JPS58115216A - 廃ガス処理方法 - Google Patents

廃ガス処理方法

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Publication number
JPS58115216A
JPS58115216A JP56209666A JP20966681A JPS58115216A JP S58115216 A JPS58115216 A JP S58115216A JP 56209666 A JP56209666 A JP 56209666A JP 20966681 A JP20966681 A JP 20966681A JP S58115216 A JPS58115216 A JP S58115216A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
waste gas
heated
reactor
heat exchanger
Prior art date
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Pending
Application number
JP56209666A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahisa Sato
高久 佐藤
Keizo Maruyama
丸山 恵三
Kunio Sano
邦夫 佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS58115216A publication Critical patent/JPS58115216A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/07Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
不発8F+は、溌ガスの処理方法に関するものである。 詳しく述べると、化学品製造プロセス等により排出され
る廃ガス中の炭化水素類、−i化炭系およびその他の可
燃性有機化合物類を兇全醗化処〕」するための廃ガスの
処理方法に関するものである。 化学品製造工場等において生ずる廃ガスーメタン、エタ
ン、エチレン、プロパン、プロピレン等屡素磨子叡】〜
6の炭化水素類、−r−々化#素ふ・よひ有機し類、ア
ルデヒド類、エステル類、アルコール類等の可燃性肩機
化合物類を含有し、し刀・も悪臭物質を多く含む。これ
らの可燃性化合物類が大気中に放散されるのは好まし、
〈ないことば明らかで、特に悪臭を除去することは強く
要望されるところであり、そのたぬのプロセスも様々提
案されてきている。 この悪臭9匁佃を除去するため訃よび他の不害#/1賀
を除去するために採用されている従来の廃ガス処理プロ
セスとしては、例2は第1図および第2図にフローシー
トで示すよう力方法かある。第1図に示す方法では、導
管】から供給される可燃性化合物を台本する廃ガスは、
必做により設けられたブースターファン2を経て熱交換
器3において加熱されたのち、導管4を通って加熱昇温
用熱交侠器5において外部からの加熱源からの熱により
加熱される。ついで活性アルミナ上に白金等の貴金属を
分散相持した触媒を充填して力る触媒酸化反応器6((
送られて完全燃焼され、さらに導管7より熱回収装置8
に供給されて、熱を回収されたのち、燃焼ガス自身は熱
交換器3に供給されて導管Jから供給される廃ガスを加
熱し、ついでスタック9より大気中に放出される。また
、前配馳媒酸化反応器6へ供給される酷ガスの温度か高
すぎる場合には、空気補給ファン]0より空気を供肯し
て希釈される。 より設けられたブースターファン12を経て熱交俟沿1
3において加熱さtたのち、導管14を通って、活性ア
ルミナ上に白金等の貴金属を分数相持した触媒を充填し
てなる触媒酸化反応器16に送られて完全燃焼され、さ
らに導管]7より熱回収装置】8に供給されて、熱を回
収されたのち、燃焼ガス自身は熱交換器13に供給され
て導管11から供給される廃ガスを加熱され、ついでス
タック】9より大気中に放出される。この場合、触媒酸
化反応器】6からの完全燃焼ガスの一部は 3− 導管20により分岐され、ファン2】により導管14か
ら供給される加熱屏ガス中へ循環することにより前記屏
カスをさらに昇温させ、熱効率を増大させている。また
、前記分岐された完全燃焼ガスの一部は、導管22V(
よりさらに分岐して熱交換器]3に供給してもよい。さ
らに、触媒酸化反応器】6へ供給されるガスの温度が高
過ぎる場冶には、熱回収装置18通過後のガスを導管2
3により分岐させて循環してもよい。 しかしムから、一般に可燃性本機化合物を含本する2発
ガス、和°にパラフィン系炭化水紫類を含々する。開ガ
スを、触′71kを使用して児全部、化処理するプロセ
スを採用する場合、前提条件として考えられるものは、
次のとおりである。 (1)  触媒j曽出ロガスを品度は、はぼ一定とすべ
きである。触媒の耐熱温度は700〜720℃といわれ
るカー、パラフィン系炭化水素類、特にプロパン等が燃
焼不充分となるので、触媒層出口ガス温度を650℃以
下で運転するのは好ましくない。したがって、平均 4
− 的νこは約680℃のレベルで運転されることが望まれ
る。 (2)  触媒層入口ガス温度は、触娘活性との関連で
250℃以上であるべきである。 (3)触媒酸化反応器入口ガスの発熱量は、触媒層にお
ける自己上昇温度が430℃以下(680〜250℃)
の温度範囲内Kかいて制御されるべきである〃−1それ
にもかかわらずプロセスとしては、処理ガスの発熱量が
大きく、その変動幅も太きいものでも安定して処理し得
るもので外ければ々ら力い。 以上のごとき前提に立つで廃ガスの処理方法にについて
検討を行なった結果、本発明者らh次のごとき点が必要
であることを認識するに至った。 (A)熱の最大限の回収 大気中へ放出される処理後の排ガスの温度をできるだけ
低く維持すると七は経泗性の面で1奴度が生じるので、
供給廃ガス量の増加(新鮮空気の導入等による)は極力
避けるべきである。賛だ、最大限の熱回収を達成するニ
ニ、供給ガスの発熱前の変動に対しても放出されるガス
需1#はできるだけ一定に力るようlプロセスにする必
要かある。 (B)  4□れ坤移の抽、出ガスの再第1用このよう
にしてイ巷られる排出ガス中′VCは、もばや可燃性物
ηもほとんど存在せず、酩)。 濃度も低くなるので、不宿性ガスとして、種々の用途、
例えは危険物タンクのシール甲等に再;111j用する
ことが望ましい。 しかしなから、第1図に示す方法において、上述の前提
条件を維持しかつ(A)2よび(B’lの条件を満足す
るためには、加熱昇温用熱交換器5を作動させる不都合
さ々いしは空気補給によるガス市の増大という不第11
益を免れ得々い。触媒し化反応器6の出口ガスは、熱回
収装置8において、例えばスチームを発生することによ
り熱回収され、さらに供給プラント廃ガスの加熱用に使
用されて排出される。供給廃ガスの発熱量か靜いときは
、反応出ロガス温1変か高く々るので、それを制御する
ために外船空気を混合せねば々ら力いのでガス句の増大
、ひいてね°そのガス(でよって持ち去られる熱量の増
大を免れ得々い。オだ、出口ガス中の酸素温度が一足に
はならないので、排出ガスの再オ(]用の面で不都合が
生じる。逆に、供給廃ガス発熱量が低い時には、触aL
醇化反応器出ロガス温度を定格に維持するために、触媒
酸化反応器入口ガス温度を高くする必要があり、加熱昇
温用熱交換器5を作動させねば々ら々〈々る。完全酢化
を行なわせるためには、触&酬化反応器出ロガス温びを
約680″C程度′に維持し々けれはならず、このため
触媒酪化反応缶入ロガス温度を上げねばなら々いことに
なり、それだけ加熱源の高温化が東京される。例えばガ
スの発熱量が目配上。121−淵度として370℃の場
合には、触謀戯化反応詣入口温、[wを31.0 ℃に
し方ければ出口温
【を680℃に維持すると吉ができ々
いので、加熱源としては350℃のものが必要r(々る
。しがるに、透写の化学工場にお諭てば、350℃とい
った高温熱源は入+が困難であり、央際には新たに燃料
を添加する等の方法で対処し々ければならな因。 他方、第2図に示す方法において、上述の前提条件を維
持しかつ(A’lおよび(Blの条件を満足するために
は、廃ガス処理装置は、供給jトガスの最高発熱l゛時
を基準に設計される。す々わち、触媒酸化反応器出口ガ
ス温度を680℃にするために、熱交法器]3の出口温
度が680℃マイナス(最扉発熱量時の自己上昇温度)
に々るように計画され、この温度か250℃以下であれ
ば、触媒反応補出ロガスの一部を循環使用して触媒耐什
反応器入口温度を上げることに々る。しかしながら、循
環ガスの作用効果は、触謀酪化反応器入ロガス温度を上
昇させるのみであって、触媒し化反応器出ロガス温度の
上昇には役立たない。したがって、酸ガスの発熱量か低
くなったときには、循環ガス量の増減によっては触IN
酌化反応器出ロガス温fi 680℃を雁持することは
できず、熱交換器13の出口益度を上げてやる必要かあ
る。そのためVC熱回収装偽】8をバイパスさせて熱交
換器13に触媒酸化反応器16の出口ガスの一部を供給
して坤料ガスを昇漉せねば々らず、必然的にスタック1
9に流れる排気ガスの温度が上昇シフ、熱回収率の大幅
ヵ低下な刑〈0 かくして、本発明の目的は、最大限の堅〜回収が可訃々
廃ガスの処理方法を提供することにある。 本場も明の他の目的は、処舟套′の抄出ガスの不動オリ
用ブー可能な酸ガスの処理方法を提供するとと匠める。 す力わち本発明・は、以下に規足する如くである。 (11(a)炭化外累類、−19化炭替およびその他の
司慾性七機化合物を含有する、完全燃焼による発熱量1
00〜300Kcal/Nm” の酸ガスを触ml化反
応器出ロガスから熱回収したのちの排ガスで加熱し、 (b)このようにして加熱された該酸ガスを該触= h
−化反応器出ロガスの一部によりさらに加熱し、 (e)操作(b)でえられた力ロ熱された酸ガスを触媒
酸化反応器に供給して完全が什して無筈化し、 (d)操作(b)において酸ガスの加熱に用いられた触
媒酪化反応器出口ガスの一部は、その−部まだは全部が
TJU熱された廃ガスととも姓触媒自、化反応器に供給
きれ、 (e’)操作(d)において屏ガスの加熱+IC用いら
れた刺1媒ト化反応器出口ガスの一部のうちの残部は、
触媒し化反応器出ロガスの残部とともに熱回収に供され (f)熱回収したのちの排ガスの一部か操作(b+Ig
おいて廃ガスを加熱した触媒り化尺応器出ロガスの一部
に混合される、 ことより力る廃ガス処理プロセスに2いて、該廃カスの
発熱量版犬々る時操作(e)のガス流市奢七口に捷で減
少させて操作(fiのガス流量を最大とし、発熱量取手
なる時は、逆転せしめてなることを牝整とするi+tガ
ス処理方法。 以下、12/4面を参りし力から不発朋・を詳細に薄明
する。すなわち、本発明の廃ガス処理方法は、第3図に
水子よう・に、導官31から供給される炭化水)類、−
酌・化炭素およびその他の可燃性本機仕合物を台上する
発ガスは、必要により設けられたブースターファン32
を経て第1熱交換器33において加熱されたのち、導管
34を刑って第2熱交換器44においてさらに加熱され
、彼達するように導管46より供給さnる触媒部什尺応
器36の出口ガスの一部と混合され、ついで触〃冥^、
化汐応器36に供給されて完全燃焼される。該反応器3
6において完全燃焼されて昇温した出口(排出)ガスは
、その−剖が導管37から導W4 ovcより分岐され
て第2熱交換器44に供給されて導管34から供給され
る開ガスを加熱したのち、該第2熱父換器44に供給さ
れた出口ガスの全部または一部は、導管46を経て第2
熱交換器44で加熱された屏ガス中に混入される。ここ
で第2熱交僕器44に供給された出口ガスの残余がある
場合は、導管47を経て導管37に循環されて触媒帖7
化反応器36からの高温出口ガスと混合され、ついで熱
回収装置38で熱を最大限&で回収されたのち、導管4
8を経て第1熱交換器33に送られて導管31から供給
される屏ガスを加熱し、さらにスタック39より大気中
に放出されるかあるいは佃の化学プロセスあるいは可納
性物質を収容し、た容−11− 器のシール用不渭性ガスとして使用される。 一方、供給烙れる廃ガスの発熱量が高、いときには、第
2の熱交換器44を通過した触媒す化反応器出ロガスの
一部は全量か触媒醇化反応器36人口にもどされ、さら
に熱回収装置38出ロガスの一部も触媒酸化反応器36
の出口ガス温度を定格に維持するたぬ、導管49から導
管45に混入され、導管46を経て触媒酸化反応器36
の入口にもどされる。供給される廃ガスの発熱量が低く
なるにつれて、熱回収装置38を通過したのちに触媒し
゛化反応器36へ供される循環ガスは流量か少なくなり
、廃ガスの発熱量が設計発熱量分岐点(第4図では18
0Kca1/m”)の時流量はゼロとしてよい。なお、
この循環ガスは、第3図に2ける′−):m49の如く
とってもよいし、点線50の如く第1の熱交換器33を
出た低温の排ガスを用いてもよい。更に廃ガスの発熱r
か低く力ると、第2の熱交換器44を通過した触媒酬化
尺応標出ロガスの一部が熱回収装置38へ返きれること
になる。これは触/、F醇化反応器36の出口ガスとオ
 12− 】の熱交換器33で加熱された廃ガスとで熱交換を行わ
しめたことと同等であり、熱交換量は熱回収装置38へ
そのまま流れる排ガス流量でコントロールすることが出
来る。即ち、第2図ICおいて、熱交換器13の出ロ廃
ガス調度を上げたのと実質的に同じ効果を呈する。しか
も稟3図の方法に従えばこのガス量にかかわらずスタッ
ク39に流れる排ガスの淵肪はほぼ一定であり、排ガス
の増減もないため広い発熱量の範11 Kわたって甚い
熱回収率を維持しうろことにiる。また第3図の方法r
(従えば触媒の劣化によシ卿媒酬化反応器36の入口温
度を250℃以上に上げたい場合、第2の熱交換器44
を通過する触媒し化及応器36の出口ガス流量を増加す
ることにより容易に触媒酸化反応器36の入口温度を上
げることが出来る。 以上の説明をより具体的にするために、第1〜3図につ
いて、それぞれの熱回収の割合を第4図に示す。運転中
性及び設計条件設定は以下の如くである。 供給1発ガスの発熱−ji  300Kcal/W?〜
]0OKcal/m’(自己上昇温IW   罰グ93
0℃〜31f1℃r(相当)供ポは廃ガス温庶    
    50℃IIl!l!媒層入ロガス温度    
 250℃触好層出ロガス温度     680℃外部
からの供給空気温度      20℃基準設計廃ガス
発熱量      180Kcal、鷹基準設計外剖わ
ト出ガス淵暦    100℃第1図および第3図の場
合、熱交換器から外部へ排出されガス温咲け、はぼ10
0〜101℃に雇ゼ持しつつ行ないけるが、第2図のプ
ロセスでは、発熱量か小さく;ケるrした力・い、排出
ガス温度は270〜290℃にまで高くせざるを得なく
カリ、災際上大いにイX都合と々ることか解った。 以上の計部は、賢ガスの発熱量が自己上昇温度として(
680マイナス供給廃ガス温度)℃以下の場合について
の百1.メ、明で;めったが、この発熱量を越えるる合
についてみても、本発明の優位性が認めら扛る。 第1図のプロセスでは外部空気の追加を大きくすれI′
・才対処できるが、熱回収率の低下は避けられ々いこと
は第4図の傾向からも明らかである。 第2図および第3図のプロセスでは、循環使用さ乙る岬
膠反応器出ロガスの一部、に熱回収装置出口ガスを混合
使用することにより対処可tJ1となる(第2図におい
て破線で図示。)。この場合、第3図のプロセスにおい
て第2交換器44から熱回収’fk38へのラインには
ガスは全く流れ々いので、第2図とは実質市に同じプロ
セスと見ることかでさる。したがって、熱(ロ)収率は
同じとなる。 すなわち、第4図において高元熱童側に移行させれ、汀
、熱回1j7率は第2図および第3図のプロセス(は同
じ凹悦を示すことになるし、第1図のプロセスのみ華論
に礁少していく傾向を示す。 以上、結局第3図で示したプロセスの広い範囲での発熱
量変動対処可能性か示はれ、優れた熱回収薬の水準を両
することが明らかにされたのである。したがって、本発
明方法および装置は、プロプレンの酎化によるアクリル
酸の製造工程、プロピレンのアンモ醸化によるアクリロ
ニトリルの製造工程卦よびベンゼンのh什による熱外マ
レイン酸の製造工程から排出をれる廃ガス、例えば50
〜300Kcal/Nm3 、%K 100〜250K
cal/Nm”の発熱量の廃ガスの処坤に特に有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、公知の廃ガス処理プロセスのフ
ローシートであり、第3図は本発明にかかるフローシー
トの1例である。第4図は第1〜3図の谷プロセスの熱
回収率の傾向を示すグラフである。第4図において、横
@は発熱mr ’(Kc a l/Nm” )たて軸と
1〜テは熱回収率(係)を示す。 心許出願人  日本触媒化学工業株式会社特開昭58−
115216(6) 第41刃 ノ麓η′°7交愁量 (此%す

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11(a)炭化水素類、−白化炭素およびその他の可
    燃性冷機化合物を含廟する、完全燃焼による発熱i ]
     F10〜300 K ca l/Nm”の溌ガスを触
    媒酸化反応器出口ガスから熱回収したのちの排ガスで加
    熱し、 (b)このようにして加熱されたよ廃ガスを該触媒酸化
    反応器出口ガスの一部によりさらに3口熱し− (e)操作(b)でえられた加熱された廃ガス上触媒酸
    化反応器に供給して完全し化して無害化し、 (d)操作(b+において廃ガスの加熱VC甲いられた
    触媒際化反応益出ロガスの一部は、その一部または全部
    が加熱された廃ガスとともに触媒hr化原反応益供給さ
    れ、 (e−+操作(d)において廃ガスの加熱に用いられた
    触媒酸化反応器出口ガスの一部のうちの残部は、触媒酸
    化反応器出口ガスの残部とともに熱回収に供され、 (fj熱回収したのちの排ガスの一部が操作(b)にお
    いて廃ガスを加熱した触媒酸化反応d出ロガスの一部に
    混合される、 ことよりなる廃ガス処理プロセスにおいて、該IKガス
    の発熱量最大iる時操作(e’)のガス流量をゼロに才
    で減少させて操作(r ’)のガス流量を最大とし7、
    発熱量最小力る時は、逆転イしぬでなることを特徴とす
    る廃ガス処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5340020A (en) * 1989-06-20 1994-08-23 Emitec Gesellschaft Fuer Emissiontechnologie Mbh Method and apparatus for generating heat by flameless combustion of a fuel in a gas flow
CN105066149A (zh) * 2015-08-13 2015-11-18 中国石油化工股份有限公司 用于低温蓄热式催化氧化处理装置的换热方法

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