JPH05501449A - 空気を可燃性汚染物質から清浄化する方法およびその方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 空気を可燃性汚染物質から清浄化する方法およびその方法を実施するための装置 本発明は、空気を可燃性汚染物質から清浄化する方法およびその方法を実施する ための装置に関する。

塗装や印刷作業から放出される気流中に存在する溶剤のような可燃性不純物から 空気を清浄にする場合に、古くからよく知られている方法は、空気を適当な反応 温度にまで加熱することによって不純物を燃焼させることである。しかしそのよ うな燃焼は加熱目的にエネルギーを消費する。

この目的に必要なエネルギーを少なくする方法の一つは、好ましくは「燃焼熱交 換器（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）Ｊとして知られている装置 を用いて、再生燃焼技術を利用することである。燃焼熱交換器は、不純物の自然 燃焼温度にまで加熱される通気性蓄熱床を有する装置であって、前記床において 可燃性不純物はその流れ方向が逆になることにより前記床内部の自然燃焼温度の 維持に寄与している。この種の装置は例えば米国特許第４，７４１，６９０号に 記載されている。

空気中の汚染物質濃度が比較的標準であれば反応中に生成される燃焼熱は必要と される熱エネルギーを供給するのに十分である。しかし、大きな換気システムの 中にあるなどして前記濃度が非常に低い場合には、燃料または電気の形の補給エ ネルギーを加える必要がある。多量の空気流を伴う場合には必要エネルギー量は かなり多くなり、結果として運転コストが非常に高くなってしまう。

そのような低濃度の場合にはある種の吸収技術を用いるのが好ましい。これによ ると、汚染空気は炭素、ゼオライトまたは吸収高分子物質のような吸収材の層を 通過することになる。しかしこれらの方法の欠点は、吸収された汚染物質を熱の 助けによって吸収材に再び吸収させて取り除がなければならない点である。結果 としてすべての吸収材を加熱するとともに暖かい窒素ガスその他の再生ガス（し ばしば蒸気）を加える必要がある。またこの場合、必要エネルギー量はかなり多 くなり、再生ガス中の不純物は別のシステムで処理しなければならない。本発明 の主な目的は、前記した清浄化方法に内在する不具合を解消するとともに、汚染 物質の濃度が非常に低い空気の清浄化に使用されごく少量のエネルギーを加える だけで足りる装置を提供することである。

本発明によれば、この目的は次のようにして達成される。

すなわち、強制的に空気を汚染物質を吸収して浄化空気を通過させうる熱再生吸 収体を通過させ、この吸収体と燃焼熱交換器として知られている装置、すなわち 、汚染物質の自然燃焼温度にまで加熱される通気性蓄熱床を有しこの床で可燃性 汚染物質がその流れ方向を逆にすることにより前記床内部の自然燃焼温度の維持 に寄与する装置のチャネル系とを接続することにより前記吸収体を間をおいて再 生させることによって達成される。

この方法は、燃焼熱交換器のチャネル系と吸収体を組み入れたチャネル系とを接 続することにより再生相を形成する手段を有する装置の助けによって実現される 。

本発明では、最初に述べた二つの空気清浄化システムが結合されている。すなわ ち、吸収床における汚染物質の省エネ収集と、吸収床を再生するという目的で燃 焼熱交換器で生成された反応熱を利用するという特徴とが結合されている。

以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に従って、吸収体を含むチャネル系とこのチャネル系に接続され た燃焼熱交換器とを有する空気清浄化システムを示す図である。

図２は、フィルターと結合された吸収体を示す図である。

図１において、参照番号１は清浄装置一般を示し、ハウジング２内に吸収体３が 配置されている。参照番号４は「燃焼熱交換器」一般を示している。「燃焼熱交 換器」とは、汚染物質の自然燃焼温度にまで加熱される通気性蓄熱床を有し、こ の床において可燃性汚染物質がその流れ方向の逆転により前記床内部の自然燃焼 温度の維持に寄与する装置を意味する。この種の装置は米国特許第４，７４１゜ ６９０号に記載されているので、ここでより詳細に説明する必要はないであろう 。参照番号５は、二つの導管６と７をそれぞれ燃焼熱交換器に取り付けられた導 管８と９に選択的に通じさせて燃焼熱交換器内の反応床を通過する流れの方向を 逆にする変更弁を示している。

参照番号１０は処理される汚染空気を装置内に流入させる入口管であり、参照番 号１１は処理された空気を装置から流出させる出口管である。参照番号１２はフ ァンまたはこれに類似の手段を示し、参照番号１３は入口管１０に取り付けられ たバルブである。燃焼熱交換器に通じる導管６は吸収装置１の入口側において入 口管１０から分岐しており、また、燃焼熱交換器から通じている導管７は吸収装 置の出口側において出口管１１に合流している。参照番号１４は導管回路６．７ に取り付けられた循環ファンである。

参照番号１５は燃焼熱交換器４内の燃焼を増進させるため酸素に富んだ空気を取 り入れるための供給管を示している。

この供給管１５にはバルブ１６が挿入されている。図２において吸収体は図１と 同様に参照番号３で示されている。

しかし、図２に示す実施例では吸収体は入口側にろ週休１６が付加されており、 このろ週休により、入口チャネル１０を通って入ってくる処理されるべき空気か らちり粒子を捕捉するようになっている。

通常運転の状態において本装置は次のように作用する。

汚染空気はファン１２により推進されて吸収材３を通過し、ここで汚染物質は捕 捉される一方、処理され清浄化された空気は出口チャネル１１を通って出ていく 。流量を増加させるため、本発明の思想からはずれない範囲内で同時に燃焼熱交 換器４を運転させる。このとき、一部の空気はチャネル６と７を介して熱交換器 を通過するので、この空気流もまた清浄化される。燃焼熱交換器４を並列に通常 の清浄装置と接続することによって、ピーク負荷が燃焼熱交換器で処理されうる ため、吸収装置１はその寸法を最大流量状態に備えて大きくとる必要はない。し かし、低エネルギーでの汚染物質処理においては、吸収装置１の容量いっばいの 程度まで全部の流れを吸収装置１を通過させることが好ましい。

こういう風に装置を運転させるのは、吸収床３が飽和に達して効率的に空気を清 浄化できなくなるまでである。この段階で吸収床は再生されねばならない。好ま しくは、この再生は、汚染物質の濃度や空気の流量、吸収床の寸法に応じて、２ ４時間に一度、好ましくは夜間に、または−週間に一度というような間をおいて 実施される。

再生を行うため、きれいな空気を燃焼熱交換器４からチャネル７を介して吸収媒 体３を通過するよう逆流させて、そこで高度の濃縮状態にある汚染物質をピック アップして空気と一緒にチャネル６を介して燃焼熱交換器４内に流入させ、そこ でこれを清浄化して、吸収床を通過させて繰り返し再循環させうるようにする。

空気は燃焼熱交換器を通過する際に燃焼熱交換器の反応床によって加熱される。

したがって、循環空気のみならず吸収床３もまた逐次加熱され、これにより再生 プロセスが促進される。燃焼に必要な酸素を供給するとともに温度を調節するた め、循環空気の一部はバルブ１６を介して空気取入口より取り入れた外気と交換 され、対応する量が標準の出口チャネル１１から排気される。

こうして、吸収床の再生が同時に低エネルギー消費レベルで達成される。本発明 の有利な特徴の一つは、汚染物質の濃度がかなり低いときにも燃焼熱交換器が補 助燃料の供給なしに経済的に運転可能なことであり、これは再生循環の間に得ら れた可燃性汚染物質が濃縮されているためである。本発明の中心的な特徴は、循 環再生空気中の汚染物質濃度が低い場合にも燃焼熱交換器内部の燃焼は経済的に なされるため、後者の温度は比較的低い温度に維持されうろことである。低濃縮 と低温度によって火災の危険が減少するとともに、再生を行うために不活性ガス や蒸気を使用する必要もなくなる。さもなくば不活性ガスや蒸気の使用は吸収床 の再生にとって通例であり、これらの使用が高い設備と運転コストの主な原因と なる。

清浄化装置を連続的に運転することを欲する場合には、燃焼熱交換器の助けによ って再生される吸収床と空気を清浄化する吸収床との二つ以上の吸収床を設ける と良い。

場合によっては、汚染空気が、吸収材に付着しがちで再生時にそこから解放され にくいごみ粒子を多量に含んでいることがある。そのような粒子が吸収材を通過 するのを防ぐため、吸収床には図２に示すように入口側にろ週休１６を付加する 。ろ週休１６は紙、岩綿、木部繊維またはこれらの類似物質のようなろ過材の層 であり、吸収床３の上部に配置されている。好ましくは、ろ過層は交換可能で、 粒子がいっばい詰まると新しいものと取り替えることができる。したがって、安 価なろ過材の使用により、より高価な吸収材の有効に使える寿命を長くすること ができる。

燃焼熱交換器を通過する流れ方向を逆にする際に清浄化運転が中断されるのを防 ぐとともに、切り換えの間に空気が清浄化されてない状態で大気中に放出される のを防ぐため、バルブ１６はその方向転換と関係して数秒間だけ閉じるようにな っている。そのため清浄化されてない空気はすべて燃焼熱交換器に循環されるの で、全体的な清浄化レベルが向上する。

本発明は図面に示された上述の一つの実施例に限定されるものではなく、本発明 の思想からはずれることなく特許請求の範囲内においてその詳細について任意に 変更することができる。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１■ 平成　４年　４月２３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気を可燃性汚染物質から清浄化する方法において、強制的に空気を汚染物 質を吸収して浄化空気を通過させうる熱再生吸収体（３）を通過させ、前記吸収 体はこれと「燃焼熱交換器」として知られている装置、すなわち、汚染物質の自 然燃焼温度にまで加熱される通気性蓄熱床を有し当該床において可燃性汚染物質 がその流れ方向の逆転により前記床内部の自然燃焼温度の維持に寄与する装置の チャネル系（６，７）とを接続することにより間をおいて再生されることを特徴 とする方法。 ２．再生段階の間酸素に富んだ空気を前記燃焼熱交換器（４）および前記吸収体 （３）を通る循環回路に供給することを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．清浄化すべき空気の前記吸収体（３）への供給は再生段階の間中断されるこ とを特徴とする請求項１に記載の方法。 ４．相互に並列に接続された複数の吸収体（３）が相互に並列のチャネル系のシ ステム内に挿入されており、前記複数の吸収体（３）は前記システムが汚染空気 を中断なく通過させて清浄化しうるように選択的に再生されることを特徴とする 請求項３に記載の方法。 ５．再生流は前記吸収フィルタ（３）を通る通常の空気流に対して向流で案内さ れることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の方法。 ６．請求項１に記載の方法を実施する装置、すなわち、空気を可燃性汚染物質か ら清浄化するための装置において、前記可燃性汚染物質を吸収する熱再生吸収体 （３）と、「燃焼熱交換器」（４）として知られている装置、すなわち、前記汚 染物質の自然燃焼温度にまで加熱される通気性蓄熱床を有し当該床において前記 可燃性汚染物質がその流れ方向の逆転により前記床内部の自然燃焼温度の維持に 寄与する装置と、前記吸収床を再生するため前記吸収床と前記燃焼熱交換器との 間の連絡を維持する装置とを有することを特徴とする装置。 ７．酸素に富んだ空気を再生回路（６，４，７，１）に取り入れる入口（１５） が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の装置。 ８．前記吸収体（３）を通過する通常流の方向、すなわち、通常の清浄化段階に おける流れ方向に対して向流となるよう前記再生回路内部の流れ方向を制御する 手段（１４）を有することを特徴とする請求項６または７に記載の装置。 ９．再生段階の間前記吸収体（３）を通過する通常流を遮断する手段（１３）が 設けられていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の装置。 １０．前記吸収フィルタ（３）は交換自在のごみ分離フィルタ（１６）と結合し ていることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の装置。 １１．前記燃焼熱交換器（４）を通過する流れ方向を変更している間酸素に富ん だ空気を取り入れる前記入口を閉塞する手段（１３）が設けられていることを特 徴とする請求項７に記載の装置。 １２．並列に挿入された少なくとも二つの吸収体（３）と、これら吸収体を前記 再生回路の中に選択的に組み入れる手段とを有することを特徴とする請求項６〜 １１のいずれか一つに記載の装置。