(57)【要約】【課題】排ガス処理装置の触媒ブロック以外の部分を通る排ガスのリークを検出すること。【解決手段】排ガスを処理する触媒ブロック２２が収容されてなる排ガス処理装置５の運転停止中に、触媒に吸着され易い試料ガスを排ガス処理装置５の入口側から供給し、排ガス処理装置５の出口側における試料ガスの濃度を測定してリークを検出することにより、触媒ブロック２２以外の断面流路の隙間をシールするシール部２３，２４からのリークを検出することができる。【選択図】        図１
2004294153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス浄化触媒のブロックが収容されてなる排ガス処理装置における前記触媒ブロック以外の断面流路の隙間をシールするシール部からのリークを検出するリーク検出方法において、前記排ガス処理装置の運転停止中に、前記触媒に吸着され易い試料ガスを前記排ガス処理装置の入口側から供給し、前記排ガス処理装置の入口側と出口側における前記試料ガスの濃度を測定してリークを検出することを特徴とするリーク検出方法。
【請求項２】
前記触媒は、五酸化バナジウムを構成成分とする触媒であり、前記試料ガスは、空気により希釈されてなるアンモニアガスであることを特徴とする請求項１に記載のリーク検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス処理装置におけるリーク検出方法に係り、特に、排ガス処理装置のケーシング内に収容された触媒ブロック相互間又は触媒ブロックの側面とケーシングの内壁との間の隙間からリークする排ガスのリーク検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラやゴミ焼却炉等の燃焼装置から排出される排ガス中には、窒素化合物やダイオキシン等が含まれている。これらの排ガスを処理する装置として、排ガス中の窒素化合物やダイオキシン等を加熱された触媒と反応させて分解する排ガス処理装置が知られている。この排ガス処理装置は、燃焼装置から排出される排ガスをケーシング内に導き、ケーシング内に設けられた複数の触媒ブロックに接触させて分解した後、処理ガスとして排出するようになっている。
【０００３】
ところで、一般に、排ガス処理装置における触媒ブロックは、ケーシング内の排ガスの流れ方向及びその直交方向に、それぞれ所定の間隔で複数配置して構成されている。そして、触媒ブロック相互間や触媒ブロックの側面とケーシングの内壁との間の隙間にシール部を設け、その隙間を通過して排出される排ガスを低減するようにしている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６２−２０２３２３号公報（第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法によれば、施工時の据え付け状態や触媒ブロック相互間の温度差に伴う触媒ブロックの伸縮、変形等により、シール部に隙間が生じ、この隙間から排ガスがリークする場合がある。
【０００６】
そこで、従来、排ガス処理装置の搬入時や運転停止中に、例えば、触媒ブロックの一端側から目視によるシール部の外観検査が行なわれている。しかし、この方法では、例えばケーシングの中央付近に位置する触媒ブロックのシール部やシール部の僅かな隙間等の検知が困難であるため、排ガスのリークを完全に防止できない場合がある。
【０００７】
上述した問題に鑑み、本発明は、排ガス処理装置の触媒ブロック以外の部分を通る排ガスのリークを検出することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、触媒ブロックが収容されてなる排ガス処理装置の運転停止中に、触媒に吸着され易い試料ガスを排ガス処理装置の入口側から供給し、入口側と出口側における試料ガスの濃度を測定することにより、シール部からのリークを検出することを特徴とする。
【０００９】
即ち、触媒ブロックの入口側から試料ガスを供給することにより、試料ガスは触媒ブロック内に導かれ、全量が触媒に吸着される。しかし、シール部に隙間があれば、試料ガスの一部は、触媒ブロックの出口側にショートパスされる。このため、触媒ブロックの入口側と出口側のガスを採取して分析することにより、試料ガスが捕捉され、リークの有無を検出することができる。
【００１０】
また、検出された試料ガスの濃度は、排ガス処理装置の運転中におけるガスリーク量と相関するから、リークによる影響を推定できる。つまり、濃度を管理することにより、シール部の補修時期等を決める判断材料となる。
【００１１】
ここで、触媒が五酸化バナジウムを構成成分とする触媒である場合、試料ガスは、空気により希釈されてなるアンモニアガスであることが好ましい。即ち、アンモニアガスは、五酸化バナジウムに吸着され易いから、隙間の検出精度が向上する。なお、アンモニアガスの供給は、触媒の吸着能が良好な常温（例えば、約２５℃）下で行ない、アンモニア及び空気中の水分量は、触媒の吸着能や試料採取に影響を与えない程度の低湿度に管理されることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用されてなる排ガス処理装置の実施形態について説明する。図１は、本発明が適用されてなる廃棄物処理装置の一実施形態の構成図である。図１に示すように、燃焼炉１に供給された廃棄物は、例えば、熱分解後に高温（例えば、約１３００℃）で燃焼され、燃焼排ガスが生成される。焼却炉１から排出された燃焼排ガスは、熱交換器２で熱交換され、次いで廃熱ボイラ３で熱回収されることにより、低温（例えば、約１７０℃の排ガス）となり、除塵用バグフィルタ４に送られる。
【００１３】
除塵用バグフィルタ４で除塵された排ガスは、排ガス加熱器などにより加熱（例えば、約２００℃）された後、例えば、縦型容器内の排ガス処理装置５に導入され、上部空間６を通って加熱された触媒層７に導かれ、例えば排ガス中のダイオキシン類が分解除去される。触媒層７を通って清浄化された排ガスは、下部空間８を通って排ガス処理装置５から排出され、誘引送風機９を介して煙突１０から大気に排出される。なお、本実施形態の排ガス処理装置５は、ダイオキシン類の分解触媒を備えているが、これに限らず、例えば脱硝触媒等を備えていてもよい。
【００１４】
排ガス処理装置５は、上部空間６の入口側の煙道にガス導入管１１が接続され、ガス導入管１１と上部空間６との間の煙道および下部空間８の出口側の煙道にガス採取管１２がそれぞれ接続されている。ガス導入管１１は、後述する試料ガスを煙道内に流量調節可能に供給する管であり、試料ガスの供給源に連結されている。ガス採取管１２は、連絡管を介してガス分析装置１３に接続されている。なお、ガス導入管１１及びガス採取管１２は、排ガス処理装置５の運転中、管内に排ガスが流入しない構成になっている。
【００１５】
次に、排ガス処理装置５の構成を図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２は、排ガス処理装置５の一実施形態を示す部分断面図であり、図２（ａ）は、ガス流れ方向に直交する断面図、図２（ｂ）は、ガス流れ方向に沿った水平断面図を示す。図２に示すように、排ガス処理装置５は、ケーシング２０と、ケーシング２０の内面を水平に渡して形成される水平梁２１と、水平梁２１の上に並置かつ積層して設けられる触媒ブロック２２と、触媒ブロック２２相互間の断面流路の隙間をシールするシール部２３とを有して構成される。触媒ブロック２２は、水平梁２１の上に２行３列に並置され、それぞれ３段に積層されている。触媒ブロック２２相互間は、各段において、シール部２３で、それぞれシールされている。なお、触媒ブロック２２の側面とケーシング２０の内壁との間の隙間は、少なくとも最下段の触媒ブロック２２が水平梁２１に気密に当接されることによりシールされるが、本実施形態では、各段の触媒ブロック２２において、ケーシング２０との隙間にシール部２４を設けている。
【００１６】
図３は、触媒ブロック２２の一実施形態を示す斜視図である。図３に示すように、触媒ブロック２２は、触媒ユニット３０を排ガス流れ方向及びその直行する方向にそれぞれ複数個並べて、一辺が約１〜２ｍの枠体３１内に収納した触媒ユニット３０の集合体である。触媒ユニット３０は、例えばハニカム状又は板状の触媒エレメントを複数枚重ね合わせて形成した触媒エレメントの集合体である。なお、本実施形態では、触媒エレメントを構成する触媒として、酸化チタン（ＴｉＯ２）を主成分とする担体に、触媒活性成分として五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）と三酸化タングステン（ＷＯ３）を担持させたものを使用しているが、これに限られるものではない。
【００１７】
枠体３１は、排ガスの流れ方向に対向する面に開口部を有し、開口部の周縁部に鍔部３２が形成されている。枠体３１の外壁面には、鍔部３２を補強する補強部材３３が形成されている。開口部の一端側の周縁には、触媒ブロック２２をケーシング２０内に収納する際に用いる吊りボルト３４が形成されている。
【００１８】
図４は、図２におけるケーシング２０の内壁と触媒ブロック２２との間がシールされる状態を示す部分拡大図である。図４に示すように、触媒ブロック２２は、下端の鍔部３２と水平梁２１との間にパッキン４０を設け、気密にシールされている。また、触媒ブロック２２は、鍔部３２にパッキン４０を挟んで積層され、触媒ブロック２２内を流れる排ガスが外側にリークしないようになっている。
【００１９】
次に、本実施形態の動作を説明する。除塵用バグフィルタ４を通過した排ガスは、排ガス処理装置５に導入され、上部空間６を流下し、触媒ブロック２２内に導かれる。触媒ブロック２２内に導入された排ガスは、触媒ユニット３０と接触し、ここで、例えばダイオキシン類の分解触媒の存在下、排ガス中のダイオキシン類が分解、除去され、処理ガスとして排ガス処理装置５から排出される。
【００２０】
ところで、排ガス処理装置５は、施工時の据え付け状態や触媒ブロック相互間の温度差等に伴う触媒ブロック２２の伸縮、変形、クラック等により、シール部２３、２４に隙間が生じ、この隙間から排ガスがリークする場合がある。図５は、図４の触媒ブロック２２の側面とケーシング２０の内壁との間から排ガスがリークする状態の一例を示す図である。図５に示すように、触媒ブロック２２の変形等により、隙間５０が発生すると、排ガス５１が隙間５１を通って未処理のままリークする。
【００２１】
そこで、本実施形態では、触媒ブロック２２以外の断面流路のシール部におけるリークを検出方法として、先ず、排ガス処理装置５の運転停止中に、空気により所定濃度に希釈されたアンモニアガスを、ガス導入管１１から煙道内に供給する。煙道内に供給されたアンモニアガスは、触媒層７を介して下流側の誘引送風機９により吸い込まれ、排ガス処理装置５の触媒ブロック２２内に導かれる。ここで、アンモニアガスは、特に、常温（例えば、約２５℃）又はそれに近い低温において、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）を有する触媒に吸着され易い性質を有するため、触媒ブロック２２に導入されたアンモニアガスは、ほぼ全量、触媒に吸着される。
【００２２】
しかし、シール部に隙間があると、アンモニアガスの一部は、その隙間を通過（ショートパス）して、未処理のまま、触媒層７から排出される。このため、排ガス処理装置５の入口側および出口側の煙道を流れるガスの一部をそれぞれガス採取管１２により採取し、採取したガスをガス分析装置１３に取り込んで、アンモニアの濃度を分析することにより、隙間からのリークを検出することができる。なお、得られた濃度検出値は、排ガス処理装置５の運転中におけるリークガス量に相関するから、リークによる影響が推定されるとともに、シール部の補修時期等を決める判断材料となる。
【００２３】
この場合において、アンモニアガス及び触媒の温度は、常温又はそれに近い低温であるほど、触媒の吸着能が向上するため、適切に温度管理される必要がある。また、空気に含まれる水分量は、触媒による吸着作用やガス採取管に影響を与えない程度の低湿度に管理される必要がある。また、ガス導入管１１から供給されるアンモニアガスの濃度は、検出精度を考慮して、例えば、５０〜２００ｐｐｍの範囲になるように、アンモニアガス量を調整するのが好ましい。
【００２４】
以上、本実施形態によれば、触媒ブロック以外の部分を通る排ガスのリークを運転停止中に検出することができる。これにより、例えば、施工時に発生するシール部の隙間を、運転開始前に未然に検出し、有害ガス等の排出を防止することができる。また、運転中に、例えば、ダイオキシン類のリーク分析を行なう場合、通常、分析測定に数十日を要するが、本実施形態によれば、短時間で試料ガスを分析できるため、迅速な対応が可能となる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、シール部の隙間からリークする試料ガスの濃度を検出することにより、運転中における排ガスのリーク量及び隙間の量を定量的に管理できる。これにより、施工上の品質管理や触媒分解性能の品質管理が容易となる。
【００２６】
また、本実施形態では、ダイオキシン類の分解触媒に対し、試料ガスとしてアンモニアガスを用いたが、これに限定されるものではなく、触媒の種類に応じて、その触媒に吸着され易い試料ガスを適宜選択することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、排ガス処理装置の触媒ブロック以外の部分を通る排ガスのリークを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる廃棄物処理装置の一実施形態の構成図である。
【図２】排ガス処理装置の一実施形態を示す部分断面図であり、（ａ）は、ガス流れ方向に直交する断面図、（ｂ）は、ガス流れ方向に沿った水平断面図である。
【図３】触媒ブロックの一実施形態を示す斜視図である。
【図４】図２におけるケーシングの内壁と触媒ブロック２２との間がシールされる状態を示す部分拡大図である。
【図５】図４の触媒ブロックの側面とケーシングの内壁との間から排ガスがリークする状態の一例を示す図である。
【符号の説明】
５  排ガス処理装置
７  触媒層
９  誘引送風機
１１  ガス導入管
１２  ガス採取管
１３  ガス分析装置
２０  ケーシング
２２  触媒ブロック
２３，２４  シール部
３０  触媒ユニット
３２  鍔部
４０  パッキン
【図１】
2004294153.tif 000003
【図２】
2004294153.tif 000004
【図３】
2004294153.tif 000005
【図４】
2004294153.tif 000006
【図５】
2004294153.tif 000007