JPS63118507A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は木材、木炭１石炭、コークス、黒鉛あるいはゴ
ミ等の固体燃料を用いる燃焼装置の排気ガスを浄化する
もので、暖房、給湯、調理あるいは工業用・農業用の熱
源として、さらに炭酸ガスの発生装置として利用される
。

従来の技術 固体燃料は炭素を主体とする燃料であるが、この炭素を
燃焼するときＣＯが発生する。この濃度は燃料の種類、
炉の構成、あるいは燃料の投入量等によって数チル数ｐ
ｐｍの広い範囲を示すものである。ガスあるいは石油に
比べてＧｏが発生しやすいこれら固体燃料のＣＯは環境
の汚染その他種々の弊害をもたらしていた。このＣＯを
浄化するため、従来より排気煙道に酸化触媒を設ける手
段が一般に設けられていた。

このような排気ガスの浄化触媒を用いれば発生するＣＯ
は容易にＣ０２に変換されるが、固体燃料よシ発生する
灰はこの触媒の寿命を劣化させやすいものであった。

はとんどの固体燃料は灰を含んでいる、たとえば木炭で
数チ、人造黒鉛で約１ｏｏ〜３０ｐｐｍである。これら
の灰は排気に分散して触媒に流れ、触媒を灰で被覆し、
その効果を劣化せしめる。

これら固体燃料に含まれる灰は塩基性底と酸性法に分類
されるが、前者は融点が低いもので１ｏＯｏ′Ｃを超す
と融解、昇華が生じる。後者の酸性灰は固体のまま飛散
するのでフィルタで十分に捕集可能である。しかし前者
の塩基性灰はガスあるいは液滴として飛散する可能性を
もつもので、この傾向は灰分の多い木炭・石炭はど少く
なく（低温で燃えるため）、灰分の少ないコークス・黒
鉛はど多い（高温で燃えるため灰が融解・気化しやすい
）。

発明が解決しようとする問題点 こうした傾向によって、触媒の灰による寿命劣化はフィ
ルタを用いて図形灰を除去しても、フィルタを通過する
気化灰、エアロジル灰またはフィルタで融解し風圧で下
流へ押しながされる液戻によって触媒は劣化される、と
くにｃＯ浄化能の最も高い白金族触媒では１ｏｏＯ°Ｃ
以上の高温では著しい高温劣化を生じるため、通常３ｏ
ｏＮ９０ｏ′Ｃの温度で使用されるが、この温度帯でフ
ィルタをすり抜けた灰は、凝縮・付着し活性を失わせし
める。

このようなフィルタによって除去しにくい灰の発生は、
灰の多い木炭・石炭よりも、むしろ灰の害が少ないと考
えられていたコークス・黒鉛に於−Ｃ著しい。とくに黒
鉛を安定して燃焼するためには１１００′Ｃ以上の高温
が必要であるため、含まれる塩基性灰はほとんど融解又
は昇華し触媒の表面で再度凝固してその活性を失わさせ
る傾向は著しくなるものであった。この点炭素比率の少
ない石炭・木炭は４００〜８ｏｏ′Ｃの低温でも十分燃
えるためこのような問題は少ないものであった。

問題点を解決するための手段 前述のように高温の排気ガスはガス化した灰成分を含む
ものであるが、本発明では排気を放熱部で冷却し、灰成
分が融点以下になる温度とし、フィルタ部でこの灰を捕
集する。さらにフィルタ通過後の低温度化した排気を前
述の放熱前の排気と熱交換せしめ、高温排気を放熱部上
流で予備的に低温化させる一方、触媒に至る排気を昇温
させ、触媒を高温に維持するものである。

作用 このような手段によυ、フィルタは比較的低温に保たれ
るため灰は機械的に捕集されるとともに、物理的に凝固
作用によって低沸点灰を捕集している。また、低温フィ
ルタを通過した低温排気は触媒の温度を低下させ活性が
失われることを防ぐため前述のごとく、高温排気と熱交
換し高温になった排気を触媒に導いている。

触媒は高温に保たれ十分な酸化能力を有するとともに、
ここに至る排気はフィルタで灰成分が除去されているの
で、触媒は劣化しにくいものとなっている。

実施例 本発明の一実施例を図とともに説明する。１は燃焼部で
下方に火格子２３着火用の電気ヒータ３を有している。

燃焼用空気は送風機４によって一次空気管５．二次空気
管６．火格子２．二次燃焼孔７を通じ、燃焼室８に送風
される。燃焼室８上方より排気煙道９を通じて排気ガス
は浄化筒１゜へ流れる。浄化筒１０は仕切板１１．１２
によってフィルタ室１３．触媒室１４にそれぞれ分割さ
れている。

フィルタ室１３に流入した高温の排気は、熱交換筒１６
の外周を上昇し放熱部１６に至シ、この放熱部１６の内
周に設けられている耐熱金属メツシュ、あるいは発泡セ
ラミックで作られた円筒フィルタ１７の内径部に流入す
る。さらに、この排気は熱交換筒１５を流下し、触媒室
１４に設けられた白金族触媒を担持した触媒１８で残存
するＣＯを浄化する。

以上述べた装置における燃焼の状況を以下に詳述する。

火格子２上に燃料として黒鉛が置かれ、送風機４を停止
したまま電気ヒータ３で加熱される。燃料下部の温温度
が６００〜７００°Ｃに達した時、送風を開始すれば、
ゆるやかに燃焼を始める。燃焼室８は燃料が安定して燃
焼できるよう保温材で形成され、さらに外筒１９で囲ま
れている。

黒鉛燃料は下部より燃焼を開始するが、上部が高温にな
るまでの間、下部の反応したＣＯが上部で反応せず未燃
成分として浄化筒に向う。このＣＯを浄化するため触媒
１８の近傍には電気ヒータ２゜が設けられ、あらかじめ
触媒１８を高温にしているものである。

燃料が全体に高温になると燃料の上部よシ排出される大
量のＧＯが燃焼室８の上部の二次燃焼孔７の空気によっ
て燃える。燃料の温度は約１２００〜１ｏ００°Ｃに達
し、燃焼室８の温度も約１１ｏＯ°Ｃである。燃料には
約１１００ｐｐの灰が含まれているが、これらのうち低
沸点成分は気化し排気ガスとともに浄化筒１０へ流れる
。

この浄化筒１０に流入した排気ガスは熱交換筒１６によ
って約２００’Ｃ低温となり、更に上方の放熱部１６で
約３００°Ｃ低温になり結局約６００°Ｃの温度となっ
てフィルタ１７を通過する。すなわちフィルタ１７では
排気は低温化しているために低融点成分（昇華もしやす
いンは凝固し、フィルタ１７をすシ抜けることはない。

またフィルタ１７を通過した排気は熱交換筒１５の内筒
を通過するとき約２００℃昇温する。したがって触媒１
８には高温の排気が供給されるため触媒の活性は十分に
保たれるものである。

また放熱部１６を外部よシフアンを用いて空冷する手段
を用いて、よシ排気ガス温の低下を図る手段、また、排
気ガス温度が一定となるように前記のファンを制御する
、あるいは各部に断熱材を配して排気の低温化を防止す
る等の手段を用いて、触媒１８およびフィルタ１７の温
度を最適なものとすることができるものである。

発明の効果 固体燃料より発生する灰、とくに低融点の灰成分を確実
に捕集し、触媒の寿命を長くするとともに、触媒の温度
を高温に保持し、活性の高い状態で運転可能とした。こ
のことによって、より排気ガスのＧｏの浄化能は高まる
とともに、その浄化能力の灰による劣化を最少限のもの
とした。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の燃焼装置の断面構成図である。 １・・・・・・燃焼部、１５・・・・・・熱交換部、１
７・・・・・・フィルタ、１８・・・・・・触媒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固体燃料の燃焼部と、前記燃焼部の排気通路に設けた排
   気冷却部と、前記燃焼部の煙道下流に設けられたフィル
   タと、前記フィルタの下流に設けられた酸化触媒を具備
   し、前記燃焼部より発生した排気が前記排気冷却部を通
   過後、前記フィルタを通過し、かつ前記排気冷却部を通
   過前の高温排気によって再加熱された後、前記酸化触媒
   に流れる構成を有する燃焼装置。