JPH0549859A - 触媒浄化装置 - Google Patents

触媒浄化装置

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JPH0549859A
JPH0549859A JP3207850A JP20785091A JPH0549859A JP H0549859 A JPH0549859 A JP H0549859A JP 3207850 A JP3207850 A JP 3207850A JP 20785091 A JP20785091 A JP 20785091A JP H0549859 A JPH0549859 A JP H0549859A
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heating
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Akira Hashimoto
彰 橋本
Junjiro Awano
順二郎 粟野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種ガス中のCO(一酸化炭素),HC(炭
化水素)や、だに,細菌などの有害成分を加熱し酸化浄
化する触媒浄化装置においてエネルギー使用量が少ない
触媒浄化装置を提供することを目的とする。 【構成】 触媒浄化装置本体5の両端の開口部がガスの
入口または出口として交互に変換できるガス出入口1,
8と、中央に加熱装置4とその両側に触媒3、両端と触
媒3の間に蓄熱体2を設置した構成を有する。排ガスは
一方の蓄熱体2から熱を奪い加熱装置4で加熱され触媒
3を通過する。そしてもう一方の蓄熱体2で熱を奪われ
冷却され放出される。一定時間毎にガスの流れ方向7を
逆転し、それぞれの蓄熱体2の加熱または冷却の働きを
交換させる。このとき加熱装置4の温度制御は常に加熱
装置4の風下側の温度センサー21で制御できるように
温度センサー21を切り替える構造とする。このことは
熱エネルギーの一部また大部分を2層の蓄熱体2で閉じ
こめることができるとともに、排ガスを浄化に必要な最
適温度まで加温でき、熱効率の高い触媒浄化装置を提供
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒浄化装置に関し、
特に各種排ガス中に混入したCO(一酸化炭素),HC
(炭化水素)などの悪臭成分や、だに,細菌,花粉など
の有害成分を適正温度に加熱し、触媒により酸化燃焼浄
化する触媒浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種の燃焼機や乾燥,熱処理時に
発生するCOやNC成分は、その有害性や臭気のため浄
化し排出することが必要不可欠なものになっている。ま
ただにや細菌,花粉なども人に対して悪影響を与えると
ともに半導体などの生産工場でも有害成分として、その
浄化に苦慮している。COやHC成分、その他の有機物
質の浄化方法としては、それらが含まれているガス自身
を加熱し、ガス中の酸素と反応させ燃焼する方法が最も
浄化効率が高く信頼性も高い。ここでガスの温度を上げ
空気中の酸素がCOやHCと反応するには、800〜9
00℃以上の温度が必要になる。しかし酸化触媒を用い
れば200〜400℃の温度範囲で反応を進めることが
でき、熱エネルギーの無駄を省くことができるため広く
用いられている。
【0003】以下に従来の触媒浄化装置について説明す
る。図2は、従来の触媒浄化装置の一例で、(a)は触
媒浄化装置本体、(b)は熱交換も含めたシステムを示
す。10は触媒浄化装置本体、16は熱交換機、12は
加熱装置、13は触媒を示す。(a)で排ガスはガス入
口11から触媒加熱装置本体10に導入され、加熱装置
12により所定の温度に昇温し、触媒13によりCO,
HCなどが酸化浄化され、ガス出口14から排出され
る。このときガスの昇温に要したエネルギーはガスと一
緒に排出されることになる。このエネルギーの一部を回
収する目的で熱交換機を用いたシステムが(b)であ
る。この場合ガス流入口17から導入され熱交換機16
で昇温されたガスは、矢印に沿って流れ触媒浄化装置本
体10に進む。ここで浄化されたガスは、再び熱交換機
16に入り冷却されガス流出口18から排出される。す
なわちガスの昇温に要したエネルギーの一部を回収しエ
ネルギーロスを少なくしようとするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成で用いられる熱交換機16は、通常熱伝導率の
良い薄肉のアルミニウムが主体となって構成されており
熱交換効率は50〜60%が限界であり、またSOx
NOxなどの腐食性のガスを含んだ排ガスに対してはア
ルミニウムが腐食するため使用できないという問題点が
あった。
【0005】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、新しい熱交換方式を用いるとともに、よりエネル
ギー効率を向上させる温度制御構造を与えることにより
高い熱交換効率が可能となりエネルギーロスを大幅に減
少させた触媒浄化装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の触媒浄化装置は、触媒浄化装置本体の両端の
開口部がガスの入口または出口として交互に変換するガ
ス出入口を有し、触媒浄化装置本体中央に加熱装置を配
し、加熱装置の両側に触媒を有し、両端から触媒までの
間にそれぞれ蓄熱体を設置した構成を有している。加熱
装置による加熱温度を制御するセンサーは、それぞれの
触媒の中央部側(または外側)に設置され、ガスの流れ
方向に対して常に加熱装置の風下側のセンサーが温度制
御のため使用されるようにガスの流れ方向の逆転と同時
に、温度制御センサーも切り替えられるように設計され
ている。
【0007】
【作用】この構成によって、本発明の触媒浄化装置は、
ガスは触媒浄化装置本体に導入されると、まず蓄熱体を
通過することにより蓄熱体から熱を奪う。さらに加熱装
置では触媒浄化が必要な温度になるまで加熱され触媒を
通過し有害物質は酸化燃焼浄化される。この時の加熱温
度の制御は加熱装置の風下側の温度センサーで検出す
る。加熱され有害成分が浄化されたガスはもう一方の蓄
熱体を通過するとき熱エネルギーを蓄熱体により奪われ
冷却され放出される。一定時間の後、触媒浄化装置での
ガスの流れ方向を逆にする。すなわちそれまでガスの出
口側に位置していた蓄熱体は触媒により浄化されたガス
から熱エネルギーを十分奪いとった状態にあり、このガ
スの流れの方向を逆にする操作によって、今度はガスの
入口側の蓄熱体としての役目を担い触媒浄化装置本体に
導入されたガスに熱を供給する。逆にそれまで入口側に
あった蓄熱体はガスにより熱を奪われた状態であり、ガ
スの流れの方向を逆にすることによって加熱され、触媒
により浄化されたガスから熱エネルギーを奪う側に変わ
る。このときそれまで加熱装置による加熱温度を制御し
ていたセンサーは加熱装置の風上側に変換したことにな
る。加熱装置の加熱温度制御を風上側のセンサーで制御
することはガスの過昇温を引き起こす。すなわちこのガ
スの流れ方向を逆転すると同時に温度制御センサーが加
熱装置の風下側になるように別に設けたセンサーに検出
動作を切り替える。このことは、ガスは触媒による浄化
に最も適し、かつ過剰に加熱されすぎないように制御さ
れるとともに、2つの蓄熱体の間で熱エネルギーの一部
または大部分が閉じこめることを意味し、排出される熱
ロスを削減できることとなる。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例の触媒浄化装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0009】図1において、19はこの触媒浄化装置へ
の排ガスの流入口、20は浄化されたガスの流出口を示
す。5は触媒浄化装置本体、4はその中央に設けた加熱
装置、3は加熱装置4を挟んで設けた一対の触媒、2は
触媒3の外側のガス流路6にそれぞれ設けた一対の蓄熱
体を示す。9は触媒浄化装置本体5のガスの流れの方向
を切り替えるダンパーで、(a)では触媒浄化装置本体
5の下部のガス出入口1がガスの入口となり、上部のガ
ス出入口8が出口となっているが、(b)では、ダンパ
ー9を切り替えることによって、触媒浄化装置本体5内
のガスの流れの方向が逆転し、上部のガス流入口8が入
口となり、下部のガス流入口1が出口となっている。
A,A1,B,B1は加熱装置4による加熱温度制御用の
センサーを示し、A,BまたはA1,B1のどちらかの組
み合わせで設置する。(a)では加熱装置4の風下側の
AまたはA1のセンサー21で制御する。(b)でも加
熱装置の風下側のBまたはB1のセンサー21で制御す
る。
【0010】本実施例における有害成分の浄化効果と熱
効率を測定した結果を(表1)に示す。
【0011】
【表1】
【0012】触媒浄化装置は、蓄熱体2としてコージラ
イト質のセラミックからなるハニカム構造のものを用い
た。蓄熱体総量は8000cc用いた。触媒3はハニカム
状の白金触媒をそれぞれ1000cc、加熱装置4はma
x1kwのシーズヒーターを用い300℃で温度調節を行
った。20℃で100ppmのスチレンを含むガスを用い
た。ガスの浄化率はスチレンガスの触媒による分解率で
示し、熱効率は簡易的にガスが300℃まで昇温された
として、300℃への昇温温度に対してヒーターにより
使用された電力との比較をして算出した。切り替え時間
は1分のインターバルで実施した。
【0013】この(表1)から明らかなように、90%
以上のスチレンガスの浄化を80%以上の熱交換効率で
達成することができている。従来法によるアルミニウム
の熱交換機を用いたものでは、排ガスの浄化率を80%
以上にすることは可能であるが、熱交換率は50〜60
%が限界であった。本実施例の最も優れた条件では、ス
チレンガスの浄化率及び熱効率ともに90%以上を示し
た。
【0014】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に、本発明の触媒浄化装置によれば、触媒浄化装置本体
の両端がガスの入口,出口として交互に変換する構造を
有し、中央に加熱装置とその前後に触媒を設置し、両端
から触媒の途中にそれぞれ蓄熱体を有する構造で、一定
時間有害成分を含んだガスを一端から触媒浄化装置本体
内に導入し蓄熱体及び加熱装置により加熱後、触媒によ
り浄化して後、もう一方の蓄熱体で冷却され他端から排
出する。次にダンパーを切り替えることによりガスの流
れ方向を逆転し、一定時間触媒浄化装置内に導入し、同
様の加熱,浄化,冷却過程を経て排出する。この時加熱
装置による加熱温度の制御は常に加熱装置の風下側の制
御用温度センサーで制御できるようにセンサーを切り替
える。この操作を交互に繰り返すことにより加熱装置に
よる過昇温を防止し、熱エネルギーを2層の蓄熱体の間
で閉じこめることができ、ロスを最小限に抑え、かつガ
ス中の有害成分を効率よく燃焼浄化することができる触
媒浄化装置を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例における触媒浄化装置
の全体構成の概念を示す説明図 (b)同ガスの流れ方向を逆転した状態を示す説明図
【図2】(a)従来の触媒浄化装置本体の構成の概念を
示す説明図 (b)熱交換機も含めた従来の触媒浄化システム全体の
構成の概念を示す説明図
【符号の説明】
1,8 ガスの出入口 2 蓄熱体 3 触媒 4 加熱装置 5 触媒浄化装置本体 6 ガス流路 7 ガスの流れ方向 9 ダンパー 21 温度センサー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】触媒浄化装置本体の両端が排ガスの入口,
    出口として交互に変換するガス出入口を有し、中央に加
    熱装置を配し、その両側に触媒を設置するとともに、両
    端から前記触媒までのガス流路にそれぞれ蓄熱体を有
    し、一定時間悪臭成分を含んだ排ガスを一端から前記触
    媒浄化装置本体内に導入し、前記蓄熱体及び加熱装置に
    より加熱後、前記触媒により浄化し、もう一方の蓄熱体
    で冷却し、他端から排出し、次にダンパーの切り替えに
    よりガスの流れ方向を逆転させ、前記排ガスを一定時間
    前記触媒浄化装置本体内に導入し、加熱,浄化,冷却過
    程を経て排出する操作を交互に繰り返すことにより、前
    記排ガス中の有害成分を浄化する構成を有した触媒浄化
    装置において、前記加熱装置による加熱温度制御を行う
    ため、ガスの流れ方向の逆転に対応して、常に前記加熱
    装置の風下側の前記触媒の前方または後方に温度センサ
    ーを設けた触媒浄化装置。
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