(57)【要約】【課題】  臭気ガスの流量に見合った予混合燃料を安定的に供給することで、触媒の全量が完全劣化するまで安定的に運転できるようにした予混合式触媒脱臭方法および装置を提供する。【解決手段】  酸化触媒１と、この酸化触媒１に接続された燃料予混合室２とを備え、燃料予混合室２に、臭気ガスの供給管１２と、燃料ポンプ５が介設された燃料の供給管１４を接続した予混合式触媒脱臭装置である。燃料の供給管１４に介設された燃料ポンプ５をＯＮ−ＯＦＦするポンプ制御部９を設け、このポンプ制御部９の設定によって燃料予混合室２に供給される臭気ガス流量に対応して燃焼脱臭に必要かつ十分の燃料を供給できるようにする。供給する燃料の流量は、臭気ガスの流量に基づいて予め熱計算によって算出する。【効果】  酸化触媒が理論計算値以上に昇温することがなく保護でき、また、触媒の劣化を抑えて安定的に継続運転できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭気ガスに燃料を予混合し、この混合ガスを触媒によって直接燃焼させて脱臭する予混合式触媒脱臭方法において、
前記臭気ガスに対し、臭気ガスの流量に基づいて予め熱計算によって算出した必要流量の燃料を断続的または連続的に供給して混合し、この予混合したガスを触媒内で燃焼させ脱臭することを特徴とする予混合式触媒脱臭方法。
【請求項２】
臭気ガスと燃料とが混合される燃料予混合室と、前記燃料予混合室に臭気ガスを供給する臭気ガス供給手段と、前記前記燃料予混合室に燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段に設けられ前記臭気ガス供給手段によって供給される臭気ガスの流量に応じて燃料の供給量を調整する燃料供給量調整手段と、前記燃料予混合室から混合ガスが供給される酸化触媒とを備えることを特徴とする予混合式触媒脱臭装置。
【請求項３】
前記燃料供給量調整手段は、燃料ポンプと、臭気ガス供給手段により供給される臭気ガスの流量に応じて前記燃料ポンプのオン−オフを断続的に制御するポンプ制御部とを備えることを特徴とする請求項２記載の予混合式触媒脱臭装置。
【請求項４】
前記燃料供給量調整手段は、燃料供給路に介設された電磁弁と、臭気ガス供給手段により供給される臭気ガスの流量に応じて前記電磁弁の開閉を断続的に制御する電磁弁制御部とを備えることを特徴とする請求項２記載の予混合式触媒脱臭装置。
【請求項５】
前記燃料供給量調整手段は、臭気ガス供給手段により供給される臭気ガスの流量に応じて燃料流量を調整するマスフローコントローラとを備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の予混合式触媒脱臭装置。
【請求項６】
前記臭気ガス供給手段に臭気ガス流量計が備えられており、該臭気ガス流量計によって得られる臭気ガス流量信号に基づいて燃料供給量調整手段により燃料の供給量が調整されることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の予混合式触媒脱臭装置。
【請求項７】
直接燃焼触媒から排出される排ガスの温度を測定するための温度センサと、設定温度が定められ、前記温度センサで測定された温度が前記設定温度を越えた時に警報信号を出力する警報出力手段とを備え、該警報出力手段の警報信号によって燃料供給手段による燃料供給が停止するように構成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の予混合式触媒脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、臭気ガスに燃料を予混合し、この予混合ガスを酸化触媒によって直接燃焼し、脱臭するようにした予混合式触媒脱臭方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この予混合式触媒脱臭装置は、図５のように構成されていた。図において、１は酸化触媒、２は臭気ガスと燃料を予め混合する燃料予混合室である。また、３は酸化触媒１の温度を検知する温度センサであり、４はＰＩＤ制御を行うＰＩＤ温度調節計、１５は燃料を送る燃料ポンプ、６は燃料タンクである。燃料予混合室２には、臭気ガスが供給管１２を通して供給されるとともに、予混合する燃料が前記燃料ポンプ１５の動作によって、燃料タンク６から供給管１４を通して供給される構成となっている。
【０００３】
予混合室２では、臭気ガスと燃料とが予混合され、燃料予混合室２で混合された予混合ガスは、酸化触媒１に導入され、ここで触媒によって直接燃焼して臭気ガスが脱臭される。なお、装置の安定した運転性能と適当な脱臭性能を得るために、また触媒の劣化を抑えるために、触媒の温度制御が必要であり、そのために、酸化触媒１に設けた温度センサ３によって触媒の温度を検出し、ＰＩＤ温度調節計４によって触媒の温度を調節するようにしていた。すなわちＰＩＤ温度調節計４は触媒の検出温度に従って燃料ポンプ１５にＰＩＤ制御出力を送り、燃料ポンプ１５の運転を制御することで燃料の混合量を調節して触媒温度を一定に保つ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の予混合式触媒脱臭装置は、上記のように構成されて運転されていたため、長期使用により温度センサ３を設置した周辺の触媒活性が低下した場合、活性が鈍くなって温度が上昇しにくくなり、このためＰＩＤ温度調節計４は燃料ポンプ１５に燃料の供給量維持の出力を続け、結果として過剰の燃料が燃料予混合室２に供給され、酸化触媒１内では、触媒温度が局部的に異常上昇し、触媒の熱劣化を招くなどの問題があった。また、臭気ガスの流量が変動した際に、酸化触媒１内での燃焼状態が変化し、温度センサ３の設置位置が不適切であると、前記と同様に過剰の燃料が供給される問題があった。
【０００５】
この発明は、このような問題点に鑑みて成されたもので、臭気ガスの流量に見合った燃料を安定的に供給することで、触媒の全量が完全劣化するまで安定的に運転できるようにした予混合式触媒脱臭方法および装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、予混合式触媒脱臭方法の発明のうち、請求項１記載の発明は、臭気ガスに燃料を予混合し、この混合ガスを触媒によって直接燃焼させて脱臭する予混合式触媒脱臭方法において、前記臭気ガスに対し、臭気ガスの流量に基づいて予め熱計算によって算出した必要流量の燃料を断続的または連続的に供給して混合し、この予混合したガスを脱臭触媒内で燃焼させ脱臭することを特徴とする。
【０００７】
次に、予混合式触媒脱臭装置の発明のうち、請求項２記載の発明は、臭気ガスと燃料とが混合される燃料予混合室と、前記燃料予混合室に臭気ガスを供給する臭気ガス供給手段と、前記前記燃料予混合室に燃料を供給する燃料供給手段と、前記燃料供給手段に設けられ前記臭気ガス供給手段によって供給される臭気ガスの流量に応じて燃料の供給量を調整する燃料供給量調整手段と、前記燃料予混合室から混合ガスが供給される酸化触媒とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の予混合式触媒脱臭装置の発明は、請求項２記載の発明において、前記燃料供給量調整手段は、燃料ポンプと、臭気ガス供給手段により供給される臭気ガスの流量に応じて前記燃料ポンプのオン−オフを断続的に制御するポンプ制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の予混合式触媒脱臭装置の発明は、請求項２記載の発明において、前記燃料供給量調整手段は、燃料供給路に介設された電磁弁と、臭気ガス供給手段により供給される臭気ガスの流量に応じて前記電磁弁の開閉を断続的に制御する電磁弁制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の予混合式触媒脱臭装置の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、前記燃料供給量調整手段は、臭気ガス供給手段により供給される臭気ガスの流量に応じて燃料流量を調整するマスフローコントローラとを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の予混合式触媒脱臭装置の発明は、請求項２〜５のいずれかに記載の発明において、前記臭気ガス供給手段に臭気ガス流量計が備えられており、該臭気ガス流量計によって得られる臭気ガス流量信号に基づいて燃料供給量調整手段により燃料の供給量が調整されることを特徴とする。
【００１２】
請求項７予混合式触媒脱臭装置の発明は、請求項２〜６のいずれかに記載の発明において、直接燃焼触媒から排出される排ガスの温度を測定するための温度センサと、設定温度が定められ、前記温度センサで測定された温度が前記設定温度を越えた時に警報信号を出力する警報出力手段とを備え、該警報出力手段の警報信号によって燃料供給手段による燃料供給が停止するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
すなわち、本発明によれば、臭気ガスの処理流量に対して必要な予混合ガスの量を、熱計算による算出などにより得て、その量の燃料を断続的又は連続的に供給するようにできるので、酸化触媒が理論計算値以上に昇温することがないように保護でき、また、酸化触媒の劣化を抑えて安定的に継続運転できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態を添付の図を参照して説明する。尚、図５で示した従来装置と同様の構成には同一の符号を付してある。
【００１５】
図１は、第１の実施形態の予混合式触媒脱臭装置の構成図である。酸化触媒１と、この酸化触媒１に接続された燃料予混合室２とを備えている。そして、燃料予混合室２には臭気ガス供給手段を構成する臭気ガス供給管１２と、燃料供給手段を構成する燃料タンク６および燃料ポンプ５ならびに該燃料ポンプ５の下流側にある燃料遮断用電磁弁１０ａが介設された燃料供給管１４が接続されている。燃料供給管１４に介設した燃料ポンプ５にはこのポンプ５をＯＮ−ＯＦＦ制御するためのポンプ制御部９が設けられている。このポンプ制御部９での設定（オン時間とオフ時間の組み合わせ）によって燃料タンク６の燃料を所望の流量（平均流量）で断続的に供給できるように構成されている。
【００１６】
このように構成された装置において、臭気ガス供給管１２を通して供給される臭気ガスの流量に対して必要かつ十分な燃料の量を予め熱計算で算出し、ポンプ制御部９を用いて燃料ポンプ５をＯＮ−ＯＦＦ制御して、計算によって算出された流量の燃料を燃料供給管１４を通して断続的に供給するように運転する。このように運転することによって、酸化触媒１には臭気ガス量に対して過量の燃料が供給されることがない様にでき、酸化触媒１の活性、燃焼状態にかかわらず装置を安定的に運転することができる。
また、この装置では、酸化触媒１の排ガス温度を検出する温度センサ２０と、温度センサ２０から与えられる温度信号が予め設定した設定温度を越えた時に警報信号を出力する警報出力部２１とを必要に応じて設けることができる。該警報信号は、燃料ポンプ５および電磁弁１０ａに対し停止制御信号として与えられる。これにより異常の事態が生じた時には、燃料ポンプ５を停止させ電磁弁１０ａを遮断させて触媒側に燃料が供給されないようにして酸化触媒１などの構成機器を安全に保護することができる。
【００１７】
図２は、他の実施形態の予混合式触媒脱臭装置の構成図である。図１と同様に、酸化触媒１と、この酸化触媒１に接続された燃料予混合室２とを備えている。燃料予混合室２には臭気ガス供給管１２と、燃料ポンプ５と該燃料ポンプ５の下流側にある燃料遮断用電磁弁１０ａが介設された燃料供給管１４が接続されており、燃料供給管１４の他端は燃料タンク６に接続されている。そして、燃料供給管１４には、燃料ポンプ５の下流側にマスフローコントローラ７が更に介設されて、燃料の供給がマスフローコントローラ７で制御できるようにされている。なお、マスフローコントローラ７と燃料ポンプ５との間で、燃料供給管１４には、返流管１７がバイパスとして接続されており、返流管１７の他端は前記燃料タンク６に接続されている。
この装置においても前記実施形態と同様に、臭気ガス供給管１２を通して供給される臭気ガスの流量に対して必要かつ十分な燃料の量を予め熱計算で算出し、マスフローコントローラ７に入力することで、燃料ポンプ５は連続運転のまま、計算によって算出された量の燃料を燃料供給管１４を通して予混合室２に連続的に供給される。この際に燃料ポンプ５で送られる燃料のうち、残余の燃料は返流路１７を通して燃料タンク６に返流される。このように運転することによって、酸化触媒１には臭気ガス流量に対して過量の燃料が供給されることがない様にでき、酸化触媒１の活性、燃焼状態にかかわらず装置を安定的に運転することができる。また、図１の装置のように、燃料を断続的に供給する場合に比べて、燃料を連続的に供給できるこの装置では、酸化触媒１内の温度ムラを少なくすることができる。また、マスフローコントローラ７で燃料の一部を返流することで供給量を調整するものとしたので、燃料ポンプ５の制御が不要になる。また、この実施形態でも、必要に応じて前記温度センサ２０と、前記警報出力部２１とを設け、異常の場合に燃料ポンプ５および電磁弁１０ａによる燃料供給を停止させることもできる。
【００１８】
図３は、臭気ガスの流量が変動する場合に好適な、さらに他の実施形態の予混合式触媒脱臭装置の構成図である。この装置においても酸化触媒１と、この酸化触媒１に接続された燃料予混合室２とを備えており、燃料予混合室２には、臭気ガス供給管１２と、燃料ポンプ５と電磁弁１０ａとマスフローコントローラ７が介設された燃料供給管１４が接続されている。燃料供給管１４の他端は燃料タンク６に接続されている。そして、臭気ガス供給管１２には、臭気ガス流量計８が介設されている。
【００１９】
この装置では、臭気ガスの流量を流量計８で計測して、その流量出力をマスフローコントローラ７に入力している。マスフローコントローラ７では、臭気ガス供給管１２を通して供給される臭気ガスの流量に応じて必要かつ十分な量の燃料を連続的に予混合室２に供給するように流量調整する。残余の燃料は、上記実施形態と同様に返流路１７を通して燃料タンク６に返流される。この構成により臭気ガスの流量が変動した場合にも直ちに燃料の供給量を調整して常に臭気ガスの流量に見合う量の燃料を予混合室２に供給することができる。また、燃料が連続的に供給されるので、酸化触媒１内の温度ムラも少なくできる。また、この実施形態でも、必要に応じて前記温度センサ２０と、前記警報出力部２１とを設け、異常の場合には上記実施形態と同様に燃料ポンプ５と電磁弁１０ａによる燃料供給を停止させることもできる。
【００２０】
図４は、第４の実施形態の予混合式触媒脱臭装置の構成図である。図１〜３に示した装置と同様に、酸化触媒１と、この酸化触媒１に接続された燃料予混合室２とを備えている。燃料予混合室２には臭気ガス供給管１２と、燃料ポンプ５が介設された燃料供給管１４が接続されている。燃料供給管１４の他端は燃料タンク６に接続されている。さらに、燃料供給管１４には、燃料ポンプ５の下流側に電磁弁１０ａが介設され、この電磁弁１０ａと燃料ポンプ５との間で、燃料供給管１４に返流管１７が接続されており、返流管１７の他端は燃料タンク６に接続されている。また、返流管１７には、電磁弁１０ｂが介設されている。上記電磁弁１０ａ、１０ｂは、電磁弁制御部１９によって開閉制御できるように構成されている。電磁弁制御部１９で電磁弁１０ａ、１０ｂを開閉動作を断続的に逆転させることで燃料の流れを予混合室２側と返流側とに変えることができる。したがって上記開閉（開時間、閉時間の組み合わせ）を調整することで、予混合室への燃料の流量（平均流量）を調整できる。
【００２１】
この装置では、図１で説明したのと同様に、臭気ガス供給管１２を通して供給される臭気ガスの流量に対して必要かつ十分な燃料の量を予め熱計算で算出し、電磁弁１９を用いて電磁弁１０ａ、１０ｂを開閉制御して、計算によって算出された量の燃料を燃料供給管１４を通して予混合室２に供給するように運転する。このように運転することによって、酸化触媒１には臭気ガスに対して過量の燃料が供給されることがない様にでき、酸化触媒１の活性、燃焼状態にかかわらず装置を安定的に運転することができる。
【００２２】
なお、この装置では、酸化触媒１の排ガス温度を検出する温度センサ２０と、温度センサ２０から与えられる温度信号が予め設定した設定温度を越えた時に警報信号を出力する警報出力部２１とを必要に応じて設けることができる。該警報信号は、電磁弁制御部１９に対し停止制御信号として与えられる。これにより異常の事態が生じた時には、電磁弁１０ａを閉じ（電磁弁１０ｂを開き）、触媒側に燃料が供給されないようにして酸化触媒１などの構成機器を安全に保護することができる。
【００２３】
なお、この実施形態においても第３の実施形態に示す流量計８を臭気ガス供給管１４に設け、その測定結果を電磁弁制御部１９に与えることによって電磁弁１０ａ、１０ｂの開閉を制御して、臭気ガス流量の変化に応じて電磁弁１０ａ、１０ｂの開閉動作を調整するようにしてもよい。なお、流量計８は、さらに第１の実施形態に適用して、その測定結果をポンプ制御部９に与えて燃料ポンプ５のオンオフ制御を行うようにすることもできる。
また、図１〜４の実施形態において、供給する燃料が特に気体状である場合は、燃料ポンプ５は不要で、燃料タンク６（またはガスボンベ）からの圧力で燃料予混合室２へ燃料を供給することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態の予混合式触媒脱臭装置を示す構成図である。
【図２】同じく、他の実施形態の予混合式触媒脱臭装置を示す構成図である。
【図３】同じく、さらに他の実施形態の予混合式触媒脱臭装置を示す構成図である。
【図４】同じく、さらに他の実施形態の予混合式触媒脱臭装置を示す構成図である。
【図５】従来の予混合式触媒脱臭装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    酸化触媒
２    燃料予混合室
３    温度センサ
４    ＰＩＤ温度調節計
５    燃料ポンプ
６    燃料タンク
７    マスフローコントローラ
８    流量計
９    ポンプ制御部
１０ａ  電磁弁
１０ｂ  電磁弁
１２    臭気ガス供給管
１４    燃料供給管
１５    燃料ポンプ
１７    返流管
１９    電磁弁制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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