CN102698564B - 气体吸附浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体吸附浓缩装置，在需处理的气体中含有沸点接近250度的高沸点物质，或在被吸附时因聚合而产生高沸点物质的情况下，能输送接近该沸点的温度的脱附空气。另外，本发明提供一种即使含有能够侵入硅酮橡胶类的弹性材料的有机溶剂也能进行处理的气体吸附浓缩装置。气体吸附浓缩装置具有构成脱附区的扇状密封主体，密封主体具有一对径向密封件、弧状的外周密封件和内周密封件，这些密封件由以氟树脂覆盖玻璃布而得到的片材构成，通过与蜂窝转轮的表面接触来密封各区。外周密封件和内周密封件是将在片材的一端形成有多个切口的多张耐热片材以切口的位置彼此不一致的方式重叠而成的，并且，外周片材以向脱附区的内侧突出的方式弯曲。

Description

气体吸附浓缩装置

技术领域

本发明涉及使用蜂窝转轮(honeycombrotor)来从工厂等的排气中吸附并去除有机溶剂蒸气等气体的技术，并涉及能够在高温下再生的气体吸附浓缩装置。

背景技术

已提出很多使用担载有沸石等吸附剂的蜂窝转轮来从工厂等的排气中吸附并去除有机溶剂蒸气的装置。就这样的装置而言，在实际应用上，足以将甲苯或二甲苯等沸点在摄氏100度以下的有机溶剂蒸气吸附在蜂窝转轮上，并用热来进行脱附。例如，能够使吸附率超过98％，浓缩率也达到20倍，作为环境对策设备充分地发挥实力，并且也正在普及。

在这样的有机溶剂吸附浓缩装置中，需要将蜂窝转轮至少分割为吸附区和脱附区。为了实现该分割，需要与蜂窝转轮接触来实现气密性的密封材料。作为密封材料，存在由硅酮橡胶或氟橡胶等耐热橡胶构成的材料、由氟树脂构成的有机物类材料和石墨等的无机类材料。

要求密封材料应具备的条件有：与蜂窝转轮面之间的摩擦小、因与蜂窝转轮面之间的摩擦所引起的磨耗少、耐热性高、有机溶剂蒸气无法侵入、价格便宜等。

就专利文献1所公开的使用了蜂窝转轮的除湿装置而言，对该除湿装置的一部分要求项目也满足上述的条件。该专利文献1中记载的是使板状的氟树脂与蜂窝转轮的表面接触来实现密封的结构。该发明是关于除湿机的发明，所以蜂窝转轮的脱附温度低至摄氏100度至120度左右，因此即使利用该结构也不会有问题。

专利文献1：日本特开2004-100940号公报

专利文献2：日本特开2007-007536号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明要解决的问题为，在需处理的气体中包含沸点在摄氏200～250度左右的高沸点物质，或被沸石吸附时因聚合反应导致生成高沸点物质的情况下，需要输送接近该沸点的温度的脱附空气。因此，存在如下问题：若如专利文献1所公开的结构那样，借助橡胶板的弹力将氟树脂板按压在蜂窝转轮上，则在接近摄氏250度的温度下橡胶的弹性并不充分，从而不能充分发挥密封效果。也就是说，在专利文献1中所公开的结构是针对除湿机的，并不适用于有机溶剂吸附浓缩装置。

专利文献2中公开了如下内容：在因需处理的气体中所包含的有机溶剂聚合化而生成高沸点物质的情况下，输送接近该沸点的温度的脱附空气，来脱附附着于蜂窝转轮上的有机溶剂。此时，使由硅酮橡胶或氟橡胶构成的橡胶密封件紧贴在蜂窝转轮上，并且不使这些橡胶密封件暴露于高温的气体中。然而，根据有机溶剂蒸气的种类不同，存在可侵入硅酮橡胶或氟橡胶的有机溶剂蒸气，因此，在这种情形下存在难以使用这样的问题。

用于解决问题的手段

本发明最主要的特征在于，在一端形成有多个切口的多张耐热片材，以所述切口的位置彼此不一致的方式相重叠，并且多张耐热片材的所述一端与蜂窝转轮的表面相接触，所述耐热片材是用氟树脂覆盖玻璃布(由玻璃纤维制成的织布)而得到的片材，即，用氟树脂浸渍玻璃布或在玻璃布的两面熔敷氟树脂片材而成的氟树脂玻璃布。

发明效果

本发明的气体吸附浓缩装置有如下优点：由于使用以氟树脂覆盖的玻璃布的板，所以即使在摄氏250度左右的温度下，片材的弹性也不会显著减小，并维持气密效果。由于片材不具有伸缩性，所以不能进行三维弯曲，难以使用内周、外周的圆弧部分来确保气密性。但是，在采用本发明的情况下，在片材的一端形成多个切口，因此也能够追随内、外周的曲线部分，来确保气密性。

另外，为了防止从该切口泄漏气体，以切口的位置彼此不一致的方式重叠多张片材。由于采用以上方法，所以即使采用具有一定厚度的片材，也能够提供一种如下结构：即使在蜂窝转轮的表面存在凹凸，也能够追随该凹凸，进而能够保持气密性。切口相对于蜂窝转轮的旋转方向倾斜形成，该切口的形成方向为顺着蜂窝转轮的旋转方向的顺方向。

并且，用于实现与蜂窝转轮的外周部分的气密性的部分的片材向各区的内侧突出，而用于实现与内周部分的气密性的部分的片材向外侧突出。也就是说，以大面积承受压力的片材的外周部分向内侧突出，利用各区的压力将片材的前端按压在蜂窝转轮上。实现与蜂窝转轮的内周部分气密性的部分面积小，从而受压力的影响小，因此突出方向的自由度高，在结构上可向外侧突出。

附图说明

图1是有机溶剂吸附浓缩装置的分解状态的立体图。

图2是构成有机溶剂吸附浓缩装置的脱附区的密封件的立体图。

图3是构成有机溶剂吸附浓缩装置的脱附区的密封件的反向立体图。

图4是构成有机溶剂吸附浓缩装置的脱附区的密封件的放大立体图。

图5是将有机溶剂吸附浓缩装置的密封件的两张片材重叠后的状态的俯视图。

图6是将有机溶剂吸附浓缩装置的密封件的两张片材错开观察到的立体图。

图7是将有机溶剂吸附浓缩装置的密封件的两张片材重叠后的状态的俯视图。

图8是有机溶剂吸附浓缩装置的径向密封件的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1蜂窝转轮

2密封件

3吸附区

4脱附区

5密封主体

6、7径向密封件

8内周密封件

9外周密封件

10、11外周密封片材

12、13切口

14、15径向密封片材

16内周密封件

17、18内周密封片材

具体实施方式

气体吸附浓缩装置具有扇状的密封主体，该密封主体构成至少具有吸附区和脱附区的蜂窝转轮的各区，该密封主体具有一对径向密封件、弧状的外周密封件和内周密封件，这些密封件由以氟树脂覆盖玻璃布而得到的片材构成，并通过与蜂窝转轮的表面接触，来密封脱附区，外周密封件和内周密封件是将在片材的一端形成有多个切口的多张耐热片材以切口的位置彼此不一致的方式重叠而成的，并且，外周片材以向各区的内侧突出的方式弯曲，因此，密封件耐热性高，进而，即使具有柔软性低的玻璃布的片材也因切口而能进行三维弯曲，从而实现确实的密封。

【实施例1】

下面，按照附图来对本发明的实施例进行说明。图1是有机溶剂吸附浓缩装置的分解状态的立体图。1是蜂窝转轮，在由陶瓷形成的不可燃的布上担载有疏水性沸石等有机溶剂吸附剂。2是脱附区4的密封件，由此将蜂窝转轮1分割为吸附区3和脱附区4。

密封件2为大致扇形，5是密封主体，由不锈钢等的方管与板材组合而做成。若详细说明，则密封主体5包括：一对径向密封件6、7，由方管形成；内周密封件8；外周密封件9，形成为弧状，并由板材形成。

在外周密封件9上以重叠的状态安装有两张外周密封片材10、11。在图3～图5中示出该状态。作为外周密封片材10、11，分别使用氟玻璃布，该氟玻璃布是用例如美国杜邦公司、日东电工株式会社或旭硝子株式会社等所制造的氟树脂覆盖玻璃布(利用玻璃纤维织成布状的织布)的外侧而得到的。虽然该材料的耐热性在摄氏300度左右，但是仍没有伸缩性，无法进行三维弯曲。

另外，在外周密封片材10、11上分别具有切口12、13，如图5及图6所示，该切口12、13处于位置彼此错开的状态。进而，如图5所示，切口12、13的形成方向为顺着蜂窝转轮1的行进方向的顺方向，即切口12、13的形成方向与蜂窝转轮1的行进方向上的上游侧成锐角α且与下游侧成钝角β。

如图2及图3所示，安装于弧状的外周密封件9上的两张外周密封片材10、11均向脱附区4的内侧弯曲。

一对径向密封件6、7是用于进行蜂窝转轮1的半径方向的密封的构件。在径向密封件6、7上分别安装有由氟树脂玻璃布形成的径向密封片材14、15，且径向密封片材14、15弯曲呈U字状。

另外，如图2所示，安装于弧状的内周密封件16上的两张内周密封片材17、18均向脱附区4的外侧弯曲。如图7所示，该内周密封片材17、18的切口12、13也处于位置彼此错开的状态。进而，如图7所示，切口12、13的形成方向为顺着蜂窝转轮1的行进方向的顺方向，即，切口12、13的形成方向与蜂窝转轮1的行进方向上的上游侧成锐角α且与下游侧成钝角β。

就上述全部的密封片材而言，两层密封片材中的下侧片材即外周密封片材10、内周密封片材18与蜂窝转轮1的表面相接触，另外，径向密封片材14、15也与蜂窝转轮的表面相接触。

外周密封片材10、11以及内周密封片材17、18分别具有切口12、13，因此，各片材即使沿着蜂窝转轮1的外周及内周弯曲，各自的前端也能够与蜂窝转轮1相接触并进行三维弯曲。尤其是，虽然氟树脂相对于摩擦具有较高的润滑性，但并不是耐磨耗的材料，氟玻璃布的表面的氟树脂迟早受到磨耗而使内部的玻璃布突出。在该状态下，玻璃布与蜂窝转轮1相接触，由于玻璃布的耐磨耗性高，所以可抑制进一步被磨耗。

另外，玻璃布的伸缩性小，难以进行三维弯曲。然而，由于外周密封片材10、11以及内周密封片材17、18分别具有切口12、13，所以各片材即使沿着蜂窝转轮1的外周及内周弯曲，各自的前端也能够与蜂窝转轮1相接触并弯曲。

考虑到从切口12、13中泄漏气体的情况。因此，外周密封片材10、11以及内周密封片材17、18分别呈两层，进而，以切口12、13的位置彼此错开的方式形成。由于切口12、13的位置错开，从而从切口12、13泄漏的气体量小。此外，切口既也可以如图5及图6所示那样具有一些宽度，也可以为如图7所示那样的没有宽度的切口。

另外，如上述说明，切口12、13具有其形成方向顺着蜂窝转轮的旋转方向的顺方向的角度。即，如图5所示，若蜂窝转轮沿箭头方向旋转，则蜂窝转轮1的旋转上游侧的面与切口12所成的角度α为锐角，而旋转下游侧的面与切口12所成的角度β为钝角。通过这样设定，即使外周密封片材10、11以及内周密封片材17、18与蜂窝转轮1一边接触一边摩擦，也能减少异常声音的发生，并提高耐久性。

如图2及图3所示，外周密封片材10、11向各区4的内侧弯曲。由此，借助通过各区4的气体的压力，外周密封片材10、11的前端被按压在蜂窝转轮1的外周上，从而气体的泄漏量变少。如图2所示，内周密封片材17、18向各区4的外侧弯曲。虽然该弯曲方向会使气体泄漏，但是由于内周密封片材17、18位于呈扇形的各区4的前端即蜂窝转轮1的中心附近，所以长度较短，使得在该部分的气体泄漏很少，因此弯曲方向不会构成问题。

在以上的实施例中，作为密封片材的材料，使用以氟树脂覆盖玻璃布而得到的片材，但是若使用在其上粘贴不锈钢箔而得到的材料，则耐磨耗性变强。另外，若使用磷青铜箔代替不锈钢，则与不锈钢相比弹性更高且摩擦阻力更小。或者，若使用黄铜箔，则与磷青铜箔相比摩擦阻力更小。在有机溶剂为酸性物质的情况下，磷青铜和黄铜可能会被氧化，这种情况下适合使用不锈钢。

进而，在上述实施例中，作为密封片材的材料，虽然使用以氟树脂覆盖玻璃布而得到的片材，但是也能够使用以氟树脂覆盖芳香族聚酰胺纤维而得到的片材。在该情况下，作为芳香族聚酰胺纤维，间位芳香族聚酰胺纤维的耐溶剂特性强，从而与对位芳香族聚酰胺纤维相比，间位芳香族聚酰胺纤维更适合。作为密封片材，若耐热性和耐溶剂性高，则也能够使用的其他材料，总之，优选由耐热性布和对其进行覆盖的耐溶剂材料来制成的片材。

在由有机溶剂吸附浓缩装置进行处理的有机溶剂为如能极强地侵入硅酮橡胶类的弹性材料那样的有机溶剂时，脱附区4和吸附区3均使用以耐溶剂材料覆盖玻璃布而得到的片材即可。当有机溶剂为如仅在温度上升的情况下侵入硅酮橡胶类的弹性材料那样的有机溶剂时，仅脱附区4使用以耐溶剂材料覆盖玻璃布而得到的片材即可。

如以上说明那样，作为密封材料，使用了以氟树脂等耐溶剂材料覆盖玻璃布等耐热布而得到的片材，因此具有如下优点：即使在摄氏250度左右的温度下，片材的弹性也不会显著减小，维持气密效果，本发明的气体吸附浓缩装置适合于需要高脱附温度的气体的吸附浓缩。另外，也能够处理如能侵入硅酮橡胶类弹性材料那样的有机溶剂蒸气。

Claims (5)

1.一种气体吸附浓缩装置，其特征在于，

该气体吸附浓缩装置具有扇状的密封主体，该密封主体构成具有吸附区和脱附区的蜂窝转轮的各区，

所述密封主体具有一对径向密封件、弧状的外周密封件和内周密封件，

至少用于构成所述脱附区的密封件由密封片材构成，该密封件通过与所述蜂窝转轮的表面相接触，至少密封所述脱附区，其中，该密封片材是由耐热布和对该耐热布进行覆盖的耐溶剂材料形成的，

所述外周密封件和内周密封件是将在密封片材的一端形成有多个切口的多张耐热片材以所述切口的位置彼此不一致的方式重叠而成的，并且所述外周密封件以至少向所述脱附区的内侧突出的方式弯曲。

2.如权利要求1所述的气体吸附浓缩装置，其特征在于，

外周密封件的切口具有所述切口的形成方向顺着蜂窝转轮的旋转方向的顺方向的角度，蜂窝转轮的旋转上游侧的面与所述切口所成的角度为锐角，而蜂窝转轮的旋转下游侧的面与所述切口所成的角度为钝角。

3.如权利要求1所述的气体吸附浓缩装置，其特征在于，

作为耐热布，使用了玻璃布。

4.如权利要求1所述的气体吸附浓缩装置，其特征在于，

作为耐热布，使用了芳香族聚酰胺纤维布。

5.如权利要求1所述的气体吸附浓缩装置，其特征在于，

作为耐溶剂材料，使用了氟树脂。