CN104853829B - 含有机溶剂的气体处理系统 - Google Patents
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Abstract
含有机溶剂的气体处理系统(1A)具备:流通载气的循环路径,和设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置(1100)、冷凝回收装置(1200)及第二吸附解吸处理装置(1300)。第一吸附解吸处理装置(1100)包含第一吸附解吸元件(1121、1131),第二吸附解吸处理装置(1300)包含第二吸附解吸元件(1321)、和温度调节机构(1330A)。温度调节机构(1330A)在自第一吸附解吸元件(1121、1131)解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自冷凝回收装置(1200)排出的载气形成高温状态并且供给到第二吸附解吸元件(1321),在上述解吸处理期间的结束阶段,将载气形成低温状态并且供给到第二吸附解吸元件(1321)。
Description
技术领域
本发明涉及含有机溶剂的气体处理系统,更特定地说,涉及通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂的含有机溶剂的气体处理系统。
背景技术
以往已知,通过使用作为吸附解吸元件的吸附材料进行有机溶剂的吸附处理和解吸处理、使有机溶剂自原气体移动到载气,由此能够实现原气体的净化和有机溶剂的回收的含有机溶剂的气体处理系统。
这种含有机溶剂的气体处理系统通常具备:用于使原气体和处于高温状态的载气在时间上交替地与吸附材料接触的吸附解吸处理装置、和通过将自该吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气冷却而使有机溶剂冷凝并且回收的冷凝回收装置。
例如日本实公平7-2028号公报(专利文献1)中公开了使用水蒸气作为载气的含有机溶剂的气体处理系统。另外,日本特开平7-68127号公报(专利文献2)公开了使用加热到高温的非活性气体作为载气的含有机溶剂的气体处理系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实公平7-2028号公报
专利文献2:日本特开平7-68127号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述含有机溶剂的气体处理系统中,为了提高对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率,需要充分进行解吸处理中的有机溶剂的解吸、即吸附材料的再生。
另外,为了抑制含有机溶剂的气体处理系统的运转成本,并非仅使用一次载气就废弃,为了尽可能再利用载气,优选以在含有机溶剂的气体处理系统内循环、使用载气的方式构成。
但是,在冷凝回收装置中,自载气完全地分离有机溶剂是困难的,因此在自冷凝回收装置排出的载气含有一定量的未冷凝的有机溶剂。因此形成含有未冷凝的有机溶剂的载气直接循环而返回到吸附解吸处理装置的结构的情况下,吸附材料的再生是不充分的,存在对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高自然而然产生极限的问题。
进而,再生后的吸附材料处于高温状态,若向其立即导入原气体则由于原气体为低温而吸附材料被冷却,但是初期仍然为高温状态。在以往的利用水蒸气进行解吸处理的方式中,再生后的状态中,在吸附材料附着有水分,因此若导入原气体则由于水分的气化热而吸附材料被急速冷却,而采用利用载气进行解吸处理的方式的情况下,由于水分少而吸附材料的温度不会立即降低。因此,特别是在吸附初期,有机溶剂难以吸附,存在去除性能变差的问题。
因此,本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的在于,提供能够抑制运转成本、并且对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到实现的含有机溶剂的气体处理系统。
用于解决问题的方案
基于本发明的第一方案的含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于上述循环路径上的第一吸附解吸处理装置、冷凝回收装置及第二吸附解吸处理装置。上述第一吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件。上述冷凝回收装置通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收。上述第二吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件。上述第一吸附解吸处理装置还包含将自上述第二吸附解吸处理装置排出的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件,通过使原气体、和利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。上述冷凝回收装置通过将自上述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。上述第二吸附解吸处理装置还包含将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种的第二温度调节部件,通过使利用上述第二温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用上述第二温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在时间上交替地与上述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气。上述第二温度调节部件,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至低温状态。
基于本发明的第二方案的含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于上述循环路径上的第一吸附解吸处理装置、冷凝回收装置及第二吸附解吸处理装置。上述第一吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件。上述冷凝回收装置通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收。上述第二吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件。上述第一吸附解吸处理装置还包含将自上述第二吸附解吸处理装置排出的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件,通过使原气体、和利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。上述冷凝回收装置通过将自上述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。上述第二吸附解吸处理装置还包含在时间上交替地进行将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态的处理、和将自上述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气不经由上述冷凝回收装置地温度调节至低温状态的处理的第二温度调节部件,通过利用上述第二温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用上述第二温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在时间上交替地与上述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气。上述第二温度调节部件,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自上述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气不经由上述冷凝回收装置地温度调节至低温状态。
基于本发明的第三方案的含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于上述循环路径上的第一吸附解吸处理装置、冷凝回收装置及第二吸附解吸处理装置。上述第一吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件。上述冷凝回收装置通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收。上述第二吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件。上述第一吸附解吸处理装置还包含将自上述第二吸附解吸处理装置排出的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件、和将上述第一吸附解吸元件冷却的冷却部件,通过使原气体、和利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,并且在对上述第一吸附解吸元件接触的气体自处于高温状态的载气转换为原气体之前,使用上述冷却部件使上述第一吸附解吸元件冷却。上述冷凝回收装置通过将自上述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。上述第二吸附解吸处理装置还包含将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种的第二温度调节部件,通过利用上述第二温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用上述第二温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在时间上交替地与上述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气。上述第二温度调节部件,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至低温状态。
对于上述基于本发明的第三方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,上述冷却部件可以由用于将外部气体送入到上述第一吸附解吸元件的外部气体送气部件构成。此时,上述第一吸附解吸处理装置,其通过使原气体、利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和由上述外部气体送气部件送入的外部气体在时间上依次重复与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,并且在对上述第一吸附解吸元件接触的气体自处于高温状态的载气转换为原气体之前,通过使外部气体与上述第一吸附解吸元件接触而使上述第一吸附解吸元件冷却。
对于上述基于本发明的第三方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,上述第一温度调节部件可以构成为能够将自上述第二吸附解吸处理装置排出的处于高温状态或低温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种,上述冷却部件可以由该第一温度调节部件构成。此时,上述第一吸附解吸处理装置,其通过使原气体、利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在时间上依次重复与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到载气,并且在对上述第一吸附解吸元件接触的气体自处于高温状态的载气转换为原气体之前,通过使处于低温状态的载气与上述第一吸附解吸元件接触而使上述第一吸附解吸元件冷却。
对于上述基于本发明的第三方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,上述冷却部件可以由间接地冷却上述第一吸附解吸元件的第一吸附解吸元件冷却设备构成。此时,上述第一吸附解吸处理装置,其通过使原气体、和利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,并且在对上述第一吸附解吸元件接触的气体自处于高温状态的载气转换为原气体之前,使用上述第一吸附解吸元件冷却设备使上述第一吸附解吸元件冷却。
对于上述基于本发明的第一~第三方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述载气为非活性气体。
对于上述基于本发明的第一~第三方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第一吸附解吸元件为活性碳纤维。
对于上述基于本发明的第一~第三方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第二吸附解吸元件为活性碳纤维。
对于上述基于本发明的第一~第三方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,在上述第一吸附解吸元件和上述第二吸附解吸元件都为活性碳纤维的情况下,优选作为上述第二吸附解吸元件的活性碳纤维的比表面积大于作为上述第一吸附解吸元件的活性碳纤维的比表面积。
基于本发明的第四方案的含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于上述循环路径上的第一吸附解吸处理装置、冷凝回收装置及第二吸附解吸处理装置。上述第一吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件。上述第二吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件。上述冷凝回收装置通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收。上述第二吸附解吸处理装置具有:设置于上述循环路径中的自上述第一吸附解吸处理装置看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达上述冷凝回收装置的部分上的第一处理部,和设置于上述循环路径中的自上述冷凝回收装置看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达上述第一吸附解吸处理装置的部分上的第二处理部。上述第二吸附解吸元件以其任意部分在上述第一处理部与上述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成。上述第一吸附解吸处理装置还包含将自上述第二吸附解吸处理装置的上述第二处理部排出的处于低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件,通过使原气体、和利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。上述第二吸附解吸处理装置,其通过使自上述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气在上述第一处理部与上述第二吸附解吸元件接触,并且使自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在上述第二处理部与上述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气。上述冷凝回收装置通过将自上述第二吸附解吸处理装置的上述第一处理部排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。
基于本发明的第五方案的含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于上述循环路径上的第一吸附解吸处理装置、冷凝回收装置及第二吸附解吸处理装置。上述第一吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件。上述第二吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件。上述冷凝回收装置通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收。上述第二吸附解吸处理装置具有:设置于上述循环路径中的自上述第一吸附解吸处理装置看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达上述冷凝回收装置的部分上的第一处理部,和设置于上述循环路径中的自上述冷凝回收装置看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达上述第一吸附解吸处理装置的部分上的第二处理部。上述第二吸附解吸元件以其任意部分在上述第一处理部与上述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成。上述第一吸附解吸处理装置还包含将自上述第二吸附解吸处理装置的上述第二处理部排出的处于低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件,通过使原气体、和利用上述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。上述第二吸附解吸处理装置还包含将自上述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种的第二温度调节部件,通过使利用上述第二温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气或利用上述第二温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在上述第一处理部与上述第二吸附解吸元件接触,并且使自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在上述第二处理部与上述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气。上述第二温度调节部件,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将载气温度调节至高温状态,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将载气温度调节至低温状态。上述冷凝回收装置通过将自上述第二吸附解吸处理装置的上述第一处理部排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。
对于上述基于本发明的第四和第五方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述载气为非活性气体。
对于上述基于本发明的第四和第五方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第二吸附解吸元件以具有大致圆柱状的外形的方式形成,并且构成为能够绕其中心轴线旋转。此时,通过上述第二吸附解吸元件绕上述中心轴线旋转,以上述第二吸附解吸元件的上述任意部分在上述第一处理部与上述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成。
对于上述基于本发明的第四和第五方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第二吸附解吸元件具有蜂窝结构。
对于上述基于本发明的第四和第五方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第一吸附解吸元件为活性碳纤维。
基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于上述循环路径上的第一吸附解吸处理装置、冷凝回收装置及第二吸附解吸处理装置。上述第一吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件。上述冷凝回收装置通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收。上述第二吸附解吸处理装置包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件。上述第二吸附解吸处理装置具有进行有机溶剂的吸附的第一处理部和进行有机溶剂的解吸的第二处理部,上述第二吸附解吸元件以其任意部分在上述第一处理部与上述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成。上述循环路径具有以自上述第一吸附解吸处理装置排出的载气依次经由上述冷凝回收装置和上述第一处理部而再次供给到上述第一吸附解吸处理装置的方式构成的主路径,以自上述第一处理部排出的载气不经由上述第一吸附解吸处理装置而经由上述第二处理部再次供给到上述冷凝回收装置的方式构成的分支路径,和将自上述第一处理部排出的载气温度调节至高温状态的温度调节部件。上述第一吸附解吸处理装置通过使原气体、和利用上述温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与上述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。上述第二吸附解吸处理装置,其通过使自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在上述第一处理部与上述第二吸附解吸元件接触,并且使利用上述温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在上述第二处理部与上述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气。上述冷凝回收装置通过将自上述第一吸附解吸处理装置和上述第二处理部排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。
对于上述基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述温度调节部件设置于将上述第一处理部与上述第一吸附解吸处理装置连接的部分的上述主路径中的、比相对于上述主路径连接上述分支路径的连接点靠第一处理部侧的部分。
对于上述基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,上述温度调节部件可以包含设置于将上述第一处理部与上述第一吸附解吸处理装置连接的部分的上述主路径中的、比相对于上述主路径连接上述分支路径的连接点靠第一吸附解吸处理装置侧的部分的第一温度调节部件,和设置于上述分支路径中的自上述第二处理部看、沿着载气的流通方向的上游侧的部分的第二温度调节部件。
对于上述基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述循环路径还具有:以自上述冷凝回收装置排出的载气不经由上述第一处理部地再次供给到位于自上述第一处理部看、沿着上述载气的流通方向的下游侧的部分的上述主路径的方式构成的旁通路径,和在时间上交替转换将自上述冷凝回收装置排出的载气供给到上述第一处理部或者供给到上述旁通路径的转换部件。此时,优选上述转换部件以下述方式转换:在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温的载气供给到上述旁通路径,在自上述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自上述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温的载气供给到上述第一处理部。
对于上述基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述载气为非活性气体。
对于上述基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第二吸附解吸元件以具有大致圆柱状的外形的方式形成,并且构成为能够绕其中心轴线旋转。此时,优选通过上述第二吸附解吸元件绕上述中心轴线旋转,以上述第二吸附解吸元件的上述任意部分在上述第一处理部与上述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成。
对于上述基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第二吸附解吸处理装置还具有进行自上述第二处理部移动到上述第一处理部的部分的第二吸附解吸元件的冷却的吹扫部。此时,优选上述循环路径还具有以自上述冷凝回收装置排出的载气的一部分不经由上述第一处理部而经由上述吹扫部、供给到位于自上述第二处理部看、沿着载气的流通方向的上游侧的部分的上述分支路径的方式构成的吹扫路径。
对于上述基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第二吸附解吸元件具有蜂窝结构。
对于上述基于本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统而言,优选上述第一吸附解吸元件为活性碳纤维。
发明的效果
根据本发明,可以形成能够抑制运转成本、并且对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到实现的含有机溶剂的气体处理系统。
附图说明
图1为本发明的实施方式1-1中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图2为表示图1所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。
图3为本发明的实施方式1-2中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图4为本发明的实施方式2-1中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图5为表示图4所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。
图6为本发明的实施方式2-2中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图7为本发明的实施方式2-3中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图8为本发明的实施方式3-1中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图9为图8所示的第二吸附解吸处理装置的外观示意图。
图10为表示图8所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。
图11为本发明的实施方式3-2中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图12为表示图11所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。
图13为本发明的实施方式4-1中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图14为表示图13所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。
图15为本发明的实施方式4-2中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图16为本发明的实施方式4-3中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
图17为本发明的实施方式4-4中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,以下所示的实施方式中,将适用了本发明的含有机溶剂的气体处理系统基于其系统结构大致分为第一~第四实施方式组,对它们依次进行说明。
<第一实施方式组(实施方式1-1、1-2)>
首先对本发明的实施方式1-1、1-2进行说明。实施方式1-1将上述基于本发明的第一方案的含有机溶剂的气体处理系统具体化,实施方式1-2将上述基于本发明的第二方案的含有机溶剂的气体处理系统具体化。需要说明的是,以下所示的实施方式1-1、1-2中,对于相同或共通的部分在附图中附加相同的附图标记,不重复其说明。
(实施方式1-1)
图1为本发明的实施方式1-1中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。首先参照该图1对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1A的结构进行说明。
如图1所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1A主要具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置1100、冷凝回收装置1200、第二吸附解吸处理装置1300及送风机1400。
在此,循环路径主要通过图中所示的配管管路LA3~LA7构成,送风机1400为用于在该循环路径中流通载气的送风部件。需要说明的是,作为载气,能够利用水蒸气、加热空气、加热到了高温的非活性气体等各种气体,但是若利用作为特别是不含有水分的气体的非活性气体则可以更简单地构成含有机溶剂的气体处理系统。
第一吸附解吸处理装置1100包含具有第一处理槽1120和第二处理槽1130的第一吸附解吸处理塔1110、和作为第一温度调节部件的加热器1140。在第一处理槽1120容纳吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件1121,在第二处理槽1130容纳吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件1131。
加热器1140用于将供给到第一吸附解吸处理装置1100的载气温度调节至高温状态,更具体而言,用于将自第二吸附解吸处理装置1300排出、经由送风机1400的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至高温状态,并且供给到第一吸附解吸处理塔1110。在此,加热器1140对导入到第一处理槽1120和第二处理槽1130的载气进行加热以将第一吸附解吸元件1121、1131维持于规定的解吸温度。
第一吸附解吸元件1121、1131,通过接触原气体而吸附原气体中含有的有机溶剂。因此,第一吸附解吸处理装置1100中,通过向第一处理槽1120和第二处理槽1130供给原气体,有机溶剂被第一吸附解吸元件1121、1131吸附,由此自原气体分离有机溶剂,从而将原气体净化而以净化气体形式自第一处理槽1120和第二处理槽1130排出。
另外,第一吸附解吸元件1121、1131,通过接触处于高温状态的载气而将吸附完的有机溶剂解吸。因此,第一吸附解吸处理装置1100中,通过向第一处理槽1120和第二处理槽1130供给处于高温状态的载气,有机溶剂自第一吸附解吸元件1121、1131解吸,由此,含有有机溶剂的处于高温状态的载气自第一处理槽1120和第二处理槽1130排出。
第一吸附解吸元件1121、1131由含有活性炭、活性碳纤维、沸石和硅胶中的任意一种的吸附材料构成。优选的是,作为第一吸附解吸元件1121、1131,利用粒状、粉体状、蜂窝状等的活性炭、沸石,更优选的是,利用活性碳纤维。活性碳纤维由于具有表面具有微孔的纤维状结构,与气体的接触效率高、进而具有毡的形态等,由此成型容易并且填充密度高,因此实现比其它吸附材料高的吸附效率。
第一吸附解吸处理装置1100分别与配管管路LA1、LA2连接。配管管路LA1为用于将含有有机溶剂的原气体供给到第一处理槽1120和第二处理槽1130的配管管路,通过阀VA101、VA102,转换对于第一处理槽1120和第二处理槽1130的连接/非连接状态。配管管路LA2为用于将净化气体自第一处理槽1120和第二处理槽1130排出的配管管路,通过阀VA103、VA104,转换对于第一处理槽1120和第二处理槽1130的连接/非连接状态。
另外,第一吸附解吸处理装置1100分别与配管管路LA3、LA4连接。配管管路LA3为用于将载气介由上述加热器1140而供给到第一处理槽1120和第二处理槽1130的配管管路,通过阀VA105、VA106,转换对于第一处理槽1120和第二处理槽1130的连接/非连接状态。配管管路LA4为用于将载气自第一处理槽1120和第二处理槽1130排出的配管管路,通过阀VA101、VA102,转换对于第一处理槽1120和第二处理槽1130的连接/非连接状态。
通过操作上述阀VA101~VA106的开闭,分别向第一处理槽1120和第二处理槽1130在时间上交替地供给原气体、和利用加热器1140进行温度调节而处于高温状态的载气。由此,第一处理槽1120和第二处理槽1130在时间上交替地作为吸附槽和解吸槽发挥功能,随之,有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。需要说明的是,具体而言,第一处理槽1120作为吸附槽发挥功能的情况下,第二处理槽1130作为解吸槽发挥功能,第一处理槽1120作为解吸槽发挥功能的情况下,第二处理槽1130作为吸附槽发挥功能。
在此,配管管路LA1与第一处理槽1120和第二处理槽1130中作为吸附槽发挥功能的处理槽连接而向该处理槽供给原气体,配管管路LA2与第一处理槽1120和第二处理槽1130中作为吸附槽发挥功能的处理槽连接而自该处理槽排出净化气体。另外,配管管路LA3与第一处理槽1120和第二处理槽1130中作为解吸槽发挥功能的处理槽连接而向该处理槽供给载气,配管管路LA4与第一处理槽1120和第二处理槽1130中作为解吸槽发挥功能的处理槽连接而自该处理槽排出载气。
冷凝回收装置1200包含冷凝器1210和回收罐1220。冷凝器1210通过将处于高温状态的载气温度调节至低温状态、而使载气中含有的有机溶剂冷凝,具体而言,由通过使用冷却水等将载气冷却而使有机溶剂液化的冷却器构成。另外,回收罐1220以冷凝液形式存积利用冷凝器1210液化的有机溶剂。另外,根据需要可以在冷凝器1210与回收罐1220之间设置将比重差不同的溶剂与溶剂、或者将溶剂与水分离的分离器。
冷凝回收装置1200分别与配管管路LA4、LA5连接。配管管路LA4为用于将自第一吸附解吸处理装置1100排出的处于高温状态的载气供给到冷凝器1210的配管管路,配管管路LA5为用于将残留于冷凝器1210内的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气自冷凝器1210排出的配管管路。
另外,冷凝回收装置1200分别与配管管路LA8、LA9连接。配管管路LA8为用于将存积于回收罐1220的有机溶剂的冷凝液向外部排出的配管管路,配管管路LA9为用于将在回收罐1220中挥发了的有机溶剂返回到搬送原气体的配管管路LA1的配管管路。
第二吸附解吸处理装置1300包含具有单一的处理槽1320的吸附解吸处理塔1310、和作为第二温度调节部件的温度调节机构1330A。在处理槽1320容纳有吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件1321。
温度调节机构1330A用于将供给到第二吸附解吸处理装置1300的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种,更具体而言,用于将自冷凝回收装置1200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种、并供给到第二吸附解吸处理塔1310。
温度调节机构1330A包含设置于配管管路LA5上的加热器1331、以自配管管路LA5分支并且再次汇合于配管管路LA5的方式设置的作为旁通管路的配管管路LA6、设置于配管管路LA5的阀VA301、和设置于配管管路LA6的阀VA302。需要说明的是,加热器1331和阀VA301都设置于与自配管管路LA5分支而设置的配管管路LA6并行的部分的配管管路LA5。
在此,加热器1331在将含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态并且供给到第二吸附解吸处理塔1310的情况下,对导入到处理槽1320的载气进行加热以使第二吸附解吸元件1321维持于规定的解吸温度。
另一方面,配管管路LA6,为用于在将含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至低温状态并且供给到第二吸附解吸处理塔1310的情况下,以第二吸附解吸元件1321维持于规定吸附温度的方式直接搬送或者根据需要冷却导入到处理槽1320的载气的配管管路。需要说明的是,将载气在配管管路LA6冷却的情况下,若在该配管管路LA6另外设置冷却器则是有效的。
第二吸附解吸元件1321通过接触处于高温状态的载气而将吸附完的有机溶剂解吸。因此,第二吸附解吸处理装置1300中,通过向处理槽1320供给处于高温状态的载气,将有机溶剂自第二吸附解吸元件1321解吸,由此将含有有机溶剂的处于高温状态的载气自处理槽1320排出。
另外,第二吸附解吸元件1321通过接触处于低温状态的载气而吸附有机溶剂。因此,第二吸附解吸处理装置1300中,通过向处理槽1320供给处于低温状态的载气,而有机溶剂被第二吸附解吸元件1321吸附,由此通过自载气分离有机溶剂而载气中含有的有机溶剂的浓度降低,该有机溶剂的浓度降低了的低温的载气自处理槽1320排出。
第二吸附解吸元件1321由含有活性炭、活性碳纤维、沸石和硅胶中的任意一种的吸附材料构成。优选的是,作为第二吸附解吸元件1321,利用粒状、粉体状、蜂窝状等的活性炭、沸石,更优选的是,利用活性碳纤维。活性碳纤维由于具有表面具有微孔的纤维状结构,与气体的接触效率高、进而具有毡的形态等,由此成型容易并且填充密度高,因此实现比其它吸附材料高的吸附效率。
第二吸附解吸处理装置1300分别与配管管路LA5、LA7连接。配管管路LA5为用于将载气供给到上述温度调节机构1330A的配管管路,配管管路LA7为用于将载气自处理槽1320排出的配管管路。
通过操作上述阀VA301、VA302的开闭,向处理槽1320在时间上交替地供给利用温度调节机构1330A进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用温度调节机构1330A进行温度调节而处于低温状态的载气。由此,处理槽1320在时间上交替地作为吸附槽和解吸槽发挥功能,随之有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气。
在此,温度调节机构1330A,在使处理槽1320作为解吸槽发挥功能的情况下,使该处理槽1320与加热器1331连接而将处于高温状态的载气供给到处理槽1320,在使处理槽1320作为吸附槽发挥功能的情况下,使该处理槽1320与配管管路LA6连接而将处于低温状态的载气供给到处理槽1320。
自第二吸附解吸处理装置1300排出的处于高温状态或低温状态的载气,介由配管管路LA7向送风机1400搬送,通过送风机1400后经由配管管路LA3而供给到第一吸附解吸处理装置1100。
需要说明的是,在上述配管管路LA3设置有用于将载气自外部导入到循环路径的配管管路LA0。该配管管路LA0用于在上述含有机溶剂的气体处理系统1A的初期设置时将载气导入到循环路径、或者在维护时等根据需要将载气补充到循环路径。
图2为表示图1所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。接着参照该图2对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1A中进行的含有机溶剂的气体的处理的详细进行说明。
参照图2,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1A,将图中所示的1次循环作为单位期间、重复实施该循环,由此连续进行含有机溶剂的气体的处理。
在上述1次循环的前半部(图中所示的时刻t0~t2之间),在设置有第一吸附解吸元件1121的第一吸附解吸处理装置1100的第一处理槽1120中、实施吸附处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件1131的第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130中、实施解吸处理。
进而,在该1次循环的前半部的开始阶段(图中所示的时刻t0~t1之间),在设置有第二吸附解吸元件1321的第二吸附解吸处理装置1300的处理槽1320中、实施解吸处理,在该1次循环的前半部的结束阶段(图中所示的时刻t1~t2之间),在该处理槽1320中、实施吸附处理。
另外,在上述1次循环的后半部(图中所示的时刻t2~t4之间),在设置有第一吸附解吸元件1121的第一吸附解吸处理装置1100的第一处理槽1120中、实施解吸处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件1131的第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130中、实施吸附处理。
进而,在该1次循环的后半部的开始阶段(图中所示的时刻t2~t3之间),在设置有第二吸附解吸元件1321的第二吸附解吸处理装置1300的处理槽1320中、实施解吸处理,在该1次循环的后半部的结束阶段(图中所示的时刻t3~t4之间),在该处理槽1320中、实施吸附处理。
即,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1A而言,在一对第一吸附解吸元件1121、1131中的任意一者实施解吸处理的解吸处理期间的开始阶段,在第二吸附解吸元件1321中实施解吸处理,在一对第一吸附解吸元件1121、1131中的任意一者实施解吸处理的解吸处理期间的结束阶段,在第二吸附解吸元件1321中实施吸附处理。
需要说明的是,上述1次循环中,在冷凝回收装置1200中时常自载气回收有机溶剂。
接着,为了具体实现上述含有机溶剂的气体的处理,参照图1对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1A中实施的操作进行详细说明。需要说明的是,以下的说明基于第一吸附解吸处理装置1100的第一处理槽1120作为吸附槽发挥功能、第二处理槽1130作为解吸槽发挥功能的状态,但是转换这些吸附槽和解吸槽的情况下,也进行同样的操作。
如图1所示,在容纳于第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130的第一吸附解吸元件1131的解吸处理期间的开始阶段(即,图2中所示的时刻t0~t1之间),开放设置于温度调节机构1330A的阀VA301的同时闭塞阀VA302,由此将自冷凝回收装置1200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气导入到加热器1331而加热、温度调节至高温状态,通过将其供给到第二吸附解吸处理装置1300的处理槽1320而与第二吸附解吸元件1321接触。
由此,第二吸附解吸元件1321的吸附完的有机溶剂,通过该处于高温状态的载气而自第二吸附解吸元件1321解吸,自处理槽1320排出的载气中的有机溶剂的浓度缓慢升高。随之,与容纳于第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130的第一吸附解吸元件1131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也缓慢升高,但是对该第一吸附解吸元件1131的解吸处理自身几乎没有影响,进行该第一吸附解吸元件1131的再生直至相当程度为止。该操作进行至自第一吸附解吸元件1131的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
接着,在容纳于第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130的第一吸附解吸元件1131的解吸处理期间的结束阶段(即,图2中所示的时刻t1~t2之间),闭塞设置于温度调节机构1330A的阀VA301的同时开放阀VA302,由此将自冷凝回收装置1200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气经由配管管路LA6而直接供给到第二吸附解吸处理装置1300的处理槽1320,从而与第二吸附解吸元件1321接触。
由此,通过第二吸附解吸元件1321而吸附载气中含有的有机溶剂,自处理槽1320排出的载气中的有机溶剂的浓度缓慢降低。随之,与容纳于第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130的第一吸附解吸元件1131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也缓慢降低,该第一吸附解吸元件1131的再生得到进一步促进。该操作进行至利用第一吸附解吸元件1131进行的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
通过形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1A,与形成使含有未冷凝的有机溶剂的载气直接循环而返回到第一吸附解吸处理装置1100的结构的情况相比,得到第一吸附解吸元件1121、1131的再生得到促进的结果,在此后实施的吸附处理时可以更有效地自原气体吸附有机溶剂。因此,对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到实现,与以往相比,可以形成高性能的含有机溶剂的气体处理系统。
另外,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1A,由于通过构筑循环路径而构成为可以重复使用载气,因此可以使经济性也优异。因此,使用以氮气等为代表的非活性气体作为载气的情况下,特别是能够得到可以抑制运转成本的效果。
需要说明的是,若与第一吸附解吸处理装置1100所具备的第一吸附解吸元件1121、1131的吸附能力相比,将第二吸附解吸处理装置1300所具备的第二吸附解吸元件1321的吸附能力设定得高,则对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到稳定实现。这是由于,在上述第一吸附解吸元件1131的解吸处理期间的结束阶段,供给到第二吸附解吸元件1321的载气中含有的有机溶剂的浓度,比供给到第一吸附解吸元件1121、1131的原气体中含有的有机溶剂的浓度高。在此,作为与第一吸附解吸元件1121、1131的吸附能力相比,将第二吸附解吸元件1321的吸附能力设定得高的方法,设想与第一吸附解吸元件1121、1131的比表面积相比,增大第二吸附解吸元件1321的比表面积等。
(实施方式1-2)
图3为本发明的实施方式1-2中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。以下参照该图3对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1B的结构进行说明。
如图3所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1B与上述实施方式1-1中的含有机溶剂的气体处理系统1A同样地主要具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置1100、冷凝回收装置1200、第二吸附解吸处理装置1300及送风机1400。在此,循环路径主要由图中所示的配管管路LA3~LA7构成。
其中,第一吸附解吸处理装置1100、冷凝回收装置1200、第二吸附解吸处理装置1300的吸附解吸处理塔1310及送风机1400的结构、它们在循环路径上的配置位置等,与上述实施方式1-1的情况相同。与此相对,第二吸附解吸处理装置1300所具备的作为第二温度调节部件的温度调节机构1330B的结构和循环路径上的配置位置与上述实施方式1-1的情况不同。
温度调节机构1330B用于将供给到第二吸附解吸处理装置1300的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种,更具体而言,用于在时间上交替地进行将自冷凝回收装置1200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态的处理、和将自第一吸附解吸处理装置1100排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态的处理,并且供给到第二吸附解吸处理塔1310。
温度调节机构1330B包含设置于配管管路LA5上的加热器1331、以自配管管路LA4分支并且汇合于配管管路LA5的方式设置的作为旁通管路的配管管路LA6、设置于配管管路LA6的冷却器1332、设置于配管管路LA4的阀VA303、和设置于配管管路LA6的阀VA304。需要说明的是,阀VA303设置于与自配管管路LA4分支而设置的配管管路LA6并行的部分的配管管路LA4,加热器1331设置于与自配管管路LA4分支而设置的配管管路LA6并行的部分的配管管路LA5。另外,冷却器1332和阀VA304都设置于配管管路LA6。
在此,加热器1331在将自冷凝回收装置1200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态并且供给到第二吸附解吸处理塔1310的情况下,对导入到处理槽1320的载气进行加热以将第二吸附解吸元件1321维持于规定的解吸温度。
另一方面,冷却器1332在将自第一吸附解吸处理装置1100排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态并且供给到第二吸附解吸处理塔1310的情况下,对导入到处理槽1320的载气进行冷却以将第二吸附解吸元件1321维持于规定的吸附温度。
在此,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1B中进行的含有机溶剂的气体的处理的详细,由于按照上述实施方式1-1,因此其说明在此省略。但是,为了具体实现该含有机溶剂的气体的处理,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1B中实施的操作,与上述实施方式1-1中的操作稍微不同,因此参照图3对该方面进行详细说明。需要说明的是,以下的说明基于第一吸附解吸处理装置1100的第一处理槽1120作为吸附槽发挥功能、第二处理槽1130作为解吸槽发挥功能的状态,但是转换这些吸附槽和解吸槽的情况下,也进行同样的操作。
如图2所示,在容纳于第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130的第一吸附解吸元件1131的解吸处理期间的开始阶段(即,图2中所示的时刻t0~t1之间),开放设置于温度调节机构1330B的阀VA303的同时闭塞阀VA304,由此将自冷凝回收装置1200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气导入到加热器1331而加热、温度调节至高温状态,通过将其供给到第二吸附解吸处理装置1300的处理槽1320而与第二吸附解吸元件1321接触。
由此,第二吸附解吸元件1321的吸附完的有机溶剂,通过该处于高温状态的载气而自第二吸附解吸元件1321解吸,自处理槽1320排出的载气中的有机溶剂的浓度缓慢升高。随之,与容纳于第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130的第一吸附解吸元件1131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也缓慢升高,但是对该第一吸附解吸元件1131的解吸处理自身几乎没有影响,进行该第一吸附解吸元件1131的再生直至相当程度为止。该操作进行至自第一吸附解吸元件1131的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
接着,在容纳于第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130的第一吸附解吸元件1131的解吸处理期间的结束阶段(即,图2中所示的时刻t1~t2之间),闭塞设置于温度调节机构1330B的阀VA303的同时开放阀VA304,由此将自第一吸附解吸处理装置1100排出的处于高温状态的载气导入到冷却器1332而冷却、温度调节至低温状态,通过将其供给到第二吸附解吸处理装置1300的处理槽1320而与第二吸附解吸元件1321接触。
由此,通过第二吸附解吸元件1321而吸附载气中含有的有机溶剂,自处理槽1320排出的载气中的有机溶剂的浓度缓慢降低。随之,与容纳于第一吸附解吸处理装置1100的第二处理槽1130的第一吸附解吸元件1131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也缓慢降低,该第一吸附解吸元件1131的再生得到进一步促进。该操作进行至利用第一吸附解吸元件1131进行的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
需要说明的是,此时,通过利用冷却器1332将自第一吸附解吸处理装置1100排出的处于高温状态的载气冷却,该载气中含有的有机溶剂也有可能冷凝,但是若在上述第一吸附解吸元件1131的解吸处理期间的开始阶段,自第一吸附解吸元件1131的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态,则通过利用冷凝回收装置1200的冷凝器1210进行的冷凝处理,冷却后的温度状态下的有机溶剂的气液平衡状态已经得到维持,因此即使利用该冷却器1332进行冷却后,载气中含有的有机溶剂的气液平衡状态也得到维持,有机溶剂不会冷凝。
但是,在与利用冷凝器1210进行冷却后的载气的温度相比,将利用冷却器1332进行冷却后的载气的温度设定得低的情况下,该冷却器1332中,有机溶剂有可能冷凝,因此此时,若该冷却器1332与回收罐1220连接则能够利用回收罐1220回收冷凝后的有机溶剂。
形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1B的情况下,可以得到与形成上述实施方式1-1中的含有机溶剂的气体处理系统1A的情况相同的效果。即,通过形成本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1B,对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到实现,与以往相比,可以形成高性能的含有机溶剂的气体处理系统,并且可以使经济性也优异。
(实施例A)
以下实际试作上述本发明的实施方式1-2中的含有机溶剂的气体处理系统1B,将使用其进行原气体的处理的情况作为实施例A进行说明。
实施例A中,作为原气体,使用以2000ppm浓度含有乙酸乙酯的30℃的气体,作为载气,使用130℃的氮气,作为第一吸附解吸元件1121、1131,使用比表面积为1500mg/m2的活性碳纤维,作为第二吸附解吸元件1321,使用比表面积为2000mg/m2的活性碳纤维。
首先,作为初期阶段中的处理,使用未图示的送风机将上述原气体以100m3/分钟的风量送风到第一吸附解吸处理装置1100的一个处理槽20分钟,由此进行吸附处理。
上述初期阶段中的处理结束之后,将以下说明的一系列的处理作为1次循环连续重复实施,由此进行原气体的处理。
具体而言,对阀VA101~VA106进行转换操作,将上述一个处理槽转换为解吸槽的同时,将剩下的处理槽作为吸附槽。在解吸槽中,通过以34m3/分钟的风量导入氮气而进行第一吸附解吸元件的解吸处理,在吸附槽中,在与上述条件相同的条件下进行吸附处理。需要说明的是,冷凝回收装置1200中,将自解吸槽排出的含有乙酸乙酯的130℃的氮气冷却至10℃。
在此,对于将解吸槽中的解吸开始的时点作为开端的开始的10分钟,使用加热器1331将自冷凝器1210排出的含有未冷凝的乙酸乙酯的10℃的氮气加热至130℃并且导入到第二吸附解吸处理装置1300的处理槽1320,进而将自处理槽1320排出的气体导入到第一吸附解吸处理装置1100的解吸槽。
另外,对于将自解吸槽中的解吸开始的时点起经过10分钟之后作为开端的结束的10分钟,通过对阀VA303、VA304进行转换操作,使用冷却器1332将自解吸槽排出的含有乙酸乙酯的130℃的氮气冷却至10℃并且导入到第二吸附解吸处理装置1300的处理槽1320,进而,将自处理槽1320排出的气体导入到第一吸附解吸处理装置1100的解吸槽。
以上说明的1次循环连续重复实施的情况下,确认了自第一吸附解吸处理装置1100排出的净化气体中含有的乙酸乙酯浓度降低至约20ppm。即确认了,实施例A中、可以以约99%的高的去除率去除乙酸乙酯。
另外,确认了在将上述解吸槽中的解吸开始的时点作为开端的开始的10分钟结束了的时点,导入到冷凝回收装置1200的部分的配管管路LA4中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度升高至约65000ppm。另外,此时确认了自冷凝回收装置1200排出的部分的配管管路LA5中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约59000ppm,并且确认了自第二吸附解吸处理装置1300排出的部分的配管管路LA7中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约59000ppm。
另一方面确认了在将自上述解吸槽中的解吸开始的时点起经过10分钟后作为开端的结束的10分钟结束了的时点,自第二吸附解吸处理装置1300排出的部分的配管管路LA7中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度降低至约2000ppm。即确认了,在将自解吸槽中的解吸开始的时点经过10分钟后作为开端的结束的10分钟,第一吸附解吸元件1131的再生得到促进。
通过以上的结果在实验上确认了,通过本发明的适用,能够以高的去除率去除原气体中含有的作为有机溶剂的乙酸乙酯,并且实现该乙酸乙酯的回收效率的提高。
需要说明的是,上述本发明的实施方式1-1、1-2中的含有机溶剂的气体处理系统1A、1B中,仅以必要最低限度图示了送风机、泵等流体搬送部件,储存罐(storage tank)等流体存积部件等构成要素,这些构成要素根据需要配置于适当位置即可。
另外,上述本发明的实施方式1-1、1-2中的含有机溶剂的气体处理系统1A、1B中,作为第一吸附解吸处理装置,例示出了具备两个容纳第一吸附解吸元件的处理槽、构成为通过它们在时间上交替地转换为吸附槽和解吸槽而能够连续地进行被处理气体的处理的第一吸附解吸处理装置并进行了说明,但是在未必需要连续地处理被处理气体的情况下,吸附解吸处理装置也可以通过具备单一的处理槽来构成。另外,需要连续地处理被处理气体的情况下,也可以替代上述转换式的第一吸附解吸处理装置,利用下述吸附解吸处理装置来构成其,所述吸附解吸处理装置使用第一吸附元件的一部分作为吸附处理区域,并且使用第一吸附元件的剩余部分作为解吸处理区域,具备以这些吸附处理区域和解吸处理区域随着吸附材料的旋转动作而缓慢地移动的方式构成的旋转式的吸附材料。
<第二实施方式组(实施方式2-1、2-2、2-3)>
接着对本发明的实施方式2-1、2-2、2-3进行说明。实施方式2-1、2-2、2-3将基于上述本发明的第三方案的含有机溶剂的气体处理系统具体化。需要说明的是,以下所示的实施方式2-1、2-2、2-3中,对于相同或共通的部分在附图中附加相同的附图标记,不重复其说明。
(实施方式2-1)
图4为本发明的实施方式2-1中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。首先参照该图4对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1C的结构进行说明。
如图4所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1C主要具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径,设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置2100、冷凝回收装置2200、第二吸附解吸处理装置2300、送风机2400及第一温度调节部件2600,和向第一吸附解吸处理装置2100导入外部气体的作为冷却部件、即外部气体送气部件的外部气体导入路径(配管管路LB11)。需要说明的是,第一温度调节部件2600和外部气体导入路径(配管管路LB11)包含于第一吸附解吸处理装置2100的一部分。
在此,循环路径主要由图中所示的配管管路LB3~LB7构成,送风机2400为用于在该循环路径中流通载气的送风部件。需要说明的是,作为载气,能够利用水蒸气、加热空气、加热到了高温的非活性气体等各种气体,但是若利用作为特别是不含有水分的气体的非活性气体则可以更简单地构成含有机溶剂的气体处理系统。
第一吸附解吸处理装置2100包含具有第一处理槽2120和第二处理槽2130的第一吸附解吸处理塔2110。在第一处理槽2120容纳吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件2121,在第二处理槽2130容纳吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件2131。
作为第一温度调节部件2600具备的加热器2610用于将供给到第一吸附解吸处理装置2100的载气温度调节至高温状态,更具体而言,用于将自第二吸附解吸处理装置2300排出、经由送风机2400的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至高温状态,并且供给到第一吸附解吸处理塔2110。在此,加热器2610对导入到第一处理槽2120和第二处理槽2130的载气进行加热以将第一吸附解吸元件2121、2131维持于规定的解吸温度。
第一吸附解吸元件2121、2131通过接触原气体而吸附原气体中含有的有机溶剂。因此,第一吸附解吸处理装置2100中,通过向第一处理槽2120和第二处理槽2130供给原气体,有机溶剂被第一吸附解吸元件2121、2131吸附,由此自原气体分离有机溶剂,从而将原气体净化而以净化气体形式自第一处理槽2120和第二处理槽2130排出。
另外,第一吸附解吸元件2121、2131,通过接触处于高温状态的载气而将吸附完的有机溶剂解吸。因此,第一吸附解吸处理装置2100中,通过向第一处理槽2120和第二处理槽2130供给处于高温状态的载气,有机溶剂自第一吸附解吸元件2121、2131解吸,由此,含有有机溶剂的处于高温状态的载气自第一处理槽2120和第二处理槽2130排出。
进而,第一吸附解吸元件2121、2131通过自外部气体导入路径(配管管路LB11)导入外部气体而自高温状态冷却。通过该操作,第一吸附解吸处理装置2100中,使第一处理槽2120和第二处理槽2130自高温状态形成低温状态,由此接着接触原气体时可以充分地发挥吸附能力。
第一吸附解吸元件2121、2131由含有活性炭、活性碳纤维、沸石和硅胶中的任意一种的吸附材料构成。优选的是,作为第一吸附解吸元件2121、2131,利用粒状、粉体状、蜂窝状等的活性炭、沸石,更优选的是,利用活性碳纤维。活性碳纤维由于具有表面具有微孔的纤维状结构,与气体的接触效率高、进而具有毡的形态等,由此成型容易并且填充密度高,因此实现比其它吸附材料高的吸附效率。
第一吸附解吸处理装置2100分别与配管管路LB1、LB2连接。配管管路LB1为用于将含有有机溶剂的原气体供给到第一处理槽2120和第二处理槽2130的配管管路,通过阀VB101、VB102,转换对于第一处理槽2120和第二处理槽2130的连接/非连接状态。配管管路LB2为用于将净化气体自第一处理槽2120和第二处理槽2130排出的配管管路,通过阀VB103、VB104,转换对于第一处理槽2120和第二处理槽2130的连接/非连接状态。
另外,第一吸附解吸处理装置2100分别与配管管路LB3、LB4连接。配管管路LB3为用于将载气介由上述加热器2610而供给到第一处理槽2120和第二处理槽2130的配管管路,通过阀VB105、VB106,转换对于第一处理槽2120和第二处理槽2130的连接/非连接状态。配管管路LB4为用于将载气自第一处理槽2120和第二处理槽2130排出的配管管路,通过阀VB101、VB102,转换对于第一处理槽2120和第二处理槽2130的连接/非连接状态。
通过操作上述阀VB101~VB106的开闭,分别向第一处理槽2120和第二处理槽2130在时间上交替地供给原气体、和利用加热器2610进行温度调节而处于高温状态的载气。由此,第一处理槽2120和第二处理槽2130在时间上交替地作为吸附槽和解吸槽发挥功能,随之,有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。需要说明的是,具体而言,第一处理槽2120作为吸附槽发挥功能的情况下,第二处理槽2130作为解吸槽发挥功能,第一处理槽2120作为解吸槽发挥功能的情况下,第二处理槽2130作为吸附槽发挥功能。
在此,配管管路LB1与第一处理槽2120和第二处理槽2130中作为吸附槽发挥功能的处理槽连接而向该处理槽供给原气体,配管管路LB2与第一处理槽2120和第二处理槽2130中作为吸附槽发挥功能的处理槽连接而自该处理槽排出净化气体。另外,配管管路LB3与第一处理槽2120和第二处理槽2130中作为解吸槽发挥功能的处理槽连接而向该处理槽供给载气,配管管路LB4与第一处理槽2120和第二处理槽2130中作为解吸槽发挥功能的处理槽连接而自该处理槽排出载气。
冷凝回收装置2200包含冷凝器2210和回收罐2220。冷凝器2210通过将处于高温状态的载气温度调节至低温状态、而将载气中含有的有机溶剂冷凝,具体而言,由通过使用冷却水等将载气冷却而将有机溶剂液化的冷却器构成。另外,回收罐2220以冷凝液形式存积利用冷凝器2210液化的有机溶剂。另外,根据需要可以在冷凝器2210与回收罐2220之间设置将比重差不同的溶剂与溶剂、或者将溶剂与水分离的分离器。
冷凝回收装置2200分别与配管管路LB4、LB5连接。配管管路LB4为用于将自第一吸附解吸处理装置2100排出的处于高温状态的载气供给到冷凝器2210的配管管路,配管管路LB5为用于将残留于冷凝器2210内的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气自冷凝器2210排出的配管管路。
另外,冷凝回收装置2200分别与配管管路LB8、LB9连接。配管管路LB8为用于将存积于回收罐2220的有机溶剂的冷凝液向外部排出的配管管路,配管管路LB9为用于将在回收罐2220中挥发了的有机溶剂返回到搬送原气体的配管管路LB1的配管管路。
第二吸附解吸处理装置2300包含具有单一的处理槽2320的吸附解吸处理塔2310、和作为第二温度调节部件的温度调节机构2330A。在处理槽2320容纳有吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件2321。
温度调节机构2330A用于将供给到第二吸附解吸处理装置2300的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种,更具体而言,用于将自冷凝回收装置2200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种、并供给到第二吸附解吸处理塔2310。
温度调节机构2330A包含设置于配管管路LB5上的加热器2331、以自配管管路LB5分支并且再次汇合于配管管路LB5的方式设置的作为旁通管路的配管管路LB6、设置于配管管路LB5的阀VB301、和设置于配管管路LB6的阀VB302。需要说明的是,加热器2331和阀VB301都设置于与自配管管路LB5分支而设置的配管管路LB6并行的部分的配管管路LB5。
在此,加热器2331在将含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态并且供给到第二吸附解吸处理塔2310的情况下,对导入到处理槽2320的载气进行加热以使第二吸附解吸元件2321维持于规定的解吸温度。
另一方面,配管管路LB6,为用于在将含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至低温状态并且供给到第二吸附解吸处理塔2310的情况下,以第二吸附解吸元件2321维持于规定吸附温度的方式直接搬送或者根据需要冷却导入到处理槽2320的载气的配管管路。需要说明的是,将载气在配管管路LB6冷却的情况下,若在该配管管路LB6另外设置冷却器则是有效的。
第二吸附解吸元件2321通过接触处于高温状态的载气而将吸附完的有机溶剂解吸。因此,第二吸附解吸处理装置2300中,通过向处理槽2320供给处于高温状态的载气,将有机溶剂自第二吸附解吸元件2321解吸,由此将含有有机溶剂的处于高温状态的载气自处理槽2320排出。
另外,第二吸附解吸元件2321通过接触处于低温状态的载气而吸附有机溶剂。因此,第二吸附解吸处理装置2300中,通过向处理槽2320供给到处于低温状态的载气,而有机溶剂被第二吸附解吸元件2321吸附,由此通过自载气分离有机溶剂而载气中含有的有机溶剂的浓度降低,该有机溶剂的浓度降低了的低温的载气自处理槽2320排出。
第二吸附解吸元件2321由含有活性炭、活性碳纤维、沸石和硅胶中的任意一种的吸附材料构成。优选的是,作为第二吸附解吸元件2321,利用粒状、粉体状、蜂窝状等的活性炭、沸石,更优选的是,利用活性碳纤维。活性碳纤维由于具有表面具有微孔的纤维状结构,与气体的接触效率高、进而具有毡的形态等,由此成型容易并且填充密度高,因此实现比其它吸附材料高的吸附效率。
第二吸附解吸处理装置2300分别与配管管路LB5、LB7连接。配管管路LB5为用于将载气供给到上述温度调节机构2330A的配管管路,配管管路LB7为用于将载气自处理槽2320排出的配管管路。
通过操作上述阀VB301、VB302的开闭,向处理槽2320在时间上交替地供给利用温度调节机构2330A进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用温度调节机构2330A进行温度调节而处于低温状态的载气。由此,处理槽2320在时间上交替地作为吸附槽和解吸槽发挥功能,随之有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气。
在此,温度调节机构2330A,在使处理槽2320作为解吸槽发挥功能的情况下,使该处理槽2320与加热器2331连接而将处于高温状态的载气供给到处理槽2320,在使处理槽2320作为吸附槽发挥功能的情况下,使该处理槽2320与配管管路LB6连接而将处于低温状态的载气供给到处理槽2320。
自第二吸附解吸处理装置2300排出的处于高温状态或低温状态的载气,介由配管管路LB7向送风机2400搬送,通过送风机2400后经由配管管路LB3而供给到第一吸附解吸处理装置2100。
需要说明的是,在上述配管管路LB3设置有用于将载气自外部导入到循环路径的配管管路LB0。该配管管路LB0用于在上述含有机溶剂的气体处理系统1C的初期设置时将载气导入到循环路径、或者在维护时等根据需要将载气补充到循环路径。
另外,第一吸附解吸处理装置2100优选具有通过将第一处理槽2120和第二处理槽2130自循环路径分开而使配管管路LB3和配管管路LB4旁通的旁通路径(配管管路LB10)。这是由于,在连续处理运转时,通过第一处理槽2120和第二处理槽2130交替地与原气体导入路(即配管管路LB1)和循环路径连接,而重复吸附解吸处理,但是通过第一吸附解吸处理装置2100具有旁通路径(配管管路LB10),在第一处理槽2120和第二处理槽2130与上述原气体导入路和循环路径的连接状态的转换时,即使不停止送风机2400,也能够进行这种转换。
图5为表示图4所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。接着参照该图5对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1C中进行的含有机溶剂的气体的处理的详细进行说明。
参照图5,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1C,将图中所示的1次循环作为单位期间、重复实施该循环,由此连续进行含有机溶剂的气体的处理。
在上述1次循环的前半部(图中所示的时刻t0~t3之间),在设置有第一吸附解吸元件2121的第一吸附解吸处理装置2100的第一处理槽2120中、实施吸附处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件2131的第一吸附解吸处理装置2100的第二处理槽2130中、解吸处理和冷却处理以解吸处理、冷却处理的顺序实施。
进而,在该1次循环的前半部的开始阶段(图中所示的时刻t0~t1之间),在设置有第二吸附解吸元件2321的第二吸附解吸处理装置2300的处理槽2320中、实施解吸处理,在该1次循环的前半部的结束阶段(图中所示的时刻t1~t3之间),在该处理槽2320中、实施吸附处理。需要说明的是,上述第一吸附解吸处理装置2100的第二处理槽2130中的解吸处理与冷却处理的转换,在上述1次循环的前半部的结束阶段的规定时机(图中所示的时刻t2)实施。
另外,在上述1次循环的后半部(图中所示的时刻t3~t6之间),在设置有第一吸附解吸元件2121的第一吸附解吸处理装置2100的第一处理槽2120中、解吸处理和冷却处理以解吸处理、冷却处理的顺序实施,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件2131的第一吸附解吸处理装置2100的第二处理槽2130中、实施吸附处理。
进而,在该1次循环的后半部的开始阶段(图中所示的时刻t3~t4之间),在设置有第二吸附解吸元件2321的第二吸附解吸处理装置2300的处理槽2320中、实施解吸处理,在该1次循环的后半部的结束阶段(图中所示的时刻t4~t6之间),在该处理槽2320中、实施吸附处理。需要说明的是,上述第一吸附解吸处理装置2100的第一处理槽2130中的解吸处理与冷却处理的转换,在上述1次循环的后半部的结束阶段的规定时机(图中所示的时刻t5)实施。
即,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1C而言,在一对第一吸附解吸元件2121、2131中的任意一者实施解吸处理和冷却处理的解吸冷却处理期间的开始阶段,在第二吸附解吸元件2321中实施解吸处理,在一对第一吸附解吸元件2121、2131中的任意一者实施解吸处理和冷却处理的解吸冷却处理期间的结束阶段,在第二吸附解吸元件2321中实施吸附处理。
需要说明的是,上述1次循环中,在冷凝回收装置2200中时常自载气回收有机溶剂。
接着,为了具体实现上述含有机溶剂的气体的处理,参照图4对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1C中实施的操作进行详细说明。需要说明的是,以下的说明基于第一吸附解吸处理装置2100的第一处理槽2120作为吸附槽发挥功能、第二处理槽2130作为解吸槽发挥功能的状态,但是转换这些吸附槽和解吸槽的情况下,也进行同样的操作。
如图4所示,在容纳于第一吸附解吸处理装置2100的第二处理槽2130的第一吸附解吸元件2131的解吸冷却处理期间的开始阶段(即,图5中所示的时刻t0~t1之间),开放设置于温度调节机构2330A的阀VB301的同时闭塞阀VB302,由此将自冷凝回收装置2200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气导入到加热器2331而加热、温度调节至高温状态,通过将其供给到第二吸附解吸处理装置2300的处理槽2320而与第二吸附解吸元件2321接触。
由此,第二吸附解吸元件2321的吸附完的有机溶剂,通过该处于高温状态的载气而自第二吸附解吸元件2321解吸,自处理槽2320排出的载气中的有机溶剂的浓度缓慢升高。随之,与容纳于第一吸附解吸处理装置2100的第二处理槽2130的第一吸附解吸元件2131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也缓慢升高,但是对该第一吸附解吸元件2131的解吸处理自身几乎没有影响,进行该第一吸附解吸元件2131的再生直至相当程度为止。该操作进行至自第一吸附解吸元件2131的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
接着,在容纳于第一吸附解吸处理装置2100的第二处理槽2130的第一吸附解吸元件2131的解吸冷却处理期间的结束阶段(即,图5中所示的时刻t1~t3之间),闭塞设置于温度调节机构2330A的阀VB301的同时开放阀VB302,由此将自冷凝回收装置2200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气经由配管管路LB6而直接供给到第二吸附解吸处理装置2300的处理槽2320,而与第二吸附解吸元件2321接触。
由此,通过第二吸附解吸元件2321而吸附载气中含有的有机溶剂,自处理槽2320排出的载气中的有机溶剂的浓度缓慢降低。随之,与容纳于第一吸附解吸处理装置2100的第二处理槽2130的第一吸附解吸元件2131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也缓慢降低,该第一吸附解吸元件2131的再生得到进一步促进。该操作进行至利用第一吸附解吸元件2131进行的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
在此,在容纳于第一吸附解吸处理装置2100的第二处理槽2130的第一吸附解吸元件2131的解吸冷却处理期间的结束阶段并且有机溶剂的解吸完成了的规定时机(即,图5所示的时刻t2),停止对第一吸附解吸元件2131供给原气体,向第一吸附解吸元件2131介由外部气体导入路径(配管管路LB11)导入外部气体。该外部气体的导入实施至第一吸附解吸元件2131的解吸冷却处理期间完成为止(即,直至图5所示的时刻t3为止),由此进行第一吸附解吸元件2131的冷却。其结果,在将外部气体导入到第一吸附解吸元件2131的阶段(即,图5所示的时刻t2~t3之间),形成高温状态的第一吸附解吸元件2131迅速地冷却。需要说明的是,如上所述,由于有机溶剂已经自第一吸附解吸元件2131解吸,因此所排出的气体不含有有机溶剂,即使导入到第一处理槽2120的外部气体介由配管管路LB2直接释放到外部,也没有问题。
通过形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1C,与形成使含有未冷凝的有机溶剂的载气直接循环而返回到第一吸附解吸处理装置2100的结构的情况相比,得到第一吸附解吸元件2121、2131的再生得到促进的结果,在此后实施的吸附处理时,由于在此之前第一吸附解吸元件2121、2131被冷却,因此可以有效地自原气体吸附有机溶剂。因此,对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到实现,与以往相比,可以形成高性能的含有机溶剂的气体处理系统。
另外,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1C,由于通过构筑循环路径而构成为可以重复使用载气,因此可以使经济性也优异。因此,使用以氮气等为代表的非活性气体作为载气的情况下,特别是能够得到可以抑制运转成本的效果。
需要说明的是,若与第一吸附解吸处理装置2100所具备的第一吸附解吸元件2121、2131的吸附能力相比,将第二吸附解吸处理装置2300所具备的第二吸附解吸元件2321的吸附能力设定得高,则对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到稳定实现。这是由于,在上述第一吸附解吸元件2131的解吸处理期间的结束阶段,供给到第二吸附解吸元件2321的载气中含有的有机溶剂的浓度,比供给到第一吸附解吸元件2121、2131的原气体中含有的有机溶剂的浓度高。在此,作为与第一吸附解吸元件2121、2131的吸附能力相比,将第二吸附解吸元件2321的吸附能力设定得高的方法,设想与第一吸附解吸元件2121、2131的比表面积相比,增大第二吸附解吸元件2321的比表面积等。
(实施方式2-2)
图6为本发明的实施方式2-2中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。以下参照该图6对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1D的结构进行说明。
如图6所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1D主要具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置2100、冷凝回收装置2200、第二吸附解吸处理装置2300、送风机2400及第一温度调节部件2600。在此,循环路径主要由图中所示的配管管路LB3~LB7构成。
其中,第一吸附解吸处理装置2100、冷凝回收装置2200、第二吸附解吸处理装置2300及送风机2400的结构、它们在循环路径上的配置位置等,与上述实施方式2-1的情况相同。与此相对,在第一温度调节部件2600的结构不同方面、没有设置外部气体导入路径(配管管路LB11)方面等,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1D与上述实施方式2-1中的含有机溶剂的气体处理系统1C不同。需要说明的是,第一温度调节部件2600包含于第一吸附解吸处理装置2100的一部分,作为用于冷却第一吸附解吸元件2121、2131的冷却部件发挥功能。
第一温度调节部件2600包含加热器2610、和用于将该加热器2610自循环路径分开的加热器旁通路径(配管管路LB12)。加热器2610和加热器旁通路径(配管管路LB12)用于将供给到第一吸附解吸处理装置2100的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种,更具体而言,用于在时间上交替地进行将自第二吸附解吸处理装置2300排出的高温或低温的载气温度调节至高温状态的处理、和将自第一吸附解吸处理装置2100排出的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至低温状态的处理,并且供给到第一吸附解吸处理装置2100的第一处理槽2120或第二处理槽2130。
上述第一温度调节部件2600,除了设置于配管管路LB3上的加热器2610、以自配管管路LB3分支并且汇合于配管管路LB3的方式设置的作为旁通管路的配管管路LB12之外,还包含设置于配管管路LB3的阀VB601、和设置于配管管路LB12的阀VB602。
在此,加热器2610在将自第二吸附解吸处理装置2300排出的载气温度调节至高温状态并且供给到第一吸附解吸处理装置2100的第一处理槽2120或第二处理槽2130的情况下,对载气进行加热以将第一吸附解吸元件2121或第一吸附解吸元件2131维持于规定的解吸温度。
另一方面,配管管路LB12在将自第二吸附解吸处理装置2300排出的载气温度调节至低温状态并且供给到第一吸附解吸处理装置2100的第一处理槽2120或第二处理槽2130的情况下,对载气进行冷却以将第一吸附解吸元件2121或第一吸附解吸元件2131冷却至规定温度。此时,载气不通过加热器2610,由此与加热器2610的温度相比降低,从而被冷却,但是进而在配管管路LB12另外设置冷却器的情况下,可以提高冷却效果,可以更有效地冷却载气。
需要说明的是,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1D中进行的含有机溶剂的气体的处理的详细,由于按照上述实施方式2-1,因此其说明在此省略。另外,为了具体实现该含有机溶剂的气体的处理,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1D中实施的操作,虽然存在与上述实施方式2-1中的操作稍微不同的方面,但是以实现与图5所示的时间关系图相同的处理的方式进行该操作,因此其说明在此省略。
如此构成的情况下,替代上述实施方式2-1中的含有机溶剂的气体处理系统1C中所具备的作为外部气体送气部件的外部气体导入路(配管管路LB11),上述第一温度调节部件2600的加热器旁通路径(配管管路LB12)作为冷却第一吸附解吸元件2121或第一吸附解吸元件2131的冷却部件发挥功能。因此,通过形成本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1D,与形成使含有未冷凝的有机溶剂的载气直接循环而返回到第一吸附解吸处理装置2100的结构的情况相比,得到第一吸附解吸元件2121、2131的再生得到促进的结果,在此后实施的吸附处理时,由于在此之前第一吸附解吸元件2121、2131被冷却,因此可以有效地自原气体吸附有机溶剂。因此,可以得到与上述实施方式2-1中说明的效果相同的效果。
(实施方式2-3)
图7为本发明的实施方式2-3中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。以下参照该图7对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1E的结构进行说明。
如图7所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1E主要具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径、和设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置2100、冷凝回收装置2200、第二吸附解吸处理装置2300、送风机2400及第一温度调节部件2600。在此,循环路径主要由图中所示的配管管路LB3~LB7构成。需要说明的是,第一温度调节部件2600包含于第一吸附解吸处理装置2100的一部分。
其中,冷凝回收装置2200、第二吸附解吸处理装置2300、送风机2400及第一温度调节部件2600的结构、它们在循环路径上的配置位置等,与上述实施方式2-1的情况相同。与此相对,在没有设置外部气体导入路径(配管管路LB11)方面、第一吸附解吸处理装置2100所具备的第一处理槽2120和第二处理槽2130的结构等方面,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1E与上述实施方式2-1中的含有机溶剂的气体处理系统1C不同。
第一吸附解吸处理装置2100所具备的第一处理槽2120和第二处理槽2130中,设置有作为使用制冷剂间接地冷却第一吸附解吸元件2121、2131的冷却部件的间接冷却设备。作为该间接冷却设备,例如可以利用如图示那样的冷却回路(配管管路LB13)(图中,仅图示了设置于第一吸附解吸元件2121的冷却回路,设置于第一吸附解吸元件2131的冷却回路的图示省略)。该冷却回路(配管管路LB13)具有缠绕、埋设于第一吸附解吸元件2121、2131之中的中空状的铜管部分,通过在该中空状的铜管部分流通冷却到低温的作为制冷剂的水,而冷却第一吸附解吸元件2121、2131。
在此,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1E中进行的含有机溶剂的气体的处理的详细,由于按照上述实施方式2-1,因此其说明在此省略。另外,为了具体实现该含有机溶剂的气体的处理,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1E中实施的操作,虽然存在与上述实施方式2-1中的操作稍微不同的方面,但是以实现与图5所示的时间关系图相同的处理的方式进行该操作,因此其说明在此省略。
如此构成的情况下,替代上述实施方式2-1中的含有机溶剂的气体处理系统1C中所具备的作为外部气体送气部件的外部气体导入路(配管管路LB11),上述作为间接冷却设备的冷却回路(配管管路LB13)作为冷却第一吸附解吸元件2121或第一吸附解吸元件2131的冷却部件发挥功能。因此,通过形成本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1E,与形成使含有未冷凝的有机溶剂的载气直接循环而返回到第一吸附解吸处理装置2100的结构的情况相比,得到第一吸附解吸元件2121、2131的再生得到促进的结果,在此后实施的吸附处理时,由于在此之前第一吸附解吸元件2121、2131被冷却,因此可以有效地自原气体吸附有机溶剂。因此,可以得到与上述实施方式2-1中说明的效果相同的效果。
需要说明的是,上述本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1E中,例示出了作为流通于间接冷却设备的冷却回路的制冷剂利用水的情况,但是作为该制冷剂,当然也能够使用其它液体、气体。进而,从设备的简单化的观点考虑,也可以使用供给到第一吸附解吸处理装置2100之前的原气体作为制冷剂,还可以使用自第一吸附解吸处理装置2100排出的净化气体作为制冷剂。
(实施例B)
以下实际试作上述本发明的实施方式2-1中的含有机溶剂的气体处理系统1C,将使用其进行原气体的处理的情况作为实施例B进行说明。
实施例B中,作为原气体,使用以2000ppm浓度含有乙酸乙酯的30℃的气体,作为载气,使用130℃的氮气,作为第一吸附解吸元件2121、2131,使用比表面积为1500mg/m2的活性碳纤维,作为第二吸附解吸元件2321,使用比表面积为1800mg/m2的活性碳纤维。
首先,作为初期阶段中的处理,使用未图示的送风机将上述原气体以100m3/分钟的风量送风到第一吸附解吸处理装置2100的一个处理槽25分钟,由此进行吸附处理。
上述初期阶段中的处理结束之后,将以下说明的一系列的处理作为1次循环连续重复实施,由此进行原气体的处理。
具体而言,对阀VB101~VB106进行转换操作,将上述一个处理槽转换为解吸槽,并且将剩下的处理槽作为吸附槽。在解吸槽中,通过以33m3/分钟的风量导入氮气而进行第一吸附解吸元件的解吸处理,在吸附槽中,在与上述条件相同的条件下进行吸附处理。需要说明的是,冷凝回收装置2200中,将自解吸槽排出的含有乙酸乙酯的130℃的氮气冷却至10℃。
在此,对于将解吸槽中的解吸开始的时点作为开端的开始的10分钟,使用加热器2331将自冷凝器2210排出的含有未冷凝的乙酸乙酯的10℃的氮气加热至130℃并且导入到第二吸附解吸处理装置2300的处理槽2320,进而将自处理槽2320排出的气体导入到第一吸附解吸处理装置2100的解吸槽。
另外,对于将自解吸槽中的解吸开始的时点起经过10分钟之后作为开端的结束的10分钟,通过对阀VB301、VB302进行转换操作,使用未图示的另外设置于配管管路LB6的冷却器将自解吸槽排出的含有乙酸乙酯的130℃的氮气冷却至10℃并且导入到第二吸附解吸处理装置2300的处理槽2320,进而,将自处理槽2320排出的气体导入到第一吸附解吸处理装置2100的解吸槽。
进而,解吸处理完成了之后的冷却处理,通过使用未图示的送风机将外部气体导入到解吸槽5分钟,将第一吸附解吸处理装置2100的解吸槽自130℃冷却至50℃。
以上说明的1次循环连续重复实施的情况下,确认了自第一吸附解吸处理装置2100排出的净化气体中含有的乙酸乙酯浓度降低至平均约20ppm,即使在吸附初期、也没有检出高的峰。即确认了,实施例B中、可以以约99%的高的去除率去除乙酸乙酯。
另外,确认了在将上述解吸槽中的解吸开始的时点作为开端的开始的10分钟结束了的时点,导入到冷凝回收装置2200的部分的配管管路LB4中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度升高至约65000ppm。另外,此时确认了自冷凝回收装置2200排出的部分的配管管路LB5中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约59000ppm,并且确认了自第二吸附解吸处理装置2300排出的部分的配管管路LB7中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约59000ppm。
另一方面确认了在将自上述解吸槽中的解吸开始的时点起经过10分钟后作为开端的结束的10分钟结束了的时点,自第二吸附解吸处理装置2300排出的部分的配管管路LB7中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度降低至约2000ppm。即确认了,在将自解吸槽中的解吸开始的时点起经过10分钟后作为开端的结束的10分钟,第一吸附解吸元件2131的再生得到促进。
通过以上的结果在实验上确认了,通过本发明的适用,能够以高的去除率去除原气体中含有的作为有机溶剂的乙酸乙酯,并且实现该乙酸乙酯的回收效率的提高。
需要说明的是,上述本发明的实施方式2-1、2-2、2-3中的含有机溶剂的气体处理系统1C、1D、1E中,仅以必要最低限度图示了送风机、泵等流体搬送部件,储存罐(storage tank)等流体存积部件等构成要素,这些构成要素根据需要配置于适当位置即可。
另外,上述本发明的实施方式2-1、2-2、2-3中的含有机溶剂的气体处理系统1C、1D、1E中,作为第一吸附解吸处理装置,例示出了具备两个容纳第一吸附解吸元件的处理槽、构成为通过它们在时间上交替地转换为吸附槽和解吸槽而能够连续地进行被处理气体的处理的第一吸附解吸处理装置进行了说明,但是在未必需要连续地处理被处理气体的情况下,吸附解吸处理装置也可以由具备单一的处理槽来构成。另外,需要连续地处理被处理气体的情况下,也可以替代上述转换式的第一吸附解吸处理装置,利用下述吸附解吸处理装置来构成其,所述吸附解吸处理装置,其使用第一吸附元件的一部分作为吸附处理区域,并且使用第一吸附元件的剩余部分作为解吸处理区域,具备以这些吸附处理区域和解吸处理区域随着吸附材料的旋转动作而缓慢地移动的方式构成的旋转式的吸附材料。
<第三实施方式组(实施方式3-1、3-2)>
接着对本发明的实施方式3-1、3-2进行说明。实施方式3-1将基于上述本发明的第四方案的含有机溶剂的气体处理系统具体化,实施方式3-2将基于上述本发明的第五方案的含有机溶剂的气体处理系统具体化。需要说明的是,以下所示的实施方式3-1、3-2中,对于相同或共通的部分在附图中附加相同的附图标记,不重复其说明。
(实施方式3-1)
图8为本发明的实施方式3-1中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。图9为图8所示的第二吸附解吸处理装置的外观示意图。首先参照该这些图8和图9对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1F的结构进行说明。
如图8所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1F主要具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径,设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置3100、第二吸附解吸处理装置3200、冷凝回收装置3300及送风机3400。
在此,循环路径主要由图中所示的配管管路LC3~LC8构成,送风机3400为用于在该循环路径中流通载气的送风部件。需要说明的是,作为载气,能够利用水蒸气、加热空气、加热到了高温的非活性气体等各种气体,但是若利用作为特别是不含有水分的气体的非活性气体则可以更简单地构成含有机溶剂的气体处理系统。
第一吸附解吸处理装置3100包含具有第一处理槽3120和第二处理槽3130的吸附解吸处理塔3110、和作为第一温度调节部件的加热器3140。在第一处理槽3120容纳吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件3121,在第二处理槽3130容纳吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件3131。
加热器3140用于将供给到第一吸附解吸处理装置3100的载气温度调节至高温状态,更具体而言,用于将自第二吸附解吸处理装置3200排出、经由送风机3400的处于低温状态的载气温度调节至高温状态,并且供给到吸附解吸处理塔3110。在此,加热器3140对导入到第一处理槽3120和第二处理槽3130的载气进行加热以将第一吸附解吸元件3121、3131维持于规定的解吸温度。
第一吸附解吸元件3121、3131,通过接触原气体而吸附原气体中含有的有机溶剂。因此,第一吸附解吸处理装置3100中,通过向第一处理槽3120和第二处理槽3130供给原气体,有机溶剂被第一吸附解吸元件3121、3131吸附,由此自原气体分离有机溶剂,从而将原气体净化而以净化气体形式自第一处理槽3120和第二处理槽3130排出。
另外,第一吸附解吸元件3121、3131,通过接触处于高温状态的载气而将吸附完的有机溶剂解吸。因此,第一吸附解吸处理装置3100中,通过向第一处理槽3120和第二处理槽3130供给处于高温状态的载气,有机溶剂自第一吸附解吸元件3121、3131解吸,由此,含有有机溶剂的处于高温状态的载气自第一处理槽3120和第二处理槽3130排出。
第一吸附解吸元件3121、3131由含有活性炭、活性碳纤维、沸石和硅胶中的任意一种的吸附材料构成。优选的是,作为第一吸附解吸元件3121、3131,利用粒状、粉体状、蜂窝状等的活性炭、沸石,更优选的是,利用活性碳纤维。活性碳纤维由于具有表面具有微孔的纤维状结构,与气体的接触效率高、进而具有毡的形态等,由此成型容易并且填充密度高,因此实现比其它吸附材料高的吸附效率。
第一吸附解吸处理装置3100分别与配管管路LC1、LC2连接。配管管路LC1为用于将含有有机溶剂的原气体供给到第一处理槽3120和第二处理槽3130的配管管路,通过阀VC101、VC102,转换对于第一处理槽3120和第二处理槽3130的连接/非连接状态。配管管路LC2为用于将净化气体自第一处理槽3120和第二处理槽3130排出的配管管路,通过阀VC103、VC104,转换对于第一处理槽3120和第二处理槽3130的连接/非连接状态。
另外,第一吸附解吸处理装置3100分别与配管管路LC3、LC4连接。配管管路LC3为用于将载气介由上述加热器3140而供给到第一处理槽3120和第二处理槽3130的配管管路,通过阀VC105、VC106,转换对于第一处理槽3120和第二处理槽3130的连接/非连接状态。配管管路LC4为用于将载气自第一处理槽3120和第二处理槽3130排出的配管管路,通过阀VC101、VC102,转换对于第一处理槽3120和第二处理槽3130的连接/非连接状态。
通过操作上述阀VC101~VC106的开闭,分别向第一处理槽3120和第二处理槽3130在时间上交替地供给原气体、和利用加热器3140进行温度调节而处于高温状态的载气。由此,第一处理槽3120和第二处理槽3130在时间上交替地作为吸附槽和解吸槽发挥功能,随之,有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。需要说明的是,具体而言,第一处理槽3120作为吸附槽发挥功能的情况下,第二处理槽3130作为解吸槽发挥功能,第一处理槽3120作为解吸槽发挥功能的情况下,第二处理槽3130作为吸附槽发挥功能。
在此,配管管路LC1与第一处理槽3120和第二处理槽3130中作为吸附槽发挥功能的处理槽连接而向该处理槽供给原气体,配管管路LC2与第一处理槽3120和第二处理槽3130中作为吸附槽发挥功能的处理槽连接而自该处理槽排出净化气体。另外,配管管路LC3与第一处理槽3120和第二处理槽3130中作为解吸槽发挥功能的处理槽连接而向该处理槽供给载气,配管管路LC4与第一处理槽3120和第二处理槽3130中作为解吸槽发挥功能的处理槽连接而自该处理槽排出载气。
如图8和图9所示,第二吸附解吸处理装置3200由包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件3210的转子式的吸附解吸处理装置构成,主要具有第一处理部3220、第二处理部3230、吹扫部3240和配管管路LC8。
第一处理部3220设置于循环路径中的自第一吸附解吸处理装置3100看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达冷凝回收装置3300的部分上,分别与配管管路LC4、LC5连接。
第二处理部3230设置于循环路径中的自冷凝回收装置3300看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达第一吸附解吸处理装置3100的部分上,分别与配管管路LC6、LC7连接。
配管管路LC8由以自配管管路LC7分支并且汇合于配管管路LC6的方式设置的旁通管路构成,吹扫部3240设置于该配管管路LC8上。
如图9所示,第二吸附解吸元件3210包含具有大致圆柱状的外形的吸附材料,在其轴中心设置有中心轴线3215。在第二吸附解吸处理装置3200附设没有图示的驱动器,通过该驱动器而中心轴线3215被旋转驱动。通过中心轴线3215被旋转驱动,第二吸附解吸元件3210在图中所示的箭头A方向旋转。
随着第二吸附解吸元件3210的旋转,第二吸附解吸元件3210的任意部分在第一处理部3220与第二处理部3230之间时间上交替地移动。更具体而言,第二吸附解吸元件3210的任意部分依次转移到第一处理部3220、吹扫部3240、第二处理部3230,并且再次转移到第一处理部3220。
第二吸附解吸元件3210通过接触含有有机溶剂的处于高温状态的载气而将吸附完的有机溶剂解吸。因此,第二吸附解吸处理装置3200中,通过介由配管管路LC4向第一处理部3220供给处于高温状态的载气,将有机溶剂自第二吸附解吸元件3210解吸,由此将含有有机溶剂的处于高温状态的载气自第一处理部3220介由配管管路LC5排出。
另外,第二吸附解吸元件3210通过接触处于低温状态的载气而吸附有机溶剂。因此,第二吸附解吸处理装置3200中,通过介由配管管路LC6向第二处理部3230供给含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气,有机溶剂被第二吸附解吸元件3210吸附,由此有机溶剂自载气分离,从而载气中含有的有机溶剂的浓度降低,该有机溶剂的浓度降低了的处于低温状态的载气自第二处理部3230介由配管管路LC7排出。
需要说明的是,吹扫部3240中,使利用第二处理部3230实施了吸附处理之后的处于低温状态的载气的一部分介由配管管路LC7、LC8与第二吸附解吸元件3210接触。由此,吹扫部3240中,第一处理部3220中用于解吸处理的部分的第二吸附解吸元件3210被冷却,第二处理部3230中迅速地发挥第二吸附解吸元件3210的吸附性能。
第二吸附解吸元件3210由含有活性氧化铝、硅胶、活性炭和沸石中的任意一种的吸附材料构成。优选的是,作为第二吸附解吸元件3210,利用粒状、粉体状、蜂窝状等的活性炭、沸石。活性炭、沸石在吸附以及解吸低浓度有机化合物的功能方面优异。
如图8所示,冷凝回收装置3300包含冷凝器3310和回收罐3320。冷凝器3310通过将处于高温状态的载气温度调节至低温状态、而使载气中含有的有机溶剂冷凝,具体而言,由通过使用冷却水等将载气冷却而使有机溶剂液化的冷却器构成。另外,回收罐3320以冷凝液形式存积利用冷凝器3310液化的有机溶剂。另外,根据需要可以在冷凝器3310与回收罐3320之间设置将比重差不同的溶剂与溶剂、或者将溶剂与水分离的分离器。
冷凝回收装置3300分别与配管管路LC5、LC6连接。配管管路LC5为用于将自第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220排出的处于高温状态的载气供给到冷凝器3310的配管管路,配管管路LC6为用于将残留于冷凝器3310内的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气自冷凝器3310排出并且供给到第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230的配管管路。
另外,冷凝回收装置3300分别与配管管路LC9、LC10连接。配管管路LC9为用于将存积于回收罐3320的有机溶剂的冷凝液向外部排出的配管管路,配管管路LC10为用于将在回收罐3320中挥发了的有机溶剂返回到搬送原气体的配管管路LC1的配管管路。
需要说明的是,在上述配管管路LC3设置有用于将载气自外部导入到循环路径的配管管路LC0。该配管管路LC0用于在上述含有机溶剂的气体处理系统1F的初期设置时将载气导入到循环路径、或者在维护时等根据需要将载气补充到循环路径。
图10为表示图8所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。接着参照该图10对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1F中进行的含有机溶剂的气体的处理的详细进行说明。
参照图10,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1F,将图中所示的1次循环作为单位期间、重复实施该循环,由此连续进行含有机溶剂的气体的处理。
在上述1次循环的前半部(图中所示的时刻t0~t2之间),在设置有第一吸附解吸元件3121的第一吸附解吸处理装置3100的第一处理槽3120中、实施吸附处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件3131的第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130中、实施解吸处理。
另外,在上述1次循环的后半部(图中所示的时刻t2~t4之间),在设置有第一吸附解吸元件3121的第一吸附解吸处理装置3100的第一处理槽3120中、实施解吸处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件3131的第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130中、实施吸附处理。
进而,在该1次循环中的全部期间(图中所示的时刻t0~t4之间),在位于第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210中,连续实施解吸处理,与此同时,在位于第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230的部分的第二吸附解吸元件3210中,连续实施吸附处理。
需要说明的是,上述1次循环中,在冷凝回收装置3300中时常自载气回收有机溶剂。
接着,对于上述含有机溶剂的气体的处理,参照图8进行更详细说明。需要说明的是,以下的说明基于第一吸附解吸处理装置3100的第一处理槽3120作为吸附槽发挥功能、第二处理槽3130作为解吸槽发挥功能的状态,但是转换这些吸附槽和解吸槽的情况下,也进行同样的操作。
如图8所示,通过第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130中实施的解吸处理、而自该第二处理槽3130排出的含有有机溶剂的处于高温状态的载气,被供给到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220,而与第二吸附解吸元件3210接触。在该第一处理部3220中,实施解吸处理,由此在第二吸附解吸元件3210,吸附完的有机溶剂通过该处于高温状态的载气而自第二吸附解吸元件3210解吸。
自第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220排出的含有有机溶剂的处于高温状态的载气,被供给到冷凝回收装置3300,而被冷却、温度调节至低温状态,从而有机溶剂的一部分液化而以冷凝液形式回收。
自冷凝回收装置3300排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气,被供给到第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230,而与第二吸附解吸元件3210再次接触。在该第二处理部3230中,实施吸附处理,由此处于低温状态的载气中含有的有机溶剂被第二吸附解吸元件3210吸附。
自第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230排出的处于低温状态的载气被导入到加热器3140而被加热、温度调节至高温状态,并且将其供给到第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130。
通过上述处理在整个规定期间连续实施,利用第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230吸附的有机溶剂,此后在第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220解吸。因此,自第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230排出的载气中的有机溶剂的浓度大幅降低。
随之,与容纳于第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130的第一吸附解吸元件3131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也大幅降低。因此,该第一吸附解吸元件3131的再生得到促进。以上的处理进行至利用第一吸附解吸元件3131进行的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
通过形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1F,与形成使含有未冷凝的有机溶剂的载气直接循环而返回到第一吸附解吸处理装置3100的结构的情况相比,得到第一吸附解吸元件3121、3131的再生得到促进的结果,在此后实施的吸附处理时,可以更有效地自原气体吸附有机溶剂。因此,对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到实现,与以往相比,可以形成高性能的含有机溶剂的气体处理系统。
另外,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1F,由于通过构筑循环路径而构成为可以重复使用载气,因此可以使经济性也优异。因此,使用以氮气等为代表的非活性气体作为载气的情况下,特别是能够得到可以抑制运转成本的效果。
需要说明的是,上述本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1F中,例示出了构成为自第一吸附解吸处理装置3100排出的含有有机溶剂的处于高温状态的载气介由配管管路LC4直接供给到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的情况,但是为了提高该第一处理部3220中的第二吸附解吸元件3210的解吸性能,也可以根据需要在配管管路LC4上设置加热器。
(实施例C)
以下实际试作上述本发明的实施方式3-1中的含有机溶剂的气体处理系统1F,将使用其进行原气体的处理的情况作为实施例C进行说明。
实施例C中,作为原气体,使用以2000ppm浓度含有乙酸乙酯的30℃的气体,作为载气,使用140℃的氮气,作为第一吸附解吸元件3121、3131,使用比表面积为1500mg/m2的活性碳纤维,作为第二吸附解吸元件3210,使用包含沸石的蜂窝状的吸附材料。
首先,作为初期阶段中的处理,使用未图示的送风机将上述原气体以90m3/分钟的风量送风到第一吸附解吸处理装置3100的一个处理槽10分钟,由此进行吸附处理。
上述初期阶段中的处理结束之后,将以下说明的经过10分钟的一系列的处理作为1次循环连续重复实施,由此进行原气体的处理。
具体而言,对阀VC101~VC106进行转换操作,将上述一个处理槽转换为解吸槽,并且将剩下的处理槽作为吸附槽。在解吸槽中,通过以30m3/分钟的风量导入氮气而进行第一吸附解吸元件的解吸处理,在吸附槽中,在与上述条件相同的条件下进行吸附处理。需要说明的是,冷凝回收装置3300中,将自第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220排出的含有乙酸乙酯的氮气冷却至10℃。
以上说明的1次循环连续重复实施的情况下,确认了自第一吸附解吸处理装置3100排出的净化气体中含有的乙酸乙酯浓度降低至约20ppm。即确认了,实施例C中、可以以约99%的高的去除率去除乙酸乙酯。
需要说明的是,确认了导入到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的部分的配管管路LC4中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约31000ppm,并且确认了导入到冷凝回收装置3300的部分的配管管路LC5中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约65000ppm。
另外,确认了导入到第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230的部分的配管管路LC6中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约59000ppm,并且确认了导入到第一吸附解吸处理装置3100的部分的配管管路LC3中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约25000ppm。
通过以上说明的本实施例在实验上确认了,通过本发明的适用,能够以高的去除率去除原气体中含有的作为有机溶剂的乙酸乙酯,并且实现该乙酸乙酯的回收效率的提高。
(实施方式3-2)
图11为本发明的实施方式3-2中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。以下参照该图11对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G的结构进行说明。
如图11所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G,与上述实施方式3-1中的含有机溶剂的气体处理系统1F同样地,主要具备:以载气循环的方式流通的循环路径、和设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置3100、第二吸附解吸处理装置3200、冷凝回收装置3300及送风机3400。在此,循环路径主要由图中所示的配管管路LC3~LC8、LC11构成。
本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G在第二吸附解吸处理装置3200包含作为第二温度调节部件的温度调节机构3250方面与上述实施方式3-1的情况不同。
温度调节机构3250用于将供给到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种,更具体而言,用于将自第一吸附解吸处理装置3100排出的处于高温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种并且供给到第一处理部3220。
温度调节机构3250包含以自配管管路LC4分支并且再次汇合于配管管路LC4的方式设置的作为旁通管路的配管管路LC11、设置于配管管路LC11上的冷却器3251、设置于配管管路LC4的阀VC201、和设置于配管管路LC11的阀VC202。需要说明的是,阀VC201设置于与自配管管路LC4分支而设置的配管管路LC11并行的部分的配管管路LC4。
在此,配管管路LC4为用于在将含有有机溶剂的处于高温状态的载气温度调节至高温状态并且供给到第一处理部3220的情况下,将导入到第一处理部3220的载气直接搬送或者根据需要使用另外设置于与配管管路LC11并行的部分的配管管路LC4的加热器加热来搬送,以使位于第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210维持于规定的解吸温度的配管管路。
另一方面,冷却器3251在将含有有机溶剂的处于高温状态的载气温度调节至低温状态并且供给到第一处理部3220的情况下,将导入到第一处理部3220的载气冷却,以使位于第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210维持于规定的吸附温度。
图12为表示图11所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。接着参照该图12对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G中进行的含有机溶剂的气体的处理的详细进行说明。
参照图12,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G,将图中所示的1次循环作为单位期间、重复实施该循环,由此连续进行含有机溶剂的气体的处理。
在上述1次循环的前半部(图中所示的时刻t0~t2之间),在设置有第一吸附解吸元件3121的第一吸附解吸处理装置3100的第一处理槽3120中、实施吸附处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件3131的第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130中、实施解吸处理。
另外,在上述1次循环的后半部(图中所示的时刻t2~t4之间),在设置有第一吸附解吸元件3121的第一吸附解吸处理装置3100的第一处理槽3120中、实施解吸处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件3131的第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130中、实施吸附处理。
进而,在该1次循环中的全部期间(图中所示的时刻t0~t4之间),在位于第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230的部分的第二吸附解吸元件3210中,连续实施解吸处理。
另一方面,在该1次循环的前半部的开始阶段(图中所示的时刻t0~t1之间),在位于第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210中,实施解吸处理,在该1次循环的前半部的结束阶段(图中所示的时刻t1~t2之间),在位于该第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210中,实施吸附处理。
另外,在该1次循环的后半部的开始阶段(图中所示的时刻t2~t3之间),在位于第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210中,实施解吸处理,在该1次循环的后半部的结束阶段(图中所示的时刻t3~t4之间),在位于该第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210中,实施吸附处理。
即,对于本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G而言,在一对的第一吸附解吸元件3121、3131中的任意一者实施解吸处理的解吸处理期间的开始阶段,在位于第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210中,实施解吸处理,在一对的第一吸附解吸元件3121、3131中的任意一者实施解吸处理的解吸处理期间的结束阶段,在位于第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210中,实施吸附处理。
需要说明的是,上述1次循环中,在冷凝回收装置3300中时常自载气回收有机溶剂。
接着,为了具体实现上述含有机溶剂的气体的处理,参照图11对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G中实施的操作进行详细说明。需要说明的是,以下的说明基于第一吸附解吸处理装置3100的第一处理槽3120作为吸附槽发挥功能、第二处理槽3130作为解吸槽发挥功能的状态,但是转换这些吸附槽和解吸槽的情况下,也进行同样的操作。
如图11所示,在容纳于第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130的第一吸附解吸元件3131的解吸处理期间的开始阶段(即,图12中所示的时刻t0~t1之间),开放设置于温度调节机构3250的阀VC201的同时闭塞阀VC202,由此将自第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130排出的含有有机溶剂的处于高温状态的载气经由配管管路LC4直接供给到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220,而与位于该第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210接触。
由此,第二吸附解吸元件3210的吸附完的有机溶剂,通过该处于高温状态的载气而自第二吸附解吸元件3210解吸,自第一处理部3220排出的载气中的有机溶剂的浓度缓慢升高。随之,供给到第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230的载气中的有机溶剂的浓度也缓慢升高,与容纳于第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130的第一吸附解吸元件3131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也缓慢升高,但是对该第一吸附解吸元件3131的解吸处理自身几乎没有影响,进行该第一吸附解吸元件3131的再生直至相当程度为止。该操作进行至自第一吸附解吸元件3131的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
接着,在容纳于第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130的第一吸附解吸元件3131的解吸处理期间的结束阶段(即,图11中所示的时刻t1~t2之间),闭塞设置于温度调节机构3250的阀VC201的同时开放阀VC202,由此将自第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130排出的含有有机溶剂的处于高温状态的载气导入到冷却器3251而冷却、温度调节至低温状态,通过将其供给到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220,而与位于该第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210接触。
由此,通过位于第一处理部3220的部分的第二吸附解吸元件3210而吸附载气中含有的有机溶剂,自该第一处理部3220排出的载气中的有机溶剂的浓度缓慢降低。随之,供给到第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230的载气中的有机溶剂的浓度也缓慢降低,进而,与容纳于第一吸附解吸处理装置3100的第二处理槽3130的第一吸附解吸元件3131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也缓慢降低。因此,该第一吸附解吸元件3131的再生得到进一步促进。该操作进行至利用第一吸附解吸元件3131进行的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
需要说明的是,此时,通过利用冷却器3251将自第一吸附解吸处理装置3100排出的处于高温状态的载气冷却,该载气中含有的有机溶剂也有可能冷凝,但是若在上述第一吸附解吸元件3131的解吸处理期间的开始阶段,自第一吸附解吸元件3131的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态,则通过利用冷凝回收装置3300的冷凝器3310进行的冷凝处理,冷却后的温度状态下的有机溶剂的气液平衡状态已经得到维持,因此即使利用该冷却器3251进行冷却后,载气中含有的有机溶剂的气液平衡状态也得到维持,有机溶剂不会冷凝。
但是,在与利用冷凝器3310进行冷却后的载气的温度相比,将利用冷却器3251进行冷却后的载气的温度设定得低的情况下,该冷却器3251中,有机溶剂有可能冷凝,因此此时,若该冷却器3251与回收罐3320连接则能够利用回收罐3320回收冷凝后的有机溶剂。
形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G的情况下,也可以得到与形成上述实施方式3-1中的含有机溶剂的气体处理系统1F的情况相同的效果。即,通过形成本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1G,与形成使含有未冷凝的有机溶剂的载气直接循环而返回到第一吸附解吸处理装置3100的结构的情况相比,得到第一吸附解吸元件3121、3131的再生得到促进的结果,在此后实施的吸附处理时,可以更有效地自原气体吸附有机溶剂。
(实施例D)
以下实际试作上述本发明的实施方式3-2中的含有机溶剂的气体处理系统1G,将使用其进行原气体的处理的情况作为实施例D进行说明。
实施例D中,作为原气体,使用以2000ppm浓度含有乙酸乙酯的30℃的气体,作为载气,使用130℃的氮气,作为第一吸附解吸元件3121、3131,使用比表面积为1500mg/m2的活性碳纤维,作为第二吸附解吸元件3210,使用包含沸石的蜂窝状的吸附材料。
首先,作为初期阶段中的处理,使用未图示的送风机将上述原气体以100m3/分钟的风量送风到第一吸附解吸处理装置3100的一个处理槽10分钟,由此进行吸附处理。
上述初期阶段中的处理结束之后,将以下说明的一系列的处理作为1次循环连续重复实施,由此进行原气体的处理。
具体而言,对阀VC101~VC106进行转换操作,将上述一个处理槽转换为解吸槽,并且将剩下的处理槽作为吸附槽。在解吸槽中,通过以20m3/分钟的风量导入氮气而进行第一吸附解吸元件的解吸处理,在吸附槽中,在与上述条件相同的条件下进行吸附处理。需要说明的是,冷凝回收装置3300中,将自第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220排出的含有乙酸乙酯的氮气冷却至10℃。
在此,对于将解吸槽中的解吸开始的时点作为开端的开始的5分钟,将自解吸槽排出的含有乙酸乙酯的140℃的氮气直接导入到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220。
另外,对于将自解吸槽中的解吸开始的时点起经过5分钟之后作为开端的结束的5分钟,通过对阀VC201、VC202进行转换操作,使用冷却器3251将自解吸槽排出的含有乙酸乙酯的140℃的氮气冷却至10℃并且导入到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220。
以上说明的1次循环连续重复实施的情况下,确认了自第一吸附解吸处理装置3100排出的净化气体中含有的乙酸乙酯浓度降低至约20ppm。即确认了,实施例D中、可以以约99%的高的去除率去除乙酸乙酯。
另外,确认了在将上述解吸槽中的解吸开始的时点作为开端的开始的5分钟结束了的时点,导入到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的部分的配管管路LC4中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约45000ppm,并且确认了导入到冷凝回收装置3300的部分的配管管路LC5中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约65000ppm。
进而,此时确认了导入到第二吸附解吸处理装置3200的第二处理部3230的部分的配管管路LC6中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约59000ppm,并且确认了导入到第一吸附解吸处理装置3100的部分的配管管路LC3中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约35000ppm。
另一方面,确认了在将自上述解吸槽中的解吸开始的时点起经过5分钟之后作为开端的结束的5分钟结束了的时点,导入到第一吸附解吸处理装置3100的部分的配管管路LC3中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约2000ppm,并且确认了导入到第二吸附解吸处理装置3200的第一处理部3220的部分的配管管路LC4中流通的氮气中含有的乙酸乙酯的浓度为约2000ppm。
通过以上说明的本实施例在实验上确认了,通过本发明的适用,能够以高的去除率去除原气体中含有的作为有机溶剂的乙酸乙酯,并且实现该乙酸乙酯的回收效率的提高。
需要说明的是,上述本发明的实施方式3-1、3-2中的含有机溶剂的气体处理系统1F、1G中,仅以必要最低限度图示了送风机、泵等流体搬送部件,储存罐(storage tank)等流体存积部件等构成要素进行了说明,这些构成要素根据需要配置于适当位置即可。
另外,上述本发明的实施方式3-1、3-2中的含有机溶剂的气体处理系统1F、1G中,作为第一吸附解吸处理装置,例示出了具备两个容纳第一吸附解吸元件的处理槽、构成为通过它们在时间上交替地转换为吸附槽和解吸槽而能够连续地进行被处理气体的处理的第一吸附解吸处理装置进行了说明,但是在未必需要连续地处理被处理气体的情况下,吸附解吸处理装置也可以通过具备单一的处理槽来构成。另外,需要连续地处理被处理气体的情况下,也可以替代上述转换式的第一吸附解吸处理装置,形成转子式的吸附解吸处理装置。
<第四实施方式组(实施方式4-1、4-2、4-3、4-4)>
接着对本发明的实施方式4-1、4-2、4-3、4-4进行说明。实施方式4-1、4-2、4-3、4-4将基于上述本发明的第六方案的含有机溶剂的气体处理系统具体化。需要说明的是,以下所示的实施方式4-1、4-2、4-3、4-4中,对于相同或共通的部分在附图中附加相同的附图标记,不重复其说明。
(实施方式4-1)
图13为本发明的实施方式4-1中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。首先参照该图13对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1H的结构进行说明。
如图13所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1H主要具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径,设置于该循环路径上的第一吸附解吸处理装置4100、冷凝回收装置4200、第二吸附解吸处理装置4300、送风机4400及作为温度调节部件的加热器4500。
在此,循环路径主要由图中所示的配管管路LD3~LD9构成,送风机4400为用于在该循环路径中流通载气的送风部件。需要说明的是,作为载气,能够利用水蒸气、加热空气、加热到了高温的非活性气体等各种气体,但是若利用作为特别是不含有水分、没有爆炸危险性的气体的非活性气体则可以更简单且安全地构成含有机溶剂的气体处理系统。
循环路径具有由上述配管管路LD3~LD9中的配管管路LD3~LD7构成的主路径,和由上述配管管路LD3~LD9中的配管管路LD8、LD9构成的分支路径。
由配管管路LD3~LD7构成的主路径,以自第一吸附解吸处理装置4100排出的载气依次经由冷凝回收装置4200和第二吸附解吸处理装置4300的后述的第一处理部4320而再次供给到第一吸附解吸处理装置4100的方式,连接这些第一吸附解吸处理装置4100、冷凝回收装置4200和第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320。
由配管管路LD8、LD9构成的分支路径,以自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出的载气不经由第一吸附解吸处理装置4100而经由第二吸附解吸处理装置4300的后述的第二处理部4330再次供给到冷凝回收装置4200的方式,将连接上述主路径中的第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320和第一吸附解吸处理装置4100的部分、与连接上述主路径中的第一吸附解吸处理装置4100和冷凝回收装置4200的部分连接。
第一吸附解吸处理装置4100包含具有第一处理槽4120和第二处理槽4130的吸附解吸处理塔4110。在第一处理槽4120容纳吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件4121,在第二处理槽4130容纳吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件4131。
第一吸附解吸元件4121、4131,通过接触原气体而吸附原气体中含有的有机溶剂。因此,第一吸附解吸处理装置4100中,通过向第一处理槽4120和第二处理槽4130供给原气体,有机溶剂被第一吸附解吸元件4121、4131吸附,由此自原气体分离有机溶剂,从而将原气体净化而以净化气体形式自第一处理槽4120和第二处理槽4130排出。
另外,吸附解吸元件4121、4131,通过接触处于高温状态的载气而将吸附完的有机溶剂解吸。因此,第一吸附解吸处理装置4100中,通过向第一处理槽4120和第二处理槽4130供给处于高温状态的载气,有机溶剂自第一吸附解吸元件4121、4131解吸,由此,含有有机溶剂的处于高温状态的载气自第一处理槽4120和第二处理槽4130排出。
第一吸附解吸元件4121、4131由含有活性炭、活性碳纤维、沸石和硅胶中的任意一种的吸附材料构成。优选的是,作为第一吸附解吸元件4121、4131,利用粒状、粉体状、蜂窝状等的活性炭、沸石,更优选的是,利用活性碳纤维。活性碳纤维由于具有表面具有微孔的纤维状结构,与气体的接触效率高、进而具有毡的形态等,由此成型容易并且填充密度高,因此实现比其它吸附材料高的吸附效率。
第一吸附解吸处理装置4100分别与配管管路LD1、LD2连接。配管管路LD1为用于将含有有机溶剂的原气体供给到第一处理槽4120和第二处理槽4130的配管管路,通过阀VD101、VD102,转换对于第一处理槽4120和第二处理槽4130的连接/非连接状态。配管管路LD2为用于将净化气体自第一处理槽4120和第二处理槽4130排出的配管管路,通过阀VD103、VD104,转换对于第一处理槽4120和第二处理槽4130的连接/非连接状态。
另外,第一吸附解吸处理装置4100分别与配管管路LD3、LD4连接。配管管路LD3为用于将载气供给到第一处理槽4120和第二处理槽4130的配管管路,通过阀VD105、VD106,转换对于第一处理槽4120和第二处理槽4130的连接/非连接状态。配管管路LD4为用于将载气自第一处理槽4120和第二处理槽4130排出的配管管路,通过阀VD101、VD102,转换对于第一处理槽4120和第二处理槽4130的连接/非连接状态。
通过操作上述阀VD101~VD106的开闭,分别向第一处理槽4120和第二处理槽4130在时间上交替地供给原气体、和利用后述的加热器4500进行温度调节而处于高温状态的载气。由此,第一处理槽4120和第二处理槽4130在时间上交替地作为吸附槽和解吸槽发挥功能,随之,有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气。需要说明的是,具体而言,第一处理槽4120作为吸附槽发挥功能的情况下,第二处理槽4130作为解吸槽发挥功能,第一处理槽4120作为解吸槽发挥功能的情况下,第二处理槽4130作为吸附槽发挥功能。
在此,配管管路LD1与第一处理槽4120和第二处理槽4130中作为吸附槽发挥功能的处理槽连接而向该处理槽供给原气体,配管管路LD2与第一处理槽4120和第二处理槽4130中作为吸附槽发挥功能的处理槽连接而自该处理槽排出净化气体。另外,配管管路LD3与第一处理槽4120和第二处理槽4130中作为解吸槽发挥功能的处理槽连接而向该处理槽供给载气,配管管路LD4与第一处理槽4120和第二处理槽4130中作为解吸槽发挥功能的处理槽连接而自该处理槽排出载气。
冷凝回收装置4200包含冷凝器4210和回收罐4220。冷凝器4210通过将处于高温状态的载气温度调节至低温状态、而使载气中含有的有机溶剂冷凝,具体而言,由通过使用冷却水等将载气冷却而使有机溶剂液化的冷却器构成。另外,回收罐4220以冷凝液形式存积利用冷凝器4210液化的有机溶剂。另外,根据需要可以在冷凝器4210与回收罐4220之间设置将比重差不同的溶剂与溶剂、或者将溶剂与水分离的分离器。
冷凝回收装置4200分别与配管管路LD4、LD5连接。配管管路LD4为用于将自第一吸附解吸处理装置4100排出的处于高温状态的载气供给到冷凝器4210的配管管路,配管管路LD5为用于将残留于冷凝器4210内的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气自冷凝器4210排出的配管管路。
另外,冷凝回收装置4200分别与配管管路LD10、LD11连接。配管管路LD10为用于将存积于回收罐4220的有机溶剂的冷凝液向外部排出的配管管路,配管管路LD11为用于将在回收罐4220中挥发了的有机溶剂返回到搬送原气体的配管管路LD1的配管管路。
第二吸附解吸处理装置4300由包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件4310的转子式的吸附解吸处理装置构成,如上所述主要具有第一处理部4320和第二处理部4330。
第一处理部4320设置于循环路径中的上述主路径上,分别与配管管路LD5、LD6连接。
第二处理部4330设置于循环路径中的上述分支路径上,分别与配管管路LD8、LD9连接。
第二吸附解吸元件4310包含具有大致圆柱状的外形的吸附材料。在第二吸附解吸处理装置4300附设电动机4340,通过驱动该电动机4340,第二吸附解吸元件4310朝向图中所示的箭头方向旋转。
随着第二吸附解吸元件4310的旋转,第二吸附解吸元件4310的任意部分在第一处理部4320与第二处理部4330之间时间上交替地移动。更具体而言,第二吸附解吸元件4310的任意部分依次转移到第一处理部4320、第二处理部4330,并且再次转移到第一处理部4320。
第二吸附解吸元件4310通过接触处于低温状态的载气而吸附有机溶剂。因此,第二吸附解吸处理装置4300中,通过将含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气介由配管管路LD5供给到第一处理部4320,有机溶剂被第二吸附解吸元件4310吸附,由此有机溶剂自载气分离,而载气中含有的有机溶剂的浓度降低,该有机溶剂的浓度降低了的处于低温状态的载气自第一处理部4320介由配管管路LD6排出。
另外,第二吸附解吸元件4310通过接触含有有机溶剂的处于高温状态的载气而将吸附完的有机溶剂解吸。因此,第二吸附解吸处理装置4300中,通过将利用后述的加热器4500进行温度调节而处于高温状态的载气介由配管管路LD8供给到第二处理部4320,将有机溶剂自第二吸附解吸元件4310解吸,由此将含有有机溶剂的处于高温状态的载气自第二处理部4330介由配管管路LD9排出。
第二吸附解吸元件4310由含有活性氧化铝、硅胶、活性炭和沸石中的任意一种的吸附材料构成。优选的是,第二吸附解吸元件4310,利用粒状、粉体状、蜂窝状等的活性炭、沸石。活性炭、沸石在吸附以及解吸低浓度有机化合物的功能方面优异。
加热器4500用于将供给到第一吸附解吸处理装置4100的载气和供给到第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330的载气温度调节至高温状态,与配管管路LD7、LD3连接。
更具体而言,加热器4500用于将自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出、经由送风机4400的处于低温状态的载气温度调节至高温状态,并且供给到第一吸附解吸处理装置4100的吸附解吸处理塔4110和第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330。在此,加热器4500对导入到第一处理槽4120、第二处理槽4130和第二处理部4330的载气进行加热以使第一吸附解吸元件4121、4131维持于规定的解吸温度,并且位于第二吸附解吸元件4310的第二处理部4330的部分维持于规定的解吸温度。
需要说明的是,在上述配管管路LD7设置有用于将载气自外部导入到循环路径的配管管路LD0。该配管管路LD0用于在上述含有机溶剂的气体处理系统1H的初期设置时将载气导入到循环路径、或者在维护时等根据需要将载气补充到循环路径。
图14为表示图13所示的含有机溶剂的气体处理系统中、使用了一对的第一吸附解吸元件和第二吸附解吸元件的吸附处理和解吸处理的时间上的转换的样子的时间关系图。接着参照该图14对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1H中进行的含有机溶剂的气体的处理的详细进行说明。
参照图14,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1H,将图中所示的1次循环作为单位期间、重复实施该循环,由此连续进行含有机溶剂的气体的处理。
在上述1次循环的前半部(图中所示的时刻t0~t2之间),在设置有第一吸附解吸元件4121的第一吸附解吸处理装置4100的第一处理槽4120中、实施吸附处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件4131的第一吸附解吸处理装置4100的第二处理槽4130中、实施解吸处理。
另外,在上述1次循环的后半部(图中所示的时刻t2~t4之间),在设置有第一吸附解吸元件4121的第一吸附解吸处理装置4100的第一处理槽4120中、实施解吸处理,与此同时,在设置有第一吸附解吸元件4131的第一吸附解吸处理装置4100的第二处理槽4130中、实施吸附处理。
进而,在该1次循环中的全部期间(图中所示的时刻t0~t4之间),在位于第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320的部分的第二吸附解吸元件4310中,连续实施吸附处理,与此同时,在位于第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330的部分的第二吸附解吸元件4310中,连续实施解吸处理。
需要说明的是,上述1次循环中,在冷凝回收装置4200中时常自载气回收有机溶剂。
接着,对于上述含有机溶剂的气体的处理,参照图13进行更详细说明。需要说明的是,以下的说明基于第一吸附解吸处理装置4100的第一处理槽4120作为吸附槽发挥功能、第二处理槽4130作为解吸槽发挥功能的状态,但是转换这些吸附槽和解吸槽的情况下,也进行同样的操作。
如图13所示,通过第一吸附解吸处理装置4100的第二处理槽4130中实施的解吸处理、而自该第二处理槽4130排出的含有有机溶剂的处于高温状态的载气,被供给到冷凝回收装置4200,而被冷却、温度调节至低温状态,从而有机溶剂的一部分液化而以冷凝液形式回收。
自冷凝回收装置4200排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气,被供给到第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320,而与第二吸附解吸元件4310接触。在该第一处理部4320中,实施吸附处理,由此处于低温状态的载气中含有的有机溶剂被第二吸附解吸元件4310吸附,并且所含有的有机溶剂的浓度降低了的载气自第一处理部4320排出。
自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出的所含有的有机溶剂浓度降低了的处于低温状态的载气经由送风机4400、被导入到加热器4500而被加热、温度调节至高温状态,并且将其供给到第一吸附解吸处理装置4100的第二处理槽4130。
另外,与此同时,自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出的所含有的有机溶剂浓度降低了的处于低温状态的载气中的一部分,经由送风机4400、被导入到加热器4500而被加热、温度调节至高温状态后被导入到分支路径,并且将其供给到第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330,而与第二吸附解吸元件4310接触。
在该第二处理部4330中,实施解吸处理,由此在第二吸附解吸元件4310,吸附完的有机溶剂通过该处于高温状态的载气而自第二吸附解吸元件4310解吸。自该第二处理部4330排出的所含有的有机溶剂的浓度升高了的处于高温状态的载气被供给到冷凝回收装置4200,而被冷却、温度调节至低温状态,从而有机溶剂的一部分液化而以冷凝液形式回收。
通过上述处理在整个规定期间连续实施,利用第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320吸附的有机溶剂,此后在第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330解吸。因此,自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出的载气中的有机溶剂的浓度大幅降低。
随之,与容纳于第一吸附解吸处理装置4100的第二处理槽4130的第一吸附解吸元件4131接触的载气中含有的有机溶剂的浓度也大幅降低。因此,该第一吸附解吸元件4131的再生得到促进。以上的处理进行至利用第一吸附解吸元件4131进行的有机溶剂的解吸大致完成而达到平衡状态为止。
通过形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1H,与形成使含有未冷凝的有机溶剂的载气直接循环而返回到第一吸附解吸处理装置4100的结构的情况相比,得到第一吸附解吸元件4121、4131的再生得到促进的结果,在此后实施的吸附处理时,可以更有效地自原气体吸附有机溶剂。因此,对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的提高得到实现,与以往相比,可以形成高性能的含有机溶剂的气体处理系统。
另外,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1H,由于通过构筑循环路径而构成为可以重复使用载气,因此可以使经济性也优异。因此,使用以氮气等为代表的非活性气体作为载气的情况下,特别是能够得到可以抑制运转成本的效果。
(实施例E)
以下实际试作上述本发明的实施方式4-1中的含有机溶剂的气体处理系统1H,将使用其进行原气体的处理的情况作为实施例E进行说明。
实施例E中,作为原气体,使用以2000ppm浓度含有乙酸乙酯的35℃的气体,作为载气,使用120℃的氮气,作为第一吸附解吸元件4121、4131,使用比表面积为1500mg/m2的活性碳纤维,作为第二吸附解吸元件4310,使用包含活性炭的蜂窝状的吸附材料。
首先,作为初期阶段中的处理,使用未图示的送风机将上述原气体以8m3/分钟的风量送风到第一吸附解吸处理装置4100的一个处理槽10分钟,由此进行吸附处理。
上述初期阶段中的处理结束之后,将以下说明的经过10分钟的一系列的处理作为1次循环连续重复实施,由此进行原气体的处理。
具体而言,对阀VD101~VD106进行转换操作,将上述一个处理槽转换为解吸槽,并且将剩下的处理槽作为吸附槽。在解吸槽中,通过以2m3/分钟的风量导入氮气而进行第一吸附解吸元件4121、4131的解吸处理,在吸附槽中,在与上述条件相同的条件下进行吸附处理。需要说明的是,冷凝回收装置4200中,将自第一吸附解吸处理装置4100排出的含有乙酸乙酯的氮气冷却至10℃。
以上说明的1次循环连续重复实施的情况下,确认了自第一吸附解吸处理装置4100排出的净化气体中含有的乙酸乙酯浓度降低至100ppm以下。即确认了,实施例E中、可以以95%以上的高的去除率去除乙酸乙酯。
另外确认了,相对于自冷凝回收装置4200排出的载气中含有的乙酸乙酯的浓度为35000ppm,自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出的载气中含有的乙酸乙酯的浓度降低至平均5000ppm以下。即,实施例E中,自第一处理部4320排出的载气中的乙酸乙酯的浓度低浓度化,因此第一吸附解吸元件4121、4131的再生处理得到促进,其结果可以判断可以自原气体以高的去除率去除有机溶剂。
通过以上说明的本实施例在实验上确认了,通过本发明的适用,能够以高的去除率去除原气体中含有的作为有机溶剂的乙酸乙酯,并且实现该乙酸乙酯的回收效率的提高。
(实施方式4-2)
图15为本发明的实施方式4-2中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。以下参照该图15对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1I的结构进行说明。
如图15所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1I,与上述实施方式4-1中的含有机溶剂的气体处理系统1H相比的情况下,在设置于循环路径上的温度调节部件的结构方面不同。更具体而言,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1I中,温度调节部件由设置于循环路径中的主路径上的作为第一温度调节部件的第一加热器4510、和设置于循环路径中的分支路径上的作为第二温度调节部件的第二加热器4520构成。
更具体而言,第一加热器4510设置于将第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320与第一吸附解吸处理装置4100连接的部分的主路径中的、比相对于主路径连接分支路径的连接点靠第一吸附解吸处理装置4100侧的部分(即,配管管路LD3上的位置),第二加热器4520设置于分支路径中的、自第二处理部4330看、沿着载气的流通方向的上游侧的部分(即,配管管路LD8上的位置)。
如此构成的情况下,第一加热器4510作为用于将自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出、经由送风机4400的处于低温状态的载气温度调节至高温状态并且供给到第一吸附解吸处理装置4100的吸附解吸处理塔4110的部件发挥功能,并且第二加热器4520作为用于将自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出、经由送风机4400的处于低温状态的载气温度调节至高温状态并且供给到第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330的部件发挥功能。
在形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1I的情况下,也可以得到与形成上述实施方式4-1中的含有机溶剂的气体处理系统1H的情况相同的效果。
(实施方式4-3)
图16为本发明的实施方式4-3中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。以下参照该图16对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1J的结构进行说明。
如图16所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1J,与上述实施方式4-2中的含有机溶剂的气体处理系统1I相比的情况下,主要在循环路径具有由配管管路LD12构成的旁通路径方面不同。
旁通路径,其以自冷凝回收装置4200排出的载气不经由第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320地再次供给到位于自该第一处理部4320看、沿着载气的流通方向的下游侧的部分的循环路径的主路径的方式构成。
在此,循环路径除了由上述配管管路LD12构成的旁通路径之外,还包含作为转换部件的设置于配管管路LD5的阀VD301、和设置于配管管路LD12的阀VD302。作为该转换部件的阀VD301、VD302在时间上交替转换将自冷凝回收装置4200排出的载气供给到第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320或者供给到作为旁通路径的配管管路LD12。
在此,作为转换部件的阀VD301、VD302以下述方式转换:在自第一吸附解吸元件4121、4131解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自冷凝回收装置4200排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温的载气供给到作为旁通路径的配管管路LD12,在自第一吸附解吸元件4121、4131解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自冷凝回收装置4200排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温的载气供给到第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320。
通过如此构成,将自冷凝回收装置4200排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温状态的载气供给到作为旁通路径的配管管路LD12,由此暂时不将有机溶剂供给到第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320,但是不断地将高温载气供给到第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330,因此第二吸附解吸元件4310的解吸效率提高。因此,通过经过规定时间后转换上述作为转换部件的阀VD301、VD302,将自冷凝回收装置4200排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温载气供给到第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320,由此第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320中的吸附性能提高。其结果,能够进一步降低自第二吸附解吸处理装置4300的第一处理部4320排出的载气中的有机溶剂的浓度。
因此,通过形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1J,不仅得到与形成上述实施方式4-2中的含有机溶剂的气体处理系统1I的情况相同的效果,而且实现对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的进一步提高。
需要说明的是,上述本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1J中,如图示那样,可以在与设置有第二加热器4520的部分相比、位于沿着载气的流通方向的上游侧的部分的分支路径设置作为截止阀的阀VD401。该阀VD401,在将自冷凝回收装置4200排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温状态的载气供给到作为旁通路径的配管管路LD12时,根据需要阻断向第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330的载气的供给。
如此构成的情况下,通过该阀VD401,阻断向第二吸附解吸处理装置4300的第二处理部4330的载气的供给时,无需利用第二加热器4520加热载气,因此能够抑制运转成本,可以实现更经济的运转。
(实施方式4-4)
图17为本发明的实施方式4-4中的含有机溶剂的气体处理系统的系统结构图。以下参照该图17对本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1K的结构进行说明。
如图17所示,本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1K,与上述实施方式4-1中的含有机溶剂的气体处理系统1H相比的情况下,在第二吸附解吸处理装置4300具有吹扫部4360方面、以及循环路径具有由配管管路LD13、LD14构成的吹扫路径方面不同。
吹扫部4360,除了上述第一处理部4320和第二处理部4330之外,还以位于第一处理部4320的旋转方向上游侧并且第二处理部4330的旋转方向下游侧的方式设置于第二吸附解吸处理装置4300。另一方面,吹扫路径,其以自冷凝回收装置4200排出的载气的一部分不经由第一处理部4320而经由吹扫部4360、供给到位于自第二处理部4330看、沿着载气的流通方向的上游侧的部分的分支路径的方式,配管管路LD13的上游侧的端部与配管管路LD5连接,并且配管管路LD14的下游侧的端部与配管管路LD8连接。
通过如此构成,随着第二吸附解吸元件4310的旋转,第二吸附解吸元件4310的任意部分依次转移到第一处理部4320、第二处理部4330、吹扫部4360,并且再次转移到第一处理部4320,吹扫部4360中,自冷凝回收装置4200排出的处于低温状态的载气的一部分介由配管管路LD5、LD13与第二吸附解吸元件4310接触。由此,吹扫部4360中,第二处理部4330中用于解吸处理的部分的第二吸附解吸元件4310被冷却,第一处理部4320中迅速地发挥第二吸附解吸元件4310的吸附性能。因此,能够切实地降低自第一处理部4320排出的载气中含有的有机溶剂的浓度。
因此,通过形成以上说明的本实施方式中的含有机溶剂的气体处理系统1K,不仅得到与形成上述实施方式4-1中的含有机溶剂的气体处理系统1H的情况相同的效果,而且实现对于原气体的净化能力和有机溶剂的回收效率的进一步提高。
以上说明的本发明的实施方式4-1、4-2、4-3、4-4中的含有机溶剂的气体处理系统1H、1I、1J、1K中,仅以必要最低限度图示了送风机、泵等流体搬送部件,储存罐(storage tank)等流体存积部件等构成要素进行了说明,这些构成要素根据需要配置于适当位置即可。
另外,上述本发明的实施方式4-1、4-2、4-3、4-4中的含有机溶剂的气体处理系统1H、1I、1J、1K中,作为第一吸附解吸处理装置,例示出了具备两个容纳第一吸附解吸元件的处理槽、构成为通过它们在时间上交替地转换为吸附槽和解吸槽而能够连续地进行被处理气体的处理的第一吸附解吸处理装置进行了说明,但是在未必需要连续地处理被处理气体的情况下,吸附解吸处理装置也可以由具备单一的处理槽来构成。另外,需要连续地处理被处理气体的情况下,也可以替代上述转换式的第一吸附解吸处理装置,形成转子式的吸附解吸处理装置。
以上说明的属于第一~第四实施方式组的各实施方式中公开的特征的结构,当然能够参照本发明的宗旨在不脱离的范围内相互组合。
此次公开的上述各实施方式和实施例在所有方面为例示,不加以限制。本发明的技术范围通过权利要求书划定,另外包含与权利要求书的记载均等的意思和范围内的所有变更。
附图标记说明
1A~1K含有机溶剂的气体处理系统,1100第一吸附解吸处理装置,1110第一吸附解吸处理塔,1120第一处理槽,1121第一吸附解吸元件,1130第二处理槽,1131第一吸附解吸元件,1140加热器,1200冷凝回收装置,1210冷凝器,1220回收罐,1300第二吸附解吸处理装置,1310第二吸附解吸处理塔,1320处理槽,1321第二吸附解吸元件,1330A,1330B温度调节机构,1331加热器,1332冷却器,1400送风机,2100第一吸附解吸处理装置,2110第一吸附解吸处理塔,2120第一处理槽,2121第一吸附解吸元件,2130第二处理槽,2131第一吸附解吸元件,2200冷凝回收装置,2210冷凝器,2220回收罐,2300第二吸附解吸处理装置,2310第二吸附解吸处理塔,2320处理槽,2321第二吸附解吸元件,2330A温度调节机构,2331加热器,2400送风机,2600第一温度调节部件,2610加热器,3100第一吸附解吸处理装置,3110吸附解吸处理塔,3120第一处理槽,3121第一吸附解吸元件,3130第二处理槽,3131第一吸附解吸元件,3140加热器,3200第二吸附解吸处理装置,3210第二吸附解吸元件,3215中心轴线,3220第一处理部,3230第二处理部,3240吹扫部,3250温度调节机构,3251冷却器,3300冷凝回收装置,3310冷凝器,3320回收罐,3400送风机,4100第一吸附解吸处理装置,4110吸附解吸处理塔,4120第一处理槽,4121第一吸附解吸元件,4130第二处理槽,4131第一吸附解吸元件,4200冷凝回收装置,4210冷凝器,4220回收罐,4300第二吸附解吸处理装置,4310第二吸附解吸元件,4320第一处理部,4330第二处理部,4340电动机,4360吹扫部,4400送风机,4500加热器,4510第一加热器,4520第二加热器,LA0~LA9、LB0~LB12、LC0~LC11、LD0~LD14配管管路,VA101~VA106、VA301~VA304、VB101~VB106、VB301、VB302、VB601、VB602、VC101~VC106、VC201、VC202、VD101~VD106、VD301、VD302、VD401阀。
Claims (25)
1.一种含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,
所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径;
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件的第一吸附解吸处理装置;
设置于所述循环路径上、通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收的冷凝回收装置;和
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件的第二吸附解吸处理装置,
所述第一吸附解吸处理装置还包含将自所述第二吸附解吸处理装置排出的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件,通过使原气体、和利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,
所述冷凝回收装置通过将自所述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝,
所述第二吸附解吸处理装置还包含将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种的第二温度调节部件,通过使利用所述第二温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用所述第二温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在时间上交替地与所述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气,
所述第二温度调节部件,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至低温状态。
2.一种含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,
所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径;
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件的第一吸附解吸处理装置;
设置于所述循环路径上、通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收的冷凝回收装置;和
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件的第二吸附解吸处理装置,
所述第一吸附解吸处理装置还包含将自所述第二吸附解吸处理装置排出的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件,通过使原气体、和利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,
所述冷凝回收装置通过将自所述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝,
所述第二吸附解吸处理装置还包含在时间上交替地进行将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态的处理、和将自所述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气不经由所述冷凝回收装置地温度调节至低温状态的处理的第二温度调节部件,通过利用所述第二温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用所述第二温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在时间上交替地与所述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气,
所述第二温度调节部件,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自所述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气不经由所述冷凝回收装置地温度调节至低温状态。
3.一种含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,
所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径;
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件的第一吸附解吸处理装置;
设置于所述循环路径上、通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收的冷凝回收装置;和
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件的第二吸附解吸处理装置,
所述第一吸附解吸处理装置还包含将自所述第二吸附解吸处理装置排出的处于高温状态或低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件、和将所述第一吸附解吸元件冷却的冷却部件,通过使原气体、和利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,并且在对所述第一吸附解吸元件接触的气体自处于高温状态的载气转换为原气体之前,使用所述冷却部件使所述第一吸附解吸元件冷却,
所述冷凝回收装置通过将自所述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝,
所述第二吸附解吸处理装置还包含将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种的第二温度调节部件,通过利用所述第二温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用所述第二温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在时间上交替地与所述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气,
所述第二温度调节部件,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至高温状态,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气温度调节至低温状态。
4.根据权利要求3所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述冷却部件由用于将外部气体送入到所述第一吸附解吸元件的外部气体送气部件构成,
所述第一吸附解吸处理装置,其通过使原气体、利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和由所述外部气体送气部件送入的外部气体在时间上依次重复与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,并且在对所述第一吸附解吸元件接触的气体自处于高温状态的载气转换为原气体之前,通过使外部气体与所述第一吸附解吸元件接触而使所述第一吸附解吸元件冷却。
5.根据权利要求3所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第一温度调节部件能够将自所述第二吸附解吸处理装置排出的处于高温状态或低温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种,
所述冷却部件由所述第一温度调节部件构成,
所述第一吸附解吸处理装置,其通过使原气体、利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气、和利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在时间上依次重复与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到载气,并且在对所述第一吸附解吸元件接触的气体自处于高温状态的载气转换为原气体之前,通过使处于低温状态的载气与所述第一吸附解吸元件接触而使所述第一吸附解吸元件冷却。
6.根据权利要求3所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述冷却部件由间接地冷却所述第一吸附解吸元件的第一吸附解吸元件冷却设备构成,
所述第一吸附解吸处理装置,其通过使原气体、和利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,并且在对所述第一吸附解吸元件接触的气体自处于高温状态的载气转换为原气体之前,使用所述第一吸附解吸元件冷却设备使所述第一吸附解吸元件冷却。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述载气为非活性气体。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第一吸附解吸元件为活性碳纤维。
9.根据权利要求1~6中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第二吸附解吸元件为活性碳纤维。
10.根据权利要求1~6中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第一吸附解吸元件和所述第二吸附解吸元件都为活性碳纤维,
作为所述第二吸附解吸元件的活性碳纤维的比表面积大于作为所述第一吸附解吸元件的活性碳纤维的比表面积。
11.一种含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,
所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径;
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件的第一吸附解吸处理装置;
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件的第二吸附解吸处理装置;和
设置于所述循环路径上、通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收的冷凝回收装置,
所述第二吸附解吸处理装置具有:设置于所述循环路径中的自所述第一吸附解吸处理装置看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达所述冷凝回收装置的部分上的第一处理部,和设置于所述循环路径中的自所述冷凝回收装置看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达所述第一吸附解吸处理装置的部分上的第二处理部,
所述第二吸附解吸元件以其任意部分在所述第一处理部与所述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成,
所述第一吸附解吸处理装置还包含将自所述第二吸附解吸处理装置的所述第二处理部排出的处于低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件,通过使原气体、和利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,
所述第二吸附解吸处理装置,其通过使自所述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气在所述第一处理部与所述第二吸附解吸元件接触,并且使自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在所述第二处理部与所述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气,
所述冷凝回收装置通过将自所述第二吸附解吸处理装置的所述第一处理部排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。
12.一种含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,
所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径;
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件的第一吸附解吸处理装置;
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件的第二吸附解吸处理装置;和
设置于所述循环路径上、通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收的冷凝回收装置,
所述第二吸附解吸处理装置具有:设置于所述循环路径中的自所述第一吸附解吸处理装置看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达所述冷凝回收装置的部分上的第一处理部,和设置于所述循环路径中的自所述冷凝回收装置看、为沿着载气的流通方向的下游侧并且到达所述第一吸附解吸处理装置的部分上的第二处理部,
所述第二吸附解吸元件以其任意部分在所述第一处理部与所述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成,
所述第一吸附解吸处理装置还包含将自所述第二吸附解吸处理装置的所述第二处理部排出的处于低温状态的载气温度调节至高温状态的第一温度调节部件,通过使原气体、和利用所述第一温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,
所述第二吸附解吸处理装置还包含将自所述第一吸附解吸处理装置排出的处于高温状态的载气在时间上交替地温度调节至高温状态和低温状态中的任意一种的第二温度调节部件,通过使利用所述第二温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气或利用所述第二温度调节部件进行温度调节而处于低温状态的载气在所述第一处理部与所述第二吸附解吸元件接触,并且使自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在所述第二处理部与所述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气,
所述第二温度调节部件,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将载气温度调节至高温状态,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将载气温度调节至低温状态,
所述冷凝回收装置通过将自所述第二吸附解吸处理装置的所述第一处理部排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。
13.根据权利要求11或12所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述载气为非活性气体。
14.根据权利要求11或12所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第二吸附解吸元件以具有大致圆柱状的外形的方式形成,并且构成为能够绕其中心轴线旋转,
通过所述第二吸附解吸元件绕所述中心轴线旋转,以所述第二吸附解吸元件的所述任意部分在所述第一处理部与所述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成。
15.根据权利要求11或12所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第二吸附解吸元件具有蜂窝结构。
16.根据权利要求11或12所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第一吸附解吸元件为活性碳纤维。
17.一种含有机溶剂的气体处理系统,其通过自含有有机溶剂的原气体分离有机溶剂而将原气体净化并排出,并且使用载气回收自原气体分离出的有机溶剂,
所述含有机溶剂的气体处理系统具备:以载气循环的方式流通载气的循环路径;
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第一吸附解吸元件的第一吸附解吸处理装置;
设置于所述循环路径上、通过冷凝有机溶剂而将有机溶剂以冷凝液形式回收的冷凝回收装置;和
设置于所述循环路径上、包含吸附以及解吸有机溶剂的第二吸附解吸元件的第二吸附解吸处理装置,
所述第二吸附解吸处理装置具有进行有机溶剂的吸附的第一处理部和进行有机溶剂的解吸的第二处理部,
所述第二吸附解吸元件以其任意部分在所述第一处理部与所述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成,
所述循环路径具有以自所述第一吸附解吸处理装置排出的载气依次经由所述冷凝回收装置和所述第一处理部而再次供给到所述第一吸附解吸处理装置的方式构成的主路径,以自所述第一处理部排出的载气不经由所述第一吸附解吸处理装置而经由所述第二处理部再次供给到所述冷凝回收装置的方式构成的分支路径,和将自所述第一处理部排出的载气温度调节至高温状态的温度调节部件,
所述第一吸附解吸处理装置通过使原气体、和利用所述温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在时间上交替地与所述第一吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自原气体移动到处于高温状态的载气,
所述第二吸附解吸处理装置,其通过使自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的处于低温状态的载气在所述第一处理部与所述第二吸附解吸元件接触,并且使利用所述温度调节部件进行温度调节而处于高温状态的载气在所述第二处理部与所述第二吸附解吸元件接触,而使有机溶剂自处于低温状态的载气移动到处于高温状态的载气,
所述冷凝回收装置通过将自所述第一吸附解吸处理装置和所述第二处理部排出的处于高温状态的载气温度调节至低温状态而使有机溶剂冷凝。
18.根据权利要求17所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述温度调节部件设置于将所述第一处理部与所述第一吸附解吸处理装置连接的部分的所述主路径中的、比相对于所述主路径连接所述分支路径的连接点靠第一处理部侧的部分。
19.根据权利要求17所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述温度调节部件包含设置于将所述第一处理部与所述第一吸附解吸处理装置连接的部分的所述主路径中的、比相对于所述主路径连接所述分支路径的连接点靠第一吸附解吸处理装置侧的部分的第一温度调节部件,和设置于所述分支路径中的自所述第二处理部看、沿着载气的流通方向的上游侧的部分的第二温度调节部件。
20.根据权利要求17~19中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述循环路径还具有:以自所述冷凝回收装置排出的载气不经由所述第一处理部地再次供给到位于自所述第一处理部看、沿着所述载气的流通方向的下游侧的部分的所述主路径的方式构成的旁通路径,和在时间上交替转换将自所述冷凝回收装置排出的载气供给到所述第一处理部或者供给到所述旁通路径的转换部件,
所述转换部件以下述方式转换:在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的开始阶段,将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温的载气供给到所述旁通路径,在自所述第一吸附解吸元件解吸有机溶剂的解吸处理期间的结束阶段,将自所述冷凝回收装置排出的含有未冷凝的有机溶剂的低温的载气供给到所述第一处理部。
21.根据权利要求17~19中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述载气为非活性气体。
22.根据权利要求17~19中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第二吸附解吸元件以具有大致圆柱状的外形的方式形成,并且构成为能够绕其中心轴线旋转,
通过所述第二吸附解吸元件绕所述中心轴线旋转,以所述第二吸附解吸元件的所述任意部分在所述第一处理部与所述第二处理部之间时间上交替地移动的方式构成。
23.根据权利要求17~19中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第二吸附解吸处理装置还具有进行自所述第二处理部移动到所述第一处理部的部分的第二吸附解吸元件的冷却的吹扫部,
所述循环路径还具有以自所述冷凝回收装置排出的载气的一部分不经由所述第一处理部而经由所述吹扫部、供给到位于自所述第二处理部看、沿着载气的流通方向的上游侧的部分的所述分支路径的方式构成的吹扫路径。
24.根据权利要求17~19中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第二吸附解吸元件具有蜂窝结构。
25.根据权利要求17~19中任一项所述的含有机溶剂的气体处理系统,其中,所述第一吸附解吸元件为活性碳纤维。
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