(57)【要約】      （修正有）【課題】乾燥炉または加熱炉等で発生する排気ガスの無害化及び熱回収を同時に行うことのできるシステムを提供する。【解決手段】乾燥炉または加熱炉から発生する排気ガス流路２に熱回収用の一次熱交換器５を設け、その下流に触媒燃焼部８を設け、更にその下流に熱回収用の一段または二段重ねの二次熱交換機１０、１１を接続し、排熱側と受熱側のそれぞれにファン１３、１５を設置して、炉内の排気ガス量と同量の常温の外気が高効率で熱回収されるように構成し、二次熱交換器には外気の受熱空気が導入され、二次熱交換器により昇温された外気が加温室内に放出されるように構成した。触媒は、白金触媒であり、バーナー燃焼室４に排気ガスを導入して昇温するため、触媒燃焼のための加温装置を別途必要とせず、熱交換サイクルにて触媒燃焼を可能にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガス流路に熱回収用の一次熱交換器を設け、その下流に触媒燃焼部を設け、更にその下流に熱回収用の一段または二段重ね二次熱交換機を接続し、排熱側と受熱側のそれぞれにファンを設置して、炉内の排気ガス量と同量の常温の外気が高効率で熱回収されるように構成したことを特徴とする乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化および熱回収を同時に行うことのできるシステム。
【請求項２】
二次熱交換器には外気の受熱空気が導入され、二次熱交換器により昇温された外気が乾燥炉または加熱炉内に放出されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化及び熱回収を同時に行うことのできるシステム。
【請求項３】
触媒燃焼過程における触媒は、白金触媒であり、バーナー燃焼室に排気ガスを導入して昇温するため、触媒燃焼のための加温装置を別途必要とせず、熱交換サイクルにて触媒燃焼を可能にしたことを特徴とする請求項１記載の乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化および熱回収を同時に行うことのできるシステム。
【請求項４】
排気ガスの分解は、白金触媒での燃焼温度を活性効率の高い４００℃前後にすることを特徴とする請求項１記載の乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化および熱回収を同時に行うことのできるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、乾燥炉または加熱炉内で発生する排気ガスの無害化及び熱回収を同時に行うことのできるシステムに関し、特に、乾燥炉または加熱炉の加温システムの中間に触媒を設けることにより、従来回収することなく大気中に放出していた排気ガスを回収するとともに無害化を同時に行うことのできるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】  本発明の乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化及び熱回収を同時に行うことのできるシステムにおいては、排気ガス流路に熱回収用の熱交換器を二段階設け、その中間に触媒燃焼部を設けることにより、排気ガスを無害化し、高効率で熱回収をする装置である。【０００３】  また、二次熱交換器は一段または二段重ねの構造であり、二段重ねの場合、二次熱交換器の受熱側入口に設置した吸気ファンを介して二次熱交換器上段のＮｏ．２二次熱交換器の常温の外気が導入され、下段のＮｏ．１二次熱交換器には外気の受熱空気が流入し、二次熱交換器により昇温された空気が炉内に放出されるように構成し、且つ、排気ガス燃焼過程における触媒は白金触媒であり、排気ガスの分解は、白金触媒での燃焼温度を活性の高い４００℃前後にすることを特徴とする乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化及び熱回収を同時に行うことのできるシステムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８１５２５号公報「排ガス熱回収システム」
【特許文献２】平３−２１７２７３号公報「乾燥炉排ガス処理装置」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来、熱回収が困難とされていた比較的低温度レベルの排気ガスから、乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化と熱回収を同時に行うシステムが必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明の乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化と熱回収を同時に行うことのできるシステムによれば、排気ガス流路に熱回収用の一次熱交換器を設け、その下流に触媒燃焼部を設け、更にその下流に熱回収用の二次熱交換機を接続し、排熱側と受熱側のそれぞれにファンを設置して、炉内の排気ガス量と同量の常温の外気が高効率で熱回収され、昇温されて炉内に放出されるように構成したことを特徴とし、且つ、触媒燃焼過程における触媒は白金触媒であり、排気ガスの分解は白金触媒での燃焼温度を活性の高い４００℃前後にすることを特徴とする排気ガスの無害化および熱回収を同時に行うことのできるシステムを提供することができる。【０００７】  また、炉内の高温になった排気ガスを、熱交換システムにより温度を下げて大気に放出することができる。【０００８】  また、有害物を含む排気ガスを白金触媒による触媒燃焼により無害化することができる。【０００９】  また、外気を熱交換システムにより外気温より高い温度にして炉内に取り込むことができる。
【発明の効果】
【００１０】  乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化及び熱回収を同時に行うことのできるシステムによれば、間接式加温方式にもかかわらず、排気ガスの熱を回収し再利用するため、エネルギーコスト（燃料消費量）を大幅に削減することができる。【００１１】また、触媒反応のために排気ガスを加温する装置が必要なく、通常のシステム過程で発生する熱をコントロールすることにより、触媒反応に適切な温度を得ることができるため、省エネでの排気ガス無害化システムを提供することができる。【００１２】  また、４２０℃までの耐熱性のあるアルミ製の二次熱交換器を採用し、二次熱交換器を二段にすることにより、更に熱効率をアップさせることができる。【００１３】  二段階の熱交換器で排気ガスの熱交換を行うため、乾燥炉または加熱炉内の排気ガス温度よりも低い温度で排気ガスを大気に放出し、吸気は一段または二段式の二次熱交換器により外気の熱交換を行うため外気温度よりも高い温度で導入することが実現できた。【００１４】  また、乾燥炉または加熱炉内に熱交換用のファン及び加温用バーナーを除く全ての機器を収納しているため、各機器は保温の必要がなく、保温措置がとられていないことにより、排気ガス流路全体より熱が発散し、熱エネルギーロスが少ない上に、各機器のメンテナンス及び脱着が容易である。【００１５】  以下に、触媒にハニカム形状または粒状の白金触媒を採用し、通常の白金触媒よりも白金の含有量を増加させた素材を使用した触媒の特徴について説明する。【００１６】  白金は各種ガス成分に対して低い温度で触媒燃焼する能力があるため、複数のガスが含まれている排気ガス浄化の用途に適しており、特にＶＯＣ（臭気物）に対しても白金触媒が優れている。【００１７】  本発明で使用する触媒はハニカム形状の白金触媒で、圧力損失が少なく、耐熱性、耐久性に優れており、粒状に比べて活性は劣るといわれているが、白金の含有量が通常の約２倍の白金を使用しているので、高い活性を実現している。【００１８】  排気ガスを高温で直接燃焼させて無害化する直接燃焼方式よりも、触媒を通すことにより低温で完全酸化（脱臭）する触媒燃焼方式の方がエネルギーコスト（燃料消費量）を大幅に削減することができる上に、本発明のシステムでは通常のシステムの過程で発生する熱を使用するため触媒のために特に燃料を必要としない。【００１９】  触媒燃焼方式は直接燃焼方式と比べ燃焼温度が低いためＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量が少なく、環境にやさしい方式である。【００２０】  本発明では、排気ガスは通常システムの過程で発生する熱を３８０〜４２０℃にコントロールし、白金触媒に接触させることにより、空気と反応し、炭酸ガスと水に変化する。【００２１】  触媒を用いた接触燃焼は最も経済的な燃焼方法であるが、永久的に活性が行われず、触媒毒で劣化が進行する。【００２２】  塩化化合物や硫黄化合物は接触表面で酸化分解され、その時の触媒反応温度は３５０℃以上必要である。反応温度以下ではそれらが触媒表面に吸着し、劣化の原因となる。
また、排気ガス中にシリコーンや有機燐化合物を含む場合、触媒表面を被覆し活性を低下させ、更に処理ガス中にダスト（殆どの場合金属酸化物）が含まれる場合は被毒し、触媒が劣化する。【００２３】  排気ガス温度３６０〜４２０℃では触媒毒の影響を受けづらい構造になっている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  本発明に係る乾燥炉及び加熱炉で発生する排気ガスの無害化及び熱回収を同時に行うことのできるシステムの構成例のフローシートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】  以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を実施するための形態を具体的に説明する。以下に、熱回収システムについて、排気ガスの流れと受熱空気の流れに沿って説明する。
【００２６】  始めに、排熱ガスの流れについて説明する。
乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスを、排気ガス吸込口１より吸込み、排気ガス吸込ダクトを経由してバーナー燃焼室４に送り込む。
【００２７】  バーナー燃焼室４で加温された空気は、バーナー燃焼室４にて分岐され、一次熱交換器５で熱交換されて一次熱交換後集合チャンバー６に入り一次熱交換器５の排気ガスが再び合流する。
【００２８】  この過程により、３８０℃〜４２０℃まで温度が下がる。
【００２９】  一次熱交換後集合チャンバー６は、一次熱交換後集合チャンバー〜触媒燃焼部接続ダクト７を経由して触媒燃焼部８に入る。この時、触媒の温度は３８０℃〜４２０℃である。
【００３０】  触媒燃焼部８を通過したガスは、触媒燃焼部〜Ｎｏ．１二次熱交換器（排熱側入口）接続ダクト９を経由して、Ｎｏ．１二次熱交換器１０に入る。
【００３１】  二次熱交換器は、高効率の二段重ねとすれば、この時のＮｏ．１二次熱交換器１０の排熱側入口温度は３７０℃〜４１０℃となる。
【００３２】  Ｎｏ．１二次熱交換器１０で熱交換された排気ガスは、排熱側出口からＮｏ．２二次熱交換器１１へ入る。
【００３３】  Ｎｏ．１二次熱交換器１０の排熱側出口温度が２５０℃〜２７０℃、Ｎｏ．２二次熱交換器１１の排熱側入口と同じ温度となる。
【００３４】  Ｎｏ２二次熱交換器１１の放熱側出口温度は１２０℃まで下がり、Ｎｏ．２二次熱交換器（排熱側出口）〜排熱側ファン接続ダクト１２を経由し、排熱側ファン１３から大気放出ダクト１４を通過して大気中へ放出される。
【００３５】  以下、受熱空気の流れについて説明する。
受熱空気は、受熱側ファン１５より外気が取込まれ、受熱側ファン〜Ｎｏ．２二次熱交換器（受熱側入口）接続ダクト１６を経由してＮｏ．２二次熱交換器１１の受熱側入口に接続される。  受熱側ファン１５の外気取り込み温度は常温である。
【００３６】  Ｎｏ．２二次熱交換器１１の受熱側出口で１５０℃程度に加温された空気は、Ｎｏ．２二次熱交換器（受熱側出口）〜Ｎｏ．１二次熱交換器（受熱側入口）接続ダクト１７により、Ｎｏ．１二次熱交換器１０に接続され、受熱側出口で２５０℃〜２７０℃程度に昇温されて乾燥炉または加熱炉２０内に放出される。
【００３７】  以下、触媒燃焼に白金触媒を選定した理由を述べる。
白金は各種ガス成分に対して低い温度で触媒燃焼する能力があるため、複数のガスが含まれている排気ガス浄化の用途に適しており、ＶＯＣ（臭気物）に対しても白金触媒が優れている。
【００３８】  本発明で使用する白金触媒はハニカム状または粒状の白金触媒を使用している。
特にハニカム形状の触媒は圧力損失が少なく、耐熱性、耐久性に優れており、粒状形状に比べて活性は劣るといわれているが、白金の含有量が通常の約２倍の白金を使用しているので、高い活性を実現している。
【００３９】  排気ガスを高温で直接燃焼させて無害化する直接燃焼方式よりも、触媒を通すことにより低温で完全酸化（脱臭）する触媒燃焼方式の方がエネルギーコスト（燃料消費量）を大幅に削減することができる上に、本発明のシステムでは通常のシステムの過程で発生する熱を使用するため触媒のために特に燃料を必要としない。
【００４０】  触媒燃焼方式は直接燃焼方式と比べ燃焼温度が低いためＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量が少なく、環境にやさしい方式である。
【００４１】  本発明では、排気ガスは通常システムの過程で発生する熱を３８０〜４２０℃にコントロールし、白金触媒に接触させることにより、空気と反応し、炭酸ガスと水に変化する。
【００４２】  触媒を用いた接触燃焼は最も経済的な燃焼方法であるが、一次的または永久的に活性が劣化してしまう。
【００４３】  塩化化合物や硫黄化合物は接触表面で酸化分解され、その時の触媒反応温度は３５０℃以上必要である。反応温度以下ではそれらが触媒表面に吸着し、劣化の原因となる。
また、排気ガス中にシリコーンや有機燐化合物を含む場合、触媒表面を被覆し活性を低下させ、更に処理ガス中にダスト（殆どの場合金属酸化物）が含まれる場合は被毒し、触媒が劣化する。
【００４４】  排気ガス温度３６０〜４２０℃では触媒毒の影響を受けづらい構造になっている。
【産業上の利用可能性】
【００４５】  本発明の乾燥炉または加熱炉で発生する排気ガスの無害化及び熱回収を同時に行うことのできるシステムは、以上説明したような構成であるため、排気ガスを高温で直接燃焼させて無害化する直接燃焼方式よりも、触媒を通すことにより低温で完全酸化（脱臭）する触媒燃焼方式の方がエネルギーコスト（燃料消費量）を大幅に削減することができ、本発明のシステムでは通常のシステムの過程で発生する熱を使用することにより触媒のために特に燃料を必要としない。
また、触媒燃焼方式は直接燃焼方式と比べ燃焼温度が低いためＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量が少なく、環境にやさしい方式であり、産業上の利用価値が高い。
【符号の説明】
【００４６】  １．炉内排ガス吸込口
２．排気ガス吸込ダクト
３．加温バーナー
４．バーナー燃焼室
５．一次熱交換器
６．一時熱交換後集合チャンバー
７．一時熱交換後集合チャンバー〜触媒燃焼室  接続ダクト
８．触媒燃焼部
９．触媒燃焼部〜Ｎｏ．１  二次熱交換器（排熱側入口）接続ダクト
１０．Ｎｏ．１  二次熱交換器
１１．Ｎｏ．２  二次熱交換器
１２．Ｎｏ．２  二次熱交換器（排熱側出口）〜排熱側ファン接続ダクト
１３．排熱側ファン
１４．大気放出ダクト
１５．受熱側ファン
１６．受熱側ファン〜Ｎｏ．２  二次熱交換器（受熱側入口）接続ダクト
１７．Ｎｏ．２  二次熱交換器（受熱側出口）〜Ｎｏ．１  二次熱交換器（受熱側入口）接続ダクト
１８．受熱側空気吐出口
２０．乾燥炉または加熱炉
【図１】
2016211829.tif 000003