JP2001079329A - ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸着材の吸着能力を有効に利用でき、吸着槽か
ら出てきたガスを例えば触媒で分解処理する場合は、触
媒の分解効率を上げることができるようにする。 【解決手段】３個以上の吸着槽１２，１３，１４を設
け、被処理ガス供給手段１５と脱着用ガス供給手段１６
とを設けるとともに、吸着槽１２，１３，１４に被処理
ガスを供給する吸着処理状態と、脱着用ガスを供給する
脱着処理状態とに切り換える切り換え手段を設け、切り
換え手段による切り換えのたびに、複数の吸着槽が直列
接続して吸着処理状態になり、かつ、少なくとも１個の
吸着槽が脱着処理状態になるよう構成するとともに、脱
着処理状態にある少なくとも１個の吸着槽は、切り換え
手段により脱着処理状態側に切り換えられる前におい
て、吸着処理状態にあり、かつ、その切り換え前におけ
る吸着処理状態の複数の吸着槽のうちの上手側に位置す
る吸着槽であるように構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のガス処理装置には、活性炭
繊維材等の吸着材で被処理ガスの吸着対象成分を吸着す
る吸着槽を設け、吸着槽に対する被処理ガス供給手段と
脱着用ガス供給手段とを設けるとともに、吸着槽に被処
理ガスを供給する吸着処理状態と、脱着用ガスを供給す
る脱着処理状態とに切り換え自在に構成したものがあっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
吸着処理状態の吸着槽の（吸着材を収容する）ガス吸着
エレメントが破過しないように、吸着材がその吸着能力
の６０〜８０％に達すると、脱着処理状態に切り換えな
ければならず、吸着材の吸着能力を有効利用できなかっ
た。

【０００４】そして上記のように、吸着材がその吸着能
力の６０〜８０％に達すると、脱着処理状態に切り換え
ていたために、吸着槽から出てきたガス（この吸着槽か
ら出てきたガスとは、「脱着された脱着成分と脱着用媒
体（脱着用ガス）との混合物」をいい、以下、「吸着槽
からのガス」と称することがある）も濃度が低くなり、
この吸着槽からのガスを冷却回収する場合、回収液濃度
を高くすることができなかった。

【０００５】前記吸着槽からのガスを例えば触媒で分解
処理することがあり、この場合、触媒の分解効率は、触
媒に導入するガス濃度に依存するので、触媒には高濃度
のガスを導入することが望ましいが、上記の構造では低
濃度のガスを導入することになり、触媒の分解効率が低
くなっていた。

【０００６】本発明の目的は、吸着材の吸着能力を従来
よりも有効に利用でき、吸着槽から出てきたガスを冷却
回収する場合には、回収液濃度を高くすることができ、
吸着槽から出てきたガスを例えば触媒で分解処理する場
合は、触媒の分解効率を上げることができるようにする
点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１による発明の構
成・作用・効果は次の通りである。

【０００８】［構成］吸着材で被処理ガスを吸着処理す
る３個以上の吸着槽を設け、前記吸着槽に対する被処理
ガス供給手段と脱着用ガス供給手段とを設けるととも
に、前記吸着槽に被処理ガスを供給する吸着処理状態
と、脱着用ガスを供給する脱着処理状態とに切り換える
切り換え手段を設け、前記切り換え手段による切り換え
のたびに、前記３個以上の吸着槽のうちの複数の吸着槽
が直列接続して前記吸着処理状態になり、かつ、少なく
とも１個の吸着槽が前記脱着処理状態になるよう構成す
るとともに、前記脱着処理状態にある少なくとも１個の
吸着槽は、前記切り換え手段により脱着処理状態側に切
り換えられる前において、前記吸着処理状態にあり、か
つ、その切り換え前における吸着処理状態の複数の吸着
槽のうちの上手側に位置する吸着槽であるように構成し
てある。

【０００９】［作用］ ［イ］例えば図１（Ａ）に示すように、切り換え手段に
よる切り換えで第１吸着槽１２と第２吸着槽１３とが直
列接続して被処理ガス供給手段１５に連通接続し、第３
吸着槽１４が脱着用ガス供給手段１６に連通接続する。

【００１０】これにより、被処理ガス供給手段１５から
の被処理ガスが第１吸着槽１２に入り込んで吸着処理さ
れるとともに、その第１吸着槽１２からの被処理ガスが
第２吸着槽１３に入り込んで吸着処理され、その吸着処
理された被処理ガスが第２吸着槽１３から排出される。
また、脱着用ガス供給手段１６からの脱着用ガスが第３
吸着槽１４に入り込み、脱着処理されて排出される。図
１において１７は触媒塔である。

【００１１】前記図１（Ａ）の状態から切り換え手段を
切り換えると、図１（Ｂ）に示すように、第２吸着槽１
３と第３吸着槽１４とが直列接続して被処理ガス供給手
段１５に連通接続し、第１吸着槽１２が脱着用ガス供給
手段１６に連通接続する。

【００１２】そして、被処理ガス供給手段１５からの被
処理ガスが第２吸着槽１３に入り込んで吸着処理される
とともに、その第２吸着槽１３からの被処理ガスが第３
吸着槽１４に入り込んで吸着処理され、その吸着処理さ
れた被処理ガスが第３吸着槽１４から排出される。ま
た、脱着用ガス供給手段１６からの脱着用ガスが第１吸
着槽１２に入り込み、脱着処理されて排出される。

【００１３】前記図１（Ｂ）の状態から切り換え手段を
切り換えると、図１（Ｃ）に示すように、第３吸着槽１
４と第１吸着槽１２とが直列接続して被処理ガス供給手
段１５に連通接続し、第２吸着槽１３が脱着用ガス供給
手段１６に連通接続する。

【００１４】そして、被処理ガス供給手段１５からの被
処理ガスが第３吸着槽１４に入り込んで吸着処理される
とともに、その第３吸着槽１４からの被処理ガスが第１
吸着槽１２に入り込んで吸着処理され、その吸着処理さ
れた被処理ガスが第１吸着槽１２から排出される。ま
た、脱着用ガス供給手段１６からの脱着用ガスが第２吸
着槽１３に入り込み、脱着処理されて排出される。

【００１５】［ロ］請求項１の構成によれば、吸着処理
状態における上手側の吸着槽のガス吸着エレメントが破
過したとしても、前記上手側の吸着槽で吸着できなかっ
た吸着対象成分を下手側の別の吸着槽で吸着することが
できるから、前記上手側の吸着槽では、その吸着材が吸
着対象成分で例えば飽和するまで吸着させることがで
き。

【００１６】これにより、吸着槽から出てきたガスを冷
却回収する場合は、高い濃度のガスを回収装置に導入す
ることができ、吸着槽から出てきたガスを例えば触媒で
分解処理する場合は、高い濃度のガスを触媒に導入する
ことができる。

【００１７】さらに、吸着処理状態における下手側の吸
着槽から排出される被処理ガス中の吸着対象成分の濃度
を安定的に低く抑えることができる。

【００１８】［効果］従って、吸着材を有効に利用でき
て、被処理ガスの吸着処理性能を向上させることがで
き、吸着槽から出てきたガスを冷却回収する場合は回収
液濃度を高くすることができ、吸着槽から出てきたガス
を例えば触媒で分解処理する場合は触媒の分解効率を上
げることができるようになった。

【００１９】請求項２による発明の構成・作用・効果は
次の通りである。

【００２０】［構成］請求項１による発明の構成におい
て前記吸着材がイオン交換繊維材である。 ［作用］ ［ハ］請求項１の構成による作用と同様の作用を奏する
ことができるのに加え、次の作用を奏することができ
る。

【００２１】［ニ］吸着槽はイオン交換繊維材で被処理
ガスを吸着処理するから、吸着対象成分としてのアンモ
ニアやトリメチルアミン等の塩基性物質を、被処理ガス
から効果的に吸着除去することができる。

【００２２】また、被処理ガス中に含まれる塩基性物質
以外の汚染物質や特定の成分に対応するイオン交換繊維
材を用いれば、このイオン交換繊維材で前記塩基性物質
以外の汚染物質等を吸着処理することができる。

【００２３】［ホ］吸着槽に被処理ガスを供給する吸着
処理状態と、脱着用ガスを供給する脱着処理状態とに切
り換え自在に構成してあるから、イオン交換繊維材を再
生することができて、イオン交換繊維材を頻繁に取り換
える必要がない。

【００２４】［ヘ］前記塩基性物質を除去する手段とし
て水スクラバーや酸スクラバー等の湿式法があり、これ
らの設備では廃水処理装置が必要であるが、請求項２の
構成によればこのような廃水装置は不要である。

【００２５】［ト］前記湿式法における酸スクラバーで
は、生成した塩を分離する蒸発装置が必要で、塩という
廃棄物も生じるが、請求項２の構成によれば、上記のよ
うな蒸発装置が不要で、塩という廃棄物が生じない。

【００２６】［チ］前記塩基性物質を除去する別の手段
として直接燃焼設備等の乾式法があり、この直接燃焼設
備では、窒素酸化物（ＮＯｘ）や温室効果ガス（ＣＯ
₂ ）が発生しやすいという問題があるが、請求項２の構
成によれば、イオン交換繊維材で被処理ガスを吸着処理
するから、上記の問題を解消することができる。

【００２７】［効果］従って、被処理ガス中に含まれる
吸着対象成分としての塩基性物質（アンモニアやトリメ
チルアミン等）や、塩基性物質以外の汚染物質・特定の
成分を吸着処理でき、窒素酸化物（ＮＯｘ）や温室効果
ガス（ＣＯ₂ ）の発生を抑制でき、吸着材としてのイオ
ン交換繊維材にかかるコスト・装置コスト・運転コスト
を低廉化でき、塩が生じないから塩の処理にコストをか
けなくてもよくなり、作業者の負担を軽減でき、しか
も、イオン交換繊維材を有効に利用することができて、
被処理ガスの吸着処理性能を向上させることができ、吸
着槽から出てきたガスを冷却回収する場合には回収液濃
度を高くすることができ、吸着槽から排出されるガスを
例えば触媒で分解処理する場合は触媒の分解効率を上げ
ることができた。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２９】図１に化学工場から排出される排ガス（被
処理ガスに相当）から低濃度（数千ｐｐｍ以下）のアン
モニア等の塩基性物質を吸着処理するガス処理装置を示
してある。

【００３０】前記ガス処理装置は、図２，図３にも示す
ように、それぞれガス吸着用エレメント１１を備えた第
１吸着槽１２と第２吸着槽１３と第３吸着槽１４とを横
方向に並設し、各吸着槽１２，１３，１４に対する排ガ
ス供給手段１５（被処理ガス供給手段に相当）と脱着用
ガス供給手段１６とを設け、前記吸着槽１２，１３，１
４に排ガスを供給する吸着処理状態と、脱着用ガス（例
えば水蒸気）を供給する脱着処理状態とに切り換える切
り換え手段（図示せず）を設け、各吸着槽１２，１３，
１４から排出されてくるガス（このガスとは、「脱着さ
れた脱着成分と脱着用媒体（脱着用ガス）との混合物」
をいう）に対する触媒塔１７を設けて構成してある。

【００３１】前記吸着用エレメント１１の構造について
説明すると、図２，図３に示すように、下側の円形の無
孔フランジ１の中央部と、中心に円形のガス流通孔２が
形成された上側の円形の有孔フランジ３の中央部とに、
吸着材巻付け用の巻き芯４の両端部を各別に連結し、前
記有孔フランジ３の中央部に、ガス流通孔２と連通する
短管８を固着し、脱着用ガスを噴出するノズル９を短管
８の側壁に貫通させて、前記巻き芯４が縦姿勢の吸着材
巻付け体を形成してある。

【００３２】前記巻き芯４は、内部空間が前記ガス流通
孔２に連通する筒状に形成するとともに、径方向で内外
方向に通気可能に形成してあり、詳しくは、巻き芯４の
軸線Ｏの周りでその軸線Ｏに沿う複数本の支持棒５の一
端部を、ガス流通孔２周りの有孔フランジ部分に固着す
るとともに、支持棒５の他端部を無孔フランジ１の中央
部に固着してかご形に形成してある。

【００３３】そして、脱臭機能を持たせた複数枚のイオ
ン交換繊維材６を所定厚さのイオン交換繊維材層になる
状態に、前記複数本の支持棒５に巻付けて、イオン交換
繊維材層の径方向外方側からの排ガスをイオン交換繊維
材６により吸着処理するとともに、巻き芯４の内部空間
と有孔フランジ３のガス流通孔２とを通して排出するよ
う構成し、前記イオン交換繊維材６を保形する複数枚の
金網７を、同芯状の複数のイオン交換繊維材層部分に各
別に巻き付けてある。

【００３４】次に、前記切り換え手段による切り換え等
について説明する。

【００３５】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、前
記切り換え手段による切り換えのたびに、前記第１，第
２，第３吸着槽１２，１３，１４のうちの２個の吸着槽
が直列接続して前記吸着処理状態になり、かつ、１個の
吸着槽が前記脱着処理状態になるよう構成するととも
に、脱着処理状態にある１個の吸着槽は、切り換え手段
により脱着処理状態側に切り換えられる前において、吸
着処理状態にあり、かつ、その切り換え前における吸着
処理状態の２個の吸着槽のうちの上手側に位置する吸着
槽であるように構成してある。

【００３６】つまり、図１（Ａ）に示すように、切り換
え手段による切り換えで第１吸着槽１２と第２吸着槽１
３とが直列接続して排ガス供給手段１５に連通接続し、
第３吸着槽１４が脱着用ガス供給手段１６に連通接続す
る。

【００３７】そして、排ガス供給手段１５からの排ガス
が第１吸着槽１２に入り込んで吸着処理されるととも
に、その第１吸着槽１２からの排ガスが第２吸着槽１３
に入り込んで吸着処理され、その吸着処理された排ガス
が第２吸着槽１３から排出される。また、脱着用ガス供
給手段１６からの脱着用ガスが第３吸着槽１４に入り込
んで脱着処理され、その後に触媒塔１７で分解処理され
る。

【００３８】前記図１（Ａ）の状態から切り換え手段を
切り換えると、図１（Ｂ）に示すように、第２吸着槽１
３と第３吸着槽１４とが直列接続して排ガス供給手段１
５に連通接続し、第１吸着槽１２が脱着用ガス供給手段
１６に連通接続する。

【００３９】そして、排ガス供給手段１５からの排ガス
が第２吸着槽１３に入り込んで吸着処理されるととも
に、その第２吸着槽１３からの排ガスが第３吸着槽１４
に入り込んで吸着処理され、その吸着処理された排ガス
が第３吸着槽１４から排出される。また、脱着用ガス供
給手段１６からの脱着用ガスが第１吸着槽１２に入り込
んで脱着処理され、その後に触媒塔１７で分解処理され
る。

【００４０】前記図１（Ｂ）の状態から切り換え手段を
切り換えると、図１（Ｃ）に示すように、第３吸着槽１
４と第１吸着槽１２とが直列接続して排ガス供給手段１
５に連通接続し、第２吸着槽１３が脱着用ガス供給手段
１６に連通接続する。

【００４１】そして、排ガス供給手段１５からの排ガス
が第３吸着槽１４に入り込んで吸着処理されるととも
に、その第３吸着槽１４からの排ガスが第１吸着槽１２
に入り込んで吸着処理され、その吸着処理された排ガス
が第１吸着槽１２から排出される。また、脱着用ガス供
給手段１６からの脱着用ガスが第２吸着槽１３に入り込
んで脱着処理され、その後に触媒塔１７で分解処理され
る。

【００４２】上記のような手段によれば、上手側の吸着
槽のガス吸着エレメントが破過したとしても、上手側の
吸着槽で吸着できなかった吸着成分は下手側の別の吸着
槽で吸着することができるから、上手側の吸着槽では、
そのイオン交換繊維材が吸着対象成分で飽和するまで吸
着させることができる。

【００４３】［別実施形態］前記切り換え手段は、各吸
着槽に対する管路に三方電磁弁を設けるとともに、この
三方電磁弁を切り換え制御する制御装置を設けて構成す
ることができる。

【００４４】前記吸着槽を４個以上設けてあってもよ
く、また、複数の吸着槽を脱着処理するよう構成してあ
ってもよい。つまり、上記の実施形態における数値は一
例であり適宜変更することができる。

【００４５】前記上手側の吸着槽と下手側の吸着槽との
間に別のガス供給手段を設けるとともに、このガス供給
手段と前記下手側の吸着槽との間にガス冷却手段を設け
てあってもよい。

【００４６】これにより、吸着槽間の圧力バランスを均
一に保つことができ、さらに、上手側の吸着槽の吸着材
に被処理ガスが吸着することで発生する吸着熱を取り除
いて、効率的に下手側の吸着槽で吸着することができ
る。

【００４７】例えば前記触媒塔１７を冷却凝縮手段に置
き換えて、前記第１，第２及び第３吸着槽１２，１３，
１４から排出されてくるガスを冷却凝縮して回収するよ
う構成してあってもよい。

【００４８】前記第１，第２及び第３吸着槽１２，１
３，１４から排出されてくるガスをバーナー等により燃
焼処理するよう構成してあってもよい。

【００４９】前記脱着用ガスとしての水蒸気が過熱蒸気
であれば、排ガスをより均一に脱着することができる。

【００５０】前記脱着用ガスは水蒸気に換えて、窒素・
又は空気などの非凝縮性ガスであってもよい。この場
合、加熱・加湿した窒素・又は空気であれば、より脱着
性能を向上させることができる。

【００５１】供給される脱着用ガス温度が８０°Ｃ〜２
００°Ｃであれば、より脱着性能を向上させることがで
きる。また、脱着用ガスが水蒸気の場合は、圧力が０．
３ＭＰ以下で１００°Ｃ〜１２０°Ｃの範囲であれば、
より脱着性能を向上させることができる。

【００５２】脱着用ガスが非凝縮性ガスの場合は、１２
０°Ｃ〜１５０°Ｃの範囲がより好ましい。脱着処理時
間は、一般に３ｍｉｎ〜３０ｍｉｎ程度で、脱着用ガス
供給量は、脱着用ガスが水蒸気の場合、被処理ガスの供
給量の５０倍以下で、好ましくは５倍以下、脱着用ガス
が非凝縮性ガスの場合、被処理ガス供給量の１／５倍以
下、好ましくは１／５０倍以下として、ガス吸着装置か
ら排出されるガスに含まれる前記吸着対象成分が高い濃
度となるよう脱着用ガスを供給することが好ましい。

【００５３】前述の化学工場以外に、半導体工場などの
工業プロセス・畜産事業場・し尿処理場などからも、数
千ｐｐｍ以下といった低濃度のアンモニアやトリメチル
アミン等の窒素化合物を含む塩基性ガスが排ガスとして
排出されることから、本発明にかかるガス処理装置は、
前記半導体工場等から排出される排ガスを処理する場合
にも適用することができる。

【００５４】前記イオン交換繊維材の種類の選択によっ
て、被処理ガス中に含まれる塩基性物質以外の汚染物質
又は特定の成分を吸着処理するよう構成してもよい。

【００５５】前記吸着材を活性炭繊維材で構成して、シ
ンナー等の有機溶剤を吸着除去するよう構成してあって
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス処理装置の概略図

【図２】ガス吸着用エレメントの縦断面図

【図３】ガス吸着用エレメントの平面図

【符号の説明】

１２，１３，１４ 吸着槽 １５ 被処理ガス供給手段 １６ 脱着用ガス供給手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着材で被処理ガスを吸着処理する３個
   以上の吸着槽を設け、前記吸着槽に対する被処理ガス供
   給手段と脱着用ガス供給手段とを設けるとともに、前記
   吸着槽に被処理ガスを供給する吸着処理状態と、脱着用
   ガスを供給する脱着処理状態とに切り換える切り換え手
   段を設け、前記切り換え手段による切り換えのたびに、
   前記３個以上の吸着槽のうちの複数の吸着槽が直列接続
   して前記吸着処理状態になり、かつ、少なくとも１個の
   吸着槽が前記脱着処理状態になるよう構成するととも
   に、前記脱着処理状態にある少なくとも１個の吸着槽
   は、前記切り換え手段により脱着処理状態側に切り換え
   られる前において、前記吸着処理状態にあり、かつ、そ
   の切り換え前における吸着処理状態の複数の吸着槽のう
   ちの上手側に位置する吸着槽であるように構成してある
   ガス処理装置。
2. 【請求項２】 前記吸着材がイオン交換繊維材である請
   求項１記載のガス処理装置。