JPH0335573B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、触媒上に気体燃料あるいは気化させ
た液体燃料を供給し、燃焼用空気によつて前記の
燃料を触媒酸化させ、反応により生じた燃焼熱お
よび輻射熱を利用する触媒バーナに関する。

従来の技術 従来この種の触媒バーナは、第２図に示す様
に、多数の孔を有した燃料分散管１を裏面から設
置したバーナケース２内に、拡散材３とPt、Rh、
Pd等の白金族金属を用いた酸化触媒を担持した
燃焼用触媒層４を設けた構成になつており、燃料
分散管１から送入されたガス燃料は拡散材３中を
均一に拡散しながら燃焼用触媒層４内に至り、何
らかの着火手段で着火された後、燃焼用触媒層４
の表面上で定常的な触媒燃焼が行われる様になつ
ていた。（例えば、特開昭58−213110号公報） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、都市ガス等の通常のガス燃料に
は、Ｓ分を含有したメルカプタン系付臭剤が７〜
10ppm程度の微量であるが混入されている。一
方、燃焼用触媒層４に担持されている白金族金属
系の酸化触媒は前記のＳ分と容易に結合して硫化
物、すなわちPtS、PdS、PhS等を形成し急速に
酸化活性を失うことが知られている。したがつ
て、７〜10ppm程度の極く微量の付臭剤であつて
も、5000時間、10000時間といつた長時間の触媒
燃焼を行わせた場合、酸化触媒の活性低下を招き
結果的に未燃ガス量の増大につながることは必至
であつた。

本発明はかかる従来の問題点を解消するもの
で、燃料中の付臭剤のＳ分の酸化触媒に対する影
響を最小限に抑え、触媒活性の寿命を伸ばすこと
を目的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために、本発明の触媒
バーナは耐熱性セラミツク担体に酸化触媒を担持
した燃焼用触媒体と燃料供給部、燃料中のＳ分を
除去するための脱硫触媒層とからなり、燃料供給
部と燃焼用触媒体の間に脱硫触媒層を配置したも
のである。

作 用 本発明は上記の構成によつて、燃料供給部から
供給された燃料が燃焼用触媒体に至る以前に必ず
脱硫触媒層を通過するため、燃料ガス中のＳ分は
大半が脱硫触媒層に吸着され、燃料ガスが燃焼用
触媒体に至る時点では、燃料ガス中のＳ分の含有
量は低下するため燃焼用触媒体の表面での触媒燃
焼の際に起こる触媒成分の硫化の割合も低下する
ため、硫化による触媒活性の低下は大幅に抑制で
きる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付の図面に基づいて
説明を行う。

第１図に於て、耐熱性金属からなるバーナケー
ス１の下部には燃料分散ノズル２が貫通設置さ
れ、高い開孔度を有する金網あるいはラス網形式
のスペーサ３と前記バーナケース１によりガス室
４が形成されている。一方、スペーサ３から前方
には、スペーサ３に近接した部分から耐熱性セラ
ミツク繊維成型体からなる保温拡散材５、
Al₂O₃・SiO₂等の微小細孔を有しかつ100〜200
m²／ｇといつた高い比表面積を有する耐熱性セラ
ミツク繊維成型体を担体とし、脱硫触媒として酸
化亜鉛（ZnO）を10％程度担持した本発明による
脱硫触媒層６、ニクロムヒータ線を一定のパター
ンで分布させた予熱器７、脱硫触媒層６と同様の
担体に0.5〜１％程度のRhを担持した燃焼用触媒
体８があり、燃焼用触媒体８の前面は、通気抵抗
をほとんど無視できる程度の高い開孔度を有する
金網あるいはラス網からなる保護ネツト９によつ
て保持されており、保護ネツト９はその外周部を
保持金具１０によつて固定されている。また、燃
焼用触媒体８の下部には燃焼温度検知用の熱電対
１１が設置されている。

次に上記構成に於ける作用を説明する。

予熱器７に通電されると、発生した熱は脱硫触
媒層６、燃焼用触媒体８の双方に伝達され、双方
が活性化温度に至るまで予熱器７へ通電が続けら
れる。燃焼用触媒体８の温度が260〜300℃程度に
到達したことを燃焼温度検知用の熱電対１１が感
知すると、燃料ガス供給用の電磁弁（図示せず）
に通電され、燃料ガスが供給される。供給された
燃料ガスは燃料分散ノズル２によつてガス室４内
に充満し、保温拡散材５内部を均一に拡散しなが
ら脱硫触媒層６を通過し、燃焼用触媒体８に至
る。燃料ガスは燃焼用触媒体８内部で一部酸化反
応を起こし、燃焼用触媒体８の温度を内部から上
昇させながら、燃焼用触媒体８の中央部から表面
部に至り、拡散してくる大量の燃焼用空気によつ
て急激に反応し、発生した反応熱によりさらに燃
焼用触媒体８の温度を上昇させ、着火を完了す
る。着火により燃焼用触媒体８が一定の温度に到
達したことを燃焼温度検知用の熱電対１１が感知
すると、予熱器７への通電が停止され、燃焼用触
媒体８上での触媒燃焼は450〜550℃程度の定常燃
焼となる。この時、燃焼用触媒体８の裏面と接触
している脱硫触媒層６は、燃焼用触媒体８からの
伝熱を受け、350℃程度まで温度上昇する。脱硫
触媒層６に担持されている、酸化亜鉛は上記の
350℃程度の温度で最も高いＳの吸着性能を有す
るため、燃料ガスは脱硫触媒層６を通過する際
に、含有する付臭剤中のＳ分が酸化亜鉛によつて
吸着され燃焼用触媒体８へ至る時点で燃料ガス中
のＳの含有量は1ppm以下となり、燃焼用触媒体
８への影響を最小限に抑制できる。したがつて、
燃焼用触媒体８の酸化活性の寿命は、触媒燃焼に
よる温度上昇が招く触媒金属粒子のシンタリング
現象、あるいは燃料ガスの一部熱分解によるカー
ボンの付着等による劣化を考えるだけで良く、硫
化による急速な活性劣化は防止できる。また、燃
焼用触媒体８は担体として、ｒ−Al₂O₃、
Al₂O₃・SiO₂等の高い比表面積を有し、800〜900
℃程度の耐熱性を持つているため、酸化触媒金属
の粒子の大きさも非常に微細な状態を保ち、450
〜550℃程度の燃焼温度では上記の触媒金属のシ
ンタリングの進行も非常に緩慢であるため、5000
時間以上の長時間でも比較的高い触媒活性を保持
することができる。

発明の効果 以上の様に本発明の触媒バーナによれば次に列
記する効果が得られる。

(1) 燃焼用触媒体の裏面に脱硫触媒層を設け、燃
料ガスが脱硫触媒層を先に通過する構成となつ
ているため、燃焼用触媒体からの燃焼熱を効率
良く脱硫触媒層に伝えることができ、脱硫触媒
層の活性化温度を保持できる。

(2) 上記構成により、燃料ガス中のＳ分は脱硫触
媒層に大部分吸着され、燃焼用触媒体へは純度
の高い炭化水素燃料が供給されるため、燃焼用
触媒体の触媒金属の硫化による失活は抑制でき
る。

(3) 上記構成により、燃焼用触媒体の長寿命化が
行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の触媒バーナの縦断
面図、第２図は従来の触媒バーナの縦断面図であ
る。 ２……燃料分散ノズル、６……脱硫触媒層、８
……燃焼用触媒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツク繊維の非圧縮成型体、あるいはセ
   ラミツク織布、またはセラミツク多孔体等の内１
   種類を担体として、この担体上に酸化触媒を担持
   した燃焼用触媒体と、ガス燃料あるいは気化させ
   た液体燃料を前記の燃焼用触媒体中へ供給する燃
   料供給部と、燃焼用触媒体と燃料供給部の間に設
   けた脱硫触媒層からなる触媒バーナ。 ２ 燃焼用触媒体の担体として、γ−Al₂O₃、
   Al₂O₃・SiO₂、SiO₂等の多孔質かつ高い比表面積
   を有するセラミツクスを用いた特許請求の範囲第
   １項記載の触媒バーナ。 ３ 酸化触媒として、Pt、Pd、Rh等の白金族金
   属の内１種類以上、またはLa、Co、Ce、Sr等か
   らなるペロブスカイト型構造を有する酸化物等を
   用いた特許請求の範囲第１項記載の触媒バーナ。 ４ 脱硫触媒層は、セラミツク繊維の非圧縮成型
   体、あるいはセラミツク織布を担体とし、脱硫触
   媒として活性炭、あるいは酸化亜鉛（ZnO）等の
   内１種類を用いた特許請求の範囲第１項記載の触
   媒バーナ。