JPH09203514A

JPH09203514A - 気体中の有機物を分解する方法及び装置

Info

Publication number: JPH09203514A
Application number: JP1225896A
Authority: JP
Inventors: Shunji Kojima; 瞬治小島; Hideo Kurashima; 秀夫倉島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】排気の平均温度が低く、有機成分の含有量が
低い場合にも、有機成分を有効に酸化分解することがで
き、ＮＯ_Xの発生量が少なく、処理のためのエネルギー
コストも少なくすむ有機物含有排ガスの処理方法及び装
置を提供するにある。【解決手段】有機物の粒子、ヒューム或いは蒸気と過
剰の酸素とを含む気体を、周囲から赤外線が放射されて
いるランウェイ中に誘導して、該有機物を加熱すること
により、これを酸化分解することを特徴とする気体中の
有機物を分解する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、気体中に含有され
る有機物を効率的に酸化分解する方法及び装置に関する
ものであり、より詳細には、有機物の赤外線吸収による
それ自体の発熱を利用して、比較的低温の処理により塗
装オーブン等から排出される有機物含有ガスを処理する
方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属等の基体に種々の有機被覆を設ける
ことは、塗装、ラミネーション、接着、ライニング、印
刷等の分野で広く行われている。これらの有機被覆の形
成に際しては、何れも熱処理が不可欠であり、この熱処
理過程で有機物が気体中に移行し、この気体中から有機
物を除くことが必要となる。

【０００３】排気中の有機物を除去する方法としては、
有機物を酸化分解する方法が一般的であり、大別して直
燃式と、触媒式とが知られている。

【０００４】直燃式の場合、有機物含有排気を７５０℃
程度の温度に加熱して有機物を燃焼させるが、上記温度
では有機物の分解燃焼はほぼ完全であるが、空気中の窒
素が酸化されて、ＮＯ_Xが形成され、有機物以外による
大気汚染を招くという欠陥があり、更に高温加熱のため
にエネルギーコストも高くなるという欠点もある。

【０００５】一方、触媒式の場合、白金系等の触媒を使
用し、有機物含有排気を３５０℃程度の温度で接触させ
るが、直燃式に比べて少ないとはいえＮＯ_Xの発生が避
けられず、更に触媒が高価であり、また被毒により触媒
寿命が比較的短く、処理コストが高くなるという欠点が
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、有機
物含有排気ガスの処理方法は、ＮＯ_Xを発生し、二次公
害を招く等未だ不満足な点があると共に、処理コストも
未だ高く、その改善が望まれている。特に指摘しなけれ
ばならないことは、塗装排ガス、特に水性塗料の焼き付
け排ガスのように、少量の有機溶剤、ホルムアルデヒド
等の分解生成物、ヒューム等の雑多な有機成分を含み、
しかも有機成分の含有量が低い場合には、その処理が難
しく、処理コストが高くなるという不都合があった。

【０００７】従って、本発明の目的は、排気の平均温度
が低く、有機成分の含有量が低い場合にも、有機成分を
有効に酸化分解することができ、ＮＯ_Xの発生量が少な
く、処理のためのエネルギーコストも少なくすむ有機物
含有排ガスの処理方法及び装置を提供するにある。

【０００８】本発明の他の目的は、ヒュウム、溶剤蒸
気、分解生成物等の雑多な成分を含有する排気ガスの同
時処理が可能で、しかも有機物の濃度が低濃度である場
合にも、エネルギー効率のよい処理が可能な有機物含有
排ガスの処理方法及び装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、有機物
の粒子、ヒューム或いは蒸気と過剰の酸素とを含む気体
を、周囲から赤外線が放射されているランウェイ中に誘
導して、該有機物を加熱することにより、これを酸化分
解することを特徴とする気体中の有機物を分解する方法
が提供される。

【００１０】本発明によればまた、有機物の粒子、ヒュ
ーム或いは蒸気と過剰の酸素とを含む気体を通過させる
ためのランウェイと、該ランウェイの周囲に配置され且
つランウェイ中の有機物を選択的に加熱する赤外線放射
体とを備え、前記ランウェイには気体中の有機物の予備
加熱ゾーンと、有機物の燃焼ゾーンとが、気体の通過方
向にこの順で形成されていることを特徴とする有機物を
酸化分解するための装置が提供される。

【００１１】

【発明の実施形態】本発明は、有機物の粒子、ヒューム
或いは蒸気と過剰の酸素とを含む気体を、周囲から赤外
線が放射されているランウェイ中に誘導する点に特徴を
有するものである。即ち、気体がこのランウェイを通過
する際、気体中の有機物が赤外線を吸収することによ
り、自ら加熱され、有機物の酸化分解が自動的に生じる
のである。

【００１２】本発明者らが、赤外線が放射されているラ
ンウェイ中に有機物含有気体を導入し、生じる現象を観
察した結果によると、気体がある距離を進んだ時点（あ
る誘導期を経過した時点）で、有機物への着火が生じ、
有機物の酸化分解が極めて有効に進行するのであり、こ
れは、気体の温度が１００乃至３５０℃と低く、また有
機物の濃度が１０乃至５０００ｐｐｍと低い場合にも着
実に行われるのである。

【００１３】しかも、後述する例に示すとおり、上記赤
外線放射方式によると、気体中のヒュウムの除去、溶剤
の除去、樹脂分解生成物であるホルムアルデヒドの除去
が全て同時的に進行するのであり、赤外線照射強度が
６．８ｃｍ²では、９９％以上の除去が可能となるので
ある。

【００１４】また、本発明によると、有機物含有気体の
全体の温度を１００乃至３５０℃の温度に維持しながら
処理を行えるので、加熱に要するエネルギーコストを低
く押さえることができ、これによりＮＯ_xの生成量をも
低減させ得るという利点も得られる。

【００１５】本発明では、前記ランウェイ中の気体を、
高温であるが、未だ有機物が着火しない温度に維持する
と共に、有機物を赤外線放射により選択的に加熱して、
有機物を燃焼させるのがよく、この温度は１００乃至３
５０℃の温度であるのが適当である。即ち、この温度が
上記範囲よりも低い場合には、酸化分解までの誘導期が
長くなったり、有機物の分解率が低下する傾向があり、
一方上記温度を上回る温度に維持することは、熱エネル
ギーコストの点でも、ＮＯ_Xの発生の点でも不利であ
る。

【００１６】有機物含有気体は、有機物を爆発限界より
もはるかに低い濃度で含むガスであることが操作の安全
性の点で不可欠であり、前記気体が有機物を１０乃至５
０００ｐｐｍの濃度で含有する気体であることが適当で
ある。有機物の濃度が上記範囲よりも低い場合には、分
解効率の点で好ましくなく、上記範囲よりも高い場合に
は、安全性の点で問題を生じる。

【００１７】本発明は、有機物含有気体が、種々の有機
成分を含有するガス、特に有機塗料の焼き付け排ガスの
処理に有効である。

【００１８】本発明に用いる赤外線は、波長２．０乃至
４．０μｍにピークを有する赤外線であることが、有機
物への選択的吸収と酸化分解の効率の点で有利であり、
また赤外線を、面積当たりの照射強度が２乃至３０ｗ／
ｃｍ²となるように照射するのが好ましい。照射強度が
上記範囲を下回ると、除去率が低下し、照射強度が上記
範囲を上回っても、除去率の格別の向上はなく、エネル
ギー的にはかえって不利となる。

【００１９】また、有機物含有気体を、赤外線放射領域
での平均滞留時間が１乃至６０秒、特に１乃至３０秒と
なるようにランウェイを通過させるのが、装置コストの
点で有利である。本発明における上記の諸条件は、前記
有機物の分解効率が９５％以上となるように組み合わせ
ることが推奨される。

【００２０】本発明の装置は、有機物の粒子、ヒューム
或いは蒸気と過剰の酸素とを含む気体を通過させるため
のランウェイと、ランウェイの周囲に配置され且つラン
ウェイ中の有機物を選択的に加熱する赤外線放射体とか
ら構成されるが、このランウェイには気体中の有機物の
予備加熱ゾーンと、有機物の燃焼ゾーンとが、気体の通
過方向にこの順で形成されている。

【００２１】本装置におけるランウェイは、赤外線放射
領域での気体の平均滞留時間が１乃至３０秒となるよう
に設けられているのが、装置コストの点で好ましい。

【００２２】このランウェイは塗装の焼き付けラインに
設けられていることがよく、この場合、ランウェイは、
塗装物品を支持し搬送する搬送ラインと、塗装物品の塗
料を加熱焼き付けするための赤外線放射体との間に形成
され、塗装物品の表面から気体中に移行する有機物が予
備加熱ゾーン及び酸化分解ゾーンに導かれるようにする
のがよい。

【００２３】勿論、本発明の装置におけるランウェイ
は、有機物の粒子、ヒューム或いは蒸気を含む気体の発
生域とは別の領域に且つ該発生域に連なるように設けら
れていてもよく、この場合、赤外線放射体が対面して形
成され且つその間にランウェイが形成されていてもよい
し、赤外線放射体とミラーとが対面して形成され且つそ
の間にランウェイが形成されていてもよい。

【００２４】また、赤外線放射体が対向する壁に互い違
いに形成され且つそれらの間にジグザグ状のランウェイ
が形成されていてもよく、更にランウェイに気体の流れ
を制御する邪魔板を設けることもできる。

【００２５】本発明の方法及び装置を製缶用金属板への
塗装工程に利用した例を説明するための図１（側面配置
図）において、全体のプロセスは、塗装工程１、焼き付
け及び排気処理工程２、冷却工程３及びスタッキング工
程４から成っている。

【００２６】塗装工程１では、塗布ローラ１１と支持ロ
ーラ１２との対が設けられており、塗料収容タンク１３
からファンテンローラ１４を介して供給される塗料をロ
ーラ１１及び１２のニップ位置に供給される金属板１５
の表面に塗布する。

【００２７】焼き付け及び排気処理工程２には、塗装金
属板１６を搬送するためのコンベア１７が配置されてお
り、その上方には、塗装金属板１６から間隔をおいて、
赤外線ガスヒータ１８が多数面状に配置されている。こ
の赤外線ガスヒータ１８及びこれに対面する塗装金属板
１６を覆うようにフード１９が設けられており、このフ
ード１９には空気の給気口２０及び排気口２１が設けら
れている。

【００２８】赤外線ガスヒータ１８は、波長２．０乃至
４．０μｍにピークを有する赤外線を放射するものであ
り、照射強度は２乃至３０ｗ／ｃｍ²となるようなもの
である。塗装金属板１６上の塗膜は上記赤外線を吸収し
て自己発熱して、塗料樹脂の硬化が生じると共に、溶剤
蒸気の揮発を生じ、同時に塗料樹脂分解生成物やヒュー
ム（ヤニ）も発生する。硬化した塗装金属板２２はコン
ベア１７により冷却域３に排出される。

【００２９】一方、フード１９内に、給気口２０と排気
口２１との間に形成される気流によって、コンベア上の
塗装金属板１６と赤外線ガスヒータ１８との間には、ヒ
ュウム、溶剤蒸気、分解生成物を含有する気体のランウ
ェイ５が形成される。このランウェイ５には赤外線ガス
ヒータ１８からの赤外線が放射されており、上述した気
体中有機物の予備加熱ゾーンと、有機物の酸化分解ゾー
ンとが気体の通過方向にこの順で形成される。有機物が
除去された排気は、排気口２１を通って外部に排出され
る。

【００３０】上記具体例における焼き付け及び排気処理
工程のみを取り出して示す図２において、ランウェイ５
は、水平方向に延びる予備加熱ゾーン６と垂直方向に延
びる酸化分解ゾーン７とから成っている。予備加熱ゾー
ン６では、赤外線ガスヒータ１８からの赤外線照射によ
り気体中の有機物の選択的加熱が行われており、酸化分
解ゾーン７では、有機物の酸化分解が行われる。酸化分
解ゾーン７では、器壁８により、小断面積の通路に分割
されており、器壁効果による酸化分解の促進と、酸化分
解（燃焼）の安定化とが計られている。

【００３１】再び図１に戻って、冷却工程３には、硬化
塗装金属板２２を搬送するためのコンベア２３が配置さ
れており、その上方には、冷却水噴霧ノズル２４が配置
されていて、上記仕上げニス塗装金属板に冷却水を噴霧
して、これを冷却する。冷却された塗装金属板は搬送ロ
ーラ２５より排出して、製品のスタック２６にする。

【００３２】図３に示す具体例では、図２に示した器壁
８の代わりに、赤外線ヒータ９が設けられており、酸化
分解ゾーン７においても気体中の有機物の加熱を引き続
き行うようになっている。

【００３３】図４及び図５は、焼付及び排気処理工程の
拡大側面図及び拡大正面図であって、焼き付けるべき塗
装金属板１６は、コンベア１７の押しピン２６により矢
印方向に搬送され、これに対向する赤外線ガスヒータ１
８により加熱される。この具体例の場合、塗装金属板１
６と赤外線ガスヒータ１８との間のランウェイ５には、
やはり矢印方向に気流が供給され、気流と塗装金属板と
は併流的に接触する。勿論、気流と塗装金属板とは向流
的に接触するようにしても何ら差し支えない。赤外線ガ
スヒータ１８は塗装金属板１６の進行方向には、互いに
平行に設けられているが、塗装金属板１６の横断方向に
は、中央部の赤外線ガスヒータ１８ａが塗装金属板１６
に平行となり、両端部の赤外線ガスヒータ１８が外縁に
向けて下向きに傾斜して設けると、塗装金属板の加熱も
一様に行われる。

【００３４】本発明に用いる赤外線放射体は、前述した
ピーク波長を有するものであれば何れでもよく、この放
射体は、各種セラミックを素材とする赤外線輻射材と、
これを加熱する熱源とから成っている。

【００３５】このようなセラミックとしては、アルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、ムライト
（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）、コーディライト（２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）、チタニア（ＴｉＯ
₂）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）シリカ、シリ
カアルミナ等の酸化物セラミック；炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化ジルコニウム
（ＺｒＣ）等の炭化物セラミック；窒化ホウ素（Ｂ
Ｎ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ
₃Ｎ₄）等の窒化物セラミック；ホウ化ジルコニウム
（ＺｒＢ₂）、ホウ化チタン（ＴｉＢ₂）等のホウ化物
セラミック；ケイ化タングステン（ＷＳｉ₂）、ケイ化
モリブテン（ＭＯＳｉ₂）等のケイ化物セラミック等が
挙げられる。これらのセラミックは、線状、面状或いは
チューブ状等の任意の形状で輻射材として使用される。

【００３６】一方、赤外線輻射材を加熱するための熱源
としては、燃焼熱、電気抵抗発熱、高周波誘導加熱等を
利用することができる。かくして、燃焼バーナーのフレ
ーム（火炎）をセラミック製輻射体と接触させる方式の
赤外線加熱装置、ニクロム線等の抵抗発熱体の周囲にセ
ラミック輻射体を設け或いはセラミック輻射体中に抵抗
発熱体を埋めこんだ赤外線加熱装置、赤外線加熱ラン
プ、高周波誘導コイルとセラミック塗装鋼板との組合せ
から成る赤外線加熱装置が何れも使用される。

【００３７】用いる赤外線放射体からの赤外線の波長や
赤外線照射強度は、赤外線加熱をすべき有機物の種類等
によっても相違するが、前述した波長及び照射強度から
適宜選択するのがよい。

【００３８】図１或いは図２に示した装置を使用する
と、塗装焼き付け或いは印刷乾燥と同時に、しかも同一
の装置内で発生する排ガスの処理を同時に行えるので、
極めて便利である。

【００３９】塗装用或いは印刷用の基体としては、金属
やプラスチックから成る任意の基体或いはこれらの複合
素材から成る基体を挙げることができる。金属基体とし
ては、アルミニウム等の軽金属板乃至箔或いは表面処理
鋼板乃至箔を挙げることができる。表面処理鋼板乃至箔
としては、クロメート表面処理鋼板、電解クロム酸処理
鋼板（ＴＦＳ）、ニッケルめっき鋼板、錫めっき鋼板、
錫・ニッケル合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板
やそれらの箔等が例示される。これらの金属基体は、接
着缶、溶接缶等のスリーピース缶用素材、絞り缶、絞り
しごき缶等のツーピース缶用素材、巻締用天地缶蓋、イ
ージイオープン缶蓋、王冠、キャップ、或いはカップ状
容器等の容器或いは蓋形成用素材であってよい。また、
金属箔は、レトルトパウチ、フレキシブルヒートシール
蓋、半硬質カップ等のフレキシブル包装形成用素材であ
ってよい。

【００４０】プラスチック基体としては、プラスチック
のフィルムやカップ、トレイ、ボトル、チューブ等の成
形品を挙げることができ、フィルムとしては、二軸延伸
ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ナイロ
ンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリプロピレ
ンフィルム、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂フィルムを
挙げることができ、これらのフィルムは、上記金属板や
金属箔とのラミネートであってもよい。

【００４１】上記基体上に設ける有機高分子被覆として
は、各種塗料、インク、プラスチゾル、各種コーティン
グ等を挙げることができる。これらの被覆は、アンダー
コート（下地塗装）でもトップコート（上塗り塗装）で
もよい。塗料としては、有機溶剤型塗料、オルガノゾル
塗料、水性塗料、粉体塗料等が何れも使用できる。

【００４２】この塗料としては、熱硬化性或いは熱可塑
性の樹脂塗料、例えばフエノール・エポキシ塗料、アミ
ノ・エポキシ塗料、エポキシ・エステル塗料等の変性エ
ポキシ塗料；例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体部分ケン化物、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エポキシ
変性−、エポキシアミノ変性−或いはエポキシフエノー
ル変性−ビニル樹脂塗料等のビニル又は変性ビニル塗
料；アクリル樹脂系塗料；油性塗料；アルキッド塗料；
ポリエステル塗料；スチレン−ブタジエン系共重合体等
の合成ゴム系塗料；ポリウレタン系塗料；ポリイミド
系、ポリアミドイミド系、ポリエステルイミド系塗料等
が使用される。

【００４３】上記図１或いは図３の装置は、水性塗料の
焼き付けにも適用することができ、ここで水性塗料とし
ては、乳化型の合成樹脂或いは合成ゴム水性塗料、例え
ばエチレン−酢酸ビニル共重合体やアクリル型或いはア
イオノマー型等の熱可塑性型水性塗料、アクリル−エポ
キシ型等の熱硬化型水性塗料等が使用される。好適な水
性塗料は、エポキシ樹脂成分と、これに対する硬化剤樹
脂成分とを含有する塗膜形成成分としての熱硬化性樹脂
と、高分子分散剤としてのカルボキシル基含有アクリル
系樹脂とから構成される。

【００４４】印刷インクとしては、インクビヒクルとし
て、オレオレジン、ロジン、セルロース誘導体、アルキ
ド樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アクリル樹脂、
エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を用いた各種インクが使
用される。

【００４５】コーティング剤としては、上述した各種樹
脂の他に、オレフィン系樹脂、各種合成ゴム、フッ素系
樹脂等の各種エマルジョンを用いることもできる。

【００４６】本発明の排気処理装置は、塗装或いは印刷
ラインとは別個に設けてもよい。このような装置構成の
数例を以下に示すが、本発明はこれらの例に限定されな
い。

【００４７】図６に示すオフライン装置では、下部に吸
気口２８及び上部に排気口２９を備えた縦型処理容器３
０の内部には、赤外線ヒータ１８、１８が対向して設け
られており、この間に上向きの排気のランウエイ５が形
成されている。このランウェイに気体中有機物の予備加
熱ゾーン６と、有機物の酸化分解ゾーン７とが気体の通
過方向にこの順で形成されることは、図１の装置の場合
と同様である。

【００４８】図７の装置の場合、赤外線ヒータを対向し
て設ける代わりに、一方の側に赤外線ヒータ１８を設け
ると共に、これに対向する側に赤外線反射用のミラー３
を配置し、ミラーで反射される赤外線によっても有機物
の加熱が行われるようになっている。

【００４９】図８に示す装置においては、赤外線ヒータ
１８が段違いにしかも対向側壁間に互い違いに設けられ
ており、これら赤外線ヒータ間にジグザグ状のランウェ
イ５が形成されている。この装置では、処理すべき排気
のランウエイを長くし、装置内の排気の滞留時間を長く
とることができる。

【００５０】図９に示す装置においては、赤外線ヒータ
１８が段違いに、しかも対向側壁間に互い違いに設けた
ことは、図８と同様であるが、赤外線ヒータ１８を側壁
の付け根の部分で低く、自由端において高くなるように
傾斜して配置し、しかも赤外線ヒータ１８ａを邪魔板と
して配置した構造を有している。

【００５１】図１０に示す装置においては、図９の装置
における赤外線ヒータ１８の代わりに、通常の邪魔板３
２が配置されている。

【００５２】図６乃至１０に示した装置においては、処
理装置の容器内に赤外線ヒータを配置するという極めて
簡単且つコンパクトな構成で、有機物含有排気の酸化分
解を効率よく行えるという顕著な利点が奏される。

【００５３】

【実施例】本発明を次の例で説明する。図１及び図３に
示す装置を用いて、以下の実験を行った。赤外線放射体
１８としてはシュバンク型の赤外線ヒータを用い、また
図３の赤外線放射体９としては電気加熱方式のセラミッ
クヒータを用いた。

【００５４】実施例１有機溶剤（ヘキシルセロソルブ）を１０重量％含有する
アクリル・アミノ系水性塗料を塗装し、図１の乾燥・焼
付、有機物の酸化分解装置を用いて発生するヒュームや
有機物の蒸気、ホルマリンなどの酸化分解処理を行っ
た。この場合、大部分の溶剤はランウエイ５の左側部分
で蒸発し、予備加熱されて、ランウエイ右側の有機物の
酸化分解ゾーンに導かれ、排出口２１から排出される。
塗料の初期溶剤濃度、塗膜量、塗装速度、排気量などか
ら計算した排気中の溶剤濃度は８００ｐｐｍとなる。こ
の溶剤の蒸気を含む空気の爆発限界は１００００ｐｐｍ
以上である。また、気体のランウエイ中での平均滞留時
間は３０秒である。

【００５５】１８のシュバンクヒータの出力を変化させ
て、放射される赤外線のピーク波長と面積当たりの照射
強度を変化させながら、１６の塗装板のピーク温度（以
下、板温度と略記する）と、ランウエイ５の気体の温度
（以下、気体温度と略記する）を計測するとともに、排
出口２１から排出される気体を分析した。この際、セラ
ミックヒータ９は使用しなかった。排出気体中のヒュー
ムの有無は排出口２１にガラスウールを曝してその汚れ
の有無により判定した。また、排気中の溶剤濃度とホル
マリン濃度は北川式の検知管を用いて評価し、この方法
で検知限界以下の場合にはガスクロマトグラフ法で評価
した。

【００５６】結果を表１に示す。表中、溶剤或いはホル
マリンの濃度を０と記載したものは、これらの濃度が
０．５ｐｐｍ未満であったことを意味する。

【表１】

【００５７】実施例２セラミックヒータ９を使用する以外は、実施例１の実験
条件１と同じ条件で、実験を行った。セラミックヒータ
９の出力を変化させ、放射される赤外線のピーク波長と
面積当たりの照射強度を変化させながら、実施例１と同
様に、排出口２１から排出されるヒュームと、溶剤、ホ
ルマリンを評価した。この場合、ランウエイ５が予備加
熱ゾーンに相当し、セラミックヒータ９の間に形成され
る通路７が有機物の酸化分解ゾーンとなる。結果を表２
に示す。

【表２】

【００５８】実施例３図６乃至図１０に示した有機物の酸化分解装置に、実施
例１に示したものと同じ水性塗膜を塗装し、塗装板を熱
風乾燥炉を通した時にこの熱風乾燥炉から排出される排
気を導入して、その中の有機物の酸化分解実験を行っ
た。導入した排気の温度は１８０℃であり、これにガラ
スウールを曝すと汚れが付着することから、ヒュームが
含まれていることが確認された。また、溶剤濃度は５０
０ｐｐｍ、ホルマリンの濃度は９０ｐｐｍであった。赤
外線放射体１８としては、いずれも、シュバンクヒータ
を用い、ヒータの温度を調節してピーク波長が２．５μ
ｍの赤外線が放射されるようにした。また、処理すべき
気体の流量を調節して、ランウエイ中での平均滞留時間
を５秒に設定した。この有機物の酸化分解装置の排出口
での気体の温度を計測するとともに、実施例１に示した
方法に準じて、排出される気体中でのヒューム及び溶剤
とホルマリンの濃度を測定した。結果を表３に示す。

【表３】

【００５９】実施例４図６に示した有機物の酸化分解装置を用いて、有機溶剤
（ブチルセロソルブ）を６００ｐｐｍ含有する空気中の
有機物の酸化分解実験を行った。赤外線放射体１８には
電気加熱方式のセラミックヒータを用いた。セラミック
ヒータの表面温度を調節して、放射される赤外線のピー
ク波長と面積当たりの照射強度及び気体のランウエイ中
での平均滞留時間を変化させた。導入する有機溶剤含有
空気の温度は１２０℃に調整した。酸化分解装置の排出
口で測定した排気の温度と有機溶剤の濃度、有機溶剤の
分解効率を表４に示す。

【表４】

【００６０】実施例５実施例４に準じて、有機溶剤（ブチルセロソルブ）を６
００ｐｐｍ含有する空気中の有機物の酸化分解実験を行
った。放射される赤外線のピーク波長を３．０μｍ、面
積当たりの照射強度を４．６ｗ／ｃｍ²、平均滞留時間
を１５秒に設定した。導入する有機溶剤含有空気の温度
を変化させた場合の、酸化分解装置の排出口で測定した
排気の温度と有機溶剤の濃度、有機溶剤の分解効率を表
５に示す。この装置を通過することによる気体の平均的
な温度上昇は比較的少なく、有機溶剤が効率的に酸化分
解されていることから、溶剤分子が赤外線により選択的
に加熱されたことが判る。

【表５】

【００６１】実施例６実施例５に準じて、有機溶剤（ブチルセロソルブ）を含
有する空気中の有機物の酸化分解実験を行った。放射さ
れる赤外線のピーク波長を３．０μｍ、面積当たりの照
射強度を４．６ｗ／ｃｍ²、平均滞留時間を２０秒に設
定した。導入する有機溶剤含有空気の温度を１００℃に
設定し、その溶剤濃度を変化させた場合の、酸化分解装
置の排出口で測定した排気の温度と有機溶剤の濃度、有
機溶剤の分解効率を表６に示す。

【表６】

【００６２】実施例７実施例４に準じて、エポキシ樹脂の微粉末粒子を５０ｐ
ｐｍの濃度で浮遊させた空気を用いて、この空気中の有
機物の酸化分解実験を行った。放射される赤外線のピー
ク波長を３．０μｍ、面積当たりの照射強度を４．６ｗ
／ｃｍ²、平均滞留時間を４５秒に設定した。導入する
有機物粒子含有空気の温度を変化させた場合の、酸化分
解装置の排出口で測定した排気の温度と有機物粒子の濃
度、有機物粒子の分解効率を表７に示す。

【表７】

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、赤外線が放射されてい
るランウェイ中に、有機物含有排気を導入することによ
り、有機物の選択的加熱が可能となり、排気の平均温度
が低く、有機成分の含有量が低い場合にも、有機成分を
有効に酸化分解することができ、またＮＯ_Xの発生量も
少なくでき、処理のためのエネルギーコストも少なくす
ることが可能となった。また、塗装の焼き付け排ガスの
ように、ヒュウム、溶剤蒸気、分解生成物等の雑多な成
分を含有する排気ガスの同時処理が可能で、しかも有機
物の濃度が低濃度である場合にも、エネルギー効率のよ
い処理が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気処理を塗装焼き付けと同時に行う
装置の側面配置図である。

【図２】図１の装置の要部のみを取り出して示した側面
配置図である。

【図３】赤外線ヒータの配置を変更した以外は図２と同
様の装置の側面配置図である。

【図４】図２の装置の塗装焼き付け部分の拡大側面図で
ある。

【図５】図４の装置部分の正面図である。

【図６】排気発生部分と独立に設ける実施例１の装置の
部分断面側面図である。

【図７】赤外線ヒータの配置を変更した実施例の装置の
部分断面側面図である。

【図８】赤外線ヒータの配置をジグザグに変更した実施
例の装置の部分断面側面図である。

【図９】赤外線ヒータの配置を更に変更した実施例の装
置の部分断面側面図である。

【図１０】赤外線ヒータに加えて邪魔板を配置した実施
例の装置の部分断面側面図である。

【符号の説明】

１塗装工程２塗装焼き付け及び排気処理工程３冷却工程４スタック工程５ランウェイ６予備加熱ゾーン７酸化分解ゾーン８器壁９赤外線ヒータ１１塗布ローラ１２支持ローラ１３塗料収容タンク１４ファンテンローラ１５金属板１６塗装金属板１７コンベア１８，１８ａ、１８ｂ、１８ｃ赤外線ヒータ１９フード２０空気の給気口２１排気口２２焼き付けされた塗装金属板２３コンベア２４冷却水噴霧ノズル２５排出ローラ２６製品のスタック２７押しピン２８吸気口２９排気口３０処理装置容器３１ミラー３２邪魔板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物の粒子、ヒューム或いは蒸気と過
剰の酸素とを含む気体を、周囲から赤外線が放射されて
いるランウェイ中に誘導して、該有機物を加熱すること
により、これを酸化分解することを特徴とする気体中の
有機物を分解する方法。
【請求項２】前記ランウェイ中の気体を、高温である
が、未だ有機物が着火しない温度に維持すると共に、有
機物を赤外線放射により選択的に加熱して、有機物を燃
焼させることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記温度が１００乃至３５０℃の温度で
ある請求項２記載の方法。
【請求項４】前記気体が有機物を爆発限界よりもはる
かに低い濃度で含むガスである請求項１乃至３の何れか
に記載の方法。
【請求項５】前記気体が有機物を１０乃至５０００ｐ
ｐｍの濃度で含有する気体である請求項１乃至４の何れ
かに記載の方法。
【請求項６】前記気体が有機塗料の焼き付け排ガスで
ある請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
【請求項７】前記赤外線が波長２．０乃至４．０μｍ
にピークを有する赤外線である請求項１乃至６の何れか
に記載の方法。
【請求項８】赤外線を、面積当たりの照射強度が２乃
至３０ｗ／ｃｍ²となるように照射する請求項１乃至７
の何れかに記載の方法。
【請求項９】前記気体を、赤外線放射領域での平均滞
留時間が１乃至６０秒となるようにランウェイを通過さ
せる請求項１乃至８の何れかに記載の方法。
【請求項１０】前記有機物の分解効率が９５％以上で
ある請求項１乃至９の何れかに記載の方法。
【請求項１１】有機物の粒子、ヒューム或いは蒸気と
過剰の酸素とを含む気体を通過させるためのランウェイ
と、該ランウェイの周囲に配置され且つランウェイ中の
有機物を選択的に加熱する赤外線放射体とを備え、前記
ランウェイには気体中の有機物の予備加熱ゾーンと、有
機物の燃焼ゾーンとが、気体の通過方向にこの順で形成
されていることを特徴とする有機物を酸化分解するため
の装置。
【請求項１２】前記赤外線放射体が波長２．０乃至
４．０μｍにピークを有する赤外線放射体であり、且つ
赤外線放射体が面積当たりの照射強度が２乃至３０ｗ／
ｃｍ²となるようにランウェイに配置されている請求項
１１記載の装置。
【請求項１３】前記ランウェイは、赤外線放射領域で
の気体の平均滞留時間が１乃至６０秒となるように設け
られている請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】前記ランウェイは塗装の焼き付けライ
ンに設けられている請求項１１乃至１３の何れかに記載
の装置。
【請求項１５】前記ランウェイは、塗装物品を支持し
搬送する搬送ラインと、該塗装物品の塗料を加熱焼き付
けするための赤外線放射体との間に形成され、塗装物品
の表面から気体中に移行する有機物が前記予備加熱ゾー
ン及び酸化分解ゾーンに導かれる請求項１４記載の装
置。
【請求項１６】前記ランウェイは、有機物の粒子、ヒ
ューム或いは蒸気を含む気体の発生域とは別の領域に且
つ該発生域に連なるように設けられている請求項１１乃
至１３の何れかに記載の装置。
【請求項１７】赤外線放射体が対面して形成され且つ
その間にランウェイが形成されている請求項１６記載の
装置。
【請求項１８】赤外線放射体とミラーとが対面して形
成され且つその間にランウェイが形成されている請求項
１６記載の装置。
【請求項１９】赤外線放射体が対向する壁に互い違い
に形成され且つそれらの間にジグザグ状のランウェイが
形成されている請求項１６記載の装置。
【請求項２０】前記ランウェイに気体の流れを制御す
る邪魔板を設けた請求項１１乃至１９の何れかに記載の
装置。