JPH11501249A

JPH11501249A - 濃度が変動する揮発性有機化合物の流れを分解するための方法及び装置

Info

Publication number: JPH11501249A
Application number: JP8518996A
Authority: JP
Inventors: ホルスト，マーク・アール; マーチン，リチャード・ジェイ
Original assignee: サーマトリックス・インコーポレーテッド
Priority date: 1994-12-01
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 1999-02-02
Also published as: CN1166794A; MX9703965A; US5635139A; CA2206470A1; WO1996016729A1; TW283757B; AU4246896A; EP0793529A1; US5650128A; IL116157A0

Abstract

(57)【要約】濃度が変動するＶＯＣを含むガス流を処理して、ＶＯＣを複合型の非触媒性／触媒性の酸化装置（３３）の中で分解するための装置及び方法が開示される。ＶＯＣ濃度が高い時には、プロセスの混合作用を促進し且つプロセスを安定化するための熱慣性を与える不活性セラミック材料から構成された非触媒性の分解マトリックス（１２）を使用し、また、ＶＯＣ濃度が低い時には、基本的に、触媒性オキシダイザ（３６）を使用する。非触媒性の分解マトリックス（１２）からの排出物は、触媒性オキシダイザに通されて、触媒性オキシダイザの温度を適正に維持する。非触媒性オキシダイザ（１０）の上流側又は下流側で補助燃料及び空気が追加され、装置の各部分のヒート・バリュー（熱価）を適正に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】濃度が変動する揮発性有機化合物の流れを分解するための方法及び装置発明の分野本発明の分野は、揮発性有機化合物（”ＶＯＣ”）で汚染されたガス流を浄化するための方法及び装置である。より詳細に言えば、本発明は、土壌蒸気抽出装置、土壌改良装置、又は、時間経過と共に濃度が変化する有機物蒸気の他の発生源からのＶＯＣを調節して発熱反応を行わせるための装置及び方法に関するが、本発明は、そのより広い用途においては、ＶＯＣを発生する任意の商業的なプロセスに応用することができることは理解されよう。発明の背景時間経過と共にフューム濃度が変動するＶＯＣ発生源は、多数存在する。例えば、ある種のバッチ式の製造プロセスは、長時間（例えば、２４時間毎に）の間に濃度が濃い状態から濃度が薄い状態へ変化するＶＯＣのフューム流を有している。また、有機化学物質で汚染された土壌及び汚泥は、全世界にわたる普遍的な問題であり、アメリカ合衆国だけでも、数百万立方メートルが改善を必要としている。例えば、地下の濃縮された有機汚染プルームは、最も主要な地下水汚染源の１つである。濃縮されたプルームの代表的な発生源は、地下貯蔵タンクの漏洩である。貯蔵されている液体がそのようなタンクからゆっくりと漏洩した場合には、オペレータがその問題に気付くまでに、数年を要することがある。その時点では、溶剤又は燃料は、地下の深いところまで浸透し、貯水領域に入ることが多い。非水性液体（Ｎon-Ａqueous-Ｐhase Ｌiquids：”ＮＡＰＬ”と呼ばれる別個の有機物液体相として集まると、そのような汚染物質は、周囲の地下水を連続的に汚染する源になる。このタイプの漏洩は、改善することが最も困難な環境的な問題の１つである。そのような汚染された物質の浄化も、アメリカ合衆国では種々の規制を受けており、そのような規制は、例えば、Ｔhe Ｃomprehensive Ｅnbiromental Ｒespo nse，Ｃompensation，and Ｌiability Ａct of 1980（”ＣＥＲＣＬＡ”）、Ｔh e Ｓuperfund Ａmendments and Ｒeauthorization Ａct of 1986（”ＳＥＲＡ” ）、及び、Ｔhe Ｒesource Ｃonservation and Ｒecovery Ａct（”ＲＣＲＡ” ）によってカバーされている規制を含む。アメリカ合衆国においてそのような浄化を行う努力のための全コストは、今後３０年間乃至４０年間にわたって、２０００億ドルを超えると評価されている。そのような汚染された土壌及び汚泥の問題に対処するために、多数のプロセスを用いることができる。早期の技術においては、汚染された土壌を掘削して、有害な廃棄物を受け入れることが承認された設備に単に廃棄していた。この方法は、直接的なコストが高く、長期間にわたってビジネス戦略を崩壊させる深刻な問題を有する可能性がある。地下水をポンピングすることによってそのような物質を除去しようとすると、莫大な量の水を装置で洗浄することを必要とし、数十年を要した。多年にわたって幾つかの場所をポンピングすると、明らかに清浄な流出水（排水）が生じたが、ポンピングを中断し、数年後にポンピングを再開した場合には、まず第一に完全に改善されていなかったので、地下水は再び汚染物質を含んでいた。熱脱離、及び、現場での土壌蒸気抽出（ＳＶＥ）の如きプロセスは、固形物及び土壌から有機物を調節した状態で分離することを許容する。そのようなプロセスにおいては、有機物質は蒸発して有機物の蒸気を発生し、そのような有機物の蒸気はその後、除去するか、あるいは、他の方法で処理しなければならない。これは、有機物の蒸発及び燃焼が同時に生ずる酸化環境において固体物質を分解温度まで加熱する工程を含む直接的な焼却とは対照的である。土壌蒸気抽出ＳＶＥは、汚染物質を現場で除去するための現在の１つの方法である。ＳＶＥプロセスは、ＶＯＣ及び何等かの半揮発性有機物質（”ＳＶＯＣ”）をバドースゾーン（vadose zone）から除去するための技術である。バドースゾーンは、地面と地下水面との間に位置する地下の土壌領域である。ＳＶＥは、土壌領域に真空を与えることにより、空気（又は流れ）を土壌を通して慎重に動かして、有機化合物を蒸発させ、空気と共に井戸の装置を通して地面にある真空装置に取り出す。ＳＶＥ法は、通常のポンピング技術によって自由な物質又は液体を回収した後に、土壌の粒子の空隙の中に残っている閉塞した液体を除去するために使用するのに最も適している。ＳＶＥによる改善の効率を改善するために、最近は、補助的な技術が標準的なＳＶＥシステムに応用されており、そのような補助的な技術は、空気を噴霧作業及び蒸気の注入作業を含んでいる。空気の噴霧は、加熱された空気を地下水の表面のの下に注入することにより、揮発性の低い有機物及び溶解している汚染物質、並びに、地下水面の下の残留物を除去することができる。注入された空気は、水／空気の表面積を増大し、土壌マトリックスを加熱することにより、揮発を促進する。幾つかの場合には、物質の小球が移動する気泡と共に上方へ移動することを促進することができる。スチーム注入は、スチームを汚染されたゾーンに注入して地下の温度を上昇させ、これにより、高い沸点を有する有機化合物を揮発させる。スチームによって与えられた追加の熱は、土壌の中の有機残留物の揮発を促進する。スチームの前縁は、重い残留物を可動化し、軽い成分を揮発させる。促進された揮発、及び、残留物の移動は、迅速でより完全な物質移動プロセスを生じさせ、これにより、改善を速めると共に、浄化コストを減少させる。ＳＶＥは、空気噴霧技術又はスチーム注入技術と組み合わされるか否かに関係無く、処理装置の他の技術と共に使用されなければならない。その理由は、土壌及び間隙水の汚染物質を空気及び随伴する濃縮された排水の流れ（更に処理を必要とする流れ）に移動させるからである。今日の代表的なＳＶＥプロセスにおける汚染された空気の処理は、活性炭素、凝縮、又は、触媒又は焼却によるＶＯＣの酸化を用いた吸着を含む。生物学的な処理、紫外線酸化、及び、分散の如き他の方法も使用されている。炭素吸着は、最も一般的に採用される蒸気処理プロセスであり、広範囲のＶＯＣ濃度及び流量に適用することができる。現場から離れて設けられる台付きの再生炭素吸収装置は、一般的に、ガス体積が少ない場合に採用され、また、現場に設けられる再生ベッド装置は、ガス体積が多くて長時間にわたって浄化する場合に採用される。しかしながら、粒状の活性炭素に対する吸着は、汚染物質の量が多い場合、あるいは、ＶＯＣが容易に吸着されない場合には、炭素を迅速に飽和させるので、適さない場合が多い。更に、そのような装置は、蒸気を固体ベッド上に濃縮させるように作用するだけであって、上記固体ベッドは、炭素を回復させるために定期的に逆洗しなければならない。そのような逆洗作業は、汚染物質を再度その辺に廃棄するという問題を生ずる。キャリア空気から流出ＶＯＣを分離するために、濃縮又は凝縮を用いることができる。これは、通常、冷却によって行われる。そのような技術の効率は、存在するＶＯＣの蒸気圧に対する温度の効果によって判定される。凝縮は、高濃度の蒸気を得るために最も効率的である。この技術は、浄化が進行して蒸気の濃度が低下するに従って、効率的ではなくなる。浄化の最後の段階の間には、効果を発揮しなくなることがある。蒸気は完全には凝縮しないので、炭素吸着又は他の追加の処理工程は、流出蒸気から残留蒸気を除去することを必要とする場合がある。焼却又は触媒酸化による汚染蒸気の熱分解は、広範囲の化合物に対して効果的である。触媒酸化は、炭化水素の蒸気に対して効果的である。最近開発された触媒は、ハロゲン化化合物（臭化物、塩化物又はフッ化物）も効果的に分解する。触媒燃焼又は触媒酸化は、好ましいプロセスではあるが、その使用は、ある限度内に制限される。例えば、ガソリンの如き汚染物質のＶＯＣの濃度が可燃下限界（”ＬＥＬ”）の２５％を超えると、酸化の間に発生する熱は、触媒性オキシダイザの温度を触媒の熱的な不活性化点まで上昇させる。そのような問題は、ある程度は、触媒燃焼器の前に希釈空気を用いることによって、調節することができるが、そのような温度制御を行う方法は、蒸気抽出プロセスの初期の段階で出会うことが多い高いＶＯＣ濃度においては、実際的ではない。しかしながら、通常の火炎式燃焼技術は、適度な分解効率を示すだけであって、同時に、ＮＯ_xの如き二次的な汚染物質を発生する。他の熱酸化装置、特に、触媒を採用する熱酸化装置は、塩素化炭化水素の濃度が高くなると、その効率が大幅に低下する。触媒は、１００ｐｐｍ程度の低い塩素化炭化水素濃度において、問題を生ずる。また、火炎式の分解プロセスは、性能上、規制上及び公衆容認上の深刻な問題を有している。焼却は、制御することが困難であり、ダイオキシン、フラン及び窒素酸化物の如き極めて望ましくない副生物を発生することがある。例えば、標準的な燃焼器は、塩素化炭化水素を処理する場合には特に望ましくない。自由な火炎は、場合によっては不完全燃焼を生ずることもあり、望ましくない副産物の発生を制御できないことがある。燃焼器は、一般的に、約１９２７ ℃（３５００°Ｆ）程度の火炎温度で作動するので、大量の望ましくないＮＯ_x を発生することが多い。亜酸化窒素（Ｎ₂０）及びアンモニア（ＮＨ₃）が、ＮＯ_x 除去技術の副産物であることが多い。高い温度も、安全上の大きな問題を生ずる。現在の技術を用いると、ＳＶＥを応用することにより、一般的に、別の形態の汚染残留物が発生する。そのような汚染残留物は、回収された濃縮物又は凝縮物（汚染された水、及び、恐らく、上澄の中の有機物質）、気体廃棄物処理からの消尽した活性炭素、土壌中の未回収汚染物質、掘削により生ずるテーリング（廃材）、及び、処理後の空気排出物を含む。そのような汚染残留物は各々、それ独自の廃棄上の問題を高める。現在までは、選択される処理方法のタイプは、一般的に、汚染物質の組成及び濃度に依存していた。例えば、ＶＯＣの濃度及び／又は沸点が低い場合には、吸着又は酸化の設備投資及び運転コストに比較して、濃縮は、経済的に実施することが不可能であった。問題は、多くのＶＯＣ低減状況において、ＶＯＣの濃度が時間経過と共に変動する可能性があることである。これは、非常に高いＶＯＣ濃度から始まって数ヶ月の改善の間に非常に低いＶＯＣ濃度まで低下するＳＶＥにおいては、特に問題である。高いＶＯＣ負荷に関しては、熱酸化装置（熱的なオキシダイザ）が一般的に好ましく、その理由は、高い温度に耐えることができ、また、その運転コストが低く分解速度が速いからである。低いＶＯＣ負荷に関しては、触媒性酸化装置（触媒性オキシダイザ）が一般的に好ましく、その理由は、作動温度すなわち運転温度が低く、ほんの少しの補助燃料しか必要としないからである。反対に、熱オキシダイザが、低いＶＯＣフュームで運転されると、オキシダイザが必要とする高い温度を維持するために必要な燃料の消費量が大きい。触媒性オキシダイザが、高いＶＯＣフュームで運転されると、過度の温度によって、触媒の焼結及び不活性化が生ずる可能性がある。熱オキシダイザ及び触媒性オキシダイザの両方を利用する装置すなわちシステムを創生することにより、上記運転コスト／焼却の関係を解消する試みが行われたが、そのようなシステムは、別個の２つのオキシダイザを常に必要とし、また、一方のユニットから他のユニットへＶＯＣ濃度に応じて切り換えるための、何等かの種類の切り替え機構（スイッチング機構）を必要とする。そのような複式システムの一例が、米国特許第４,９８３,３６４号（Ｂuck et al.）に示されている。そのような分離型の複式システムの宿命として、設備投資のコストが大きくなる。更に、酸化触媒は、無火炎の低ＮＯ_x状況で作動すると言うことができるが、大部分の状況においては、触媒温度を最適なレベルに維持するために、パイロット火炎が触媒性オキシダイザに使用される。その理由の一部は、天然ガス及びプロパンの如き通常利用可能な補助燃料は、大部分の触媒においては容易には酸化しない低炭素の化学種から構成されているという事実である。また、一般的には、触媒自体のコストが高いので、大部分の触媒ベッドは、極めて小さく、補助的なパイロット火炎を用いることなく、作動する触媒ベッドの定常状態を阻害する可能性のあるフューム濃度の変動は、パイロット火炎を用いることとの兼ね合いである。その結果、触媒の温度制御は、上流側のパイロット火炎からの熱い燃焼生成ガスを直接流すことによって、行われる。しかしながら、上記方法に関するこの問題は、触媒酸化自体は本来低ＮＯ_xプロセスであるが、拡散パイロット火炎が、高濃度のＮＯ_xを触媒性オキシダイザの排気ガスに入れるということである。熱脱離熱脱離は、有機化合物によって汚染された土壌及び固形物の処理に関して良い性能を示している。有機化合物、ダイオキシン、多核性芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、ポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）、及び、低濃度の混合廃棄物で汚染された土壌を熱脱離を用いて処理することが知られている。熱脱離のコスト的に競合可能な性質を認識して、多くの改善会社が、多様な方法で熱脱離プロセスを採用している。他の会社は、既存の流動床焼却炉を、好ましい熱処理プロセスとして熱脱離を促進する熱脱離装置に転換している。また、熱脱離は、放射性化合物及び有機物の両方によって汚染された混合水又は土壌を改善する有効な方法であることが証明されている。熱脱離を用いると、プロセスは、有害な成分を揮発させるに十分な温度まで固形物及び土壌を直接加熱することにより、有機汚染物質を除去する。土壌は一般的に、５５０℃を超えない温度まで加熱され、そのような加熱は、酸素が存在しない状態で生ずることが多い。分離器すなわちセパレータとして作用する熱脱離装置は、有機汚染物質を除去して、不活性物質、放射性物質（存在するとすれば）及び金属を含む残留物を土壌の中に残す。土壌の中の総ての金属塩が水に溶解しないように、処理した土壌を安定化させた後に、そのような安定化された物質は、低濃度の放射性廃棄物の特徴を有しており、廃棄したり処理したりすることができる。揮発した後の発生ガス中の有機物蒸気は、現在、一般的には、高温の燃焼室／焼却炉の中での酸化によって処理されるか、あるいは、凝縮させ、その結果生じた少量の凝縮物を例えば炭素物質に捕獲させることによって、通常の処理が行われている。以下の燃焼技術を利用して熱脱離を行うための周知の装置の例が、例えば、米国特許第５,２８２,６９５号（Ｃrosby et al.）、米国特許第５,２２８,８０３号（Ｃrosby et al.）、米国特許第４,９７４,５２８号(ＤeＣicco et al.)、米国特許第４,９７４,５２８号（Ｂarcell）、米国特許第４,８１５,３９８号（Ｋeating et al.）、米国特許第４,７６６,８２２号（ＤeＣicco et al ）、及び、米国特許第４,７４６,２９０号（ＤeＣicco et al.）に記載されている。以下の凝縮技術を利用して熱脱離を行うための周知の装置の例が、例えば、米国特許第５,０９８,４８１号（Ｍonlux）、及び、米国特許第５,２２８,８０３号（Ｃrosby et al.）に記載されている。しかしながら、熱脱離技術は、汚染物質が揮発した後に更に処理を行う必要がある場合には特に、問題を有している。後の揮発処理を行うために凝縮を用いる場合に生ずるそのような問題の例は、液体の有機廃棄物を吸収及び回収するために用いられる炭素に関する廃棄の問題である。従って、廃棄有機物を、水、二酸化炭素及び塩類の如き良性の産物に直接分解することが、最終的な解決策として好ましいことが多い。揮発した汚染物質を処理する際に分解技術を用いると、一般的には、有機化合物が熱化学的に再形成されて上述のような酸化された産物になる。これは、最終的な解決策としては好ましいが、ＳＶＥに関して上で説明したように、火炎式の分解プロセスは、性能上、規則上、及び、公衆の許諾に関する深刻な問題を呈することがある。土壌の直接的な焼却あるいは揮発した汚染物質の焼却の両方に関して、火炎式の技術を用いて有害廃棄物の処理プロセスを可能とする作動を得ることの困難性及び経費も良く知られている。また、汚染された炭素廃棄物の処理、又は、現場から離れた液体廃棄物の廃棄に関する廃棄凝縮技術に固有の負担が、このタイプの装置のコストを増大させ、また、運転上のファクタに悪影響を及ぼす。更に、熱分離に関する比較的低い温度が、ＰＡＨ及び塩素化フェノール類をベンゾフラン及びダイオキシンに変換するための最適な温度になることがある。従って、ＶＯＣ濃度が変動する汚染された土壌又は他の発生源から除去された有機物質を分解して、従来技術の種々の困難性及び非効率的な点を解消する、実用的な手段が必要とされていることが分かる。更に、有機物質の高い分解効率及び高い除去効率（”ＤＲＥ”）を良好な費用対効果比で達成する装置も必要とされている。発明の概要本発明は、触媒ベッド、及び、非触媒性無火炎オキシダイザの一部として含まれる多孔質の不活性媒体（「ＰＩＭ」）の分解マトリックスの組み合わせを用いて、フューム流（フュームの流れ）の中に含まれるＶＯＣを分解するための方法及び装置に関する。触媒性オキシダイザ（触媒性酸化剤）、及び、非触媒性無火炎オキシダイザ（非触媒性無火炎酸化剤）は、蒸気除去プロセスの間に種々のＶＯＣ濃度を許容するように、選択的に作動される。従って、本発明は、非触媒性の無火炎酸化と触媒性の酸化との制御型の組み合わせであって、炭化水素の濃度が高い時には、非触媒性無火炎オキシダイザが使用され、また、炭化水素の濃度が所定の限度よりも低くなった時には、触媒性オキシダイザが使用される。本装置は、蒸気流の中のどのようなＶＯＣ濃度に関しても効率的に作動することができる。本発明は、フューム流のＶＯＣ含有率が時間経過と共に変動する場合に、費用対効果比の高いライフサイクルを可能とし、同時に、極めて低レベルのＮＯ_xを発生する。低温の触媒プロセスは、フューム流が低いＶＯＣ含有率を有している期間に分解を行うために使用され、その間に、ＰＩＭオキシダイザは、少ない流量に維持されて、触媒ベッドの中の温度を安定的に保持する。、ＰＩＭオキシダイザは、フューム流が高いＶＯＣ含有率を有している期間に主要な酸化を行うために使用される。触媒ベッド及び無火炎オキシダイザの組み合わせすなわち複合体は、フューム流を、最初に、無火炎オキシダイザへ、あるいは、直接的に触媒ベッドへ供給することができるように、構成されている。補助燃料及び／又は空気を用いて、無火炎オキシダイザ及び触媒ベッドの両方の温度を適正に維持する。本複合装置は、重要な効果を有していてエネルギ効率が良い統合型のＶＯＣ分解プロセスを提供する。そのような効果としては、汚染物質の除去効率が高いこと、放出物が「ほぼゼロ」であること、及び、コストが削減されることが挙げられる。無火炎オキシダイザの分解マトリックスは、不活性セラミック材料から構成されており、そのような不活性セラミック材料は、プロセスの混合作用を促進すると共に、プロセスを安定化する熱慣性を与える。そのような分解マトリックスは、９９.９９％よりも高いＤＲＥを生ずるように設計されており、ＣＯは１０ｐｐｍＶよりも低く、また、ＮＯ_xは２ｐｐｍＶよりも低い。熱オキシダイザ／分解マトリックスは、分解すべき揮発物質の通常の可燃限界よりも低い約８４３− ９８２℃（１５５０−１８００°Ｆ）の温度において、無火炎状態で作動するように設計されている。通常の焼却炉で必要とされるよりも低い温度及び短い滞留時間で、適正な変化を行うことができ、更に、全範囲のＶＯＣ濃度を処理することができる。これは、はだか火が無く（恐らく、予熱器の中以外には）、マトリックスに導入すべきガスの混合物が比較的冷たくてその成分の可燃限界の範囲外にあり、従って、周囲条件では爆発性を有していないようなプロセスを使用する際にも、固有の安全性である。火炎消えの問題が解消される。更に、実用上の観点からすると、そのような特徴は総て、所要の政府の許可をより容易に取得できるようにするものでなければならない。従って、本発明の目的は、効率が最適化されると同時に、ＶＯＣ汚染物質の最終的な廃棄を行うためのコストを最小限にする、多段階式の酸化システムを提供することである。本発明の別の目的は、土壌又は他のＶＯＣ発生源の中に含まれていて時間経過と共にその濃度が変化する有機汚染物質の分解に関する既存の法規を満たすことのできる、方法及び装置を提供することである。本発明の別の目的は、土壌又は他のＶＯＣ発生源から除去されて時間経過と共にその濃度が変化する有機汚染物質を分解し、同時に、ＮＯｘ酸化副生物を通常の技術によって達成できるレベルよりも低いレベルまで低減する、方法及び装置を提供することである。他の及び別の目的並びに利点は、以下の記載から明らかとなろう。図面の簡単な説明図１は、本発明の方法及び装置に使用することのできる無火炎オキシダイザ（無火炎式の酸化装置）の実施例である。図２は、本発明の装置の一実施例を詳細に示すフローダイアグラムである。好ましい実施例の詳細な説明効果が実証されている触媒性酸化技術を革新的な高性能無火炎酸化プロセスと組み合わせると、運転が簡単で、ほぼゼロエミッション（排出物がほぼゼロ）で、且つ、コストが低減された統合型のＶＯＣ分解装置が生ずることが、現在発見されている。この提案された統合型ＶＯＣ低減装置は、時間経過と共にＶＯＣ濃度が変動するガス流に関して効率的に作動するように設計されていて、焼却又は厳格な触媒酸化の代替技術として、より信頼性のある優れた性能を廉価に提供する。本発明は、漏洩物又はリークから、あるいは、他の任意のＶＯＣ源からＶＯＣを浄化するために適用することもできることは後に理解されよう。多孔質の不活性媒体（”ＰＩＭ”）の中における酸化の現象に関する重要な研究が、最近行われている。ＰＩＭ酸化は、予め混合された燃料／空気の通常の可燃限界の範囲外で生ずるので、上記技術は、「無火炎（フレームレス）」と呼ぶことができる。この点に関して、米国特許第４,６８８,４９５号（Ｇalloway）、及び、米国特許第４,８２３,７１１号（Ｋroneberger et al.）は、マトリックス酸化技術に関する早期の研究を開示している。また、米国特許第５,１６５,８８４号（Ｍartin et al.）、及び、米国特許第５,３２０,５１８号（Ｓtilger e t al.）は、無火炎オキシダイザに関する重要な技術を詳細に議論している。そのような無火炎酸化プロセスは、処理技術として、通常の燃焼すなわち熱触媒燃焼の利点の大部分を示すと同時に、欠点の多くを解消する。火炎式の熱燃焼と同様に、有機物が酸化されて、無害な生成ガス（ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ）、あるいは、容易に中和される酸性ガス（ＨＣl、ＳＯ₂）になる。廃棄物又は残留物は全く生成されず、上記プロセスは、広範囲の化合物又は混合物に適している。混合及び反応が火炎に相互依存する熱焼却とは異なり、本発明の装置においては、混合及び反応は分離されていて、より大きな柔軟性及び制御を可能とし、また、不完全燃焼生成物（”ＰＩＣ”）を除去することができる。酸化プロセスの基礎は、「分解マトリックス」であって、この分解マトリックスは、それぞれの有機化合物の可燃限界の範囲外において、そのような有機化合物が安定的に無火炎酸化を行うために必要な条件を助長する。無火炎酸化を可能とする上記分解マトリックスの基本的な３つの属性は、間隙の幾何学的形状（混合を促進する）、熱慣性（安定性を促進する）、及び、表面特性（熱伝達を向上させる）である。上記マトリックスの熱特性は、フュームが入る混合ゾーンの温度を周囲温度付近とし、一方、更に下流側の無火炎反応ゾーンは、適正な酸化温度にある。上述の属性は、幾つかの性能、並びに、実際に応用した場合の安全に関する利点に関係する。そのような性能及び利点の主要なものとしては、静止型の反応ゾーン（このゾーンにおけるフュームの酸化速度は、焼却炉のポスト・フレーム領域（火炎の後の領域）における酸化速度よりもかなり大きい）を確立する機能；急速なプロセス変動（バッチ式の反応装置の排出物の場合のような）に適合する機能；広いプロセス負荷を受け入れる機能（変動する条件に対して費用対効果比の高い適合性を与える）；フラッシュバック（逆火）の抑制（マトリックスの大きな表面積及び熱吸収性による）；、及び、高度の管理性及び制御性（火炎に比較して）を挙げることができる。同様な符号で同様な要素を示している図面を詳細に参照すると、図１は、本発明のプロセス及び全体的な装置に使用することのできる上述の無火炎オキシダイザの一実施例を示している。図面においては、総ての要素が等スケールで示されているわけではない。一般的に、無火炎オキシダイザ１０は、マトリックスベッドを収容する適宜なシェル１２を備えており、該シェルには、マトリックスベッド１４を形成する耐熱材料が充填されている。使用するマトリックス材料のタイプは、輻射、対流及び伝導による高い熱伝導を有するのが好ましい。この装置の伝熱特性は、対流熱伝達に対する輻射熱伝達の比に依存する。マトリックスベッド１４の寸法は、必要に応じて、マトリックスの流通断面積、高さ、材料、空隙率、出口温度、及び、補助熱の追加量の中の１つ又はそれ以上の要素を変更することによって、所望流量の流れに適するように設定することができる。好ましいマトリックス材料は、セラミックボール又はサドルであるが、他のベッド材料及び形態を使用することができ、特に限定するものではないが、例えば、ポールリングの如き他のランダム型のセラミック充填物、構造型のセラミック充填物、セラミックフォーム又は金属フォーム、金属ウール又はセラミックウール等を用いることができる。一般的に、マトリックスベッドの空隙率は、０.３乃至０.９である。また、マトリックスベッドの中の材料は、一般的に、４０ｍ²／ｍ³から１０４０ｍ²／ｍ³の範囲の比表面積を有している。図１の好ましい実施例においては、２つのタイプの耐熱材料が用いられている。無火炎オキシダイザ１０の下方部分においては、セラミックボールから成るベッドが、混合ゾーン１６の役割を果たしている。混合ゾーン１６は、一般的に、約４０％の空隙体積を有していて、プリナムと同様の役割を部分的に果たしている。反応ゾーン１８は、一般的に、約７０％の空隙体積を有している。予熱装置３０が、無火炎オキシダイザ１０のベースに形成されている。この予熱器３０は、最初に、熱ガスをマトリックスベッド１４に通して、セラミックボールの混合ゾーン１６及びセラミックサドルの反応ゾーン１８の両方を通常の運転温度まで予熱する。別の実施例においては、電気的なものであるのが好ましい加熱要素（図示せず）が、収容シェル１２を包囲して装置を予熱し、運転の間に適正な温度を維持することができる。また、上記予熱器を無火炎オキシダイザ１０の上流側に別個の装置として設けてガスを加熱させ、その後そのようなガスを無火炎オキシダイザ１０に通してマトリックスベッド１４を加熱するようにすることもできる。常にではないが場合によっては、熱酸化アセンブリ全体は、周囲環境に対する熱損失を極力少なくすると同時に、総ての露出される表面をグループＤ、クラスＩ、ディビジョン２の区域に許容される温度よりも低い温度に確実に維持するように、設計される。（米国電気規則は、存在する可能性のある可燃性の蒸気、液体又は気体の性質、並びに、可燃性の又は酸化性の物質が存在する濃度又は量の割合に応じて、グループ、クラス及びディビジョンによって場所を分類している。この米国電気規則は、露出面（露出されている表面）の表面温度は、関連する気体又は蒸気の発火温度よりも低くするべきことを要求している。）上流側のＶＯＣ回収装置からの流入ガス２０が、入口２２を通って、無火炎オキシダイザ１０に入る。図１においては、別個の入口２２に入っているが、流入ガス２０は、予熱器３０に使用される入口と同じ入口に入ることができ、これにより、別個の入口２２を設ける必要性を排除することができる。更に、プロセス条件に応じて、無火炎オキシダイザの中に自己充足型の運転環境を維持するための十分な熱価を与えるために必要とされる追加の空気及び／又は天然ガスあるいは他の燃料を上記流入ガス２０に加えることができる。（これについては、複合型の触媒／ＰＩＭオキシダイザに関して、後に詳細に議論する。）。必然的なものではないが、一般的には、マトリックスベッド１４の底部にプリナム２４が設けられており、このプリナムは、多孔板の如き耐熱材料から形成されるのが好ましく、耐熱材料１６がマトリックスベッドの下方の配管に入るのを阻止する。オキシダイザの流入物２０が無火炎オキシダイザ１０の底部付近に入る通常のフローパターンにおいては、上記プリナム２４は、流入ガスを均一に分配し、マトリックスベッド１４に入る前に流入ガスを更に混合する役割も果たす。図１は、流入物２０が無火炎オキシダイザ１０の底部に入り、気体状の生成物２６が底部から出る状態を示しているが、これは好ましい実施例であって、本発明は、それぞれのガスが頂部に入り底部から出るような別の態様で作動することができる。通常の処理操作の間の反応器１０においては、ＶＯＣを含むガス流は、最初に、周囲温度近くの温度にある混合ゾーン１６に入る。反応混合物は、混合ゾーン１６のマトリックスの空隙の中で親密な混合を受けた後に、反応ゾーン１８に入り、そこで酸化及び熱発生が生ずる。流入ガスは、７６０−１９２５℃（１４００ −３５００°Ｆ）、好ましくは、８４５−９８０℃（１５５０−１８００°Ｆ）の酸化温度まで上昇する。次に、そのようなガスは、ＶＯＣを実質的に完全に分解するに十分な滞留時間にわたって、上述の温度に維持される。通常の運転においては、上記滞留時間は、２.０秒未満、好ましくは、０.２秒未満と考えられる。上記ガスは、加熱されるに従って膨張する。この膨張は、例えば、反応ゾーンにセラミックサドルを用い、一方、混合ゾーンにセラミックボールを用いることにより、反応ゾーン１８の中のマトリックスの空隙体積が増加することによって、吸収されるのが好ましい。上記加熱の結果として、マトリックスベッド１４の中に無火炎酸化ゾーンが形成され、これにより、ＶＯＣは発火して酸化され、水及び二酸化炭素の如き安定な生成物になる。上記酸化ゾーンは、該ゾーンの入側における周囲温度から該ゾーンの出側における混合物の断熱酸化温度付近までのベッド温度の急激な上昇として観察される。そのような急激な変化は、代表的なオキシダイザにおいては、通常数インチの距離にわたって生じるが、実際の距離は、供給濃度、供給速度、ガスの速度分布、ベッドの材料、ベッドの物理的性質、供給物質のタイプ等に依存する。流れ方向における熱損失も、酸化ゾーンの長さに影響を与える。上記急激な変化は、非常にコンパクトな反応器の使用を可能にする。酸化温度は、供給濃度、供給速度、ガスの速度分布、ベッドの物理的性質、供給物質のタイプ、熱損失、ヒータからの入熱等に依存する。混合作用を酸化作用から分離することにより、３つの重要なパラメータの１つ（乱流、残りのパラメータは、時間及び温度である）を設計式から除かれる。反応の前に混合を行うことにより、２つの有益な結果が得られる。第１の結果は、フューム及び空気を確実に混合することによって、一部の不十分に混合されたものが未反応のままで装置から出る可能性が無くなることである。第２の結果は、反応物の流れの均一性が、反応ゾーンの均一性をも確立する助けをすることである。これらのファクタが一緒になって、流体力学の制約を受けることなく、かなり広い範囲にわたって処理速度を増大又は低下させることができる。無火炎オキシダイザ１０の中で完全に分解された後に、生成ガス２６は、ポート２８を通って反応器から出る。上に、本発明に使用される無火炎オキシダイザの好ましい実施例の基本を開示した。上述の基本的な実施例に対する多くの変更及び追加を行うこともできる。流れ軸線に対して直交する均一なマトリックス間反応ゾーンが存在することが、本無火炎酸化プロセスの基本的な条件である。上記ゾーンにおいては、反応ガスは、熱いマトリックス表面によって酸化温度まで効率的に予熱され、その後、発熱的に酸化される。反応ガスは、その熱をマトリックスに迅速に戻し、その局部温度を維持する。マトリックスベッド１４の上記独特な伝熱特性は、上記安定な反応が、組成の下方可燃限界よりも十分に低い有機物濃度で生ずることを可能とする。反応ゾーンは、無火炎オキシダイザ１０の全流通断面積をカバーしていて、総ての反応物を上記高反応性領域に確実に通す。この領域には、活性基（Ｈ、ＯＨ等）の大きなプールが存在するので、通常の焼却炉又はサーマルオキシダイザのポスト・フレーム領域で生ずる単純な熱分解反応よりも最大二桁大きい速度で酸化反応が生ずることが可能となる。本発明のプロセスは、燃焼連鎖反応を特徴とする活性基の化学作用（例えば、Ｃ_mＨ_n ＋Ｏ＝Ｃ_mＨ_n-1 ＋ＯＨ）を利用しているので、有機物分子の大部分を分解するために必要とされる反応時間は、０ .１秒未満である。これは、活性基の濃度が低く、遅い熱分解反応（例えば、Ｃ_m Ｈ_n ＋Ｍ＝Ｃ_mＨ_n-1 ＋Ｈ＋Ｍ）が化学作用を支配する「ポスト・フレーム」領域において、過半数の有機物分子が分解される通常の焼却プロセスとは対照的である。上述の以上に速い反応速度は、追加の滞留時間の必要性を排除する。その理由は、そのような反応は、数十ミリ秒で完了するからである。従って、高い分解効率を確保するために、滞留時間ではなく、温度及び反応速度によって決定される設計許容流量及び関連する断面積の要件が、そのような無火炎オキシダイザにおける適正な制約条件になる。最大流量は、装置の幾何学的形状及び反応ゾーンの特性によって決定されるので、上記制約条件は、火炎式の技術に関する滞留時間のように、装置に依存するものであって、属性的なものではない。更に、均一な反応ゾーンが存在することにより、ＰＩＣの形成が極めて少なくなる。ＰＩＣは、焼却炉のポスト・フレーム領域で最も一般的に形成され、そのようなポスト・フレーム領域では、活性基の濃度が高い場合に比較して、有機物の破片が互いに結合する傾向が強い。また、均一な反応ゾーンは、極めて高温の領域も排除し、また、火炎式の装置に存在する段階的な温度勾配も排除する。最大反応温度を平均反応温度に等しくするように制御する無火炎オキシダイザの機能は、ＮＯ_x及びＣＯの熱生成を事実上排除する。本発明の燃焼装置に使用すべきタイプの代表的な無火炎オキシダイザ装置すなわち無火炎酸化装置においては、有機物蒸気のＤＲＥは、９９.９９％よりも大きいことが証明されている。無火炎オキシダイザは、一般的に、標準的な燃焼器における温度（約１９２７℃（約３５００°Ｆ））よりも十分に低い温度（１５５０−１８５０℃）で作動するので、望ましくないＮＯ_x副生物の発生量が少ない。流出物（流出ガス）の中の代表的なＮＯ_x濃度は、２ｐｐｍｖであり、一般的に、ＣＯは検出されない。上記技術の拡張的な試験を行って、種々の炭化水素及びハロゲン化炭化水素の処理において得られるＤＲＥを判定した。その試験結果が、下の表１に総括されている。無火炎酸化プロセスそれ自身は、本質的に、エネルギ効率の良いものである。無火炎オキシダイザに供給されるフュームが、十分な有機物（エンタルピー含量が約３０ＢＴＵ／ｓｃｆ又はそれ以上）を含有している場合には、反応は自続的であって、オキシダイザ自体のの中には、補助的な燃料又は熱が全く必要とされない。この挙動は、フュームのエンタルピー含量に関係無く、天然ガスの如き清浄で安定な燃料源によってだけ、メインフレーム（主火炎）に燃料が供給される火炎式のオキシダイザの運転とは対照的である。本プロセスは、一般的に、簡単な温度制御によって制御される。図１に示す温度要素３２をプログラム可能な制御装置（図１には示していないが、図２に関して後に説明する）に接続して、薄い又は濃いフューム流のそれぞれの場合において、補助的な燃料又は空気の流量を調節することができる。この無火炎オキシダイザ反応器は、通常、人員の安全及び熱の保持を図るために、絶縁される。マトリックスは、ヒートシンクとしても作用して、起こりうるフュームの流量、濃度及び組成の変動を緩衝する。流量又は濃度のピーク的な又は段階的な変化が始まってマトリックスの温度に影響を与えた後の遅延期間の間に、監視制御システムが、適正な補正作用（補助的な燃料又は空気を追加する）を行って、温度を維持することができる。マトリックスの熱容量及び幾何学的形状は、重要な安全性の便益（固有の火災防止機能）ももたらす。可燃性の混合物が反応器に入った場合には、マトリックスベッド１４のコールド領域（混合ゾーン）１６は、火炎が上流側へ逆伝播するのを防止する。また、マトリックスの空隙は、大きなクエンチ表面積、及び、市販の火災防止器に特有の流れを中断させる曲がりくねった通路を提供する。マトリックスベッド１４の中の材料のタイプを変えて、ベッドの中の内部熱伝達特性、輻射特性、強制対流特性、及び、内側のマトリックス固形物の熱伝導特性を変えることができる。これは、種々のサイズの耐熱材料１６、１８を用いて平均自由輻射行程を変化させるか、あるいは、そのような材料の輻射能を変えることによって、単位体積当たりの表面積（幾何学的形状）を変えることによってマトリックスベッド１４の強制対流熱伝達特性を変えることにより、種々の熱伝導率を有する耐熱材料１６、１８を用いることによって熱伝導による熱伝達特性を変えることにより、あるいは、ベッドの中の材料の点接触表面積を変えることにより、行うことができる。これらの性質は、同時に又は別個に変化させて、所望の効果を得ることができる。マトリックスベッド１４自体の性質を変えることに加えて、１又はそれ以上のインターフェースをベッドの中に挿入して、該インターフェースの両側で、ベッドの１又はそれ以上の熱伝達特性を別個に又は同時に変化させることができ、この変化は、上記箇所における反応ゾーンを安定化させる助けをすると共に、「酸化ゾーンアンカー」として作用する。これは、例えば、図１において混合ゾーン１６及び反応ゾーン１８で示されるように、マトリックスベッド１４の中にインターフェースを挿入して、該インターフェースの前後の空隙率を変えることにより、行うことができる。上記インターフェースは、上記空隙率とは独立して、インターフェースの前後の平均自由輻射行程を変化させることができる。耐熱材料を変えることによって、輻射能は、マトリックスベッドの中のインターフェースの前後で変化することができる。インターフェースの前後で耐熱材料の単位体積当たりの面積を変えることにより、ガスがインターフェースを通過する際の強制対流熱伝達特性が変化することができる。流れ軸線に直交するマトリックスベッドの断面は、円形、方形、矩形又は他の形状として構成することができる。上記断面の面積は、与えられた各々のマトリックス燃焼速度において、安定した広い範囲の反応物体積流量を得るために、意図的に変えることができる（すなわち、截頭円錐形状又は截頭角錐形状として）。ここで、揮発性物質の流れが時間経過と共に変動する濃度を有する場合に使用されるＶＯＣ分解装置全体の中に、上記無火炎オキシダイザ技術を統合することを考えると、本発明の一実施例が、図２に概略的に示されている。この実施例においては、非触媒性無火炎オキシダイザ１０が、触媒性オキシダイザ３６と一体の関係で構成されており、これにより、無火炎オキシダイザ１０からの排出物は、必然的に、接続シリンダ又は他の直接接続部５６を介して、触媒性オキシダイザ３６に流入する。この複合された非触媒性／触媒性オキシダイザ３３は、後に詳細に説明するように、無火炎オキシダイザ１０と触媒性オキシダイザ３６との間の点において、複合型オキシダイザ３３を通る流れにガス流を追加できるようにも構成されている。図２の概略図は、複合型オキシダイザ３３の種々の要素を等スケールで表すことを意図していない。また、無火炎オキシダイザ１０、接続部５６、及び、触媒性オキシダイザ３６には種々の断面形状を採用することができるが、概ね円筒形の形状が、一般的には最も効率的である。本発明の装置は、流入ガス２０にフュームを導入し、また、ある量の酸化触媒を設けるという点において、通常の触媒性オキシダイザの設計に幾分類似している。しかしながら、通常の触媒性オキシダイザとは対照的に、本発明は、拡散バーナーパイロットを使用していない。その代わりに、上述のタイプのＰＩＭオキシダイザ１０が使用されている。また、本発明のシステム制御は、代表的な拡散火炎オキシダイザ又は触媒性オキシダイザとは、完全に異なっている。本発明の装置の図示の形態においては、ＶＯＣを含有するガス流３４は、燃焼ライン３８、４０、２０を介して、無火炎オキシダイザ１０に直接供給することができる。また、補助燃料源４２も無火炎オキシダイザ１０に供給することができ、この場合には、上記補助燃料源は、ライン４４、３８、４０、２０の組み合わせを用いて供給される。最後に、補助空気源４６を、ライン４６、４８、３８、４０、２０の組み合わせを介して、無火炎オキシダイザ１０に供給することができる。ミキサーすなわち混合基５０が設けられており、これにより、ＶＯＣを含有するガス流３４、補助燃料源４２、及び、空気源４６からのどのような組み合わせの流れも、無火炎オキシダイザ１０に入る前に、完全に混合される。図２の実施例においては、予熱器３０が、無火炎オキシダイザ１０の上流側の別個の装置として示されている。図示のように、上記予熱器３０は、燃料ライン５２を通して与えられる補助燃料を用いて、熱ガスを発生することができる。これらの熱ガスを用いて、最初に、マトリックスベッド１４を、分解すべきＶＯＣの自己発火温度まであるいはそれ以上の温度まで加熱することができる。また、ＶＯＣを含有するガス流３４を、バイパス導管５４を用いて、無火炎オキシダイザ１０の上流側で且つ触媒３６の下流側の点に供給することもできる。図示のように、そのようないずれのバイパスガス流も、触媒性オキシダイザ３６の直ぐ上流側の点において、複合型の非触媒性／触媒性オキシダイザ３３の流れに混合される。いずれのバイパス流も、オキシダイザの中間のプリナム５６を通して、複合型オキシダイザ３３の周囲の幾つかの点において、加えることが好ましい。一般的に、オキシダイザの中間のプリナム５６は、複合型オキシダイザ３３の外側の周囲で円周方向に設けられた単純な一連のポートである。そのような円周方向の注入は、バイパス流を複合型オキシダイザ３３の無火炎オキシダイザ１０の部分からの任意のガス流と確実に最大限に混合する。同様な態様で、ライン５８を介してオキシダイザの中間のプリナム５６に空気を供給し、これにより、触媒３６の上流側の複合型の非触媒性／触媒性オキシダイザ３３の中の流れに加えることができる。弁６０、６２が、無火炎オキシダイザ１０の上流側又は下流側に、ＶＯＣを含有するガス流３４を選択的に供給することを可能にする。弁６４、６６が、補助燃料を、予熱器３０へ、あるいは、無火炎オキシダイザ１０の流入物２０へ選択的に供給することを可能にする。最後に、弁６８、７０が、無火炎オキシダイザ１０の上流側又は下流側での空気４６の選択的な供給を可能にする。複合型オキシダイザ３３からの排出流は、排出ライン７２を通って複合型オキシダイザ３３から出る。本発明の好ましい実施例は、図２に示すように、全体的なシステム制御装置７４を用いている。この制御装置７４は、システムガス流が無火炎オキシダイザ１０を出る際に、また、システムガス流が触媒性オキシダイザ３６に入る際に、そのようなシステムガス流の温度を測定する温度センサ７６に関連して作動するのが好ましい。他の温度センサ７５、７７が、システムガス流の無火炎オキシダイザ１０の中における温度、及び、触媒性オキシダイザ３６を出る際のシステムガス流の温度を測定し、これら温度センサも、制御装置７４に接続されている。また、システム制御装置７４は、補助燃料弁６４、６６を監視し且つ制御する制御ライン７８、ガス流弁６０、６２を監視し且つ制御する制御ライン８０、及び、空気弁６８、７０を監視し且つ制御する制御ライン８２を用いて、種々の弁を通る流量を監視し且つ制御する。運転の間に、システム制御装置７４は、温度センサ７６によって感知された温度、並びに、弁６０、６２、６４、６６、６８、７０を通る監視された流量を用いて、どの弁をどの程度開くかを選択的に決定する。システム制御装置７４は、適宜な計算を用いて、温度センサ７６からの温度データ及び種々の弁を通るガス流量データを組み合わせて、ガス流３４の固有ＢＴＵ値を決定する。単一のシステム制御装置７４を説明したが、本発明の精神から逸脱することなく、幾つかの異なる制御装置を用いて、自動的に又は手動操作で、本装置の種々の特徴を制御することができることは、当業者には明らかであろう。本発明の装置の好ましい実施例の各要素を更に説明するために、最初に高濃度のＶＯＣを含むガス流に対して作動するシステム動作の好ましいプロセスを以下に説明する。システムすなわち装置の起動時には、燃料が、弁６６及び燃料ライン５２を介して、また、空気が、弁６８及びライン４８、３８、４０の組み合わせを介して、予熱器３０に供給され、該予熱器において、燃料が燃焼されて熱ガスを発生し、該熱ガスは、その後、流入ライン２０を介して無火炎オキシダイザ１０に供給される。熱ガスは、耐熱材料製のマトリックスベッド１４を予熱する。マトリックスベッド１４が、酸化すべきＶＯＣの自己発火温度を超える温度（通常は、約７６０℃（約１４００°Ｆ）乃至約１９２５℃（約３５００°Ｆ）の温度）まで予熱されると、弁６６が閉じ、弁６０が開く。（弁６８は、後に説明するように、流入ガス流の性格に応じて、閉じたり、あるいは、部分的に開いた状態にすることができる。）。弁６０が開くと、高濃度ＶＯＣガス流３４が、混合器５０及び予熱器３０を通って、無火炎オキシダイザ１０に入る。無火炎オキシダイザ１０の好ましい実施例は、該無火炎オキシダイザに供給されるガスが、約３０−３５ＢＴＵ／ｓｃｆの固有ＢＴＵ値を有している時に、最適に作動する。好ましく設計すると、そのようなＢＴＵ値を有するガスは、無火炎オキシダイザ１０のマトリックスベッド１４の中に安定した無火炎反応ゾーンを確立することができる。上述のタイプの無火炎オキシダイザは、一般的に、ガスが概ね３０−３５ＢＴＵ／ｓｃｆを有している場合に、広範囲のガス流量にわたって作動することができる。そのような無火炎オキシダイザが、２０対１のターンダウン比を有することは異例なことではない。すなわち、オキシダイザは、２０の係数で変動する流量（例えば、１０００ｓｃｆｍから５０ｓｃｆｍまでの流量）を処理するように設計することができる。ガス流３４のＶＯＣ濃度が、最初は、３０−３５ＢＴＵ／ｓｃｆの固有ＢＴＵ値を与える濃度よりも高いことは稀ではない。そのような場合には、温度センサ７６が、無火炎オキシダイザ１０からのガス生成物の排出物２６の増大する及び／又は不安定な温度を検知する。システム制御装置７４は、弁６８を開いて、ライン４８を介して無火炎オキシダイザ１０の上流側で装置すなわちシステムに入る空気を希釈するように作動する。上記空気は、ライン３８の中のガス流と混合され、その後、そのような空気及びガス流は、混合器５０の中で完全に混合される。十分な希釈空気を加えて、混合された空気／ガス流の固有ＢＴＵ値を３０− ３５ＢＴＵ／ｓｃｆの範囲に低下させる。ＳＶＥの如き代表的なプロセスにおいては、ガス流３４のＶＯＣ濃度は、時間経過と共に徐々に減少する。ＶＯＣ濃度が減少して、ガス流３４の固有ＢＴＵ値が好ましい３０−３５ＢＴＵ／ｓｃｆ範囲に接近するに従って、弁６８を介して導入される必要な希釈空気の量が減少する。ガス流の中の及びそれ自身の固有ＢＴＵ値が３０−３５ＢＴＵ／ｓｃｆ範囲に接近した後には、それ以上の希釈空気は必要とされず、弁６８は閉じられる。その後、ガス流３４のＶＯＣ濃度が引き続き減少するに従って、補助燃料を追加することによって、固有ＢＴＵ値を補給することが必要となる。天然ガスは、約１，０００ＢＴＵ／ｓｃｆの固有ＢＴＵ値を有しており、従って、全体のＢＴＵ値を上昇させるために比較的少量の天然ガスを用いることができる。これを行うために、システム制御装置７４は、補助燃料弁６４を徐々に開いて、補助燃料をライン４４に導入する。この燃料は、無火炎オキシダイザ１０に入る前に、ライン３８及び混合器５０の中でガス流３４と混合される。システム制御装置７４は、ガス流３４の固有ＢＴＵ値を判定して、無火炎オキシダイザ１０の上流側の補助燃料及び／又は空気の流量を調節する基本的な機能を有しているが、触媒３６に関する追加の機能を果たすこともできる。触媒３６は、該触媒を通過するガスが、最初に過熱されているか、あるいは、過剰の固有ＢＴＵ値を含んでいる場合には、熱的に不活性化されるので、触媒性オキシダイザ３６に導入されるガスの固有ＢＴＵ値及び温度を調節することが重要である。触媒を出るガスの最終的な温度は、触媒３６が焼結されてしまう温度よりも低い温度に維持されなければならない。従って、システム制御装置７４は、温度及び流量を監視することによって、触媒性オキシダイザ３６の異常な触媒ダメージを防止するために、希釈空気を無火炎オキシダイザ１０からの気体生成物２６と混合すべきか否か、あるいは、どの程度の量を混合すべきかを決定する。システム制御装置７４は、ガス流の温度及びＢＴＵ値を共に減少させるためにライン５８を介してオキシダイザの間のプリナム５６に空気を供給するのに適した分だけ、弁７０を開く。ガス流３４の全部が無火炎オキシダイザ１０に供給されている期間には、触媒性オキシダイザ３６は、無火炎オキシダイザ１０において生ずる酸化が完全であるので、有害な排出物を酸化する機能を殆ど果たさない。しかしながら、気体生成物２６及び希釈空気７０の相対的な混合量を制御して、混合された流れの温度が触媒ベッドをその好ましい作動温度に維持するようにするのが好ましい。多くの触媒性オキシダイザは、３１５−４２５℃（６００−８００°Ｆ）の排出温度で作動する。排出温度は、上記通常の温度（３１５−４２５℃（６００−８００ °Ｆ）を超えないように維持されなければならず、また、オキシダイザのプロセス自身が熱を発生するので、触媒性オキシダイザ３６に供給される総てのガス流は、一層低い温度で供給されなければならない。可能であれば、ＶＯＣを処理するための触媒性オキシダイザ３６は、固有ＢＴＵ値に基づいて、採用するのが好ましい。このようにする基本的な理由は、より低い運転温度が必要とされ、従って、全体的なエネルギが節約されるからである。ガス流３４の固有ＢＴＵ値が約５ＢＴＵ／ｓｃｆあるいはそれ以下に減少すると、ガス流３４は、触媒性オキシダイザ３６によって実際に処理することができる。この時点において、少なくとも大部分のガス流３４が、無火炎オキシダイザ２０の周囲を通って触媒性オキシダイザ３６へ直接バイパスする。弁６２は開かれ、弁６０は、完全に閉じていなければ、ほぼ閉じることになる。通常の処理の観点からすると、装置の全体的な効率のために、また、触媒性オキシダイザ３６の中の適正な作動温度を確実に維持するために、５ＢＴＵ／ｓｃｆあるいはそれ以下の値を有するガス流は、触媒性オキシダイザ３６によって直接処理するのが好ましいが、本発明のプロセスにおいては、無火炎オキシダイザ１０を最小流量で作動させ続けるのが好ましい。従って、制御装置７４は、弁６０、６４を制御して、無火炎オキシダイザ１０を適正に作動させるために可能な最小体積で流れていて、上記好ましい３０−３５ＢＴＵ／ｓｃｆを含むガス／補助燃料の混合物を生じさせるのが好ましい。天然ガスのＢＴＵ値は非常に高いので、そのような天然ガスは、低いＢＴＵ値を有するフューム、又は、希釈空気又は希釈酸素から成る希釈流と混合する必要がある。ガス流３４の残りの部分は、弁６２を通ってオキシダイザの中間のプリナム５６へバイパスされる。上記構成は、好ましい実施例であるが、ガス流３４の全体を触媒性オキシダイザ３６へバイパスする間に、補助燃料／空気の混合流を無火炎オキシダイザ１０に供給することも可能である。しかしながら、この変形例は、それほど効率的ではなく、その理由は、無火炎オキシダイザ１０のために適正な３０−３５ＢＴＵ／ｓｃｆの流れを生じさせるためには、より多くの補助燃料が必要とされるからである。無火炎オキシダイザ１０を通る流量は、常に最小に維持することが望ましいので、希釈空気をオキシダイザの中間のプリナム５６に追加して、気体生成物２６、ガス流５４及び希釈空気５８の混合物が、触媒性オキシダイザ３６に害を与えないような適正なＢＴＵ値／温度を有するようにすることができる。通常運転全体を通じて、ガス流３４のＶＯＣ濃度が減少又は増大した場合には、システム制御装置７４は、ＶＯＣを最も効率的に分解するように装置すなわちシステムを再構成するように、反応する。本発明を最も効率的に作用させるための１つの重要な考慮事項は、無火炎オキシダイザ１０に入る流れ、及び、触媒性オキシダイザ３６に入る流れを共に、その流入前に完全に混合することである。例えば、触媒性オキシダイザ３６の過熱を防止するために、無火炎オキシダイザ１０からの気体生成物２６に希釈空気を加える場合には、そのような希釈空気を熱い気体生成物２６と良好に混合して、触媒にダメージを与えることになる局部的な過熱点すなわちホットスポットが存在しないようにすることが、必須的な要件である。この理由から、希釈空気又はバイパスガス流は総て、無火炎オキシダイザ１０と触媒性オキシダイザ３６との間の接続部の周囲の複数の点において、注入又は他の方法で追加されるのが好ましい。本発明の装置の好ましい実施例を上に説明したが、本発明の範囲内に入るものと考えられる他の多くの変形例が存在する。例えば、排気流すなわち排出物の流れ７２から熱を回収して、無火炎オキシダイザ１０に供給される流入ガス２０を予熱するために使用するように、装置すなわちシステムを構成することができる。しかしながら、ガス流３４が、好ましい３０−３５ＢＴＵ／ｓｃｆを超えるＢＴＵ値を有する場合には、排出物から熱を回収して本装置に使用する理由は全くない（しかしながら、ここでは説明しない他の装置を加熱するためには、常に使用することができる。）。反対に、ガス流３４が、５乃至３０ＢＴＵ／ｓｃｆのＢＴＵ値、あるいは、５ＢＴＵ／ｓｃｆよりも十分に低いＢＴＵ値を有している場合には、排気流７２から熱を回収することが有用であることもある。（上述の装置の中で使用することとは別に、回収された熱は、熱回収ボイラ又は熱脱離プロセスの如き他の装置で使用することができる。）。本発明は、既存の装置に比較して重要な利点を有しており、また、既存の装置の組み合わせに比較してさえも、重要な利点を有している。上述のように、触媒ベッドは、適正な温度を維持するためにパイロット火炎を用いることが多い。そのようなパイロット火炎が必要な理由は、大型の装置に小さな触媒区域を使用する際には、滞留時間が非常に短くなるからである。触媒物質が高価なために、触媒ベッドは通常、非常に小さく、また、フュームの値が変動するので、パイロット火炎の如き外部熱源を使用することなく定常状態の自己制御温度を触媒ベッドの中に確立することは、非常に困難である。また、触媒ベッドにおいて自続的な反応を確立することも困難であり、その理由は、ベッドの最大使用温度が低すぎて、通常のフュームガスの流量速度において触媒の前縁を「着火」温度よりも高い温度（一般的には、約２０４℃（４００°Ｆ））にするために、熱（輻射、及び、触媒物質に沿う伝導による）を十分にフィードバックすることができないからである。しかしながら、本発明は、触媒性オキシダイザ３６のための調節熱源として無火炎オキシダイザ１０を使用することにより、そのようなパイロット火炎の必要性を排除している。また、無火炎オキシダイザ１０を火炎式燃焼器で置き換えて、本発明の一般的な構造を利用することは、極めて効率的ではない。その理由は、大部分の火炎式燃焼器は、２００−２５０ＢＴＵ／ｓｃｆの固有ＢＴＵ値を必要とするからである。（事実、幾つかの州は、火炎式燃焼器がそのような基準を満たすことを要求している。）。触媒性オキシダイザは、通常、５ＢＴＵ／ｓｃｆ程度の値しか許容しないので、本発明の装置の一般的な構造に火炎式燃焼器を用いると、２００ −２５０ＢＴＵ／ｓｃｆから５ＢＴＵ／ｓｃｆまでの範囲のＶＯＣの全濃度範囲にわたって、補助燃料を追加することが必要となる。これとは対照的に、本明細書に記載するＰＩＭ技術は、２００ＢＴＵ／ｓｃｆから３０ＢＴＵ／ｓｃｆまでのＶＯＣの濃度範囲にわたって、下に説明する二段階プロセスで熱的に作動することのできる、現在まで知られている唯一の技術である。この理由から、また、二段階装置は、一方の装置から他方の装置へ切り替わる２つの別個の装置として作動するのではなく、統合されているので、本発明の装置の運転コストは低くなる。更に、本発明を用いると、ＮＯ_xが低い熱生成物を含む排出物が生じ、ＮＯ_xの濃度は、体積基準で２ｐｐｍ（１００万分の２部）を超えない。本発明の複合型の非触媒性／触媒性オキシダイザ装置は、ＶＯＣ濃度の高い流れに関して作動する時に、触媒性オキシダイザにより要求される過剰量の希釈空気の必要性を排除し、同時に、火炎式の熱オキシダイザをＶＯＣ濃度の低い流れを分解するために運転する時に要求される過剰量の補助燃料の必要性も排除する。本発明は、最初はＶＯＣ濃度が比較的高く時間経過と共に徐々に減少する土壌改良装置に用いるのが特に有用であるが、ＶＯＣ濃度が時間経過と共に大きく変動する任意の装置にも容易に使用することができる。例えば、ある種のバッチプロセス（アクリルの製造プロセスの如き）は、２４時間又はより長い時間の間に、ＶＯＣが濃い流れからＶＯＣが薄い流れに移行する。最後に、本発明の構成は、処理プロセスが焼却炉として分類されないという、他の主要な利点を提供する。これは、許可を大幅に容易にする。この統合型の処理装置は、焼却装置よりも高い装置性能及び運転上の安定性をもって、より低い装置の運転コストで、経済的な処理量までスケールアップすることができる。総括的には、複合型の無火炎酸化装置を用いて、そのままの土壌又はＶＯＣ濃度が変動する他の発生源から有害な有機物を分解するための装置及び方法を説明した。幾つかの好ましい実施例に関して、本発明を上に説明した。しかしながら、本発明は、上に説明し且つ図示した実施例に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内の多くの変形例を有することができる。例えば、燃料を燃焼するタイプの予熱器を図示し且つ説明したが、他の標準的な予熱装置を本発明の範囲内で利用することができることは、当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は、上に説明した実施例によって決定されるべきではなく、添付の請求の範囲及びその法律上の均等物によって決定されるべきである。本発明を以上のように説明したが、特許法による保護を願う事項は、以下の請求の範囲に述べられている。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項【提出日】１９９６年４月２６日【補正内容】請求の範囲１．ＶＯＣを分解するためのＶＯＣ分解装置であって、調節されないＶＯＣ含有率を有する１又はそれ以上のガス流の供給源と、以下の（ａ）乃至（ｃ）の要素を有する非触媒性無火炎オキシダイザと、（ａ）ガス流の供給源に流体連通している入口ポート、（ｂ）出口ポート、（ｃ）前記入口ポートと出口ポートとの間に位置していて、非触媒性の耐熱材料から成るマトリックスベッドを含んでおり、該マトリックスベッドが、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有している、区域、触媒を収容していると共に、入口及び出口を有している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記下流側を前記触媒性オキシダイザに流体連通させるように、前記非触媒性無火炎オキシダイザの前記出口と前記触媒性オキシダイザの前記入口との間に位置している、接続部と、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに、補助燃料及び空気を選択的に追加する手段と、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加する手段と、前記１又はそれ以上のガス流が前記触媒性オキシダイザの前記入口に直接流体連通するように、前記接続部を前記ガス流の供給源に接続する、バイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給される前記１又はそれ以上のガス流の量、及び、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接分流される量を選択的に調節する、制御装置、とを備えることを特徴とする、ＶＯＣ分解装置。２．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記制御装置は、前記１又はそれ以上のガス流の一部を、該１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣ濃度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、又は、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。３．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、火炎を用いることなく、あるいは、火炎を生成することなく、揮発した汚染物質を熱的に分解することができるように構成されていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。４．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記マトリックスベッドの上流側にある流れに追加される補助燃料及び空気の量を制御し、これにより、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持するための制御手段を備えていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。５．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される空気の量を制御し、これにより、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持するための制御手段を備えていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。６．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記制御装置は、前記１又はそれ以上のガス流の一部を、前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で１又はそれ以上の温度センサによって感知された温度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、あるいは、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。７．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記耐熱材料は、セラミックボール、セラミックサドル、セラミックポールリング、セラミックラシヒリング、セラミックフォーム、セラミックウール、金属フォーム、又は、金属ウールを含むことを特徴とするＶＯＣ分解装置。８．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、耐熱材料から成る少なくとも２つの層を備えており、これらの層は、異なる寸法の耐熱材料から構成されており、前記無火炎オキシダイザの前記区域は、前記入口から出口までのあるフローパターンを形成するように構成されており、該フローパターンは、いかなる流れでも、小さい方の寸法の材料から成る前記層に最初に通すことを特徴とするＶＯＣ分解装置。９．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、０. ３から０.９の空隙率を有していることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１０．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドの材料は、４０ｍ²／ｍ³から１０４０ｍ²／ｍ³の比表面積を有していることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１１．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、予熱器を備えており、該予熱器は、前記マトリックスベッドを前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの自己発火温度よりも高い温度まで予熱することができることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１２．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記非触媒性無火炎オキシダイザは、更に、前記入口ポートと前記マトリックスベッドとの間に位置するプリナムを含んでいることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１３．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される総ての空気、及び、前記マトリックスベッドの下流側からの総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、混合するためのプリナム手段を備えることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１４．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記１又はそれ以上のガス流のための前記バイパス導管、及び、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加するための前記手段は、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、前記接続部の周囲の複数の点において前記ガス流を追加するように構成されていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１５．ＶＯＣを含むガス流と、前記ガス流に流体連通するガス入口ポート、ガス出口ポート、並びに、前記入口ポートと前記出口ポートとの間に位置していて非触媒性の耐熱材料から成り、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有しているマトリックスベッドを含んでいる、非触媒性無火炎オキシダイザと、入口及び出口を有しており、前記入口が、接続部を介して、前記マトリックスベッドの下流側に流体連通している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに燃料及び空気を選択的に追加するための手段と、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに、空気を選択的に追加するための手段と、前記ガス流と前記触媒性オキシダイザの入口との間を直接的に流体連通させるバイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給されるガス流の量、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接的に分流されるガス流の量、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される燃料又は空気の量、及び、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに追加される空気の量の各々を調節する制御装置、とを備えることを特徴とする装置。１６．請求項１５の装置において、前記制御装置は、前記ガス流の一部又は全部を、該ガス流の中のＶＯＣの濃度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、あるいは、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とする装置。１７．請求項１６の装置において、前記制御装置は、１又はそれ以上の温度センサによって前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で感知された温度を用いて、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を決定するように構成されていることを特徴とする装置。１８．請求項１５の装置において、前記マトリックスベッドは、火炎を用いることなく、あるいは、火炎を発生することなく、揮発した汚染物質を熱的に分解することができるように、構成されていることを特徴とする装置。１９．請求項１５の装置において、前記制御手段は、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される燃料及び空気の量を制御し、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持することを特徴とする装置。２０．請求項１５の装置において、前記制御装置は、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに追加される空気の量を制御し、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持することを特徴とする装置。２１．請求項１５の装置において、前記耐熱材料は、セラミックボール、セラミックサドル、セラミックポールリング、セラミックラシヒリング、セラミックフォーム、セラミックウール、金属フォーム、又は、金属ウールを含むことを特徴とする装置。２２．請求項１５の装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される総ての空気、及び、前記マトリックスベッドの下流側からの総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザにはいる前に混合するためのプリナム手段を備えることを特徴とする装置。２３．請求項１５の装置において、前記バイパス導管、及び、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに空気を選択的に追加するための手段は、前記接続部の周囲の複数の注入点を介して、前記接続部に流体連通するように取り付けられていることを特徴とする装置。２４．ＶＯＣを分解するためのＶＯＣ分解装置であって、調節されないＶＯＣ含有率を有する１又はそれ以上のガス流の供給源と、以下の（ａ）乃至（ｃ）の要素を有する非触媒性無火炎オキシダイザと、（ａ）ガス流の供給源に流体連通している入口ポート、（ｂ）出口ポート、（ｃ）前記入口ポートと出口ポートとの間に位置していて、非触媒性の耐熱材料から成るマトリックスベッドを含んでおり、該マトリックスベッドが、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有している、区域、触媒を収容していると共に、入口及び出口を有している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記下流側を前記触媒性オキシダイザに流体連通させるように、前記非触媒性無火炎オキシダイザの前記出口と前記触媒性オキシダイザの前記入口との間に位置している、接続部と、前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの自己発火温度よりも高い温度まで、前記マトリックスベッドを予熱することのできる予熱器と、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに、補助燃料及び空気を選択的に追加する手段と、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加する手段と、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される補助燃料及び空気の量を制御して、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持する制御手段と、前記接続部の中の流れに追加される空気の量を制御して、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持する第２の制御手段と、前記１又はそれ以上のガス流が前記触媒性オキシダイザの入口に直接的に流体連通するように、前記接続部を前記１又はそれ以上のガス流の供給源に直接接続するバイパス導管であって、当該バイパス導管、及び、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加するための前記手段が、総てのガス流及び空気を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザに入る前に、前記接続部の周囲の複数の点において注入するように構成されている、バイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給される前記１又はそれ以上のガス流の量、及び、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接的に分流される量を選択的に制御するための制御装置、とを備えており、前記制御装置は、１又はそれ以上の温度センサによって前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で感知された温度から決定される前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの濃度に応じて、前記１又はそれ以上のガス流を選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。２５．量が変動するＶＯＣ排出物を含むガス流からＶＯＣ排出物を減少させるための方法であって、（ａ）量が変動するＶＯＣを含むガス流の中のＶＯＣ濃度を直接的又は間接的に監視する工程と、（ｂ）下流側の触媒性オキシダイザの中の触媒を過熱させることなく該触媒性オキシダイザの中で分解することのできる値を超えるＢＴＵ値を有するガス流のいずれかの部分を、前記ＶＯＣ排出物の自己発火温度を超える温度まで予熱されている耐熱材料から成るマトリックスベッドを有している非触媒性無火炎オキシダイザに供給し、これにより、火炎を使用することなく、あるいは、火炎を生成することなく、無火炎反応ゾーンの中で前記ガス流の中のＶＯＣを熱的に酸化させて熱い気体生成物にする工程と、（ｃ）前記気体生成物を触媒を有する前記下流側の触媒性オキシダイザに通す工程と、（ｄ）前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を直接的に又は間接的に監視し、そのような気体生成物を前記触媒性オキシダイザに通す前に、十分な希釈空気を前記気体生成物に混合して、そのような混合された気体生成物／空気の流れの温度を、前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い触媒性オキシダイザの排気ガスの温度が生じるような温度まで低下させる工程と、（ｅ）前記無火炎オキシダイザの中に無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気を、前記触媒の温度がその熱的な不活性化温度を超えないように、前記触媒性オキシダイザの中で酸化することのできるＶＯＣ濃度よりも高いＶＯＣ濃度を有する前記ガス流のいずれかの部分と混合する工程と、（ｆ）前記ガス流が、前記触媒性オキシダイザの中で前記触媒を過熱させることなく酸化することのできるような十分に低いＢＴＵ値を有している場合に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の一部を前記触媒性オキシダイザに直接バイパスさせ、これと同時に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の残りの部分を、無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気と共に、前記無火炎オキシダイザに供給する工程とを備えることを特徴とする方法。２６．請求項２５の方法において、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を監視する前記工程、及び、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を監視する前記工程は、前記無火炎オキシダイザの中に設けられている、あるいは、前記無火炎オキシダイザと前記触媒性オキシダイザとの間に設けられている１又はそれ以上の温度センサを用いて実行されることを特徴とする方法。２７．請求項２５の方法において、前記希釈空気、及び、総てのバイパスされるガス流は、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、前記気体生成物の流れの周囲の複数の点において、前記無火炎オキシダイザからの気体生成物の総ての流れに追加されることを特徴とする方法。２８．請求項２５の方法において、前記マトリックスベッドの温度は、前記無火炎反応ゾーンの中で、約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（３５００°Ｆ）の間の温度に維持されることを特徴とする方法。２９．請求項２５の方法において、前記ガス流の一部が前記触媒性オキシダイザに直接バイパスされる時に、補助燃料と混合された場合に前記無火炎オキシダイザの最小流量要件を満たすために十分な前記バイパス流の残りの部分が、前記無火炎反応ゾーンを維持しながら、前記無火炎オキシダイザに供給されることを特徴とする方法。３０．請求項２５の方法において、総てのガス流、補助燃料、及び、前記無火炎オキシダイザに供給される空気の混合された流れが、約３０から約３５ＢＴＵ／ｓｃｆを有するように調節されることを特徴とする方法。３１．請求項２５の方法において、総てのガス流、気体生成物、及び、前記触媒性オキシダイザに供給される空気の混合された流れが、約５ＢＴＵ／ｓｃｆを超えない値を有するように調節されることを特徴とする方法。３２．量が変動するＶＯＣ排出物を含むガス流からＶＯＣ排出物を減少させるための方法であって、（ａ）量が変動するＶＯＣを含むガス流の中のＶＯＣ濃度を直接的又は間接的に監視する工程と、（ｂ）下流側の触媒性オキシダイザの中の触媒を過熱させることなく該触媒性オキシダイザの中で分解することのできるＢＴＵ値を超えるＢＴＵ値を有するガス流のいずれかの部分を、前記ＶＯＣ排出物の自己発火温度を超える温度まで予熱されている耐熱材料から成るマトリックスベッドを有している非触媒性無火炎オキシダイザに供給し、これにより、火炎を生成することなく、無火炎反応ゾーンの中で前記ガス流の中のＶＯＣを熱的に酸化させて熱い気体生成物にし、前記温度を前記無火炎反応ゾーンの中で約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持する工程と、（ｃ）前記気体生成物を触媒を有する前記下流側の触媒性オキシダイザに通す工程と、（ｄ）前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を直接的に又は間接的に監視し、そのような気体生成物を前記触媒性オキシダイザに通す前に、十分な希釈空気を前記気体生成物に混合して、そのような混合された気体生成物／空気の流れの温度を、前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い触媒性オキシダイザの排気ガスの温度が生じるような温度まで低下させる工程と、（ｅ）前記無火炎オキシダイザの中に無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気を、前記触媒の温度がその熱的な不活性化温度を超えないように、前記触媒性オキシダイザの中で酸化することのできるＶＯＣ濃度よりも高いＶＯＣ濃度を有する前記ガス流のいずれかの部分と混合する工程と、（ｆ）前記ガス流が、前記触媒性オキシダイザの中で前記触媒を過熱させることなく酸化することのできるような十分に低いＢＴＵ値を有している場合に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の一部を前記触媒性オキシダイザに直接バイパスさせ、これと同時に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の残りの部分を、無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気と共に、前記無火炎オキシダイザに供給する工程と、（ｇ）総てのガス流、補助燃料、及び、前記無火炎オキシダイザに供給される空気の混合された流れを、約３０乃至約３５ＢＴＵ／ｓｃｆの値を有するように調節する工程と、（ｈ）総てのガス流、気体生成物、及び、前記触媒性オキシダイザに供給される空気の混合された流れを、約５ＢＴＵ／ｓｃｆよりも小さい値を有するように調節する工程と、（ｉ）前記希釈空気、及び、バイパスされた総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザに入る前に、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の流れの周囲の複数の点において、前記気体生成物の流れに追加する工程、とを備えており、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を監視する前記工程、及び、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を監視する前記工程は、前記無火炎オキシダイザの中に、あるいは、前記無火炎オキシダイザと前記触媒性オキシダイザとの間に設けられている１又はそれ以上の温度センサを用いて実行されることを特徴とする方法。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年６月１９日【補正内容】請求の範囲１．ＶＯＣを分解するためのＶＯＣ分解装置であって、調節されないＶＯＣ含有率を有する１又はそれ以上のガス流の供給源と、以下の（ａ）乃至（ｃ）の要素を有する非触媒性無火炎オキシダイザと、（ａ）ガス流の供給源に流体連通している入口ポート、（ｂ）出口ポート、（ｃ）前記入口ポートと出口ポートとの間に位置していて、非触媒性の耐熱材料から成るマトリックスベッドを含んでおり、該マトリックスベッドが、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有している、区域、触媒を収容していると共に、入口及び出口を有している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記下流側を前記触媒性オキシダイザに流体連通させるように、前記非触媒性無火炎オキシダイザの前記出口と前記触媒性オキシダイザの前記入口との間に位置している、接続部と、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに、補助燃料及び空気を選択的に追加する手段と、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加する手段と、前記１又はそれ以上のガス流が前記触媒性オキシダイザの前記入口に直接流体連通するように、前記接続部を前記ガス流の供給源に接続する、バイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給される前記１又はそれ以上のガス流の量、及び、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接分流される量を選択的に調節する、制御装置、とを備えることを特徴とする、ＶＯＣ分解装置。２．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記制御装置は、前記１又はそれ以上のガス流の一部を、該１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣ濃度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、又は、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。３．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、火炎を用いることなく、あるいは、火炎を生成することなく、揮発した汚染物質を熱的に分解することができるように構成されていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。４．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記マトリックスベッドの上流側にある流れに追加される補助燃料及び空気の量を制御し、これにより、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持するための制御手段を備えていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。５．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される空気の量を制御し、これにより、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持するための制御手段を備えていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。６．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記制御装置は、前記１又はそれ以上のガス流の一部を、前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で１又はそれ以上の温度センサによって感知された温度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、あるいは、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。７．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記耐熱材料は、セラミックボール、セラミックサドル、セラミックポールリング、セラミックラシヒリング、セラミックフォーム、セラミックウール、金属フォーム、又は、金属ウールを含むことを特徴とするＶＯＣ分解装置。８．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、耐熱材料から成る少なくとも２つの層を備えており、これらの層は、異なる寸法の耐熱材料から構成されており、前記無火炎オキシダイザの前記区域は、前記入口から出口までのあるフローパターンを形成するように構成されており、該フローパターンは、いかなる流れでも、小さい方の寸法の材料から成る前記層に最初に通すことを特徴とするＶＯＣ分解装置。９．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、０. ３から０.９の空隙率を有していることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１０．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドの材料は、４０ｍ²／ｍ³から１０４０ｍ²／ｍ³の比表面積を有していることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１１．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、予熱器を備えており、該予熱器は、前記マトリックスベッドを前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの自己発火温度よりも高い温度まで予熱することができることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１２．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記非触媒性無火炎オキシダイザは、更に、前記入ロポートと前記マトリックスベッドとの間に位置するプリナムを含んでいることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１３．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される総ての空気、及び、前記マトリックスベッドの下流側からの総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、混合するためのプリナム手段を備えることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１４．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記１又はそれ以上のガス流のための前記バイパス導管、及び、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加するための前記手段は、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、前記接続部の周囲の複数の点において前記ガス流を追加するように構成されていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１５．ＶＯＣを含むガス流と、前記ガス流に流体連通するガス入口ポート、ガス出口ポート、並びに、前記入口ポートと前記出口ポートとの間に位置していて非触媒性の耐熱材料から成り、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有しているマトリックスベッドを含んでいる、非触媒性無火炎オキシダイザと、入口及び出口を有しており、前記入口が、接続部を介して、前記マトリックスベッドの下流側に流体連通している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに燃料及び空気を選択的に追加するための手段と、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに、空気を選択的に追加するための手段と、前記ガス流と前記触媒性オキシダイザの入口との間を直接的に流体連通させるバイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給されるガス流の量、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接的に分流されるガス流の量、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される燃料又は空気の量、及び、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに追加される空気の量の各々を調節する制御装置と、前記マトリックスベッドを、前記ガス流の中のＶＯＣの自己発火温度よりも高い温度まで予熱することのできる予熱器、とを備えることを特徴とする装置。１６．請求項１５の装置において、前記制御装置は、前記ガス流の一部又は全部を、該ガス流の中のＶＯＣの濃度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、あるいは、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とする装置。１７．請求項１６の装置において、前記制御装置は、１又はそれ以上の温度センサによって前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で感知された温度を用いて、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を決定するように構成されていることを特徴とする装置。１８．請求項１５の装置において、前記マトリックスベッドは、火炎を用いることなく、あるいは、火炎を発生することなく、揮発した汚染物質を熱的に分解することができるように、構成されていることを特徴とする装置。１９．請求項１５の装置において、前記制御手段は、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される燃料及び空気の量を制御し、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃ （約３５００°Ｆ）との間の温度に維持することを特徴とする装置。２０．請求項１５の装置において、前記制御装置は、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに追加される空気の量を制御し、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持することを特徴とする装置。２１．請求項１５の装置において、前記耐熱材料は、セラミックボール、セラミックサドル、セラミックポールリング、セラミックラシヒリング、セラミックフォーム、セラミックウール、金属フォーム、又は、金属ウールを含むことを特徴とする装置。２２．請求項１５の装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される総ての空気、及び、前記マトリックスベッドの下流側からの総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザにはいる前に混合するためのプリナム手段を備えることを特徴とする装置。２３．請求項１５の装置において、前記バイパス導管、及び、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに空気を選択的に追加するための手段は、前記接続部の周囲の複数の注入点を介して、前記接続部に流体連通するように取り付けられていることを特徴とする装置。２４．ＶＯＣを分解するためのＶＯＣ分解装置であって、調節されないＶＯＣ含有率を有する１又はそれ以上のガス流の供給源と、以下の（ａ）乃至（ｃ）の要素を有する非触媒性無火炎オキシダイザと、（ａ）ガス流の供給源に流体連通している入口ポート、（ｂ）出口ポート、（ｃ）前記入口ポートと出口ポートとの間に位置していて、非触媒性の耐熱材料から成るマトリックスベッドを含んでおり、該マトリックスベッドが、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有している、区域、触媒を収容していると共に、入口及び出口を有している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記下流側を前記触媒性オキシダイザに流体連通させるように、前記非触媒性無火炎オキシダイザの前記出口と前記触媒性オキシダイザの前記入口との間に位置している、接続部と、前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの自己発火温度よりも高い温度まで、前記マトリックスベッドを予熱することのできる予熱器と、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに、補助燃料及び空気を選択的に追加する手段と、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加する手段と、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される補助燃料及び空気の量を制御して、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持する制御手段と、前記接続部の中の流れに追加される空気の量を制御して、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持する第２の制御手段と、前記１又はそれ以上のガス流が前記触媒性オキシダイザの入口に直接的に流体連通するように、前記接続部を前記１又はそれ以上のガス流の供給源に直接接続するバイパス導管であって、当該バイパス導管、及び、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加するための前記手段が、総てのガス流及び空気を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザに入る前に、前記接続部の周囲の複数の点において注入するように構成されている、バイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給される前記１又はそれ以上のガス流の量、及び、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接的に分流される量を選択的に制御するための制御装置、とを備えており、前記制御装置は、１又はそれ以上の温度センサによって前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で感知された温度から決定される前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの濃度に応じて、前記１又はそれ以上のガス流を選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。２５．量が変動するＶＯＣ排出物を含むガス流からＶＯＣ排出物を減少させるための方法であって、（ａ）量が変動するＶＯＣを含むガス流の中のＶＯＣ濃度を直接的又は間接的に監視する工程と、（ｂ）下流側の触媒性オキシダイザの中の触媒を過熱させることなく該触媒性オキシダイザの中で分解することのできる値を超えるＢＴＵ値を有するガス流のいずれかの部分を、前記ＶＯＣ排出物の自己発火温度を超える温度まで予熱されている耐熱材料から成るマトリックスベッドを有している非触媒性無火炎オキシダイザに供給し、これにより、火炎を使用することなく、あるいは、火炎を生成することなく、無火炎反応ゾーンの中で前記ガス流の中のＶＯＣを熱的に酸化させて熱い気体生成物にする工程と、（ｃ）前記気体生成物を触媒を有する前記下流側の触媒性オキシダイザに通す工程と、（ｄ）前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を直接的に又は間接的に監視し、そのような気体生成物を前記触媒性オキシダイザに通す前に、十分な希釈空気を前記気体生成物に混合して、そのような混合された気体生成物／空気の流れの温度を、前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い触媒性オキシダイザの排気ガスの温度が生じるような温度まで低下させる工程と、（ｅ）前記無火炎オキシダイザの中に無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気を、前記触媒の温度がその熱的な不活性化温度を超えないように、前記触媒性オキシダイザの中で酸化することのできるＶＯＣ濃度よりも高いＶＯＣ濃度を有する前記ガス流のいずれかの部分と混合する工程と、（ｆ）前記ガス流が、前記触媒性オキシダイザの中で前記触媒を過熱させることなく酸化することのできるような十分に低いＢＴＵ値を有している場合に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の一部を前記触媒性オキシダイザに直接バイパスさせ、これと同時に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の残りの部分を、無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気と共に、前記無火炎オキシダイザに供給する工程とを備えることを特徴とする方法。２６．請求項２５の方法において、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を監視する前記工程、及び、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を監視する前記工程は、前記無火炎オキシダイザの中に設けられている、あるいは、前記無火炎オキシダイザと前記触媒性オキシダイザとの間に設けられている１又はそれ以上の温度センサを用いて実行されることを特徴とする方法。２７．請求項２５の方法において、前記希釈空気、及び、総てのバイパスされるガス流は、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、前記気体生成物の流れの周囲の複数の点において、前記無火炎オキシダイザからの気体生成物の総ての流れに追加されることを特徴とする方法。２８．請求項２５の方法において、前記マトリックスベッドの温度は、前記無火炎反応ゾーンの中で、約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（３５００°Ｆ）の間の温度に維持されることを特徴とする方法。２９．請求項２５の方法において、前記ガス流の一部が前記触媒性オキシダイザに直接バイパスされる時に、補助燃料と混合された場合に前記無火炎オキシダイザの最小流量要件を満たすために十分な前記バイパス流の残りの部分が、前記無火炎反応ゾーンを維持しながら、前記無火炎オキシダイザに供給されることを特徴とする方法。３０．請求項２５の方法において、総てのガス流、補助燃料、及び、前記無火炎オキシダイザに供給される空気の混合された流れが、約３０から約３５ＢＴＵ／ｓｃｆを有するように調節されることを特徴とする方法。３１．請求項２５の方法において、総てのガス流、気体生成物、及び、前記触媒性オキシダイザに供給される空気の混合された流れが、約５ＢＴＵ／ｓｃｆを超えない値を有するように調節されることを特徴とする方法。３２．量が変動するＶＯＣ排出物を含むガス流からＶＯＣ排出物を減少させるための方法であって、（ａ）量が変動するＶＯＣを含むガス流の中のＶＯＣ濃度を直接的又は間接的に監視する工程と、（ｂ）下流側の触媒性オキシダイザの中の触媒を過熱させることなく該触媒性オキシダイザの中で分解することのできるＢＴＵ値を超えるＢＴＵ値を有するガス流のいずれかの部分を、前記ＶＯＣ排出物の自己発火温度を超える温度まで予熱されている耐熱材料から成るマトリックスベッドを有している非触媒性無火炎オキシダイザに供給し、これにより、火炎を生成することなく、無火炎反応ゾーンの中で前記ガス流の中のＶＯＣを熱的に酸化させて熱い気体生成物にし、前記温度を前記無火炎反応ゾーンの中で約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持する工程と、（ｃ）前記気体生成物を触媒を有する前記下流側の触媒性オキシダイザに通す工程と、（ｄ）前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を直接的に又は間接的に監視し、そのような気体生成物を前記触媒性オキシダイザに通す前に、十分な希釈空気を前記気体生成物に混合して、そのような混合された気体生成物／空気の流れの温度を、前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い触媒性オキシダイザの排気ガスの温度が生じるような温度まで低下させる工程と、（ｅ）前記無火炎オキシダイザの中に無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気を、前記触媒の温度がその熱的な不活性化温度を超えないように、前記触媒性オキシダイザの中で酸化することのできるＶＯＣ濃度よりも高いＶＯＣ濃度を有する前記ガス流のいずれかの部分と混合する工程と、（ｆ）前記ガス流が、前記触媒性オキシダイザの中で前記触媒を過熱させることなく酸化することのできるような十分に低いＢＴＵ値を有している場合に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の一部を前記触媒性オキシダイザに直接バイパスさせ、これと同時に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の残りの部分を、無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気と共に、前記無火炎オキシダイザに供給する工程と、（ｇ）総てのガス流、補助燃料、及び、前記無火炎オキシダイザに供給される空気の混合された流れを、約３０乃至約３５ＢＴＵ／ｓｃｆの値を有するように調節する工程と、（ｈ）総てのガス流、気体生成物、及び、前記触媒性オキシダイザに供給される空気の混合された流れを、約５ＢＴＵ／ｓｃｆよりも小さい値を有するように調節する工程と、（ｉ）前記希釈空気、及び、バイパスされた総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザに入る前に、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の流れの周囲の複数の点において、前記気体生成物の流れに追加する工程、とを備えており、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を監視する前記工程、及び、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を監視する前記工程は、前記無火炎オキシダイザの中に、あるいは、前記無火炎オキシダイザと前記触媒性オキシダイザとの間に設けられている１又はそれ以上の温度センサを用いて実行されることを特徴とする方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．ＶＯＣを分解するためのＶＯＣ分解装置であって、調節されないＶＯＣ含有率を有する１又はそれ以上のガス流の供給源と、以下の（ａ）乃至（ｃ）の要素を有する非触媒性無火炎オキシダイザと、（ａ）ガス流の供給源に流体連通している入口ポート、（ｂ）出口ポート、（ｃ）前記入口ポートと出口ポートとの間に位置していて、非触媒性の耐熱材料から成るマトリックスベッドを含んでおり、該マトリックスベッドが、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有している、区域、触媒を収容していると共に、入口及び出口を有している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記下流側を前記触媒性オキシダイザに流体連通させるように、前記非触媒性無火炎オキシダイザの前記出口と前記触媒性オキシダイザの前記入口との間に位置している、接続部と、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに、補助燃料及び空気を選択的に追加する手段と、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加する手段と、前記１又はそれ以上のガス流が前記触媒性オキシダイザの前記入口に直接流体連通するように、前記接続部を前記ガス流の供給源に接続する、バイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給される前記１又はそれ以上のガス流の量、及び、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接分流される量を選択的に調節する、制御装置、とを備えることを特徴とする、ＶＯＣ分解装置。２．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記制御装置は、前記１又はそれ以上のガス流の一部を、該１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣ濃度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、又は、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。３．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、火炎を用いることなく、あるいは、火炎を生成することなく、揮発した汚染物質を熱的に分解することができるように構成されていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。４．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記マトリックスベッドの上流側にある流れに追加される補助燃料及び空気の量を制御し、これにより、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持するための制御手段を備えていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。５．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される空気の量を制御し、これにより、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持するための制御手段を備えていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。６．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記制御装置は、前記１又はそれ以上のガス流の一部を、前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で１又はそれ以上の温度センサによって感知された温度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、あるいは、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。７．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記耐熱材料は、セラミックボール、セラミックサドル、セラミックポールリング、セラミックラシヒリング、セラミックフォーム、セラミックウール、金属フォーム、又は、金属ウールを含むことを特徴とするＶＯＣ分解装置。８．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、耐熱材料から成る少なくとも２つの層を備えており、これらの層は、異なる寸法の耐熱材料から構成されており、前記無火炎オキシダイザの前記区域は、前記入口から出口までのあるフローパターンを形成するように構成されており、該フローパターンは、いかなる流れでも、小さい方の寸法の材料から成る前記層に最初に通すことを特徴とするＶＯＣ分解装置。９．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドは、０．３から０.９の空隙率を有していることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１０．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記マトリックスベッドの材料は、４０ｍ²／ｍ³から１０４０ｍ²／ｍ³の比表面積を有していることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１１．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、予熱器を備えており、該予熱器は、前記マトリックスベッドを前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの自己発火温度よりも高い温度まで予熱することができることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１２．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記非触媒性無火炎オキシダイザは、更に、前記入口ポートと前記マトリックスベッドとの間に位置するプリナムを含んでいることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１３．請求項１のＶＯＣ分解装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される総ての空気、及び、前記マトリックスベッドの下流側からの総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、混合するためのプリナム手段を備えることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１４．請求項１のＶＯＣ分解装置において、前記１又はそれ以上のガス流のための前記バイパス導管、及び、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加するための前記手段は、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、前記接続部の周囲の複数の点において前記ガス流を追加するように構成されていることを特徴とするＶＯＣ分解装置。１５．ＶＯＣを含むガス流と、前記ガス流に流体連通するガス入口ポート、ガス出口ポート、並びに、前記入口ポートと前記出口ポートとの間に位置していて非触媒性の耐熱材料から成り、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有しているマトリックスベッドを含んでいる、非触媒性無火炎オキシダイザと、入口及び出口を有しており、前記入口が、接続部を介して、前記マトリックスベッドの下流側に流体連通している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに燃料及び空気を選択的に追加するための手段と、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに、空気を選択的に追加するための手段と、前記ガス流と前記触媒性オキシダイザの入口との間を直接的に流体連通させるバイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給されるガス流の量、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接的に分流されるガス流の量、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される燃料又は空気の量、及び、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに追加される空気の量の各々を調節する制御装置、とを備えることを特徴とする装置。１６．請求項１５の装置において、前記制御装置は、前記ガス流の一部又は全部を、該ガス流の中のＶＯＣの濃度に応じて、前記非触媒性無火炎オキシダイザへ、あるいは、直接的に前記触媒性オキシダイザへ選択的に供給することを特徴とする装置。１７．請求項１６の装置において、前記制御装置は、１又はそれ以上の温度センサによって前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で感知された温度を用いて、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を決定するように構成されていることを特徴とする装置。１８．請求項１５の装置において、前記マトリックスベッドは、火炎を用いることなく、あるいは、火炎を発生することなく、揮発した汚染物質を熱的に分解することができるように、構成されていることを特徴とする装置。１９．請求項１５の装置において、前記制御手段は、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される燃料及び空気の量を制御し、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持することを特徴とする装置。２０．請求項１５の装置において、前記制御装置は、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに追加される空気の量を制御し、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持することを特徴とする装置。２１．請求項１５の装置において、前記耐熱材料は、セラミックボール、セラミックサドル、セラミックポールリング、セラミックラシヒリング、セラミックフォーム、セラミックウール、金属フォーム、又は、金属ウールを含むことを特徴とする装置。２２．請求項１５の装置において、更に、前記接続部の中の流れに追加される総ての空気、及び、前記マトリックスベッドの下流側からの総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザにはいる前に混合するためのプリナム手段を備えることを特徴とする装置。２３．請求項１５の装置において、前記バイパス導管、及び、前記マトリックスベッドの下流側と前記触媒性オキシダイザの入口との間の流れに空気を選択的に追加するための手段は、前記接続部の周囲の複数の注入点を介して、前記接続部に流体連通するように取り付けられていることを特徴とする装置。２４．ＶＯＣを分解するためのＶＯＣ分解装置であって、調節されないＶＯＣ含有率を有する１又はそれ以上のガス流の供給源と、以下の（ａ）乃至（ｃ）の要素を有する非触媒性無火炎オキシダイザと、（ａ）ガス流の供給源に流体連通している入口ポート、（ｂ）出口ポート、（ｃ）前記入口ポートと出口ポートとの間に位置していて、非触媒性の耐熱材料から成るマトリックスベッドを含んでおり、該マトリックスベッドが、前記入口ポートに流体連通している上流側、及び、前記出口ポートに流体連通している下流側を有している、区域、触媒を収容していると共に、入口及び出口を有している、触媒性オキシダイザと、前記マトリックスベッドの前記下流側を前記触媒性オキシダイザに流体連通させるように、前記非触媒性無火炎オキシダイザの前記出口と前記触媒性オキシダイザの前記入口との間に位置している、接続部と、前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの自己発火温度よりも高い温度まで、前記マトリックスベッドを予熱することのできる予熱器と、前記マトリックスベッドの前記上流側にある流れに、補助燃料及び空気を選択的に追加する手段と、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加する手段と、前記マトリックスベッドの上流側の流れに追加される補助燃料及び空気の量を制御して、前記マトリックスベッドの最も熱い部分の中の温度を約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持する制御手段と、前記接続部の中の流れに追加される空気の量を制御して、前記触媒性オキシダイザの出口における温度を前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い温度に維持する第２の制御手段と、前記１又はそれ以上のガス流が前記触媒性オキシダイザの入口に直接的に流体連通するように、前記接続部を前記１又はそれ以上のガス流の供給源に直接接続するバイパス導管であって、当該バイパス導管、及び、前記接続部の中の流れに空気を選択的に追加するための前記手段が、総てのガス流及び空気を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザに入る前に、前記接続部の周囲の複数の点において注入するように構成されている、バイパス導管と、前記非触媒性無火炎オキシダイザに供給される前記１又はそれ以上のガス流の量、及び、前記バイパス導管を介して前記触媒性オキシダイザに直接的に分流される量を選択的に制御するための制御装置、とを備えており、前記制御装置は、１又はそれ以上の温度センサによって前記マトリックスベッド又は前記接続部の中で感知された温度から決定される前記１又はそれ以上のガス流の中のＶＯＣの濃度に応じて、前記１又はそれ以上のガス流を選択的に供給することを特徴とするＶＯＣ分解装置。２５．量が変動するＶＯＣ排出物を含むガス流からＶＯＣ排出物を減少させるための方法であって、（ａ）量が変動するＶＯＣを含むガス流の中のＶＯＣ濃度を直接的又は間接的に監視する工程と、（ｂ）下流側の触媒性オキシダイザの中の触媒を過熱させることなく該触媒性オキシダイザの中で分解することのできるＢＴＵ値を超えるＢＴＵ値を有するガス流のいずれかの部分を、前記ＶＯＣ排出物の自己発火温度を超える温度まで予熱されている耐熱材料から成るマトリックスベッドを有している非触媒性無火炎オキシダイザに供給し、これにより、火炎を使用することなく、あるいは、火炎を生成することなく、無火炎反応ゾーンの中で前記ガス流の中のＶＯＣを熱的に酸化させて熱い気体生成物にする工程と、（ｃ）前記気体生成物を触媒を有する前記下流側の触媒性オキシダイザに通す工程と、（ｄ）前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を直接的に又は間接的に監視し、そのような気体生成物を前記触媒性オキシダイザに通す前に、十分な希釈空気を前記気体生成物に混合して、そのような混合された気体生成物／空気の流れの温度を、前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い触媒性オキシダイザの排気ガスの温度が生じるような温度まで低下させる工程と、（ｅ）前記無火炎オキシダイザの中に無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気を、前記触媒の温度がその熱的な不活性化温度を超えないように、前記触媒性オキシダイザの中で酸化することのできるＶＯＣ濃度よりも高いＶＯＣ濃度を有する前記ガス流のいずれかの部分と混合する工程と、（ｆ）前記ガス流の一部が、前記触媒性オキシダイザの中で前記触媒を過熱させることなく酸化することのできるような十分に低いＢＴＵ値を有している場合に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の前記一部の少なくとも一部を前記触媒性オキシダイザに直接バイパスさせ、同時に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の総ての残りの部分を、無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気と共に、前記無火炎オキシダイザに供給する工程、とを備えることを特徴とする方法。２６．請求項２５の方法において、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を監視する前記工程、及び、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を監視する前記工程は、前記無火炎オキシダイザの中に設けられている、あるいは、前記無火炎オキシダイザと前記触媒性オキシダイザとの間に設けられている１又はそれ以上の温度センサを用いて実行されることを特徴とする方法。２７．請求項２５の方法において、前記希釈空気、及び、総てのバイパスされるガス流は、そのような流れが前記触媒性オキシダイザの中に入る前に、前記気体生成物の流れの周囲の複数の点において、前記無火炎オキシダイザからの気体生成物の総ての流れに追加されることを特徴とする方法。２８．請求項２５の方法において、前記マトリックスベッドの温度は、前記無火炎反応ゾーンの中で、約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（３５００°Ｆ）の間の温度に維持されることを特徴とする方法。２９．請求項２５の方法において、前記ガス流の一部が前記触媒性オキシダイザに直接バイパスされる時に、補助燃料と混合された場合に前記無火炎オキシダイザの最小流量要件を満たすために十分な前記バイパス流の残りの部分が、前記無火炎反応ゾーンを維持しながら、前記無火炎オキシダイザに供給されることを特徴とする方法。３０．請求項２５の方法において、総てのガス流、補助燃料、及び、前記無火炎オキシダイザに供給される空気の混合された流れが、約３０から約３５ＢＴＵ／ｓｃｆを有するように調節されることを特徴とする方法。３１．請求項２５の方法において、総てのガス流、気体生成物、及び、前記触媒性オキシダイザに供給される空気の混合された流れが、約５ＢＴＵ／ｓｃｆを超えない値を有するように調節されることを特徴とする方法。３２．量が変動するＶＯＣ排出物を含むガス流からＶＯＣ排出物を減少させるための方法であって、（ａ）量が変動するＶＯＣを含むガス流の中のＶＯＣ濃度を直接的又は間接的に監視する工程と、（ｂ）下流側の触媒性オキシダイザの中の触媒を過熱させることなく該触媒性オキシダイザの中で分解することのできるＢＴＵ値を超えるＢＴＵ値を有するガス流のいずれかの部分を、前記ＶＯＣ排出物の自己発火温度を超える温度まで予熱されている耐熱材料から成るマトリックスベッドを有している非触媒性無火炎オキシダイザに供給し、これにより、火炎を生成することなく、無火炎反応ゾーンの中で前記ガス流の中のＶＯＣを熱的に酸化させて熱い気体生成物にし、前記温度を前記無火炎反応ゾーンの中で約７６０℃（約１４００°Ｆ）と約１９２５℃（約３５００°Ｆ）との間の温度に維持する工程と、（ｃ）前記気体生成物を触媒を有する前記下流側の触媒性オキシダイザに通す工程と、（ｄ）前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を直接的に又は間接的に監視し、そのような気体生成物を前記触媒性オキシダイザに通す前に、十分な希釈空気を前記気体生成物に混合して、そのような混合された気体生成物／空気の流れの温度を、前記触媒の熱的な不活性化温度よりも低い触媒性オキシダイザの排気ガスの温度が生じるような温度まで低下させる工程と、（ｅ）前記無火炎オキシダイザの中に無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気を、前記触媒の温度がその熱的な不活性化温度を超えないように、前記触媒性オキシダイザの中で酸化することのできるＶＯＣ濃度よりも高いＶＯＣ濃度を有する前記ガス流のいずれかの部分と混合する工程と、（ｆ）前記ガス流の一部が、前記触媒性オキシダイザの中で前記触媒を過熱させることなく酸化することのできるような十分に低いＢＴＵ値を有している場合に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の前記一部の少なくとも一部を前記触媒性オキシダイザに直接バイパスさせ、同時に、十分に低いＢＴＵ値を有する前記ガス流の総ての残りの部分を、無火炎反応ゾーンを維持するために必要とされる補助燃料及び空気と共に、前記無火炎オキシダイザに供給する工程と、（ｇ）総てのガス流、補助燃料、及び、前記無火炎オキシダイザに供給される空気の混合された流れを、約３０乃至約３５ＢＴＵ／ｓｃｆの値を有するように調節する工程と、（ｈ）総てのガス流、気体生成物、及び、前記触媒性オキシダイザに供給される空気の混合された流れを、約５ＢＴＵ／ｓｃｆよりも小さい値を有するように調節する工程と、（ｉ）前記希釈空気、及び、バイパスされた総てのガス流を、そのような流れが前記触媒性オキシダイザに入る前に、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の流れの周囲の複数の点において、前記気体生成物の流れに追加する工程、とを備えており、前記無火炎オキシダイザからの総ての気体生成物の温度を監視する前記工程、及び、前記ガス流の中のＶＯＣの濃度を監視する前記工程は、前記無火炎オキシダイザの中に、あるいは、前記無火炎オキシダイザと前記触媒性オキシダイザとの間に設けられている１又はそれ以上の温度センサを用いて実行されることを特徴とする方法。