JP2000229214A - Recovering device and recovering method for hydrophilic solvent - Google Patents

Recovering device and recovering method for hydrophilic solvent

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JP2000229214A
JP2000229214A JP11028130A JP2813099A JP2000229214A JP 2000229214 A JP2000229214 A JP 2000229214A JP 11028130 A JP11028130 A JP 11028130A JP 2813099 A JP2813099 A JP 2813099A JP 2000229214 A JP2000229214 A JP 2000229214A
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JP
Japan
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water
solvent
adsorbent
heater
cooler
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JP11028130A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihide Imamura
敏英 今村
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recovering device and a recovering method for a water- containing solvent, which is for recovering a high purity solvent from a hydrophilic solvent containing water by the adsorption and separation of water, made compact and highly efficient and secured in all of the safety and durability. SOLUTION: An air tight vessel 2 is provided with a solvent introducing part 3 for introducing the hydrophilic solvent containing water, a vaporizing part 4 of the solvent and a water adsorption part 5 filled with an adsorbent capable of adsorbing and desorbing vaporized water in the part 4, a heater 8 and a cooler 9 in direct contact with the adsorbent are provided together in the water adsorbing part 5, the solvent introducing part 3 is arranged at the uppermost part of the air tight vessel 2, the vaporizing part 4 and the water adsorption part 5 are arranged successively below the solvent introducing part 3 to enable to rapidly heat and cool and to attain uniform adsorption and efficient desorption in the adsorption part 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水を含んだアルコ
ールやアセトンなどの親水性溶剤(以下、含水溶剤とい
う。)から、水を吸着除去して高純度の溶剤を効率的に
回収するための装置及び方法に関する。
The present invention relates to a method for efficiently recovering a high-purity solvent by absorbing and removing water from a hydrophilic solvent such as alcohol or acetone containing water (hereinafter referred to as a water-containing solvent). Apparatus and method.

【0002】[0002]

【従来の技術と課題】この種の含水溶剤の代表的な回収
方法には、蒸留法、膜分離法、吸着法がある。含水溶剤
から水を除去する一般的な方法は蒸留法であるが、親水
性溶剤の場合にあっても共沸現象が生じるため、一般の
蒸留ではある一定濃度以上の溶剤を得ることは出来な
い。高濃度の溶剤を回収するための抽出蒸留法もある
が、エネルギー的に効率的でなく、小型化することも困
難である。
2. Description of the Related Art Typical methods for recovering this kind of aqueous solvent include a distillation method, a membrane separation method and an adsorption method. A general method of removing water from a water-containing solvent is a distillation method, but an azeotropic phenomenon occurs even in the case of a hydrophilic solvent, so that a general distillation cannot obtain a solvent having a certain concentration or more. . Although there is an extractive distillation method for recovering a high-concentration solvent, it is not energy efficient and it is difficult to reduce the size.

【0003】膜分離方法には、パーペパライゼーション
(PV)法と気体分離法(GS法)がある。PV法は水
分蒸発潜熱のため系内の温度が低下して透過速度が低下
するばかりでなく、水分が多い場合には透過に必要な膜
面積が大きくなる。また、一定の透過速度を確保するた
めには真空装置が大型化し、膜の耐久性にも問題が生じ
る。GS法も真空ポンプが必要になり装置の大型化が避
けられない。
[0003] As the membrane separation method, there are a perpetualization (PV) method and a gas separation method (GS method). In the PV method, not only the temperature inside the system decreases due to the latent heat of moisture evaporation, but also the permeation rate decreases. When the amount of moisture is large, the membrane area required for permeation increases. Further, in order to ensure a constant transmission speed, the size of the vacuum device is increased, and a problem occurs in the durability of the film. The GS method also requires a vacuum pump, which inevitably increases the size of the apparatus.

【0004】吸着法は吸着剤に含水溶剤中の水を吸着さ
せて、溶剤を回収するものであって、含水溶剤と吸着剤
を均一に接触させるため吸着剤を粒状や球状に成形して
いる。含水溶剤を液状のまま吸着剤に接触させる方法が
一般的であったが、気化させて吸着剤に吸着させる方法
もある。
In the adsorption method, the water in a water-containing solvent is adsorbed on an adsorbent to recover the solvent. In order to uniformly contact the water-containing solvent and the adsorbent, the adsorbent is formed into particles or spheres. . In general, a method in which a hydrated solvent is brought into contact with an adsorbent in a liquid state, but there is also a method in which the solvent is vaporized and adsorbed by the adsorbent.

【0005】含水溶剤が液状の場合、ローカルフロー
(偏流)を起こしやすく、吸着剤を有効に利用すること
は困難であり、再生時(加熱脱着時)に水分が偏ってい
るので、水分濃度が高い部分では吸着体の吸着能力が低
下したり、或いは形状が崩れやすく粉体状又はパーティ
クル化しやすかった。通常は、吸着剤の加熱方法とし
て、再生過程において吸着剤に吸着された水分を除去す
る気体が間接的な熱媒体とされることが多く、その気体
が空気の場合には危険を伴い、また熱損失等によるラン
ニングコストが高くなり、また仮に窒素等の不活性ガス
を使用する場合には不経済であり、何れも装置が大型化
してイニシアルコストの上昇を免れ得ない。
When the water-containing solvent is liquid, local flow (drift) is likely to occur, and it is difficult to use the adsorbent effectively. Since the water is unbalanced during regeneration (during heat desorption), the water concentration is low. In the high portion, the adsorbing ability of the adsorbent was reduced, or the shape was easily broken, and powder or particles were easily formed. Usually, as a method of heating the adsorbent, a gas that removes moisture adsorbed by the adsorbent in the regeneration process is often used as an indirect heat medium, and when the gas is air, it is dangerous, The running cost is increased due to heat loss and the like, and it is uneconomical to use an inert gas such as nitrogen. In any case, the apparatus becomes large and the initial cost cannot be avoided.

【0006】また、例えば特公平6−103132号公
報に記載された発明は可逆冷熱発生器によれば、吸着剤
の再活性化時の加熱が容器外壁に取り付けられたヒータ
加熱によりなされており、この加熱方式によると、容器
の中心部の吸着剤が所定の温度に達するためには長時間
を要し、しかも容器内壁に接する吸着剤の部分は中央部
の吸着剤と比較すると大きな温度差が生じている状態で
利用されることになり、吸着剤が十分な再活性化状態と
なりにくく、本来有する所要の能力が十分には発揮しに
くい。そのため、この公報記載の発明によれば、吸着剤
が充填された容器内に直接シーズヒータを配して、吸着
剤を直接加熱する。この加熱にあたっては、前記シーズ
ヒータの発熱表面との間に空隙を維持させて金属多孔体
や金属板を配して、吸着剤の劣化を防止すると共に均一
加熱を実現しようとしている。
According to the invention described in Japanese Patent Publication No. 6-103132, for example, according to the reversible cold heat generator, heating at the time of reactivating the adsorbent is performed by heating a heater attached to the outer wall of the container. According to this heating method, it takes a long time for the adsorbent at the center of the container to reach a predetermined temperature, and the portion of the adsorbent in contact with the inner wall of the container has a large temperature difference as compared with the adsorbent at the center. Since the adsorbent is used in a state in which the adsorbent is generated, it is difficult for the adsorbent to be in a sufficiently reactivated state, and it is difficult for the adsorbent to exhibit its originally required capacity. Therefore, according to the invention described in this publication, the sheath heater is disposed directly in the container filled with the adsorbent, and the adsorbent is directly heated. At the time of this heating, a porous metal or a metal plate is arranged so as to maintain a gap between the heating surface of the sheathed heater and the heat generating surface of the sheathed heater, thereby preventing the adsorbent from deteriorating and realizing uniform heating.

【0007】しかして、この種の吸着剤を上述のごとく
溶剤の回収装置として使用とする場合には、吸着剤の再
活性化時には急速に加熱して吸着している水を脱着させ
ることが必要であり、しかも吸着時には急激に冷却でき
ることが効率面と吸着剤の寿命を確保することから強く
要求される。つまり、脱着から吸着への切り換え時にも
可能な限り短時間でなされることが好ましい。しかる
に、前記公報記載の発明によれば、再活性化時の急速加
熱と温度むらをなくすことはできても、吸着時の急速冷
却は不可能である。
However, when such an adsorbent is used as a solvent recovery device as described above, it is necessary to rapidly heat the adsorbent to desorb adsorbed water when reactivating the adsorbent. In addition, rapid cooling at the time of adsorption is strongly required in order to ensure efficiency and the life of the adsorbent. That is, it is preferable that the switching from the desorption to the adsorption be performed in as short a time as possible. However, according to the invention described in the above publication, rapid heating and temperature unevenness during reactivation can be eliminated, but rapid cooling during adsorption is impossible.

【0008】本発明は前述の課題を解決すべくなされた
ものであり、具体的な目的は含水溶剤から水を吸着分離
して溶剤を回収する装置にあって、コンパクト化、効率
化が実現でき、しかも安全性及び耐久性の全てが確保さ
れる高純度の含水溶剤回収装置とその回収方法を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a specific object of the present invention is to provide an apparatus for recovering a solvent by absorbing and separating water from a water-containing solvent. Another object of the present invention is to provide a high-purity aqueous solvent recovery apparatus and a method for recovering the same, which ensure safety and durability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用効果】かかる目的
を達成するには、特に半導体製造工程などのクリーンル
ームにおいて使われるIPAなどのクリーニング溶剤等
に対しては、上述の溶剤回収法のうち吸着法が高純度の
溶剤が得られ回収率も高いことから望ましいと判断し
た。そこで、本発明は基本的には含水溶剤から溶剤を回
収する方法として、吸着剤に水を効率的に吸着させて溶
剤を分離回収すると共に、吸着剤の再活性化を効率的に
なし得る吸着法を採用することにした。
In order to achieve the above object, in particular, for the cleaning solvent such as IPA used in a clean room such as a semiconductor manufacturing process, an adsorption method among the above-mentioned solvent recovery methods. Was determined to be desirable because a high-purity solvent was obtained and the recovery rate was high. Therefore, the present invention basically provides a method for recovering a solvent from a water-containing solvent by adsorbing water efficiently on an adsorbent to separate and recover the solvent, and efficiently reactivating the adsorbent. I decided to adopt the law.

【0010】本件特許請求の範囲に記載した構成を採用
することにより、上記課題が更に効率的に且つ経済的に
解決される。すなわち、本件請求項1に係る発明にあっ
ては、水を含む親水性溶剤から溶剤を回収する装置であ
って、気密容器に収容され、水を含む親水性溶剤を導入
する溶剤導入部と、前記溶剤の気化部と、同気化部にて
気化した水を吸着及び脱着の可能な吸着剤が充填された
水吸着部とを備えてなり、前記水吸着部内には前記吸着
剤と直接接触するヒータ及びクーラが並設されてなるこ
とを特徴とする親水性溶剤の回収装置を構成としてい
る。
[0010] By adopting the configuration described in the claims of the present application, the above-mentioned problem is solved more efficiently and economically. That is, in the invention according to claim 1, there is provided an apparatus for recovering a solvent from a hydrophilic solvent containing water, which is housed in an airtight container and introduces a hydrophilic solvent containing water, A vaporizing section for the solvent, and a water adsorbing section filled with an adsorbent capable of adsorbing and desorbing water vaporized in the vaporizing section, and the water adsorbing section is in direct contact with the adsorbent. A heater and a cooler are juxtaposed to constitute a hydrophilic solvent recovery device.

【0011】含水溶剤を沸騰気化させた場合、そのガス
が低温の壁面や気体と接触すると、その熱容量分が液化
する。液化した部分はローカルフローしたり、或いは含
水溶剤を沸騰気化したガス部分と液化した部分とそれぞ
れ接触する吸着剤では、水分の吸着量が大幅に異なり、
全体としての吸着効率も低下する。気化したガスを部分
的に液化させない方法として、気化ガスの温度を蒸発温
度以上に加熱する方法があるが、吸着温度が高くなりす
ぎると、水分の吸着容量が低下する。含水溶剤ガスを蒸
発温度付近に保ち、蒸気濃度と温度とを容器断面に均一
に分布させるためには、そのための蒸発手段が必要であ
る。その手段としては次の方法が考えられる。
When the gas containing water is boiled and vaporized, when the gas comes into contact with a low-temperature wall surface or gas, its heat capacity is liquefied. The liquefied part flows locally, or the adsorbent that comes into contact with the liquefied part and the gas part that has vaporized the water-containing solvent, respectively, has a significantly different amount of adsorbed moisture.
The overall adsorption efficiency also decreases. As a method of not partially liquefying the vaporized gas, there is a method of heating the temperature of the vaporized gas to a temperature equal to or higher than the evaporation temperature. However, if the adsorption temperature is too high, the adsorption capacity of moisture decreases. In order to keep the water-containing solvent gas near the evaporation temperature and to uniformly distribute the vapor concentration and the temperature on the cross section of the container, an evaporating means for that is necessary. The following methods can be considered as the means.

【0012】1.蒸発面と吸着剤の表面との間に蒸発温
度以下の部分や気体及び蒸発温度より遥かに高い部分な
どをなくし、全ての部分に均等で且つ必要な量の熱量を
供給するようにする。 2.含水溶剤の蒸発温度付近まで加熱した非燃焼性ガス
を供給し、溶剤ガスの分圧を低下させて凝縮液化を防止
する。 3.アルミナ布や金属ファイバーなどの無機繊維構造材
を介して、一旦気化した含水溶剤が万一凝縮液化しても
液体を均一に分散させる。ここで、無機繊維構造材とは
金属繊維や炭素繊維などから製造される不織布、織編成
布、網、組紐などをいう。
1. A portion below the evaporation temperature, a portion much higher than the gas and the evaporation temperature, and the like are eliminated between the evaporation surface and the surface of the adsorbent so that a uniform and necessary amount of heat is supplied to all the portions. 2. A non-combustible gas heated to near the evaporation temperature of the water-containing solvent is supplied, and the partial pressure of the solvent gas is reduced to prevent condensation and liquefaction. 3. Even if the water-containing solvent once vaporized condenses and liquefies through an inorganic fiber structural material such as alumina cloth or metal fiber, the liquid is uniformly dispersed. Here, the inorganic fiber structural material refers to a nonwoven fabric, a woven knitted fabric, a net, a braid, or the like manufactured from a metal fiber, a carbon fiber, or the like.

【0013】また、吸着法にあっては吸着剤による水分
の吸着後に、加熱した空気や不活性ガスを吸着剤に接触
させて、加熱空気を熱媒体として水分を蒸発(脱着)さ
せ吸着剤を再生している。このような、熱容量の小さい
気体を熱媒体とするときは、気体が多量に必要となり、
そのための搬送動力や熱損失が高いばかりでなく、安全
性を確保するため熱媒体として窒素などの不活性ガスを
使用する場合には著しく不経済となる。
In addition, in the adsorption method, after adsorbing moisture by the adsorbent, heated air or an inert gas is brought into contact with the adsorbent, and the heated air is used as a heat medium to evaporate (desorb) moisture to remove the adsorbent. Playing. When such a gas having a small heat capacity is used as a heat medium, a large amount of gas is required,
Not only is the transfer power and heat loss high, but the use of an inert gas such as nitrogen as a heat medium to ensure safety is extremely uneconomical.

【0014】本発明にあっては、吸着剤による水分の吸
着時に防爆のため気化部に不活性ガスを導入するとき
は、上記吸着剤の再生時における水分の分圧を低下させ
るための前記不活性ガスがキャリアーガスとして機能
し、ヒータ等の熱源から直接熱伝導により吸着剤を加熱
して、吸着剤中の水分の脱着を行なう場合に吸着剤の脱
着性能を維持しつつ行うことが可能となる。この後に吸
着剤を強制的に冷却し、再び次のサイクルの水分吸着を
行なう。
In the present invention, when an inert gas is introduced into the vaporizing section for explosion protection when moisture is adsorbed by the adsorbent, the inert gas for reducing the partial pressure of water during regeneration of the adsorbent is used. The active gas functions as a carrier gas, and it is possible to heat the adsorbent by direct heat conduction from a heat source such as a heater to perform desorption of moisture in the adsorbent while maintaining the desorption performance of the adsorbent. Become. Thereafter, the adsorbent is forcibly cooled, and the next cycle of moisture adsorption is performed again.

【0015】つまり、再生時にはヒータに通電して加熱
し、熱伝導により吸湿したゼオライト等の吸着剤から水
分の脱着を行う。通常、ゼオライトは熱伝導度及び比熱
の値が低いので(0.00147 cal/cm.℃,sec. ,0.24cal/
℃.g)、熱伝導度の高い他の物質とは異なり、ヒータに
よりゼオライトに温度差を与えても熱は容易には伝わら
ず、局部的に極端な高温となる部分過熱の状態となり、
含水ゼオライトも急激に高温度まで加熱すると破壊して
しまう。この部分過熱を避けるため、可能なかぎり単位
容量当たりのゼオライトに対するヒータの表面積を大き
くする必要がある。そこで、本発明では加熱時のヒータ
からの熱伝導を利用して、クーラをヒータの一部として
機能させるようにする。
That is, at the time of regeneration, a heater is energized and heated to desorb moisture from an adsorbent such as zeolite that has absorbed moisture by heat conduction. Usually, zeolite has low values of thermal conductivity and specific heat (0.00147 cal / cm. ° C, sec., 0.24 cal /
℃ .g), unlike other materials with high thermal conductivity, even if a temperature difference is given to zeolite by a heater, heat is not easily transmitted, and it becomes a partially overheated state where the temperature becomes extremely high locally.
Hydrous zeolites are also destroyed when heated rapidly to high temperatures. In order to avoid this partial overheating, it is necessary to increase the surface area of the heater for the zeolite per unit volume as much as possible. Therefore, in the present invention, the cooler is made to function as a part of the heater by utilizing the heat conduction from the heater at the time of heating.

【0016】本発明の上記クーラは、前述のように加熱
時にはヒータの一部として機能させると共に、吸着剤が
高温では水分の吸着ができないため、その吸着性能を発
揮する温度まで吸着剤を冷却するための手段である。こ
の冷却には、自然放冷や気体と接触させる方法もある
が、冷却速度が遅いためパイプ中に水などの冷媒液を通
し、蒸発潜熱および熱伝導によりゼオライトを急冷して
サイクル時間を短縮すると共に、装置のコンパクト化を
図る。このとき、好ましくは気密容器の外壁部にジャケ
ットを取り付けて容器全体を外部からも冷却する。
The cooler of the present invention functions as a part of the heater at the time of heating as described above, and cools the adsorbent to a temperature at which the adsorbent exerts its adsorbing performance because the adsorbent cannot adsorb moisture at a high temperature. Means. For this cooling, there are methods of natural cooling and contact with gas, but because the cooling rate is slow, a refrigerant liquid such as water is passed through the pipe, the zeolite is rapidly cooled by latent heat of evaporation and heat conduction, and the cycle time is shortened. , To reduce the size of the device. At this time, a jacket is preferably attached to the outer wall of the airtight container to cool the entire container from the outside.

【0017】請求項2に係る発明にあっては、前記溶剤
導入部を密閉容器の最上部に配すると共に、前記気化部
と水吸着部とを前記溶剤導入部の下方に順次配してい
る。吸着剤と被処理物である含水溶剤を液状で均等に直
接接触させることができれば、装置はコンパクト化し、
吸着温度も低いので吸着効率が高くなる。しかし、液状
の含水溶剤は吸着槽内をローカルフロー(偏流)するた
め、吸着剤に均一に接触させることは通常困難である。
そのため、本発明では含水溶剤を吸着剤に接触させる以
前に気化部にて気化させ、含水溶剤の偏流を少なくして
いる。また、前記溶剤導入部を密閉容器の最上部に配す
ると共に前記気化部と吸着部をその下方に順次配するこ
とにより、装置をコンパクト化できる。これは、含水溶
剤の沸騰気化よる蒸気は、その分子量が空気の分子量と
比べて重いため下方へと流れることを利用するものであ
り、連通して下方に充填された吸着剤に水蒸気を満遍な
く接触させることができるためである。
In the invention according to claim 2, the solvent introduction section is arranged at the uppermost portion of the closed vessel, and the vaporization section and the water adsorption section are arranged sequentially below the solvent introduction section. . If the adsorbent and the water-containing solvent to be treated can be brought into direct contact with each other in a liquid state, the device can be made compact,
Since the adsorption temperature is low, the adsorption efficiency is increased. However, since the liquid hydrated solvent flows locally in the adsorption tank (drift), it is generally difficult to uniformly contact the adsorbent.
For this reason, in the present invention, before the water-containing solvent is brought into contact with the adsorbent, the water-containing solvent is vaporized in the vaporizing section to reduce the drift of the water-containing solvent. Further, the apparatus can be made compact by arranging the solvent introduction section at the uppermost part of the closed vessel and sequentially arranging the vaporization section and the adsorption section below it. This is based on the fact that the vapor from the vaporization of a water-containing solvent flows downward because the molecular weight of the vapor is heavy compared to the molecular weight of air. This is because it can be done.

【0018】請求項3に係る発明は、前記ヒータ及びク
ーラを交差状に接触させて水吸着部の内部に並設する。
吸着剤を急速に加熱・冷却しようとして、ヒータ及びク
ーラの形状を如何に改良してもそれらの表面積を増加さ
せるには限界がある。そこで、本発明にあっては熱伝導
表面を更に増加させるために、ゼオライトより格段に熱
伝導に優れたパイプ状の金属製クーラを同じくパイプ状
のシーズヒータとを接触させて並設し、加熱時にはクー
ラも熱伝導体として加熱体の一部に利用し、冷却時には
逆にシーズヒータを冷却体として機能させる。かかる構
成を採用することにより、吸着剤に対する熱伝導のため
の表面積を大幅に増化させることができ、急速加熱及び
急速冷却が可能となるばかりでなく、吸着剤に対する均
等な熱伝導を行うことができる。勿論、脱着加熱時には
クーラ中の水分除去する必要がある。
According to a third aspect of the present invention, the heater and the cooler are arranged side by side in a crosswise manner inside the water adsorption section.
No matter how the shape of the heater and cooler is improved to rapidly heat and cool the adsorbent, there is a limit in increasing their surface area. Therefore, in the present invention, in order to further increase the heat conduction surface, a pipe-shaped metal cooler, which is much more excellent in heat conduction than zeolite, is juxtaposed by contacting with a pipe-shaped sheathed heater and heating. Sometimes a cooler is also used as a heat conductor for a part of the heating element, and at the time of cooling, the sheath heater functions as a cooling element. By adopting such a configuration, it is possible to greatly increase the surface area for heat conduction to the adsorbent, not only to enable rapid heating and rapid cooling, but also to perform uniform heat conduction to the adsorbent. Can be. Of course, it is necessary to remove moisture in the cooler at the time of desorption heating.

【0019】一方、急速加熱や急速冷却の際には、前述
のようにして接触しているクーラとヒータは熱膨張によ
り互いに摩擦しあうようになる。この摩擦により、摩擦
面から微小な金属粉が発生する。この金属紛と吸着剤が
接触すると、例えばゼオライトが系内の有機ガスに対す
る脱水素や脱水などの触媒作用を発揮して、有機ガスの
カーボン化やタール化を促進させ、溶剤に不純物が混入
したり、或いはゼオライトの耐久性にも悪影響を及ぼ
す。そのため、熱変化時にもヒータとクーラが互いに擦
れ合わない構造を採用する必要がある。その構造として
は、パイプ状のヒータ及びクーラをそれぞれ蛇行させて
配すると共に、互いが垂直方向と水平方向に交差させる
ようにして配すると、互いの熱膨張による挙動時にも接
触部の移動を最大限に抑制させることができるため好ま
しい。
On the other hand, at the time of rapid heating or rapid cooling, the cooler and the heater which are in contact with each other as described above come into friction with each other due to thermal expansion. Due to this friction, minute metal powder is generated from the friction surface. When the metal powder comes into contact with the adsorbent, for example, zeolite exerts a catalytic action such as dehydrogenation or dehydration of the organic gas in the system to promote carbonization or tarification of the organic gas, and impurities are mixed into the solvent. Or adversely affect the durability of the zeolite. Therefore, it is necessary to adopt a structure in which the heater and the cooler do not rub against each other even when the temperature changes. The structure is such that pipe-shaped heaters and coolers are arranged in a meandering manner, and are arranged so as to intersect each other in the vertical and horizontal directions. This is preferable because it can be suppressed to a minimum.

【0020】請求項4に係る発明は、含水溶剤に対する
上記気化部の構造を規定している。この発明によれば、
前記気化部は、含水溶剤を滴下させる溶剤供給管と、同
溶剤供給管の下方に配され、既述した無機繊維構造材に
より被覆されたシーズヒータ及び不活性ガス供給管とを
有している。そして、各供給管及びシーズヒータの形状
をほぼ一致させ、各部材の投影が一致するように上下に
配することが好ましい。
According to a fourth aspect of the present invention, the structure of the vaporizing section for a water-containing solvent is specified. According to the invention,
The vaporization section has a solvent supply pipe for dropping a water-containing solvent, and a sheath heater and an inert gas supply pipe disposed below the solvent supply pipe and covered with the inorganic fiber structural material described above. . Then, it is preferable that the shapes of the supply pipes and the sheathed heaters are made substantially the same, and the members are arranged vertically so that the projections of the respective members become the same.

【0021】含水溶剤は既述したとおり液状のままで吸
着剤に吸着させるよりも気体の状態で吸着させる方が、
偏流がなく均一に吸着剤に接触させることができるため
好ましい。しかも、含水溶剤を効率的に沸騰気化するに
は、同含水溶剤を直接ヒータに接触させることが望まし
い。しかるに、ヒータ表面に含水溶剤を直接滴下或いは
流すとヒータ表面にて滴下した含水溶剤の一部だけが急
激に加熱されて液が飛散する、いわゆるパッフィングが
発生し、このパッフィングが発生すると熱バランスを失
って炭化したりタール化して炭化物などの不純物が生成
され、ヒータの加熱効率が低下する。
As described above, it is better to adsorb a water-containing solvent in a gaseous state than to adsorb it in a liquid state as it is in a liquid state.
This is preferable because it can uniformly contact the adsorbent without drifting. Moreover, in order to efficiently evaporate and evaporate the water-containing solvent, it is desirable that the water-containing solvent be brought into direct contact with the heater. However, if the water-containing solvent is directly dropped or flowed on the heater surface, only a part of the water-containing solvent dropped on the heater surface is rapidly heated and the liquid is scattered, so-called puffing occurs. Loss and carbonization or tarification produce impurities such as carbides, and reduce the heating efficiency of the heater.

【0022】そこで、本発明にあってはシーズヒータの
下方に不活性ガスの供給管を配して、必要時に不活性ガ
スを供給するようにしている。また、含水溶剤がヒータ
の上方から直接滴下されると、不均一接触のため溶剤が
タール化したり炭化するため、水分をも含めて溶剤が蒸
発気化する温度となるようにヒータを制御する必要があ
る。シーズヒータと不活性ガス供給管とを上下に配した
状態で、その周面を少なくとも金属繊維構造体及び無機
繊維構造体により被覆する。これらの繊維構造体の存在
により、含水溶剤供給管から滴下した含水溶剤は、繊維
構造体の表面全体に均一な液膜を作り、その間に完全に
沸騰気化する。繊維構造体で被覆しない場合には、特に
水が蒸発前にヒータ表面を流れ落ち、或いはパッフィン
グにより弾け飛んだ液体が下方に存在する吸着剤の空隙
を偏流となって通過することになりかねない。
Therefore, in the present invention, an inert gas supply pipe is provided below the sheathed heater so that the inert gas is supplied when necessary. In addition, if the water-containing solvent is dropped directly from above the heater, the solvent is tarred or carbonized due to non-uniform contact, so it is necessary to control the heater to a temperature at which the solvent, including moisture, evaporates. is there. With the sheathed heater and the inert gas supply pipe arranged vertically, the peripheral surface is covered with at least a metal fiber structure and an inorganic fiber structure. Due to the presence of these fibrous structures, the hydrated solvent dropped from the hydrated solvent supply pipe forms a uniform liquid film on the entire surface of the fibrous structures, during which it is completely vaporized. If not covered with a fibrous structure, in particular, water may run down the heater surface before evaporation, or liquid splashed off by puffing may flow as a drift through voids in the adsorbent below.

【0023】このとき、含水溶剤の分子量は窒素の分子
量より大きいため溶剤蒸気は下方へと移動する。従っ
て、溶剤蒸気が密閉容器内に充填された吸着剤間の空隙
を下方へ安全に移動させるに必要なキャリアーガスやガ
スコンプレッサなどを殊更に必要としない。ここで、キ
ャリアーガスとしての不活性ガスとは、脱着時に系内に
残存する溶剤が気化して燃焼性ガスとなるが、このガス
を燃焼させないためのガス成分をいう。
At this time, since the molecular weight of the water-containing solvent is larger than the molecular weight of nitrogen, the solvent vapor moves downward. Therefore, a carrier gas, a gas compressor, and the like, which are necessary for safely moving the space between the adsorbents filled in the closed container with the solvent vapor downward safely, are not required. Here, the inert gas as a carrier gas refers to a gas component for preventing the solvent remaining in the system at the time of desorption from evaporating into a combustible gas, but burning this gas.

【0024】前述のような燃焼性ガス系にあって、本発
明者等の実験によると、系の中の酸素濃度値が所定の値
以下であれば、爆発範囲が消失して人為的に着火しても
燃焼しなくなることが判明している。このときの酸素濃
度の値は可燃性ガスの種類により異なる。また、加熱時
間の経過と共に系内の燃焼性ガス濃度は低下して所定時
間後には下限爆発範囲以下になるため、通常の空気をキ
ャリアーガスとして用いても爆発や燃焼はしない。従っ
て、空気でも系内の燃焼性ガス濃度が爆発下限範囲以下
であれば、その系内における不活性ガスと呼ぶことがで
き、安全性は確保される。
In the above-described combustible gas system, according to experiments by the present inventors, if the oxygen concentration value in the system is below a predetermined value, the explosion range disappears and artificial ignition occurs. It has been found that combustion does not occur. The value of the oxygen concentration at this time differs depending on the type of combustible gas. In addition, the concentration of the combustible gas in the system decreases with the elapse of the heating time and becomes lower than the lower limit explosion range after a predetermined time. Therefore, even if ordinary air is used as the carrier gas, no explosion or combustion occurs. Therefore, if the concentration of the flammable gas in the system is equal to or lower than the lower limit of the explosion even in the air, it can be referred to as an inert gas in the system, and safety is ensured.

【0025】本発明にあっては、装置のコンパクト化を
図ると共に脱着の効率化を図るため、脱着時に系内温度
を急激に上昇させているが、例えばゼオライトでは温度
の上昇速度が速いほど、かつ高温雰囲気で高温であるほ
ど、さらには水分の分圧が高いほど、ゼオライトは破壊
し易くなる。従って、吸着剤の耐久性を確保するための
一つの手段として、脱着時にはヒータにより急速加熱を
積極的に行うと同時に、必要最小限の不活性ガスや非燃
焼性ガス等を系内に流し、水蒸気の分圧を低下させてい
る。つまり、本発明では装置の安全性を確保するためと
ゼオライトの耐久性を確保するために、高価な窒素や炭
酸ガス等の不活性ガスを使用するものではなく、必要時
にのみ窒素ガスなどの不活性ガスを供給するものであ
る。そのため、窒素などの不活性ガスの使用量を大幅に
低減させることができ、経済的であり、同時に安全性も
確保される。
In the present invention, in order to reduce the size of the apparatus and increase the efficiency of desorption, the temperature in the system is rapidly increased at the time of desorption. The higher the temperature in a high-temperature atmosphere and the higher the partial pressure of water, the more easily the zeolite is destroyed. Therefore, as one means for ensuring the durability of the adsorbent, at the time of desorption, the heater is actively heated rapidly, and at the same time, a minimum amount of inert gas or non-combustible gas is allowed to flow into the system. The partial pressure of water vapor is reduced. That is, in the present invention, expensive inert gas such as nitrogen or carbon dioxide is not used to ensure the safety of the apparatus and the durability of zeolite, but only when necessary. It supplies an active gas. Therefore, the amount of use of an inert gas such as nitrogen can be greatly reduced, which is economical and at the same time ensures safety.

【0026】請求項5に係る発明は、同一密閉容器内に
複数の前記水吸着部が上下に多段に配され、各段を互い
に連通させている。溶剤が水との親和性が高い場合に
は、一組の水吸着部を備えているだけでは、吸着剤によ
り溶剤中の水を完全に分離させることは難しい。そこ
で、本発明では複数の水吸着部を上下に連通して配し、
同様の吸着処理を多段に行う。このとき、各段ごとに吸
着剤の性能を変更すると、高純度の溶剤を回収すること
ができるため好ましい。すなわち、第1段では水の吸着
量が大きい吸着剤を選び、下段になるほど水分を強力に
吸着する高吸着力をもつ吸着剤を配するようにする。こ
れは、下段に行くほど溶剤の濃度が高くなり、その溶剤
の水吸収能が高い場合には、逆に周辺の水分を吸収し
て、高純度の溶剤が得にくくなるため、より強力な水吸
着力を有する吸着剤を配するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of the water adsorbing portions are vertically arranged in multiple stages in the same closed container, and the respective stages are communicated with each other. When the solvent has a high affinity for water, it is difficult to completely separate the water in the solvent by the adsorbent simply by providing a set of water adsorbing portions. Therefore, in the present invention, a plurality of water adsorbing parts are arranged vertically communicating with each other,
A similar adsorption process is performed in multiple stages. At this time, it is preferable to change the performance of the adsorbent for each stage because a high-purity solvent can be recovered. That is, in the first stage, an adsorbent having a large amount of adsorbed water is selected, and an adsorbent having a high adsorptivity that strongly adsorbs water is disposed in a lower stage. This is because the lower the concentration, the higher the concentration of the solvent, and if the solvent has a high water absorption capacity, it absorbs the surrounding water, making it difficult to obtain a high-purity solvent. An adsorbent having an adsorbing power is provided.

【0027】請求項6に係る発明は、含水溶剤から溶剤
を回収する効率的な回収方法を規定しており、水を含む
前記親水性溶剤をヒータに向けて導入し気化させるこ
と、水の吸着及び脱着が可能な水吸着剤をパイプ状クー
ラ及びパイプ状ヒータを併用して直接冷却又は加熱して
吸着時及び脱着時に必要な所定温度に制御すること、前
記クーラにより吸着剤が所定温度に維持されている間
に、上記気化した水と親水性溶剤とを前記吸着剤に接触
させて水を吸着させること、水の吸着と同時に前記溶剤
を回収すること、及び溶剤の回収後に前記吸着剤を前記
ヒータにより加熱して水を脱着させることを含んでい
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an efficient method for recovering a solvent from a water-containing solvent. The method includes introducing the hydrophilic solvent containing water toward a heater and vaporizing the hydrophilic solvent. The desorbable water adsorbent is directly cooled or heated by using both a pipe-shaped cooler and a pipe-shaped heater to control a predetermined temperature required for adsorption and desorption, and the adsorbent is maintained at a predetermined temperature by the cooler. While being performed, the vaporized water and the hydrophilic solvent are brought into contact with the adsorbent to adsorb the water, the solvent is collected simultaneously with the adsorption of water, and the adsorbent is collected after the solvent is collected. The method includes heating by the heater to desorb water.

【0028】既述したとおり、本発明にあっても含水溶
剤を気化してから、パイプ状クーラにより所定の温度ま
で急速に冷却された吸着剤に接触させて水を吸着させ、
溶剤を分離回収する。溶剤の回収が終了すると、同じく
パイプ状ヒータにより吸着剤を急速に加熱して脱着を行
う。このクーラによる冷却時には並設されたヒータの構
成部材を熱伝導体として利用し、またヒータによる加熱
時には前記クーラの構成部材を同じく熱伝導体として利
用する。このため、吸着剤に対する加熱時及び冷却時の
熱伝導表面積が増加して、吸着剤の全体にわたり均一で
且つ急速な加熱及び冷却が可能となり、効率的な水分の
吸着及び脱着が可能となる。
As described above, even in the present invention, the water-containing solvent is vaporized and then brought into contact with an adsorbent rapidly cooled to a predetermined temperature by a pipe-shaped cooler to adsorb water.
Separate and recover the solvent. When the recovery of the solvent is completed, the adsorbent is rapidly heated by the same pipe-shaped heater to perform desorption. At the time of cooling by the cooler, the components of the heater arranged in parallel are used as a heat conductor, and at the time of heating by the heater, the components of the cooler are also used as a heat conductor. For this reason, the heat conduction surface area at the time of heating and cooling with respect to the adsorbent increases, and uniform and rapid heating and cooling over the entire adsorbent becomes possible, and efficient adsorption and desorption of moisture becomes possible.

【0029】請求項7に係る発明にあっては、前記含水
溶剤の気化時及び吸着剤に吸着した水の脱着時に不活性
ガスを導入することを含んでいる。この不活性ガスの導
入は、沸騰気化した含水溶剤ガスを搬送するためのキャ
リアガスではなく、燃焼性ガスである溶剤ガスの爆発を
防ぎ、同時に水分の分圧を低下させて吸着剤の性能を維
持するキャリアガスとしての機能をもつものであり、従
ってその導入は吸着時には行わず、含水溶剤の気化時及
び脱着時になされる。燃焼性ガス系内にあって、酸素濃
度値が所定の値以下となると爆発は発生しないため、場
合によっては空気と窒素ガスとを所定の割合で混合して
導入することもできる。
The invention according to claim 7 includes introducing an inert gas at the time of vaporization of the water-containing solvent and at the time of desorption of water adsorbed on the adsorbent. The introduction of the inert gas prevents the explosion of the solvent gas, which is a combustible gas, rather than the carrier gas used to transport the boiling vaporized water-containing solvent gas, and at the same time lowers the partial pressure of water to improve the performance of the adsorbent. It has a function as a carrier gas to be maintained. Therefore, its introduction is not performed at the time of adsorption, but at the time of vaporization and desorption of the water-containing solvent. In the flammable gas system, no explosion occurs when the oxygen concentration value is equal to or less than a predetermined value. In some cases, air and nitrogen gas may be mixed and introduced at a predetermined ratio.

【0030】[0030]

【発明の実施形態】以下、本発明の実施の形態を図面を
参照しながら比較例と共に具体的に説明する。図1は本
発明の代表的な実施例である含水溶剤の回収装置を模式
的に示している。本発明に係る含水溶剤の回収装置は、
含水溶剤を気化させる気化部と、同気化部の下方に連通
して配され、同気化部にて気化した水を吸着及び脱着が
可能な吸着剤を充填した水吸着部とが、単一の気密容器
内に収容され、更に前記水吸着部には前記吸着剤に直接
接触するヒータとクーラとが並設された構造を採用して
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below along with comparative examples with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an apparatus for recovering a water-containing solvent according to a typical embodiment of the present invention. The water-containing solvent recovery device according to the present invention,
A vaporizing section for vaporizing the water-containing solvent and a water adsorbing section which is arranged in communication with the lower side of the vaporizing section and is filled with an adsorbent capable of adsorbing and desorbing water vaporized in the vaporizing section are provided as a single unit. It is housed in an airtight container, and adopts a structure in which a heater and a cooler that are in direct contact with the adsorbent are provided side by side in the water adsorbing section.

【0031】ここで、本発明にあっては前記含水溶剤の
気化部と、気化された溶剤中の水を吸着材に吸着して溶
剤と分離する水吸着部とを一組として、その一組だけを
単一の密閉容器に収容するだけの場合をも含むものでは
あるが、高純度(99.9wt%以上)の溶剤を回収す
るには、含水溶剤を複数組の水吸着部に連続して通し
て、多段に水吸着をさせることが好ましい。
Here, in the present invention, the vaporized portion of the water-containing solvent and the water adsorbing portion which adsorbs water in the vaporized solvent to the adsorbent and separates the solvent from the solvent are formed as one set. However, in order to recover a high-purity (99.9% by weight or more) solvent, a plurality of sets of water-containing solvents are continuously connected to a plurality of water adsorption sections. Through which water is adsorbed in multiple stages.

【0032】図示例は、単一の密閉容器1内に最上段に
前記気化部及び水吸着部を配すると共に、その下方に2
段の水吸着部を配し、それらを互いに連通させて上下3
段の水吸着部から構成された含水溶剤の回収装置を示し
ている。同図において、符号1は含水溶剤の回収装置を
示し、単一の密閉容器2の天井部に含水溶剤を容器内の
気化部4に導入するための含水溶剤導入部3が配されて
おり、同含水溶剤導入部3の直下には含水溶剤の気化部
4と水吸着部5とを配すると共に、前記水吸着部5の下
方に更に2段目及び3段目の水吸着部5を容器底部にか
けて配している。更に、前記密閉容器2の底面には溶剤
回収口6が設けられ、図示せぬ開閉バルブ及びクーラを
介して同じく図示せぬ溶剤回収槽に接続される。
In the illustrated example, the vaporizing section and the water adsorbing section are arranged at the uppermost stage in a single closed container 1, and the lower part thereof is disposed below the vaporizing section and the water adsorbing section.
Arrange the water adsorbing parts of the steps and connect them to each other
Fig. 3 shows a water-containing solvent recovery device composed of a water adsorption section in a stage. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a water-containing solvent recovery device, and a water-containing solvent introduction unit 3 for introducing a water-containing solvent into a vaporization unit 4 in the container is disposed on a ceiling portion of a single closed container 2. A water-containing solvent vaporizer 4 and a water adsorber 5 are disposed immediately below the water-containing solvent inlet 3, and the second and third water adsorbers 5 are further disposed below the water adsorber 5. Arranged over the bottom. Further, a solvent recovery port 6 is provided on the bottom surface of the closed vessel 2, and is connected to a solvent recovery tank (not shown) via an open / close valve and a cooler (not shown).

【0033】本実施例にあって前記含水溶剤導入部3
は、図2〜図4に示すような構造をもつ溶剤滴下管3か
らなり、同溶剤滴下管3の両端3a,3bは容器外の含
水溶剤供給源と図示せぬ開閉バルブを介して循環接続さ
れている。図示例によれば、前記溶剤滴下管3は略M字
状に屈曲された金属管により構成され、このように構成
された溶剤滴下管3が水平に設置されている。また、こ
の溶剤滴下管3の下面には管内と連通する多数の小孔3
aが形成されており、管内を流通する含水溶剤は前記小
孔3aから下方に滴下することになる。
In this embodiment, the water-containing solvent introducing section 3
Comprises a solvent dropping pipe 3 having a structure as shown in FIGS. 2 to 4, and both ends 3a and 3b of the solvent dropping pipe 3 are circulated through an open / close valve (not shown) to a water-containing solvent supply source outside the container. Have been. According to the illustrated example, the solvent dropping tube 3 is constituted by a metal tube bent in a substantially M shape, and the solvent dropping tube 3 thus configured is horizontally installed. The lower surface of the solvent dropping tube 3 has a number of small holes 3 communicating with the inside of the tube.
a is formed, and the water-containing solvent flowing in the pipe is dripped downward from the small hole 3a.

【0034】前記密閉容器2の上部から底部にかけて設
けられる複数段(図示例では4段)の含水溶剤の気化部
4は全て同一の構造を備えており、それぞれにシーズヒ
ータ4a及び窒素ガス給排管4bを有し、このうちシー
ズヒータ4a及び窒素ガス給排管4bは、前記溶剤滴下
管3とほぼ同一寸法で且つ略同一のM字状をなしてい
る。前記窒素ガス給排管4bにも図示せぬ多数の小孔が
形成されている。そして、前記シーズヒータ4a及び窒
素ガス給排管4bは、図2〜図4に示すようにそれらの
管形状に倣って積層されており、シーズヒータ4a及び
窒素ガス給排管4b同士が点付け溶接により一体化され
ている。前記シーズヒータ4aは図示せぬスイッチング
回路により自動的にON,OFFがなされる。また、前
記窒素ガス給排管4bは、その一方の端部であるガス供
給口4b−1と他方の端部であるガス排出口4b−2と
がそれぞれ図示せぬ開閉バルブを介して図示せぬ窒素ガ
ス供給源と排出管に接続されている。
A plurality of (four in the illustrated example) water-containing solvent vaporizers 4 provided from the top to the bottom of the closed vessel 2 all have the same structure, each of which has a sheath heater 4a and nitrogen gas supply / discharge. It has a tube 4b, of which the sheathed heater 4a and the nitrogen gas supply / discharge tube 4b have substantially the same dimensions and substantially the same M shape as the solvent dropping tube 3. Numerous small holes (not shown) are also formed in the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b. The sheathed heater 4a and the nitrogen gas supply / discharge tube 4b are laminated according to their tube shapes as shown in FIGS. 2 to 4, and the sheathed heater 4a and the nitrogen gas supply / discharge tube 4b are spotted. They are integrated by welding. The sheath heater 4a is automatically turned on and off by a switching circuit (not shown). The nitrogen gas supply / discharge pipe 4b has a gas supply port 4b-1 at one end thereof and a gas discharge port 4b-2 at the other end thereof respectively shown via open / close valves (not shown). Connected to a nitrogen gas supply source and a discharge pipe.

【0035】更に、本実施例では前記シーズヒータ4a
及び窒素ガス給排管4bの周面を無機繊維構造体7によ
り被覆している。この繊維構造体7の材質としてはステ
ンレスなどの金属繊維やセラミック繊維を挙げることが
でき、それらの繊維から不織布や、織編物、組物、或い
は網などの繊維構造体7として製造し、この繊維構造体
7を前記シーズヒータ4a及び窒素ガス給排管4bの周
面に巻き付けて固定する。この繊維構造体7によりシー
ズヒータ4a及び窒素ガス給排管4bを被覆すると熱交
換が十分に行われ、窒素ガスが必要な温度まで速やかに
熱せられる。それにより、シーズヒータ周辺を均一な不
活性雰囲気とすると共に、上方から滴下される含水溶剤
が繊維を伝ってヒータ周辺に均等に行き渡り、効率的に
且つ安全に蒸発気化させることができる。
Further, in this embodiment, the sheathed heater 4a
The peripheral surface of the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b is covered with an inorganic fiber structure 7. Examples of the material of the fibrous structure 7 include metal fibers such as stainless steel and ceramic fibers. The fibrous structure 7 is manufactured from these fibers as a fibrous structure 7 such as a nonwoven fabric, a woven or knitted fabric, a braid, or a net. The structure 7 is wound around and fixed to the peripheral surfaces of the sheathed heater 4a and the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b. When the sheath heater 4a and the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b are covered with the fiber structure 7, heat exchange is sufficiently performed, and the nitrogen gas is quickly heated to a required temperature. Accordingly, the periphery of the sheathed heater is made to have a uniform inert atmosphere, and at the same time, the water-containing solvent dropped from above is uniformly distributed around the heater through the fibers, and can be efficiently and safely vaporized and vaporized.

【0036】一方、前記気化部4の下方に所要の空間を
介して配される上記水吸着部5は、図示を省略する吸着
剤の充填層と、同吸着剤充填層の内部に配設されるパイ
プ状のヒータ8と同じくパイプ状のクーラ9とからな
る。このヒータ8及びクーラ9はステンレス又はインコ
ネル、或いはそれらにクロムや金、白金などがメッキさ
れた金属製管材からなり、ヒータ8には通電加熱線が挿
通され、クーラ9には水などの冷却媒体が通される。両
者共にジグザグ状に屈曲され、互いが接触して交差する
ようにして、同一鉛直面内で互いのジグザグ方向を上下
方向と横方向とに配されている。
On the other hand, the water adsorbing section 5 disposed below the vaporizing section 4 with a required space interposed therebetween is provided with an adsorbent packed layer (not shown) and inside the adsorbent filled layer. And a pipe-shaped cooler 9 as well as a pipe-shaped heater 8. The heater 8 and the cooler 9 are made of stainless steel or Inconel, or a metal tube material plated with chromium, gold, platinum, or the like. An electric heating wire is inserted through the heater 8, and a cooling medium such as water is passed through the cooler 9. Is passed. Both of them are bent in a zigzag shape, and are arranged so that they come into contact with each other and cross each other in the same vertical plane, with the zigzag directions of each other up and down and laterally.

【0037】このように、ヒータ8とクーラ9とを交差
させると共に、その交差部分で互いを接触するように配
すると、例えばヒータ8を通電して発熱させたとき、前
記交差部分から熱量の一部がクーラ9に伝導され、クー
ラ自体がヒータとして機能する。そのため、吸着剤に対
する加熱面積が大幅に増加すると共に、均等で且つ急速
な加熱が可能となる。冷却時についても同様であり、急
速冷却を可能にしている。勿論、冷却時にはクーラ9に
冷却媒体を流し、加熱時には同クーラ9から冷却媒体を
排出する。
As described above, when the heater 8 and the cooler 9 are crossed and arranged so as to be in contact with each other at the crossing portion, for example, when the heater 8 is energized to generate heat, a heat quantity from the crossing portion is reduced. The part is conducted to the cooler 9, and the cooler itself functions as a heater. Therefore, the heating area for the adsorbent is greatly increased, and uniform and rapid heating becomes possible. The same is true for cooling, enabling rapid cooling. Of course, the cooling medium flows into the cooler 9 during cooling, and the cooling medium is discharged from the cooler 9 during heating.

【0038】また、前述のようにジグザグ状に形成され
たヒータ8とクーラ9とを互いを交差させると共に、そ
の交差部分で接触するように配することにより、急速加
熱や急速冷却の際にも、前述のようにして接触している
クーラとヒータは熱膨張により互いに摩擦しあうことが
なくなる。もし、クーラ8とヒータ9が摩擦しあう場合
には、摩擦により摩擦面から微小な金属粉が発生する。
この金属紛と吸着剤が接触すると、例えばゼオライトが
系内の有機ガスに対する脱水素や脱水などの触媒作用を
発揮して、有機ガスのカーボン化やタール化を促進さ
せ、溶剤に不純物が混入したり、或いはゼオライトの耐
久性を低下させる。そのため、熱変化時にもヒータ8と
クーラ9が互いに擦れ合わない構造を採用する必要があ
る。その構造として、本発明では上述の構成を採用して
ヒータ8及びクーラ9が互いの熱膨張による挙動時にも
接触部の移動を最大限に抑制する。
Also, by arranging the heater 8 and the cooler 9 formed in a zigzag shape as described above so as to intersect each other and to make contact at the intersection, the heater 8 and the cooler 9 can be used for rapid heating and rapid cooling. As described above, the cooler and the heater that are in contact with each other do not rub against each other due to thermal expansion. If the cooler 8 and the heater 9 rub against each other, fine metal powder is generated from the friction surface due to the friction.
When the metal powder comes into contact with the adsorbent, for example, zeolite exerts a catalytic action such as dehydrogenation or dehydration of the organic gas in the system to promote carbonization or tarification of the organic gas, and impurities are mixed into the solvent. Or reduces the durability of the zeolite. Therefore, it is necessary to adopt a structure in which the heater 8 and the cooler 9 do not rub against each other even when the temperature changes. As the structure, the present invention employs the above-described configuration to minimize the movement of the contact portion even when the heater 8 and the cooler 9 behave due to thermal expansion of each other.

【0039】一方、前記吸着剤にはゼオライトが使用さ
れており、上段の水吸着部5には量的に吸水能力の高い
X型ゼオライト、中断の水吸着部5には量的な吸水能力
は低いが、強力な吸着力をもつA型ゼオライト、下段の
水吸着部5には同じく吸着力が強く且つイオン交換能を
有するY型ゼオライトが使われる。
On the other hand, zeolite is used as the adsorbent. The upper water adsorbing section 5 has an X-type zeolite having a high water absorbing capacity, and the suspended water adsorbing section 5 has a quantitative water absorbing capacity. A type zeolite having low but strong adsorption power is used, and Y type zeolite having high adsorption power and ion exchange capacity is used for the lower water adsorption section 5.

【0040】次に、かかる構成を備えた本実施例装置に
よる溶剤回収手順とその回収機構を説明する。先ず、上
下4段のシーズヒータ4aを通電して発熱させると共
に、図示せぬ2方向制御バルブを切り換えて最上段の窒
素ガス給排管4bのガス供給口4b−1から窒素ガスを
導入する。このとき密封容器2の内部の空気中にある酸
素は窒素ガスにより希釈され、その濃度が爆発下限範囲
以下となるように窒素ガスの導入量が制御される。
Next, a solvent recovery procedure and a recovery mechanism by the apparatus of this embodiment having the above-described configuration will be described. First, the upper and lower four-stage sheath heaters 4a are energized to generate heat, and a two-way control valve (not shown) is switched to introduce nitrogen gas from the gas supply port 4b-1 of the uppermost nitrogen gas supply / discharge pipe 4b. At this time, the oxygen in the air inside the sealed container 2 is diluted with nitrogen gas, and the amount of nitrogen gas introduced is controlled so that the concentration becomes lower than the explosion lower limit range.

【0041】次いで、溶剤滴下管3の図示せぬ開閉バル
ブを開けて含水溶剤を溶剤滴下管3に導入する。溶剤滴
下管3に導入された含水溶剤は溶剤滴下管3の小孔3a
から滴下して、最上段の前記シーズヒータ4a及び窒素
ガス給排管4bの周面に巻き付けられた無機繊維構造体
7の表面を伝わる間に蒸発して気化する。このとき、気
化した水蒸気と溶剤ガスは窒素ガスと共に、前記無機繊
維構造体7の存在によって密閉容器2の水平断面方向に
ほぼ均一に分配されて内圧の低い下段の吸着部4へと各
シーズヒータ4aにより蒸発状態を維持して順次流れ、
各段の水吸着部5に充填されている吸着剤8に偏流なく
均等に接触する。
Next, the open / close valve (not shown) of the solvent dropping pipe 3 is opened to introduce the water-containing solvent into the solvent dropping pipe 3. The water-containing solvent introduced into the solvent dropping pipe 3 is a small hole 3a of the solvent dropping pipe 3.
From the surface of the inorganic fiber structure 7 wound on the peripheral surface of the sheath heater 4a and the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b at the uppermost stage. At this time, the vaporized water vapor and the solvent gas, together with the nitrogen gas, are distributed substantially uniformly in the horizontal cross-sectional direction of the closed vessel 2 due to the presence of the inorganic fiber structure 7, and are transferred to the lower adsorption section 4 having a low internal pressure by the respective sheath heaters. 4a, the flow continues while maintaining the evaporation state,
It contacts the adsorbent 8 filled in the water adsorbing section 5 of each stage evenly without uneven flow.

【0042】この気化した水蒸気と溶剤ガスの流下時
に、前記水吸着部5が前回の脱着時の高温状態が維持さ
れていると、水分を吸着しないため同水吸着部5に内蔵
するパイプ状ヒータ8の電源を切って、パイプ状クーラ
9の内部に水或いは含水溶剤を冷媒液として通し、吸着
剤を積極的に所定の吸着温度まで冷却する。このとき、
同時にヒータ8もクーラ9により熱伝導により冷却され
て、同ヒータ8に接触する吸着剤を冷却するクーラとし
て機能するため、全体として吸着剤に対する熱伝導の表
面積が増加し、吸着部を満遍なく且つ均一に急速冷却で
きる。ここで、特に含水溶剤を冷媒液として通す場合に
は、冷却時に使用されて温められた含水溶剤を上記溶剤
導入部2に導入すれば、気化が急速に達成される。
When the vaporized water vapor and the solvent gas flow down, if the water adsorbing section 5 maintains the high temperature state at the time of the previous desorption, the water adsorbing section 5 does not adsorb water. The power supply of 8 is turned off, water or a water-containing solvent is passed through the inside of the pipe-shaped cooler 9 as a refrigerant liquid, and the adsorbent is actively cooled to a predetermined adsorption temperature. At this time,
At the same time, the heater 8 is also cooled by heat conduction by the cooler 9 and functions as a cooler for cooling the adsorbent that comes into contact with the heater 8, so that the surface area of heat conduction with respect to the adsorbent increases as a whole, and the adsorbing portions are evenly and uniformly formed. Rapid cooling. Here, in particular, when a water-containing solvent is passed as a refrigerant liquid, vaporization is rapidly achieved by introducing the water-containing solvent used during cooling and warmed into the solvent introduction section 2.

【0043】所定の吸着温度に達した各吸着部5には、
上方から気化した水蒸気、溶剤ガス、窒素ガスが一緒に
なって連続して流下してきており、このうちの残留水蒸
気がゼオライトに吸着される一方で、溶剤ガスの分子量
は窒素ガスの分子量より大きいことから、溶剤ガスは下
段の吸着部5へと順次流れて密閉容器2の底部に接続す
る回収管を通して冷却手段により冷却され、液状となっ
て逐次容器外の図示せぬ溶剤回収部に回収される。従っ
て、この回収が終了する頃には、各段の吸着部4は次第
に窒素ガス雰囲気となる。
Each adsorbing section 5 which has reached a predetermined adsorbing temperature has
Water vapor vaporized from above, solvent gas, and nitrogen gas are flowing down together and continuously.While the residual water vapor is absorbed by zeolite, the molecular weight of the solvent gas must be larger than that of nitrogen gas. From there, the solvent gas flows sequentially to the lower adsorption section 5, is cooled by cooling means through a collection pipe connected to the bottom of the closed vessel 2, becomes liquid, and is sequentially collected in a solvent collection section (not shown) outside the vessel. . Therefore, by the time the collection is completed, the adsorption section 4 in each stage gradually becomes a nitrogen gas atmosphere.

【0044】また、本実施例によれば、上述のごとく上
段の水吸着部5には量的に吸水能力の高いX型ゼオライ
ト、中断の水吸着部5には量的な吸水能力は低いが、強
力な吸着力をもつA型ゼオライト、下段の水吸着部5に
は同じく吸着力が強く且つイオン交換能を有するY型ゼ
オライトが使われているため、水蒸気及び溶剤ガスは、
上段の水吸着部5では多量の水蒸気が吸着され、中段の
水吸着部5では水蒸気の濃度は激減してはいるものの相
変わらず残存している。しかも、溶剤がIPAのように
極めて水との親和性が高い性質を有している場合には、
水分が溶剤ガスに吸着されて、上段に配された吸着剤の
材質では容易に吸着し切れない。そこで、本実施例では
前述のように強力な吸着力をもつA型ゼオライトを使用
して、溶剤ガスに吸着された水分であっても強力に吸着
し得るようにしている。
Further, according to this embodiment, as described above, the upper water adsorbing section 5 has an X-type zeolite having a high quantitative water absorbing capacity, and the suspended water adsorbing section 5 has a low quantitative water absorbing capacity. Since the A-type zeolite having a strong adsorption force and the Y-type zeolite having the strong adsorption force and the ion-exchange ability are also used in the lower water adsorption section 5, the water vapor and the solvent gas are:
A large amount of water vapor is adsorbed in the upper water adsorbing section 5, and the water vapor concentration in the middle water adsorbing section 5 is drastically reduced but still remains. In addition, when the solvent has a very high affinity for water such as IPA,
Moisture is adsorbed by the solvent gas and cannot be easily adsorbed by the material of the adsorbent arranged in the upper stage. Therefore, in the present embodiment, the A-type zeolite having a strong adsorption force is used as described above, so that even the water adsorbed by the solvent gas can be strongly adsorbed.

【0045】一方、下段の吸着部5に配されるY型ゼオ
ライトは中段のゼオライトと同様に強力な水分の吸着力
を有する他に、含水溶剤に含まれるイオン化している金
属類とイオン交換反応して金属類を除去する。従って、
下段の吸着部5は極めて僅かな量の水蒸気と金属イオン
とを含む溶剤ガスから、水蒸気と金属イオンとを強力に
吸着させて、例えば99.9wt%の高純度のIPAを
回収することができる。
On the other hand, the Y-type zeolite disposed in the lower adsorbing section 5 has a strong water-absorbing power similarly to the middle-stage zeolite, and also has an ion exchange reaction with ionized metals contained in the water-containing solvent. To remove metals. Therefore,
The lower adsorption section 5 can strongly absorb water vapor and metal ions from a solvent gas containing a very small amount of water vapor and metal ions, and can recover, for example, 99.9 wt% of high-purity IPA. .

【0046】さて、このようにして溶剤の回収が進み、
吸着剤の吸着水分量が増えて吸着能が低下したときは、
前記吸着水分を蒸発除去(脱着)することにより吸着剤
を再生させる。この再生時には、各段のパイプ状クーラ
9から管内に残留する冷媒液を外部に排出したのち、全
パイプ状ヒータ8に通電して加熱する。ヒータ8の表面
が加熱されると、同ヒータ8と交差状態で接触している
クーラ9は蒸発潜熱及び熱伝導により高温となって、ヒ
ータの一部として機能するようになる。その結果、ヒー
タ8とクーラ9とを並設するにも関わらず、吸着剤に対
する加熱面積がほぼ倍増され、しかも全体に分散して配
されるため、比熱が低く熱伝導率も低いゼオライトにあ
っても、局部的に低温や高温となることがなく効率的に
脱着がなされる。
Now, the recovery of the solvent proceeds in this way,
If the amount of water absorbed by the adsorbent increases and the adsorption capacity decreases,
The adsorbent is regenerated by evaporating and removing (desorbing) the adsorbed water. At the time of this regeneration, the refrigerant liquid remaining in the pipe is discharged to the outside from the pipe-shaped cooler 9 of each stage, and then all the pipe-shaped heaters 8 are energized and heated. When the surface of the heater 8 is heated, the cooler 9 which is in contact with the heater 8 in an intersecting state becomes hot due to latent heat of evaporation and heat conduction, and functions as a part of the heater. As a result, despite the fact that the heater 8 and the cooler 9 are juxtaposed, the heating area for the adsorbent is almost doubled, and since the heater 8 and the cooler 9 are distributed over the whole, the zeolite has low specific heat and low thermal conductivity. However, the desorption can be performed efficiently without being locally low or high.

【0047】本実施例では、前記脱着時に密閉容器2の
内部に必要な量の窒素ガスを所定の手順に従って導入
し、同容器内から外部に排出する。これらの手順は、上
記吸着時の手順と共に、図示せぬ制御装置に書き込まれ
たシーケンスに従って各種の制御(開閉)バルブ及びス
イッチが自動的に操作されることによりなされる。勿
論、作業員の操作によってもなすことができる。
In this embodiment, a necessary amount of nitrogen gas is introduced into the closed vessel 2 at the time of desorption according to a predetermined procedure, and discharged from the inside of the vessel to the outside. These procedures are performed by automatically operating various control (open / close) valves and switches in accordance with a sequence written in a control device (not shown) together with the procedure at the time of suction. Of course, it can also be performed by operation of a worker.

【0048】ところで、温度の上昇速度が速いほど、高
温雰囲気で高温であればあるほど、さらには水分の分圧
が高いほど、ゼオライトは水分を吸着能が低下し、遂に
は破壊しかねない。しかして、前記水吸着部5には上方
から気化した水蒸気、溶剤ガス、窒素ガスが同時に流下
してきており、既述したごとく脱着時にはヒータにより
急速加熱を積極的に行うと同時に、必要最小限の不活性
ガスや非燃焼性ガス等を系内に流し、水蒸気の分圧を低
下させている。吸着剤の耐久性を確保するための一つの
手段として、つまり、本発明では装置の安全性を確保す
るためとゼオライトの耐久性を確保するために、高価な
窒素ガスや炭酸ガス等の不活性ガスを常時使用するもの
ではなく、必要時にのみ窒素ガスなどの不活性ガスを供
給するものである。そのため、窒素などの不活性ガスの
使用量を大幅に低減させることができ、経済的であり、
同時に安全性も確保される。
By the way, the higher the rate of temperature rise, the higher the temperature in a high-temperature atmosphere, and the higher the partial pressure of water, the lower the capacity of the zeolite to adsorb water, and finally it may be destroyed. The vaporized vapor, the solvent gas, and the nitrogen gas are simultaneously flowing down from above in the water adsorbing section 5, and as described above, at the time of desorption, rapid heating is actively performed by the heater, and at the same time, the necessary minimum An inert gas, a non-combustible gas, or the like is allowed to flow into the system to reduce the partial pressure of water vapor. As one means for securing the durability of the adsorbent, that is, in the present invention, in order to secure the safety of the apparatus and the durability of the zeolite, inert gas such as expensive nitrogen gas or carbon dioxide gas is used. The gas is not always used but an inert gas such as nitrogen gas is supplied only when necessary. Therefore, the amount of use of an inert gas such as nitrogen can be greatly reduced, and it is economical.
At the same time, safety is ensured.

【0049】前記脱着時における窒素ガスの導入と排出
の手順の一例を具体的に説明すると、先ず最初は図1に
おいて上下4段の上記窒素ガス給排管4bのうち最上段
の窒素ガス給排管4bのガス供給口4b−1の図示せぬ
開閉バルブを開くと共に、第2段から最下段の窒素ガス
給排管4bのガス排出口4b−2の図示せぬ開閉バルブ
を開き、最上段の窒素ガス給排管4bから所要量の窒素
ガスを密閉容器2の内部に導入する。このとき、全ての
パイプ状ヒータ8は通電加熱されており、各吸着部5か
らは吸着された水が脱着を続けている。この水蒸気は前
記最上段の窒素ガス給排管4bから導入される窒素ガス
がキャリアガスとして機能して、窒素ガスと共に中段以
下の各窒素ガス給排管4bから外部へと排出される。こ
の操作は所定の時間続けられる。本実施例では、その操
作時間を25分間としている。
An example of a procedure for introducing and discharging nitrogen gas at the time of desorption will be described in detail. First, in FIG. 1, the uppermost nitrogen gas supply / discharge pipe 4b of the upper and lower four nitrogen gas supply / discharge pipes 4b is shown. Opening an open / close valve (not shown) of the gas supply port 4b-1 of the pipe 4b, and opening an open / close valve (not shown) of the gas outlet 4b-2 of the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b from the second stage to the lowermost stage, A required amount of nitrogen gas is introduced into the closed container 2 from the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b. At this time, all the pipe-shaped heaters 8 are energized and heated, and the adsorbed water continues to be desorbed from each adsorbing section 5. In this water vapor, the nitrogen gas introduced from the uppermost nitrogen gas supply / discharge pipe 4b functions as a carrier gas, and is discharged to the outside from each of the middle and lower nitrogen gas supply / discharge pipes 4b together with the nitrogen gas. This operation is continued for a predetermined time. In this embodiment, the operation time is 25 minutes.

【0050】この一段階目の脱着操作が終了すると、次
いで最上段の前記窒素ガス給排管4bのガス供給口4b
−1の図示せぬ開閉バルブを閉じると共に、最上段の窒
素ガス給排管4bのガス排出口4b−2の開閉バルブを
開くと同時に、2段目の窒素ガス給排管4bのガス供給
口4b−1図示せぬ開閉バルブを開いて所要量の窒素ガ
スを同窒素ガス給排管4bから密閉容器2の内部に供給
する。
When the first-stage desorption operation is completed, the gas supply port 4b of the uppermost nitrogen gas supply / discharge pipe 4b
-1 and a gas supply port of the second-stage nitrogen gas supply / discharge pipe 4b at the same time as opening and closing a valve of the gas discharge port 4b-2 of the uppermost nitrogen gas supply / discharge pipe 4b. 4b-1 An opening / closing valve (not shown) is opened to supply a required amount of nitrogen gas into the closed container 2 from the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b.

【0051】その結果、窒素ガスは最上段の窒素ガス排
出管4cと第3段及び第4段の窒素ガス排出管4cとに
向けて密閉容器2内に残留する水蒸気を伴って流れ、外
部へと排出される。次いで、例えば2段目の前記窒素ガ
ス給排管4bのガス供給口4b−1の開閉バルブを閉じ
ると共に同ガス給排管4bのガス排出口4b−2の開閉
バルブを開き、同時に最下段の窒素ガス給排管4bのガ
ス供給口4b−1の開閉バルブを開き、同窒素ガス給排
管4bから所要量の窒素ガスを密閉容器2の内部に導入
する。この操作により、密閉容器2の内部、特に底部付
近に残存する水蒸気(水分)の全てを窒素ガスと共に上
方の流して、最上段から第3段目までの各窒素ガス排出
管4cを通して外部に排出する。
As a result, the nitrogen gas flows toward the uppermost nitrogen gas exhaust pipe 4c and the third and fourth nitrogen gas exhaust pipes 4c together with the water vapor remaining in the closed vessel 2, and goes to the outside. Is discharged. Next, for example, the opening / closing valve of the gas supply port 4b-1 of the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b of the second stage is closed, and the opening / closing valve of the gas discharge port 4b-2 of the gas supply / discharge pipe 4b is opened. The on-off valve of the gas supply port 4b-1 of the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b is opened, and a required amount of nitrogen gas is introduced into the closed container 2 from the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b. By this operation, all of the water vapor (moisture) remaining inside the closed container 2, especially near the bottom, flows upward together with the nitrogen gas, and is discharged to the outside through the nitrogen gas discharge pipes 4c from the top to the third stage. I do.

【0052】こうした操作が所要回数なされて、各水吸
着部5から水分が脱着されると共に、密閉容器2の内部
から水分を除去して、各水吸着部5に配されたゼオライ
トが再生される。なお、前述の窒素ガスの給排操作の手
順は一例に過ぎず、その操作手順はそのときの状況によ
り変更されることもある。
Such operations are performed a required number of times to desorb water from each water adsorbing section 5 and to remove water from the inside of the closed vessel 2 to regenerate the zeolite disposed in each water adsorbing section 5. . Note that the above-described procedure for supplying and discharging nitrogen gas is merely an example, and the operating procedure may be changed depending on the situation at that time.

【0053】以上が、本発明の代表的な実施例について
述べたものであるが、次に本発明を比較例と共に更に具
体的に説明する。 「具体例1」上記実施例による溶剤の回収装置と実質的
に同一の基本的構造を備えた溶剤の回収装置を使って、
IPA蒸気を装置の最上部から底部に向けて流す流下方
式と、底部から最上部へと流す上昇方式により、それぞ
れに溶剤の回収操作を行った。ここで、溶剤蒸気を装置
の底部から最上部へと流す方式では、分子量の大きな溶
剤を吸引により強制的に回収する必要があるため、その
ための吸引ポンプやクーラー等を付加する必要があり、
装置の全体を大型化せざるを得なかった。
The above is a description of typical examples of the present invention. Next, the present invention will be described more specifically with comparative examples. "Specific Example 1" Using a solvent recovery device having substantially the same basic structure as the solvent recovery device according to the above embodiment,
Solvent recovery operations were performed by a flow-down system in which IPA vapor flows from the top to the bottom of the apparatus and a rising system in which IPA vapor flows from the bottom to the top. Here, in the method in which the solvent vapor flows from the bottom to the top of the apparatus, it is necessary to forcibly collect a solvent having a large molecular weight by suction, and it is necessary to add a suction pump, a cooler, and the like for that purpose.
The entire device had to be enlarged.

【0054】その比較表を表1に示す。なお、使用吸着
剤は、上段にゼオラムF9(商品名)、中段にゼオラム
F4(商品名)、下段にゼオラムF4(商品名)とし
た。これらのゼオライトは、いずれも14〜30メッシ
ュのゼオライト破砕品14〜30(株式会社 東ソー
製)である。
Table 1 shows the comparison table. The adsorbent used was Zeolam F9 (trade name) in the upper stage, Zeolam F4 (trade name) in the middle stage, and Zeolam F4 (trade name) in the lower stage. These zeolites are 14 to 30 mesh crushed zeolites 14 to 30 (manufactured by Tosoh Corporation).

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】表1から理解できるように、上昇方式では
装置が大型化し、しかも処理できるIPAの濃度範囲の
下限が0.8wt%であって、流下方式と異なり処理に
制限がある。
As can be understood from Table 1, in the ascending method, the size of the apparatus is increased, and the lower limit of the concentration range of the IPA that can be processed is 0.8 wt%.

【0057】次に、含水溶剤の本発明における気化方法
の上記実施例とその変形例による溶剤回収装置の性能差
について検討を行った。その結果を表2に示す。上記実
施例では、既述したとおり含水溶剤の供給管3と気化部
とを分離させ、気化部においてはシーズヒータ4aと窒
素ガス給排管4bと積層して、その周面を無機繊維構造
体7で被覆している。一方、その変形例では図5に示す
ように、周面を無機繊維構造体7で被覆したシーズヒー
タ4a及び窒素ガス給排管4bと前記含水溶剤の供給管
3とを多孔の容器10の内部に収容すると共に、その容
器10と供給管3及び無機繊維構造体7との間に形成さ
れる空隙部に、アルミナ繊維製組物を充填している。な
お、前記充填物としては、繊維状金属や各種の耐熱性無
機繊維の不織布、同繊維布、同繊維組物などである。ま
た、前記容器10は、パンチングメタル、金網、或いは
多孔質の耐火性無機物から形成される箱状の容器であ
る。
Next, the difference in performance between the above-described embodiment of the vaporization method for a water-containing solvent in the present invention and the solvent recovery apparatus according to the modified example was examined. Table 2 shows the results. In the above embodiment, as described above, the supply pipe 3 for the water-containing solvent and the vaporizing section are separated, and in the vaporizing section, the sheath heater 4a and the nitrogen gas supply / discharge pipe 4b are laminated, and the peripheral surface thereof is formed of an inorganic fiber structure. 7. On the other hand, in the modified example, as shown in FIG. 5, a sheath heater 4a and a nitrogen gas supply / discharge pipe 4b whose peripheral surface is covered with an inorganic fiber structure 7 and a supply pipe 3 of the water-containing solvent are provided inside a porous container 10. And a gap formed between the container 10 and the supply pipe 3 and the inorganic fiber structure 7 is filled with an alumina fiber braid. The filler may be a nonwoven fabric of the fibrous metal or various heat-resistant inorganic fibers, the same fiber cloth, the same fiber assembly, or the like. Further, the container 10 is a box-shaped container formed of a punching metal, a wire mesh, or a porous refractory inorganic material.

【0058】なお、使用装置は上記実施例における3段
の回収処理部をもたない最上段からなる単一段の回収装
置を使い、窒素ガスの流入量は10 L /min 、シーズヒー
タは1,800W、吸着剤としてはゼオライトF-9(商品名) を
2.5 Kg、含水溶剤の成分割合はIPA:水=70:30 、処理量
1.5kg/hとした。
The apparatus used is a single-stage recovery apparatus comprising the uppermost stage having no three-stage recovery processing section in the above embodiment, the nitrogen gas inflow rate is 10 L / min, and the sheath heater is 1,800 W. Zeolite F-9 (trade name) as adsorbent
2.5 kg, the component ratio of the water-containing solvent was IPA: water = 70: 30, and the throughput was 1.5 kg / h.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】表2から理解できるように、ゼオライトの
温度差が少ない割りに、IPAの濃度及びIPAの収率
について変形例の方が優れている。これは、充填物の存
在により変形例の方が水蒸気及びIPAガスの偏流が少
なくなり、気化熱の高低差も小さいことによると考えら
れる。
As can be understood from Table 2, the modified example is superior in terms of the concentration of IPA and the yield of IPA, despite the small temperature difference of zeolite. This is presumably because the presence of the filler reduces the deviation of the water vapor and the IPA gas in the modified example, and the level difference of the heat of vaporization is small.

【0061】表3は、吸着剤に含水溶剤を液状で通液す
る液接触方式と上記実施例による吸着剤に気化した含水
溶剤を3段で接触させる気体接触方式との吸着方式の相
違に基づく各回収装置の性能を比較した結果を示してい
る。ただし、液接触方式は1段処理である。
Table 3 is based on the difference in the adsorption method between the liquid contact system in which the aqueous solvent is passed through the adsorbent in a liquid state and the gas contact system in which the vaporized aqueous solvent is brought into contact with the adsorbent in three steps according to the above embodiment. The result which compared the performance of each collection | recovery apparatus is shown. However, the liquid contact method is a one-stage process.

【0062】[0062]

【表3】 [Table 3]

【0063】ただし、気化方法はアルミナ無機繊維偏組
物の充填型である。
However, the vaporizing method is a filling type of the alumina inorganic fiber unbalanced material.

【0064】本発明による気化接触方式と従来の液接触
方式とでは、表3から明らかなように回収後のIPAの
純度及びIPAの回収率に大きな差があり、従来の液接
触方式では処理後のIPA純度が99.52%と、例え
ば99.9%の純度を必要とする半導体製造工程におけ
る洗浄液として使用することができない。
As is apparent from Table 3, there is a large difference between the purity of the recovered IPA and the recovery rate of the IPA between the vaporized contact method according to the present invention and the conventional liquid contact method. Cannot be used as a cleaning liquid in a semiconductor manufacturing process requiring an IPA purity of 99.52%, for example, 99.9%.

【0065】表4は、本発明にあって吸着部にパイプ状
のクーラを設置する場合、同クーラを設置しない場合、
及びパイプ状のクーラを設置すると共に密閉容器の外壁
面に冷却ジャケットを設置する場合における吸着部の冷
却時間を比較したものである。この表から、本発明にお
けるクーラの設置が以下に冷却時間の短縮につながるか
が理解できる。また、特に密閉容器の外壁面に冷却ジャ
ケットを設置すると、更に吸着部の隅部の冷却効率が増
加することをも示している。なお、パイプ状クーラは水
平方向に折り返すジグザグ状に配している。
Table 4 shows that, in the present invention, when a pipe-shaped cooler is installed in the suction section, when the cooler is not installed,
And a comparison of the cooling time of the adsorption unit when a pipe-shaped cooler is installed and a cooling jacket is installed on the outer wall surface of the closed vessel. From this table, it can be understood whether the installation of the cooler in the present invention leads to a reduction in the cooling time in the following. In addition, it is also shown that, if a cooling jacket is provided on the outer wall surface of the airtight container, the cooling efficiency at the corner of the suction section is further increased. Note that the pipe-shaped cooler is arranged in a zigzag shape that is folded in the horizontal direction.

【0066】[0066]

【表4】 [Table 4]

【0067】表5は、本発明による吸着部のヒータ及び
クーラの並設と、その並設形態による各種の性能を比較
した結果を示している。前記ヒータとクーラとをジグザ
グ状に且つ互いに交差する方向に設置する。同表中の符
号PPCはパイプ状クーラを上下方向に折り返してジグ
ザグ状に配設する場合を示している。 また、パイプ状
クーラの材質はSUS304、パイプ状ヒータの材質は316L、
脱着時のヒータ電力は3kwであり、密閉容器の材質は
硬質クロームメッキがなされたSUS304、吸着剤にはゼオ
ラムF9(株式会社 東ソー、商品名、14〜30メッ
シュの破砕品)を2.5 g 使っている。
Table 5 shows the results of comparison of the juxtaposition of heaters and coolers in the suction section according to the present invention and various performances of the juxtaposed arrangement. The heater and the cooler are installed in a zigzag shape and in directions intersecting each other. The symbol PPC in the table indicates a case where the pipe-shaped cooler is folded in the vertical direction and arranged in a zigzag shape. The material of the pipe-shaped cooler is SUS304, the material of the pipe-shaped heater is 316L,
The heater power at the time of desorption is 3 kW, the material of the sealed container is SUS304 with hard chrome plating, and the adsorbent is 2.5 g of Zeorum F9 (Tosoh Corporation, trade name, crushed product of 14-30 mesh). I have.

【0068】[0068]

【表5】 [Table 5]

【0069】表5により、ジグザグ状に形成されたパイ
プ状ヒータとパイプ状クーラとを上下方向と水平方向と
に互いを交差するように配設することにより、両者が冷
却時及び加熱時にそれぞれがヒータ及びクーラとしても
機能することが理解でき、しかもヒータとクーラとは互
いに金属製のジョイントを介して連結させる場合と、単
に点接触させる場合と、パイプ状断面を僅かに偏平化し
て面接触させる場合とでは、面接触させる場合が最も効
果のあることが理解できる。また、パイプ状ヒータを上
下方向にジグザグ状に折り返して配し、これと略直交す
るようにパイプ状クーラを水平方向に折り返して配する
ことが、その逆の場合(PPC)よりもほぼ全てにわた
って効果的であり、装置のコンパクト化が実現される。
According to Table 5, by arranging the pipe-shaped heater and the pipe-shaped cooler formed in a zigzag shape so as to intersect each other in the vertical direction and the horizontal direction, both are cooled and heated during cooling. It can be understood that it also functions as a heater and a cooler, and the heater and the cooler are connected to each other via a metal joint, when they are simply in point contact, and when the pipe-shaped cross section is slightly flattened to make surface contact. In this case, it can be understood that the most effective case is the case of surface contact. It is also preferable to arrange the pipe-shaped heater in a zigzag manner in the vertical direction, and to arrange the pipe-shaped cooler in the horizontal direction so as to be substantially orthogonal to the heater. It is effective and the device can be made compact.

【0070】これは、脱着時にパイプ状クーラから冷却
時に使われた冷媒液を排出するにあたり、同クーラが上
下方向に折り返してジグザグ状に配する場合には、内部
の冷媒液を強制的に排出しないかぎり、パイプ内に残存
するがため、熱交換の効率を下げるに止まらず、表5に
も記載したように吸着時において、IPAがパイプ状ク
ーラの内部に残存する低温の冷媒液によりパイプ表面で
凝縮するがため、IPAの回収率が低下する。これに対
して、パイプ状クーラを水平方向に僅かに傾斜させてジ
グザグ状に折り返す場合には、パイプ内に存在する冷媒
液は自重で下方に流れ、効率的に且つ速やかに排出させ
ることができるためである。
This is because, when the refrigerant liquid used for cooling is discharged from the pipe-shaped cooler at the time of desorption, if the cooler is folded up and down and arranged in a zigzag manner, the internal refrigerant liquid is forcibly discharged. Unless otherwise, it remains in the pipe. Therefore, not only the heat exchange efficiency is reduced, but also as shown in Table 5, at the time of adsorption, the IPA is cooled by the low-temperature refrigerant liquid remaining inside the pipe-shaped cooler. , The IPA recovery rate decreases. On the other hand, when the pipe-shaped cooler is slightly inclined in the horizontal direction and folded back in a zigzag shape, the refrigerant liquid existing in the pipe flows downward by its own weight and can be efficiently and promptly discharged. That's why.

【0071】表6は、本発明でいう不活性ガスと溶剤
(IPA)ガスとの配合割合による燃焼実験の結果を示
している。図6は前記実験に使われた混合気体の供給装
置の概略構造を示す断面図である。密閉空間内に前記混
合気体の供給装置からIPAガスと窒素ガス及び空気と
の混合気体を導入し、同容器内で着火実験を行った。そ
の結果、空気だけでも状況により着火しないこともある
ことが分かる。特に、窒素ガスを混合する場合に、その
IPA濃度を2〜12%とすべく空気中に窒素を添加す
ると着火しないことが理解できる。
Table 6 shows the results of combustion experiments based on the mixing ratio of the inert gas and the solvent (IPA) gas in the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the mixed gas supply device used in the experiment. A mixed gas of IPA gas, nitrogen gas and air was introduced from the mixed gas supply device into the closed space, and an ignition experiment was performed in the same container. As a result, it is understood that there is a case where the air alone does not ignite depending on the situation. In particular, when nitrogen gas is mixed, it can be understood that ignition does not occur if nitrogen is added to air so that the IPA concentration is 2 to 12%.

【0072】[0072]

【表6】 [Table 6]

【0073】表7は、本発明装置による脱着時における
不活性ガスの給排操作手順を変更することによるIPA
の回収濃度差を示している。このときの含水溶剤は、重
量比でIPA:水=90:10であり、キャリアーガス
として不活性ガス(窒素85wt%及び酸素15wt%
の混合気体)を同量流している。なお、不活性ガスの供
給温度を300℃と室温の2通りに設定している。この
表から理解できるように、不活性ガスも加熱することが
必要であり、しかも上下方向から交互に供給と排出をす
ることが重要であることが分かる。
Table 7 shows IPA obtained by changing the supply / discharge operation procedure of the inert gas at the time of desorption by the apparatus of the present invention.
Shows the difference in the recovery concentration. The water-containing solvent at this time was IPA: water = 90: 10 in weight ratio, and an inert gas (85% by weight of nitrogen and 15% by weight of oxygen) was used as a carrier gas.
Is mixed with the same amount. In addition, the supply temperature of the inert gas is set at 300 ° C. and room temperature. As can be understood from this table, it is necessary to heat the inert gas, and it is important to alternately supply and discharge the gas from above and below.

【0074】[0074]

【表7】 [Table 7]

【0075】表8は、パイプ状クーラによるゼオライト
の冷媒液として水道水の代わりに被処理の含水溶剤であ
る含水IPAをパイプクーラー中に供給することによる
含水IPAの気化に要するエネルギーの比較表である。
この表から、含水IPAを冷媒液として使う方が有効で
あることが理解できる。これは冷却時に冷媒液が温めら
れるためである。なお、このときのIPAの含水量は3
0wt%である。
Table 8 is a comparison table of the energy required for vaporizing water-containing IPA by supplying water-containing IPA, which is a water-containing solvent to be treated, into the pipe cooler instead of tap water as the zeolite refrigerant liquid in the pipe-shaped cooler. is there.
From this table, it can be understood that it is more effective to use water-containing IPA as the refrigerant liquid. This is because the refrigerant liquid is warmed during cooling. The water content of IPA at this time was 3
0 wt%.

【0076】[0076]

【表8】 [Table 8]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の溶剤回収装置の概略構成を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a solvent recovery device of the present invention.

【図2】本発明における気化部の具体例を部分的に切除
して示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a specific example of a vaporizing unit according to the present invention, partially cut away;

【図3】同気化部の正面図である。FIG. 3 is a front view of the vaporizing section.

【図4】同側面図である。FIG. 4 is a side view of the same.

【図5】同気化部の変形例を概略的に示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a modification of the vaporizing section.

【図6】溶剤ガスに対する着火装置の概略構造を示す断
面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a schematic structure of an ignition device for a solvent gas.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶剤回収装置 2 密閉容器 3 含水溶剤導入部(含水溶剤滴下管) 3a 小孔 4 気化部 4a シーズヒータ 4b 窒素ガス給排管 4b−1 ガス供給口 4b−2 ガス排出口 5 吸着部 6 溶剤回収口 7 無機繊維構造体 8 パイプ状ヒータ 9 パイプ状クーラ 10 多孔容器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solvent recovery apparatus 2 Airtight container 3 Hydrous solvent introduction part (hydrous solvent dropping pipe) 3a Small hole 4 Vaporization part 4a Seeds heater 4b Nitrogen gas supply / discharge pipe 4b-1 Gas supply port 4b-2 Gas discharge port 5 Adsorption part 6 Solvent Collection port 7 Inorganic fiber structure 8 Pipe-shaped heater 9 Pipe-shaped cooler 10 Porous container

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水を含む親水性溶剤から溶剤を回収する
装置であって、 気密容器に収容され、 水を含む親水性溶剤を導入する溶剤導入部と、 前記溶剤の気化部と、 同気化部にて気化した水を吸着及び脱着の可能な吸着剤
が充填された水吸着部と、を備えてなり、 前記水吸着部内には前記吸着剤と直接接触するヒータ及
びクーラが並設されてなる、ことを特徴とする親水性溶
剤の回収装置。
1. An apparatus for recovering a solvent from a hydrophilic solvent containing water, comprising: a solvent introduction part accommodated in an airtight container, for introducing a hydrophilic solvent containing water; And a water adsorber filled with an adsorbent capable of adsorbing and desorbing water vaporized in the unit, wherein a heater and a cooler in direct contact with the adsorbent are juxtaposed in the water adsorber. An apparatus for recovering a hydrophilic solvent.
【請求項2】 前記溶剤導入部を密閉容器の最上部に配
すると共に、前記気化部と水吸着部とを前記溶剤導入部
の下方に順次配してなる請求項1記載の回収装置。
2. The recovery apparatus according to claim 1, wherein the solvent introduction section is arranged at the top of a closed vessel, and the vaporization section and the water adsorption section are arranged sequentially below the solvent introduction section.
【請求項3】 前記ヒータ及びクーラが交差状に面接触
して配されてなる請求項1又は2記載の親水性溶剤の回
収装置。
3. The apparatus for recovering a hydrophilic solvent according to claim 1, wherein the heater and the cooler are arranged in a cross-shaped surface contact.
【請求項4】 前記気化部は、 上記溶剤導入部の下方に配され、無機繊維構造材により
被覆されたシーズヒータ及び窒素ガス供給管とを有して
なる請求項1〜3のいずれかに記載の回収装置。
4. The vaporizer according to claim 1, wherein the vaporizer has a sheath heater and a nitrogen gas supply pipe disposed below the solvent introduction section and covered with an inorganic fiber structural material. The collecting device according to the above.
【請求項5】 同一密閉容器内に複数の水吸着部が上下
に多段に配され、各段が互いに連通してなる請求項1〜
4のいずれかに記載の回収装置。
5. A plurality of water adsorbing portions are vertically arranged in multiple stages in the same closed container, and each stage communicates with each other.
5. The recovery device according to any one of 4.
【請求項6】 水を含む親水性溶剤から溶剤を回収する
方法であって、 水を含む前記親水性溶剤をヒータに向けて導入し気化さ
せること、 水の吸着及び脱着が可能な水吸着剤をパイプ状クーラ及
びパイプ状ヒータを併用して直接冷却又は加熱して吸着
時及び脱着時に必要な所定温度に制御すること、 前記クーラにより吸着剤が冷却される間に、上記気化し
た蒸気と親水性溶剤とを前記吸着剤に接触させて水分を
吸着させること、 水の吸着と同時に前記溶剤を回収すること、及び溶剤の
回収後に前記吸着剤を前記ヒータにより加熱して水を脱
着させることを含んでなることを特徴とする親水性溶剤
の回収方法。
6. A method for recovering a solvent from a hydrophilic solvent containing water, the method comprising introducing the hydrophilic solvent containing water toward a heater and vaporizing the same, and adsorbing and desorbing water. Is directly cooled or heated by using a pipe-shaped cooler and a pipe-shaped heater in combination to control the temperature to a predetermined temperature required for adsorption and desorption. While the adsorbent is cooled by the cooler, the vaporized vapor and hydrophilic Contacting a water-soluble solvent with the adsorbent to adsorb moisture, recovering the solvent simultaneously with the adsorption of water, and heating the adsorbent by the heater after the solvent is collected to desorb water. A method for recovering a hydrophilic solvent, comprising:
【請求項7】 前記水を含む親水性溶剤の気化時及び吸
着剤に吸着された水の脱着時に窒素ガスを導入すること
を含んでなる請求項6記載の回収方法。
7. The method according to claim 6, further comprising introducing nitrogen gas during vaporization of the hydrophilic solvent containing water and during desorption of the water adsorbed on the adsorbent.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013208534A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Hitachi Ltd Carbon dioxide recovery system, and carbon dioxide recovery method using the same
CN114504924A (en) * 2021-12-31 2022-05-17 西安交通大学 Modular direct air carbon dioxide capture device and process strengthening method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013208534A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Hitachi Ltd Carbon dioxide recovery system, and carbon dioxide recovery method using the same
CN114504924A (en) * 2021-12-31 2022-05-17 西安交通大学 Modular direct air carbon dioxide capture device and process strengthening method
CN114504924B (en) * 2021-12-31 2023-06-09 西安交通大学 Modular direct air carbon dioxide capturing device and process strengthening method

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