JP2002035540A - ガス中の有機化合物の回収、処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理ガスが未処理の状態で大気中に放出さ
れたり、有機化合物が排水中に含まれて排水されたりす
ることのない、回収、処理装置を提供する。 【解決手段】 吸着塔１の下部に設けられ上流側から吸
引ブロア４と切替弁５を有する被処理ガス導入管路６
と、吸着塔１の下部に設けられ上流側から切替弁７とコ
ンデンサ８を有する有機化合物回収管路９と、回収管路
９に設けられた有機化合物回収槽15と、吸着塔１の上部
に設けられた浄化ガスの排気管路11及び脱着媒体導入管
路14とを備えるガス中の有機化合物の回収、処理装置に
おいて、吸引ブロア４の出側とコンデンサ８の入側との
間に第二吸着塔22を設け、コンデンサ８のガス溜りと吸
引ブロア４の出側との間に抽気管路25を設ける一方、排
液路27にバッキ槽28を設け、バッキ槽28に導入するバッ
キガスを吸引ブロア４の出側から且つバッキ後のガスを
吸引ブロア４の入側へ戻す流路31，32を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス中の有機化合
物の回収、処理装置に関し、特には多量の炭化水素化合
物、燃料、有機溶剤などを使用する印刷、塗装、石油化
学等の工場などから排出される排ガスの処理技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷、塗装、石油化学等の工場などでは
多量の炭化水素化合物、燃料、有機溶剤などが一般に使
用されており、これら炭化水素化合物、燃料、有機溶剤
などの有機化合物を含有したガスが排ガスとして排出さ
れることになる。

【０００３】しかし、上記排ガス中に含まれる有機化合
物は、回収して再利用可能な物質であることから、従
来、この排ガスをゼオライト、活性アルミナ、活性炭な
どの吸着材を充填した吸着塔内に送給し、吸着材で有機
化合物を吸着除去した後、排ガスを大気中に排出し、一
方吸着材に吸着除去された有機化合物は、吸着塔内に水
蒸気等の脱着媒体を送給することにより、吸着材から脱
着して媒体と共に回収され、再利用されている。そし
て、このような方法でガスを処理するガス処理方法は、
装置の構成や取り扱いなどが比較的簡単なことから汎用
されている。

【０００４】図２は、上記ガス処理方法を適用したガス
処理装置の概略構成図である。この図において、符号１
は吸着材２が充填された吸着塔であって、この吸着塔１
の下部には上流側からフィルタ３、吸引ブロア４、切替
弁５を有する被処理ガス導入管路６と、上流側から切替
弁７とコンデンサ（多管凝縮器）８を有する有機化合物
回収管路９とがそれぞれ設けられている。また、吸着塔
１の上部には切替弁１０を有する浄化ガスの排気管路１
１と、上流側からドレントラップ１２、切替弁１３を有
する脱着水蒸気の導入管路１４とがそれぞれ設けられて
いる。また、前記有機化合物回収管路９には有機化合物
回収槽（セパレータ）１５が設けられている。

【０００５】上記ガス処理装置による排ガスの処理は次
のような手順で行なわれる。まず、切替弁５と１０を開
け、切替弁７と１３を閉じ、この状態で吸引ブロア４を
作動させる。これにより、炭化水素化合物、燃料、有機
溶剤などの有機化合物１６を含有した被処理ガス１７
は、フィルタ３、吸引ブロア４、切替弁５を経て被処理
ガス導入管路６から吸着塔１内に導入され、吸着材２中
を上昇する過程で有機化合物１６が吸着材２に吸着捕捉
されて浄化され、この浄化ガス１８が切替弁１０を経て
排気管路１１から大気中に放出される。

【０００６】次いで、前記吸着処理で有機化合物１６を
十分吸着した後の脱着処理は、切替弁５と１０を閉じ、
切替弁７と１３を開けて行なわれる。このように切替弁
を操作することで、脱着水蒸気１９がドレントラップ１
２、切替弁１３を経て脱着水蒸気導入管路１４より吸着
塔１内に導入され、吸着材２中を下降する過程で吸着材
２に捕捉された有機化合物１６を脱離するとともに、切
替弁７、コンデンサ８を経て有機化合物回収管路９から
有機化合物回収槽１５に排出される。この排出過程で有
機化合物１６を脱離した水蒸気１９は、コンデンサ８を
経る過程で冷却凝縮され液化されて有機化合物回収槽１
５に排出されるので、有機化合物回収槽１５内では水２
０と有機化合物１６とに分離し、有機化合物１６は水２
０の上に浮遊するので回収して再利用を計ることができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記ガス処理装置は、
簡単で合理的なシステムである上に、これまで吸着塔内
の吸着材の孔径や組合せ等の物理的特性を改善すること
で吸着性能の向上、引いては有機化合物の回収率の向上
が計られているものの、吸着から脱着への切り替え時、
脱着直前に吸着塔内に残った被処理ガスは十分な吸着処
理を受けることなく有機化合物回収管路から大気に放出
されており、また有機化合物回収槽からの排水中には微
量ではあるが有機化合物が認められ放流時に水系の二次
汚染等の不具合が懸念され、近年の厳しい環境管理の点
からは改善の余地がある。一方、吸着塔内の吸着材層を
下降する水蒸気等の脱着媒体は余熱を有するので回収活
用の課題もある。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解消するために
なしたものであって、その目的は、被処理ガスが未処理
の状態で大気中に放出されたり、有機化合物が排水中に
含まれて排水されたりすることのない、ガス中の有機化
合物の回収、処理装置を提供するものであり、更に加え
て、廃熱の有効利用と回収機能の向上を計り得るガス中
の有機化合物の回収、処理装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明（請求項１）に係るガス中の有機化合物の
回収、処理装置は、吸着材が充填された吸着塔と、この
吸着塔の下部に設けられ上流側から吸引ブロアと切替弁
を有する被処理ガス導入管路と、同じく吸着塔の下部に
設けられ上流側から切替弁とコンデンサを有する有機化
合物回収管路と、この有機化合物回収管路に設けられた
有機化合物回収槽と、吸着塔の上部に設けられ切替弁を
有する浄化ガスの排気管路と、同じく吸着塔の上部に設
けられ切替弁を有する脱着媒体導入管路とを備えてなる
ガス中の有機化合物の回収、処理装置において、被処理
ガス導入管路の吸引ブロアの出側と有機化合物回収管路
のコンデンサの入側との間に切替弁、吸着塔、切替弁を
この順に備える第二の吸着塔を少なくとも１台設け、更
に有機化合物回収管路のコンデンサのガス溜りと被処理
ガス導入管路の吸引ブロアの出側との間に抽気管路を設
ける一方、有機化合物回収槽の排液路にバッキ槽を設け
るとともに、このバッキ槽に導入するバッキガスを前記
吸引ブロアの出側から且つバッキ後のガスを前記吸引ブ
ロアの入側へ戻す流路を設けたものである。

【００１０】上記の構成では、吸着塔を少なくとも２台
設けているので交互に使用できるとともに、有機化合物
回収管路のコンデンサのガス溜りと被処理ガス導入管路
の吸引ブロアの出側との間に抽気管路を設けているの
で、一方の吸着塔が吸着から脱着に切り替わった際に吸
着塔内に残った被処理ガスを被処理ガス導入管路に還流
させ他方の吸着塔に導入することができ大気中への放出
を回避できる。また、有機化合物回収槽の排液路にバッ
キ槽を設けるとともに、このバッキ槽に導入するバッキ
ガスを吸引ブロアの出側から且つバッキ後のガスを吸引
ブロアの入側へ戻す流路を設けているので、バッキ槽内
では排液を被処理ガスでバッキ攪拌することができ、こ
れにより有機化合物回収槽内で十分に浮上しきれなかっ
た排液中の有機化合物を被処理ガスと共に浮上分離させ
ることができるとともに、バッキガスは再び被処理ガス
導入管路に還流されるので、有機化合物を効果的に回収
し得ると同時に、有機化合物を含まない排液を放流する
ことができる。

【００１１】そして、上記本発明に係るガス中の有機化
合物の回収、処理装置においては、吸着塔の吸着材の下
に粒状無機物質の蓄熱層を設けてもよく（請求項２）、
このように蓄熱層を設けることで、脱着の際に脱着媒体
の廃熱を蓄熱することができるので、引き続き吸着工程
に切り替わったとき、蓄熱した熱を放出して被処理ガス
を加熱し吸着材の乾燥を促進することができるととも
に、吸着材が早期に吸着機能を回復するので性能アップ
の効果が期待できる。

【００１２】また、上記本発明に係るガス中の有機化合
物の回収、処理装置においては、脱着媒体導入管路に導
入される媒体としては水蒸気又は熱風が好ましく、有機
化合物回収槽やバッキ槽での処理がしやすく、また一般
的である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明に係るガス中の有機
化合物の回収、処理装置の概略構成図である。なお、図
において従来技術と同一部分については同一の符号をも
って示す。

【００１４】図において、１は吸着塔であって、この吸
着塔１内の下部には蓄熱材２１とその上に吸着材２が充
填されている。また、吸着塔１の下部には上流側からフ
ィルタ３、吸引ブロア４、切替弁５を有する被処理ガス
導入管路６と、上流側から切替弁７とコンデンサ（多管
凝縮器）８を有する有機化合物回収管路９とがそれぞれ
設けられている。また、吸着塔１の上部には切替弁１０
を有する浄化ガスの排気管路１１と、上流側からドレン
トラップ１２、切替弁１３を有する脱着水蒸気の導入管
路１４とがそれぞれ設けられている。また、前記有機化
合物回収管路９には有機化合物回収槽（セパレータ）１
５が設けられている。

【００１５】また、２２は第二吸着塔であって、この第
二吸着塔２２は、詳細構造を図示省略して示すが、上記
吸着塔１と実質的に同構成（内部に蓄熱材２１、吸着材
２、上部に浄化ガスの排気管路１１、脱着水蒸気の導入
管路１４を備える。）のものであって、被処理ガス導入
管路６の吸引ブロア４の出側と有機化合物回収管路９の
コンデンサ８の入側との間に切替弁２３、第二吸着塔２
２、切替弁２４の順に設けられている。

【００１６】そして更に、上記有機化合物回収管路９の
コンデンサ８のガス溜り（図示せず）と被処理ガス導入
管路６の吸引ブロア４の出側との間には抽気管路２５が
設けられ、この抽気管路２５の途中にはドレントラップ
２６が設けられている。

【００１７】また、上記有機化合物回収槽１５には排液
管路２７を介してバッキ槽２８が設けられ、そのバッキ
槽２８の内部下部には分散管２９が、内部上部にはデミ
スタ３０がそれぞれ設けられている。また分散管２９に
は前記吸引ブロア４の出側で分岐したバッキガス導入管
路３１が接続されており、更にバッキ槽２８の蓋部分と
前記吸引ブロア４の入側との間にはバッキ後のガスを被
処理ガス導入管路６に戻すためのバッキガス戻し管路３
２が設けられ、途中ドレントラップ３３が設けられてい
る。

【００１８】上記ガス処理装置による排ガスの処理は次
のような手順で行なわれる。まず、吸着塔１の切替弁５
と１０を開け、切替弁７、１３を閉じ、この状態で吸引
ブロア４を作動させる。これにより、炭化水素化合物、
燃料、有機溶剤などの有機化合物１６を含有した被処理
ガス１７は、フィルタ３、吸引ブロア４、切替弁５を経
て被処理ガス導入管路６から吸着塔１内に導入され、吸
着材２中を上昇する過程で有機化合物１６が吸着材２に
吸着捕捉されて浄化され、この浄化ガス１８が切替弁１
０を経て排気管路１１から大気中に放出される。なお、
このとき、第二吸着塔２２が停止していれば切替弁２３
と２４は共に閉じているが、脱着中であれば切替弁２３
は閉じ、切替弁２４は開いている。

【００１９】一方、炭化水素化合物、燃料、有機溶剤な
どの有機化合物１６を含有した被処理ガス１７の一部
は、吸引ブロア４の出側からバッキガス導入管路３１、
バッキ槽２８（分散管２９、デミスタ３０）及びバッキ
ガス戻し管路３２の順に還流し、バッキ槽２８内に排液
が有る場合には分散管２９から分散噴出する被処理ガス
でバッキ攪拌が行なわれる。このバッキ攪拌により、有
機化合物回収槽１５内で十分に浮上しきれなかった排水
中の有機化合物１６は被処理ガス１７と共に浮上分離し
再び被処理ガス導入管路６に還流されるので、有機化合
物１６を効果的に回収し得ると同時に、有機化合物１６
を含まない排水を放流することができる。なお、バッキ
ガス導入管路３１に開閉弁を設け、このバッキ処理を適
宜オンオフしてもよい。

【００２０】次いで、上記吸着処理で有機化合物１６を
十分吸着した後の脱着処理は、切替弁５と１０を閉じ、
切替弁７と１３を開けて行なわれる。このように切替弁
を操作することで、脱着水蒸気１９がドレントラップ１
２、切替弁１３を経て脱着水蒸気導入管路１４より吸着
塔１内に導入され、吸着材２中を下降する過程で吸着材
２に捕捉された有機化合物１６を脱離するとともに、こ
の有機化合物１６を離脱した水蒸気１９が、切替弁７と
コンデンサ８を経て有機化合物回収管路９から有機化合
物回収槽１５に排出される。このとき、吸着塔１内に残
っていた被処理ガス等は、コンデンサ８のガス溜り及び
抽気管路２５を経て被処理ガス導入管路６へと排出さ
れ、第二吸着塔２２へと導入される。従って、被処理ガ
スはもとより未凝縮の水蒸気なども大気中に排出される
ことがない。

【００２１】また、上記排出過程で有機化合物１６を脱
離した水蒸気１９は、コンデンサ８を経る過程で冷却凝
縮され液化されて有機化合物回収槽１５に排出されるの
で、有機化合物回収槽１５内では水２０と有機化合物１
６とに分離され、有機化合物１６は水２０の上に浮遊す
るので回収して再利用を計ることができる。一方、水２
０は排液管路２７を介して有機化合物回収槽１５からバ
ッキ槽２８へと排水され、バッキ槽２８において上述し
たバッキ処理が行なわれて外部へ放流される。従って、
有機化合物１６を含まない排水を放流することができ
る。

【００２２】また、上記例では、吸着材２の下に粒状無
機物質の蓄熱層２１を設けているので、上記脱着におい
て脱着水蒸気１９の廃熱を蓄熱しており、この後、引き
続き吸着工程に切り替わったとき、蓄熱した熱を放出し
て被処理ガス１７を加熱し吸着材２の乾燥を促進するこ
とができ、また吸着材２が早期に吸着機能を回復するの
で性能アップの効果が期待できる。

【００２３】なお、上記例では、吸着塔１と２２の２台
を切り替えて使用する例を説明したが、本発明はこの例
に限定されるものではなく、２台以上複数台を設け上述
のように管路を切り替えて使用してもよいことは言うま
でもない。また、符号３４は液体シールである。この液
体シール３４を設けることで有機化合物回収槽１５とバ
ッキ槽２７に排液が無くなった場合でもバッキガスが有
機化合物回収槽１５へ流れて外部に放出される危険を防
止できる。またこのような作用を得るため、液体シール
に代えて開閉弁を設けてもよい。又はバッキガス導入管
路３０に開閉弁を設けてバッキガスの導入を遮断しても
よいし、これらを全て設けるようにしてもよい。

【００２４】

【実施例】上記図１に示す構成の装置を用いて下記試験
条件で試験操業を行なった。 （試験条件） ・被処理ガス ：トルエン濃度5000ppm（約20.6mg／LN），30℃，Dry ・塔内流速 ：0.3m／sec（約880L／min） ・吸着塔 ：胴内径250mm，吸着材層高さ500mm，蓄熱材層高さ150mm ・吸着材 ：気相用ミクロ孔活性炭 ・蓄熱材 ：10〜25mmのアルミナペレット ・バッキ槽 ：200mm×300mm×300mm，液滞留時間45min ・バッキガス量：50L／min ・放散管 ：孔径2.5mm，孔個数25×2列 ・処理サイクル：吸着30min，脱着20min ・脱着媒体 ：水蒸気、温度105℃

【００２５】上記試験操業による試験結果を従来装置に
よる操業と比較して表１に示す。

【表１】

【００２６】上記表１から明らかなように、本発明装置
では従来の課題であった放流排水中の溶剤（トルエン）
濃度が従来の１８３ｐｐｍから約２ｐｐｍとほぼ１／１
００に低減され、大幅に改善された。更に、吸着から脱
着処理に切り替わる際の吸着塔内に残った被処理ガスに
とる溶剤の外気への排出量も１４．６ｇ／サイクルから
ほぼ０に低減された。また、脱着から吸着処理への切り
替わりに伴う吸着材中の水分による溶剤ガスの捕捉率低
下を回復する時間については、従来では９５％捕捉率に
回復する時間が３．２ｍｉｎであったものが１．８ｍｉ
ｎに改善され、また捕捉率自体も従来の９８．６％から
９９．４へと改善された。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るガス
中の有機化合物の回収、処理装置によれば、被処理ガス
が未処理の状態で大気中に放出されたり、有機化合物が
排水中に含まれて排水されたりすることがなくなる。ま
た更に、吸着塔の吸着材の下に粒状無機物質の蓄熱層を
設けることで、脱着媒体の廃熱の蓄熱し、その蓄熱した
熱を放出して被処理ガスを加熱し吸着材の乾燥を促進す
ることができるとともに、吸着材が早期に吸着機能を回
復するので性能アップの効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス中の有機化合物の回収、処理
装置の概略構成図である。

【図２】従来のガス処理装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１：吸着塔 ２：吸着材
３：フィルタ ４：吸引ブロア ５：切替弁
６：被処理ガス導入管路 ７：切替弁 ８：コンデンサ
９：有機化合物回収管路 １０：切替弁 １１：浄化排ガスの排気管路 １２：ドレントラップ １３：切替弁 １４：脱着水蒸気の導入管路 １
５：有機化合物回収槽 １６：有機化合物 １７：被処理ガス １
８：浄化ガス １９：水蒸気 ２０：水 ２
１：蓄熱材 ２２：第二吸着塔 ２３，２４：切替弁 ２
５：抽気管路 ２６：ドレントラップ ２７：排液管路 ２
８：バッキ槽 ２９：分散管 ３０：デミスタ ３
１：バッキガス導入管路 ３２：バッキガス戻し管路 ３
３：ドレントラップ ３４：液体シール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着材が充填された吸着塔と、この吸着
   塔の下部に設けられ上流側から吸引ブロアと切替弁を有
   する被処理ガス導入管路と、同じく吸着塔の下部に設け
   られ上流側から切替弁とコンデンサを有する有機化合物
   回収管路と、この有機化合物回収管路に設けられた有機
   化合物回収槽と、吸着塔の上部に設けられ切替弁を有す
   る浄化ガスの排気管路と、同じく吸着塔の上部に設けら
   れ切替弁を有する脱着媒体導入管路とを備えてなるガス
   中の有機化合物の回収、処理装置において、被処理ガス
   導入管路の吸引ブロアの出側と有機化合物回収管路のコ
   ンデンサの入側との間に切替弁、吸着塔、切替弁をこの
   順に備える第二の吸着塔を少なくとも１台設け、更に有
   機化合物回収管路のコンデンサのガス溜りと被処理ガス
   導入管路の吸引ブロアの出側との間に抽気管路を設ける
   一方、有機化合物回収槽の排液路にバッキ槽を設けると
   ともに、このバッキ槽に導入するバッキガスを前記吸引
   ブロアの出側から且つバッキ後のガスを前記吸引ブロア
   の入側へ戻す流路を設けたことを特徴とするガス中の有
   機化合物の回収、処理装置。
2. 【請求項２】 吸着塔の吸着材の下に粒状無機物質の蓄
   熱層を設けてなる請求項１に記載のガス中の有機化合物
   の回収、処理装置。
3. 【請求項３】 脱着媒体導入管路に導入される媒体が水
   蒸気又は熱風である請求項１又は２に記載のガス中の有
   機化合物の回収、処理装置。