JP2001517292A - 回転式再生酸化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 産業用プロセスガスの除害用のシステムは、１個又は複数個の熱交換ベッド（１４）を備えた回転式再生酸化装置（１０）を使用し、各ベッドは、熱及び／又は触媒で汚染ガスを酸化させる熱再生通路の平行、軸方向、かつ長手方向のアレイより構成される。希望するならば、複数の熱再生ベッドを組み込んだ回転式再生酸化装置の使用が、ガス流量の小さい場合の再生技術の使用を容易にし、熱効率を上げ、かつ固定ベッドの非回転式再生酸化装置を装備したときに通常必要とされる床面積を減らす。熱交換通路は、低温における汚染物質の酸化を強化するために触媒処理をすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 回転式再生酸化装置発明の背景 本発明は、一般に産業用プロセスガスに含まれる汚染物質の軽減に関し、特に 回転式再生（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ）酸化装置に関する。 産業用プロセスガスは、大気中に放出されたとき環境を汚染する粒子並びに揮 発性有機化合物（ＶＯＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）のような気体状の空気汚染物 質を含むことが普通である。これらの汚染物質を無くすために、熱酸化装置及び 触媒酸化装置が一般に使用される。熱酸化装置は、入力プロセスガスの温度を汚 染物質の燃焼温度以上のあるレベル、ＶＯＣ及びＣＯのような可燃汚染物質を酸 化させるためには、一般に約７６０℃（１４００°Ｆ）から約９８０℃（１８０ ０°Ｆ）の範囲まで上げるために補助熱源を使う。触媒酸化装置は、より低い最 高温度で酸化を行わせるために触媒物質を更に使用する。 再生熱酸化装置（ＲＴＯ）及び触媒酸化装置（ＲＣＯ）は、浄化された排出ガ スに残っている熱を回収し、熱交換器により、酸化装置に到来するガスの温度を 上昇させ、これにより、ガスをその燃焼温度にさせるに要する補助エネルギーの 量を最小にする。ＲＴＯ及びＲＣＯは一般に周期的に作動し、そして複数の再生 ベッド及びＲＣＯが使用される場合は同数の触媒ベッドを備える。入力プロセス ガスを熱酸化又は触媒酸化より前に予熱するために、このガスを１台又は複数台 の再生装置に向けるための流れ制御弁が使用されることが特徴的である。ＲＣＯ 及びＲＴＯは、一般的な固定ベッド式の設計のものであって、プロセスガスが清 浄化のために通過する装置は静止したままでである。 触媒酸化装置は、熱酸化装置と比較して反応温度が低いためエネルギー費用が 少ない。触媒反応温度は、焼却装置に必要な７００ないし９８０℃と比較して２ ００から４００℃の範囲が普通である。しかし、触媒反応温度は殆どの煙道ガス 温度よりなおかなり高く、このため、エネルギー費用を更に下げるために制御シ ステムの部分として熱交換器が使用されることが多い。 再生熱交換器又は回収熱交換器がＲＴＯ及びＲＣＯの両者に普通に使用される 。再生式熱交換システムは比較的熱効率が高く、通常７０から９５％であるが、 回収式システムは最高で熱効率７０％である。大部分の再生式システムは、最適 の熱効率を達成するためにヒートシンク材料と組み合わせられた逆流式の設計を 取り入れる。しかし、再生熱交換器は設置費用が高く、このため一般に流量が約 ８５０Nm³/min又は３００００SCFM（standard cubic feet per minute）又はこ れ以上の産業用プロセスに使用されるだけである。回収式熱交換器は設置費用が 少なく、このため、流量が約３−５８０Nm³/min又は約１００−３００００SCFM の産業プロセスに組み入れられる。 固定ベッド式再生装置においては、汚染されたガスは、まず入力熱交換ベッド を通って流れ、次いで出力熱交換ベッドを経て装置から出る前に酸化される。プ ロセスガスに吸収される熱量は出力熱交換ベッドに移され、続いてベッドに入っ てくるプロセスガスを予熱する。弁の設計が、前の処理サイクル中に出力再生ベ ッドとして機能した再生熱ベッド内に汚染流入ガスを指向させることにより、プ ロセスガスの流れの逆転とその予熱を容易にする。しかし、関連した関心事は、 この特徴的な流れの逆転が、上流側のプロセス状態に悪影響を及ぼす恐れのある 圧力変動を 生じさせることである。更に、固定ベッドシステムは圧力低下があり、一定の管 内ガス速度を維持するためのエネルギー費用の増大がある。 回収式システムは、一般に、伝熱媒体として、例えば板状又はシェル状のデザ インの熱伝導面を使用する。回収式システムは、限定された熱効率に加えて、凝 結及び腐食を含んだ機械的な問題が伴う。凝結及び腐食は、熱交換面に「コール ドスポット」を形成する非一様な加熱により生ずる。更に、回収式熱交換器の使 用は、熱交換面を横切る大きな圧力低下のために過度のエネルギー消費をもたら す。関連技術の説明 ウイルヘルムの米国特許５５６２４４２号は、種々の流れの形態を方向付ける 複雑でかつ構成要素の多い回転式分配装置を有する再生式熱酸化装置を明らかに する。この分配装置は、複雑でありかつ製造費用を大きくさせる多数の部品より 構成される。熱交換ベッドは、ガスとの間で熱の収受を行うセラミック粒子で満 たされた２個のセグメントよりなるが、各セグメントを通過する流れが交替した ときのガス流量の変化に伴う固有の圧力パルスがある。 国際出願ＰＣＴ／ＵＳ９３／０５４５３号は、伝熱手段としてローターの周囲 に配されたガス通気性ブロックを循環する再生式ガス処理システムを開示する。 回転するローターは、仕切りにより分離された熱交換ブロックを有するケージよ り構成される。この設計は幾つかの欠点を伴う。製造費用に加えて仕切りがシス テムの流れの効率を低下させ、更に、金属製の場合は、加熱及び冷却の熱応力に より生ずる壁の分離のため、漏れの生ずる疑いがある。更に、この設計は、入出 力の流れを分離するために独立したシーリング手段が必要である。収束して行く 熱交換用ブ ロックの弓形の縁に対して直角方向のガスの流れも、流量及び処理効率を低下さ せる。このような設計は、より小さいガス流量を容易に受け入れることはないで あろう。 国際出願ＰＣＴ／ＦＲ９５／０１６９２号は、ＰＣＴ／ＵＳ９３／０５４５３ 号と同様な設計を有し、従って同様な組み合わせられた欠点がある。このシステ ムは、システムの処理効率を強化するように設計された、熱交換用媒体とは独立 した内側の環状の触媒ベッドを組み込む。 トマソンの米国特許５０１６５４７号は回転弁式の再生酸化装置の使用を教示 する。回転弁の設計は、ヒートシンクのベッドを多数の区域に分割するために、 ベッドの内側に静止の仕切りを組み入れることが一般的である。ベッドの底部か ら頂部に伸びるこれらの仕切りは、漏洩及び応力割れのため、保守上の不利が考 えられ、更に製造にも大きな費用が必要である。回転弁の回転は割出さ（ｉｎｄ ｅｘ）れねばならず、これは作業可能性を与えるが、設計をより複雑なものとす る。発明の概要 上述の欠点は、本発明の好ましく構成された実施例に従って、回転式再生酸化 装置を備えた産業用プロセスガスの除害システムのより解決される。本発明は、 軸方向で平行でかつ長手方向に配列された複数の個別的な熱交換通路を有する熱 再生ベッドにおいて、特にＶＯＣ及びＣＯを酸化させる。 本発明の除害（ａｂａｔｅｍｅｎｔ）システムは、周期的に作動する固定ベッ ド式システムとは異なり、定常状態で作動する。第１の実施例は、中継室と連通 している回転可能な触媒再生ベッドを備える。プロセスガスは、汚染ガスの供給 ダクトから回転式再生酸化装置の入力部分を 通過し、この中で加熱及び触媒により酸化される。次いで、プロセスガスは、中 継室を通り、ここで希望するならばガス内に残っているいかなるＶＯＣもＣＯも 熱的に酸化され、次いで大気中への放出のため、又は他の用途のために、触媒再 生ローターの出力部分を通って戻る。 第２の実施例も定常状態で作動し、そして静止式の触媒熱再生ベッド及び一体 型の回転部材を備え、後者は連続的に回転し、空気がベッドに流入し、流出し、 これによりシステムを通過する種々のガスの流れを交替させる。 希望するならば、本発明は、浄化された排出空気又は別の空気を再生ベッドを 通して戻すように向け直すパージ流を取り入れ、これにより、捕捉された汚染物 質を除害することができる。更に、本発明のある態様は、同じ新規な熱再生の設 計の触媒なしの熱酸化装置を含んだ実施例にも対応する。図面の簡単な説明 図１は回転可能な熱再生ベッドを有する回転式再生触媒酸化装置の第１の実施 例を図式的に示す。 図２はパージ流を有する回転式再生触媒酸化装置の第１の実施例を図式的に示 す。 図３は回転部材及び静止した熱再生ベッドを有する回転式再生触媒酸化装置の 第２の実施例を図式的に示す。 図４は第２の実施例の回転部材の拡大図を図式的に示す。 図５は熱効率に対する換算長さ及び換算周期の効果を示しているグラフである 。 図６は２個の直列型の回転可能な熱再生ベッドを有する回転式再生触 媒酸化装置の第３の実施例を示す。 図７は回転部材及び２個の直列型の回転可能な熱再生ベッドを有する回転式再 生触媒酸化装置の第４の実施例を示す。 実施例はある特定の方向で示されるが、当業者は、本発明の回転式酸化装置を 水平方向、垂直方向、又はその他の向きとなし得ることが理解されるであろう。好ましい実施例の詳細な説明 本発明の第１の実施例による回転式再生触媒酸化装置１０（以下ＲＣＯ）が図 １に示され、これは円筒状のハウジング１２を備える。円筒状の触媒再生ロータ ー１４がハウジング１２内に配置される。中継室１６が密閉され、ローター１４ の第２の端部においてハウジング１２に連結される。室１６内に加熱装置１８が 配置される。加熱装置１８は、バーナー、電気ヒーター、又はその他の熱発生手 段を備えることができ、そして室１６の外部又は内部のいずれにおいても使うこ とができる。第１の封鎖用端部板材２０は静止し、そしてローター１４の第１の 端部と接続し、これによりローター１４を入力区画２２と出力区画２４とに分割 する。図２に見られるように、端部板材２０は、本発明の第２の実施例に従って 変更され、ローター１４内に更にパージ区画２６を持つことができる。端部板材 ２０は、ローター１４に対して物理的に、空気力学的に、水力学的に、又は本技 術において公知のその他の適宜な方法で封鎖される。長手方向軸線３０がＲＣＯ １０の中心に配置され、これを中心としてローター１４が回転する。 ローター１４は好ましくは通路１５を形成している複数の個別の軸方向で平行 に長手方向に配置された面より形成され、その各は第１及び第 ２の端部を持つ。各通路は、例えば、セラミック、菫青石のような熱交換媒体、 又は例えばステンレス鋼のような金属より構成される。使用し得るその他の材料 には、アルミニウム、炭素鋼、及びステンレス鋼が含まれる。好ましい設計は、 いかなる形状にも限定されず、円、正方形、六角形、又はその他の断面形状を使 用できる。より重要なことは、熱交換通路１５が、熱交換区域を異なった流れの 系統に分割する独立の内部区画に拘束されない一体構造であることである。 設計基準に従って、軸方向で平行な熱交換面は、Ｐｔ／ＴｉＯ₂、マンガン、 酸化クロム、又はこれらの混合物のような触媒で全体的に又は部分的に薄め塗装 される。本発明により、長手方向に配置された通路が圧力変動を少なくし、かつ 不浸透性の壁面のため隣接通路間のガスの交換を防止し、入って行くガスと出て 行くガスとの間の別のシール用手段の必要性を無くす。熱交換媒体は、ローター １４の熱及び物質の移動を強化しかつ寸法を小さくするために、少なくも２５CP SI（セル／２５．４mm²)(セル／１平方インチ)、より好ましくは６０から１００ ０CPSI又はこれ以上のセルを持つべきである。しかし、通常の技術者は、かかる 設計要素が本発明の範囲を限定するとして解釈すべきないことを容易に認めるで あろう。 運転時でかつＰＣＯの回転中は、プロセスガスは入口２２を通って入り、ガス 内の汚染物質を触媒酸化するためにローター１４及び通路１５を通過する。次い でプロセスガスは中継室１６を通過し、そして希望するならばその中で熱のより 酸化させることができる。燃料の制御及び触媒処理の始動に要する要する熱量の 供給のために、単にヒーター装置１８を使うことができ、或いはこれを連続的に 使用して室16内の熱酸化 を容易にすることができる。燃料、例えば天然ガスは、ヒーター装置１８を経て 中継室１６に供給される。次いで浄化されたガスは、出力区画２４内の通路を通 って戻るように向けられ、排出される。図２に見られるように、浄化された出力 流の一部又はその他の清浄な空気を、選択的なパージ区画２６を経てＲＣＯ内に 逆に向けることができる。例えば真空による別のパージ方法を組み込むこともで きる。 ローター１４が回転すると、各通路１５は、周期的に入力区画２２を通過し、 ここを通ってプロセスガスがＲＣＯ１０に入る。パージオプションを希望する場 合は、同じ通路が回転を継続すると、これらは次にパージ区画２６を通過し、こ こで浄化された空気が未処理のプロセスガスを室１６内に強制する。図２に示さ れるように、パージ区画２６は入力区画２２と出力区画２４との間に置かれる。 通路１５が入力通路として機能するときは、汚染された空気のスパイクがその中 に捕捉される結果になる。通路は続いて出力区画に回転し出力通路として機能す るので、このパージの設備が汚染空気の解放を防ぐ。 更に回転すると、通路１５は出力区画２４を通過し、ここから、中継室１６か らの浄化された空気が放出される。同時に、再生通路は燃焼熱を保持し、これに より燃料効率を最大とし、入力機能中に要する触媒の加熱を提供する。適宜の与 えられた瞬間において、ローター１４は複数のグループ化された通路を有し、こ れらは入力、パージ、又は出力の諸機能のいずれかに分けられる。図１及び２に 示されるように、通路が端部板材２０により定められた異なった流れの系統を通 過して回転すると、与えられた通路の機能が変わるであろう。 本発明による第２の実施例が図３及び４に示される。この第２の実施 例は、大寸法のヒートシンク材料を必要とする大流量のガスの扱いによく適して いる。第１及び第２の端部を有する熱交換通路１５は静止している。第１の実施 例におけるように、中継室１６は密閉され、そしてローター１４の第２の端部に おいてハウジング１２に連結される。室１６内にヒーター装置１８が配置される 。ヒーター装置１８は、バーナー、電気ヒーター、又はその他の熱発生手段を備 えることができ、そして室１６の外部又は内部のいずれでも使うことができる。 複数の層状の部分がＲＣＯ１０の第１の端部に置かれる。部分３２は入力室を備 え、部分３４はオプションのパージ室を備え、そして部分３６は出力室を備える 。部分３８は、通路１５の第１の端部に隣接しかつこれと連通した分割室を備え る。第１の端部と第２の端部とを有するワンピースの回転部材４０が、入力室、 パージ室、出力室及び分割室を通って回転可能に伸びる。部材４０の内部は３個 の個別通路に分割され、各通路は別個の流路を形成し、そして入力室、パージ室 、又は出力室のいずれかと連絡する。室３８内に回転可能に組み合わせられた分 割用の板材４４は、部材４０の第２の端部を有し、そして室３８を入力区域、パ ージ区域、及び出力区域に分割する。図４に示されるように、板材４４を備えた 部材４０は、一体の流れ分配器として回転し、数個の区域にガスの流れを交互に 提供する。ＲＣＯ１０内を半径方向にわたっている分割板４４は通路１５の第１ の端部に対して封鎖され、これにより複数の熱交換通路内に入力部分、パージ部 分、及び出力部分を作る。板材４４は空気力学的、水力学的、物理的、又は本技 術で知られた別の方法のいずれかで封鎖することができる。 運転時には、入力流は室３２内に流入し、回転部材４０を通り、室３ ８の入力区域内に入り、触媒処理のために熱交換通路１５の入力部分を通過する 。次いで、ガスは、希望ならば更なる熱酸化のために交換室１６内に流入する。 ヒーター装置１８は単に触媒処理を開始させるために使われ、又はこれを連続的 に使用して室１６内における熱酸化を容易にすることができる。ガスは、交換室 １６通り通路１５の出力端部を通って戻り、次いて室３８の出力区域を通り、部 材４０を通り、室３６内に流れ、そしてＲＣＯ１０から出るように強制される。 室３４に流人し、部材４０を通り、室３８のパージ区域に入り、通路１５のパー ジ部分を通り、中継室１６を通りそして排出ガス内に入るパージの流れの中に、 出力の流れの一部分又は別の空気を向けることができる。他の適宜な公知のパー ジ方法、例えば真空を使うこともできる。回転部材４０及び分割板４４が回転を 続けると、静止の熱交換通路１５は機能的に交替し、これにより部材４０が完全 に１回転すると、１個の通路が入力、パージ、及び出力の機能を働くであろう。 回転部材４０を回転させるに要する負荷は、第１の実施例のローター１４を回転 させる場合と比較して相当小さくなる。 一般に、ＶＯＣで高度に汚染されたプロセスガスに対してパージオプションが 含まれる。本発明のなお別の態様により、高度ＶＯＣガスの清浄化は、２個又は それ以上の直列の回転式熱交換ベッドの組合せにより強化することができる。直 列ローターは、本質的に、上の第１の実施例において説明されたものと同様に機 能する。図６に示されるように、この装置は、互いに隣接して配置されかつ同速 度で回転する下流側ローター４８と上流側ローター５０とを備える。或いは、上 流側ローターを回転させ、そして、下流側ローターは、事実上、上流側ローター がＲＣＯ として機能しかつ下流側ローター用の流れ分配器として機能する位置に固定する ことができる。更に、図７に示されるように、第４の実施例は、上述の第２の実 施例において説明されたように流れ分配器を組み入れた２個の直列の静止式熱再 生ベッドを備えることができる。図７に示されるように、この装置は、互いに隣 接して配置された下流側再生ベッド５２及び上流側再生ベッド５４を備える。 作動時には、図６及び７により、プロセスガスは、まず上流のローターを通り 、次いで下流側ローターを通るように向けられる。上流側ローター５０又は５４ は、壁が比較的厚くかつセル密度が低い熱交換通路より形成され、かつ壁の間に ほぼ４０−５０％の空間体積を有することが好ましい。下流側ローター４８又は ５２は、壁が比較的薄くかつセル密度の高い熱交換通路より形成され、ほぼ６０ −８０％の空間体積を持つ。下流側ローター４８、又は５２には、上述の第１及 び第２の実施例と同様に、交換室４９又は５３が装備される。上流側ローター内 の厚い壁／低いセル密度のローターは、熱貯蔵量を増加させ、低温区域から持ち 越されるＶＯＣを減らし、そして装置による圧力低下を少なくする。プロセスガ スは、まず上流側ローター５０又は５４により加熱された後、温度が上昇し、下 流側ローター４８又は５２内の高温区域を作る。高温であるため、下流側ロータ ー４８又は５２内でガス／固体の接触面積を大きくするために比較的高いセル密 度を使い、そしてこれにより分解効率を高くすることができる。直列ローターの 各は、設計の方策に応じて、異なった材料で形成されたハニカム通路より構成す ることができる。例えば、上流側ローターはハニカム状の金属ベッドを備え、一 方、下流側ローターはハニカム状の触媒セラミックベッドを備えることができる 。 第１及び第２の実施例に関連して、ローター１４は、希望の熱効率に応じて毎 分０．５から１０回転で回転する。例えば、高ＶＯＣプロセスガスがＲＣＯ１０ 内に向けられた場合は、熱効率を低くして自己飽和モードで作動するように毎分 のサイクル数を下げることができる。これに反して、低ＶＯＣプロセスガスがＲ ＣＯ１０に向けられた場合は、熱効率を上げてエネルギー消費を少なくするよう に毎分のサイクル数を上げることができる。第２の実施例の回転部材４０も、熱 効率を変えるように同様に調節することができる。 ＲＣＯ１０は、固定ベッド設計のＲＣＯよりかなり小さく、しかも同等の熱効 率を持つ。熱効率又はμは次式で表すことができる。 μ＝（Ｔmax−Ｔout）／（Ｔmax−Ｔin） ここに、Ｔは温度を表す。 熱効率は多くの複合した要因に依存する。所与のガス流量に対しては、熱効率 は、ガスと固体との間の熱伝導率の増加、固体の熱質量の増加、及びサイクル時 間の減少により増加する。数学的には、熱効率は、２個のパラメーター、即ち、 換算長さ及び換算周期の関数として表すことができる。 （１） 熱効率＝ｆ（換算長さ、換算周期） ここに、 （２） Ｌ＝換算長さ＝ｈＡ／ｍｆｃｆ 及び （３） Ｒｐ＝換算周期＝（ｈＡ／ＭｓＣｓ）＊Ｐ 式中で、ｈは熱伝導率、Ａは伝熱面積、そしてｍｆ及びｃｆはそれぞれガスの 流量及び比熱である。Ｍｓ及びＣｓは、それぞれ固体の質量及 び固体の比熱である。Ｐは切替え前の再生区域の期間である。図５は、換算長さ Ｌ及び換算周期Ｒｐに関する熱効率の関係を示す。 伝熱面積Ａは、異なった形状及び寸法の熱伝導材料の使用により変えることが できる。大きい幾何学的面積の材料が詰められた小さい寸法の再生装置と小さい 幾何学的面積の材料が詰められた大きい再生装置とは、同じ熱伝導区域、又は換 算長さを持つ。それにもかかわらず、サイクル周期が両者同じであるならば、小 さい方の再生装置の熱効率は大きい方の再生装置の熱効率より小さいであろう。 小さい再生装置のより小さい熱質量がより大きい換算周期をもたらす。図５に示 されるように、熱効率は、換算周期の増加とともに、及び換算長さの減少ととも に小さくなる。 固定ベッド式ＲＴＯ／ＲＣＯについては、サイクル時間は典型的には６０−１ ８０秒間作動し、次いでガスの流れが逆にされる。６０秒以下の時間間隔で流れ 弁を切り変えることにより生ずるサイクル周期の更なる減少は、不安定な作動を 引き起こす必然的な圧カパルスにより制限される。本発明の回転式の設計は、固 定ベッドシステムとは異なり、流れの逆転の問題は持たない。サイクル時間は、 装置の安定性、又は上流での処理状況に悪影響を与えずに減らすことができる。 そこで、本発明による回転式再生酸化装置は、大きい幾何学的面積を詰めたシス テムの利点を全部とることができ、これにより酸化装置の体積を減らし、同時に 同等の熱効率を維持できる。下の表１は、２００CPSIのハニカムを使用したとき 、回転式再生装置のベッドを典型的な通常の固定ベッド再生システムの寸法の１ ／１０の大きさになし得ることを示す。 表１：固定ベッドＲＣＯに対する回転式ＲＣＯの比較 各が一定の熱容量及び９２％の熱効率を持つ 本発明によるローターの連続回転が、プロセスガスの安定状態での処理を容易 にする。熱効率は、単に回転速度を１０rpmから１rpmに減らすだけで９２％から ８７％に減らすことができる。熱効率を調整するこの簡単な方法は、溶剤含有量 が変動する流れを扱うときの大きな改善を表す。溶剤の含有量が比較的高くなっ たときは、熱平衡を維持するために熱効率を下げなければならない。ある種の公 知の回転式の設計は、ローターを示す回転機構を組み入れる。連続回転であるた め、希望するならば、表示と対照して熱効率の減少又は増加に相当するサイクル 周期の簡単な変更が可能である。一方、固定ベッドの非回転式の回収システムは 柔軟性が小さく、伝熱面の幾分かを効果的に遮断するという装置の遮断を要する ことが多い。 １００ないし３００００SCFMの流量を含んだ本発明の応用により、本発明の回 転式熱交換の設計は、固定ベッド式の設計と比べて圧力低下、 及び組み合わせられたエネルギー費用を半分以上減らす。可能な応用は、地下水 の処理、室内空気の清浄化、ペンキ塗装ブース、紙パルプのガス、及び電子構成 部品の製造に伴う浄化方法を含む。 本発明は、公知の固定ベッド式ＲＣＯとは異なり、合理的な投資で再生熱交換 器における１００−３００００SCFMの流量を受け入れる。回転式ＲＣＯの寸法を 大きくすることにより大流量を受け入れ得ることは勿論である。熱回収手段とし て周期的な流れの逆転を有する通常の固定ベッド式ＲＣＯとは異なり、回転式Ｒ ＣＯ１０は、ローター１４の回転とともに回転する平行な通路１５、又は回転可 能な流れの分配装置４０を特徴とし、これらの各は定常状態で作動する。従って 、固定ベッド式ＲＣＯ設計に伴う圧力変動が無くなる。 回転ＲＣＯは、一般に、回収熱交換器で通常見られる流量で作動する。回収熱 交換器と比較して、回転再生熱交換器は、より均一な軸方向温度、従ってより均 一な表面温度を提供する。そこで、「コールドスポット」凝結により発生する腐 食、及び貧弱な熱効率のような回収熱交換器関連事項が無くされる。 本発明の好ましい実施例は、関連技術の多くの回転式処理システムとは異なり 、熱及び触媒の両構成要素を１個のベッド内に組み合わせる。回転軸線に直角な ガス体の流れと比べて、軸方向に平行な通路を通るように流れを指向させること により、入力及び出力の流れの効率が向上する。更に、システムのコールド端部 又は入力／出力端部に置かれたシーリング板４４が、独立したシーリング手段を 必要とするだけである。熱交換通路の固有の封鎖が、単純化された流れの分割を 確実なものとする。対照的に、関連技術のシステムは、高温に暴露される特別な 設計のため シーリング機構が耐熱性であることを必要とする。これは、システムを複雑にし 、そして製造費用を増加させる。 なお別な便益は、種々の実施例が公知の酸化装置に通常見られる部品より少な い部品で機能することである。例えば、多くの公知の回転弁式再生除害装置は、 熱交換ベッド内に含まれた金属の仕切りを使用する。この設計は、漏洩及び応力 割れによる維持関連事項を伴い、構成するための費用が多くかかる。本発明にお いては金属の仕切りは使用せず、従って漏洩が減り、製造費は最小であり、かつ 処理効率がよい。別の公知の設計は構成要素の多い流れ分配器を組み入れている 。本発明により、回転分配装置４０は、一体構造よりなり、これにより公知の分 配装置に見られる多数の部品を無くし、製造費を引き下げる。 示された実施例は、触媒のない熱交換通路を単に組み込むことにより回転式熱 酸化装置を受け入れれるように作ることができる。中継室１６は、内部式又は外 部式のいずれかの熱発生手段にも使用され、プロセスガスの十分な熱酸化を確実 なものとする。これに反して、例えば、高レベルＶＯＣを含んだガスが自立した 熱酸化及び／又は触媒酸化を維持するには、始動時の加熱を必要とするだけであ る。 本発明の好ましい実施例が説明されたが、本発明は以下の請求項の範囲から離 れることなく変更をなし得ることを認めるべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．プロセスガス内の汚染物質を除くための回転式再生除害システムであって 、 １個又は複数個のローターであって、第１のローターが軸方向に平行でかつ長 手方向のアレイに配列された複数の個別の熱交換面を備え、前記ローターは第１ 及び第２の端部を有し、前記面が複数の熱交換通路を形成する前記ローター、 前記ローターの第２の端部に連結された中継室、 前記ローターの第１の端部に隣接しているシーリング端部板材であって、前記 ローターを入力区画及び出力区画に分割する前記端部板材、及び 前記ローターを長手方向軸線まわりに回転させるための調節可能な手段 を具備した除害システム。 ２．前記第１のローターから未処理のプロセスガスを吹き払うための手段を更 に備えた請求項１の除害システム。 ３．前記中継室が前記プロセスガスを予定された除害温度に加熱するための熱 発生手段を備える請求項１の除害システム。 ４．前記面が触媒で塗装された請求項１の除害システム。 ５．前記面が触媒で塗装された請求項３の除害システム。 ６．前記第１のローターが６４５.２mm²（１平方インチ）当たり少なくも２５ セルのセル密度を有する請求項１の除害システム。 ７．前記第１のローターと前記中継室との間に位置決めされた静止の第２のロ ーターを更に備え、前記第２のローターは軸方向に平行でかつ 長手方向のアレイに配列された複数の熱交換面を備え、前記面は前記第１のロー ター及び前記中継室に連通している複数の熱交換通路を形成し、前記第２のロー ターが前記第１のローターのセル密度より大きいセル密度を有する請求項６の除 害システム。 ８．長手方向軸線まわりに前記第２のローターを回転させるための調整可能な 手段を更に備える請求項７の除害システム。 ９．前記第２のローターから未処理のプロセスガスを吹き払うための手段を更 に備える請求項７の除害システム。 １０．前記第２のローターの面が触媒で塗装された請求項７の除害システム。 １１．プロセスガスから汚染物質を除くための回転式再生除害システムであっ て、 軸方向に平行でかつ長手方向のアレイに配列された複数の熱交換面を備えた第 １の熱交換ベッドであって、前記面の各が第１及び第２の端部を有し、前記面が 複数の熱交換通路を形成する前記第１の熱交換ベッド、 前記面の第２の端部と連通している中継室、 前記面の第１の端部に隣接しているシーリング端部板材であって、前記通路を 入力区域と出力区域とに分割する前記端部板材、 前記熱交換面と流体連通している分配空間（プレナム）、 前記分配空間と流体連通しているガス入力空間（プレナム）、 前記分配空間と流体連通しているガス出力空間（プレナム）、及び 前記分配空間、入力空間、及び出力空間と連通しているワンピースで回転可能 な流れ分配器 を具備した前記除害システム。 １２．前記シーリング端部板材が前記熱交換通路をパージ区域に更に分割する 請求項１１の除害システムであって、更に 前記流れ分配装置及び前記分配空間と連通しているガスパージ空間を備えた除 害システム。 １３．前記中継室がプロセスガスを予定された除害温度範囲に加熱するための 熱発生手段を備える請求項１１の除害システム。 １４．前記面が触媒で塗装された請求項１１の除害システム。 １５．前記面が触媒で塗装された請求項１３の除害システム。 １６．前記第１の熱交換ベッドが６４５.２mm²（１平方インチ）当たり少なく も２５セルのセル密度を有する請求項１１の除害システム。 １７．請求項１６の除害システムであって、更に 前記第１の熱交換ベッドと前記中継室との間に位置決めされた第２の熱交換ベ ッドであって、軸方向に平行でかつ長手方向のアレイに配列された複数の熱交換 面を備える前記第２の熱交換ベッドを備え、前記第２の面が前記第１の熱交換ベ ッド及び前記中継室に連通している複数の熱交換通路を形成し、前記第２のベッ ドが前記第１のベッドのセル密度より大きいセル密度を有する 前記除害システム。 １８．前記第２のベッドから未処理のプロセスガスを吹き払うための手段を更 に備える請求項１７の除害システム。 １９．前記第２のベッドの面が触媒で塗装された請求項１７の除害システム。 ２０．除害プロセスの回転式再生酸化装置を使ってプロセスガスから汚染物質 を除害する方法であって、 汚染されたプロセスガスを、前記酸化装置の第１の熱交換ベッドの第１の端部 内に向け、 内部でプロセスガスを実質的に酸化させるために、前記第１のベッド内に置か れた軸方向に平行でかつ長手方向の複数の熱再生通路の第１の端部内にガスを強 制し、 ガスを、第１のベッドから、通路の第２の端部に隣接している中継質を経て導 き、そして 前記通路を加熱するために、プロセスガスを、中継室から通路を経て、前記第 １の第１の端部に排出する 諸段階を含む前記方法。 ２１．排出段階より前に、いかなる未処理のプロセスガスも吹き払うパージ段 階を更に含む請求項２１の方法。 ２２．前記中継室が、プロセスガスを予定された除害温度範囲に加熱するため の熱発生手段を備える請求項２１の方法。 ２３．前記通路が触媒で塗装された請求項２１の方法であって、更にガスがシ ステムを通過するときこれが触媒反応をする段階を更に含んだ前記方法。 ２４．請求項２１の方法であって、前記第１の熱交換ベッドが６４５.２ｍｍ² （１平方インチ）当たり少なくも２５セルのセル密度を有し、そして前記除害シ ステムは、更に、軸方向で平行でかつ長手方向に配列された複数の熱再生通路を 有する第２の熱交換ベッドであって、前記第１のベッドと前記中継室との間に位 置決めされかつ前記第１のベッドより大きいセル密度を有する前記第２のベッド を備え、そして 到来ガスの第１のベッド内への強制に続きかつガスの排出より前に、 プロセスガスを、第２のベッドを通しそして前記中継室を通し、次いで第２の 熱交換ベッドを経て第１のベッドに戻す 段階を更に含む前記方法。