排気ガスの脱臭方法並びにその装置
【課題】 排気ガスを脱臭処理するにあたり、触媒の機能低下を確実に防止することのできる、新規な排気ガスの処理方法並びにその装置の開発を技術課題とした。
【解決手段】 ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒を用いて脱臭処理する方法において、前記排気ガスＧ０を加熱することにより、排気ガスＧ０に含まれるダストＤを無機質化し、次いで排気ガスＧ１に含まれるダストＤを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストＤを燃焼させ、その後、排気ガスＧ２を触媒３３ｂに接触させることにより脱臭処理を行うことを特徴として成る。
【解決手段】 ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒を用いて脱臭処理する方法において、前記排気ガスＧ０を加熱することにより、排気ガスＧ０に含まれるダストＤを無機質化し、次いで排気ガスＧ１に含まれるダストＤを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストＤを燃焼させ、その後、排気ガスＧ２を触媒３３ｂに接触させることにより脱臭処理を行うことを特徴として成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は汚泥等の有機性廃棄物を処理する際に、乾燥機や焼却炉から排出される排気ガスの、触媒を用いた脱臭処理に関するものであって、特に触媒の機能低下を防止することのできる排気ガスの処理方法並びにその装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、地球温暖化防止の推進等、環境保全の取り組みが盛んになってきており、汚泥等の有機性廃棄物の乾燥、廃棄物焼却等の際に発生する排気ガスに含まれる有害物質や臭気を除去したうえで大気に放出することが求められ、その要求度合いも更に高まっている。
そして前記排気ガスの脱臭装置としては、加熱炉を用いて直接燃焼するものや、あるいは触媒を用いて臭気物質の酸化、分解を行うものが一般的である（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
この種の装置構成は一例として図７に示すように、排気ガスＧ０を加熱装置１′に送り込み、更にバーナ１１′における燃料の燃焼によって加熱装置１′内で排気ガスＧ０を触媒作用に必要な温度にまで昇温し、その後、触媒装置３′を用いて臭気物質や窒素酸化物等を酸化、分解した後、外部に排気するようなフローが一般的である。
この際、集塵装置４′により排気ガスＧ０中に含まれるダストＤを除去し、その後、排気ガスＧ０を加熱装置１′に供給することにより、加熱装置１′へのダストＤの堆積の軽減が図られ、更に触媒装置３′に具えられる触媒素子の脱臭性能の低下を起こしてしまう被毒の低減が図られている。
【０００４】
ここで前記集塵装置４′としては、図７に示すようにサイクロン式のものが一般的に用いられているが、この場合、以下に示すような問題があった。
すなわち、サイクロン式の集塵装置４′では、微細なダストＤを除去することができないため、ダストＤがリン等の無機物質が含まれた有機成分であった場合には、このものが触媒装置３′における触媒表面に付着し、燃焼することにより、触媒被毒が引き起こされてしまう。このため、触媒の交換サイクル、再生サイクル等が短くなってしまい、ランニングコスト上昇の要因となっていた。
【０００５】
そこで前記集塵装置４′として、微細なダストＤまで捕捉することができる集塵性に優れたバグフィルタを用いることが考えられる。しかしながらバグフィルタは、一般的なサイクロン式のものよりも高コストであり、且つ、設置空間の制約からすべての設備に適用できるものではない。
更にバグフィルタが濾布を用いたものである場合には、濾布の耐熱温度が２００℃程度であるため、２００℃以上の排気ガスＧ０を扱うことが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平２−５２５２６号
【特許文献２】特開２００２−２２０５９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、特に排気ガスを脱臭処理するにあたり、触媒の機能低下を抑制することのできる、新規な排気ガスの処理方法並びにその装置の開発を技術課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち請求項１記載の排気ガスの脱臭方法は、ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒を用いて脱臭処理する方法において、前記排気ガスを加熱することにより、排気ガスに含まれるダストを無機質化し、次いで排気ガスに含まれるダストを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストを燃焼させ、その後、排気ガスを触媒に接触させることにより脱臭処理を行うことを特徴として成るものである。
【０００９】
また請求項２記載の排気ガスの脱臭装置は、ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒装置を用いて脱臭処理する脱臭装置において、この装置は、前記排気ガスを昇温するとともに排気ガスに含まれるダストを無機質化するための加熱装置を具えて成るものであり、更に前記加熱装置の下流側に、ダストを捕集するとともに、加熱装置において無機質化されなかったダストを燃焼させるための耐熱部材を有する捕捉燃焼装置を具え、更にこの捕捉燃焼装置の下流側に前記触媒装置が具えられて成るものであることを特徴として成るものである。
【００１０】
また請求項３記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２記載の要件に加え、前記加熱装置は、ダストを無機質化することができる温度にまで、前記耐熱部材を加熱する装置であることを特徴として成るものである。
【００１１】
更にまた請求項４記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２または３記載の要件に加え、前記触媒装置に具えられる脱臭部材を構成する脱臭素子を、前記耐熱部材を構成する耐熱素子として供することができるように構成されていることを特徴として成るものである。
【００１２】
更にまた請求項５記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２、３または４記載の要件に加え、前記耐熱部材における排気ガスの流路は、前記脱臭部材における排気ガスの流路と同等か、あるいは狭く構成されていることを特徴として成るものである。
【００１３】
更にまた請求項６記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２、３、４または５記載の要件に加え、前記耐熱部材を構成する耐熱素子は、表面に細孔を有するものであることを特徴として成るものである。
【００１４】
更にまた請求項７記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２、３、４、５または６記載の要件に加え、前記捕捉燃焼装置は、ダウンフロー式のものであることを特徴として成るものである。
【００１５】
更にまた請求項８記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２、３、４、５、６または７記載の要件に加え、前記触媒装置は、アップフロー式のものであることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【発明の効果】
【００１６】
まず請求項１記載の発明によれば、加熱によって排気ガスに含まれるダストを無機化した後、耐熱部材を用いて排気ガスに含まれるダストを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストを燃焼させるため、排気ガスに含まれる有機物を、極めて高効率で無機質化することができ、触媒被毒を低減することができる。このため脱臭性能をより長期間維持することができるとともに、触媒の交換サイクル、再生サイクル等を著しく延ばすことができ、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００１７】
また請求項２記載の発明によれば、加熱によって排気ガスに含まれるダストを無機化した後、耐熱部材を用いて排気ガスに含まれるダストを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストを燃焼させるため、排気ガスに含まれる有機物を、極めて高効率で無機質化することができ、触媒被毒を低減することができる。このため脱臭性能をより長期間維持することができるとともに、触媒の交換サイクル、再生サイクル等を著しく延ばすことができ、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００１８】
また請求項３記載の発明によれば、加熱装置におけるダストの燃焼効率を高めることができるとともに、捕捉燃焼装置におけるダストの燃焼効率をも高めて、有機物を確実に無機質化することができる。
【００１９】
更にまた請求項４記載の発明によれば、触媒装置における触媒素子を、本来の用途である触媒部材の構成要素として用いる他、捕捉燃焼装置における耐熱部材の構成要素として利用することも可能となり、イニシャルコスト及びランニングコストを低減することができる。
【００２０】
更にまた請求項５記載の発明によれば、ダストは耐熱部材により捕捉され易くなり、ダストが触媒装置に送られてしまうのを大幅に低減することができ、触媒装置における脱臭部材へのダストの付着を大幅に低減することができ、触媒の脱臭性能を安定して維持することができる。
【００２１】
更にまた請求項６記載の発明によれば、ダストの捕捉効率を高め、それによりダストの燃焼効率を高めることができる。
【００２２】
更にまた請求項７記載の発明によれば、ダストの捕捉効率を高め、それによりダストの燃焼効率を高めることができる。
【００２３】
更にまた請求項８記載の発明によれば、ダストによる脱臭部材の目詰まりを低減させることができるため、脱臭性能をより長期間、維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の排気ガスの脱臭装置を示す骨格図である。
【図２】捕捉燃焼装置及び触媒装置を示す縦断面図である。
【図３】排熱の回収機構を具えた排気ガスの脱臭装置を示す骨格図である。
【図４】耐熱部材を示す斜視図である。
【図５】脱臭部材を示す斜視図である。
【図６】捕捉燃焼装置が並列に設けられた実施例を示す骨格図である。
【図７】既存の排気ガスの脱臭装置を示す骨格図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の排気ガスの脱臭方法並びにその装置の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の排気ガスの脱臭装置Ｓ（以下、脱臭装置Ｓと称す）について、基本となる実施例の構成を説明した後、その作動態様とともに、本発明の排気ガスの脱臭方法について説明する。
前記脱臭装置Ｓは、乾燥機や焼却炉等から排出される排気ガスＧ０の脱臭処理を行うための装置であって、一例として図１に示すように、排気ガスＧ０に含まれるダストＤを無機質化するための加熱装置１を具えて成るものである。また脱臭装置Ｓには、前記加熱装置１の下流側に、ダストＤを捕集するとともに加熱装置１において無機質化されなかったダストＤを燃焼させ、無機質化するための捕捉燃焼装置２が具えられる。更に脱臭装置Ｓには、前記捕捉燃焼装置２の下流側に触媒装置３が具えられる。
なお脱臭装置Ｓは、排気ガスＧ０に含まれる有機物を低温で酸化および／または分解し、最終的に脱臭排ガスＧ３とする装置であり、この明細書中においては被処理ガスの処理状態毎に呼称を区別するものであり、加熱装置１から排出される気体を排気ガスＧ１とし、更に捕捉燃焼装置２から排出される気体を排気ガスＧ２とする。
【００２７】
以下、脱臭装置Ｓを構成する機器について詳しく説明する。
まず前記加熱装置１は、排気ガスＧ０を加熱することができるように一例として燃焼炉１０にバーナ１１を具えて成るものであり、バーナ１１によって燃料を燃焼させて発生した熱によって、燃焼炉１０内に流入口１２から供給される排気ガスＧ０の昇温を行う装置である。
そして加熱装置１によって昇温された排気ガスＧ１は、流出口１３を通じて捕捉燃焼装置２に送られ、ここでダストＤを無機質化することができる温度（この実施例では一例として４５０℃）まで、耐熱部材２３を加熱する。
【００２８】
次に前記捕捉燃焼装置２は、筐体２０に供給口２１、排出口２２が形成されるとともに、筐体２０内に耐熱部材２３が具えられて成るものである。
すなわち供給口２１から筐体２０内に供給された被処理ガス（排気ガスＧ１）に含まれるダストＤは、耐熱部材２３上に堆積するように捕捉されたり、後述する耐熱部材２３の表面の細孔２３ａに捕捉され、更にここで燃焼することによりを無機質化（灰化）されることとなる。
なお前記耐熱部材２３は、耐熱性金属、陶磁器等のセラミックス等、蓄熱性に優れ、更に洗浄性に優れた素材が適用された耐熱素子２３Ｐを用いて構成されるものであり、ダストＤが付着するものの、閉塞することがないような、低圧損の充填状物質として構成される。
この実施例で前記耐熱素子２３Ｐは、一例として図４（ａ）に示すように、複数の通気孔２３ｂが形成されたハニカム状のセラミックスが立方体状に形成されるものであり、四個の耐熱素子２３Ｐを組み合わせて耐熱部材２３が構成されるようにした。
また前記通気孔２３ｂの開口寸法を、後述する脱臭部材３３（脱臭素子３３Ｐ）における通気孔３３ｃの開口寸法よりも小さく設定して、耐熱部材２３における排気ガスＧ１の流路を、脱臭部材３３における排気ガスＧ２の流路よりも狭くすることにより、脱臭部材３３の通気孔３３ｃに詰まってしまう粒径のダストＤが脱臭装置３に送られるのを防止することが可能になる。
【００２９】
また図４（ｂ）に示すように、ペレット状の耐熱素子２３Ｐを用いることもできる。この場合、耐熱素子２３Ｐを、金網２７ａとフレーム２７ｂとを具えて成るケージ２７に収容することにより耐熱部材２３が構成される。
ここでペレット状の耐熱素子２３Ｐが、一例として後述する（図５（ｂ）参照）触媒装置３に具えられる脱臭素子３３Ｐと相似形状であり、且つ同寸法以下のものであれば、ゲージ２７内に充填された耐熱素子２３Ｐが形成する排気ガスＧ１の流路が、脱臭部材３３における排気ガスＧ２の流路よりも狭くなるため、ダストＤは耐熱素子２３Ｐにより捕捉され易くなり、ダストＤが触媒装置３に送られてしまうのを防止することができる。
また前記ペレット状の耐熱素子２３Ｐ及び後述するペレット状の脱臭素子３３Ｐは、図４、５に示したような球形状のものの他、楕円球状、半球状、円柱状、円錐状、角柱状、角錐状等、適宜の形状が採用される。更に耐熱素子２３Ｐの形状と、脱臭素子３３ｐの形状とを異ならせることもできる。
【００３０】
更にまた前記耐熱素子２３Ｐを、表面に細孔（ポア）２３ａを有するものとしてもよく、この場合、細孔２３ａが微細なダストＤを捉えるため、ダストＤの捕捉効率並びに燃焼効率を高めることができる。
なお耐熱部材２３が金属製であれば、サンドブラスト等により、排気ガスＧ１が接する耐熱部材の表面を粗くすることにより、ダストＤを捕捉し易くすることもできる。
【００３１】
更にまた前記捕捉燃焼装置２は、ダウンフロー式のものが採用される。すなわち図２に示すように、筐体２０の上部に供給口２１が形成され、筐体２０の下部に排出口２２が形成されるものであり、下降する被処理ガス（排気ガスＧ１）が耐熱部材２３と接触するように構成されるものである。
このため被処理ガス（排気ガスＧ１）に含まれるダストＤは、耐熱部材２３の上面に付着することとなり、ここで燃焼することにより、無機質化（灰化）することとなる。
なお前記耐熱部材２３上で無機質化（灰化）したダストＤを除去するためのエアパージ用のノズル２４が、耐熱部材２３の上面に指向して具えられる。そして耐熱部材２３上に堆積したダストＤは、筐体２０の側周部に形成された排出口２５から、この排出口２５を囲繞するように具えられたダスト受２６に排出される。
【００３２】
次に前記触媒装置３は、筐体３０に供給口３１、排出口３２が形成されるとともに、筐体３０内に、脱臭部材３３が具えられて成るものである。そしてこの脱臭部材３３は、担持体３３ａに触媒３３ｂが担持されて成るものである。
すなわち供給口３１から筐体３０内に供給された被処理ガスに含まれる臭気成分（有機物）は、触媒３３ｂと接触することにより、触媒３３ｂが有する触媒作用によって低温酸化され、ＣО2 、Ｈ2 О等に変化することとなる。
【００３３】
また前記支持基材３３ａとしては、一例として図５（ａ）に示すように、複数の通気孔３３ｃが形成されたハニカム状のセラミックスが立方体状に形成されるものであり、触媒粉末と水とバインダーとを混合して調製されたスラリーに対し、前記支持基材３３ａを浸漬させ、その後、乾燥、焼成することにより、支持基材３３ａの表面に触媒３３ｂが担持された脱臭素子３３Ｐが形成される。なおこの実施例では一例として、四個の脱臭素子３３Ｐを組み合わせて脱臭部材３３を構成するようにした。
また前記触媒粉末を、バインダーとともに水で混練し、乾燥、焼成して得られたペレット状の脱臭素子３３Ｐを用いることもできる。この場合、脱臭素子３３Ｐは図５（ｂ）に示すように、金網３５ａとフレーム３５ｂとを具えて成るケージ３５に収容された状態で脱臭部材３３を構成し、筐体３０内に配されることとなる。
【００３４】
更にまたこの実施例では、前記脱臭部材３３を構成する脱臭素子３３Ｐを、前記耐熱部材２３を構成する耐熱素子２３Ｐとして供することができるような構成が取られるものであり、一例として図５（ａ）に示す脱臭素子３３Ｐの外形寸法が、図４（ａ）に示すハニカム状の耐熱素子２３Ｐの外形寸法と同じになるようにした。
また脱臭部材３３が耐熱部材２３よりも小さく形成される場合には、複数の脱臭素子３３Ｐを組合せることにより、耐熱素子２３Ｐと同じ外形が形成されるようにすればよく、一例として図５（ａ）に示す立方体状の脱臭素子３３Ｐの各辺の寸法が、図４（ａ）に示す立方体状の耐熱素子２３Ｐの各辺の寸法の整数分の一となるようにする（相似関係）。
更に図５（ａ）中、仮想線で示すように、立方体状の脱臭素子３３Ｐを分断して形成されるような直方体状として、脱臭素子３３ｐを構成するようにしてもよい。
なお図５（ｂ）に示したペレット状の脱臭素子３３Ｐ及び図４（ｂ）に示したペレット状の耐熱素子２３Ｐを用いる場合には、耐熱部材２におけるケージ２７に脱臭素子３３Ｐを詰め替えることにより、脱臭素子３３Ｐを耐熱素子２３Ｐとして供することができる。
【００３５】
またこの実施例では、前記触媒装置３はアップフロー式のものが採用される。すなわち図２に示すように、筐体３０の下部に供給口３１が形成され、筐体３０の上部に排出口３２が形成されるものであり、上昇する被処理ガス（排気ガスＧ２）が脱臭部材３３と接触するように構成されるものである。
なお前述の様に、捕捉燃焼装置２がダウンフロー式のものであり、触媒装置３がアップフロー式のものである場合、排気ガスＧ２中のダストＤは、排出口２２と供給口３１とをつなぐＵ字状の管路の底部に溜まり易く、これにより触媒装置３に向かうダストＤの量がより低減され、脱臭部材３３の脱臭性能の維持に効果をもたらす。
なおアップフローする被処理ガス（排気ガスＧ２）に含まれるダストＤは、脱臭部材３３の下面に付着することとなり、これを除去するためのエアパージ用のノズル３４が、脱臭部材３３の下面に指向して具えられる。
【００３６】
そして前記加熱装置１の前段には、集塵装置４が配されるものであり、この実施例では一例としてサイクロン式の装置が適用される。
因みにサイクロン式の集塵装置４は、被処理ガス（排気ガスＧ０）との接触部位がぼほすべて金属素材によって構成されているため、高温の被処理ガス（排気ガスＧ０）を扱う場合に好適な装置である。
また前記集塵装置４と加熱装置１との間にはブロワ６が具えられる。
【００３７】
本発明の脱臭装置Ｓは、一例として上述したように構成されるものであり、以下その作動態様について説明するとともに、本発明の排気ガスの脱臭方法について説明する。
〔排気ガス中のダストの除去〕
乾燥機や焼却炉等から排出される排気ガスＧ０は、初めに集塵装置４に送られ、ここで遠心分離作用によって粗大なダストＤが分離・除去される。
【００３８】
〔加熱〕
加熱装置１においては、適宜バーナ１１の燃焼度が調節され、排気ガスＧ０の昇温が行われるものであり、この実施例では一例として２００℃の排気ガスＧ０を４５０℃にまで昇温するようにした。
この際、集塵装置４によって除去することのできなかった微細なダストＤの多くは、ここで燃焼し、無機質化（灰化）される。
このように前記排気ガスＧ０は排気ガスＧ１となった状態で加熱装置１から排出される。
ここで前記加熱装置１は、脱臭部材３３の温度が触媒作用を発揮する温度以上となるように上昇させる役割も担うものである。すなわち加熱装置１は、排気ガスＧ１（排気ガスＧ２）の温度を、脱臭部材３３の温度が触媒作用を発揮する温度以上とすることができる温度にまで上昇させるものである。
【００３９】
〔未無機質化ダストの捕捉・燃焼〕
次いで、前記排気ガスＧ１は捕捉燃焼装置２に供給されるものであり、供給口２１から下降流として筐体２０内に進入する。
そして排気ガスＧ１が耐熱部材２３を通過する際に、その上部にダストＤが堆積するものであり、前記加熱装置１において無機質化（灰化）されなかったダストＤは、ここで耐熱部材２３から熱を受けるとともに、排気ガスＧ１からも熱を受けて燃焼し、無機質化（灰化）することとなる。
なおダストＤの排気ガスＧ１中での濃度が低ければ、耐熱部材２３にある程度のダストＤが堆積した時点でバーナ１１の燃焼度を上げ、ダストＤの無機化が行われるように間欠的に昇温することができる。
【００４０】
また極微細なダストＤは、耐熱部材２３上に堆積することなく流下してしまうことがあるが、耐熱部材２３を通過する間に熱を受けて燃焼し、無機質化（灰化）されることとなる。
このように捕捉燃焼装置２に供給された排気ガスＧ１は、排気ガスＧ２となって排出口２２から排出されるものであり、この排気ガスＧ２には極微細なダストＤが含まれることがあるが、このものは既に無機質化（灰化）されている。
【００４１】
〔脱臭処理〕
次いで排気ガスＧ２は触媒装置３に送られ、ここで脱臭部材３３と接触し、その表面に担持されている触媒３３ｂの作用によって脱臭処理が施され、臭気成分が所定値以下（一例として臭気指数３０以下）に除去された脱臭排ガスＧ３となる。
この際、排気ガスＧ２に含まれる極微細なダストＤが触媒３３ｂに接したとしても、このものは無機質化（灰化）されているため、ダストＤ中の有機成分の燃焼による触媒被毒の影響が低減され、脱臭性能を長期間維持できるとともに、触媒３３ｂの交換サイクルや洗浄サイクルを延ばして、ランニングコストを低減することが可能となるものである。
なお前記耐熱部材２３における排気ガスＧ１の流路が、脱臭部材３３における排気ガスＧ２の流路よりも狭く構成されている場合には、ダストＤは耐熱部材２３により捕捉され易くなり、ダストＤが触媒装置３に送られてしまうのを大幅に低減することができ、触媒装置３における脱臭部材３３へのダストＤの付着を大幅に低減することができ、触媒３３ｂの脱臭性能を安定して維持することができる。
【００４２】
〔耐熱部材の交換〕
なお耐熱部材２３上に、灰化したダストＤが所定量以上堆積したときには、ノズル２４からエアーを噴出させて、ダストＤを排出口２５を通じてダスト受２６に送り込み、適宜廃棄する。更に耐熱部材２３に付着したダストＤの除去が、ノズル２４のエアーの噴出だけでは困難である場合、所定時間の経過毎に耐熱部材２３の交換が行われる。このとき前述のように、脱臭素子３３Ｐが耐熱素子２３Ｐとして供することができるように構成されている場合には、触媒装置３に組み込まれていた脱臭素子３３Ｐを、捕捉燃焼装置２に組み込んで耐熱素子２３Ｐとして用いることもできる。
【００４３】
〔熱交換器を具えた実施例〕
次に、触媒装置３から排出される脱臭排ガスＧ３から熱を回収して有効利用する実施例を説明する。
具体的には図２に示した脱臭装置Ｓに熱交換器５が付加されるものであり、このものは図３に示すように、筐体５０内に管路５１が配され、筐体５０の外周部に流入口５２、流出口５３、流入口５４、流出口５５が形成されて成る。そして流入口５２から供給された被処理ガスが管路５１を通過して流出口５３から排出される際に、管路５１の外側に位置する熱媒との間で熱交換を行うことにより、管路５１内を流れる流体の昇温等が行われるものである。
なお前記筐体５０には流入口５４から熱媒が供給され、この熱媒は流出口５５から排出される。
【００４４】
そして熱交換器５における流出口５３と、加熱装置１における流入口１２との間は管路によって接続され、更に触媒装置３における排出口３２が、熱交換器５における流入口５４と管路によって接続される。
【００４５】
上述のように熱交換器５が具えられて構成された脱臭装置Ｓの場合、排気ガスＧ０（一例として２００℃）は、集塵装置４からブロワ６によって熱交換器５に供給され管路５１を通過する際に脱臭排ガスＧ３（一例として４５０℃）との間で熱交換が行われ、一例として３２５℃となって加熱装置１に送られることとなり、一方、脱臭排ガスＧ３は一例として３２５℃に温度が低下した状態で流出口５５から外部に放出される。
したがって加熱装置１においては、３２５℃の排気ガスＧ０が４５０℃にまで昇温されることとなり、先に述べた熱交換器５が具えられていない脱臭装置Ｓよりも、バーナ１１により排気ガスＧ０を加熱する程度が少なくて済むため、燃料を節約してランニングコストを低減することができる。
【００４６】
〔加熱装置内に捕捉燃焼装置が具えられた実施例〕
更に前記捕捉燃焼装置２を、前記加熱装置１の内部に具えるような構成とすることができる。
具体的には図３中、仮想線で示すように筐体１０内における流出口１３の内側に耐熱部材２３を配することにより、筐体１０内における燃焼時に無機質化（灰化）されなかったダストＤを耐熱部材２３において無機質化（灰化）することができる。
【００４７】
〔捕捉燃焼装置が並列に設けられた実施例〕
更に図６に示すように、一例として二基の捕捉燃焼装置２Ａ、２Ｂを並列状に設けることにより、これらを切り替えて用いるような構成とすることができる。
具体的には 筐体２０内における供給口２１付近及び排出口２２付近に、仕切板２８ａを具えたスライドダンパ２８を設け、前記仕切板２８ａによって流路を開閉することにより、捕捉燃焼装置２Ａまたは捕捉燃焼装置２Ｂの何れかが選択されるものである。
このような構成が採られた場合には、一方の捕捉燃焼装置２Ａ（２Ｂ）における耐熱部材２３の洗浄や交換が行われている間は、他方の捕捉燃焼装置２Ｂ（２Ａ）を用いることにより、脱臭装置Ｓを停止する必要が無くなるため、２４時間連続運転することが可能となる。
なお図６に示した実施例では、触媒装置３が熱交換器５内に組み込まれるように構成されている。具体的には熱交換器５における管路５１内にペレット状の脱臭素子３３Ｐを充填するものであり、このような構成が採られることにより、脱臭装置Ｓを構成する機器の設置空間を低減することができる。
【符号の説明】
【００４８】
Ｓ 脱臭装置
１ 加熱装置
１０ 燃焼炉
１１ バーナ
１２ 流入口
１３ 流出口
２ 捕捉燃焼装置
２Ａ 捕捉燃焼装置
２Ｂ 捕捉燃焼装置
２０ 筐体
２１ 供給口
２２ 排出口
２３ 耐熱部材
２３Ｐ 耐熱素子
２３ａ 細孔
２３ｂ 通気孔
２４ ノズル
２５ 排出口
２６ ダスト受
２７ ケージ
２７ａ 金網
２７ｂ フレーム
２８ スライドダンパ
２８ａ 仕切板
３ 触媒装置
３０ 筐体
３１ 供給口
３２ 排出口
３３ 脱臭部材
３３Ｐ 脱臭素子
３３ｐ 脱臭素子
３３ａ 担持体
３３ｂ 触媒
３３ｃ 通気孔
３４ ノズル
３５ ケージ
３５ａ 金網
３５ｂ フレーム
４ 集塵装置
５ 熱交換器
５０ 筐体
５１ 管路
５２ 流入口
５３ 流出口
５４ 流入口
５５ 流出口
６ ブロワ
Ｄ ダスト
Ｇ０ 排気ガス
Ｇ１ 排気ガス
Ｇ２ 排気ガス
Ｇ３ 脱臭排ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は汚泥等の有機性廃棄物を処理する際に、乾燥機や焼却炉から排出される排気ガスの、触媒を用いた脱臭処理に関するものであって、特に触媒の機能低下を防止することのできる排気ガスの処理方法並びにその装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、地球温暖化防止の推進等、環境保全の取り組みが盛んになってきており、汚泥等の有機性廃棄物の乾燥、廃棄物焼却等の際に発生する排気ガスに含まれる有害物質や臭気を除去したうえで大気に放出することが求められ、その要求度合いも更に高まっている。
そして前記排気ガスの脱臭装置としては、加熱炉を用いて直接燃焼するものや、あるいは触媒を用いて臭気物質の酸化、分解を行うものが一般的である（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
この種の装置構成は一例として図７に示すように、排気ガスＧ０を加熱装置１′に送り込み、更にバーナ１１′における燃料の燃焼によって加熱装置１′内で排気ガスＧ０を触媒作用に必要な温度にまで昇温し、その後、触媒装置３′を用いて臭気物質や窒素酸化物等を酸化、分解した後、外部に排気するようなフローが一般的である。
この際、集塵装置４′により排気ガスＧ０中に含まれるダストＤを除去し、その後、排気ガスＧ０を加熱装置１′に供給することにより、加熱装置１′へのダストＤの堆積の軽減が図られ、更に触媒装置３′に具えられる触媒素子の脱臭性能の低下を起こしてしまう被毒の低減が図られている。
【０００４】
ここで前記集塵装置４′としては、図７に示すようにサイクロン式のものが一般的に用いられているが、この場合、以下に示すような問題があった。
すなわち、サイクロン式の集塵装置４′では、微細なダストＤを除去することができないため、ダストＤがリン等の無機物質が含まれた有機成分であった場合には、このものが触媒装置３′における触媒表面に付着し、燃焼することにより、触媒被毒が引き起こされてしまう。このため、触媒の交換サイクル、再生サイクル等が短くなってしまい、ランニングコスト上昇の要因となっていた。
【０００５】
そこで前記集塵装置４′として、微細なダストＤまで捕捉することができる集塵性に優れたバグフィルタを用いることが考えられる。しかしながらバグフィルタは、一般的なサイクロン式のものよりも高コストであり、且つ、設置空間の制約からすべての設備に適用できるものではない。
更にバグフィルタが濾布を用いたものである場合には、濾布の耐熱温度が２００℃程度であるため、２００℃以上の排気ガスＧ０を扱うことが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平２−５２５２６号
【特許文献２】特開２００２−２２０５９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、特に排気ガスを脱臭処理するにあたり、触媒の機能低下を抑制することのできる、新規な排気ガスの処理方法並びにその装置の開発を技術課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち請求項１記載の排気ガスの脱臭方法は、ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒を用いて脱臭処理する方法において、前記排気ガスを加熱することにより、排気ガスに含まれるダストを無機質化し、次いで排気ガスに含まれるダストを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストを燃焼させ、その後、排気ガスを触媒に接触させることにより脱臭処理を行うことを特徴として成るものである。
【０００９】
また請求項２記載の排気ガスの脱臭装置は、ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒装置を用いて脱臭処理する脱臭装置において、この装置は、前記排気ガスを昇温するとともに排気ガスに含まれるダストを無機質化するための加熱装置を具えて成るものであり、更に前記加熱装置の下流側に、ダストを捕集するとともに、加熱装置において無機質化されなかったダストを燃焼させるための耐熱部材を有する捕捉燃焼装置を具え、更にこの捕捉燃焼装置の下流側に前記触媒装置が具えられて成るものであることを特徴として成るものである。
【００１０】
また請求項３記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２記載の要件に加え、前記加熱装置は、ダストを無機質化することができる温度にまで、前記耐熱部材を加熱する装置であることを特徴として成るものである。
【００１１】
更にまた請求項４記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２または３記載の要件に加え、前記触媒装置に具えられる脱臭部材を構成する脱臭素子を、前記耐熱部材を構成する耐熱素子として供することができるように構成されていることを特徴として成るものである。
【００１２】
更にまた請求項５記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２、３または４記載の要件に加え、前記耐熱部材における排気ガスの流路は、前記脱臭部材における排気ガスの流路と同等か、あるいは狭く構成されていることを特徴として成るものである。
【００１３】
更にまた請求項６記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２、３、４または５記載の要件に加え、前記耐熱部材を構成する耐熱素子は、表面に細孔を有するものであることを特徴として成るものである。
【００１４】
更にまた請求項７記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２、３、４、５または６記載の要件に加え、前記捕捉燃焼装置は、ダウンフロー式のものであることを特徴として成るものである。
【００１５】
更にまた請求項８記載の排気ガスの脱臭装置は、前記請求項２、３、４、５、６または７記載の要件に加え、前記触媒装置は、アップフロー式のものであることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【発明の効果】
【００１６】
まず請求項１記載の発明によれば、加熱によって排気ガスに含まれるダストを無機化した後、耐熱部材を用いて排気ガスに含まれるダストを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストを燃焼させるため、排気ガスに含まれる有機物を、極めて高効率で無機質化することができ、触媒被毒を低減することができる。このため脱臭性能をより長期間維持することができるとともに、触媒の交換サイクル、再生サイクル等を著しく延ばすことができ、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００１７】
また請求項２記載の発明によれば、加熱によって排気ガスに含まれるダストを無機化した後、耐熱部材を用いて排気ガスに含まれるダストを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストを燃焼させるため、排気ガスに含まれる有機物を、極めて高効率で無機質化することができ、触媒被毒を低減することができる。このため脱臭性能をより長期間維持することができるとともに、触媒の交換サイクル、再生サイクル等を著しく延ばすことができ、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００１８】
また請求項３記載の発明によれば、加熱装置におけるダストの燃焼効率を高めることができるとともに、捕捉燃焼装置におけるダストの燃焼効率をも高めて、有機物を確実に無機質化することができる。
【００１９】
更にまた請求項４記載の発明によれば、触媒装置における触媒素子を、本来の用途である触媒部材の構成要素として用いる他、捕捉燃焼装置における耐熱部材の構成要素として利用することも可能となり、イニシャルコスト及びランニングコストを低減することができる。
【００２０】
更にまた請求項５記載の発明によれば、ダストは耐熱部材により捕捉され易くなり、ダストが触媒装置に送られてしまうのを大幅に低減することができ、触媒装置における脱臭部材へのダストの付着を大幅に低減することができ、触媒の脱臭性能を安定して維持することができる。
【００２１】
更にまた請求項６記載の発明によれば、ダストの捕捉効率を高め、それによりダストの燃焼効率を高めることができる。
【００２２】
更にまた請求項７記載の発明によれば、ダストの捕捉効率を高め、それによりダストの燃焼効率を高めることができる。
【００２３】
更にまた請求項８記載の発明によれば、ダストによる脱臭部材の目詰まりを低減させることができるため、脱臭性能をより長期間、維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の排気ガスの脱臭装置を示す骨格図である。
【図２】捕捉燃焼装置及び触媒装置を示す縦断面図である。
【図３】排熱の回収機構を具えた排気ガスの脱臭装置を示す骨格図である。
【図４】耐熱部材を示す斜視図である。
【図５】脱臭部材を示す斜視図である。
【図６】捕捉燃焼装置が並列に設けられた実施例を示す骨格図である。
【図７】既存の排気ガスの脱臭装置を示す骨格図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の排気ガスの脱臭方法並びにその装置の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の排気ガスの脱臭装置Ｓ（以下、脱臭装置Ｓと称す）について、基本となる実施例の構成を説明した後、その作動態様とともに、本発明の排気ガスの脱臭方法について説明する。
前記脱臭装置Ｓは、乾燥機や焼却炉等から排出される排気ガスＧ０の脱臭処理を行うための装置であって、一例として図１に示すように、排気ガスＧ０に含まれるダストＤを無機質化するための加熱装置１を具えて成るものである。また脱臭装置Ｓには、前記加熱装置１の下流側に、ダストＤを捕集するとともに加熱装置１において無機質化されなかったダストＤを燃焼させ、無機質化するための捕捉燃焼装置２が具えられる。更に脱臭装置Ｓには、前記捕捉燃焼装置２の下流側に触媒装置３が具えられる。
なお脱臭装置Ｓは、排気ガスＧ０に含まれる有機物を低温で酸化および／または分解し、最終的に脱臭排ガスＧ３とする装置であり、この明細書中においては被処理ガスの処理状態毎に呼称を区別するものであり、加熱装置１から排出される気体を排気ガスＧ１とし、更に捕捉燃焼装置２から排出される気体を排気ガスＧ２とする。
【００２７】
以下、脱臭装置Ｓを構成する機器について詳しく説明する。
まず前記加熱装置１は、排気ガスＧ０を加熱することができるように一例として燃焼炉１０にバーナ１１を具えて成るものであり、バーナ１１によって燃料を燃焼させて発生した熱によって、燃焼炉１０内に流入口１２から供給される排気ガスＧ０の昇温を行う装置である。
そして加熱装置１によって昇温された排気ガスＧ１は、流出口１３を通じて捕捉燃焼装置２に送られ、ここでダストＤを無機質化することができる温度（この実施例では一例として４５０℃）まで、耐熱部材２３を加熱する。
【００２８】
次に前記捕捉燃焼装置２は、筐体２０に供給口２１、排出口２２が形成されるとともに、筐体２０内に耐熱部材２３が具えられて成るものである。
すなわち供給口２１から筐体２０内に供給された被処理ガス（排気ガスＧ１）に含まれるダストＤは、耐熱部材２３上に堆積するように捕捉されたり、後述する耐熱部材２３の表面の細孔２３ａに捕捉され、更にここで燃焼することによりを無機質化（灰化）されることとなる。
なお前記耐熱部材２３は、耐熱性金属、陶磁器等のセラミックス等、蓄熱性に優れ、更に洗浄性に優れた素材が適用された耐熱素子２３Ｐを用いて構成されるものであり、ダストＤが付着するものの、閉塞することがないような、低圧損の充填状物質として構成される。
この実施例で前記耐熱素子２３Ｐは、一例として図４（ａ）に示すように、複数の通気孔２３ｂが形成されたハニカム状のセラミックスが立方体状に形成されるものであり、四個の耐熱素子２３Ｐを組み合わせて耐熱部材２３が構成されるようにした。
また前記通気孔２３ｂの開口寸法を、後述する脱臭部材３３（脱臭素子３３Ｐ）における通気孔３３ｃの開口寸法よりも小さく設定して、耐熱部材２３における排気ガスＧ１の流路を、脱臭部材３３における排気ガスＧ２の流路よりも狭くすることにより、脱臭部材３３の通気孔３３ｃに詰まってしまう粒径のダストＤが脱臭装置３に送られるのを防止することが可能になる。
【００２９】
また図４（ｂ）に示すように、ペレット状の耐熱素子２３Ｐを用いることもできる。この場合、耐熱素子２３Ｐを、金網２７ａとフレーム２７ｂとを具えて成るケージ２７に収容することにより耐熱部材２３が構成される。
ここでペレット状の耐熱素子２３Ｐが、一例として後述する（図５（ｂ）参照）触媒装置３に具えられる脱臭素子３３Ｐと相似形状であり、且つ同寸法以下のものであれば、ゲージ２７内に充填された耐熱素子２３Ｐが形成する排気ガスＧ１の流路が、脱臭部材３３における排気ガスＧ２の流路よりも狭くなるため、ダストＤは耐熱素子２３Ｐにより捕捉され易くなり、ダストＤが触媒装置３に送られてしまうのを防止することができる。
また前記ペレット状の耐熱素子２３Ｐ及び後述するペレット状の脱臭素子３３Ｐは、図４、５に示したような球形状のものの他、楕円球状、半球状、円柱状、円錐状、角柱状、角錐状等、適宜の形状が採用される。更に耐熱素子２３Ｐの形状と、脱臭素子３３ｐの形状とを異ならせることもできる。
【００３０】
更にまた前記耐熱素子２３Ｐを、表面に細孔（ポア）２３ａを有するものとしてもよく、この場合、細孔２３ａが微細なダストＤを捉えるため、ダストＤの捕捉効率並びに燃焼効率を高めることができる。
なお耐熱部材２３が金属製であれば、サンドブラスト等により、排気ガスＧ１が接する耐熱部材の表面を粗くすることにより、ダストＤを捕捉し易くすることもできる。
【００３１】
更にまた前記捕捉燃焼装置２は、ダウンフロー式のものが採用される。すなわち図２に示すように、筐体２０の上部に供給口２１が形成され、筐体２０の下部に排出口２２が形成されるものであり、下降する被処理ガス（排気ガスＧ１）が耐熱部材２３と接触するように構成されるものである。
このため被処理ガス（排気ガスＧ１）に含まれるダストＤは、耐熱部材２３の上面に付着することとなり、ここで燃焼することにより、無機質化（灰化）することとなる。
なお前記耐熱部材２３上で無機質化（灰化）したダストＤを除去するためのエアパージ用のノズル２４が、耐熱部材２３の上面に指向して具えられる。そして耐熱部材２３上に堆積したダストＤは、筐体２０の側周部に形成された排出口２５から、この排出口２５を囲繞するように具えられたダスト受２６に排出される。
【００３２】
次に前記触媒装置３は、筐体３０に供給口３１、排出口３２が形成されるとともに、筐体３０内に、脱臭部材３３が具えられて成るものである。そしてこの脱臭部材３３は、担持体３３ａに触媒３３ｂが担持されて成るものである。
すなわち供給口３１から筐体３０内に供給された被処理ガスに含まれる臭気成分（有機物）は、触媒３３ｂと接触することにより、触媒３３ｂが有する触媒作用によって低温酸化され、ＣО2 、Ｈ2 О等に変化することとなる。
【００３３】
また前記支持基材３３ａとしては、一例として図５（ａ）に示すように、複数の通気孔３３ｃが形成されたハニカム状のセラミックスが立方体状に形成されるものであり、触媒粉末と水とバインダーとを混合して調製されたスラリーに対し、前記支持基材３３ａを浸漬させ、その後、乾燥、焼成することにより、支持基材３３ａの表面に触媒３３ｂが担持された脱臭素子３３Ｐが形成される。なおこの実施例では一例として、四個の脱臭素子３３Ｐを組み合わせて脱臭部材３３を構成するようにした。
また前記触媒粉末を、バインダーとともに水で混練し、乾燥、焼成して得られたペレット状の脱臭素子３３Ｐを用いることもできる。この場合、脱臭素子３３Ｐは図５（ｂ）に示すように、金網３５ａとフレーム３５ｂとを具えて成るケージ３５に収容された状態で脱臭部材３３を構成し、筐体３０内に配されることとなる。
【００３４】
更にまたこの実施例では、前記脱臭部材３３を構成する脱臭素子３３Ｐを、前記耐熱部材２３を構成する耐熱素子２３Ｐとして供することができるような構成が取られるものであり、一例として図５（ａ）に示す脱臭素子３３Ｐの外形寸法が、図４（ａ）に示すハニカム状の耐熱素子２３Ｐの外形寸法と同じになるようにした。
また脱臭部材３３が耐熱部材２３よりも小さく形成される場合には、複数の脱臭素子３３Ｐを組合せることにより、耐熱素子２３Ｐと同じ外形が形成されるようにすればよく、一例として図５（ａ）に示す立方体状の脱臭素子３３Ｐの各辺の寸法が、図４（ａ）に示す立方体状の耐熱素子２３Ｐの各辺の寸法の整数分の一となるようにする（相似関係）。
更に図５（ａ）中、仮想線で示すように、立方体状の脱臭素子３３Ｐを分断して形成されるような直方体状として、脱臭素子３３ｐを構成するようにしてもよい。
なお図５（ｂ）に示したペレット状の脱臭素子３３Ｐ及び図４（ｂ）に示したペレット状の耐熱素子２３Ｐを用いる場合には、耐熱部材２におけるケージ２７に脱臭素子３３Ｐを詰め替えることにより、脱臭素子３３Ｐを耐熱素子２３Ｐとして供することができる。
【００３５】
またこの実施例では、前記触媒装置３はアップフロー式のものが採用される。すなわち図２に示すように、筐体３０の下部に供給口３１が形成され、筐体３０の上部に排出口３２が形成されるものであり、上昇する被処理ガス（排気ガスＧ２）が脱臭部材３３と接触するように構成されるものである。
なお前述の様に、捕捉燃焼装置２がダウンフロー式のものであり、触媒装置３がアップフロー式のものである場合、排気ガスＧ２中のダストＤは、排出口２２と供給口３１とをつなぐＵ字状の管路の底部に溜まり易く、これにより触媒装置３に向かうダストＤの量がより低減され、脱臭部材３３の脱臭性能の維持に効果をもたらす。
なおアップフローする被処理ガス（排気ガスＧ２）に含まれるダストＤは、脱臭部材３３の下面に付着することとなり、これを除去するためのエアパージ用のノズル３４が、脱臭部材３３の下面に指向して具えられる。
【００３６】
そして前記加熱装置１の前段には、集塵装置４が配されるものであり、この実施例では一例としてサイクロン式の装置が適用される。
因みにサイクロン式の集塵装置４は、被処理ガス（排気ガスＧ０）との接触部位がぼほすべて金属素材によって構成されているため、高温の被処理ガス（排気ガスＧ０）を扱う場合に好適な装置である。
また前記集塵装置４と加熱装置１との間にはブロワ６が具えられる。
【００３７】
本発明の脱臭装置Ｓは、一例として上述したように構成されるものであり、以下その作動態様について説明するとともに、本発明の排気ガスの脱臭方法について説明する。
〔排気ガス中のダストの除去〕
乾燥機や焼却炉等から排出される排気ガスＧ０は、初めに集塵装置４に送られ、ここで遠心分離作用によって粗大なダストＤが分離・除去される。
【００３８】
〔加熱〕
加熱装置１においては、適宜バーナ１１の燃焼度が調節され、排気ガスＧ０の昇温が行われるものであり、この実施例では一例として２００℃の排気ガスＧ０を４５０℃にまで昇温するようにした。
この際、集塵装置４によって除去することのできなかった微細なダストＤの多くは、ここで燃焼し、無機質化（灰化）される。
このように前記排気ガスＧ０は排気ガスＧ１となった状態で加熱装置１から排出される。
ここで前記加熱装置１は、脱臭部材３３の温度が触媒作用を発揮する温度以上となるように上昇させる役割も担うものである。すなわち加熱装置１は、排気ガスＧ１（排気ガスＧ２）の温度を、脱臭部材３３の温度が触媒作用を発揮する温度以上とすることができる温度にまで上昇させるものである。
【００３９】
〔未無機質化ダストの捕捉・燃焼〕
次いで、前記排気ガスＧ１は捕捉燃焼装置２に供給されるものであり、供給口２１から下降流として筐体２０内に進入する。
そして排気ガスＧ１が耐熱部材２３を通過する際に、その上部にダストＤが堆積するものであり、前記加熱装置１において無機質化（灰化）されなかったダストＤは、ここで耐熱部材２３から熱を受けるとともに、排気ガスＧ１からも熱を受けて燃焼し、無機質化（灰化）することとなる。
なおダストＤの排気ガスＧ１中での濃度が低ければ、耐熱部材２３にある程度のダストＤが堆積した時点でバーナ１１の燃焼度を上げ、ダストＤの無機化が行われるように間欠的に昇温することができる。
【００４０】
また極微細なダストＤは、耐熱部材２３上に堆積することなく流下してしまうことがあるが、耐熱部材２３を通過する間に熱を受けて燃焼し、無機質化（灰化）されることとなる。
このように捕捉燃焼装置２に供給された排気ガスＧ１は、排気ガスＧ２となって排出口２２から排出されるものであり、この排気ガスＧ２には極微細なダストＤが含まれることがあるが、このものは既に無機質化（灰化）されている。
【００４１】
〔脱臭処理〕
次いで排気ガスＧ２は触媒装置３に送られ、ここで脱臭部材３３と接触し、その表面に担持されている触媒３３ｂの作用によって脱臭処理が施され、臭気成分が所定値以下（一例として臭気指数３０以下）に除去された脱臭排ガスＧ３となる。
この際、排気ガスＧ２に含まれる極微細なダストＤが触媒３３ｂに接したとしても、このものは無機質化（灰化）されているため、ダストＤ中の有機成分の燃焼による触媒被毒の影響が低減され、脱臭性能を長期間維持できるとともに、触媒３３ｂの交換サイクルや洗浄サイクルを延ばして、ランニングコストを低減することが可能となるものである。
なお前記耐熱部材２３における排気ガスＧ１の流路が、脱臭部材３３における排気ガスＧ２の流路よりも狭く構成されている場合には、ダストＤは耐熱部材２３により捕捉され易くなり、ダストＤが触媒装置３に送られてしまうのを大幅に低減することができ、触媒装置３における脱臭部材３３へのダストＤの付着を大幅に低減することができ、触媒３３ｂの脱臭性能を安定して維持することができる。
【００４２】
〔耐熱部材の交換〕
なお耐熱部材２３上に、灰化したダストＤが所定量以上堆積したときには、ノズル２４からエアーを噴出させて、ダストＤを排出口２５を通じてダスト受２６に送り込み、適宜廃棄する。更に耐熱部材２３に付着したダストＤの除去が、ノズル２４のエアーの噴出だけでは困難である場合、所定時間の経過毎に耐熱部材２３の交換が行われる。このとき前述のように、脱臭素子３３Ｐが耐熱素子２３Ｐとして供することができるように構成されている場合には、触媒装置３に組み込まれていた脱臭素子３３Ｐを、捕捉燃焼装置２に組み込んで耐熱素子２３Ｐとして用いることもできる。
【００４３】
〔熱交換器を具えた実施例〕
次に、触媒装置３から排出される脱臭排ガスＧ３から熱を回収して有効利用する実施例を説明する。
具体的には図２に示した脱臭装置Ｓに熱交換器５が付加されるものであり、このものは図３に示すように、筐体５０内に管路５１が配され、筐体５０の外周部に流入口５２、流出口５３、流入口５４、流出口５５が形成されて成る。そして流入口５２から供給された被処理ガスが管路５１を通過して流出口５３から排出される際に、管路５１の外側に位置する熱媒との間で熱交換を行うことにより、管路５１内を流れる流体の昇温等が行われるものである。
なお前記筐体５０には流入口５４から熱媒が供給され、この熱媒は流出口５５から排出される。
【００４４】
そして熱交換器５における流出口５３と、加熱装置１における流入口１２との間は管路によって接続され、更に触媒装置３における排出口３２が、熱交換器５における流入口５４と管路によって接続される。
【００４５】
上述のように熱交換器５が具えられて構成された脱臭装置Ｓの場合、排気ガスＧ０（一例として２００℃）は、集塵装置４からブロワ６によって熱交換器５に供給され管路５１を通過する際に脱臭排ガスＧ３（一例として４５０℃）との間で熱交換が行われ、一例として３２５℃となって加熱装置１に送られることとなり、一方、脱臭排ガスＧ３は一例として３２５℃に温度が低下した状態で流出口５５から外部に放出される。
したがって加熱装置１においては、３２５℃の排気ガスＧ０が４５０℃にまで昇温されることとなり、先に述べた熱交換器５が具えられていない脱臭装置Ｓよりも、バーナ１１により排気ガスＧ０を加熱する程度が少なくて済むため、燃料を節約してランニングコストを低減することができる。
【００４６】
〔加熱装置内に捕捉燃焼装置が具えられた実施例〕
更に前記捕捉燃焼装置２を、前記加熱装置１の内部に具えるような構成とすることができる。
具体的には図３中、仮想線で示すように筐体１０内における流出口１３の内側に耐熱部材２３を配することにより、筐体１０内における燃焼時に無機質化（灰化）されなかったダストＤを耐熱部材２３において無機質化（灰化）することができる。
【００４７】
〔捕捉燃焼装置が並列に設けられた実施例〕
更に図６に示すように、一例として二基の捕捉燃焼装置２Ａ、２Ｂを並列状に設けることにより、これらを切り替えて用いるような構成とすることができる。
具体的には 筐体２０内における供給口２１付近及び排出口２２付近に、仕切板２８ａを具えたスライドダンパ２８を設け、前記仕切板２８ａによって流路を開閉することにより、捕捉燃焼装置２Ａまたは捕捉燃焼装置２Ｂの何れかが選択されるものである。
このような構成が採られた場合には、一方の捕捉燃焼装置２Ａ（２Ｂ）における耐熱部材２３の洗浄や交換が行われている間は、他方の捕捉燃焼装置２Ｂ（２Ａ）を用いることにより、脱臭装置Ｓを停止する必要が無くなるため、２４時間連続運転することが可能となる。
なお図６に示した実施例では、触媒装置３が熱交換器５内に組み込まれるように構成されている。具体的には熱交換器５における管路５１内にペレット状の脱臭素子３３Ｐを充填するものであり、このような構成が採られることにより、脱臭装置Ｓを構成する機器の設置空間を低減することができる。
【符号の説明】
【００４８】
Ｓ 脱臭装置
１ 加熱装置
１０ 燃焼炉
１１ バーナ
１２ 流入口
１３ 流出口
２ 捕捉燃焼装置
２Ａ 捕捉燃焼装置
２Ｂ 捕捉燃焼装置
２０ 筐体
２１ 供給口
２２ 排出口
２３ 耐熱部材
２３Ｐ 耐熱素子
２３ａ 細孔
２３ｂ 通気孔
２４ ノズル
２５ 排出口
２６ ダスト受
２７ ケージ
２７ａ 金網
２７ｂ フレーム
２８ スライドダンパ
２８ａ 仕切板
３ 触媒装置
３０ 筐体
３１ 供給口
３２ 排出口
３３ 脱臭部材
３３Ｐ 脱臭素子
３３ｐ 脱臭素子
３３ａ 担持体
３３ｂ 触媒
３３ｃ 通気孔
３４ ノズル
３５ ケージ
３５ａ 金網
３５ｂ フレーム
４ 集塵装置
５ 熱交換器
５０ 筐体
５１ 管路
５２ 流入口
５３ 流出口
５４ 流入口
５５ 流出口
６ ブロワ
Ｄ ダスト
Ｇ０ 排気ガス
Ｇ１ 排気ガス
Ｇ２ 排気ガス
Ｇ３ 脱臭排ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒を用いて脱臭処理する方法において、前記排気ガスを加熱することにより、排気ガスに含まれるダストを無機質化し、次いで排気ガスに含まれるダストを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストを燃焼させ、その後、排気ガスを触媒に接触させることにより脱臭処理を行うことを特徴とする排気ガスの脱臭方法。
【請求項２】
ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒装置を用いて脱臭処理する脱臭装置において、この装置は、前記排気ガスを昇温するとともに排気ガスに含まれるダストを無機質化するための加熱装置を具えて成るものであり、更に前記加熱装置の下流側に、ダストを捕集するとともに、加熱装置において無機質化されなかったダストを燃焼させるための耐熱部材を有する捕捉燃焼装置を具え、更にこの捕捉燃焼装置の下流側に前記触媒装置が具えられて成るものであることを特徴とする排気ガスの脱臭装置。
【請求項３】
前記加熱装置は、ダストを無機質化することができる温度にまで、前記耐熱部材を加熱する装置であることを特徴とする請求項２記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項４】
前記触媒装置に具えられる脱臭部材を構成する脱臭素子を、前記耐熱部材を構成する耐熱素子として供することができるように構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項５】
前記耐熱部材における排気ガスの流路は、前記触媒装置に具えられる脱臭部材における排気ガスの流路と同等か、あるいは狭く構成されていることを特徴とする請求項２、３または４記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項６】
前記耐熱部材を構成する耐熱素子は、表面に細孔を有するものであることを特徴とする請求項２、３、４または５記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項７】
前記捕捉燃焼装置は、ダウンフロー式のものであることを特徴とする請求項２、３、４、５または６記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項８】
前記触媒装置は、アップフロー式のものであることを特徴とする請求項２、３、４、５、６または７記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項１】
ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒を用いて脱臭処理する方法において、前記排気ガスを加熱することにより、排気ガスに含まれるダストを無機質化し、次いで排気ガスに含まれるダストを捕集するとともに、この時点で無機質化されていないダストを燃焼させ、その後、排気ガスを触媒に接触させることにより脱臭処理を行うことを特徴とする排気ガスの脱臭方法。
【請求項２】
ダストを含む有臭の排気ガスを、触媒装置を用いて脱臭処理する脱臭装置において、この装置は、前記排気ガスを昇温するとともに排気ガスに含まれるダストを無機質化するための加熱装置を具えて成るものであり、更に前記加熱装置の下流側に、ダストを捕集するとともに、加熱装置において無機質化されなかったダストを燃焼させるための耐熱部材を有する捕捉燃焼装置を具え、更にこの捕捉燃焼装置の下流側に前記触媒装置が具えられて成るものであることを特徴とする排気ガスの脱臭装置。
【請求項３】
前記加熱装置は、ダストを無機質化することができる温度にまで、前記耐熱部材を加熱する装置であることを特徴とする請求項２記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項４】
前記触媒装置に具えられる脱臭部材を構成する脱臭素子を、前記耐熱部材を構成する耐熱素子として供することができるように構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項５】
前記耐熱部材における排気ガスの流路は、前記触媒装置に具えられる脱臭部材における排気ガスの流路と同等か、あるいは狭く構成されていることを特徴とする請求項２、３または４記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項６】
前記耐熱部材を構成する耐熱素子は、表面に細孔を有するものであることを特徴とする請求項２、３、４または５記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項７】
前記捕捉燃焼装置は、ダウンフロー式のものであることを特徴とする請求項２、３、４、５または６記載の排気ガスの脱臭装置。
【請求項８】
前記触媒装置は、アップフロー式のものであることを特徴とする請求項２、３、４、５、６または７記載の排気ガスの脱臭装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１４７９１２（Ｐ２０１１−１４７９１２Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３０９４（Ｐ２０１０−１３０９４）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００１４９３１０）株式会社大川原製作所 (64)
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００１４９３１０）株式会社大川原製作所 (64)
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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