ばいじん濃度

直燃式脱臭装置を構築するに当たり、濃度だけではなくばいじん量も注意しなければなりません。一般的に許容できるばいじん濃度としては30mg／Nm3が限界で、これ以上のばいじんが含有される場合には、前段で集塵機などを設置し前処理を行なう必要があります。

処理排ガスの濃縮化 

直接燃焼式脱臭装置はLELの25％以下で溶剤濃度の濃い所でハンドリングすれば経済的な設計ができます。LEL25％以下という基準は米国NFPAが溶剤濃度を安全性を確保するうえから明示している数値です。　

装置の設計に入る前に、発生プロセスで臭気ガス排出量を生産に影響のない範囲で低減するべく調整を行ない、これにより排ガス量を少なく、溶剤濃度を濃くすれば装置のサイズは縮小でき、溶剤濃度も上がるため燃料消費量の削減が可能である。

直接燃焼式脱臭装置が経済的にも十分に適合する分野でも物質により直燃式を採用できない場合があります。

２．排ガス成分により酸性ガスが生成される場合には２次処理が必要。

直燃式脱臭装置で酸化分解されてＮＯx、ＳＯx、ＨＣＬ及びＨＦ等の物質に変化する場合、これらの物質は量的に限度を超した場合排出基準にかかる場合があるため、２次処理が必要になる場合があります。

直接燃焼式

直接燃焼式脱臭装置が経済的にも十分に適合する分野でも物質により直燃式を採用できない場合があります。

１．排ガス中に高温腐食の原因となる物質が入っている場合。

Ｃｌ（塩素）、Ｂｒ（臭素）、Ｆ（フッ素）のようなハロゲン物質が２桁以上ppmの濃度で含まれている場合は、炉体の耐火物・熱交換器に高温腐食による重大な影響があります。許容濃度は使用材料などでカバーできる場合もあります。また、直燃式の場合この腐食性ガスの問題は触媒式と比較するとかなり高い濃度でも問題は少ない。

直燃脱臭装置で経済性をではなく、処理方式として直接燃焼式脱臭装置が適応する分野は以下のような状況があります。

１．煤塵が含まれる可能性が高い場合は、一般的にどの脱臭装置でも苦手ですが、触媒式や活性炭などに比べて直燃式の場合は有効です。煤塵濃度で30mg/m3程度であれば問題なく処理できる。

２．高分子物質を含む排ガスやタール及びミストの含まれる排ガスは触媒式・活性炭・吸着方式は苦手ですが、直燃式はほとんど影響がありません。

３．触媒方式の触媒毒と呼ばれる物質、活性炭吸着のような吸着離脱しにくい物質などの様に、脱臭処理に関して制約の多い処理方法と違い直燃式の場合はほとんどの臭気物質に対応できます。

直燃式脱臭装置が経済的に十分使える分野は、臭気ガスの溶剤分が高く燃焼熱を持っている場合があります。トルエン濃度で1500ppmを超える臭気ガスの場合燃料消費量削減に大きく寄与する為経済的にも十分ペイできる範囲です。ただし、通常は燃焼式脱臭装置を使用する場合の許容範囲として、臭気ガスの濃度がＬＥＬ（爆発下限界）の25％を超えない事が一般的であり、これを超える濃度の場合はフレッシュエアーにて希釈し、濃度を低くする事が必要であるが風量の増加によるイニシャルコストＵＰの要因ともなりうる為、注意が必要なのです。

直接燃焼式脱臭装置の適用分野は非常に広く、ほとんどの有機溶剤、炭化水素などの臭気ガスに適用が可能です。直燃式のデメリットとしては経済上ランニングコストがかかりすぎるなどの理由によるものがほとんどです。

直燃式を利用する理由としては下記の理由が挙げられます。

①経済的に十分利用が可能な場合

②経済的には不利であるが、他方式がいろいろな理由で使用できない場合

③排熱回収を行うことにより十分経済的にメリットがある場合

直燃式脱臭装置の最大の弱点とは高温処理による燃料費の高さです。燃料費を削減するためには熱交換器を設置し、この効率を上げることが最も効果が大きい。ただ、直燃式の場合滞留室の温度が800℃と高く、直接この温度と接触する熱交換器の条件は極めて厳しく、十分な耐熱性が必要な為、構造・材質を確保しなければなりません。たとえば、熱交換器にクラックが発生した場合、処理ガスが熱交換器からリークし、そのまま未処理ガスとして排気されてしまう。これにより、脱臭効率の低下を招くため、熱交換器はノンリークでなければならない。

直燃式脱臭装置の滞留室は常時７００℃～８００℃に保持される為、炉内には十分耐熱を考慮した設計が必要です。以前では耐火・耐熱レンガやキャスタブルを使用していましたが、最近ではセラミックファイバーを使用しています。利点としては非常に軽く、断熱効果にも優れ、ひび割れや脱落の心配が少なくメンテナンスが容易になります。弊社では滞留室内に入ってのバーナーメンテナンス作業を考慮し、炉床のみ耐火耐熱レンガにより施工しています。

直燃式脱臭の滞留室とは混合機構により十分にミキシングされ発火点以上に加熱された臭気ガスが高温で酸化分解され、無害な炭酸ガスと水に分解されるために十分な反応時間を確保する場所である。滞留時間が不十分だと未分解のまま大気放出されたり、不完全な酸化分解により排ガス成分はない物質となり２次生成物として排出される事もあります。