CN100354026C - 减湿系统及减湿方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于供给除去有机物的气体的减湿系统。该减湿系统具有保持壳体及可自由旋转地支持在该保持壳体上、并且载有吸附剂的转子。转子通过设置在保持壳体上的分隔板划分成吸附区与再生区。将被处理气体供给到吸附区，将在吸附区处理的被处理气体供给到目的空间。将再生用气体供给到再生区，通过吸附区的吸附剂所吸附的水份及有机物在再生区脱离。

Description

减湿系统及减湿方法
技术领域
本发明涉及一种让被处理气体通过吸附剂，在对该被处理气体净化的同时除去水份，生成低露点纯净干燥气体的减湿系统及使用该减湿系统的减湿方法。
背景技术
在半导体设备的制造过程中，要求集成度高的同时，还要求使用不含气体状的不纯物、且露点温度为-50℃以下的气体。作为得到这种低露点纯净干燥气体用的装置，广泛使用干式减湿装置，这种干式减湿装置使用具有吸附剂的旋转式转子。
例如，在日本特公昭63-50047号公报中，揭示了为得到低露点干燥空气的干式除湿装置。这种装置具有蜂窝转子，该蜂窝转子具有通过将以活性炭与陶瓷为主成分的特殊纸加工成片段球状，与平行于旋转轴的方向上对齐卷绕而成的多个平行的气体通路，且保持有圆柱状或圆筒状结构。该蜂窝转子在旋转轴周围分割成被处理气体通路、再生气体通路及净化气体通路。一边让蜂窝转子旋转，一边让被处理气体通过，借此吸收湿存水，进一步通过再生气体除去所吸收的湿存水。该装置为了吸收湿存水，带有在活性炭细孔内固定着氯化锂的吸附剂。
另外，在特开平11-188224公报中，揭示了同样的为获得低露点干燥空气的干式减湿系统，在该干式减湿系统中，作为吸附剂示出了以氯化锂、氯化硅胶、沸石等例子。
下面，说明使用这种干式减湿装置的转子，转子容纳在可旋转地保持该转子的壳体中。关于这种转子与壳体，作为一个例子，说明揭示在特开2001-276552号公报中的记载。即是说，如图11及图12所示，干式减湿器100具有：保持壳体110和可旋转地容纳在该壳体110内的转子101，保持壳体110具有设置成放射状的隔板111。在转子101旋转的同时，通过隔板111将转子101暂时划分成吸附区S、冷却区T及再生区U，从吸附区S的一个端面侧(例如纸面侧)导入被处理的空气。
转子101具有大致圆弧状的多个、例如8个扇形区102，这些扇形区102载有由蜂窝结构的基体材料104组成的吸附剂，这些扇形区102彼此接合，全体以圆筒状一体化。扇形区102用金属制成的轮辐103加强，进一步一体化，扇形区102的全外周面由金属制成的外周轮缘107包围。另外，如图13放大所示，各扇形区102与金属轮辐103以及外周轮缘107，通过耐热性的硅制成的敛缝材料120接合或粘接。
在转子101的吸附区S中，被处理空气中的水份通过载持在转子101上的吸附剂吸附，将纯净干燥气体从转子101的另一端面(纸面的里侧面)排出。另一方面，在转子101的再生区U，将加热到180℃～200℃程度的高温空气从排出纯净干燥气体侧的端面侧导入，并让其通过转子101的内部，借此，让吸附区S中吸附的水份蒸发，并将其除去。另外，在再生区U，由于转子101暴露在高温下，所以，当在高温的状态下转换到吸附区S时，被处理空气没有被减湿地依旧通过转子101，其露点上升。为此，在吸附区S与再生区U之间设置有冷却区T。
另外，在将吸附区S、再生区U及冷却区T隔开的隔板上111上，设置有例如在氟系橡胶上张贴有PTFE膜的密封件，将该密封件可滑动地推压在转子101的端面上，防止被处理空气的泄漏及混合。
在上述的减湿装置100中，尽管使用一级、即单独使用，可使露点温度下降，却有界限，所以，通常使用如特公昭63-50047号公报所揭示的二级式、即2台减湿装置，并将其连接成把从一个减湿装置的吸附区排出的处理空气导入另一减湿装置的吸附区的结构的减湿装置使用。此外，为了让露点温度进一步下降，也可以考虑使用特开平11-188224号公报所揭示的将3台减湿装置同样地连接的结构。
在半导体设备的制造过程中使用各种药品，在该制造过程中，会发生分子直径从大到小、或沸点从低到高的各种有机化合物。
但是，利用以往的干式减湿装置虽然能充分吸附水份，但是不能充分吸附有机化合物。因此，这些有机化合物不能充分被吸附，而是放出。
鉴于此，本发明的第一个目的在于，在吸湿的同时除去有机化合物。
除此之外，在半导体设备的制造过程中，大多会发生例如DMSO(二甲基亚砜)、MEA(单乙醇胺)、HMDS(乙撑二胺)等高沸点有机化合物的气体状物质。但是，这些高沸点有机化合物虽然能够通过以往的干式减湿装置吸附，然而，却不能再生。其理由是，由于这些高沸点有机化合物是通过吸附剂除去、再生的，必须给吸附剂加上300℃程度的高温，吸附剂虽然有耐热温度，但不能耐这样的温度。例如，活性炭耐热温度为140℃程度，因此，当暴露在超过300℃的高温空气下时，会导致发生着火，是不能使用的。硅溶胶暴露在超过300℃的高温空气下时，也由于性能劣化而不能使用。但是，这些高沸点有机化合物通过再生区U除去时，必须导入300℃以上的极其高温的空气。
另外，上述硅制的敛缝材料120存在着不能耐超过200℃的高温的问题。例如，将300℃以上的高温空气导入转子101内时，设置在金属轮辐103与扇形区102之间的敛缝材料120的接合性或粘接性会降低，结果，使扇形区102脱落，这也会陷入不能使用的困境。另一方面，由于不能把高温空气导入转子101内，所以，高沸点有机化合物继续积蓄，吸附剂的吸附能力也会随之逐渐下降。
于是，由于通过转子101的再生区U的空气温度受到了限制，所以，不能充分除去所积蓄的高沸点有机化合物，净化性能或减湿性能会下降，转子101的交换也不是别的事情。另外，虽然可以采用将这种性能降低的转子101通过水洗、再生的方法，但是，依然不能充分除去有机物、特别是高沸点有机物，转子101具有的性能不能恢复到初期状态。而且，也必须进行水洗后的排水处理，庞大的处理费用也是个问题。
因此，本发明的第二目的在于，得到一种对于高沸点有机化合物附着的吸附剂来说，在300℃程度的高温下依然能再生的系统。
发明内容
换句话说，本发明的目的是提供一种可以除去包含高沸点有机化合物的有机物，得到低露点纯净干燥气体，同时，即使相对于超过300℃程度的高温气体来说，也具有充分承受的耐热性，高性能且长寿命的减湿装置，以及使用上述减湿系统的减湿方法。
本发明的减湿系统，具有从含水份和有机物的被处理气体中除去水份与有机物的减湿装置，其特征在于，减湿装置包括：保持壳体及可自由旋转地支持在该保持壳体上、并且载有用于吸附水份与有机物的吸附剂的转子，转子通过设置在保持壳体上的分隔板至少划分成吸附区与再生区，转子的吸附区上连接有被处理气体的第1供给通路和被处理气体的第1排出通路，转子的再生区上连接有再生用气体的第2供给通路和再生用气体的第2排出通路，在转子的吸附区，通过吸附剂吸附的水份及有机物在再生区中脱离。
本发明的减湿系统的特征在于，备有一对减湿装置，来自一个减湿装置的吸附区的第1排出通路与另一减湿装置的吸附区的第1供给通路连接，另一减湿装置的第1排出通路与目的空间连接。
本发明的减湿系统的特征在于，在来自一个减湿装置的吸附区的第1排出通路与另一减湿装置吸附区的第1供给通路之间设置有气体冷却装置。
本发明的减湿系统的特征在于，来自另一减湿装置的再生区的第2排出通路与朝向一个减湿装置的再生区的第2供给通路连接。
本发明的减湿系统的特征在于，在来自另一减湿装置的再生区的第2排出通路与朝向一个减湿装置的再生区的第2供给通路之间设置有加热器。
本发明的减湿系统的特征在于，被处理气体是空气、氧气或惰性气体。
本发明的减湿系统的特征在于，再生用气体是加热到250～400℃的高温气体。
本发明的减湿系统的特征在于，转子通过设置在保持壳体上的分隔板划分成吸附区、再生区及冷却区。
本发明的减湿系统的特征在于，转子具有内部配备着多个小透孔的蜂窝结构体，该蜂窝结构体载有吸附剂。
本发明的减湿系统的特征在于，吸附剂具有用稀土类元素置换了亲水性沸石中的一部分钠的硅酸铝。
本发明的减湿系统的特征在于，转子的蜂窝结构体载有吸附剂，同时具有由轮辐连接的多个圆弧状扇形区，在各圆弧状扇形区与轮辐之间安装有隔热密封件。
本发明的减湿系统的特征在于，隔热密封件由氮化硅板、膨胀石墨片或具有膨胀石墨片与金属板的层叠体构成。
本发明的减湿系统的特征在于，吸附剂是稀土类元素置换硅酸铝，  该稀土类元素置换硅酸铝  由结构式为aMxOy·bNa2O·cAl2O3·dSiO2·eH2O(M：稀土类元素)来表示，并且作为aMx Oy，是含有从La2O3、Nd2O3、CeO3、Pr6O11中选择出的一种或多种物质，作为bNa2O，以5重量％以下的比例含有Na2O，作为c Al2O3，以10～35重量％的比例含有Al2O3，作为dSiO2，以20～80重量％的比例含有SiO2。
本发明的减湿系统的特征在于，被处理气体含有具有200℃以上熔点的有机物。
本发明的减湿方法采用了备有减湿装置的减湿系统，该减湿装置备有保持壳体及可自由旋转地支持在该保持壳体上、并且载有用于吸附水份与有机物的吸附剂的转子，转子，通过设置在保持壳体上的分隔板划分成至少吸附区与再生区，其特征在于，所述减湿方法包括下述步骤：将被处理气体供给到转子的吸附区，通过吸附剂吸附被处理气体中的水份与有机物的工序；及将再生用气体供给到转子的再生区，将吸附剂所吸附的水份与有机物脱离的工序。
本发明的减湿方法的特征在于，减湿系统包括一对减湿装置，减湿方法还包括：将通过了一个减湿装置的吸附区的被处理气体导入另一减湿装置的吸附区的工序；及将通过了另一个减湿装置的吸附区的被处理气体导入目的空间的工序。
本发明的减湿方法的特征在于，将通过了另一减湿装置的吸附区的被处理气体导入目的空间时，把被处理气体的一部分供给目的空间，同时，对其余被处理气体进行加热，将其供给另一减湿装置的再生区。
本发明的减湿方法的特征在于，被处理气体是空气、氧气或惰性气体。
本发明的减湿方法的特征在于，再生用气体是加热到250～400℃的高温气体。
本发明的减湿方法的特征在于，被处理气体含有具有200℃以上熔点的有机物。
根据本发明，作为吸附剂，使用由稀土类元素置换了亲水性沸石中的一部分钠的硅酸铝，因此，能有效地将有机物与水份一起吸附，提高减湿性能与净化性能。另外，按照下述方式进行连接：将从两台减湿装置的一台(以下称作“前级”)减湿装置吸附区排出的被处理气体导入另一台(以下称作“后级”)减湿装置吸附区，借此，能得到更低露点的纯净干燥气体。另外，各扇形区的接合部由隔热密封件隔热，因而，在再生区，可以导入超过300℃的高温气体，不会积蓄高沸点有机化合物，能加长吸附剂转子的交换间隔。
附图说明
图1是表示本发明减湿系统的第1实施方式的概略图。
图2是表示本发明减湿系统所使用的减湿装置的转子的透视图。
图3是表示备有隔热密封件的外周轮缘的隔热结构的局部分解透视图。
图4是图2的X-X断面图，是扇形区接合部的隔热结构示意图。
图5是表示图4的屏蔽密封及密封装置的周边部的放大透视图。
图6是表示扇形区接合部隔热结构的另一例子，是与图3同样的向视图。
图7是表示扇形区接合部隔热结构的另一例子，是与图3同样的向视图。
图8示出了外周轮缘周边的隔热结构，是图2中的Y-Y断面的向视图。
图9是表示第1实施方式的减湿系统另一例子(备有吸附区S、再生区U及冷却区T的构成)的全体构成的透视图。
图10是表示本发明减湿系统第2实施方式的概略图。
图11是表示包括以往减湿装置的保持壳体的全体结构的透视图。
图12是仅仅表示以往减湿装置的转子的透视图。
图13是以往减湿系统的扇形区、轮辐及外周轮缘的接合样式的说明图。
具体实施方式
下文，基于附图说明本发明的优选实施方式。
第1实施方式
图1是模式地表示本发明第1实施方式的概略图，图2～图8是减湿系统的详细结构、特别是隔热结构的示意图。如图1所示，减湿系统备有从含有水份和有机物的被处理气体中除去水份与有机物的减湿装置A。
该减湿装置A包括保持壳体110和转子1，该转子可自由旋转地支持在该保持壳体110内，同时，载有用于吸附水份和有机物的吸附剂。
其中的转子1如上所述载有吸附剂，并且该转子1利用设置在保持壳体110上的放射状隔板111划分成吸附区S和再生区U(参照图4、图9和图11)。
如图1所述出，在吸附区S的一个端面(图面的左侧，以下称作“前面”)上配置有被处理气体F的导入管20(第1供给通路)，在另一端面(图面的右侧，以下称作“后面”)上配置有带有风扇21的排气管(第1排出通路)23。作为被处理气体F，除了空气之外，可考虑氧气或不活泼气体。被处理气体F通过导入管20导入吸附区S，通过吸附剂除去所含的水份及有机物后，变成纯净干燥气体P，通过排气管23供给净化室等目的空间(未图示)。
另外，在再生区U的背面配置有用于导入再生用气体R的导入管(第2供给通路)25，在再生区U前面配置带风扇26的排气管(第2排出通路)27。导入管25具有加热器24，将再生用气体R加热到130～200℃后导入再生区U。借助于这种高温气体，在再生区U中，将转子1的吸附剂所吸附的水份或气体状不纯物(有机物)脱离，从吸附剂上除去。通过了再生区U的再生用气体R通过配置在再生区U表面的排气管27由风扇26排气(R′)。
在通常的减湿装置工作期间，虽然能在上述130～200℃程度的再生用气体的温度下使由吸附剂吸附的水份或气体状不纯物(有机物)脱离，但是，本发明所使用的吸附剂吸附的高沸点有机化合物在这种程度的温度下无法脱离。在本发明中，如下所述，由于将转子1作为隔热结构，可将再生用气体加热到高沸点有机化合物从吸附剂脱离的温度。虽然高沸点有机化合物从吸附剂中脱离取决于减湿装置A的运转状况，但是，在经过吸附剂吸附、高沸点有机化合物被积蓄的时期(6个月～2年的程度)，最好是将再生用气体的温度变成250℃～400℃程度的温度，再将再生用气体以1m/s以上的通过风速进行供给，处理时间为6～15小时的程度比较合适。
转子1具有多个(8个)圆弧状扇形区2，这些圆弧状扇形区2如图2所示，以圆筒状配置在圆筒形轮缘7内，该圆筒形轮缘7通过以放射状延伸的轮辐3将其内部以断面圆弧状分隔。各扇形区2由蜂窝状基体材料4构成，借助于该基体材料4载有吸附剂。
吸附剂是可有效地将有机物与水份同时吸附的物质，最好使用用稀土类元素置换了亲水性沸石中的钠的一部分的稀土类元素置换硅酸铝。硅酸铝根据xM2/nAl2O3ySiO2所表示的结晶铝代硅酸(M：n价金属)的x、y的不同，结晶结构中的间隙结构(细孔径)不同，有多种。在本发明中，最好使用特别是用稀土类元素置换了A型沸石(Na2O·Al2O3.2SiO2·4.5H2O)、X型沸石(Na2O·Al2O3.2.5SiO2·6H2O)、Y型沸石(Na2O·Al2O3.4.8SiO2·8.9H2O)的各沸石中的一部分钠的结构的硅酸铝。
这种稀土类元素置换硅酸铝是结构式“aMxOy·bNa2O·cAl2O3·dSO2·eH2O(M：稀土类元素)”所表示的物质。并且，稀土类元素可以使用一种或多种。在上述的结构式中，作为aMxOy，最好是La2O3、Nd2O3、CeO3、Pr6O11，另外，稀土类置换硅酸铝的含量最好在1重量％以上。其中，作为aMOy，以使用La2O3比较合适，如果希望有更高的吸附效果，希望含量为4～10重量％。并且，作为La2O3、Nd2O3、CeO3、Pr6O11含量的上限，La2O3为10重量％，Nd2O3、CeO3、Pr6O11为5重量％左右。不用说，当然含量可以分别高于上述的比例。
另外，关于其他成分，作为bNa2O，以5重量％以下的比例含有Na2O合适，作为cAl2O3，以10～35重量％的比例含有Al2O3合适，作为dSiO2，以20～80重量％的比例含有SiO2合适。特别是，La2O3为6重量％、Na2O为3重量％、Nd2O3为2重量％、CeO3为2重量％、Pr6O11为2重量％、Al2O3为27重量％、SiO2为58重量％组成的稀土类元素置换硅酸铝最好。
另一方面，作为基体材料4，由于耐热性、耐磨耗性等优良，所以，最好将无机纤维纸成形为蜂窝状。另外，作为把稀土类元素置换硅酸铝载持到基体材料4上的方法，可以是例如将含有稀土类元素置换硅酸铝与无机粘合剂(例如硅溶胶)的浆料用喷雾器或刷布涂敷等含浸在基体材料4(由无机纤维纸组成的蜂窝状成形体)中并进行干燥的方法。
邻接的扇形区2、轮辐3及轮缘7之间的接触面如图3所示，通过硅酮制成的敛缝材料、最好是氟系橡胶组成的敛缝材料8接合，并且，各接合面由不燃材料组成的隔热密封件10、11被覆。该隔热密封件10、11具有耐热性、隔热性、耐磨耗性、耐溶剂性的性质。换句话说，如图4、图5所示，扇形区2a、2b的接合面变成高温时，支持扇形区2a、2b的轮辐3与扇形区2之间的敛缝材料8由于高热而引起变形，因此，为了防止这种变形的发生，设置隔热密封件10、11。隔热密封件10、11具有隔热密封件本身承受使高沸点化合物蒸发所必要的300℃以上高温气体的耐热性，而且具有保护敛缝材料8免受300℃以上的高温气体的影响的隔热性。此外，隔热密封件10、11与后述的密封部件之间产生摩擦，所以，耐磨耗性是必要的，除此之外，还有对处理气体中的有机成分的耐溶剂性。
作为满足这些性质的隔热密封件10、11的不燃材料，可使用氮化硅、石墨、陶瓷纸、毛毡等无机材料组成的物质。另外，由于隔热密封件10、11是由不燃材料组成的，所以可在板、片材的形式下使用。
下面，参照图3～图8，更具体地说明转子1隔热结构的最佳实施方式。
如图4所示，金属制成的轮辐3通过敛缝材料8与邻接的两个扇形区2a、2b接合或粘接。在轮辐3上焊接有金属制的安装板9，该安装板9以直角状安装，即位于与扇形区2a、2b的端面M平行的位置，作为隔热密封件10的氮化硅板用螺钉13固定在该安装板9上。根据这种构成，可避免将氮化硅板直接安装在轮辐3上用的复杂的成形加工，另外，其交换也非常容易。
该氮化硅板10的宽度大于露在转子1端面的安装板9的宽度，并且具有能够嵌合到矩形断面凹处14内的横宽，该矩形断面凹处14穿设在隔着轮辐3邻接的两个扇形区2a、2b的接合部分，并且沿轴向延伸。借此，氮化硅板10将不会从扇形区2a、2b的端面突出。氮化硅板10不会从扇形区2a、2b的端面突出，这对于与图10所示的保持壳体110上所安装的密封装置的关系是有效的。换句话说，虽然图2所示的转子1容纳在保持壳体110内，但是，在该保持壳体110上，如图5(图4的屏蔽密封件10及密封装置52的周边部的放大透视图)所示，安装有用于将转子1划分成各个区的分隔板111(参照图10)。
另外，在保持壳体110的分隔板111上，如图4表示其断面图那样，安装有密封装置52，借助于该密封装置52划分再生区U、吸附区S等各个区域，并防止各区之间的气体泄漏。在分隔板111上，用螺母54固定有密封部件55用的安装板53。在转子1上滑动的密封部件55经由杆部件57而用螺母54固定在分隔板111上所固定的连接部56上。该连接部56从安装板53以直角弯曲。
围绕杆部件57的弹簧58介于连接部56与密封部件55之间，借此，使用弹簧58的缓冲力及恢复力，可使密封部件55向着转子1的端面M弹性地滑动。密封部件55其内部设有气缸孔55a，该气缸孔55a内嵌合有卡合部59，该卡合部59在杆57的尖端部分形成。该卡合部59基本具有可滑动地嵌合到气缸孔55a内的活塞形状。这里所使用的密封部件55要求其具有耐热性、耐磨耗性、化学的稳定性。作为适于该密封部件55的材料，最好使用膨胀石墨、石墨。另外，作为弹簧58的材质，一般地，最好使用不锈钢或商品名“inconel”等。
如上文所述，由于在分隔板111上安装有密封装置52，所以，尽管密封部件55经过转子1端面M滑动，但是，如图4所示，由于氮化硅板10不会从转子1端面M突出，所以，不会引起氮化硅板10与密封部件55的冲突。进而，即使将氮化硅板10设置在转子1的端面M侧，也不会引起氮化硅板10与密封部件55的冲突，可平滑地移动。
另外，代替氮化硅板，如图6所示，作为隔热密封件，也可以使用膨胀石墨片15，通过用该膨胀石墨片15将轮辐3及其邻接的扇形区2a、2b之间的敛缝材料8被覆，可防止轮辐3与敛缝材料8的劣化。更进一步，也可以采用在膨胀石墨片15上重叠地设置金属板16的结构。石墨片15具有优良的耐热性，通过层叠在金属板16上，可增进更高的坚固性及耐久性，经过长时间也能维持良好的隔热性。另外，这种层叠结构也可以相对于设置在转子1周缘部上的隔热密封件11来实施。
另外，如图7所示，如果在轮辐3的安装板9与氮化硅板10之间配置硅酸钙板等隔热部件17，则能更进一步提高隔热性。
另外，如图8所示，也可以在扇形区2的周缘部采用隔热结构，在金属制成的外周轮缘7的周缘部分安装有作为隔热密封件11的氮化硅板。通过采用这样的结构，即使从图面上方向转子的扇形区2导入加热气体，也能借助于该隔热密封件11保护敛缝材料8，保护接合部免受热的影响。另外，如图所示，虽然在隔热密封件11的下面，以埋设到扇形区2的外周缘部的形式设置有金属制成的角部件12比较合适，但是，只有隔热密封件11也可以。
根据上述隔热结构，可以避免处理气体以及高温再生用气体直接吹到各扇形区2与轮辐3的接合部上，也能避免加到敛缝材料8上的温度的上升，因而，可避免敛缝材料8的劣化引起的密封性和粘接力的下降。
另外，减湿装置A也可以采用图11所示的除了吸附区S及再生区U之外还设置有冷却区T的构成。图9模式地示出了作为另一例子的容纳在保持壳体110中的全体构成。另外，图中，与上述同一部位标有相同的符号。
第2实施方式
图10是本发明第2实施方式的概略图。如图所示，减湿系统配有一对减湿装置A、B。前级减湿装置A与后级减湿装置B分别备有保持壳体110、可旋转地支持在保持壳体110上的转子1A、1B。
前级减湿装置A的吸附区S与后级减湿装置B的吸附区S串联连接，以两级形式构成减湿系统。根据该第2实施方式的减湿系统，可以得到更低露点的纯净干燥气体。
前级减湿装置A与第1实施方式所示的减湿装置A具有同样的构成，设有划分成吸附区S与再生区U的转子1a。该转子1a的吸附区S前面配置有处理气体F的导入管(第1供给通路)20，在背面配置有排气管(第1排出通路)23，排气管23通过导入管(第1供给通路)23a连接到后级减湿装置B的吸附区S，在排气管23的途中插入有冷却器22。另外，在前级减湿装置A的再生区U的背面连接有通到后级减湿装置B的再生区U的排气管(第2排出通路)33的导入管(第2供给通路)25，在导入管25上，在减湿装置A正前方配置有加热器24。再者，在减湿装置A的再生区U的前面配置有带风扇26的排气管(第2排出通路)27。
后级减湿装置B与前级减湿装置A相同，也可以与第1实施方式所示的减湿装置A相同。在这里，如图所示，设置有转子1b，该转子1b除了设有吸附区S与再生区U之外，还设置有借助于保持壳体110的分隔板111划分形成冷却区T。在该转子1b的吸附区S的背面配置有与前级减湿装置A的排气管23连接的导入管23a，在吸附区S的前面配置有排气管(第1排出通路)28。该排气管28分歧，从其一方取出作为目的的低露点纯净干燥气体P，另一方作为分歧管29面对减湿装置B的冷却区T的背面。另外，减湿装置B的冷却区T的前面，配置有向着再生区U的前面并带有加热器30的再生用气体导入管(第2供给通路)31。再者，在减湿装置B的再生区U的背面，配置有带风扇32的通到前级减湿装置A的再生区U的排气管33。
此外，转子1a通过把多个具有与第1实施方式同样的吸附剂的圆弧状扇形区相接合而构成，另外，在各接合部设置与第1实施方式同样的隔热结构。利用转子1a可吸附高沸点有机化合物。转子1b，作为吸附剂虽然采用稀土类元素置换硅酸铝比较合适，但是，特别是没有必要采用稀土类元素置换硅酸铝，可以使用A型沸石、X型沸石、Y型沸石等沸石或活性炭、氧化硅胶等具有吸湿性的吸附剂。
在这样的构成中，将处理气体F通过导入管20导入前级减湿装置A的吸附区S，借助于载持在转子1a上的吸附剂进行减湿及净化。这时，该纯净干燥气体的露点温度为-35℃左右。接着，通过冷却器22对该纯净干燥气体冷却后，将其导入后级减湿装置B的吸附区S，进一步减湿并净化，从排气管28作为露点温度为-80℃程度的低露点纯净干燥气体P而取出。
此外，在后级减湿装置B中，低露点纯净干燥气体P的一部分通过分歧管29送入冷却区T，作为冷却用气体使用。接着，冷却区T的纯净干燥气体P通过加热器30加热到130～200℃左右，作为再生的加热气体送入再生区U，将由转子1b的吸附剂吸附的水份或气体状不纯物蒸发、除去。从再生区U排出的再生用气体随后通过风扇32并经过排气管33送出给前级减湿装置A的再生区U。在这种情况下，来自后级减湿装置B的再生区U的再生用气体通过加热器24加热到130～200℃左右，被导入前级减湿装置A的再生区U。然后，在前级减湿装置A的再生区U，借助于该高温气体使转子1a的吸附剂所吸附的水份或气体状不纯物蒸发，将其除去。该排气R′从排气管27排出。
另外，如上述第2实施方式所记载的那样，前级转子1a在使通常的减湿装置工作期间，以上述的130～200℃左右的再生用气体的温度，使吸附剂吸附的水份或气体状不纯物(有机物)脱离，然而，本发明所使用的吸附剂吸附的高沸点有机化合物在这种程度的温度下不能脱离。根据本发明，由于转子1a、1b为隔热结构，所以，能够将再生用气体加热到高沸点有机化合物从吸附剂脱离的温度。虽然高沸点有机化合物从吸附剂脱离取决于减湿装置的运转状况，但是，在吸附剂吸附的高沸点有机化合物被储蓄期间(6个月～2年的程度)，使再生用气体的温度为250℃～400℃程度的温度，再生气体以1m/s以上的通过风速供给，这样比较合适，处理时间为6～15小时的程度比较合适。
具体实施例
下文，列举具体的实施例及比较例，更进一步地说明，但是，本发明并不限于这些例子。
(实施例1：减湿系统①)
以给硅酸铝纤维中添加少量的有机质合成纤维为原料，对厚度为0.2mm、密度为0.25g/cm3的纸抄浆。将所得到的原纸起皱纹加工成波长3.3mm、波高1.9mm的蜂窝状，成形出图2所示的圆弧状蜂窝结构体。接着，把通过给含有La的硅酸铝(组成比：La2O3为6％、Na2O为3％、Nd2O3为2％、CeO3为2％、Pr6O11为2％、Al2O3为27％、SiO2为58％)组成的吸附剂中添加无机粘合剂(氧化硅胶)所得到的浆液含浸在该圆弧状蜂窝结构体中，进行干燥，并通过烧成除去有机物，得到圆弧状扇形区2。
接着，把8个扇形区2接合，作为如图2所示的全体，制作圆筒状转子1。这时，在接合部，如图4所示，将敛缝材料8介于扇形区2a、2b、轮辐3及轮缘7的接合面之间，并将氮化硅板组成的隔热密封件10螺钉固定在轮辐3的端面。另外，对于轮缘7也是如图8所示，安装由氮化硅板组成的隔热密封件11。
接着，如图1所示，将上述转子1安装到划分形成吸附区S与再生区U的保持壳体(图中未示)上，制作出1级构成的减湿系统①。
(比较例1：减湿系统②)
作为吸附剂，代替含有La的硅酸铝，使用A型沸石，与实施例1同样，制作圆弧状扇形区2，并将该扇形区2的8个接合在一起，制作出圆筒状的转子1。另外，在接合时，将敛缝材料8介于扇形区2、轮辐3及轮缘7的接合面之间，但是，不使用屏蔽密封件11，然后，同样地，制作出划分形成吸附区S与再生区U的1级构成的减湿系统②。
(性能评价-1)
使用上述的减湿系统①及减湿系统②，把含有NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)1000ppb的空气以每分20m3的比例导入，并连续地进行处理。另外，作为半导体制造过程中使用的由溶剂产生的典型的高沸点有机化合物，虽然列举的有ME A、二甲基亚砜(DMSO)、乙撑二胺(HMDS)、丙烯乙二醇单乙醚醋酸盐(PGMEA)等，但是，其中的NMP也是沸点为204℃的最高的物质。然后，对于处理后的纯净干燥气体用气体色层分离法进行分析，求出NMP的除去率，这时，在减湿系统①中，是以99.9％的除去率基本完全除去NMP的，与此相比，在减湿系统②中，是以80％的低值进行的。由于这种原因，很明显，根据本发明的含有La的硅酸铝具有相对高沸点有机化合物的高的吸附性能。
(实施例2：减湿系统③)
以减湿系统①的转子1为前级转子1a，制作图10所示的两级构成的减湿系统③。在后级转子1b中，使用X型沸石组成的吸附剂，为圆弧状扇形区2，并使用将该扇形区以8个接合而成的构成，安装在图10所示的保持壳体110上，划分形成吸附区S、再生区U及冷却区T。另外，在后级转子1b上，构成隔热结构。
(比较例2：减湿系统④)
以减湿系统②的转子1为前级转子1a，其他与实施例2同样，制作出两级构成的减湿系统④。
(性能评价-2)
将含有MEA、DMSO、HMDS、PGMEA、NMP等高沸点有机物1～2ppm的空气以风速1～2m/s导入减湿系统③的转子1a的吸附区S中，进行净化。所得到纯净干燥气体中的高沸点有机物除去率与上述减湿系统①基本相同。另外，露点温度为-80℃。
在减湿系统④中也进行同样的处理时，纯净干燥气体中的高沸点有机物除去率与上述减湿系统②基本相同。另外，露点温度为-75℃。
由此，可以理解，根据本发明的减湿系统，在高度除去有机物的同时，还能得到低露点纯净干燥气体。
此外，使用减湿系统③及减湿系统④，以6个月的时间连续(使转子连续旋转24小时)进行同样的净化。经过6个月之后，对于两个减湿系统③、④的前级转子1a，将300℃的高温空气以12小时供给，进行再生。对于再生前后的转子1a，测定有机物量、细孔容积、比表面积。另外，从转子1a切出10cm见方的试料，将其粉碎，取其30mg，用热示差重量测定装置测定有机物量。此外，细孔容积是单位重量(在这里为1kg)的吸附剂所存在的空孔容积，从转子1a切出试料(2mm×10mm的短框状)，取其1g，用使用氮气的BJH(Barpett-Joyner-Halenda)法测定，将其换算成相当于1kg的值。此外，比表面积是单位重量(在这里为1g)的吸附剂的表面积，从转子1a切出试料(2mm×10mm的短框状)，取其1g，用使用氮气的BET法测定。
为了比较，对于同样的在6个月期间使用的转子1a进行水洗(从系统中取出转子，将其浸渍在元件体积15倍的水中5分钟)，同样地测定有机物量、细孔容积、比表面积。为了进行相同的比较，对于未使用的转子1a，也同样地测定有机物量、细孔容积、比表面积。
将测定的结果表示在下面的表1中，但是，在通过水洗的再生中不能充分除去有机物，与此相比，在通过高温空气的再生中可以提高除去率。另外，关于细孔容积，在通过高温空气的再生中，与未使用的转子1a相比可恢复到约85％，与这种情况相比，在通过水洗的再生中，只恢复到约34％。另外，关于比表面积，在通过高温空气的再生中，与未使用的转子1a相比可恢复到约95％，与这种情况相比，在通过水洗的再生中，只恢复到约36％。由此，可以明显地看出，通过本发明的高温空气的再生非常有效。
表1
    再生条件     有机物量(重量％)     细孔容积(cm3/kg)     比表面积(m1/g)
    未再生     19.2     2.5     4.0
    高温空气     0.4     60.0     121.2
    水洗     4.1     24.0     45.7
    未使用品     0.0     70.7     127.9
另外，在处理结束后，分解减湿系统③，观察前级转子1a时，在减湿系统③中，未确认出扇形区接合部的敛缝材料的劣化，可确认本发明的隔热结构的意义。
如上详述，根据本发明，可以除去含有高沸点有机化合物的有机物，得到低露点纯净干燥气体。另外，还备有：即使是相对超过300℃的高温气体，也具有可充分承受的耐热性，可除去吸附部所吸附的水份及高沸点有机物，能再生的结构，能够以高性能进行长寿命的运转。

Claims (17)

1、一种减湿系统，具有从被处理气体中除去水份与有机物的减湿装置，其特征是，
减湿装置包括：
保持壳体、及
可自由旋转地支持在该保持壳体上的转子，该转子具有多个彼此划分成扇形截面的单独的扇形区，每个扇形区载有用于吸附水份与有机物的吸附剂，
通过附接在保持壳体上的分隔板在保持转子的保持壳体中至少限定吸附区与再生区，保持转子的保持壳体的吸附区上连接有供给被处理气体的第1供给通路和排出被处理气体的第1排出通路，保持转子的保持壳体的再生区上连接有供给再生用气体的第2供给通路和排出再生用气体的第2排出通路，
在保持转子的保持壳体的转子区的吸附中通过转子的吸附剂吸附的水份及有机物借助于250℃～400℃的再生用高温气体而在再生区中脱离所述吸附剂，吸附剂具有用从La、Nd、Ce、Pr中选择出的一种或多种元素置换了亲水性沸石中的一部分钠的硅酸铝。
2、根据权利要求1记载的减湿系统，其特征是，
备有第一和第二减湿装置，
连接到第一减湿装置的吸附区的第1排出通路与连接到第二减湿装置的吸附区的第1供给通路连接，
连接到第二减湿装置的第1排出通路与目的空间连接。
3、根据权利要求2记载的减湿系统，其特征是，在连接到第一减湿装置的吸附区的第1排出通路与连接到第二减湿装置吸附区的第1供给通路之间设置有气体冷却装置。
4、根据权利要求2记载的减湿系统，其特征是，连接到第二减湿装置的再生区的第2排出通路与连接到第一减湿装置的再生区的第2供给通路连接。
5、根据权利要求4记载的减湿系统，其特征是，在连接到第二减湿装置的再生区的第2排出通路与连接到第一减湿装置的再生区的第2供给通路之间设置有加热器。
6、根据权利要求1记载的减湿系统，其特征是，被处理气体是空气、氧气或惰性气体。
7、根据权利要求1记载的减湿系统，其特征是，保持转子的保持壳体的内部通过附接在保持壳体上的分隔板划分成吸附区、再生区及冷却区。
8、根据权利要求1记载的减湿系统，其特征是，转子设置有具有多个小透孔的蜂窝结构体，该蜂窝结构体载有吸附剂。
9、根据权利要求8记载的减湿系统，其特征是，转子的蜂窝结构体的各扇形区载有吸附剂，扇形区由轮辐连接，在各扇形区与轮辐之间安装有隔热密封件。
10、根据权利要求9记载的减湿系统，其特征是，隔热密封件由氮化硅板、膨胀石墨片或具有膨胀石墨片与金属板的层叠体构成。
11、根据权利要求1记载的减湿系统，其特征是，吸附剂是稀土类元素置换硅酸铝，该稀土类元素置换硅酸铝由结构式为aMxOy·bNa2O·cAl2O3·dSiO2·eH2O、其中M：稀土类元素来表示，并且作为aMxOy，是含有从La2O3、Nd2O3、CeO3、Pr6O11中选择出的一种或多种物质，作为bNa2O，以5重量％以下的比例含有Na2O，作为cAl2O3，以10～35重量％的比例含有Al2O3，作为dSiO2，以20～80重量％的比例含有SiO2。
12、根据权利要求1记载的减湿系统，其特征是，被处理气体含有具有200℃以上熔点的有机物。
13、一种减湿方法，采用了备有减湿装置的减湿系统，该减湿装置备有保持壳体及可自由旋转地支持在该保持壳体上的转子，该转子多个彼此划分成扇形截面的单独的扇形区，每个扇形区载有用于吸附水份与有机物的吸附剂，通过附接在保持壳体上的分隔板在保持转子的保持壳体中至少限定吸附区与再生区，所述减湿方法包括下述步骤：
使被处理气体穿过保持转子的保持壳体的吸附区，通过转子的吸附剂吸附被处理气体中的水份与有机物的工序；及
使250℃～400℃的再生用高温气体穿过保持转子的保持壳体的再生区，将吸附剂所吸附的水份与有机物从吸附剂脱离的工序，
吸附剂具有用从La、Nd、Ce、Pr中选择出的一种或多种元素置换了亲水性沸石中的一部分钠的硅酸铝。
14、根据权利要求13记载的减湿方法，其特征是，
减湿系统包括第一和第二减湿装置，
减湿方法还包括：
将通过了第一减湿装置的吸附区的被处理气体导入第二减湿装置的吸附区的工序；及
将通过了第二减湿装置的吸附区的被处理气体导入目的空间的工序。
15、根据权利要求14记载的减湿方法，其特征是，
将通过了第二减湿装置的吸附区的被处理气体的一部分供给目的空间，并且，对通过了第二减湿装置的吸附区的被处理气体的其余被处理气体进行加热，将其供给第一减湿装置的再生区。
16、根据权利要求13记载的减湿方法，其特征是，被处理气体是空气、氧气或惰性气体。
17、根据权利要求13记载的减湿方法，其特征是，被处理气体含有具有200℃以上熔点的有机物。
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