(57)【要約】【課題】既存の産業活動に容易に取り組むことができ、燃焼ガスから効果的にＮＯＸを除去でき、かつ、熱効率が高く、設置および／または作動のコストを最小限にできるような選択触媒還元工程を実現する。【解決手段】ガス中のＮＯＸ濃度を、ガスを反応物質と混合することにより減少させ、その後、ガスを処理のために、ＲＳＣＲ装置に入れる。処理は、ガスを加熱し、ガスを１つまたは複数の触媒反応をさせ、その後、ガスを熱伝達領域に通過させ、ガスがこの熱伝達領域に熱を与え、その熱がＲＳＣＲ工程の引き続く循環工程において、利用される。【選択図】図１
2006105586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）所定の濃度を有する少なくとも１つの反応物質を、所定の量の汚染物質含有ガスと混合し、混合ガスを形成する工程と、
（ｂ）前記混合ガスを処理装置に導入する工程と、
（ｃ）前記処理装置が複数の熱伝達領域と複数の触媒領域とを備えており、前記混合ガス中の汚染物質の濃度を下げるために、前記処理装置内で前記混合ガスを処理する工程とを含み、
前記混合ガスを処理する工程（ｃ）は、
（ｉ）前記混合ガスが、前記複数の熱伝達領域のうちの少なくとも第１熱伝達領域から熱を得、前記複数の熱伝達領域のうちの少なくとも第２熱伝達領域に対して熱を供給する工程、
（ｉｉ）前記混合ガスを、前記複数の触媒領域のうちの少なくとも第１触媒領域と第２触媒領域とに接触させ導入し、前記混合ガスに対して少なくとも前記第１触媒領域と前記第２触媒領域との各々で触媒還元を行なう工程、および、
（ｉｉｉ）前記混合ガスを、前記処理の間、前記処理装置内で、第１方向と、第１方向とは異なる第２方向とに流動させる工程、を含む再生選択触媒方法。
【請求項２】
前記混合ガスを、前記第１方向では、前記複数の熱伝達領域のうちの前記第１熱伝達領域から、前記複数の触媒領域の前記第１触媒領域への方向へ流動させ、かつ、前記第２方向では、前記複数の熱伝達領域のうちの前記第２熱伝達領域から、前記複数の触媒領域の前記第２触媒領域への方向へ流動させる請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項３】
前記処理装置が、複数のチャンバーを備え、前記複数の熱伝達領域のうちの前記第１熱伝達領域と、前記複数の触媒領域の前記第１触媒領域とが、前記複数のチャンバーのうちの第１チャンバーに設けられ、前記複数の熱伝達領域のうちの前記第２熱伝達領域と、前記複数の触媒領域のうちの前記第２触媒領域とが、前記複数のチャンバーのうちの第２チャンバーに設けられる請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項４】
前記複数の熱伝達領域のうちの前記第１熱伝達領域が、混合ガスに熱を供給し、前記複数の熱伝達領域のうちの前記第２熱伝達領域が、混合ガスから熱を得る請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）の前に、前記複数の熱伝達領域のうちの前記第１熱伝達領域を、所定の温度に加熱する請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項６】
前記所定の温度は、約６００°Ｆから約８００°Ｆである、請求項５に記載の再生選択触媒方法。
【請求項７】
前記工程（ｃ）の終了に続いて、前記混合ガスを前記処理装置から排出する工程を含む、請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項８】
前記混合ガスを排出する工程は、前記処理装置の複数のチャンバーのうちの少なくとも１つとつながっているガス流動作用装置を作動することにより行なう請求項７に記載の再生選択触媒方法。
【請求項９】
前記ガス流動作用装置が、ファンである請求項８に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１０】
前記ガス流動作用装置が、導管を介して、少なくとも１つのチャンバーとつながっている請求項８に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１１】
前記導管はダンパーを有し、前記ガス流動作用装置が作動している際に、前記ダンパーは開いている請求項１０に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１２】
前記工程（ｃ）に引き続いて、反応物質を前記装置から一掃する工程を含む請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１３】
前記処理装置が、少なくとも１つの加熱装置を有する請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの加熱装置は、所定の場所に設けられ、前記混合ガスが前記複数の触媒領域のうちの一箇所に接触する前に、前記混合ガスに対して熱を供給する請求項１３に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの加熱装置は、バーナーである請求項１３に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの加熱装置の温度は、混合ガスと触れる際に、約９００°Ｆから約１６００°Ｆの範囲である請求項１３に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの反応物質は、アンモニアである請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１８】
前記混合ガスの温度は、前記工程（ａ）後、約２００°Ｆから約４００°Ｆの範囲である請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【請求項１９】
前記混合ガスの温度は、前記工程（ａ）後、約３００°Ｆから約３５０°Ｆの範囲である請求項１８に記載の再生選択触媒方法。
【請求項２０】
前記混合ガスの温度は、前記工程（ａ）後、約３２５°Ｆである、請求項１９に記載の再生選択触媒方法。
【請求項２１】
前記汚染物質含有ガスは、窒素酸化物（ＮＯＸ）を含む、請求項１に記載の再生選択触媒方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕  本発明は、燃焼ガスから、物質を除去するシステムおよび方法に関し、とりわけ、再生選択触媒還元（ＲＳＣＲ）により、燃焼ガスの脱窒（すなわち、燃焼ガスから窒素酸化物を除去する）システムおよび方法に関する。
【０００２】
〔発明の背景〕
高温燃焼工程およびその他の類似の技術は、産業界において非常に重要な役割を果たしている。しかし、しばしば、この工程による不幸な副産物として、汚染物質が生成され、この汚染物質が排気される燃焼ガスに含まれ、大気中に放出される。この汚染物質の中でも最も有害な物質は、窒素酸化物（以下では、「ＮＯＸ」と称する）であり、これは、米国環境保護省（ＥＰＡ）が、汚染物質と指定している物質である。窒素酸化物の放出は、スモッグおよびいわゆる酸性雨の発生にも関係している。これゆえに、排出される燃焼ガス中のＮＯＸなどの汚染物質量を許容レベルにまで減らすことが、産業界の共通の目標となっている。
【０００３】
長年、ＮＯＸ排出を削減するために一般的に採用されてきた技術は、例えば、燃焼ガスの再循環により燃焼工程自体を変えることであった。しかし、このような技術の結果は一般に満足されるものではなかった（すなわち、ＮＯＸ除去率は、５０％以下である）ために、最近では、これに代えて、様々な燃焼ガスの脱窒工程（すなわち、燃焼ガスが大気中に放出される前に、燃焼ガスから窒素を除去する工程）に焦点が当てられるようになってきた。
【０００４】
燃焼ガスの脱窒工程は、いわゆる「湿式」方法（吸収技術を利用する方法）と、「乾式」方法（吸収技術の代わりに、触媒による分解および／または触媒による還元に依存する方法）とに、区分される。現在、広く行なわれている脱窒工程は、選択触媒還元（ＳＣＲ）であり、この方法は「乾式」脱窒方法で、反応物質（例えば、ＮＨ３）を入れることにより、ＮＯＸの還元を行い、ＮＯＸが、例えば、窒素および水といった、無害な反応生成物に変えられる。ＳＣＲ工程における、還元工程は、通常、以下の化学反応により代表される。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
２ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
【０００５】
ＳＣＲに関連する技術により、ＳＣＲ工程を実施する装置を、物理的にどこに設置するかについては、柔軟に考えてよい。すなわち、ＳＣＲ工程の化学反応は、燃焼システム全体の中で、特定の段階または特定の位置で行う必要はない。最も一般的な２つの設置場所は、全体システムの中心部（すなわち、「高温側」）にあるか、全体システムのいわゆる「最終段階」にあるか（すなわち、「低温側」）である。
【０００６】
しかしながら、残念なことに、ＳＣＲを高温側に設置した場合でも、低温側に設置した場合でも、工業的設定（industrial setting）において、重要な問題が生じる。例えば、高温側でのＳＣＲ工程では、薪燃焼装置（wood-fired burner）と共に用いる場合には、不適切である。この理由は、薪の中にある灰は、アルカリを含み、ＳＣＲ工程の際に、一方の方向へのガス流動が起こることにより、触媒に損傷を与えてしまうからである。この問題は、低温側でのＳＣＲ工程では起こらないが、低温側でのＳＣＲ工程では、間接的な熱交換機に頼っているために、熱効率が悪くなってしまう。
【０００７】
したがって、既存の産業活動の中で容易に実行することができ、燃焼ガスから効果的にＮＯＸを除去でき、かつ、熱効率が高く、設置および／または作動のコストを最小限にできるような選択触媒還元工程が必要とされている。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、再生選択触媒還元（ＲＳＣＲ）により、燃焼ガスから物質を除去するためのシステムおよび方法を提供することにより、上述の目的を達成し、他の必要性を満足させることにある。このようなシステムおよび方法により、高い除去効率を達成できるという利点がある。さらに、このようなシステムおよび方法を実施した際、高コストの設計変更も不要であり、実施した際に受容できないほどの熱の非効率性が生じることもない。
【０００９】
本発明のＲＳＣＲ工程は、ＮＯＸなどの汚染物質を生成する大規模な機器の、「高温側」または「低温側（すなわち、最終段階）」に設置可能であるＲＳＣＲ装置を中心にして行われる。このＲＳＣＲ装置は、複数のチャンバーを備え、通常、この複数のチャンバーの各々が、１つまたは複数の熱伝達領域と、１つまたは複数の触媒領域とを有する。このＲＳＣＲ装置は、また、中空空間（例えば、頭隙領域）を有し、この中空空間内で、ガスが、熱伝達領域と触媒領域との間を行き来する。
【００１０】
各熱伝達領域の目的は、流入するガスに熱を与え、流出するガスから熱を取り去ることである。触媒領域の目的は、ＮＯＸ含有ガス内のＮＯＸを無害な成分に変化させる触媒還元を引き起こすことである。
【００１１】
ＲＳＣＲ工程は、複数または多数の処理サイクルを必要とし、各サイクル（循環工程）中で、ＮＯＸ含有ガスが装置中に入り、ＮＯＸの除去のために処理され、大気中に放出される。ガスは、処理装置中に入れられる前に、少なくとも１つの、ガス内には存在していない反応物質（例えば、アンモニア）と混合される。
【００１２】
各サイクルは、汚染ガスをＲＳＣＲ装置中に入れることにより始まる。ガスの温度が、触媒作用のために十分高くなるように、熱伝達領域で、熱がガスに対して与えられる。本発明の各サイクルでは、熱伝達領域が予め加熱されるか、または、余熱を有し、その熱の少なくとも一部をガスに伝達する。
【００１３】
加熱されたガスは、その熱伝達領域と同じチャンバー中の触媒領域に進み、ここで触媒作用が起こる。その後、ガスは、このチャンバーを離れ、別のチャンバーに入るが、ここで、ガスの流動方向は変更される。好ましくは、別のチャンバーに入る前に、ガスは１つまたは複数の加熱装置（例えば、１つまたは複数のバーナー）により熱せられる。別のチャンバーでは、ガスに対して、さらに触媒反応が起こり、ガスは、その後、別の熱伝達領域に入り、ガスの温度がこの別の熱伝達領域の温度よりも高いため、ガスがこの別の熱伝達領域に熱を与える。この別の熱伝達領域中の余熱は、次に、本発明のＲＳＣＲ工程の第２サイクルに関する処理のために、装置中に入る別のＮＯＸ含有ガスに与えられる。
【００１４】
したがって、ＲＳＣＲ工程の各サイクルでは、ＮＯＸガスを除去するだけではなく、工程の次のサイクルを容易にするために加熱も行なわれる。その結果、ＲＳＣＲ工程は、連続的に実施可能になる。
【００１５】
本発明のＲＳＣＲ工程には、従来の選択触媒還元（ＳＣＲ）工程に比べて、いくつかの重要な利点がある。例えば、工程の各サイクルで、触媒を通過するガスの流動方向は、複数必要である。この結果、本発明では、適切な熱伝達の段階を経るために間接的な加熱機器に頼らねばならなかった従来の「低温側」のＳＣＲ工程ではなされていなかった熱伝達および熱回収の段階を経ることができる。さらに、本発明のＲＳＣＲ工程では、処理されるガスが、複数の触媒領域を通って異なる方向に動くにもかかわらず、アンモニアが脱離（ammonia slip）する濃度は、過剰に高くならない。このことは、ほとんど予期されないことであった。本発明の発明者は、理論により拘束されることなく、アンモニアの脱離が過剰に生じない一つの理由は、触媒に吸収されたアンモニアが、実際は、予想より少なく脱離（desorb）されたためである、と考えている。
【００１６】
本発明のこれ以外の点および実施例を以下に説明する。
【００１７】
〔発明の詳細説明〕
図１〜図３は、再生選択触媒還元（ＲＳＣＲ）装置１０を示す。ＲＳＣＲ装置１０は、気中物質（例えば、燃焼ガス）を大気中に放出する（不図示の）他の産業機器の中に設置される。このような産業機器の例は、特に限定されるものではないが、高温燃焼機器および発電機器が挙げられる。このような産業機器内でのＲＳＣＲ装置１０の特定の位置は、種々可能であるが、本発明の現時点での好適な実施例では、ＲＳＣＲ装置は、産業機器のいわゆる「最終段階」（すなわち、「低温側」）に設けられる。ＲＳＣＲ機器の別の位置の例は、特に限定されるものではないが、いわゆる「高温側」、例えば、「高温側で、低ダスト」の位置である。
【００１８】
ＲＳＣＲ装置１０は、複数のチャンバー２０（密閉容器、筐体、ユニット、または、部分としても知られている）を有し、汚染物質（例えば、ＮＯＸ）を含む燃焼ガスは、このチャンバーに入り、また、このチャンバーから出る。後述するように、このチャンバーで、ガスは加熱され、熱を発散し、このガスに対して触媒還元が行なわれる。ＲＳＣＲ装置１０中のチャンバー２０の数は様々であってよい。その具体的な数は、いくつかの要因、すなわち、特に限定されるものではないが、ＲＳＣＲ装置１０の寸法、ＲＳＣＲ装置が設置される機器の寸法、汚染物質含有ガス中の汚染物質の濃度、触媒の選択、および／または、反応物質の選択に基づいて決められる。
【００１９】
本発明の実施例では、チャンバー２０の数は、２以上９以下である。チャンバー２０の数は、７以下であることが現時点では好ましい。図１〜図３で示すように、ＲＳＣＲ装置が、３つのチャンバー２０、すなわち、第１チャンバー２０Ａ、第２チャンバー２０Ｂ、および、第３チャンバー２０Ｃを有することが、現時点では最も好ましい。
【００２０】
各チャンバー２０は、１つまたは複数の熱伝達領域３０および／または１つまたは複数の触媒領域４０を有する。必ずしも必要ではないが、通常、ＲＳＣＲ装置１０中の熱伝達領域３０の全数は、装置中の触媒領域４０の全数に等しい。ＲＳＣＲ装置１０中の熱伝達領域３０の全数が、装置中の触媒領域４０の全数と異なる場合、熱伝達領域の全数が、触媒領域の全数よりも多いことが、現時点では好ましい。
【００２１】
各チャンバー２０は、中空空間の領域をも有している。この中空空間は、１つのチャンバーから他のチャンバーへとガスが入り流れる領域として定義されるものであり、１つまたは複数の頭隙領域５０を含む。図１〜図３の実施例で示すように、第１チャンバー２０Ａは、第１頭隙領域５０Ａを有し、第２チャンバー２０Ｂは、第２頭隙領域５０Ｂを有し、第３チャンバー２０Ｃは、第３頭隙領域５０Ｃを有する。熱伝達領域３０の全てまたはいずれかの上方および／または下方や、触媒領域４０の全てまたはいずれかの上方および／または下方など、これ以外の中空空間領域が設けられていてもよい。
【００２２】
本発明の現在の時点での好適な実施形態によれば、頭隙領域５０中には、熱伝達領域３０や、触媒領域３０は設置されていない。しかし、１つまたは複数の頭隙領域５０中に、これ以外の１つまたは複数の装置を設けてもよい。例えば、図１〜図３に示すように、１つまたは複数の加熱装置６０を、１つまたは複数の頭隙領域５０中に設けてもよい。加熱装置６０は、当該分野で知られている装置のいずれでもよく、例えば、１つまたは複数のバーナーであってもよい。
【００２３】
頭隙領域５０の内部に、１つまたは複数のバーナー６０を設置することが、現時点では好ましい。特に、反応物質がアンモニアである本発明の実施例については、この構成が好ましい。この構成により、アンモニアが不都合にも酸化され、ＮＯＸ含有ガスがさらに形成される危険性を最小限に抑えることができる。
【００２４】
頭隙領域５０内にあるバーナー６０の数は、いくつかの要因（例えば、チャンバー２０に入るまたはチャンバー２０から出るガスの温度を変える必要性／温度）により、変わり得る。しかし、頭隙領域５０中のバーナー６０の全数は、通常、チャンバーの全数以下である。１つまたは複数のバーナー６０は、頭隙領域５０に加えて、または、これに代えて、ＲＳＣＲ装置１０の別の領域に設置されてもよく、この領域としては、特に限定されるものではないが、熱伝達領域３０と触媒領域４０との間の領域も含まれる。
【００２５】
熱伝達領域３０は２つの機能のうちの１つの機能を実施する。これは、ＲＳＣＲ工程中で生じている具体的なサイクル／段階と、その熱伝達領域が置かれている具体的なチャンバー２０との両方に応じて異なる。例えば、後述するように、同じ熱伝達領域３０が、入ってくるガスに熱を供給／伝達し、または、出て行くガスから熱を取る／移すことが可能である。
【００２６】
本発明の現時点での好ましい実施例によれば、図１〜図３に示すように、各チャンバー２０は、１つの熱伝達領域３０を有し、すなわち、第１チャンバー２０Ａは、第１熱伝達領域３０Ａを有し、第２チャンバー２０Ｂは、第２熱伝達領域３０Ｂを有し、第３チャンバー２０Ｃは、第３熱伝達領域３０Ｃを有する。
【００２７】
熱伝達領域３０は高い熱容量を有する１つまたは複数の材料から構成されており、上記材料は、効率的に熱を吸収および放出することができ、かつ、ガスが通過できるような材料である。すなわち、各熱伝達領域３０が作られる１つまたは複数の材料は、（ａ）ガスが熱伝達領域の温度よりも高い温度である場合には、熱伝達領域を通過するガスから熱を奪い、（ｂ）熱伝達領域がガスの温度よりも低い温度である場合には、熱伝達領域を通過するガスに熱を与えることができる。
【００２８】
熱伝達領域３０の材料の例は、特に限定されるのではないが、シリカ、アルミナ、または、これらの混合物のセラミック媒体（ceramic media）であり、ここでの好適な材料は、高シリカ構造化媒体（high silica structured media）である。熱伝達領域３０の一部または全てを、同じ材料で作ることも可能であるが、必ずしもその必要はない。すなわち、全てではないが、一部の熱伝達領域を、同じ材料の組み合わせで作ることもできるし、各熱伝達領域を、異なる材料の組み合わせで作ることもできる。
【００２９】
一部または全ての熱伝達領域３０は、実質的に均一の温度を有してもよいし（例えば、熱伝達領域の入口、出口、および中央部が、実質的に同じ温度を有する）、非均一な温度を有（例えば、熱伝達領域の入口、出口、および／または中央部のうちの１つまたは複数が、異なる温度を有する）してもよい。熱伝達領域３０が非均一的な温度を有する実施例では、熱伝達領域の入口（すなわち、ガスが入ってくる部分）の温度が、熱伝達領域の出口（すなわち、ガスが出て行く部分）の温度より高いことが、現時点では好ましい。
【００３０】
ＲＳＣＲ装置１０は、１つまたは複数の触媒領域４０も備えている。触媒領域４０は、１つまたは複数の熱伝達領域３０同様に、１つまたは複数のチャンバー２０の内部に位置している。触媒領域４０の目的は、還元反応が起こるのに必要な温度を低くすることである。これにより、還元工程に必要なエネルギーは小さくなり、ＲＳＣＲ工程をより省エネにて行うことができる。
【００３１】
各触媒領域４０にガスが入ってきたら（すなわち、通りぬけたら）、触媒還元が起こり、ＮＯＸ含有ガス中のＮＯＸが、以下の例となる反応により、無害な成分に変換される。しかし、以下の反応に代えて、または、以下の反応に加えて、他の反応が起こってもよい。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
２ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
【００３２】
触媒工程の間に、下記の副反応が起こってもよい。
４ＮＨ３＋３Ｏ２  →  ２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
４ＮＨ３＋３Ｏ２  →  ４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ
【００３３】
触媒領域４０の数は、様々である。しかし、本発明の現時点での好適な実施例によれば、図１〜図３に示すように、各チャンバー２０は、１つの触媒領域４０を備え、第１チャンバー２０Ａが、第１触媒領域４０Ａを備え、第２チャンバー２０Ｂが、第２触媒領域４０Ｂを備え、第３チャンバー２０Ｃが、第３触媒領域４０Ｃを備えている。
【００３４】
触媒領域４０は、様々な材料からなっていてよく、また、様々な形と構成とを備えることができる。触媒領域４０は、同じ材料でできていてもよいが、必ずしもその必要はなく、すなわち、触媒領域のうちの一部、または、すべてが、同じ材料の組み合わせでできていてもよいし、各触媒領域が異なる材料の組み合わせからできていてもよい。
【００３５】
本発明の現時点での好適な実施例によれば、各触媒領域４０は、セラミック材料よりなり、それぞれ蜂の巣形状または皿形状を有する。セラミック材料は、通常、１つまたは複数の担体材料（例えば、チタンの酸化物）と、活性成分（active component）（バナジウムの酸化物および／またはタングステンの酸化物）との混合物である。
【００３６】
通常、触媒領域４０の形状の選択により、触媒領域４０の他の構成／形成が影響を受ける。例えば、触媒領域４０が蜂の巣の形状を有している場合、触媒領域４０は、特に限定されないが、押出し成形により形成されたセラミックに触媒が構造全体に均一に設けられ、または、基板上で触媒がコーティングされる。触媒領域４０が皿形状である場合、支持材（support material）は、通常触媒材料によりコーティングされている。
【００３７】
触媒領域４０は、１つまたは複数の台（bed）／層の形状を取ることもできる。台の数は、通常、２以上４以下の範囲である。
【００３８】
熱伝達領域３０に対する触媒領域４０の位置も、様々でありうる。本発明の現時点での好適な実施例によれば、図１〜図３に図示すように、チャンバー２０に最初に入ってくるＮＯＸ含有ガスが、所定の熱伝達領域３０に入り、この熱伝達領域を通り過ぎた後に、この熱伝達領域と同じチャンバー内にある触媒領域４０に入るように、ＲＳＣＲ装置１０が設計されている。
【００３９】
図１〜図３では、第１熱伝達領域３０Ａ、第２熱伝達領域３０Ｂ、および、第３熱伝達領域３０Ｃが、互いにほぼ整列して示され、かつ、第１触媒領域３０Ａ、第２触媒領域３０Ｂ、および、第３触媒領域３０Ｃが、互いにほぼ整列して示されている。これらの配置のいずれか、または、両方とも可能ではあるが、しかし、本発明の必須要件ではない。すなわち、熱伝達領域３０は、互いに整列している必要はなく、触媒領域３０も互いに整列している必要はない。
【００４０】
ＲＳＣＲ装置１０では、図１〜図３で示すように、再生選択触媒反応（ＲＳＣＲ）が生じる。ここで、図１は、工程の第１サイクルを示し、図２は、第２サイクルを示し、図３は、第３サイクルを示す。本発明では、ＲＳＣＲ工程を完結するために、サイクルがいくつあるかに関しては、具体的に何によって１サイクルが構成されるかという定義により異なりうる。
【００４１】
通常、ＲＳＣＲ工程のサイクルは、所定の量／体積のＮＯＸ含有ガスが、ＲＳＣＲ装置１０に入り、選択触媒還元が行なわれ、装置から排出されるのにかかる時間により定義される。サイクルの回数は、予め設定可能で、予め設定される場合には、１０サイクルから数千サイクルまでの範囲でありうる。また、ＲＳＣＲ装置１０の設計により、ＲＳＣＲ工程は、実質的に持続し／連続して起こることができ、サイクルの回数は固定されない。
【００４２】
ＲＳＣＲ工程の第１サイクルの開始前に、ＮＯＸ含有ガスが最初に接触する熱伝達領域３０を、所定の温度まで加熱する。この所定の温度は、ＮＯＸ含有ガスが、予選択された熱伝達領域を通過して、同じチャンバー２０内の触媒領域に入った際に、ＮＯＸ含有ガスが、触媒反応を起こすことができる範囲の温度になるように選択される。すなわち、ＮＯＸ含有ガスが、まず、第１熱伝達領域３０Ａを通過する場合では、ガスが第１熱伝達領域３０Ａを通過した後で、ある温度にまで予め加熱されるが、この温度は、このガスが第１触媒領域４０Ａに到達した際に、触媒反応が起こることができるような温度である。
【００４３】
触媒領域４０で触媒反応が生じるように、本発明の実施例では、ＮＯＸ含有ガスは、触媒領域に入る際に、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲となっていなければならない。したがって、ガスが最初に接触する熱伝達領域３０は、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で予め設定温度に加熱されるべきで、現時点での好適な温度は、約６２５°Ｆである。
【００４４】
ガスが最初に接触する熱伝達領域３０（すなわち、指定された熱伝達領域）を予め加熱するための技術は、当業者には公知である。ＲＳＣＲ装置１０内の周囲の空気の温度は、装置に設けられる１つ、複数、または、全てのバーナー６０を作動させることにより、上昇させることができ、特に限定されるものではない。これに代えて、天然ガスをＲＳＣＲ装置１０に入れて、１つ、複数、または、全てのバーナー６０により加熱してもよい。１つまたは複数の温度計器（不図示）または他の温度計を、指定された熱伝達領域３０の内部またはこれにつながる位置に設け、これにより、加熱された空気／ガスが、問題なく、指定された熱伝達領域３０の温度を閾値温度に上昇させたか否かを確認することができる。
【００４５】
所定量の１つまたは複数の反応物質を、ＲＳＣＲ装置１０用に定められたＮＯＸ含有ガスと混合して、ガスと反応物質との混合ガスを形成する。触媒領域３０において、所望の触媒反応を起こすという前提条件を守る限り、反応物質は、どのようなものから選択してもかまわない。
【００４６】
通常、ガスと反応物質との混合ガスを入れる前に、反応物質を含有しない所定量のガスを、ＲＳＣＲ装置１０に入れる。ここで、反応物質を含有しないガスの量を、および／または、混合されていないガスが装置１０に導入する時間の長さを変更することは可能である。
【００４７】
本発明の現時点での好適な実施例によれば、単一の反応物質を、ＮＯＸ含有ガスに加える／導入する。この反応物質はアンモニア（すなわち、ＮＨ３）である。他の適切な反応物質としては、特に限定されるものではないが、メタンとプロパンとが挙げられる。
【００４８】
ＮＯＸ含有ガスに加えられる反応物質の量／濃度は、いくつかの要因により異なりうる。この要因として、例えば、ＲＳＣＲ装置１０に導入される前におけるガスに含まれるＮＯＸ含有ガスの想定される濃度が挙げられる。本発明の代表的なＲＳＣＲ工程では、ＮＯＸ含有ガスに導入されるアンモニアの濃度は、約１００ｐｐｍ（１００万分率）以上約３００ｐｐｍ以下であり、現時点で好適な濃度は、２００ｐｐｍである。
【００４９】
反応物質は、当該分野では周知の方法で、ＮＯＸ含有ガスと混合、または、その他の方法で接触させることができる。特に限定的な例ではないが、例えば、複数の混合部材、例えば、静的ミキサー（不図示）を、反応物質源（不図示）とガス源（不図示）との付近に設置する。作動方法としては、この混合部材が、ガス源からのＮＯＸ含有ガスと、反応物質源からの反応物質とを、当該分野では公知の方法で混合し、ガスと反応物質とが、ほぼ均一な温度と濃度とを有するように、適切に混合する。
【００５０】
混合直後では、ガスと反応物質との混合ガスは、通常、約２００°Ｆ〜約４００°Ｆの範囲であり、現時点で好ましくは、約３００°Ｆ〜約３５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約３２５°Ｆである。この際のガスと反応物質との混合ガスの濃度は、通常、約５４０ｐｐｍ〜約２７０ｐｐｍであり、現時点で好ましい濃度は、約４１６ｐｐｍ〜約３６０ｐｐｍである。
【００５１】
決められた熱伝達領域３０を、適切な温度まで、予め加熱し、反応物質が、ＮＯＸ含有ガスと混合された後、ガスと反応物質との混合ガスが、ＲＳＣＲ装置に入れられ、ＲＳＣＲ工程の第１サイクルが開始する。
【００５２】
図１に示すように、本発明のＲＳＣＲ工程の第１循環工程では、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスを、導管またはその他の類似の搬送媒体７０Ａを介して、ＲＳＣＲ装置１０の第１チャンバー２０Ａに導入される。ガスと反応物質との混合ガスは、第１ダンパー／バルブ８０Ａを通過した後、第１チャンバー２０Ａに導入される。
【００５３】
ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスは、必ずしも、ＲＳＣＲ工程の第１サイクルで、第１チャンバー２０Ａに導入される必要はない、すなわち、ガスと反応物質との混合ガスは、第１チャンバー２０Ａに入る代わりに、第２チャンバー２０Ｂに入ってもよいし、第３チャンバー２０Ｃに入っても良い。しかし、ガスと反応物質との混合ガスが、まず、いずれのチャンバー２０に入るにせよ、そのチャンバー内の熱伝達領域３０は、上述したように、予め加熱されていなければならない。
【００５４】
図１〜図３に示すように、通常、１つまたは複数の導管７０が、ＲＳＣＲ装置の各チャンバー２０とつながっている。何れかの導管、または、現時点で好適な構成では、すべての導管が、チャンバー２０に入る前に、バルブ／ダンパー８０を通過している。したがって、第１チャンバー２０Ａは、第１導管７０Ａ、第２導管７０Ｂ、および、第３導管７０Ｃとつながっていて、これらが、それぞれ、第１ダンパー８０Ａ、第２ダンパー８０Ｂ、および第３ダンパー８０Ｃを通過している。第２チャンバー２０Ｂは、第４導管７０Ｄ、第５導管７０Ｅ、および、第６導管７０Ｆとつながっていて、これらが、それぞれ、第４ダンパー８０Ｄ、第５ダンパー８０Ｅ、および、第６ダンパー８０Ｆを通過している。第３チャンバー２０Ｃは、第７導管７０Ｇ、第８導管７０Ｈ、および、第９導管７０Ｉとつながっていて、これらが、それぞれ、第７ダンパー８０Ｇ、第８ダンパー８０Ｈ、および、第９ダンパー８０Ｉを通過している。
【００５５】
本発明では、バルブ／ダンパー８０の数は、変更可能である。例えば、図１〜図３では、各線／導管７０は、それぞれ、１つのダンパーを有するものとして示されているが、本発明では、各導管が、１つ以上のダンパーを有することも可能であるし、および／または、導管によってはダンパーを有さないものがあることも可能である。
【００５６】
本発明に関して用いるのに適したダンパーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、メイン州、オーバーン在のバッハマン・インダストリーズ株式会社（Bachmann Industries Inc.）が販売しているダンパー、および、オハイオ州、シンシナティ在の、エフォックス株式会社（Effox Inc.）が販売しているダンパーがある。本発明に関して用いるのに適したバルブとしては、特に回転バルブに限定されるものではないが、例えば、イリノイ州、クリスタルレイク在の、アイゼンマン有限会社（Eisenmann Corp.）が販売している、ＶＲＴＯ回転バルブがある。
【００５７】
ガスと反応物質との混合ガスは、第１チャンバー２０Ａに入ると、第１方向、図１に図示するところでは、上方向に流れる。しかし、これに代えて、第１方向は、下方向でもよい。ガスの流動方向は、１または複数あるのガス流動作用装置９０Ａ（例えば、１つまたは複数のファン）と、様々なダンパー／バルブ８０のいずれか開いているものとの両方によって、決まったり、または影響を受ける。
【００５８】
例えば、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、第１チャンバー２０Ａに入った際、確実に所望の第１方向（例えば、上方向）に流れるようにするために、第５ダンパー８０Ｅを除いた全てのダンパー８０を閉鎖する。これにより、ガス流動作用装置９０Ａが作動すれば（すなわち、スイッチが入れられれば）、ＲＳＣＲ装置１０内のガスは、最も直接的な経路を通って、開いたバルブ８０Ｅの方向へと流れる、すなわち、開いたダンパー８０Ｅの位置に基づき、ガスは、第１チャンバー２０Ａを通って、第１方向（すなわち、上方向）に流れ、第１頭隙５０Ａに入りこれを通過し、第２頭隙５０Ｂに入りこれを通過し、その後、第２方向である逆方向（すなわち、下方向）で、第２チャンバー２０Ｂに入り、第５導管７０Ｅを通って、第２チャンバーから出る。
【００５９】
ＲＳＣＲ工程の第１サイクル（図１に図示）について、もう一度言及する。ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、ＲＳＣＲ装置１０の第１チャンバー２０Ａに入ると、この混合ガスが、第１熱伝達領域３０Ａに接触し入る。ここで、第１熱伝達領域３０Ａが上述のように、ガスと反応物質との混合ガスより高い温度に、予め熱せられている。そのため、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、第１熱伝達領域３０Ａを通過する際に、熱伝達領域の熱は、ガスと反応物質との混合ガスに伝達され、これにより、ガスと反応物質との混合ガスの温度が上昇する。
【００６０】
通常、ガスと接触する直前の、第１熱伝達領域３０Ａの温度は、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲であり、現時点での好適な温度は、約６１０°Ｆ〜約６５０°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約６２５°Ｆである。他方、熱が、熱伝達領域から、熱伝達領域を流動するガスに伝達された直後の、第１熱伝達領域の温度は、通常、約５５０°Ｆ〜約７５０°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５７５°Ｆ〜約６００°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約５８０°Ｆである。
【００６１】
第１熱伝達領域３０Ａに接触し入る際のガスの温度は、通常、約２００°Ｆ〜約４００°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約３００°Ｆ〜約３５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約３２５°Ｆである。一方、ガスに熱が伝達された後で、ガスが第１熱伝達領域から出る際における、ガスの温度は、通常、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約６００°Ｆ〜約６４０°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約６１０°Ｆである。
【００６２】
ガスと反応物質との混合ガスが、第１熱伝達領域３０Ａを通過、または、通り越した後、ガスと反応物質との混合ガスは、同じ方向（すなわち、図１で示した実施形態では上方向）に進み（流れ）、第１触媒領域４０Ａに至る。ガスと反応物質との混合ガスの温度が、第１熱伝達領域３０Ａにおいて上昇しているので、第１触媒領域４０Ａにおける触媒反応が可能である。この反応の例を以下に示すが、これ以外の反応を、この反応に代えて、または、この反応に追加して起こすことも可能である。ここで生じる反応は、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガス内のＮＯＸを、完全に、または、少なくとも部分的に無害な成分のガスに変化させるために効果的である。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
２ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
【００６３】
触媒工程の間に、下記の副反応が起こってもよい。
４ＮＨ３＋３Ｏ２  →  ２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
４ＮＨ３＋３Ｏ２  →  ４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ
【００６４】
第１触媒領域４０Ａを離れ処理されたガスは、第１頭隙領域５０Ａに入り、第２頭隙領域５０Ｂに流れ込み、その後、第２チャンバー２０Ｂに入る。第２チャンバー２０Ｂ内では、ガスは、第１チャンバー２０Ａ内の流動の方向とは逆方向に流れる。現時点における本発明の第１サイクルの好適な実施形態では、第１チャンバー２０Ａ中の流動方向は、上方向であり、第２チャンバー２０Ｂの流動方向は下方向である。しかし、本発明の第１循環工程の際、第１チャンバー２０Ａ中のガスの流れ、および、第２チャンバー２０Ｂ中のガスの流れは、どの方向であってもかまわない。
【００６５】
第２チャンバー２０Ｂ中に、流入したガスは、まず、第２触媒領域４０Ｂに入り、その後、第２熱伝達領域３０Ｂに入る。上述のように、ガスがこの具体的な経路を確実に取るために、少なくとも１つのダンパー／バルブが開いており、ガス流動作用装置９０Ａが作動していることが、現時点では好ましい。第１サイクルの場合、開いているダンパーは、一箇所（例えば、第５ダンパー８０Ｅ）であり、このダンパーが、１つの導管（例えば、第５導管７０Ｅ）とつながっていて、この導管が、第２チャンバー２０Ｂとつながっている。これにより、確実に、ガスが、第１チャンバー２０Ａから、最も直接的な経路／道筋を通って、第２チャンバー２０Ｂへ向かう。
【００６６】
任意選択事項であるが、本発明の第１サイクルの現時点における好適な実施例によれば、少なくとも１つのバーナー６０が、第１頭隙領域５０Ａ内、第２頭隙領域５０Ｂ内、または、第１頭隙領域５０Ａと第２頭隙領域５０Ｂとの間、のうちの１つまたは複数の位置に設けられている。少なくとも１つのバーナー６０により、ガスは、第２触媒領域４０Ｂにおいて、さらに触媒反応を起こるために適切な温度に再度加熱される。ＲＳＣＲ装置を、特に、１つまたは複数の熱伝達領域３０を、さらに加熱するために、少なくとも１つのバーナー６０のうちのいずれか、または、すべてを作動させてもよい。
【００６７】
本発明の模範的な実施例では、バーナーに接触する際のガスの温度は、通常、約５００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５８０°Ｆである。一方、ガスに接触するバーナー６０の温度は、通常、約９００°Ｆ〜約１６００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約１０００°Ｆである。第２触媒領域４０Ｂに到達した際の、バーナーで加熱されたガスの温度は、通常、約６２０°Ｆ〜約８２０°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約６２５°Ｆである。
【００６８】
第２触媒領域４０Ｂに到達すると、ガスに対して、さらなる触媒反応が行なわれ、ガスからさらにＮＯＸが除去される。本発明をより発展させるために行なわれた実験では、第１触媒領域４０Ａ、および、第２触媒領域４０Ｂにおいて、ガスに対して、良好に触媒反応を起こす目的でガス中にアンモニア（ＮＨ３）が十分な濃度で存在するにもかかわらず、本発明のＲＳＣＲ工程ではアンモニアが脱離する（ammonia slip）濃度(level)は過剰に高くはないことが観察された。このことは、非常に有益で、全く予期しないことであった。
【００６９】
第２触媒領域４０Ｂにおける触媒反応の後で、ガスは、第２熱伝達領域３０Ｂに移動する。ガスが第２熱伝達領域３０Ｂに到達した際、第２熱伝達領域の温度は、ガスの温度より低い。したがって、ガスが、第２熱伝達領域３０Ｂを通過している間に、熱が、ガスから第２熱伝達領域に伝達され、第２熱伝達領域の温度を高める。
【００７０】
通常、ガスに接触する直前の第２熱伝達領域３０Ｂの温度は、約５５０°Ｆ〜約７５０°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５７０°Ｆ〜約６００°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約５８０°Ｆである。一方、流動するガスの通過により熱が伝達された直後の第２熱伝達領域の温度は、通常、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約６１０°Ｆ〜約６５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約６２５°Ｆである。
【００７１】
第２熱伝達領域３０Ｂに接触し入る際のガスの温度は、通常、約６２０°Ｆ〜約８２０°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約６２５°Ｆ〜約６５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約６２５°Ｆである。一方、第２熱伝達領域に熱を伝達した後に、第２熱伝達領域を出る際のガスの温度は、通常、約２１５°Ｆ〜約４１５°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約３１５°Ｆ〜約３６５°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約３４０°Ｆである。
【００７２】
第２熱伝達領域３０Ｂを通過した後、第５ダンパー８０Ｅが開いているため、かつ、ガス流動作用装置９０Ａが作動している（すなわち、スイッチが入れられている）ために、ガスは、第５導管７０Ｅに流れ込む。ガスは、その後、第５導管７０Ｅを通り、第５ダンパー８０Ｅを通過し、最終的には排出領域（例えば、排気筒）１００を通って、大気中に放出される。
【００７３】
処理されたガスが、第２熱伝達領域３０Ｂに熱を伝達するために、ガスの温度は、処理のために、最初にＲＳＣＲ装置１０に入って来た際の温度と類似しており、ほぼ同じである。これにより、ＲＳＣＲシステム中でエネルギー損失がほとんど生じない、または、全く生じないので、有益である。
【００７４】
さらに、処理されたガスが、ＲＳＣＲ装置に入ってきた際の温度と比較して、高い温度にならないので、排出領域１００を、特別な材料で構築する必要がない。ＳＣＲシステムの「最終段階での」場合、ガスが、比較的より高温になるために、この高温ガスに耐えられるような特別な材料で、排出領域を作る必要がある場合もある。しかし、本発明によれば、既存の排出領域１００の設計、または、既存の排出領域１００の構築材料を変更する必要がない。
【００７５】
（ＲＳＣＲ工程の第２循環工程（図２））
ＲＳＣＲ工程の第１サイクルが終了したのに続いて、第２サイクルが開始する。ここで、さらなるＮＯＸ含有ガスが、処理のために、ＲＳＣＲ装置１０に入ってくる。第１サイクル終了後に第２サイクルを開始するにあたっての決まった期限はない。しかし、第２サイクルを開始するための、現時点で好ましいタイミングは、第１サイクルの終了後約３分以内である。この理由は、第１サイクルの終了と、第２サイクルの開始との間が、時間的に近ければ、当該方法が、第２熱伝達領域３０Ｂに残り、第１サイクルにより生じた余熱を利用できるという利点があるからである。
【００７６】
第２サイクルの目的は、第１サイクルの目的と同じであり、すなわち、ＲＳＣＲ装置１０に入ってくるガスの汚染物質（例えば、ＮＯＸ）を除去することである。第２サイクルを開始する前に、反応物質（例えば、ＮＨ３）を、ガスと混合する。混合工程、混合機器、および、混合条件は、通常、工程の第１サイクルが始まる前での混合工程、混合機器、および、混合条件と同じである。
【００７７】
しかし第１サイクルとは異なり、当該方法において、第２サイクルの準備のために、ＲＳＣＲ装置１０のいずれの熱伝達領域３０をも、事前に加熱する必要はない。この理由は、第２熱伝達領域３０Ｂ（第１サイクルで処理されたガスが、ＲＳＣＲ装置１０を出る直前に通過した領域）が、処理されたガスの余熱を留めているからである。続いて、本発明の第２サイクルでは、ガスと反応物質との混合ガスは、第４導管７０Ｄを通って、装置の第２チャンバー２０Ｂに供給され、ガスと反応物質との混合ガスは、まず、余熱で加熱された第２熱伝達領域３０Ｂに入る。
【００７８】
図２に示すように、本発明のＲＳＣＲ工程の第２サイクルでは、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、導管またはその他の類似の搬送媒体７０Ｄを介して、ＲＳＣＲ装置１０の第２チャンバー２０Ｂに導入される。ガスと反応物質との混合ガスは、ダンパー／バルブ８０Ｄを通過した後、第２チャンバー２０Ｂに導入される。
【００７９】
ガスと反応物質との混合ガスは、第２チャンバー２０Ｂに入ると、第１方向、図２に図示するところでは、上方向に流れる。しかし、これに代えて、第１方向は、下方向でもよい。ガスの流動方向は、１つまたは複数のガス流動作用装置９０Ａ（例えば、１つまたは複数のファン）と、様々なダンパー／バルブ８０のいずれか開いているものとの両方によって、決まったり、または影響を受ける。
【００８０】
例えば、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、第２チャンバー２０Ｂに入った際、確実に第１方向（例えば、上方向）に流れるようにするために、第８ダンパー８０Ｈを除いた全てのダンパー８０を閉鎖する。これにより、ガス流動作用装置９０Ａが作動すれば（すなわち、スイッチが入れられれば）、ＲＳＣＲ装置１０内のガスは、最も直接的な経路を通って、開いたダンパー８０Ｈの方向へと流れる、すなわち、開いたダンパー８０Ｈの位置に基づき、ガスは、第２チャンバー２０Ｂを通って、第１方向（すなわち、上方向）に流れ、第２頭隙５０Ｂに入りこれを通過し、第２頭隙５０Ｃに入りこれを通過し、その後、第２方向である逆方向（すなわち、下方向）で、第３チャンバー２０Ｃに入り、第８導管７０Ｈを通って、第３チャンバーから出る。
【００８１】
ＲＳＣＲ工程の第２サイクル（図２に図示）について、もう一度言及する。ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、装置１０の第２チャンバー２０Ｂに入り、ガスが、第２熱伝達領域３０Ｂに接触し入る。この第２熱伝達領域は、上述のように、第１循環工程における余熱を留めていて、第２熱伝達領域の温度は、ガスと反応物質との混合ガスより高い温度となっている。ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、第２熱伝達領域３０Ｂを通過する際に、第２熱伝達領域の熱は、ガスと反応物質との混合ガスに伝達され、これにより、ガスと反応物質との混合ガスの温度が上昇する。
【００８２】
通常、ガスと接触する直前の段階で、第２熱伝達領域３０Ｂの温度は、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲であり、現時点での好適な温度は、約６１０°Ｆ〜約６５０°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約６２５°Ｆである。他方、熱が、熱伝達領域から、熱伝達領域を流動するガスに伝達された直後の、第２熱伝達領域の温度は、通常、約５５０°Ｆ〜約７７５°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５７５°Ｆ〜約６００°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約５８０°Ｆである。
【００８３】
第２熱伝達領域３０Ｂに接触し入る際のガスの温度は、通常、約２００°Ｆ〜約４００°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約３００°Ｆ〜約３５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約３２５°Ｆである。一方、ガスに熱が伝達された後で、ガスが第２熱伝達領域から出る際の、ガスの温度は、通常、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約６００°Ｆ〜約６４０°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約６１０°Ｆである。
【００８４】
ガスと反応物質との混合ガスが、第２熱伝達領域３０Ｂを通過、または、通り越した後、ガスと反応物質との混合ガスは、同じ方向（すなわち、図２で示した実施形態では上方向）に進み（流れ）、第２触媒領域４０Ｂに至る。ガスと反応物質との混合ガスの温度が、第２熱伝達領域３０Ｂにおいて上昇しているので、第２触媒領域４０Ｂにおける触媒反応が可能である。この反応の例を以下に示すが、これ以外の反応を、この反応に代えて、または、この反応に追加して起こすことも可能である。ここで生じる反応は、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガス内のＮＯＸを、完全に、または、少なくとも部分的に無害な成分のガスに変化させるために効果的である。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
２ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
【００８５】
触媒工程の間に、下記の副反応が起こってもよい。
４ＮＨ３＋３Ｏ２  →  ２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
４ＮＨ３＋３Ｏ２  →  ４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ
【００８６】
第２触媒領域４０Ｂを出た、処理されたガスは、第２頭隙領域５０Ｂに入り、第３頭隙領域５０Ｃに流れ込み、その後、第３チャンバー２０Ｃに入る。第３チャンバー２０Ｃ内では、ガスは、第１チャンバー２０Ｂ内の流動の方向とは逆方向に流れる。現時点における本発明の第２循環工程の好適な実施形態では、第２チャンバー２０Ｂ中の流動方向は、上方向であり、第３チャンバー２０Ｃの流動方向は下方向である。しかし、本発明の第２サイクルの際、第２チャンバー２０Ｂ中のガスの流れ、および、第３チャンバー２０Ｃ中のガスの流れは、どの方向であってもよい。
【００８７】
任意選択事項であるが、本発明の第２サイクルの現時点における好適な実施例によれば、少なくとも１つのバーナー６０が、第２頭隙領域５０Ｂ内、第３頭隙領域５０Ｃ内、または、第２頭隙領域５０Ｂと第３頭隙領域５０Ｃとの間、のうちの１つまたは複数の位置に設けられている。少なくとも１つのバーナー６０により、ガスは、第３触媒領域４０Ｃにおいて、さらに触媒反応を行なうのに適切な温度に再度暖められる。
【００８８】
本発明の模範的な実施例では、バーナーに接触する際のガスの温度は、通常、約５００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５８０°Ｆである。一方、ガスに接触するバーナー６０の温度は、通常、約９００°Ｆ〜約１６００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約１０００°Ｆである。第３触媒領域４０Ｃに到達した際の、バーナーで加熱されたガスの温度は、通常、約６２０°Ｆ〜約８２０°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約６２５°Ｆである。
【００８９】
第３チャンバー２０Ｃ内では、流動ガスは、まず第３触媒領域４０Ｃに入り、次に第３熱伝達領域３０Ｃと接触する。第２サイクル中に、第３触媒領域４０Ｃに到達すると、ガスに対して、さらなる触媒反応が行なわれ、ガスからさらにＮＯＸが除去される。本発明をより発展させるために行なわれた実験では、第２触媒領域４０Ｂ、および、第３触媒領域４０Ｃにおいて、ガスに対して、うまく触媒反応を起こす目的でガス中にアンモニア（ＮＨ３）が十分な濃度で存在するにもかかわらず、本発明のＲＳＣＲ工程ではアンモニアが脱離（ammonia slip）する濃度は過剰に高くはないことが観察された。このことは、非常に有益で、全く予期しないことであった。
【００９０】
第３触媒領域４０Ｃにおける触媒反応の後で、ガスは、第３熱伝達領域３０Ｃに移動する。ガスが第３熱伝達領域３０Ｃに到達した際、第３熱伝達領域の温度は、ガスの温度より低い。したがって、ガスが、第３熱伝達領域３０Ｃを通過している間に、熱が、ガスから第３熱伝達領域に伝達され、第３熱伝達領域の温度を高める。
【００９１】
通常、ガスに接触する直前の第３熱伝達領域３０Ｃの温度は、約５５０°Ｆ〜約７５０°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５７０°Ｆ〜約６００°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約５８０°Ｆである。一方、流動するガスの通過により熱が伝達された直後の第３熱伝達領域の温度は、通常、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約６１０°Ｆ〜約６５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約６２５°Ｆである。
【００９２】
第３熱伝達領域３０Ｃに接触し入る際のガスの温度は、通常、約６２０°Ｆ〜約８２０°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約６２５°Ｆ〜約６５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約６２５°Ｆである。一方、第３熱伝達領域に熱を伝達した後に、第３熱伝達領域を出る際のガスの温度は、通常、約２１５°Ｆ〜約４１５°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約３１５°Ｆ〜約３６５°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約３４０°Ｆである。
【００９３】
第３熱伝達領域３０Ｃを通過した後、第８ダンパー８０Ｈが開いているため、かつ、ガス流動作用装置９０Ａが作動している（すなわち、スイッチが入れられている）ために、ガスは、第８導管７０Ｈに流れ込む。ガスは、その後、第８導管７０Ｈを通り、第８ダンパー８０Ｈを通過し、最終的には排出領域（例えば、排気筒）１００を通って、大気中に放出される。
【００９４】
処理されたガスが、第３熱伝達領域３０Ｃに熱を伝達するために、ガスの温度は、処理のために、最初にＲＳＣＲ装置１０に入って来た際の温度と類似しており、ほぼ同じである。このことは、第１サイクルに関して上述した理由により、有益である。
【００９５】
（ＲＳＣＲ工程の第３サイクル（図３））
ＲＳＣＲ工程の第２サイクル終了に続いて、第３サイクルが開始する。ここで、さらなるＮＯＸ含有ガスが、処理のために、ＲＳＣＲ装置１０に入ってくる。第２サイクル終了後に第３サイクルを開始するにあたっての決まった期限はない。しかし、第３サイクルを開始するための、現時点で好ましいタイミングは、第２サイクルの終了後約３分以内である。この理由は、第２サイクルの終了と、第３サイクルの開始との間が、時間的に近ければ、工程が、第３熱伝達領域３０Ｃに残る、第２サイクルにより生じた余熱を利用できるという利点があるからである。
【００９６】
第３サイクルの目的は、第１および第２サイクルの目的と同じであり、すなわち、ＲＳＣＲ装置１０に入ってくるガスの汚染物質（例えば、ＮＯＸ）を除去することである。第１および第２サイクルと同様に、第３サイクルの開始の前に、反応物質（例えば、ＮＨ３）を、ＮＯＸ含有ガスと混合する。第３サイクルの混合工程、混合機器、および、混合条件は、通常、当該方法の第１および第２サイクルが始まる前での混合工程、混合機器、および、混合条件と同じである。
【００９７】
しかし第２サイクルと同様で、かつ、第１サイクルとは異なり、工程の第３サイクルの準備のために、装置のいずれの熱伝達領域３０をも、事前に加熱する必要はない。この理由は、第３熱伝達領域３０Ｃ（第２サイクルで処理されたガスが、装置１０を出る直前に通過した領域）が、処理されたガスの余熱を留めているからである。続いて、本発明の第３サイクルでは、ガスと反応物質との混合ガスは、第７導管７０Ｇを通って、装置の第３チャンバー２０Ｃに供給され、ガスと反応物質との混合ガスは、まず、余熱で暖められた第３熱伝達領域３０Ｃに接触し入る。
【００９８】
一般に、第３サイクルは、第１サイクルおよび第２サイクルと同じように進行するが、関連するチャンバーが異なる。具体的には、第３サイクルでは、第３チャンバーは、第１サイクルにおける第１チャンバー、および、第２サイクルにおける第２チャンバーと同様の機能を果たす。第３サイクルでは、第１チャンバーは、第１サイクルにおける第２チャンバー、および、第２サイクルにおける第３チャンバーと同様の機能を達成する。
【００９９】
図３に示すように、本発明のＲＳＣＲ工程の第３サイクルでは、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスを、導管またはその他の類似の搬送媒体７０Ｇを介して、ＲＳＣＲ装置１０の第３チャンバー２０Ｃに入れる。ガスと反応物質との混合ガスは、ダンパー／バルブ８０Ｇを通過した後、第３チャンバー２０Ｃに入る。
【０１００】
ガスと反応物質との混合ガスは、第３チャンバー２０Ｃに入ると、第１方向、図３に図示するところでは、上方向に流れる。しかし、これに代えて、第１方向は、下方向でも良い。ガスの流動方向は、１つまたは複数のガス流動作用装置９０Ａ（例えば、１つまたは複数のファン）と、様々なダンパー／バルブ８０のいずれが開いているかとの両方によって、決まったり、または影響を受ける。
【０１０１】
例えば、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、第３チャンバー２０Ｃに入った際に、確実に第１方向（例えば、上方向）に流れるようにするために、第２ダンパー８０Ｂを除いた全てのダンパー８０を閉鎖する。これにより、ガス流動作用装置９０Ａが作動すれば（すなわち、スイッチが入れられれば）、ＲＳＣＲ装置１０内のガスは、最も直接的な経路を通って、開いたダンパー８０Ｂの方向へと流れる、すなわち、開いたダンパー８０Ｂの位置に基づき、ガスは、第３チャンバー２０Ｃを通って、第１方向（すなわち、上方向）に流れ、第３頭隙領域５０Ｃに入り、これを通過し、第２頭隙領域５０Ｂに入りこれを通過し、次に第１頭隙領域５０Ａに入りこれを通過する。ガスは、その後、第２方向である逆方向（すなわち、下方向）で、第１チャンバー２０Ａに入り、第２導管７０Ｂを通って、第１チャンバーから出る。
【０１０２】
ＲＳＣＲ工程の第３サイクル（図３に図示）について、もう一度言及する。ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、ＲＳＣＲ装置１０の第３チャンバー２０Ｃに入り、ガスが、第３熱伝達領域３０Ｃに接触し入る。この第３熱伝達領域は、上述のように、第２サイクルにおける余熱を留めていて、第３熱伝達領域の温度は、ガスと反応物質との混合ガスより高い温度となっている。ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、第３熱伝達領域３０Ｃを通過する際に、第３熱伝達領域の熱は、ガスと反応物質との混合ガスに伝達され、これにより、ガスと反応物質との混合ガスの温度が上昇する。
【０１０３】
通常、ガスと接触する直前の段階で、第３熱伝達領域３０Ｃの温度は、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲であり、現時点での好適な温度は、約６１０°Ｆ〜約６５０°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約６２５°Ｆである。他方、熱が、熱伝達領域から、熱伝達領域を流動するガスに伝達された直後の、第３熱伝達領域の温度は、通常、約５５０°Ｆ〜約７７５°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５７５°Ｆ〜約６００°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約５８０°Ｆである。
【０１０４】
第３熱伝達領域３０Ｃに接触し入る際のガスの温度は、通常、約２００°Ｆ〜約４００°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約３００°Ｆ〜約３５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約３２５°Ｆである。一方、ガスに熱が伝達された後で、ガスが第３熱伝達領域から出る際の、ガスの温度は、通常、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約６００°Ｆ〜約６４０°Ｆであり、現時点で最も好ましいのは、約６１０°Ｆである。
【０１０５】
ガスと反応物質との混合ガスが、第３熱伝達領域３０Ｃを通過、または、通り越した後、ガスと反応物質との混合ガスは、同じ方向（すなわち、図３で示した実施形態では上方向）に進み（流れ）、第３触媒領域４０Ｃに至る。ガスと反応物質との混合ガスの温度が、第３熱伝達領域３０Ｃにおいて上昇しているので、第３触媒領域４０Ｃにおける触媒反応が可能である。この反応の例を以下に示すが、これ以外の反応を、この反応に代えて、または、この反応に追加して起こすことも可能である。ここで生じる反応は、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガス内のＮＯＸを、完全に、または、少なくとも部分的に無害な成分のガスに変化させるために効果的である。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
２ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２  →  ３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
【０１０６】
触媒工程の間に、下記の副反応が起こってもよい。
４ＮＨ３＋３Ｏ２  →  ２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
４ＮＨ３＋３Ｏ２  →  ４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ
【０１０７】
第３触媒領域４０Ｃを離れ処理されたガスは、第３頭隙領域５０Ｃに入り、第２頭隙領域５０Ｂに入り、その後、第１頭隙領域５０Ａに流れ込み、その後、第１チャンバー２０Ａに入る。第１チャンバー２０Ａ内では、ガスは、第３チャンバー２０Ｃ内の流動の方向とは逆方向に流れる。現時点における本発明の第３循環工程の好適な実施形態では、第３チャンバー２０Ｃ中の流動方向は、上方向であり、第１チャンバー２０Ａの流動方向は下方向である。しかし、本発明の第３サイクルの際、第３チャンバー２０Ｃ中のガスの流れ、および、第１チャンバー２０Ａ中のガスの流れは、どの方向であってもよい。
【０１０８】
任意選択事項であるが、本発明の第３サイクルの現時点における好適な実施例によれば、少なくとも１つのバーナー６０が、第３頭隙領域５０Ｃ内、第２頭隙領域５０Ｂ内、または、第１頭隙領域５０Ａ、またはこれらの間、のうちの１つまたは複数の位置に設けられていれる。少なくとも１つのバーナー６０により、ガスは、第１触媒領域４０Ａにおいて、さらに触媒反応が起こるために適切な温度に再度加熱される。
【０１０９】
図３に示すように、第３頭隙領域５０Ｃと第２頭隙領域５０Ｂとの間には、バーナー６０が設置され、第２頭隙領域５０Ｂと第１頭隙領域５０Ａとの間には、別のバーナー６０が設置されている。上述のように、第１頭隙領域５０Ａと第２頭隙領域５０Ｂとの間に位置するバーナー６０は、第１サイクル中、ガスが第２触媒領域４０Ｂに入る前に、ガスを加熱する。一方、第２頭隙領域５０Ｂと第３頭隙領域５０Ｃとの間に位置するバーナー６０は、第２サイクル中、ガスが第３触媒領域４０Ｃに入る前に、ガスを加熱する。
【０１１０】
第３サイクルに関しては、ガスが第３触媒領域４０Ｃを出る時点と、さらなる処理のために第１チャンバー２０Ａに入る時点との間で、ガスが加熱されることが、現時点では好ましい。他方において、ガスが、図３に示したバーナーの両方で加熱されないことが、現時点では好ましい。したがって、本発明の現時点におけるＲＳＣＲ工程の第３サイクルの好適な実施例では、第３チャンバー２０Ｃを出るガスの加熱は、第２頭隙領域５０Ｂと第１頭隙領域５０Ａとの間に位置するバーナー６０のみを用いて行なう。これにより、ガスは、第１触媒領域４０Ａに接触し入る前に、確実に適切な量の熱を保持しうる。
【０１１１】
本発明のＲＳＣＲの第３循環工程において、第３チャンバー２０Ｃを出るガスを、両方のバーナー６０を用い、または、第３頭隙領域５０Ｃと第２頭隙領域５０Ｂとの間にあるバーナーのみを用いて加熱することも可能である。しかし、これらの方法はいずれも、現時点では好適ではない。この理由は、両方のバーナーを用いてガスを加熱すれば、ガスが第１触媒領域４０Ａに入る際に、ガスの温度が好ましくないほど高い温度になってしまう。また、第３頭隙領域５０Ｃと第２頭隙領域５０Ｂとの間にあるバーナーのみを用いて、ガスを加熱すれば、第１触媒領域４０Ａに接触し入る際には、ガスが好ましくないほど低い温度になってしまう。バーナー６０を選択的に作動、および、非作動にする方法は、一般に当該分野で知られており、例えば、コンピュータ制御により達成される。
【０１１２】
本発明の模範的な実施例では、第２頭隙領域５０Ｂと第１頭隙領域５０Ａとの間に位置するバーナー６０に接触する際のガスの温度は、通常、約５００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５８０°Ｆである。一方、第２頭隙領域５０Ｂと第１頭隙領域５０Ａとの間に位置し、ガスに接触するバーナー６０の温度は、通常、約９００°Ｆ〜約１６００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約１０００°Ｆである。第２触媒領域４０Ｂに到達した際の、バーナーで加熱されたガスの温度は、通常、約６２０°Ｆ〜約８２０°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約６２５°Ｆである。
【０１１３】
本発明の模範的な実施例では、第２頭隙領域５０Ｂと第１頭隙領域５０Ａとの間に位置するバーナー６０に接触する際のガスの温度は、通常、約５００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約５８０°Ｆである。一方、第２頭隙領域５０Ｂと第１頭隙領域５０Ａとの間に位置し、ガスに接触したバーナー６０の温度は、通常、約９００°Ｆ〜約１６００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約１０００°Ｆである。第１触媒領域４０Ｃに到達した際の、バーナーで加熱されたガスの温度は、通常、約６２０°Ｆ〜約８２０°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約６２５°Ｆである。
【０１１４】
第１チャンバー２０Ａ内では、流動ガスは、まず第１触媒領域４０Ａに接触し入り、次に第１熱伝達領域３０Ａに入る。第３サイクル中に、第１触媒領域４０Ａに到達すると、ガスに対して、さらなる触媒反応が行なわれ、ガスからさらにＮＯＸが除去される。本発明をより発展させるために行なわれた実験では、第３触媒領域４０Ｃ、および、第１触媒領域４０Ａにおいて、ガスに対して、良好に触媒反応を起こす目的でガス中にアンモニア（ＮＨ３）が十分な濃度で存在するにもかかわらず、本発明のＲＳＣＲ工程ではアンモニアが脱離する（ammonia slip）濃度は過剰に高くはないことが観察された。このことは、非常に有益で、全く予期しないことであった。
【０１１５】
第１触媒領域４０Ａにおける触媒反応の後で、ガスは、第１熱伝達領域３０Ａに移動する。ガスが第１熱伝達領域３０Ａに到達した際、第１熱伝達領域の温度は、ガスの温度より低い。したがって、ガスが、第１熱伝達領域を通過している間に、熱が、ガスから第１熱伝達領域３０Ａに伝達され、第１熱伝達領域の温度を高める。
【０１１６】
通常、ガスに接触する直前の第１熱伝達領域３０Ａの温度は、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲で、現時点での好適な温度は、約６１０°Ｆ〜約６５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約６２５°Ｆである。一方、流動するガスの通過により熱が伝達された直後の第１熱伝達領域の温度は、通常、約５５０°Ｆ〜約７７５°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約５７５°Ｆ〜約６００°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約５８０°Ｆである。
【０１１７】
第１熱伝達領域３０Ａに接触し入る際のガスの温度は、通常、約２００°Ｆ〜約４００°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約３００°Ｆ〜約３５０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約３２５°Ｆである。一方、第１熱伝達領域に熱を伝達した後に、第１熱伝達領域を出る際のガスの温度は、通常、約６００°Ｆ〜約８００°Ｆの範囲であり、現時点で好ましいのは、約６００°Ｆ〜約６４０°Ｆであり、現時点で最も好適な温度は、約６１０°Ｆである。
【０１１８】
第１熱伝達領域３０Ａを通過した後、第２ダンパー８０Ｂが開いているため、かつ、ガス流動作用装置９０Ａが作動している（すなわち、スイッチが入れられている）ために、ガスは、第２導管７０Ｂに流れ込む。ガスは、その後、第２導管７０Ｂを通り、第２ダンパー８０Ｂを通過し、最終的には排出領域（例えば、排気筒）１００を通って、大気中に放出される。
【０１１９】
処理されたガスが、第１熱伝達領域３０Ａに熱を伝達するために、ガスの温度は、処理のために、最初にＲＳＣＲ装置１０に入って来た際の温度と類似しており、ほぼ同じである。このことは、第１サイクルに関して上述した理由により、有益である。
【０１２０】
（上記工程に引き続くサイクル）
ＲＳＣＲ工程で上記工程に引き続くサイクルが存在する場合、第１、第２、および、第３サイクルと同じようなパターンを取る。第３サイクルの終了に引き続くために、第４サイクルは（第４サイクルがある場合であるが）第１サイクルと同様に進行するのだが、第１熱伝達領域３０Ａには余熱があるので、第１サイクルの開始前に実施された第１チャンバーを予め加熱することはなされない。その代わりに、第４サイクルの前には、第１チャンバーは余熱を有している。
【０１２１】
同じく、ＲＳＣＲ工程の第４サイクルの終了に引き続くために、第５サイクルは（第５サイクルがある場合であるが）第２サイクルと同様に進行するのだが、第２熱伝達領域３０Ｂには余熱があるので、ガスは第２チャンバー２０Ｂに入り、予め加熱された第２熱伝達領域に接触し入る。また、ＲＳＣＲ工程の第５サイクルの終了に引き続くために、第６サイクルは（第６サイクルがある場合であるが）第３サイクルと同様に進行するのだが、第３熱伝達領域３０Ｃには余熱があるので、ガスは第３チャンバー２０Ｃに入り、予め加熱された第１熱伝達領域に接触し入る。
【０１２２】
さらに、第７、第１０、および、第１３…サイクルがある場合、これらのサイクルは、第１および第４サイクルと同じである。第８、第１１、および、第１４…サイクルがある場合、これらのサイクルは、第２および第５サイクルと同じである。第９、第１２、および、第１５…サイクルがある場合、これらのサイクルは、第３および第６サイクルと同じである。したがって、ＲＳＣＲ装置１０は、複数または多数のサイクルを有するＲＳＣＲ工程で、断続的に作動／利用可能である。
【０１２３】
（残留反応物質の除去）
任意選択事項であるが、本発明の現時点における好適な実施例によれば、図１〜図３のＲＳＣＲ工程では、定期的に除去工程が行われる。この除去工程により、残留反応物質（例えば、ＮＨ３）が、ＲＳＣＲ装置１０から除去される。この除去工程の目的は、反応物質を排出領域１００から大気中を放出しないようにすること、または、少なくとも放出量を最小限に抑えることである。
【０１２４】
ＲＳＣＲ工程の各サイクルでは、通常、ＲＳＣＲ装置１０に存在するチャンバー２０の数よりも少ない数のチャンバーが用いられているので、通常、その時点でＲＳＣＲ工程に用いられていない１つまたは複数のチャンバー内で除去が行われるように、除去サイクルのタイミングが設定される。例えば、第１サイクル（および、もし実施されるのであれば、第４サイクル、第７サイクル、第１０サイクル、等々）では、第１チャンバー２０Ａと、第２チャンバー２０Ｂとが用いられる。したがって、この第１サイクル中に、ダンパー８０（例えば、第９ダンパー８０Ｉ）を開け、ガス流動作用装置９０Ｂ（例えば、ファン）を作動させ、第３チャンバー２０Ｃ中の反応物質を、第３チャンバーから除去する。
【０１２５】
本発明の現時点における好適な実施形態によれば、ガス流動作用装置９０Ｂの作動のタイミングは、第１サイクル中のガスの所望の経路を妨げないように選択される。例えば、ガスが第１頭隙領域５０Ａから第２頭隙領域５０Ｂに動いている間に、第９ダンパー８０Ｉが開かれると、ガスは、所望の経路で、第２チャンバー２０Ｂに入らないかもしれない。したがって、ガスが第２チャンバー２０Ｂに入った後に初めて、ガス流動作用装置９０Ｂを作動させることが、現時点では好ましい。
【０１２６】
除去サイクルに関する機器のタイミングと作動との制御に関しては、当業者には公知の技術および機器により制御され、特に限定されないが、コンピュータ制御も可能である。
【０１２７】
第１サイクルにおける除去サイクルと同様、第２サイクルにおける除去サイクルおよび第３サイクルにおける除去サイクルも、そのサイクルで用いられていないチャンバー２０から反応物質を除去することに焦点をおいている。例えば、第２サイクル（および、もし実施されるのであれば、第５サイクル、第８サイクル、第１１サイクル、等々）では、第２チャンバー２０Ｂと、第３チャンバー２０Ｃとが用いられる。したがって、この第２サイクル中に、ダンパー８０（第３ダンパー８０Ｃ）を開け、ガス流動作用装置９０Ｂ（例えば、ファン）を作動させ、第１チャンバー２０Ａ中の反応物質を、第１チャンバーから除去する。同様に、第３サイクル（および、もし実施されるのであれば、第６サイクル、第９サイクル、第１２サイクル、等々）では、第３チャンバー２０Ｃと、第１チャンバー２０Ａとが主に用いられる。したがって、この第３循環工程中に、ダンパー８０（例えば、第６ダンパー８０Ｆ）を開け、ガスの移動に影響を与える装置９０Ｂ（例えば、ファン）を作動させ、第２チャンバー２０Ｂ中の反応物質を、チャンバーから除去する。
【０１２８】
また、第１サイクルにおける除去サイクルと同様に、ＲＳＣＲ工程の第２サイクルと第３サイクルとのタイミングは、ガスの所望の経路／道筋を妨げないように選択される。したがって、第２サイクルにおける除去サイクルでは、ガスが第３チャンバー２０Ｃに入った後で初めて、ガス流動作用装置９０Ｂを作動させることが、現時点では好ましい。また、第３サイクルの除去サイクルでは、ガスが第１チャンバー２０Ａに入った後で初めて、ガス流動作用装置９０Ｂを作動させることが、現時点では好ましい。
【０１２９】
任意選択事項であるが、本発明の現時点における好適な実施形態では、ＲＳＣＲ装置１０から除去された残留反応物質を、ＲＳＣＲ工程の次の１つまたは複数のサイクルにおいて活用する。図１〜図３で示すように、除去された反応物質は、導管７０（すなわち、第１サイクルでは導管７０Ｉ、第２サイクルでは導管７０Ｃ、および、第３循環工程では導管７０Ｆ）を介して、ＲＳＣＲ装置から除去され、この反応物質は、反応物質の供給源（不図示）に供給され、この反応物質が、ＲＳＣＲ工程のさらなるサイクルで用いられる反応物質に追加され、供給される。このような実施形態は、現時点で好ましく、反応物質がアンモニアである場合には、特に好ましい。その理由は、アンモニアは、ＲＳＣＲ装置１０中に残留していれば、アンモニアが脱離（ammonia slip）する可能性を高めるので、そのようなアンモニアを除去できるというのみならず、工程中で必要なアンモニアの総量を低減することにより、コストを抑えることができるからである。
【０１３０】
本発明の別の実施例によれば、ＲＳＣＲ工程のいずれかのサイクルまたは全サイクル中に、ＲＳＣＲ装置１０の初期段階（すなわち、装置の外）で、反応物質を供給するのに代えて、あるいは、それに追加して、ＲＳＣＲ装置１０の１つのチャンバー２０中に、直接１つまたは複数の反応物質を入れることができる。この場合、熱伝達領域３０と触媒領域４０との間の位置で、１つまたは複数の反応物質を入れるのが、現時点において好ましい。当業者に公知である様々な技術および機器により、その位置に１つまたは複数の反応物質を適切に入れることができる。このような技術としては、特に限定されないが、格子(grid)を介して反応物質を入れる技術が挙げられる。
【０１３１】
本発明の別の実施例によれば、１つまたは複数の触媒領域４０が、複数の層／台（bed）を有し、触媒領域が、ＮＯＸに加えて（またはＮＯＸに代えて）別の有害な汚染物質を還元することができるような２段階触媒作用を実施することができる。このような実施例によれば、特に限定されないが、例えば、１つまたは複数の触媒領域４０が、少なくとも１つの酸化触媒の層または台を有し、一酸化炭素および／またはいわゆる揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の還元が行われる。酸化触媒の例は、貴金属酸化触媒が挙げられる。
【０１３２】
本発明のＲＳＣＲ工程は、従来の選択触媒還元（ＳＣＲ）工程と比較して、いくつかの重要な利点がある。例えば、本発明によれば、サイクル毎に９０％までのＮＯＸ還元が観察された。従来のＳＣＲ工程では、通常、最大還元率は７５％とされていたので、これは著しい改善である。
【０１３３】
従来のＳＣＲ工程に対する、本発明の別の利点は、本発明のＲＳＣＲ工程の各循環工程で、あるチャンバー２０中ではＮＯＸ含有ガスが第１方向に流動し、別のチャンバーでは実質的に逆の方向に流動することに由来する。従来のＳＣＲ工程では、ガスの流動方向は１方向であったので、別の機器（例えば、管状板（tubular plate）、熱交換機、または、それ以外の間接的な加熱機器）に依存し、適切な熱伝達の水準を達成する必要があった。しかし、上記のような本発明のＲＳＣＲ工程では、従来のＳＣＲ工程にない水準の熱伝達および熱回収を達成している。従来技術における上記のような別の機器は、占有空間およびその機器が消費するエネルギーがあるゆえに、工程に必要な費用が大幅に上昇していた。
【０１３４】
さらに、前記ＲＳＣＲ装置１０の設計を用いることにより、当業者が予想するであろう問題は生じなかった。例えば、アンモニアを反応物質として、ＮＯＸ含有ガスに加えた際、高濃度のＮＯＸを除去することができたにもかかわらず、過剰に高濃度のアンモニアの脱離は観察されなかった。このことは、本発明のＲＳＣＲ工程により、ＮＯＸ含有ガスと反応物質との混合ガスが、複数の触媒領域を異なる方向で移動した場合にも該当する。
【０１３５】
過剰に高い濃度でアンモニアスの脱離が生じることなく、ＮＯＸの還元を高い水準で確実に行なうことができることは、まったく予期しなかったことであり、本発明の重要な利点である。理論に拘束されることなく、本発明の発明者は、過剰なアンモニアの脱離が生じない少なくとも１つの理由は、アンモニアを触媒の初期段階で加えたためである、すなわち、ガスがＲＳＣＲ装置１０に入る前に、反応物質（例えば、アンモニア）をＮＯＸ含有ガスに加えたためである、と考えている。
【０１３６】
本発明を、現時点における好適な実施例の詳細に関連させて説明したが、この詳細は、請求項に明記されない限り、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。すなわち、本発明の上述の説明は、例示的であるのみであり、様々な変更および修正を、請求項に述べた本発明の範囲および精神から離れることなく、実施することができると理解される。さらに、本願中で言及した文献はすべて、その全体を、参考文献とし、かつ、本願中で言及した文献中で言及したこれ以外の文献のいずれも、参考文献とする。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の一実施例の再生選択触媒還元（ＲＳＣＲ）装置の、ＲＳＣＲ工程の第１サイクルにおける概略図である。
【図２】図１に示すＲＳＣＲ装置の、ＲＳＣＲ工程の第２サイクルにおける概略図である。
【図３】図１および図２示すＲＳＣＲ装置の、ＲＳＣＲ工程の第３サイクルにおける概略図である。
【図１】
2006105586.tif 000003
【図２】
2006105586.tif 000004
【図３】
2006105586.tif 000005
【外国語明細書】
2006105586000001.pdf