JPH04326941A - 触媒浄化装置および浄化方法 - Google Patents
触媒浄化装置および浄化方法Info
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- JPH04326941A JPH04326941A JP3097202A JP9720291A JPH04326941A JP H04326941 A JPH04326941 A JP H04326941A JP 3097202 A JP3097202 A JP 3097202A JP 9720291 A JP9720291 A JP 9720291A JP H04326941 A JPH04326941 A JP H04326941A
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- Japan
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- exhaust gas
- catalyst
- purification device
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種排ガス中に混入し
たＣＯ（一酸化炭素），ＨＣ（炭化水素）等の悪臭成分
や有害成分を適正温度に加熱し、触媒により酸化浄化す
る触媒浄化装置および浄化方法に関するものである。
たＣＯ（一酸化炭素），ＨＣ（炭化水素）等の悪臭成分
や有害成分を適正温度に加熱し、触媒により酸化浄化す
る触媒浄化装置および浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種の燃焼機や乾燥，熱処理時に
発生するＣＯやＨＣ成分は、その有害性や臭気のため浄
化し排出することが必要不可欠なものになっている。Ｃ
ＯやＨＣ成分の浄化方法としては、排ガス自身を加熱し
、ガス中の酸素と反応させる方法が最も浄化効率が高く
、信頼性も高い。ここで排ガスの温度を高め、空気中の
酸素がＣＯやＨＣと反応するには、８００〜９００℃以
上の温度が必要になる。しかし酸化触媒を用いれば、２
００〜４００℃の温度範囲で反応を進めることができ、
熱エネルギーの無駄を省くことができるため広く用いら
れている。
発生するＣＯやＨＣ成分は、その有害性や臭気のため浄
化し排出することが必要不可欠なものになっている。Ｃ
ＯやＨＣ成分の浄化方法としては、排ガス自身を加熱し
、ガス中の酸素と反応させる方法が最も浄化効率が高く
、信頼性も高い。ここで排ガスの温度を高め、空気中の
酸素がＣＯやＨＣと反応するには、８００〜９００℃以
上の温度が必要になる。しかし酸化触媒を用いれば、２
００〜４００℃の温度範囲で反応を進めることができ、
熱エネルギーの無駄を省くことができるため広く用いら
れている。
【０００３】以下に従来の触媒浄化装置について説明す
る。図３は、従来の触媒浄化装置の一例であり、（ａ）
は触媒浄化装置本体、（ｂ）は熱交換も含めたシステム
を示す。図中１０は触媒浄化装置本体、１６は熱交換機
、１２は加熱装置、１３は触媒を示す。（ａ）で排ガス
は１１の入り口から触媒加熱装置本体に導入され、１２
の加熱装置により所定の温度に昇温し、１３の触媒によ
りＣＯ，ＨＣ等が酸化浄化され、１４の出口から排出さ
れる。この時排ガスの昇温に要したエネルギーはガスと
一緒に排出されることになる。このエネルギーの一部を
回収する目的で熱交換機を用いたシステムが（ｂ）であ
る。この場合ガスの入り口１７から導入され、１６の熱
交換機で昇温された排ガスは、矢印に沿って流れ、１０
の触媒浄化装置本体に進む。ここで浄化されたガスは、
再び１６の熱交換機に入り冷却されガスの出口１８から
排出される。すなわち排ガスの昇温に要したエネルギー
の一部を回収し、エネルギーロスを少なくしようとする
ものである。
る。図３は、従来の触媒浄化装置の一例であり、（ａ）
は触媒浄化装置本体、（ｂ）は熱交換も含めたシステム
を示す。図中１０は触媒浄化装置本体、１６は熱交換機
、１２は加熱装置、１３は触媒を示す。（ａ）で排ガス
は１１の入り口から触媒加熱装置本体に導入され、１２
の加熱装置により所定の温度に昇温し、１３の触媒によ
りＣＯ，ＨＣ等が酸化浄化され、１４の出口から排出さ
れる。この時排ガスの昇温に要したエネルギーはガスと
一緒に排出されることになる。このエネルギーの一部を
回収する目的で熱交換機を用いたシステムが（ｂ）であ
る。この場合ガスの入り口１７から導入され、１６の熱
交換機で昇温された排ガスは、矢印に沿って流れ、１０
の触媒浄化装置本体に進む。ここで浄化されたガスは、
再び１６の熱交換機に入り冷却されガスの出口１８から
排出される。すなわち排ガスの昇温に要したエネルギー
の一部を回収し、エネルギーロスを少なくしようとする
ものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成で用いられる熱交換機１６は、通常熱伝導率の
よい薄肉のアルミニウムが主体となっており、熱交換効
率は５０〜６０％が限界である。またＳＯｘやＮＯｘ等
の腐食性のガスを含んだ排ガスに対しては、アルミニウ
ムが腐食するため使用できないという問題点があった。
来の構成で用いられる熱交換機１６は、通常熱伝導率の
よい薄肉のアルミニウムが主体となっており、熱交換効
率は５０〜６０％が限界である。またＳＯｘやＮＯｘ等
の腐食性のガスを含んだ排ガスに対しては、アルミニウ
ムが腐食するため使用できないという問題点があった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、熱交換効率を大きく向上させることにより、エネ
ルギーロスを大幅に減少させるとともに、腐食性のガス
に対しても有効な触媒浄化装置および浄化方法を提供す
ることを目的としている。
ので、熱交換効率を大きく向上させることにより、エネ
ルギーロスを大幅に減少させるとともに、腐食性のガス
に対しても有効な触媒浄化装置および浄化方法を提供す
ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の触媒浄化装置は、浄化装置本体の両端の開口
部が排ガスの入り口または出口として交互に変換される
構造を有し、浄化装置本体の中央部には触媒層と加熱装
置を有し、両端から中央部への排ガス流路の途中にそれ
ぞれ蓄熱体層を設置した構成を有している。
に本発明の触媒浄化装置は、浄化装置本体の両端の開口
部が排ガスの入り口または出口として交互に変換される
構造を有し、浄化装置本体の中央部には触媒層と加熱装
置を有し、両端から中央部への排ガス流路の途中にそれ
ぞれ蓄熱体層を設置した構成を有している。
【０００７】
【作用】この構成によって、排ガスは触媒浄化装置本体
に導入されると、まず蓄熱体層を通過することによりこ
の蓄熱体層から熱を奪う。更に加熱体層では触媒浄化が
必要な温度になるまで排ガスが加熱され、この加熱状態
で触媒層を通過することで有害物質は浄化される。そし
てもう一方の蓄熱体層を通過するとき排ガスの熱エネル
ギーは、蓄熱体により奪われ、実質的に冷却されて放出
される。一定時間の後、この触媒浄化装置での排ガスの
流れる方向を逆にする。すなわち当初排ガスの出口側に
位置していた蓄熱体は、触媒により浄化された排ガスか
ら熱エネルギーを十分奪いとった状態にあり、この排ガ
スの流れを逆にする操作によって、今度は排ガスの入り
口側の蓄熱体としての役目を担い、触媒浄化装置本体に
導入された排ガスに熱を供給する。逆に当初入り口側に
あった蓄熱体は排ガスにより熱を奪われた状態であり、
排ガスの流れを逆にすることによって触媒により浄化さ
れた排ガスから熱エネルギーを奪う側に変わる。このこ
とは、排ガスが浄化に必要な温度まで加温されるための
熱エネルギーの一部または大部分を触媒浄化装置本体の
内部で循環できることを意味し、排出される熱ロスを削
減できることを意味する。また蓄熱体は空気の流れる構
造を有した熱容量のあるもの（大きい物が好ましい）で
あれば何でもよく、耐腐食性に優れたセラミック構造物
を選べば、腐食性物質を含む排ガスでも浄化可能で、熱
的ロスの少ない触媒浄化装置を提供することができる。
に導入されると、まず蓄熱体層を通過することによりこ
の蓄熱体層から熱を奪う。更に加熱体層では触媒浄化が
必要な温度になるまで排ガスが加熱され、この加熱状態
で触媒層を通過することで有害物質は浄化される。そし
てもう一方の蓄熱体層を通過するとき排ガスの熱エネル
ギーは、蓄熱体により奪われ、実質的に冷却されて放出
される。一定時間の後、この触媒浄化装置での排ガスの
流れる方向を逆にする。すなわち当初排ガスの出口側に
位置していた蓄熱体は、触媒により浄化された排ガスか
ら熱エネルギーを十分奪いとった状態にあり、この排ガ
スの流れを逆にする操作によって、今度は排ガスの入り
口側の蓄熱体としての役目を担い、触媒浄化装置本体に
導入された排ガスに熱を供給する。逆に当初入り口側に
あった蓄熱体は排ガスにより熱を奪われた状態であり、
排ガスの流れを逆にすることによって触媒により浄化さ
れた排ガスから熱エネルギーを奪う側に変わる。このこ
とは、排ガスが浄化に必要な温度まで加温されるための
熱エネルギーの一部または大部分を触媒浄化装置本体の
内部で循環できることを意味し、排出される熱ロスを削
減できることを意味する。また蓄熱体は空気の流れる構
造を有した熱容量のあるもの（大きい物が好ましい）で
あれば何でもよく、耐腐食性に優れたセラミック構造物
を選べば、腐食性物質を含む排ガスでも浄化可能で、熱
的ロスの少ない触媒浄化装置を提供することができる。
【０００８】
（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【０００９】図１において、１９はこのシステムへの排
ガスの入り口、２０は排ガスの出口を示す。５は触媒浄
化装置本体、２は蓄熱体、３は触媒、４は加熱装置を示
す。９は触媒浄化装置本体の排ガスの流れを切り替える
ダンパーであり、（ａ）では触媒浄化装置本体の下部１
が排ガスの入り口となり、上部８が出口となっている。 （ｂ）では、ダンパー９を切り替えることによって排ガ
スの流れ７が逆転し、装置本体の上部８がガスの入り口
となり、下部１が出口となっている。
ガスの入り口、２０は排ガスの出口を示す。５は触媒浄
化装置本体、２は蓄熱体、３は触媒、４は加熱装置を示
す。９は触媒浄化装置本体の排ガスの流れを切り替える
ダンパーであり、（ａ）では触媒浄化装置本体の下部１
が排ガスの入り口となり、上部８が出口となっている。 （ｂ）では、ダンパー９を切り替えることによって排ガ
スの流れ７が逆転し、装置本体の上部８がガスの入り口
となり、下部１が出口となっている。
【００１０】本実施例における有害成分の浄化効果と熱
効率を測定した結果を表１に示す。
効率を測定した結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】触媒浄化装置は、蓄熱体としてそれぞれ粒
状アルミナ（５〜１０ｍｍφ）のもの５リットル、触媒
はハニカム状の白金触媒をそれぞれ１リットル、加熱装
置はｍａｘ１ｋｗのシーズヒーターを用い、３００℃で
温度調節を行った。排ガスは１００ｐｐｍのスチレンガ
スを含み、送風量は５００リットル／ｍｉｎとした。排
ガスの浄化率はスチレンガスの触媒による分解率で示し
、熱効率は簡易的に排ガスが３００℃まで昇温されたと
して３００℃への昇温温度に対して出口温度と入り口温
度の差を比較して算出した。切り替え時間とは、一方向
で排ガスを流し続けた時間を示し、ダンパーの切替えに
は１ｓかかっている。
状アルミナ（５〜１０ｍｍφ）のもの５リットル、触媒
はハニカム状の白金触媒をそれぞれ１リットル、加熱装
置はｍａｘ１ｋｗのシーズヒーターを用い、３００℃で
温度調節を行った。排ガスは１００ｐｐｍのスチレンガ
スを含み、送風量は５００リットル／ｍｉｎとした。排
ガスの浄化率はスチレンガスの触媒による分解率で示し
、熱効率は簡易的に排ガスが３００℃まで昇温されたと
して３００℃への昇温温度に対して出口温度と入り口温
度の差を比較して算出した。切り替え時間とは、一方向
で排ガスを流し続けた時間を示し、ダンパーの切替えに
は１ｓかかっている。
【００１３】この表１から明らかなように、本実施例に
よる触媒浄化装置は、８０％以上のスチレンガスを含む
排ガスの浄化を７０％以上の熱交換効率で達成すること
ができている。従来法によるアルミニウムの熱交換機を
用いたものでは、排ガスの浄化率を８０％以上にするこ
とは可能であるが、熱交換率は５０〜６０％が限界であ
った。本実施例の最も優れた条件では、スチレンガスの
浄化率および熱効率共に９０％以上を示した。
よる触媒浄化装置は、８０％以上のスチレンガスを含む
排ガスの浄化を７０％以上の熱交換効率で達成すること
ができている。従来法によるアルミニウムの熱交換機を
用いたものでは、排ガスの浄化率を８０％以上にするこ
とは可能であるが、熱交換率は５０〜６０％が限界であ
った。本実施例の最も優れた条件では、スチレンガスの
浄化率および熱効率共に９０％以上を示した。
【００１４】また本実施例では、蓄熱材としてアルミナ
を用いており、これは耐腐食性に優れているため、排ガ
ス中に金属を腐食するような成分（たとえば酸性ガス等
）が含まれていても十分使用に耐える。
を用いており、これは耐腐食性に優れているため、排ガ
ス中に金属を腐食するような成分（たとえば酸性ガス等
）が含まれていても十分使用に耐える。
【００１５】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
【００１６】図２において、３は浄化装置の中央にまと
めて設置された触媒層を示し、４はその触媒層を挟むよ
うに２層に分けられた加熱装置を示す。排ガスの流れは
実施例１と同様である。
めて設置された触媒層を示し、４はその触媒層を挟むよ
うに２層に分けられた加熱装置を示す。排ガスの流れは
実施例１と同様である。
【００１７】本実施例における有害成分の浄化効果と熱
効率を測定した結果を表２に示す。
効率を測定した結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】本実施例の触媒浄化装置は、実施例１と同
様に蓄熱体としてそれぞれ粒状アルミナ（５〜１０ｍｍ
φ）のもの５リットル用いた。触媒はハニカム状の白金
触媒を１リットル使用し、加熱装置はそれぞれｍａｘ１
ｋｗのシーズヒーターを用い３００℃で温度調節を行っ
た。排ガスは１００ｐｐｍのスチレンガスを含み、送風
量は５００リットル／ｍｉｎとした。排ガスの浄化率は
スチレンガスの触媒による分解率で示し、熱効率は簡易
的に排ガスが３００℃まで昇温されたとして３００℃へ
の昇温温度に対して出口温度と入り口温度の差を比較し
て算出した。切り替え時間とは、一方向で排ガスを流し
続けた時間を示し、ダンパーの切り替えには１ｓかかっ
ている。
様に蓄熱体としてそれぞれ粒状アルミナ（５〜１０ｍｍ
φ）のもの５リットル用いた。触媒はハニカム状の白金
触媒を１リットル使用し、加熱装置はそれぞれｍａｘ１
ｋｗのシーズヒーターを用い３００℃で温度調節を行っ
た。排ガスは１００ｐｐｍのスチレンガスを含み、送風
量は５００リットル／ｍｉｎとした。排ガスの浄化率は
スチレンガスの触媒による分解率で示し、熱効率は簡易
的に排ガスが３００℃まで昇温されたとして３００℃へ
の昇温温度に対して出口温度と入り口温度の差を比較し
て算出した。切り替え時間とは、一方向で排ガスを流し
続けた時間を示し、ダンパーの切り替えには１ｓかかっ
ている。
【００２０】この表２から明らかなように、本実施例に
よる触媒浄化装置は、実施例１と比較してスチレンガス
排ガスの浄化率が高く、熱交換効率が低い結果となった
。本実施例においても最も優れた条件では、スチレンガ
スの浄化率および熱効率共に９０％以上を示した。
よる触媒浄化装置は、実施例１と比較してスチレンガス
排ガスの浄化率が高く、熱交換効率が低い結果となった
。本実施例においても最も優れた条件では、スチレンガ
スの浄化率および熱効率共に９０％以上を示した。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明は浄化装置および
方法では浄化装置本体の両端が排ガスの入り口，出口と
して交互に変換する構造を有し、中央部に加熱装置と触
媒を設置し、両端から中央部への排ガス流路の途中にそ
れぞれ蓄熱体層を有する構造で、一定時間悪臭成分を含
んだ排ガスを本体の一端から浄化装置内に導入し、蓄熱
体および加熱装置により加熱後、触媒により浄化し、そ
の後もう一方の蓄熱体層で冷却して他端から排出する。 さらにダンパー等を切り替えることにより排ガスの流れ
を逆転して排ガスを一定時間浄化装置内に導入し同様の
加熱，浄化，冷却過程を経て排出するという過程を交互
に繰り返すことにより熱エネルギーのロスを最小限に抑
え、かつ排ガス中の有害成分を効率よく浄化することが
できる触媒浄化装置を実現するものである。
方法では浄化装置本体の両端が排ガスの入り口，出口と
して交互に変換する構造を有し、中央部に加熱装置と触
媒を設置し、両端から中央部への排ガス流路の途中にそ
れぞれ蓄熱体層を有する構造で、一定時間悪臭成分を含
んだ排ガスを本体の一端から浄化装置内に導入し、蓄熱
体および加熱装置により加熱後、触媒により浄化し、そ
の後もう一方の蓄熱体層で冷却して他端から排出する。 さらにダンパー等を切り替えることにより排ガスの流れ
を逆転して排ガスを一定時間浄化装置内に導入し同様の
加熱，浄化，冷却過程を経て排出するという過程を交互
に繰り返すことにより熱エネルギーのロスを最小限に抑
え、かつ排ガス中の有害成分を効率よく浄化することが
できる触媒浄化装置を実現するものである。
【００２２】また蓄熱材としてアルミナ等の耐腐食性に
優れたセラミックが使用できるため排ガス中に金属を腐
食するような成分（たとえば酸性ガス等）が含まれてい
ても十分使用に耐える。
優れたセラミックが使用できるため排ガス中に金属を腐
食するような成分（たとえば酸性ガス等）が含まれてい
ても十分使用に耐える。
【図１】（ａ）本発明の第１の実施例における触媒浄化
装置の全体構成を示す図 （ｂ）排ガスの流れが逆転した状態を示す図
装置の全体構成を示す図 （ｂ）排ガスの流れが逆転した状態を示す図
【図２】（
ａ）本発明の第２の実施例における触媒浄化装置の全体
構成を示す図 （ｂ）排ガスの流れが逆転した状態を示す図
ａ）本発明の第２の実施例における触媒浄化装置の全体
構成を示す図 （ｂ）排ガスの流れが逆転した状態を示す図
【図３】（
ａ）従来の触媒浄化装置本体の構成を示す図（ｂ）熱交
換機も含めた従来の触媒浄化システム全体の構成を示す
図
ａ）従来の触媒浄化装置本体の構成を示す図（ｂ）熱交
換機も含めた従来の触媒浄化システム全体の構成を示す
図
５ 触媒浄化装置本体
２ 蓄熱体層
３ 触媒
４ 加熱装置
１，８ 排ガスの出口または入り口
Claims (4)
- 【請求項１】浄化装置本体の両端を排ガスの入り口，出
口として交互に変換する構造を有し、本体の中央部に加
熱装置と触媒を配置し、前記本体の両端から中央部への
排ガス流路の途中にそれぞれ蓄熱体層を有した触媒浄化
装置。 - 【請求項２】排ガス流路の中央部に加熱装置を設置し、
その両側にそれぞれ触媒層を設置した請求項１記載の触
媒浄化装置。 - 【請求項３】排ガス流路の中央部に触媒層を設置し、そ
の両側にそれぞれ加熱装置を設置した請求項１記載の触
媒浄化装置。 - 【請求項４】悪臭成分を含んだ排ガスが、浄化装置本体
の一端から浄化装置内に導入され蓄熱体および加熱装置
により加熱後、触媒により浄化されてもう一方の蓄熱体
層で冷却され他端から排出される過程と、次にダンパー
等の切り替えにより排ガスの流れを前記とは逆転させて
一定時間浄化装置内に導入され加熱，浄化，冷却過程を
経て排出される過程を有し、これらの過程を交互に繰り
返すことにより排ガス中の有害成分を浄化する触媒浄化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097202A JPH04326941A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 触媒浄化装置および浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097202A JPH04326941A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 触媒浄化装置および浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04326941A true JPH04326941A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=14186027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097202A Pending JPH04326941A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 触媒浄化装置および浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04326941A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023037997A1 (ja) * | 2021-09-10 | 2023-03-16 | 日本無線株式会社 | 化学反応装置および化学反応方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51129867A (en) * | 1975-05-04 | 1976-11-11 | Kogyo Kaihatsu Kenkyusho | A process for purification of gas containing organic solvents |
| JPS538043U (ja) * | 1976-07-05 | 1978-01-24 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3097202A patent/JPH04326941A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51129867A (en) * | 1975-05-04 | 1976-11-11 | Kogyo Kaihatsu Kenkyusho | A process for purification of gas containing organic solvents |
| JPS538043U (ja) * | 1976-07-05 | 1978-01-24 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023037997A1 (ja) * | 2021-09-10 | 2023-03-16 | 日本無線株式会社 | 化学反応装置および化学反応方法 |
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