(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器（３）と、
好ましくない物質を含有するガス状流出物を、該物質を吸着し濃縮するのに適した材料を有する複数の浄化器ユニット（４ａ〜４ｎ）を備えた密閉容器に横切って配置された浄化障壁に導く第一系統（１）と、
濾過した流出物を密閉容器から排出する少なくとも一つの第二系統および密閉容器を通して流出物を循環させる手段（６）とを有し、
該浄化障壁の上流側に配置された脱離流体を移送する手段とともに少なくとも一つの浄化器ユニットの選択的熱脱離および選択的脱離によって得られる該物質の分解を行う、密閉容器内の浄化障壁（４）の下流側に配置された可動型複合手段（８、１０）を含む、好ましくない物質を含有するガス状流出物を浄化する装置。
【請求項２】
前記可動型複合手段が、コレクター（８）、並進移動手段とともに、選択的脱離により得られる該物質を焼却するための反応器（１０）を有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
反応器（１０）が接触型反応器である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
脱離流体の移送手段が、浄化すべき流出物を導く第一系統（１）である請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
脱離流体の移送手段が、部分的に密閉容器の外側に置かれ、末広管（１１）と接続した、可動型複合手段と共に移動可能な空気ダクト（１２）である請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
可動型複合手段（８、１０）が、各浄化器ユニットに含まれる吸着材を加熱する手段を含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
加熱手段が、吸着材の中に配置された一連の抵抗体を含む請求項６に記載の装置。
【請求項８】
加熱手段が、ジュール効果型のものである請求項６に記載の装置。
【請求項９】
可動型複合手段（８、１０）が、各浄化器ユニットの外側に置かれた加熱手段を含む請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
加熱手段が、少なくとも一つの赤外線源を含む請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
加熱手段が、焼却反応器（１０）よりなる少なくとも一つの赤外線源を含む請求項２から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
各浄化器ユニットが吸着材を保有する数個の孔あき画室（１９）と流出物と吸着材の接触面積を増すための偏向板（２０）を含む、請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
選択的熱脱離集成体が、コレクターを脱離すべき浄化器ユニットの前に配置しユニットに押しつける駆動手段を含む請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
浄化すべき好ましくない物質を含有するガス状流出物が、該物質を吸着し濃縮するのに適した材料を保有する複数の浄化器ユニット（４ａ〜４ｎ）を有する密閉容器を横切って置かれた浄化障壁に向かって流され、
各浄化器ユニットは、その吸着能力が飽和したとき、可動コレクター（８）によって選択的かつ連続的に隔離され、その中に脱離流体を移送するようにされ、
少なくとも一つの浄化器ユニットの選択的熱脱離と選択的脱離によって得られる該物質の分解を含む、好ましくない物質を含有するガス状流出物を浄化する方法。
【請求項１５】
脱離流体が、循環する流出物の一部である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
脱離流体が、選択的に脱離すべき浄化器ユニットの入口に補助系統（１２）により供給されるガスである請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はガス状の流出物の流れを浄化する方法と装置に関する。
本発明による方法と装置は、特に以後ＶＯＣ類と称される、揮発性有機化合物あるいは悪臭のある物質の除去に用いられる。このＶＯＣという用語は炭化水素、塩素化合物、弗素化合物およびクロロフルオロ化合物、ＮＯx、ＳＯx、Ｈ2Ｓおよびメルカプタン、ＮＨ3およびアミン、およびＨ2Ｏ、より一般的にはいくつかの理由で都合の悪い濃度で空気中に存在する可能性のある有機および無機化合物のすべてを含む。
背景技術
環境に対して益々注意を払うことは、大気への汚染排出物に関するより厳重な規制に直面しなければならない多くの企業家にとって大きな関心事の一つとなっている。
主として吸着材に汚染物を吸着させることによって、またはフィルターを通す末端分離によって作動する、ガス状流出物を浄化するための工業的な装置は多い。吸着材と接触させて浄化した後、浄化された流出物を大気中に排出するかまたは少なくとも冬期には加熱費を節約するために設備内で循環させることができる。
例えば、凝集力および化学吸着による保持によって機能する活性炭フィルタを用いたある種の装置では、吸着材は再生可能ではなく、その飽和限界に達したら直ちに交換しなければならない。他のフィルターで用いられる粒状活性炭は製造業者に変換されれば工場で再生できる。初めの汚染物質濃度が高い場合は、汚染工場を数日動かすと、時には充分この飽和限界に達する。吸着材の費用やその再生費は急速に法外なものになる。再生不能の消耗品を用いるフィルターのこの解決法はエコバランス上いかなる場合も容認できない。何故ならばこの場合汚染は消滅させられるのではなく単に一つのキャリヤーから他のキャリヤーに移動するに過ぎないからである。交換の費用のため、情報が不足しているため、また時には装置の状態を点検することが困難であるため、必要な頻度でフィルターが交換されないことがしばしば起こる。
吸着による吸着材の再生と汚染物質の回収または分解を行う浄化装置もある。しかしこのような装置はより高価であることが多い。これらはどちらかといえば大量の汚染物質を発生する施設に適している。多くの場合、このような装置は経済的に許容できる解決法にならないことが非常に多い。したがって多くの施設は適切に設備を備えていない。
例えば米国特許３，６０８，２７３号またはフランス特許公開公報２，６５９，８６９号、２，７０９，４３１号には、除去すべき物質を含む流体を処理する方法が記載されており、これらの方法は例えば活性炭のような吸着材を保有する一連の間隔をおいて配置されたフィルター層を経由して上記流体をタンクの中に入れることに特徴がある。導電性があるか、あるいは導電性粒子または電熱線の添加によって導電性を付与された吸着材が用いられる。吸着質の脱離はその中を流れる電流、または巻線によって生じた電磁場により加熱することによって行われる。二連のフィルター層を用いることができ、内一連は他の一連が再生されている間吸着に供せられる。
本出願人によるフランス特許出願９４／０６，２８１号には、汚染された流出物の連続浄化装置が記載されている。この装置は、保持器（ケージ）内で連続的に回転する垂直軸をもつ内部に閉じ込められたリングを有しており、このリングは汚染物質を吸着する粒状の固体材料、すなわちシリカ、活性炭、アルミナ等を備えている。ガス流出物は、一方では、リングの第一角吸着部を経由して流出物移動系統と中央部の排気系統の間を流れ、他方では、吸着質の再生がなされるリングの第二角脱離部を経由して同じ中央部の熱ガス流移送系統と排気系統の間を流れ、これによりガス流出物の循環が確立される。これらの系統は外部の熱交換および／または焼却手段に接続される。この装置は色々なタイプの汚染工場と結びつけることができるが、比較的多量の汚染された流出物（例えば１００００−１０００００ｍ3／時）を発生する汚染工場に特に適している。
発明の開示
本発明によるガス状流出物と混合した物質を浄化する装置は、密閉容器、流出物を密閉容器中に導く第一系統、該物質を捕捉し濃縮する浄化手段、濾過した流出物を密閉容器から排出する少なくとも一つの第二系統、および、例えば密閉容器の内部に、またはもし浄化装置が密閉容器を通して流出物を循環させる現存する包括的プロセス（global process）に組み込まれる場合は外部に、自己充足型の浄化を実現するための（例えばファンのような）手段を備えている。
浄化手段は、固定した浄化障壁、選択的熱脱離集成体、および脱離すべき各浄化器ユニットの吸着材を加熱する手段を含むことを特徴とする。固定した浄化障壁は、密閉容器を横切って介在し汚染物質を吸着するのに適した材料を含み互いに平行に配置された複数の浄化器ユニットを有する。また、選択的熱脱離集成体は、比較的低流量の脱離流体を少なくとも一の浄化器ユニットに流し、脱離流体を選択的に捕集するのに適し密閉容器内を直線的に移動することのできる可動コレクターを含む。
この装置はまた、脱離流体と混合した汚染物質を除去するために、好ましくは密閉容器中に置かれ並進するコレクターに固定された焼却反応器のような手段を含むことができる。
一実施態様によれば、脱離流体を脱離すべき各浄化器ユニットを通して選択的に循環させるために、本装置は部分的に密閉容器の外側に置かれた換気系統を含む。この系統は例えば可動コレクターと共に動く少なくとも一つの補助系統を有している。これにより、選択された各浄化器ユニットおよび／または可動コレクターと共に動く少なくとも一つの補助系統に脱離流体を導き、選択された浄化器ユニットから脱離流体を密閉容器外へ移送するようになっている。
一実施態様によれば、（例えば吸着材中の抵抗体またはジュール効果によって）吸着材を加熱する手段は各浄化器ユニットに含まれる。
他の実施態様によれば、例えば脱離すべき浄化器ユニットの出口にある焼却反応器のように、一部の加熱手段は各浄化器ユニットの外側に置かれ赤外線源よりなっている。
一つの実施態様によれば、各浄化器ユニットは吸着材を入れた数枚の孔あき板と、流出物と吸着材の接触面積を増すための偏差壁を有している。
選択的熱脱離集成体は、コレクターを脱離すべき浄化器ユニットの前に置いてユニットに対して押しつけるための駆動手段を含むことが好ましい。
本発明によるガス状流出物と混合した物質を浄化する方法は、以下の点に特徴がある。すなわち、流出物の循環が、密閉容器中に並置された汚染物質を吸着する材料を含む一連の浄化器ユニットを含む装置によって確立され、各浄化器ユニットは、その吸着能力が飽和したとき、加熱により吸着物質を脱離し補助流体（脱離を行おうとする浄化器ユニットの入口に選択的に供給されるガス。例えば循環流出物の一部または補助系統によって供給される。）により汚染物質を排出するのに必要な時間の間、可動コレクターによって選択的かつ連続的に隔離され、補助流体と混合した汚染物質は可能な限りそれらを除去するのに適した反応器に送られる点に特徴がある。
本発明の装置は、平均量の汚染流出物（例えば１０００−５０００ｍ3／時）を発生する多くの施設に適合した、適度の費用価格と維持費という単純な解答を与える。この理由には多くの要因がある：
−密閉容器は標準的かつ集成の容易な、平行六面体形の不変部を有しており、主系統および補助系統（空気ダクト）を製作するのに用いたものと同じ材料から経済的に作ることができる。例えば、亜鉛メッキ鋼、ポリエステルあるいは必要であればステンレス鋼を使用できる。
−可動コレクターとその任意の補助系統をもつ脱離集成体は電気的、空気圧的または液圧的手段によって容易に並進させることができるので可動部分は少なくて済む。
−脱離に必要な高い温度上昇は熱反応器内と単一の脱離ユニット内に限られる。これらの浄化器ユニットは互いにまた密閉容器本体から熱的に絶縁されているので、密閉容器の断熱は必要でない。
汚染物質の焼却は密閉容器の内側で、脱離すべき浄化器ユニットのすぐ近くで行うことが好ましい。これにより、脱離熱を赤外線放射によって部分的に供給できるという利点が生ずる。
−任意の脱離と焼却の操作はオフピーク期まで容易に延期することができ、このため必要なエネルギー費用は減少する。
−流出物の温度ならびに汚染物質の濃度と性質が広範囲に変わっても処理の効果を損なうことはない。
−装置はいずれの作動フェーズにおいても静止したままであり、密閉容器は循環を内側で確立するために減圧下にあるので、外部への漏れが起こらない。
−構造、使用、および操業が簡単であるので保全が容易になりしたがって修理調整の頻度が抑えられる。
−従来の方法におけるように脱離手段を倍増する必要はない。
【図面の簡単な説明】
本発明による装置の他の特徴と利点は、添付した図面を参照して、とりわけ汚染流出物浄化の用途に適した、非限定の実施例によって示された実施態様の以下に述べる説明を読むことによって明らかになる、すなわち：
−図１は装置の部分的断面における全面図を示す。
−図２は補助的脱離流移送系統をもつ図１の実施態様の一変形を図式に示す。
−図３は補助的脱離流移送系統と脱離流を外部の焼却反応器に排出する排気系統をもつ図１の実施態様の一変形を示す。
−図４は脱離集成体を移動させる駆動手段を図式に示す。
−図５は数個の画室をもつ浄化器ユニットの第一実施態様を図式に示す。
−図６は図５の実施態様の一変形を示す。
−図７は図５の実施態様の他の一変形を示す。
好ましい実施態様の説明
以下詳細に説明するように、本発明のプロセスは、主に、吸着材を保有する一連の並置した浄化器ユニットを処理すべき流出物の循環通路に配置することと、各ユニットの吸着能力が飽和した際、加熱による脱離および吸着材に捕捉された物質の補助流体による移送に要する時間の間、コレクターを用いて各ユニットを逐次隔離することにある。この方法はガスの脱湿や汚染物質を含む流出物の浄化に適用することができる。このような場合、このプロセスは、例えば、脱離工程にあるユニットのすぐ近くに配置された焼却反応器に汚染物質を送るプロセスを含むことが好ましい。
処理すべき汚染された流出物はダクト１を通って一体物としてつくられた堅牢な密閉容器３の第一端にある吸入室２の中に送られる（図１）。密閉容器３は例えば平行六面体の形状を有し、一般的用途のために、亜鉛メッキ鋼でできている。密閉容器の全横断面は、断熱材でできた層５によって互いに分離された一連の並置された浄化器ユニット４ａ−４ｎ（例えばｎは１１に等しい）よりなる浄化障壁４によって閉じられている。これら浄化器ユニットは、処理対象の流出物い混在する汚染物質の性質、特に分子の形状に適した吸着材を保有している。この吸着材は後述するように、例えば、活性炭、ゼオライト、等がよい。
浄化器ユニット４ａ−４ｎを通過する流出物の循環はファン６によって行われる。ファン６は浄化障壁４の吸入室２と反対側にある排出室７に配置されているが、浄化装置がＧＬに組み込まれている場合には密閉容器の外側に配置されていてもよい。障壁４を通過した後、浄化された流出物は密閉容器３から大気中に排出されるか、または流出物が吸引されたところに循環される。
吸着材物質はその飽和度によって規則的な間隔をおいて再生しなければならない。そのため、装置には、少なくとも一つの浄化器ユニットを脱離に要する時間の間濾過障壁４から選択的に隔離する選択的熱脱離集成体が含まれる。
この集成体は、４ａ乃至４ｎの各浄化器ユニットの後面全体をカバーする吸入口を有する収束可動コレクター８を含む。このコレクターは駆動手段によりガイドレール９に沿って横方向に移動できる（図４）。
脱離集成体にはまた、各浄化器ユニットの内側または外側で吸着材負荷を加熱する手段がある。使用した吸着材が粒状である場合は、固定した埋め込み抵抗体（図示せず）をこの目的で用いることができる。もし吸着材がハニカム構造体に、または厚みの少ない織物状または粒状の形体中に含まれるならば、コレクター８と共に移動する赤外線エミッターを用いることも可能である。このエミッターは脱離すべき浄化器ユニットの前面あるいは後面の正面に配置することができる。熱波はセルと非常に多孔質である吸着材中に軸方向に深く浸透し、速やかに加熱する。この型の放射を行えば、大部分の熱は吸着材に入り、空気の加熱は単に物質−ガス間の伝導によるのみである。
吸着材が充分に導電性である場合は、他の加熱様式は前・後面の間に電位差を加えることおよび吸着材をジュール効果で加熱することにある。
吸着材を加熱することによって解放された汚染粒子は、出口で高い脱離率を得るために低流量の流体によって浄化器ユニットから駆出される。図２および３を参照して種々の方法について、以下、説明する。
焼却反応器１０は、補助流体によって駆出された汚染物質を集める収束コレクターの出口に置かれる。
分解は高温（例えば１０００℃）で熱的に行うことができる。この場合、例えば高い比表面積、例えば１５００ｍ2／ｍ3の導線のマットレスを有する燃焼室が使用され、これら導線は電流を流すことによって赤熱し、酸化は導線と接触して起こる。この反応は単に赤熱状態だけを維持するには充分発熱的でありもはや電気エネルギーの供給を必要としない。
分解はまた、例えば、ハニカム触媒ブロックを有する周知のタイプの接触酸化反応容器中で（４００℃程度の）より低い温度で行うことができ、ガスはブロックと接触して酸化する。このような反応器では、酸化開始温度に達するために、例えば、バーナーのような補助加熱手段が用いられ、この温度はその後、酸化自熱性によって維持される。
再生を行う間ファン６の駆動パワーを著しく減少する場合には、密閉容器３に入る流出物は（図１）、補助的脱離流体自体として用いることができる。この実施態様は例えば（この汚染が例えば昼間の活動と関連している場合、例えば、夜に）流出物による汚染度が周期的に減少する工場に適している。
流出物自体の一部を汚染物質脱離のための補助流体として用いることも可能である。脱離前後の圧力低下が大きいため、脱離系統が平衡に至ることによって各吸着手段の再生が行われる。その単位面積当りの再生度は比較的低いものとなる。この方法ではファンは一つあれば足りる。
流出物の汚染度が補助流体として用いるのに高すぎる場合は、例えば図２の実施態様を用いることができる。この態様は、その出口が各浄化器ユニット４ｉの後面全体に押しつけられるように形成され、その入口が、密閉容器３の外側で、例えば新鮮な空気用のファンのような流体源（図示せず）と連絡する柔軟パイプ１２に結合した末広管１１よりなる。この末広管は浄化障壁４の他方の側にあるコレクターと一組になっていることが好ましく、該コレクターおよび焼却反応器１０と共に移動する。
図３の変形によれば、焼却反応器１０または回収装置は適宜密閉容器の外側に置くことができる。この場合、コレクター８の出口は同様に柔軟パイプ１３と反応器１０への接続系統１４に接続している。
コレクター８、反応器１０（図１）および／または末広管１１（図２、３）を移動させる駆動手段には、例えば次のようなものが含まれる（図４）。
−例えば、円筒状のボールまたはフェルト滑りレール、ローラー用走行レール、または単一度の並進において線形変位を起こさせる他の標準ガイド機構よりなる周知の型の線形ガイド手段９、
−例えばチェーン（歯付ベルト等）と組み合わせた歯車（小歯車等）と電気式、液圧式または空気圧式モーター、または固定した軌道上を回転するゴム車、線形歯付定規上を回転する小歯車またはロープ付空気式ジャッキとプーリーホイールリターン、あるいは更に一般的には当業者によって通常用いられる駆動歯車を含む周知の型の駆動機素（図示せず）、
−コレクタ８を脱離すべき浄化器ユニット４ｉに押し付ける縦方向並進機構。コレクター８は二つの液圧式（または空気圧式）ジャッキの本体１５に固定されジャッキのロッド１６はそれぞれガイドレール９上を滑らかに動くように取りつけられた二つのリング１７に固く接続されている。リターンスプリング１８は各ジャッキの本体とロッドの間に介在し、恒久的にコレクター８を脱離すべき浄化器ユニットの後面４ｒに押し付ける効果をもっている。次の浄化器ユニットへの移動に要する時間の間コレクター８を一時的に取りはずすことは、ジャッキに発生器（図示せず）によって生じた液圧をかけることによって行われる。
当業者に知られた可能な、実施態様の変形によれば、この機構は、例えばリターンスプリング付きの電磁石または、等間隔にその位置と高さが、必要な取りはずしに適したボスや止め金を有する、固定カム上を摺動する隙間ゲージ（フィーラー）を含むことができる。
選択された浄化器ユニットの後面の前にコレクター８を止めることは、例えば調節ユニット（図示せず）によって、あるいはトルク制限器を備えて線形変位電動モーターを用いることによって、また、選択された浄化器ユニットの前で、ストップリングを上げてエンジンを停止させることによって、必要な並進距離を調節することで好都合に行われる。各浄化器ユニット中の吸着材の飽和を検知するのに適した吸着量を再生サイクルを自動化するようにこの調節ユニットと関連させることができる。
例えば次のものを吸着材として用いることが可能である。
−天然粒状ゼオライト、
−合成の、脱アルミされたおよび／またはグラフトゼオライト、
−ハネカムまたは金属支持体上の含浸ゼオライト、
−袋詰めゼオライトまたは活性炭、
−粒状活性炭、
−ゼオライトまたは活性炭で被覆した織物、フェルトまたは金属または高分子メリヤス生地、
−活性炭織物。
図５の実施態様によれば、各浄化器ユニット４ａ〜４ｎには、浄化障壁４の前４ｆおよび後面４ｒの間に、間隔をおいて、平行にまたはアコーディオン形に置かれた数個の平板な画室１９がある。それらの各々は多孔板によって横方向に範囲を定められ、例えば活性炭などの吸着材で満たされている。流出物の通路を長くするためにまたそれによって吸着材との接触面積を増すために、前面４ｆと後面４ｒ上のいくつかの入口と出口は閉じられている。
この流れの偏りはまた各画室間に斜めに設けられた偏向板２０によっても得ることができる（図６）。赤外線加熱様式を各画室の吸着材を脱離させるのに用いる場合は、この配置は赤外線の透過にとって好ましい。
図７の変形によれば、各浄化器ユニットはその中を流出物をよく流すためにジグザグ状に配列された複数の平板な画室１９よりなる。
これまで説明してきたような装置は多くの分野において用いることができ、特に：
−車体修理工場で塗装ブースから溶剤を除くために、
−都市の廃水揚水場で、硫化水素を除くために、
−プラスチック処理工場で、スチレンを伴ったガス流出物を清浄にするために、
−水処理工場においてスラッジ濾過設備からの悪臭を処理するために、
−塗装工によって現場で溶剤発散物（ネオプレングルー）を集め、清浄にし再循環するために、
−建築業および土木分野において、エポキシ樹脂またはポリウレタンフォームを塗布している間、密閉空間の空気を循環させて処理するために、
−印刷工場においてＶＯＣ類を伴ったガス状排出物を清浄にするために、
−食品加工工場で悪臭を分解するために、
−食品加工工業において汚染物質（ＮＯx、Ｃ2Ｈ4）のない空気を用意するために、
−移動可能であって、自己充足型の装置が必要な緊急サービスにおいて、
−精製空気が必要な全工業において、
−化学製造プロセスにおいてガス状流出物を清浄にするために、
−試験研究室において、同様にガス流出物を大気中に排出する前に清浄にするために、
−機械工場で公認されたリサイクルを行いながら作業構内を処理するために、
本装置を汚染物質または粒子（特にＶＯＣ類）を伴った流出物の浄化に用いる実施態様をこれまで説明してきた。しかし本発明の範囲から逸脱することなく、本装置をガスを除去するのに用いることもできる。このような場合、種々の浄化器障壁の負荷は親水性の吸着材、すなわち天然または合成ゼオライト、シリカゲル、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、塩化カリウム、塩化リチウム等の、大きな活性表面を有する親水性材料よりなる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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