JPWO2012120773A1 - アンモニア除害装置 - Google Patents
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Abstract
Description
「電気ヒータ14と、
アンモニアを含む処理対象ガスFを受け入れるとともに、前記電気ヒータ14からの熱により、前記アンモニアを無酸素状態で熱分解するアンモニア分解室24と、
前記アンモニア分解室24から排出された、前記アンモニアの熱分解によって発生した窒素および水素を含む処理対象ガスFを受け入れる熱分解ガス燃焼室26と、
前記水素を燃焼させるための空気Aを外部から前記熱分解ガス燃焼室26に供給する空気供給手段16とを備えていることを特徴とするアンモニア除害装置10」である。
2NH3 → N2 + 3H2
2H2 + O2 → 2H2O
「前記空気供給手段16は、前記アンモニア分解室24からの処理対象ガスFに含まれる水素を燃焼させるのに必要な量の空気A、および前記熱分解ガス燃焼室26から排出される処理対象ガスFの温度を低下させる空気Aを前記熱分解ガス燃焼室26に供給する」ことを特徴とする。
「前記アンモニアを含む処理対象ガスFは、酸化することによって粉体になる被酸化物質をさらに含んでおり、
内部空間156aを有する外側ケーシング156と、有底筒状で、天端が前記外側ケーシング156の天井内面156bから離間した状態で前記外側ケーシング156の前記内部空間156aに配設された内側ケーシング158とを備えるケーシング12を有しており、
前記アンモニア分解室24は、前記内側ケーシング158の内部空間158aに形成されており、
前記熱分解ガス燃焼室26は、前記内側ケーシング158の外面と、前記外側ケーシング156の内面との間に形成されており、
前記空気供給手段16は、前記アンモニア分解室24からの処理対象ガスFに含まれる水素および被酸化物質を燃焼・酸化させる空気Aを前記熱分解ガス燃焼室26に供給する第1空気供給手段166と、前記熱分解ガス燃焼室26から排出される処理対象ガスFの温度を低下させる空気Aを前記第1空気供給手段166よりも下流側の前記熱分解ガス燃焼室26に供給する第2空気供給手段168とを備えている」ことを特徴とする。
前記第2空気供給手段168から供給される前記空気Aの量は、前記熱分解ガス燃焼室26から排出される処理対象ガスFの温度を低下させるとともに、前記第1空気供給手段166からの前記空気Aで燃焼・酸化されなかった水素および被酸化物質を燃焼・酸化するように調整されている」ことを特徴とする。
アンモニアを含む前記処理対象ガスFを供給する処理対象ガス供給手段15と、
前記水素を燃焼させた後の処理済みガスVを排出する処理済みガス排出手段17とをさらに備えており、
前記各通流路102a、102b、102cにおける一方端部どうしは互いに連通されているとともに、
前記各通流路102a、102b、102cにおける他方端には、前記処理対象ガスFまたは前記空気供給手段16からの空気Aを受け入れ、あるいは前記処理済みガスVを排出するための吸排気孔105が設けられており、
前記処理対象ガス供給手段15、前記空気供給手段16、および前記処理済みガス排出手段17は、前記各通流路102a、102b、102cの前記吸排気孔105への接続状態を互いに重複することなく切り替えることができるようになっている」ことを特徴とする。
第1実施例に係るアンモニア除害装置10は、図1に示すように、ケーシング12と、電気ヒータ14と、処理対象ガス供給手段15と、空気供給手段16と、処理済みガス排出手段17と、必要に応じて設けられる熱交換器18と、排気ファン20とを備えている。
によって生成された水素を燃焼させるための酸素源としての役割であり、2つ目は、水素が燃焼することによってさらに高温になった処理済みガスVを冷却する冷却空気としての役割である。本実施例のように、熱分解ガス燃焼室26を出た処理済みガスVを受け入れる熱交換器18を設ける場合、処理済みガスVの温度を当該熱交換器18の耐熱温度(例えば、1000℃)以下にしなければならない(熱交換器18を設けない場合は、排気ファン20の耐熱温度が問題となる。)。このため、空気供給ファン制御装置42は、処理対象ガスFに含まれるアンモニアの量から計算可能な酸素源としての空気量に、必要な冷却空気の量を加えた分を供給できるように空気供給ファン34を制御できるようになっている。なお、図示しないが、よりきめ細やかな空気量制御を行う場合には、処理対象ガスFの発生源から、あるいは処理対象ガス供給手段15に設けたアンモニア濃度計等からの信号を空気供給ファン制御装置42に導入し、空気供給ファン制御装置42にて「酸素源としての空気量」および「冷却空気量」の両方を最適化させた空気量を供給できるように空気供給ファン34を制御してもよい。
2NH3 → N2 + 3H2
2H2 + O2 → 2H2O
次に、第2実施例に係るアンモニア除害装置10について、図5および図6を用いて説明する。前述のように、第2実施例のアンモニア除害装置10は、円筒状のケーシング12内部が仕切板100で周方向に三分割されることによって3つの通流路102が構成されており、処理対象ガスF、空気A、および処理済みガスVの導入/排出口を切り替えることにより、各通流路102がそれぞれ順にアンモニア分解室24、熱分解ガス燃焼室26、および空気供給路124として使用される。なお、第2実施例の説明における第1実施例との共通部分については、第1実施例の説明を援用してその説明を省略し、相違部分を中心に説明する。また、図6では、各ガス等の流れがわかりやすいように3つの通流路102a、102b、102cを並べて平面的に描いているが、両端の通流路102aおよび102cは、互いに隣り合っている。
2NH3 → N2 + 3H2
2H2 + O2 → 2H2O
Claims (6)
- 電気ヒータと、
アンモニアを含む処理対象ガスを受け入れるとともに、前記電気ヒータからの熱により、前記アンモニアを無酸素状態で熱分解するアンモニア分解室と、
前記アンモニア分解室から排出された、前記アンモニアの熱分解によって発生した窒素および水素を含む処理対象ガスを受け入れる熱分解ガス燃焼室と、
前記水素を燃焼させるための空気を外部から前記熱分解ガス燃焼室に供給する空気供給手段とを備えていることを特徴とするアンモニア除害装置。 - 前記アンモニア分解室と前記熱分解ガス燃焼室とは、両室における流れ方向の断面積よりも小さな断面積を有する縮径部を介して互いに連通されていることを特徴とする請求項1に記載のアンモニア除害装置。
- 前記空気供給手段は、前記アンモニア分解室からの処理対象ガスに含まれる水素を燃焼させるのに必要な量の空気、および前記熱分解ガス燃焼室から排出される処理対象ガスの温度を低下させる空気を前記熱分解ガス燃焼室に供給することを特徴とする請求項1または2に記載のアンモニア除害装置。
- 前記アンモニアを含む処理対象ガスは、酸化することによって粉体になる被酸化物質をさらに含んでおり、
内部空間を有する外側ケーシングと、有底筒状で、天端が前記外側ケーシングの天井内面から離間した状態で前記外側ケーシングの前記内部空間に配設された内側ケーシングとを備えるケーシングを有しており、
前記アンモニア分解室は、前記内側ケーシングの内部空間に形成されており、
前記熱分解ガス燃焼室は、前記内側ケーシングの外面と、前記外側ケーシングの内面との間に形成されており、
前記空気供給手段は、前記アンモニア分解室からの処理対象ガスに含まれる水素および被酸化物質の燃焼・酸化に必要な量の空気を前記熱分解ガス燃焼室に供給する第1空気供給手段と、前記熱分解ガス燃焼室から排出される処理対象ガスの温度を低下させる空気を前記第1空気供給手段よりも下流側の前記熱分解ガス燃焼室に供給する第2空気供給手段とを備えていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアンモニア除害装置。 - 前記第1空気供給手段から供給される前記空気の量は、前記熱分解ガス燃焼室の温度が窒素酸化物の生成温度よりも低くなるように、理論空気量よりも少なく設定されており、
前記第2空気供給手段から供給される前記空気の量は、前記熱分解ガス燃焼室から排出される処理対象ガスの温度を低下させるとともに、前記第1空気供給手段からの前記空気で燃焼・酸化されなかった水素および被酸化物質を燃焼・酸化するように調整されていることを特徴とする請求項4に記載のアンモニア除害装置。 - 蓄熱用充填材がそれぞれ充填された3つの通流路と、
アンモニアを含む前記処理対象ガスを供給する処理対象ガス供給手段と、
前記水素を燃焼させた後の処理済みガスを排出する処理済みガス排出手段とをさらに備えており、
前記各通流路における一方端部どうしは互いに連通されているとともに、
前記各通流路における他方端には、前記処理対象ガスまたは前記空気供給手段からの空気を受け入れ、あるいは前記処理済みガスを排出するための吸排気孔が設けられており、
前記処理対象ガス供給手段、前記空気供給手段、および前記処理済みガス排出手段は、前記各通流路の前記吸排気孔への接続状態を互いに重複することなく切り替えることができるようになっていることを特徴とする請求項1に記載のアンモニア除害装置。
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