JP2002058952A - 乾式除湿機再生気体の循環濃縮処理方法 - Google Patents

乾式除湿機再生気体の循環濃縮処理方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】乾式除湿機を使用して溶剤ガスを含有する気体
（被処理気体）に含まれる水分の除湿を行う場合、その
中に移行した水分と溶剤ガスを含有する再生出口気体の
除湿及び溶剤ガスの除去処理を効率良く行うことがで
き、その結果小規模な装置の使用を可能にし、その処理
コストを低減できる優れた方法を提供する。 【解決手段】乾式除湿機を使用して溶剤ガスを含む気体
中に含まれる水分を除湿する方法であって、除湿機の再
生出口気体の少なくとも一部を、その中に含まれる水分
を除湿して再生気体として再使用することにより上記課
題を解決する。本発明方法において再生出口側の気体を
一部再使用することで、除湿しながら廃ガス中に含まれ
る溶剤ガスを効率よく濃縮して小風量、高濃度ガスにす
ることができ、溶剤ガスの除去処理をする場合、その装
置も小型化し設備等のコストの著しい低減化を可能とす
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、乾式除湿機再生気
体の新規循環濃縮処理方法、更に詳しくは乾式除湿機を
使用して、溶剤ガスを含む除湿すべき気体（空気等）に
含まれる水分を除湿する方法であって、除湿処理された
気体から移行した水分と溶剤ガスを含む除湿機の再生出
口気体の少なくとも一部を、その中に含まれる水分につ
いて除湿処理を行った後に、再生気体として再使用する
方法に関し、好ましくは再生出口側気体の一部を排出
し、溶剤ガスを除去処理することにより、前記再生気体
を循環使用することを可能とし、その結果再生気体のガ
ス濃度を上げることができ、ガス処理する場合の処理装
置を縮小することもできる。更に、燃焼方式によるガス
処理の場合には、使用燃料の減少にも貢献する。
【０００２】
【従来の技術】水分を含む気体、例えば空気中に含まれ
る水分を減湿し、乾燥した気体（空気）として使用環境
に供給する装置として乾式除湿機が使用され、各種の乾
式除湿機が提案されている。
【０００３】この乾式除湿機は、除湿材の水分吸収能や
吸着能を利用し、例えば空気と接触させることにより空
気中に含まれる水分を除去し減湿する装置であり、低湿
度域から高湿度域まで幅広く使用されている。
【０００４】乾式除湿機は、一般的に図１に示すよう
に、水分を含む気体の除湿に使用され、ここで使用され
る再生気体として外気を昇温して熱風の再生空気を製造
し、この熱風で湿った除湿ローターを乾燥させている。
再生出口気体（空気）には除湿ローターから放出された
水分が混入し高湿度の空気となる。従来、この再生出口
気体（空気）はそのまま大気中に放出されている。
【０００５】乾燥装置等に乾式除湿機を使用し、溶剤ガ
スを含む除湿すべき気体（被処理気体）、例えば空気中
に溶剤ガスが含まれる場合には除湿機処理空気側から水
分と共に溶剤ガスが除湿機再生気体（空気）側に移行す
ることも一般に知られており、この場合除湿機は処理す
べき気体（空気等被処理気体）中の水分除去と溶剤除去
の二つの機能を果たしている。
【０００６】除湿機の効率を高める目的で後述するよう
なパージゾーンを設けたり、再生ゾーンを分割したりす
ることも提案されている（例えば、特開平６−３２０号
公報、特開平５−１１５７３６号公報、特開平５−２０
０２３３号公報、特開平６−３１１３２号公報、特開平
６−６３３４５号公報、特開平６−３４３８１７号公
報、特開平６−３４３８１８号公報及び特開平６−３４
３８１９号公報等参照。）。
【０００７】従来技術に共通していることは、水分が混
入して高湿度になった再生出口空気はそのまま大気に放
出されていることである。
【０００８】このような方式では、除湿すべき被処理気
体中に溶剤ガスが含まれる場合に、再生気体（空気）側
に移行した溶剤ガスが除去処理されないときは一緒に大
気中に放出されてしまう。
【０００９】近年、大気汚染防止の目的で上記の除湿機
再生出口空気に含まれる溶剤を大気中へ放出する前に除
去する必要が生じている。
【００１０】溶剤ガスの除去方法としては、再生出口気
体（空気）を溶剤ガス除去装置に導く方法が一般的で、
溶剤ガス除去装置の種類には燃焼式、吸着回収式、冷却
回収式、スクラバー方式、バイオフィルター方式等多く
の方式が存在する。
【００１１】しかし、大型除湿機の場合には、再生気体
（空気等）が大風量であるため大型の溶剤ガス除去装置
（廃ガス処理装置）が必要となり、そのために膨大な設
備コストを必要とする。
【００１２】また、廃ガス処理装置に燃焼式（蓄熱式酸
化方式（Regenerative Thermal Oxidizer）を含む。）
を使用する場合には、処理すべきガスの濃度が希薄であ
るために補助燃料が必要となり、そのためにランニング
コストが高くなるケースが多い。
【００１３】再生出口空気を希薄ガス濃縮装置（ゼオラ
イトローター等を使用した）で濃縮する方法もあるが、
高湿度であるために水分の除去に多くのエネルギーを費
やしてしまいランニングコストが高くなる。また、吸着
効率が悪いガス（メタノール等）の多くは濃縮機を素通
りして大気中に放出されてしまう欠点がある。
【００１４】以上のような状況下に、乾式除湿機を使用
して溶剤ガスを含む除湿すべき被処理気体中に含まれる
水分の除湿を行う場合、その中に移行した水分と溶剤ガ
スを含有する再生出口気体の水分除湿及び溶剤ガスの除
去処理を効率よく実施でき、その結果小規模な装置を使
用でき、その処理コストを低減できる優れた方法の開発
が求められている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、乾式
除湿機を使用し、被処理気体として溶剤ガスを含む除湿
すべき気体中に含まれる水分を除湿するに際して、除湿
機再生出口気体中に移行した水分と溶剤ガスについて、
水分の除湿と溶剤ガスの除去処理を行い、しかも小規模
な装置でかつ低コストで、効率よく行うことのできる方
法を開発することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、除湿機再生気体、例えば
再生気体として使用する空気を特定の処理条件下に循環
再使用することにより、廃ガス中に含まれる溶剤ガスを
効率よく濃縮して小風量、高濃度ガスにすることを見出
し、これにより溶剤ガス（廃ガス）処理装置を小型化
し、全体の設備コストとランニングコストを低減するこ
とを可能とした。除湿機再生気体（空気等）を循環し、
再生気体（空気等）中の水分は、冷却除湿装置等で除去
することができる。廃ガス中の溶剤ガスは濃縮されて廃
ガス処理装置に送られ、処理することができる。
【００１７】即ち、本発明は、乾式除湿機を使用して溶
剤ガスを含む気体中の水分を除湿する方法であって、除
湿機の再生出口気体の少なくとも一部を、その中に含ま
れる水分を除湿し、再生気体として再使用することを特
徴とする溶剤ガスを含む気体の溶剤ガスを濃縮しつつ除
湿する方法に存する。
【００１８】再生気体（空気等）のガス濃度上昇は少量
の新鮮風を入れることで抑制することができる。本発明
によれば少量の新鮮風と同量の廃ガス（濃縮された溶剤
ガスを含む気体）を再生気体濃縮ガスとして排出するこ
とができ、その結果この排出ガスを小規模な廃ガス処理
装置を使用して低コストで処理することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明方法における代表
的な例として図２に示す装置を使用し、これを中心にし
て説明をするが、乾式除湿機を使用し溶剤ガスを含む気
体中に含まれる水分の除湿方法について本発明の好まし
い例として説明するものであり、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
【００２０】本発明で使用する乾式除湿機は、除湿材の
水分吸収能や、吸着能を利用し、水分を含む気体と接触
させることにより、気体に含まれる水分を除去して減湿
するための装置（図４参照。）であり、そのために使用
可能な装置であれば、公知（前記公知文献参照。）或い
は今後開発されるものでもよい。
【００２１】当該装置に除湿ローター1を使用する場
合、それ用の素材として知られているものを使用又は利
用すればよく、例えばグラスファイバー等に含浸させた
塩化リチウムの吸湿作用を利用したものや、シリカゲル
やゼオライトのように多孔質の吸着作用を利用したもの
を挙げることができる。除湿ローター1の回転数には特
に制限はないが、通常好ましくは１〜２０ｒｐｈ（回転
／時間）程度、より好ましくは８〜１２ｒｐｈ（回転／
時間）程度が選択、使用される。
【００２２】本発明において使用する再生気体として、
例えば再生空気10の大部分を循環風とし、冷却除湿機
（エアクーラー）14で再生空気中の水分を除去して除湿
ローター1を再生できる空気露点を維持することができ
る。
【００２３】本発明において使用される被処理気体7
は、溶剤ガスを含有しかつ水分を含む気体であり、代表
的には有機質廃ガスを含有する空気等を挙げることがで
きる。除湿処理されると、水分が除湿され、溶剤ガスが
除去された乾燥気体8が得られる。このような被処理気
体や再生気体について本発明において除湿するとは、そ
の中に含まれる水分のうち少なくとも一部を除去して減
湿することを意味し、即ち完全に脱水すること、又は一
部の水分を除去することを意味する。溶剤ガスの除去に
ついても同様であり少なくともその一部を除去すること
を意味する。前記エアクーラーでそこに含まれる溶剤ガ
スの一部を除去することができるが、殆どは循環された
後、廃ガス処理12'のための装置に送られ処理される。
【００２４】尚、本発明において被処理気体7に含まれ
る溶剤ガスは１種（単独）又はそれ以上（複数）の有機
質成分であり、有機質成分であれば特にその種類に制限
はないが、例えばメチルエチルケトン、アセトン、メチ
ルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、ｎ−プ
ロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブタノー
ル類、酢酸エチル、トルエン、キシレン、エーテル、メ
チレングリコール、メチレングリコールモノメチルアセ
テート、メチレングリコールモノエチルアセテート、メ
チレングリコールモノメチルエーテル、メチレングリコ
ールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテル等を挙げるこ
とができる。
【００２５】被処理気体中に含まれる溶剤ガスの濃度に
ついては、特に制限はなく、溶剤ガスの主成分やその濃
度等に応じて本発明を実施することができる。通常、好
ましくは最大で５０００ｐｐｍ位まで、より好ましくは
最大で３０００ｐｐｍ位まで、更に好ましくは最大で２
０００ｐｐｍ位までである。
【００２６】溶剤ガスを含む被処理気体の除湿処理に際
して、その中に含まれる溶剤ガスの大部分は、水分と共
に再生処理ガス中に移行するので、その除去処理が必要
となる。
【００２７】再生出口気体（再生出口空気11）中に移行
した溶剤ガスの凝縮温度が比較的高い場合には上記の冷
却除湿機14によりそのガスを凝縮回収することが可能で
ある。
【００２８】一方、溶剤ガスの凝縮温度が低温の場合、
上記の冷却除湿機14で凝縮させて回収するには冷却エネ
ルギーが膨大となり、効率が悪くなる。この場合、何ら
かの方法で溶剤ガスを除去しないと再生空気中の溶剤ガ
ス濃度が高くなり、被処理気体側から溶剤ガスを移行で
きなくなる。防爆上の問題も発生するので、その対策が
必要となる。
【００２９】そこで、一つの方法として新鮮風による希
釈を行う方法を採用することができる。この場合、新鮮
風と同量の排気風が放出されるので、これを後述の溶剤
ガス（廃ガス）処理12'のための装置に送風することも
できる。
【００３０】新鮮風（外気）の風量は被処理空気のガス
濃度によっても左右されるが、本発明において条件を選
択することで、再生風量全体の１／１０程度にすること
が可能である。即ち、この場合には再生風は１０倍に濃
縮されて風量は１／１０にガス濃度は１０倍となる。こ
の場合の風量のバランスについては、Ｑ3＝１／１０×
Ｑ1；Ｑ2＋Ｑ3＝Ｑ1で表すことができる。この結果、後
段の溶剤ガス（廃ガス）処理装置を使用する場合には、
その装置の規模を１／１０程度にすることができる。
【００３１】以上から明らかなように、本発明において
は新鮮風の風量、即ち濃縮排気風量（廃ガス処理風量）
を再生風量全体の１／１０程度以上で行うことができ、
また、高濃度ガスとなるため、廃ガス処理を燃焼方式に
よる場合、補助燃料を削減することができるので、本発
明による除湿処理は極めて効率がよい。
【００３２】このように本発明方法によれば、従来法と
比べ再生気体（再生出口空気11等）に溶剤ガスが混入す
るため溶剤ガス移行機能が若干低下するが、その程度は
問題とならないレベルであることは実験で確認済であ
る。
【００３３】除湿機単体で考えると従来方式（外気を昇
温して再生空気として使用し、再生出口空気11はそのま
ま大気に放出）に比べて設備コスト、ランニングコスト
共に高くなる。しかし、後段の廃ガス処理装置を含め全
体で考慮すると設備コスト、ランニングコスト共に大幅
なコストダウンが可能となる。
【００３４】図３は、本発明においてパージゾーン17を
有する乾式除湿機を使用する例を示したものであり、パ
ージ出口空気22（パージ出口気体）を再生気体の外気
（新鮮風）9として使用することもできる。この場合新
鮮風（外気）の風量を、前記同様に再生風量全体の１／
１０程度にすることが可能である。この場合の風量のバ
ランスについても前記同様に、Ｑ3＝１／１０×Ｑ1；Ｑ
2＋Ｑ3＝Ｑ1で表すことができる。また、溶剤ガスを含
まない空気でパージすることにより前記溶剤ガス移行機
能の低下防止にも寄与することができる。
【００３５】
【実施例】以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明
を詳細に説明する。 （実施例１）図２に示す除湿処理方法に基づいて、再生
気体として空気を使用し、被処理気体として水分と溶剤
を含む空気を使用してその処理を行った結果を次に示
す。「濃縮排気風量／再生出口空気風量」は再生出口空
気11の風量（Ｑ1）に占める廃ガス処理12'空気の風量
（Ｑ3）の割合である。「処理入口」は処理される空気
（被処理気体7；水分、溶剤を含む。）であり、「処理
出口」は処理後の乾燥空気（乾燥気体8）である。「濃
縮排気」は廃ガス処理12'空気である。除湿ローターと
してダイキン工業（株）製塩化リチウムローター（８〜
１２回転／時間）を使用した。
【００３６】また、再生空気10（入口側）の条件につい
ては、何れも共通で湿度が14.8g/kg、温度が122℃であ
る。
【００３７】
【表１】濃縮排気風量／再生出口空気風量＝1.0の場合
（比較例）
【００３８】
【表２】濃縮排気風量／再生出口空気風量＝0.5の場合
（本発明）
【００３９】
【表３】濃縮排気風量／再生出口空気風量＝0.12の場合
（本発明）
【００４０】表１〜３に従って、各種の濃縮排気風量／
再生出口空気風量の値における、被処理気体の溶剤除去
率或いは除湿量との関係を求め、図５及び図６に示し
た。表１の結果は、再生出口空気を全て排気する処理方
法であり、従来法による除湿効果を示すものである。
【００４１】この結果から明らかなように、再生出口空
気の一部を再生空気として循環再使用しても除湿効果が
維持できること、特に廃ガス処理風量が再生出口気体の
風量の１／１０程度でも、除湿処理効果を、許容可能な
範囲として実質的に従来の除湿効果（表１）程度に維持
できることが分かる。
【００４２】（実施例２）図３のようにパージゾーンを
持つ乾式除湿機を使用して、実施例１同様に除湿処理を
行ったところ、ほぼ同様の処理効果が得られた。パージ
出口空気を再生空気の新鮮風として使うことも可能であ
ることが確認された。
【００４３】更に、廃ガス処理装置には燃焼方式を使用
したが、これ以外の処理方式例えばスクラバー方式で
も、同様に再生空気を濃縮することにより設備コスト、
ランニングコストの低減が図れることが予想される。
【００４４】
【発明の効果】廃ガス処理を必要とする乾式除湿機に本
発明方法を適用すると、再生気体の循環再使用により処
理すべき廃ガス中の溶剤ガスを効率良く高濃度に濃縮す
ることができるので、使用する廃ガス処理装置を小規模
にし、全体の設備コストや、ランニングコストを大幅に
削減することを可能とする。
【００４５】廃ガス処理装置に燃焼方式を使用する場合
には、廃ガスのガス濃度が高くなるのでその分、助燃材
が削減できる。その結果ＣＯ2発生量の抑制にも大きく
寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、乾式除湿機を使用した従来法による気
体の除湿方法を示す図である。
【図２】図２は、本発明方法の代表的な除湿方法の例を
示す図である。
【図３】図３は、パージゾーンを持つ乾式除湿機を使用
した本発明方法の一例を示す図である。尚、パージゾー
ン17に送るパージ風16を加熱するために、必要によりパ
ージ風をパージゾーンに送る途中にヒーターを設けるこ
とができる。
【図４】図４は、本発明に使用可能な乾式除湿機の例を
示す図である。
【図５】実施例１における濃縮排気風量／再生出口空気
風量と、被処理気体の溶剤除去率との関係を示す図であ
る。■：メタノール；▲：酢酸エチル；
【図６】実施例１における濃縮排気風量／再生出口空気
風量と、被処理気体の除湿量との関係を示す図である。
●：水分；
【符号の説明】
１：除湿ローター；２：処理ゾーン；３：再生ゾーン；
４：エアヒーター；５：再生用ファン；６：処理用ファ
ン；７：被処理気体；８：乾燥気体；９：外気（新鮮
風）；10：再生空気；11：再生出口空気；12：大気、廃
ガス処理等；12'：廃ガス処理；13：顕熱交換器；14：
冷却除湿機；15：凝縮水；16：パージ風（新鮮風、外
気）；17：パージゾーン；18：パージ用ファン；19：除
湿ローター用駆動モーター；20：処理フィルター；21：
再生フィルター；22：パージ出口気体；Ｑ1、Ｑ2、
Ｑ3：風量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２４Ｆ 3/14 Ｆ２４Ｆ 3/14 (72)発明者 亀谷 桂一郎 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 Ｆターム(参考） 3L053 BC02 BC03 4D012 CA01 CA11 CC04 CD01 CE03 CF05 CF07 CF10 CG01 CG03 CH06 CJ02 CJ05 CK01 4D052 AA08 BA00 CB00 DA03 DB01 DB03 DB04 GA04 GB09 HA01 HA03 HA14 HA32 HB02 HB06

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】乾式除湿機を使用して溶剤ガスを含む気体
    中の水分を除湿する方法であって、除湿機の再生出口気
    体の少なくとも一部を、その中に含まれる水分を除湿
    し、再生気体として再使用することを特徴とする溶剤ガ
    スを濃縮しつつ溶剤ガスを含む気体を除湿する方法。
  2. 【請求項２】当該再生出口気体の一部を排出し、溶剤ガ
    スを除去処理する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】当該乾式除湿機がパージゾーンを有し、パ
    ージ出口気体を再生気体として使用する請求項１又は２
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】当該その中に含まれる水分を除湿する工程
    が冷却除湿工程である請求項１ないし３の何れかに記載
    の方法。
  5. 【請求項５】当該その中に含まれる水分と同時に溶剤ガ
    スの一部を除去する請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】当該再生出口気体の一部を除湿後再生気体
    として循環再使用し、当該再生出口気体の残部を排出す
    ることにより、溶剤ガスを濃縮し小風量化して除去処理
    工程に付する請求項１ないし５の何れかに記載の方法。
  7. 【請求項７】当該再生出口気体の風量の少なくとも十分
    の一が循環再使用される請求項１ないし６の何れかに記
    載の方法。
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