ammonia and amines, and sulfur such as hydrogen sulfide, methyl mercaptan, methyl sulfide, and methyl disulfide. Contains system odor components. The deodorizer is mainly used to remove these odor components.
特許文献1は、従来の湿式脱臭装置の一つを開示している。この装置は、臭気ガスの流入口と脱臭されたガスの流出口とを有する脱臭塔と、洗浄液を貯留する貯留槽と、流入口および貯留槽の上方に樹脂製の担体を充填した充填部と、流出口の下方かつ充填部の上方に洗浄液を充填部に向かって噴射する噴射部と、貯留槽と噴射部とを繋ぐ管路と、洗浄液を貯留槽から噴射部に送るためのポンプなどを備えている。そして、洗浄液が噴射された担体により臭気ガスを酸化させることで臭気成分を除去する。
湿式脱臭装置内を循環する洗浄液は硫黄成分を含有する。この硫黄成分が結晶化すると、いわゆる「硫黄スケール」として装置内に沈着する。特許文献2は、硫黄スケールの除去方法の一つを開示している。
The cleaning liquid circulating in the wet deodorizing apparatus contains a sulfur component. When this sulfur component is crystallized, it is deposited in the apparatus as a so-called “sulfur scale”.
従来の湿式脱臭装置は、一般に、硫黄スケールを定期的に除去することで、装置の円滑な運転を維持していた。しかし、硫黄スケールの除去作業は容易ではなく、莫大なコストと時間がかかっていた。 Conventional wet deodorization apparatuses generally maintain smooth operation of the apparatus by periodically removing sulfur scale. However, the work of removing sulfur scale is easy and is rather than, enormous cost and time had Tsu written.
本発明者は、硫黄スケールの発生メカニズムについて検討した結果、次のような結論を得た。すなわち、湿式脱臭装置の場合、装置内に取り込まれた臭気ガス中の硫黄成分の一部は洗浄液に溶解するため、硫黄成分の洗浄液中の濃度は運転時間と共に増大していくことになる。そして、高濃度の硫黄成分を含む洗浄液が装置内を循環することで装置内のいたるところで結晶化が進行すると考えられる。実際、長時間の運転を経たメンテナンス作業直前の湿式脱臭装置の洗浄液はそれ自体がかなりの臭気を帯びており、高濃度の硫黄成分が含まれていることが確認された。 As a result of examining the generation mechanism of sulfur scale, the present inventor has obtained the following conclusion. That is, in the case of the wet deodorizing apparatus, a part of the sulfur component in the odor gas taken into the apparatus is dissolved in the cleaning liquid, so that the concentration of the sulfur component in the cleaning liquid increases with the operation time. And it is thought that crystallization advances everywhere in an apparatus because the washing | cleaning liquid containing a high concentration sulfur component circulates in the apparatus. In fact, it was confirmed that the cleaning liquid of the wet deodorization apparatus immediately after the maintenance work after a long operation itself has a considerable odor and contains a high concentration of sulfur component.
本発明は、硫黄スケールが発生した後でこれを除去するのではなく、硫黄スケールの発生を効果的に抑えることにより、装置のメンテナンス作業の頻度を飛躍的に少なくすることを目的とする。 An object of the present invention is to drastically reduce the frequency of maintenance work of an apparatus by effectively suppressing the generation of sulfur scale, rather than removing the sulfur scale after it is generated.
本発明に係る湿式脱臭装置は、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの流入口24と脱臭されたガスの流出口21とを有する脱臭塔2と、洗浄液5を貯留するための貯留槽25と、脱臭塔の内部であって流入口および貯留槽の上方に脱臭用担体6を充填するための充填部23と、脱臭塔の内部であって流出口の下方かつ充填部の上方に洗浄液を充填部に向かって噴射する噴射部22と、貯留槽と噴射部とを繋ぐ第1の管路3と、洗浄液を貯留槽から噴射部に送るためのポンプ4とを備え、洗浄液が噴射された脱臭用担体6により臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置1であって、さらに、洗浄液自体を酸化させることを目的とする触媒塔14を備え、触媒塔14は、少なくとも、洗浄液の入口側に複数の第1の酸化触媒体から構成される第1の触媒層と、出口側に第1の酸化触媒体よりも小さい複数の第2の酸化触媒体から構成される第2の触媒層とを有することを特徴とする。
The wet deodorization apparatus according to the present invention includes a
この構成によると、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの脱臭時に生成される硫黄が洗浄液5に含有しても、酸化触媒7により硫黄を水溶性の硫黄含有イオン、例えば、水溶性の硫酸イオンにまで酸化させることで、洗浄液5に含有する硫黄成分の結晶化を抑えることができ、硫黄スケールとして装置内に沈着することを抑えることができる。また、触媒塔は大きさが異なる酸化触媒体によって構成された多層構造であるため、まず初めに大きい硫黄の結晶や不純物を酸化し除去することで、その後通過させる小さい酸化触媒体で構成された触媒層によって硫黄を効率良く酸化させることができ、触媒塔の目詰まりも防止できる。なお、酸化触媒7は洗浄液に含有する硫黄成分の結晶化を抑える機能を発揮しうるものであれば、他の物質で代替することができ、この意味において「酸化触媒」は広義に解する。
According to this configuration, even if sulfur generated during the deodorization of the odor gas containing the sulfur-based odor component is contained in the cleaning
本発明に係る湿式脱臭装置は、第1の管路3の途中で分岐するとともに貯留槽25に接続された第2の管路8をさらに備え、触媒塔14は、第2の管路の途中に配置されることが好ましい。この構成によると、ポンプ4により貯留槽25から第1の管路3に流入した洗浄液5の一部を第2の管路8に流入させ、触媒塔14により洗浄液5に含まれる硫黄を酸化させるため、洗浄液5を効率良く循環させることができるとともに触媒塔14のメンテナンスの頻度や寿命の短命化を抑えることができる。また、湿式脱臭装置1は、第2の管路8に流入させる洗浄液の液量を調整することにより触媒塔14のメンテナンスの頻度や寿命を調整することができる。
The wet deodorization apparatus according to the present invention further includes a
洗浄液5は、貯留槽25から第1の管路3に流入した量に対して5%以上、かつ、100%未満の量を第2の管路に流入させてもよい。なお、第1の管路3とは別に第2の管路8だけで洗浄液5が貯留槽25と触媒塔14とを循環するように構成し、ポンプで洗浄液5を循環させてもよい。
The cleaning
また、本発明に係る湿式脱臭装置は、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの流入口24と脱臭されたガスの流出口21とを有する脱臭塔2と、脱臭塔の下部に洗浄液5を貯留するための貯留槽25と、脱臭塔の内部であって流入口および貯留槽の上方に脱臭用担体6を充填するための充填部23と、脱臭塔の内部であって流出口の下方かつ充填部の上方に洗浄液を充填部に向かって噴射する噴射部22と、貯留槽と噴射部とを繋ぐ第1の管路3と、洗浄液を貯留槽から噴射部に送るためのポンプ4とを備え、洗浄液が噴射された脱臭用担体6により臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置1であって、さらに、洗浄液を酸化させるための触媒塔14を備え、酸化触媒7は、第1の管路3の途中に配置してもよい。
The wet deodorization apparatus according to the present invention stores a
また、本発明に係る湿式脱臭装置は、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの流入口24と脱臭されたガスの流出口21とを有する脱臭塔2と、脱臭塔の下部に洗浄液5を貯留するための貯留槽25と、脱臭塔の内部であって流入口および貯留槽の上方に脱臭用担体6を充填するための充填部23と、脱臭塔の内部であって流出口の下方かつ充填部の上方に洗浄液を充填部に向かって噴射する噴射部22と、貯留槽と噴射部とを繋ぐ第1の管路3と、洗浄液を貯留槽から噴射部に送るためのポンプ4とを備え、洗浄液が噴射された脱臭用担体6により臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置1であって、さらに、洗浄液を酸化させるための触媒塔14を備え、酸化触媒7は、貯留槽25の内部であって第1の管路3の入口付近に配置してもよい。
The wet deodorization apparatus according to the present invention stores a
酸化触媒7は、表面積、吸水率、耐薬品性、物理的強度等の観点から多孔性セラミック酸化触媒からなることが好ましい。また、酸化触媒7を多層にして用いることが好ましい。この構成によると、各層の酸化触媒7により洗浄液5に含有する硫黄を効率良く酸化させることができる。
The
酸化触媒7は、脱臭用担体6を通過後所定の時間内に洗浄液5を酸化する酸化触媒能力を有することが好ましい。
The
本発明に係る脱臭方法は、洗浄液5および脱臭用担体6により硫黄系臭気成分を含む臭気ガスを酸化させる工程と、酸化触媒7により洗浄液5に含まれる硫黄を水溶性の硫黄含有イオンまで酸化させる工程とを含むことを特徴とする。
In the deodorizing method according to the present invention, the cleaning
本発明に係る湿式脱臭装置によれば、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの脱臭時に生成される硫黄が洗浄液に含有しても、酸化触媒により硫黄を水溶性の硫黄含有イオン、例えば、水溶性の硫酸イオンにまで酸化させることで、洗浄液に含有する硫黄成分の結晶化を抑えることができ、洗浄液が噴射された脱臭用担体により臭気ガスを脱臭しつつ硫黄スケールとして装置内に沈着することを抑えることができる。また、本発明に係る触媒塔は、大きさの異なる酸化触媒体によって構成された多層構造であるため、洗浄液の浄化効率に優れるとともに、触媒塔の目詰まりも防止できる。そのため、本発明に係る湿式脱臭装置は、長期間運転しても脱臭効果の減少を抑えることができ、従来の脱臭装置よりもメンテナンスの頻度も少なくて済みコスト的にも有利である。 According to the wet deodorization apparatus according to the present invention, even if sulfur generated during the deodorization of the odor gas containing the sulfur-based odor component is contained in the cleaning liquid, the sulfur is converted into water-soluble sulfur-containing ions by the oxidation catalyst, for example, water-soluble. It is possible to suppress the crystallization of the sulfur component contained in the cleaning liquid by oxidizing to the sulfate ion of the cleaning liquid, and to deposit in the apparatus as a sulfur scale while deodorizing the odorous gas by the deodorizing carrier injected with the cleaning liquid. Can be suppressed. Moreover, since the catalyst tower according to the present invention has a multilayer structure composed of oxidation catalyst bodies having different sizes, it is excellent in cleaning liquid purification efficiency and can prevent clogging of the catalyst tower. Therefore, the wet deodorizing apparatus according to the present invention can suppress a decrease in the deodorizing effect even when operated for a long period of time, and requires less maintenance than the conventional deodorizing apparatus, which is advantageous in terms of cost .
本実施形態の湿式脱臭装置は、洗浄液を循環させて主に硫黄系臭気成分を含む臭気ガスを脱臭しつつ硫黄スケールが装置内に付着することを抑えるために、その洗浄液を効率良く酸化させる構成とした。なお、以下に示す本実施形態の湿式脱臭装置は、一例であって本発明が限定的に解釈されるものではない。 The wet deodorization apparatus of the present embodiment is configured to efficiently oxidize the cleaning liquid in order to suppress the sulfur scale from adhering to the apparatus while deodorizing the odor gas mainly containing sulfur-based odor components by circulating the cleaning liquid. It was. In addition, the wet deodorizing apparatus of this embodiment shown below is an example, and this invention is not interpreted limitedly.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図である。図1は、臭気ガスおよび洗浄液の流れをわかりやすくするために、主に脱臭塔の内部構造を示している。なお、図中の矢印F1、F2、F3はガスの流れを、矢印L1、L2、L3、L4は洗浄液の流れをそれぞれ示す。図1に示すように、第1の実施形態の湿式脱臭装置1は、脱臭塔2と、第1の管路3と、ポンプ4と、第2の管路8と、触媒塔14とを有する。
(First embodiment)
Drawing 1 is a mimetic diagram showing the wet deodorization device of a 1st embodiment. FIG. 1 mainly shows the internal structure of the deodorization tower in order to facilitate understanding of the flow of odor gas and cleaning liquid. In the figure, arrows F1, F2, and F3 indicate gas flows, and arrows L1, L2, L3, and L4 indicate cleaning liquid flows, respectively. As shown in FIG. 1, the
脱臭塔2は、略四角筒状の構造であって、下部に貯留槽25と、貯留槽25の上方であって側面に流入口24と、流入口24および貯留槽25の上方に充填部23と、充填部23の上方に噴射部22と、噴射部22の上方に流出口21とを有する。臭気ガスは、硫化水素、メチルメルカプタン硫化メチル、二硫化メチル等の硫黄系臭気成分を含み、矢印F1のように流入口24から脱臭塔2の内部に流入し、矢印F2のように充填部23および噴射部22を通過する。充填部23で脱臭されたガスは、矢印F3のようにデミスター12を介して流出口21から脱臭塔2の外部に流出される。ここで、デミスター12は、メッシュ状のものであり、主に脱臭されたガスに含まれるミストを除去する。
The
第1の管路3は、一端を噴射部22に、他端を貯留槽25にそれぞれ接続されている。また、第2の管路8は、一端を第1の管路3から分岐するように第1の管路3の途中に、他端を貯留槽25にそれぞれ接続されている。なお、第2の管路8の途中には、触媒塔14が配置される。
The
貯留槽25は、内部に洗浄液5を貯留している。洗浄液5は、臭気ガス、特に硫黄系臭気成分と酸化反応する水溶液、例えば、次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)等の次亜塩素酸塩の水溶液を用いることができる。洗浄液5は、主にポンプ4により矢印L1、L2のように貯留槽25から第1の管路3を介して噴射部22へ吸い上げられ、洗浄液5の一部は、矢印L3のように第1の管路3の途中で分岐して第2の管路8に流入し、触媒塔14を介して矢印L4のように貯留槽25に戻される。ポンプ4により噴射部22へ吸い上げられた洗浄液は、第1の管路3の先端部に設けられた噴射ユニット11から充填部23全体に亘って噴射され、充填部23を介して貯留槽25に回収される。
The
充填部23は、ネット13と、そのネット13上に充填された複数の脱臭用担体6とを有する。脱臭用担体6は、ネット13上に整然と並べて或いはランダムに積み上げて充填されてもよい。ネット13は、主に下方から臭気ガスを、上方から洗浄液5を通過させるとともに脱臭用担体6を落下させないものを用いることができ、ネット13の代わりに複数の貫通孔を有する仕切板等を用いてもよい。なお、ネット13は、脱臭塔2等とも同様に、接触する臭気ガス、洗浄液5および脱臭用担体6に対して耐久性を有する材料の使用やそのような加工を施すことが好ましい。
The filling
脱臭用担体6は、主に、臭気ガスや洗浄液5に耐性を有して洗浄液5を一定時間担持できるものであればよく、プラスチック材からなる成形物やプラスチック材に吸収性ポリマー等の添加物を含有させた成形物等の一般的なプラスチック製のものを用いることができる。プラスチック材は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の種々のものを用いることができる。吸収性ポリマーは、例えば、ビニルアセトアミド重合体、ポリアクリル酸塩、ポリスル本酸塩、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩の重合体、デンプン系樹脂、セルロース系樹脂のグラフト重合体などを用いることができる。また、脱臭用担体6は、主に臭気ガスの臭気成分と洗浄液5との酸化を促進させるものを用いてもよい。
The
脱臭用担体6は、ペレット状、球状、棒状、管状、ハニカム状、軸方向に複数の貫通孔を有する円柱状等様々な形状のものを用いることができる。脱臭用担体6は、具体的に、直径50[mm]、高さ40[mm]である略円柱形状であって、軸方向に複数の貫通孔を有するものを用いることができる。
The
湿式脱臭装置1は、充填部23において、下方から流れてくる臭気ガスと洗浄液5が噴射された脱臭用担体6とを接触させることにより臭気ガスの臭気成分を分解除去して脱臭する。例えば、臭気成分が硫化水素(H2S)であり洗浄液5が次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)の水溶液である場合、充填部23において、(化1)〜(化3)の反応式で硫黄(S)が生成される。
In the filling
まず、以下(化1)の反応式のように硫化水素から硫化ナトリウム(Na2S)が生成される。
H2S+2NaOH → Na2S+H2O (化1)
その後、以下(化2)および(化3)の反応式が生じる。
Na2S+NaOCl → S+NaCl+2NaOH (化2)
Na2S+4NaOCl → Na2SO4+4NaCl (化3)
First, sodium sulfide (Na 2 S) is generated from hydrogen sulfide as shown in the following reaction formula (Chemical Formula 1).
H 2 S + 2NaOH → Na 2 S + H 2 O (Chemical Formula 1)
Thereafter, the following reaction formulas (Chemical Formula 2) and (Chemical Formula 3) are generated.
Na 2 S + NaOCl → S + NaCl + 2NaOH (Chemical Formula 2)
Na 2 S + 4NaOCl → Na 2 SO 4 + 4NaCl (Chemical Formula 3)
ここで、洗浄液5のPHの値を13.4程度にすると、(化2)の反応式の生じる比率を抑えることができ、硫黄(S)の生成を抑えることができるが、湿式脱臭装置1のランニングコストが大きくなるため、洗浄液5のPHの値は通常8〜12程度で湿式脱臭装置1を運転している。この湿式脱臭装置1の通常運転では、(化2)の反応式は、(化3)の反応式に比べて3.3〜4.5倍程度生じることが判明しており、洗浄液5は硫黄を多量に含有させて貯留槽25に回収され、その硫黄が時間とともに結晶化して脱臭用担体6、第1の管路3、噴射ユニット11やその他の装置内にスケールとして沈着する。この硫黄スケールは、臭気ガスの脱臭を妨げるだけでなく、さらに、臭気ガスや洗浄液5の流通路を塞いでしまう。したがって、湿式脱臭装置1は、触媒塔14により洗浄液5に含有する硫黄を減少させることで硫黄スケールの生成を抑える。次に、触媒塔14について説明する。
Here, when the pH value of the cleaning
触媒塔14は、内部に酸化触媒7を有し、第2の管路8の途中に配置される。そして、湿式脱臭装置1は、触媒塔14の内部に洗浄液5の一部を通過させて酸化触媒7により洗浄液5に含有している硫黄(S)を減少させる。例えば、(化2)の反応式で生成された硫黄は、以下(化4)の反応式のように酸化触媒7により水溶性の硫酸ナトリウム(Na2SO4)まで酸化させることで洗浄液5に含有する硫黄を減少させることができる。
S+3NaOCl+2NaOH → Na2SO4+3NaCl+H2O (化4)
また、硫化ナトリウム(Na2S)も(化3)の反応式と同様にして水溶性の硫酸ナトリウム(Na2SO4)まで酸化させる。
The
S + 3NaOCl + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 3NaCl + H 2 O
Further, sodium sulfide (Na 2 S) is also oxidized to water-soluble sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) in the same manner as the reaction formula of (Chemical Formula 3).
ここで、(化3)の反応式のように洗浄液5および脱臭用担体6により臭気ガスから硫黄が生成された後、所定の時間内にその硫黄を含有する洗浄液5を酸化触媒7で酸化すると、硫黄スケールとして湿式脱臭装置1内に沈着しないことが判明している。所定の時間は、1時間程度であり、発生期の硫黄(具体的には、六量体から八量体までの結晶する前の硫黄)を酸化触媒7で酸化させることが硫黄スケールの沈着を抑えることに有効である。なお、貯留槽25に貯留される洗浄液5の全体量が2400[L](2.4[m3])である場合、その洗浄液5の全体量を1時間につき1回程度の頻度で酸化触媒7により酸化させることを想定し、洗浄液5の一部を第2の管路8に40[L/min]の液量で流入させると、湿式脱臭装置1は硫黄スケールの沈着が抑えられることが判明している。
Here, when sulfur is generated from the odor gas by the cleaning
酸化触媒7は、主に洗浄液5に含有する硫黄(S)を水溶性の硫黄含有イオンにまで酸化させるものを用いることができる。酸化触媒7は、表面積、吸水率、耐薬品性、物理的強度等を考慮した場合、特に、多孔性セラミック酸化触媒を用いることが好ましい。
As the
多孔性セラミック酸化触媒は、焼成後水に不溶でかつ酸化触媒能力を有する触媒成分の物質と、焼成後セラミック基材となる天然粘土鉱物と、焼成後に多孔性構造を作る添加物とを主成分として混合し、成形後焼成して得ることができる。 Porous ceramic oxidation catalyst, a material of the catalyst component having insoluble in and oxidation catalyst ability fired water, and natural clay minerals comprising after firing a ceramic substrate, and additives for making a porous structure after firing the main It can be obtained by mixing as a component and firing after molding.
焼成後水に不溶でかつ酸化触媒能力を有する触媒成分の物質は、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、鉛、モリブデン、チタン、タングステン、クロム、マンガン、バナジウム等の金属酸化物およびそれらの金属の炭酸塩、アンモニウム塩、塩化物、水酸化物、硫酸塩、硝酸塩等から一種以上を選択して用いることができる。天然粘土鉱物は、長石、タルク、モンモリロナイト、コーディエライト、ムライト、天然ゼオライト等を用いることができる。添加物は、珪藻土、オガクズ、ウドン粉、くるみ粉、竹粉等を用いることができる。また、それらの他で成形後焼成までの型くずれ防止用のバインダーとして、アクリル、酢酸ビニル、スチレン等の単独又は共重合エマルジョン、ゼラチン、寒天、メチルセルロース等の粘結剤、ポリビニルアルコール等の高分子化合物等も用いることができる。 Substances of catalyst components that are insoluble in water after firing and have oxidation catalytic ability include metal oxides such as iron, cobalt, nickel, zinc, copper, lead, molybdenum, titanium, tungsten, chromium, manganese, vanadium and their metals One or more carbonates, ammonium salts, chlorides, hydroxides, sulfates, nitrates, and the like can be selected and used. As the natural clay mineral, feldspar, talc, montmorillonite, cordierite, mullite, natural zeolite and the like can be used. As the additive, diatomaceous earth, sawdust, udon powder, walnut powder, bamboo powder and the like can be used. In addition to these, as a binder for preventing mold breakage from molding to baking, acrylic, vinyl acetate, styrene or the like alone or copolymer emulsions, binders such as gelatin, agar, and methylcellulose, polymer compounds such as polyvinyl alcohol Etc. can also be used.
酸化触媒7は、ペレット状、球状、棒状、管状、ハニカム状、軸方向に複数の貫通孔を有する円柱状等様々な形状のものを用いることができるが、表面積を広げる目的のため、ハニカム状、軸方向に複数の貫通孔を有する円柱状のものが好ましい。
The
なお、脱臭用担体6は、酸化触媒7と同様の多孔性セラミック酸化触媒を用いることができる。但し、脱臭用担体6は、臭気成分の酸化と臭気ガスおよび洗浄液5の通過を考慮した構成であり、酸化触媒7は、酸化する対象がガスではなく、洗浄液5自体、厳密には、洗浄液5に含まれる硫黄(S)成分を酸化させる構成である。そのため、脱臭用担体6や酸化触媒7の好ましい形状、大きさおよび配置等についてはそれぞれ一定の考慮を要する。
Incidentally,
図2は、第1の実施形態の湿式脱臭装置の触媒塔を示す模式図である。図2は、洗浄液の流れをわかりやすくするために、主に触媒塔の内部構造を示している。なお、図中の矢印L3、L4、L34は洗浄液の流れをそれぞれ示す。図2に示すように、触媒塔14は、内部に2種類の酸化触媒71、72と、3つのネット141、142、143とを主に有する。触媒塔14は、3つのネット141、142、143により内部を2つの領域に分け、各領域に酸化触媒71と酸化触媒72とを1種類ずつそれぞれ充填して2つの層A、Bを構成している。なお、ネット141、142、143は、酸化触媒71、72をそれぞれ分離して各領域に保持できるものであればよく、ネット141、142、143の代わりに複数の貫通孔を有する仕切板等をそれぞれ用いてもよい。また、酸化触媒71および酸化触媒72は、いずれも各ネット間に図2に示すように整然と並べて或いはランダムに充填されていてもよい。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a catalyst tower of the wet deodorization apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 mainly shows the internal structure of the catalyst tower for easy understanding of the flow of the cleaning liquid. Note that arrows L3, L4, and L34 in the figure indicate the flow of the cleaning liquid, respectively. As shown in FIG. 2, the
酸化触媒71は、具体的に直径25[mm]、高さ25[mm]である略円柱形状の多孔性セラミック酸化触媒であって、軸方向に貫通する直径4[mm]の円形の貫通孔73を軸の周りに均等な方向に6つ有するものを用いることができる。また、酸化触媒72は、具体的に直径15[mm]、高さ17[mm]である略円柱形状の多孔性セラミック酸化触媒であって、軸方向に貫通する直径2.5[mm]の円形の貫通孔74を軸の周りに均等な方向に6つ有するものを用いることができる。
The
湿式脱臭装置1は、洗浄液5の一部を矢印L3、L34、L4のように触媒塔14に通過させる。このようにすると、湿式脱臭装置1は、まず、洗浄液5に含有する大きい硫黄の結晶や不純物を隙間の大きい層Aにより酸化や除去しておくことで、その後通過させる隙間の小さい層Bにより硫黄を効率良く酸化させることができる。また、このようにすると、隙間の小さい層Bの目詰まりも防止できる。なお、触媒塔14は、酸化触媒7の種類に応じて2層よりも多くの多層構造としてもよい。
The
(実施例)
第1の実施形態の湿式脱臭装置1と従来の湿式脱臭装置とを比較するために以下(I)および(II)の実験を実施した。なお、従来の湿式脱臭装置は、第1の実施形態の湿式脱臭装置1から第2の管路8と触媒塔14とを除いた構成を用いた。なお、脱臭用担体6は、一般的なプラスチック製充填物を用いた。
(Example)
In order to compare the
(I)従来の湿式脱臭装置および第1の実施形態の湿式脱臭装置1を以下の条件でそれぞれ4ヶ月間運転し、その後脱臭塔2内の流入口24付近と流出口21付近との圧力(気圧)差(以下、単に「圧力損失」という。)をそれぞれ調査した。なお、従来の湿式脱臭装置および第1の実施形態の湿式脱臭装置1は、運転当初では、圧力損失がそれぞれ216[Pa](=22[mmAq])程度であった。
以下(a)〜(c)は、従来の湿式脱臭装置および第1の実施形態の湿式脱臭装置1の共通の条件である。
(a)対象の臭気ガス:し尿臭気
(b)臭気ガスの風量:250[m3/min]
(c)噴射部22へ吸い上げる洗浄液(L2)の液量:750[L/min]
また、以下(d)〜(f)は、第1の実施形態の湿式脱臭装置1の条件である。
(d)触媒塔14:図2に示すような2層構造
(e)第2の管路8の洗浄液(L3)の液量:40[L/min]
(f)酸化触媒71、72通過時の洗浄液の流速:0.2[m/s]
(I) The conventional wet deodorization apparatus and the
The following (a) to (c) are common conditions for the conventional wet deodorization apparatus and the
(A) Odor gas of interest: human waste odor (b) Air volume of odor gas: 250 [m 3 / min]
(C) Liquid volume of the cleaning liquid (L2) sucked up to the injection unit 22: 750 [L / min]
In addition, the following (d) to (f) are conditions of the
(D) Catalyst tower 14: Two-layer structure as shown in FIG. 2 (e) Liquid amount of the cleaning liquid (L3) in the second pipe line 8: 40 [L / min]
(F) Flow rate of cleaning liquid when passing through
(I)の実験の結果、従来の湿式脱臭装置は圧力損失が471[Pa](=48[mmAq])程度であり、第1の実施形態の湿式脱臭装置1は圧力損失が275[Pa](=28[mmAq])程度であった。このことから、第1の実施形態の湿式脱臭装置1は、従来の湿式脱臭装置よりも圧力損失の増加を少なくできることがわかる。これは、第1の実施形態の湿式脱臭装置1では、洗浄液5に含有する硫黄(S)を触媒塔14の酸化触媒71、72により酸化させて硫黄スケールの沈着を抑えているためだと考えられる。
As a result of the experiment (I), the conventional wet deodorization apparatus has a pressure loss of about 471 [Pa] (= 48 [mmAq]), and the
図5は、脱臭塔の一部の写真を示す図である。図5(a)は、従来の脱臭塔において主に図1の領域A1に相当する部分を示す図であり、図5(b)は、第1の実施形態の脱臭塔において主に図1の領域A1の部分を示す図である。なお、図5(a)は、(I)の実験において従来の湿式脱臭装置を運転してから1ヶ月後に撮影した写真であり、図5(b)は、(I)の実験において第1の実施形態の湿式脱臭装置1を運転してから4ヶ月後に撮影した写真である。図5(a)に示すように、従来の湿式脱臭装置では、透明な窓W1は、硫黄スケールS1が多量に沈着していることがわかる。なお、円形の透明部Cは、硫黄スケールの沈着を明確にするために、予めスケールの除去器具により硫黄スケールを除去した部分である。また、図5(b)に示すように、第1の実施形態の湿式脱臭装置1では、透明な窓W1は、硫黄スケールはほとんど沈着しておらず、内部の洗浄液が確認できることがわかる。
FIG. 5 is a view showing a photograph of a part of the deodorization tower. FIG. 5A is a diagram showing a portion corresponding to the area A1 of FIG. 1 mainly in the conventional deodorizing tower, and FIG. 5B is a diagram mainly showing the portion of FIG. 1 in the deodorizing tower of the first embodiment. It is a figure which shows the part of area | region A1. 5A is a photograph taken one month after the operation of the conventional wet deodorizing apparatus in the experiment of (I), and FIG. 5B is the first photograph in the experiment of (I). It is the photograph image | photographed 4 months after operating the
図6は、脱臭塔の一部の写真を示す図である。図6(a)は、従来の脱臭塔において主に図1の領域A2に相当する部分を示す図であり、図6(b)は、第1の実施形態の脱臭塔において主に図1の領域A2の部分を示す図である。なお、図6(a)は、(I)の実験において従来の湿式脱臭装置を運転してから1ヶ月後に撮影した写真であり、図6(b)は、(I)の実験において第1の実施形態の湿式脱臭装置1を運転してから4ヶ月後に撮影した写真である。図6(a)に示すように、従来の湿式脱臭装置では、透明な窓W2は、硫黄スケールS2が全体に亘って多量に沈着していることがわかる。また、図6(b)に示すように、第1の実施形態の湿式脱臭装置1では、透明な窓W2は、硫黄スケールはほとんど沈着しておらず、内部の洗浄液や脱臭用担体が確認できることがわかる。
FIG. 6 is a view showing a photograph of a part of the deodorization tower. FIG. 6A is a diagram showing a portion corresponding to the area A2 of FIG. 1 mainly in the conventional deodorization tower, and FIG. 6B is a diagram mainly showing the part of FIG. 1 in the deodorization tower of the first embodiment. It is a figure which shows the part of area | region A2. 6A is a photograph taken one month after the operation of the conventional wet deodorization apparatus in the experiment of (I), and FIG. 6B is the first photograph in the experiment of (I). It is the photograph image | photographed 4 months after operating the
図7は、脱臭塔の一部の写真を示す図である。図7(a)は、従来の脱臭塔において主に図1の領域A2の反対側に位置する領域A3に相当する部分を示す図であり、図7(b)は、第1の実施形態の脱臭塔において主に図1の領域A2の反対側に位置する領域A3の部分を示す図である。なお、図7(a)は、(I)の実験において従来の湿式脱臭装置を運転してから1ヶ月後に撮影した写真であり、図7(b)は、(I)の実験において第1の実施形態の湿式脱臭装置1を運転してから4ヶ月後に撮影した写真である。図7(a)に示すように、従来の湿式脱臭装置では、透明な窓W3は、硫黄スケールS3が全体に亘って沈着していることがわかる。また、図7(b)に示すように、第1の実施形態の湿式脱臭装置1では、透明な窓W3は、硫黄スケールはほとんど沈着しておらず、内部の洗浄液や脱臭用担体が確認できることがわかる。
FIG. 7 is a view showing a photograph of a part of the deodorization tower. Fig.7 (a) is a figure which shows the part corresponded mainly to area | region A3 located in the other side of area | region A2 of FIG. 1 in the conventional deodorizing tower, FIG.7 (b) is a figure of 1st Embodiment. It is a figure which shows the part of area | region A3 located in the deodorizing tower mainly on the opposite side of area | region A2 of FIG. 7A is a photograph taken one month after operating the conventional wet deodorization apparatus in the experiment of (I), and FIG. 7B is the first photograph in the experiment of (I). It is the photograph image | photographed 4 months after operating the
(II)従来の湿式脱臭装置および第1の実施形態の湿式脱臭装置1を以下の条件でそれぞれ運転し、4ヶ月後の流出口21付近での臭気濃度をそれぞれ調査した。ここで、臭気濃度(M)は、希釈倍率の値を示し、測定の対象ガスを無臭の空気でどれぐらいまで薄めれば臭いを感じなくなるかを数値で表す。なお、従来の湿式脱臭装置および第1の実施形態の湿式脱臭装置1は、流入口24付近での臭気濃度がそれぞれ5000程度(M=5000)であった。
以下(g)〜(i)は、従来の湿式脱臭装置および第1の実施形態の湿式脱臭装置1の共通の条件である。
(g)対象の臭気ガス:ゴミ臭気
(h)臭気ガスの風量:300[m3/min]
(i)噴射部22へ吸い上げる洗浄液(L2)の液量:750[L/min]
また、以下(j)〜(l)は、第1の実施形態の湿式脱臭装置1の条件である。
(j)触媒塔14:図2に示すような2層構造
(k)第2の管路8の洗浄液(L3)の液量:60[L/min]
(l)酸化触媒71、72通過時の洗浄液の流速:0.3[m/s]
(II) The conventional wet deodorization apparatus and the
The following (g) to (i) are common conditions for the conventional wet deodorization apparatus and the
(G) Target odor gas: Garbage odor (h) Air volume of odor gas: 300 [m 3 / min]
(I) Liquid amount of the cleaning liquid (L2) sucked up to the injection unit 22: 750 [L / min]
Moreover, the following (j)-(l) are conditions of the
(J) Catalyst tower 14: Two-layer structure as shown in FIG. 2 (k) Liquid amount of cleaning liquid (L3) in second pipe line 8: 60 [L / min]
(L) Flow rate of cleaning liquid when passing through
(II)の実験の結果、従来の湿式脱臭装置は臭気濃度が3200程度(M=3200)であり、第1の実施形態の湿式脱臭装置1は臭気濃度が300程度(M=300)であった。このことから、第1の実施形態の湿式脱臭装置1は、従来の湿式脱臭装置よりも臭気濃度を小さくできることがわかる。これは、第1の実施形態の湿式脱臭装置1では、洗浄液5に含有する硫黄(S)を触媒塔14の酸化触媒71、72により酸化させて硫黄スケールの沈着を抑え、洗浄液5が噴射された脱臭用担体6により臭気ガスの臭気成分を十分に分解および除去しているためだと考えられる。
As a result of the experiment of (II), the conventional wet deodorization apparatus has an odor concentration of about 3200 (M = 3200), and the
また、以上(I)および(II)の実験結果からも明らかなように、第2の管路8に流入させる洗浄液5の液量は、循環させる洗浄液5の一部だけでよく、具体的には、分岐する前の第1の管路3に流入した液量の5[%]以上であればよい。第2の管路8に流入させる洗浄液の液量が少ないと、湿式脱臭装置1は、当然に酸化触媒71、72のメンテナンス、寿命やコストの面で有利となる。
Further, as is clear from the experimental results (I) and (II) above, the amount of the cleaning
湿式脱臭装置1は、洗浄液5の濃度を濃度計で測定することにより洗浄液5の補給や廃棄を実施してもよい。このようにすると、ポンプ4により循環させている洗浄液5のPHの値を所定値に維持することができる。また、湿式脱臭装置1は、第2の管路8の両端付近に開閉を行うためのバルブを設けていてもよい。従来の脱臭装置においては触媒塔のメンテナンスに際し装置の運転を停止しなければならなかったが、上記のような構成をとることで、触媒塔14を一時的に切り離して湿式脱臭装置1の運転を継続させることができる。
The
第1の実施形態の湿式脱臭装置1は、ポンプ4により噴射部22と貯留槽25とを循環させる洗浄液5の一部を、第1の管路3の途中で分岐して接続される第2の管路8に流入させ、触媒塔14の酸化触媒7により酸化させた後貯留槽25に回収させることにより、硫黄スケールの沈着を抑え、長期間連続運転しても臭気ガスの脱臭を効果的に実施することができる。また、湿式脱臭装置1は、従来の脱臭装置よりもメンテナンスの頻度も大幅に軽減することができ、コスト的にも有利である。
In the
(第2の実施形態)
図3は、第2の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図である。図3は、臭気ガスおよび洗浄液の流れをわかりやすくするために、主に脱臭塔の内部構造を示している。なお、図中の矢印F1、F2、F3はガスの流れを、矢印L1は洗浄液の流れをそれぞれ示す。図3に示すように、第2の実施形態の湿式脱臭装置31は、基本的に第1の実施形態の湿式脱臭装置1と同じであり、第1の管路3の途中に酸化触媒7を含む触媒塔14を配置している。なお、第1の実施形態の湿式脱臭装置1と同じ構成は、図3でも同じ符号を用いており、説明を省略する。第2の実施形態の湿式脱臭装置31は、ポンプ4で循環させる洗浄液5を全て触媒塔14の酸化触媒7により酸化させることにより、硫黄スケールの沈着を抑え、長期間連続運転しても臭気ガスの脱臭を効果的に実施することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a schematic view showing a wet deodorizing apparatus according to the second embodiment. FIG. 3 mainly shows the internal structure of the deodorization tower in order to make the flow of the odor gas and the cleaning liquid easy to understand. In the figure, arrows F1, F2, and F3 indicate gas flows, and an arrow L1 indicates a cleaning liquid flow. As shown in FIG. 3, the
(第3の実施形態)
図4は、第3の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図である。図4は、臭気ガスおよび洗浄液の流れをわかりやすくするために、主に脱臭塔の内部構造を示している。なお、図中の矢印F1、F2、F3はガスの流れを、矢印L1は洗浄液の流れをそれぞれ示す。図4に示すように、第3の実施形態の湿式脱臭装置41は、基本的に第1の実施形態の湿式脱臭装置1と同じであり、貯留槽25の内部であって第1の管路3の入口付近に、酸化触媒7を含む触媒体15を配置している。なお、第1の実施形態の湿式脱臭装置1と同じ構成は、図4でも同じ符号を用いており、説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a schematic view showing a wet deodorizing apparatus according to the third embodiment. FIG. 4 mainly shows the internal structure of the deodorization tower in order to make the flow of the odor gas and the cleaning liquid easy to understand. In the figure, arrows F1, F2, and F3 indicate gas flows, and an arrow L1 indicates a cleaning liquid flow. As shown in FIG. 4, the
触媒体15は、酸化触媒7を内部に保持するととともに洗浄液5を酸化触媒7に接触させることのできる構造であればよい。触媒体15は、基本的に触媒塔14と同様な2層構造を有する。
The
第3の実施形態の湿式脱臭装置41は、貯留槽25の洗浄液5を触媒体15の酸化触媒7により酸化させることにより、硫黄スケールの沈着を抑え、長期間連続運転しても臭気ガスの脱臭を効果的に実施することができる。
The
なお、上記第1〜3の実施形態の以外の構成として、湿式脱臭装置は、従来の湿式脱臭装置の構成に、両端を貯留槽に接続した第2の管路と、第2の管路の途中に配置した触媒塔と、他のポンプとをさらに有し、その他のポンプにより洗浄液を第2の管路で貯留槽と触媒塔とを循環させてもよい。また、触媒塔や触媒体は、湿式脱臭装置内に複数設けてもよく、任意の場所に適宜配置してもよい。 In addition, as a structure other than the said 1st-3rd embodiment, a wet deodorizing apparatus is the structure of the conventional wet deodorizing apparatus, the 2nd pipe line which connected both ends to the storage tank, and a 2nd pipe line A catalyst tower arranged in the middle and another pump may be further provided, and the cleaning liquid may be circulated between the storage tank and the catalyst tower through the second pipe by the other pump. Further, a plurality of catalyst towers and catalyst bodies may be provided in the wet deodorization apparatus, or may be appropriately arranged at an arbitrary place.
本発明に係る湿式脱臭装置は、脱臭効果を長期間持続させるとともにメンテナンスの頻度を減少させるため、ランニングコストを大幅に低減させるものとして、その産業上の利用可能性は極めて大きい。 Since the wet deodorization apparatus according to the present invention maintains the deodorization effect for a long period of time and reduces the frequency of maintenance, the industrial applicability is extremely large as it greatly reduces the running cost.
1、31、41 湿式脱臭装置
2 脱臭塔
3 第1の管路
4 ポンプ
5 洗浄液
6 脱臭用担体
7 酸化触媒
8 第2の管路
11 噴射ユニット
12 デミスター
13 ネット
14 触媒塔
21 流出口
22 噴射部
23 充填部
24 流入口
25 貯留槽
DESCRIPTION OF
Claims (10)
洗浄液(5)を貯留するための貯留槽(25)と、
前記脱臭塔の内部であって前記流入口および前記貯留槽の上方に脱臭用担体(6)を充填するための充填部(23)と、
前記脱臭塔の内部であって前記流出口の下方かつ前記充填部の上方に前記洗浄液を前記充填部に向かって噴射する噴射部(22)と、
前記貯留槽と前記噴射部とを繋ぐ第1の管路(3)と、
前記洗浄液を前記貯留槽から前記噴射部に送るためのポンプ(4)とを備え、
前記洗浄液が噴射された前記脱臭用担体により前記臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置であって、さらに、
前記洗浄液を酸化させるための触媒塔(14)を備え、
前記触媒塔は、少なくとも、前記洗浄液の入口側に複数の第1の酸化触媒体から構成される第1の触媒層と、出口側に前記第1の酸化触媒体よりも小さい複数の第2の酸化触媒体から構成される第2の触媒層と、を有する
ことを特徴とする湿式脱臭装置。 A deodorization tower (2) having an inlet (24) of odor gas containing a sulfur-based odor component and an outlet (21) of deodorized gas;
A storage tank (25) for storing the cleaning liquid (5);
A filling section (23) for filling the deodorizing carrier (6) inside the deodorization tower and above the inlet and the storage tank;
An injection part (22) for injecting the cleaning liquid toward the filling part inside the deodorization tower and below the outlet and above the filling part;
A first pipe (3) connecting the storage tank and the injection unit;
A pump (4) for sending the cleaning liquid from the storage tank to the injection unit;
A wet deodorizing apparatus for deodorizing the odor gas by the deodorizing carrier sprayed with the cleaning liquid,
A catalyst tower (14) for oxidizing the cleaning liquid;
The catalyst tower includes at least a first catalyst layer composed of a plurality of first oxidation catalyst bodies on the inlet side of the cleaning liquid, and a plurality of second smaller than the first oxidation catalyst bodies on the outlet side. A wet deodorizing device comprising: a second catalyst layer composed of an oxidation catalyst body .
前記貯留槽に接続された第2の管路(8)をさらに備え、
前記酸化触媒は、前記第2の管路の途中に配置される
ことを特徴とする請求項1記載の湿式脱臭装置。 A second pipe (8) branched in the middle of the first pipe and connected to the storage tank;
The wet deodorization apparatus according to claim 1, wherein the oxidation catalyst is disposed in the middle of the second pipeline.
前記貯留槽から前記第1の管路に流入した量に対して
5%以上、かつ、100%未満の量を前記第2の管路に流入させる
ことを特徴とする請求項2記載の湿式脱臭装置。 The cleaning liquid is
3. The wet deodorization according to claim 2, wherein an amount of 5% or more and less than 100% of the amount flowing into the first pipeline from the storage tank is allowed to flow into the second pipeline. apparatus.
ことを特徴とする請求項1記載の湿式脱臭装置。 The wet deodorization apparatus according to claim 1, wherein the catalyst tower is disposed in the middle of the first pipe line.
ことを特徴とする請求項1記載の湿式脱臭装置。 The wet deodorization apparatus according to claim 1, wherein the catalyst tower is disposed in the storage tank and in the vicinity of an inlet of the first pipe line.
前記洗浄液を酸化する酸化触媒能力を有する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の湿式脱臭装置。 The oxidation catalyst according to any one of claims 1-5, characterized in <br/> to have the oxidation catalyst ability to oxidize the cleaning liquid into the passage after a predetermined deodorizing carrier time Wet deodorization device.
洗浄液(5)を貯留するための貯留槽(25)と、A storage tank (25) for storing the cleaning liquid (5);
前記脱臭塔の内部であって前記流入口および前記貯留槽の上方に脱臭用担体(6)を充填するための充填部(23)と、A filling section (23) for filling the deodorizing carrier (6) inside the deodorization tower and above the inlet and the storage tank;
前記脱臭塔の内部であって前記流出口の下方かつ前記充填部の上方に前記洗浄液を前記充填部に向かって噴射する噴射部(22)と、An injection part (22) for injecting the cleaning liquid toward the filling part inside the deodorization tower and below the outlet and above the filling part;
前記貯留槽と前記噴射部とを繋ぐ第1の管路(3)と、A first pipe (3) connecting the storage tank and the injection unit;
前記洗浄液を前記貯留槽から前記噴射部に送るためのポンプ(4)とを備え、A pump (4) for sending the cleaning liquid from the storage tank to the injection unit;
前記洗浄液が噴射された前記脱臭用担体により前記臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置に用いられる、前記洗浄液を酸化させるための触媒塔(14)であって、A catalyst tower (14) for oxidizing the cleaning liquid, which is used in a wet deodorizing apparatus that deodorizes the odorous gas by the deodorizing carrier to which the cleaning liquid has been jetted,
少なくとも、前記洗浄液の入口側に複数の第1の酸化触媒体から構成される第1の触媒層と、出口側に前記第1の酸化触媒体よりも小さい複数の第2の酸化触媒体から構成される第2の触媒層と、を有するAt least a first catalyst layer composed of a plurality of first oxidation catalyst bodies on the inlet side of the cleaning liquid, and a plurality of second oxidation catalyst bodies smaller than the first oxidation catalyst body on the outlet side. A second catalyst layer
ことを特徴とする触媒塔。A catalyst tower characterized by that.
ことを特徴とする請求項7に記載の触媒塔。The catalyst tower according to claim 7.
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の触媒塔。The catalyst tower according to claim 7 or 8, characterized in that.
ことを特徴とする請求項9に記載の触媒塔。The catalyst tower according to claim 9.
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