JPS62201631A - 可燃性成分含有ガスの処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、例えば−酸化炭素などの可燃性成分を含有す
るガスの処理方法に関する。

「従来技術およびその問題点」 自動車の塗装乾燥工程、あるいは鋼板の塗装乾燥炉など
からは、トルエン、キシレン、アルコール類、セロソル
ブ類といった溶剤に由来する可燃性成分を含有する排ガ
スが出てくる。また鉄鉱石の焼結炉などからは一酸化炭
素を含有する排ガスが出てくる。このようなたかだか数
％以下、場合によっては１％以下の濃度で可燃性成分を
含有するガスは、大気汚染防止のため、あるいは安全衛
生上の観点から、含有される可燃性成分を処理した上で
大気中に放出されなければならない。

従来、これらの可燃性成分含有ガスの処理方法としては
、かかるガスをバーナ等で高温にして可燃性成分を燃焼
させる方法、かかるガスを酸化触媒に接触させて可燃性
成分を酸化させる方法などが採用されている。

しかし、前者では、ガスを６００〜８００℃程度に加熱
し、かつ、ある程度の滞留時間をとる必要があり、その
ための耐熱構造が大がかりとなると共に、多量の熱エネ
ルギーを消費するという欠点があった。

これに対し後者は、より低温で処理することが可能であ
るため、装置も簡略化され、消費エネルギーも少なくて
すむ、しかし、かかるガス中には前記可燃性成分の他に
、　ＳＯｘやタールなども含まれていることが多く、Ｓ
Ｏｘやタールなどは、触媒に付着して触媒の活性を低下
させるために、可燃性成分を安定して処理することが困
難になるという問題点があった。また、酸化触媒の活性
温度に比べてかかるガスの温度が低すぎて、可燃性成分
を不充分にしか、ないしは全く処理できないという問題
点もあった。

「発明の目的」 本発明の目的は、可燃性成分を含有するガスを酸化触媒
により酸化処理するに際して、酸化触媒の活性を低下さ
せることなく、長期間安定して処理できるようにした可
燃性成分含有ガスの処理方法を提供することにあり、さ
らには、可燃性成分含有ガスが低温であっても酸化触媒
による上記処理が可能となる処理方法を提供することに
ある。

「発明の概要」 本発明による可燃性成分含有ガスの処理方法は、可燃性
成分を含有するガスを回転再生式熱交換体の受熱流体側
流路に通して酸化触媒の活性温度以上まで昇温させ、そ
の状態で酸化触媒に接触させて前記可燃性成分を酸化し
、この酸化熱により前記ガスをさらにに昇温させ、この
ガスを前記酸化触媒に再接触させて前記酸化触媒を再生
し、さらに前記回転再生式熱交換体の放熱流体側流路に
通して取出すことを特徴とする。

このように、可燃性成分含有ガスを回転再生式熱交換体
の受、Ｓ流体側流路に通して予め酸化触媒の活性温度以
上としてから酸化触媒に接触させるようにしたので、酸
化触媒が充分にその活性を発揮して、−酸化炭素、炭化
水素、含酸素有機溶剤などの可燃性成分を効果的に酸化
することができる。そして、可燃性成分の酸化熱により
ガスの温度をさらに昇温させ、このガスを酸化触媒に再
接触させるようにしたので、当初の可燃性成分含有ガス
中に含まれるＳｏｗ　、タールなどが触媒に付着して触
媒の活性が低下しても、このＳＯＸ　、タールなどを気
化などにより脱離させて触媒を再生することができる。

さらに、この高温のガスを回転再生式熱交換体の放熱流
体側流路に通すようにしたので１回転再生式熱交換体を
加熱して前記可燃性成分含有ガスの予熱に利用すること
ができる。

本発明の好ましい態様では、酸化触媒として。

Ｒｕ、　Ｒｈ、　ＰｄおよびＰｔから選ばれる一種また
は二種以上を活性種とするものが用いられる。このよう
な活性種を有する触媒は、ガス中のＳＯＸやタールなど
が吸着して触媒活性が低下しても、高温にすることによ
り再生されやすいものである。

また、本発明の別の好ましい態様によれば、可燃性成分
含有ガス中にさらに可燃性成分を添加して処理する。す
なわち、触媒を再生するためには、可燃性成分の酸化熱
によりガスを酸化触媒の再生温度以上に昇温させ、この
ガスを酸化触々Ｖに再接触させる必要があるが、ガス中
に含有される可燃性成分の量が少ないときは、充分な酸
化熱が得られず、ガスを酸化触媒の再生温度以上に昇温
させることが困難な場合がある。そのような場合に、例
えばプロパンなどの可燃性成分を予め添加して処理する
ことにより、ガスの温度を上記した再生温度以上にする
ことができる。

「発明の実施例」 以下に、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する
。

第１図および第２図には、本発明を実施するための回転
再生式熱交換器の一例が示されている。

第１図および第２図において、３１は底部の閉塞された
筒状のケーシングであり、上部に流体入口３２と流体出
口３３を有している。ケーシング３１の軸心部には回転
軸３４が挿通され、底部の支持機構３５によ゛り回転自
在に支持されている。

ケーシング３１内には、底部にヘッダー４０として機能
する空間を残して蓄熱体３６が回転再生式の熱交換体と
して配置されている。すなわち蓄熱体３６はセラミック
スあるいは金属といった耐熱性と蓄熱性を備える材質に
よりハニカム状、金網積層体状、三次元網状体状などに
形成され、かつ、全体として大きな円柱状をなし、マク
ロ的には回転軸３４と平行に流体がこの蓄熱体３６内を
流通できるようにされている。

この蓄熱体３６は回転軸３４に枢着されて回転軸３４と
一体で回転自在となっており、ケーシング３１外に設置
された回転伝達装置３７によって回転される。蓄熱体３
６の回転経路において、Ａすなわち流体人口３２に直接
通じる部位は受熱流体側流路、Ｂすなわち流体出口３３
に直接通じる部位は放熱流体側流路となっている。した
がって、蓄熱体３６は、その回転によって受熱流体側流
路と放熱流体側流路が順次相対的に交互に入れ換わるこ
ととなる。

なお、蓄熱体３Ｂ外周とケーシング３１内周との間隙に
は流体が流れないように適当な方法によってシールされ
ている。ケーシング３１内上部で流体人口３２と流体出
口３３間には仕切構造３８が設けられ。

流体人口３２内の流体と流体出口３３内の流体がり−り
しないようなシール構造を提供している。

また、蓄熱体３Ｂの下端面部分には白金を活性種とする
酸化触媒３８が担持されている。したがって酸化触媒３
９は蓄熱体３６と一体となって回転軸３４まわりに回転
することとなる。この酸化触媒３９は。

流体が所定ＣＯ濃度の排ガスである場合、排ガス中のＣ
Ｏを酸化除去し、ＣＯ酸化熱を放出させるためのもので
ある。また、酸化触媒３８とケーシング３１底部の間は
空間が形成され、流体の流路を反転させるヘッダー４０
となっている。

次に、上記熱交換器を用いた本発明の一実施例を説明す
る。今、流体入口３２より、ＣＯ濃度３％、温度１５０
℃の排ガスを流すことにする。なお、この排ガス中には
、濃度１１００ｐｐ程度のＳＯｘが含まれている。この
排ガスは温度が低すぎるので、酸化触媒３９にこの温度
のまま直接に接触させても触媒反応がほとんど起きず、
ＣＯは実質的には何等酸化されない。

そこで本発明では、排ガスはまず蓄熱体３６の受熱流体
側流路Ａを通過させられて加熱され、その出口では３０
０℃にまで昇温された後、入口側の酸化触媒３９を通過
する。このように、排ガスは酸化触媒の活性温度以上で
ある３００℃に昇温された後、入口側の酸化触媒３Ｂを
通過するので、排ガス中のＣＯのほとんどは酸化され、
酸化熱が放出される。その結果、排ガスがヘッダー４０
内で反転して再び出口側の酸化触媒３８を通過する際に
は、その温度が４８０℃となっている。なお、入口側の
酸化触媒３８は、ＳＯｘにより化学的被毒を受けてその
活性が低下する。そして、出口側の酸化触媒３８は。

４８０℃に昇温された排ガスに接触して再生される。す
なわち、入口側において醸化触媒３Ｂに付着したＳＯｘ
が脱離して触媒から除去される。

排ガスは、さらに蓄熱体３６の放熱流体側流路Ｂを通過
し、蓄熱体３Ｂを加熱する。この熱により、蓄熱体３６
はこの部分が回転して受熱流体側流路Ａになった際に排
ガスを予熱することができる。流体出口３３では、排ガ
ス温度３８０℃、ＧＯ濃度０．５％となっている。この
ような酸化触媒３９の再生を充分確実に行なわせるため
には、ヘッダー４０で反転して再び出口側の酸化触媒３
９に接触する際のガス温度を４４０℃以上とするのがよ
い。

次に、上記熱交換器を用いた本発明の他の実施例を説明
する。今度は、ＣＯ濃度０．５％、温度１５０℃の排ガ
スを用いることにする。なお、排ガス中には、Ｗ度ｔｏ
ｏｐｐ−程度のＳＯｘが含まれている。この排ガスの場
合、　ＣＯ濃度が低いため、ＧＯ酸化熱が充分に得られ
ないことが予想される。そこで、排ガス中に予めプロパ
ンを０．３％添加する。こうして、プロパンを添加した
排ガスを流体人口３２から流すと、排ガスは蓄熱体３Ｂ
の受熱流体側流路Ａを通過する際に加熱されて３００℃
にまで昇温され、入口側の酸化触媒３９を通ってＣＯお
よびプロパンが酸化される。これによって、酸化熱が発
生し、排ガスは４８０℃に昇温される。さらに、排ガス
は、ヘッダー４０で反転させられて出口側の酸化触媒３
９へ流入する。出口側の酸化触媒３８は、４８０℃に昇
温された排ガスに接触して、付着したＳＯｘが除去され
て再生される。排ガスは、さらに蓄熱体３６の放、Ｓ流
体側流路Ｂを通過し、蓄熱体３６を加熱する。流体出口
３３では、排ガス温度３８０℃、００５度０．０４％、
プロパン濃度０．０２％となっている。

なお、上記実施例では、蓄熱体３６およびこれと−・体
となって連動する酸化触媒３８を連続的に回転させて熱
交換をする場合を示しているが、蓄熱体３６と酸化触媒
３９を固定とし、仕切構造３８を回転可能なフードで構
成し、この仕切構造３Ｂの切り換え回転により熱交換を
するようにしてもよい。

「発明の効果」 以１説明したように、本発明によれば、可燃性成分含有
ガスを回転再生式熱交換体の受熱流体側流路に通して予
め触媒の活性温度以上としてから酸化触媒に接触させる
ようにしたので、−酸化炭素、炭化水素などの可燃性成
分を効果的に酸化させることができる。そして、可燃性
成分の酸化熱により・ガスの温度をさらに昇温させ、こ
のガスを酸化触媒に再接触させるようにしたので、前記
ガス中に含まれるＳＯｘ　、　タールなどが触媒に付着
して活性が低下しても、それらを脱離させて触媒を再生
することができる。さらに、この高温のガスを回転再生
式熱交換体の放熱流体側流路に通すようにしたので、新
しく入ってくる可燃性成分含有ガスの予熱に利用するこ
とができる。したがって可燃性成分含有ガスを長期間安
定して処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための回転再生式熱交換器の
一例を示す概略正面図、第２図は第１図の■−■線断面
図である。 ３１・・・ケーシング、３２・・・流体入口、３３・・
・流体出口、３４・・・回転軸、３６・・・蓄熱体、３
８・・・仕切構造、３８・・・酸化触媒、４０・・・ヘ
ッダー。 図面の浄書（内容に変更なし） 竿１図 名ｚ図 手ＨＣ？市正書（方式） 昭和６１年ｑ月　１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可燃性成分を含有するガスを回転再生式熱交換体の
   受熱流体側流路に通して酸化触媒の活性温度以上まで昇
   温させ、その状態で酸化触媒に接触させて前記可燃性成
   分を酸化し、この酸化熱により前記ガスをさらにに昇温
   させ、このガスを前記酸化触媒に再接触させて前記酸化
   触媒を再生し、さらに前記回転再生式熱交換体の放熱流
   体側流路に通して取出すことを特徴とする可燃性成分含
   有ガスの処理方法。 ２、前記酸化触媒はＲｕ、Ｒｈ、ＰｄおよびＰｔから選
   ばれる一種または二種以上を活性種とするものである特
   許請求の範囲第１項記載の処理方法。 ３、前記可燃性成分を含有するガス中にさらに可燃性成
   分を添加して処理する特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の処理方法。