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JP3961639B2 - Hazardous gas purification apparatus and method having a buffer - Google Patents
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JP3961639B2 - Hazardous gas purification apparatus and method having a buffer - Google Patents

Hazardous gas purification apparatus and method having a buffer Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の有害成分や悪臭成分を含む有害ガスを加熱したのち触媒に通すことにより有害ガスを浄化するガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
病院等での殺菌処理に使用される酸化エチレンガス、あるいは燃焼装置や有機溶剤の乾燥装置等から排出される一酸化炭素や炭化水素等のように、有害成分や悪臭成分を含む有害ガスは、大気中に放出する前にこれらの有害成分や悪臭成分を取り除く浄化を行う必要がある。このような有害ガスを浄化する方法として、酸化触媒を通す方法がある。酸化触媒を用いれば、直接燃焼させる場合に比べて低温(200〜400℃)で酸化エチレンガス、一酸化炭素、炭化水素等の酸化反応を促進して無害な二酸化炭素や水蒸気に変えることができる。
【0003】
このようなガス浄化装置は、内蔵する触媒の量等に応じて単位時間当たりに浄化できる有害ガス成分の量(以下、処理能力という)に制限がある。この処理能力の上限を越える有害ガスが浄化装置に供給されれば、有害ガスは十分に浄化されることなく排出されてしまうことになる。従って、この種のガス浄化装置の使用にあたっては、有害ガス成分の供給量が一時的であっても浄化装置の処理能力を超えないようにすることが重要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有害ガスは一定の量及び濃度で発生するとは限らず、むしろ発生量及び濃度にかなり大きい変動があるのが通常である。発生源によっては間欠的に有害ガスを発生する場合も多い。一方、このように発生量及び濃度が変動する有害ガスのピーク量をカバーする処理能力を有する浄化装置を設置することは、装置のコスト及び占有スペースの面で非経済的である。
【0005】
そこで、このように変動する有害ガスの量及び濃度をできるだけ平滑化、つまり変動を少なくしてから浄化装置に供給するバッファ装置を設けることが考慮される。このようなバッファの最も簡単な例として、プラスチック袋のような可変容積の容器を使用することが考えられる。この場合、発生した有害ガスは一旦プラスチック袋に溜められ、浄化装置の吸い込みファン等の働きで、ほぼ一定量ずつ浄化装置に供給される。
【0006】
しかし、可変容積の容器をバッファとして使用すれば有害ガスの供給量の変動を少なくすることはできるが、有害ガスの濃度、つまり有害ガス中に含まれる有害成分(浄化される成分)の濃度の変動を抑えることはできない。また、プラスチック袋は安価であるが、十分なバッファ作用を奏するためには相当の大きさが必要である。したがって、設置スペースが大きくなり、設置方法も難しい。安全性を確保するためには、ある程度の機械強度を有する外箱の中にプラスチック袋を収納する二重構造が必要となると考えられ、コスト面でもさほどメリットがない可能性もある。
【0007】
本発明は上記のような従来の問題点に鑑み、有害ガスの発生量又は濃度が変動する場合に有害ガスの浄化を経済的かつ安全に行うことができるバッファ付き浄化装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の有害ガス浄化装置は、有害ガス成分を含む気体の浄化装置であって、有害ガス成分を含む気体の供給路、清浄空気の導入路、気体中の有害ガス成分を吸着し、前記吸着した成分を放出可能な媒体を備えるバッファ、前記気体中の有害ガス成分を取り除く浄化部、前記気体を、前記バッファを介さず前記浄化部に直接導入可能な第1のバイパス路、および、前記清浄空気を、前記バッファを介さず前記浄化部に直接導入可能な第2のバイパス路を備え、前記バッファの一端に前記供給路が接続し、他端に前記導入路が接続し、前記供給路および前記導入路から、それぞれ、前記第1のパイパス路および前記第2のバイパス路が分岐し、前記両バイパス路が合流して前記浄化部と接続していることを特徴とする。バッファの媒体は、供給された気体に含まれる有害ガス成分の濃度が高いときは有害ガス成分を吸着し、濃度が低いときはそれまでに吸着した有害ガス成分を放出する。したがって、有害ガスの供給量又は濃度が変動する場合であっても、バッファを通って浄化部に供給される有害ガスは、有害ガス成分の濃度変動が抑えられ、経済的、効率的に浄化を行うことができ、また、有害ガスの濃度が変動する場合、及び、有害ガスが間欠的に供給される場合の両方に柔軟に対応することができる。さらには、有害ガスが間欠的に発生する場合に、清浄空気によって希釈された有害ガス成分の濃度変動をできるたけ抑えて浄化部に供給することができる。
【0009】
また、本発明による有害ガス浄化装置は、有害ガス成分を含む気体を供給する第1の供給路、清浄空気を含む気体を供給する第2の供給路、前記気体中の有害ガス成分を取り除く浄化部、および、前記気体中の有害ガス成分の吸着および吸着した有害ガス成分の放出が可能な媒体を備えるバッファを備え、前記第1の供給路および前記第2の供給路は、それぞれの一端で接続し、前記接続部は、前記浄化部と連結し、前記第1の供給路および前記第2の供給路は、それぞれ、第1の分岐部および第2の分岐部を有し、前記第1の分岐部および第2の分岐部は、前記バッファを介して連結されていることを特徴とする。
【0010】
本発明の浄化装置において、さらに、弁を備え、前記弁が前記第1のバイパス路および前記第2のバイパス路配置されていることが好ましい。前記弁を備えることにより、有害ガスの供給量や濃度に応じて、バッファを介して有害ガスを浄化部へ供給するモードとバッファをバイパスして有害ガスを浄化部へ直接供給するモードとを切り換えることができる。
【0011】
本発明の浄化装置において、さらに、前記気体中の有害ガス成分の濃度を検出する濃度センサーおよび前記濃度センサーの検出濃度に基づき前記弁の開閉を制御する弁制御手段を備え、前記濃度センサーが、前記供給路に配置されていることが好ましい。このような構成をさらに備えることにより、例えば、有害ガスの濃度が低く、浄化部の処理能力を超えるおそれがない場合はバッファをバイパスして有害ガスを浄化部へ直接供給することもできる。
【0012】
本発明の浄化装置において、前記弁が、少なくとも前記第1のバイパス路および前記第2のバイパス路に配置されており、前記濃度センサーの検出した濃度がしきい値より低い場合、前記気体が前記第1のバイパス路を通って直接浄化部に至る経路を選択し、前記弁制御手段により前記第1のバイパス路に配置された弁を開け、前記濃度がしきい値より高い場合、前記気体がバッファを通って浄化部に至る経路を選択し、前記弁制御手段により前記第1のバイパス路に配置された弁を閉じ、かつ、前記第2のバイパス路に配置された弁を開ける手段を備えることが好ましい。このような構成をさらに備えることにより、有害ガスの濃度が高いときは有害ガスをバッファを通して濃度を下げた後に、必要に応じて清浄空気と合流させて浄化部へ供給し、有害ガスの濃度が低い場合又は有害ガス(気体)が供給されない期間は清浄空気をバッファに通して有害ガスを放出させた後、場合によっては有害ガスと合流させて浄化部へ供給することができる。
【0013】
本発明の浄化装置において、前記弁が、さらに前記導入路に配置され、前記気体が直接浄化部に至る経路が選択された場合、前記弁制御手段により前記導入路に配置された弁を開け、かつ、前記第2のバイパス路に配置された弁を閉じることが好ましい。
【0014】
つまり、上記の構造において、気体が前記バイパス路を通って直接浄化部に至る経路が選択されたときは清浄空気がバッファを通って気体の供給路に合流することが好ましい。あるいは、気体が供給されていないときに清浄空気をバッファに導入し、有害ガスを放出させた後に有害ガスのバイパス路を通して浄化部へ供給することが好ましい。
【0015】
本発明の浄化装置において、さらに、ヒーターを備え、前記ヒーターが、前記供給路および前記導入路の少なくとも一方に配置され、前記ヒーターにより前記気体および前記清浄空気の少なくとも一方を加熱し、前記バッファに供給することにより、前記媒体に吸着されている有害ガス成分の放出を促進することが好ましい。清浄空気の導入路にヒータを設け、加熱した清浄空気をバッファに供給することにより、バッファ吸着されている有害ガス成分の放出を促進することも好ましい。
【0016】
本発明の浄化装置において、前記浄化部が、触媒を用いて有害ガス成分の浄化を行う浄化部であって、前記有害ガス成分の浄化に伴う前記触媒の温度変化を測定する温度センサー、および、前記温度センサーの測定温度に基づき前記ヒーターの加熱量を制御する加熱制御手段をさらに備えることが好ましい。例えば、前記加熱制御手段は、温度センサーの検出温度がしきい値を越えたときに、ヒーターによる加熱を停止又は減量することにより、バッファからの有害ガス成分の放出を抑制する。触媒は浄化作用に伴って発熱するので、その温度上昇を検出することによって浄化能力に余裕が無くなってきたことを検出することができることを利用したものである。
【0017】
本発明の浄化装置において、さらに、前記温度センサーの測定温度に基づき清浄空気の導入量を制御する清浄空気導入制御手段を備え、前記清浄空気導入制御手段が前記導入路に配置されていることが好ましい。これにより、温度センサーの検出温度に基づいて清浄空気の導入量を制御することによりバッファからの有害ガス成分の放出を抑制することもできる。この場合、浄化部の直前に別の空気導入口をさらに備えることにより、触媒に供給される有害ガスを含む空気の風量を確保して触媒の冷却を促進することが好ましい。
【0018】
次に、本発明による有害ガス成分を含む気体の浄化方法は、気体中の有害ガス成分の吸着および吸着した有害ガス成分の放出が可能な媒体を備えるバッファと、清浄空気とを用いて、浄化する気体中の有害ガス成分の濃度を制御し、その後、浄化部に前記気体を浄化する有害ガス成分を含む気体の浄化方法であって、前記気体および清浄空気のそれぞれの前記浄化部への導入経路を、前記バッファを介して前記浄化部に導入する経路または前記バッファを介さず前記浄化部に導入する経路を選択し、前記バッファにおいて、前記清浄空気を、前記有害ガスを含む気体の導入方向と逆方向に導入することを特徴とする。
【0019】
本発明の浄化方法において、前記気体の浄化を触媒によって行い、前記気体の浄化に伴う前記触媒の温度変化を検出し、その温度変化に基づいて、前記媒体に吸着されている有害ガス成分の放出を制御することが好ましい。例えば、有害ガス成分の浄化に伴って上昇する触媒の温度を検出し、その検出情報に基づいて(例えば触媒の温度がしきい値より高くなれば)、バッファの媒体に吸着されている有害ガスの放出を抑制することが好ましい。
【0020】
本発明の浄化方法において、前記清浄空気を前記バッファに導入することにより、前記媒体に吸着されている有害ガス成分の放出を促進することが好ましい。また、前記清浄空気又は有害ガス成分の濃度が低い気体を加熱して前記バッファに導入することにより、前記媒体に吸着されている有害ガス成分の放出を促進することが好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態および参考実施形態を図面に基づいて説明する。
参考実施形態1)
図1に参考実施形態1に係る浄化装置の概略構成を示す。図1において、1は有害ガスの供給路、2は供給路に挿入されたポンプ、3は有害ガス成分を一旦吸着し、吸着した成分を後に放出する媒体4を内蔵したバッファ、5は有害ガスを浄化する酸化触媒6を内蔵する浄化部である。媒体4として、例えば活性炭を酸で洗浄して触媒能力を落としたものを用いることができる。7はバッファ3をバイバスして有害ガスを浄化部に直接導入するためのバイパス路であり、その途中に開閉弁8が設けられている。
【0022】
開閉弁8が閉じているとき、ポンプ2によって吸引され、供給路1を通って供給される有害ガス、例えば酸化エチレンを含むガスはバッファ3に導入され、その内部に装着された媒体4を通過する。この際、有害ガス成分(酸化エチレン)の濃度が高ければ、その成分の一部が媒体(活性炭)4に吸着され、有害ガス成分の濃度が低下したガスがバッファ3から出て浄化部5に導入される。有害ガス成分は浄化部5に内蔵された酸化触媒6でほぼ完全に浄化されて排出される。
【0023】
一方、バッファ3に導入される有害ガスの濃度が低い場合は、それまでに媒体4に吸着されていた有害ガス成分が放出され、有害ガス成分の濃度が高くなったガスがバッファ3から出て浄化部5に導入される。したがって、供給される有害ガス中の有害ガス成分(酸化エチレン)濃度が時間と共に大きく変動する場合に、有害ガス成分の吸着・放出を繰り返す媒体(活性炭)4を内蔵するバッファ3の働きにより、有害ガス成分濃度の変動が平均化され、濃度ピークが低減されて浄化部5に供給される。
【0024】
浄化部5に内蔵された酸化触媒6の単位時間当たりの処理能力には限界があり、供給される有害ガスの濃度が変動する場合は、その濃度ピークが酸化触媒6の処理能力を超えないようにすることが必要である。本参考実施形態によれば、供給される有害ガスの濃度ピークが上記のようにバッファ3によって低減されるので、バッファ3が無い場合に比べて小さな処理能力の酸化触媒で間に合うことになる。従って、浄化装置の小型化及びコスト低減を達成することができる。
【0025】
バッファ媒体4として酸で洗浄した活性炭を用い、有害ガスである酸化エチレン(エチレンオキサイド)の吸着及び放出(脱離ともいう)を行った実験結果について説明する。まず、酸化エチレンを20%(200,000ppm)含み、他の成分はほとんど二酸化炭素である有害ガスを約10リットル/分の流量で約5分間、バッファ3内の媒体4に供給した。このとき、バッファから出るガス中の酸化エチレン濃度は8、000〜15、000ppmに低減した。したがって、酸化エチレン成分の多くが活性炭に吸着されることが確かめられた。なお、バッファ入口部の温度が14〜24℃のとき、バッファ中央部の温度は活性炭の吸着による温度上昇により30〜35℃となった。
【0026】
次に、有害ガスの供給を止め、代わりに空気を毎分10リットル以上の流量で約3時間バッファ3に供給した。このとき、バッファから出るガスは酸化エチレンを5、000〜7、500ppmの濃度で含んでいた。したがって、バッファ3内の媒体4に吸着されていた酸化エチレンが供給された空気中に放出されることが確認された。なお、このときのバッファ入口部及び中央部の温度は共に15〜30℃であった。
【0027】
上記のような有害ガスの供給と空気の供給とを20回程度交互に繰り返し、バッファ3中の媒体(活性炭)4による酸化エチレンの吸着と放出が繰り返されることを確認した。なお、この実験では、有害ガスとして酸化エチレンと二酸化炭素との混合ガスを用い、媒体に吸着された有害ガス成分の放出のために空気を供給したが、図1の参考実施形態は供給される有害ガスが予め空気で希釈されている場合に有効であろう。上記の実験のように、清浄空気をそのまま媒体に導入して有害ガス成分を媒体から放出させる構成の実施形態については後述する。
【0028】
図1において、開閉弁8を開くと、供給される有害ガスの一部はバイパス路を通って直接浄化部5に導入され、残りがバッファ3を通って浄化部5に導入される。供給される有害ガスの濃度が低い場合や濃度変動が少なく濃度ピークが酸化触媒6による浄化能力を超えない期間は開閉弁8を開いて有害ガスを浄化部5に直接導入することができる。
【0029】
参考実施形態2)
上記の参考実施形態の変形例として、図2に示すように、有害ガスの供給路1に有害ガス成分の濃度を検出する濃度センサー9を設け、その検出情報に基づいて開閉弁8の開閉制御を行う制御装置10を設けてもよい。例えば、濃度センサー9によって検出された有害ガス成分の濃度が低く、浄化部5の酸化触媒6の処理能力を超えない状態が所定時間継続すれば、制御装置10が開閉弁8を開成して有害ガスの一部を浄化部5に直接導入するようにできる。開閉弁8として流量調節が可能な弁を用いれば、バッファ3を通過させる有害ガスの流量とバイパスさせる流量との比率を変えることもできる。
【0030】
参考実施形態3)
参考実施形態1の別の変形例として、図3に示すように、有害ガスの供給路1と別に清浄空気の導入路11を設けてもよい。清浄空気の導入路11にはポンプ12と開閉弁13とが備えられている。この参考実施形態は、有害ガスが間欠的に有害ガス供給路1に供給される場合を想定しており、有害ガス供給路1にはポンプが設けられていない。また、バッファ3のバイパス路は省略されている。
【0031】
この参考実施形態では、有害ガスが供給されている期間は開閉弁13は閉じており、ポンプ12は停止している。供給された有害ガスは参考実施形態1で説明したように、バッファ3内の媒体4を通って有害ガス成分濃度を低減された後、浄化部5に供給される。有害ガスが供給されていない期間は、開閉弁13が開かれ、ポンプ12が作動して清浄空気が導入路11から導入され、バッファ3に供給される。この結果、それまで媒体4に吸着されていた有害ガス成分が放出されて浄化部5に導入される。
【0032】
したがって、この参考実施形態は浄化部5内の酸化触媒6の浄化能力を超える量の有害ガスが間欠的に供給される場合に有効である。このような場合であっても、バッファ3内の媒体4による有害ガス成分の吸着作用によって有害ガスの濃度が低減されて浄化部5に供給されるので、バッファ3が無い場合に比べて小さな処理能力の酸化触媒で間に合うことになる。媒体4に吸着された有害ガス成分は、間欠的に供給される有害ガスが供給されていない期間に清浄空気を導入して徐々に放出させることができる。
【0033】
(実施形態4)
図4に本発明の実施形態4に係る浄化装置の概略構成を示す。この実施形態4は図1に示した参考実施形態1及び図3に示した参考実施形態3と同じ構成要素を含んでおり、それぞれの構成要素には同じ番号を付している。この実施形態4は参考実施形態3と同様に、清浄空気の導入路11を備え、導入路11にはポンプ12及び開閉弁13が設けられている。
【0034】
但し、図4から分かるように、導入路11から導入された清浄空気がバッファ3を通る方向は、供給路1に導入された有害ガスがバッファ3を通過する方向と逆になっている。つまり、バッファ3の有害ガス供給路1に接続された側と反対側が清浄空気の導入路11に接続されている。そして、清浄空気がバッファ3をバイパスして直接浄化部5に至るバイパス路15が設けられ、このバイパス路15と有害ガスのバイパス路7とが合流して浄化部5に連通している。清浄空気のバイパス路15には開閉弁16が設けられている。
【0035】
本実施形態の浄化装置は、有害ガスのバイパス路7及び清浄空気のバイパス路15にそれぞれ設けられた開閉弁8,16の開閉制御によって、有害ガスの濃度が変動する場合、及び、有害ガスが間欠的に供給される場合の両方に柔軟に対応することができる。
【0036】
例えば、図4は、有害ガスのバイパス路7の開閉弁8が閉じられ、清浄空気のバイパス路15の開閉弁16が開けられた状態を示している。この状態では、供給路1に供給された有害ガスはバッファ3を通り、清浄空気のバイパス路15を通って浄化部5に至る。通常、このモードは、有害ガスの濃度が高く、バッファ3を通すことにより媒体4に有害ガス成分を吸着させ、ガス中の有害ガス成分濃度を下げて浄化部5に供給する場合に使用される。
【0037】
図4では清浄空気の導入路の開閉弁13が閉じられ、したがってポンプ12は停止している。この状態から開閉弁13を開けてポンプ12を作動させれば、清浄空気が導入路11から供給され、バッファ3を通過した有害ガスと合流し、混合したガスがバイパス路15を通って浄化部5に供給される。
【0038】
図5は、図4とは逆に、有害ガスのバイパス路7の開閉弁8が開けられ、清浄空気のバイパス路15の開閉弁16が閉じられた状態を示している。また、清浄空気の導入路11の開閉弁13が開けられ、ポンプ12が作動している。この状態では、導入路11に供給される清浄空気がバッファ3を通ってバッファ3内の媒体4に吸着されていた有害ガス成分を放出させた後、バイパス路7を通って浄化部6に供給される。
【0039】
したがって、有害ガスが間欠的に供給される場合であって、有害ガスが供給路1に供給されていない期間に、バッファ3内の媒体4から有害ガス成分を放出させる場合にこのモードが使用される。あるいは、供給路1に供給された有害ガスの濃度が低い場合にもこのモードを使用することができ、この場合はバッファ3を通過し媒体4から放出された有害ガス成分を含む空気が、供給路1に供給された有害ガスと合流して、混合ガスがバイパス路7を通って浄化部5に供給される。
【0040】
図5において、清浄空気の導入路11の開閉弁13を閉じ、ポンプ12を停止すれば、供給路1に供給された有害ガスがバイパス路7を通って浄化部5に供給されるだけのモードとなる。これは、図1を用いて参考実施形態1の中で説明したモードと同じである。したがって、この実施形態においても、図2を用いて説明した参考実施形態2と同様に、有害ガスの供給路1に有害ガス成分の濃度を検出する濃度センサーを設け、その検出情報に基づいて開閉弁8の開閉制御を行う制御装置を設けてもよい。
【0041】
また、図5において、清浄空気のバイパス路15の開閉弁16を開けるモードも考えられる。この場合、導入路11に供給された清浄空気の一部はバッファ3を通って有害ガスの供給路1に合流し、残りの清浄空気はバイパス路15を通り、バイパス路7から来た有害ガスと合流して浄化部5に供給されることになる。このように、本実施形態の浄化装置は、有害ガスのバイパス路7及び清浄空気のバイパス路15にそれぞれ設けられた開閉弁8,16の開閉制御により、更に清浄空気の導入路11に設けられたポンプ12及び開閉弁13の制御と組み合わせて、多彩な動作モードの切り換えを実現することができる。したがって、有害ガスの濃度が変化する場合及び間欠的に有害ガスが供給される場合を含む多くの場合に対応することができる。
【0042】
(実施形態5)
図5に示した実施形態の変形例として、図6に示す本発明の第5の実施形態では、清浄空気の導入路11にピータ18を有する加熱室19が挿入されている。導入路11に供給された清浄空気をヒータ18によって加熱した後、バッファ3に供給する。加熱されて温度が上昇した清浄空気を媒体4に導入することにより、媒体に吸着されていた有害ガス成分の放出が促進される。
【0043】
清浄空気を加熱するヒータに代えて、又は加えて、有害ガスの供給路1にヒータを設けても良い。この場合は、低濃度の有害ガスを加熱した後バッファに供給することにより、媒体に吸着されていた有害ガス成分の放出を促進することになる。
【0044】
(実施形態6)
図7に本発明の実施形態6に係る浄化装置の概略構成を示す。この実施形態では、図6に示した実施形態5の構成に、酸化触媒6の温度を検出する温度センサー20と、その検出情報に基づいてヒータ18の通電制御を行う制御装置21とが加えられている。
【0045】
実施形態5で説明したように、清浄空気をヒータで加熱してバッファ3に供給することにより、常温の清浄空気を供給する場合に比べて、バッファ3内の媒体4に吸着されていた有害ガス成分の放出速度を高めることができる。しかし、有害ガス成分の媒体4からの放出が促進される結果、浄化部5内の酸化触媒6の浄化能力を超える濃度の有害ガスが酸化触媒6に供給されるおそれがある。特に、バッファ3を通過した有害ガス成分を含む空気を導入路1からの有害ガスと合流して浄化部に供給する場合にその可能性が高くなる。酸化触媒6は、その化学的性質上、有害ガス成分の浄化作用に伴って自己発熱する。したがって、酸化触媒の温度上昇をモニターすれば、その処理能力の上限に対して余裕があるか否かを判断することができる。
【0046】
そこで、本実施形態の制御装置21は、温度センサー20が検出した酸化触媒の温度に基づいてヒータ18の加熱量を制御する。例えば制御装置21は、温度センサー20の検出温度がしきい値を越えたときに、ヒーター18による加熱を停止又は減量することにより、バッファからの有害ガス成分の放出を抑制する。ヒータの加熱量の制御は通常、デューティ比(単位時間当たりの通電時間の割合)を変えることによって行う。あるいは、所定時間内の温度上昇値がしきい値を越えたときにヒーターの通電を停止するように制御しても良い。
【0047】
(その他の実施形態)
図3に示した参考実施形態および図4に示した実施形態の変形例として、酸化触媒6の温度を検出する温度センサーと、その検出情報に基づいてポンプ12の能力制御を行う制御装置とを設けてもよい。ポンプ12の能力制御によって清浄空気の導入量を変化させることにより、バッファ3内の媒体4から放出される有害成分の量を変化させることができる。例えば、酸化触媒6の温度が高くなり過ぎたときは、清浄空気の導入量を低減することにより浄化部5に供給される有害成分の量を低減すればよい。
【0048】
また、図3ではバッファ3と浄化部5とが直結されているが、この間を切り離して別の空気導入口を設け、導入した空気をバッファ3から供給された有害ガスと混合して浄化部5に供給するようにしてもよい。同様に図4において、バイパス路7、15の合流部から浄化部5までの間に別の空気導入口を設けることができる。こうすることにより、有害ガスの流量が減少しても浄化部5の直前の空気導入口から十分な空気を導入することにより、浄化部5内の酸化触媒6の冷却を促進することができる。酸化触媒に供給する有害ガスと空気の混合ガスの風量を一定の維持するために、空気導入口と浄化部5との間に定速ファンを設けてもよい。
【0049】
本発明を実施するに際して、上記の各実施形態を組み合わせて実施しても良い。また、他の種々の変更を上記実施形態に加えて実施してもよい。また、本発明は、酸化エチレンガスの浄化装置の他にも、各種燃焼装置や有機溶剤の乾燥装置から排出される有害ガスの浄化装置等に広く適用することができる。
【0050】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるガス浄化装置は、有害ガス成分を一旦吸着し、吸着した成分を後に放出する媒体を用いたバッファを備えたことにより、有害ガスの発生量又は濃度が変動する場合に有害ガスの浄化を経済的かつ安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考実施形態1に係る浄化装置の概略構成を示す図
【図2】参考実施形態2に係る浄化装置の概略構成を示す図
【図3】参考実施形態3に係る浄化装置の概略構成を示す図
【図4】本発明の実施形態4に係る浄化装置の概略構成を示す図
【図5】図4の浄化装置の別の動作モードを示す図
【図6】本発明の実施形態5に係る浄化装置の概略構成を示す図
【図7】本発明の実施形態6に係る浄化装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
1 有害ガスの供給路
2,12 ポンプ
3 バッファ
4 バッファ媒体
5 浄化部
6 酸化触媒
7,15 バイパス路
8,13,16 開閉弁
9 ガス濃度センサー
10、21 制御装置
11 清浄空気の導入路
18 ヒータ
19 加熱室
20 温度センサー
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas purification device that purifies harmful gas by heating a harmful gas containing various harmful components and malodorous components and then passing it through a catalyst.
[0002]
[Prior art]
Toxic gases containing toxic and malodorous components such as ethylene oxide gas used for sterilization treatment in hospitals, carbon monoxide and hydrocarbons discharged from combustion devices and organic solvent drying devices, It is necessary to carry out purification to remove these harmful components and malodorous components before they are released into the atmosphere. As a method of purifying such harmful gases, there is a method of passing an oxidation catalyst. If an oxidation catalyst is used, the oxidation reaction of ethylene oxide gas, carbon monoxide, hydrocarbons, etc. can be promoted and converted to harmless carbon dioxide or water vapor at a lower temperature (200 to 400 ° C.) than in the case of direct combustion. .
[0003]
Such a gas purification device is limited in the amount of harmful gas components (hereinafter referred to as processing capacity) that can be purified per unit time in accordance with the amount of the catalyst incorporated. If harmful gas exceeding the upper limit of the processing capacity is supplied to the purification apparatus, the harmful gas is exhausted without being sufficiently purified. Therefore, when using this type of gas purification apparatus, it is important not to exceed the processing capacity of the purification apparatus even if the supply amount of harmful gas components is temporary.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, noxious gases are not always generated in a constant amount and concentration, but rather there are usually considerable variations in the generation amount and concentration. Depending on the source, harmful gases are often generated intermittently. On the other hand, it is uneconomical in terms of the cost of the apparatus and the occupied space to install the purification apparatus having the processing capacity to cover the peak amount of harmful gas whose generation amount and concentration fluctuate.
[0005]
Therefore, it is considered to provide a buffer device that smoothes the amount and concentration of the harmful gas that varies in this way as much as possible, that is, reduces the variation before supplying the purification device. The simplest example of such a buffer could be to use a variable volume container such as a plastic bag. In this case, the generated harmful gas is once stored in a plastic bag, and is supplied to the purification device by a substantially constant amount by the action of a suction fan of the purification device.
[0006]
However, if a variable volume container is used as a buffer, fluctuations in the amount of harmful gas supplied can be reduced, but the concentration of harmful gas, that is, the concentration of harmful components contained in the harmful gas (components to be purified) can be reduced. The fluctuation cannot be suppressed. In addition, the plastic bag is inexpensive, but requires a considerable size in order to provide a sufficient buffering effect. Therefore, the installation space becomes large and the installation method is difficult. In order to ensure safety, it is considered that a double structure in which a plastic bag is accommodated in an outer box having a certain degree of mechanical strength is required, and there may be no merit in terms of cost.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a buffered purification device capable of economically and safely purifying harmful gases when the amount or concentration of harmful gases fluctuates. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The harmful gas purification device of the present invention is a purification device for a gas containing a harmful gas component, and adsorbs a harmful gas component in a gas by supplying a gas supply path containing a harmful gas component, a clean air introduction path, and the adsorption. A buffer including a medium capable of discharging the component, a purification unit that removes harmful gas components in the gas, a first bypass that can directly introduce the gas into the purification unit without passing through the buffer, and the cleaning A second bypass path capable of directly introducing air into the purification unit without passing through the buffer, the supply path connected to one end of the buffer, the introduction path connected to the other end, and the supply path and Each of the first bypass path and the second bypass path branches from the introduction path, and both the bypass paths merge to be connected to the purification unit. The buffer medium adsorbs the harmful gas component when the concentration of the harmful gas component contained in the supplied gas is high, and releases the harmful gas component adsorbed so far when the concentration is low. Therefore, even if the supply amount or concentration of the harmful gas varies, the harmful gas supplied to the purification unit through the buffer can be purified economically and efficiently because the concentration variation of the harmful gas component is suppressed. In addition, it is possible to flexibly cope with both the case where the concentration of the harmful gas varies and the case where the harmful gas is intermittently supplied. Furthermore, when harmful gas is generated intermittently, the concentration fluctuation of the harmful gas component diluted with clean air can be suppressed as much as possible and supplied to the purification unit.
[0009]
In addition, the harmful gas purification apparatus according to the present invention includes a first supply path for supplying a gas containing a harmful gas component, a second supply path for supplying a gas containing clean air, and purification for removing the harmful gas component in the gas. And a buffer including a medium capable of adsorbing harmful gas components in the gas and releasing the adsorbed harmful gas components, wherein the first supply path and the second supply path are each at one end. The connecting portion is connected to the purifying portion, and the first supply path and the second supply path have a first branch portion and a second branch portion, respectively. The branching section and the second branching section are connected via the buffer.
[0010]
The purification apparatus of the present invention further includes a valve, and the valve , The first bypass path and the second bypass path In It is preferable that they are arranged. By providing the valve, the mode for supplying the harmful gas to the purification unit via the buffer and the mode for directly supplying the harmful gas to the purification unit by bypassing the buffer are switched according to the supply amount and concentration of the harmful gas. be able to.
[0011]
In the purification apparatus of the present invention, the purification device further includes a concentration sensor that detects a concentration of a harmful gas component in the gas, and a valve control unit that controls opening and closing of the valve based on the detected concentration of the concentration sensor, the concentration sensor comprising: It is preferable to arrange in the supply path. By further providing such a configuration, for example, when the concentration of harmful gas is low and there is no possibility of exceeding the processing capacity of the purification unit, the buffer can be bypassed and the harmful gas can be directly supplied to the purification unit.
[0012]
In the purification apparatus of the present invention, when the valve is disposed at least in the first bypass path and the second bypass path, and the concentration detected by the concentration sensor is lower than a threshold value, the gas is When the path directly reaching the purification section through the first bypass path is selected, the valve disposed in the first bypass path is opened by the valve control means, and when the concentration is higher than the threshold value, the gas is A means for selecting a path through the buffer to the purification section, closing a valve disposed in the first bypass path by the valve control means, and opening a valve disposed in the second bypass path; It is preferable. By further providing such a configuration, when the concentration of harmful gas is high, after reducing the concentration of harmful gas through the buffer, it is combined with clean air as necessary and supplied to the purification unit. When it is low or during a period when no harmful gas (gas) is supplied, it is possible to release the harmful gas through the buffer and then join the harmful gas and supply it to the purification unit.
[0013]
In the purification apparatus of the present invention, when the valve is further disposed in the introduction path, and the path through which the gas directly reaches the purification section is selected, the valve disposed in the introduction path is opened by the valve control means, And it is preferable to close the valve arrange | positioned at the said 2nd bypass.
[0014]
That is, in the above structure, it is preferable that the clean air merges into the gas supply path through the buffer when the path through which the gas passes directly through the bypass path to the purification unit is selected. Alternatively, it is preferable to introduce clean air into the buffer when no gas is supplied, discharge the harmful gas, and then supply it to the purification unit through a harmful gas bypass.
[0015]
The purification apparatus of the present invention further includes a heater, the heater is disposed in at least one of the supply path and the introduction path, and heats at least one of the gas and the clean air by the heater, By supplying, it is preferable to promote the release of harmful gas components adsorbed on the medium. It is also preferable to promote the release of harmful gas components adsorbed in the buffer by providing a heater in the clean air introduction path and supplying the heated clean air to the buffer.
[0016]
In the purification apparatus of the present invention, the purification unit is a purification unit that purifies harmful gas components using a catalyst, and a temperature sensor that measures a temperature change of the catalyst accompanying purification of the harmful gas components, and It is preferable to further include a heating control means for controlling the heating amount of the heater based on the temperature measured by the temperature sensor. For example, the heating control means suppresses the release of harmful gas components from the buffer by stopping or reducing the heating by the heater when the temperature detected by the temperature sensor exceeds a threshold value. Since the catalyst generates heat with the purifying action, it is possible to detect that there is no margin in the purifying capacity by detecting the temperature rise.
[0017]
In the purification apparatus of the present invention, the apparatus further comprises clean air introduction control means for controlling the introduction amount of clean air based on the measured temperature of the temperature sensor, and the clean air introduction control It is preferable that the means is arranged in the introduction path. Thereby, discharge | release of the harmful | toxic gas component from a buffer can also be suppressed by controlling the introduction amount of clean air based on the detection temperature of a temperature sensor. In this case, it is preferable to further cool the catalyst by further providing another air inlet immediately before the purification unit to ensure the air volume of the air containing harmful gas supplied to the catalyst.
[0018]
Next, a method for purifying a gas containing a harmful gas component according to the present invention uses a buffer including a medium capable of adsorbing the harmful gas component in the gas and releasing the adsorbed harmful gas component, and purified air. A method for purifying a gas containing a harmful gas component for controlling the concentration of harmful gas components in the gas, and then purifying the gas in the purifying unit, wherein the gas and clean air are introduced into the purifying unit, respectively. A path is selected as a path to be introduced into the purifying section via the buffer or a path to be introduced into the purifying section without passing through the buffer, and in the buffer, the clean air is introduced into the gas containing the harmful gas. It is characterized by being introduced in the opposite direction.
[0019]
In the purification method of the present invention, the gas is purified by a catalyst, a temperature change of the catalyst accompanying the gas purification is detected, and release of harmful gas components adsorbed on the medium based on the temperature change Is preferably controlled. For example, the temperature of the catalyst that rises with the purification of harmful gas components is detected, and based on the detected information (for example, if the temperature of the catalyst becomes higher than a threshold value), the harmful gas adsorbed on the buffer medium It is preferable to suppress the release of.
[0020]
In the purification method of the present invention, it is preferable to promote the release of harmful gas components adsorbed on the medium by introducing the clean air into the buffer. In addition, it is preferable to promote the release of the harmful gas component adsorbed on the medium by heating the clean air or a gas having a low concentration of the harmful gas component and introducing it into the buffer.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention And reference embodiments Is described based on the drawings.
( reference Embodiment 1)
Figure 1 reference 1 shows a schematic configuration of a purification device according to a first embodiment. In FIG. 1, 1 is a harmful gas supply path, 2 is a pump inserted into the supply path, 3 is a buffer containing a medium 4 that once adsorbs the harmful gas components, and later releases the adsorbed components, and 5 is a harmful gas. It is a purification part which incorporates the oxidation catalyst 6 which purifies the gas. As the medium 4, for example, a material obtained by washing activated carbon with an acid to reduce the catalytic ability can be used. Reference numeral 7 denotes a bypass passage for bypassing the buffer 3 to directly introduce harmful gas into the purification section, and an on-off valve 8 is provided in the middle thereof.
[0022]
When the on-off valve 8 is closed, a harmful gas, for example, a gas containing ethylene oxide, sucked by the pump 2 and supplied through the supply path 1 is introduced into the buffer 3 and passes through the medium 4 mounted therein. To do. At this time, if the concentration of the harmful gas component (ethylene oxide) is high, a part of the component is adsorbed by the medium (activated carbon) 4, and the gas having a reduced concentration of the harmful gas component comes out of the buffer 3 and enters the purification unit 5. be introduced. The harmful gas component is almost completely purified by the oxidation catalyst 6 built in the purification unit 5 and discharged.
[0023]
On the other hand, when the concentration of the harmful gas introduced into the buffer 3 is low, the harmful gas component that has been adsorbed on the medium 4 until then is released, and the gas having a high concentration of the harmful gas component exits from the buffer 3. It is introduced into the purification unit 5. Therefore, when the concentration of harmful gas component (ethylene oxide) in the supplied harmful gas varies greatly with time, the buffer 3 containing the medium (activated carbon) 4 that repeatedly adsorbs and releases the harmful gas component is harmful. Variations in the gas component concentration are averaged, and the concentration peak is reduced and supplied to the purification unit 5.
[0024]
The processing capacity per unit time of the oxidation catalyst 6 incorporated in the purification unit 5 is limited, and when the concentration of the harmful gas supplied varies, the concentration peak does not exceed the processing capacity of the oxidation catalyst 6. It is necessary to make it. Book reference According to the embodiment, since the concentration peak of the harmful gas to be supplied is reduced by the buffer 3 as described above, the oxidation catalyst having a small processing capacity can be made in time as compared with the case where the buffer 3 is not provided. Therefore, it is possible to achieve downsizing and cost reduction of the purification device.
[0025]
An experimental result of adsorption and release (also referred to as desorption) of ethylene oxide (ethylene oxide), which is a harmful gas, using activated carbon washed with an acid as the buffer medium 4 will be described. First, a harmful gas containing 20% (200,000 ppm) of ethylene oxide and mostly other carbon dioxide was supplied to the medium 4 in the buffer 3 at a flow rate of about 10 liters / minute for about 5 minutes. At this time, the ethylene oxide concentration in the gas exiting the buffer was reduced to 8,000 to 15,000 ppm. Therefore, it was confirmed that most of the ethylene oxide component was adsorbed on the activated carbon. In addition, when the temperature of the buffer inlet part was 14-24 degreeC, the temperature of the buffer center part became 30-35 degreeC by the temperature rise by adsorption | suction of activated carbon.
[0026]
Next, the supply of harmful gas was stopped, and instead air was supplied to the buffer 3 at a flow rate of 10 liters per minute or more for about 3 hours. At this time, the gas exiting the buffer contained ethylene oxide at a concentration of 5,000 to 7,500 ppm. Therefore, it was confirmed that the ethylene oxide adsorbed by the medium 4 in the buffer 3 was released into the supplied air. In addition, the temperature of the buffer inlet part and the center part at this time was 15-30 degreeC.
[0027]
It was confirmed that the supply of harmful gas and the supply of air were repeated alternately about 20 times as described above, and the adsorption and release of ethylene oxide by the medium (activated carbon) 4 in the buffer 3 were repeated. In this experiment, a mixed gas of ethylene oxide and carbon dioxide was used as a harmful gas, and air was supplied to release harmful gas components adsorbed on the medium. reference The embodiment will be effective when the harmful gas supplied is pre-diluted with air. An embodiment in which clean air is introduced into the medium as it is and the harmful gas components are released from the medium as described above will be described later.
[0028]
In FIG. 1, when the on-off valve 8 is opened, a part of the supplied harmful gas is directly introduced into the purification unit 5 through the bypass path, and the rest is introduced into the purification unit 5 through the buffer 3. When the concentration of the harmful gas supplied is low, or when the concentration fluctuation is small and the concentration peak does not exceed the purification capacity of the oxidation catalyst 6, the on-off valve 8 can be opened to introduce the harmful gas directly into the purification unit 5.
[0029]
( reference Embodiment 2)
above reference As a modification of the embodiment, as shown in FIG. 2, a concentration sensor 9 for detecting the concentration of harmful gas components is provided in the harmful gas supply path 1, and the opening / closing control of the on-off valve 8 is performed based on the detected information. An apparatus 10 may be provided. For example, if the concentration of the harmful gas component detected by the concentration sensor 9 is low and does not exceed the treatment capacity of the oxidation catalyst 6 of the purification unit 5 continues for a predetermined time, the control device 10 opens the on-off valve 8 and is harmful. A part of the gas can be directly introduced into the purification unit 5. If a valve capable of adjusting the flow rate is used as the on-off valve 8, the ratio between the flow rate of harmful gas that passes through the buffer 3 and the flow rate that is bypassed can be changed.
[0030]
( reference Embodiment 3)
reference As another modification of the first embodiment, as shown in FIG. 3, a clean air introduction path 11 may be provided separately from the harmful gas supply path 1. The clean air introduction path 11 is provided with a pump 12 and an on-off valve 13. this reference The embodiment assumes a case where harmful gas is intermittently supplied to the harmful gas supply path 1, and the harmful gas supply path 1 is not provided with a pump. Further, the bypass path of the buffer 3 is omitted.
[0031]
this reference In the embodiment, the on-off valve 13 is closed and the pump 12 is stopped during the period when the harmful gas is supplied. Hazardous gas supplied reference As described in the first embodiment, the concentration of harmful gas components is reduced through the medium 4 in the buffer 3 and then supplied to the purification unit 5. During the period when no harmful gas is supplied, the on-off valve 13 is opened, the pump 12 is operated, and clean air is introduced from the introduction path 11 and supplied to the buffer 3. As a result, the harmful gas component that has been adsorbed by the medium 4 is released and introduced into the purification unit 5.
[0032]
So this reference The embodiment is effective when an amount of harmful gas exceeding the purification capacity of the oxidation catalyst 6 in the purification unit 5 is intermittently supplied. Even in such a case, since the concentration of the harmful gas is reduced by the adsorption action of the harmful gas component by the medium 4 in the buffer 3 and supplied to the purification unit 5, the processing is smaller than that in the case where the buffer 3 is not provided. You will be in time with the capacity of oxidation catalyst. The harmful gas component adsorbed on the medium 4 can be gradually released by introducing clean air during a period in which the intermittently supplied harmful gas is not supplied.
[0033]
(Embodiment 4)
FIG. 4 shows a schematic configuration of a purification device according to Embodiment 4 of the present invention. This embodiment 4 is shown in FIG. reference As shown in Embodiment 1 and FIG. reference The same constituent elements as those in the third embodiment are included, and the same reference numerals are given to the respective constituent elements. This Embodiment 4 is reference As in the third embodiment, a clean air introduction path 11 is provided, and a pump 12 and an on-off valve 13 are provided in the introduction path 11.
[0034]
However, as can be seen from FIG. 4, the direction in which the clean air introduced from the introduction path 11 passes through the buffer 3 is opposite to the direction in which the harmful gas introduced into the supply path 1 passes through the buffer 3. That is, the side opposite to the side connected to the harmful gas supply path 1 of the buffer 3 is connected to the clean air introduction path 11. A bypass path 15 is provided in which clean air bypasses the buffer 3 and directly reaches the purification section 5, and the bypass path 15 and the harmful gas bypass path 7 merge to communicate with the purification section 5. An on-off valve 16 is provided in the clean air bypass 15.
[0035]
In the purification apparatus of the present embodiment, when the concentration of the harmful gas is changed by the on / off control of the on-off valves 8 and 16 provided in the harmful gas bypass passage 7 and the clean air bypass passage 15, respectively, It is possible to flexibly cope with both cases of intermittent supply.
[0036]
For example, FIG. 4 shows a state in which the on / off valve 8 of the harmful gas bypass passage 7 is closed and the on / off valve 16 of the clean air bypass passage 15 is opened. In this state, the harmful gas supplied to the supply path 1 passes through the buffer 3, passes through the clean air bypass path 15, and reaches the purification unit 5. Normally, this mode is used when the concentration of harmful gas is high and the harmful gas component is adsorbed by the medium 4 through the buffer 3 and is supplied to the purification unit 5 by reducing the concentration of harmful gas component in the gas. .
[0037]
In FIG. 4, the on-off valve 13 of the clean air introduction path is closed, and therefore the pump 12 is stopped. If the on-off valve 13 is opened from this state and the pump 12 is operated, clean air is supplied from the introduction path 11 and merges with the harmful gas that has passed through the buffer 3, and the mixed gas passes through the bypass path 15 and is purified. 5 is supplied.
[0038]
FIG. 5 shows a state in which the on-off valve 8 of the harmful gas bypass passage 7 is opened and the on-off valve 16 of the clean air bypass passage 15 is closed, contrary to FIG. Further, the open / close valve 13 of the clean air introduction path 11 is opened, and the pump 12 is operated. In this state, the clean air supplied to the introduction path 11 passes through the buffer 3 to release harmful gas components adsorbed by the medium 4 in the buffer 3, and then is supplied to the purification unit 6 through the bypass path 7. Is done.
[0039]
Therefore, this mode is used when the harmful gas is intermittently supplied and the harmful gas component is released from the medium 4 in the buffer 3 during the period when the harmful gas is not supplied to the supply path 1. The Alternatively, this mode can also be used when the concentration of harmful gas supplied to the supply path 1 is low. In this case, air containing harmful gas components that have passed through the buffer 3 and released from the medium 4 is supplied. The mixed gas is supplied to the purifying section 5 through the bypass path 7 by joining with the harmful gas supplied to the path 1.
[0040]
In FIG. 5, when the on-off valve 13 of the clean air introduction path 11 is closed and the pump 12 is stopped, the harmful gas supplied to the supply path 1 is only supplied to the purification unit 5 through the bypass path 7. It becomes. This is shown in FIG. reference The mode is the same as that described in the first embodiment. Therefore, also in this embodiment, it demonstrated using FIG. reference Similarly to the second embodiment, a concentration sensor that detects the concentration of the harmful gas component may be provided in the harmful gas supply path 1, and a control device that performs opening / closing control of the on-off valve 8 based on the detection information may be provided.
[0041]
In FIG. 5, a mode in which the open / close valve 16 of the clean air bypass 15 is opened is also conceivable. In this case, a part of the clean air supplied to the introduction path 11 passes through the buffer 3 and joins the harmful gas supply path 1, and the remaining clean air passes through the bypass path 15 and the harmful gas coming from the bypass path 7. To be supplied to the purifying unit 5. As described above, the purification apparatus of the present embodiment is further provided in the clean air introduction path 11 by opening / closing control of the on-off valves 8 and 16 provided in the harmful gas bypass path 7 and the clean air bypass path 15, respectively. In combination with the control of the pump 12 and the on-off valve 13, a variety of operation modes can be switched. Therefore, it can cope with many cases including the case where the concentration of the harmful gas changes and the case where the harmful gas is intermittently supplied.
[0042]
(Embodiment 5)
As a modification of the embodiment shown in FIG. 5, in the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 6, a heating chamber 19 having a peter 18 is inserted in the clean air introduction path 11. The clean air supplied to the introduction path 11 is heated by the heater 18 and then supplied to the buffer 3. By introducing clean air heated to increase the temperature into the medium 4, the release of harmful gas components adsorbed on the medium is promoted.
[0043]
Instead of or in addition to the heater that heats clean air, a heater may be provided in the supply path 1 for harmful gases. In this case, the release of the harmful gas component adsorbed by the medium is promoted by heating the low concentration harmful gas and then supplying it to the buffer.
[0044]
(Embodiment 6)
FIG. 7 shows a schematic configuration of a purification device according to Embodiment 6 of the present invention. In this embodiment, a temperature sensor 20 that detects the temperature of the oxidation catalyst 6 and a control device 21 that controls energization of the heater 18 based on the detection information are added to the configuration of the fifth embodiment shown in FIG. ing.
[0045]
As described in the fifth embodiment, by supplying clean air to the buffer 3 by heating it with a heater, the harmful gas adsorbed by the medium 4 in the buffer 3 as compared with the case of supplying clean air at room temperature. The rate of component release can be increased. However, as a result of promoting the release of harmful gas components from the medium 4, there is a possibility that harmful gas having a concentration exceeding the purification capacity of the oxidation catalyst 6 in the purification unit 5 may be supplied to the oxidation catalyst 6. In particular, when air containing harmful gas components that have passed through the buffer 3 joins harmful gas from the introduction path 1 and is supplied to the purification unit, the possibility increases. Oxidation catalyst 6 self-heats due to its chemical properties as it purifies harmful gas components. Therefore, if the temperature rise of the oxidation catalyst is monitored, it can be determined whether or not there is a margin with respect to the upper limit of the processing capacity.
[0046]
Therefore, the control device 21 of the present embodiment controls the heating amount of the heater 18 based on the temperature of the oxidation catalyst detected by the temperature sensor 20. For example, when the temperature detected by the temperature sensor 20 exceeds a threshold value, the control device 21 suppresses the release of harmful gas components from the buffer by stopping or reducing the heating by the heater 18. Control of the heating amount of the heater is usually performed by changing the duty ratio (ratio of energization time per unit time). Alternatively, the heater may be controlled to stop energization when the temperature rise value within a predetermined time exceeds a threshold value.
[0047]
(Other embodiments)
FIG. Reference embodiments shown in In FIG. Illustrated embodiment As a modification of the above, a temperature sensor that detects the temperature of the oxidation catalyst 6 and a control device that controls the capacity of the pump 12 based on the detection information may be provided. By changing the amount of clean air introduced by controlling the capacity of the pump 12, the amount of harmful components released from the medium 4 in the buffer 3 can be changed. For example, when the temperature of the oxidation catalyst 6 becomes too high, the amount of harmful components supplied to the purification unit 5 may be reduced by reducing the amount of clean air introduced.
[0048]
In FIG. 3, the buffer 3 and the purification unit 5 are directly connected. However, a separate air introduction port is provided by separating this, and the introduced air is mixed with the harmful gas supplied from the buffer 3 to purify the purification unit 5. You may make it supply to. Similarly, in FIG. 4, another air inlet can be provided between the junction of the bypass paths 7 and 15 and the purification unit 5. In this way, even if the flow rate of harmful gas decreases, cooling of the oxidation catalyst 6 in the purification unit 5 can be promoted by introducing sufficient air from the air inlet immediately before the purification unit 5. A constant speed fan may be provided between the air inlet and the purifying unit 5 in order to maintain a constant air volume of the mixed gas of harmful gas and air supplied to the oxidation catalyst.
[0049]
In carrying out the present invention, the above embodiments may be combined. Various other changes may be made in addition to the above embodiment. Further, the present invention can be widely applied to purification devices for harmful gases discharged from various combustion devices and organic solvent drying devices, in addition to the purification device for ethylene oxide gas.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, the gas purification apparatus according to the present invention includes a buffer that uses a medium that once adsorbs a harmful gas component and later releases the adsorbed component, so that the generation amount or concentration of the harmful gas varies. In addition, the purification of harmful gases can be carried out economically and safely.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1] reference The figure which shows schematic structure of the purification apparatus which concerns on Embodiment 1.
[Figure 2] reference The figure which shows schematic structure of the purification apparatus which concerns on Embodiment 2.
[Fig. 3] reference The figure which shows schematic structure of the purification apparatus which concerns on Embodiment 3.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a purification device according to Embodiment 4 of the present invention.
5 is a diagram showing another operation mode of the purification device of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a purification device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a purification device according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Hazardous gas supply path
2,12 pump
3 buffers
4 Buffer media
5 Purification Department
6 Oxidation catalyst
7,15 Bypass
8, 13, 16 On-off valve
9 Gas concentration sensor
10, 21 Control device
11 Clean air introduction path
18 Heater
19 Heating chamber
20 Temperature sensor

Claims (14)

有害ガス成分を含む気体の浄化装置であって、
有害ガス成分を含む気体の供給路、
清浄空気の導入路、
気体中の有害ガス成分を吸着し、前記吸着した成分を放出可能な媒体を備えるバッファ、
前記気体中の有害ガス成分を取り除く浄化部、
前記気体を、前記バッファを介さず前記浄化部に直接導入可能な第1のバイパス路、および、
前記清浄空気を、前記バッファを介さず前記浄化部に直接導入可能な第2のバイパス路を備え、
前記バッファの一端に前記供給路が接続し、他端に前記導入路が接続し、前記供給路および前記導入路から、それぞれ、前記第1のパイパス路および前記第2のバイパス路が分岐し、前記両バイパス路が合流して前記浄化部と接続している浄化装置。
A device for purifying gas containing harmful gas components,
Gas supply path containing harmful gas components,
Clean air introduction path,
A buffer comprising a medium capable of adsorbing harmful gas components in the gas and releasing the adsorbed components;
A purification unit for removing harmful gas components in the gas,
A first bypass passage capable of directly introducing the gas into the purification unit without passing through the buffer; and
A second bypass path capable of directly introducing the clean air into the purification unit without passing through the buffer;
The supply path is connected to one end of the buffer, the introduction path is connected to the other end, and the first bypass path and the second bypass path are branched from the supply path and the introduction path, respectively. A purification device in which the bypass passages join together and are connected to the purification unit.
さらに、弁を備え、前記弁が前記第1のバイパス路および前記第2のバイパス路配置されている請求項1記載の浄化装置。Further comprising a valve, said valve, said first bypass path and purification apparatus according to claim 1, wherein disposed in the second bypass passage. さらに、前記気体中の有害ガス成分の濃度を検出する濃度センサーおよび前記濃度センサーの検出濃度に基づき前記弁の開閉を制御する弁制御手段を備え、前記濃度センサーが、前記供給路に配置されている請求項2記載の浄化装置。  Further, the apparatus includes a concentration sensor that detects a concentration of a harmful gas component in the gas, and valve control means that controls opening and closing of the valve based on a detected concentration of the concentration sensor, and the concentration sensor is disposed in the supply path. The purification apparatus according to claim 2. 前記弁が、少なくとも前記第1のバイパス路および前記第2のバイパス路に配置されており、
前記濃度センサーの検出した濃度がしきい値より低い場合、前記気体が前記第1のバイパス路を通って直接浄化部に至る経路を選択し、前記弁制御手段により前記第1のバイパス路に配置された弁を開け、
前記濃度がしきい値より高い場合、前記気体がバッファを通って浄化部に至る経路を選択し、前記弁制御手段により前記第1のバイパス路に配置された弁を閉じ、かつ、前記第2のバイパス路に配置された弁を開ける手段を備える請求項3記載の浄化装置。
The valve is disposed at least in the first bypass path and the second bypass path;
When the concentration detected by the concentration sensor is lower than a threshold value, the gas selects a route that directly passes through the first bypass passage and reaches the purification unit, and is arranged in the first bypass passage by the valve control means. Open the valve,
When the concentration is higher than a threshold value, a path through which the gas passes through the buffer to the purification section is selected, a valve disposed in the first bypass path is closed by the valve control means, and the second The purification apparatus according to claim 3, further comprising means for opening a valve disposed in the bypass path.
前記弁が、さらに前記導入路に配置され、前記気体が直接浄化部に至る経路が選択された場合、前記弁制御手段により前記導入路に配置された弁を開け、かつ、前記第2のバイパス路に配置された弁を閉じる請求項4記載の浄化装置。  When the valve is further disposed in the introduction path, and a path through which the gas directly reaches the purification section is selected, the valve disposed in the introduction path is opened by the valve control means, and the second bypass is provided. The purification device according to claim 4, wherein a valve disposed in the passage is closed. さらに、ヒーターを備え、前記ヒーターが、前記供給路および前記導入路の少なくとも一方に配置され、前記ヒーターにより前記気体および前記清浄空気の少なくとも一方を加熱し、前記バッファに供給することにより、前記媒体に吸着されている有害ガス成分の放出を促進する請求項1から5のいずれかに記載の浄化装置。  The medium further includes a heater, and the heater is disposed in at least one of the supply path and the introduction path, and heats at least one of the gas and the clean air by the heater and supplies the gas to the buffer. The purification device according to claim 1, which promotes the release of harmful gas components adsorbed on the surface. 前記浄化部が、触媒を用いて有害ガス成分の浄化を行う浄化部であって、
前記有害ガス成分の浄化に伴う前記触媒の温度変化を測定する温度センサー、および、前記温度センサーの測定温度に基づき前記ヒーターの加熱量を制御する加熱制御手段をさらに備える請求項6記載の浄化装置。
The purification unit is a purification unit that purifies harmful gas components using a catalyst,
The purification apparatus according to claim 6, further comprising a temperature sensor that measures a temperature change of the catalyst accompanying the purification of the harmful gas component, and a heating control unit that controls a heating amount of the heater based on a temperature measured by the temperature sensor. .
さらに、前記温度センサーの測定温度に基づき清浄空気の導入量を制御する清浄空気導入制御手段を備え、前記清浄空気導入制御手段が前記導入路に配置されている請求項7記載の浄化装置。The purifier according to claim 7, further comprising clean air introduction control means for controlling an introduction amount of clean air based on a temperature measured by the temperature sensor, wherein the clean air introduction control means is disposed in the introduction path. さらに、空気導入口を備え、前記空気導入口が、前記浄化部直前に形成されている請求項8記載の浄化装置。  The purification apparatus according to claim 8, further comprising an air introduction port, wherein the air introduction port is formed immediately before the purification unit. 有害ガス成分を含む気体の浄化装置であって、
有害ガス成分を含む気体を供給する第1の供給路、
清浄空気を含む気体を供給する第2の供給路、
前記気体中の有害ガス成分を取り除く浄化部、および、
前記気体中の有害ガス成分の吸着および吸着した有害ガス成分の放出が可能な媒体を備えるバッファを備え、
前記第1の供給路および前記第2の供給路は、それぞれの一端で接続し、前記接続部は、前記浄化部と連結し、前記第1の供給路および前記第2の供給路は、それぞれ、第1の分岐部および第2の分岐部を有し、前記第1の分岐部および第2の分岐部は、前記バッファを介して連結されている浄化装置。
A device for purifying gas containing harmful gas components,
A first supply path for supplying a gas containing a harmful gas component;
A second supply path for supplying a gas containing clean air;
A purification unit for removing harmful gas components in the gas, and
A buffer comprising a medium capable of adsorbing harmful gas components in the gas and releasing the adsorbed harmful gas components;
The first supply path and the second supply path are connected to each other at one end, the connection portion is connected to the purification unit, and the first supply path and the second supply path are respectively The purification apparatus which has a 1st branch part and a 2nd branch part, and the said 1st branch part and the 2nd branch part are connected through the said buffer.
気体中の有害ガス成分の吸着および吸着した有害ガス成分の放出が可能な媒体を備えるバッファと、清浄空気とを用いて、浄化する気体中の有害ガス成分の濃度を制御し、その後、浄化部に前記気体を浄化する有害ガス成分を含む気体の浄化方法であって、
前記気体および清浄空気のそれぞれの前記浄化部への導入経路を、前記バッファを介して前記浄化部に導入する経路または前記バッファを介さず前記浄化部に導入する経路を選択し、前記バッファにおいて、前記清浄空気を、前記有害ガスを含む気体の導入方向と逆方向に導入する浄化方法。
The concentration of the harmful gas component in the gas to be purified is controlled by using a buffer having a medium capable of adsorbing the harmful gas component in the gas and releasing the adsorbed harmful gas component, and clean air, and then the purification unit A method for purifying a gas containing a harmful gas component for purifying the gas,
A path for introducing each of the gas and the clean air into the purification unit is selected as a path for introducing into the purification unit via the buffer or a path for introducing into the purification unit without passing through the buffer. A purification method for introducing the clean air in a direction opposite to a direction in which a gas containing the harmful gas is introduced.
前記気体の浄化を触媒によって行い、前記気体の浄化に伴う前記触媒の温度変化を検出し、その温度変化に基づいて、前記媒体に吸着されている有害ガス成分の放出を制御する請求項11記載の浄化方法。  The purification of the gas is performed by a catalyst, a temperature change of the catalyst accompanying the purification of the gas is detected, and release of harmful gas components adsorbed on the medium is controlled based on the temperature change. Purification method. 前記清浄空気を前記バッファに導入することにより、前記媒体に吸着されている有害ガス成分の放出を促進する請求項12記載の浄化方法。  The purification method according to claim 12, wherein by introducing the clean air into the buffer, release of harmful gas components adsorbed on the medium is promoted. 前記清浄空気又は有害ガス成分の濃度が低い気体を加熱して前記バッファに導入することにより、前記媒体に吸着されている有害ガス成分の放出を促進する請求項12又は13記載の浄化方法。  The purification method according to claim 12 or 13, wherein release of the harmful gas component adsorbed on the medium is promoted by heating the clean air or a gas having a low concentration of the harmful gas component and introducing the gas into the buffer.
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