(57)【要約】  吸着剤媒体は、濃縮システム内に設けられ、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積、約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量、及び約500 ft/分のガス空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する。押出ハニカム吸着剤媒体は、平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50％の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量％の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する。
2016532559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃縮システム内に設けられ、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積、約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量、及び約500 ft/分のガス空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下によって特徴づけられる、吸着剤媒体。
【請求項２】
活性炭、ゼオライト、カーボンモレキュラーシーブ、多孔性ポリマー、柱状化粘土、アルミナ、金属有機構造体、シリカ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される吸着剤材料を含む、請求項１に記載の吸着剤媒体。
【請求項３】
ハニカム構造を有する、請求項１に記載の吸着剤媒体。
【請求項４】
溶剤濃縮システム内に設けられる、請求項１に記載の吸着剤媒体。
【請求項５】
少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積、約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量、及び約500 ft/分のガス空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する少なくとも１つの吸着剤媒体を備える、流体流から不純物質を除去するための濃縮システム。
【請求項６】
溶剤濃縮システムである、請求項５に記載の濃縮システム。
【請求項７】
平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50%の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下によって特徴づけられる、押出ハニカム吸着剤媒体。
【請求項８】
少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積によって特徴づけられる、請求項７に記載の押出ハニカム吸着剤媒体。
【請求項９】
約2.9 J/細孔容積cc未満の細孔容積基準の比熱容量によって特徴づけられる、請求項７に記載の押出ハニカム吸着剤媒体。
【請求項１０】
前記活性炭が、木材、木材粉塵、木粉、綿くず、泥炭、石炭、亜炭、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、炭水化物、ココナッツ、果実の種子、果実の核、ナッツの殻、ナッツの種子、おがくず、ヤシ、植物、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるカーボン前駆体に由来する、請求項７に記載の押出ハニカム吸着剤媒体。
【請求項１１】
平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50%の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体を備える、流体流から不純物質を除去するための濃縮システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体が、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積と、約2.9 J/細孔容積cc未満の細孔容積基準の比熱容量とを有する、請求項１１に記載の濃縮システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体と接触するか又は接合して設けられた熱供給コンポーネントをさらに備える、請求項１１に記載の濃縮システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体が、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭と、バインダーと、導電性材料とを含み、
脱着サイクルの間に前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体に電流を供給するように構成された電流供給装置をさらに備える、請求項１１に記載の濃縮システム。
【請求項１５】
平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50%の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体、及び、
吸着サイクルの間に前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体に溶剤含有ガス流を供し、脱着サイクルの間に前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体に別のクリーンなガス流を供するように構成されたガスフローシステムを備える、溶剤濃縮システム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体が、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積と、約2.9 J/細孔容積cc未満の細孔容積基準の比熱容量とを有する、請求項１５に記載の溶剤濃縮システム。
【請求項１７】
各ユニットが、平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50％の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量％の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体を備える、複数の回転式吸着剤ユニット、
所定の回転式吸着及び脱着サイクルを有する、複数の回転式吸着剤ユニットを設けるための回転式フレーム、並びに、
吸着サイクルの間に前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体に溶剤含有ガスを供し、脱着サイクルの間に前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体に別のクリーンなガス流を供するように構成されたガスフローシステムを備える回転式溶剤濃縮システムである、請求項１５に記載の溶剤濃縮システム。
【請求項１８】
不純物質を含有する流体流から不純物質を除去する方法であって、
不純物質を含有する前記流体流を濃縮システム内の少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体と接触させて、前記不純物質を前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体に吸着させる工程、及び、
吸着した前記不純物質を前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体から脱着させる工程を含み、
前記押出ハニカム吸着剤媒体が、平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50％の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量％の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する、方法。
【請求項１９】
吸着した前記不純物質を前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体から脱着させる工程の間に、前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体に熱エネルギーを適用する工程をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
吸着した前記不純物質を前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体から脱着させる工程が、前記少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体を加熱されたパージ流と接触させる工程を含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年１０月１１日に出願された米国仮出願第61/889721号の利益を主張し、その全体の参照により同出願の開示を組み込む。
【０００２】
本件は、様々な実施形態において、概して、不純物質を含んでいる流体流から不純物質を除去するための吸着剤媒体、そうした吸着剤媒体に関する方法、及びそうした吸着剤媒体を含む濃縮システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
産業大気汚染の実質的な部分は、非常に低濃度の有機ガスで汚染された大量のガス流の排出に関係する。大量のガス流と、このガス流中の比較的低濃度の不純物質が原因で、このガス流から汚染物質を効率的に除去するのは難しく、また費用がかかる。
【０００４】
溶剤濃縮器が溶剤含有ガス流から溶剤を除去するのに用いられており、ここで、溶剤含有ガス流は大きな体積を有し、非常に低濃度の溶剤を含む。吸着サイクルの間、大量の溶剤含有ガス流は溶剤濃縮器内の吸着剤媒体に送られ、溶剤含有ガス流中の溶剤がこの吸着剤媒体に吸着する。脱着サイクルの間、比較的少量のパージ流（例えば、別のクリーンなガス蒸気）が吸着剤媒体に送られ、吸着剤媒体に吸着した溶剤を比較的少量のパージ流中に脱着させる。溶剤濃縮器の使用により、溶剤を比較的少量のパージ流中に脱着させることができる（例えば、大量の溶剤含有ガス流と比べて２０倍少ない体積）。脱着した不純物質を含む比較的少量のパージ流は、その後除去システム、例えば焼却炉に送られる。元の大量の溶剤含有ガス流よりもむしろ、相対的に少量の溶剤含有パージ流が除去システム内で処理されるので、溶剤濃縮器の使用により作業コストを低くできる。例えば、溶剤濃縮器は、大量の溶剤含有空気中に相対的に少量の揮発性有機化合物(VOCs)が存在する、自動車スプレーブースの空気中の溶剤蒸気を除去するのに使用されている。溶剤濃縮器の効率性及び経済性を更に向上させる努力が、回転式溶剤濃縮システムをもたらし、ここで、回転式吸着剤ユニット内の吸着剤媒体による大量の溶剤含有空気の連続的なクリーニング及び回転式吸着剤ユニット内の吸着剤媒体からの吸着した溶剤の脱着が達成され得る。
【０００５】
米国特許第4,409,006号には、粒状、繊維状、又は多孔質の吸着剤、例えば活性炭、モレキュラーシーブ、シリカゲル、又は他の適当な吸着剤を含む吸着剤ユニットを含む濃縮システムが開示されている。この濃縮システムは、粒状、繊維状、及び多孔質の吸着剤が相当のガス流れ抵抗を引き起こすため、大きな圧力降下（落差）が問題となっている。
【０００６】
圧力降下を最小にし、さらに濃縮システムの経済性を向上させるために、濃縮システムにおける吸着剤媒体としてハニカム吸着剤媒体が使用されている。ハニカム吸着剤は、ガス流がその中を通るためのセル壁によって特徴づけられる平行流路を有しており、そのためハニカム吸着剤媒体が用いられる場合、ガス流れ抵抗を大幅に低減できる。
【０００７】
ハニカム吸着剤媒体は、平面及び波形のセルロース及び／又はセラミックの繊維シートの交互の層で構成されることができ、これら繊維シートは互いに結合又は積層されて平行流路を有するハニカム構造を形成する。次いで、このハニカム構造は吸着剤材料、バインダー、及び溶剤を含むスラリーで含浸される。次いで、溶剤を蒸発させ、吸着剤材料をハニカム構造の繊維の隙間及び流路壁の表面に分散させる。こうしたことは、米国特許第5,348,922号、国際出願公報 WO2004/011126 A1、及び米国特許第5,980,612号に開示されている。溶剤濃縮システムにおいて、これらのハニカム吸着剤媒体はいくつかの欠点を有する。例えば、ハニカム吸着剤媒体の製造の間、スラリー中の吸着剤材料がハニカム構造の流路を、これらをコーティングするよりもむしろ塞いで、より低い吸着能力と流れ抵抗の増大を引き起こす場合がある。さらに、狭い流路の幅を有するハニカム吸着剤媒体は、典型的には、ハニカム構造の流路中で塞がれている吸着剤材料を有さずに実現するのが難しい。加えて、これらのハニカム吸着剤媒体は、しばしば、特に高湿条件下で、比較的短いライフサイクルと乏しい構造強度を有する。
【０００８】
押出技術によって製造されるハニカム吸着剤媒体（すなわち、押出ハニカム吸着剤媒体）が、溶剤濃縮システムにおいて用いられてきた。しかしながら、押出媒体は、この媒体のより高い密度及びより高い総熱容量（システム内のより高い熱負荷をもたらす）のために、従前から溶剤濃縮器工業において敬遠されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第4,409,006号
【特許文献２】米国特許第5,348,922号
【特許文献３】国際出願公報 WO2004/011126 A1
【特許文献４】米国特許第5,980,612号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の欠点を有さない吸着剤媒体を開発する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、濃縮システム内に設けられ、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積、約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量、及び約500 ft/分のガス（又は液）空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下によって特徴づけられる、吸着剤媒体に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、異なる温度での、種々のハニカム吸着剤媒体の媒体容積当たりの比熱容量を示すグラフである。
【図２】図２は、異なる温度での、種々のハニカム吸着剤媒体の細孔容積当たりの比熱容量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を以下でより十分に説明するが、本発明のすべての実施形態を示すわけではない。本開示は例示的な実施形態を参照して記載するが、当業者であれば、本開示の範囲を逸脱しない限り、種々の変更がなされ得ること及び等価物が本発明の構成に置換できることは理解できるだろう。加えて、本開示の本質的な範囲から逸脱することなく、本開示の教示に対して特定の構造又は材料を適応する多くの改良、修正がなされ得る。
【００１４】
本明細書で用いられる用語「流体流（fluid steam）」は、ガス流、液体流、又はこれらの組み合わせを意味する又は含む。
【００１５】
本明細書で用いられる用語「ハニカム構造」は、その内部を通って延びる複数の実質的に平行な細い流路によって特徴づけられる多孔質構造を意味する又は含む。
【００１６】
特定の実施形態において、押出ハニカム吸着剤媒体は、平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50%の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下により特徴づけられる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、押出ハニカム吸着剤媒体は、少なくとも約0.12 細孔容積／媒体ccの細孔容積／媒体容積を有し得る。細孔容積測定は、N2多孔度測定により測定される320オングストローム（angstroms）を超える容積に基づく。
【００１８】
いくつかの実施形態において、押出ハニカム吸着剤媒体は、約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量を有し得る。
【００１９】
いくつかの実施形態において、押出ハニカム吸着剤媒体は、平方インチ当たり約400セルのセル密度(cspi)を有し得る。
【００２０】
いくつかの実施形態において、押出ハニカム吸着剤媒体は、約65%の%開口面積を有し得る。
【００２１】
非限定的な例において、本発明の押出ハニカム吸着剤媒体は、米国特許第5,914,294号に記載のとおりに製造され得る。押出ハニカム吸着剤媒体内の活性炭は、いずれの公知のカーボン（炭素）前駆体に由来し得る。カーボン前駆体の非限定的な例としては、木材、木材粉塵、木粉、綿くず、泥炭、石炭、亜炭、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、炭水化物、ココナッツ、果実の種（種子）、果実の核、ナッツの殻、ナッツの種、おがくず、ヤシ、植物（野菜）、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２２】
特定の実施形態において、濃縮システムは、少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体を含む。押出ハニカム吸着剤媒体は、平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50%の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下により特徴づけられる。
【００２３】
いくつかの実施形態において、押出ハニカム吸着剤媒体の少なくとも１つは、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積及び約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量を有し得る。
【００２４】
濃縮システムの吸着サイクルの間、少量の不純物質（汚染物質、コンタミナント）を含む大量の流体流が濃縮システムに供される。不純物質含有流体流は、本発明の濃縮システム内の押出ハニカム吸着剤媒体と接触し、流体流中の不純物質は押出ハニカム吸着剤媒体上に吸着される。濃縮システムから排出される流体流は、大幅に減少した量の不純物質を有し得るか、又は実質的に不純物質を含まないものになり得る。
【００２５】
濃縮システムの脱着サイクルの間、比較的少量のパージ流（例えば、別のクリーンな流体流）が本発明の濃縮システムの押出ハニカム吸着剤媒体に供され、押出ハニカム吸着剤媒体から吸着した不純物質を比較的少量のパージ流中に脱着させる。次いで、この不純物質を含有する比較的少量のパージ流が濃縮システムから排出され、さらなる処理に供される。非限定的な例において、不純物質を含有する比較的少量のパージ流は、例えば不純物質を分解する焼却炉等の除去システムに供され得る。
【００２６】
そのため、特定の一実施形態において不純物質を含有する流体流から不純物質を除去する方法は、不純物質を含有する流体流を濃縮システム内の少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体と接触させて不純物質を押出ハニカム吸着剤媒体の少なくとも１つに吸着させる工程と、この吸着した不純物質を押出ハニカム吸着剤媒体の少なくとも１つから脱着させる工程とを含む。この押出ハニカム吸着剤媒体は、平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50%の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する。
【００２７】
いくつかの実施形態において、この方法は、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積及び約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量を有する押出ハニカム吸着剤媒体を使用し得る。
【００２８】
濃縮システムは、脱着サイクルの間、押出ハニカム吸着剤媒体からの吸着した不純物質の脱着を増進するために熱エネルギーを利用し得る。非限定的な例において、熱は、脱着サイクルの間に押出ハニカム吸着剤媒体に適用してもよく、若しくは吸着した不純物質を脱着させるためのパージ流を加熱してもよく、又はこれらの両方でもよい。脱着サイクルの間、任意の通常の方法により熱を押出ハニカム吸着剤媒体に適用し得る。加熱方法の非限定的な例としては、電気加熱、抵抗加熱、又は熱交換が挙げられる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、脱着サイクルの間に押出ハニカム吸着剤媒体に供される比較的少量のパージ流が加熱され得る。加熱されたパージ流（例えば、熱風、温風）は、押出ハニカム吸着剤媒体の平行流路を強制的に通され、押出ハニカム吸着剤媒体からの吸着した不純物質の脱着を可能にする。
【００３０】
いくつかの実施形態において、濃縮システムは、濃縮システム内の押出ハニカム吸着剤媒体の少なくとも１つと接触して又は接合して設けられた熱供給コンポーネントをさらに含み得る。この熱供給コンポーネントは、主に熱伝導を介して押出ハニカム吸着剤媒体に熱を送り得る。
【００３１】
いくつかの実施形態において、濃縮システムは、全質量に基づいて少なくとも約５０質量％の量の活性炭含量、バインダー、及び導電性材料を含む少なくとも１つのハニカム吸着剤媒体と、吸着した不純物質の脱着を向上させるための脱着サイクルの間に押出ハニカム吸着剤媒体の少なくとも１つに電流を供給するように構成された電流供給装置とを含む。導電性材料の非限定的な例としては、カーボン又は金属の削りくず（metal shaving）が挙げられる。バインダーの非限定的な例としては、セラミック、粘土（クレー）、コージライト、フラックス、ガラスセラミック、金属、ムライト、段ボール紙、有機繊維、樹脂バインダー、タルク、アルミナ粉末、マグネシア粉末、シリカ粉末、カオリン粉末、易焼結性（sinterable）無機粉末、溶融性ガラス粉末、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
【００３２】
熱が濃縮システム内の吸着剤媒体からの吸着した不純物質の脱着を向上させるのに典型的に用いられるように、吸着剤媒体が低い比熱容量を有し、脱着を向上するのに少量の熱エネルギーが必要とされるようにすることが望ましい。
【００３３】
吸着剤媒体の密度が高くなると、体積基準での吸着剤媒体の比熱容量がより大きくなり、結果として吸着剤媒体を加熱するのにより多くの量のエネルギーが必要とされるのは一般常識である。当業者は、繊維シートで構成されたハニカム吸着剤媒体よりも、押出ハニカム吸着剤媒体がより高い密度を有することを認識している。そのため、当業者は、押出ハニカム吸着剤媒体が、繊維シートで構成されたハニカム吸着剤媒体よりも大きい比熱容量を有し、押出ハニカム吸着剤媒体が吸着した不純物質の脱着を促進するのにより多くの量のエネルギーを必要とすると想定する。
【００３４】
意外にも、本発明の押出ハニカム吸着剤媒体が、繊維シートで構成されたハニカム吸着剤媒体と比較して、細孔容積基準でより小さい比熱容量を有することが今回見いだされた。図１は、異なるハニカム吸着剤媒体の媒体容積当たりの比熱容量を示している：少なくとも１つの繊維シートで構成されたハニカム吸着剤媒体（以下、「紙ベースHM」）、約30質量％の活性炭を含む押出ハニカム吸着剤媒体（以下、「30％AC押出HM」）、及び約50質量％の活性炭を含む本発明の実施例の押出ハニカム吸着剤媒体（以下、「50％AC押出HM」）。紙ベースHMは、押出ハニカム吸着剤媒体（30％AC押出HM及び50％AC押出HM）と比較して、容積当たりにより低い比熱容量を有する。しかしながら、図２に示すとおり、驚くべきことに、50％AC押出HMは、紙ベースHMと30％AC押出HMと比べて、細孔容積当たり最も小さい比熱容量を示した。
【００３５】
驚くべきことに、本発明の押出ハニカム吸着剤媒体は、繊維シートで構成されたハニカム吸着剤媒体と比べて、細孔容積基準でより小さい比熱容量を示す。本発明の押出ハニカム吸着剤媒体は、吸着した不純物質の脱着を促進するのに繊維シートで構成されたハニカム吸着剤媒体よりも少量のエネルギーを必要とする。
【００３６】
さらに、約50質量％の活性炭含量を有する押出ハニカム吸着剤媒体は、約30質量％の活性炭含量を有する押出ハニカム吸着剤媒体と比べて、初期の吸着容量において少なくとも約17％の増加をもたらす。
【００３７】
加えて、押出ハニカム吸着剤媒体からの吸着した不純物質を完全に脱着するのに不十分な短い脱着サイクルの後で、約50質量％の活性炭含量を有する押出ハニカム吸着剤媒体は、約30質量％の活性炭含量を有する押出ハニカム吸着剤媒体と比べて、吸着容量において少なくとも約29％の増加をもたらす。
【００３８】
そのため、本発明の押出ハニカム吸着剤媒体は、吸着サイクルの間に増加した吸着容量をもたらし、脱着サイクルの間に向上した脱着効率をもたらし得る。
【００３９】
ハニカム吸着剤媒体は、粒子状吸着剤媒体と比べて少なくともより低い流れ抵抗を示すため、濃縮システムにおいて粒子状吸着剤媒体（例えば、粒状の又はペレット化吸着床）に取って代わってきた。濃縮システムの吸着剤媒体における流れ抵抗が増加するにつれて、不純物質を含有する流体流を吸着剤媒体に通すのにより多くのエネルギーが必要とされ、結果として濃縮システムの操作により高い費用が掛かる。当業者は、濃縮システム内の押出ハニカム吸着剤媒体の流れ抵抗が、押出ハニカム吸着剤媒体のセル密度が増加するにつれて増大することを理解している。そのため、当業者は、押出ハニカム吸着剤媒体のセル密度を増加させることにより、濃縮システムにおける押出ハニカム吸着剤媒体の能力及び経済性を向上することを想到しないであろう。
【００４０】
驚くべきことに、約400 cpsiのセル密度、65%の%開口面積、約9インチの長さ、及び全質量に基づいて約50質量％の活性炭含量を有する押出ハニカム吸着剤媒体を利用する濃縮システムが、より小さいセル密度（約200 cpsi）、より広い開口面積（約73％）、より長い長さ（約18インチ）、及びより少ない活性炭含量（30質量％）を有する押出ハニカム吸着剤媒体を利用する濃縮システムと比べて、向上した吸着能力及び同様の圧力降下を示す。
【００４１】
そのため、本発明の押出ハニカム吸着剤媒体は、流れ抵抗における有意な増加をもたらすことなく、改善した吸着容量及び向上した脱着能力を有する濃縮システムを提供する。
【００４２】
特定の実施形態において、溶剤濃縮システムは、少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体と、ガスフローシステムとを備える。押出ハニカム吸着剤媒体は、平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50%の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭含量、及び約500 ft/分の液空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下により特徴づけられる。
【００４３】
いくつかの実施形態において、溶剤濃縮システム内の押出ハニカム吸着剤媒体の少なくとも１つは、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積及び約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量を有し得る。
【００４４】
非限定的な例において、少量の溶剤（例えば、約50 ppmから約200 ppm）を含む大量のガス流（例えば、約30 CFMから約70,000 CFM）は、本発明の溶剤濃縮システム内の押出ハニカム吸着剤媒体に供され得る。溶剤含有ガス流中の溶剤は、押出ハニカム吸着剤媒体に吸着される。次いで、比較的少量（例えば、約3 CFMから約5,000 CFM）の、約250°Fから約500°Fの温度を有する加熱されたパージ用空気が溶剤濃縮システムに供され、吸着した溶剤を押出ハニカム吸着剤媒体から比較的少量の加熱されたパージ用空気中に脱着し得る。次いで、溶剤を含有する比較的少量の加熱されたパージ用空気は、溶剤濃縮システムからさらなる処理のために排出される。溶剤を含有する比較的少量のパージ用空気は、熱酸化機等の焼却システムに供され、溶剤を燃焼することができる。代わりに、溶剤を含有する比較的少量の加熱されたパージ用空気は、パージ用空気から溶剤を分離する溶剤回収システムに供され、回収された溶剤を再利用できる。
【００４５】
本発明の押出ハニカム吸着剤媒体は、回転式（ロータリー、循環式）溶剤濃縮システムのための吸着剤媒体として使用することができ、この回転式溶剤濃縮システムは、回転式吸着剤ユニット内の吸着剤媒体を介して大量の溶剤含有ガス流の連続的なクリーニング、及び回転式吸着剤ユニットにおける使用された吸着剤媒体の脱着を可能にする。
【００４６】
したがって、特定の一実施形態において、回転式溶剤濃縮システムは、各ユニットが少なくとも１つの押出ハニカム吸着剤媒体を含む複数の回転式吸着剤ユニット、複数の回転式吸着剤ユニットを設けるための回転式フレーム、及び吸着サイクルの間に溶剤含有ガスを吸着剤媒体に供し、脱着サイクルの間に別のクリーンなガス流を吸着剤媒体に供するように構成されたガスフローシステムを備える。回転式フレームは、所定の回転式の吸着及び脱着サイクルを有する。押出ハニカム吸着剤媒体は、平方インチ当たり約200セルを超えるセル密度(cspi)、少なくとも約50%の％開口面積、全質量に基づいて少なくとも約50質量%の活性炭含量、及び約500 ft/分のガス空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下により特徴づけられる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、押出ハニカム吸着剤媒体の少なくとも１つは、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積及び約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量を有し得る。
【００４８】
さらなる特定の実施形態において、吸着剤媒体は、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積、約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量、及び約500 ft/分のガス空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下により特徴づけられ、ここで、吸着剤媒体は濃縮システム内に設けられる。細孔容積測定は、N2多孔度測定により測定される320オングストロームを超える容積に基づく。
【００４９】
いくつかの実施形態において、吸着剤媒体はハニカム構造を有する。いくつかの実施形態において、吸着剤媒体は溶剤濃縮システム内に設けられる。
【００５０】
種々の吸着剤材料が吸着剤媒体として適当である。吸着剤材料は、有機材料、無機材料、又はこれらの組み合わせであり得る。適当な吸着剤材料の非限定的な例としては、活性炭、ゼオライト、カーボンモレキュラーシーブ、多孔性ポリマー、柱状化粘土（ピラードクレー）、アルミナ、金属有機構造体（「MOF」材料）、又はシリカが挙げられる。
【００５１】
さらに特定の実施形態において、流体流から不純物質を除去するための濃縮システムは、少なくとも約0.12 細孔容積cc／媒体ccの細孔容積／媒体容積、約2.9 J/細孔容積cc未満の比熱容量、及び約500 ft/分のガス空塔速度での約4.0 inH2O/媒体ft未満の圧力降下を有する、少なくとも１つの吸着剤媒体を備える。
【００５２】
本開示は、種々の改良及び変更形態を含み得る一方、図面において例示としての具体的な実施形態を示し、本明細書において詳細に説明している。しかしながら、本開示は、開示された特定の形態に限定されることを意図していない。むしろ、本開示は特許請求の範囲の記載及びこれらの法的に等価なものにより定義される本発明の範囲内に含まれる、すべての改良、等価物、及び変更を保護する。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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