JPH0549860A - 触媒浄化装置 - Google Patents
触媒浄化装置Info
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Landscapes
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Abstract
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、エネルギーロスが小さく、腐食性の排ガスに対して
も有効な触媒浄化装置を提供する。 【構成】 触媒浄化装置本体5の両端の開口部が排ガス
の入り口または出口として交互に変換するガス出入口1
および8を有し、中央に触媒3と加熱装置4、両端から
中央へのガス流路6の途中にそれぞれ耐腐食性のハニカ
ム構造の蓄熱体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。風量に対する蓄熱体2の表面積比を
60〜1200cm/hに設定し、一定時間毎にガスの流
れ方向7を逆転し、各々の蓄熱体2の加熱又は冷却の働
きを交換させる。排ガスが浄化に必要な温度まで加温さ
れるための熱エネルギーの一部または大部分が触媒浄化
装置本体5の内部で閉じこめられるので、熱ロスを削減
できる。
Description
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。
発生するCOやHC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は有害成分として、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
空気中に酸素が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。
る。図4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)は熱交換機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され、触媒13によりC
O,HCなどが酸化浄化され、ガス出口14から排出さ
れる。このとき排ガスの昇温に要したエネルギーは排ガ
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で昇温された排ガスは、矢印に沿って流れ触媒浄化
装置本体10に進む。ここで浄化された排ガスは、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。すなわち排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。
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や
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。
ので、新しい熱交換方式と熱交換材料を用いることによ
り、熱交換効率を大きく向上させることによりエネルギ
ーロスを大幅に減少させるとともに、腐食性の排ガスに
対しても有効な触媒浄化装置を提供することを目的とす
る。
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交換される
構造を有し、触媒浄化装置本体中央に触媒と、加熱装置
を有し、両端から中央へガス流路の途中にそれぞれセラ
ミックからなるハニカム構造の蓄熱体を設置した構成を
有している。
排ガスは触媒浄化装置本体に導入されると、まずハニカ
ム構造の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
で加熱されて触媒を通過し、有害物質は酸化燃焼浄化さ
れる。そしてもう一方の蓄熱体を通過するとき排ガスの
熱エネルギーは、蓄熱体により奪われ冷却され放出され
る。一定時間の後、触媒浄化装置本体でのガスの流れ方
向を逆にする。すなわち当初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排ガスに熱
を供給する。逆に当初入口側にあった蓄熱体は排ガスに
より熱を奪われた状態であり、ガスの流れ方向を逆にす
ることによって触媒により浄化された排ガスから熱エネ
ルギーを奪う側に変わる。このことは、排ガスが浄化に
必要な温度まで加温されるための熱エネルギーの一部ま
たは大部分を触媒浄化装置本体の内部に閉じこめること
を意味し、排出される熱ロスを削減できることを意味す
る。蓄熱体の構造および量は、熱交換効率に直接関係す
る。セラミックからなるハニカム構造の蓄熱体は、空気
の流れる構造および熱容量の大きさ,耐腐食性の点から
最も優れた蓄熱体として用いることができる。そして処
理ガスの風量に対するハニカム構造の蓄熱体の量は、そ
の表面積比が60〜1200cm/hの間であることが必
要となる。この条件は、2層の蓄熱体合計と風量との関
係を示したもので、触媒としてセラミックからなるハニ
カム構造体が用いられる場合は触媒の量を蓄熱体量と合
算し使用する。ガスの流れ方向の切り替え時間は排ガス
を必要な温度に上昇させるための熱量に対して、一方の
蓄熱体の持つ熱容量が3倍以上になるように設定する。
このハニカム構造の蓄熱体の作用により熱ロスの少ない
対腐食性に強い触媒浄化装置を提供することができる。
いて、図面を参照しながら説明する。
ガスの入り口、20は浄化されたガスの出口を示す。5
は触媒浄化装置本体、4は触媒浄化装置本体5の中に設
けられた加熱装置、3はこの加熱装置4を介して対向し
て設けた一対の触媒、2はこの触媒3のガス流路6にそ
れぞれ設けたハニカム構造の蓄熱体を示す。9は触媒浄
化装置本体5のガスの流れ方向7を切り替えるダンパー
で、(a)では図の触媒浄化装置本体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がガス
の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ガスの流れ方向7が逆転し、図の触
媒浄化装置本体5の上部のガス出入口8がガスの入口と
なり、下部のガス出入口1がガスの出口となっている。
浄化効果と熱効率を測定した結果を(表1),(表2)
に示す。
すコージライト質のセラミックからなるハニカム構造の
もので、体積あたりの表面積が18cm2/ccのものと、
10cm2/ccのものをもちいた。図3において、a×b
×cが体積を示し、d×e×cがハニカムの一つの孔の
表面積を示す。蓄熱体総量は8000ccを用いた。触媒
3はハニカム状の白金触媒で体積当りの表面積が18cm
2/ccのものをそれぞれ1000cc、加熱装置4はmax1
kwのシーズヒータを用い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。
に、ガスの風量とハニカム蓄熱体およびハニカム触媒合
算の表面積比が60〜1200cm/hの範囲では本実施
例による触媒浄化装置は、90%以上のスチレンガスの
浄化を75%以上の熱交換効率で達成することができて
いる。風量の多い場合は排出時のガスの温度が高く熱が
ガスと共に持ち出されることを示し、風量の少なすぎる
場合は、蓄熱体自身から周りへの放熱によるロスが大き
い。体積当りの表面積は18cm2/ccの蓄熱体を用いた
ものは180000cm2,10cm2/ccの蓄熱体を用いた
ものは116000cm2となる。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8
0%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。
触媒浄化装置について図面を参照しながら説明する。
中央にまとめられた触媒3を示し、4はその触媒3を挟
むように2層に分けられた加熱装置を示す。ガスの流れ
方向7は実施例1と同様である。この構成の場合触媒3
は蓄熱体としての働きはなく加熱装置4の外側にそれぞ
れ設けた蓄熱体2のみが熱交換の役割を果たす。
効率を測定した結果を(表3),(表4)に示す。
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
ム構造のもので体積あたりの表面積が18cm2/ccのも
のと、10cm2/ccのものをもちいた。蓄熱体総量は8
000ccを用いた。触媒3はハニカム状の白金触媒で2
000cc、加熱装置4はmax1kwのシーズヒータを用い
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。
に、ガスの風量とハニカム構造の蓄熱体の表面積比が6
0〜1200cm/hの範囲では本実施例による触媒浄化
装置は、90%以上のスチレンガスの浄化を75%以上
の熱交換効率で達成することができている。表面積は1
8cm2/ccの蓄熱体を用いたものは144000cm2,1
0cm2/ccの蓄熱体を用いたものは80000cm2とな
る。
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ガス出
入口を有し、中央に加熱装置と触媒を設置し、両端から
中央へのガス流路の途中にそれぞれハニカム構造の蓄熱
体を有する構造で、一定時間有害成分を含んだ排ガスを
一端から触媒浄化装置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
冷却し他端から排出する。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、排ガスを一定時間触
媒浄化装置本体内に導入し同様の加熱,浄化,冷却過程
を経て排出する。このときの風量とハニカム構造の蓄熱
体の表面積の関係を60〜1200cm/hの範囲で設定
し、この操作を交互に繰り返すことにより熱エネルギー
のロスを最小限に抑え、かつ排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。
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
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
ム構造の蓄熱体の全体構成を示す斜視図 (b)同格子部分を拡大して示す平面図
示す説明図 (b)従来の熱交換機も含めた触媒浄化システム全体の
構成の概念を示す説明図
Claims (1)
- 【請求項1】 触媒浄化装置本体の両端が排ガスの入
口,出口として交互に交換するガス出入口を有し、中央
に加熱装置と触媒を設置し、両端から中央へのガス流路
の途中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、もう一方の前記蓄熱体で冷却して他端から
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、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、前記蓄熱
体としてハニカム構造をしたセラミック体を用い処理ガ
スの風量に対するハニカム表面積比を60〜1200cm
/hとした触媒浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3207851A JP2743641B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 触媒浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3207851A JP2743641B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 触媒浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0549860A true JPH0549860A (ja) | 1993-03-02 |
JP2743641B2 JP2743641B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=16546578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3207851A Expired - Lifetime JP2743641B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 触媒浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2743641B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008508892A (ja) * | 2004-08-10 | 2008-03-27 | プロバット‐ヴェルケ・フォン・ギンボルン・マシネンファブリック・ゲーエムベーハー | 植物バルク材用焙煎装置及びこの焙煎装置の操作方法 |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP3207851A patent/JP2743641B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008508892A (ja) * | 2004-08-10 | 2008-03-27 | プロバット‐ヴェルケ・フォン・ギンボルン・マシネンファブリック・ゲーエムベーハー | 植物バルク材用焙煎装置及びこの焙煎装置の操作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2743641B2 (ja) | 1998-04-22 |
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