JP2008045818A

JP2008045818A - 蓄熱式燃焼脱臭装置

Info

Publication number: JP2008045818A
Application number: JP2006222029A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Nakajima; 優一中島
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-02-28

Abstract

【課題】蓄熱部の供給側にかかる熱的負担が比較的少なく且つ比較的短時間で蓄熱部のベークアウトを行うことができる蓄熱式燃焼脱臭装置を提供する。
【解決手段】本発明は、有機物を含む被処理ガスを加熱処理して脱臭する加熱処理部と、被処理ガスが導入される導入側及び導入された被処理ガスを前記加熱処理部に供給する供給側を有して前記加熱処理部に連通した少なくとも３つの蓄熱部と、前記加熱処理部で加熱処理されたガスを前記導入側から前記蓄熱部に導入する加熱ガス導入経路とを有し、各蓄熱部は、前記導入側から導入された被処理ガスを予熱し前記供給側から前記加熱処理部に供給する供給状態と、前記加熱処理部で加熱処理されたガスが前記供給側から供給され該ガスから熱を吸収しつつ前記導入側から排出する排出状態と、前記加熱ガス導入経路を介して加熱処理されたガスが導入側から供給されることにより、該ガスの熱により導入側から加熱される空焼状態とを取りうるように構成されていることを特徴とする蓄熱式燃焼脱臭装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として工場から排出される有機物を含有する被処理ガスを脱臭する蓄熱式燃焼脱臭装置に関する。

従来、この種の蓄熱式燃焼脱臭装置としては、図３に示すように、有機物を含む被処理ガスを加熱処理して脱臭する加熱処理部と該加熱処理部に連通した３つの蓄熱部とを備えたもの等が用いられている。
このような蓄熱式燃焼脱臭装置は、詳しくは、各蓄熱部が、被処理ガスが導入される導入側と導入された被処理ガスを前記加熱処理部に供給する供給側とを有し、前記導入側から導入された被処理ガスを予熱し前記供給側から前記加熱処理部に供給する供給状態と、前記加熱処理部で加熱処理されたガスが前記供給側から供給され該ガスから熱を吸収しつつ前記導入側から排出する排出状態とを取りうるように構成されている。

また、このような蓄熱式燃焼脱臭装置として、例えば３つの蓄熱部を備えたものは、通常運転時に於いては、以下の如き第一〜第三の工程が繰り返されて使用されるものである。

（第一工程）
３つの蓄熱部のうち、蓄熱された一の蓄熱部（第一蓄熱部）が供給状態とされ、二の蓄熱部（第二蓄熱部）が排出状態とされ、供給状態の蓄熱部に導入側から被処理ガスが導入されて予熱され、予熱された被処理ガスが供給側から加熱処理部へ供給されて加熱処理され、更に、加熱処理された被処理ガスが排出状態の蓄熱部に供給側から導入され、該蓄熱部に吸熱されてから（即ち冷却されてから）導入側から排出される。また、三の蓄熱部（第三蓄熱部）は、内部に存在する被処理ガスが供給状態の蓄熱部の上流側に戻されるか若しくは加熱処理部に供給されるパージ状態とされる。
斯かる工程に於いては、第一蓄熱部では蓄熱量が減少し、第二蓄熱部では蓄熱量が増加することとなる。
（第二工程）
前記第一蓄熱部がパージ状態とされ、前記第二蓄熱部が供給状態とされ、第三の蓄熱部が排出状態とされる。
斯かる工程に於いては、第二蓄熱部では、第一工程で蓄熱された熱によって導入される被処理ガスが予熱され加熱処理部に供給され、第三蓄熱部では、加熱処理部から導入される加熱処理されたガスによって、加熱され、蓄熱量が増加することとなる。
また、第一蓄熱部では残存する被処理ガスが供給状態の蓄熱部の上流側に戻され若しくは加熱処理部に供給される。
（第三工程）
前記第一蓄熱部が排出状態とされ、前記第二蓄熱部がパージ状態とされ、第三の蓄熱部が供給状態とされる。
斯かる工程に於いては、第三蓄熱部では、第二工程で蓄熱された熱によって導入される被処理ガスが予熱され加熱処理部に供給され、第一蓄熱部では、加熱処理部から導入される加熱処理されたガスによって、加熱され、蓄熱量が増加することとなる。
また、第二蓄熱部では残存する被処理ガスが供給状態の蓄熱部の上流側に戻され若しくは加熱処理部に供給される。

このように、上記蓄熱式脱臭装置に於いては、第一工程から第三工程の操作を繰り返すことにより、加熱処理されたガスの熱を利用して被処理ガスを効率よく予熱することができ、処理コスト等を低減することができる。また、供給状態の蓄熱部は次工程ではパージ状態とされることから、蓄熱部内に残存する被処理ガスが加熱処理されずに排出されるような不具合が低減される。

また、この種の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、各蓄熱部内に被処理ガスに含まれる有機物が蓄積することから、定期的に各蓄熱部に、内部の有機物を熱分解させるベークアウト（空焼）の処理が施されている。
詳しくは、例えば、前記第三蓄熱部にベークアウトの処理を施す場合には、第一蓄熱部と第二蓄熱部とが交互に供給状態と排出状態となるように運転され、その間、第三蓄熱部が、加熱処理部からのガスによって供給側から比較的高温に加熱され、内部に付着した有機物が熱分解等によって除去される状態、即ち、空焼状態とされる。
従って、第三蓄熱部は、内部に蓄積した有機物が除去されるため、被処理ガスが通過するための経路の閉塞等が防止されることとなる。
そして、このようなベークアウトの処理が各蓄熱部に施されることにより、何れの蓄熱部に於いても、有機物の蓄積によるガス流路の閉塞等が防止されることとなる。

特開平９−２６４５２１号公報

ところで、従来の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、被処理ガスを加熱処理する際、被処理ガスを蓄熱部の導入側から導入するため、被処理ガスに含まれる有機物は主に導入側に付着することとなる。
従って、蓄熱部をベークアウトする（即ち、空焼状態とする）ためには、導入側が有機物の分解温度以上となるまで蓄熱部を十分に加熱する必要がある。

しかしながら、上記従来の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、ベークアウトする際、加熱処理されたガスから熱を受けて供給側から加熱されていくため、導入側を十分に加熱するには比較的時間を要するという問題がある。
更に、上記従来の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、ベークアウトする際に、導入側を十分に加熱することから、供給側が極めて高温に加熱されることとなり、供給側にかかる熱的負荷が非常に大きく、蓄熱部の各部材、特に、供給側を構成する部材を極めて耐熱性の高い高価なものにしなければならないという問題もある。
また、このような問題は、上記に例示した蓄熱部に限られず、例えば、蓄熱部を４つ以上備えた装置に於いても生じうるものである。

上記従来の問題に鑑み、本発明は、蓄熱部の供給側にかかる熱的負担が比較的少なく且つ比較的短時間で蓄熱部のベークアウトを行うことができる蓄熱式燃焼脱臭装置を提供する。

上記課題を解決すべく、本発明は、有機物を含む被処理ガスを加熱処理して脱臭する加熱処理部と、被処理ガスが導入される導入側及び導入された被処理ガスを前記加熱処理部に供給する供給側を有して前記加熱処理部に連通した少なくとも３つの蓄熱部と、前記加熱処理部で加熱処理されたガスを前記導入側から前記蓄熱部に導入する加熱ガス導入経路とを有し、各蓄熱部は、前記導入側から導入された被処理ガスを予熱し前記供給側から前記加熱処理部に供給する供給状態と、前記加熱処理部で加熱処理されたガスが前記供給側から供給され該ガスから熱を吸収しつつ前記導入側から排出する排出状態と、前記加熱ガス導入経路を介して加熱処理されたガスが導入側から供給されることにより、該ガスの熱により導入側から加熱される空焼状態とを取りうるように構成されていることを特徴とする蓄熱式燃焼脱臭装置を提供する。
本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、加熱処理部で加熱処理されたガスを前記導入側から前記蓄熱部に導入する加熱ガス導入経路を有し、各蓄熱部は、加熱ガス導入経路を介して加熱処理されたガスが導入側から供給されることにより、該ガスの熱により導入側から加熱される空焼状態を取りうるように構成されていることから、各蓄熱部を、供給側を過度に加熱することなく効率良く導入側を加熱することができる。
従って、蓄熱部の供給側にかかる熱的負担が比較的少なく且つ比較的短時間で蓄熱部のベークアウトを行うことができる。

本発明に於いては、前記加熱ガス導入経路には、該経路内に冷却ガスを導入するための冷却ガス導入部が備えられているものが好ましい。
斯かる構成の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、冷却専用の経路を別途設ける必要なく、空焼した後の蓄熱部を加熱ガス導入経路から冷却ガスを導入して速やかに冷却することができる。
従って、空焼き後の蓄熱部を速やかに供給状態若しくは排出状態にして、被処理ガスの処理を行うことができる。

さらに、斯かる蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、前記冷却ガスが外気であるものが好ましい。
冷却ガスが外気であれば、比較的低コストで冷却を行うことができる。

本発明に係る蓄熱式燃焼脱臭装置は、蓄熱部の供給側にかかる熱的負担が比較的少なく且つ比較的短時間で蓄熱部のベークアウトを行うことができる。

以下、本発明に係る蓄熱式燃焼脱臭装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態の蓄熱式燃焼脱臭装置の側面視模式図である。
図１に示すように、本実施形態の蓄熱式燃焼脱臭装置は、被処理ガスＡを熱処理する加熱処理部２と該加熱処理部２に連通した少なくとも３つの蓄熱部７とを備えて構成されている。尚、図１に於いては３つの蓄熱部７を有する蓄熱式燃焼脱臭装置が示されている。

前記加熱処理部２は、前記蓄熱部７から被処理ガスＡが供給される耐熱性の筐体と、例えばバーナー等の加熱手段（図示せず）とを備えてなり、筐体内の被処理ガスＡを加熱し、該被処理ガスＡに含まれる有機物を加熱分解させて脱臭しうるようになっている。
前記加熱処理部２に於ける加熱処理温度は、被処理ガスＡの種類によって適宜設定されうるが、通常、７５０〜９３０℃、好ましくは、８００〜８５０℃の範囲に設定されている。

前記各蓄熱部７は、被処理ガスＡが導入される導入側７ａ（図に於いては下部）と被処理ガスＡを前記加熱処理部２に供給する供給側７ｂ（図に於いては上部）とを有し、前記導入側７ａから導入された被処理ガスＡを予熱し前記供給側７ｂから前記加熱処理部２に供給する供給状態と、前記加熱処理部２で加熱処理されたガスが前記供給側７ｂから供給され該ガスから熱を吸収しつつ前記導入側７ａから排出する排出状態とを取りうるように構成されている。
尚、前記各蓄熱部７は、具体的には、耐熱性の筐体と、該筐体内に配された蓄熱材とを備えてなり、該蓄熱材としては、例えば、複数のガス流路を区画形成してガスとの伝熱効率を向上すべく、ハニカム状に形成された金属部材等が用いられてなる。

また、本実施形態に於ける蓄熱式燃焼脱臭装置は、前記加熱処理部２で加熱処理されたガスを前記導入側７ａから前記蓄熱部７に導入する加熱ガス導入経路１０を有しており、前記各蓄熱部７は、前記供給状態と排出状態に加えて、更に、前記加熱ガス導入経路１０を介して加熱処理されたガスが導入側７ａから供給されることにより、該ガスの熱により導入側７ａから加熱される空焼状態とを取りうるように構成されている。

本実施形態に於ける蓄熱式燃焼脱臭装置は、更に、被処理ガスタンク（図示せず）内の被処理ガスＡを各蓄熱部７の導入側７ａに供給しうるように配された被処理ガス供給用経路２０と、各蓄熱部７の導入側７ａから加熱処理されたガスを系外（例えば、大気中）に排出しうるように配された排出用経路３０と、各蓄熱部７内の被処理ガスＡを被処理ガス供給用経路２０若しくは被処理ガスタンク（図示せず）に返送するパージ用返送用経路４０とを備えている。

前記被処理ガス供給用経路２０、前記処理済ガス排出用経路３０、前記パージ用返送経路４０は、それぞれ配管４０ａと配管４０ａに介装された複数の開閉バルブ４０ｂ等を備えて構成されている。
また、前記被処理ガス供給用経路２０には、各蓄熱部７に被処理ガスＡを供給する流れを形成するファン２０ａが介装されている。
前記パージ用返送経路４０は、少なくとも該ファン２０ａよりも上流側の被処理ガス供給用経路２０若しくは被処理ガスタンクに返送しうるようになっている。

前記加熱ガス導入経路１０は、更に、外気Ｃ等の冷却ガスが内部に導入される冷却ガス導入部１０ｆを備えている。
斯かる冷却ガス導入部１０ｆにより、加熱処理されたガスを所定の温度（例えば１００〜３００℃）にまで冷却してから各蓄熱部７に供給でき、また、冷却ガスのみ（例えば外気）を供給して各蓄熱部７を冷却しうるようになっている。
詳しくは、前記加熱ガス導入経路１０は、加熱処理部２内の加熱処理されたガスを各蓄熱部７の導入側７ａに導入しうるように、加熱処理部２と各蓄熱部７の導入側７ａとの間に配された配管１０ａと、該配管１０ａに介装され、ガスを各蓄熱部７側に流す送風ファン１０ｂと、該配管１０ａの送風ファン１０ｂより上流側に介装された開閉バルブ１０ｃと、各蓄熱部７にそれぞれ個別にガスを供給しうるように、配管１０ａの送風ファン１０ｂより下流側に介装された複数の開閉バルブ１０ｄとを備えると共に、更に、前記冷却ガス導入部１０ｆとして、送風ファン１０ｂの上流側にて外気Ｃを導入する外気導入管１０ｆ１及び該外気導入管１０ｆ１に介装された開閉バルブ１０ｆ２を備えている。

本実施形態の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いて、通常運転によって被処理ガスＡの脱臭をするには、下記＜第一工程＞〜＜第三工程＞を繰り返す。
＜第一工程＞
各開閉バルブの開閉操作によって、各蓄熱部７のうち、何れか１以上の蓄熱部７（以下、第一蓄熱部という場合がある。）を供給状態とし、別の何れか１以上の蓄熱部７（以下、第二蓄熱部という場合がある。）を排出状態とし、更に別の蓄熱部７（以下、第３蓄熱部という場合がある。）を、内部の被処理ガスＡが被処理ガス供給用経路２０に返送され且つその後はガスの流入流出が禁止されるパージ状態とする。
＜第二工程＞
第一蓄熱部をパージ状態、第二蓄熱部を供給状態、第三蓄熱部を排出状態とする。
＜第三工程＞
第一蓄熱部を排出状態、第二蓄熱部をパージ状態、第三蓄熱部を供給状態とする。

各工程に於いて、供給状態の蓄熱部７では、蓄熱材が予め加熱されており、被処理ガスＡが蓄熱材より熱を受けて通常７５０〜９３０℃にまで予熱されることとなる。また、排出状態の蓄熱部７では、加熱処理されたガスによって蓄熱材が加熱され、同時にガスが通常２０〜１２０℃にまで冷却されることとなる。更に、パージ状態の蓄熱部７では、内部の被処理ガスＡが被処理ガス供給用経路２０に返送され、その後はガスの流入流出が禁止されることとなる。また、このような操作を行うことにより、加熱処理されたガスの熱を利用して被処理ガスＡを効率よく予熱することができ、処理コスト等を低減することができる。また、供給状態の蓄熱部７を次工程ではパージ状態とすることから、蓄熱部７内に残存する被処理ガスＡが加熱処理されずに排出されるような不具合を低減できる。

本実施形態の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いて、蓄熱部７をベークアウトするには、開閉バルブの開閉操作によって、何れか１以上の蓄熱部７（例えば、前記第一蓄熱部７）を供給状態とし、別の何れか１以上の蓄熱部７（例えば、前記第二蓄熱部７）を排出状態とし、更に別の蓄熱部７（例えば、前記第三蓄熱部７）を空焼状態に設定して加熱処理部２にて加熱処理を行い、且つ、所定期間毎に、供給状態に設定された蓄熱部７と排出状態に設定された蓄熱部７とが、設定状態が交互に交替するように運転操作する。
このような一連の操作により、空焼状態に設定された蓄熱部７は、比較的長時間に渡って加熱処理部２から熱を受けることとなり、付着した有機物等が除去される。

また、このような一連の操作に於いて、設定状態の切り替えは、特に限定されるものではないが、通常、供給状態の蓄熱部７の導入側温度が２０〜１２０℃まで低下したタイミングで行う。
尚、切り替える際には、供給状態から排出状態とされる蓄熱部７内の被処理ガスＡを、パージ用返送用経路４０を介して、被処理ガス供給用経路２０に返送する。
斯かる操作を行うことにより、切り替えのタイミングで蓄熱部７内にある被処理ガスＡが未処理のまま系外に排出されることを防止できる。

また、蓄熱部７を空焼状態にするのは、加熱ガス導入経路１０から加熱処理されたガスを蓄熱部７の導入側７ａに導入することにより行う。尚、前記一連の操作は、通常、空焼状態の蓄熱部７の導入側７ａが１５０〜２５０℃に達するまで行う。
斯かる操作によれば、蓄熱部７を導入側７ａから加熱することができ、主に導入側７ａに蓄積される有機物を効率よく分解除去することができる。
さらに、この導入は、通常、冷却ガス導入部１０ｆから外気Ｃ等の冷却ガスを導入することによって、加熱処理されたガスを１５０〜２５０℃程度に冷却してから行う。
蓄熱部７の導入側７ａは、供給側７ｂに比べて比較的低温であるため、加熱処理されたガスをそのまま導入した場合に、急激な温度差によって、内部の蓄熱材等に負担がかかることとなるが、上述の如く、加熱処理されたガスを予め冷却してから導入することとすれば、このような負担を低減することもできる。

更に、他の蓄熱部７をベークアウトする場合、空焼状態に設定する蓄熱部７を別の蓄熱部７に変更し、同様の操作をすればよい。
この際、ベークアウトされた蓄熱部７は高温となっているため、通常、該蓄熱部７を冷却してから次の蓄熱部７のベークアウトの処理を開始するものであるが、本実施形態に於いては、好ましくは、加熱ガス導入経路１０を介して、比較的低温のガス（例えば、冷却ガス導入部１０ｆから導入された冷却ガスのみ）を導入側７ａから蓄熱部７に導入して、ベークアウトされた蓄熱部７を冷却することもできうる。

本実施形態に於いて、被処理ガスＡとしては、例えば、工場から排出される排ガス等（化学、食品工場等から発生する揮発性有機溶剤等）の有機物を含有するガスを用いることができる。
より、具体的にはトルエン、アルデヒド、メチルエチルケトン等の有機ガスを挙げることができる。

本実施形態の蓄熱式燃焼脱臭装置は、上記の如く構成され、上記の如き効果を奏するものであるが、本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置は、上記構成に限定されず、本発明の意図する範囲内に於いて適宜設計変更可能である。
例えば、本実施形態の蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、パージ用返送経路４０が備えられ、被処理ガスＡが上流側に返送されるように構成されたが、本発明に於いては、図２に示すように、パージ用返送経路４０が備えられず、供給状態から排出状態に切り替える際に、加熱ガス供給経路１０を介して導入側７ａからガス（例えば、外気）を導入することにより、蓄熱部７内の被処理ガスＡを加熱処理部２に押し出して加熱処理部２にて加熱処理するように構成されていてもよい。
斯かる蓄熱式燃焼脱臭装置に於いては、別途パージ用返送経路４０が設けられなくとも被処理ガスＡの排出される虞が低減されることとなるため、装置の構成が簡略されたものとなる。

一実施形態の蓄熱式燃焼脱臭装置を示す側面視模式図。他の実施形態の蓄熱式燃焼脱臭装置を示す側面視模式図。従来の蓄熱式燃焼脱臭装置を示す側面視模式図。

符号の説明

２・・・加熱処理部
７・・・蓄熱部
７ａ・・・導入側
７ｂ・・・供給側
Ａ・・・被処理ガス
C・・・外気

Claims

有機物を含む被処理ガスを加熱処理して脱臭する加熱処理部と、被処理ガスが導入される導入側及び導入された被処理ガスを前記加熱処理部に供給する供給側を有して前記加熱処理部に連通した少なくとも３つの蓄熱部と、前記加熱処理部で加熱処理されたガスを前記導入側から前記蓄熱部に導入する加熱ガス導入経路とを有し、各蓄熱部は、前記導入側から導入された被処理ガスを予熱し前記供給側から前記加熱処理部に供給する供給状態と、前記加熱処理部で加熱処理されたガスが前記供給側から供給され該ガスから熱を吸収しつつ前記導入側から排出する排出状態と、前記加熱ガス導入経路を介して加熱処理されたガスが導入側から供給されることにより、該ガスの熱により導入側から加熱される空焼状態とを取りうるように構成されていることを特徴とする蓄熱式燃焼脱臭装置。
前記加熱ガス導入経路には、該経路内に冷却ガスを導入するための冷却ガス導入部が備えられている請求項１記載の蓄熱式燃焼脱臭装置。
前記冷却ガスが外気である請求項２記載の蓄熱式燃焼脱臭装置。