TW202417785A - 蓄熱式氣體處理裝置以及使用其之氣體淨化方法 - Google Patents

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TW202417785A
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藤本明彦
畠中宏明
小倉彰彦
加藤義彦
名村陽介
森原淳
今村啓志
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日商康肯環保設備有限公司
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Abstract

蓄熱式氣體處理裝置，係具備：具有加熱機構(12)之加熱室(1)，以及連接至加熱室(1)之複數個蓄熱室(4)。蓄熱室(4)，係具有第1蓄熱層(5)、第2蓄熱層(6)，以及設於第1蓄熱層(5)與第2蓄熱層(6)之間之反應室(8)，第1蓄熱層(5)係設於加熱室(1)側。反應室(8)，係於第2蓄熱層(6)側具有觸媒層(7)，於第1蓄熱層(5)具有混合部(90)，並於混合部(90)內具有釋出部(9)。釋出部(9)，係具有彼此於水平方向對向之第1釋出孔(921)及第2釋出孔(922)。

Description

蓄熱式氣體處理裝置以及使用其之氣體淨化方法
本發明，係關於蓄熱式氣體處理裝置以及使用其之氣體淨化方法。
作為用以將來自製造設備、加工設備等之廢氣所包含之揮發性有機化合物(volatile organic compound，以下稱為VOC)加熱分解而淨化之氣體處理裝置，係已知有蓄熱式氣體處理裝置。
蓄熱式氣體處理裝置，係具備設有燃燒器等之加熱裝置之燃燒室以及複數個蓄熱室，經由設於其中一方之蓄熱室之蓄熱材將作為處理對象之氣體(以下，稱為被處理氣體)供氣，並經由設於另一方之蓄熱室之蓄熱材將加熱處理後之氣體排氣。並且，藉由交互切換為供氣及排氣，能夠將加熱處理後之高溫之氣體之熱蓄熱於排氣側之蓄熱材，藉此能夠使熱效率提升。並且，亦已知有為防止殘留於蓄熱室之未處理氣體於剛切換後釋出，而設有沖洗(置換)用之第3個蓄熱室，以循環切換於供氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟之裝置等(專利文獻1、2等)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本國特開2010-236793號公報 [專利文獻2]日本國特開2011-102664號公報
[發明所欲解決之問題]
若以高溫對於包含氮成分之被處理氣體進行熱處理，則會生成氮氧化物(以下稱為NOx)。為避免所生成之NOx被排出至大氣中，必須於後段另外具有用以淨化處理包含NOx之氣體之裝置，故會有氣體處理裝置大型化之問題。
有鑑於前述課題，本發明之課題係在於提供一種蓄熱式氣體處理裝置，其不須另外之裝置便能夠有效地淨化被處理氣體。 [解決問題之技術手段]
本發明之實施方式之蓄熱式氣體處理裝置，係具備： 具有加熱機構之加熱室，以及連接至前述加熱室之複數個蓄熱室， 前述蓄熱室，係具有第1蓄熱層、第2蓄熱層，以及設於前述第1蓄熱層與前述第2蓄熱層之間之反應室， 前述第1蓄熱層係設於前述加熱室側， 前述反應室，係於前述第2蓄熱層側具有觸媒層，於前述第1蓄熱層側具有混合部，並於前述混合部內具有釋出部。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置，在設於蓄熱室之反應室中，能夠將於加熱室受到熱處理之氣體進一步淨化，即便於因加熱室之熱處理導致副產物產生之情形，亦能夠淨化該副產物。
並且，本發明之蓄熱式氣體處理裝置，於前述構成中，亦可為： 前述觸媒層之溫度，係藉由前述第1蓄熱層及前述第2蓄熱層，保持於藉由前述觸媒層所確立之觸媒溫度帶之範圍。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置， 因藉由第1蓄熱層與第2蓄熱層之組合，將觸媒層之溫度設定為最佳溫度，故能夠有效地執行反應室內之淨化作用。
並且，本發明之蓄熱式氣體處理裝置，於前述構成中，亦可為： 於前述加熱室中揮發性有機化合物受到加熱分解，於前述反應室中，氮氧化物受到分解。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置， 能夠使於加熱室中揮發性有機化合物受到加熱分解之際可能產生之氮氧化物脫硝。
並且，本發明之蓄熱式氣體處理裝置，於前述構成中，亦可為： 自前述釋出部釋出包含氨之藥劑。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置， 於觸媒層中，能夠將氮氧化物藉由氨進行還原、淨化。
並且，本發明之蓄熱式氣體處理裝置，於前述構成中，亦可為： 前述蓄熱室，係循環執行吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟。 於前述沖洗步驟之執行當中供給空氣。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置， 使用空氣作為沖洗氣體，藉此能夠使觸媒層之溫度控制之自由度提升。
並且，本發明之蓄熱式氣體處理裝置，於前述構成中，亦可為： 前述蓄熱室，係循環執行吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟， 於前述沖洗步驟之執行當中，供給於前述加熱室受到熱處理之前述氣體。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置， 能夠無須導入來自外部之空氣作為沖洗氣體，而能夠使熱效率提升。
並且，本發明之實施方式之氣體淨化方法，係於蓄熱式氣體處理裝置中進行；該蓄熱式氣體處理裝置，係具備： 具有加熱機構之加熱室，以及連接至前述加熱室之複數個蓄熱室， 前述蓄熱室，係具有第1蓄熱層、第2蓄熱層，以及設於前述第1蓄熱層與前述第2蓄熱層之間之反應室， 前述第1蓄熱層係設於前述加熱室側， 前述反應室，係於前述第2蓄熱層側具有觸媒層，於前述第1蓄熱層側具有混合部，並於前述混合部內具有釋出部； 該氣體淨化方法，係包含： 將氣體於前述加熱室加熱之處理； 將前述氣體經由前述蓄熱室之前述第1蓄熱層導入至前述反應室，使自前述釋出部釋出之藥劑與前述氣體於前述觸媒層反應之處理。
藉由如此之氣體淨化方法，即便於因加熱室之熱處理導致副產物產生之情形，亦能夠淨化該副產物。
本發明之其他實施方式之蓄熱式氣體處理裝置，係具備： 具有加熱機構之加熱室，以及連接至前述加熱室之複數個蓄熱室， 前述蓄熱室，係具有第1蓄熱層、第2蓄熱層，以及設於前述第1蓄熱層與前述第2蓄熱層之間之反應室， 前述第1蓄熱層係設於前述加熱室側， 前述反應室，係於前述第2蓄熱層側具有觸媒層，於前述第1蓄熱層側具有混合部，並於前述混合部內具有釋出部， 前述釋出部，係具有彼此於水平方向對向之第1釋出孔及第2釋出孔。
並且，本發明之蓄熱式氣體處理裝置，於前述構成中，亦可為： 前述觸媒層具有蓄熱特性， 而廢除前述第2蓄熱層。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置，能夠減少裝置之製造成本、運用成本。
並且，本發明之蓄熱式氣體處理裝置，於前述構成中，亦可為： 前述蓄熱室，係循環執行吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟， 前述沖洗步驟之時間係比前述吸氣步驟之時間更短。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置，能夠使對於沖洗步驟所進行之溫度調整等之控制之自由度提升。
並且，本發明之蓄熱式氣體處理裝置，於前述構成中，亦可為： 設n為自然數，具備2n+2台前述蓄熱室， 1台前述蓄熱室執行沖洗步驟， n+1台前述蓄熱室執行吸氣步驟， n台前述蓄熱室執行排氣步驟， 而循環執行氣體處理。
藉由如此構成之蓄熱式氣體處理裝置，能夠使於執行排氣步驟之蓄熱室之觸媒層之分解處理之效率提升。
並且，本發明之其他實施方式之氣體淨化方法，係於蓄熱式氣體處理裝置中進行：該蓄熱式氣體處理裝置，係具備： 具有加熱機構之加熱室，以及連接至前述加熱室之複數個蓄熱室， 前述蓄熱室，係具有第1蓄熱層、第2蓄熱層，以及設於前述第1蓄熱層與前述第2蓄熱層之間之反應室， 前述第1蓄熱層係設於前述加熱室側， 前述反應室，係於前述第2蓄熱層側具有觸媒層，於前述第1蓄熱層側具有混合部，並於前述混合部內具有釋出部，前述釋出部係具有彼此於水平方向對向之第1釋出孔及第2釋出孔； 該氣體淨化方法，係包含： 將氣體於前述加熱室加熱之處理； 將前述氣體經由前述蓄熱室之前述第1蓄熱層導入至前述反應室，使自前述釋出部釋出之藥劑與前述氣體於前述觸媒層反應之處理。 [發明之效果]
依據本發明，係能夠提供一種蓄熱式氣體處理裝置，其不須另外之裝置便能夠有效地淨化被處理氣體。
以下，參照圖式，說明本發明之實施方式。然而，以下之實施方式，皆並非對於本發明之要旨進行限定性解釋者。並且，對於相同或同種之構件係附加相同之參照符號，並省略說明。
並且，於本說明書中所使用，用以特定形狀或幾何學條件以及該等之程度，例如「平行」、「正交」、「相同」等之用語或長度或角度之值等，係並非於嚴謹之意義上進行限定，而應解釋為包含能夠期待相同之功能之程度之範圍。
(實施方式1) 以下，針對本發明之一實施方式之蓄熱式氣體處理裝置100進行說明。雖舉出VOC作為被處理氣體之除害對象成分之例，然而不限於此。 圖1，係表示蓄熱式氣體處理裝置100之主要構成之示意圖。 蓄熱式氣體處理裝置100，係具備加熱室(燃燒室)1、藉由具有隔熱性之隔壁3區隔之第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B、第3蓄熱室4C。 加熱室1與第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B、第3蓄熱室4C連通，且彼此之間氣體能夠流通。
包含加熱室1及第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B、第3蓄熱室4C之蓄熱式氣體處理裝置100之整體，係周圍受到隔熱壁2包圍。亦即，由受到隔熱壁2包圍之加熱室1及第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B、第3蓄熱室4C構成1個氣體處理塔。
又，為了簡潔，係有將第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B及第3蓄熱室4C，分別簡稱為蓄熱室4A、蓄熱室4B、蓄熱室4C，或將該等一併總稱為蓄熱室4之情形。
圖1(A)，係表示蓄熱室4A執行被處理氣體之吸氣步驟、蓄熱室4B執行沖洗步驟、蓄熱室4C執行排氣步驟之狀態，圖1(B)係表示蓄熱室4A執行沖洗步驟、蓄熱室4B執行排氣步驟、蓄熱室4C執行吸氣步驟之狀態。
第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B及第3蓄熱室4C，係分別具備第1蓄熱層5a、5b、5c及第2蓄熱層6a、6b、6c。蓄熱層5(5a，5b，5c)及蓄熱層6(6a、6b、6c)，皆主要以蓄熱材構成。並且，蓄熱室4A、蓄熱室4B及蓄熱室4C，係於第1蓄熱層5a、5b、5c與第2蓄熱層6a、6b、6c之間，分別具有反應室8a、8b、8c。
蓄熱式氣體處理裝置100，係於反應室8a、8b、8c之內部，分別具有觸媒層7a、7b、7c。觸媒層7a，係設置於第1蓄熱層5a與第2蓄熱層6a之間。同樣地，觸媒層7b及觸媒層7c，係分別設置於第1蓄熱層5b與第2蓄熱層6b之間，以及第1蓄熱層5c及第2蓄熱層6c之間。 觸媒層7a、7b、7c，皆設於反應室8a、8b、8c之第2蓄熱層6a、6b、6c側。於觸媒層7a、7b、7c與第1蓄熱層5a、5b、5c之間，係如後述般，存在有對於被處理氣體供給氨(或氨水)等之藥劑作為還原劑之空間。觸媒層7a、7b、7c，皆具有促進藥劑與於加熱室1受到加熱處理後之氣體之有害成分(氮氧化物)之反應之觸媒作用。
又，有將第1蓄熱層5a、5b、5c總稱為第1蓄熱層5，將第2蓄熱層6a、6b、6c總稱為第2蓄熱層6，將觸媒層7a、7b、7c總稱為觸媒層7，將反應室8a、8b、8c總稱為反應室8之情形。
第1蓄熱層5及第2蓄熱層6，例如皆係以具有複數個平行之氣體之流路之蓄熱材構成。並且，其形狀係例如以週知之蜂巢陶瓷構成亦可。於蜂巢構造之流路(貫穿孔)內流動有高溫之氣體，高溫氣體之熱會以第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之順序依序受到回收、蓄熱。藉由第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之熱容量，熱能會被保持於第1蓄熱層5及第2蓄熱層6。氣體之熱能，因以前述之順序受到回收，故第1蓄熱層5之溫度會變得比第2蓄熱層6更高。 又，蓄熱層之構成，係不限於前述構成。例如，亦能夠以陶瓷片等構成蓄熱層。
被處理氣體，於除了VOC以外，包含有對於氮原子鍵結有氟化物等之其他元素之氣體，例如NF 3之情形，若為將VOC加熱分解，而於加熱室1對於被處理氣體以高溫進行熱處理，則會有生成氮氧化物(NOx)作為反應副產物之情形。為將處理後之氣體釋出至大氣，必須將反應副產物(NOx)進行(還原)分解以淨化氣體。 因此，使用於觸媒層7a、7b、7c之觸媒，係採用具有用以將NOx分解之觸媒作用之脫硝觸媒。觸媒層7a、7b、7c，係能夠以具有週知之觸媒作用之材料構成，例如使用添加有釩及鎢之二氧化鈦等亦可。 並且，觸媒層7a、7b、7c，係例如為蜂巢構造等接觸面積大之幾何構造為佳，於NOx通過蜂巢構造之際，能夠促進所添加之藥劑(氨)與NOx之反應。
於觸媒層7a、7b、7c之氨與NOx之反應速度於預定之溫度範圍(例如300℃～450℃)會變高，若比該溫度帶更低溫或更高溫，則氨與NOx之反應速度會降低。為獲得觸媒效果之最佳溫度帶(以下，有稱為觸媒溫度帶之情形)，係不限於前述例，而係視觸媒層7a、7b、7c所使用之觸媒之種類(材料)而確定，由觸媒之製造者指定為例如建議使用溫度。 該溫度帶，係例如能夠設定為NOx與氨之反應率為90%以上之溫度。 如後述般，因能夠藉由第1蓄熱層5與第2蓄熱層6之組合，將觸媒層7a、7b、7c設定為前述溫度範圍(300℃～450℃)，故能夠採用週知之市售之觸媒(脫硝觸媒)作為觸媒層7a、7b、7c。
如後述般，於蓄熱室4A、蓄熱室4B及蓄熱室4C，藉由第1蓄熱層5a、5b、5c及第2蓄熱層6a、6b、6c之組合，能夠將觸媒層7a、7b、7c之溫度維持於觸媒溫度帶。
觸媒層7a、7b、7c，係分別設於反應室8a、8b、8c之第2蓄熱層6a、6b、6c側。 於反應室8a、8b、8c，係分別於觸媒層7a、7b、7c與第1蓄熱層5a、5b、5c之間之空間，設有釋出部(藥劑釋出部)9a、9b、9c。自釋出部9a、9b、9c，係以能夠釋出藥劑(氨或氨水)之方式，經由閥10a、10b、10c連接有配管11a、11b、11c。 反應室8a、8b、8c之觸媒層7a、7b、7c與第1蓄熱層5a、5b、5c之間之空間，係構成用以將藥劑釋出、混合至被處理氣體中之混合部90a、90b、90c。
連接至未圖示之藥劑供給源(例如氨供給源)之配管11m(藥劑供給管線)，係分歧為配管11a、11b、11c。因此，對於反應室8a、8b、8c，係經由配管11m、配管11a、11b、11c及釋出部9a、9b、9c，供給有自藥劑供給源供給之藥劑(例如氨或氨水)。 並且，藉由使各閥(控制閥)10a、10b、10c開閉，能夠控制(切換)蓄熱室4A、4B、4C對於反應室8a、8b、8c之氨(或氨水)之供給、停止(停止導入)。藉由質量流量控制器等，控制氨(或氨水)之流量亦可。
加熱室1，係受到隔熱壁2、隔壁3及第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B、第3蓄熱室4C(特別是第1蓄熱層5a、5b、5c)包圍，而於加熱室1之內部進行作為處理對象之被處理氣體之加熱處理。 於加熱室1，係設有燃燒器等之加熱機構12。加熱機構12之發熱部係設於加熱室1內，加熱機構12係加熱被導入至加熱室1之被處理氣體。
又，於加熱室1設置溫度計T1，量測加熱室1之溫度，並遵循所量測之溫度，控制加熱機構12，藉此能夠將加熱室1之溫度設定、保持為指定溫度。
＜吸氣步驟＞ 被處理氣體，係經由自配管13m分歧之吸氣配管13a、13b、13c分別導入至蓄熱室4A、4B、4C。於吸氣配管13a、13b、13c，係分別設有閥(吸氣閥)V1a、V1b、V1c。藉由使各閥V1a、V1b、V1c開閉，控制被處理氣體對於蓄熱室4A、4B、4C之供給及停止(停止導入)。
又，被處理氣體，係自被處理氣體產生源，經由配管14被導入至配管13m，然而如圖1所示，經由送風機15被導入至配管13m亦可。
＜沖洗步驟＞ 對於蓄熱室4A、4B、4C，係能夠自配管16m分歧之沖洗配管16a、16b、16c導入沖洗氣體。沖洗氣體，係能夠將殘留於蓄熱室4A、4B、4C之被處理氣體，排出至加熱室1。 沖洗氣體，係自氣體處理塔之外部之沖洗氣體供給源供給。作為沖洗氣體，例如能夠使用空氣，作為沖洗氣體供給源，係能夠使用連接至配管16m之送風機17，對於蓄熱室4A、4B、4C進行供給。並且，送風機17係接收大氣，並使該大氣流出至蓄熱室4A、4B、4C側亦可，於送風機17之吸氣口連接有設有濾網之配管18亦可。藉由設有濾網之配管18，能夠防止異物經由沖洗氣體侵入至蓄熱室4A、4B、4C。
於沖洗配管16a、16b、16c，係分別設有閥(沖洗閥)V2a、V2b、V2c。 藉由使各閥V2a、V2b、V2c開閉，能夠控制沖洗氣體對於蓄熱室4A、4B、4C之供給及停止(停止導入)。
＜排氣步驟＞ 對於蓄熱室4A、4B、4C，係連接有自配管19m分歧之排氣配管19a、19b、19c。經由排氣配管19a、19b、19c，能夠將於加熱室1受到加熱處理之被處理氣體(有稱為淨化氣體之情形)排出(排氣)至蓄熱室4A、4B、4C之外部。 配管19m，係連接至送風機20之吸入口，於送風機20之排氣口連接有配管21，並能夠經由配管21將淨化氣體釋出至大氣。 於排氣配管19a、19b、19c，係分別設有閥(排氣閥)V3a、V3b、V3c。 藉由使各閥V3a、V3b、V3c開閉，能夠控制淨化氣體自各蓄熱室4A、4B、4C之排出。
作為吸氣閥V1a、V1b、V1c、沖洗閥V2a、V2b、V2c、排氣閥V3a、V3b、V3c，係例如能夠採用電磁閥或電動閥，藉此能夠電性控制開閉。例如，於採用電動閥之情形，能夠調整各閥之開度，亦能夠控制氣體之流量。 又，有將吸氣閥V1a、V1b、V1c、沖洗閥V2a、V2b、V2c、排氣閥V3a、V3b、V3c分別總稱為吸氣閥V1、沖洗閥V2、排氣閥V3之情形。
以下，針對蓄熱式氣體處理裝置100之動作機構進行說明。 於圖1中，就各吸氣閥V1、沖洗閥V2、排氣閥V3而言，塗黑之閥係表示閉狀態，塗白之閥係表示開狀態。加熱室1之箭號，係示意性表示氣體之主要之氣流。
於圖1(A)中，關於執行吸氣步驟之第1蓄熱室4A，吸氣閥V1a係開狀態，沖洗閥V2a及排氣閥V3a係閉狀態。 因吸氣閥V1a係開狀態，故被處理氣體係經由吸氣配管13a被導入至蓄熱室4A，並經由第2蓄熱層6a、觸媒層7a、第1蓄熱層5a受到加熱、昇溫，而被導入至加熱室1。被處理氣體，係受到第2蓄熱層6a及第1蓄熱層5a加熱。
加熱室1內之被處理氣體，係藉由加熱機構12被加熱至例如750℃～800℃。 如後述般，直接面對加熱室1之第1蓄熱層5a之加熱室側，係保持於例如750℃～800℃之高溫之狀態，並且，係第2蓄熱層6a係保持於相對上之低溫狀態。因此，被處理氣體，係藉由第2蓄熱層6a及第1蓄熱層5a，一邊逐漸受到加熱一邊移動，而最終在加熱至例如750℃～800℃之高溫之狀態下導入至加熱室1。
關於執行沖洗步驟之第2蓄熱室4B，沖洗閥V2b係開狀態，吸氣閥V1b及排氣閥V3b係閉狀態。 因沖洗氣閥V2b係開狀態，故沖洗氣體係經由沖洗配管16b被導入至蓄熱室4B，並經由第2蓄熱層6b、觸媒層7b、第1蓄熱層5b受到加熱，而被導入至加熱室1。與被處理氣體相同地，沖洗氣體，係在加熱至例如750℃～800℃之高溫之狀態下導入至加熱室1。
被導入至加熱室1之氣體(被處理氣體及沖洗氣體)，係於加熱室1內藉由加熱機構12受到加熱。
關於執行排氣步驟之第3蓄熱室4C，排氣閥V3c係開狀態，吸氣閥V1c及沖洗閥V2c係閉狀態。 經由第1蓄熱室4A及第2蓄熱室4B被導入至加熱室1之被處理氣體及沖洗氣體，係於被加熱至高溫之後，流入至第3蓄熱室4C，經由開狀態之排氣閥V3c，再經由排氣配管19c、配管19m、送風機20及配管21被釋出至大氣。 高溫狀態之氣體，其熱係藉由第1蓄熱層5c回收而冷卻，以例如300℃～450℃之中溫侵入至反應室8，並且，其熱藉由觸媒層7c及第2蓄熱層6c回收，以例如冷卻至150℃之低溫之狀態下自第3蓄熱室4C往排氣配管19c移動。
於排氣步驟中，因被處理氣體及沖洗氣體之雙方受到加熱並被導入至第3蓄熱室4C，故氣體流量增多，而熱流亦增多。然而，若沖洗氣體之流量充分地少於被導入至蓄熱式氣體處理裝置100之被處理氣體之流量，則第3蓄熱室4C之沖洗氣體之蓄熱量極小，而可忽視。 另一方面，若沖洗氣體之流量增大，則第3蓄熱室4C之蓄熱量會變化。藉由控制沖洗氣體之流量，係能夠控制(或調整)第3蓄熱室4C之第1蓄熱層5c及第2蓄熱層6c之溫度，因此亦能夠控制(或調整)反應室8c內之溫度。
被處理氣體，係於加熱室1內受到加熱處理，被處理氣體所包含之VOC受到分解、脫臭、淨化。然而，會如前述般，若包含氮成分之氣體以高溫受到熱處理，則會有生成NOx之情形。 為分解NOx，於反應室8c，能夠自釋出部9c供給氨(或氨水)做為藥劑。 又，因反應室8c係藉由第1蓄熱層5c及第2蓄熱層6c加熱，故藥劑係以氣體之狀態供給。
自加熱室1導入至第1蓄熱層5c之氣體，因於第1蓄熱層5c之熱回收受到低溫化，並於混合部90c與氨混合，並於觸媒層7c表面，使氣體中包含之NOx與氨反應。 例如，藉由以下之反應式，NOx受到還原，而分解為氮及水。
觸媒層7c之觸媒作用，係於預定之溫度範圍(觸媒溫度帶)提高，例如300℃～450℃，若觸媒層7c之溫度偏離該溫度範圍，則無法獲得充分之觸媒作用。 藉由使第1蓄熱層5c及第2蓄熱層6c之構成最佳化，能夠將觸媒層7c之溫度設定為最佳之溫度範圍(觸媒溫度帶)。能夠將作為副產物之NOx有效率地淨化(除害)。 於觸媒層7c受到淨化之氣體，係於第2蓄熱層6c受到熱回收，之後經由排氣配管19c，被釋出至大氣。
如此，蓄熱式氣體處理裝置100，係能夠藉由前述蓄熱室4之構成，將具有VOC及NF 3等含氮成分之氣體淨化。因能夠於蓄熱室4有效率地去除NOx，故不須另外設置NOx之除害裝置，而能夠省空間化、省能源化。
於圖1(A)中，第1蓄熱室4A，係執行：吸氣步驟，係將被處理氣體吸氣；第2蓄熱室4B，係執行：沖洗步驟，係將殘留於第2蓄熱室4B內之被處理氣體藉由沖洗氣體沖洗(流出至加熱室1)；第3蓄熱室4C，係執行：排氣步驟，係自於加熱室1受到熱處理之氣體將熱能回收至第1蓄熱層5c及第2蓄熱層6c，並且於反應室8c之觸媒層7c使藥劑(氨)與副產物(NOx)反應而將副產物(NOx)分解。
於前述之吸氣步驟及沖洗步驟，熱能自第1蓄熱層5a、5b、5c及第2蓄熱層6a、6b、6c轉移至氣體，於排氣步驟，熱能自氣體轉移至第1蓄熱層5a、5b、5c及第2蓄熱層6a、6b、6c。
蓄熱式氣體處理裝置100，係對於第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B及第3蓄熱室4C，循環(巡迴)地依序切換為吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟，藉此能夠將氣體之熱回收、再利用，而能夠獲得高熱效率。 圖1(B)，係表示將第1蓄熱室4A自吸氣步驟切換為沖洗步驟，將第2蓄熱室4B自沖洗步驟切換為排氣步驟，將第3蓄熱室4C自排氣步驟切換為吸氣步驟之狀態。
於圖1(B)中，就吸氣閥V1a、V1b、V1c、沖洗閥V2a、V2b、V2c、排氣閥V3a、V3b、V3c而言，白色閥係表示開狀態，黑色閥係表示閉狀態。 藉由切換吸氣閥V1a、V1b、V1c、沖洗閥V2a、V2b、V2c、排氣閥V3a、V3b、V3c之開閉狀態，能夠對於第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B及第3蓄熱室4C切換各步驟。
藉由執行吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟，第1蓄熱層5、第2蓄熱層6，係受到冷卻、冷卻、加熱，故溫度會降低、降低、上升。例如，就第2蓄熱層6之第1蓄熱層5側端面之溫度而言，若設吸氣步驟之最後之溫度為Ti，設沖洗步驟之最後之溫度為Tp，設排氣步驟之最後之溫度為Te，則 。 簡而言之，若反應室8內之溫度Tr均勻，則Te≧Tr≧Ti。若溫度Tr為觸媒溫度帶之範圍，則能夠將NOx有效率地分解。
又，於沖洗步驟中，將釋放沖洗氣體之時間設定為比吸氣步驟(或排氣步驟)之執行時間更短亦可。能夠對於沖洗氣體所造成之冷卻效果於時間上進行控制。在此情形，沖洗氣體停止後，會藉由來自第1蓄熱層5之輻射熱使第2蓄熱層6受到加熱，而有助於反應室8之溫度控制。
藉由前述般在時間上獨立控制冷卻效果，能夠使溫度調整之自由度提升。
圖2係表示蓄熱層(蓄熱材)之溫度分布，圖2(A)係示意性表示氣體流方向之長度L之蓄熱層之溫度分布，圖2(B)、(C)係示意性表示將氣體流方向之長度L1之蓄熱層分割為2之蓄熱層之溫度分布。橫軸係表示距離，縱軸係表示溫度。圖2(B)係表示能夠忽視觸媒層7之熱容量之影響之情形之例，圖2(C)係表示觸媒層7之熱容量之影響導致之溫度分布之變化。 將面向加熱室1側之蓄熱層之端面之位置設為0，將對向之端面設為氣體之排氣側。 於圖2中，係表示加熱室1保持於例如750℃之例。 又，為簡便，於圖2中係表示溫度對於距離以線性變化之例。
圖2(B)、(C)，係相當於蓄熱室4內，隔著反應室8，配置有第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之構成，圖2(A)，係相當於不存在有反應室8，使第1蓄熱層5與第2蓄熱層6相接而連結配置之構成。
如圖2(A)所示，蓄熱層之溫度，係隨著遠離加熱室1線性地降低。例如，觸媒層7所使用之觸媒之效果於350℃最大(或是觸媒溫度帶之中央之溫度為350℃)。於距離D1之位置，蓄熱層之溫度會成為目標之350℃。
如圖2(B)所示，將蓄熱層於距離D1之位置分割為第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之2者，並將第2蓄熱層6之端部(氣體之流入側)配置於距離D2之位置。於距離D1與距離D2之間，使氣體流方向之長度係L0=D2-D1，藉此能夠確保有溫度為一定(350℃)之空間S。又，為確保有空間S，第2蓄熱層6之氣體流出側端部之位置係L2=L1+(D2-D1)。
空間S係相當於反應室8，能夠將氣體流方向之長度為H之觸媒層7配置於第2蓄熱層6側。
又，若觸媒層7之熱容量相較於第1蓄熱層5及第2蓄熱層6充分為小，則空間S內之溫度幾乎為一定。然而，如圖2(C)所示，因觸媒層7之有限之傳導率及熱容量，於空間S會發生溫度之變化(降低)。 在此情形，以使觸媒層7之溫度落在觸媒溫度帶之方式，考慮該溫度變化而調整D1之位置即可。 又，觸媒層7之溫度，係涵蓋氣體流方向之長度整體皆落在觸媒溫度帶為最佳，然而只要觸媒層7之溫度於觸媒層7之至少一部分落在觸媒溫度帶，便能夠獲得NOx之淨化效果。在此情形，伴隨觸媒層7之溫度變化，使觸媒溫度帶之位置於觸媒層7之溫度分布中變化亦可。 並且，考慮觸媒層7之熱容量，設定第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之形狀(氣體流方向之長度)即可。藉由觸媒層7之蓄熱效果，能夠局部性節省使用於第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之蓄熱材。
第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之溫度分布，係視吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟之切換週期而定。吸氣步驟、沖洗步驟係第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之冷卻期間，排氣步驟係第1蓄熱層5及第2蓄熱層之加熱期間。因視吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟之切換週期，而反覆發生溫度之降低及上升，故藉由調整切換週期，能夠調整溫度之變動區域。
並且，為自動調整切換週期，於反應室8內設置溫度計T8亦可。溫度計T8，係例如量測觸媒層7之溫度亦可。 事先取得切換週期與觸媒層7之溫度(及溫度變動幅度)之關係，並作為資料保存於記憶裝置，而能夠依照以溫度計T8量測之溫度調整切換週期。切換週期，係能夠藉由第1蓄熱室4A、第2蓄熱室4B、第3蓄熱室4C之吸氣閥V1、沖洗閥V2、排氣閥V3之開閉週期進行控制。
又，於蓄熱層之內部之溫度難以測定，而難以獲得圖2(A)之溫度分布之情形，係測定蓄熱層之兩端之溫度，並對於該等之間進行線性近似亦可。 根據如此般求取(近似)之溫度分布，決定第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之氣體流方向之長度，並如前述般調整切換週期，藉此亦能夠將反應室8內之觸媒層7保持於指定之溫度範圍(觸媒溫度帶)。 又，以複數個額定尺寸蓄熱材(蓄熱材之層積)構成蓄熱層亦可。
並且，使用於第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之蓄熱材，係相同之材料(構造)亦可，係不同之材料(構造)亦可。配合進行使用之溫度區域，適當選擇妥善之蓄熱材即可。 例如，為使低溫側之溫度穩定性提升，使第2蓄熱層6之熱容量比第1蓄熱層5更高亦可。並且，將第2蓄熱層6之氣體流之阻力提升為比第1蓄熱層5更高，而使設於第1蓄熱層5與第2蓄熱層6之間之反應室8之壓力提高，藉此加強反應室8內之氨所進行之NOx之分解亦可。例如，使第2蓄熱層6之蓄熱材之貫穿孔之密度，比第1蓄熱層5之蓄熱材之貫穿孔之密度更小亦可。
圖3，係表示蓄熱式氣體處理裝置100之控制裝置22之主要構成。控制裝置22，係具備運算處理部23及記憶部24。 運算處理部23，能夠為執行吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟，分別控制吸氣閥V1(吸氣閥V1a、V1b、V1c)、沖洗閥V2(沖洗閥V2a、V2b、V2c)、排氣閥V3(排氣閥V3a、V3b、V3c)之開閉。 於記憶部24，記憶有用以維持反應室8之溫度之吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟之切換週期之資料，運算處理部23係能夠根據前述資料控制各閥之切換。 又，於第1蓄熱層5及第2蓄熱層6分別設置溫度計T5及溫度計T6，並藉由運算處理部23量測第1蓄熱層5及第2蓄熱層6之溫度，控制各步驟之週期亦可。
並且，將於觸媒層7使用之觸媒之規格，特別是能夠獲得觸媒作用之觸媒溫度帶之資料登錄於記憶部24亦可。因此，觸媒溫度帶係藉由觸媒層7確立，運算處理部23係根據所登錄之觸媒層7之資料，讀取反應室8(或觸媒層7)之設定溫度，以使反應室8之溫度成為設定溫度之方式，決定前述切換週期，而分別控制吸氣閥V1、沖洗閥V2、排氣閥V3之開閉即可。 並且，為調整觸媒層7之溫度範圍，例如於沖洗步驟調整沖洗閥V2之開度，以控制沖洗氣體之流量亦可。
如前述般，蓄熱式氣體處理裝置100，係具備複數個蓄熱室4，於蓄熱室4，以彼此分離之方式配置有能夠一邊使高溫之氣體流動一邊進行熱交換之第1蓄熱層5及第2蓄熱層6，而構成為將第1蓄熱層5與第2蓄熱層6之間之空間保持於預定之溫度之反應室8。並且，蓄熱式氣體處理裝置100，係構成為於反應室8內配置有觸媒層7，從釋出部9釋出藥劑(氨)，於預定之溫度(使觸媒作用最大化之溫度區域)淨化氣體。 於加熱室1及蓄熱室4中，能夠獨立淨化各自不同種類之成分。因此，能夠將加熱室1之VOC之加熱分解之副產物，於蓄熱室4以最佳之溫度條件淨化。 於加熱室1，不會受作為副產物之NOx生成所導致之限制影響，而能夠以最佳之溫度進行被處理氣體之熱處理(熱分解)。 因此，使用1台蓄熱式氣體處理裝置100，便能夠有效地淨化被處理氣體。又，視自設備等排出之被處理氣體之流量，設置複數個蓄熱式氣體處理裝置100亦可，乃不言自明。
並且，於蓄熱室4之淨化，係不限於加熱室1之反應副產物。藉由適當選擇釋出至反應室8之藥劑，亦能夠以1台蓄熱式氣體處理裝置100，以不同之處理方法，處理(淨化)被處理氣體之不同成分。因此，不限於前述實施方式所記載之氣體成分(VOC及NOx)，而亦能夠利用於淨化被處理氣體中之複數個不同特性之成分。
(實施方式2) 圖4，係表示實施方式2之蓄熱式氣體處理裝置100之主要構成之示意圖。圖中，加熱室1之箭號，係示意性表示氣體之主要之氣流。 實施方式1之蓄熱式氣體處理裝置100，係構成為於沖洗步驟中，自蓄熱式氣體處理裝置100之外部將沖洗氣體(周圍空氣)導入至蓄熱室4，而藉由沖洗氣體使殘留之被處理氣體流入至加熱室1。 實施方式2之蓄熱式氣體處理裝置100，係構成為於沖洗步驟中，將於加熱室1受到熱處理之被處理氣體導入至蓄熱室4，而將殘留之被處理氣體排出至蓄熱室4外。因不自外部導入沖洗氣體，故實施方式2之蓄熱式氣體處理裝置100，與實施方式1之蓄熱式氣體處理裝置100相比，係熱效率有所提升。 於該構成中，亦能夠於蓄熱室4設置反應室8，而進行NOx之去除。
與圖1所示之實施方式1之差異，係沖洗步驟之氣體之流路。以下，係具體進行說明。 如圖4所示，送風機25之吸氣口係連接至配管16m。 被導入至執行沖洗步驟當中之第2蓄熱室4B之加熱處理後之氣體，係經由沖洗閥V2b，藉由沖洗配管16b及配管16m被引導至送風機25，而自送風機25被排氣至配管26。第2蓄熱室4B，係使用加熱處理後之氣體作為沖洗氣體，使殘留之被處理氣體流出(沖洗)至第2蓄熱室4B外。 配管26，係連接至配管14，自第2蓄熱室4B排出之氣體，係經由送風機15、配管13m、吸氣配管13a，被導入至執行吸氣步驟當中之第1蓄熱室4A，而再度回到加熱室1。
於實施方式2中，反應室8之觸媒層7，係循環地切換吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟，藉此分別反覆進行冷卻、加熱、加熱。 不同於實施方式1，係構成為於沖洗步驟藉由氣體將第2蓄熱室4B之第1蓄熱層5b、觸媒層7b、第2蓄熱層6b加熱。 例如，就第2蓄熱層6之第1蓄熱層5側端面之溫度而言，若設吸氣步驟之最後之溫度為Ti，設沖洗步驟之最後之溫度為Tp，設排氣步驟之最後之溫度為Te，則Ti＜Tp＜Te。
典型上而言，於沖洗步驟中，被導入至第2蓄熱室4B之氣體流量，係能夠設定為比排氣步驟之氣體流量更少，而減少第1蓄熱層5b及第2蓄熱層6b之溫度之上升。 並且，藉由沖洗步驟，在緊接於該沖洗步驟之吸氣步驟中，亦能夠將受到冷卻之觸媒層7b加熱。藉由控制沖洗閥V2b之開度，係能夠控制氣體之流量，而能夠控制沖洗步驟之第1蓄熱層5b、觸媒層7b、第2蓄熱層6b之溫度上升。
並且，於沖洗步驟中，亦能夠進一步輔助性地自釋出部9b使沖洗氣體流入，亦能夠藉由沖洗氣體冷卻第2蓄熱層6b。因此，於沖洗步驟，係組合加熱要素及冷卻要素之2項因素，使觸媒層7b之溫度控制之自由度增加，而亦能夠提高溫度控制性。
並且，於前述之任一實施方式中，蓄熱室4之數量皆不限於3個。對於2個以上之蓄熱室4，能夠採用前述第1蓄熱層5、反應層8、第2蓄熱層6之構成。
吸氣步驟之時間與排氣步驟之時間必須相等，然而沖洗步驟只要使蓄熱室4內之殘留氣體排出即可，故如以下所示般，沖洗步驟之時間亦能夠設定為比吸氣步驟之時間(排氣步驟之時間)更短。
以下，係表示具備5台蓄熱室4及7台蓄熱室4之蓄熱式氣體處理裝置100之例，然而蓄熱室之數量不限於此。 圖5(A)，係表示5台蓄熱室4A、4B、4C、4D、4E之沖洗步驟、排氣步驟、吸氣步驟之時機表，圖5(B)係表示7台蓄熱室4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G之沖洗步驟、排氣步驟、吸氣步驟之時機表。於圖中P係表示沖洗步驟，E係表示排氣步驟，I係表示吸氣步驟，「I　11」、「E　21」等之數字，係區別各步驟之編號。 又，實際上之步驟，係依序為吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟，然而圖5係表示各步驟之執行途中狀態，為方便理解，係以沖洗步驟(P)、排氣步驟(E)、吸氣步驟(I)之順序表示蓄熱層4A。 圖5(A)所示之具備5台蓄熱室4之例之情形，沖洗步驟之時間係吸氣步驟之時間之2分之1，圖5(B)所示之具備7台蓄熱室4之例之情形，沖洗步驟之時間係設定為吸氣步驟之時間之3分之1。
參照圖5(A)所示之5台蓄熱室4A、4B、4C、4D、4E之時機表，例如蓄熱室4D之吸氣步驟I40對於蓄熱室4A之排氣步驟E11同步，4C之排氣步驟E31對於蓄熱室4A之吸氣步驟I11同步。並且，蓄熱室4E之吸氣步驟I50對於蓄熱室4B之排氣步驟E21同步。對於執行沖洗步驟之1台蓄熱室，係存在有執行排氣步驟當中之2台蓄熱室。 如此，隨時會存在有2組排氣步驟與吸氣步驟同步之2個蓄熱室4之套組，以及執行沖洗步驟之1台蓄熱室4。 於表示7台蓄熱室4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G之時機表之圖5(B)中，亦隨時會存在有3組排氣步驟與吸氣步驟同步之2個蓄熱室4之套組，以及執行沖洗步驟之1台蓄熱室4。對於執行沖洗步驟之1台蓄熱室，係存在有執行排氣步驟當中之3台蓄熱室。 又，構成為進一步追加處於未執行沖洗步驟、排氣步驟、吸氣步驟之任一步驟之空轉狀態(空轉步驟)之蓄熱室4，而循環執行沖洗步驟、排氣步驟、吸氣步驟、空轉步驟亦可。並且，於空轉步驟當中執行蓄熱室4之溫度調整亦可。亦即，藉由第1蓄熱層5之輻射熱將第2蓄熱層6加熱，或是使沖洗氣體自釋出部9流入而冷卻第2蓄熱層6亦可。
又，於使用2個蓄熱室4之情形，於其中一方之蓄熱室4在吸氣步驟之後導入沖洗氣體並執行沖洗步驟，於其間在另一方之蓄熱室4執行排氣步驟即可。 又，蓄熱室4之台數不限於前述例，為任意之2以上之值即可，並且，循環執行之步驟之時機，係不限於圖5所示之例。
(實施方式3) 並且，如圖6所示，於任一實施方式中，皆可於蓄熱室4之第1蓄熱層5之加熱室1側，進一步設有另外之觸媒27(觸媒27a、27b、27c)。 觸媒27，係促進於加熱室1之VOC之熱分解之觸媒，具有與觸媒層7不同之功能，且不使用氨(或氨水)。 藉由使用觸媒27，能夠使加熱室1之溫度降低，而亦能夠省能源化。並且，亦能夠減少為將觸媒層7維持於最佳溫度，而使熱處理後之氣體之溫度降低所必要之第1蓄熱層5之量。
(實施方式4) 於實施方式4中，係提供能夠使NOx之分解效率進一步提升之釋出部9。 圖7(A)係表示釋出部9之構成之示意圖，圖7(B)、圖7(C)，皆係表示使用釋出部9之蓄熱室4之主要構成之示意圖，圖7(D)係表示使用釋出部9之蓄熱式氣體處理裝置100之變形例之主要構成之示意圖。 釋出部9係具有管狀部91及設於管狀部91之釋出孔92，釋出部9之管狀部91，係自氣體流入埠94插入至蓄熱室4之內部(混合部90)。 釋出孔92，係具有彼此於水平方向對向之第1釋出孔921(921a、921b、921c、921d、921e、921f)及第2釋出孔922(922a、922b、922c、922d、922e、922f)。複數個第1釋出孔921及第2釋出孔922，係分別設在對於管狀部91之中心軸彼此對向之第1側壁面911及第2側壁面912。 作為管狀部91，能夠採用例如剖面為圓形且端部受到閉鎖之具有耐熱性之不鏽鋼製之圓形管。釋出孔92，係能夠作為開口部形成於管狀部91之壁面。例如，於不鏽鋼製之圓形管以等間隔設置開口部，藉此能夠輕易製造釋出部9之主要部。
圖7(B)係表示平行於管狀部91之長度方向之方向之蓄熱室4之剖面構造，圖7(C)係表示垂直於管狀部91之長度方向之方向之蓄熱室4之剖面構造。釋出部9，係設於第1蓄熱層5側。 複數個釋出部9之管狀部91，係例如配置為彼此隔著距離Lm，並配置為自蓄熱室4之內壁面隔著距離Lo。 釋出孔92(第1釋出孔921及第2釋出孔922)，係例如以距離d之間隔配置。
釋出孔92(第1釋出孔921及第2釋出孔922)，係構成作為水平方向或對於水平方向以預定之角度θ(例如非限定性而言，0度～40度)朝上之開口部。係構成為使作為氮氧化物之還原劑之藥劑，例如藉由未圖示之流體泵被壓送至釋出部9，並自釋出孔92(第1釋出孔921及第2釋出孔922)往水平方向或對於水平方向以預定角度θ朝上釋出。(參照圖中虛線箭號) 利用被處理氣體往垂直下方之氣流，將藥劑往水平方向分量大之方向釋出，藉此使藥劑擴散至較廣範圍，而能夠使與被處理氣體之混合之均一性提升。 並且，亦可將管狀部91之直徑，設定為於管狀部91之下游產生被處理氣體之漩渦，以提高藥劑與被處理氣體之攪拌效果。例如，使管狀部91之直徑為產生卡門渦流之值亦可。亦能夠利用於管狀部91之兩側壁之下游產生之被處理氣體之漩渦，提高藥劑之攪拌效果。
釋出部9之釋出孔92與觸媒層7之上面之間之空間，係用以使釋出之藥劑擴散至被處理氣體中之擴散區域。於擴散區域，藥劑與被處理氣體受到混合，並被導入至觸媒層7。藥劑與被處理氣體之均一之混合，係能夠使NOx之分解效率提升。 藉由使被處理氣體於擴散區域之滯留時間增長，能夠使藥劑與被處理氣體之混合之均一性提升。例如，擴散區域之高度H，係較佳為設定為使被處理氣體之滯留時間為0.4秒以上。藉由構成如此般之擴散區域，能夠有效地活用藥劑，並能夠確認到可獲得穩定且強力之NOx分解作用。
圖8係表示NOx之去除效率之氨水流量相依性之圖表，橫軸係表示氨水流量，縱軸係表示NOx之去除效率。於圖8中，黑圓係使用圖7所示之釋出部9之資料，白圓係表示使用朝向觸媒層7往下釋出之噴嘴作為釋出部9之資料。 可知藉由採用圖7(A)所示之釋出部9，與朝下釋出氨水之情形相比，分解效率提升2倍以上。分解效率之提升，認為係因氨與被處理氣體更為均一地受到混合，而能夠有效地利用氨。 一般而言，為確保流體之均等之噴出分布，需使用複雜構造之圓錐噴嘴(全圓錐噴嘴)。然而，利用被處理氣體之氣流之實施方式4之釋出部9，係容易製造之單純構造，而能夠降低製造成本，並能夠使NOx之分解效率大幅提升。並且，因氨水受到有效地使用，故亦能夠使氨水之消耗量減少。
藉由使觸媒層7本身具備蓄熱特性，係如圖7(D)所示，亦可構成為省略第2蓄熱層6a，於蓄熱室4內在第1蓄熱層5之下游僅配置觸媒層7。自第1蓄熱層5之下部至觸媒層7之底面之空間係構成反應室8。 在此情形，例如，將觸媒層7之每單位體積之熱容量設定為第1蓄熱層5之每單位體積之熱容量同等(例如熱容量之差異在10%範圍內)即可。 並且，藉由排除第2蓄熱層6a，能夠減少零件數，而能夠降低裝置之製造成本、運用成本。
(實施方式5) 為使於蓄熱室4之排氣步驟之觸媒反應導致之NOx之分解效率進一步提升，係能夠將執行排氣步驟當中之蓄熱室4之數量設定為比執行吸氣步驟當中之蓄熱室4之數量更多。
設n為自然數，蓄熱式氣體處理裝置100係具備2n+2台蓄熱室4，亦即係具備自第1蓄熱室4 1至第2n+2蓄熱室4 2n+2，並如以下所說明般，將蓄熱式氣體處理裝置100於被處理氣體之氣體處理步驟(氣體淨化步驟)中，以使1台蓄熱室4執行沖洗步驟，並使執行排氣步驟之蓄熱室4之數量比執行吸氣步驟之蓄熱室4之數量多1台之方式進行運用。因此，構成為使所有蓄熱室4持續運轉。
具體而言，複數個蓄熱室4，係如以下般運用。 例如，於第1循環，第1蓄熱室4 1執行沖洗步驟，自第2蓄熱室4 2至第n+2之蓄熱室4 n+2之合計n+1台蓄熱室4執行吸氣步驟，自第n+3之蓄熱室4 n+3至第2n+2之蓄熱室4 2n+2之合計n台蓄熱室4執行排氣步驟。 於後續之第2循環，係第2蓄熱室4 2執行沖洗步驟，自第3蓄熱室4 3至第n+3之蓄熱室4 n+3之合計n+1台蓄熱室4執行吸氣步驟，自第n+4之蓄熱室4 n+4至第2n+2之蓄熱室4 2n+2及第1蓄熱室4 1之合計n台蓄熱室4執行排氣步驟。 以下，同樣依序循環地1台1台地自沖洗步驟變更為排氣步驟、自排氣步驟變更為供氣步驟、自供氣步驟變更為沖洗步驟即可。 又，各蓄熱室4之構成相同，各循環時間相同。
例如於n=3之情形，蓄熱式氣體處理裝置100係具備8台蓄熱室4，3台蓄熱室4執行吸氣步驟，4台蓄熱室4執行排氣步驟，1台蓄熱室4執行沖洗步驟，並依序循環地1台1台地自沖洗步驟變更為排氣步驟、自排氣步驟變更為供氣步驟、自供氣步驟變更為沖洗步驟即可。 又，蓄熱室4之數量不限於8，為4以上之偶數即可，例如使n=1，蓄熱式氣體處理裝置100具備4台蓄熱室4即可。
如前述般，執行吸氣步驟當中之蓄熱室4之數量，係比執行排氣步驟當中之蓄熱室4之數量更少，故執行排氣步驟當中之蓄熱室4之各觸媒層7分解NOx之處理之負擔受到減輕。 並且，流入至執行排氣步驟當中之蓄熱室4之被處理氣體之流量會減少，故混合部90內之被處理氣體之垂直方向之流速降低，而被處理氣體之停滯時間增長。 因此，自釋出孔92往水平方向釋出之藥劑(氨水)受到廣泛擴散，而使與被處理氣體進一步均一地混合之效果提升。並且，被處理氣體於觸媒層7之停滯時間增長，而能夠使分解NOx之處理效率提升。 如此，藉由使用2n+2台蓄熱室4之循環氣體處理，能夠使於觸媒層7之被處理氣體之淨化作用進一步提升。 [產業上之利用可能性]
依據本發明，係能夠提供一種熱式氣體處理裝置100，其能夠將被處理氣體以高溫進行熱處理而藉此淨化，並且使因高溫處理產生之副產物於設在蓄熱室內之反應室內，以適當之溫度使用觸媒淨化。 能夠因高熱效率達成省能源化、省空間化，並亦能夠使用於各種被處理氣體之淨化。能夠使用於來自半導體工廠、化學工廠、其他設施之廢氣之淨化，產業上之利用可能性高。
100:蓄熱式氣體處理裝置 1:加熱室(燃燒室) 2:隔熱壁 3:隔壁 4:蓄熱室 4A:第1蓄熱室 4B:第2蓄熱室 4C:第3蓄熱室 5,5a,5b,5c:第1蓄熱層 6,6a,6b,6c:第2蓄熱層 7,7a,7b,7c:觸媒層 8,8a,8b,8c:反應室 9,9a,9b,9c:釋出部(藥劑釋出部) 91:管狀部 911:第1側壁面 912:第2側壁面 92:釋出孔 921,921a~921f:第1釋出孔 922,922a~922f:第2釋出孔 94:氣體流入埠 90,90a,90b,90c:混合部 10a,10b,10c:閥(控制閥) 11m:配管(藥劑供給管線) 11a,11b,11c:配管 12:加熱機構 13m:配管 13a,13b,13c:吸氣配管 14:配管 15:送風機 16m:配管 16a,16b,16c:沖洗配管 17:送風機 18:配管 19m:配管 19a,19b,19c:排氣配管 20:送風機 21:配管 22:控制裝置 23:運算處理部 24:記憶部 25:送風機 26:配管 27,27a,27b,27c:觸媒 T1,T5,T6,T8:溫度計 V1:吸氣閥 V1a,V1b,V1c:閥(吸氣閥) V2:沖洗閥 V2a,V2b,V2c:閥(沖洗閥) V3:排氣閥 V3a,V3b,V3c:閥(排氣閥)
[圖1]圖1(A)、(B)，係表示蓄熱式氣體處理裝置100之主要構成之示意圖。(實施方式1) [圖2]】圖2係表示蓄熱層(蓄熱材)之溫度分布，圖2(A)係示意性表示氣體流方向之長度L之蓄熱層之溫度分布，圖2(B)、(C)係示意性表示將氣體流方向之長度L1之蓄熱層分割為2之蓄熱層之溫度分布。 [圖3]圖3係表示蓄熱式氣體處理裝置100之控制裝置22之主要構成。 [圖4]圖4，係表示實施方式2之蓄熱式氣體處理裝置100之主要構成之示意圖。 [圖5]圖5(A)，係表示5台蓄熱室4之沖洗步驟、排氣步驟、吸氣步驟之時機表，圖5(B)係表示7台蓄熱室4之沖洗步驟、排氣步驟、吸氣步驟之時機表。 [圖6]圖6，係表示實施方式3之蓄熱式氣體處理裝置100之主要構成之一部分之示意圖。 [圖7]圖7(A)，係表示實施方式4之釋出部9之示意圖，圖7(B)、圖7(C)，皆係表示使用釋出部9之蓄熱室4之主要構成之示意圖，圖7(D)係表示使用釋出部9之蓄熱式氣體處理裝置100之變形例之主要構成之示意圖。 [圖8]圖8係表示NOx之去除效率之氨水流量相依性之圖表。
1:加熱室(燃燒室)
2:隔熱壁
3:隔壁
4A:第1蓄熱室
4B:第2蓄熱室
4C:第3蓄熱室
5a,5b,5c:第1蓄熱層
6a,6b,6c:第2蓄熱層
7a,7b,7c:觸媒層
8a,8b,8c:反應室
9a,9b,9c:釋出部(藥劑釋出部)
90a,90b,90c:混合部
10a,10b,10c:閥(控制閥)
11a,11b,11c:配管
11m:配管(藥劑供給管線)
12:加熱機構
13a,13b,13c:吸氣配管
13m:配管
14:配管
15:送風機
16a,16b,16c:沖洗配管
16m:配管
17:送風機
18:配管
19a,19b,19c:排氣配管
19m:配管
20:送風機
21:配管
100:蓄熱式氣體處理裝置
V1a,V1b,V1c:閥(吸氣閥)
V2a,V2b,V2c:閥(沖洗閥)
V3a,V3b,V3c:閥(排氣閥)

Claims (5)

  1. 一種蓄熱式氣體處理裝置，係具備： 具有加熱機構之加熱室，以及連接至前述加熱室之複數個蓄熱室， 前述蓄熱室，係具有第1蓄熱層、第2蓄熱層，以及設於前述第1蓄熱層與前述第2蓄熱層之間之反應室， 前述第1蓄熱層係設於前述加熱室側， 前述反應室，係於前述第2蓄熱層側具有觸媒層，於前述第1蓄熱層側具有混合部，並於前述混合部內具有釋出部， 前述釋出部，係具有彼此於水平方向對向之第1釋出孔及第2釋出孔。
  2. 如請求項1所述之蓄熱式氣體處理裝置，其中， 前述觸媒層具有蓄熱特性， 而廢除前述第2蓄熱層。
  3. 如請求項1所述之蓄熱式氣體處理裝置，其中， 前述蓄熱室，係循環執行吸氣步驟、沖洗步驟、排氣步驟， 前述沖洗步驟之時間係比前述吸氣步驟之時間更短。
  4. 如請求項1所述之蓄熱式氣體處理裝置，其中， 設n為自然數，具備2n+2台前述蓄熱室， 1台前述蓄熱室執行沖洗步驟， n+1台前述蓄熱室執行吸氣步驟， n台前述蓄熱室執行排氣步驟， 而循環執行氣體處理。
  5. 一種氣體淨化方法，係於蓄熱式氣體處理裝置中進行；該蓄熱式氣體處理裝置，係具備： 具有加熱機構之加熱室，以及連接至前述加熱室之複數個蓄熱室， 前述蓄熱室，係具有第1蓄熱層、第2蓄熱層，以及設於前述第1蓄熱層與前述第2蓄熱層之間之反應室， 前述第1蓄熱層係設於前述加熱室側， 前述反應室，係於前述第2蓄熱層側具有觸媒層，於前述第1蓄熱層側具有混合部，並於前述混合部內具有釋出部，前述釋出部係具有彼此於水平方向對向之第1釋出孔及第2釋出孔； 該氣體淨化方法，係包含： 將氣體於前述加熱室加熱之處理； 將前述氣體經由前述蓄熱室之前述第1蓄熱層導入至前述反應室，使自前述釋出部釋出之藥劑與前述氣體於前述觸媒層反應之處理。
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