JPH09262437A - 蓄熱式排ガス浄化装置 - Google Patents

蓄熱式排ガス浄化装置

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JPH09262437A
JPH09262437A JP8077917A JP7791796A JPH09262437A JP H09262437 A JPH09262437 A JP H09262437A JP 8077917 A JP8077917 A JP 8077917A JP 7791796 A JP7791796 A JP 7791796A JP H09262437 A JPH09262437 A JP H09262437A
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JP
Japan
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heat storage
exhaust gas
catalyst
combustion chamber
direct combustion
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Application number
JP8077917A
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English (en)
Inventor
Masami Ota
正己 太田
Kohei Tomiyasu
弘平 冨安
Kenji Sumida
健二 隅田
Hideaki Nakadokoro
英明 中所
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Trinity Industrial Corp
Cataler Corp
Original Assignee
Cataler Industrial Co Ltd
Trinity Industrial Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直燃室側に触媒層を有する蓄熱室を設けた蓄
熱式排ガス浄化装置において、直燃室からの高温ガスに
よる触媒の熱劣化を防止及びガス流速均一化によるSV
負荷均一化により能力低減防止を図る。 【解決手段】 バーナを備えた直燃室に、該直燃室側の
一端部に触媒層が形成された蓄熱材をもつ少なくとも2
個の蓄熱室を連通して、該各蓄熱室の他端に浄化前の排
ガスを導入する導入通路と各該蓄熱室の他端から浄化後
の排ガスを排出する排出通路とを設け、各該蓄熱室の一
方に浄化前の排ガスを導入して他方から浄化後の排ガス
を排出するようにし所定時間後に他方から浄化前の排ガ
スを導入し一方から浄化後の排ガスを排出するように切
替える通路切替え手段とをもつ蓄熱式排ガス浄化装置に
おいて、蓄熱室が直燃室側に触媒層を覆う第2蓄熱材を
設け、直燃室からの高温ガスを第2蓄熱材で蓄熱しつつ
整流して触媒層に流すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷工場、塗装工
場等、有機溶剤を用いた工場からの排ガスや、悪臭成分
が含まれる排ガスを直接に燃焼して無害化、無臭化する
にあたって、直熱室に蓄熱室を設けた蓄熱式排ガス処理
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】塗装ブース、塗装乾燥炉、印刷用乾燥
炉、プラスチックや合板の製造設備、食品加工設備、産
業廃棄物処理設備、消化材製造設備あるいは香料製造設
備などの各種施設内においては、塗料、インキ、溶剤、
接着剤、合成樹脂或いは化学薬品等から、アルコール
類、エステル類や、有毒で特有の臭気をもつフェノール
類、アルデヒド類等の有害悪臭成分が発生する。
【0003】そこで、このような有害成分を含んだ排ガ
スは、公害防止の観点から直接大気中に放出することは
できないので、浄化処理を施して、無毒無臭化した状態
で放出している。また、最近では一般家庭の生ゴミを燃
焼した際に発生する排ガスも処理する傾向にある。排ガ
ス浄化処理の方法は、排ガスを600〜900°Cの高
温下で酸化分解して炭酸ガスと水に変化させる直接燃焼
方式が代表的であるが、直燃室を高温に加熱し維持して
酸化分解を安定に行わせるため、ランニングコストが嵩
むという問題がある。
【0004】直燃室を低い温度で使用するには、触媒を
用いる方式と、直燃室からの浄化後の排ガスの熱を蓄熱
し、その熱で浄化前の排ガスを予熱して直燃室に導入す
ることにより、直燃室での加熱エネルギーを省力化する
方式と、これらの方式を併用する等、種々提案されてい
る。上記蓄熱式排ガス浄化装置は具体的に、図5に示す
ように、排ガス加熱用のバーナ51を備えた直燃室52
が画成され、該直燃室52に各連通するように並設した
複数(ここでは三つ)の各室を排ガスが流入流出する流
路となる蓄熱室53(Ha〜Hc)として構成すべく蓄
熱材55が配設され、直燃室側には触媒層54を形成し
ている。各蓄熱室53には未浄化ガス(浄化前の排ガ
ス)の流入ダクト56及び浄化済みガスの排出ダクト5
7と、パージダクト58とを接続し、パージダクト58
は、流入ダクト56に帰還している。
【0005】これによれば、初期において、排ガスを例
えば蓄熱室Haを介して直燃室52に流入し、直燃室5
2で加熱された高温ガスを例えば蓄熱室Hbを介して排
出すると、触媒層54により直燃式の温度とは格段と低
い温度でも酸化分解が進む。浄化後の排ガスは蓄熱室H
bを通過する際に蓄熱材55を蓄熱する。次いで、流路
を切り替えて、蓄熱室Hbを介して排ガスを直燃室52
に流入させ、蓄熱室Hcを介して浄化後の排ガスを流出
させれば、蓄熱室Hbの蓄熱材55の熱により排ガスが
予熱されてから直燃室52に流入されるので、燃料消費
量の軽減となる。また、蓄熱室Hcの蓄熱材55が蓄熱
されるから、各蓄熱室53を順次交互に使用すれば、直
燃室52の温度を維持するための加熱エネルギーを節約
することになる。
【0006】また、浄化前の排ガスが流入した蓄熱室5
3は、同排ガスによって放熱されるが、この放熱された
蓄熱室53には、未浄化ガスが残り、次に浄化後の排ガ
スを流出させるとき、未浄化ガスが混入されてしまう。
そこで、上記蓄熱式排ガス浄化装置では、次に蓄熱され
る蓄熱室53に浄化後の排ガスの一部が還流するよう
に、パージダクト58を介して流入ダクト56に戻すパ
ージ操作を行っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の蓄熱式排ガ
ス浄化装置は、加熱手段として例えばLPGガスを燃焼
させるバーナを用いているが、バーナは、電熱ヒータ等
に比べ、低コストで高温度が得られる反面、局部加熱を
起こしやすく、直燃室内の高温ガスを均一温度に流すこ
とには適さない。また触媒層へ吹き下すガスの流速もば
らつきやすい。
【0008】このため、触媒層が直燃室側に面して設け
られている従来の蓄熱式排ガス浄化装置では、高温ガス
が蓄熱室へ吹き出す流れの所で、ガス温度分布にばらつ
きを生じたり、バーナの熱が触媒層に局所的に強く輻射
したり、バーナの火炎が強い場合には、触媒層を直接に
加熱して触媒層に異常高温を与え、触媒の劣化を早めて
しまう。また、触媒層へのガス流速が不均一となり、触
媒へのSVが部分的に異なることによる触媒への負荷の
バラツキを生じ浄化能力を低下させる。
【0009】そこで、従来装置では、頻繁にバーナの加
熱強度をコントロール操作しているが、加熱強度は装置
の浄化性能に大きく関係するので、複雑さが要求されて
いる。本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、触媒に
流れる排ガスの温度および流速の均一化を図り、触媒の
異常加熱による熱劣化の防止及び触媒への負荷を均一化
し浄化能力の低減の防止を図るようにした蓄熱式排ガス
浄化装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した請求
項1の発明の要旨は、加熱用のバーナを備えた直燃室
と、該直燃室に連通し該直燃室側の各一端部に触媒層が
形成された蓄熱材をもつ少なくとも2個の蓄熱室と、各
該蓄熱室の他端に浄化前の排ガスを導入する導入通路
と、各該蓄熱室の他端から浄化後の排ガスを排出する排
出通路と、各該蓄熱層室の一方に浄化前の排ガスを導入
し他方から浄化後の排ガスを排出するようにし所定時間
後に他方から浄化前の排ガスを導入し一方から浄化後の
排ガスを排出するように切替える通路切替手段とをもつ
蓄熱式排ガス処理装置において、該蓄熱室が該直燃室側
に該触媒層を覆う第2蓄熱材をもち、該直燃室からの高
温ガスを該第2蓄熱材で蓄熱しつつ整流して該触媒層が
形成された該蓄熱材に流すようにしたことにある。
【0011】請求項1に従属する請求項2の発明の要旨
は、該蓄熱材が該直燃室側に一端開口を有する多数の連
通孔をもつハニカム材で形成され、該触媒層が該ハニカ
ム材の該直燃室側の端部とこの端部に担持された触媒と
からなり、該第2蓄熱材が板状のセラミックハニカム材
あるいはセラミック三次元網状体で形成されることにあ
る。
【0012】上記構成の蓄熱式排ガス浄化装置におい
て、蓄熱室が直燃室側に触媒層を覆う第2蓄熱材をもつ
ことにより、蓄熱室へ吹き出す高温ガスが第2蓄熱材を
流れるとき、その流れが第2蓄熱材によって整流され、
その結果、触媒に至る高温ガスの流れの温度分布及びガ
ス流速が均一化される。従って、直燃室の温度管理によ
り、触媒層へは常に触媒の有効動作域での高温ガスが流
れ熱劣化を防止し、触媒SVの均一化による浄化性能の
向上、触媒量の低減及び触媒寿命を長くする等の効果を
生じる。
【0013】また、第2蓄熱材が板状のセラミックハニ
カム材あるいはセラミック三次元網状で形成されること
により、一般的なパンチプレートやルーバープレートよ
り確実に整流作用が得られる。また、第2蓄熱材そのも
のが蓄熱効果を持ったものであり重複効果が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る蓄熱式
排ガス処理装置は、図1に示すように、加熱手段として
排ガス加熱用のバーナ1を備えた直燃室2と、該直燃室
2に各連通し中間部分にそれぞれ第1蓄熱材4をもつ3
個の蓄熱室3(Ha〜Hc)と、上記直燃室側に配設さ
れた触媒層5を基本構造とする。
【0015】各蓄熱室3には、該各蓄熱室3にそれぞれ
対応(各蓄熱室3毎に排ガス導入の切替えあるいは排ガ
ス遮断を行うように)したバルブ6A〜6Cを有する導
入ダクト7及び、同様に各蓄熱室3に対応したバルブ8
A〜8Cを有する排出ダクト9が接続されるとともに、
ここでは排出ダクト9から浄化後の排ガスを選択的に各
蓄熱室3に導くパージダクト10が接続される。このパ
ージダクト10にも各蓄熱室3に対応したバルブ11A
〜11Cが介装されている。
【0016】しかして、本実施形態の特徴は、上記直燃
室2と触媒層5との間に第2蓄熱材12をそれぞれ介在
させたことにある。即ち、第2蓄熱材12は、蓄熱室3
へ吹き出す高温ガスの流れの不均一な温度分布及び流速
に対し触媒層5を保護し、SV負荷を均一化するもので
ある。第2蓄熱材12は、板状のセラミックハニカム材
あるいはセラミック三次元網状体で形成されている。
【0017】第1蓄熱材4は、直燃室側に一端開口を有
する多数の連通孔をもつセラミックのハニカム材、セラ
ミック三次元網状体で形成される。触媒層5は、上記第
1蓄熱材4と一体で直燃室側の端部におけるハニカム材
又は三次元網状体にプラチナ等の貴金属を担持させたも
のである。次に上記構成よりなる蓄熱式排ガス処理装置
の動作を以下に簡単に説明する。
【0018】本装置の浄化工程における排ガスの流れも
基本的には従来と同じである。浄化されるべき排ガス
は、導入ダクト7から導かれる。浄化工程は、各バルブ
の操作により、蓄熱室Ha〜Hcが浄化前の排ガスが導
入される放熱動作と、浄化後の排ガスが直燃室2から導
入される蓄熱動作と、放熱動作のとき残留する浄化前の
排ガスを除去するパージ動作とのすべての動作を順次択
一的にとるように切替えられる。例えば、蓄熱室Haに
浄化前の排ガスを導入し、蓄熱室Hbより浄化後の排ガ
スを排出する工程では、蓄熱室Hcをパージするように
排出ダクト9を流れる浄化後の排ガスの一部をパージダ
クト10を通して蓄熱室Hcに導入する。そして、浄化
後の排ガスの排出を停止された蓄熱状態の蓄熱室が次に
浄化前の排ガスが導入されて放熱動作に切替えられ、同
時にパージ動作を停止された蓄熱室が次に浄化後の排ガ
スを排出する蓄熱動作に移る。
【0019】しかして、本装置においては、バーナ1の
火炎下に晒される蓄熱室端部に、直燃室2に対し触媒層
5を覆う第2蓄熱材12が設けられているため、触媒層
5は、蓄熱室3へ吹き出す高温ガスの流れを、第2蓄熱
材12のハニカム材又は三次元網状体による無数の通気
孔によって整流された状態で受ける。従って、触媒層5
を流れる高温ガスは、その温度分布が触媒の有効動作域
で均一にでき、触媒を異常加熱することがなくなり、触
媒の熱劣化が防止される。及びガス流速均一化により触
媒浄化能力低減防止が図られる。
【0020】かくしてバーナ1の加熱強度コントロール
操作が簡単になるとともに、触媒による浄化性能が向上
し、更には触媒寿命の長期化、触媒量の低減を達成する
ことができる。そして、特に本装置では、第2蓄熱材1
2が板状のセラミックハニカム材あるいはセラミック三
次元網状体で形成されることにより、バーナ1の周囲を
パンチプレートやルーバープレートで囲う場合より確実
に高温ガスに対する整流作用が得られるものである。
【0021】また、本装置のように、直燃室2に対し触
媒層5を覆う第2蓄熱材12を設けることにより、バー
ナ1と蓄熱室端部との距離を小さくできて直燃室2の容
積を狭める得ることになり、装置のコンパクト化にも寄
与する。なお、上記実施形態では、3個の蓄熱室で各動
作を切替えているが、蓄熱室を2個としてもよい。この
場合は、直燃室の高温ガスを直接に第2排出ダクトや、
直燃室に直接に浄化前の排ガスを導入する第2導入ダク
トを設け、第2排出ダクトの高温ガスの一部をパージに
使用したり、第2導入ダクトから導入され、直燃室で高
温化された排ガスをパージに使用する。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、直燃
室に対し触媒層を覆う第2蓄熱材を設けたことにより、
触媒層を流れる高温ガスの温度分布が触媒の有効動作域
で均一にでき、触媒が異常加熱されることがなくなり、
触媒の熱劣化を防止し、更には加熱強度コントロール操
作の簡潔性が得られるとともに、ガス流速均一化により
触媒浄化能力低減防止が図られ、浄化性能の向上、触媒
寿命の長期化、触媒量の低減等、数々の効果を醸す。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る蓄熱式排ガス浄化
装置を示す構成図である。
【図2】 従来の蓄熱式排ガス浄化装置を示す構成図で
ある。
【符号の説明】
1はバーナ、2は直燃室、3は蓄熱室、4は第1蓄熱
材、5は触媒層、6A〜6C、8A〜8C、11A〜1
1Cはそれぞれバルブ、7は導入ダクト(通路)は、9
は排出ダクト(通路)、12は第2蓄熱材である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F23G 7/06 103 F23G 7/06 103 (72)発明者 隅田 健二 静岡県小笠郡大東町千浜7800番地 キャタ ラー工業株式会社内 (72)発明者 中所 英明 愛知県豊田市柿本町1丁目9番地 トリニ ティ工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱用のバーナを備えた直燃室と、該直燃
    室に連通し該直燃室側の各一端部に触媒層が形成された
    蓄熱材をもつ少なくとも2個の蓄熱室と、各該蓄熱室の
    他端に浄化前の排ガスを導入する導入通路と、各該蓄熱
    室の他端から浄化後の排ガスを排出する排出通路と、各
    該蓄熱層室の一方に浄化前の排ガスを導入し他方から浄
    化後の排ガスを排出するようにし所定時間後に他方から
    浄化前の排ガスを導入し一方から浄化後の排ガスを排出
    するように切替える通路切替手段とをもつ蓄熱式排ガス
    処理装置において、 該蓄熱室は該直燃室側に該触媒層を覆う第2蓄熱材をも
    ち、該直燃室からの高温ガスを該第2蓄熱材で蓄熱しつ
    つ整流して該触媒層が形成された該蓄熱材に流すように
    したことを特徴とする蓄熱式排ガス浄化装置。
  2. 【請求項2】該蓄熱材は該直燃室側に一端開口を有する
    多数の連通孔をもつハニカム材で形成され、該触媒層は
    該ハニカム材の該直燃室側の端部とこの端部に担持され
    た触媒とからなり、該第2蓄熱材は板状のセラミックハ
    ニカム材あるいはセラミック3次元網状体で形成されて
    いる請求項1記載の蓄熱式排ガス浄化装置。
JP8077917A 1996-03-29 1996-03-29 蓄熱式排ガス浄化装置 Pending JPH09262437A (ja)

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Cited By (5)

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