(57)【要約】  【課題】  酸素濃度の変動する被処理ガスの処理に好適な蓄熱式脱臭装置を提供することを一の課題とする。  【解決手段】  蓄熱材が収容された複数の蓄熱領域と、該複数の蓄熱領域と連通され被処理ガスを熱処理する加熱処理領域とを備えてなり、該蓄熱領域を介して被処理ガスが加熱処理領域へ導入されるように構成された蓄熱式脱臭装置であって、前記被処理ガス中の酸素濃度を測定するための酸素濃度測定手段と、前記加熱処理領域の温度を制御する温度制御手段とを備え、前記温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、前記酸素濃度測定手段により測定された被処理ガス中の酸素濃度に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする蓄熱式脱臭装置による。【選択図】          図１
2008241122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱材が収容された複数の蓄熱領域と、該複数の蓄熱領域と連通され被処理ガスを熱処理する加熱処理領域とを備えてなり、該蓄熱領域を介して被処理ガスが加熱処理領域へ導入されるように構成された蓄熱式脱臭装置であって、
前記被処理ガス中の酸素濃度を測定するための酸素濃度測定手段と、
前記加熱処理領域の温度を制御するための温度制御手段とを備え、
前記温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、前記酸素濃度測定手段により測定された被処理ガス中の酸素濃度に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする蓄熱式脱臭装置。
【請求項２】
前記酸素濃度をｘ（％）とし、前記加熱処理領域の制御温度をＴ（℃）とした場合に、これらｘ（％）とＴ（℃）とが、以下の関係式（１）
０≦ｘ≦５のとき、    Ｔ＝９００±５０
５≦ｘ≦１５のとき、  Ｔ＝−８ｘ＋９４０±５０                （１）
１５≦ｘのとき、      Ｔ＝８２０±５０
を満たすように制御されることを特徴とする請求項１記載の蓄熱式脱臭装置。
【請求項３】
前記被処理ガスの流量を制御するための被処理ガス流量制御手段を更に備え、該流量が、前記被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）の変化速度ｄｘ／ｄｔ（％／分）に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱式脱臭装置。
【請求項４】
前記被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）の変化速度ｄｘ／ｄｔ（％／分）が、−１以下のとき、前記流量を減少させるように前記被処理ガス流量制御手段による制御が行われるように構成されたことを特徴とする請求項３記載の蓄熱式脱臭装置。
【請求項５】
該蓄熱式脱臭装置より排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度を測定する一酸化炭素濃度測定手段を更に備え、前記温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、該一酸化炭素濃度測定手段により測定された被処理ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の蓄熱式脱臭装置。
【請求項６】
蓄熱材が収容された複数の蓄熱領域と、該複数の蓄熱領域と連通され被処理ガスを熱処理する加熱処理領域とを備えてなり、該蓄熱領域を介して被処理ガスが加熱処理領域へ導入されるように構成された蓄熱式脱臭装置であって、
該蓄熱式脱臭装置より排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度を測定する一酸化炭素濃度測定手段と、
前記加熱処理領域の温度を制御するための温度制御手段とを備え、
前記温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、前記一酸化炭素濃度測定手段により測定された被処理ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする蓄熱式脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、工場等から排出される被処理ガスを脱臭するための蓄熱式脱臭装置に関し、とりわけ、揮発性有機化合物（以下、「ＶＯＣ」という）等の有機物を含んだ被処理ガスの脱臭に好適な蓄熱式脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場等から排出されＶＯＣを含む被処理ガスの脱臭装置として、例えば下記特許文献１に開示されたような蓄熱式脱臭装置が知られている。即ち、従来の該蓄熱式脱臭装置は、一般に、被処理ガスを燃焼するための燃焼領域と、該燃焼領域へ導入する被処理ガスを予熱するための複数の蓄熱領域とを備えて構成されており、蓄熱領域には、蓄熱材として例えばハニカム状の蓄熱材が収容されており、一方、燃焼領域内には、該燃焼領域内の被処理ガスを所定の温度に昇温するための加熱装置（例えば、バーナー）が備えられている。
【０００３】
該蓄熱式脱臭装置は、被処理ガスを何れか一つの蓄熱領域を通過させて燃焼領域へと導入し、該燃焼領域にて熱処理した後、他の蓄熱領域を出口として排出するように運転されるものである。出口となる蓄熱領域に収容された蓄熱材は、暫らく運転を継続すると次第に高温となるため、入口となる蓄熱領域と出口となる蓄熱領域とを所定時間毎に順次切り替え、高温となった蓄熱領域から被処理ガスが導入されるように運転される。
このように、該蓄熱式脱臭装置は、処理後の被処理ガスによって持ち出される熱量を最小限に抑え、且つその熱を処理前の被処理ガスの加熱に有効利用しながら、被処理ガスの熱処理を行うものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６４５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の蓄熱式脱臭装置が処理対象とする被処理ガスは、化学工業や電子・半導体工業、薬品工業などの幅広い分野における各種施設等から排出されるものであるが、排出元となる施設によっては、該被処理ガス中の酸素濃度が低下するような場合がある。然るに、酸素濃度が低下した被処理ガスをそのまま蓄熱式脱臭装置において熱処理した場合には、該蓄熱式脱臭装置から排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度が上昇するおそれがある。
【０００６】
従来、被処理ガスの酸素濃度が低下するような場合に対しては、該被処理ガスに外気を混ぜ、酸素濃度を高めるという方法が検討されている。
しかしながら、斯かる方法では、酸素濃度が低下した被処理ガスの酸素濃度を高めるためには、膨大な量の外気を混ぜる必要があり、蓄熱式脱臭装置に供給されるガス流量を一定とした場合には被処理ガスの処理量が大幅に減少し、或いは、被処理ガスの処理量を一定とした場合には、蓄熱式脱臭装置に供給されるガス流量が大幅に増加するという問題がある。また、外気を導入するためのファンを用いる場合には、該ファンに要する設備コストや運転コストが余分に発生するという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、酸素濃度の変動する被処理ガスの処理に好適な蓄熱式脱臭装置を提供することを一の課題とし、酸素濃度が変動しても排出ガス中の一酸化炭素濃度を可及的に低く維持しうるような蓄熱式脱臭装置を提供することを他の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明は、蓄熱材が収容された複数の蓄熱領域と、該複数の蓄熱領域と連通され被処理ガスを熱処理する加熱処理領域とを備えてなり、該蓄熱領域を介して被処理ガスが加熱処理領域へ導入されるように構成された蓄熱式脱臭装置であって、前記被処理ガス中の酸素濃度を測定するための酸素濃度測定手段と、前記加熱処理領域の温度を制御する温度制御手段とを備え、前記温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、前記酸素濃度測定手段により測定された被処理ガス中の酸素濃度に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする蓄熱式脱臭装置を提供する。
【０００９】
また、本発明に係る蓄熱式脱臭装置は、前記酸素濃度をｘ（％）とし、前記加熱処理領域の制御温度をＴ（℃）とした場合に、これらｘ（％）とＴ（℃）とが、以下の関係式（１）
０≦ｘ≦５のとき、    Ｔ＝９００±５０
５≦ｘ≦１５のとき、  Ｔ＝−８ｘ＋９４０±５０                    （１）
１５≦ｘのとき、      Ｔ＝８２０±５０
を満たすよう制御されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る蓄熱式脱臭装置は、前記被処理ガスの流量を制御するための被処理ガス流量制御手段を更に備え、該流量が、前記被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）の変化速度ｄｘ／ｄｔ（％／分）に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係る蓄熱式脱臭装置は、該蓄熱式脱臭装置より排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度を測定する一酸化炭素濃度測定手段を更に備え、前記温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、該一酸化炭素濃度測定手段により測定された被処理ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る蓄熱式脱臭装置は、温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、酸素濃度測定手段により測定された被処理ガス中の酸素濃度に基づいて制御されるように構成されているため、酸素濃度が変動した場合には、該酸素濃度に基づき加熱処理領域の温度が温度制御手段によって制御されることとなる。即ち、加熱処理領域の温度が被処理ガスの酸素濃度に基づいて該酸素濃度に適した温度範囲に制御されることとなり、一酸化炭素濃度の上昇を防止することができる。
【００１３】
また、本発明は、蓄熱材が収容された複数の蓄熱領域と、該複数の蓄熱領域と連通され被処理ガスを熱処理する加熱処理領域とを備えてなり、該蓄熱領域を介して被処理ガスが加熱処理領域へ導入されるように構成された蓄熱式脱臭装置であって、該蓄熱式脱臭装置より排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度を測定する一酸化炭素濃度測定手段と、前記加熱処理領域の温度を制御するための温度制御手段とを備え、前記温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、前記一酸化炭素濃度測定手段により測定された被処理ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて制御されるように構成されたことを特徴とする蓄熱式脱臭装置を提供する。
【００１４】
本発明に係る蓄熱式脱臭装置は、前記温度制御手段によって制御される加熱処理領域の温度が、前記一酸化炭素濃度測定手段により測定された排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度に基づいて制御されるように構成されているため、被処理ガスの酸素濃度が変動したことに起因して、排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度が変動した場合には、該一酸化炭素濃度に基づき加熱処理領域の温度が温度制御手段によって制御されることとなる。即ち、加熱処理領域の温度が、排出される被処理ガスの一酸化炭素濃度に基づいて該一酸化炭素濃度を低下させるような温度範囲に制御されることとなり、その結果、一酸化炭素濃度の上昇を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明によれば、酸素濃度の変動する被処理ガスの処理に好適な蓄熱式脱臭装置が提供されることとなる。また、被処理ガス中の酸素濃度が変動した場合であっても、一酸化炭素の排出を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る蓄熱式脱臭装置の一実施形態に関し、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明に係る蓄熱式脱臭装置の一実施形態を示したフロー図である。
図１に示したように、本実施形態の蓄熱式脱臭装置１は、被処理ガスＡを加熱して該被処理ガス中に含まれるＶＯＣ等の有機物を酸化分解する加熱処理領域２と、該加熱処理領域２によって加熱された被処理ガスＡとの熱の授受を行う蓄熱材３１が収容されてなる３つの蓄熱領域３とを備えており、いわゆる３塔式の蓄熱式脱臭装置として構成されている。
【００１７】
前記加熱処理領域２には、該加熱処理領域２内の温度を調節するための温度調節手段としてのバーナー２１と、該加熱処理領域２の内部温度を測定する温度計２２とが備えられている。そして、これらバーナー２１および温度計２２は、制御装置４と電気的に接続されており、該制御装置４は、温度計２２によって測定された温度が所定の値となるようにバーナー２１を制御しうるように構成されている。
【００１８】
また、本実施形態の蓄熱式脱臭装置１は、被処理ガスＡの排出元となる施設（図示せず）から被処理ガスＡを蓄熱領域３へと導く供給側ダクト５に、被処理ガス中の酸素濃度を測定するための酸素濃度測定手段としての酸素濃度計７が設置されている。そして、該酸素濃度計７も前記制御装置４と電気的に接続されており、該酸素濃度計７によって測定された酸素濃度の値が電気信号によって制御装置４に送られるように構成されている。
【００１９】
そして、該制御装置４は、前記酸素濃度計７によって測定された酸素濃度をｘ（％）とした場合に、加熱処理領域内の温度Ｔ（℃）が、以下の関係式（１）
０≦ｘ≦５のとき、    Ｔ＝９００±５０
５≦ｘ≦１５のとき、  Ｔ＝−８ｘ＋９４０±５０                    （１）
１５≦ｘのとき、      Ｔ＝８２０±５０
を満たすべく前記バーナー２１を制御しうるように構成されている。
【００２０】
より具体的には、前記制御装置４は、前記温度計２２によって測定された加熱処理領域２の実際の温度をＴ１（℃）とした場合に、酸素濃度ｘ（％）から算出される上記制御温度Ｔ（℃）と実際の温度をＴ１（℃）とを比較することにより、その差に応じた出力信号（例えば、バーナーの開度の信号）を前記バーナー２１へ出力するように構成されている。
【００２１】
図２は、上記関係式（１）を、横軸に酸素濃度ｘ（％）、縦軸に加熱処理領域２内の温度Ｔ（℃）として表したグラフである。即ち、該図２に示したように、本実施形態の制御装置４によれば、被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）が１５（％）以上である場合には、加熱処理領域２内の温度Ｔ（℃）は７７０〜８７０（℃）の範囲内となるように制御され、被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）が低下して５〜１５（％）の範囲内となった場合には、加熱処理領域２内の温度Ｔ（℃）は、Ｔ＝−８ｘ＋９４０±５０の範囲内となるように制御され、被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）が５（％）以下である場合には、加熱処理領域２内の温度Ｔ（℃）は８５０〜９５０（℃）の範囲内となるように制御される。
【００２２】
また、好ましくは、前記制御装置４は、以下の関係式（２）
０≦ｘ≦５のとき、    Ｔ＝９００±１０
５≦ｘ≦１５のとき、  Ｔ＝−８ｘ＋９４０±１０                    （２）
１５≦ｘのとき、      Ｔ＝８２０±１０
を満たすべく前記バーナー２１を制御しうるように構成されており、このような制御装置４によれば、被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）が１５（％）以上である場合には、加熱処理領域２内の温度Ｔ（℃）は８１０〜８３０（℃）の範囲内となるように制御され、被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）が低下して５〜１５（％）の範囲内となった場合には、加熱処理領域２内の温度Ｔ（℃）は、Ｔ＝−８ｘ＋９４０±１０の範囲内となるように制御され、被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）が５（％）以下である場合には、加熱処理領域２内の温度Ｔ（℃）は８９０〜９１０（℃）の範囲内となるように制御される。
【００２３】
図３は、被処理ガスの酸素濃度経時変化の一例と、このような被処理ガスを処理する場合において熱処理領域２内の温度を上記のような関係式に基づいて制御する場合の制御温度Ｔ（℃）の経時変化を示したグラフである。
図３に示すように、酸素濃度が１５（％）の一定値を保つ場合には、加熱処理領域内制御温度Ｔも８２０（℃）の一定値を保つように制御され、酸素濃度が１５（％）から５（％）に減少していく場合には、加熱処理領域内制御温度Ｔもこれに対応して８２０（℃）から９００（℃）に上昇するように制御される。そして、酸素濃度が５（％）の一定値を保つ場合には、加熱処理領域内制御温度Ｔも９００（℃）の一定値を保つように制御され、酸素濃度が５（％）から１５（％）に増加していく場合には、加熱処理領域内制御温度Ｔもこれに対応して９００（℃）から８２０（℃）に降下するように制御される。
【００２４】
被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）に基づき、加熱処理領域の温度Ｔ（℃）を上記のような関係式を満たすように制御することにより、本実施形態に係る蓄熱式脱臭装置１から排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度は、大幅に低減されることとなる。
【００２５】
本実施形態に係る蓄熱式脱臭装置１は、さらに、図１に示すように、前記被処理ガスＡの流量を制御するための被処理ガス流量制御手段として送風機８を更に備えている。該送風機８もまた、前記制御装置４と電気的に接続されており、該制御装置４は、前記被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）の変化速度ｄｘ／ｄｔ（％／分）に基づいて、送風機８によって定められる被処理ガスの流量Ｖ（ｍ3／ｈ）を制御しうるように構成されている。
【００２６】
例を挙げてより具体的に説明すると、前記被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）の変化速度が所定の値ａ（％／分）よりも小さい場合、即ち、ｄｘ／ｄｔ≦ａとなる場合には、流量Ｖを蓄熱式脱臭装置の定格流量Ｖ１（ｍ3／ｈ）とし、酸素濃度ｘ（％）の変化速度が所定の値ａ（％／分）を超え且つ所定の値ｂ以下となった場合、即ち、ａ≦ｄｘ／ｄｔ≦ｂとなる場合には、流量Ｖを定格流量Ｖ１（ｍ3／ｈ）よりも減少させていき、酸素濃度ｘ（％）の変化速度が所定の値ｂ（％／分）を超えた場合、即ち、ｂ≦ｄｘ／ｄｔとなる場合には、流量Ｖを下限値Ｖ２（ｍ3／ｈ）とするように、前記制御装置４は構成されている。
【００２７】
ここで、流量制御における上記係数ａ、ｂ、及びＶ１の値は特に限定されず、加熱処理領域の温度追従性等によって決定することができるが、通常、ａは−１（％／分）とすることが好ましい。即ち、酸素濃度ｘ（％）の変化速度ｄｘ／ｄｔ（％／分）が−１以下となったとき、言い換えると、１分間当たりに酸素濃度ｘが１（％）以上低下したような場合に、上記のような流量制御が開始されるように設定されることが好ましい。
また、前記下限値Ｖ２は、前記定格流量Ｖ１の２０〜３０％とすることが好ましく、前記ｂの値は、３とすることが好ましい。
【００２８】
斯かる構成の制御装置４によれば、前記被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）の変化速度ｄｘ／ｄｔ（％／分）が−１以下となったとき、即ち、１分間に被処理ガス中の酸素濃度が１％以上低下した場合には、前記送風機８を介して流量Ｖ（ｍ3／ｈ）が減少するように制御され、加熱処理領域２に於ける被処理ガスの滞留時間を長くすることが可能となる。
通常、被処理ガス中の酸素濃度が緩やかに変化するような場合には、上述したように、その酸素濃度に基づく加熱処理領域２の温度制御により対応し、これによって排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を防止することが可能であるが、該酸素濃度が上記のように速やかに変化する場合には、加熱処理領域２の温度を前記式（１）に追従させることが困難となるため、このような場合には送風機８を介して流量Ｖ（ｍ3／ｈ）を減少させることにより、蓄熱式脱臭装置１から排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を防止することが可能となる。
【００２９】
なお、排出元となる施設の事情により被処理ガスの流量Ｖを変化させることが困難な場合には、流量Ｖの減少に加えて、又は流量Ｖの減少の代わりに、図示しない外気導入ファンにより一時的に外気を導入してもよい。これにより、酸素濃度の変化速度を抑制することが可能となり、蓄熱式脱臭装置１から排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を防止することが可能となる。
【００３０】
また、本発明に係る蓄熱式脱臭装置は、図１に示すように、蓄熱領域３から被処理ガスＡを排出する排出側ダクト６に、排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度を測定するための一酸化炭素濃度計９を更に備え、前記加熱処理領域２内の温度が、更に、該一酸化炭素酸素濃度計９により測定された被処理ガス中の一酸化炭素濃度の値に基づいて制御されるように構成されていてもよい。
【００３１】
具体的には、排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度が所定値以下である場合には、上述の如く、供給される被処理ガス中の酸素濃度に基づいて加熱処理領域の温度を制御するものとし、該一酸化炭素濃度が所定値以上となった場合には、前記酸素濃度に基づく制御に加え、又は前記酸素濃度に基づく制御に代えて、該一酸化炭素濃度に基づく制御を行うように、前記制御装置４を構成することができる。
【００３２】
斯かる構成の蓄熱式脱臭装置によれば、酸素濃度に基づく温度制御が十分に機能しない場合や、酸素濃度とは別の要因によって一酸化炭素の生成量が増加した場合においても、加熱処理領域の温度制御（例えば、温度の上昇）を行うことが可能となり、一酸化炭素の排出をより確実に抑制することが可能となる。
【００３３】
加えて、本発明に係る蓄熱式脱臭装置は、前記一酸化炭素濃度計９により測定された被処理ガス中の一酸化炭素濃度の値に基づいて、加熱処理領域の温度を制御するように構成されていてもよい。
【００３４】
具体的には、排出される被処理ガス中の一酸化炭素濃度が所定値以上である場合に、加熱処理領域の温度の上昇を行い、該一酸化炭素濃度が所定値以下となった場合には、加熱処理領域の温度を低下させるように、被処理ガス中の酸素濃度に基づかずに、該一酸化炭素濃度のみに基づいて制御を行うように、前記制御装置４を構成することができる。
【００３５】
斯かる構成の蓄熱式脱臭装置によれば、様々なＶＯＣ成分を含む被処理ガスの処理にも対応することができ、どのようなＶＯＣ成分を含む被処理ガスにおいても、一酸化炭素の排出を確実に抑制することが可能となる。
【００３６】
尚、前記実施形態においては、３塔式の蓄熱式脱臭装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２塔式や回転式などの他の形式の蓄熱式脱臭装置とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る蓄熱式脱臭装置の第一実施形態を示したフロー図。
【図２】被処理ガス中の酸素濃度と、それに対応する加熱処理領域制御温度の関係を示したグラフ。
【図３】被処理ガス中の酸素濃度ｘ（％）の経時変化の一例と、それに対応して制御される加熱処理領域の制御温度Ｔ（℃）の経時変化を示したグラフ。
【符号の説明】
【００３８】
１        蓄熱式脱臭装置
２        加熱処理領域
３        蓄熱領域
４        制御装置
５        供給側ダクト
６        排出側ダクト
７        酸素濃度計
８        送風機
９        一酸化炭素濃度計
２１      バーナー
２２      温度計
３１      蓄熱材
Ａ        被処理ガス
【図１】
2008241122.tif 000003
【図２】
2008241122.tif 000004
【図３】
2008241122.tif 000005