JP7043465B2

JP7043465B2 - Exhaust gas treatment system

Info

Publication number: JP7043465B2
Application number: JP2019149287A
Authority: JP
Inventors: 宗治藤川
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2038-06-25
Also published as: JP2020015040A

Description

本発明は、燃焼設備から排出された排ガスを処理する排ガス処理システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas treatment system for treating exhaust gas discharged from a combustion facility.

ビニールハウスや植物工場等の植物栽培施設においては、栽培植物の生育状態を消費需要や出荷時期に応じて調整するため、二酸化炭素の濃度を調整した二酸化炭素含有ガスが植物生育ガスとして使用される。二酸化炭素含有ガスの供給源としては、これまでは液化炭酸ガスや化石燃料の燃焼ガス等が主に使用されていたが、環境保護やコスト削減の観点から、バイオマス発電施設やゴミ焼却施設等の燃焼設備から排出される燃焼ガス（排ガス）の利用が検討されている。 In plant cultivation facilities such as greenhouses and plant factories, carbon dioxide-containing gas with adjusted carbon dioxide concentration is used as plant growth gas in order to adjust the growth state of cultivated plants according to consumption demand and shipping time. .. Until now, liquefied carbon dioxide gas and fossil fuel combustion gas have been mainly used as sources of carbon dioxide-containing gas, but from the viewpoint of environmental protection and cost reduction, biomass power generation facilities, garbage incineration facilities, etc. The use of combustion gas (exhaust gas) discharged from combustion equipment is being considered.

ところが、上記の燃焼設備から排出される排ガスには、二酸化炭素の他に様々な不純物が含まれている場合がある。例えば、バイオマス発電施設では、木屑や大鋸屑等の植物由来の廃棄物（バイオマス等）を燃焼させているが、植物には窒素が含まれているため、バイオマスを燃焼させると窒素酸化物が生成する。また、バイオマスの燃焼が不完全である場合には、一酸化炭素が生成する。窒素酸化物及び一酸化炭素は人体に有害なガスであり、これらの有害ガスが植物生育ガスに含まれていると、植物栽培施設で作業を行う農業従事者の安全や健康に悪影響を及ぼす虞がある。また、窒素酸化物は、植物の生育を阻害する虞がある。従って、植物栽培設備に植物生育ガスとして供給する排ガスは、窒素酸化物及び一酸化炭素をできる限り取り除いて安全性を高めることが望ましい。そこで、燃焼設備から排出される排ガス中の窒素酸化物及び一酸化炭素を低減するため、従来の排ガス処理システムにおいては、窒素酸化物を窒素に還元する脱硝触媒、及び一酸化炭素を二酸化炭素に酸化する酸化触媒が設置されていた（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の排ガス供給システムでは、バイオマス等を燃焼して発生した排ガスを園芸ハウスへ供給するにあたり、園芸ハウスに接続する排ガス流路の途中に脱硝触媒及び酸化触媒を設けることで、排ガス中の窒素酸化物及び一酸化炭素の低減を図っている。 However, the exhaust gas discharged from the above-mentioned combustion equipment may contain various impurities in addition to carbon dioxide. For example, in a biomass power generation facility, plant-derived waste (biomass, etc.) such as wood chips and large sawdust is burned, but since plants contain nitrogen, nitrogen oxides are generated when the biomass is burned. .. In addition, carbon monoxide is produced when the combustion of biomass is incomplete. Nitrogen oxides and carbon monoxide are harmful gases to the human body, and if these harmful gases are contained in plant growth gas, there is a risk of adversely affecting the safety and health of farmers working in plant cultivation facilities. There is. In addition, nitrogen oxides may inhibit the growth of plants. Therefore, it is desirable that the exhaust gas supplied to the plant cultivation equipment as a plant growth gas removes nitrogen oxides and carbon monoxide as much as possible to improve safety. Therefore, in order to reduce nitrogen oxides and carbon monoxide in the exhaust gas emitted from combustion equipment, in the conventional exhaust gas treatment system, a denitration catalyst that reduces nitrogen oxides to nitrogen and carbon monoxide are converted to carbon dioxide. An oxidation catalyst for oxidizing was installed (see, for example, Patent Document 1). In the exhaust gas supply system described in Patent Document 1, when the exhaust gas generated by burning biomass or the like is supplied to the garden house, the exhaust gas is provided by providing a denitration catalyst and an oxidation catalyst in the middle of the exhaust gas flow path connected to the garden house. We are trying to reduce the amount of nitrogen oxides and carbon monoxide inside.

特開２０１７－９３３９３号公報JP-A-2017-93393

ところで、バイオマス等の植物由来の廃棄物には微量のケイ素が含まれていることから、バイオマスを原料としたバイオマス燃料を燃焼させると、ガス状の有機ケイ素化合物が生成し、これが脱硝触媒や酸化触媒の表面に付着して触媒表面を覆い、触媒機能が喪失（被毒）することがある。特許文献１の排ガス供給システムにおいても、バイオマス燃料を使用すると、触媒表面への有機ケイ素化合物の付着に伴う被毒により脱硝触媒及び酸化触媒の触媒機能が低下し、植物栽培設備に供給する排ガス中の窒素酸化物及び一酸化炭素を十分に低減できない虞がある。このように、特許文献１に代表される従来の排ガス処理システムにおいては、排ガス中の窒素酸化物及び一酸化炭素を低減しながら、植物栽培施設に植物育成ガスを安全且つ低コストで、安定的に供給するという点において改善の余地があった。 By the way, since plant-derived waste such as biomass contains a trace amount of silicon, when biomass fuel made from biomass is burned, a gaseous organic silicon compound is generated, which is used as a denitration catalyst or oxidation. It may adhere to the surface of the catalyst and cover the surface of the catalyst, resulting in loss (poisoning) of the catalyst function. Even in the exhaust gas supply system of Patent Document 1, when biomass fuel is used, the catalytic functions of the denitration catalyst and the oxidation catalyst deteriorate due to the poisoning caused by the adhesion of the organic silicon compound to the catalyst surface, and the exhaust gas supplied to the plant cultivation facility Nitrogen oxides and carbon monoxide may not be sufficiently reduced. As described above, in the conventional exhaust gas treatment system represented by Patent Document 1, while reducing nitrogen oxides and carbon monoxide in the exhaust gas, the plant growing gas can be safely, lowly and stably supplied to the plant cultivation facility. There was room for improvement in terms of supplying to.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、燃焼設備から排出された排ガスを処理するにあたって、酸化触媒及び脱硝触媒の触媒機能の低下を抑制しながら、安全且つ低コストで、しかも安定運用可能な排ガス処理システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in treating the exhaust gas discharged from the combustion equipment, it is safe and low cost while suppressing the deterioration of the catalytic functions of the oxidation catalyst and the denitration catalyst. The purpose is to provide an exhaust gas treatment system that can be operated stably.

上記課題を解決するための本発明にかかる排ガス処理システムの特徴構成は、
燃焼設備から排出された排ガスを処理する排ガス処理システムであって、
前記排ガスに含まれる有機ケイ素化合物を低減又は除去する前処理部と、
前記排ガスに含まれる一酸化炭素を酸化する酸化触媒及び／又は前記排ガスに含まれる窒素酸化物を還元する脱硝触媒を有する本処理部とを備え、
前記前処理部は、使用済みの酸化触媒及び／又は脱硝触媒を有することにある。 The characteristic configuration of the exhaust gas treatment system according to the present invention for solving the above problems is
An exhaust gas treatment system that treats exhaust gas discharged from combustion equipment.
A pretreatment unit that reduces or removes organosilicon compounds contained in the exhaust gas, and
The treatment unit includes an oxidation catalyst that oxidizes carbon monoxide contained in the exhaust gas and / or a denitration catalyst that reduces the nitrogen oxides contained in the exhaust gas.
The pretreatment section is to have a used oxidation catalyst and / or denitration catalyst.

本構成の排ガス処理システムによれば、前処理部によって排ガスに含まれる有機ケイ素化合物を予め低減又は除去した状態で、本処理部によって排ガスに含まれる一酸化炭素及び／又は窒素酸化物を低減又は除去することができる。従って、本処理部における酸化触媒及び／又は脱硝触媒の表面に有機ケイ素化合物が実質的に付着せず、酸化触媒及び／又は脱硝触媒の触媒機能を長期に亘って維持することができる。また、有機ケイ素化合物を低減又は除去する前処理部の触媒として、使用済みの酸化触媒及び／又は脱硝触媒を使用することで、本処理部としては使用できない酸化触媒及び／又は脱硝触媒を有効利用することができる。本処理部としては使用できない酸化触媒及び／又は脱硝触媒であっても、触媒機能はある程度残留していることから、このような使用済みの触媒を使用することにより、安全且つ低コストでありながら、前処理部としては必要十分な効果を達成することができる。 According to the exhaust gas treatment system of this configuration, the carbon monoxide and / or nitrogen oxides contained in the exhaust gas are reduced or reduced by the main treatment section in a state where the organosilicon compound contained in the exhaust gas is reduced or removed in advance by the pretreatment section. Can be removed. Therefore, the organosilicon compound does not substantially adhere to the surface of the oxidation catalyst and / or the denitration catalyst in the present treatment unit, and the catalytic function of the oxidation catalyst and / or the denitration catalyst can be maintained for a long period of time. Further, by using a used oxidation catalyst and / or denitration catalyst as the catalyst of the pretreatment part for reducing or removing the organosilicon compound, the oxidation catalyst and / or denitration catalyst that cannot be used as the main treatment part can be effectively used. can do. Even if the oxidation catalyst and / or denitration catalyst cannot be used as the main treatment unit, the catalytic function remains to some extent. Therefore, by using such a used catalyst, it is safe and low cost. As a pretreatment unit, a necessary and sufficient effect can be achieved.

本発明にかかる排ガス処理システムにおいて、
前記本処理部は、前記酸化触媒及び／又は前記脱硝触媒を形成する触媒エレメントが前記排ガスの通流方向に複数直列配置された触媒ユニットとして構成され、
前記触媒ユニットのうち、最上流側の触媒エレメントの触媒機能が低下した場合、当該最上流側の触媒エレメントを前記触媒ユニットから切り離して前記前処理部に移動させるとともに、最下流側の触媒エレメントの直後に未使用の触媒エレメントを接続し、新たな本処理部の触媒ユニットとして機能するように構成してあることが好ましい。 In the exhaust gas treatment system according to the present invention
The main treatment unit is configured as a catalyst unit in which a plurality of catalyst elements forming the oxidation catalyst and / or the denitration catalyst are arranged in series in the flow direction of the exhaust gas.
When the catalytic function of the catalyst element on the most upstream side of the catalyst unit deteriorates, the catalyst element on the most upstream side is separated from the catalyst unit and moved to the pretreatment section, and the catalyst element on the most downstream side is used. Immediately after that, an unused catalyst element is connected, and it is preferable that the catalyst unit is configured to function as a new catalyst unit of the present processing unit.

本構成の排ガス処理システムによれば、本処理部を複数の触媒エレメントが直列配置された触媒ユニットとして構成しているため、複数の触媒エレメントのうち触媒機能が低下した触媒エレメントのみを交換するだけで、触媒ユニット全体としての触媒機能を一定以上に維持することができる。例えば、本処理部の触媒ユニットのうち、最上流側の触媒エレメントの触媒機能が規定値未満となった場合、当該最上流側の触媒エレメントを触媒ユニットから切り離して前処理部に移動させるとともに、最下流側の触媒エレメントの直後に未使用の触媒エレメントを接続することで、本処理部の触媒ユニットを構成する触媒エレメントの連続的な交換サイクルが成立する。これにより、本処理部の触媒ユニットの触媒機能の変動が少なくなり、安定して連続運用可能な排ガス処理システムを実現することができる。 According to the exhaust gas treatment system of this configuration, since this treatment unit is configured as a catalyst unit in which a plurality of catalyst elements are arranged in series, only the catalyst element having a deteriorated catalytic function is replaced among the plurality of catalyst elements. Therefore, the catalyst function of the catalyst unit as a whole can be maintained above a certain level. For example, when the catalytic function of the catalyst element on the most upstream side of the catalyst unit of this processing unit becomes less than the specified value, the catalyst element on the upstream side is separated from the catalyst unit and moved to the pretreatment unit. By connecting an unused catalyst element immediately after the catalyst element on the most downstream side, a continuous exchange cycle of the catalyst elements constituting the catalyst unit of this processing unit is established. As a result, fluctuations in the catalytic function of the catalyst unit of the main treatment unit are reduced, and an exhaust gas treatment system capable of stable and continuous operation can be realized.

本発明にかかる排ガス処理システムにおいて、
前記前処理部は、前記使用済みの酸化触媒及び／又は前記使用済みの脱硝触媒を形成する触媒エレメントが前記排ガスの通流方向に複数直列配置された触媒ユニットとして構成され、
前記本処理部の触媒ユニットから切り離された触媒機能が低下した触媒エレメントが前記前処理部の触媒ユニットの最下流側の触媒エレメントの直後に接続されるとともに、前記前処理部の最上流側の触媒エレメントを前記前処理部の触媒ユニットから切り離し、新たな前処理部の触媒ユニットとして機能するように構成してあることが好ましい。 In the exhaust gas treatment system according to the present invention
The pretreatment section is configured as a catalyst unit in which a plurality of catalyst elements forming the used oxidation catalyst and / or the used denitration catalyst are arranged in series in the flow direction of the exhaust gas.
The catalyst element having a reduced catalytic function separated from the catalyst unit of the main treatment section is connected immediately after the catalyst element on the most downstream side of the catalyst unit of the pretreatment section, and is connected to the most upstream side of the pretreatment section. It is preferable that the catalyst element is separated from the catalyst unit of the pretreatment section and is configured to function as a new catalyst unit of the pretreatment section.

本構成の排ガス処理システムによれば、前処理部を複数の触媒エレメントが直列配置された触媒ユニットとして構成しているため、複数の触媒エレメントのうち触媒機能を果たさなくなった触媒エレメントのみを交換するだけで、触媒ユニット全体としての触媒機能を一定以上に維持することができる。例えば、前処理部の触媒ユニットのうち、最上流側の触媒エレメントの触媒機能がほとんど喪失した場合、当該最上流側の触媒エレメントを触媒ユニットから切り離すとともに、最下流側の触媒エレメントの直後に本処理部の触媒ユニットから切り離した本処理部としては機能が低下した触媒エレメントを接続することで、前処理部の触媒ユニットを構成する触媒エレメントの連続的な交換サイクルが成立する。これにより、前処理部の触媒ユニットの触媒機能の変動が少なくなり、安定して連続運用可能な排ガス処理システムを実現することができる。 According to the exhaust gas treatment system of this configuration, since the pretreatment section is configured as a catalyst unit in which a plurality of catalyst elements are arranged in series, only the catalyst element that no longer fulfills the catalytic function is replaced among the plurality of catalyst elements. Only by itself, the catalyst function of the catalyst unit as a whole can be maintained above a certain level. For example, when the catalytic function of the catalyst element on the most upstream side of the catalyst unit in the pretreatment section is almost lost, the catalyst element on the upstream side is separated from the catalyst unit, and the catalyst element on the most downstream side is immediately followed. By connecting a catalyst element having a reduced function as the main treatment unit separated from the catalyst unit of the treatment unit, a continuous replacement cycle of the catalyst elements constituting the catalyst unit of the pretreatment unit is established. As a result, fluctuations in the catalytic function of the catalyst unit of the pretreatment unit are reduced, and an exhaust gas treatment system capable of stable and continuous operation can be realized.

本発明にかかる排ガス処理システムにおいて、
前記前処理部の前段に、前記燃焼設備から排出された排ガスを加熱する再加熱部を設けてあることが好ましい。 In the exhaust gas treatment system according to the present invention
It is preferable that a reheating unit for heating the exhaust gas discharged from the combustion equipment is provided in front of the pretreatment unit.

本構成の排ガス処理システムによれば、燃焼設備から排出された排ガスは徐々に温度が低下するが、再加熱部で加熱することで排ガスが高温状態を維持したまま前処理部及び本処理部に流入し、排ガスと各触媒との触媒反応を進行させることができる。 According to the exhaust gas treatment system of this configuration, the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion equipment gradually decreases, but by heating in the reheating section, the exhaust gas remains in a high temperature state in the pretreatment section and the main treatment section. It can flow in and allow the catalytic reaction between the exhaust gas and each catalyst to proceed.

本発明にかかる排ガス処理システムにおいて、
前記再加熱部は、前記排ガスの加熱温度が１６０℃以上に設定されていることが好ましい。 In the exhaust gas treatment system according to the present invention
In the reheating section, it is preferable that the heating temperature of the exhaust gas is set to 160 ° C. or higher.

本構成の排ガス処理システムによれば、再加熱部における排ガスの加熱温度を１６０℃以上に設定すれば、排ガスと各触媒との触媒反応が活発なものとなり、排ガスに含まれる一酸化炭素及び／又は窒素酸化物、並びに有機ケイ素化合物を十分に低減又は除去することができる。 According to the exhaust gas treatment system of this configuration, if the heating temperature of the exhaust gas in the reheating section is set to 160 ° C. or higher, the catalytic reaction between the exhaust gas and each catalyst becomes active, and carbon monoxide and / or carbon monoxide contained in the exhaust gas become active. Alternatively, nitrogen oxides and organic silicon compounds can be sufficiently reduced or removed.

上記課題を解決するための本発明にかかる排ガス処理システムの特徴構成は、
燃焼設備から排出された排ガスを処理する排ガス処理システムであって、
機能が低下した酸化触媒及び／又は脱硝触媒を有する第一処理部と、
機能が低下していない酸化触媒及び／又は脱硝触媒を有する第二処理部と、
前記第一処理部と前記第二処理部との間で前記排ガスの通流方向を切替可能な切替流路とを備え、
前記第二処理部の触媒機能が規定値以上である場合は、前記第一処理部から前記第二処理部に前記排ガスが通流するように前記切替流路を切り替え、
前記第二処理部の触媒機能が規定値未満となった場合は、前記第一処理部の機能が低下した酸化触媒及び／又は脱硝触媒を機能が低下していない酸化触媒及び／又は脱硝触媒に交換し、前記第二処理部から前記第一処理部に前記排ガスが通流するように前記切替流路を切り替えることにある。 The characteristic configuration of the exhaust gas treatment system according to the present invention for solving the above problems is
An exhaust gas treatment system that treats exhaust gas discharged from combustion equipment.
A first treatment unit having an oxidation catalyst and / or a denitration catalyst with reduced function,
A second treatment unit having an oxidation catalyst and / or a denitration catalyst whose function has not deteriorated,
A switching flow path capable of switching the flow direction of the exhaust gas between the first treatment unit and the second treatment unit is provided.
When the catalytic function of the second treatment unit is equal to or higher than the specified value, the switching flow path is switched so that the exhaust gas flows from the first treatment unit to the second treatment unit.
When the catalytic function of the second treatment unit is less than the specified value, the oxidation catalyst and / or denitration catalyst in which the function of the first treatment unit is deteriorated is replaced with the oxidation catalyst and / or denitration catalyst in which the function is not deteriorated. It is to replace and switch the switching flow path so that the exhaust gas flows from the second treatment unit to the first treatment unit.

本構成の排ガス処理システムによれば、第一処理部と第二処理部との間で排ガスの通流方向を切替可能な切替流路を備えることで、第一処理部及び第二処理部の一方の酸化触媒及び／又は脱硝触媒の触媒機能が大きく低下した場合に、当該酸化触媒及び／又は脱硝触媒を触媒機能が低下していない新たな酸化触媒及び／又は脱硝触媒に交換し、その後、切替流路によって排ガスの通流方向を切り替えるのみで、排ガス処理を再開することができる。このように、本構成の排ガス処理システムによれば、排ガス処理システムの運用を中断する期間を短縮することができ、効率的な排ガス処理が可能となる。 According to the exhaust gas treatment system of this configuration, the first treatment section and the second treatment section are provided with a switching flow path capable of switching the flow direction of the exhaust gas between the first treatment section and the second treatment section. When the catalytic function of one of the oxidation catalysts and / or the denitration catalyst is significantly deteriorated, the oxidation catalyst and / or the denitration catalyst is replaced with a new oxidation catalyst and / or the denitration catalyst whose catalytic function is not deteriorated, and then the denitration catalyst is replaced. Exhaust gas treatment can be restarted only by switching the flow direction of the exhaust gas by the switching flow path. As described above, according to the exhaust gas treatment system having this configuration, the period during which the operation of the exhaust gas treatment system is interrupted can be shortened, and efficient exhaust gas treatment becomes possible.

本発明にかかる排ガス処理システムにおいて、
処理後の排ガスを植物栽培施設に供給する供給部を備えることが好ましい。 In the exhaust gas treatment system according to the present invention
It is preferable to provide a supply unit that supplies the treated exhaust gas to the plant cultivation facility.

本構成の排ガス処理システムによれば、植物栽培施設に植物生育ガスを供給する用途として好適に利用することができる。 According to the exhaust gas treatment system having this configuration, it can be suitably used for supplying plant growth gas to a plant cultivation facility.

図１は、第一実施形態にかかる排ガス処理システムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an exhaust gas treatment system according to the first embodiment. 図２は、前処理部及び本処理部の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of the pretreatment section and the main processing section. 図３は、前処理部及び本処理部における各触媒の交換手順を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a procedure for exchanging each catalyst in the pretreatment section and the main treatment section. 図４は、第二実施形態にかかる排ガス処理システムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the exhaust gas treatment system according to the second embodiment. 図５は、第一処理部と第二処理部との間の切替流路の切替手順を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a procedure for switching the switching flow path between the first processing unit and the second processing unit.

以下、本発明にかかる排ガス処理システムに関する実施形態について説明する。ただし、本発明は、以下に説明する構成に限定されることを意図しない。 Hereinafter, embodiments relating to the exhaust gas treatment system according to the present invention will be described. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described below.

＜第一実施形態＞
〔全体構成〕
図１は、第一実施形態にかかる排ガス処理システム１００の全体構成を示すブロック図である。排ガス処理システム１００は、バイオマスや一般ゴミ等を燃焼させる燃焼設備５０から排出された二酸化炭素を含む燃焼ガス（以下、「排ガス」と称する。）を、植物生育ガスとして植物栽培施設６０に供給するシステムである。燃焼設備５０で発生した排ガスは、ブロアー５１により誘引され、排気管５２から外部に強制排気される。排気管５２の途中には分岐管５３が設けられ、植物栽培施設６０に供給するための一部の排ガスがバグフィルタ５４に通される。バグフィルタ５４では、排ガス中に含まれるダスト、タール、酸性ガス等が低減又は除去される。ダスト、タール、酸性ガス等が低減又は除去された排ガスには、主成分として二酸化炭素、窒素、酸素が含まれているが、この他に、窒素酸化物、一酸化炭素、有機ケイ素化合物等の不純物も含まれている。窒素酸化物及び一酸化炭素は、人体に有害なガスであるため、安全のためにはできるだけ低減することが望ましい。また、有機ケイ素化合物は、触媒の表面に付着して有機ケイ素ポリマー又は酸化ケイ素を形成し、触媒の機能を喪失させてしまう虞がある。そこで、これらの不純物を低減又は除去するため、バグフィルタ５４に通された後の排ガスは排ガス処理システム１００に導入され、さらなる浄化が行われる。以下、排ガス処理システム１００の詳細な構成について説明する。 <First Embodiment>
〔overall structure〕
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of the exhaust gas treatment system 100 according to the first embodiment. The exhaust gas treatment system 100 supplies a combustion gas containing carbon dioxide (hereinafter referred to as “exhaust gas”) discharged from a combustion facility 50 that burns biomass, general waste, and the like to a plant cultivation facility 60 as a plant growth gas. It is a system. The exhaust gas generated in the combustion equipment 50 is attracted by the blower 51 and forcibly exhausted to the outside from the exhaust pipe 52. A branch pipe 53 is provided in the middle of the exhaust pipe 52, and a part of the exhaust gas to be supplied to the plant cultivation facility 60 is passed through the bag filter 54. The bag filter 54 reduces or removes dust, tar, acid gas and the like contained in the exhaust gas. The exhaust gas from which dust, tar, acid gas, etc. have been reduced or removed contains carbon dioxide, nitrogen, and oxygen as main components, but in addition to this, nitrogen oxides, carbon monoxide, organosilicon compounds, etc. It also contains impurities. Nitrogen oxides and carbon monoxide are harmful gases to the human body, so it is desirable to reduce them as much as possible for safety. Further, the organosilicon compound may adhere to the surface of the catalyst to form an organosilicon polymer or silicon oxide, and may lose the function of the catalyst. Therefore, in order to reduce or remove these impurities, the exhaust gas after being passed through the bag filter 54 is introduced into the exhaust gas treatment system 100, and further purification is performed. Hereinafter, the detailed configuration of the exhaust gas treatment system 100 will be described.

図１において、破線で囲んである部分が排ガス処理システム１００に相当する。排ガス処理システム１００は、前処理部１１と本処理部１２とを備え、さらに前処理部１１の前段（上流側）に再加熱部１３を備える。 In FIG. 1, the portion surrounded by the broken line corresponds to the exhaust gas treatment system 100. The exhaust gas treatment system 100 includes a pretreatment unit 11 and a main treatment unit 12, and further includes a reheating unit 13 in the front stage (upstream side) of the pretreatment unit 11.

前処理部１１は、本処理部１２の前段に配置され、排ガスに含まれる有機ケイ素化合物を低減又は除去する機能を有する。これにより、本処理部１２に有機ケイ素化合物が実質的に流入することが防止される。前処理部１１には、有機ケイ素化合物を低減又は除去するための触媒が収容される。本処理部１２は、一酸化炭素を酸化する酸化触媒及び／又は窒素酸化物を還元する脱硝触媒が収容され、これにより、排ガスに含まれる一酸化炭素を酸化する機能、排ガスに含まれる窒素酸化物を還元する機能、あるいはその両方の機能を有する。なお、脱硝触媒による窒素酸化物の還元には還元剤としてアンモニアが併用される。排ガスが前処理部１１及び本処理部１２を通過することより、後述の植物栽培施設６０に供給される排ガスには、有機ケイ素化合物、並びに一酸化炭素及び／又は窒素酸化物が殆ど含まれなくなるため、農業従事者にとって安全であり、植物の生育も阻害されることなく、植物生育ガスとして適したものとなる。 The pretreatment unit 11 is arranged in front of the main treatment unit 12 and has a function of reducing or removing the organosilicon compound contained in the exhaust gas. This prevents the organosilicon compound from substantially flowing into the processing unit 12. The pretreatment section 11 contains a catalyst for reducing or removing the organosilicon compound. The processing unit 12 houses an oxidation catalyst that oxidizes carbon monoxide and / or a denitration catalyst that reduces nitrogen oxides, thereby having a function of oxidizing carbon monoxide contained in the exhaust gas and nitrogen oxidation contained in the exhaust gas. It has the function of reducing things, or both. Ammonia is used in combination as a reducing agent for the reduction of nitrogen oxides by the denitration catalyst. Since the exhaust gas passes through the pretreatment section 11 and the main treatment section 12, the exhaust gas supplied to the plant cultivation facility 60 described later contains almost no organic silicon compound and carbon monoxide and / or nitrogen oxides. Therefore, it is safe for agricultural workers, and the growth of plants is not hindered, so that it is suitable as a plant growth gas.

再加熱部１３は、燃焼設備５０から排出された排ガスを加熱する機能を有する。燃焼設備５０から排出された排ガスは徐々に温度が低下するが、再加熱部１３で加熱することで排ガスは高温状態を維持したまま前処理部１１及び本処理部１２に流入するため、排ガスと各触媒との触媒反応を促進させることができる。再加熱部１３による排ガスの加熱温度は、１６０℃以上であることが好ましく、１９０℃以上がより好ましい。排ガスの加熱温度が１６０℃以上であれば、排ガスと各触媒との触媒反応が活発なものとなり、排ガスに含まれる一酸化炭素及び／又は窒素酸化物（初期濃度：６～１０００ｐｐｍ程度）については最終的には５ｐｐｍ以下まで、排ガスに含まれる有機ケイ素化合物（初期濃度：２～１０ｐｐｂ程度）については最終的には１ｐｐｂ以下まで低減することができる。また、排ガスの加熱温度が高いほど、触媒の劣化も少なくなる。なお、燃焼設備５０から排出された排ガスの温度が１６０℃以上である場合は、再加熱することなくそのまま前処理部１１及び本処理部１２に導入してもよい。つまり、再加熱部１３は、排ガスの温度が低い場合に必要に応じて設ければよい。 The reheating unit 13 has a function of heating the exhaust gas discharged from the combustion equipment 50. The temperature of the exhaust gas discharged from the combustion equipment 50 gradually decreases, but by heating in the reheating unit 13, the exhaust gas flows into the pretreatment unit 11 and the main treatment unit 12 while maintaining the high temperature state, so that the exhaust gas and the exhaust gas The catalytic reaction with each catalyst can be promoted. The heating temperature of the exhaust gas by the reheating unit 13 is preferably 160 ° C. or higher, more preferably 190 ° C. or higher. If the heating temperature of the exhaust gas is 160 ° C or higher, the catalytic reaction between the exhaust gas and each catalyst becomes active, and carbon monoxide and / or nitrogen oxides (initial concentration: about 6 to 1000 ppm) contained in the exhaust gas are contained. Finally, the amount of the organic silicon compound (initial concentration: about 2 to 10 ppb) contained in the exhaust gas can be reduced to 5 ppm or less, and finally to 1 ppb or less. Further, the higher the heating temperature of the exhaust gas, the less the deterioration of the catalyst. When the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion equipment 50 is 160 ° C. or higher, it may be introduced into the pretreatment section 11 and the main treatment section 12 as it is without reheating. That is, the reheating unit 13 may be provided as needed when the temperature of the exhaust gas is low.

〔前処理部及び本処理部〕
図２は、前処理部１１及び本処理部１２の概略図であり、三つの構成例を示したものである。図２（ａ）では、本処理部１２に酸化触媒１２ａ及び脱硝触媒１２ｂが収容され、前処理部１１に酸化触媒１１ａが収容されている。前処理部１１の酸化触媒１１ａは、本処理部１２で使用された酸化触媒１２ａであって、交換のために取り外されたものである。すなわち、酸化触媒１１ａは、酸化触媒１２ａと同類の触媒であるが、触媒機能が低下したものである。なお、本処理部１２においては、脱硝触媒１２ｂに排ガスが導入される直前の位置で排ガスに還元剤としてアンモニアが添加される。排ガスへのアンモニアの添加方法は、排ガス流路に添加孔を設けてシリンジ等の手段により手動で行ってもよいし、スプレー装置等の添加手段（図示せず）を設けてもよい。図２（ｂ）では、本処理部１２に酸化触媒１２ａ及び脱硝触媒１２ｂが収容され、前処理部１１に脱硝触媒１１ｂが収容されている。前処理部１１の脱硝触媒１１ｂは、本処理部１２で使用された脱硝触媒１２ｂであって、交換のために取り外されたものである。すなわち、脱硝触媒１１ｂは、脱硝触媒１２ｂと同類の触媒であるが、触媒機能が低下したものである。なお、本処理部１２において、脱硝触媒１２ｂの直前の位置でアンモニアが添加されることは、図２（ａ）と同様である。図２（ｃ）では、本処理部１２に酸化触媒１２ａ及び脱硝触媒１２ｂが収容され、前処理部１１に酸化触媒１１ａ及び脱硝触媒１１ｂが収容されている。酸化触媒１１ａ及び脱硝触媒１１ｂは、上記と同様に夫々使用済みのものであって、触媒機能が低下したものである。なお、本処理部１２において、脱硝触媒１２ｂの直前の位置でアンモニアが添加されることは、図２（ａ）及び（ｂ）と同様である。このように、前処理部１１には、本処理部１２で使用した後の使用済みの酸化触媒１１ａ及び／又は脱硝触媒１１ｂが収容される。これらの使用済みの触媒は、酸化促進作用及び／又は還元促進作用が低下又は喪失して本処理部１２としては使用できないものであっても、その他の触媒機能（例えば、吸着作用）はある程度残留していることから、排ガス中の有機ケイ素化合物を低減又は除去する用途において実用上問題はない。使用済みの触媒としては、未使用の触媒との比較として１～９９％の触媒機能（酸化促進作用、還元促進作用、又は吸着作用）を有していれば、前処理部１１として十分に使用可能である。前処理部１１の触媒として、このような使用済みの酸化触媒１１ａ及び／又は脱硝触媒１１ｂを使用することにより、低コストで排ガス中の有機ケイ素化合物を低減又は除去することが可能となる。また、交換した使用済みの酸化触媒１１ａ及び／又は脱硝触媒１１ｂの再利用となるため、触媒に使用する貴金属やレアメタル等の資源保護の点でも有効である。 [Pre-processing unit and main processing unit]
FIG. 2 is a schematic view of the pretreatment unit 11 and the main processing unit 12, and shows three configuration examples. In FIG. 2A, the main treatment unit 12 houses the oxidation catalyst 12a and the denitration catalyst 12b, and the pretreatment unit 11 contains the oxidation catalyst 11a. The oxidation catalyst 11a of the pretreatment unit 11 is the oxidation catalyst 12a used in the main treatment unit 12, and has been removed for replacement. That is, the oxidation catalyst 11a is a catalyst similar to the oxidation catalyst 12a, but has a reduced catalytic function. In the main treatment unit 12, ammonia is added to the exhaust gas as a reducing agent at a position immediately before the exhaust gas is introduced into the denitration catalyst 12b. The method of adding ammonia to the exhaust gas may be performed manually by providing an addition hole in the exhaust gas flow path by means such as a syringe, or by providing an addition means (not shown) such as a spray device. In FIG. 2B, the main treatment unit 12 houses the oxidation catalyst 12a and the denitration catalyst 12b, and the pretreatment unit 11 contains the denitration catalyst 11b. The denitration catalyst 11b of the pretreatment unit 11 is the denitration catalyst 12b used in the main treatment unit 12, and has been removed for replacement. That is, the denitration catalyst 11b is a catalyst similar to the denitration catalyst 12b, but the catalytic function is reduced. It should be noted that in the present processing unit 12, ammonia is added at a position immediately before the denitration catalyst 12b, which is the same as in FIG. 2A. In FIG. 2C, the main treatment unit 12 houses the oxidation catalyst 12a and the denitration catalyst 12b, and the pretreatment unit 11 contains the oxidation catalyst 11a and the denitration catalyst 11b. The oxidation catalyst 11a and the denitration catalyst 11b have been used as described above, respectively, and have a reduced catalytic function. It should be noted that in the present processing unit 12, ammonia is added at a position immediately before the denitration catalyst 12b, which is the same as in FIGS. 2 (a) and 2 (b). In this way, the pretreatment unit 11 houses the used oxidation catalyst 11a and / or the denitration catalyst 11b after being used in the main treatment unit 12. Even if these used catalysts have reduced or lost oxidation-promoting action and / or reduction-promoting action and cannot be used as the main treatment unit 12, other catalytic functions (for example, adsorption action) remain to some extent. Therefore, there is no practical problem in the application of reducing or removing the organosilicon compound in the exhaust gas. As a used catalyst, if it has a catalytic function (oxidation promoting action, reduction promoting action, or adsorption action) of 1 to 99% as compared with an unused catalyst, it is sufficiently used as a pretreatment section 11. It is possible. By using such a used oxidation catalyst 11a and / or denitration catalyst 11b as the catalyst of the pretreatment unit 11, it is possible to reduce or remove the organosilicon compound in the exhaust gas at low cost. Further, since the replaced used oxidation catalyst 11a and / or denitration catalyst 11b is reused, it is also effective in protecting resources such as precious metals and rare metals used for the catalyst.

図２に示した構成例では、前処理部１１の触媒として、触媒機能が低下した使用済みの酸化触媒１１ａ及び／又は脱硝触媒１１ｂを使用しているが、使用済みであるが触媒機能が十分に残っている酸化触媒１２ａ及び／又は脱硝触媒１２ｂを使用することも可能である。この場合、前処理部１１の触媒機能は長期に亘って維持可能であるため、前処理部１１の触媒機能が初期の状態から若干低下しても直ちに触媒を交換する必要はなく、そのまま継続使用することができる。 In the configuration example shown in FIG. 2, a used oxidation catalyst 11a and / or a denitration catalyst 11b having a reduced catalytic function is used as the catalyst of the pretreatment section 11, but the catalyst function is sufficient although it is used. It is also possible to use the oxidation catalyst 12a and / or the denitration catalyst 12b remaining in the above. In this case, since the catalytic function of the pretreatment section 11 can be maintained for a long period of time, it is not necessary to replace the catalyst immediately even if the catalytic function of the pretreatment section 11 slightly deteriorates from the initial state, and the catalyst is continuously used as it is. can do.

〔触媒の交換手順〕
排ガス処理システム１００の連続運用を可能にするためには、前処理部１１及び本処理部１２の全体としての触媒機能の変動を抑えて排ガス中の不純物濃度を一定以下に維持することが求められる。そこで、第一実施形態の排ガス処理システム１００においては、前処理部１１及び本処理部１２を、複数の触媒エレメントを直列配置した触媒ユニットとして夫々構成し、触媒エレメント単位で触媒の交換を行うことが好ましい。なお、触媒エレメントは、排ガスとの接触性を高めるために比表面積が大きい多孔質材料で構成することが好ましい。また、触媒エレメントは、使用後の交換の容易性を考慮して一定のサイズ及び形状を有するバルク体として形成することが好ましい。以下、前処理部１１及び本処理部１２における触媒エレメントの交換手順について説明する。 [Catalyst replacement procedure]
In order to enable continuous operation of the exhaust gas treatment system 100, it is required to suppress fluctuations in the catalytic function of the pretreatment unit 11 and the main treatment unit 12 as a whole and maintain the impurity concentration in the exhaust gas below a certain level. .. Therefore, in the exhaust gas treatment system 100 of the first embodiment, the pretreatment unit 11 and the main treatment unit 12 are each configured as a catalyst unit in which a plurality of catalyst elements are arranged in series, and the catalyst is exchanged in units of catalyst elements. Is preferable. The catalyst element is preferably made of a porous material having a large specific surface area in order to improve the contact with the exhaust gas. Further, the catalyst element is preferably formed as a bulk body having a constant size and shape in consideration of ease of replacement after use. Hereinafter, the procedure for replacing the catalyst element in the pretreatment section 11 and the main treatment section 12 will be described.

図３は、前処理部１１及び本処理部１２における各触媒（酸化触媒１１ａ、１２ａ、及び脱硝触媒１１ｂ、１２ｂ）の交換手順を示す説明図である。図３において、各触媒を描画する線の太さは各触媒の触媒機能の程度を表しており、線が細くなるに連れて触媒機能が低下していることを意味する。なお、図示は省略するが、本処理部１２において、脱硝触媒１２ｂに排ガスが導入される直前の位置で排ガスに還元剤としてアンモニアが添加されることは、図２と同様である。図３（ａ）に示すように、前処理部１１は、使用済みの酸化触媒１１ａ及び使用済みの脱硝触媒１１ｂである触媒エレメントが交互に排ガスの通流方向に複数直列配置された触媒ユニットとして構成され、本処理部１２は、酸化触媒１２ａ及び脱硝触媒１２ｂである触媒エレメントが交互に排ガスの通流方向に複数直列配置された触媒ユニットとして構成される。なお、図３（ａ）に示した本処理部１２における触媒エレメントの交互配置はあくまでも一例である。例えば、本処理部１２において、酸化触媒１２ａを複数隣接するように配置し、続いて脱硝触媒１２ｂを複数隣接するように配置する構成や、脱硝触媒１２ｂを複数隣接するように配置し、続いて酸化触媒１２ａを複数隣接するように配置する構成でも構わない。これらの構成においても、脱硝触媒１２ｂは、排ガスが導入される直前の位置でアンモニアが添加される。脱硝触媒１２ｂを複数隣接するように配置した場合は、最上流側の脱硝触媒１２ｂの直前の位置でアンモニアを添加すればよい。処理対象の排ガスは、紙面の左側から右側に向かって前処理部１１及び本処理部１２を順に通流する。排ガスの通流量（積算量）が一定以上に達すると、前処理部１１においては最上流側の触媒エレメントである酸化触媒１１ａの触媒機能が低下し、本処理部１２においては最上流側の触媒エレメントである酸化触媒１２ａの触媒機能が低下する。ここで、本処理部１２における酸化触媒１２ａについては、例えば、未使用の酸化触媒１２ａの触媒機能を１００％としたとき、９０～９９％の適切な数値（例えば、９５％）に達した場合に触媒機能が低下したものと推定する。触媒機能が低下すると、図３（ｂ）に示すように、前処理部１１における最上流側の酸化触媒１１ａは触媒機能がほとんど喪失して酸化触媒１１ａ´となり、本処理部１２における最上流側の酸化触媒１２ａは触媒機能が低下して酸化触媒１２ａ´となる。そこで、図３（ｃ）に示すように、前処理部１１においては触媒機能がほとんど喪失した酸化触媒１１ａ´を触媒ユニットから切り離し、本処理部１２においては触媒機能が低下した酸化触媒１２ａ´を触媒ユニットから切り離す。前処理部１１において切り離された酸化触媒１１ａ´は、別工程にて再生されるか、あるはそのまま廃棄される。本処理部１２において切り離された酸化触媒１２ａ´は、図３（ｄ）に示すように、前処理部１１の最下流側の触媒エレメントである脱硝触媒１１ｂの直後に接続され、その結果、図３（ｅ）に示すように、脱硝触媒１１ｂ、酸化触媒１１ａ、脱硝触媒１１ｂ、及び酸化触媒１１ａ（酸化触媒１２ａ´）からなる新たな触媒ユニットが構成される。本処理部１２においては、図３（ｄ）に示すように、本処理部１２の最下流側の触媒エレメントである脱硝触媒１２ｂの直後に未使用の酸化触媒１２ａが接続され、その結果、図３（ｅ）に示すように、脱硝触媒１２ｂ、酸化触媒１２ａ、脱硝触媒１２ｂ、及び酸化触媒１２ａからなる新たな触媒ユニットが構成される。そして、図３（ａ）～図３（ｅ）と同様の交換手順が、排ガス処理システム１００が運用される期間に亘って繰り返される。このように、第一実施形態の排ガス処理システム１００によれば、複数の触媒エレメントのうち触媒機能が低下した触媒エレメントのみを交換するだけで、前処理部１１及び本処理部１２の全体としての触媒機能の変動が抑えられ、その結果、排ガス中の不純物濃度を一定以下に維持することが可能となる。また、触媒ユニットを構成する触媒エレメント１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの連続的な交換サイクルが成立することで、排ガス処理システム１００の連続運用が可能となる。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a procedure for replacing each catalyst (oxidation catalysts 11a, 12a, and denitration catalysts 11b, 12b) in the pretreatment unit 11 and the main treatment unit 12. In FIG. 3, the thickness of the line drawing each catalyst represents the degree of the catalytic function of each catalyst, and means that the catalytic function decreases as the line becomes thinner. Although not shown, the fact that ammonia is added to the exhaust gas as a reducing agent at the position immediately before the exhaust gas is introduced into the denitration catalyst 12b in the processing unit 12 is the same as in FIG. As shown in FIG. 3A, the pretreatment unit 11 is a catalyst unit in which a plurality of catalyst elements, which are used oxidation catalysts 11a and used denitration catalysts 11b, are alternately arranged in series in the flow direction of exhaust gas. The main treatment unit 12 is configured as a catalyst unit in which a plurality of catalyst elements, which are an oxidation catalyst 12a and a denitration catalyst 12b, are alternately arranged in series in the flow direction of exhaust gas. The alternating arrangement of the catalyst elements in the processing unit 12 shown in FIG. 3A is merely an example. For example, in the main processing unit 12, a plurality of oxidation catalysts 12a are arranged adjacent to each other, and then a plurality of denitration catalysts 12b are arranged adjacent to each other, or a plurality of denitration catalysts 12b are arranged to be adjacent to each other, and subsequently. A configuration in which a plurality of oxidation catalysts 12a are arranged adjacent to each other may be used. Also in these configurations, ammonia is added to the denitration catalyst 12b at a position immediately before the exhaust gas is introduced. When a plurality of denitration catalysts 12b are arranged adjacent to each other, ammonia may be added at a position immediately before the denitration catalyst 12b on the most upstream side. The exhaust gas to be treated passes through the pretreatment section 11 and the main treatment section 12 in order from the left side to the right side of the paper surface. When the flow rate (integrated amount) of the exhaust gas reaches a certain level or more, the catalytic function of the oxidation catalyst 11a, which is the catalyst element on the most upstream side, deteriorates in the pretreatment section 11, and the catalyst on the most upstream side in the main treatment section 12. The catalytic function of the oxidation catalyst 12a, which is an element, is reduced. Here, regarding the oxidation catalyst 12a in the processing unit 12, for example, when the catalytic function of the unused oxidation catalyst 12a is 100%, an appropriate value of 90 to 99% (for example, 95%) is reached. It is presumed that the catalytic function has deteriorated. When the catalytic function deteriorates, as shown in FIG. 3B, the oxidation catalyst 11a on the most upstream side in the pretreatment section 11 almost loses its catalytic function and becomes the oxidation catalyst 11a', and becomes the most upstream side in the main treatment section 12. The catalytic function of the oxidation catalyst 12a of the above is reduced to become the oxidation catalyst 12a'. Therefore, as shown in FIG. 3C, in the pretreatment section 11, the oxidation catalyst 11a ′ whose catalytic function is almost lost is separated from the catalyst unit, and in the main treatment section 12, the oxidation catalyst 12a ′ whose catalytic function is deteriorated is separated. Separate from the catalyst unit. The oxidation catalyst 11a ′ separated in the pretreatment unit 11 is regenerated in another step or is discarded as it is. As shown in FIG. 3D, the oxidation catalyst 12a ′ separated in the main treatment unit 12 is connected immediately after the denitration catalyst 11b, which is the catalyst element on the most downstream side of the pretreatment unit 11, and as a result, FIG. As shown in 3 (e), a new catalyst unit including a denitration catalyst 11b, an oxidation catalyst 11a, a denitration catalyst 11b, and an oxidation catalyst 11a (oxidation catalyst 12a') is configured. In the main processing unit 12, as shown in FIG. 3D, an unused oxidation catalyst 12a is connected immediately after the denitration catalyst 12b, which is a catalyst element on the most downstream side of the main treatment unit 12, and as a result, FIG. As shown in 3 (e), a new catalyst unit including a denitration catalyst 12b, an oxidation catalyst 12a, a denitration catalyst 12b, and an oxidation catalyst 12a is configured. Then, the same replacement procedure as in FIGS. 3 (a) to 3 (e) is repeated over the period during which the exhaust gas treatment system 100 is operated. As described above, according to the exhaust gas treatment system 100 of the first embodiment, only the catalyst element having a reduced catalytic function among the plurality of catalyst elements is replaced, and the pretreatment unit 11 and the main treatment unit 12 as a whole are replaced. Fluctuations in the catalytic function are suppressed, and as a result, the concentration of impurities in the exhaust gas can be maintained below a certain level. Further, the continuous operation of the exhaust gas treatment system 100 becomes possible by establishing a continuous replacement cycle of the catalyst elements 11a, 11b, 12a, 12b constituting the catalyst unit.

〔植物育成ガスの供給〕
前処理部１１及び本処理部１２で処理され、有機ケイ素化合物、一酸化炭素及び／又は窒素酸化物が有意な濃度にまで低減された排ガスは、図１に示すように、ブロアー６１により誘引され、冷却装置６２で適温に冷却された後、供給部である供給管６３から植物栽培施設６０に植物育成ガスとして供給される。植物栽培施設６０としては、ビニールハウス、ガラスハウス、植物工場等が挙げられる。このように、第一実施形態の排ガス処理システム１００は、植物栽培施設６０に植物生育ガスを供給する用途として好適に利用することができる。 [Supply of plant growing gas]
The exhaust gas treated by the pretreatment section 11 and the main treatment section 12 and having the organosilicon compound, carbon monoxide and / or nitrogen oxides reduced to a significant concentration is attracted by the blower 61 as shown in FIG. After being cooled to an appropriate temperature by the cooling device 62, it is supplied as a plant growing gas to the plant cultivation facility 60 from the supply pipe 63 which is a supply unit. Examples of the plant cultivation facility 60 include a vinyl house, a glass house, a plant factory, and the like. As described above, the exhaust gas treatment system 100 of the first embodiment can be suitably used for supplying the plant growth gas to the plant cultivation facility 60.

＜第二実施形態＞
〔全体構成〕
図４は、第二実施形態にかかる排ガス処理システム２００の全体構成を示すブロック図である。第二実施形態の排ガス処理システム２００は、第一実施形態の排ガス処理システム１００において、前処理部１１と本処理部１２との間で排ガスの通流方向を切替可能な切替流路を設けたものである。なお、排ガスの通流方向を切り替えた場合、本処理部１２及び前処理部１１の順に排ガスが通過するため、前処理部１１の機能と本処理部１２の機能とが入れ替わることになる。そこで、第二実施形態では、前処理部１１を第一処理部１５と称し、本処理部１２を第二処理部２５と称して、処理の種別を特定しないものとする。また、第二実施形態の排ガス処理システム２００において、第一処理部１５、第二処理部２５、及び切替流路３０以外の構成は、第一実施形態の排ガス処理システム１００で説明した各構成と実質的に同様であるため、詳細な説明は省略する。 <Second embodiment>
〔overall structure〕
FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the exhaust gas treatment system 200 according to the second embodiment. The exhaust gas treatment system 200 of the second embodiment is provided with a switching flow path capable of switching the flow direction of the exhaust gas between the pretreatment unit 11 and the main treatment unit 12 in the exhaust gas treatment system 100 of the first embodiment. It is a thing. When the flow direction of the exhaust gas is switched, the exhaust gas passes in the order of the main treatment unit 12 and the pretreatment unit 11, so that the function of the pretreatment unit 11 and the function of the main treatment unit 12 are exchanged. Therefore, in the second embodiment, the pretreatment unit 11 is referred to as the first processing unit 15, the main processing unit 12 is referred to as the second processing unit 25, and the type of processing is not specified. Further, in the exhaust gas treatment system 200 of the second embodiment, the configurations other than the first treatment unit 15, the second treatment unit 25, and the switching flow path 30 are the same as the configurations described in the exhaust gas treatment system 100 of the first embodiment. Since it is substantially the same, detailed description thereof will be omitted.

〔切替流路〕
切替流路３０は、第一処理部１５と第二処理部２５との間を接続するメイン流路３１と、第一処理部１５及び第二処理部２５を迂回する第一迂回流路３２及び第二迂回流路３３とを備える。図５は、第一処理部１５と第二処理部２５との間の切替流路３０の切替手順を示す説明図である。図５では、第二処理部２５に酸化触媒２５ａ及び脱硝触媒２５ｂが収容され、第一処理部１５に機能が低下した使用済みの酸化触媒１５ａ及び脱硝触媒１５ｂが収容された構成を例示する。図５において、太線で示した流路は排ガスが通流中であることを意味し、流路に沿って示した矢印は排ガスの通流方向を示す。切替流路３０においては、メイン流路３１に第一処理部１５及び第二処理部２５を挟んで第一バルブ３４及び第二バルブ３５が設けられ、第一迂回流路３２に第三バルブ３６が設けられ、第二迂回流路３３に第四バルブ３７が設けられる。第一処理部１５と第二処理部２５との間の排ガスの通流方向の切り替えは、上記の各バルブの開閉操作により実施される。以下、切替流路３０のバルブ操作について説明する。 [Switching flow path]
The switching flow path 30 includes a main flow path 31 that connects between the first processing unit 15 and the second processing unit 25, a first detour flow path 32 that bypasses the first processing unit 15 and the second processing unit 25, and the like. A second detour flow path 33 is provided. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a switching procedure of the switching flow path 30 between the first processing unit 15 and the second processing unit 25. FIG. 5 illustrates a configuration in which the oxidation catalyst 25a and the denitration catalyst 25b are housed in the second treatment unit 25, and the used oxidation catalyst 15a and the denitration catalyst 15b having reduced functions are housed in the first treatment part 15. In FIG. 5, the flow path shown by the thick line means that the exhaust gas is flowing, and the arrow shown along the flow path indicates the flow direction of the exhaust gas. In the switching flow path 30, the first valve 34 and the second valve 35 are provided on the main flow path 31 with the first processing unit 15 and the second processing unit 25 interposed therebetween, and the third valve 36 is provided in the first detour flow path 32. Is provided, and a fourth valve 37 is provided in the second detour flow path 33. The switching of the flow direction of the exhaust gas between the first treatment unit 15 and the second treatment unit 25 is performed by the opening / closing operation of each of the above valves. Hereinafter, the valve operation of the switching flow path 30 will be described.

〔切替流路のバルブ操作〕
排ガス処理システム２００の運用開始時は、図５（ａ）に示すように、第一バルブ３４及び第二バルブ３５を開にするとともに、第三バルブ３６及び第四バルブ３７を閉にする。この状態で排ガスを通流させると、排ガスはメイン流路３１を第一処理部１５及び第二処理部２５の順に進行する。この場合、第一処理部１５で有機ケイ素化合物が低減され、第二処理部２５で一酸化炭素、及び窒素酸化物が低減される。そして、このまま排ガスの通流を継続すると、図５（ｂ）に示すように、第一処理部１５及び第二処理部２５に収容されている各触媒の機能は徐々に低下するが、第二処理部２５の触媒機能が規定値以上である期間は排ガスの通流を継続する。規定値としては、例えば、未使用の触媒の触媒機能を１００％とした場合、９０～９９％の適切な数値（例えば、９５％）を採用することができる。第二処理部２５の触媒機能が規定値未満となった場合、図５（ｃ）に示すように、第一バルブ３４及び第二バルブ３５を閉にして排ガスの通流を一時停止させる。そして、図５（ｄ）に示すように、第一処理部１５から使用済みの酸化触媒１５ａ及び脱硝触媒１５ｂを取り出し、それに代えて図５（ｅ）に示すように、第一処理部１５に機能が低下していない新たな酸化触媒１５ａ及び脱硝触媒１５ｂを収容する。そして、図５（ｆ）に示すように、第一バルブ３４及び第二バルブ３５は閉のまま、第三バルブ３６及び第四バルブ３７を開にする。この状態で排ガスの通流を再開させると、排ガスは第一迂回流路３２を通って第二処理部２５及び第一処理部１５の順に進行し、その後第二迂回路３３を通って下流側の植物栽培施設６０に供給される。この場合、第二処理部２５で有機ケイ素化合物が低減され、第一処理部１５で一酸化炭素、及び窒素酸化物が低減される。なお、第二実施形態の排ガス処理システム２００においても、脱硝触媒１５ｂに排ガスが導入される直前の位置で排ガスに還元剤としてアンモニアが添加されることは、第一実施形態の排ガス処理システム１００と同様である。このように、第二実施形態の排ガス処理システム２００によれば、第一処理部１５及び第二処理部２５の一方の触媒機能が大きく低下した場合に、触媒機能が低下した方の触媒を触媒機能が低下していない新たな触媒に交換し、その後、切替流路によって排ガスの通流方向を切り替えるのみで、排ガス処理を再開することができる。その結果、排ガス処理システム２００の運用を中断する期間を短縮することができ、効率的な排ガス処理が可能となる。 [Valve operation of switching flow path]
At the start of operation of the exhaust gas treatment system 200, as shown in FIG. 5A, the first valve 34 and the second valve 35 are opened, and the third valve 36 and the fourth valve 37 are closed. When the exhaust gas is allowed to flow in this state, the exhaust gas proceeds through the main flow path 31 in the order of the first treatment unit 15 and the second treatment unit 25. In this case, the organosilicon compound is reduced in the first treatment section 15, and carbon monoxide and nitrogen oxides are reduced in the second treatment section 25. If the exhaust gas continues to flow as it is, as shown in FIG. 5B, the functions of the catalysts housed in the first treatment unit 15 and the second treatment unit 25 gradually deteriorate, but the second The exhaust gas continues to flow during the period when the catalytic function of the treatment unit 25 is equal to or higher than the specified value. As the specified value, for example, when the catalytic function of the unused catalyst is 100%, an appropriate value of 90 to 99% (for example, 95%) can be adopted. When the catalytic function of the second processing unit 25 becomes less than the specified value, as shown in FIG. 5C, the first valve 34 and the second valve 35 are closed to temporarily stop the flow of exhaust gas. Then, as shown in FIG. 5 (d), the used oxidation catalyst 15a and denitration catalyst 15b are taken out from the first treatment unit 15, and instead, as shown in FIG. 5 (e), the first treatment unit 15 is used. It accommodates a new oxidation catalyst 15a and denitration catalyst 15b whose functions have not deteriorated. Then, as shown in FIG. 5 (f), the third valve 36 and the fourth valve 37 are opened while the first valve 34 and the second valve 35 remain closed. When the flow of the exhaust gas is restarted in this state, the exhaust gas proceeds in the order of the second treatment unit 25 and the first treatment unit 15 through the first detour flow path 32, and then passes through the second detour circuit 33 on the downstream side. It is supplied to the plant cultivation facility 60 of. In this case, the organosilicon compound is reduced in the second treatment section 25, and carbon monoxide and nitrogen oxides are reduced in the first treatment section 15. In the exhaust gas treatment system 200 of the second embodiment, the addition of ammonia as a reducing agent to the exhaust gas at the position immediately before the exhaust gas is introduced into the denitration catalyst 15b is the same as that of the exhaust gas treatment system 100 of the first embodiment. The same is true. As described above, according to the exhaust gas treatment system 200 of the second embodiment, when the catalytic function of one of the first treatment unit 15 and the second treatment unit 25 is significantly deteriorated, the catalyst having the reduced catalytic function is used as a catalyst. Exhaust gas treatment can be restarted simply by replacing the catalyst with a new catalyst whose function has not deteriorated and then switching the flow direction of the exhaust gas by the switching flow path. As a result, the period during which the operation of the exhaust gas treatment system 200 is interrupted can be shortened, and efficient exhaust gas treatment becomes possible.

＜別実施形態＞
本発明の排ガス処理システムは、触媒機能の低下を抑制しながら、安全且つ低コストで、排ガス中の不純物を低減するという本発明の効果を奏するものであれば、上記実施形態で説明した構成を変更することも可能である。そのような幾つかの変更例を別実施形態として説明する。 <Another Embodiment>
If the exhaust gas treatment system of the present invention has the effect of the present invention of reducing impurities in the exhaust gas safely and at low cost while suppressing deterioration of the catalytic function, the configuration described in the above embodiment can be used. It is also possible to change it. Some such modifications will be described as separate embodiments.

〔別実施形態１〕
上記実施形態で説明した排ガス処理システムは、一つの前処理部に対して一つの本処理部を接続する構成としているが、一つの前処理部に対して複数の本処理部を接続する構成とすることも可能である。一つの前処理部に対して複数の本処理部を接続すれば、複数の触媒による排ガス処理を行うことができるため、触媒の種類を適切に選択することにより、一酸化炭素や窒素酸化物以外の有害ガス（例えば、硫黄酸化物、ハロゲン化水素、有機リン化合物、エチレンガス等）についても処理することが可能となる。 [Another Embodiment 1]
The exhaust gas treatment system described in the above embodiment has a configuration in which one main treatment unit is connected to one pretreatment unit, but a configuration in which a plurality of main treatment units are connected to one pretreatment unit. It is also possible to do. By connecting multiple main treatment units to one pretreatment unit, exhaust gas treatment with multiple catalysts can be performed. Therefore, by appropriately selecting the type of catalyst, carbon monoxide and nitrogen oxides can be used. It is also possible to treat harmful gases (for example, sulfur oxides, hydrogen halides, organic phosphorus compounds, ethylene gas, etc.).

〔別実施形態２〕
上記実施形態で説明した排ガス処理システムは、触媒の形態を一定の形状を有するバルク体として構成しているが、粒状体や粉体等の形態とすることも可能である。この場合、排ガスと触媒との接触面積を大きく確保できるため、排ガスの反応性が高まり、比較的少量の触媒であっても排ガス処理を行うことができる。そして、使用後の触媒の交換量も低減することができる。また、粒状体や粉体等の触媒を、通気性を有する容器に封入した構成とすることも可能である。この場合、排ガスと触媒との反応性が高いものでありながら、交換や取り扱いが容易なものとなる。 [Separate Embodiment 2]
In the exhaust gas treatment system described in the above embodiment, the catalyst is configured as a bulk body having a certain shape, but it can also be in the form of granules, powder, or the like. In this case, since a large contact area between the exhaust gas and the catalyst can be secured, the reactivity of the exhaust gas is enhanced, and the exhaust gas can be treated even with a relatively small amount of catalyst. Further, the amount of catalyst exchange after use can be reduced. It is also possible to enclose a catalyst such as a granular material or powder in a container having air permeability. In this case, although the reactivity between the exhaust gas and the catalyst is high, the replacement and handling are easy.

〔別実施形態３〕
上記実施形態で説明した排ガス処理システムは、燃焼設備から排出された排ガスを前処理部及び本処理部を順に通して連続的に処理する連続式の排ガス処理システムとして構成しているが、バッチ式又はセミバッチ式の排ガス処理システムとして構成することも可能である。例えば、初めに燃焼設備から排出された排ガスを前処理容器に導入して当該前処理容器の内部で触媒と排ガスとを混合攪拌することにより有機ケイ素化合物を除去し、次いで排ガスを前処理容器から本処理容器に移して当該本処理容器の内部で触媒と排ガスとを混合攪拌することにより一酸化炭素及び／又は窒素酸化物を除去する構成とすることも可能である。この場合、各処理容器内での排ガスの滞留時間が長くなるため、排ガスと各触媒との接触時間も長くなり、その結果、排ガス中の不純物を確実に除去することができる。また、前処理容器及び本処理容器が排ガスのバッファとして機能するため、燃焼設備から発生する排ガス量が一時的に増減しても、確実に排ガス処理に対応することができる。 [Separate Embodiment 3]
The exhaust gas treatment system described in the above embodiment is configured as a continuous exhaust gas treatment system that continuously treats the exhaust gas discharged from the combustion equipment through the pretreatment section and the main treatment section in order. Alternatively, it can be configured as a semi-batch type exhaust gas treatment system. For example, first, the exhaust gas discharged from the combustion equipment is introduced into the pretreatment container, and the organic silicon compound is removed by mixing and stirring the catalyst and the exhaust gas inside the pretreatment container, and then the exhaust gas is removed from the pretreatment container. It is also possible to remove carbon monoxide and / or nitrogen oxides by transferring to the main treatment container and mixing and stirring the catalyst and the exhaust gas inside the main treatment container. In this case, since the residence time of the exhaust gas in each treatment container becomes long, the contact time between the exhaust gas and each catalyst also becomes long, and as a result, impurities in the exhaust gas can be reliably removed. Further, since the pretreatment container and the main treatment container function as a buffer for exhaust gas, even if the amount of exhaust gas generated from the combustion equipment temporarily increases or decreases, the exhaust gas treatment can be reliably performed.

本発明の排ガス処理システムは、植物栽培施設に植物生育ガスを供給する目的で利用可能であるが、化学工場、食品工場、電子部品工場等の施設に二酸化炭素含有ガスを供給する目的においても利用可能である。 The exhaust gas treatment system of the present invention can be used for the purpose of supplying plant growth gas to plant cultivation facilities, but it can also be used for the purpose of supplying carbon dioxide-containing gas to facilities such as chemical factories, food factories, and electronic parts factories. It is possible.

１１前処理部
１１ａ使用済みの酸化触媒
１１ｂ使用済みの脱硝触媒
１２本処理部
１２ａ酸化触媒
１２ｂ脱硝触媒
１３再加熱部
１５第一処理部
２５第二処理部
３１メイン流路（切替流路）
３２第一迂回流路（切替流路）
３３第二迂回流路（切替流路）
５０燃焼設備
６０植物栽培施設
１００排ガス処理システム（第一実施形態）
２００排ガス処理システム（第二実施形態） 11 Pretreatment part 11a Used oxidation catalyst 11b Used denitration catalyst 12 Main treatment part 12a Oxidation catalyst 12b Denitration catalyst 13 Reheating part 15 First treatment part 25 Second treatment part 31 Main flow path (switching flow path)
32 First detour flow path (switching flow path)
33 Second detour flow path (switching flow path)
50 Combustion equipment 60 Plant cultivation facility 100 Exhaust gas treatment system (first embodiment)
200 Exhaust gas treatment system (second embodiment)

Claims

An exhaust gas treatment system that treats exhaust gas discharged from combustion equipment.
A first treatment unit having an oxidation catalyst and / or a denitration catalyst with reduced function,
A second treatment unit having an oxidation catalyst and / or a denitration catalyst whose function has not deteriorated,
A switching flow path capable of switching the flow direction of the exhaust gas between the first treatment unit and the second treatment unit is provided.
When the catalytic function of the second treatment unit is equal to or higher than the specified value, the switching flow path is switched so that the exhaust gas flows from the first treatment unit to the second treatment unit.
When the catalytic function of the second treatment unit is less than the specified value, the oxidation catalyst and / or denitration catalyst whose function of the first treatment unit is deteriorated is replaced with the oxidation catalyst and / or denitration catalyst whose function is not deteriorated. An exhaust gas treatment system that is exchanged and switches the switching flow path so that the exhaust gas flows from the second treatment unit to the first treatment unit.

The exhaust gas treatment system according to claim 1, wherein a reheating section for heating the exhaust gas discharged from the combustion equipment is provided in front of the first treatment section and the second treatment section.

The exhaust gas treatment system according to claim 2, wherein the reheating unit is the exhaust gas treatment system in which the heating temperature of the exhaust gas is set to 160 ° C. or higher.

The exhaust gas treatment system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a supply unit for supplying the treated exhaust gas to a plant cultivation facility.