JPS5910255B2 - プレ−ト熱交形反応装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、反応ガスを接触反応させるプレート熱変形反
応装置に関し、その主な目的とするところは、小形でか
つ構造が簡単であり、しかも前記接触反応による発熱を
冷却用流体に効率良く吸熱せしめる新規なプレート熱変
形反応装置を提供することである。

以下、図面によつて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の横断面図であり、第５２図
はその右側面図である。園芸用温室１内には。固体燃料
たとえばコークスを燃焼して温風を得る加温装置２が扉
３の近傍に配置される。加温装置２で得られた温風は、
温室１内の側壁に沿つて設けられ、複数の吹出し孔（図
示せず）を備える吹１０出し管４から温室１内に吹出さ
れ、それによつて温室１内が加温される。コークス燃焼
後の排ガスは、後述のごとく触媒の作用によつて一酸化
炭素が酸化された後、煙突５から温室１外に排出される
。１５第３図は加温装置２の縦断面図であり、第４図は
第３図の切断面線■−■から見た断面図であり。

第５図は加温装置２の内部を切欠いて示す斜視図である
。加温装置２のケーシング６は、横方向に長い長方体状
であつて、脚部Ｔａ、Ｔｂによつて２０地上に設置され
る。ケーシング６内には、その長手方向一方端から他方
端に向けて（第３図および第４図の左方から右方に向け
て）順に、加熱室ａ熱交換部９、空気導人室１０が形成
される。熱交換部９は、側壁１１ａ、ｌｌｂおよびケー
シング２５６で規定される上部ガス室１２、ならびに側
壁１３ａ、１３ｂおよびケーシング６で規定される下部
ガス室１４間に、プレート熱変形反応装置１５を介在し
て成る。このプレート熱変形反応装置１５は、実線矢符
で示すごとく空気導人室１０かｎら加熱室８への空気の
流通を許容するとともに、その空気の流通方向と直交す
る方向に破線矢符で示すごとく上部ガス室１２から下部
ガス室１４へのガスの流れを許容し、しかも両者は相互
に混ク合うことはない。３５加温室８には、複数たとえ
ば５個の直立した燃焼筒１６が、配置される。

これらの燃焼筒１６＆九図示のごとく一直線上に配置し
てもよく、あるいは千鳥配置などにしてもよい。

各燃焼筒１６の上部には、導出管１７がそれぞれ接属さ
れ、各導出管１７は集合管１８に共通に接続される。集
合管１８の一端部は閉塞されており、他端部は上部ガス
室１２に接続される。ケーシング６の一端部側壁６ｃに
は、加熱室８に連通する吹出し管４が接続される。第６
図１・ま燃焼筒１６の縦断面図である。

燃焼筒１６は、金属製円筒状であつて、その上端部はケ
ーシング６の天板６ａを気密的に貫通する。燃焼筒１６
の下端部はケーシング６の底板６ｂを気密的に貫通して
地上に設置される。燃焼筒１６の土端部には、燃焼筒１
６内に同心に突入した投人筒３７が固着され、この投人
筒３７には蓋１８が挿脱自在に嵌挿される。ケーシング
６の底板６ｂ付近で、燃焼筒１６の内壁には下狭ま勺の
円錐状多孔板１９が固着される。多孔板１９の下面から
支持枠２０が垂下されており、この支持枠２０によつて
、多孔板１９の開口部を塞ぐ火格子２１が水平方向に移
動自在に支持される。火格子２１の下方において、燃焼
筒１６は底板１６ｂで塞がれる。第ｒ図は第６図の切断
面線■−■から見た断面図であり、第８図は第７図の切
断面線■−■から見た断面図である。燃焼筒１６の下部
において、火格子２１の移動方向に直交する側部には、
燃焼用空気の取り人れ、ならびに焼却灰排出のための開
口部２２が形成される。この開口部２２を覆つてカバー
２が設けられ、カバー２３は燃焼筒１６の側部に固着さ
れた上下の案内部材２４ａ，２４ｂによつて支持される
。しかも、カバー２３は案内部材２４ａ，２４ｂに案内
されて燃焼筒１６の外周面に沿つて移動自在であり、し
たがつてカバー２３を適宜移動して開口部２２の開口面
積を変えることによつて、燃焼用空気の取り人れ量を調
節することができる。なお、燃焼筒１６の上端部には、
コークス燃焼後の燃焼ガス中に２次空気を吸引するため
の吸引管２５が接続されている。第９図はプレート熱交
形反応装置１５を示す斜視図である。

このプレート熱交形反応装置１５には、上部ガス室１２
および下部ガス室１４を連通する反応ガス通路２６、な
らびに空気導人室１０および加熱室８を連通する通路２
７が、プレート形伝熱壁２８を介して相立に隣接してか
つ交互に形成される。したがつて反応ガス通路２６には
破線矢符で示すごとくコークス熱焼ガスが上方から下方
に流過し通通路２７には実線矢符で示すごとく前記燃焼
ガスと交差する方向で空気が横方向に５流過する。反応
ガス通路２６には、燃焼ガスの流通を許容して触媒体２
９が装人される。

この触媒体２９は、波状に成形された金網に、たとえば
アルミナやチタニアなどの担体を取り付けその担体にた
とえば１０白金やパラジウムなどの活性物質を含浸して
担持させて成る。この触媒体２９は、燃焼ガスの流通方
向（第９図の上下方向）ＶＣ直角な断面が波形となるよ
うに反応ガス通路２６に装人される。そのため、反応ガ
ス通路２６への触媒体２９の挿脱は″５容易である。こ
うして反応ガス通路２６では、触媒体２９は反応ガス通
路２６内に均一に配置される。したがつてプレート形伝
熱壁２８には、その全面に亘つて均一に熱交換が行なわ
れる。したがつて、触媒体２９の温度を均一とすること
ができ、”Ｏ局部的に高温度の部分が発生することが防
がれ、触媒体２９の高温度による劣化を防止することが
できる。空気が流通する通路２７には、波形に成形され
た金網３０が装人され、金網３０の間隙にラシヒ５リン
グ３１などの充填物が充填される。

このように、通路２７内に充填物が充填されることによ
つて、通路２７内を流通する空気の流れが乱されるとと
もに伝熱面積が増大して熱伝達効率が向上される。９
下部ガス室１４には、排出管３２の一端部が接続される
。

排出管３２は、空気導人室１０内を上方に延びてケーシ
ング６の天板６ａを貫通し、その他端部はケーシング６
の上部に設置された誘引送風機３３の吸引口に接続され
る。誘引送風機Ｊ３３の吐出口は煙突５ＶＣ接続される
。ケーシング６の他端部側壁６ｄには、空気導人室１０
に連通して導入管３４の一端部が接続される。導人管３
４の他端部は、温室１内の地上に設置された送風機３５
の吐出口に接続される。ノ 温室１内を加温するに当つ
ては、各燃焼筒１６内に加温すべき時間内で消費するに
充分なだけのコークスを装填しておくとともに、各開口
部２２を必要な燃焼用空気量に対応するだけの開度で開
口しておく。

次いで、各燃焼筒１６内に充填されたコークスの堆積層
３６の下部を着火するとともに、送風機３３，３５を駆
動する。それによつて燃焼筒１６の開口部２２から燃焼
用空気が吸引されてコークスの燃焼が開始される。この
コータスの燃焼に当つて、コークスは堆積層３６の下部
のみが酸化燃焼されており、上部においてはその燃焼熱
によつて加熱された還元雰囲気となつている。したがつ
て堆積層３６からは一酸化炭素を含む不完全燃焼ガスが
発生しており、この不完全燃焼ガスは導出管１７および
集合管１８を経て上部ガス室１２に導人される。なお、
燃焼筒１６の上部の吸引管２５からは、プレート熱交形
反応装置１５における接触反応に必要なだけの空気が吸
引されている。この不完全燃焼ガスの上部ガス室１２に
おける温度は、たとえば約２００℃である。一方、空気
は送風機３５から導人管３４を経て空気導人室１０に導
入され、プレート熱交形反応装置１５の通路２７内を流
過する。プレート熱交形反応装置１５において、上部ガ
ス室１２から反応ガス通路２６内に流人した燃焼ガスは
触媒体２９の活性物質の触媒作用によつて酸化反応し、
一酸化炭素が二酸化炭素に変換されて発熱し、たとえば
約４００〜６００℃となる。

ここで、反応ガス通路２６とプレート形伝熱壁２８を介
して隣接した通路２７には、空気が流通しているので、
反応ガス通路２６内の熱量がプレート形伝熱壁２８を介
して空気に与えられ、空気が加熱される。しかも、反応
ガス通路２６と通路２７とは交差しているので、通路２
７における空気の温度分布はほぼ一様となる。通路２７
を流通する空気との熱交換を終えて下部ガス室１４に導
出されたガスは、導出管３２を経て誘引送風機３３によ
つて誘引され、煙突５から温室１外に排出される。

煙突５から排出されるガスは、触媒体２９による接触反
応が終了した後であるので、有毒な一酸化炭素をほとん
ど含まない。一方、プレート熱交形反応装置１５におい
て加熱された空気は、通路２７から加熱室８に至ｂ、こ
こでコークスを燃焼している燃焼筒１６の外壁に接触し
てさらに加熱された後．吹出し管４の吹出し孔から温室
１内に吹出され、それによつて温室１内が加温される。
ここで、各燃焼筒１６の容積を大として、加温装置２の
始動時に温室１内を加温すべき時間に応じた分だけのコ
ークスを各燃焼筒１６内に投入しておく。

そうすると、各燃焼筒１６内においてはコークスの不完
全燃焼が生ずるが、発生した一酸化炭素はプレート熱交
形反応装置１５で接触反応して酸化される。したがつて
、加温装置２全体としては、常にコークスが完全燃焼さ
れており、燃焼筒１６内で完全燃焼を達成するために小
量のコークスを煩繁に供給する手間が省ける。なお、プ
レート熱交形反応装置１５において、反応ガス通路２６
および通路２７の幅Ｄｌ，ｄ２（第９図参照）を小さく
すれば、熱交換がより効率良く行なわれ、触媒体２９の
活性物質の高温度による劣化が防止される。

また、触媒体２９は、波形に成形されているので、活性
物質の劣化による交換時における取換えの際に、反応ガ
ス通路２６への挿脱が容易である。本発明は、上述の実
施例のごとき加温装置に関連して実施されるだけでなく
、反応ガスを接触反応させる反応装置として広く実施さ
れ得る。

上述のごとく本発明によれば、反応ガス通路と冷却用流
体の通路とをプレート形伝熱壁を介して交互に隣接配置
し、反応ガス通路には反応ガスと接触して反応を行なわ
しめる触媒体を装人したので反応ガス通路で反応ガスが
接触反応して発熱することによつて、反応ガスの温度が
高くなる。したがつて触媒を使用しない場合に比べて多
くの熱量を冷却用流体に与えることができ、熱効率を向
上することができる。したがつて、反応ガスが、たとえ
ば一酸化炭素を含む場合には、一酸化炭素ｊが二酸化炭
素に変化し、有害な一酸化炭素が大気放散されるおそれ
がなくなる。また、本発明では、プレート形熱交換を行
ない、したがつて反応ガス通路内には、均一に触媒を配
置することができる。そのため、触媒体の温度を均一化
することができ、・局部的に高温度の部分が発生するこ
とが防止される。したがつて、触媒体の高温度による劣
化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の横断面図、第２図１は第１
図の右側面図、第３図は加温装置２の縦断面図、第４図
は第３図の切断面線■−■から見た断面図、第５図は加
温装置２の内部を切欠いて示す斜視図、第６図は燃焼筒
１６の縦断面図、第７図は第６図の切断面図■−■から
見た断面図、第８図は第７図の切断面線■−■から見た
断面図、第９図は反応装置１５を示す斜視図である。 １５・・・・・・プレート熱交形反応装置、２６・・・
・・・反応ガス通路、２７・・・・・・通路、２８・・
・・・・プレート形伝熱壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反応ガスを流通させる反応ガス通路と、冷却用流体
   を流通させる回路とがプレート形伝熱壁を介して交互に
   隣接配置され、各反応ガス通路には反応ガスと接触して
   、発熱反応を行なわしめる触媒体が均一に装入あれて配
   置されることを特徴とするプレート熱変形反応装置。 ２ 前記反応ガスは、一酸化炭素を含有し、前記触媒体
   は、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化させるものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプレート熱
   変形反応装置。