(57)【要約】【課題】蓄熱体にかかる熱負荷量を軽減し、蓄熱体の割れやひび等の発生を防止することができる蓄熱燃焼式排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】内部に蓄熱体を配設した蓄熱室を並列に構成し、各蓄熱室の上部を共通の燃焼室により連通接続した蓄熱燃焼式排ガス浄化装置であって、各蓄熱室における蓄熱体の下方と各入口ダンパ及び各出口ダンパを各々連通接続し、該各入口ダンパを未処理ガス供給管と連通接続すると共に該各出口ダンパを処理済みガス排気管と連通接続し、前記未処理ガス供給管における前記入口ダンパの上流位置にフレッシュエア−導入ダンパを連通接続すると共に前記処理済みガス排気管における前記出口ダンパの下流位置と前記燃焼室とをホットバイパスダンパを介して連通接続した。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に蓄熱体１ａ、２ａ、３ａを配設した蓄熱室１、２、３を並列に構成し、各蓄熱室１、２、３の上部を共通の燃焼室４により連通接続した蓄熱燃焼式排ガス浄化装置であって、各蓄熱室１、２、３における蓄熱体１ａ、２ａ、３ａの下方と各入口ダンパ５、６、７及び各出口ダンパ８、９、１０を各々連通接続し、該各入口ダンパ５、６、７を未処理ガス供給管Ａと連通接続すると共に該各出口ダンパ８、９、１０を処理済みガス排気管Ｂと連通接続し、前記未処理ガス供給管Ａにおける前記入口ダンパ５の上流位置にフレッシュエア−導入ダンパ１１を連通接続すると共に前記処理済みガス排気管Ｂにおける前記出口ダンパ１０の下流位置と前記燃焼室４とをホットバイパスダンパ１３を介して連通接続したことを特徴とする蓄熱燃焼式排ガス浄化装置。
【請求項２】
内部に蓄熱体１ａ、２ａ、３ａを配設した蓄熱室１、２、３を並列に構成し、各蓄熱室１、２、３の上部を共通の燃焼室４により連通接続した蓄熱燃焼式排ガス浄化装置であって、各蓄熱室１、２、３における蓄熱体１ａ、２ａ、３ａの下方と各入口ダンパ５、６、７及び各出口ダンパ８、９、１０を各々連通接続し、該各入口ダンパ５、６、７を未処理ガス供給管Ａと連通接続すると共に該各出口ダンパ８、９、１０を処理済みガス排気管Ｂと連通接続し、前記未処理ガス供給管Ａにおける前記入口ダンパ５の上流位置と前記燃焼室４とをコ−ルドバイパスダンパ１２を介して連通接続すると共に前記処理済みガス排気管Ｂにおける前記出口ダンパ１０の下流位置と前記燃焼室４とをホットバイパスダンパ１３を介して連通接続したことを特徴とする蓄熱燃焼式排ガス浄化装置。
【請求項３】
内部に蓄熱体１ａ、２ａ、３ａを配設した蓄熱室１、２、３を並列に構成し、各蓄熱室１、２、３の上部を共通の燃焼室４により連通接続した蓄熱燃焼式排ガス浄化装置であって、各蓄熱室１、２、３における蓄熱体１ａ、２ａ、３ａの下方と各入口ダンパ５、６、７及び各出口ダンパ８、９、１０を各々連通接続し、該各入口ダンパ５、６、７を未処理ガス供給管Ａと連通接続すると共に該各出口ダンパ８、９、１０を処理済みガス排気管Ｂと連通接続し、前記未処理ガス供給管Ａにおける前記入口ダンパ５の上流位置にフレッシュエア−導入ダンパ１１を連通接続すると共に該未処理ガス供給管Ａにおける前記入口ダンパ５の上流位置と前記燃焼室４とをコ−ルドバイパスダンパ１２を介して連通接続し、前記処理済みガス排気管Ｂにおける前記出口ダンパ１０の下流位置と前記燃焼室４とをホットバイパスダンパ１３を介して連通接続したことを特徴とする蓄熱燃焼式排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱燃焼式排ガス浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蓄熱燃焼式排ガス浄化装置では、汚染ガスは蓄熱室を通過した後、対象成分分解に必要な温度（対象成分発火点温度より２００〜３００℃高い温度）に保持されている燃焼室内で高温燃焼分解処理される。この際、汚染ガス中の対象成分濃度が高くなると、成分自身が燃料の役割を果たし、燃焼室又は蓄熱室で燃焼された結果、燃焼室内は前記保持温度以上の温度になる。このため、汚染ガスの予備加熱工程（装置入口から燃焼室）及び成分分解後の熱回収工程（燃焼室から装置出口）において蓄熱体にかかる熱負荷量が大きくなることが懸念される。
【０００３】
一例として表１に、処理風量：１００ｍ３／ｍｉｎ（０℃、１０１．３ｋＰａ時）、トルエン濃度：０，５００，１５００，３０００，５０００ｐｐｍ（トルエンの自然燃焼開始濃度：５００ｐｐｍ）、装置入口ガス温度：２０℃の場合において、燃焼室内温度及び装置出口ガス温度を算出した結果を示す。表１によれば、トルエン濃度が高くなるほど燃焼熱がより多く発生し、燃焼室内温度及び装置出口ガス温度が高くなることが分かる。
【０００４】
【表１】
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【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
蓄熱体が過度な高温度に晒されると、上述したように蓄熱体にかかる熱負荷量が大きくなり、蓄熱体の割れやひび等が発生するという問題がある。
本発明は上記の問題に鑑みて成されたものであり、蓄熱体にかかる熱負荷量を軽減し、蓄熱体の割れやひび等の発生を防止することができる蓄熱燃焼式排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明における蓄熱燃焼式排ガス浄化装置は、内部に蓄熱体を配設した蓄熱室を並列に構成し、各蓄熱室の上部を共通の燃焼室により連通接続した蓄熱燃焼式排ガス浄化装置であって、各蓄熱室における蓄熱体の下方と各入口ダンパ及び各出口ダンパを各々連通接続し、該各入口ダンパを未処理ガス供給管と連通接続すると共に該各出口ダンパを処理済みガス排気管と連通接続し、前記未処理ガス供給管における前記入口ダンパの上流位置にフレッシュエア−導入ダンパを連通接続すると共に前記処理済みガス排気管における前記出口ダンパの下流位置と前記燃焼室とをホットバイパスダンパを介して連通接続したことを特徴とする。
【０００７】
また本発明における蓄熱燃焼式排ガス浄化装置は、内部に蓄熱体を配設した蓄熱室を並列に構成し、各蓄熱室の上部を共通の燃焼室により連通接続した蓄熱燃焼式排ガス浄化装置であって、各蓄熱室における蓄熱体の下方と各入口ダンパ及び各出口ダンパを各々連通接続し、該各入口ダンパを未処理ガス供給管と連通接続すると共に該各出口ダンパを処理済みガス排気管と連通接続し、前記未処理ガス供給管における前記入口ダンパの上流位置と前記燃焼室とをコ−ルドバイパスダンパを介して連通接続すると共に前記処理済みガス排気管における前記出口ダンパの下流位置と前記燃焼室とをホットバイパスダンパを介して連通接続したことを特徴とする。
【０００８】
さらに本発明における蓄熱燃焼式排ガス浄化装置は、内部に蓄熱体を配設した蓄熱室を並列に構成し、各蓄熱室の上部を共通の燃焼室により連通接続した蓄熱燃焼式排ガス浄化装置であって、各蓄熱室における蓄熱体の下方と各入口ダンパ及び各出口ダンパを各々連通接続し、該各入口ダンパを未処理ガス供給管と連通接続すると共に該各出口ダンパを処理済みガス排気管と連通接続し、前記未処理ガス供給管における前記入口ダンパの上流位置にフレッシュエア−導入ダンパを連通接続すると共に該未処理ガス供給管における前記入口ダンパの上流位置と前記燃焼室とをコ−ルドバイパスダンパを介して連通接続し、前記処理済みガス排気管における前記出口ダンパの下流位置と前記燃焼室とをホットバイパスダンパを介して連通接続したことを特徴とする。
【０００９】
ここで、本発明においてフレッシュエア−とは、例えば、屋外又は工場内の大気のことをいい、粗塵フィルタ等を通した前記大気も含まれる。
【００１０】
また、本発明においてホットバイパスダンパとは、燃焼分解された浄化ガスを燃焼室内から排気して余剰熱量を取り出すためのダンパのことをいう。
【００１１】
さらに、本発明においてコ−ルドバイパスダンパとは、汚染ガスを蓄熱室を通さずに直接、燃焼室に導入するためのダンパのことをいう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。図１において、内部に蓄熱体１ａ、２ａ、３ａが各々配設されると共に並列に構成された蓄熱室１、２、３の上部は共通の燃焼室４に連通接続されている。そして、前記蓄熱室１、２、３における蓄熱体１ａ、２ａ、３ａの下方と各入口ダンパ５、６、７及び各出口ダンパ８、９、１０は各々連通接続されている。さらに前記各入口ダンパ５、６、７は未処理ガス供給管Ａと連通接続されており、前記各出口ダンパ８、９、１０は処理済みガス排気管Ｂと連通接続されている。
【００１３】
また前記未処理ガス供給管Ａにおける前記入口ダンパ５の上流位置にはフレッシュエア−導入ダンパ１１が連通接続されていると共に該未処理ガス供給管Ａにおける前記入口ダンパ５の上流位置と前記燃焼室４とはコ−ルドバイパスダンパ１２を介して連通接続されている。なお図１では、前記未処理ガス供給管Ａにおける前記入口ダンパ５接続位置とフレッシュエア−導入ダンパ１１接続位置の間位置に前記コ−ルドバイパスダンパ１２接続位置があるが、該コ−ルドバイパスダンパ１２接続位置は、これに限定されるものではなく、フレッシュエア−導入ダンパ１１接続位置より上流位置であってもよい。
【００１４】
さらに前記処理済みガス排気管Ｂにおける前記出口ダンパ１０の下流位置と前記燃焼室４とはホットバイパスダンパ１３を介して連通接続されている。なお前記燃焼室４内には該燃焼室４の室内温度を保持するために用いる燃焼室内温度保持手段としてのバ−ナ１４が設置されている。
【００１５】
このように構成されたものの作動について説明する。まず、バ−ナ１４により燃焼室４の室内温度を対象成分分解に必要な温度（対象成分発火点温度より２００〜３００℃高い温度）に保持すると共に、フレッシュエア−導入ダンパ１１、コ−ルドバイパスダンパ１２及びホットバイパスダンパ１３を全て閉じた状態にしておく。
【００１６】
この状態で未処理ガス供給管Ａから供給される揮発性有機化合物などの成分を含む汚染ガスは、「入口ダンパ５開、出口ダンパ９開、その他の入口ダンパ６、７及び出口ダンパ８、１０閉」の状態で入口ダンパ５を通って蓄熱室１に導入され、蓄熱体１ａを通過する際に予備加熱されて燃焼室４で燃焼分解される。そして、該燃焼分解された浄化ガスは、蓄熱室２の蓄熱体２ａを通過する際に熱交換された後、出口ダンパ９を通って処理済みガス排気管Ｂから排気される。
【００１７】
次に、所望時間経過後、「入口ダンパ６開、出口ダンパ１０開、その他の入口ダンパ５、７及び出口ダンパ８、９閉」の状態に切り替える。この際、前記汚染ガスは入口ダンパ６及び出口ダンパ１０を通って、上記と同じように処理されて排気される。
【００１８】
さらに、所望時間経過後、「入口ダンパ７開、出口ダンパ８開、その他の入口ダンパ５、６及び出口ダンパ９、１０閉」の状態に切り替える。この際、前記汚染ガスは入口ダンパ７及び出口ダンパ８を通って、上記と同じように処理されて排気される。次に、所望時間経過後、最初の「入口ダンパ５開、出口ダンパ９開、その他の入口ダンパ６、７及び出口ダンパ８、１０閉」の状態に切り替えられ、上記の作動が繰り返される。
【００１９】
なお、上記の作動が繰り返されるなかで、前記汚染ガス中の成分濃度又は対象成分の温度上昇度が高い場合には、燃焼室４内の温度が保持温度（対象成分発火点温度より２００〜３００℃高い温度）より高くなることが予想される。この場合、装置の稼動中において、まず前記バ−ナ１４を停止する。そして、ホットバイパスダンパ１３を開き、浄化ガスの一部を燃焼室４内から排気して余剰熱量を取り出すと共に、フレッシュエア−導入ダンパ１１を開き、供給される汚染ガス中の成分濃度をフレッシュエア−で希釈して燃焼室４内の温度が上がりすぎないようにする。通常、このようにして蓄熱体１ａ、２ａ、３ａにかかる熱負荷量を軽減する。
【００２０】
しかしながら、前記汚染ガス中の成分濃度又は対象成分の温度上昇度が極めて高い場合、上述のように、前記バ−ナ１４を停止し、ホットバイパスダンパ１３及びフレッシュエア−導入ダンパ１１を開いても燃焼室４内の温度が蓄熱体１ａ、２ａ、３ａの耐熱温度を超えることがある。このような場合に対応するには、装置の稼動中において前記バ−ナ１４が停止した状態で、コ−ルドバイパスダンパ１２を開き、汚染ガスの一部を蓄熱室１、２、３を通さずに直接、燃焼室４に導入して燃焼分解させると共に、ホットバイパスダンパ１３を開き、浄化ガスの一部を燃焼室４内から排気して余剰熱量を取り出す。このようにして、汚染ガスの蓄熱室１、２、３での燃焼を少なくすると共に浄化ガスの蓄熱室１、２、３での熱交換を少なくすることにより、蓄熱体１ａ、２ａ、３ａにかかる熱負荷量をさらに軽減する。
【００２１】
なお、この際、フレッシュエア−導入ダンパ１１は原則的には閉じる。これは、汚染ガス処理量を低下させないためである。ただし、燃焼室４内の温度をさらに下げることを優先する必要がある場合は、フレッシュエア−導入ダンパ１１を開き、供給される汚染ガス中の成分濃度をフレッシュエア−で希釈するようにしてもよい。また前記汚染ガスの燃焼室４への直接導入は、汚染ガスの一部ではなく、汚染ガス全量であってもよい。この場合、入口ダンパ５、６、７は全て閉じることになる。
【００２２】
一例として、トルエンについて、処理濃度と理論上の燃焼室内温度の関係を検討してみると図２のようになる。蓄熱燃焼式排ガス浄化装置で対応可能な濃度は安全面から通常、爆発下限界の１／４の濃度とするため、トルエンの場合、５０００ｐｐｍ以下の濃度で検討した。トルエンは、自然燃焼開始濃度が約５００ｐｐｍであるので、それより低い濃度ではバ−ナを使用しなければ燃焼室内温度は低下するため、実際には燃焼室内の温度上昇を回避するための手段は不要になる。この時、汚染ガス中のトルエンは燃焼分解されるが、燃焼熱は燃焼室内温度を過度に上昇させる程ではない。
【００２３】
自然燃焼開始濃度以上の５００〜５０００ｐｐｍの濃度範囲では、濃度が高くなるほど燃焼熱も増大し、燃焼室内温度が上昇する。この際、蓄熱燃焼式排ガス浄化装置で一般的に使用されている蓄熱体の耐熱温度（約１０００℃）までは、上述したホットバイパスダンパ開き及びフレッシュエア−導入ダンパ開きの併用で対応可能であるが、前記耐熱温度を超える温度では、上述したコ−ルドバイパスダンパ開き及びホットバイパスダンパ開きの併用で対応することになる。
【００２４】
なお本発明の実施の形態では、ホットバイパスダンパ１３の開きにより、燃焼室４内から浄化ガスの一部を排気するようにしたが、浄化ガスの一部ではなく、浄化ガス全量であってもよい。この場合、出口ダンパ８、９、１０は全て閉じることになる。
【００２５】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように本発明は、内部に蓄熱体を配設した蓄熱室を並列に構成し、各蓄熱室の上部を共通の燃焼室により連通接続した蓄熱燃焼式排ガス浄化装置であって、各蓄熱室における蓄熱体の下方と各入口ダンパ及び各出口ダンパを各々連通接続し、該各入口ダンパを未処理ガス供給管と連通接続すると共に該各出口ダンパを処理済みガス排気管と連通接続し、前記未処理ガス供給管における前記入口ダンパの上流位置にフレッシュエア−導入ダンパを連通接続すると共に前記処理済みガス排気管における前記出口ダンパの下流位置と前記燃焼室とをホットバイパスダンパを介して連通接続した構成にしたから、蓄熱体にかかる熱負荷量を軽減することができ、これにより蓄熱体の割れやひび等の発生を防止することができる。
【００２６】
また本発明は、各蓄熱室における蓄熱体の下方と各入口ダンパ及び各出口ダンパを各々連通接続し、該各入口ダンパを未処理ガス供給管と連通接続すると共に該各出口ダンパを処理済みガス排気管と連通接続し、前記未処理ガス供給管における前記入口ダンパの上流位置と前記燃焼室とをコ−ルドバイパスダンパを介して連通接続すると共に前記処理済みガス排気管における前記出口ダンパの下流位置と前記燃焼室とをホットバイパスダンパを介して連通接続した構成にしたから、燃焼室内の温度が蓄熱体の耐熱温度を超えるような場合でも、蓄熱体にかかる熱負荷量をさらに軽減することにより対応できる等種々の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す概要構成図である。
【図２】トルエンにおける処理濃度と理論上の燃焼室内温度の関係及び対応方法を示すグラフである。
【符号の説明】
１　２　３　蓄熱室
１ａ　２ａ　３ａ　蓄熱体
４　燃焼室
５　６　７　入口ダンパ
８　９　１０　出口ダンパ
１１　フレッシュエア−導入ダンパ
１２　コールドバイパスダンパ
１３　ホットバイパスダンパ
Ａ　未処理ガス供給管
Ｂ　処理済みガス排気管
【図１】
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【図２】
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