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発明の名称 排ガス処理装置の間欠運転方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−179042(P2001−179042A)
公開日 平成13年7月3日(2001.7.3)
出願番号 特願平11−370319
出願日 平成11年12月27日(1999.12.27)
代理人 【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹 (外2名)
【テーマコード(参考)】
4D002
4D012
【Fターム(参考)】
4D002 AA21 AC04 BA04 BA12 BA13 CA08 CA13 DA41 EA02 EA08 GA01 GB03 GB11 GB20 
4D012 CA12 CC07 CD03 CE03 CF04 CF08 CG01 CK06
発明者 渡部 輝雄
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 充填された炭素質吸着剤を移動させながら処理対象の排ガスと接触させて排ガス中の有害物質を吸着除去する移動層式の吸着塔と、前記吸着塔から取り出した有害物質吸着後の炭素質吸着剤を不活性ガス雰囲気中で加熱することにより脱離・再生を行う移動層式の脱離・再生塔と、前記吸着塔と脱離・再生塔との間で炭素質吸着剤を循環させる循環手段とを備える排ガス処理装置の間欠運転方法において、運転開始時には、前記脱離・再生塔を所定温度まで昇温した後に前記吸着塔から前記脱離・再生塔への炭素質吸着剤の移送を開始し、運転停止時には、前記脱離・再生塔への炭素質吸着剤の移送と前記脱離・再生塔内における炭素質吸着剤の移動を停止させた後、前記脱離・再生塔を所定温度以上で所定時間以上加熱継続して前記炭素質吸着剤の脱離・再生を完了させてから前記排ガス処理装置の運転を停止させる、ことを特徴とする排ガス処理装置の間欠運転方法。
【請求項2】 前記所定温度は350℃以上であり、前記所定時間は1時間以上であることを特徴とする請求項1記載の排ガス処理装置の間欠運転方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス処理装置の運転方法に関し、連続稼動式でない排ガス処理装置に好適に適応できる排ガス処理装置の間欠運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】排ガス中の有害物質を除去する方法として、活性炭等の炭素質吸着剤が充填された移動層式の吸着塔を用いて有害物質を吸着除去する方法が知られている。そして、有害物質を吸着した炭素質吸着剤を加熱することにより、この炭素質吸着剤から有害物質を脱離・分解させて再生した炭素質吸着剤を再使用している。
【0003】炭素質吸着剤を固定充填した状態で加熱して脱離・再生を行おうとすると、炭素質吸着剤の昇温工程で炭素質吸着剤の粒子同士が溶着してしまうブリッジ現象が発生して脱離・再生が困難になることが知られている。このため、脱離・再生には、一般に炭素質吸着剤を移動させながら加熱する移動層式の脱離・再生塔が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】小規模のゴミ処理施設等では焼却施設を連続稼動せず、昼間だけ運転するような間欠運転が行われている。このような焼却施設の排ガスを処理する場合は、排ガス処理装置も間欠運転を行う必要がある。図3は、一般的な間欠運転用の排ガス処理装置の構成を示す概略図である。
【0005】図3に示されるように、間欠運転に用いられる排ガス処理装置においては、吸着塔10と脱離・再生塔20のそれぞれの炭素質吸着剤の流動方向の下流側にサービスタンク50、51が設置されている。そして、吸着塔10、脱離・再生塔20とも移動層方式で運転を行い、処理した全量をサービスタンク50、51に次の運転時まで貯留する。このようにすることで、固定充填された状態での昇温を避け、前述のブリッジ現象を防止する方法が採られていた。この方法では、サービスタンクを必要とするため、装置自体が大型化するという欠点があった。
【0006】本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成の排ガス処理装置で好適な排ガス処理が可能な排ガス処理装置の間欠運転方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明に係る排ガス処理装置の運転方法は、充填された炭素質吸着剤を移動させながら処理対象の排ガスと接触させて排ガス中の有害物質を吸着除去する移動層式の吸着塔と、この吸着塔から取り出した有害物質吸着後の炭素質吸着剤を不活性ガス雰囲気中で加熱することにより脱離・再生を行う移動層式の脱離・再生塔と、これらの吸着塔と脱離・再生塔間で炭素質吸着剤を循環させる循環手段とを備える排ガス処理装置の間欠運転方法において、(1)運転開始時には、脱離・再生塔を所定温度まで昇温した後に吸着塔から脱離・再生塔への炭素質吸着剤の移送を開始し、(2)運転停止時には、脱離・再生塔への炭素質吸着剤の移送と脱離・再生塔内における炭素質吸着剤の移動を停止させた後、脱離・再生塔を所定温度以上で所定時間以上加熱継続して炭素質吸着剤の脱離・再生を完了させてから排ガス処理装置の運転を停止させる、ことを特徴とする。
【0008】本発明によれば、脱離・再生塔への炭素質吸着剤の移送を停止させた後、脱離・再生塔内に存在する炭素質吸着剤をその塔内での移動を停止させた固定層方式で脱離・再生を完了させる。このときに、脱離・再生塔内に存在する炭素質吸着剤は既に所定温度以上に昇温された状態にあるので、前述の昇温工程で起こるブリッジ現象の発生は回避される。脱離・再生完了後にプラント全体の運転を停止させることで、吸着塔、脱離・再生塔がそれぞれサービスタンクの機能も兼ねることになり、大型のサービスタンクが不要となる。
【0009】運転開始時には、脱離・再生塔を所定温度まで昇温してから脱離・再生塔への炭素質吸着剤の移送を再開する。この昇温は脱離・再生塔内の炭素質吸着剤を移動させない固定層状態で行われるが、前述のブリッジ現象は、炭素質吸着剤に吸着物が存在する場合に見られる現象であり、本発明では、前回の運転停止時に吸着物の脱離を完了しているため、この段階でのブリッジ現象の発生も回避される。さらに、この加熱段階で脱離ガス中に未分解のダイオキシン類が混入することも回避される。
【0010】この所定温度は350℃以上であり、所定時間は1時間以上であることが好ましい。炭素質吸着剤を350℃以上の温度で1時間以上加熱することで、炭素質吸着剤に吸着されたダイオキシン類は効率的に分解される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明に係る間欠運転方式を好適に適用可能な排ガス処理装置を示す概略図である。
【0012】この排ガス処理装置は、内部に活性炭が充填されている吸着塔10と、有害物質を吸着後の活性炭を加熱処理により再生する脱離・再生塔20とを有し、両者はそれぞれの間で活性炭を循環させるためのベルトコンベヤなどからなる搬送装置31、32により接続されている。
【0013】吸着塔10は、活性炭を鉛直下方向に移動させて移動層を形成し、移動層内部の活性炭を水平方向に導入される排ガスと接触させることで排ガス中の有害物質をこの活性炭に吸着させて排ガスを処理する直交流方式の吸着塔である。排ガス入口11と排ガス出口14との間には、スクリーン12と13が配置され、スクリーン12、13の間に充填されている活性炭の飛散を防止する構成となっている。吸着塔10の頂部、下部には、それぞれ吸着塔10内への活性炭の導入量、引き抜き量を調整するためのバルブ15、17が設けられており、塔内には、複数のロールフィーダ16が配置されている。
【0014】脱離・再生塔20は、吸着済みの活性炭を鉛直下方向に移動させて移動層を形成し、移動層中の活性炭を不活性ガス中で加熱することで脱離・再生を行う。この脱離・再生塔20は、上から下へ20a〜20fの6つの領域に分割されており、導入された活性炭を各領域間で移送するパイプ21a〜21cが設けられている。
【0015】領域20aの上部には、シールバルブ22が配置されており、領域20bとはパイプ21aにより接続されている。領域20bには、不活性ガスを導入する導入口24が、領域20dには、脱離ガスを排出する排出口25がそれぞれ設けられている。両者はパイプ21bにより接続されている。両領域20b、20dの間の領域20cには、その下部と上部に熱風をそれぞれ導入、排出する導入口26と排出口27とが配置され、そのパイプ21bを取り囲む領域は、パイプ21bの周囲を熱風が循環するよう仕切られている。導入口26と排出口27の外側には、熱風の循環経路が接続され、経路上にはブロワ40と熱風炉41とが配置されている。領域20dは、さらに領域20fとパイプ21cにより接続されている。両領域20dと20fの間に存在する領域20eには、冷却水の導入口28と排出口29がそれぞれ設けられている。一方、領域20fの下端には、シールバルブ23が配置されている。
【0016】脱離・再生塔20と吸着塔10に活性炭を返送する搬送装置32との間には再生された活性炭を篩い分けするスクリーン33が配置されている。
【0017】次に、本発明に係る間欠運転方法を行った場合の本装置の動作を説明する。図2は、本発明に係る間欠運転方法を説明するタイミングチャートである。ここでは、毎日8時から14時まで焼却炉を運転し、16時にはプラント全体の運転を終了する間欠運転を繰り返す場合を例に説明する。そして、本発明に係る間欠運転方法の特徴が理解しやすいよう、装置が運転を再開する時点(8時)からではなく、プラント全体が運転状態にある時点(8時半以降)から説明する。
【0018】この時点においては、バルブ15〜17、22、23は開状態に設定され、その開度を調整することで、吸着塔10、脱離・再生塔20それぞれの内部での活性炭の移動速度を調整している。
【0019】排ガス入口11から吸着塔10に導入された排ガスは、スクリーン12と13の間を鉛直下方に移動している活性炭と接触し、含有されるダイオキシン類等の有害物質が活性炭表面に吸着され、除去される。こうして清浄化された排ガスは排ガス出口14から排出される。
【0020】一方、有害物質を吸着した活性炭は、ロールフィーダ16、バルブ17を介して搬送装置31に送られ、脱離・再生塔31へと移送される。このとき、Aで示されるラインにより活性炭を補給することが好ましい。
【0021】バルブ22を介して脱離・再生塔20内に導入された活性炭は、領域20aからパイプ21aを介して領域20bへと送られ、ここで、導入口24から導入された不活性ガス、例えば、窒素ガスと混合され、パイプ21bを介して領域20dへと送られる。そして、領域20cを通過する際に、ブロワ40と熱風炉41を介して導入口26から導入されて領域20cのパイプ21bの外側を循環している熱風により加熱される。これにより、吸着されていた有害物質の脱離、分解が行われ、活性炭は再生される。発生した脱離ガスは、排出口25から排出され、別途処理される。一方、活性炭を加熱することで温度が低下した熱風は排出口27から排出され、ブロワ40により熱風炉41に送られ、再度加熱されて、循環再使用される。
【0022】ここで、領域20cで、特開平5−301022号公報に開示されているように活性炭が350℃以上でかつ、1時間以上滞留するよう活性炭の移動速度、熱風の温度、流量を調整することにより、活性炭が吸着した有害成分を効率良く除去、分解することができる。
【0023】領域20dに到達した活性炭は、さらにパイプ21cを介して領域20eを通過して、領域20fに移送され、バルブ23から脱離・再生塔20外へと排出される。領域20eを通過する際に、活性炭は導入口28から導入されてパイプ21c外部を循環する冷却水によって冷却される。冷却水は、排出口29から排出される。
【0024】脱離・再生塔20から排出された活性炭はスクリーン33で篩い分けされて、劣化した粉状の成分は図中Bで示されるラインに分離されて例えば焼却炉に返送されて処理される。一方、粒径の大きな再生活性炭は図中Cで示されるラインに分離され、搬送装置32により吸着塔15に戻されて循環使用される。
【0025】次に、プラント停止前の運転操作について説明する。焼却炉の停止前、ここでは14時の時点で脱離・再生塔20への活性炭の移送を停止させてから、脱離・再生塔20内での活性炭の移動を停止させる。こうして活性炭の移動を停止させた状態、すなわち、固定層状態で活性炭の加熱・再生を行う。塔内の活性炭が昇温されてから活性炭の移送を停止するので、前述のブリッジ現象が発生することがない。
【0026】一方、吸着塔10内の活性炭の移送は、焼却炉の運転が停止される14時まで継続される。これにより、焼却炉で発生した排ガスを吸着塔10で確実に処理することが可能となる。
【0027】脱離・再生塔20内の加熱は、活性炭の移送停止後、約2時間継続される。バルブ23を閉止させて活性炭の移送を停止させた後、塔内の活性炭の最上部は、領域20cまで降下することが好ましい。このようにすると、塔内の全活性炭を加熱処理することができるからである。そして、固定層状態でも350℃以上で1時間以上加熱処理することにより活性炭が吸着した有害成分を効率良く除去、分解することができる。こうして有害成分をほぼ完全に除去した後に、脱離・再生塔20の加熱を停止して、プラントの運転を終了する(16時の時点)。
【0028】翌日は、8時に焼却炉の運転と、吸着塔10への排ガスの注入、吸着塔10内の活性炭の移送を開始する。この時点では、吸着塔10のロールフィーダ16から排出された活性炭は、バルブ17を通り、コンベア31で運ばれ、バルブ22より脱離・再生塔20へと供給され、空間20aに貯留されている。そして、脱離・再生塔20の領域20c部分へのブロワ40と熱風炉41による熱風の供給を開始して内部の活性炭を昇温する。充填されている活性炭は、前日の脱離・再生処理により有害成分がほぼ完全に除去されているので、前述のブリッジ現象が起こることはない。さらに、この昇温時には脱離ガスは発生しないので、導入口24、排出口25を閉じた密閉状態で行えば熱が外部へ逃げることがなく、短時間での昇温が可能である。
【0029】30分間の加熱により、加熱領域20cが活性炭の再生に充分な温度に達したらバルブ23を開けてロールフィーダ23aを作動させて、脱離・再生塔20への活性炭の移送と塔内の活性炭の移動を開始する。以後は上述した通常運転に戻る。
【0030】このような運転方式を採用することで、従来技術のように大型のサービスタンクを設ける必要がなく、装置をコンパクトにでき、設備費も低減できる。
【0031】以上の説明では、吸着剤として活性炭を用いた実施形態について説明してきたが、吸着剤は活性炭に限られるものではなく、石炭等の炭素含有物質にバインダーを添加して成形後、熱処理又は水蒸気、空気などで賦活して得られた活性炭、活性コークス、活性チャー、あるいは、これらにバナジウム、鉄、銅等の化合物を担持させた炭素質吸着剤を好適に用いることができる。
【0032】また、脱離・再生塔での加熱再生時には、尿素、アンモニア等のアルカリ成分を添加すると、ダイオキシン類の分解効率をさらに高めることができ、好ましい。ここでは、脱離・再生塔内で不活性ガスと炭素質吸着剤とが同一方向に流動する並流式の装置を例に説明してきたが、不活性ガスと炭素質吸着剤とが逆方向に流れて接触する向流式や直交して流れる直交流式の脱離・再生塔の場合にも本発明に係る間欠運転方法は好適に適用できる。
【0033】
【発明の効果】本発明に係る排ガス処理装置の間欠運転方法は、間欠運転の各運転の終了前に、脱離・再生塔内の炭素質吸着剤の脱離・再生を固定層方式で完了しているので、次の運転開始時に脱離・再生塔内の炭素質吸着剤を昇温する際にブリッジ現象が発生するおそれがなく、サービスタンクが不要となり、装置がコンパクトで済む。




 

 


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