JP2001070750A - 排ガス処理システム - Google Patents

排ガス処理システム

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JP2001070750A JP25136699A JP25136699A JP2001070750A JP 2001070750 A JP2001070750 A JP 2001070750A JP 25136699 A JP25136699 A JP 25136699A JP 25136699 A JP25136699 A JP 25136699A JP 2001070750 A JP2001070750 A JP 2001070750A
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adsorption
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Sadasuke Maekawa
禎佑 前川
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    • B01D2259/4009—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量の排ガスを能率良く処理でき、また、省
エネ効果及びＣＯ2 発生量の削減効果が極めて高い排ガ
ス処理システムを提供する。 【解決手段】 処理対象の排ガスＡ中に含まれる有機成
分を濃縮して有機成分濃度ｄを高めた濃縮ガスＢ′を生
成する濃縮装置１と、この濃縮装置１による生成濃縮ガ
スＢ′を燃焼用酸素含有ガスとして動力発生させるガス
タービン６と、このガスタービン６による発生動力で発
電する発電機９とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗装工場や半導体
・電子部品製造工場で発生する有機溶剤含有排ガスな
ど、有機成分を含む排ガスを処理する排ガス処理システ
ムに関し、詳しくは、排ガス中に含まれる有機成分を酸
化分解する排ガス処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、低濃度状態で排ガス中に含まれる
有機成分を酸化分解して排ガスを浄化するとともに、そ
の分解熱を回収して工場稼動（例えば工場本来の生産稼
動）などに利用するには、処理対象の排ガス、または、
その排ガス中の有機成分を濃縮装置により濃縮して有機
成分濃度を高めた濃縮ガスを、直接燃焼式や触媒燃焼式
あるいは蓄熱式などの排ガス処理用の燃焼装置に導入し
て有機成分を燃焼させ、その燃焼装置から送出される燃
焼排気（すなわち浄化ガス）の保有熱を熱交換器により
回収する方式、あるいは、処理対象の排ガスや上記濃縮
ガスを燃焼用酸素含有ガスとして燃料とともに工場熱源
ボイラのバーナに供給することで有機成分を燃焼させ、
これにより排ガス中有機成分の酸化分解熱をボイラ発生
蒸気の形で回収利用する方式がある。
【０００３】また、これら従来の排ガス処理システムに
比べ、排ガス中有機成分の酸化分解処理とともに、その
分解熱（すなわち、排ガス中有機成分の化学エネルギ）
を一層効率良く工場稼動などに利用できるシステムとし
て、図４に示す如く、処理対象の排ガスＡを燃焼用酸素
含有ガスとして燃料Ｇとともにガスエンジン３０に供給
して、そのガスエンジン３０を運転することで、排ガス
Ａ中の有機成分をエンジンでの燃焼により酸化分解する
とともに、このガスエンジン３０による発電機３１の駆
動をもって工場稼動などに用いる電力Ｅを得るように
し、また、それに加え、ガスエンジン３０から排出され
るエンジン排気Ｄの保有熱を熱交換器３２により回収し
て、その回収熱を工場稼動熱源などに利用するシステム
が考えられる。
【０００４】すなわち、このガスエンジン利用の排ガス
処理システム（換言すれば、排ガス処理システムを兼ね
るコージェネレーションシステム）であれば、排ガス中
有機成分の酸化分解熱を電力Ｅの形で回収することか
ら、排ガス中有機成分の酸化分解熱を燃焼排気からの回
収熱やボイラ発生蒸気の形で回収する従来方式に比べ、
排ガス中有機成分の酸化分解熱をエネルギロスの少ない
状態で一層効率良く工場稼動などに利用でき、これによ
り、より高い省エネ効果及びＣＯ2 発生量低減効果を得
ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガスエンジン
は燃焼用酸素含有ガス（すなわち燃焼用空気）の吸入量
が少ないことから、上記したガスエンジン利用の排ガス
処理システムでは、濃縮装置により有機成分濃度を高め
て小量化した濃縮ガスを燃焼用酸素含有ガスとしてガス
エンジン３０に供給する方式を採るにしても、有機成分
を低濃度状態で含む塗装工場や半導体・電子部品製造工
場での発生排ガスの如き大量の排ガスを能率良く処理す
ることが難しく、この為、処理対象の排ガス量がある程
度大きい工場などでは、図５に示す如く、省エネ及びＣ
Ｏ2 発生量の削減を目的としてガスエンジン使用のコー
ジェネレーションシステム（すなわち、ガスエンジン３
０により発電機３１を駆動するとともにエンジン排気Ｄ
の保有熱を熱交換器３２により回収するシステム）を採
用するにしても、濃縮装置１により有機成分濃度を高め
た濃縮ガスＢ′を排ガス処理用の燃焼装置３３に導入し
て排ガスＡ中の有機成分を燃焼させる従来の排ガス処理
システムを踏襲した設備形態（ないしは、同図５に破線
で示す如く、排ガス処理用の燃焼装置３３に送る排ガス
Ａや濃縮ガスＢ′の一部のみを燃焼用酸素含有ガスとし
てガスエンジン３０に供給する設備形態）でしか、その
コージェネレーションシステムを採用できない問題が生
じる。
【０００６】この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、
排ガス中有機成分の酸化分解熱を電力の形で回収しなが
ら大量の排ガスを能率良く処理できて、前述したガスエ
ンジン利用排ガス処理システムと同等以上の高い省エネ
効果及びＣＯ2 発生量低減効果を得られる排ガス処理シ
ステムを提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】〔１〕請求項１に係る発
明では、処理対象の排ガス中に含まれる有機成分を濃縮
して、その有機成分の濃度を高めた濃縮ガスを生成する
濃縮装置と、この濃縮装置による生成濃縮ガスを燃焼用
酸素含有ガスとして動力発生させるガスタービンと、こ
のガスタービンによる発生動力で発電する発電機とを設
ける。
【０００８】つまり、ガスタービンは発生動力が同等の
ガスエンジンに比べ燃焼用酸素含有ガスの吸入量が大き
いことから、排ガスを燃焼用酸素含有ガスとして燃料と
ともにガスタービンに供給してガスタービンを運転すれ
ば、排ガス中有機成分をガスタービンでの燃焼により酸
化分解する形態で、前述の図４に示す如きガスエンジン
利用排ガス処理システムに比べ大量の排ガスを能率良く
処理しながら、そのガスタービンによる発電機駆動によ
り排ガス中有機成分の酸化分解熱を電力の形で回収する
ことができる。
【０００９】しかし、ガスタービンは発生動力が同等の
ガスエンジンに比べ燃料消費量が大きいことから、塗装
工場や半導体・電子部品製造工場での発生排ガスの如き
有機成分濃度が低い排ガス（例えば、有機成分濃度が１
００〜５００ｐｐｍ程度の排ガス）をそのまま燃焼用酸
素含有ガスとしてガスタービンに供給するのでは、排ガ
ス中有機成分の導入による燃料消費量の低減幅が小さく
て、前述のガスエンジン利用排ガス処理システムに比べ
燃料消費量が未だ大きく、その分、省エネ効果及びＣＯ
2 発生量低減効果が低いものとなる。
【００１０】これに対し、上記の如く処理対象の排ガス
中に含まれる有機成分を濃縮して有機成分濃度を高めた
濃縮ガスを生成する濃縮装置を設け、この濃縮装置によ
る生成濃縮ガスを燃焼用酸素含有ガスとしてガスタービ
ンに供給するようにすれば、ガスタービンは燃焼用酸素
含有ガスの吸入量が大きいことから、その濃縮ガスと風
量的に同量の排ガスをそのまま供給する場合に比べ有機
成分導入量を上記濃縮により大きく増大させることがで
き、これにより、排ガスの処理量をさらに大きくし得る
とともに、発電機駆動で同等の発電量を得るのに要する
燃料消費量を効果的に低減することができて、前述の図
５に示す如く従来の排ガス処理システムを踏襲した状態
でガスエンジン使用のコージェネレーションシステムを
導入する場合はもとより、排ガスをそのまま燃焼用酸素
含有ガスとしてガスエンジンに供給する形態ないし濃縮
装置により有機成分濃度を高めた濃縮ガスを燃焼用酸素
含有ガスとしてガスエンジンに供給する形態の図４に示
す如きガスエンジン利用排ガス処理システムと比べて
も、それと同等以上の高い省エネ効果及びＣＯ2 発生量
低減効果を得ることができる。
【００１１】また、ガスタービンから排出されるタービ
ン排気はガスエンジンから排出されるエンジン排気に比
べ温度が高いことから、濃縮ガスを燃焼用酸素含有ガス
に用いた上記の如きガスタービン運転においてタービン
排気の保有熱を回収するようにすれば、前述のガスエン
ジン利用排ガス処理システムにおいてエンジン排気の保
有熱を回収するに比べ、より大きな熱量を利用度の高い
高温熱の状態で回収することができ、このことからも、
省エネ効果及びＣＯ2 発生量低減効果を促進できる。
【００１２】そして、このように有機成分濃度が低い大
量の排ガスを能率良く処理でき、また、高い省エネ効果
及びＣＯ2 発生量低減効果を得ながらも、図５に示す如
き従来の排ガス処理システムを踏襲した状態でのコージ
ェネレーションシステムの導入に比べ、排ガス処理用の
燃焼装置３３を省いて全体としての設備コストも低減す
ることができる。
【００１３】なお、ガスエンジン利用排ガス処理システ
ムと同等以上の高い省エネ効果及びＣＯ2 発生量低減効
果を確実に得るには、燃焼用酸素含有ガスとしてガスタ
ービンに供給する上記濃縮ガスの有機成分濃度を３００
０ｐｐｍ以上にするのが望ましい。
【００１４】〔２〕請求項２に係る発明では、請求項１
に係る発明の実施にあたり、前記濃縮装置として、処理
対象の前記排ガスを吸着剤層に通過させることで、排ガ
ス中の有機成分を吸着剤層に吸着させる吸着工程と、吸
着工程を終えた前記吸着剤層に処理対象の排ガスよりも
小風量の脱着用ガスを通過させることで、吸着状態の有
機成分を脱着用ガス中に脱着させる脱着工程とを繰り返
す吸脱着装置を用い、前記脱着工程で前記吸着剤層から
送出される前記脱着用ガスを前記濃縮ガスとして前記ガ
スタービンに供給する構成にする。
【００１５】つまり、上記の吸脱着装置では、排ガス中
の有機成分を吸着工程とそれに続く脱着工程とで排ガス
からそれよりも小風量の脱着用ガスに移行させることに
より、ガス中有機成分を濃縮して有機成分濃度を高めた
濃縮ガス（すなわち、脱着工程で吸着剤層から送出され
る脱着用ガス）を生成するが、この種の吸脱着装置は排
ガス処理用の燃焼装置を用いる従来の排ガス処理システ
ムにおいて既に濃縮装置として多用されており、このこ
とから、前述の請求項１に係る発明の排ガス処理システ
ム（すなわち、ガスタービン利用排ガス処理システム）
の構築にあたり、この種の吸脱着装置を濃縮装置に用い
て、それによる生成濃縮ガス（脱着工程で吸着剤層から
送出される脱着用ガス）を燃焼用酸素含有ガスとしてガ
スタービンに供給する上記構成を採れば、従来から多用
されている吸脱着装置を利用する点で、システム構築を
容易にすることができ、また、構築システムについて高
い信頼性を得ることができる。
【００１６】なお、吸脱着装置を濃縮装置として用いる
にあたっては、吸着工程と脱着工程とを並行して連続的
に実施できる形式の吸脱着装置（例えば、吸着剤層を備
える吸着ロータの回転経路に吸着域と脱着域とをロータ
回転方向に並べて形成する回転式の吸脱着装置や、複数
の吸着剤層のうちの一部の吸着剤層で吸着工程を実施し
ている間に他の吸着剤層で脱着工程を実施するといった
切り換え形態で各吸着剤層について吸着工程と脱着工程
とを交互切り換えする複数吸着塔式の吸脱着装置など）
を採用して、ガスタービンに対し燃焼用酸素含有ガスと
しての濃縮ガスを連続的に供給できるようにするのが望
ましい。
【００１７】〔３〕請求項３に係る発明では、請求項２
に係る発明の実施にあたり、前記吸脱着装置に、前記脱
着工程で前記吸着剤層から送出される前記脱着用ガス
を、脱着工程の初期に前記吸着剤層を通過した初期通過
ガスと、脱着工程の後期に前記吸着剤層を通過した後期
通過ガスとに区分して、初期通過ガスについては、処理
対象の前記排ガスに混入した状態で再び吸着工程の前記
吸着剤層に通過させ、他方の後期通過ガスを前記濃縮ガ
スとして前記ガスタービンに導く区分手段を設ける。
【００１８】つまり、この構成では、脱着工程で吸着剤
層から送出される脱着用ガスを、吸着工程からの移行で
吸着剤層の温度が未だ低く吸着有機成分の脱着が効率的
に行われない脱着工程初期に吸着剤層を通過した初期通
過ガス（すなわち、有機成分濃度が低い状態で吸着剤層
から送出される有機成分濃縮が不充分な脱着用ガス）
と、脱着用熱源により既に吸着剤層が十分に加熱されて
吸着有機成分の脱着が効率的に行われる脱着工程後期に
吸着剤層を通過した後期通過ガス（すなわち、有機成分
濃度が高い状態で吸着剤層から送出される有機成分濃縮
が充分な脱着用ガス）とに区分する。
【００１９】そして、初期通過ガスについては、有機成
分濃縮が不充分であることに対し、これを処理対象の排
ガスに混入した状態で、繰り返しの吸着工程において再
び吸着剤層に通過させることで、含有の有機成分を吸着
工程とそれに続く脱着工程とで小風量の脱着用ガスに移
行させる濃縮処理を再度施すようにし、これに対し、有
機成分濃縮が充分な状態で吸着剤層から送出される有機
成分濃度の高い他方の後期通過ガスを生成濃縮ガスとし
て取り出し、この取り出し濃縮ガスを燃焼用酸素含有ガ
スとしてガスタービンに送る。
【００２０】すなわち、このように脱着工程で吸着剤層
に通過させた脱着用ガスのうち、有機成分濃縮が不充分
な状態で吸着剤層から送出される有機成分濃度の低い初
期通過ガスについては再び濃縮処理を施し、有機成分濃
縮が充分な状態で吸着剤層から送出される有機成分濃度
の高い後期通過ガスのみを生成濃縮ガスとして取り出す
ことにより、脱着工程で吸着剤層から送出される脱着用
ガスの全量を生成濃縮ガスとして取り出すに比べ、脱着
効率の低い脱着工程初期の影響を回避した状態でガス中
有機成分の濃縮倍率を効果的に高めることができ（特願
平１１−８１１９９号参照）、これにより、燃焼用酸素
含有ガスとしてガスタービンに送る濃縮ガスの有機成分
濃度を効果的に高めて、請求項１に係る発明による排ガ
ス処理システムの省エネ効果及びＣＯ2 発生量低減効果
を効果的に促進できる。
【００２１】なお、初期通過ガスと後期通過ガスとの区
分点を適当に選定すれば、初期通過ガスの有機成分濃度
はかなり低いものとなることから、また、脱着用ガスそ
のものが処理対象の排気ガスに比べ小風量で初期通過ガ
スはさらに小風量となることから、この初期通過ガスを
処理対象の排ガスに混入した状態で吸着工程の吸着剤層
に通過させるようにしても、吸着工程における処理負荷
の増大は僅かであり、このことから、排ガス中有機成分
に対する吸着機能は吸着剤層の重厚化を要することなく
十分に高く維持することができる。
【００２２】ちなみに、脱着工程で吸着剤層から送出さ
れる脱着用ガスの全量を生成濃縮ガスとして取り出す吸
脱着装置で、ガス中有機成分の濃縮倍率が２０倍程度の
ものに、請求項３に係る発明の上記構成を適用すれば、
吸着剤層の変更を伴わずに、また、処理容量の低下も殆
ど伴わずに、ガス中有機成分の濃縮倍率を４０倍程度ま
で容易に向上させることができる。
【００２３】〔４〕請求項４に係る発明では、請求項１
〜３のいずれか１項に係る発明の実施において、前記濃
縮装置に３０倍以上の有機成分濃縮倍率を有する装置を
用いる。
【００２４】つまり、塗装工場や半導体・電子部品製造
工場での発生排ガスの如き有機成分濃度が１００〜５０
０ｐｐｍ程度の排ガスを請求項１に係る発明の排ガス処
理システムで処理する場合、濃縮装置に３０倍以上の有
機成分濃縮倍率を有するものを用いれば、処理対象の排
ガスにおける有機成分濃度の多少の変動にかかわらず、
前述のガスエンジン利用排ガス処理システムと同等程度
ないしそれ以上の高い省エネ効果及びＣＯ2 発生量低減
効果を安定的に維持することができる。
【００２５】なお、濃縮装置により有機成分濃度を高め
た濃縮ガスを燃焼用酸素含有ガスとしてガスタービンに
供給するにあたり、ガス中有機成分の濃縮を複数の濃縮
装置（例えば複数の吸脱着装置）により複数段階にわた
り実施し、その複数段濃縮により有機成分の濃縮倍率を
高めるようにしてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は塗装工場や半導体・電子部
品製造工場などで発生する有機溶剤含有排ガスＡを処理
するガスタービン利用の排ガス処理システムを示し、１
は濃縮装置であり、この濃縮装置１は排ガス導入路２か
ら導入する処理対象の排ガスＡに低濃度状態で含まれる
有機成分（例えばトルエンやキシレンなど）を濃縮し
て、有機成分濃度を高めた濃縮ガスＢ′を生成し、その
濃縮形態としては、脱着用ガス導入路３から処理対象の
排ガスＡよりも小風量の脱着用ガスＢ（本例では空気）
を導入して、この小風量の脱着用ガスＢに排ガスＡ中の
有機成分を移行させる形態を採る。
【００２７】４は有機成分を脱着用ガスＢに移行させた
後の処理済み排ガスＡ′（浄化ガス）を濃縮装置１から
導出して外部に排出する処理済み排ガス排出路、５は排
ガスＡから有機成分を移行させた脱着用ガスを生成濃縮
ガスＢ′として濃縮装置１から導出する濃縮ガス導出路
である。
【００２８】６は連動圧縮機７を備えるガスタービンで
あり、このガスタービン６へは濃縮装置１による生成濃
縮ガスＢ′を濃縮ガス導出路５及び連動圧縮機７を通じ
燃焼用酸素含有ガスとして供給し、この燃焼用酸素含有
ガスの供給とともに燃料供給路８から燃料Ｇ（例えば天
然ガス）をガスタービン６に供給することで、このガス
タービン６を運転して動力発生させる。
【００２９】９はガスタービン６の発生動力により発電
する発電機、１０はタービン出口から排出されるタービ
ン排気Ｃを導く排気路、１１はタービン排気Ｃにより給
水路１２からの供給水Ｗを加熱して高温蒸気Ｓを生成す
る排気ボイラであり、発電機９による発生電力Ｅ及び排
気ボイラ１１による生成蒸気Ｓはともに工場本来の生産
稼動などに利用する。また、排気ボイラ１１で蒸気生成
に用いた後のタービン排気Ｃ′は排気路１０を通じ外部
に排出する。
【００３０】つまり、この排ガス処理システムでは、処
理対象の排ガスＡから有機成分を移行させた濃縮ガス
Ｂ′を燃焼用酸素含有ガスとして燃料Ｇとともにガスタ
ービン６に供給することにより、濃縮装置１での有機成
分移行に続く排ガス処理の最終工程として、濃縮ガス
Ｂ′への移行有機成分をガスタービン６での燃焼により
酸化分解するとともに、その分解熱を発電機９による発
生電力Ｅ及び排気ボイラ１１による発生蒸気Ｓの形で回
収して効率良く工場稼動に利用し、これにより工場全体
としての消費エネルギ及びＣＯ2 発生量を削減する。
【００３１】また、燃焼用酸素含有ガスとして濃縮装置
１により有機成分濃度を高めた濃縮ガスＢ′をガスター
ビン６に供給することで、ガスタービン６への有機成分
導入量を増大させてガスタービン６の燃料消費量を大き
く低減（本例では有機成分導入がない場合の燃料消費量
の６０％程度まで低減）し、これにより省エネ効果及び
ＣＯ2 発生量低減効果をさらに高める。
【００３２】濃縮装置１には同図１及び図２，図３に示
す如き円盤状の吸着ロータ１３を備える回転式吸脱着装
置を用いており、吸着ロータ１３には、周部に繊維状活
性炭からなる吸着剤層１４を付設した有底筒状の複数個
の吸着カセット１５をロータ回転方向に並置して装着
し、吸着ロータ１３を内蔵するケーシング１６の内部に
は、ロータ１３の一端側及び他端側の夫々に配したロー
タ周囲隔壁１７により、吸着ロータ１３の一端面を臨ま
せる入口室１８と、吸着ロータ１３の他端面を臨ませる
出口室１９とを区画形成し、この入口室１８に排ガス導
入路２を接続するとともに、出口室１９に処理済み排ガ
ス排出路４を接続してある。
【００３３】また、吸着ロータ１３の回転方向における
一部箇所に処理対象の排ガスＡとは逆向きの通過方向で
脱着用ガスＢを通過させるための風路構造として、脱着
用ガスＢの入口チャンバ２０と出口チャンバ２１を、そ
れらの開口間に吸着ロータ１３の一部箇所を挟み込む状
態に対向配置し、出口室１９側に配した入口チャンバ２
０に脱着用ガス導入路３を接続するとともに、入口室１
８側に配した出口チャンバ２１に、吸着ロータ１３を通
過した脱着用ガスを生成濃縮ガスＢ′として取り出す濃
縮ガス導入路５を接続してある。
【００３４】なお、図１に示す如く脱着用ガス導入路３
には、濃縮装置として吸脱着装置１に導入する脱着用ガ
スＢを加熱する脱着用熱源としてのヒータ２２を介装し
てある。
【００３５】つまり、この吸脱着装置１では、吸着ロー
タ１３の回転経路のうち、吸着ロータ１３の各端面がケ
ーシング内部の入口室１８と出口室１９に開放状態で臨
む部分を吸着域Ｘとし、この吸着域Ｘにおいて、排ガス
導入路２から入口室１８に導入される排ガスＡを、域内
通過途中にあるロータ部分の吸着剤層１４に通過させる
ことで、吸着ロータ各部の吸着剤層１４について、この
吸着域Ｘの通過期間を、それら吸着剤層１４に排ガスＡ
を通過させて排ガスＡ中の有機成分を吸着剤層１４に吸
着（吸着剤層１４の構成吸着剤に吸着）させる吸着工程
とする。
【００３６】また、吸着ロータ１３の回転経路のうち、
吸着ロータ１３の一部箇所が脱着用ガスＢの入口チャン
バ２０と出口チャンバ２１に連通する部分を脱着域Ｙと
し、この脱着域Ｙにおいて脱着用ガス導入路３から入口
チャンバ２０に導入される高温の脱着用ガスＢを、域内
通過過程にあるロータ部分の吸着剤層１４に通過させる
ことで、吸着ロータ各部の吸着剤層１４について、この
脱着域Ｙの通過期間を、それら吸着剤層１４に高温の脱
着用ガスＢを通過させて吸着剤層１４の吸着有機成分を
脱着用ガスＢ中へ脱着させる脱着工程とする。
【００３７】すなわち、このことにより、吸着ロータ１
３の回転に伴い吸着ロータ各部の吸着剤層１４について
吸着域Ｘでの吸着と脱着域Ｙでの脱着とを交互に繰り返
す形態で、装置全体としては排ガスＡから有機成分を吸
着する吸着域Ｘでの吸着工程と、吸着した有機成分を脱
着用ガスＢへ脱着させる脱着域Ｙでの脱着工程とを並行
して連続的に実施する。
【００３８】そして、この吸脱着において、脱着域Ｙで
吸着剤層１４に通過させる脱着用ガスＢの風量を、吸着
域Ｘで吸着剤層１４に通過させる排ガスＡの風量よりも
小風量に設定しておくことで、濃縮処理として、脱着域
Ｙから脱着有機成分を含んだ状態で出口チャンバ２１へ
送出される吸着剤層通過後の脱着用ガスＢａｂを、吸着
域Ｘで吸着剤層１４に通過させる処理前の排ガスＡより
も有機成分濃度の高いものにし、一方、吸着域Ｘでの吸
着により有機成分が除去された状態で出口室１９に送出
される吸着剤層通過後の排ガスＡ′は浄化済みガスとし
て処理済み排ガス排出路４を通じ外部へ排出する。
【００３９】また、この吸脱着装置１では、脱着用ガス
Ｂの出口チャンバ２１に、その内部をロータ回転方向で
上手室２１ａと下手室２１ｂとに２分割する仕切具２３
（区分手段）を設け、この仕切具２３により脱着域Ｙに
おける脱着用ガス出口を、ロータ回転方向の上手側に位
置する上手側出口部分２４ａとロータ回転方向の下手側
に位置する下手側出口部分２４ｂとに区画し、これによ
り、これら出口部分２４ａ，２４ｂからの送出脱着用ガ
スＢａｂとして、上手側出口部分２４ａからは、脱着域
Ｙにおける域内通過途中のロータ部分のうち脱着域Ｙに
入って間もないロータ部分の吸着剤層１４を通過した初
期通過ガスＢａ（すなわち、脱着工程の初期に吸着剤層
を通過した脱着用ガス）を主に送出させ、一方、下手側
出口部分２４ｂからは、脱着域Ｙにおける域内通過途中
のロータ部分のうち脱着域Ｙに入って域内をある程度進
行した後のロータ部分の吸着剤層１４を通過した後期通
過ガスＢｂ（すなわち、脱着工程の後期に吸着剤層を通
過した脱着用ガス）を主に送出させるようにしてある。
【００４０】そしてまた、この出口区画に対し、出口チ
ャンバ２１に接続する濃縮ガス導出路５は、出口チャン
バ２１における下手室２１ｂに接続し、出口チャンバ２
１の上手室２１ａについては、それに対応の上手側出口
部分２４ａから上手室２１ａに受け入れた初期通過ガス
Ｂａを排ガスＡに対する入口室１８の室内に放出する連
通口２５を設けてある。
【００４１】すなわち、脱着工程の初期に吸着剤層１４
を通過した初期通過ガスＢａについては、有機成分の濃
縮が不充分で有機成分濃度が低いことから、上記連通口
２５を通じ入口室１８に放出して、排ガス導入路２から
導入する排ガスＡとの混合状態で吸着域Ｘに通過させる
ことにより濃縮処理を再度施すようにし、これに対し、
脱着工程の後期に吸着剤層１４を通過して有機成分の濃
縮が充分な状態で下手側出口部分２４ｂから送出される
有機成分濃度の高い後期通過ガスＢｂを、ガスタービン
６へ送る生成濃縮ガスＢ′として出口チャンバ２１の下
手室２１ｂ及びそれに接続の濃縮ガス導出路５を通じ吸
脱着装置１から取り出すようにしてあり、これにより、
脱着効率の低い脱着工程初期の影響を回避した状態でガ
ス中有機成分の濃縮倍率を高く確保する。
【００４２】なお、吸着ロータ１３の内部は、放射状の
区画壁２６によりロータ回転方向で複数の吸着カセット
装着室２７に区画してあり、また、入口チャンバ２０及
び出口チャンバ２１夫々の両側部には、１つの吸着カセ
ット装着室２７に相当する幅について吸着ロータ１３に
対する排ガスＡの通過を阻止するメクラ板２８を設けて
あり、これにより、各々の吸着カセット装着室２７が排
ガスＡの通過経路と脱着用ガスＢの通過経路とに跨る状
態になって排ガスＡと脱着用ガスＢとが混ざり合うこと
を、各区画壁２６の端縁とメクラ板２８の板面との間の
シールをもって阻止する。
【００４３】また、各区画壁２６は出口チャンバ２１に
おける仕切具２３との協働で、初期通過ガスＢａを出口
チャンバ２１の上手室２１ａに導き、かつ、後期通過ガ
スＢｂを出口チャンバ２１の下手室２１ｂに導く機能を
有する。
【００４４】なお、本例の排ガス処理システムにおける
各部の風量、濃度などの一例としては次の例を挙げるこ
とができる。 排ガスＡ：風量ｖ＝１０００ｍ3 ／ｍｉｎ 有機成分濃度ｄ＝１００ｐｐｍ 濃縮ガスＢ′：風量ｖ＝３３ｍ3 ／ｍｉｎ 有機成分濃度ｄ＝３０００ｐｐｍ（濃縮倍率３０倍） 発電機９の発生電力Ｅ＝１００ｋｗ ガスタービン６の燃料消費量Ｇ＝２３１０００ｋｃａｌ
／ｈ 排気ボイラ１１の発生蒸気量Ｓ＝４００ｋｇ／ｈ 放出タービン排気Ｃ′の温度＝２００〜２５０℃
【００４５】〔別実施形態〕次に別実施形態を列記す
る。
【００４６】上述の実施形態では有底筒状の吸着カセッ
ト１５をロータ回転方向に並置して装着する円盤状の吸
着ロータ１３を示したが、濃縮装置１として回転式の吸
脱着装置を用いる場合、吸着ロータはどのような構造の
ものであってもよく、例えば、ブロック化した吸着剤層
をロータ回転方向に並置する円盤状の吸着ロータや、筒
軸心を回転軸心として回転させる円筒状のもので回転軸
心に対し直交する方向にガスを通過させる吸着ロータ、
あるいはまた、吸着剤層を帯状にした無端回動体構造の
吸着ロータであってもよい。
【００４７】濃縮装置１として吸脱着装置を用いる場
合、その吸脱着装置は、吸着ロータを用いる回転式のも
のに限らず、吸着塔に内蔵の固定吸着剤層に対し処理対
象の排ガスＡと脱着用ガスＢとを切り換え通風する吸着
塔式のものであってもよい。
【００４８】また、この吸着塔式の吸脱着装置におい
て、脱着工程の吸着剤層から送出される脱着用ガスを、
再濃縮処理を施す初期通過ガスＢａと生成濃縮ガスＢ′
としてガスタービン６に送る後期通過ガスＢｂとに区分
する場合、その区分手段としては、脱着工程の吸着剤層
から送出される脱着用ガスの導出風路を切り換えて初期
通過ガスＢａと後期通過ガスＢｂとを区分する弁装置な
どを採用すればよい。
【００４９】濃縮装置１として用いる吸脱着装置におい
て上記の如き初期通過ガスＢａと後期通過ガスＢｂとの
区分を行なう場合、その区分点（すなわち、脱着工程に
おける初期と後期の区分点）は、脱着工程の中央点に限
られるものではなく、条件等により脱着工程の始点側寄
りや終点側寄りに設定してもよい。また、前述実施形態
の吸脱着装置において区分手段としての仕切具２３をロ
ータ回転方向で位置調整が自在なものにするなど、区分
手段を初期通過ガスＢａと後期通過ガスＢｂとの区分点
の変更調整が可能なものにしてもよい。
【００５０】なお、上記の如き区分手段を設けずとも必
要な濃縮倍率を得れる場合には、区分手段の装備を省い
た吸脱着装置を濃縮装置１として用いてもよい。
【００５１】排ガスＡ中の有機成分を濃縮して有機成分
濃度を高めた濃縮ガスＢ′を生成する濃縮装置１には、
吸脱着装置に限らず、排ガス中有機成分の種別やその粒
子の大きさ等に応じ各種濃縮方式のものを採用でき、例
えば排ガス中有機成分の粒子が比較的大きい場合、サイ
クロンやフィルタを用いる濃縮方式のものを採用しても
よい。
【００５２】また、１段目の濃縮装置で排ガスＡから１
次濃縮ガスを生成し、そして、２段目の濃縮装置で１次
濃縮ガスからさらに有機成分濃度を高めた２次濃縮ガス
を生成するといった形態で、複数の濃縮装置（例えば複
数の吸脱着装置）によりガス中有機成分の濃縮を複数段
階にわたり実施して、その複数段濃縮によりガス中有機
成分の濃縮倍率を高めるようにしてもよい。
【００５３】前述の実施形態では排気ボイラ１１を用い
てタービン排気Ｃの保有熱を蒸気Ｓの形で回収利用する
ようにしたが、各種形式の熱交換器を用いてタービン排
気Ｃの保有熱により温水や熱風を生成するなど、タービ
ン排気Ｃの保有熱の回収利用形態は種々の変更が可能で
ある。
【００５４】また、ガスタービン６により発電機９を駆
動して発生させた電力Ｅやタービン排気Ｃからの回収し
た熱の用途はどのようなものであってもよく、これら発
生電力Ｅや回収熱を排ガスＡの発生施設内で利用するに
限らず、排ガスＡの発生施設とは異なる施設で利用して
もよい。
【００５５】燃焼用酸素含有ガスとしてガスタービン６
に供給する濃縮ガスＢ′の有機成分濃度は３０００ｐｐ
ｍ以上にするのが好ましいが、その具体的濃度値は条件
等に応じ決定すればよく、場合によっては３０００ｐｐ
ｍ以下にしてもよい。また、前述の実施形態では、濃縮
ガスＢ′の母ガスとなる脱着用ガスＢに空気を用いた
が、濃縮ガスＢ′の母ガス（濃縮装置１に吸脱着装置を
用いる場合では脱着用ガスＢ）には、それを用いて生成
する濃縮ガスＧがガスタービン６の燃焼用酸素含有ガス
となり得るものであれば空気に限らず種々の気体を採用
できる。
【００５６】本発明は、塗装工場や半導体・電子部品製
造工場などで発生する有機溶剤含有ガス限らず、種々の
有機成分を含む排ガスの処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示す排ガス処理システムの構成図
【図２】実施形態を示す吸脱着装置の一部破断斜視図
【図３】実施形態を示す吸着ロータ部分の平面視展開図
【図４】ガスエンジン利用排ガス処理システムの構成図
【図５】従来の排ガス処理システムとガスエンジン使用
コージェネレーションシステムとを並設したシステムの
構成図
【符号の説明】
１ 濃縮装置，吸脱着装置 ６ ガスタービン ９ 発電機 １４ 吸着剤層 ２３ 区分手段 Ａ 排ガス Ｂ 脱着用ガス Ｂ′ 濃縮ガス Ｂａ 初期通過ガス Ｂｂ 後期通過ガス ｄ 有機成分濃度

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 処理対象の排ガス中に含まれる有機成分
    を濃縮して、その有機成分の濃度を高めた濃縮ガスを生
    成する濃縮装置と、 この濃縮装置による生成濃縮ガスを燃焼用酸素含有ガス
    として動力発生させるガスタービンと、 このガスタービンによる発生動力で発電する発電機とを
    設けてある排ガス処理システム。
  2. 【請求項２】 前記濃縮装置として、 処理対象の前記排ガスを吸着剤層に通過させることで、
    排ガス中の有機成分を吸着剤層に吸着させる吸着工程
    と、 吸着工程を終えた前記吸着剤層に処理対象の排ガスより
    も小風量の脱着用ガスを通過させることで、吸着状態の
    有機成分を脱着用ガス中に脱着させる脱着工程とを繰り
    返す吸脱着装置を用い、 前記脱着工程で前記吸着剤層から送出される前記脱着用
    ガスを前記濃縮ガスとして前記ガスタービンに供給する
    構成にしてある請求項１記載の排ガス処理システム。
  3. 【請求項３】 前記吸脱着装置に、 前記脱着工程で前記吸着剤層から送出される前記脱着用
    ガスを、脱着工程の初期に前記吸着剤層を通過した初期
    通過ガスと、脱着工程の後期に前記吸着剤層を通過した
    後期通過ガスとに区分して、 初期通過ガスについては、処理対象の前記排ガスに混入
    した状態で再び吸着工程の前記吸着剤層に通過させ、他
    方の後期通過ガスを前記濃縮ガスとして前記ガスタービ
    ンに導く区分手段を設けてある請求項２記載の排ガス処
    理システム。
  4. 【請求項４】 前記濃縮装置に３０倍以上の有機成分濃
    縮倍率を有する装置を用いる請求項１〜３のいずれか１
    項に記載の排ガス処理システム。
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