| 【発明の名称】 |
蓄熱式燃焼脱臭装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】深谷 智章
【氏名】細間 新吾
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| 【要約】 |
【課題】ミストを含む原ガスを、ミストによる臭気の再付着なしに確実に脱臭することができる蓄熱式燃焼脱臭装置を提供する。
【解決手段】無臭化した高温ガス（燃焼室ガス又は処理ガス）により被処理ガスＡを予熱する予熱装置１０（混合器又は熱交換器）を備え、ミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱する。また、被処理ガスＡが流出入する位置に加熱ジャケット１９で囲まれた中空予熱室１４を備え、加熱ジャケット内に無臭化した高温ガスを通して加熱室内壁を加熱し、ミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃焼室（１）、燃焼室に連通する複数の蓄熱室、それぞれの蓄熱室内の設けられた複数の蓄熱体、吸引ファン、及び複数の切換え弁を有し、被処理ガスＡを酸化分解して脱臭しかつ蓄熱体を用いて予熱／熱回収する蓄熱式排ガス脱臭装置において、無臭化した高温ガスにより被処理ガスＡを予熱する予熱装置（１０）を備え、ミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱する、ことを特徴とする蓄熱式燃焼脱臭装置。
【請求項２】 予熱装置は、高温ガスの直接混合又は間接加熱による予熱である、ことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱式燃焼脱臭装置。
【請求項３】 予熱装置による予熱後の被処理ガスＡの温度を検出する温度検出器（１１）と、前記高温ガスの流量を調節する流量調節弁（１２）と、温度検出器による検出温度がミストが蒸発する温度以上になるように流量調節弁を制御する制御装置（１３）とを備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱式燃焼脱臭装置。
【請求項４】 燃焼室（１）、燃焼室に連通する複数の蓄熱室、それぞれの蓄熱室内の設けられた複数の蓄熱体、吸引ファン、及び複数の切換え弁を有し、被処理ガスＡを酸化分解して脱臭しかつ蓄熱体を用いて予熱／熱回収する蓄熱式排ガス脱臭装置（１１）において、被処理ガスＡが流出入する位置に加熱ジャケット（１９）で囲まれた中空の予熱室（１４）を備え、該加熱ジャケット内に無臭化した高温ガスを通して加熱室内壁を加熱し、ミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱する、ことを特徴とする蓄熱式燃焼脱臭装置。
【請求項５】 加熱室内壁の温度を検出する温度検出器（１５）と、前記高温ガスの流量を調節する流量調節弁（１２）と、温度検出器による検出温度がミストが蒸発する温度以上になるように流量調節弁を制御する制御装置（１３）とを備える、ことを特徴とする請求項４に記載の蓄熱式燃焼脱臭装置。
【請求項６】 前記無臭化した高温ガスは、燃焼室内の高温ガス又は大気放出前の処理ガスである、ことを特徴とする請求項１乃至５に記載の蓄熱式燃焼脱臭装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼用アーク炉からのガスを脱臭して清浄化する蓄熱式燃焼脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】製鋼用アーク炉は、炉内に装入されたスクラップ（原料）と電極との間にアークを発生させ、その高熱を利用してスクラップを溶解する装置である。かかるアーク炉では、溶鋼中にカーボンを吹き込んで一次燃焼させて、Ｃ＋０．５Ｏ2 →ＣＯの反応を行わせ、更に、炉内に空気を供給して二次燃焼させ、ＣＯ＋０．５Ｏ2 →ＣＯ2 の反応を行わせる。このように、ＣをＣＯ2 まで燃焼させることにより発熱量を高め、かかる高い発熱量の排ガスでスクラップを予熱するようになっている。
【０００３】上述した製鋼用アーク炉からのガス（以下、原ガスと呼ぶ）の主成分は、ＣＯ，ＣＯ2 ，Ｎ2 ，Ｏ2 等の無臭ガスであるが、臭気性の強いアセトアルデヒドやスチレン等も含まれている。このため、かかる原ガスを大気中に放出する前に原ガスを脱臭して浄化する必要がある。
【０００４】図７は、原ガスを脱臭して浄化する従来の蓄熱式燃焼脱臭装置の全体構成図であり、図８はその原理図である。この図に示すように、この装置は、燃焼室１、燃焼室に連通する３つの蓄熱室２（２ａ，２ｂ，２ｃ）、それぞれの蓄熱室内の蓄熱体３（３ａ，３ｂ，３ｃ）、吸引ファン４、及び複数の切換え弁を備えたものであり、以下の３つのサイクルを順次行うようになっている。
【０００５】第１サイクル（Ａ）では、原ガス等の被処理ガスＡを蓄熱室２ａに供給し、燃焼室１で脱臭されたクリーンガスＣを蓄熱室２ｂから排出し、同時に、吸引ファン４の吐出側からクリーンガスＣの一部をパージガスＢとして蓄熱室２ｃに供給する。すなわち、このサイクルで、被処理ガスＡは蓄熱体３ａを通過することで予熱され、更に高温雰囲気下（例えば８００℃以上）の燃焼室１で酸化分解されてクリーンガスＣとなり、蓄熱体３ｂを予熱しながら排気される。その間、蓄熱体３ｃではクリーンガスＣの一部を導入し、前工程で蓄熱体３ｃ内に残留している被処理ガスをパージし、燃焼室１で酸化分解し、蓄熱体３ｂを介して排気される。
【０００６】第２サイクル（Ｂ）では、切換え弁の操作により、被処理ガスＡを蓄熱室２ｂに供給し、燃焼室１で脱臭されたクリーンガスＣを蓄熱室２ｃから排出し、同時に、吸引ファン４の吐出側からパージガスＢを蓄熱室２ａに供給する。すなわち、第１サイクルで一定時間経過後、被処理ガスＡとパージガスＢを切り換えることにより、第１サイクルでは被処理ガス入側であった蓄熱室２ａがパージとなり、蓄熱体３ａは降熱→徐冷状態に、クリーンガス出側であった蓄熱室２ｂが被処理ガス入側となり、蓄熱体３ｂは昇温→降温状態に、パージであった蓄熱室２ｃがクリーンガス出側となり、蓄熱体３ｃは徐冷→昇温状態になる。
【０００７】第３サイクル（Ｃ）では、被処理ガスＡを蓄熱室２ｃに供給し、燃焼室１で脱臭されたクリーンガスＣを蓄熱室２ａから排出し、同時に、吸引ファン４の吐出側からパージガスＢを蓄熱室２ｂに供給する。すなわち、第２サイクルで一定時間経過後、再度切換え弁を操作して、第２サイクルではパージであった蓄熱室２ａがクリーンガス出側となり、蓄熱体３ａは徐冷→昇温状態に、被処理ガス入側であった蓄熱室２ｂがパージとなり、蓄熱体３ｂは降温→徐冷状態に、クリーンガス出側であった蓄熱室２ｃが被処理ガス入側となり、蓄熱体３ｃは昇温→降温状態になる。
【０００８】上述した３つのサイクルを順次繰り返して行うことにより、製鋼用アーク炉からの原ガスのような被処理ガスＡを燃焼室１で酸化分解して脱臭することができ、かつ蓄熱体を用いて予熱／熱回収して熱効率を高めることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の蓄熱式燃焼脱臭装置において、原ガス中にミスト状の油分や水分が含まれる場合、入口側ダクトや蓄熱体下のチャンバ内または蓄熱体の入側にミストが付着した状態となることがある。この場合に、燃焼室内で無臭化したガスが蓄熱体を通過後にこのミストを蒸発させて内部に再び臭気を含み、この臭気ガスがそのまま外部に放出されることがある問題点があった。例えば、原ガスの温度が低温（約２０〜６０℃）であり、そのガス中に臭気を含んだ油分や水分のミストがある場合、ダクトや入口チャンバー、蓄熱体にミストが付着し、燃焼して無臭となったガス（約１５０〜２００℃）がチャンバーを通るとき、ミストを蒸発させ、臭気を含んでしまう。
【００１０】本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ミストを含む原ガスを、ミストによる臭気の再付着なしに確実に脱臭することができる蓄熱式燃焼脱臭装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃焼室（１）、燃焼室に連通する複数の蓄熱室、それぞれの蓄熱室内の設けられた複数の蓄熱体、吸引ファン、及び複数の切換え弁を有し、被処理ガスＡを酸化分解して脱臭しかつ蓄熱体を用いて予熱／熱回収する蓄熱式排ガス脱臭装置において、無臭化した高温ガスにより被処理ガスＡを予熱する予熱装置（１０）を備え、ミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱する、ことを特徴とする蓄熱式燃焼脱臭装置が提供される。本発明の構成によれば、予熱装置（１０）を用いてミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱するので、ミストを予め蒸発させ入口側ダクトや蓄熱体下のチャンバ内または蓄熱体の入側へのミスト付着を防止することができる。
【００１２】本発明の好ましい実施形態によれば、予熱装置は、高温ガスの直接混合又は間接加熱による予熱である。高温ガスをリサイクルさせて直接混合することにより、予熱装置を簡単な構造にすることができる。また、熱交換器を用いた間接加熱により、処理ガス量の増大を防ぐことができる。
【００１３】また、予熱装置による予熱後の被処理ガスＡの温度を検出する温度検出器（１１）と、前記高温ガスの流量を調節する流量調節弁（１２）と、温度検出器による検出温度がミストが蒸発する温度以上になるように流量調節弁を制御する制御装置（１３）とを備える。この構成により、予熱後の被処理ガスＡの温度をミストが蒸発する最適温度に設定することができる。
【００１４】また本発明によれば、燃焼室（１）、燃焼室に連通する複数の蓄熱室、それぞれの蓄熱室内の設けられた複数の蓄熱体、吸引ファン、及び複数の切換え弁を有し、被処理ガスＡを酸化分解して脱臭しかつ蓄熱体を用いて予熱／熱回収する蓄熱式排ガス脱臭装置において、 被処理ガスＡが流出入する位置に加熱ジャケット（１９）で囲まれた中空の予熱室（１４）を備え、該加熱ジャケット内に無臭化した高温ガスを通して加熱室内壁を加熱し、ミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱する、ことを特徴とする蓄熱式燃焼脱臭装置が提供される。本発明の構成によれば、被処理ガスＡが流出入する位置に中空の予熱室（１４）が備えられているので、被処理ガスＡはこの空間を素通りして蓄熱体に流入し予熱される。また、予熱室は加熱ジャケット（１９）で囲まれ、加熱室内壁がミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱されているので、被処理ガスＡ中のミストが加熱室内壁に付着しても、蒸発してそのまま蓄熱体に流入する。従って、被処理ガスＡの温度が低温（約２０〜６０℃）であり、そのガス中に臭気を含んだ油分や水分のミストがあっても、中空チャンバにミストが付着せず、そのまま蓄熱体を通って燃焼室に入り無臭化される。
【００１５】本発明の好ましい実施形態によれば、加熱室内壁の温度を検出する温度検出器（１５）と、前記高温ガスの流量を調節する流量調節弁（１２）と、温度検出器による検出温度がミストが蒸発する温度以上になるように流量調節弁を制御する制御装置（１３）とを備える。この構成により、加熱室内壁の温度をミストが蒸発する最適温度に設定することができる。
【００１６】前記無臭化した高温ガスは、燃焼室内の高温ガス又は大気放出前の処理ガスであるのがよい。例えば、燃焼室内の高温ガス（８００〜９００℃）又は大気放出前の処理ガス（約２００℃）を用いることにより、予熱装置（１０）で被処理ガスＡ（原ガス）を容易に効率よく加熱することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。図１は、本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置の第１実施形態を示す構成図である。この図に示すように、本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置は、燃焼室１、燃焼室１に連通する複数（この例で３つ）の蓄熱室２ａ，２ｂ，２ｃ、それぞれの蓄熱室内の設けられた複数（３つ）の蓄熱体３ａ，３ｂ，３ｃ、吸引ファン４、及び複数の切換え弁を有し、被処理ガスＡを酸化分解して脱臭しかつ蓄熱体を用いて予熱／熱回収するようになっている。かかる蓄熱式燃焼脱臭装置の基本的な作動は、図７に示した従来の蓄熱式燃焼脱臭装置と同様である。
【００１８】図１において、本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置は、予熱装置１０を備えている。この予熱装置１０は、この例では、吸引ファン４の吐出側からクリーンガスＣの一部をパージガスＢとして蓄熱室２ｃに供給するパージガスライン６から分岐したホットガスライン１６と、被処理ガスＡの供給ライン７に設けられた直接式の混合器１７からなる。ホットガスライン１６は混合器１７にパージガスライン６を介して大気放出前の処理ガス（約２００℃）を供給するようになっている。また、温度検出器１１が供給ライン７の混合器１７の下流側に設けられ、予熱装置１０による予熱後の被処理ガスＡの温度を検出する。更に、ホットガスライン１６には、高温ガスの流量を調節する流量調節弁１２が設けられ、更に、流量調節弁１２を制御する制御装置１３を備え、温度検出器１１による検出温度がミストが蒸発する温度以上（例えば１００℃以上）になるように制御される。上述した構成によれば、予熱装置１０を用いてミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱するので、ミストを予め蒸発させ入口側ダクトや蓄熱体下のチャンバ内または蓄熱体の入側へのミスト付着を防止することができる。また、直接式混合器１７で処理ガスと被処理ガスＡを直接混合するので、予熱装置を簡単な構造にすることができる。
【００１９】図２は、本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置の第２実施形態を示す構成図である。この図において、予熱装置１０は、この例では、第１実施形態の直接式混合器１７の代わりに間接熱交換器１８を備え、この熱交換器１８にパージガスライン６を介して大気放出前の処理ガス（約２００℃）を供給して、被処理ガスＡを間接加熱し、ミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度（例えば１００℃以上）まで予熱するようになっている。その他の構成は、図１の第１実施形態と同様である。この構成により、予熱装置１０を用いてミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱するので、ミストを予め蒸発させ入口側ダクトや蓄熱体下のチャンバ内または蓄熱体の入側へのミスト付着を防止することができ、かつ間接加熱で被処理ガスＡを予熱するので、蓄熱式燃焼脱臭装置における処理ガス量の増大を防ぐことができる。
【００２０】図３は、本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置の第３実施形態を示す構成図である。本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置は、この例では、被処理ガスＡが流出入する位置に加熱ジャケット１９で囲まれた中空の予熱室１４を備える。また、この加熱ジャケット１９内には、パージライン６から分岐したホットガスライン１６に連結され、更に加熱ジャケット１９から排出ラインに通じる戻りガスライン１６ａが設けられている。この構成により、加熱ジャケット１９内に無臭化した高温ガスを通して加熱室内壁１４ａを間接的に加熱することができる。また、温度検出器１５が加熱ジャケット１９内に挿入されており、加熱室内壁１４ａの温度を検出するようになっている。更に、高温ガスの流量を調節する流量調節弁１２と、温度検出器１５による検出温度がミストが蒸発する温度以上になるように流量調節弁を制御する制御装置１３とを備えている。この構成により、制御装置１３で加熱室内壁の温度を制御し、ミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する最適温度まで予熱することができる。
【００２１】上述した構成によれば、被処理ガスＡが流出入する位置に中空の予熱室１４が備えられているので、被処理ガスＡはこの空間を素通りして蓄熱体に流入し予熱される。また、予熱室１４は加熱ジャケット１９で囲まれ、加熱室内壁１４ａがミストを含む被処理ガスＡをミストが蒸発する温度まで予熱されているので、被処理ガスＡ中のミストが加熱室内壁に付着しても、蒸発してそのまま蓄熱体に流入する。従って、被処理ガスＡの温度が低温（約２０〜６０℃）であり、そのガス中に臭気を含んだ油分や水分のミストがあっても、中空チャンバにミストが付着せず、そのまま蓄熱体を通って燃焼室に入り無臭化される。
【００２２】図４〜図６は、本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置の第４〜第６実施形態を示す構成図である。これらの実施形態では、上述した実施形態における無臭化した高温ガスとして燃焼室内の高温ガスを用いている。すなわち、燃焼室１から高温の燃焼ガスを混合器１７（図４）、間接熱交換器１８（図５）、加熱ジャケット１９（図６）にそれぞれ供給するホットガスライン２０とホットガスファン２１を備えている。その他の構成はそれぞれ図１〜図３と同一である。この構成により、高温の燃焼室内の高温ガス（８００〜９００℃）を用いることにより、予熱装置（１０）で被処理ガスＡ（原ガス）を容易に効率よく加熱することができる。
【００２３】なお本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２４】
【発明の効果】上述したように、本発明の蓄熱式燃焼脱臭装置は、原ガスの温度が低温（約２０〜６０℃）であり、そのガス中に臭気を含んだ油分や水分のミストがある場合でも、入口ダクト、入口チャンバー（中空予熱室）を無臭化した高温ガスにより予熱することができ、これにより、原ガス中のミストを蒸発・無臭化でき、ミストによる臭気の再付着なしに確実に脱臭することができる、等の優れた効果を有する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００９９
【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月３日（１９９８．１２．３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７５１５
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 実 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７１０２１（Ｐ２０００−１７１０２１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３４３７０３ |
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