JP2001293327A - 低沸点有機溶媒回収方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来放置されてきた低沸点有機溶媒を確実に
回収し、自然環境への悪影響を排除するとともに、低コ
ストで運用することのできる新規な手法を開発すること
を課題とする。 【解決手段】 吸着剤Ｃの加熱を、吸着剤Ｃに対して加
熱媒体を間接的に作用させることによって行うものであ
り、また吸着剤Ｃから離脱処理された低沸点有機溶媒を
含む離脱気体を離脱気体循環経路５内で循環させ、且つ
離脱気体を離脱気体循環経路５途中において冷却して低
沸点有機溶媒を液化させて回収しながら、この循環状態
を継続することにより低沸点有機溶媒の回収率を高める
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば検体に含まれ
る有害物質等を検出対象物質とし、その含有量等を測定
するにあたって用いられる低沸点有機溶媒等の回収手段
に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】例えば有害物質を含んだ工場排液等の検
体中の有害物質量の検出にあたってはは、この検査対象
物質との親和性の高い低沸点有機溶媒を用いてこれらを
抽出した上で蒸発固化し、その分析を行っている。一例
として廃液中の鉱物系ないしは動植物系の油に関して
は、低沸点有機溶媒を加えた後、検体を蒸発乾固させて
検体中の検査対象物質の濃度を測定するようにしてい
る。この際従来は、溶媒として用いられる低沸点有機溶
媒を、囲い式フード内に具えたテーブル上での加熱によ
り蒸発させているが、その蒸発気体は何段階かのフィル
タを経るものの、実際には使い捨て状態に廃棄された
り、あるいは吸着剤に吸着させて、その捕集が行われて
いる。

【０００３】しかしながら吸着剤に吸着した低沸点有機
溶媒は、この状態で蒸気、熱風等を直接作用させて高温
状態とすることにより吸着剤から離脱処理されるもので
あるが、大気中に放出させないために燃焼炉に導いて燃
焼処分されている。このように吸着剤を用いた捕集であ
っても、見かけ上捕集したかのように見えるものの、吸
着剤に吸着した低沸点有機溶媒が別途回収されることは
なく、実質的な回収にはなっていない。

【０００４】また吸着剤の再利用を図る場合には吸着剤
を加熱して低沸点有機溶媒の離脱を行うが、吸着剤に蒸
気を作用させたときには、この蒸気が温度低下して液化
した際に液体中に低沸点有機溶媒を含んでしまうことと
なるため、再度適切な処理が必要となってしまう。

【０００５】

【開発を試みた技術的課題】本発明はこのような背景を
認識してなされたものであって、従来放置されてきた低
沸点有機溶媒を高効率で回収し、自然環境への悪影響を
排除することのできる新規な手法を開発しようとしたも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
低沸点有機溶媒回収方法は、気化状態の低沸点有機溶媒
を吸着剤に吸着させた後、この状態の吸着剤を加熱する
ことにより吸着剤からの溶媒の離脱を図る方法におい
て、前記吸着剤の加熱は、吸着剤に対して加熱媒体を間
接的に作用させることによって行うものであり、また吸
着剤から離脱処理された低沸点有機溶媒を含む離脱気体
を循環経路内で循環させ、且つ離脱気体を循環経路途中
において冷却することにより低沸点有機溶媒を液化させ
て回収しながら、この循環状態を継続することにより低
沸点有機溶媒の回収率を高めるようにしたことを特徴と
して成るものである。この発明によれば、加熱媒体に対
して溶媒が混入することがないため、吸着剤との間で熱
交換を行った後の加熱媒体の処理が不要となる。また低
沸点有機溶媒の離脱気体を循環させながら、これを冷却
して低沸点有機溶媒を液化状態で捕集することにより外
部に低沸点有機溶媒を放散させることがなく、低沸点有
機溶媒を極めて高効率で捕集するとともにこのものを再
利用することができる。

【０００７】また請求項２記載の低沸点有機溶媒回収装
置は、気化状態の低沸点有機溶媒を吸着剤に吸着させた
後、この状態の吸着剤を加熱することにより吸着剤から
の溶媒の離脱を図る装置において、前記吸着剤はキャニ
スタ内に収容されるものであり、このキャニスタは、吸
気口と排気口との間に形成した離脱気体の循環経路と、
熱媒体入口と熱媒体出口との間に形成した加熱媒体の循
環経路とを具えて成り、前記離脱気体の循環経路は循環
用ポンプによって離脱気体の循環がなされるものであ
り、且つこの循環経路における前記排気口後段に冷却機
を具え、更にこの冷却機の後段にトラップを具えて成る
ことを特徴として成るものである。この発明によれば、
低沸点有機溶媒を含んだ離脱気体を循環させながら、こ
れを冷却して低沸点有機溶媒を液化状態で捕集すること
により外部に低沸点有機溶媒を放散させることがなく、
低沸点有機溶媒を極めて高効率で捕集するとともにこの
ものを再利用することができる。

【０００８】更にまた請求項３記載の低沸点有機溶媒回
収装置は、前記請求項２記載の要件に加え、前記加熱媒
体の循環経路はキャニスタ内において吸着剤に対して間
接的に作用するように構成されたものであることを特徴
として成るものである。この発明によれば、加熱媒体に
対して低沸点有機溶媒が混入することがないため、吸着
剤との間で熱交換を行った後の加熱媒体の処理が不要と
なる。

【０００９】更にまた請求項４記載の低沸点有機溶媒回
収装置は、前記請求項２または３記載の要件に加え、前
記加熱媒体を吸着剤に対して間接的に作用させる構造
は、吸着剤を収容した吸着室と、加熱媒体の流路となる
熱媒体路とを交互に多層化状態となるように配設したも
のであることを特徴として成るものである。この発明に
よれば、加熱媒体と吸着剤との間での熱交換効率を高め
ることができ、吸着剤からの低沸点有機溶媒の離脱処理
を迅速に行うことができる。

【００１０】更にまた請求項５記載の低沸点有機溶媒回
収装置は、前記請求項２、３または４記載の要件に加
え、前記キャニスタを二基を具えるとともに、前記離脱
気体の循環経路及び加熱媒体の循環経路を、前記二基の
キャニスタのいずれか一方に対して選択的に循環状態と
することができるように構成し、一方のキャニスタを低
沸点有機溶媒の離脱処理に用いているときに、他の一方
のキャニスタを低沸点有機溶媒の吸着に用いることがで
きるようにしたことを特徴として成るものである。この
発明によれば、一方のキャニスタの吸着容量が飽和状態
に達した際には、もう一方のキャニスタを低沸点有機溶
媒の吸着に用いることにより、装置を停止させることな
く効率的に運用することができる。またこのとき並行し
て、飽和状態となった吸着剤からの離脱処理を行うこと
ができるため、装置を長時間にわたって停止させること
なく運用することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態に
基づいて具体的に説明する。この説明にあたっては、本
発明の低沸点有機溶媒回収装置１の構成について説明し
た後、この装置の作動態様と併せて本発明の低沸点有機
溶媒回収方法の説明を行うものとする。まず低沸点有機
溶媒回収装置１の説明に先立ち、この低沸点有機溶媒回
収装置１の適用対象について簡単に説明しておくと、化
学的分析等を行う施設等に具えられる囲い式フード、大
量の排気処理を要求される化学工場における排気経路等
が挙げられるものである。

【００１２】次に本発明の低沸点有機溶媒回収装置１に
ついて説明すると、このものはまず、気化状態の低沸点
有機溶媒をキャニスタ２内に具えた吸着剤Ｃに吸着させ
ることによりこれを捕集し、低沸点有機溶媒が除去され
た清浄な気体を排気経路３から外部に排気することを第
一の目的とするものである。また前記キャニスタ２内に
具えた吸着剤Ｃに捕集された低沸点有機溶媒を、吸着剤
Ｃを加熱することにより離脱し、低沸点有機溶媒を含ん
だ離脱気体を離脱気体循環経路５内で循環させるととも
に、この離脱気体循環経路５の途中において冷却するこ
とにより液化回収することを第二の目的とするものであ
る。なおこの実施の形態では、図１に示すように前記キ
ャニスタ２を二基具えて構成した低沸点有機溶媒回収装
置１を例に挙げて説明を行ってゆくものとする。

【００１３】以下低沸点有機溶媒回収装置１を構成する
諸部材について説明する。まず前記キャニスタ２につい
て説明すると、このものは図２に示すように、キャニス
タ本体２０内を複数の仕切板２０ａを一定間隔で配する
ことにより仕切られた空間を、交互に吸着室２１と熱媒
体路２５とするものである。前記吸着室２１の上下面は
開放状態となっているため、下開放面に対してフィルタ
２２及び金網２３を取り付けた状態でこの吸着室２１内
に一例として粒状の吸着剤Ｃを充填した後、上開放面を
同じくフィルタ２２及び金網２３によって塞ぐことによ
り吸着剤Ｃの保持を行うものである。

【００１４】また前記キャニスタ本体２０の上下には、
上部蓋２４及び下部蓋２６を取り付けるものであり、こ
れら蓋体によってキャニスタ２内の気密状態を得るもの
である。なおこれら上部蓋２４及び下部蓋２６の内部に
はそれぞれ粉塵等の除去を目的としたフィルタケース２
７が設けられる。そして上述の様に構成された吸着室２
１によって、低沸点有機溶媒の吸着を図るものである。
なお前記吸着室２１内には適宜の個所に温度センサ２１
ａを具えるものとする。

【００１５】一方、前記熱媒体路２５の上下面は閉鎖状
態とするものであって、この閉鎖された内部空間を熱媒
体の流路として用いる。また熱媒体路２５の内部空間
を、図２に示すように一例として二枚のバッフルプレー
ト２５ａによって区切ることにより、熱媒体路２５下部
後面に設けた熱媒体入口２５ｂから、熱媒体路２５上部
前面に設けた熱媒体出口２５ｃに至るまでの経路が熱媒
体路２５内の全域を満遍なく通過するような構造とす
る。

【００１６】上述したようにキャニスタ２は、吸着室２
１と熱媒体路２５とが交互に多層化状態となった構造を
有するものであり、吸着室２１内の吸着剤Ｃに対して
は、熱媒体路２５内を移動する熱媒体が間接的に作用す
ることとなる。

【００１７】そして前記キャニスタ２を二基並設すると
ともに、これらキャニスタ２Ａ、２Ｂに対して前記排気
経路３、離脱気体循環経路５及び熱媒体循環経路６が接
続されるものであって、以下これらの経路について説明
する。まず前記排気経路３について説明すると、この排
気経路３は、気化状態の低沸点有機溶媒の発生源に具え
た囲い式フードＦとキャニスタ２における吸気口２４ａ
との間に管路を接続し、更にキャニスタ２における排気
口２６ａとブロワ３０との間に管路を接続することによ
り形成される、前記吸着室２１を含んで成る気体の経路
である。

【００１８】また前記離脱気体循環経路５は前記キャニ
スタ２における排気口２６ａを始発点とし、熱交換器５
０、回収トラップ５１を経由して真空ポンプ５２に至る
経路を往路とし、この真空ポンプ５２からキャニスタ２
における吸気口２４ａに至る経路を復路として形成され
る、前記吸着室２１を含んで成る気体の循環経路であ
る。なお符号５０ａは熱交換器５０への冷媒供給のため
のチラーであり、符号５１ａは前記回収トラップ５１に
接続される回収タンクである。

【００１９】また前記熱媒体循環経路６は、タンク６０
を始発点とし、循環ポンプ６１を経由してキャニスタ２
における熱媒体入口２５ｂに至る経路を往路とし、熱媒
体路２５を通過したのち、熱媒体出口２５ｃからタンク
６０に至る経路を復路として形成される熱媒体の循環経
路である。なお個々の熱媒体路２５に対して同じ温度状
態の熱媒体を供給するために、熱媒体入口２５ｂ及び熱
媒体出口２５ｃには、図２（ｃ）に示すような集合管６
２を接続することによって流路の分岐及び集合を図って
いる。なお上述した種々の経路を構成する配管は、耐薬
品性を有する合成樹脂等によって構成されている。

【００２０】そして上述のような排気経路３、離脱気体
循環経路５及び熱媒体循環経路６は、キャニスタ２Ａと
キャニスタ２Ｂとによって共有されるものであり、これ
ら流路の開閉状態は、三方弁を適用したバルブＶ１、Ｖ
２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及びＶ６を切り替えることにより
選択し得るようにする。なお上述の経路の配管態様は、
一例として三方弁を用いた場合のものであるが、これ以
外にも種々の弁を用いた様々な配管態様が採り得ること
はいうまでもない。

【００２１】本発明の低沸点有機溶媒回収装置１は一例
として上述のように構成されるものであり、次のように
して低沸点有機溶媒の捕集及び回収が行われる。なおこ
の実施の形態では、低沸点有機溶媒が気化して排気され
る可能性のある実験を例として説明するものであり、低
沸点有機溶媒の捕集を常時二基のキャニスタ２Ａ、２Ｂ
のいずれか一方によって行うため、まずキャニスタ２Ａ
を低沸点有機溶媒の回収に用いるところから説明を始め
る。

【００２２】（１）流路の設定 はじめに運転に先立ってキャニスタ２に接続された各種
流路の設定を行うものであり、ここではバルブＶ１、Ｖ
２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及びＶ６を図３（ａ）に示すよう
に設定することにより、キャニスタ２Ａに対して排気経
路３をオープン状態とするとともに離脱気体循環経路５
及び熱媒体循環経路６をクローズ状態とする。なお前記
バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及びＶ６を上述の
ように設定することにより、キャニスタ２Ｂに対しては
排気経路３はクローズ状態となるとともに離脱気体循環
経路５及び熱媒体循環経路６はオープン状態となる。ま
たこの時点では循環ポンプ６１を停止して加熱媒体の循
環は行わないものとする。

【００２３】（２）吸着剤による吸着 そして囲い式フードＦ内で気化状態となった低沸点有機
溶媒はブロワ３０が運転されることによりキャニスタ２
Ａ内に導入されるものであり、フィルタケース２７、金
網２３及びフィルタ２２を通過して吸着室２１内に至る
こととなる。その後気化状態の低沸点有機溶媒は吸着室
２１内において吸着剤Ｃによって吸着、捕集されるもの
であり、排気口２６ａからは低沸点有機溶媒が除去され
た清浄な気体が排出され、やがて外部に放出される。

【００２４】（３）キャニスタの切り替え 上述のようなキャニスタ２Ａによる低沸点有機溶媒の捕
集は、やがて吸着剤Ｃの吸着容量が飽和状態となった時
点で継続不可能となってしまう。このため飽和状態に達
する前にバルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及びＶ６
を切り替えて、図３（ｂ）に示すように設定することに
より、キャニスタ２Ａに対して排気経路３をクローズ状
態とするとともに離脱気体循環経路５及び熱媒体循環経
路６をオープン状態とする。なお前記バルブＶ１、Ｖ
２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及びＶ６を上述のように設定する
ことにより、キャニスタ２Ｂに対しては排気経路３はオ
ープン状態となるとともに離脱気体循環経路５及び熱媒
体循環経路６はクローズ状態となるものであり、同様に
キャニスタ２Ｂによって低沸点有機溶媒の捕集を継続す
るものである。

【００２５】（４）吸着剤からの離脱処理 一方、キャニスタ２Ａにおいては熱媒体路２５に対し
て、タンク６０で低沸点有機溶媒の離脱が可能な温度に
加熱された加熱媒体が熱媒体循環経路６内を通じて供給
されるものであり、この熱媒体路２５に隣接する吸着室
２１内の吸着剤Ｃが間接的に加熱されて、吸着剤Ｃに吸
着されていた低沸点有機溶媒は離脱処理されることとな
る。なおこのような離脱処理は、離脱気体循環経路５に
おける真空ポンプ５２を運転させることにより、吸着室
２１内を真空状態にした状態で行うものである。

【００２６】（５）トラップにおける回収 吸着剤Ｃから離脱処理された低沸点有機溶媒を含む離脱
気体は、前記真空ポンプ５２が運転されることにより排
気口２６ａから排出され、離脱気体循環経路５に設けら
れた熱交換器５０によって冷却作用を受けて温度が低下
するため、離脱気体中の低沸点有機溶媒は液滴となって
回収トラップ５１において回収タンク５１ａに回収され
てゆく。なお符号Ｌは液化状態となった低沸点有機溶媒
を示す。そしてこのような操作はキャニスタ２Ａにおけ
る吸着剤Ｃに捕集された低沸点有機溶媒が離脱処理され
るまで継続されるものであり、この結果吸着剤Ｃから離
脱した低沸点有機溶媒のほぼ９９％以上が回収タンク５
１ａ内に回収されるものである。更にキャニスタ２Ａに
おける吸着剤Ｃに捕集された低沸点有機溶媒が完全に離
脱処理された時点で、タンク６０による加熱を停止し、
適宜外部から冷却媒体を前記熱媒体循環経路６に導入す
ることにより、吸着室２１内の吸着剤Ｃを冷却してお
く。

【００２７】（６）キャニスタの切り替え その後、キャニスタ２Ｂにおける吸着剤Ｃの吸着容量が
飽和状態に達する前にバルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、
Ｖ５及びＶ６を切り替えて、低沸点有機溶媒の吸着、捕
集を再びキャニスタ２Ａに行わせるとともに、キャニス
タ２Ｂから低沸点有機溶媒を離脱、回収するといった一
連の動作を繰り返すことにより、低沸点有機溶媒回収装
置１は停止することなく連続運転されるものである。

【００２８】

【他の実施の形態】本発明は上述した実施の形態を基本
となる実施の形態とするものであるが、本発明の技術的
思想に基づいて以下に示すような実施の形態を採ること
もできる。すなわち、上述の基本となる実施の形態で
は、キャニスタ２Ａ及びキャニスタ２Ｂの二基を用いる
ことにより連続運転を可能とした低沸点有機溶媒回収装
置１を示したが、図４に示すようにキャニスタ２を一基
のみ用いることにより、低沸点有機溶媒回収装置１を構
成してもよい。そしてこの実施の形態であっても、低沸
点有機溶媒の吸着、回収を効率的に行うことができ、従
来放置されてきた低沸点有機溶媒等を高効率で回収し、
自然環境への悪影響を排除することが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上述べたような構成を有する
ものであり、従来放置されてきた低沸点有機溶媒等を高
効率で回収し、自然環境への悪影響を排除することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】二基のキャニスタを具えて構成した本発明の低
沸点有機溶媒回収装置を示すブロック図である。

【図２】キャニスタを破断して示す正面図、側面図及び
平面図である。

【図３】低沸点有機溶媒回収装置のバルブの開閉状態を
異ならせた二つの状態を示すブロック図である。

【図４】一基のキャニスタを具えて構成した本発明の低
沸点有機溶媒回収装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 低沸点有機溶媒回収装置 ２ キャニスタ ２Ａ キャニスタ ２Ｂ キャニスタ ３ 排気経路 ５ 離脱気体循環経路 ６ 熱媒体循環経路 ２０ キャニスタ本体 ２０ａ 仕切板 ２１ 吸着室 ２１ａ 温度センサ ２２ フィルタ ２３ 金網 ２４ 上部蓋 ２４ａ 吸気口 ２５ 熱媒体路 ２５ａ バッフルプレート ２５ｂ 熱媒体入口 ２５ｃ 熱媒体出口 ２６ 下部蓋 ２６ａ 排気口 ２７ フィルタケース ３０ ブロワ ５０ 熱交換器 ５０ａ チラー ５１ 回収トラップ ５１ａ 回収タンク ５２ 真空ポンプ ６０ タンク ６１ 循環ポンプ ６２ 集合管 Ｃ 吸着剤 Ｆ 囲い式フード Ｌ 低沸点有機溶媒 Ｖ１ バルブ Ｖ２ バルブ Ｖ３ バルブ Ｖ４ バルブ Ｖ５ バルブ Ｖ６ バルブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気化状態の低沸点有機溶媒を吸着剤に吸
   着させた後、この状態の吸着剤を加熱することにより吸
   着剤からの溶媒の離脱を図る方法において、前記吸着剤
   の加熱は、吸着剤に対して加熱媒体を間接的に作用させ
   ることによって行うものであり、また吸着剤から離脱処
   理された低沸点有機溶媒を含む離脱気体を循環経路内で
   循環させ、且つ離脱気体を循環経路途中において冷却す
   ることにより低沸点有機溶媒を液化させて回収しなが
   ら、この循環状態を継続することにより低沸点有機溶媒
   の回収率を高めるようにしたことを特徴とする低沸点有
   機溶媒回収方法。
2. 【請求項２】 気化状態の低沸点有機溶媒を吸着剤に吸
   着させた後、この状態の吸着剤を加熱することにより吸
   着剤からの溶媒の離脱を図る装置において、前記吸着剤
   はキャニスタ内に収容されるものであり、このキャニス
   タは、吸気口と排気口との間に形成した離脱気体の循環
   経路と、熱媒体入口と熱媒体出口との間に形成した加熱
   媒体の循環経路とを具えて成り、前記離脱気体の循環経
   路は循環用ポンプによって離脱気体の循環がなされるも
   のであり、且つこの循環経路における前記排気口後段に
   冷却機を具え、更にこの冷却機の後段にトラップを具え
   て成ることを特徴とする低沸点有機溶媒回収装置。
3. 【請求項３】 前記加熱媒体の循環経路はキャニスタ内
   において吸着剤に対して間接的に作用するように構成さ
   れたものであることを特徴とする請求項２記載の低沸点
   有機溶媒回収装置。
4. 【請求項４】 前記加熱媒体を吸着剤に対して間接的に
   作用させる構造は、吸着剤を収容した吸着室と、加熱媒
   体の流路となる熱媒体路とを交互に多層化状態となるよ
   うに配設したものであることを特徴とする請求項３記載
   の低沸点有機溶媒回収装置。
5. 【請求項５】 前記キャニスタを二基を具えるととも
   に、前記離脱気体の循環経路及び加熱媒体の循環経路
   を、前記二基のキャニスタのいずれか一方に対して選択
   的に循環状態とすることができるように構成し、一方の
   キャニスタを低沸点有機溶媒の離脱処理に用いていると
   きに、他の一方のキャニスタを低沸点有機溶媒の吸着に
   用いることができるようにしたことを特徴とする請求項
   ２、３または４記載の低沸点有機溶媒回収装置。