WO2023068299A1 - 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 - Google Patents

排ガス処理装置及び排ガス処理方法 Download PDF

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WO2023068299A1
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supply line
combustion
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佳太 平井
恵介 羽田野
知樹 日色
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株式会社カネカ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38—Removing components of undefined structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas treatment device and an exhaust gas treatment method.
  • An exhaust gas treatment device equipped with a combustion furnace that decomposes harmful substances by combustion is used as a device that removes harmful substances in exhaust gas at a relatively low cost.
  • the combustion furnace cannot be stably operated, for example, when the flow rate and composition of the exhaust gas are not stable. Therefore, it has been proposed to monitor the operating state of the combustion furnace, switch the flow path when an abnormality occurs in the combustion furnace, and treat the exhaust gas using a device that removes harmful substances by methods such as adsorption. (See Patent Document 1, for example).
  • the exhaust gas contains combustible substances
  • the concentrations of combustible substances and oxygen in the exhaust gas are within a certain range, explosive combustion may occur in the combustion furnace and damage the exhaust gas treatment equipment. . Therefore, if the flue gas flow path is switched after detecting an abnormality in the combustion furnace, the combustion furnace or the like may already be damaged.
  • an object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment apparatus and an exhaust gas treatment method that can prevent abnormalities in the operating state of a combustion furnace.
  • An exhaust gas treatment apparatus includes a first concentration sensor that guides exhaust gas and detects the concentration of an index substance in the exhaust gas, and a delay tank that temporarily retains the exhaust gas in this order.
  • a combustion treatment line connected downstream of the supply line and having a combustion furnace; an adsorption treatment line connected downstream of the supply line in parallel with the combustion treatment line and having an adsorption device; 1
  • the concentration detected by the concentration sensor is equal to or higher than a predetermined first abnormality threshold
  • the supply of the exhaust gas from the supply line to the combustion treatment line is cut off, and the supply line is transferred to the adsorption treatment line.
  • a channel switching mechanism for supplying the exhaust gas.
  • the supply line has a second concentration sensor that detects the concentration of the indicator substance in the exhaust gas downstream of the delay tank, and the flow path switching mechanism includes the first When the concentration detected by the concentration sensor is less than a predetermined first abnormality threshold and the concentration detected by the second concentration sensor is equal to or less than a predetermined return threshold, the exhaust gas is supplied from the supply line to the combustion processing line. At the same time, the supply of the exhaust gas from the supply line to the adsorption treatment line may be cut off.
  • the supply line has a second concentration sensor that detects the concentration of the indicator substance in the exhaust gas downstream of the delay tank, and the flow path switching mechanism includes the first If the density detected by the density sensor is less than a predetermined first abnormality threshold and the density detected by the second density sensor is less than or equal to a predetermined return threshold, the fact may be notified.
  • the flow path switching mechanism switches the exhaust gas from the supply line to the combustion treatment line. may be cut off, and the exhaust gas may be supplied from the supply line to the adsorption treatment line.
  • the capacity of the delay tank may be 20 times or more and 300 times or less the maximum flow rate of the exhaust gas per second.
  • the adsorption treatment line may further have a cooling tower on the upstream side of the adsorption apparatus.
  • the exhaust gas may contain a combustible substance, and the indicator substance may be oxygen.
  • An exhaust gas treatment apparatus comprises a first concentration sensor that guides exhaust gas and detects the concentration of an indicator substance in the exhaust gas, a delay tank that temporarily retains the exhaust gas, and the a supply line having a second concentration sensor for detecting the concentration of the indicator substance in this order; a combustion processing line connected downstream of the supply line and having a combustion furnace; and a combustion processing line downstream of the supply line.
  • an adsorption treatment line connected in parallel with the line and having an adsorption device; a second abnormality threshold value or more, a flow switching mechanism that cuts off the supply of the exhaust gas from the supply line to the combustion processing line and supplies the exhaust gas from the supply line to the adsorption processing line; , provided.
  • a first concentration sensor that guides exhaust gas and detects the concentration of an index substance in the exhaust gas and a delay tank that temporarily retains the exhaust gas are arranged in this order.
  • a combustion treatment line connected downstream of the supply line and having a combustion furnace; an adsorption treatment line connected downstream of the supply line in parallel with the combustion treatment line and having an adsorption device; and a channel switching mechanism for selectively introducing the exhaust gas flowing out of the supply line into either one of the combustion process line and the adsorption process line, and the first concentration sensor detects
  • the measured concentration is equal to or higher than a predetermined first abnormality threshold
  • the supply of the exhaust gas from the supply line to the combustion treatment line is cut off, and the exhaust gas is supplied from the supply line to the adsorption treatment line.
  • An exhaust gas treatment method includes a first concentration sensor that guides exhaust gas and detects the concentration of an indicator substance in the exhaust gas, a delay tank that temporarily retains the exhaust gas, and a a supply line having, in this order, a second concentration sensor for detecting the concentration of the indicator substance; a combustion processing line connected downstream of the supply line and having a combustion furnace; and a combustion process line downstream of the supply line.
  • an adsorption treatment line connected in parallel with the treatment line and having an adsorption device; and a channel switching mechanism for selectively introducing the exhaust gas flowing out from the supply line into either the combustion treatment line or the adsorption treatment line.
  • the concentration detected by the first concentration sensor is equal to or higher than a predetermined first abnormality threshold and/or the concentration detected by the second concentration sensor is equal to or higher than a predetermined second abnormality threshold , the supply of the exhaust gas from the supply line to the combustion treatment line is cut off, and the exhaust gas is supplied from the supply line to the adsorption treatment line.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an exhaust gas treatment apparatus 1 according to one embodiment of the present invention.
  • the exhaust gas treatment apparatus of FIG. 1 is also an apparatus that can be used to carry out an exhaust gas treatment method according to another embodiment of the present invention.
  • the exhaust gas treatment apparatus 1 includes a supply line 10 for guiding exhaust gas, a combustion treatment line 20 and an adsorption treatment line 30 which are connected in parallel to the downstream side of the supply line 10, respectively, and burns the exhaust gas from the supply line 10. and a channel switching mechanism 40 that selects which of the processing line 20 and the adsorption processing line 30 to introduce.
  • the exhaust gas treatment apparatus 1 collects exhaust gas generated by one or more exhaust gas generating sources 100 and treats it in a combustion treatment line 20 or an adsorption treatment line 30 to remove substances to be treated in the exhaust gas. released into the atmosphere through In the exhaust gas treatment apparatus 1, the exhaust gas is normally treated by the combustion treatment line 20, and is treated by the adsorption treatment line 30 only when the combustion treatment line 20 is in a state of risk due to an abnormality of the exhaust gas generation source 100 or the like. be done.
  • the exhaust gas to be treated in the exhaust gas treatment apparatus 1 may contain combustible substances as the substances to be treated or in addition to the substances to be treated. If the exhaust gas contains a certain amount of combustible material, it can burn explosively when the oxygen concentration is within a certain range. Substances to be treated in the exhaust gas may include malodorous substances such as ammonia, methyl mercaptan, hydrogen sulfide, methyl sulfide, methyl disulfide, trimethylamine, monomethylamine, dimethylamine, and acetaldehyde.
  • malodorous substances such as ammonia, methyl mercaptan, hydrogen sulfide, methyl sulfide, methyl disulfide, trimethylamine, monomethylamine, dimethylamine, and acetaldehyde.
  • the exhaust gas source 100 for discharging such exhaust gas there are a resin production apparatus 101, a catch pot 102 for recovering the exhaust gas from the resin production apparatus 101, and a vacuum pump 103 for keeping the catch pot 102 at a negative pressure.
  • a resin production facility reaction by-product gases, surplus gases, and the like may be discharged during processes such as resin synthesis and transformation.
  • exhaust gases emitted from such exhaust gas generating sources 100 may contain combustible gases, but oxygen concentrations are kept low if properly operated.
  • the exhaust gas generation source 100 is operated within a range in which the exhaust gas discharged as a whole does not exceed the processing capacity of the combustion treatment line 20 .
  • the chimney 200 guides the treated flue gas discharged from the combustion treatment line 20 and the adsorption treatment line 30 and releases it into the atmosphere, preferably into the sky.
  • the chimney 200 may be shared by a plurality of exhaust gas treatment devices 1, and may also be used to discharge exhaust gas discharged from other equipment to the atmosphere.
  • the supply line 10 includes, from the upstream side, a blower 11 that sends exhaust gas to the downstream side, a first concentration sensor 12 that detects the concentration of an indicator substance in the exhaust gas, a delay tank 13 that temporarily retains the exhaust gas, and an exhaust gas. and a second concentration sensor 14 for detecting the concentration of the indicator substance therein.
  • the blower 11 pressurizes and sends out the exhaust gas so that it can be introduced into the combustion treatment line 20 or the adsorption treatment line 30 .
  • the blower 11 it is preferable to use an explosion-proof blower.
  • the first concentration sensor 12 detects the concentration of the indicator substance in the exhaust gas on the upstream side of the delay tank 13 . Therefore, the first concentration sensor 12 can detect the concentration of the indicator substance in the gas in-line in real time.
  • the index substance is a component that can be used as an index for determining whether it is appropriate to treat the exhaust gas by combustion.
  • the indicator substance may be oxygen.
  • the delay tank 13 temporarily retains the exhaust gas so that it takes a certain amount of time for the exhaust gas whose index substance concentration has been detected by the first concentration sensor 12 to flow out to the combustion processing line 20 or the adsorption processing line 30. to As a result, the time required for control, switching of flow paths, activation of devices in the adsorption treatment line 30, and the like can be earned.
  • the connection position and connection direction of the inflow port and the outflow port are selected so that the exhaust gas is prevented from blowing through from the inflow port to the outflow port, and the exhaust gas that has flowed in earlier flows out in order, and the delay tank 13 has a baffle inside.
  • a structure for rectification such as a plate may be provided.
  • the lower limit of the capacity of the delay tank 13 is preferably 20 times the maximum flow rate of exhaust gas per second, more preferably 30 times, and even more preferably 40 times.
  • the upper limit of the capacity of the delay tank 13 is preferably 300 times, more preferably 200 times, and even more preferably 150 times the maximum flow rate of exhaust gas per second.
  • the capacity of the delay tank 13 equal to or less than the upper limit, the utilization rate of the combustion treatment line 20 is unnecessarily lowered, resulting in an increase in treatment cost, and the required treatment capacity of the adsorption treatment line 30 is increased. It is possible to suppress an increase in equipment cost resulting from this.
  • the second concentration sensor 14 is composed of a sensor similar to the first concentration sensor 12 and detects the concentration of the indicator substance in the exhaust gas downstream of the delay tank 13 .
  • the combustion treatment line 20 includes a combustion furnace 21 that decomposes the substances to be treated in the exhaust gas by combustion, and a frame that is provided upstream of the combustion furnace 21 and prevents the flame generated by combustion in the combustion furnace 21 from propagating to the upstream side. and an arrester 22 .
  • the combustion furnace 21 combusts (oxidatively decomposes) or thermally decomposes substances to be treated, etc. by burning at least one of combustible substances in the exhaust gas and fuel supplied from the outside. For this reason, the combustion furnace 21 has a burner that introduces fuel and combustion air thereinto and forms a flame in the combustion chamber through which the exhaust gas passes.
  • the combustion furnace 21 may also be configured to introduce combustion air into the combustion chamber for combustible substances in the exhaust gas. By using such a combustion furnace 21, the substances to be treated in the exhaust gas can be removed at a relatively low cost.
  • the combustion furnace 21 may have a device for reducing nitrogen oxides to nitrogen gas by spraying a reducing agent such as urea into exhaust gas after combustion.
  • the flame arrestor 22 allows passage of the exhaust gas, but blocks the flame.
  • the flame arrestor 22 may be formed by winding a corrugated metal sheet, for example, to form a large number of fine gas flow paths, and the corrugated metal sheet may absorb the heat of the incoming flame and extinguish the flame.
  • the adsorption treatment line 30 may be configured to have a cooling tower 31 , a pre-adsorption device 32 , a scrubber 33 and a chemical adsorption device 34 .
  • the adsorption treatment line 30 is used primarily when there is a risk of treating the exhaust gas with the combustion treatment line 20, and adsorbs and removes substances to be treated in the exhaust gas.
  • the adsorption treatment line 30 may be configured to be able to operate continuously for a certain period of time until the treatment by the combustion treatment line 20 can be restarted, for example, by adjusting the operating conditions of the exhaust gas generation source 100 .
  • the cooling tower 31 is configured to lower the temperature of the exhaust gas by spraying water into the exhaust gas to evaporate it. Cooling tower 31 may be configured to collect unevaporated water at its lower end. In addition, the cooling tower 31 may adjust the amount of water sprayed so that all the sprayed water evaporates.
  • the pre-adsorption device 32 may be configured to adsorb fine particles and chemical substances in the exhaust gas using a chemical adsorption material such as activated carbon, ceramic, or the like supporting a catalyst or the like.
  • a chemical adsorption material such as activated carbon, ceramic, or the like supporting a catalyst or the like.
  • the scrubber 33 removes components in the exhaust gas by contacting the exhaust gas with water or the chemical solution and dissolving them in the water or the chemical solution.
  • the substances to be treated can be efficiently removed by using an acidic chemical to which an acid such as sulfuric acid is added.
  • the scrubber 33 does not use the adsorption treatment line 30 because the circulation of water or chemicals in the scrubber 33 is relatively low cost, and it may take time to operate stably after starting. Even in such a case, it is preferable that the exhaust gas treatment apparatus 1 is operated at all times.
  • the scrubber 33 reduces its ability to remove exhaust gas components as the dissolved concentration of the exhaust gas components in the water or chemical solution increases.
  • the ability of water or a chemical solution to remove exhaust gas components depends on the type of chemical solution or exhaust gas component, but it can be confirmed by measuring the dissolved concentration of the exhaust gas component or using, for example, pH as an index.
  • the exhaust gas component removing ability of the scrubber 33 is lowered, it is necessary to replace the water or the chemical solution.
  • the scrubber 33 generally has a removal capacity in terms of the amount of treatment, it is difficult to completely contact exhaust gas with water or a chemical solution, and there is a limit to the removal rate.
  • the chemisorption device 34 is an adsorbent chemically treated with activated carbon, zeolite, silica gel, etc. to improve the adsorption capacity for the substance to be treated, or an adsorption member having a catalyst supported on a ceramic base material, etc., to remove the substance to be treated in the exhaust gas. is a device that removes by chemisorption. By providing the chemical adsorption device 34 at the final stage, it becomes possible to substantially completely remove the substances to be treated in the exhaust gas.
  • the chemical adsorption device 34 When the chemical adsorption device 34 adsorbs a certain amount of the substance to be treated, it breaks through and allows the substance to pass through, so it is necessary to replace the adsorbent or the like.
  • the lower limit of the continuous operation possible time at the designed maximum load of the chemisorption device 34 is preferably 30 minutes, more preferably 1 hour.
  • the upper limit of the continuous operation possible time at the designed maximum load of the chemisorption device 34 is preferably 10 hours, more preferably 5 hours.
  • the channel switching mechanism 40 selects whether to introduce the exhaust gas from the supply line 10 into the combustion process line 20 or into the adsorption process line 30 .
  • the flow path switching mechanism 40 includes a combustion selection damper 41 provided at the inlet of the combustion processing line 20, an adsorption selection damper 42 provided at the inlet of the adsorption processing line 30, the first concentration sensor 12 and the second concentration sensor 14. and a switching control device 43 that controls the combustion selection damper 41 and the adsorption selection damper 42 based on the detected value of .
  • the combustion selection damper 41 and the adsorption selection damper 42 are each a valve mechanism capable of opening or closing the flow path.
  • the combustion selection damper 41 and the adsorption selection damper 42 may be replaced with a single diverter provided at the branch point of the flow path.
  • the switching control device 43 closes the combustion selection damper 41 to prevent exhaust gas from flowing from the supply line 10 to the combustion processing line 20. It can be configured to supply exhaust gas from the supply line 10 to the adsorption treatment line 30 by shutting off the supply and opening the adsorption selection damper 42 .
  • the "detected concentration” is not limited to a real-time detection value, and may be a value obtained by performing filtering or the like to exclude disturbance.
  • the exhaust gas stays in the delay tank 13 for a certain period of time and then flows out downstream, so the first concentration sensor 12 arranged upstream of the delay tank 13 detects an increase in the concentration of the indicator substance. After that, there is time until the exhaust gas containing the high-concentration indicator substance actually flows out from the supply line 10 . Therefore, when the first concentration sensor 12 detects an increase in the concentration of the index substance, the supply of the exhaust gas to the combustion processing line 20 is cut off and the supply of the exhaust gas to the adsorption processing line 30 is started.
  • the exhaust gas containing the concentration index substance can be treated in the adsorption treatment line 30 without being introduced into the combustion treatment line 20 .
  • the switching control device 43 preferably controls at least starting and stopping of the devices of the adsorption treatment line 30 such as the cooling tower 31, for example. Unnecessary energy consumption of the adsorption process line 30 can be suppressed by controlling the devices of the adsorption process line 30 by the switching control device 43 . In this case, when the concentration detected by the first concentration sensor 12 rises above a predetermined first abnormality threshold value, the switching control device 43 first activates the devices of the adsorption processing line 30 so that the adsorption processing line 30 stabilizes.
  • the combustion selection damper 41 may be closed and the adsorption selection damper 42 may be opened after a predetermined start-up time that is considered to be in a state in which the engine can be operated after a certain period of time has elapsed.
  • This startup time is longer than the time from when the first concentration sensor 12 detects an increase in the concentration of the indicator substance to when the concentration of the indicator substance in the exhaust gas actually flowing out from the supply line 10 after passing through the delay tank 13 rises. A sufficiently short time. Thereby, reliable removal of the substance to be treated in the adsorption treatment line 30 can be ensured.
  • the switching control device 43 preferably notifies the fact in a manner that the operator can identify. Further, the switching control device 43 may send a signal for emergency stop of the exhaust gas generation source 100 before a breakthrough occurs in the adsorption treatment line 30 .
  • the switching control device 43 controls the combustion selection damper 41 when the concentration detected by the first concentration sensor 12 is less than the first abnormality threshold and the concentration detected by the second concentration sensor 14 is equal to or less than the predetermined recovery threshold. is opened to supply exhaust gas from the supply line 10 to the combustion treatment line 20, and the adsorption selection damper 42 is closed to block the supply of exhaust gas from the supply line 10 to the adsorption treatment line 30. good.
  • the combustion treatment line 20 has returned to a state where the exhaust gas can be safely treated, and the combustion treatment line 20 returns to the operation of removing the substance to be treated by combustion.
  • the combustion treatment line 20 returns to the operation of removing the substance to be treated by combustion.
  • the switching control device 43 may entrust the operator with the final decision to restart the supply of the exhaust gas to the combustion processing line 20 . Therefore, when the density detected by the first density sensor 12 is less than the first abnormal threshold and the density detected by the second density sensor 14 is less than or equal to the recovery threshold, the switching control device 43 allows the operator to It can be configured to announce with a recognizable sun. Specifically, the switching control device 43 may display the detection values of the first density sensor 12 and the second density sensor 14 so as to be able to compare them with the first abnormality threshold value and the recovery threshold value.
  • the relationship between the detection values of the first concentration sensor 12 and the second concentration sensor 14 and their respective thresholds is the same as the amount of exhaust gas to the combustion processing line 20. It may be notified as a single piece of information whether or not the conditions for resuming supply are met.
  • the switching control device 43 closes the combustion selection damper 41 to switch the fuel from the supply line 10 to the combustion processing line 20 .
  • the exhaust gas may be supplied from the supply line 10 to the adsorption treatment line 30 by shutting off the supply of the exhaust gas and opening the adsorption selection damper 42 .
  • the index substance concentration of the exhaust gas flowing out of the supply line 10 immediately increases, it is preferable to supply the exhaust gas from the supply line 10 to the adsorption treatment line 30 without waiting for the start-up time of the devices of the adsorption treatment line 30 .
  • the detection value of the second concentration sensor 14 changes with a delay from the change in the detection value of the first concentration sensor 12, and the time difference depends on the flow rate of the exhaust gas and the capacity of the delay tank 13.
  • the detection value of the second concentration sensor 14 may increase even though the detection value of the first concentration sensor 12 has not increased. Therefore, it is preferable that the switching control device 43 informs the operator based on which detection value of the first concentration sensor 12 or the second concentration sensor 14 the adsorption processing line 30 is used.
  • the first abnormality threshold for oxygen which is an index substance
  • the recovery threshold can be set to a concentration sufficiently lower than the first abnormality threshold and slightly higher than the normal oxygen concentration, eg, about 3%.
  • the second abnormality threshold may be the same value as the first abnormality threshold, or may be a value different from the first abnormality threshold.
  • the concentration of oxygen (indicator substance) in the exhaust gas collected from the exhaust gas source 100 by the first concentration sensor 12 increases and explosive combustion may occur in the combustion furnace 21, Since the flow path is switched so that the exhaust gas is treated in the adsorption treatment line 30 before the exhaust gas with a high oxygen concentration passes through the delay tank 13, explosive combustion is prevented and the equipment is damaged. can be avoided.
  • the exhaust gas treatment method that can be carried out using the exhaust gas treatment apparatus 1 guides the exhaust gas and detects the concentration of the index substance in the exhaust gas.
  • a supply line 10 having a sensor 12 and a delay tank 13 for temporarily retaining exhaust gas in this order;
  • a combustion processing line 20 connected downstream of the supply line 10 and having a combustion furnace 21;
  • the adsorption treatment line 30 is connected in parallel with the combustion treatment line 20 on the downstream side and has adsorption devices 32 and 34, and the exhaust gas flowing out from the supply line 10 is selectively directed to either the combustion treatment line 20 or the adsorption treatment line 30.
  • the flow path switching mechanism 40 is introduced into the combustion processing line from the supply line 10
  • the supply of the exhaust gas to 20 is cut off, and the exhaust gas is supplied from the supply line 10 to the adsorption treatment line 30 .
  • the supply line 10 has a second concentration sensor 14 for detecting the concentration of the index substance in the exhaust gas downstream of the delay tank 13, and the concentration detected by the first concentration sensor 12 is
  • the concentration detected by the second concentration sensor 14 is less than the predetermined first abnormality threshold and the concentration detected by the second concentration sensor 14 is equal to or less than the predetermined return threshold
  • the exhaust gas is supplied from the supply line 10 to the combustion processing line 20, and the adsorption is performed from the supply line 10.
  • the supply of the exhaust gas to the treatment line 30 may be cut off, and even when the concentration detected by the second concentration sensor 14 is equal to or higher than the predetermined second abnormality threshold, the supply of the exhaust gas from the supply line 10 to the combustion treatment line 20 is stopped.
  • the supply may be cut off and exhaust gas may be supplied from the supply line 10 to the adsorption treatment line 30 .
  • the adsorption treatment line is not limited to having a cooling device or the like as long as it has a device that adsorbs the substance to be treated.
  • the combustible substance is used as the index substance, and the first A concentration sensor and a second concentration sensor may detect the concentration of the combustible substance.
  • the risks to be avoided by treating the exhaust gas with the adsorption treatment line in the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention are not limited to explosive combustion, but may include, for example, incomplete combustion, generation of chemical substances, etc.
  • the line for treating the exhaust gas may be switched based on the concentration of the indicator substance other than oxygen according to the type of risk.
  • switching from the combustion treatment line to the adsorption treatment line may be performed based only on the detection value of the second concentration sensor.

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Abstract

燃焼炉の運転状態の異常を事前に防止できる本発明の一態様に係る排ガス処理装置は、排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクとをこの順番に有する供給ラインと、前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する流路切替機構と、を備える。

Description

排ガス処理装置及び排ガス処理方法
　本発明は、排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する。
　排ガス中の有害物質を比較的安価に除去する装置として、燃焼により有害物質を分解する燃焼炉を備える排ガス処理装置が利用されている。しかしながら、例えば排ガスの流量及び成分が安定しない場合等、燃焼炉を安定して運転することができない場合がある。そこで、燃焼炉の運転状態を監視し、燃焼炉に異常が発生した場合に、流路を切り替えて、有害物質を吸着等の方法によって除去する装置を用いて排ガスを処理することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１－１９７４４０号公報
　排ガス中が可燃性物質を含有する場合、排ガス中の可燃性物質の濃度及び酸素の濃度の一定の範囲内となると、燃焼炉内で爆発的に燃焼し、排ガス処理装置を損傷させるおそれがある。このため、燃焼炉の異常を検知してから排ガスの流路を切り替えたのでは、既に燃焼炉等が損傷している可能性がある。
　そこで、本発明は、燃焼炉の運転状態の異常を未然に防止できる排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供すること課題とする。
　本発明の一態様に係る排ガス処理装置は、排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクとをこの順番に有する供給ラインと、前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する流路切替機構と、を備える。
　上述の排ガス処理装置において、前記供給ラインは、前記遅延タンクの下流側に、前記排ガス中の前記指標物質の濃度を検出する第２濃度センサを有し、前記流路切替機構は、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値未満、且つ前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の復帰閾値以下となった場合に、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインに前記排ガスを供給すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断してもよい。
　上述の排ガス処理装置において、前記供給ラインは、前記遅延タンクの下流側に、前記排ガス中の前記指標物質の濃度を検出する第２濃度センサを有し、前記流路切替機構は、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値未満、且つ前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の復帰閾値以下となった場合に、その旨を報知してもよい。
　上述の排ガス処理装置において、前記流路切替機構は、前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の第２異常閾値以上に上昇した場合にも、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給してもよい。
　上述の排ガス処理装置において、前記遅延タンクの容量は、前記排ガスの１秒当たりの最大流量の２０倍以上３００倍以下であってもよい。
　上述の排ガス処理装置において、前記吸着処理ラインは、前記吸着装置の上流側に冷却塔をさらに有してもよい。
　上述の排ガス処理装置において、前記排ガスは可燃性物質を含有し、前記指標物質は酸素であってもよい。
　本発明の別の態様に係る排ガス処理装置は、排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクと前記排ガス中の前記指標物質の濃度を検出する第２濃度センサとをこの順番に有する供給ラインと、前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合及び／又は前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の第２異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する流路切替機構と、を備える。
　本発明のまた別の態様に係る排ガス処理方法は、排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクとをこの順番に有する供給ラインと、前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、前記供給ラインから流出する前記排ガスを前記燃焼処理ライン及び前記吸着処理ラインのいずれか一方に選択的に導入する流路切替機構と、を備える、排ガス処理装置を用い、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する。
　本発明のさらに別の態様に係る排ガス処理方法は、排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクと前記排ガス中の前記指標物質の濃度を検出する第２濃度センサとをこの順番に有する供給ラインと、前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、前記供給ラインから流出する前記排ガスを前記燃焼処理ライン及び前記吸着処理ラインのいずれか一方に選択的に導入する流路切替機構と、を備える、排ガス処理装置を用い、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合及び／又は前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の第２異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する。
　本発明によれば、燃焼炉の運転状態の異常を事前に防止できる。
本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置の構成を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置１の構成を示す図である。図１の排ガス処理装置は、本発明の別の実施形態に係る排ガス処理方法を実施するために用いられ得る装置でもある。
　排ガス処理装置１は、排ガスを案内する供給ライン１０と、供給ライン１０の下流側に並列に接続され、それぞれ排ガスを処理する燃焼処理ライン２０及び吸着処理ライン３０と、供給ライン１０から排ガスを燃焼処理ライン２０及び吸着処理ライン３０のいずれに導入するかを選択する流路切替機構４０と、を備える。
　排ガス処理装置１は、１又は複数の排ガス発生源１００で発生する排ガスを収集し、燃焼処理ライン２０又は吸着処理ライン３０で処理することで、排ガス中の処理対象物質を取り除いてから、煙突２００を通して大気中に放出する。排ガス処理装置１において、排ガスは、通常は燃焼処理ライン２０により処理され、排ガス発生源１００の異常等により燃焼処理ライン２０により処理にリスクがある状態となった場合にのみ吸着処理ライン３０により処理される。
　排ガス処理装置１において処理される排ガスは、処理対象物質として、又は処理対象物質に加えて、可燃性物質を含有し得る。排ガスがある程度の可燃性物質を含む場合、酸素濃度が一定の範囲内となると、爆発的に燃焼し得る。排ガス中の処理対象物質としては、例えばアンモニア、メチルメルカプタン、硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、卜リメチルアミン、モノメチルアミン、ジメチルアミン、アセトアルデヒド等の悪臭物質が想定され得る。
　このような排ガスを排出する排ガス発生源１００としては、図示するように、樹脂製造装置１０１と、樹脂製造装置１０１から排ガスを回収するキャッチポット１０２と、キャッチポット１０２を陰圧に保つ真空ポンプ１０３とを有する樹脂製造設備が例示される。このような樹脂製造設備では、樹脂の合成、変成等の過程で、反応の副生ガス、余剰ガス等が排出され得る。一般的に、このような排ガス発生源１００から排出される排ガスは、可燃性ガスを含有し得るが、適切に運転されていれば酸素濃度が低く抑えられる。しかしながら、過剰に外気を吸い込んだりすると、排ガス中の酸素濃度が上昇し、燃焼処理ライン２０に導入した場合に含有する可燃性物質が爆発的に燃焼するおそれがある。なお、原則として、排ガス発生源１００は、全体として排出される排ガスが燃焼処理ライン２０の処理能力を超えない範囲内で運転される。
　煙突２００は、燃焼処理ライン２０及び吸着処理ライン３０から排出される処理済みの排ガスを案内して、大気中に、好ましくは上空に放出する。煙突２００は、複数の排ガス処理装置１によって兼用されてもよく、さらに他の設備から排出される排ガスを大気放出するためにも利用され得る。
　供給ライン１０は、上流側から、排ガスを下流側に送出する送風機１１と、排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサ１２と、排ガスを一次的に滞留させる遅延タンク１３と、排ガス中の指標物質の濃度を検出する第２濃度センサ１４と、をこの順番に有する。
　送風機１１は、排ガスを燃焼処理ライン２０又は吸着処理ライン３０に導入できるよう加圧して送出する。送風機１１としては、防爆型ブロワを用いることが好ましい。
　第１濃度センサ１２は、遅延タンク１３の上流側で排ガス中の指標物質の濃度を検出する。このため、第１濃度センサ１２は、インラインでガス中の指標物質の濃度をリアルタイムに検出できるものとされる。指標物質としては、排ガスを燃焼により処理することが適切か否かを判定する指標とすることができる成分とされる。上述の樹脂製造設備である排ガス発生源１００から排出される排ガスの場合、指標物質は酸素とされ得る。
　遅延タンク１３は、排ガスを一次的に滞留させることにより、第１濃度センサ１２で指標物質の濃度を検出した排ガスが燃焼処理ライン２０又は吸着処理ライン３０に流出するまでに一定の時間を要するようにする。これにより、制御、流路の切替、吸着処理ライン３０の機器の起動等に必要な時間を稼ぐことができる。遅延タンク１３は、流入口から流出口への排ガスの吹き抜けを防止して先に流入した排ガスから順番に流出させるよう、流入口及び流出口の接続位置及び接続方向が選択されたり、内部にバッフル板等の整流のための構造が設けられたりしてもよい。
　遅延タンク１３の容量の下限としては、排ガスの１秒当たりの最大流量の２０倍が好ましく、３０倍がより好ましく、４０倍がさらに好ましい。一方、遅延タンク１３の容量の上限としては、排ガスの１秒当たりの最大流量の３００倍が好ましく、２００倍がより好ましく、１５０倍がさらに好ましい。遅延タンク１３の容量を前記下限以上とすることによって、燃焼処理ライン２０と吸着処理ライン３０とを切り替えるために十分な時間を確保することができる。また、遅延タンク１３の容量を前記上限以下とすることによって、燃焼処理ライン２０の利用率が不必要に低下して処理コストが増大することや、吸着処理ライン３０に求められる処理能力が大きくなることに起因する設備コストの増大を抑制できる。
　第２濃度センサ１４は、第１濃度センサ１２と同様のセンサによって構成され、遅延タンク１３の下流側で排ガス中の指標物質の濃度を検出する。
　燃焼処理ライン２０は、燃焼により排ガス中の処理対象物質を分解する燃焼炉２１と、燃焼炉２１の上流側に設けられ、燃焼炉２１の燃焼による火炎が上流側に伝播することを防止するフレームアレスタ２２と、を有する構成とされ得る。
　燃焼炉２１は、外部から供給される燃料及び排ガス中の可燃性物質の少なくともいずれかの燃焼により、処理対象物質等を燃焼（酸化分解）又は熱分解する。このため、燃焼炉２１は、燃料及び燃焼用空気を内部に導入して排ガスが通過する燃焼室内に火炎を形成するバーナを有する。また、燃焼炉２１は、排ガス中の可燃性物質のための燃焼用空気を燃焼室内に導入するよう構成され得る。このような燃焼炉２１を用いることにより、排ガス中の処理対象物質を比較的安価に除去することができる。
　また、燃焼炉２１は、窒素酸化物の排出を抑制するために、燃焼後の排ガスに尿素等の還元剤を散布して窒素酸化物を窒素ガスに還元する装置を有してもよい。
　フレームアレスタ２２は、排ガスの通過を許すが、火炎を遮断する。フレームアレスタ２２は、例えば金属波板を巻き取って微細な多数のガス流路を形成し、金属波板により進入してきた火炎の熱を奪って消炎するものとされ得る。
　吸着処理ライン３０は、冷却塔３１と、プレ吸着装置３２と、スクラバ３３と、化学吸着装置３４と、を有する構成とされ得る。吸着処理ライン３０は、燃焼処理ライン２０により排ガスを処理することリスクがある場合に、一次的に利用され、排ガス中の処理対象物質を吸着して除去する。吸着処理ライン３０は、例えば排ガス発生源１００の運転条件の調整等によって、燃焼処理ライン２０による処理の再開を可能にするまでの一定時間、だけ連続運転可能に構成されてもよい。
　冷却塔３１は、排ガス中に水を散布して蒸発させることにより、排ガスの温度を低下させるよう構成される。冷却塔３１は、蒸発しなかった水を下端部において回収するよう構成され得る。また、冷却塔３１は、散布した水が全て蒸発するよう、散水量が調節されてもよい。
　プレ吸着装置３２は、例えば活性炭、セラミック等に触媒等を担持させた化学吸着材により、排ガス中の微粒子や化学物質を吸着する構成とされ得る。
　スクラバ３３は、排ガスに水又は薬液を接触させ、排ガス中の成分を水又は薬液に溶け込ませることによって除去する。特に卜リメチルアミンやアンモニア等のアミン類などの塩基性の処理対象物質を除去する場合、例えば硫酸等の酸を添加した酸性の薬液を用いることで、効率よく処理対象物質を除去できる。なお、スクラバ３３における水又は薬液の循環は比較的低コストであり、起動してから安定して運転できるまでに時間がかかる場合があるため、スクラバ３３は、吸着処理ライン３０を使用していない場合であっても、排ガス処理装置１の運転時には常時運転されることが好ましい。
　スクラバ３３は、水又は薬液中の排ガス成分の溶存濃度が増大すると排ガス成分除去能力が低下する。水又は薬液の排ガス成分除去能力は、薬液や排ガス成分の種類にもよるが、排ガス成分の溶存濃度を測定する他、例えばｐＨ等を指標として確認することができる。スクラバ３３の排ガス成分除去能力が低下した場合には、水又は薬液を入れ換えることが必要となる。また、一般に、スクラバ３３は、処理量においては除去能力を有するが、排ガスと水又は薬液との完全な接触が難しく、除去率には限界がある。
　化学吸着装置３４は、例えば活性炭、ゼオライト、シリカゲル等を化学処理して処理対象物質に対する吸着能力を向上した吸着剤、セラミック基材に触媒を担持させた吸着部材等により、排ガス中の処理対象物質を化学吸着することにより除去する装置である。最終段に化学吸着装置３４を設けることで、排ガス中の処理対象物質の実質的に完全な除去が可能となる。
　化学吸着装置３４は、一定量の処理対象物質を吸着すると破過して処理対象物質を通過させるようになるため、吸着剤等の交換が必要になる。化学吸着装置３４の設計上の最大負荷における連続運転可能時間の下限としては、３０分が好ましく、１時間がより好ましい。一方、化学吸着装置３４の設計上の最大負荷における連続運転可能時間の上限としては、１０時間が好ましく、５時間がより好ましい。化学吸着装置３４の連続運転可能時間を前記下限以上とすることによって、吸着処理ライン３０により排ガスを処理している間に燃焼処理ライン２０により排ガスを処理できなくなった原因を除去して、燃焼処理ライン２０による処理を再開することで、排ガス発生源１００の稼働を継続できる可能性が高くなる。また、化学吸着装置３４の連続運転可能時間を前記上限以下とすることによって、化学吸着装置３４の設備コスト及び運転コストを抑制できる。
　流路切替機構４０は、供給ライン１０から排ガスを燃焼処理ライン２０に導入するか、吸着処理ライン３０に導入するかを選択する。流路切替機構４０は、燃焼処理ライン２０の入口部に設けられる燃焼選択ダンパ４１と、吸着処理ライン３０の入口部に設けられる吸着選択ダンパ４２と、第１濃度センサ１２及び第２濃度センサ１４の検出値に基づいて、燃焼選択ダンパ４１及び吸着選択ダンパ４２を制御する切替制御装置４３と、を有する構成とされ得る。
　燃焼選択ダンパ４１及び吸着選択ダンパ４２は、それぞれ流路を開放又は閉鎖可能な弁機構とされる。燃焼選択ダンパ４１及び吸着選択ダンパ４２は、流路の分岐点に設けられる単一のダイバータと置換されてもよい。
　切替制御装置４３は、第１濃度センサ１２が検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合には、燃焼選択ダンパ４１を閉鎖することにより供給ライン１０から燃焼処理ライン２０への排ガスの供給を遮断すると共に、吸着選択ダンパ４２を開放することにより供給ライン１０から吸着処理ライン３０に排ガスを供給するよう構成され得る。なお、「検出した濃度」とはリアルタイムの検出値に限られず、外乱を除外するためのフィルタリング等を行った値であってもよい。
　供給ライン１０において、排ガスは遅延タンク１３で一定の時間滞留してから下流側に流出するため、遅延タンク１３の上流側に配設される第１濃度センサ１２が指標物質の濃度の上昇を検出してから、実際に供給ライン１０から高濃度の指標物質を含む排ガスが流出するまでには時間がある。このため、第１濃度センサ１２が指標物質の濃度の上昇を検出した場合に、燃焼処理ライン２０への排ガスの供給を遮断すると共に吸着処理ライン３０への排ガスの供給を開始することで、高濃度の指標物質を含む排ガスを燃焼処理ライン２０に導入することなく、吸着処理ライン３０で処理することができる。
　切替制御装置４３は、例えば冷却塔３１等の吸着処理ライン３０の機器の少なくとも起動及び停止を制御することが好ましい。切替制御装置４３が吸着処理ライン３０の機器を制御することによって、吸着処理ライン３０の不必要なエネルギー消費を抑制できる。この場合、切替制御装置４３は第１濃度センサ１２が検出した濃度が所定の第１異常閾値以上に上昇した場合には、先ず、吸着処理ライン３０の機器を起動し、吸着処理ライン３０が安定して稼働できる状態となると考えられる所定の起動時間が経過してから、燃焼選択ダンパ４１の閉鎖及び吸着選択ダンパ４２の開放を行ってもよい。この起動時間は、第１濃度センサ１２で指標物質濃度の上昇を検知してから、遅延タンク１３を通過して実際に供給ライン１０から流出する排ガスの指標物質濃度が上昇するまでの時間よりも十分に短い時間とされる。これにより、吸着処理ライン３０における処理対象物質の確実な除去を担保することができる。
　吸着処理ライン３０による排ガスの処理は、運転コストが高いため、できるだけ早く燃焼処理ライン２０による処理に復旧することが望ましい。このため、切替制御装置４３は、吸着処理ライン３０に排ガスを供給した場合には、その旨をオペレータが識別できる態様で報知することが好ましい。また、切替制御装置４３は、吸着処理ライン３０において破過が生じる前に、排ガス発生源１００を非常停止させる信号を送出してもよい。
　また、切替制御装置４３は、第１濃度センサ１２が検出した濃度が第１異常閾値未満、且つ第２濃度センサ１４が検出した濃度が所定の復帰閾値以下となった場合に、燃焼選択ダンパ４１を開放することにより供給ライン１０から燃焼処理ライン２０に排ガスを供給すると共に、吸着選択ダンパ４２を閉鎖することにより供給ライン１０から吸着処理ライン３０への排ガスの供給を遮断するよう構成されてもよい。
　このように、指標物質の濃度が低下したこと、すなわち燃焼処理ライン２０において排ガスを安全に処理できる状態に戻ったことを確認し、燃焼処理ライン２０で燃焼により処理対象物質を除去する運転に復帰することにより、比較的運転コストが高い吸着処理ライン３０の運転を抑制すことができると共に、吸着処理ライン３０の破過により処理対象物質が除去されずに放出される事故を抑制できる。
　また、切替制御装置４３は、オペレータに燃焼処理ライン２０への排ガスの供給の再開の最終判断を委ねてもよい。このため、切替制御装置４３は、第１濃度センサ１２が検出した濃度が第１異常閾値未満、且つ第２濃度センサ１４が検出した濃度が復帰閾値以下となった場合に、その旨をオペレータが認識可能な太陽で報知するよう構成され得る。具体的には、切替制御装置４３は、第１濃度センサ１２及び第２濃度センサ１４の検出値を、第１異常閾値及び復帰閾値と対比可能に表示してもよく、それぞれの値と閾値との関係をランプの色、警報音等で個別に報知してもよく、第１濃度センサ１２及び第２濃度センサ１４の検出値とそれぞれの閾値との関係が共に燃焼処理ライン２０への排ガスの供給の再開の条件を満たすか否かを単一の情報として報知してもよい。
　さらに、切替制御装置４３は、第２濃度センサ１４が検出した濃度が所定の第２異常閾値以上に上昇した場合にも、燃焼選択ダンパ４１を閉鎖することにより供給ライン１０から燃焼処理ライン２０への排ガスの供給を遮断すると共に、吸着選択ダンパ４２を開放することにより供給ライン１０から吸着処理ライン３０に排ガスを供給してもよい。この場合、供給ライン１０から流出する排ガスの指標物質濃度が直ちに上昇するため、吸着処理ライン３０の機器の起動時間を待たずに供給ライン１０から吸着処理ライン３０に排ガスを供給することが好ましい。
　なお、原則的に、第２濃度センサ１４の検出値は、第１濃度センサ１２の検出値の変化から遅れて変化し、その時間差は、排ガスの流量と遅延タンク１３の容量とに依存する。しかしながら、例えば遅延タンク１３のドレンラインの閉め忘れ等により、第１濃度センサ１２の検出値が上昇していないにも関わらず第２濃度センサ１４の検出値が上昇することが起こり得る。このため、切替制御装置４３は、第１濃度センサ１２及び第２濃度センサ１４のいずれの検出値に基づいて吸着処理ライン３０を使用したかをオペレータに報知することが好ましい。
　排ガスが可燃性物質でもある処理対象物質としてトリメチルアミンを含有する場合、酸素濃度が８％程度で爆発の可能性が生じる。このため、指標物質である酸素の第１異常閾値は、例えば５％程度に設定され得る。復帰閾値は、第１異常閾値よりも十分に低く、通常の酸素濃度より僅かに高い濃度、例えば３％程度に設定され得る。また、第２異常閾値は、第１異常閾値と同じ値としてもよく、第１異常閾値と異なる値としてもよい。
　以上のように、排ガス処理装置１では、第１濃度センサ１２において排ガス発生源１００から収集した排ガスの酸素（指標物質）の濃度が上昇して燃焼炉２１において爆発的な燃焼が生じ得る場合には、酸素濃度の高い排ガスが遅延タンク１３を通過するまでの間に、吸着処理ライン３０で排ガスを処理するよう流路が切り替えられるため、爆発的な燃焼を未然に防止して設備が損傷することを回避できる。
　以上の説明から明らかなように、排ガス処理装置１を用いて実施され得る本発明の一実施形態に係る排ガス処理方法は、排ガスを案内し、排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサ１２、排ガスを一次的に滞留させる遅延タンク１３と、をこの順番に有する供給ライン１０と、供給ライン１０の下流側に接続され、燃焼炉２１を有する燃焼処理ライン２０と、供給ライン１０の下流側に燃焼処理ライン２０と並列に接続され、吸着装置３２，３４を有する吸着処理ライン３０と、供給ライン１０から流出する排ガスを燃焼処理ライン２０及び吸着処理ライン３０のいずれか一方に選択的に導入する流路切替機構４０と、を備える、排ガス処理装置１を用い、第１濃度センサ１２が検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合には、供給ライン１０から燃焼処理ライン２０への排ガスの供給を遮断すると共に、供給ライン１０から吸着処理ライン３０に排ガスを供給する。
　また、この排ガス処理方法において、供給ライン１０は、遅延タンク１３の下流側に、排ガス中の指標物質の濃度を検出する第２濃度センサ１４を有し、第１濃度センサ１２が検出した濃度が所定の第１異常閾値未満、且つ第２濃度センサ１４が検出した濃度が所定の復帰閾値以下となった場合に、供給ライン１０から燃焼処理ライン２０に排ガスを供給すると共に、供給ライン１０から吸着処理ライン３０への排ガスの供給を遮断してもよく、第２濃度センサ１４が検出した濃度が所定の第２異常閾値以上である場合にも、供給ライン１０から燃焼処理ライン２０への排ガスの供給を遮断すると共に、供給ライン１０から吸着処理ライン３０に排ガスを供給してもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更及び変形が可能である。例として、本発明に係る排ガス処理装置において、吸着処理ラインは、処理対象物質を吸着する装置を有するものであればよく、冷却装置等を有するものに限られない。
　また、本発明に係る排ガス処理装置及び排ガス処理では、例えば排ガスが常に一定以上の酸素を含有し、何らかの異常により可燃性物質の濃度が増大し得る場合、可燃性物質を指標物質とし、第１濃度センサ及び第２濃度センサにより可燃性物質の濃度を検出してもよい。また、本発明に係る排ガス処理装置において吸着処理ラインにより排ガスを処理することで回避するリスクは、爆発的な燃焼に限られず、例えば不完全燃焼、化学物質の生成等、どのようなものであってもよく、それらのリスクの種類に応じて酸素以外の指標物質の濃度に基づいて排ガスを処理するラインを切り替えてもよい。
　また、本発明に係る排ガス処理装置及び排ガス処理では、第２濃度センサの検出値のみに基づいて、燃焼処理ラインから吸着処理ラインへの切り替えを行ってもよい。
　１　排ガス処理装置
　１０　供給ライン
　１１　送風機
　１２　第１濃度センサ
　１３　遅延タンク
　１４　第２濃度センサ
　２０　燃焼処理ライン
　２１　燃焼炉
　２２　フレームアレスタ
　３０　吸着処理ライン
　３１　冷却塔
　３２　プレ吸着装置
　３３　スクラバ
　３４　化学吸着装置
　４０　流路切替機構
　４１　燃焼選択ダンパ
　４２　吸着選択ダンパ
　４３　切替制御装置
　１００　排ガス発生源
　２００　煙突

Claims (10)

  1. 　排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクとをこの順番に有する供給ラインと、
    　前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、
    　前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、
    　前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する流路切替機構と、
    を備える、排ガス処理装置。
  2. 　前記供給ラインは、前記遅延タンクの下流側に、前記排ガス中の前記指標物質の濃度を検出する第２濃度センサを有し、
    　前記流路切替機構は、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値未満、且つ前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の復帰閾値以下となった場合に、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインに前記排ガスを供給すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断する、請求項１に記載の排ガス処理装置。
  3. 　前記供給ラインは、前記遅延タンクの下流側に、前記排ガス中の前記指標物質の濃度を検出する第２濃度センサを有し、
    　前記流路切替機構は、前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値未満、且つ前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の復帰閾値以下となった場合に、その旨を報知する、請求項１に記載の排ガス処理装置。
  4. 　前記流路切替機構は、前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の第２異常閾値以上である場合にも、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する、請求項２又は３に記載の排ガス処理装置。
  5. 　前記遅延タンクの容量は、前記排ガスの１秒当たりの最大流量の２０倍以上３００倍以下である、請求項１から４のいずれかに記載の排ガス処理装置。
  6. 　前記吸着処理ラインは、前記吸着装置の上流側に冷却塔をさらに有する、請求項１から５のいずれかに記載の排ガス処理装置。
  7. 　前記排ガスは可燃性物質を含有し、前記指標物質は酸素である、請求項１から６のいずれかに記載の排ガス処理装置。
  8. 　排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクと前記排ガス中の前記指標物質の濃度を検出する第２濃度センサとをこの順番に有する供給ラインと、
    　前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、
    　前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、
    　前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合及び／又は前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の第２異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する流路切替機構と、
    を備える、排ガス処理装置。
  9. 　排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクとをこの順番に有する供給ラインと、
    　前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、
    　前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、
    　前記供給ラインから流出する前記排ガスを前記燃焼処理ライン及び前記吸着処理ラインのいずれか一方に選択的に導入する流路切替機構と、
    を備える、排ガス処理装置を用い、
    　前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する、排ガス処理方法。
  10. 　排ガスを案内し、前記排ガス中の指標物質の濃度を検出する第１濃度センサと前記排ガスを一次的に滞留させる遅延タンクと前記排ガス中の前記指標物質の濃度を検出する第２濃度センサとをこの順番に有する供給ラインと、
    　前記供給ラインの下流側に接続され、燃焼炉を有する燃焼処理ラインと、
    　前記供給ラインの下流側に前記燃焼処理ラインと並列に接続され、吸着装置を有する吸着処理ラインと、
    　前記供給ラインから流出する前記排ガスを前記燃焼処理ライン及び前記吸着処理ラインのいずれか一方に選択的に導入する流路切替機構と、
    を備える、排ガス処理装置を用い、
    　前記第１濃度センサが検出した濃度が所定の第１異常閾値以上である場合及び／又は前記第２濃度センサが検出した濃度が所定の第２異常閾値以上である場合には、前記供給ラインから前記燃焼処理ラインへの前記排ガスの供給を遮断すると共に、前記供給ラインから前記吸着処理ラインに前記排ガスを供給する、排ガス処理方法。
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