(57)【要約】【課題】  運転中に被処理気体の成分や流量が変動する場合であっても、投入された熱を蓄熱層内で十分に回収することを可能とし、高い熱効率での連続運転を可能とする蓄熱式気体処理装置を得る。【解決手段】  蓄熱式気体処理装置１において、各蓄熱層２ａ〜２ｃにおける燃焼室３とは反対の側に温度センサ９ａ〜９ｃが備えられ、温度センサ９ａ〜９ｃからの温度情報に基づき、制御装置３０は被処理気体の流動方向の切り替えを行う。【選択図】  図１
2005172338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄熱層と、各蓄熱層に連通する燃焼室と、蓄熱層内での流動方向切り替え手段とを備え、被処理成分を含んだ被処理気体を前記複数の蓄熱層のいずれかの蓄熱層に通過させて前記燃焼室で被処理成分を酸化処理した後、処理後の気体を別の蓄熱層を通過させて大気に放出するプロセスを蓄熱層内での流動方向を切り替えながら反復して行うようにした蓄熱式気体処理装置において、
各蓄熱層における前記燃焼室とは反対の側に温度センサが備えられ、該温度センサからの温度情報に基づき、前記流動方向切り替え手段による蓄熱層内での流動方向の切り替えが行われるようにされていることを特徴とする蓄熱式気体処理装置。
【請求項２】
複数の蓄熱層は全体として円盤状とされ、その中心軸を支軸として回転するようになっており、かつ、前記流動方向切り替え手段は前記円盤状の蓄熱層を回転駆動する手段であり、前記温度センサからの温度情報に基づく蓄熱層内での流動方向の切り替えは、前記円盤状の蓄熱層の回転により行われることを特徴とする請求項１記載の蓄熱式気体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臭気ガス、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、ダイオキシン、フランなどの有臭あるいは有害成分（以下、被処理成分という）を含んだ被処理気体を燃焼室内に導入し、該燃焼室内で無害化処理したのち、処理済みの気体を大気に放出するようにした蓄熱式気体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した蓄熱式気体処理装置としていくつかの形態のものが知られている。例えば、燃焼用バーナを備えた燃焼室と燃焼室に連通した少なくとも３つの蓄熱室を備え、蓄熱室に対して、被処理成分を含んだ被処理気体の供給と、パージガスの供給と、燃焼室内で被処理成分を処理した後の高温処理気体の排出と、を切り替え弁により順次切り替えながら被処理気体を脱臭処理する形態のもの（特許文献１参照）、あるいは、一対の蓄熱層とこれに挟まれた燃焼室とからなる処理層と、処理層の一方に面する第１の流路と他方に面する第２の流路とを備え、いずれか一方の流路に送り込まれた被処理成分を含んだ被処理気体は、前記処理層内の燃焼室を通過することにより被処理成分の無害化処理を受け、他方の流路に流入して排出されるようにされており、かつ、送り込み流路は第１の流路と第２の流路とに交互に切り替え得るようにされた形態のもの（特許文献２など参照）などがある。
【０００３】
さらに、複数の蓄熱層が全体として円盤状とされ、その中心軸を支軸として回転するようになっており、被処理成分を含んだ被処理気体は、前記複数の蓄熱層のうちのいずれかを通過して燃焼用バーナを備えた加熱室に流入し、加熱室内で被処理成分を燃焼した後、高温となった被処理気体は他の蓄熱層を通過して大気に排出されるようなっており、蓄熱層内での流動方向の切り替えは、前記円盤状の蓄熱層の回転により行われるようにされた蓄熱式気体処理装置も知られている（特許文献３など参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１５４１２号公報
【特許文献２】特開平０９−１４１０４７号公報
【特許文献３】特開平１０−１８５１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の気体処理装置は、蓄熱層内部での被処理気体の流動方向を一定時間ごとに反転させることにより被処理成分の処理に要した投入熱量を排出側の蓄熱層で回収しながら低燃費で気体中の有臭・有害成分を加熱除去することができ、種々の分野で広く用いられている。流動方向切り替えるにはタイマーが用いられており、排出側の蓄熱層（蓄熱材）が高温の処理気体と熱交換して所要温度に昇温するまでの時間（すなわち、予定した熱回収を終えるまでの時間）を予め計算しておき、各流動方向における処理時間をすべて前記計算値に同じ時間として、連続した反復処理を行っている。
【０００６】
しかし、蓄熱式気体処理装置の運転環境を常時一定に保つことは困難であり、連続運転中に被処理気体の成分や流量が変動したような場合に、蓄熱層の許容熱容量を超える量の熱量を持つ被処理気体が排出側の蓄熱層を通過することが生じ得る。その場合には、排出側の蓄熱層出口での非処理気体の温度は予定温度（好ましくは被処理気体の蓄熱層上流温度（流入温度））よりも高い温度となって大気に放出されることとなり、熱回収が不十分となって運転コストの高騰を引き起こす。また、複数個ある蓄熱層を同じ規格に作ることも困難であり、許容熱容量が必ずしも一定でないことから、処理時間をすべて同じ間隔として連続した反復処理を行う場合に、やはり、熱回収が不十分となることが起こりうる。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、蓄熱式気体処理装置の運転環境が変動する場合でも、また、各蓄熱層の許容熱容量が異なる場合でも、排出側の各蓄熱層において被処理気体から初期設定値どおりの熱回収を行うことを可能とし、それにより、常時、設定値に沿った運転コストで継続運転することを可能とした蓄熱式気体処理装置を開示することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による蓄熱式気体処理装置は、複数の蓄熱層と、各蓄熱層に連通する燃焼室と、蓄熱層内での流動方向切り替え手段とを備え、被処理成分を含んだ被処理気体を前記複数の蓄熱層のいずれかの蓄熱層に通過させて前記燃焼室で被処理成分を酸化処理した後、処理後の気体を別の蓄熱層を通過させて大気に放出するプロセスを蓄熱層内での流動方向を切り替えながら反復して行うようにした蓄熱式気体処理装置において、各蓄熱層における前記燃焼室とは反対の側に温度センサが備えられ、該温度センサからの温度情報に基づき、前記流動方向切り替え手段による蓄熱層内での流動方向の切り替えが行われるようにされていることを特徴とする。
【０００９】
前記したように、蓄熱式気体処理装置の運転において、被処理成分が酸化処理された後の処理済み気体が有する熱量のすべてが排出側の蓄熱層（蓄熱材）により回収されることが望ましく、所要に熱回収が行われた場合には、排出側の蓄熱層出口での非処理気体の温度は前記した流入温度となる。しかし、なんらかの事情により処理済み気体からの熱回収が十分に行われないと、流入温度よりも高い温度状態で被処理気体は大気に放出されることとなり、熱損失が生じる。
【００１０】
従って、本発明による蓄熱式気体処理装置においては、各蓄熱層における燃焼室とは反対の側に熱電対のように温度センサを備えるようにし、排出側の蓄熱層における該温度センサからの温度情報に基づき、流動方向切り替え手段が、流動方向切り替えを行うようする。それにより、非処理気体が流出する蓄熱層を問わず、また、運転状態を問わず、常に排出側の蓄熱層において所要の熱回収を行いながら連続運転を行うことが可能となり、運転コストが安定する。切り替えを行う温度は、前記流入温度あるいは目的の熱回収率から求められる設定温度である。外的擾乱に起因して一時的に前記設定温度を超えた温度の処理済み気体が排出側の蓄熱層出口から排出されることが予測される場合には、設定温度を超えた状態での処理済み気体の排出が一定時間継続したときに、前記流動方向の切り替えを行うように設計することが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被処理気体の各蓄熱層内での流動方向の切り替えを、予め設定した一定時間間隔で行うのではなく、各排出側の蓄熱層から排出される処理済み気体の温度を測定して、それが予め設定した温度に達したときに行うようにしたので、個々の蓄熱層に許容熱容量の違いがあるような場合、また、連続運転中に被処理気体の成分や流量が変動する場合であっても、投入された熱を十分に回収することなく被処理気体が大気に放出されるのを確実に阻止することができ、高い熱効率の下での連続運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、３つの蓄熱層を持つ蓄熱式気体処理装置１の例であり、温度センサと該温度センサからの温度情報に基づき蓄熱層内での流動方向の切り替えを行う流動方向切り替え手段が備えられることを除き、他の構成は、例えば特許文献２（特開平９−１４１０４７号公報）に記載される蓄熱式気体処理装置と同様のものであってよい。
【００１３】
図１において、２ａ〜２ｃは蓄熱層であり、各蓄熱層２ａ〜２ｃの上方端側はガスバーナ８を備えた燃焼室３に連通している。各蓄熱層２ａ〜２ｃは、被処理気体供給用ダンパー４ａ〜４ｃ、排出用ダンパー５ａ〜５ｃ、パージ用ダンパー６ａ〜６ｃをそれぞれ備えている。各被処理気体供給用ダンパー４ａ〜４ｃは被処理気体を供給する供給路１０に接続しており、各排出用ダンパー５ａ〜５ｃは被処理成分が酸化分解処理を受けた後の気体を排出する排出路１１に接続している。また、各パージ用ダンパー６ａ〜６ｃは前回の被処理気体の流れ状態において未処理のままで残った被処理成分を含む被処理気体のパージ用に処理後の気体を供給するパージ路１２に接続している。そして、前記排出路１２はブロア７の吸い込み口に接続しており、前記パージ路１２はブロア７の吐き出し口に接続している。
【００１４】
本発明において、各蓄熱層２ａ〜２ｃにおける、各排出用ダンパー５ａ〜５ｃ近傍には温度センサ９ａ〜９ｃが備えられており、各温度センサ９ａ〜９ｃからの温度信号は制御装置３０に入力され、制御装置３０はその信号に基づき被処理気体供給用ダンパー４ａ〜４ｃ、排出用ダンパー５ａ〜５ｃ、パージ用ダンパー６ａ〜６ｃの開閉制御を行う信号を出力する。
【００１５】
この蓄熱式気体処理装置１の作動を説明するに、図１の状態において、メタンなどの被処理成分を含む被処理気体は供給路１０から供給用ダンパー４ａを介して蓄熱層２ａを通過し、その過程で前回の行程で加熱された蓄熱材４０ａとの熱交換により予熱されながら、燃焼室３に流入する。燃焼室３ではガスバーナ８が燃焼しており、被処理気体は８００℃〜１２００℃程度にまで加熱され、被処理成分は燃焼による酸化処理を受ける。
【００１６】
処理の進行した高温気体は、蓄熱層２ｂ内において蓄熱材４０ｂと熱交換しながら蓄熱層２ｂを通過し、排出用ダンパー５ｂを通り、排出路１１からブロア７を経て大気に吐き出される。蓄熱層２ｂの出口において、処理済み気体の温度は温度センサ９ｂにより測定され、その温度信号は制御装置３０に送られる。処理済み気体の流入当初は、蓄熱層２ｂ内の蓄熱材４０ｂは前回の非処理気体の通過により熱を奪われ低温状態となっており、処理済み気体からの熱回収は速やかに進行し、蓄熱層２ｂ出口での処理済み気体の温度はほぼ流入時の温度又は目的の熱回収率から求められる設定温度まで降下している。
【００１７】
その状態が一定時間継続すると蓄熱材４０ｂは次第に昇温し、熱的飽和状態、すなわち、許容される量の熱量を回収した状態となる。それ以降は、蓄熱材４０ｂによる十分な熱回収は行われなくなり、蓄熱層２ｂの出口を通過する処理済み気体の温度は上昇していき、熱損失となる。前記処理済み気体の温度の情報は温度センサ９ｂにより検出されており、制御装置３０に送られる。
【００１８】
制御装置３０は処理済み気体の温度が設定値に達したときに、流動方向切り替え信号を出力する。それにより、供給用ダンパー４ａは閉、パージ用ダンパー６ａは開（ただし、直ぐに閉じられる）、供給用ダンパー４ｂは開、排出用ダンパー５ｂは閉、パージ用ダンパー６ｃは閉、排出用ダンパー５ｃは開、に切り替わり、流動方向は切り替えられ、被処理気体は供給路１０から供給用ダンパー４ｂを介して既に前回の工程で設定温度に加熱されている蓄熱層２ｂに流入し、予熱されながらそこを通過して燃焼室３に流入する。なお、切り替え時にパージ用ダンパー６ａからパージガスを流入させ、非処理成分が未処理のままで排出されのを防いでいる。
【００１９】
燃焼室３において、被処理気体は同様にして８００℃〜１２００℃程度にまで加熱され、被処理成分が処理された後、今度は、蓄熱層２ｃ内の蓄熱材４０ｃと熱交換しながら通過し、排出用ダンパー５ｃを通り、排出路１１からブロア７を経て大気に吐き出される。蓄熱材４０ｂの場合と同様、その状態が一定時間継続すると蓄熱材４０ｃは次第に昇温し、熱的飽和状態となり、それ以降、蓄熱層２ｃの出口を通過する処理済み気体の温度は上昇していき、熱損失となる。前記処理済み気体の温度の情報は温度センサ９ｃにより検出されており、温度情報は制御装置３０に送られ、前記と同様にして、蓄熱層２ｂから蓄熱層２ｃへの被処理気体の流入路の切り替え（流動方向の切り替え）が行われる。この場合にも、切り替え時にパージ用ダンパー６ｂからパージガスを流入させ、被処理成分が未処理のままで排出されるのを防いでいる。
【００２０】
以下、被処理気体の流入路を蓄熱層２ｃから蓄熱層２ａに切り替える処理が同様にして行われ、以降、同様な流路の切り替え（流動方向の切り替え）が、蓄熱層２ａ〜２ｃに備えられた温度センサ９ａ〜９ｃが設定温度に到達し、その温度情報が制御装置３０に出力されるごと継続して行われることにより、被処理成分の処理は進行する。
【００２１】
上記のように、本発明による蓄熱式気体処理装置では、被処理気体の流動方向の切り替えを、予め設定した一定時間間隔で行うのではなく、各蓄熱層２ａ〜２ｃから排出される処理済み気体の温度が予め設定した温度に達したときに行うようにしたので、個々の蓄熱層に許容熱容量の違いがあるような場合、また、連続運転中に被処理気体の成分や流量が変動する場合であっても、処理済み気体が不十分な熱回収により高温のまま大気に放出されるのを確実に阻止することができる。それにより、高い熱回収率が得られ、運転コストも安定する。
【００２２】
図２は、本発明による蓄熱式気体処理装置の他の形態を説明する図であり、例えば、特開平９−１４１０４７号公報などに記載されるような、一対の蓄熱層２０ａと２０ｂとこれに挟まれた燃焼室3ａとを備えた処理層と、処理層の一方に面する第１の流路と他方に面する第２の流路とを備え、いずれか一方の流路に送り込まれた被処理成分を含んだ被処理気体は処理層を通過することにより被処理成分の無害化処理を受けた後、他方の流路に流入して排出されるようにされており、送り込み流路を第１の流路と第２の流路とに交互に切り替えながら運転される形態の装置に対して、本発明を適用した場合の例であり、図示されるように、蓄熱層２０ａ及び２０ｂには、共に、蓄熱材が燃焼室３ａに面している側とは反対の側に温度センサ９ａ、９ｂが配置されている。
【００２３】
この形態の蓄熱式気体処理装置は、第１の流路に２個のダンパーＤ１とＤ３が、第２の流路に２個のダンパーＤ２とＤ４がそれぞれ備えられており、ダンパーＤ１とＤ４とが開き、ダンパーＤ２とＤ３とが閉じた運転状態（運転状態１）と、ダンパーＤ２とＤ３とが開き、ダンパーＤ１とＤ４とが閉じた運転状態（運転状態２）とを切り替えながら、被処理成分の連続処理が行われる。図で、１０は被処理気体の流入路であり、１１は処理済み気体の排出路である。
【００２４】
この場合において、最初は、前記運転状態１（ダンパーＤ１とＤ４が開き、ダンパーＤ２とＤ３が閉じた運転状態）に流路（流動方向）が形成されているとする。悪臭成分などを含む被処理気体は、供給路１０からダンパーＤ１を通って蓄熱層２０ｂに流入し、予熱を受けながら通過して、発熱体８ａより加熱され、被処理気体の処理が進行する。処理の進行した高温気体は、蓄熱層２０ａ内において蓄熱材と熱交換しながら蓄熱層２０ａを通過し、ダンパーＤ４を通って大気に放出される。
【００２５】
蓄熱層２０ａの出口において、処理済み気体の温度は温度センサ９ａにより測定され、その温度信号は制御装置３０に送られる。処理済み気体の流入当初は、蓄熱層２０ａ内の蓄熱材は、前回の非処理気体の通過により熱を奪われ低温状態となっており、処理済み気体からの熱回収は速やかに進行し、蓄熱層２０ａ出口での処理済み気体の温度はほぼ流入時の温度まで降下している。
【００２６】
その状態が一定時間継続すると蓄熱材は次第に昇温し、熱的飽和状態となる。それ以降は、蓄熱材による十分な熱回収は行われなくなり、蓄熱層２０ａの出口を通過する処理済み気体の温度は上昇する。前記処理済み気体の温度の情報は温度センサ９ａにより検出されており、制御装置３０に送られる。制御装置３０は処理済み気体の温度が設定値に達したときに、ダンパーＤ１とＤ４を閉じ、ダンパーＤ２とＤ３を開く信号を出し、流路（流動方向）を前記運転状態２に切り替える。
【００２７】
それにより、被処理気体は蓄熱層２０ａから流入し、被処理成分の処理を受けた高温状態の被処理気体は蓄熱層２０ｂを通過して、ダンパーＤ３を通って排出される。高温状態の被処理気体と蓄熱材との熱交換により、今度は蓄熱層２０ｂの蓄熱材は次第に昇温し、熱的飽和状態となる。それ以降は、蓄熱層２０ｂの出口を通過する処理済み気体の温度は上昇する。その温度情報は温度センサ９ｂにより検出されており、制御装置３０に送られる。制御装置３０は処理済み気体の温度が設定値に達したときに、再び、ダンパーの開閉信号を出力して、流路（流動方向）を前記運転状態１に切り替える。以下、同じ状態での運転が、一定時間ごとに流動方向を切り替えて継続して行われる。この運転方法においても、前記図1に示した形態の蓄熱式気体処理装置の運転の場合と同様の作用効果がもたらされることは説明を要しないであろう。
【００２８】
図３は、本発明による蓄熱式気体処理装置の他の形態を説明する図であり、この装置は、蓄熱層２０が全体として円盤状とされ、回転軸Ｒを支軸として矢印Ａ方向に回転するようになっている。回転軸Ｒの回転は制御機構ＲＡで制御される。蓄熱層２０は、図３ｂに示すように、複数に区画されており、いずれかの区画（図では２０１）を通過して被処理気体は処理室３に流入し、処理後の気体は他の区画（図では２０２）を通過して大気に排出される。他の構成は基本的に図１又は図２に示したもの同様である。
【００２９】
この蓄熱式気体処理装置において、処理済み気体の排出路１１の蓄熱層２０に近接した箇所に温度センサ９Ａが備えられており、処理後の気体が通過する区画、すなわち排出側の蓄熱層（図では２０２）から排出される気体の温度が測定され、該温度センサ９Ａからの温度信号が制御装置３０に入力される。制御装置３０は、処理済み気体の温度が前記した設定温度に達したときに、蓄熱層の例えば一区画分の回転を回転軸Ｒに生じさせる信号を出力する。この回転により、蓄熱層２０における所要区画内での被処理気体の流動方向が切り替わり、前記図1及び図２に示した蓄熱式気体処理装置において説明したと同じ作用効果がもたらされる。
【００３０】
なお、図示しないが、図１〜図３に示す実施の形態において、蓄熱層内に蓄熱材に加えて触媒層が配置される場合があることは、従来公知の蓄熱式気体処理装置の場合と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による蓄熱式気体処理装置の一実施の形態を説明する図。
【図２】本発明による蓄熱式気体処理装置の他の実施の形態を説明する図。
【図３】本発明による蓄熱式気体処理装置のさらに他の実施の形態を説明する図。
【符号の説明】
【００３２】
１…蓄熱式気体処理装置、２ａ、２ｂ、２ｃ、２０ａ、２０ｂ…蓄熱層、３…燃焼室、９ａ，９ｂ，９ｃ…温度センサ、１０…被処理気体供給路、１１…処理済み気体排出路、３０…制御装置、４０…蓄熱材
【図１】
2005172338.tif 000003
【図２】
2005172338.tif 000004
【図３】
2005172338.tif 000005