JP3723930B2

JP3723930B2 - Catalytic combustion deodorizer

Info

Publication number: JP3723930B2
Application number: JP2002049178A
Authority: JP
Inventors: 秀一松永; 良之阿曽
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP2003247712A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒燃焼式脱臭装置の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
臭気性ガスの処理方法として該臭気ガスを燃焼させて脱臭する処理方法が知られており、該処理方法に用いられる装置では、例えば、必要な温度に予熱された臭気ガスを、管路内に設けた触媒層に導入し酸化無臭化する。
従来この種の装置として代表的なものを図５に示す。
すなわち、外周壁に断熱材３が覆われた外管２で装置本体が構成され、該装置本体の一端に臭気ガスを予熱する熱交換器４が設置されている。５は臭気ガス入口、６は処理後ガス出口であり、４ａは予熱された臭気ガスを移送する移送管である。
【０００３】
また、外管２は内管７とによって二重管構造になっている。該内管７の先端には触媒層８が設けられて、該触媒層８を上下に挟んで蓄熱体９１、９２が配置されている。また、触媒層８の周囲であって内管７と外管２との間の空隙に、輪状に同じく蓄熱体９０が配置されている。なお、１０はバーナー燃焼室、１１は予熱用バーナーである。
【０００４】
処理すべき臭気ガスは、臭気ガス入口５から熱交換器４内に導入され、高温の処理後ガスと熱交換されて予熱される。予熱された臭気ガスは、放出部４ａを通して装置本体１内に放出され、蓄熱体９０を通過する。蓄熱体９０には、先に触媒層８で臭気ガスが通過して触媒燃焼した際の熱が伝えられており、該熱によって蓄熱体９０を通る臭気ガスが予熱される。
【０００５】
予熱された臭気ガスは、蓄熱体９０を通過してバーナー燃焼室１０で折り返されるようにして内管７の先端より触媒層８に導入される。触媒層８では、触媒の酸化作用により臭気ガスが燃焼して無臭化される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の触媒脱臭装置は以上のように構成されているので、２重管内管７と外管２の隙間を臭気ガスが流れる際、移送管４ａの出口に近い側にガスが流れやすく、遠い側に流れにくくなる偏流が避けられず、触媒層８内で流れが偏り温度ムラ、局部的な触媒劣化の原因になるなどの欠点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来のものの課題を解決するためになされたもので、臭気ガスが流れ込む上流側に滞留空間を設けることにより均圧化し、臭気ガスを均一に触媒層に導入することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の触媒燃焼式脱臭装置のうち請求項１記載の発明は、臭気ガスを流路を通して触媒部に導入して触媒燃焼により脱臭する触媒燃焼式脱臭装置において、前記触媒部を二重管の内管内に設置し、その周囲であって前記二重管の外管と前記内管との間の空隙に臭気ガスの通過が可能であるように蓄熱体を設け、該空隙を通過した臭気ガスが前記触媒部に導入されるように構成しており、前記蓄熱体を設けた空隙の上流側に、外管の内径を部分的に大きくして該大径部の内部空間よりなる滞留空間を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記滞留空間は、その有効断面積が前記滞留空間流出側の流路の有効断面積よりも大きいことを特徴とする
【００１２】
すなわち、本発明によれば、触媒部の上流側に滞留空間を設けたので、臭気ガスが触媒部に導入される前に該空間内に滞留し、流路全体において圧力がほぼ均一に調整される。これにより、臭気ガスはより均一に流路を流れ、偏流を抑制することを可能にし、触媒部での温度ムラや局部的な触媒部の劣化を防止する。蓄熱体を設けた空隙の上流側に前記滞留空間を設けることにより、均圧化された臭気ガスが蓄熱体で均等に予熱されて、さらに均等に触媒部に導入されるので、温度ムラ等の発生を効果的に抑制して局部的な触媒劣化を防止する。
【００１３】
なお、前記滞留空間は、請求項２に記載するように、その有効断面積が流出側の流路の有効断面積よりも大きいものとすれば、同じく該空間に臭気ガスが充分に滞留し、均一化を促すことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。
ずなわち、大径部２ａと小径部２ｂとを有する外管２の外周壁に断熱材３が覆われて装置本体１が構成されている。該装置本体１の一端（大径部２ａ側）に処理対象となる臭気ガスと燃焼後の処理後ガスとの間で熱交換して臭気ガスを予熱する熱交換器４が設置されており、該熱交換器４には、臭気ガス入口５と処理後ガス出口６とが設けられている。熱交換器４と装置本体１の大径部２ｂとの間には、予熱された臭気ガスを移送する移送管４ａが設けられている。
【００１６】
また、装置本体１の外管２内には、外管２とほぼ同軸に内管７が配置されており、外管２と内管５とで二重管構造になっている。なお、内管７の一端は上記熱交換器４の下端部に接続されて内部の処理後ガス通路（図示しない）に連通しており、内管７の先端側は、外管２の先端に達しない長さで外管２の下方側（小径部２ｂ側）に伸長して、外管２内で開口している。上記内管７の先端側では、先端からやや奥まった位置（小径部２ｂ側）に触媒部として触媒層８が設けられており、該触媒層８を上下に挟んで内管７の先端部と触媒層８の奥側に蓄熱体９１、９２が配置されている。また、触媒層８の周囲であって内管７と外管２との間の空隙（小径部２ｂ側）に、輪状に同じく蓄熱体９０が配置されている。該蓄熱体９０の上方にある大径部２ａ内空間は、滞留空間２０に割り当てられている。また、外管２の下端は閉じられてガス流が折り返されるように構成されており、該下方部空間がバーナー燃焼室１０に割り当てられている。このバーナー燃焼室１０に露出するようにして該外管２に予熱用バーナー１１が設けられている。
【００１７】
処理すべき臭気ガスは、臭気ガス入口５から熱交換器４内に導入され、同じく熱交換器４内に導入された高温の処理後ガスと熱交換されて予熱される。なお、処理後ガスは、処理後ガス出口６より熱交換器４の外部に排気される。
上記熱交換器４で予熱された臭気ガスは、移送管４ａを通して外管２と内管７との間の滞留空間２０に放出され、該空間で臭気ガスが滞留して整圧、均圧化がなされる。均圧化された臭気ガスは該空間２０を下方に移動して、蓄熱体９０を全周に亘ってほぼ均等に通過する。蓄熱体９０〜９２には、先に触媒層８で臭気ガスが通過して触媒燃焼した際の熱が伝えられており、該熱によって蓄熱体９０を通る臭気ガスが均等に予熱される。これにより熱が有効に利用されている。
【００１８】
予熱された臭気ガスは、蓄熱体９０を通過してバーナー燃焼室１０に至り、該バーナー燃焼室１０で折り返される。該バーナー燃焼室１０では必要に応じて予熱用バーナー１１を動作させ、臭気ガスを加熱する。通常は、装置稼働初期に触媒層８の温度が充分に上昇していないときに、該予熱用バーナー１１を用いて臭気ガスを加熱し、触媒層８での触媒燃焼を補助する。
【００１９】
臭気ガスは上記にようにしてバーナー燃焼室１０で折り返されるようにして内管７の先端より内部に流入し、上昇する。その際に、蓄熱体９１を通過して予熱される。さらに上昇する臭気ガスは触媒層８内に導入される。触媒層８では、触媒の酸化作用により臭気ガスが燃焼して無臭化される。触媒層８への臭気ガスの導入に際しては、臭気ガスが内管７内に均等に流入して触媒層８に均等に導入されるので、触媒での温度ムラが生じにくい。該触媒層８を通過した燃焼後の処理後ガスは、さらに蓄熱体９２を通過して予熱され、内管７を上昇して熱交換器４に導入される。処理後ガスは、上記したように熱交換器４で新たに処理の対象となる臭気ガスに熱を伝達し、さらに熱利用がなされる。熱交換された処理後ガスは、処理後ガス出口６より排気される。
【００２０】
上記装置では、蓄熱体が設置された２重管の隙間より広い空間である滞留空間２０の抵抗が小さいので、該空間で臭気ガスが充分に滞留して整圧、均圧化される。それによって２重管内管７と外管２の隙間を流れる臭気ガスの圧力が全周でほぼ均一化されるので、２重管内管７と外管２の隙間をより均一に臭気ガスが流れる。
【００２１】
また、図２は他の実施形態を示す図である。なお、この図で上記実施形態と同様の構造については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
本実施形態では、バーナー燃焼室１０に燃料供給口１２が設置されている。該燃料供給口１２は、定常運転時に燃料を爆発限界以下適量で臭気ガスに供給し、連続運転を触媒燃焼の発熱のみで行うことを可能にするものである。
【００２２】
図３はさらに他の実施形態を示す図であり、この図で上記実施形態と同様の構造についても同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
本実施形態では、装置本体１に熱交換器４が設置されておらず、外部から供給される臭気ガスが臭気ガス入口５０を通して直接滞留空間２０に供給されている。該臭気ガスは、図示しない熱交換器で予熱した後、滞留空間２０に供給されるものであってもよい。
【００２３】
図４はさらに他の実施形態を示す図であり、図３の装置においてバーナー燃焼室１０に燃料供給口１２を設置したものである。該燃料供給口１２は、図２の装置と同様に、定常運転時に燃料を爆発限界以下適量で臭気ガスに供給し、連続運転を触媒燃焼の発熱のみで行うことを可能にするものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば触媒部に臭気ガスが流れ込む上流側に滞留空間を設けるように構成したので、臭気ガスの均圧化がなされ、臭気ガスがより均一に流れ、触媒部内における偏流が抑制される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の触媒燃焼式脱臭装置を示す断面側面図である。
【図２】同じく他の実施形態の触媒燃焼式脱臭装置を示す断面側面図である。
【図３】同じくさらに他の実施形態の触媒燃焼式脱臭装置を示す断面側面図である。
【図４】同じくさらに他の実施形態の触媒燃焼式脱臭装置を示す断面側面図である。
【図５】従来の触媒燃焼式脱臭装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１装置本体
２外管
２ａ大径部
２ｂ小径部
３断熱材
４熱交換器
５臭気ガス入口
６処理後ガス出口
７内管
８触媒層
１０バーナー燃焼室
１１予熱用バーナー
１２燃料供給口
２０滞留空間
９０蓄熱体
９１蓄熱体
９２蓄熱体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the structure of a catalytic combustion type deodorizing apparatus.
[0002]
[Prior art]
As a treatment method for odorous gas, a treatment method for deodorizing by burning the odor gas is known, and in an apparatus used for the treatment method, for example, odor gas preheated to a necessary temperature is introduced into a pipe line. It introduce | transduces into the provided catalyst layer, and oxidizes non-bromide.
A typical device of this type is shown in FIG.
That is, the apparatus main body is constituted by the outer tube 2 whose outer peripheral wall is covered with the heat insulating material 3, and the heat exchanger 4 for preheating odor gas is installed at one end of the apparatus main body. 5 is an odor gas inlet, 6 is a gas outlet after processing, and 4a is a transfer pipe for transferring preheated odor gas.
[0003]
The outer tube 2 has a double tube structure with the inner tube 7. A catalyst layer 8 is provided at the tip of the inner tube 7, and heat storage bodies 91 and 92 are arranged with the catalyst layer 8 sandwiched between the upper and lower sides. Further, the heat storage body 90 is also arranged in a ring shape around the catalyst layer 8 and in the space between the inner tube 7 and the outer tube 2. In addition, 10 is a burner combustion chamber, 11 is a preheating burner.
[0004]
The odor gas to be treated is introduced into the heat exchanger 4 from the odor gas inlet 5, and is preheated by exchanging heat with the high-temperature treated gas. The preheated odor gas is discharged into the apparatus main body 1 through the discharge portion 4 a and passes through the heat storage body 90. Heat is transmitted to the heat accumulator 90 when the odor gas first passes through the catalyst layer 8 and undergoes catalytic combustion, and the odor gas passing through the heat accumulator 90 is preheated by the heat.
[0005]
The preheated odor gas is introduced into the catalyst layer 8 from the tip of the inner tube 7 so as to pass through the heat accumulator 90 and be folded back in the burner combustion chamber 10. In the catalyst layer 8, the odor gas burns and is not brominated by the oxidizing action of the catalyst.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional catalyst deodorization apparatus is configured as described above, when the odor gas flows through the gap between the double pipe inner pipe 7 and the outer pipe 2, the gas tends to flow to the side close to the outlet of the transfer pipe 4a. There is a disadvantage that uneven flow that makes it difficult to flow to the far side is unavoidable, the flow is uneven in the catalyst layer 8, causing temperature unevenness and local catalyst deterioration.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and by providing a residence space on the upstream side where odor gas flows, the pressure is equalized and the odor gas is uniformly introduced into the catalyst layer. It is an object.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the catalytic combustion type deodorizing device of the present invention for solving the above problems is the catalytic combustion type deodorization apparatus is introduced into the catalyst unit odorous gas through the passage deodorized by the catalytic combustion, the catalyst Is installed in the inner pipe of the double pipe, and a heat accumulator is provided in the space between the outer pipe of the double pipe and the inner pipe so that odor gas can pass therethrough, The odor gas that has passed through the gap is configured to be introduced into the catalyst part, and the inner diameter of the outer diameter part is increased by partially increasing the inner diameter of the outer tube on the upstream side of the gap provided with the heat storage body. It is characterized in that a residence space consisting of a space is provided.
[0009]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the retention space has an effective sectional area larger than an effective sectional area of the flow path on the outflow side of the retention space.
That is, according to the present invention, since the retention space is provided on the upstream side of the catalyst portion, the odor gas stays in the space before being introduced into the catalyst portion, and the pressure is adjusted almost uniformly in the entire flow path. The As a result, the odor gas can flow through the flow path more uniformly and suppress the drift, thereby preventing temperature unevenness in the catalyst part and local deterioration of the catalyst part. By providing the retention space upstream of the gap provided with the heat accumulator, the pressure-equalized odor gas is preheated evenly by the heat accumulator and is evenly introduced into the catalyst part. Generation is effectively suppressed to prevent local catalyst deterioration.
[0013]
In addition, as described in claim 2, if the effective cross-sectional area is larger than the effective cross-sectional area of the flow channel on the outflow side, the odor gas is sufficiently retained in the space, Uniformity can be promoted.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
That is, the heat insulating material 3 is covered with the outer peripheral wall of the outer tube 2 having the large-diameter portion 2a and the small-diameter portion 2b, whereby the apparatus main body 1 is configured. A heat exchanger 4 that preheats the odor gas by exchanging heat between the odor gas to be treated and the treated gas after combustion is installed at one end (the large diameter portion 2a side) of the apparatus body 1. The heat exchanger 4 is provided with an odor gas inlet 5 and a post-treatment gas outlet 6. Between the heat exchanger 4 and the large diameter part 2b of the apparatus main body 1, a transfer pipe 4a for transferring preheated odor gas is provided.
[0016]
Further, an inner tube 7 is disposed almost coaxially with the outer tube 2 in the outer tube 2 of the apparatus main body 1, and the outer tube 2 and the inner tube 5 form a double tube structure. One end of the inner tube 7 is connected to the lower end of the heat exchanger 4 and communicates with an internal post-treatment gas passage (not shown), and the distal end side of the inner tube 7 is connected to the distal end of the outer tube 2. It extends to the lower side (small diameter portion 2 b side) of the outer tube 2 with a length that does not reach, and opens in the outer tube 2. On the distal end side of the inner tube 7, a catalyst layer 8 is provided as a catalyst portion at a position slightly recessed from the distal end (on the small diameter portion 2 b side). On the back side of the catalyst layer 8, heat storage bodies 91 and 92 are arranged. Further, the heat storage body 90 is similarly arranged in a ring shape around the catalyst layer 8 and in the space between the inner tube 7 and the outer tube 2 (on the small diameter portion 2b side). The space inside the large diameter portion 2 a above the heat storage body 90 is assigned to the staying space 20. Further, the lower end of the outer tube 2 is closed so that the gas flow is folded back, and the lower space is assigned to the burner combustion chamber 10. A preheating burner 11 is provided in the outer tube 2 so as to be exposed to the burner combustion chamber 10.
[0017]
The odor gas to be treated is introduced into the heat exchanger 4 from the odor gas inlet 5 and is preheated by exchanging heat with the high-temperature treated gas introduced into the heat exchanger 4. The treated gas is exhausted from the treated gas outlet 6 to the outside of the heat exchanger 4.
The odor gas preheated in the heat exchanger 4 is discharged to the stay space 20 between the outer pipe 2 and the inner pipe 7 through the transfer pipe 4a, and the odor gas stays in the space to regulate and equalize the pressure. Is made. The equalized odor gas moves downward in the space 20 and passes through the heat accumulator 90 almost uniformly over the entire circumference. Heat is transmitted to the heat accumulators 90 to 92 when the odor gas first passes through the catalyst layer 8 and undergoes catalytic combustion, and the odor gas passing through the heat accumulator 90 is evenly preheated by the heat. This effectively uses heat.
[0018]
The preheated odor gas passes through the heat accumulator 90, reaches the burner combustion chamber 10, and is folded back in the burner combustion chamber 10. In the burner combustion chamber 10, a preheating burner 11 is operated as necessary to heat the odor gas. Usually, when the temperature of the catalyst layer 8 is not sufficiently increased at the initial stage of operation of the apparatus, the odor gas is heated using the preheating burner 11 to assist the catalytic combustion in the catalyst layer 8.
[0019]
The odor gas flows into the inside from the tip of the inner pipe 7 and rises so as to be folded in the burner combustion chamber 10 as described above. In that case, it preheats by passing through the heat storage body 91. Further rising odor gas is introduced into the catalyst layer 8. In the catalyst layer 8, the odor gas burns and is not brominated by the oxidizing action of the catalyst. When the odor gas is introduced into the catalyst layer 8, the odor gas uniformly flows into the inner pipe 7 and is introduced into the catalyst layer 8 evenly, so that temperature unevenness in the catalyst hardly occurs. The treated gas after combustion that has passed through the catalyst layer 8 further passes through the heat accumulator 92 and is preheated, ascends the inner pipe 7 and is introduced into the heat exchanger 4. As described above, the post-treatment gas transfers heat to the odor gas to be newly treated by the heat exchanger 4 and further uses the heat. The heat-exchanged post-treatment gas is exhausted from the post-treatment gas outlet 6.
[0020]
In the above apparatus, since the resistance of the stay space 20 which is a space wider than the gap between the double pipes in which the heat accumulators are installed is small, the odor gas stays sufficiently in the space to regulate and equalize the pressure. As a result, the pressure of the odor gas flowing through the gap between the double pipe inner pipe 7 and the outer pipe 2 is almost uniform over the entire circumference, so that the odor gas flows more uniformly through the gap between the double pipe inner pipe 7 and the outer pipe 2.
[0021]
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment. In this figure, the same reference numerals are assigned to the same structures as those in the above embodiment, and the description thereof is omitted or simplified.
In the present embodiment, a fuel supply port 12 is installed in the burner combustion chamber 10. The fuel supply port 12 supplies fuel to the odor gas in an appropriate amount below the explosion limit at the time of steady operation, and enables continuous operation only by heat generated by catalytic combustion.
[0022]
FIG. 3 is a diagram showing still another embodiment. In this figure, the same reference numerals are given to the same structures as those in the above-described embodiment, and the description thereof is omitted or simplified.
In the present embodiment, the heat exchanger 4 is not installed in the apparatus main body 1, and the odor gas supplied from the outside is directly supplied to the staying space 20 through the odor gas inlet 50. The odor gas may be supplied to the retention space 20 after preheating with a heat exchanger (not shown).
[0023]
FIG. 4 is a view showing still another embodiment, in which the fuel supply port 12 is installed in the burner combustion chamber 10 in the apparatus of FIG. Similar to the apparatus of FIG. 2, the fuel supply port 12 supplies fuel to the odor gas in an appropriate amount below the explosion limit during steady operation, and enables continuous operation only by heat generated by catalytic combustion.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the retention space is provided on the upstream side where the odor gas flows into the catalyst portion, the pressure of the odor gas is equalized, the odor gas flows more uniformly, and the inside of the catalyst portion This has the effect of suppressing the drift in.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional side view showing a catalytic combustion deodorizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional side view showing a catalytic combustion type deodorizing apparatus of another embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional side view showing a catalytic combustion type deodorizing apparatus of still another embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional side view showing a catalytic combustion type deodorizing apparatus of still another embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional catalytic combustion deodorizing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus main body 2 Outer pipe | tube 2a Large diameter part 2b Small diameter part 3 Heat insulating material 4 Heat exchanger 5 Odor gas inlet 6 After-treatment gas outlet 7 Inner pipe | tube 8 Catalyst layer 10 Burner combustion chamber 11 Preheating burner 12 Fuel supply port 20 Retention space 90 heat storage body 91 heat storage body 92 heat storage body

Claims

臭気ガスを流路を通して触媒部に導入して触媒燃焼により脱臭する触媒燃焼式脱臭装置において、前記触媒部を二重管の内管内に設置し、その周囲であって前記二重管の外管と前記内管との間の空隙に臭気ガスの通過が可能であるように蓄熱体を設け、該空隙を通過した臭気ガスが前記触媒部に導入されるように構成しており、前記蓄熱体を設けた空隙の上流側に、外管の内径を部分的に大きくして該大径部の内部空間よりなる滞留空間を設けたことを特徴とする触媒燃焼式脱臭装置。In a catalytic combustion type deodorizing apparatus that introduces odorous gas into a catalyst part through a flow path and deodorizes by catalytic combustion, the catalyst part is installed in an inner pipe of a double pipe, and is surrounded by an outer pipe of the double pipe A heat accumulator is provided in the gap between the inner pipe and the inner pipe, and the odor gas that has passed through the gap is introduced into the catalyst unit. A catalytic combustion type deodorizing apparatus characterized in that a residence space consisting of the internal space of the large diameter portion is provided by partially increasing the inner diameter of the outer tube on the upstream side of the gap .

前記滞留空間は、その有効断面積が前記滞留空間流出側の流路の有効断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の触媒燃焼式脱臭装置。The catalytic combustion type deodorizing apparatus according to claim 1, wherein the retention space has an effective sectional area larger than an effective sectional area of the flow path on the outflow side of the retention space .