JPH0868596A - 排ガスに適用される回転式熱伝達および熱式浄化装置 - Google Patents
排ガスに適用される回転式熱伝達および熱式浄化装置Info
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- JPH0868596A JPH0868596A JP7149603A JP14960395A JPH0868596A JP H0868596 A JPH0868596 A JP H0868596A JP 7149603 A JP7149603 A JP 7149603A JP 14960395 A JP14960395 A JP 14960395A JP H0868596 A JPH0868596 A JP H0868596A
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
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- F23G7/068—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator using regenerative heat recovery means
-
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
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Abstract
(57)【要約】
本装置はケージ（２）内で回転可能な縦軸リング（１）
からなる。リングには内側に向けて仕切りが設けられて
いる。リングの一部を限定して設けた第１の扇形セクタ
（Ａ）を介して排ガス供給パイプ（５）と中央領域
（８）の間、およびリングの一部を限定して設けた第２
の扇形セクタ（Ｂ）を介して通過領域と排ガス排出パイ
プ（６）の間で排ガスが恒久的に循環する。リングには
大きな熱交換面を有するマス（バルクパッキング材、ハ
ニカム、織物など）を充填してもよく、ドラム（Ｔ）を
用いて正あるいは負の熱エネルギーを回収してもよい。
たとえば触媒床式熱反応器を中央領域に設けて揮発性有
機化合物（ＶＯＣ）を燃焼させてもよい。 用途：触媒あるいは熱を利用した、大気の排ガスに含ま
れる有機化合物の酸化作用など。
からなる。リングには内側に向けて仕切りが設けられて
いる。リングの一部を限定して設けた第１の扇形セクタ
（Ａ）を介して排ガス供給パイプ（５）と中央領域
（８）の間、およびリングの一部を限定して設けた第２
の扇形セクタ（Ｂ）を介して通過領域と排ガス排出パイ
プ（６）の間で排ガスが恒久的に循環する。リングには
大きな熱交換面を有するマス（バルクパッキング材、ハ
ニカム、織物など）を充填してもよく、ドラム（Ｔ）を
用いて正あるいは負の熱エネルギーを回収してもよい。
たとえば触媒床式熱反応器を中央領域に設けて揮発性有
機化合物（ＶＯＣ）を燃焼させてもよい。 用途：触媒あるいは熱を利用した、大気の排ガスに含ま
れる有機化合物の酸化作用など。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、熱交換器としてまた補足的に
熱による浄化装置として用いるのに適した排ガス用回転
式熱伝達装置に関する。
熱による浄化装置として用いるのに適した排ガス用回転
式熱伝達装置に関する。
【０００２】本発明は特に、熱交換装置あるいは揮発性
有機化合物（ＶＯＣ）を多量に含む空気を浄化するのに
適した装置に用いられ、ＶＯＣを熱あるいは触媒による
燃焼により酸化させ焼却させる。
有機化合物（ＶＯＣ）を多量に含む空気を浄化するのに
適した装置に用いられ、ＶＯＣを熱あるいは触媒による
燃焼により酸化させ焼却させる。
【０００３】
【発明の背景】熱式浄化装置は一般に非常に効率がよく
場所も取らないが、処理ガスを酸化温度（８５０℃から
１１００℃）まで加熱する必要があるため、エネルギー
の消費量が非常に多いのが最大の欠点で、この欠点は触
媒の存在下でより低温（２００℃から４５０℃）で浄化
作業が行えば小さくできる。
場所も取らないが、処理ガスを酸化温度（８５０℃から
１１００℃）まで加熱する必要があるため、エネルギー
の消費量が非常に多いのが最大の欠点で、この欠点は触
媒の存在下でより低温（２００℃から４５０℃）で浄化
作業が行えば小さくできる。
【０００４】経済的理由から、いずれの場合も排ガスが
熱式浄化装置を通過する間に蓄積された熱を、浄化器の
下流に配置した熱交換器によって最大限回収することが
必要である。触媒床を利用して焼却する場合、排ガスは
焼却に先立ち上流に位置する別の熱交換器を通過するこ
とによって加熱される。総合的な熱効率は交換器の効率
に依存する。実地では、ガスを０.７ｇ／ｍ3以上含む空
気を浄化する場合は自熱式焼却器を用いる。
熱式浄化装置を通過する間に蓄積された熱を、浄化器の
下流に配置した熱交換器によって最大限回収することが
必要である。触媒床を利用して焼却する場合、排ガスは
焼却に先立ち上流に位置する別の熱交換器を通過するこ
とによって加熱される。総合的な熱効率は交換器の効率
に依存する。実地では、ガスを０.７ｇ／ｍ3以上含む空
気を浄化する場合は自熱式焼却器を用いる。
【０００５】公知の熱交換工程は、熱を取り込み、蓄
え、放出することができる２つのマスの間に浄化しよう
とするガスを循環させることからなる。最初のマスを通
過することによって排ガスは汚染物質を酸化するのに必
要な温度近くまで加熱される。その後燃焼炉（有炎ある
いは無炎）または触媒床に供給され発熱反応によって酸
化される。次いでガスはもう一方のマスを通過し、外に
排出される前に熱を放出する。ガス流の方向は定期的に
逆転させる。
え、放出することができる２つのマスの間に浄化しよう
とするガスを循環させることからなる。最初のマスを通
過することによって排ガスは汚染物質を酸化するのに必
要な温度近くまで加熱される。その後燃焼炉（有炎ある
いは無炎）または触媒床に供給され発熱反応によって酸
化される。次いでガスはもう一方のマスを通過し、外に
排出される前に熱を放出する。ガス流の方向は定期的に
逆転させる。
【０００６】定期的にガス流を逆転させる場合、通常の
工程を乱すことにつながりその効率が落ちるという欠点
を伴う。さらに、通常大きな断面をもつ排ガス用パイプ
に適した弁の挿入が必要になる。浄化効果に重点を置く
とすれば、循環を逆転させている間汚染ガスと浄化され
たガスが混入することは避けなければならず、したがっ
て作業を一時（各サイクルを数分とすると数秒）中断し
なければならない。作業の連続性を重視するなら、流れ
を逆方向にする間ガスが混じり、したがって瞬時効率が
損なわれるのは致し方がない。
工程を乱すことにつながりその効率が落ちるという欠点
を伴う。さらに、通常大きな断面をもつ排ガス用パイプ
に適した弁の挿入が必要になる。浄化効果に重点を置く
とすれば、循環を逆転させている間汚染ガスと浄化され
たガスが混入することは避けなければならず、したがっ
て作業を一時（各サイクルを数分とすると数秒）中断し
なければならない。作業の連続性を重視するなら、流れ
を逆方向にする間ガスが混じり、したがって瞬時効率が
損なわれるのは致し方がない。
【０００７】定期的にガス流の方向を逆転させる熱交換
器のもう一つの顕著な欠点は、一つのサイクルでは炉の
上流にある予熱室が次のサイクルでは炉の下流にくるこ
とから生じる。つまり、サイクル変更時に汚れたガスと
きれいなガスが混じり、また次のサイクル時にこの予熱
室に温度変化が生じてしまう。
器のもう一つの顕著な欠点は、一つのサイクルでは炉の
上流にある予熱室が次のサイクルでは炉の下流にくるこ
とから生じる。つまり、サイクル変更時に汚れたガスと
きれいなガスが混じり、また次のサイクル時にこの予熱
室に温度変化が生じてしまう。
【０００８】特に火力発電所で使われる、縦軸又は横軸
の回転式ドラムを用いる方法がよく知られている。得ら
れる効率は比較的低い（６０％から７５％程度）。熱交
換を行う異なる温度のガス流が軸に平行にドラムを通過
するので、それぞれのガス循環帯が隣接しており十分に
分離されないためである。
の回転式ドラムを用いる方法がよく知られている。得ら
れる効率は比較的低い（６０％から７５％程度）。熱交
換を行う異なる温度のガス流が軸に平行にドラムを通過
するので、それぞれのガス循環帯が隣接しており十分に
分離されないためである。
【０００９】さらにもう一つの公知の熱交換方法では、
プレートあるいは管でできた流路を直交させた熱交換器
を用いる。熱せられた排ガスは、浄化しようとするガス
によって絶えずそのエネルギーを奪われる。この方法
は、大きい熱交換面が必要であり、二つの流路を完全に
分離させなければならないので、流量が平均的あるいは
高い場合コストが高くつく。
プレートあるいは管でできた流路を直交させた熱交換器
を用いる。熱せられた排ガスは、浄化しようとするガス
によって絶えずそのエネルギーを奪われる。この方法
は、大きい熱交換面が必要であり、二つの流路を完全に
分離させなければならないので、流量が平均的あるいは
高い場合コストが高くつく。
【００１０】
【発明の要旨】本発明装置のレイアウトでは、公知技術
の欠点を伴わずに熱エネルギー交換を行うことができ、
かつ、熱を利用して汚染排ガスを浄化することができ
る。
の欠点を伴わずに熱エネルギー交換を行うことができ、
かつ、熱を利用して汚染排ガスを浄化することができ
る。
【００１１】本装置は、ハウジング又はケージとケージ
内に配置したリングからなり、リングには大きな熱交換
面を有することから選ばれた固体粒子（シリカ、花崗岩
あるいはそれより軽量の胞状構造の金属、または零度以
下の低温用低温ノジュールなど）が充填されている。リ
ングは内部の仕切りによって幾つかの部分に分かれてい
るか、場合によってはリングを幾つかのバスケットの支
持体として用いる。リングとケージを互いに対して縦軸
を中心にして回転させるために（ケージは静止していて
リングが回転するか、リングが静止していてケージが回
転するかのいずれか）動力手段が用いられる。
内に配置したリングからなり、リングには大きな熱交換
面を有することから選ばれた固体粒子（シリカ、花崗岩
あるいはそれより軽量の胞状構造の金属、または零度以
下の低温用低温ノジュールなど）が充填されている。リ
ングは内部の仕切りによって幾つかの部分に分かれてい
るか、場合によってはリングを幾つかのバスケットの支
持体として用いる。リングとケージを互いに対して縦軸
を中心にして回転させるために（ケージは静止していて
リングが回転するか、リングが静止していてケージが回
転するかのいずれか）動力手段が用いられる。
【００１２】装置は、排ガスをケージに供給するために
少なくとも１本のパイプと、ケージから排ガスを排出す
るために少なくとも１本のパイプとからなる。リングに
はいつでも供給パイプとケージの中央領域を連絡するた
めに第１のセクタが少なくとも１つ設けられており、そ
こで排ガスとリングの充填物との間で最初の熱交換が行
われる。リングにはまた、いつでもケージの中央領域と
排出パイプを連絡するための第２のセクタが設けられて
おり、そこで排ガスとリングの充填物との間で次の熱交
換が行われる。
少なくとも１本のパイプと、ケージから排ガスを排出す
るために少なくとも１本のパイプとからなる。リングに
はいつでも供給パイプとケージの中央領域を連絡するた
めに第１のセクタが少なくとも１つ設けられており、そ
こで排ガスとリングの充填物との間で最初の熱交換が行
われる。リングにはまた、いつでもケージの中央領域と
排出パイプを連絡するための第２のセクタが設けられて
おり、そこで排ガスとリングの充填物との間で次の熱交
換が行われる。
【００１３】リングが回転することにより、排ガスによ
って加熱された（冷却された）物質のマスは第２の扇形
部分に送られ、そこで次の排ガスを加熱するる（冷却す
る）。
って加熱された（冷却された）物質のマスは第２の扇形
部分に送られ、そこで次の排ガスを加熱するる（冷却す
る）。
【００１４】本装置は熱交換器としてのみ用いることが
でき、この場合、装置は供給パイプとリングの中央領域
に配置したパイプを含む第１の排ガス循環回路からな
り、該回路は第１の排ガス供給源と連絡している。装置
はまた第２のセクタの両側に設けた排出パイプを含む第
２の排ガス循環回路からなり、該回路はは第２のセクタ
の排ガス源と連絡している。
でき、この場合、装置は供給パイプとリングの中央領域
に配置したパイプを含む第１の排ガス循環回路からな
り、該回路は第１の排ガス供給源と連絡している。装置
はまた第２のセクタの両側に設けた排出パイプを含む第
２の排ガス循環回路からなり、該回路はは第２のセクタ
の排ガス源と連絡している。
【００１５】第１の回路と第２の回路のうち一方が高温
の排ガス供給源に接続し、他方が冷却された排ガス供給
源に接続している。
の排ガス供給源に接続し、他方が冷却された排ガス供給
源に接続している。
【００１６】本装置は熱交換器として及び汚染排ガスの
焼却器として用いることができる。その場合、供給パイ
プは汚染物質を含む排ガス供給源に接続している。第１
及び第２のセクタはケージの中央領域を介して直接互い
に連絡している。熱反応器がこの中央領域に設けられ
て、第１の扇形部分を通って流入する排ガスに含まれる
汚染物質を燃焼させる。
焼却器として用いることができる。その場合、供給パイ
プは汚染物質を含む排ガス供給源に接続している。第１
及び第２のセクタはケージの中央領域を介して直接互い
に連絡している。熱反応器がこの中央領域に設けられ
て、第１の扇形部分を通って流入する排ガスに含まれる
汚染物質を燃焼させる。
【００１７】汚染物質の存在下で発熱反応を生じる触媒
床式熱反応器を使用するのが望ましい。
床式熱反応器を使用するのが望ましい。
【００１８】本装置は、必要ならば反応器内の温度を上
昇させるための追加の手段（バーナー、燃料噴射装置）
ならびにリング内のマスを処理するためのその他の機械
的、化学的手段で構成してもよい。
昇させるための追加の手段（バーナー、燃料噴射装置）
ならびにリング内のマスを処理するためのその他の機械
的、化学的手段で構成してもよい。
【００１９】回転式ドラムを設けた本発明装置には多く
の利点がある。
の利点がある。
【００２０】低容量で熱処理と熱交換機能を果たすこと
ができる。小型であるため大幅な圧力低下が避けられ
る。
ができる。小型であるため大幅な圧力低下が避けられ
る。
【００２１】最も高温になる反応域がケージの中央にあ
り最も低温の領域が周辺にある構成においては、
り最も低温の領域が周辺にある構成においては、
【００２２】ａ）熱損失が少ない。装置が円筒状で対称
になっており中のリングが回転するため、熱交換が継続
的に行われ、流れを逆転させる必要がなく、浄化したガ
スを一定の速度で得ることができる。方向転換を行うと
しても作業を中止することなく行うことができるので、
高い効率が得られる。 ｂ）温度上昇に伴う高度の膨張は、公知のように流速の
上昇、ひいては圧力低下につながる。この点に関して、
装置のレイアウトと形状によって排ガスが高温になる回
路部分が著しく短縮され、したがって処理施設のエネル
ギー消費を抑制することができる点に注目すべきであ
る。 ｃ）装置が小型であるため、外部との熱交換が行われる
ケージ周面が比較的小さく、したがって熱損失が小さ
く、またさらに小さくすることが容易である。 ｄ）最も高温の領域が中央にあり、エネルギー回収装置
の役割を果たすリングがこの領域とケージの周囲との間
に設けられている。したがってハウジングの外側温度が
比較的低く（実地では１００℃未満）、外側の断熱が容
易である。このようにして熱が一か所に集中し、リング
内の熱のマスから放散されるネルギーを最適に回収する
ことができる。
になっており中のリングが回転するため、熱交換が継続
的に行われ、流れを逆転させる必要がなく、浄化したガ
スを一定の速度で得ることができる。方向転換を行うと
しても作業を中止することなく行うことができるので、
高い効率が得られる。 ｂ）温度上昇に伴う高度の膨張は、公知のように流速の
上昇、ひいては圧力低下につながる。この点に関して、
装置のレイアウトと形状によって排ガスが高温になる回
路部分が著しく短縮され、したがって処理施設のエネル
ギー消費を抑制することができる点に注目すべきであ
る。 ｃ）装置が小型であるため、外部との熱交換が行われる
ケージ周面が比較的小さく、したがって熱損失が小さ
く、またさらに小さくすることが容易である。 ｄ）最も高温の領域が中央にあり、エネルギー回収装置
の役割を果たすリングがこの領域とケージの周囲との間
に設けられている。したがってハウジングの外側温度が
比較的低く（実地では１００℃未満）、外側の断熱が容
易である。このようにして熱が一か所に集中し、リング
内の熱のマスから放散されるネルギーを最適に回収する
ことができる。
【００２３】実用では、中央領域に触媒床式反応器を設
けた形式の本発明装置の場合、ＶＯＣを４００ｍｇ／ｍ
3含有する排ガスを自熱方式で処理する。
けた形式の本発明装置の場合、ＶＯＣを４００ｍｇ／ｍ
3含有する排ガスを自熱方式で処理する。
【００２４】
【好ましい実施例の説明】本発明による装置のその他の
特徴、利点は以下に非制限的な例として説明する実施例
と添付の図面から明らかである。
特徴、利点は以下に非制限的な例として説明する実施例
と添付の図面から明らかである。
【００２５】図１、２及び３の実施例によれば、本装置
は、たとえば円筒状の金属製ハウジングまたはケージ２
の中に位置する縦軸を有するリング１で構成するドラム
ＤＲからなる。ケージは、それぞれ浄化しようとする排
ガスを供給するためのパイプに接続する第１のアーム３
と、処理後の排ガスを排出するためのパイプ６に接続す
る第２のアーム４からなる。リング１には均等に配分し
た直線あるいは曲線を描く１組のブレード７で構成した
内部仕切りが設けられている。１つあるいは数個のブレ
ードで領域が規定される第１の扇形セクタＡによってパ
イプ５から供給される排ガスはケージの中央領域８に送
られる（図３の流れＦｅ）。第２の扇形セクタＢはケー
ジの中央領域と排出パイプ６を連絡する（図３の流れＦ
ｓ）。
は、たとえば円筒状の金属製ハウジングまたはケージ２
の中に位置する縦軸を有するリング１で構成するドラム
ＤＲからなる。ケージは、それぞれ浄化しようとする排
ガスを供給するためのパイプに接続する第１のアーム３
と、処理後の排ガスを排出するためのパイプ６に接続す
る第２のアーム４からなる。リング１には均等に配分し
た直線あるいは曲線を描く１組のブレード７で構成した
内部仕切りが設けられている。１つあるいは数個のブレ
ードで領域が規定される第１の扇形セクタＡによってパ
イプ５から供給される排ガスはケージの中央領域８に送
られる（図３の流れＦｅ）。第２の扇形セクタＢはケー
ジの中央領域と排出パイプ６を連絡する（図３の流れＦ
ｓ）。
【００２６】リングを一定の数のバスケットの支持体と
して用いるようにリングを配置することもできる。
して用いるようにリングを配置することもできる。
【００２７】大きな熱交換面を持つ物質からなる活性素
材のマスＭがリング内（ブレードとブレードの間あるい
はバスケット内）に配備される。
材のマスＭがリング内（ブレードとブレードの間あるい
はバスケット内）に配備される。
【００２８】該活性素材マスとしては、セラミックある
いは金属製ボール、チップまたは削り屑、バルクあるい
はパッキング材、ハニカムや金属製又はセラミック製の
織物など規則的あるいは不規則なセルを有する胞状構造
物などが用いられる。本出願人が出願した仏特許ＦＲ−
２,５６４,０３７号に記載されるような胞状構造物を用
いるのが有利である。
いは金属製ボール、チップまたは削り屑、バルクあるい
はパッキング材、ハニカムや金属製又はセラミック製の
織物など規則的あるいは不規則なセルを有する胞状構造
物などが用いられる。本出願人が出願した仏特許ＦＲ−
２,５６４,０３７号に記載されるような胞状構造物を用
いるのが有利である。
【００２９】リングの充填物はペブルにしてもよい。負
の熱交換の場合は低温ノジュールを用いる。
の熱交換の場合は低温ノジュールを用いる。
【００３０】ジョイント９をケージとリングの間に設け
て縦方向のシールを形成し、中央領域または通過領域８
の上流及び下流にある２つのスペースを互いに断熱さ
せ、したがって流入する排ガスがほぼすべて中央領域に
送られるようになっている。これらのジョイント９は、
リング１とケージ２の間の残留圧力の低下と、装置を横
切る第１のガス流路に生じる圧力低下が少なくとも等し
くなるように配置されている。
て縦方向のシールを形成し、中央領域または通過領域８
の上流及び下流にある２つのスペースを互いに断熱さ
せ、したがって流入する排ガスがほぼすべて中央領域に
送られるようになっている。これらのジョイント９は、
リング１とケージ２の間の残留圧力の低下と、装置を横
切る第１のガス流路に生じる圧力低下が少なくとも等し
くなるように配置されている。
【００３１】その他、オイルバスで整流調節する円周方
向油圧型のリップ式あるいはブラシ式シールのジョイン
ト（図示せず）などが周囲をシールする（水平方向に）
ために配置されている。
向油圧型のリップ式あるいはブラシ式シールのジョイン
ト（図示せず）などが周囲をシールする（水平方向に）
ために配置されている。
【００３２】リング１及びケージ２の計上が円形である
こと、並びにブレード７が曲線であることは、装置を通
過するガス流を適切に導くと同時に、頻繁に生じる激し
い温度変化に対応するうえでも特に好ましい。
こと、並びにブレード７が曲線であることは、装置を通
過するガス流を適切に導くと同時に、頻繁に生じる激し
い温度変化に対応するうえでも特に好ましい。
【００３３】ケージ２とリング１は、動力手段（図示せ
ず）によって互いにゆっくりした回転運動を行う。
ず）によって互いにゆっくりした回転運動を行う。
【００３４】ケージ２はまた、セクタＡとＢの間にある
扇形セクタＣ、Ｄのそれぞれの側壁に設けた少なくとも
１つの開口部からなり、吸引手段１３に接続したパイプ
１０、１１がセクタＣ、Ｄ開口している（図４）。リン
グ１とケージ２の間から漏れたガスはパイプ１０、１１
（図３の回収フローＦｒ）から取り込まれ供給パイプ５
に再注入される（流入フローＦｅ）。
扇形セクタＣ、Ｄのそれぞれの側壁に設けた少なくとも
１つの開口部からなり、吸引手段１３に接続したパイプ
１０、１１がセクタＣ、Ｄ開口している（図４）。リン
グ１とケージ２の間から漏れたガスはパイプ１０、１１
（図３の回収フローＦｒ）から取り込まれ供給パイプ５
に再注入される（流入フローＦｅ）。
【００３５】中間の２つの扇形セクタＣ、Ｄのうち一方
で（図３）、ケージ２に開口部を設けて、他の機能を果
たす１つあるいは数個のパイプ１３（図１、２）をこれ
に開口させてもよい。他の機能とは、重合やプラグ形成
など寄生化学反応を防止するために化学的抑制剤を注入
するなどの機能である。リング充填物を浄化するための
吸引や吹込みなどの機械的作用でもよい。
で（図３）、ケージ２に開口部を設けて、他の機能を果
たす１つあるいは数個のパイプ１３（図１、２）をこれ
に開口させてもよい。他の機能とは、重合やプラグ形成
など寄生化学反応を防止するために化学的抑制剤を注入
するなどの機能である。リング充填物を浄化するための
吸引や吹込みなどの機械的作用でもよい。
【００３６】実施例のひとつではケージ２を静止させて
おいて（図１）、リング２を回転駆動させる。
おいて（図１）、リング２を回転駆動させる。
【００３７】他の実施例によると（図２）、リング１を
静止させておいてケージ２を軸を中心にして回転させ、
それによってパイプ５、６をこれとともに開店させる。
選択的に開口する中間マスク１４がケージ２の中央領域
８に配置されている。このマスク１４はケージ２と同時
に回転し、流入ガス（図３のＦｅ）を中央領域８へ、ま
た流出ガスを先細りになったチェンバ１５へと導く。チ
ェンバ１５からケージ２の回転に従って回転するように
配置した煙突１６が出ている。
静止させておいてケージ２を軸を中心にして回転させ、
それによってパイプ５、６をこれとともに開店させる。
選択的に開口する中間マスク１４がケージ２の中央領域
８に配置されている。このマスク１４はケージ２と同時
に回転し、流入ガス（図３のＦｅ）を中央領域８へ、ま
た流出ガスを先細りになったチェンバ１５へと導く。チ
ェンバ１５からケージ２の回転に従って回転するように
配置した煙突１６が出ている。
【００３８】大きな熱交換面をもつ充填物Ｍの性質ある
いは処理しようとする排ガスの用途および／または量に
よって決まるリングの質量によって、図１あるいは図２
の実施例を選択する。
いは処理しようとする排ガスの用途および／または量に
よって決まるリングの質量によって、図１あるいは図２
の実施例を選択する。
【００３９】第１の実施モード（図４）によると、中央
領域８は排ガス流を排出あるいは供給にするための交換
領域として用いられる。
領域８は排ガス流を排出あるいは供給にするための交換
領域として用いられる。
【００４０】高温の排ガスＦｃが扇形セクタＡを通って
中央領域８に向けられる。排ガスの熱エネルギーは充填
物Ｍに奪われる。中央領域８で排ガスはパイプ１７を通
って外部に導かれる（Ｆｓ１の方向）。他のパイプ１８
を通って冷却されたガスＦｆが領域Ｂに向けて流れる。
扇形領域Ｂを通るこれら低温ガスは、先に領域Ａを通過
した際加熱された粒子と接触し、より高温でパイプ６か
ら排出される（Ｆｓ２の方向）。
中央領域８に向けられる。排ガスの熱エネルギーは充填
物Ｍに奪われる。中央領域８で排ガスはパイプ１７を通
って外部に導かれる（Ｆｓ１の方向）。他のパイプ１８
を通って冷却されたガスＦｆが領域Ｂに向けて流れる。
扇形領域Ｂを通るこれら低温ガスは、先に領域Ａを通過
した際加熱された粒子と接触し、より高温でパイプ６か
ら排出される（Ｆｓ２の方向）。
【００４１】逆方向の熱伝達についても作用は同じであ
る。パイプ５から入った低温のガスはリングの扇形セク
タＡ内のマスＭを冷却する。より高温のガスがパイプ１
８を通過し、扇形セクタＢを通ることによって領域Ａを
通って冷却された粒子と接触し、より低温になってパイ
プ６から排出される。
る。パイプ５から入った低温のガスはリングの扇形セク
タＡ内のマスＭを冷却する。より高温のガスがパイプ１
８を通過し、扇形セクタＢを通ることによって領域Ａを
通って冷却された粒子と接触し、より低温になってパイ
プ６から排出される。
【００４２】図５の実施例によると、本装置は熱交換
と、たとえばＶＯＣなどの汚染物質を多量に含む排ガス
の焼却という２つの目的のために用いられる。リング１
には先に定義したような大きな熱交換面をもつ充填物Ｍ
が充填されている。汚染物質の燃焼はケージ２の中央領
域８に位置する反応器１９で行われる。反応器１９は触
媒床式であるのが好ましい。浄化しようとする排ガスは
比較的低温で供給される（たとえば２００℃から４００
℃）。反応は発熱反応で、熱の放散をほぼ相殺するに十
分なエネルギーを放出するよう調整されている。排ガス
１ｍ3あたりＶＯＣが０.４ｍｇあれば、自熱式運転を行
うのに十分である。
と、たとえばＶＯＣなどの汚染物質を多量に含む排ガス
の焼却という２つの目的のために用いられる。リング１
には先に定義したような大きな熱交換面をもつ充填物Ｍ
が充填されている。汚染物質の燃焼はケージ２の中央領
域８に位置する反応器１９で行われる。反応器１９は触
媒床式であるのが好ましい。浄化しようとする排ガスは
比較的低温で供給される（たとえば２００℃から４００
℃）。反応は発熱反応で、熱の放散をほぼ相殺するに十
分なエネルギーを放出するよう調整されている。排ガス
１ｍ3あたりＶＯＣが０.４ｍｇあれば、自熱式運転を行
うのに十分である。
【００４３】場合によって、汚染物質のＶＯＣが不十分
であれば、装置に天然ガスあるいはＬＰＧのタンク２１
を注入管２０を用いて接続し、流入排ガスの発熱量を高
くする。弁２３で制御されるバイパス回路２２によって
高温ガスの一部を交換器を通さずに排出させる。ドラム
Ｔの上流にバーナー２４を配置して、必要であれば自熱
式運転温度に達するように、出発時点で流入排ガスを加
熱する。
であれば、装置に天然ガスあるいはＬＰＧのタンク２１
を注入管２０を用いて接続し、流入排ガスの発熱量を高
くする。弁２３で制御されるバイパス回路２２によって
高温ガスの一部を交換器を通さずに排出させる。ドラム
Ｔの上流にバーナー２４を配置して、必要であれば自熱
式運転温度に達するように、出発時点で流入排ガスを加
熱する。
【００４４】反応器１９を通過した後、汚染物質（ＶＯ
Ｃ）は反応によって種々の燃焼生成物に転換される。主
としてＣＯ2、Ｈ2０、Ｎ2、そして微量のＳＯX、ＮＯX
である。
Ｃ）は反応によって種々の燃焼生成物に転換される。主
としてＣＯ2、Ｈ2０、Ｎ2、そして微量のＳＯX、ＮＯX
である。
【００４５】反応器１９を通った高温ガスは扇形領域Ｂ
に充填された充填物Ｍの部分Ｍ２を通り、ここで大部分
のエネルギーが奪われる。ケージ２に対してリング１が
回転すると、加熱された物質が徐々に扇形領域Ａに送ら
れ、ここで蓄積された熱量の一部を供給パイプ５から供
給されるガスによって奪われる。
に充填された充填物Ｍの部分Ｍ２を通り、ここで大部分
のエネルギーが奪われる。ケージ２に対してリング１が
回転すると、加熱された物質が徐々に扇形領域Ａに送ら
れ、ここで蓄積された熱量の一部を供給パイプ５から供
給されるガスによって奪われる。
【００４６】リングの中央領域に公知の手段を設けて、
排ガスを８５０℃から１１００℃あたりの温度まで直接
加熱することによっても望ましい酸化を行うことができ
る。
排ガスを８５０℃から１１００℃あたりの温度まで直接
加熱することによっても望ましい酸化を行うことができ
る。
【００４７】使用例 汚染空気（あるいは焼却するべき不良品）は本装置の扇
形セクタＡ内の充填物Ｍ１に送られる（図６）。セクタ
Ａは高温域でありその温度勾配は、外側（温度Ｔ"１）
から内側（温度Ｔ'１）に向かって温度が上昇し平均温
度がＴ１（Ｔ'１＞Ｔ１＞Ｔ"１）になるように設定され
ている。再加熱された空気は分配領域Ｅに流れ込む。再
加熱された空気の温度が触媒反応温度より低ければ、こ
の領域Ｅにおいて熱を補給すればよい。次いで空気は反
応器１９内の触媒を通り、汚染物質ＶＯＣは燃焼生成物
（ＣＯ2、Ｈ2０、ＳＯ2、Ｎ2、ＮＯX）に転換される。
その後ガスは扇形セクタＢのマスＭ２を通過し、熱損失
は別にして、Ｔ２と等しい充填物出口温度でＴ'１に非
常に近くまで温度が上昇する。
形セクタＡ内の充填物Ｍ１に送られる（図６）。セクタ
Ａは高温域でありその温度勾配は、外側（温度Ｔ"１）
から内側（温度Ｔ'１）に向かって温度が上昇し平均温
度がＴ１（Ｔ'１＞Ｔ１＞Ｔ"１）になるように設定され
ている。再加熱された空気は分配領域Ｅに流れ込む。再
加熱された空気の温度が触媒反応温度より低ければ、こ
の領域Ｅにおいて熱を補給すればよい。次いで空気は反
応器１９内の触媒を通り、汚染物質ＶＯＣは燃焼生成物
（ＣＯ2、Ｈ2０、ＳＯ2、Ｎ2、ＮＯX）に転換される。
その後ガスは扇形セクタＢのマスＭ２を通過し、熱損失
は別にして、Ｔ２と等しい充填物出口温度でＴ'１に非
常に近くまで温度が上昇する。
【００４８】この装置の利用は以下の場合に特に有利で
ある。 −汚染物質ＶＯＣを回収したくないとき −ＶＯＣ量が十分にあり、熱損失と触媒燃焼熱のバラン
スが取れていてＥにおける熱補充が必要でないとき。上
記の装置の場合、４００ｍｇ／ｍ3程度の炭化水素が目
安である。
ある。 −汚染物質ＶＯＣを回収したくないとき −ＶＯＣ量が十分にあり、熱損失と触媒燃焼熱のバラン
スが取れていてＥにおける熱補充が必要でないとき。上
記の装置の場合、４００ｍｇ／ｍ3程度の炭化水素が目
安である。
【図１】 回転リングを備えた本装置の第１の実施例の
概略断面図。
概略断面図。
【図２】 リングの周囲を回転するケージを備えた本装
置の第２の実施例の概略断面図。
置の第２の実施例の概略断面図。
【図３】 回転式ドラム内の排ガスの循環を図解して示
す回転ドラムの分解図。
す回転ドラムの分解図。
【図４】 熱交換器として用いる回転式ドラムの一実施
例の概略図。
例の概略図。
【図５】 装置を排ガスに含まれる汚染物質の焼却器お
よび熱交換器として用いた場合の一実施例を示す図。
よび熱交換器として用いた場合の一実施例を示す図。
【図６】 回転式ドラムとその中央領域を示す概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｊ 15/08 ＺＡＢ 15/00 ＺＡＢ (72)発明者 ジャン モルレ フランス国 44600 サンナゼール ルー ト ドュ フォールド レヴ 48番 (72)発明者 ジャック ブルシエール フランス国 44600 サンナゼール ルュ ー ド レトワール ドュ マタン ４番
Claims (18)
- 【請求項１】 ハウジングまたはケージ（２）、大きな
熱交換面をもつ固体の充填物（Ｍ）を収納するケージ内
部に配置させたリング（１）、縦軸を中心にリングとケ
ージを互いに対して回転させる動力手段、ケージ（２）
に排ガスを供給する少なくとも１本のパイプ（５、１
８）と排ガスをケージから排出させる少なくとも１本の
パイプ（６、１７）とからなる排ガスに適用される回転
式熱伝達装置において、リング（１）は、排ガスとリン
グ（１）の充填物（Ｍ１）との間で第１の熱伝達が生じ
る部分であって、ケージ（２）の中央領域（８）と供給
パイプ（５）を常に連絡する少なくとも第１のセクタ
（Ａ）と、排ガスとリングの充填物（Ｍ２）との間で第
２の熱伝達が生じる部分であって、ケージの中央領域
（８）と排出回路を常に連絡する少なくとも第２のセク
タ（Ｂ）からなることを特徴とする回転式熱伝達装置。 - 【請求項２】 供給パイプ（５）とリング（１）の中央
領域に配置したパイプ（１７）を含み、第１の排ガス供
給源と連絡する第１の排ガス循環回路と第２のセクタ
（Ｂ）の両側に位置する第２の排ガス循環回路（６、１
８）であって、排出パイプ（６）と第２の排ガス供給源
とを連絡する回路からなることを特徴とする請求項１に
記載の装置。 - 【請求項３】 第１または第２の回路のうち一方が高温
排ガスの供給源に、他方が低温排ガス供給源に接続され
ていることを特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 第１の供給源が汚染物質を多量に含む排
ガスを供給し、第１のセクタ（Ａ）と第２のセクタ
（Ｂ）がケージ（２）の中央領域（８）によって互いに
直接連絡し、該第１の扇形部分（Ａ）によって運ばれる
排ガスに含まれる汚染物質を燃焼させるための熱反応器
（１９）が中央領域に配置されていることを特徴とする
請求項１または２に記載の装置。 - 【請求項５】 熱反応器（１９）が汚染物質の存在下で
発熱反応を生じさせる触媒を含むことを特徴とする請求
項４に記載の装置。 - 【請求項６】 反応器（１９）が該汚染物質を燃焼させ
る加熱手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の装
置。 - 【請求項７】 反応器（１９）内の温度を上昇させる手
段を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに
記載の装置。 - 【請求項８】 温度上昇手段が燃料噴射手段（２０、２
１）を含むことを特徴とする請求項前項に記載の装置。 - 【請求項９】 リング（１）の第１と第２の熱伝達セク
タの間に設けた少なくとも１つの中間セクタ（Ｃ１、Ｃ
２）に排ガスを取り込むための手段（１１、１２）を含
むことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装
置。 - 【請求項10】 リング内部とマス（Ｍ）を浄化する機械
的手段あるいは換気手段とを連絡する手段（１３）を含
むことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装
置。 - 【請求項11】 リング内部と化学物質を噴射する手段と
を連絡する手段（１３）を含むことを特徴とする前記請
求項のいずれかに記載の装置。 - 【請求項12】 ケージ（２）が静止していて、動力手段
がリング（１）に接続していることを特徴とする前記請
求項のいずれかに記載の装置。 - 【請求項13】 リング（１）が静止していて、動力手段
がリングに対して可動なケージ（２）と接続しており、
供給、排出回路（５、６）がケージに固定されていてケ
ージとともに回転することを特徴とする前記請求項のい
ずれかに記載の装置。 - 【請求項14】 マス（Ｍ）を低温ノジュールで構成する
ことを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の装置。 - 【請求項15】 リングが内部仕切り（７）により数個の
扇形部分に分割されていることを特徴とする前記請求項
のいずれかに記載の装置。 - 【請求項16】 リングが充填物（Ｍ）を入れた数個のバ
スケットの支持体として配置されていることを特徴とす
る前記請求項のいずれかに記載の装置。 - 【請求項17】 大きな熱交換面をもつ材料からなるマス
（Ｍ）が縦軸リング（１）の連続回転によって移動し、
２つのガスの流れに順次熱接触することによって該２つ
のガスの流れの間に熱交換を生じさせるために請求項１
乃至１６のいずれかに記載の装置を利用すること。 - 【請求項18】一方で、排ガス供給パイプと大きな熱交換
面をもつ材料からなるマス（Ｍ）を充填したリング
（１）を収納するケージの中央領域（８）との間に、リ
ングの第１のセクタ（Ａ）を介して排ガスの恒久的回路
を設け、他方、汚染物質を燃焼させる熱反応器（１９）
からなるケージの中央領域（８）と排ガス排出手段との
間に、リングの第２のセクタ（Ｂ）を介して浄化しよう
とする排ガスの恒久的回路を設け、 −反応器から流出する排ガスと接触するマス（Ｍ）に蓄
積した熱エネルギーによって排ガスをあらかじめ加熱す
ることからなり、排ガスの循環中排ガスが汚染物質の燃
焼に十分な温度を有する第１の領域と、該第１の領域を
通過する際にガスに蓄積した熱の少なくとも一部を放出
する第２の領域を通過することを特徴とする汚染物質を
多量に含む排ガスを連続的に浄化する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9406282A FR2720488B1 (fr) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Dispositif rotatif de transfert de chaleur et d'épuration thermique appliqué à des effluents gazeux. |
| FR94/06282 | 1994-05-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868596A true JPH0868596A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3655667B2 JP3655667B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=9463462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14960395A Expired - Fee Related JP3655667B2 (ja) | 1994-05-24 | 1995-05-24 | 排ガスに適用される回転式熱伝達および熱式浄化装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5643538A (ja) |
| EP (1) | EP0684427B1 (ja) |
| JP (1) | JP3655667B2 (ja) |
| KR (1) | KR100414430B1 (ja) |
| CA (1) | CA2150000C (ja) |
| DE (1) | DE69520168T2 (ja) |
| ES (1) | ES2156597T3 (ja) |
| FR (1) | FR2720488B1 (ja) |
| NO (1) | NO304906B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2728483B1 (fr) * | 1994-12-26 | 1997-01-24 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif rotatif perfectionne d'epuration catalytique d'effluents pollues |
| US5972299A (en) * | 1996-09-26 | 1999-10-26 | Industrial Technology Research Institute | Catalytic converter with heating for motorcycles |
| FR2756753B1 (fr) * | 1996-12-05 | 1998-12-31 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif rotatif perfectionne d'epuration catalytique d'effluents gazeux |
| US6235249B1 (en) | 1997-04-01 | 2001-05-22 | Engelhard Corporation | Rotary oxidizer systems for control of restaurant emissions |
| US6193504B1 (en) | 1997-04-01 | 2001-02-27 | Engelhard Corporation | Portable rotary catalytic oxidizer systems |
| US6153150A (en) * | 1998-01-12 | 2000-11-28 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and method for controlled decomposition oxidation of gaseous pollutants |
| US6261524B1 (en) | 1999-01-12 | 2001-07-17 | Advanced Technology Materials, Inc. | Advanced apparatus for abatement of gaseous pollutants |
| EP1101019A1 (de) * | 1998-07-31 | 2001-05-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vorrichtung und verfahren zur nachbehandlung der motorabgase einer brennkraftmaschine |
| FR2786551B1 (fr) | 1998-11-26 | 2000-12-29 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de raccordement tournant etanche autorisant des debattements importants |
| DE10324937A1 (de) * | 2003-06-03 | 2004-12-23 | Deere & Company, Moline | Vorrichtung zum Wärmeaustausch |
| GB2433041A (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-13 | Eminox Ltd | Cleaning a vehicle exhaust system filter |
| DE102006034483A1 (de) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | Alstom Technology Ltd. | Regenerativer Luftvorwärmer mit Bürstendichtung |
| DE502007007132D1 (de) * | 2007-07-24 | 2011-06-16 | Balcke Duerr Gmbh | Regenerativ-Wärmeaustauscher und Radialdichtung zur Verwendung für einen solchen sowie Verfahren zum Trennen von gasförmigen Medien in einem regenerativ-Wärmeaustauscher |
| DE102008022188B4 (de) * | 2008-05-05 | 2010-02-11 | Applikations- Und Technikzentrum Für Energieverfahrens-, Umwelt- Und Strömungstechnik (Atz-Evus) | Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbine |
| FR2961893B1 (fr) * | 2010-06-25 | 2014-12-12 | Air Liquide | Echangeur de chaleur regeneratif rotatif |
| GB2574065B (en) * | 2018-05-25 | 2021-06-16 | Intelligent Power Generation Ltd | Rotary regenerator |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1397214A (fr) * | 1964-01-02 | 1965-04-30 | Chausson Usines Sa | Echangeur de chaleur rotatif |
| US3404965A (en) * | 1964-11-13 | 1968-10-08 | Benjamin P. Shiller | Fume combustion apparatus |
| GB1166209A (en) * | 1968-06-26 | 1969-10-08 | Kazakhsk Nii Energetiki | Apparatus for Carrying out Chemical Reactions in a Current of Gas Reagents and especially suitable for Burning out Combustible Components from a Gas Mixture of Low Calorific Value |
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