JPH0719444A - 揮発性有機化合物焼却炉および揮発性有機化合物を焼却する方法 - Google Patents
揮発性有機化合物焼却炉および揮発性有機化合物を焼却する方法Info
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- JPH0719444A JPH0719444A JP3348601A JP34860191A JPH0719444A JP H0719444 A JPH0719444 A JP H0719444A JP 3348601 A JP3348601 A JP 3348601A JP 34860191 A JP34860191 A JP 34860191A JP H0719444 A JPH0719444 A JP H0719444A
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- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/50—Control or safety arrangements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
- F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
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- F23G2207/00—Control
- F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
- F23G2207/101—Arrangement of sensing devices for temperature
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- F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
- F23G2207/112—Arrangement of sensing devices for waste supply flowrate
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 改良した揮発性有機物（ＶＯＣ）焼却装置お
よび方法を得ることである。 【構成】 ＶＯＣ発生装置の排出空気流中に設けるよう
に構成されたＶＯＣ焼却炉である。この焼却炉は取入れ
端部と、燃焼室と、排出端部とを含む。燃焼温度を監視
して、温度信号を制御器へ供給するために、燃焼室の燃
焼領域内に温度センサが設けられる。空気流量信号を制
御器へ供給するために、取入れ端部内に空気流量センサ
が設けられる。制御器は、空気流量信号と温度信号を基
にして、ＶＯＣプラス空気混合物中へ噴射される燃料の
量を調整する。空気流中にＶＯＣが存在するか否かに応
じて、ＶＯＣ処理装置の運転・停止を行わせる信号を供
給するために、取入れ端部にＶＯＣ検出器が設けられ
る。
よび方法を得ることである。 【構成】 ＶＯＣ発生装置の排出空気流中に設けるよう
に構成されたＶＯＣ焼却炉である。この焼却炉は取入れ
端部と、燃焼室と、排出端部とを含む。燃焼温度を監視
して、温度信号を制御器へ供給するために、燃焼室の燃
焼領域内に温度センサが設けられる。空気流量信号を制
御器へ供給するために、取入れ端部内に空気流量センサ
が設けられる。制御器は、空気流量信号と温度信号を基
にして、ＶＯＣプラス空気混合物中へ噴射される燃料の
量を調整する。空気流中にＶＯＣが存在するか否かに応
じて、ＶＯＣ処理装置の運転・停止を行わせる信号を供
給するために、取入れ端部にＶＯＣ検出器が設けられ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は全体として、産業廃棄物
を焼却する装置および方法に関するものであり、更に詳
しくいえば、有機産業廃棄物を焼却するために産業処理
装置の排出ダクト内に設置できる装置に関するものであ
る。
を焼却する装置および方法に関するものであり、更に詳
しくいえば、有機産業廃棄物を焼却するために産業処理
装置の排出ダクト内に設置できる装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】マイクロエレクトロニクス装置の製造お
よびその他の産業において用いられる化学プロセスは、
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）として知られている物質の
廃棄物を低濃度の排出空気流として排出する。その濃度
は１億分の数パーセントから数パーセントのオーダーの
ことがある。しかし、廃棄物流の多くは１００万分の５
０〜１０００の濃度のＶＯＣ廃棄物を含んでいる。その
ような廃棄物流は地球的規模では１年間に何千トンも放
出されるものと計算されている。それらの放出物の有害
な影響が近年良く理解されるようになってきており、Ｖ
ＯＣの使用と放出されるＶＯＣの量を最少にするため
に、より良く処理してそれらの物質を減少させる努力が
重要になってきている。それらの努力にもかかわらず、
許容できない高いレベルのＶＯＣが毎日放出されてい
る。ＶＯＣ廃棄物の放出を阻止するために吸着／吸収、
反応、回収および変換のために減少装置として知られて
いる装置が用いられている。アメリカ合衆国のカリホル
ニア州のような州における最近の研究により、ＶＯＣを
低濃度に含んでいる廃棄物流を処理するために、費用が
非常にかかることが示されている。取締り当局が廃棄物
減少装置の使用を要求することを制約する要因は、単位
重量のＶＯＣ廃棄物を変換する費用が極めて高いことで
ある。別の要因は、処理されるＶＯＣと同様に放出が望
ましくない反応生成物が生ずることである。後者の例の
１つが、ＶＯＣ廃棄物を焼却その他の手段でＶＯＣを変
換するために火を用いた時に、窒素酸化物が発生するこ
とである。南部カリホルニアに設けられているサウス・
コースト空気の質管理区（ＳｏｕｔｈＣｏａｓｔ Ａｉ
ｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｉｓｔ
ｒｉｃｔ）は、破壊されるＶＯＣ約４．５kg（１０ポン
ド）当り窒素酸化物が約０．９１kg（２ポンド）以上生
じないことと現在制限している。
よびその他の産業において用いられる化学プロセスは、
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）として知られている物質の
廃棄物を低濃度の排出空気流として排出する。その濃度
は１億分の数パーセントから数パーセントのオーダーの
ことがある。しかし、廃棄物流の多くは１００万分の５
０〜１０００の濃度のＶＯＣ廃棄物を含んでいる。その
ような廃棄物流は地球的規模では１年間に何千トンも放
出されるものと計算されている。それらの放出物の有害
な影響が近年良く理解されるようになってきており、Ｖ
ＯＣの使用と放出されるＶＯＣの量を最少にするため
に、より良く処理してそれらの物質を減少させる努力が
重要になってきている。それらの努力にもかかわらず、
許容できない高いレベルのＶＯＣが毎日放出されてい
る。ＶＯＣ廃棄物の放出を阻止するために吸着／吸収、
反応、回収および変換のために減少装置として知られて
いる装置が用いられている。アメリカ合衆国のカリホル
ニア州のような州における最近の研究により、ＶＯＣを
低濃度に含んでいる廃棄物流を処理するために、費用が
非常にかかることが示されている。取締り当局が廃棄物
減少装置の使用を要求することを制約する要因は、単位
重量のＶＯＣ廃棄物を変換する費用が極めて高いことで
ある。別の要因は、処理されるＶＯＣと同様に放出が望
ましくない反応生成物が生ずることである。後者の例の
１つが、ＶＯＣ廃棄物を焼却その他の手段でＶＯＣを変
換するために火を用いた時に、窒素酸化物が発生するこ
とである。南部カリホルニアに設けられているサウス・
コースト空気の質管理区（ＳｏｕｔｈＣｏａｓｔ Ａｉ
ｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｉｓｔ
ｒｉｃｔ）は、破壊されるＶＯＣ約４．５kg（１０ポン
ド）当り窒素酸化物が約０．９１kg（２ポンド）以上生
じないことと現在制限している。
【０００３】本願発明者他が１９８９年１１月１７日に
出願した米国特許出願ＳＮ ０７／４３８，６７８に開
示されている技術とは異なり、本発明は廃棄空気流中に
含まれているＶＯＣの量を測定することはしない。その
米国特許出願に開示されている技術は、ある正の燃料値
を有する、または熱分解を行うために付加燃料として十
分な濃度のＶＯＣ廃棄物を含むように、ＶＯＣの濃度は
十分に高いことを必要とする。その濃度は以前は０．１
〜１％の範囲であった。工場での廃棄物流は通常０．０
０１〜０．００．１％を含むから、従来の装置の応用が
厳しく制約される。電子工業、化学工業および製薬工業
の全国的な抜き取り検査では、廃棄物流に０．１％また
はそれより高い濃度でＶＯＣを含んでおり、規定外であ
ることが示されている。また、その従来の装置により発
生された窒素酸化物は数百ppm という例外的に高い濃度
であった。本発明は、ＶＯＣを９０％以上変換するこ
と、および窒素酸化物の濃度を０．００００２５％に等
しいか、それより低い値に抑えるために、反応領域の諸
条件を制御するように構成されている。米国特許第４，
０３８，０３２号に開示されている装置は、燃焼装置へ
供給される燃料の量を制御するために、燃焼室の出口で
測定される温度を用いる。その装置は連続して運転する
ように構成されているから、燃焼管の外部を通る空気に
よる系の加熱および冷却の関数として出口温度が変化す
ることがある。この温度変化はセ氏４０度以上であると
測定されている。その温度は反応領域の温度の正しい監
視を妨げる。
出願した米国特許出願ＳＮ ０７／４３８，６７８に開
示されている技術とは異なり、本発明は廃棄空気流中に
含まれているＶＯＣの量を測定することはしない。その
米国特許出願に開示されている技術は、ある正の燃料値
を有する、または熱分解を行うために付加燃料として十
分な濃度のＶＯＣ廃棄物を含むように、ＶＯＣの濃度は
十分に高いことを必要とする。その濃度は以前は０．１
〜１％の範囲であった。工場での廃棄物流は通常０．０
０１〜０．００．１％を含むから、従来の装置の応用が
厳しく制約される。電子工業、化学工業および製薬工業
の全国的な抜き取り検査では、廃棄物流に０．１％また
はそれより高い濃度でＶＯＣを含んでおり、規定外であ
ることが示されている。また、その従来の装置により発
生された窒素酸化物は数百ppm という例外的に高い濃度
であった。本発明は、ＶＯＣを９０％以上変換するこ
と、および窒素酸化物の濃度を０．００００２５％に等
しいか、それより低い値に抑えるために、反応領域の諸
条件を制御するように構成されている。米国特許第４，
０３８，０３２号に開示されている装置は、燃焼装置へ
供給される燃料の量を制御するために、燃焼室の出口で
測定される温度を用いる。その装置は連続して運転する
ように構成されているから、燃焼管の外部を通る空気に
よる系の加熱および冷却の関数として出口温度が変化す
ることがある。この温度変化はセ氏４０度以上であると
測定されている。その温度は反応領域の温度の正しい監
視を妨げる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、過大
な量の窒素酸化物を発生することなしに低濃度の廃棄物
を効率的に処理する改良したＶＯＣ焼却炉を得ることで
ある。本発明の別の目的は、焼却炉への燃料供給量を制
御するために、燃焼炉の燃焼領域内に配置される温度セ
ンサを利用する改良したＶＯＣ焼却炉を得ることであ
る。本発明の更に別の目的は、拡張された燃焼室を有
し、フラッシュバックの可能性をなくして、反応完了の
ための滞留時間を長くした改良したＶＯＣ焼却炉を得る
ことである。本発明の別の目的は、ＶＯＣ検出器により
作動させられ、空気速度センサおよび燃焼領域温度セン
サにより焼却燃料の量を制御する、改良したＶＯＣ焼却
炉を得ることである。本発明の更に別の目的は、制作が
容易で、効率的に動作する改良したＶＯＣ焼却炉を得る
ことである。
な量の窒素酸化物を発生することなしに低濃度の廃棄物
を効率的に処理する改良したＶＯＣ焼却炉を得ることで
ある。本発明の別の目的は、焼却炉への燃料供給量を制
御するために、燃焼炉の燃焼領域内に配置される温度セ
ンサを利用する改良したＶＯＣ焼却炉を得ることであ
る。本発明の更に別の目的は、拡張された燃焼室を有
し、フラッシュバックの可能性をなくして、反応完了の
ための滞留時間を長くした改良したＶＯＣ焼却炉を得る
ことである。本発明の別の目的は、ＶＯＣ検出器により
作動させられ、空気速度センサおよび燃焼領域温度セン
サにより焼却燃料の量を制御する、改良したＶＯＣ焼却
炉を得ることである。本発明の更に別の目的は、制作が
容易で、効率的に動作する改良したＶＯＣ焼却炉を得る
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の改良したＶＯＣ
焼却炉は、産業処理装置の廃棄物排出ダクト内に設置さ
れる焼却室を含む。焼却炉を通って産業装置から出る排
出空気の流量を決定するために排出空気速度センサが利
用され、焼却燃料の量がそれにより最初に決定される。
焼却炉に連結されているダクト内にＶＯＣ検出器が設け
られ、排出空気中にＶＯＣが検出された時に焼却炉を起
動させる。焼却炉ののど部に燃料噴射手段が設けられ、
焼却された排出空気の膨脹するガスが、焼却炉ののど部
を通ってフラッシュバックをひき起こすことなしに、燃
焼室内で膨脹できるように、燃料噴射手段のすぐ下流側
に拡張された燃焼室が設けられる。燃焼温度を検出する
ために温度検出手段が燃焼領域内に設けられる。その温
度検出手段からの信号を用いて、装置へ噴射される燃料
の量を制御し、燃焼領域温度を希望の所定限度内に維持
する。燃焼領域の温度を制御することにより、焼却中に
発生される窒素酸化物の量を制御しつつ減少させるよう
にする。焼却に続いて、焼却された廃棄物のガスが産業
装置の排出ダクトを通じて大気中へ排出される。
焼却炉は、産業処理装置の廃棄物排出ダクト内に設置さ
れる焼却室を含む。焼却炉を通って産業装置から出る排
出空気の流量を決定するために排出空気速度センサが利
用され、焼却燃料の量がそれにより最初に決定される。
焼却炉に連結されているダクト内にＶＯＣ検出器が設け
られ、排出空気中にＶＯＣが検出された時に焼却炉を起
動させる。焼却炉ののど部に燃料噴射手段が設けられ、
焼却された排出空気の膨脹するガスが、焼却炉ののど部
を通ってフラッシュバックをひき起こすことなしに、燃
焼室内で膨脹できるように、燃料噴射手段のすぐ下流側
に拡張された燃焼室が設けられる。燃焼温度を検出する
ために温度検出手段が燃焼領域内に設けられる。その温
度検出手段からの信号を用いて、装置へ噴射される燃料
の量を制御し、燃焼領域温度を希望の所定限度内に維持
する。燃焼領域の温度を制御することにより、焼却中に
発生される窒素酸化物の量を制御しつつ減少させるよう
にする。焼却に続いて、焼却された廃棄物のガスが産業
装置の排出ダクトを通じて大気中へ排出される。
【０００６】
【実施例】本発明は、非常に低濃度のＶＯＣ廃棄物を含
んでいる廃棄空気流と、爆発下限（ＬＥＬ）に近い濃度
でＶＯＣを含んでいる廃棄空気流とを処理するために構
成されている。
んでいる廃棄空気流と、爆発下限（ＬＥＬ）に近い濃度
でＶＯＣを含んでいる廃棄空気流とを処理するために構
成されている。
【０００７】図１〜４に示すように、処理すべきＶＯＣ
を含む空気流１２が、装置１０の取入れ端部１４に入
る。この装置１０の排出端部２０は空気吸込み管１６へ
連結されている。ＶＯＣを含んでいる空気を連続的にサ
ンプルするために、装置１０の取入れ端部１４へ連結さ
れているダクト１９の中にＶＯＣ検出器１８が設けられ
る。そのＶＯＣ検出器１８によりＶＯＣが検出された時
に装置をターンオンできるようにするために十分な距離
をおいて、ＶＯＣ検出器１８は取入れ端部１４から上流
側に配置される。空気流中のＶＯＣ成分はいくつかのや
り方で検出できる。空気流中のＶＯＣ成分を検出する好
適な方法は、表面が加熱される半導体装置を用いること
である。非常に低濃度のＶＯＣを検出する商用のガス検
出器はそのような半導体装置を用いる。そのような半導
体装置の１つが、ＴＩＦインスツルメンツ社（ＴＩＦ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．）により製作されて
いる８８００型可燃ガス検出器である。あるいは、有機
物の薄膜を基板へ付着するためにマイクロエレクトロニ
ック装置の製造において用いられるトラック被覆装置を
ＶＯＣの検出に使用できる。ＶＯＣ検出器１８からの信
号が、ＶＯＣが装置１０へ達したことを制御器へ知ら
せ、制御器２６を起動させてＶＯＣ処理装置をターンオ
ンさせる。したがって、装置１０の燃料点火および燃焼
の動作は連続的でなく、燃料噴射および燃焼はＶＯＣ検
出器１８からの信号によりトリガされる。同様に、空気
中にＶＯＣがもはや存在していないことを示すＶＯＣ検
出器１８からの信号が制御器へ供給されるとＶＯＣ処理
装置の動作を停止させる。
を含む空気流１２が、装置１０の取入れ端部１４に入
る。この装置１０の排出端部２０は空気吸込み管１６へ
連結されている。ＶＯＣを含んでいる空気を連続的にサ
ンプルするために、装置１０の取入れ端部１４へ連結さ
れているダクト１９の中にＶＯＣ検出器１８が設けられ
る。そのＶＯＣ検出器１８によりＶＯＣが検出された時
に装置をターンオンできるようにするために十分な距離
をおいて、ＶＯＣ検出器１８は取入れ端部１４から上流
側に配置される。空気流中のＶＯＣ成分はいくつかのや
り方で検出できる。空気流中のＶＯＣ成分を検出する好
適な方法は、表面が加熱される半導体装置を用いること
である。非常に低濃度のＶＯＣを検出する商用のガス検
出器はそのような半導体装置を用いる。そのような半導
体装置の１つが、ＴＩＦインスツルメンツ社（ＴＩＦ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．）により製作されて
いる８８００型可燃ガス検出器である。あるいは、有機
物の薄膜を基板へ付着するためにマイクロエレクトロニ
ック装置の製造において用いられるトラック被覆装置を
ＶＯＣの検出に使用できる。ＶＯＣ検出器１８からの信
号が、ＶＯＣが装置１０へ達したことを制御器へ知ら
せ、制御器２６を起動させてＶＯＣ処理装置をターンオ
ンさせる。したがって、装置１０の燃料点火および燃焼
の動作は連続的でなく、燃料噴射および燃焼はＶＯＣ検
出器１８からの信号によりトリガされる。同様に、空気
中にＶＯＣがもはや存在していないことを示すＶＯＣ検
出器１８からの信号が制御器へ供給されるとＶＯＣ処理
装置の動作を停止させる。
【０００８】三孔燃料噴射棒２２のような燃料噴射手段
が天然ガスのような燃料を、ＶＯＣの濃度にかかわらず
空気流の燃焼下限またはそれより多い量となるように制
御器２６で計算されて空気流に加える。したがって、噴
射される燃料の量は、いくつかの周知技術の１つで空気
速度を測定することにより決定される吸入廃棄空気の流
量に依存する。
が天然ガスのような燃料を、ＶＯＣの濃度にかかわらず
空気流の燃焼下限またはそれより多い量となるように制
御器２６で計算されて空気流に加える。したがって、噴
射される燃料の量は、いくつかの周知技術の１つで空気
速度を測定することにより決定される吸入廃棄空気の流
量に依存する。
【０００９】本発明で用いられる好適な空気速度検出技
術は抵抗温度素子（ＲＴＤ）３０を用いる。ＲＴＤ３０
を流れる電流で加熱する一方、ある速度で動いている空
気流で冷却して、そのＲＴＤの抵抗値を空気速度の関数
として変化させる。平衡ブリッジ回路にＲＴＤ３０が用
いられると、ＲＴＤの抵抗値が変化するにつれて、ブリ
ッジ回路の端子間電圧が変化する。空気速度に対する抵
抗値変化を記述するアルゴリズムが利用される。典型的
なアルゴリズムは、空気速度＝（−１８４．２＋５７．
８）×ｌｏｇ（ブリッジオフセット電圧）である。それ
から空気速度に取入れ端部１４の既知の横断面積が乗ぜ
られて空気流量を決定する。好適な実施例においては、
オメガ・エンジニヤリング社（Ｏｍｅｇａ Ｅｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．）により販売されているＦＭＡ
−６０４型のような商用空気速度検出器が用いられる。
術は抵抗温度素子（ＲＴＤ）３０を用いる。ＲＴＤ３０
を流れる電流で加熱する一方、ある速度で動いている空
気流で冷却して、そのＲＴＤの抵抗値を空気速度の関数
として変化させる。平衡ブリッジ回路にＲＴＤ３０が用
いられると、ＲＴＤの抵抗値が変化するにつれて、ブリ
ッジ回路の端子間電圧が変化する。空気速度に対する抵
抗値変化を記述するアルゴリズムが利用される。典型的
なアルゴリズムは、空気速度＝（−１８４．２＋５７．
８）×ｌｏｇ（ブリッジオフセット電圧）である。それ
から空気速度に取入れ端部１４の既知の横断面積が乗ぜ
られて空気流量を決定する。好適な実施例においては、
オメガ・エンジニヤリング社（Ｏｍｅｇａ Ｅｎｇｉｎ
ｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．）により販売されているＦＭＡ
−６０４型のような商用空気速度検出器が用いられる。
【００１０】好適な実施例においては、天然ガスのよう
な燃料が４個のニードル弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３
１ｄにより計量される。各ニードル弁はソレノイド弁３
２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへそれぞれ直列に連結さ
れる。ニードル弁とソレノイド弁の４つの組合わせは並
列にガス供給管３４へ連結される。ハネウエル・スキッ
ナー（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｓｋｉｎｎｅｒ）７００シ
リーズ弁のような市販のソレノイド弁がこの目的に適当
である。好適なニードル弁３１ａ〜３１ｄはパーカー
（Ｐａｒｋｅｒ）Ｃ．Ｐ．Ｉ．ステンレス鋼弁である。
ニードル弁３１ａ〜３１ｄは、燃料の種類と、燃料供給
管内の圧力とに依存する所定の燃料流量へ調整される。
下記の表に示す例においては、各ニードル弁はそれぞれ
次のような流量の燃料ガスを供給するように設定され
る。弁３１ａ＝約０．０８５m3／分（３ＣＦＭ）、弁３
１ｂ＝約０．０２８m3／分（１ＣＦＭ）、弁３１ｃ＝約
０．０５７m3／分（２ＣＦＭ）、弁３１ｄ＝０．０８５
m3／分（３ＣＦＭ）。ソレノイド弁３２ａ〜３２ｄは完
全開放または完全閉成の弁である。空気流中にＶＯＣ成
分が存在することが検出されると、センサ３０により検
出された空気流量に応じたコンピュータ制御器からの信
号により、ソレノイド弁３２ａ〜３２ｄの適切な組合わ
せが開かれる。下の表は、吸入空気の速度が１秒間に約
３．０４〜９．１４ｍ（１０〜３０フィート）の範囲の
天然ガスを処理する、直径が約１０．２cm（４インチ）
である処理装置（したがって、天然ガスの流量はこの場
合には約１．４〜４．６m3／分（約５０〜１６０ＣＦ
Ｍ）である）に対して、種々のソレノイドの組合わせを
流れる天然ガス流を示す。
な燃料が４個のニードル弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３
１ｄにより計量される。各ニードル弁はソレノイド弁３
２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄへそれぞれ直列に連結さ
れる。ニードル弁とソレノイド弁の４つの組合わせは並
列にガス供給管３４へ連結される。ハネウエル・スキッ
ナー（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｓｋｉｎｎｅｒ）７００シ
リーズ弁のような市販のソレノイド弁がこの目的に適当
である。好適なニードル弁３１ａ〜３１ｄはパーカー
（Ｐａｒｋｅｒ）Ｃ．Ｐ．Ｉ．ステンレス鋼弁である。
ニードル弁３１ａ〜３１ｄは、燃料の種類と、燃料供給
管内の圧力とに依存する所定の燃料流量へ調整される。
下記の表に示す例においては、各ニードル弁はそれぞれ
次のような流量の燃料ガスを供給するように設定され
る。弁３１ａ＝約０．０８５m3／分（３ＣＦＭ）、弁３
１ｂ＝約０．０２８m3／分（１ＣＦＭ）、弁３１ｃ＝約
０．０５７m3／分（２ＣＦＭ）、弁３１ｄ＝０．０８５
m3／分（３ＣＦＭ）。ソレノイド弁３２ａ〜３２ｄは完
全開放または完全閉成の弁である。空気流中にＶＯＣ成
分が存在することが検出されると、センサ３０により検
出された空気流量に応じたコンピュータ制御器からの信
号により、ソレノイド弁３２ａ〜３２ｄの適切な組合わ
せが開かれる。下の表は、吸入空気の速度が１秒間に約
３．０４〜９．１４ｍ（１０〜３０フィート）の範囲の
天然ガスを処理する、直径が約１０．２cm（４インチ）
である処理装置（したがって、天然ガスの流量はこの場
合には約１．４〜４．６m3／分（約５０〜１６０ＣＦ
Ｍ）である）に対して、種々のソレノイドの組合わせを
流れる天然ガス流を示す。
【００１１】 空気流量Ｖm3／分（ＣＦＭ） ソレノイド弁の組合わせ Ｖ＜1.7（60） ３２ａ 1.7（60）＜Ｖ＜2.27（80） ３２ａ＋３２ｂ 2.27（80）＜Ｖ＜2.83（100） ３２ａ＋３２ｃ 2.83（100）＜Ｖ＜3.4（120） ３２ａ＋３２ｄ 3.4（120）＜Ｖ＜3.96（140） ３２ａ＋３２ｂ＋３２ｄ 3.96（140）＜Ｖ＜4.53（160） ３２ａ＋３２ｃ＋３２ｄ
【００１２】空気と燃料の混合空気は火花放電、種火そ
の他の通常の点火源３６により装置内で点火される。燃
焼する空気−燃料混合空気とＶＯＣは燃焼室領域４０へ
進む。この燃焼室領域の直径は、燃料噴射器２２と点火
源３６を含んでいる吸入部１４の直径の少なくとも２倍
であることが好ましい。その吸入部１４においては体積
の急膨脹のために燃焼しているガス混合空気が多少冷却
される。燃焼室４０の燃焼領域３８の内部温度の測定
と、その測定温度についての情報を制御器２６へ供給す
るために、熱電対のような温度測定素子５０が燃焼領域
３８の内部に設けられる。制御器２６はその温度を、Ｖ
ＯＣの効率的な焼却を促進し、かつ窒素酸化物の発生を
最少にする適切な温度範囲と比較する。適正な燃焼領域
温度範囲は約セ氏９００度である。検出された温度が十
分な値（好適な実施例においてはセ氏１００度）だけ異
なっているとすると、燃料の量を調節することにより適
正な燃焼領域温度を得るために、制御器２６はソレノイ
ド３２ａ〜３２ｄからのガス量を調整して、図５の論理
図に示すように、ソレノイドの正しい所定の組合わせを
ターンオンする。
の他の通常の点火源３６により装置内で点火される。燃
焼する空気−燃料混合空気とＶＯＣは燃焼室領域４０へ
進む。この燃焼室領域の直径は、燃料噴射器２２と点火
源３６を含んでいる吸入部１４の直径の少なくとも２倍
であることが好ましい。その吸入部１４においては体積
の急膨脹のために燃焼しているガス混合空気が多少冷却
される。燃焼室４０の燃焼領域３８の内部温度の測定
と、その測定温度についての情報を制御器２６へ供給す
るために、熱電対のような温度測定素子５０が燃焼領域
３８の内部に設けられる。制御器２６はその温度を、Ｖ
ＯＣの効率的な焼却を促進し、かつ窒素酸化物の発生を
最少にする適切な温度範囲と比較する。適正な燃焼領域
温度範囲は約セ氏９００度である。検出された温度が十
分な値（好適な実施例においてはセ氏１００度）だけ異
なっているとすると、燃料の量を調節することにより適
正な燃焼領域温度を得るために、制御器２６はソレノイ
ド３２ａ〜３２ｄからのガス量を調整して、図５の論理
図に示すように、ソレノイドの正しい所定の組合わせを
ターンオンする。
【００１３】空気流中にＶＯＣ成分が存在すると、それ
は、燃焼のための付加燃料として作用するか、吸熱反応
を補完するために追加の燃料を必要とするかのいずれか
である燃料値を有する。温度検出器５０により測定され
た燃焼領域の温度がＶＯＣ成分の結果として変化したと
すると、好ましい所定の燃焼領域温度を維持するため
に、制御器２６はソレノイド弁３２ａ〜３２ｄの異なる
組合わせを選択する。温度差が制御器コンピュータのプ
ログラムにより許されている最大差（好適な実施例では
セ氏２００度）をこえたとすると、それは異常な状態が
生じたことを示すものと解されるから、適切な処置を講
ずる。
は、燃焼のための付加燃料として作用するか、吸熱反応
を補完するために追加の燃料を必要とするかのいずれか
である燃料値を有する。温度検出器５０により測定され
た燃焼領域の温度がＶＯＣ成分の結果として変化したと
すると、好ましい所定の燃焼領域温度を維持するため
に、制御器２６はソレノイド弁３２ａ〜３２ｄの異なる
組合わせを選択する。温度差が制御器コンピュータのプ
ログラムにより許されている最大差（好適な実施例では
セ氏２００度）をこえたとすると、それは異常な状態が
生じたことを示すものと解されるから、適切な処置を講
ずる。
【００１４】したがって、入ってきた空気流中にＶＯＣ
成分が検出されると、適正な燃料流量を達成するために
どのソレノイド弁３２ａ〜３２ｄを開くかを、制御器２
６はセンサ３０からの空気流量信号を基にして決定す
る。その後で、点火および燃焼領域内の温度が安定した
後（好適な実施例では約４０秒かかる）で、制御器は燃
焼領域温度測定器５０からの温度信号を利用して、ソレ
ノイド弁３２ａ〜３２ｄの動作を制御し、適正な燃焼領
域温度を維持するために、ＶＯＣプラス混合空気へ噴射
する燃料の量を制御することを開始する。
成分が検出されると、適正な燃料流量を達成するために
どのソレノイド弁３２ａ〜３２ｄを開くかを、制御器２
６はセンサ３０からの空気流量信号を基にして決定す
る。その後で、点火および燃焼領域内の温度が安定した
後（好適な実施例では約４０秒かかる）で、制御器は燃
焼領域温度測定器５０からの温度信号を利用して、ソレ
ノイド弁３２ａ〜３２ｄの動作を制御し、適正な燃焼領
域温度を維持するために、ＶＯＣプラス混合空気へ噴射
する燃料の量を制御することを開始する。
【００１５】燃焼と共に始まった化学的焼却反応のため
の滞留時間を提供するために、燃焼領域３８の上部に燃
焼室４０の付加長さ部８０が残される。燃焼室４０の上
端部８２は空隙８４に対して開いている。その空隙は、
装置の排出端部２０へ連結されている空気吸込み部１６
と気体的に連続である。空隙８４は外部熱包含シールド
８６の壁により囲まれる。熱包含シールド８６の壁と燃
焼室４０の壁との間に空隙８８が存在するように、熱包
含シールド８６は燃焼室４０の壁を全体的に囲む。した
がってその空隙８８は空隙８４と空気吸込み部１６と気
体的に通じるから、空気吸込み部１６は大気中の空気を
空隙８８と装置１０の排出端部２０を通じて空隙８４中
へ吸込む。したがって、空隙８８の中を動く大気中の空
気は、燃焼室４０の壁により放射される熱を冷却するよ
うに作用する。
の滞留時間を提供するために、燃焼領域３８の上部に燃
焼室４０の付加長さ部８０が残される。燃焼室４０の上
端部８２は空隙８４に対して開いている。その空隙は、
装置の排出端部２０へ連結されている空気吸込み部１６
と気体的に連続である。空隙８４は外部熱包含シールド
８６の壁により囲まれる。熱包含シールド８６の壁と燃
焼室４０の壁との間に空隙８８が存在するように、熱包
含シールド８６は燃焼室４０の壁を全体的に囲む。した
がってその空隙８８は空隙８４と空気吸込み部１６と気
体的に通じるから、空気吸込み部１６は大気中の空気を
空隙８８と装置１０の排出端部２０を通じて空隙８４中
へ吸込む。したがって、空隙８８の中を動く大気中の空
気は、燃焼室４０の壁により放射される熱を冷却するよ
うに作用する。
【００１６】好適な実施例においては、燃焼室４０内の
適正な燃焼温度を促進し、熱シールド８６の壁への放射
熱を減少させるために、燃焼室４０の壁の周囲に絶縁層
９０が設けられる。約１．３cm（約２分の１インチ）の
空隙９１を絶縁層９０と燃焼室４０の壁の間に設けて、
壁の過熱を制御する。同様に、装置１０からの熱放射を
減少させるために、シールド８６の上端部で、排出端部
２０の周囲に絶縁材９２が設けられる。反応生成物が燃
焼室４０から出るにつれて、それらの燃焼生成物は空隙
８４内の空気に混合され、起こることがあるガス洩れを
放出させてセンサの配線を冷却する。温度上昇した装置
においては、排出ガスは熱交換器を通されて、反応熱を
他の需要のための熱源として用い、または全燃料消費量
を減少するために入来空気流を予熱するために使用でき
るようにする。
適正な燃焼温度を促進し、熱シールド８６の壁への放射
熱を減少させるために、燃焼室４０の壁の周囲に絶縁層
９０が設けられる。約１．３cm（約２分の１インチ）の
空隙９１を絶縁層９０と燃焼室４０の壁の間に設けて、
壁の過熱を制御する。同様に、装置１０からの熱放射を
減少させるために、シールド８６の上端部で、排出端部
２０の周囲に絶縁材９２が設けられる。反応生成物が燃
焼室４０から出るにつれて、それらの燃焼生成物は空隙
８４内の空気に混合され、起こることがあるガス洩れを
放出させてセンサの配線を冷却する。温度上昇した装置
においては、排出ガスは熱交換器を通されて、反応熱を
他の需要のための熱源として用い、または全燃料消費量
を減少するために入来空気流を予熱するために使用でき
るようにする。
【００１７】制御器２６へ取入れ温度と排出温度につい
ての追加の温度情報を供給して、その制御器２６を安全
装置として使用するために、ＶＯＣ処理装置１０の取入
れ端部１４と排出端部２０内に追加の熱電対１００，１
０２を設ける。たとえばフラッシュバックが生じたとす
ると、取入れ温度が急上昇し、熱電対１００から制御器
２６へ供給された信号が、原因が解消されるまでＶＯＣ
処理装置の運転を停止させるために必要な処置を制御器
２６にとらせる。すなわち全てのソレノイド弁３２ａ〜
３２ｄを閉じて点火器３６の動作を停止させる。同様
に、排出温度熱電対１０２から制御器２６へ供給される
温度指示が高いか、低い場合には運転が正しく行われて
いないことを示す。熱電対１０２における好ましい温度
範囲はセ氏７００〜１０００度である。
ての追加の温度情報を供給して、その制御器２６を安全
装置として使用するために、ＶＯＣ処理装置１０の取入
れ端部１４と排出端部２０内に追加の熱電対１００，１
０２を設ける。たとえばフラッシュバックが生じたとす
ると、取入れ温度が急上昇し、熱電対１００から制御器
２６へ供給された信号が、原因が解消されるまでＶＯＣ
処理装置の運転を停止させるために必要な処置を制御器
２６にとらせる。すなわち全てのソレノイド弁３２ａ〜
３２ｄを閉じて点火器３６の動作を停止させる。同様
に、排出温度熱電対１０２から制御器２６へ供給される
温度指示が高いか、低い場合には運転が正しく行われて
いないことを示す。熱電対１０２における好ましい温度
範囲はセ氏７００〜１０００度である。
【００１８】何種類かの揮発性有機化合物を、ＶＯＣ処
理装置に入る時と、ＶＯＣ処理装置から出た時に、マイ
クロセンサ・テクノロジー社（Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）
により製造された２００型ガスクロマトグラフで測定し
た。試験した化合物にはアセトン、トリクロロエタン、
イソプロピルアルコール、ジクロロメタンが含まれてい
た。全ての化合物を９５％またはそれ以上の効率で分解
した。燃焼領域をセ氏約９００度の温度で運転させるこ
とにより、ＶＯＣの優れた分解と、窒素酸化物レベルの
大幅な低下とが達成された。
理装置に入る時と、ＶＯＣ処理装置から出た時に、マイ
クロセンサ・テクノロジー社（Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）
により製造された２００型ガスクロマトグラフで測定し
た。試験した化合物にはアセトン、トリクロロエタン、
イソプロピルアルコール、ジクロロメタンが含まれてい
た。全ての化合物を９５％またはそれ以上の効率で分解
した。燃焼領域をセ氏約９００度の温度で運転させるこ
とにより、ＶＯＣの優れた分解と、窒素酸化物レベルの
大幅な低下とが達成された。
【００１９】反応領域内の多くの温度指示を実時間で平
均して反応領域内の温度を決定するために、本発明はコ
ンピュータをプログラムして用いることが好ましい。２
５種類またはそれ以上の温度指示の平均値を求めること
は、平均値を求めることが必要であるならば、有意の反
応領域温度に対して実際的な数である。
均して反応領域内の温度を決定するために、本発明はコ
ンピュータをプログラムして用いることが好ましい。２
５種類またはそれ以上の温度指示の平均値を求めること
は、平均値を求めることが必要であるならば、有意の反
応領域温度に対して実際的な数である。
【００２０】
【発明の効果】本発明の利点は、過剰な量の窒素酸化物
を生ずることなしに、低濃度の廃棄物を効率的に処理す
る改良したＶＯＣ焼却炉が得られることである。本発明
の別の利点は、装置への燃料供給量を制御するために、
焼却炉の燃焼領域内に設けられる温度センサを利用する
改良したＶＯＣ焼却炉が得られることである。本発明の
別の利点は、拡張された燃焼室を有し、それによりフラ
ッシュバックの可能性がなくされ、反応を完了させるた
めの滞留時間を長くする改良したＶＯＣ焼却炉が得られ
ることである。本発明の別の利点は、焼却燃料の量を空
気速度センサと燃焼領域温度センサにより制御する、Ｖ
ＯＣ検出器により起動させられる改良したＶＯＣ焼却炉
が得られることである。本発明に更に別の利点は、容易
に製作され、かつ効率的に動作する改良したＶＯＣ焼却
炉が得られることである。
を生ずることなしに、低濃度の廃棄物を効率的に処理す
る改良したＶＯＣ焼却炉が得られることである。本発明
の別の利点は、装置への燃料供給量を制御するために、
焼却炉の燃焼領域内に設けられる温度センサを利用する
改良したＶＯＣ焼却炉が得られることである。本発明の
別の利点は、拡張された燃焼室を有し、それによりフラ
ッシュバックの可能性がなくされ、反応を完了させるた
めの滞留時間を長くする改良したＶＯＣ焼却炉が得られ
ることである。本発明の別の利点は、焼却燃料の量を空
気速度センサと燃焼領域温度センサにより制御する、Ｖ
ＯＣ検出器により起動させられる改良したＶＯＣ焼却炉
が得られることである。本発明に更に別の利点は、容易
に製作され、かつ効率的に動作する改良したＶＯＣ焼却
炉が得られることである。
【図１】本発明の揮発性有機化合物焼却炉の一部切欠き
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿う断面図である。
【図４】本発明の概略制御図である。
【図５】本発明の論理図である。
１０ ＶＯＣ処理装置 １４ 取入れ端部 １６ 空気吸込み部 １８ ＶＯＣ検出器 ２０ 排出端部 ２２ 燃料噴射棒 ２６ 制御器 ３０ 抵抗温度素子 ３１ａ〜３１ｄ ニードル弁 ３２ａ〜３２ｄ ソレノイド弁 ３６ 点火源 ３８ 燃焼領域 ５０ 温度測定器
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月３０日
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の揮発性有機化合物焼却炉の一部切欠き
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿う断面図である。
【図４】本発明の概略制御図である。
【図５】図６乃至図９の配置図である。
【図６】本発明の論理図である。
【図７】本発明の論理図である。
【図８】本発明の論理図である。
【図９】本発明の論理図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
Claims (4)
- 【請求項１】 揮発性有機化合物（ＶＯＣ）プラス空気
の混合物を発生する装置へ気体的に結合された取入れ端
部と、空気吸込み装置へ気体的に連結された排出端部
と、前記取入れ端部と前記排出端部の間に設けられた燃
焼室とを有する焼却室と、 前記取入れ端部の近くに配置され、前記ＶＯＣプラス空
気の混合物へ燃料を噴射するように機能する燃料噴射手
段と、 この燃料噴射手段へ結合され、前記燃料噴射手段へ供給
される燃料の量を制御するように動作できる燃料制御手
段と、 前記燃料噴射手段の近くに配置され、前記燃焼室内の燃
焼領域内で燃焼させるために前記燃料に点火する点火手
段と、 前記燃焼領域内に配置され、前記燃焼領域内の前記燃焼
している燃料の温度を表わす温度信号を発生するために
動作する温度検出手段と、 所定の温度制御パラメータが組込まれ、前記温度検出手
段から前記温度信号を受け、それらの温度信号に応答し
て制御信号を発生し、それらの制御信号を前記燃料制御
手段へ送り、前記燃料制御信号により前記燃料制御手段
を制御する制御器手段と、を備え、前記取入れ端部と前
記空気吸込み装置および前記排出端部の前記結合により
前記ＶＯＣプラス空気の混合物が前記燃焼室内へ吸込ま
れ、前記ＶＯＣプラス空気の混合物へ噴射される燃料の
量は燃焼領域内で燃焼している燃料の温度により制御さ
れることを特徴とする揮発性有機化合物焼却炉。 - 【請求項２】 揮発性有機化合物（ＶＯＣ）プラス空気
の混合物を発生する装置へ気体的に結合されている取入
れ端部と、空気吸込み装置へ気体的に連結された排出端
部と、前記取入れ端部と前記排出端部の間に設けられた
燃焼室とを有する焼却室と、 前記取入れ端部の近くに配置され、前記ＶＯＣプラス空
気の混合物へ燃料を噴射するように機能する燃料噴射手
段と、 この燃料噴射手段へ結合され、前記燃料噴射手段へ供給
される燃料の量を制御するように動作できる燃料制御手
段と、 前記燃料噴射手段の近くに配置され、前記燃焼室内の燃
焼領域内で燃焼させるために前記燃料に点火する点火手
段と、 前記燃焼領域内に配置され、前記燃焼領域内の前記燃焼
している燃料の温度を表わす温度信号を発生するために
動作する温度検出手段と、 前記取入れ端部内に配置され、その取入れ端部内を流れ
る前記ＶＯＣプラス空気の混合物の流量を測定して、そ
れを表わす空気流量信号を発生する空気流量検出器手段
と、 所定の温度制御パラメータおよび空気流量パラメータが
組込まれ、前記温度信号と前記空気流量信号を受け、前
記温度信号および前記空気流量信号に関連する制御信号
を発生し、それらの制御信号を前記燃料制御手段へ送
り、前記燃料制御信号により前記燃料制御手段を制御す
る制御器手段と、を備え、前記取入れ端部と前記空気吸
込み装置および前記排出端部の前記結合により前記ＶＯ
Ｃプラス空気の混合物が前記燃焼室内へ吸込まれ、前記
ＶＯＣプラス空気の混合物の内部へ最初に噴射される燃
料の量は前記取入れ端部を通るＶＯＣプラス空気の混合
物の空気流量により制御され、前記ＶＯＣプラス空気の
混合物内へ次ぎに噴射される燃料の量は燃焼領域内で燃
焼している燃料の温度により制御されることを特徴とす
る揮発性有機化合物焼却炉。 - 【請求項３】 ＶＯＣプラス空気の混合物を含んでいる
空気流を燃焼室の内部に吸込む過程と、 燃料制御手段を利用して可燃性燃料を前記ＶＯＣプラス
空気の混合物へ噴射する過程と、 前記ＶＯＣプラス空気の混合物に混合された前記可燃性
燃料を前記燃焼室内の燃焼領域内で点火する過程と、 前記燃焼領域内の温度を測定し、測定された前記温度を
表わす温度信号を供給する過程と、 前記ＶＯＣプラス空気の混合物へ噴射される燃料の量を
前記温度信号を基にして制御する過程と、を備えること
を特徴とする燃焼室内の空気流中で揮発性有機化合物
（ＶＯＣ）を焼却する方法。 - 【請求項４】 ＶＯＣプラス空気の混合物を含んでいる
空気流を燃焼室の内部に吸込む過程と、 燃料制御手段を利用して可燃性燃料を前記ＶＯＣプラス
空気の混合物の中へ噴射する過程と、 前記ＶＯＣプラス空気の混合物に混合された前記可燃性
燃料を前記燃焼室内の燃焼領域内で点火する過程と、 前記燃焼室内に入る前記ＶＯＣプラス空気の混合物の空
気流量を測定し、それを表わす空気流量信号を供給する
過程と、 前記燃焼領域内の温度を測定し、測定された前記温度を
表わす温度信号を供給する過程と、 前記ＶＯＣプラス空気の混合物へ噴射される前記燃料の
最初の量を前記空気流量信号を基にして制御する過程
と、 前記ＶＯＣプラス空気の混合物へ噴射される燃料の以後
の量を前記温度信号を基にして制御する過程と、を備え
ることを特徴とする燃焼室内の空気流中で揮発性有機化
合物（ＶＯＣ）を焼却する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62335190A | 1990-12-07 | 1990-12-07 | |
| US623351 | 1990-12-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719444A true JPH0719444A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=24497744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3348601A Pending JPH0719444A (ja) | 1990-12-07 | 1991-12-06 | 揮発性有機化合物焼却炉および揮発性有機化合物を焼却する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5295448A (ja) |
| EP (1) | EP0490283A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0719444A (ja) |
| CA (1) | CA2056945A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009240859A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Ihi Corp | 揮発性有機化合物処理システム |
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|---|---|---|---|---|
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| US5650128A (en) * | 1994-12-01 | 1997-07-22 | Thermatrix, Inc. | Method for destruction of volatile organic compound flows of varying concentration |
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