JP2605666Y2 - 触媒燃焼装置 - Google Patents
触媒燃焼装置Info
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- JP2605666Y2 JP2605666Y2 JP1992058209U JP5820992U JP2605666Y2 JP 2605666 Y2 JP2605666 Y2 JP 2605666Y2 JP 1992058209 U JP1992058209 U JP 1992058209U JP 5820992 U JP5820992 U JP 5820992U JP 2605666 Y2 JP2605666 Y2 JP 2605666Y2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、触媒燃焼装置に係り、
特に可燃成分を含む産業廃ガス中の臭気成分や有害成分
の燃焼除去に好適な触媒燃焼装置に関する。
特に可燃成分を含む産業廃ガス中の臭気成分や有害成分
の燃焼除去に好適な触媒燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】化学工業などの反応工程において排出さ
れる廃ガスや、樹脂、合板、半導体などの製造工程(焼
成、乾燥、洗浄)で発生する廃ガス、あるいは塗装の焼
付乾燥工程から発生する廃ガスの中には、微量の臭気成
分や有害成分が含まれている。化学工業においては、原
料中の分解ガスや未収率分として、一酸化炭素や炭化水
素および酢酸などの有機酸類、アルデヒド類などが代表
的なものとして含まれる。また樹脂などの製造工程や塗
装工程からは溶剤として使われるトルエンやアセトン、
アルコール系炭化水素などが廃ガス中に含まれる。これ
らの成分を含む産業廃ガスは、そのまま排出すると悪臭
を発生すると共に、人体に対して有害なので、公害防止
の観点から排気前の脱臭無公害化設備が用いられる。こ
の廃ガス脱臭無公害化設備の代表的なものには、洗浄に
よるもの、吸着によるものおよび燃焼(焼却)によるも
のなどがある。しかし洗浄や吸着によるものは、その後
の吸着剤の再生や廃水の処理などが必要なため、一般に
燃焼による産業廃ガス処理方式が広く採用されている。
産業廃ガスの燃焼処理方式は、直接燃焼方式と触媒燃焼
方式に大別される。触媒燃焼方式は、白金、パラジウム
などの貴金属あるいはコバルト、ニッケルなどの遷移金
属等の酸化作用のある金属を触媒成分として活性アルミ
ナなどに担持した燃焼触媒を用い、産業廃ガスの接触酸
化処理をするものである。これは直接燃焼方式に比べ低
温で燃焼処理ができるので、補助燃料低減によるランニ
ングコストの低減や二次公害となるNOxの発生がほと
んどないなどのメリットがあり、近年広く使用されるよ
うになってきた。しかし、産業廃ガスを触媒で安定燃焼
させるためには、産業廃ガスを触媒通過前に予熱し、触
媒燃焼反応開始温度以上に維持する必要がある。この触
媒燃焼反応開始温度は、産業廃ガス中に含まれる処理成
分によって異なる。水素や一酸化炭素などでは100〜
200℃、プロパンなどの炭化水素が含まれる場合は2
50〜350℃程度である。この産業廃ガスの予熱に
は、産業廃ガス処理成分の燃焼による燃焼排ガスの温度
上昇を利用し、熱交換器により燃焼排ガスから廃熱を回
収して産業廃ガスを予熱する方式が一般的である。
れる廃ガスや、樹脂、合板、半導体などの製造工程(焼
成、乾燥、洗浄)で発生する廃ガス、あるいは塗装の焼
付乾燥工程から発生する廃ガスの中には、微量の臭気成
分や有害成分が含まれている。化学工業においては、原
料中の分解ガスや未収率分として、一酸化炭素や炭化水
素および酢酸などの有機酸類、アルデヒド類などが代表
的なものとして含まれる。また樹脂などの製造工程や塗
装工程からは溶剤として使われるトルエンやアセトン、
アルコール系炭化水素などが廃ガス中に含まれる。これ
らの成分を含む産業廃ガスは、そのまま排出すると悪臭
を発生すると共に、人体に対して有害なので、公害防止
の観点から排気前の脱臭無公害化設備が用いられる。こ
の廃ガス脱臭無公害化設備の代表的なものには、洗浄に
よるもの、吸着によるものおよび燃焼(焼却)によるも
のなどがある。しかし洗浄や吸着によるものは、その後
の吸着剤の再生や廃水の処理などが必要なため、一般に
燃焼による産業廃ガス処理方式が広く採用されている。
産業廃ガスの燃焼処理方式は、直接燃焼方式と触媒燃焼
方式に大別される。触媒燃焼方式は、白金、パラジウム
などの貴金属あるいはコバルト、ニッケルなどの遷移金
属等の酸化作用のある金属を触媒成分として活性アルミ
ナなどに担持した燃焼触媒を用い、産業廃ガスの接触酸
化処理をするものである。これは直接燃焼方式に比べ低
温で燃焼処理ができるので、補助燃料低減によるランニ
ングコストの低減や二次公害となるNOxの発生がほと
んどないなどのメリットがあり、近年広く使用されるよ
うになってきた。しかし、産業廃ガスを触媒で安定燃焼
させるためには、産業廃ガスを触媒通過前に予熱し、触
媒燃焼反応開始温度以上に維持する必要がある。この触
媒燃焼反応開始温度は、産業廃ガス中に含まれる処理成
分によって異なる。水素や一酸化炭素などでは100〜
200℃、プロパンなどの炭化水素が含まれる場合は2
50〜350℃程度である。この産業廃ガスの予熱に
は、産業廃ガス処理成分の燃焼による燃焼排ガスの温度
上昇を利用し、熱交換器により燃焼排ガスから廃熱を回
収して産業廃ガスを予熱する方式が一般的である。
【0003】図3は従来技術による産業廃ガス処理用触
媒燃焼装置の一例を示す系統図である。産業廃ガス等の
可燃成分含有ガス1の流路2には、その可燃成分含有ガ
スの燃焼排ガス3によって可燃成分含有ガス1の予熱を
行う熱交換器5を通して起動炉6が接続されている。起
動炉6は、可燃成分含有ガス1の発熱量が手頃な場合に
は、予熱された可燃成分含有ガス1とブロワ7を使って
供給される燃焼空気8とでできる燃料ガス9の流路10
を通って触媒燃焼炉11と繋がる。触媒燃焼炉11の中
には流路断面全域に配された燃焼触媒12が存在する。
触媒燃焼炉11には燃焼排ガスを熱源として利用する熱
交換器5が接続され、その先は燃焼排ガス流路13を経
て煙突14に繋がっている。煙突14から排気される前
にボイラ等の廃熱回収装置が設置される場合もある。熱
交換器5の可燃成分含有ガス流路に対するバイパス流路
16は、図示してあるけれども設けられていない例も設
けられている例もある。
媒燃焼装置の一例を示す系統図である。産業廃ガス等の
可燃成分含有ガス1の流路2には、その可燃成分含有ガ
スの燃焼排ガス3によって可燃成分含有ガス1の予熱を
行う熱交換器5を通して起動炉6が接続されている。起
動炉6は、可燃成分含有ガス1の発熱量が手頃な場合に
は、予熱された可燃成分含有ガス1とブロワ7を使って
供給される燃焼空気8とでできる燃料ガス9の流路10
を通って触媒燃焼炉11と繋がる。触媒燃焼炉11の中
には流路断面全域に配された燃焼触媒12が存在する。
触媒燃焼炉11には燃焼排ガスを熱源として利用する熱
交換器5が接続され、その先は燃焼排ガス流路13を経
て煙突14に繋がっている。煙突14から排気される前
にボイラ等の廃熱回収装置が設置される場合もある。熱
交換器5の可燃成分含有ガス流路に対するバイパス流路
16は、図示してあるけれども設けられていない例も設
けられている例もある。
【0004】装置に供給される悪臭成分、有害成分を含
む産業廃ガス等の可燃成分含有ガス1は熱交換器5に供
給される。燃焼触媒12の入口部Aに検出点を有する触
媒入口温度調節計17は、触媒入口部Aの温度が触媒燃
焼の反応開始温度以上の一定値(通常350℃)に保た
れるよう可燃成分含有ガス調節弁19、20および燃焼
空気調節弁21に制御指令を発する。触媒燃焼の反応開
始温度以上に予熱された悪臭成分、有害成分を含む燃料
ガス9が燃焼触媒12を通過する時燃焼して燃焼排ガス
3になるが、この時悪臭成分、有害成分も燃焼して除去
される。可燃成分含有ガス1の発熱量が小さい場合に
は、図4の従来方式による可燃成分含有ガスの発熱量
(70〜160Kcal/m3N)に対する触媒入口部
温度と触媒出口部温度の関係例に示すように、熱交換器
5による予熱だけでは触媒入口部Aの温度が所定の一定
温度(通常350℃)に達しない(助燃なしの特性)。
この場合には、起動時に燃焼触媒12を予熱するための
補助燃料22を助燃バーナ23により燃焼させる起動炉
6の助燃運転を行わせ、触媒入口温度調節計17の指令
に基づいて補助燃料調節弁24と燃焼空気調節弁21と
を調節する。この時、可燃成分含有ガス1の熱交換器5
の入口調節弁19は全開、バイパス流路16の入口調節
弁20は全閉である。このようにして触媒入口部Aの温
度が所定の一定温度(通常350℃)を保てるようバッ
クアップ予熱を行っている。また可燃成分含有ガス1の
発熱量が大きい場合には、起動炉6による助燃運転を行
わなくても、バイパス流路16がない図4の2点鎖線の
特性の場合は燃焼排ガス3による熱交換器での予熱によ
り触媒出口部Bの温度が燃焼触媒12の耐熱限界温度8
00℃(一般には700℃の場合もある)を越えてしま
うこともある(図4の希釈なしの特性)。この場合に
は、触媒出口温度調節計25の指令によって制御される
希釈空気調節弁26を介して、希釈空気ブロワ27によ
り希釈空気28が触媒燃焼炉11に供給される。こうし
て燃料ガス9を希釈して見掛けの発熱量を下げ触媒出口
部Bの温度を800℃以下に制御する。図4から判るよ
うに、バイパス流路16を設けず、起動炉6による助燃
運転も希釈運転もしないで触媒入口部Aの温度が350
℃以上、触媒出口部Bの温度が800℃以下の運用がで
きる可燃成分含有ガスの発熱量の範囲は、高高20Kc
al/m3N程度しかない。
む産業廃ガス等の可燃成分含有ガス1は熱交換器5に供
給される。燃焼触媒12の入口部Aに検出点を有する触
媒入口温度調節計17は、触媒入口部Aの温度が触媒燃
焼の反応開始温度以上の一定値(通常350℃)に保た
れるよう可燃成分含有ガス調節弁19、20および燃焼
空気調節弁21に制御指令を発する。触媒燃焼の反応開
始温度以上に予熱された悪臭成分、有害成分を含む燃料
ガス9が燃焼触媒12を通過する時燃焼して燃焼排ガス
3になるが、この時悪臭成分、有害成分も燃焼して除去
される。可燃成分含有ガス1の発熱量が小さい場合に
は、図4の従来方式による可燃成分含有ガスの発熱量
(70〜160Kcal/m3N)に対する触媒入口部
温度と触媒出口部温度の関係例に示すように、熱交換器
5による予熱だけでは触媒入口部Aの温度が所定の一定
温度(通常350℃)に達しない(助燃なしの特性)。
この場合には、起動時に燃焼触媒12を予熱するための
補助燃料22を助燃バーナ23により燃焼させる起動炉
6の助燃運転を行わせ、触媒入口温度調節計17の指令
に基づいて補助燃料調節弁24と燃焼空気調節弁21と
を調節する。この時、可燃成分含有ガス1の熱交換器5
の入口調節弁19は全開、バイパス流路16の入口調節
弁20は全閉である。このようにして触媒入口部Aの温
度が所定の一定温度(通常350℃)を保てるようバッ
クアップ予熱を行っている。また可燃成分含有ガス1の
発熱量が大きい場合には、起動炉6による助燃運転を行
わなくても、バイパス流路16がない図4の2点鎖線の
特性の場合は燃焼排ガス3による熱交換器での予熱によ
り触媒出口部Bの温度が燃焼触媒12の耐熱限界温度8
00℃(一般には700℃の場合もある)を越えてしま
うこともある(図4の希釈なしの特性)。この場合に
は、触媒出口温度調節計25の指令によって制御される
希釈空気調節弁26を介して、希釈空気ブロワ27によ
り希釈空気28が触媒燃焼炉11に供給される。こうし
て燃料ガス9を希釈して見掛けの発熱量を下げ触媒出口
部Bの温度を800℃以下に制御する。図4から判るよ
うに、バイパス流路16を設けず、起動炉6による助燃
運転も希釈運転もしないで触媒入口部Aの温度が350
℃以上、触媒出口部Bの温度が800℃以下の運用がで
きる可燃成分含有ガスの発熱量の範囲は、高高20Kc
al/m3N程度しかない。
【0005】希釈運転に伴う触媒燃焼炉11の大型化等
の問題を解決するべく、バイパス流路16を設け、熱交
換器5に供給する可燃成分含有ガス1の流量制御をする
方式が考えられた。起動炉6による助燃運転とバイパス
流路16による制御とを使用した場合、触媒出入口部温
度の可燃成分含有ガスの発熱量に対する特性は図4の実
線のものとなる。この方式では、可燃成分含有ガスの発
熱量の増加に伴って触媒出口部温度、即ち燃焼排ガス3
の温度が高くなった場合、触媒入口部Aの温度を350
℃一定に保つべく触媒入口温度調節計17から指令信号
が発せられる。これにより熱交換器5の可燃成分含有ガ
ス1の入口調節弁19は閉方向に、バイパス流路16の
入口調節弁20は閉方向に動作して熱交換器5を通る可
燃成分含有ガス流量を絞り込む。図4に示す如く、可燃
成分含有ガスの発熱量の大きい側ではこの様にして触媒
入口部Aの温度が350℃一定に制御され希釈空気28
は必要なくなる。可燃成分含有ガスの発熱量の小さい側
では熱交換器5の伝熱面積が不充分で前述した起動炉6
による助燃運転を必要とする。この問題を解決すべく、
可燃成分含有ガスの発熱量が小さい場合に対して燃焼排
ガス3による可燃成分含有ガス1の予熱を充分行える程
大きな伝熱面積を有する熱交換器5を設置すると、安価
でメンテナンスの容易なプレート式熱交換器では熱交換
器5の伝熱性能を向上した伝熱材料耐熱温度制約が厳し
くなる。このため可燃成分含有ガスの発熱量が大きく、
燃焼排ガス3の温度が高い時には、熱交換器5に供給す
る冷却材、即ち可燃成分含有ガス1は絞り込み必要量迄
絞り込めなくなることもある。この場合には希釈空気2
8を供給する必要がある。燃焼触媒12の耐熱限界温度
が700℃の場合には、希釈運転の必要な範囲と量とが
もっと厳しいものとなる。
の問題を解決するべく、バイパス流路16を設け、熱交
換器5に供給する可燃成分含有ガス1の流量制御をする
方式が考えられた。起動炉6による助燃運転とバイパス
流路16による制御とを使用した場合、触媒出入口部温
度の可燃成分含有ガスの発熱量に対する特性は図4の実
線のものとなる。この方式では、可燃成分含有ガスの発
熱量の増加に伴って触媒出口部温度、即ち燃焼排ガス3
の温度が高くなった場合、触媒入口部Aの温度を350
℃一定に保つべく触媒入口温度調節計17から指令信号
が発せられる。これにより熱交換器5の可燃成分含有ガ
ス1の入口調節弁19は閉方向に、バイパス流路16の
入口調節弁20は閉方向に動作して熱交換器5を通る可
燃成分含有ガス流量を絞り込む。図4に示す如く、可燃
成分含有ガスの発熱量の大きい側ではこの様にして触媒
入口部Aの温度が350℃一定に制御され希釈空気28
は必要なくなる。可燃成分含有ガスの発熱量の小さい側
では熱交換器5の伝熱面積が不充分で前述した起動炉6
による助燃運転を必要とする。この問題を解決すべく、
可燃成分含有ガスの発熱量が小さい場合に対して燃焼排
ガス3による可燃成分含有ガス1の予熱を充分行える程
大きな伝熱面積を有する熱交換器5を設置すると、安価
でメンテナンスの容易なプレート式熱交換器では熱交換
器5の伝熱性能を向上した伝熱材料耐熱温度制約が厳し
くなる。このため可燃成分含有ガスの発熱量が大きく、
燃焼排ガス3の温度が高い時には、熱交換器5に供給す
る冷却材、即ち可燃成分含有ガス1は絞り込み必要量迄
絞り込めなくなることもある。この場合には希釈空気2
8を供給する必要がある。燃焼触媒12の耐熱限界温度
が700℃の場合には、希釈運転の必要な範囲と量とが
もっと厳しいものとなる。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】前述の如く、助燃運転
が必要なために補助燃料の消費が増大して運転コストが
嵩むことになる。これを解決するべく、可燃成分含有ガ
スの発熱量最小の場合に対して充分な伝熱面積を有する
熱交換器を使用すると、可燃成分含有ガスの発熱量最大
の場合に伝熱材料の耐熱温度制約故に熱交換器を通す可
燃成分含有ガス流量の絞り込みが思うようにできず、そ
のために希釈運転を余儀なくされると云う問題が存在し
た。希釈運転が必要な場合には、希釈運転設備(図3の
25〜27)が必要であり、また希釈空気の分だけ触媒
燃焼炉11の流量が増えるので、その分触媒燃焼炉1
1、熱交換器5の燃焼排ガス流路、燃焼排ガス流路1
3、煙突14等が大型化し、燃焼触媒の充填量も増大し
て設備コストが増大する。また希釈空気等のユーティリ
ティや動力費等の運転コストも増えることになる。
が必要なために補助燃料の消費が増大して運転コストが
嵩むことになる。これを解決するべく、可燃成分含有ガ
スの発熱量最小の場合に対して充分な伝熱面積を有する
熱交換器を使用すると、可燃成分含有ガスの発熱量最大
の場合に伝熱材料の耐熱温度制約故に熱交換器を通す可
燃成分含有ガス流量の絞り込みが思うようにできず、そ
のために希釈運転を余儀なくされると云う問題が存在し
た。希釈運転が必要な場合には、希釈運転設備(図3の
25〜27)が必要であり、また希釈空気の分だけ触媒
燃焼炉11の流量が増えるので、その分触媒燃焼炉1
1、熱交換器5の燃焼排ガス流路、燃焼排ガス流路1
3、煙突14等が大型化し、燃焼触媒の充填量も増大し
て設備コストが増大する。また希釈空気等のユーティリ
ティや動力費等の運転コストも増えることになる。
【0007】本考案の目的は、補助燃料によるバックア
ップ予熱や空気等による可燃成分含有ガスの余計な希釈
をすることなく発熱量変動範囲の大きな産業廃ガス等の
可燃成分含有ガスを燃焼処理できる触媒燃焼装置を提供
することにある。
ップ予熱や空気等による可燃成分含有ガスの余計な希釈
をすることなく発熱量変動範囲の大きな産業廃ガス等の
可燃成分含有ガスを燃焼処理できる触媒燃焼装置を提供
することにある。
【0008】前記の目的を達成するための本考案は、可
燃成分を含むガスを燃焼触媒の存在下で燃焼処理する触
媒燃焼炉と、この触媒燃焼炉から排出される燃焼排ガス
によって触媒燃焼炉へ供給する可燃成分含有ガスを予熱
する熱交換器とを備える触媒燃焼装置において、熱交換
器を複数に分割し、それぞれの分割熱交換器の燃焼排ガ
スの流路を直列に接続するとともに、それぞれの分割熱
交換器の可燃成分含有ガスの流路も直列に接続し、さら
に可燃成分含有ガスの流路については、それぞれの分割
熱交換器をバイパスする流量調整可能なバイパス流路を
設けたことを特徴とする。
燃成分を含むガスを燃焼触媒の存在下で燃焼処理する触
媒燃焼炉と、この触媒燃焼炉から排出される燃焼排ガス
によって触媒燃焼炉へ供給する可燃成分含有ガスを予熱
する熱交換器とを備える触媒燃焼装置において、熱交換
器を複数に分割し、それぞれの分割熱交換器の燃焼排ガ
スの流路を直列に接続するとともに、それぞれの分割熱
交換器の可燃成分含有ガスの流路も直列に接続し、さら
に可燃成分含有ガスの流路については、それぞれの分割
熱交換器をバイパスする流量調整可能なバイパス流路を
設けたことを特徴とする。
【0009】
【作用】2個以上の熱交換器において、その燃焼排ガス
流路を直列接続して触媒燃焼炉からの燃焼排ガスを導入
し、本触媒燃焼装置の廃熱を回収する。またその可燃成
分含有ガス流路を直列に接続し、可燃成分含有ガスの発
熱量最小の場合に可燃成分含有ガス全量を全熱交換器に
通して必要な温度にまで予熱し、起動炉による助燃運転
の必要性を排除する。可燃成分含有ガスの発熱量が増大
するにつれて、各熱交換器に設けられたバイパス流路を
使って可燃成分含有ガス上流側の熱交換器から順次バイ
パス流量を増加させその熱交換器を通る可燃成分含有ガ
ス流量を減らしてやれば、可燃成分含有ガス全体の予熱
温度を触媒入口部温度で350℃一定になるように制御
することができる。可燃成分含有ガスの発熱量最大の場
合には、可燃成分含有ガス流路の最下流の熱交換器のみ
に可燃成分含有ガスの全部または一部を通すことによ
り、希釈運転なしに触媒入口部温度を350℃一定に制
御できるような熱交換器とすることが可能になる。
流路を直列接続して触媒燃焼炉からの燃焼排ガスを導入
し、本触媒燃焼装置の廃熱を回収する。またその可燃成
分含有ガス流路を直列に接続し、可燃成分含有ガスの発
熱量最小の場合に可燃成分含有ガス全量を全熱交換器に
通して必要な温度にまで予熱し、起動炉による助燃運転
の必要性を排除する。可燃成分含有ガスの発熱量が増大
するにつれて、各熱交換器に設けられたバイパス流路を
使って可燃成分含有ガス上流側の熱交換器から順次バイ
パス流量を増加させその熱交換器を通る可燃成分含有ガ
ス流量を減らしてやれば、可燃成分含有ガス全体の予熱
温度を触媒入口部温度で350℃一定になるように制御
することができる。可燃成分含有ガスの発熱量最大の場
合には、可燃成分含有ガス流路の最下流の熱交換器のみ
に可燃成分含有ガスの全部または一部を通すことによ
り、希釈運転なしに触媒入口部温度を350℃一定に制
御できるような熱交換器とすることが可能になる。
【0010】
【実施例】以下、本考案による産業廃ガス処理用触媒燃
焼装置の実施例を、図1に示す系統図により説明する。
産業廃ガス等の可燃成分含有ガス1の第1流路2には、
その可燃成分含有ガスの燃焼排ガス3にによって可燃成
分含有ガス1の予熱を行う第1の熱交換器4と、第1の
熱交換器4の可燃成分含有ガス流路に直列に接続された
同じく燃焼排ガス3によって可燃成分含有ガス1を予熱
する第2の熱交換器5とを介して起動炉6が接続され
る。起動炉6は、予熱された可燃成分含有ガス1とブロ
ワ7により供給される燃焼空気8とでできる燃料ガス9
の流路10を介して触媒燃焼炉11と繋がる。触媒燃焼
炉11の中には流路断面全域に配された燃焼触媒12が
存在する。触媒燃焼炉11には燃焼排ガス3を熱源とし
て利用する第2の熱交換器5が接続され、その先は直列
に接続された熱交換器4を介して燃焼排ガス流路13を
通り煙突14に繋がっている。可燃成分含有ガス第1流
路2の第1の熱交換器4の上流側には、第1の熱交換器
4の可燃成分含有ガス流路に対するバイパスの働きをす
る、第2の熱交換器5に繋がる可燃成分含有ガス第2流
路15が接続される。さらに第2の熱交換器5の可燃成
分含有ガス流路に対するバイパス流路16も設けられ
る。
焼装置の実施例を、図1に示す系統図により説明する。
産業廃ガス等の可燃成分含有ガス1の第1流路2には、
その可燃成分含有ガスの燃焼排ガス3にによって可燃成
分含有ガス1の予熱を行う第1の熱交換器4と、第1の
熱交換器4の可燃成分含有ガス流路に直列に接続された
同じく燃焼排ガス3によって可燃成分含有ガス1を予熱
する第2の熱交換器5とを介して起動炉6が接続され
る。起動炉6は、予熱された可燃成分含有ガス1とブロ
ワ7により供給される燃焼空気8とでできる燃料ガス9
の流路10を介して触媒燃焼炉11と繋がる。触媒燃焼
炉11の中には流路断面全域に配された燃焼触媒12が
存在する。触媒燃焼炉11には燃焼排ガス3を熱源とし
て利用する第2の熱交換器5が接続され、その先は直列
に接続された熱交換器4を介して燃焼排ガス流路13を
通り煙突14に繋がっている。可燃成分含有ガス第1流
路2の第1の熱交換器4の上流側には、第1の熱交換器
4の可燃成分含有ガス流路に対するバイパスの働きをす
る、第2の熱交換器5に繋がる可燃成分含有ガス第2流
路15が接続される。さらに第2の熱交換器5の可燃成
分含有ガス流路に対するバイパス流路16も設けられ
る。
【0011】装置に供給される悪臭成分、有害成分を含
む産業廃ガス等の可燃成分含有ガス1は2台の熱交換器
4、5で構成される熱交換器に供給される。燃焼触媒1
2の入口部Aに検出点を有する触媒入口温度調節計17
は、触媒入口部Aの温度が触媒燃焼反応開始温度以上の
一定値(通常350℃)に保たれるよう可燃成分含有ガ
ス調節弁18、19、20に制御指令を発する。従って
可燃成分含有ガス1は、可燃成分含有ガス第1流路2、
可燃成分含有ガス調節弁18を通って第1の熱交換器4
に入り予熱されて第2の熱交換器5に至る径路と、可燃
成分含有ガス第2流路15、可燃成分含有ガス調節弁1
9を通って直接第2の熱交換器5に至る径路と、バイパ
ス流路16、可燃成分含有ガス調節弁20を経由して熱
交換器には入らない径路との3つの流路を経て、燃焼排
ガス3により全体として所定の温度になるように予熱さ
れて起動炉6に供給される。起動炉6では可燃成分含有
ガス1が燃焼空気調節弁21により流量調節を行った燃
焼空気8を混合されて燃焼ガス9となり、燃料ガス流路
10を経て触媒燃焼炉11に送られる。通常の運転時に
は必要でない起動炉6は、起動時に燃焼触媒12を予熱
するために補助燃料22を助燃バーナ23により燃焼さ
せるためのものである。触媒入口部Aで所定温度(通常
350℃)を保持する燃料ガス9は燃焼触媒12を通過
する時、燃焼触媒12の酸化作用により悪臭成分、有害
成分をも燃焼させて燃焼排ガス3となる。燃焼排ガス3
は第2の熱交換器5、第1の熱交換器4を通る間に廃熱
回収が行われ、燃焼排ガス流路13、煙突14を経て大
気中に放出される。
む産業廃ガス等の可燃成分含有ガス1は2台の熱交換器
4、5で構成される熱交換器に供給される。燃焼触媒1
2の入口部Aに検出点を有する触媒入口温度調節計17
は、触媒入口部Aの温度が触媒燃焼反応開始温度以上の
一定値(通常350℃)に保たれるよう可燃成分含有ガ
ス調節弁18、19、20に制御指令を発する。従って
可燃成分含有ガス1は、可燃成分含有ガス第1流路2、
可燃成分含有ガス調節弁18を通って第1の熱交換器4
に入り予熱されて第2の熱交換器5に至る径路と、可燃
成分含有ガス第2流路15、可燃成分含有ガス調節弁1
9を通って直接第2の熱交換器5に至る径路と、バイパ
ス流路16、可燃成分含有ガス調節弁20を経由して熱
交換器には入らない径路との3つの流路を経て、燃焼排
ガス3により全体として所定の温度になるように予熱さ
れて起動炉6に供給される。起動炉6では可燃成分含有
ガス1が燃焼空気調節弁21により流量調節を行った燃
焼空気8を混合されて燃焼ガス9となり、燃料ガス流路
10を経て触媒燃焼炉11に送られる。通常の運転時に
は必要でない起動炉6は、起動時に燃焼触媒12を予熱
するために補助燃料22を助燃バーナ23により燃焼さ
せるためのものである。触媒入口部Aで所定温度(通常
350℃)を保持する燃料ガス9は燃焼触媒12を通過
する時、燃焼触媒12の酸化作用により悪臭成分、有害
成分をも燃焼させて燃焼排ガス3となる。燃焼排ガス3
は第2の熱交換器5、第1の熱交換器4を通る間に廃熱
回収が行われ、燃焼排ガス流路13、煙突14を経て大
気中に放出される。
【0012】第2の熱交換器5の伝熱面積は、処理する
可燃成分含有ガス1の想定される最大発熱量の場合の流
量温度条件により決定される。第1の熱交換器4の伝熱
面積は、第2の熱交換器5の伝熱面積が決定された上
で、処理する可燃成分含有ガス1の想定される最小発熱
量の場合の流量温度条件により決定される。また、経済
的理由等から熱交換器の数をもっと増したい場合には、
第1の熱交換器を分割しても差支えない。したがって可
燃成分含有ガス1が最小発熱量の場合には、可燃成分含
有ガス調節弁19および20は全閉とし、可燃成分含有
ガス1の全量が可燃成分含有ガス第1流路2、可燃成分
含有ガス調節弁18を通って第1の熱交換器4に供給さ
れる。ここで可燃成分含有ガス1は燃焼排ガス3により
予熱され、さらに第2の熱交換器5に送られて燃焼排ガ
ス3により触媒入口部Aで所定温度を保持するに必要な
温度に迄予熱される。即ち、可燃成分含有ガス1が最小
発熱量の場合には、第2の熱交換器5に第1の熱交換器
4が付加された形で、伝熱面積の大きな熱交換器として
使用される。可燃成分含有ガス1の発熱量が最小発熱量
より大きくなると、燃焼排ガス3の温度が高くなり、熱
交換器伝熱性能が向上する。この状態では前述の可燃成
分含有ガス流路状態における第1の熱交換器4の出口可
燃成分含有ガス温度が高くなり過ぎて触媒入口部Aの温
度を所定の一定温度に維持できなくなる。このため可燃
成分含有ガス発熱量が増大するにつれて第1の熱交換器
4の入口調節弁18を徐除に閉め、第2の熱交換器5の
入口調節弁19を除除に開いて第1の熱交換器4への可
燃成分含有ガス供給量を絞る。これによって第2の熱交
換器5の入口調節弁19を通って直接第2の熱交換器5
に供給される可燃成分含有ガス流量が増え、交換熱量を
調節して触媒入口部Aの温度を所定一定温度に制御す
る。可燃成分含有ガス1の発熱量が増大して第1の熱交
換器4の入口調節弁18が全閉、第2の熱交換器5の入
口調節弁19が全開となった段階で、更に可燃成分含有
ガス1の発熱量が増大すると、バイパス流路16の入口
調節弁20が除除に開きバイパス流路16に可燃成分含
有ガスが流れる。これによって第2の熱交換器5の交換
熱量を調節すると同時に第2の熱交換器5の可燃成分含
有ガス出口において予熱可燃成分含有ガスとバイパス流
路16からのバイパス可燃成分含有ガスとを混合し、予
熱温度を調節して触媒入口部Aの温度を所定一定温度に
制御する。したがってこの方法により可燃成分含有ガス
1の発熱量の大きな変動幅全域に亘り、助燃運転や希釈
運転を必要としないで熱交換器4、5による燃焼排ガス
3との熱交換のみで触媒入口部Aの温度を所定一定温度
に制御することが可能になる。
可燃成分含有ガス1の想定される最大発熱量の場合の流
量温度条件により決定される。第1の熱交換器4の伝熱
面積は、第2の熱交換器5の伝熱面積が決定された上
で、処理する可燃成分含有ガス1の想定される最小発熱
量の場合の流量温度条件により決定される。また、経済
的理由等から熱交換器の数をもっと増したい場合には、
第1の熱交換器を分割しても差支えない。したがって可
燃成分含有ガス1が最小発熱量の場合には、可燃成分含
有ガス調節弁19および20は全閉とし、可燃成分含有
ガス1の全量が可燃成分含有ガス第1流路2、可燃成分
含有ガス調節弁18を通って第1の熱交換器4に供給さ
れる。ここで可燃成分含有ガス1は燃焼排ガス3により
予熱され、さらに第2の熱交換器5に送られて燃焼排ガ
ス3により触媒入口部Aで所定温度を保持するに必要な
温度に迄予熱される。即ち、可燃成分含有ガス1が最小
発熱量の場合には、第2の熱交換器5に第1の熱交換器
4が付加された形で、伝熱面積の大きな熱交換器として
使用される。可燃成分含有ガス1の発熱量が最小発熱量
より大きくなると、燃焼排ガス3の温度が高くなり、熱
交換器伝熱性能が向上する。この状態では前述の可燃成
分含有ガス流路状態における第1の熱交換器4の出口可
燃成分含有ガス温度が高くなり過ぎて触媒入口部Aの温
度を所定の一定温度に維持できなくなる。このため可燃
成分含有ガス発熱量が増大するにつれて第1の熱交換器
4の入口調節弁18を徐除に閉め、第2の熱交換器5の
入口調節弁19を除除に開いて第1の熱交換器4への可
燃成分含有ガス供給量を絞る。これによって第2の熱交
換器5の入口調節弁19を通って直接第2の熱交換器5
に供給される可燃成分含有ガス流量が増え、交換熱量を
調節して触媒入口部Aの温度を所定一定温度に制御す
る。可燃成分含有ガス1の発熱量が増大して第1の熱交
換器4の入口調節弁18が全閉、第2の熱交換器5の入
口調節弁19が全開となった段階で、更に可燃成分含有
ガス1の発熱量が増大すると、バイパス流路16の入口
調節弁20が除除に開きバイパス流路16に可燃成分含
有ガスが流れる。これによって第2の熱交換器5の交換
熱量を調節すると同時に第2の熱交換器5の可燃成分含
有ガス出口において予熱可燃成分含有ガスとバイパス流
路16からのバイパス可燃成分含有ガスとを混合し、予
熱温度を調節して触媒入口部Aの温度を所定一定温度に
制御する。したがってこの方法により可燃成分含有ガス
1の発熱量の大きな変動幅全域に亘り、助燃運転や希釈
運転を必要としないで熱交換器4、5による燃焼排ガス
3との熱交換のみで触媒入口部Aの温度を所定一定温度
に制御することが可能になる。
【0013】図2に本実施例による可燃成分含有ガスの
発熱量(70〜160Kcal/m3N)に対する触媒
入口部温度と触媒出口部温度の関係例を示すが、触媒入
口部温度は可燃成分含有ガスの発熱量全域に亘って一定
に制御されていて、触媒出口部温度も燃焼触媒の耐熱限
界温度(800℃)以下に保たれている。
発熱量(70〜160Kcal/m3N)に対する触媒
入口部温度と触媒出口部温度の関係例を示すが、触媒入
口部温度は可燃成分含有ガスの発熱量全域に亘って一定
に制御されていて、触媒出口部温度も燃焼触媒の耐熱限
界温度(800℃)以下に保たれている。
【0014】本考案によれば、熱交換器における燃焼排
ガスとの熱交換で可燃成分含有ガスの予熱が充分にで
き、触媒入口部温度を所定の一定温度に維持できるの
で、助燃運転や希釈運転が不要になる。これによりユー
ティリティや動力費等の低減ができ、希釈設備が不要に
なる上、希釈空気が不要になることにより触媒燃焼炉等
の設備のコンパクト化、燃焼触媒量の低減等設備の低コ
スト化が図れることになる。また第2の熱交換器5の伝
熱面積は最大発熱量を有する場合の可燃成分含有ガス1
をベースに決定されるので熱交換器の耐熱限界温度以下
で使用することが可能である。したがって第1の熱交換
器4も、第2の熱交換器5で熱交換を行って温度の低下
した燃焼排ガス3を通しているので、可燃成分含有ガス
を流していない時でさえも熱交換器の耐熱限界温度を超
えることはなく、安価でメンテナンスの容易なプレート
式熱交換器の使用が可能である。
ガスとの熱交換で可燃成分含有ガスの予熱が充分にで
き、触媒入口部温度を所定の一定温度に維持できるの
で、助燃運転や希釈運転が不要になる。これによりユー
ティリティや動力費等の低減ができ、希釈設備が不要に
なる上、希釈空気が不要になることにより触媒燃焼炉等
の設備のコンパクト化、燃焼触媒量の低減等設備の低コ
スト化が図れることになる。また第2の熱交換器5の伝
熱面積は最大発熱量を有する場合の可燃成分含有ガス1
をベースに決定されるので熱交換器の耐熱限界温度以下
で使用することが可能である。したがって第1の熱交換
器4も、第2の熱交換器5で熱交換を行って温度の低下
した燃焼排ガス3を通しているので、可燃成分含有ガス
を流していない時でさえも熱交換器の耐熱限界温度を超
えることはなく、安価でメンテナンスの容易なプレート
式熱交換器の使用が可能である。
【0015】
【考案の効果】触媒燃焼装置の熱交換器を複数個に分割
して産業廃ガス等の可燃成分含有ガスの流路に直列に接
続し、おのおのの熱交換器に流量制御可能なバイパス流
路を備えることにより、可燃成分含有ガスの発熱量最小
の場合に全熱交換器を使って補助燃料によるバックアッ
プ予熱なしで触媒入口部温度を産業廃ガス成分中の最高
触媒燃焼反応開始温度350℃に予熱可能であり、可燃
成分含有ガスの発熱量最大の場合に可燃成分含有ガス流
路の最下流に接続された熱交換器のみに可燃成分含有ガ
スの全部または一部を通すことによって希釈運転なしで
触媒入口部温度の350℃一定制御可能な予熱を可能に
する。その結果発熱量変動範囲の大きな産業廃ガス等の
可燃成分含有ガスを助燃運転も希釈運転もなしで燃焼処
理できる触媒燃焼装置を提供することができた。
して産業廃ガス等の可燃成分含有ガスの流路に直列に接
続し、おのおのの熱交換器に流量制御可能なバイパス流
路を備えることにより、可燃成分含有ガスの発熱量最小
の場合に全熱交換器を使って補助燃料によるバックアッ
プ予熱なしで触媒入口部温度を産業廃ガス成分中の最高
触媒燃焼反応開始温度350℃に予熱可能であり、可燃
成分含有ガスの発熱量最大の場合に可燃成分含有ガス流
路の最下流に接続された熱交換器のみに可燃成分含有ガ
スの全部または一部を通すことによって希釈運転なしで
触媒入口部温度の350℃一定制御可能な予熱を可能に
する。その結果発熱量変動範囲の大きな産業廃ガス等の
可燃成分含有ガスを助燃運転も希釈運転もなしで燃焼処
理できる触媒燃焼装置を提供することができた。
【図1】本考案の実施例を示す系統図である。
【図2】本考案の実施例による可燃成分含有ガス発熱量
に対する触媒出入口部の温度特性曲線である。
に対する触媒出入口部の温度特性曲線である。
【図3】従来の技術における実施例を示す系統図であ
る。
る。
【図4】従来の技術における可燃成分含有ガス発熱量に
対する触媒出入口部の温度特性説明図である。
対する触媒出入口部の温度特性説明図である。
1 可燃成分含有ガス 2 可燃成分含有ガス第1流路 3 燃焼排ガス 4 第1の熱交換器 5 第2の熱交換器 11 触媒燃焼炉 12 燃焼触媒 13 燃焼排ガス流路 15 可燃成分含有ガス第2流路 16 バイパス流路 18 可燃成分含有ガス調節弁 19 可燃成分含有ガス調節弁 20 可燃成分含有ガス調節弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 今村 三夫 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日 立株式会社 呉工場内 (56)参考文献 実開 平4−73716(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23G 7/06
Claims (1)
- 【請求項1】 可燃成分を含むガスを燃焼触媒の存在下
で燃焼処理する触媒燃焼炉と、該触媒燃焼炉から排出さ
れる燃焼排ガスによって前記触媒燃焼炉へ供給する可燃
成分含有ガスを予熱する熱交換器とを備える触媒燃焼装
置において、前記熱交換器を複数に分割し、該各分割熱
交換器の前記燃焼排ガスの流路を直列に接続するととも
に、前記各分割熱交換器の前記可燃成分含有ガスの流路
も直列に接続し、さらに前記可燃成分含有ガスの流路に
ついては前記各分割熱交換器をバイパスする流量調整可
能なバイパス流路を設けたことを特徴とする触媒燃焼装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1992058209U JP2605666Y2 (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 触媒燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1992058209U JP2605666Y2 (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 触媒燃焼装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0622729U JPH0622729U (ja) | 1994-03-25 |
JP2605666Y2 true JP2605666Y2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=13077662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1992058209U Expired - Fee Related JP2605666Y2 (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | 触媒燃焼装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2605666Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5184955B2 (ja) * | 2008-04-22 | 2013-04-17 | 月島環境エンジニアリング株式会社 | Voc含有ガスの処理装置および処理方法 |
JP5255675B2 (ja) * | 2011-07-01 | 2013-08-07 | 新菱冷熱工業株式会社 | 排気処理システム |
JPWO2013145867A1 (ja) * | 2012-03-29 | 2015-12-10 | 株式会社村田製作所 | 排ガス処理方法および排ガス処理装置 |
-
1992
- 1992-08-19 JP JP1992058209U patent/JP2605666Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0622729U (ja) | 1994-03-25 |
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