催化式蓄热燃烧装置的制造方法_3

文档序号:9692955阅读:来源:国知局
温度)为气流切换温度T2(例如,200°C)以上的温度的期间,向蓄热净化室10的下方的空间部导入废气,废气通过蓄热体11、催化剂层12,因此,在废气通过催化剂层12时,催化剂层12保持为比燃烧开始温度T3高的温度,因此能够使废气中的可燃性有害成分的至少一部分燃烧。
[0091]这样,通过催化剂层12的废气被导入到加热室30的与蓄热净化室10相对应的上方分区30e。被导入到该上方分区30e的废气首先在形成于上方分区30e的下方的流路部32内以规定流速与配置于流路部32内的发热部31’接触并朝向下方流动。之后,流入到加热室30的下方区域30c。
[0092]流入到下方区域30c的废气接着在形成于加热室30的与另一侧的蓄热净化室20相对应的上方分区30e的下方的流路部32内以规定流速与配置于流路部32内的发热部31’接触并朝向上方流动,之后流入到加热室30的与蓄热净化室20相对应的上方分区30e。
[0093]废气在流路部32内流动的期间被发热部31’加热到可燃性有害成分能够在催化剂层22完全分解的温度。
[0094]优选的是,废气在流路部32内的流速被设定为:防止废气被局部加热,均匀地对废气加热,并且压力损失不大。例如,设定为5m/s?30m/s左右。在该速度范围内,废气以相对较高的速度通过电加热器31的发热部31’的表层附近,因此发热部31’的表面温度与设定温度相比不会大幅度地上升,能够延长电加热器31的寿命。
[0095]控制电加热器31的输出,以使得由加热室30的下游侧的第1温度测量部件25检测到的温度Tib成为加热目标温度T1。
[0096]在利用加热室30加热了的废气通过蓄热净化室20的催化剂层22时,可燃性有害成分燃烧,废气被净化。
[0097]可燃性有害成分在催化剂层22分解(燃烧)之后得到的高温的废气通过蓄热体21。此时,蓄热体21与高温的废气之间进行热交换,蓄热体21被加热。通过蓄热体21之后的已处理废气自连接管路23经由四通阀40和排气管路42向外部排出。
[0098]若继续进行处理,则蓄热体11的温度因蓄热体11与废气之间的热交换而降低,从而无法充分地对未处理废气进行加热。因此,为了有效地利用储存于蓄热体11、21的废热,而切换废气的流动方向。
[0099]气体流动方向的切换时机根据由加热室30的上游侧的第2温度测量部件16检测到的废气温度决定。即,对于本实施方式的蓄热式废气净化装置1,控制装置(未图示)在判断为由第2温度测量部件16检测到的废气温度T2a低于气流切换温度T2时使四通阀40工作,如图3的(B)所示,将废气的流动方向切换为:未处理废气供给至蓄热净化室20,并且已处理废气自蓄热净化室10排出。
[0100]通过该切换,未处理废气被送入到蓄热净化室20,并且在被蓄热净化室20内的高温的蓄热体21预加热之后通过催化剂层22,然后被送入到加热室30而被进一步加热。被预加热了的废气通过催化剂层22,可燃性有害成分的至少一部分燃烧。
[0101]控制电加热器31,以使得由加热室30的下游侧的第1温度测量部件15检测到的温度Tla成为加热目标温度T1。
[0102]在加热室30内被进一步加热了的废气被送入到蓄热净化室10,可燃性有害物质在催化剂层12分解。
[0103]可燃性有害成分在催化剂层12被分解了的已处理废气通过蓄热体11。此时,蓄热体11与已处理废气之间进行热交换,蓄热体11被加热。
[0104]通过蓄热体11之后的已处理废气自连接管路13经由四通阀40、排气管路42向外部排出。
[0105]气体流动方向的切换时机根据由加热室30的上游侧的第2温度测量部件26检测到的废气温度决定。对于本实施方式的催化式蓄热燃烧装置1,控制装置在判断为由第2温度测量部件26检测到的废气温度T2b低于气流切换温度T2时使四通阀40工作,将气体的流动方向切换为图3的(A)所示的状态。
[0106]之后,也同样地交替切换气体流动方向,从而使未处理废气交替流入到蓄热净化室10、20,将储存于蓄热体11、21的热量用于未处理废气的预加热进行可燃性有害成分的分解处理。
[0107]在所述实施方式中,根据由第1温度测量部件15、25中的在废气流动方向上位于加热室30的下游侧的第1温度测量部件15、25检测到的废气温度对电加热器31的输出进行控制。
[0108]根据这样的结构,利用可燃性有害成分在催化剂层、即在废气流动方向上位于加热室30的上游侧的催化剂层燃烧的燃烧热量对废气进行了加热,与此相应地,能够减少电加热器31的输出,从而能够降低运行成本。
[0109]并且,即使未处理废气中含有的可燃性有害成分的浓度发生变动也能够以不会受到较大的影响的方式在适当的时机对废气的流动方向进行切换控制。
[0110]而且,利用可燃性有害成分在催化剂层、即在废气流动方向上位于加热室30的上游侧的催化剂层12、22燃烧的燃烧热量对废气进行预加热,在由加热室30的上游侧的第1温度测量部件15、25检测到的废气温度Tla、Tlb高于加热目标温度T1时,立刻将电加热器31的输出控制为零,从而能够防止电加热器31进行不必要的加热,并且能够降低运行成本。
[0111]根据所述本实施方式的催化式蓄热燃烧装置1,加热室30的发热部31’配置在催化剂层12、22不会因发热部31’的辐射而被加热的位置,因此不会因辐射热而导致催化剂层
12、22过热。由此,催化剂寿命延长,更换频率降低,从而能够降低催化式蓄热燃烧装置的运行成本。
[0112]并且,加热部没有配置在催化剂层的上方,因此催化剂层12、22的更换容易,催化式蓄热燃烧装置的维护得到简化。
[0113]在本实施方式中,加热室30隔着具有绝热材料的分隔壁17与蓄热净化室10、20相邻地配置,加热室30在与蓄热体11、21和催化剂层12、22排列的方向大致正交的方向上与蓄热净化室10、20连接。由此,能够将催化剂层12、22配置在不会接收来自电加热器31的发热部31’的辐射热的位置,而且,能够使催化式蓄热燃烧装置1小型化。
[0114]根据所述本实施方式的催化式蓄热燃烧装置1,根据由第1温度测量部件15、25检测到的废气温度Tla、Tlb,能够控制电加热器31的输出,以使得成为加热目标温度T1,该加热目标温度T1为用于将废气加热到废气中的可燃性有害成分能够在催化剂层12、22完全燃烧的温度为止的目标温度,因此能够抑制在电加热器31处电力被不必要地消耗。
[0115]另外,在本实施方式中,根据气流切换温度T2和由第2温度测量部件16、26检测到的废气温度T2a、T2b使四通阀40工作,从而切换气体流动方向,该气流切换温度T2被设定为比燃烧开始温度T3高,该燃烧开始温度T3为在催化剂层12、22可燃性有害成分在催化剂的作用下开始燃烧的温度。
[0116]具体而言,在使四通阀40工作而使未处理废气经由连接管路13流入到一侧的蓄热体11时,未处理废气吸收蓄热体11的热量,蓄热体11与催化剂层12之间的空间的废气温度T2a降低。在废气温度T2a降低至切换温度Τ2时,以未处理废气流入到另一侧的蓄热体12的方式切换四通阀40。其结果,在此之前一直流入有未处理气体的一侧的蓄热体11和催化剂层12成为加热室30的下游侧,在蓄热体11与催化剂层12之间的空间流入催化燃烧后的高温气体,该区域的废气温度T2a自气体切换温度T2起上升,始终保持在切换温度T2以上。
[0117]这样,在本实施方式中,能够通过所述那样的四通阀40的切换而将蓄热体与催化剂层之间的空间温度的废气温度T2a始终维持在可燃有害成分的燃烧开始温度以上的温度,能够抑制配置于加热室30的加热器的工作,从而能够降低消耗能量。
[0118]根据所述实施方式的蓄热式废气净化装置1,在未处理废气通过在废气流动方向上位于加热室的上游侧的蓄热体11、21时,未处理废气的温度被加热至可燃性有害成分的燃烧开始温度T3以上,因此在未处理废气通过加热室30的上游侧的催化剂层12、22时也能够使可燃性有害成分的至少一部分燃烧。
[0119]之后,在加热室30内进一步对可燃性有害成分的至少一部分已燃烧了的废气进行加热,从而能够使可燃性有害成分在下游侧的催化剂的作用下燃烧并完全分解。
[0120]在所述实施方式的蓄热式废气净化装置1中,使用电加热器31作为加热部,所以不需要燃料配管、燃烧空气用鼓风机等,因此能够做成简单的构造。
[0121]本发明并不限定于所述实施方式,能够在权利要求书中记载的保护范围内进行各种变更或变形。
[0122]另外,加热室能够采用将电加热器配置在催化剂层不会因发热部的辐射而被加热的位置的其他各种构造。
[0123]电加热器的根数、在加热室内配置的位置能够任意地设定。
[0124]在所述实施方式中,作为加热室30的加热部,使用了电加热器,但也能够采用其他的加热部件,例如燃烧器等。
[0125]在所述实施方式中,为了在加热室30内形成流路部32而使用了两根管,但只要能够使废气的流速为规定流速,则也可以是其他的构造。
[0126]例如,也可以是图5的(A)所示的结构,图5的(A)是加热室30的另一实施方式的左右方向上的纵剖视图。在该结构中,将与所述实施方式的管部分30f相当的朝向下方延伸的左侧垂下部分和右侧垂下部分这两者的下端连接起来而在加热室30的下方形成U字状区域,将该U字状的下方区域内的空间作为流路部。在此,在图5的(A)的
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