JP2002136829A

JP2002136829A - 気液接触装置及び気液接触方法

Info

Publication number: JP2002136829A
Application number: JP2000338757A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hayashi; 賢二林
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】補給水量を削減し、溶剤吸収効率を維持する
と共に最終的に排出される水の溶剤濃度を高濃度とする
気液接触装置を得る。【解決手段】第１気液接触ユニット３０、第２気液接
触ユニット５０が並列的に配置されている。第１気液接
触ユニット３０でガスを処理し、処理槽１４中の水の溶
剤濃度が高くなると、第２気液接触ユニット５０でガス
を処理する。この間に、第１気液接触ユニット３０の処
理槽１４の水を新鮮水に入れ替える。次に、第２気液接
触ユニット５０の処理槽２２中の水の溶剤濃度が高くな
ると、再び、第１気液接触ユニット３０でガスを処理す
る。これを交互に繰り返すことで、少量の水でガス中の
溶剤の除去率を向上させることができる。また、高濃度
の処理液を排水することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント等より大
気へ排出される、例えば揮発性有機化合物（ＶＯＣ）ガ
スを回収する気液接触装置及び気液接触方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、プラント等より大気
へ排出されるＶＯＣガスを吸収処理する散水型気液接触
装置５８で使用される水等の処理液は、処理塔６０、６
２、６４内において、ガスと接触することで溶剤濃度が
徐々に上昇してくる。この溶剤を吸収した処理液がその
まま処理槽６６、６８、７０へ還流されると、処理槽全
体の処理液の溶剤濃度が上昇し、この処理液を処理塔へ
供給しても、連続的に良好な状態で溶剤を吸収できない
（溶剤の捕集効率が低下する）。

【０００３】このため、溶剤吸収効率を維持するために
は、新鮮処理水Ｗを導水管７２から処理槽７０へ連続的
に給水する必要があり、補給水量の削減を図ることがで
きない。

【０００４】また、散水型気液接触装置５８の処理槽６
６の排水管７４から最終的に排出される処理液の溶剤濃
度を如何に高濃度とし、蒸留して再利用するかがランニ
ングコストを削減する上で大きなポイントとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮して、補給水量を削減し、溶剤吸収効率を維持すると
共に最終的に排出される処理液の溶剤濃度を高濃度とす
ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、第１処理塔と第１処理槽で第１気液接触ユニット
が、第２処理塔と第２処理槽で第２気液接触ユニットが
構成され、並列的に配置されている。第１処理塔及び第
２処理塔には、ガス切替え手段によりガス発生源からガ
スが選択的に導入される。

【０００７】また、第１処理槽及び第２処理槽には、補
給切替え手段により補給水が選択的に補給される。そし
て、第１処理槽及び第２処理槽には、排水手段が設けら
れており、第１処理槽及び第２処理槽内の処理液を選択
的に排水する。

【０００８】この構成では、例えばガスを第１処理塔へ
導入してガス中の溶剤をバッチ回収している間に、第２
処理槽内の処理液を溶剤を含まない補給水に入れ替え、
第２処理槽内の処理液の溶剤濃度が高くなり溶剤の捕集
率が低下してきたとき、ガス切替え手段を切替えて、ガ
ス発生源からガスを第２処理塔へ導入してガス中の溶剤
をバッチ回収する。そして、第２処理塔でガス中の溶剤
が回収されている間に、第１処理槽内の処理液を溶剤を
含まない補給水に入れ替える。

【０００９】以上のような操作を交互に行なうことによ
り、少量の処理液で連続してガス中の溶剤の除去率を向
上させることができる。また、第１処理槽及び第２処理
槽から高濃度の処理液を排水することができるので、水
／溶剤分離装置をコンパクトに設計でき、且つ設備のラ
ンニングコストを削減することができる。

【００１０】また、複数の気液接触ユニットを直列的に
配置する必要がないので、設置スペースを小さくするこ
とができる。なお、第１処理塔或は第２処理塔で処理さ
れたガスは、そのまま大気に放出される。

【００１１】請求項２に記載の発明では、第１処理槽及
び第２処理槽に濃度検出手段が設けられており、各処理
槽の処理液濃度を検出する。この濃度検出手段の検出結
果に基づき、制御手段が、ガス切替え手段、補給切替え
手段、及び排水手段を作動させ、下記のように気液接触
装置を制御する。

【００１２】すなわち、ガスを第１処理塔へ導入してい
るときは、第２処理槽へ補給水を送り第２処理槽内の処
理液を入れ替える。また、第１処理槽の処理液濃度が所
定値以上になると、ガスを第２処理塔へ導入し、ガス中
の溶剤をバッチ回収する。このとき、第１処理槽へ補給
水を送り、第１処理槽内の処理液を新鮮な処理液に入れ
替える。

【００１３】このような制御を交互に行なうことで、ガ
ス中の溶剤を高効率で捕集することができ、また、排水
される処理液も高濃度となる。

【００１４】請求項３に記載の発明では、処理塔を通過
するガスと処理塔へ供給される処理液とを接触させ、ガ
ス中の溶剤を処理液に吸収させる気液接触方法におい
て、ガス発生源からガスが導入される気液接触ユニット
を複数設け、前記気液接触ユニットへガスを選択的に導
入して、ガスを導入していない気液接触ユニットの処理
液を入れ替えることを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１６】図１及び図２に示すように、本形態に係る
気液接触装置１０では、処理塔１２と処理槽１４で構成
される第１気液接触ユニット３０と、処理塔２０と処理
槽２２で構成される第２気液接触ユニット５０とが並列
的に配置されている。

【００１７】第１気液接触ユニットの処理槽１４には、
補給管２４から処理水として新鮮な水が補給される。ま
た、処理槽１４の側壁に接続された給水管２６には送液
ポンプ２８が設けられており処理塔１２の頂部へ水が揚
水される。処理塔１２の頂部へ揚水された水は散水装置
３２によって、下方へ向けて散水される。

【００１８】また、第２気液接触ユニット５０も基本的
に第１気液接触ユニット３０と同様な構成とされてお
り、処理槽２２には補給管５２から新鮮な水が補給され
る。この補給管５２と補給管２４の合流部には、電磁弁
５４が設けられており、補給水の行き先を選択できるよ
うになっている。

【００１９】一方の処理塔１２及び処理塔２０の外周壁
には、プラント等から排出された揮発性有機化合物であ
るＭＥＫガスＧが取り込まれるガス管３４、ガス管５６
が接続されており、分岐部には電動ダンパ６５が設けら
れている。この電動ダンパ６５を切替えることで、ＭＥ
ＫガスＧが選択的に処理塔１２又は処理塔２０へ導入さ
れる。

【００２０】このガス管３４から処理塔１２へ取り込ま
れたＭＥＫガスＧは上昇しながら散水装置３２で散水さ
れた水と接触してバッチ処理され、含有する溶剤の濃度
が低下される。ガス管５６から処理塔２０へ導入された
ＭＥＫガスＧも同様に処理される。

【００２１】そして、水と接触したＭＥＫガスＧは、処
理塔１２或は処理塔２０の頂部に接続された排気管４
０、排気管６７を通じて環境に影響を与えないガスとし
て大気に放出される。

【００２２】また、処理槽１４には、排水管４４が、処
理槽２２には排水管７６が接続されている。排水管４４
と排水管７６の合流部には、電磁弁７８が設けられてお
り、この電磁弁７８を操作することで、処理槽１４と処
理槽２２の水が選択的に排水される。

【００２３】そして、処理槽１４に補給管２４から補給
される水量と処理槽１４から排水される水量は、ほぼ同
じであり、また、処理槽２２に補給管５２から補給され
る水量と処理槽２２から排水される水量はほぼ同じとさ
れている。

【００２４】一方、処理槽１４及び処理槽２２に濃度セ
ンサ８０、８２が設けられており、各処理槽の溶剤濃度
を検出して、制御部８４へ信号を送る。制御部８４は、
電動ダンパ６５、及び電磁弁５４、７８と接続されてお
り、濃度センサ８０、８２の検出結果に基づき、ＭＥＫ
ガス及び水の行き先を切替える。

【００２５】この制御方法では、ＭＥＫガスを処理塔２
０へ導入してバッチ回収しているときは、補給水を補給
管２４を通じて処理槽１４へ送り、排水管４４から溶剤
濃度が高い水を排水して、処理槽１４の中を新鮮な水に
置き換える。

【００２６】ここで、濃度センサ８２が検出した処理槽
２２内の水の溶剤濃度が所定値以上になると、電動ダン
パ６５を切替えてＭＥＫガスを処理塔１２へ導入する。
この処理塔１２へは、新鮮水が補給されているため、Ｍ
ＥＫガス中の溶剤が効率良くバッチ回収される。溶剤が
バッチ回収されたＭＥＫガスは、ガス管４０を通じて大
気に放出される。

【００２７】このとき、電磁弁５４、７８が切替えら
れ、補給管５２を通じて新鮮な水が処理槽２２へ送ら
れ、排水管７６から溶剤濃度が高い水を排水して、処理
槽２２の中を新鮮水に置き換える。

【００２８】以上のような操作を繰り返すことにより、
ＭＥＫガス中の溶剤を高効率で捕集することができ、ま
た、排水される水の溶剤濃度も高濃度となる。このた
め、次工程の回収効率が上がり、設備コスト及びランニ
ングコストが削減できる。

【００２９】なお、気液接触方式としては、散水方式、
充填方式が知られているが、方式については特定されな
い。また、直列に配置された気液接触のユニットの数
は、本形態のように２つに特定されるものでなく、１つ
以上あればよい。

【００３０】さらに、処理対象となる揮発性有機化合物
ガス濃度は、１００ｐｐｍ以上が好ましく、１０００ｐ
ｐｍ以上が効果が顕著に現れる。また、溶剤ガスの種類
として、水との溶解度パラメータの差が１９（ｃａｌ・
ｃｍ^-3）^1/2以内が好ましく、１５（ｃａｌ・ｃｍ^-3）
^1/2以内がより好ましい（溶解度パラメータ：Ｈｉｌｄ
ｅｂｒａｎｄの溶解パラメータ）。

【００３１】さらに、揮発性有機化合物の溶剤は水溶性
であればよく、メチルエチルケトンに限定されず、メタ
ノール、エタノール、及びｎ−プロパノール等のアルコ
ール類、エチレングリコール等の多価アルコール類、ア
セトン、メチルアセトン、及びシクロヘキサン等のケト
ン類、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチ
ル、及び乳酸エチル等のエステル類でもよい。さらに、
混合溶剤ガスでも処理可能である。

【００３２】また、上流側と下流側の処理塔及び処理槽
の容量比率差（気液接触時間差）は、要求される処理条
件によって設定されるものであり、限定される訳ではな
い。

【００３３】さらに、補給される水の温度は３０℃以下
が好ましく、１５℃以下がより好ましい。また、補給さ
れる水の溶剤濃度は５００ｐｐｍ以下が好ましい。さら
に、本例では、ＭＥＫガス中の溶剤を回収する処理水と
して水を使用したが、汚泥水や微生物を含む活性汚泥で
も同様な効果を得ることができる。

【００３４】次に、図３及び図４に示した１ユニットの
気液接触装置８６と本形態に係る気液接触装置１０の能
力を比較して見る。

【００３５】放出源より放出されるガスを、揮発性有機
化合物であるＭＥＫガスとし、ＭＥＫガスの風量を１．
０ｍ³／ｍｉｎ、濃度を１０００ｐｐｍ、また、補給水
の水温を１０〜１５℃とする。

【００３６】図３及び図４に示す気液接触装置８６で
は、新鮮水を補給せずにＭＥＫガスをバッチ回収する
と、運転開始直後からＭＥＫガスの溶剤除去率が低下し
９０分経過後では溶剤除去率が０％となった。このとき
の処理槽８８中の溶剤濃度は、２５００ｐｐｍであっ
た。

【００３７】そして、これ以降、ＭＥＫガス中の溶剤を
除去できなかったので、新鮮水Ｗを１リットル／ｍｉｎ
で処理槽８８に補給し続けると、排気管９０から大気に
放出されるガス中の溶剤除去率が２５％、処理槽８８か
ら排水される水の溶剤濃度が１５００ｐｐｍとなり、こ
れ以上の結果を出すことができなかった。

【００３８】一方、図１及び図２に示す気液接触装置１
０では、ＭＥＫガスの風量：１．０ｍ³／ｍｉｎ、濃
度：１０００ｐｐｍ、補給水の水温：１０〜１５℃と条
件は同じであるが、気液接触ユニット３０、５０を交互
に切替えて、ガス中の溶剤を除去している。

【００３９】本例では、運転開始後３０分、ＭＥＫガス
を第１気液接触ユニット３０の処理塔１２でバッチ回収
した。溶剤除去率が５０％まで低下し、処理槽１４中の
溶剤濃度が２０００ｐｐｍになった時点で、第２気液接
触ユニット５０に切替えた。これを繰り返すことで、ガ
ス中の溶剤除去率を平均７５％まで上げることができ、
排水中の溶剤濃度を２０００ｐｐｍにできた。

【００４０】ここで、ＭＥＫガスを発生する製造工程の
１つであるＰＳ版の製造工程を簡単に説明しておく。

【００４１】ＰＳ版は、９９．５重量％アルミニウム
に、銅を０．０１重量％、チタンを０．０３重量％、鉄
を０．３重量％、ケイ素を０．１重量％含有するＪＩＳ
―Ａ１０５０アルミニウム材の厚み０．３０ｍｍ圧延板
を、４００メッシュのパミストン（共立窯業製）の２０
重量％水性懸濁液と、回転ナイロンブラシ（６，１０−
ナイロン）とを用いてその表面を砂目立てした後、よく
水で洗浄した。

【００４２】これを１５重量％水酸化ナトリウム水溶液
（アルミニウム４．５重量％含有）に浸漬してアルミニ
ウムの溶解量が５ｇ／ｍ² になるようにエッチングした
後、流水で水洗した。さらに、１重量％硝酸で中和し、
次に０．７重量％硝酸水溶液（アルミニウム０．５重量
％含有）中で、陽極時電圧１０．５ボルト、陰極時電圧
９．３ボルトの矩形波交番波形電圧（電流比ｒ＝０．９
０、特公昭５８−５７９６号公報実施例に記載されてい
る電流波形）を用いて１６０クーロン／ｄｍ²の陽極時
電気量で電解粗面化処理を行った。水洗後、３５℃の１
０重量％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬して、アルミ
ニウム溶解量が１ｇ／ｍ² になるようにエッチングした
後、水洗した。次に、５０℃３０重量％の硫酸水溶液中
に浸漬し、デスマットした後、水洗した。

【００４３】さらに、３５℃の硫酸２０重量％水溶液
（アルミニウム０．８重量％含有）中で直流電流を用い
て、多孔性陽極酸化皮膜形成処理を行った。すなわち電
流密度１３Ａ／ｄｍ² で電解を行い、電解時間の調節に
より陽極酸化皮膜重量２．７ｇ／ｍ² とした。ジアゾ樹
脂と結合剤を用いたネガ型感光性平版印刷版を作成する
為に、この支持体を水洗後、７０℃のケイ酸ナトリウム
の３重量％水溶液に３０秒間浸漬処理し、水洗乾燥し
た。

【００４４】以上のようにして得られたアルミニウム支
持体は、マクベスＲＤ９２０反射濃度計で測定した反射
濃度は０．３０で、ＪＩＳＢ００６０１に規定する中
心線平均粗さＲ_aは０．５８μｍであった。

【００４５】次に上記支持体にメチルメタクリレート／
エチルアクリレート／２−アクリルアミド−２−メチル
プロパンスルホン酸ナトリウム共重合体（平均分子量約
６万）（モル比５０／３０／２０）の１．０重量％水溶
液をロールコーターにより乾燥後の塗布量が０．０５ｇ
／ｍ² になるように塗布した。

【００４６】さらに、塗布液として下記感光液−１を、
本形態で用いたバーコーターを用いて塗布し、１１０℃
で４５秒間乾燥させた。乾燥塗布量は２．０ｇ／ｍ² で
あった。感光液−１ジアゾ樹脂−１０．５０ｇ結合剤−１５．００ｇスチライトＨＳ−２（大同工業(株)製）０．１０ｇビクトリアピュアブルーＢＯＨ０．１５ｇトリクレジルホスフェート０．５０ｇジピコリン酸０．２０ｇＦＣ−４３０（３Ｍ社製界面活性剤）０．０５ｇ溶剤１−メトキシ−２−プロパノール２５．００ｇ乳酸メチル１２．００ｇメタノール３０．００ｇメチルエチルケトン３０．００ｇ水３．００ｇ

【００４７】上記のジアゾ樹脂―１は、次ぎのようにし
て得たものである。まず、４−ジアゾジフェニルアミン
硫酸塩（純度９９．５％）２９．４ｇを２５℃にて、９
６％硫酸７０ｍｌに徐々に添加し、かつ２０分間攪拌し
た。これに、パラホルムアルデヒド（純度９２％）３．
２６ｇを約１０分かけて徐々に添加し、該混合物を３０
℃にて、４時間攪拌し、縮合反応を進行させた。なお、
上記ジアゾ化合物とホルムアルデヒドとの縮合モル比は
１：１である。この反応生成物を攪拌しつつ氷水２リッ
トル中に注ぎ込み、塩化ナトリウム１３０ｇを溶解した
冷濃厚水溶液で処理した。この沈澱物を吸引濾過により
回収し、部分的に乾燥した固体を１リットルの水に溶解
し、濾過し、氷で冷却し、かつ、ヘキサフルオロリン酸
カリ２３ｇを溶解した水溶液で処理した。最後に、この
沈澱物を濾過して回収し、かつ風乾して、ジアゾ樹脂−
１ｇを得た。

【００４８】結合剤−１は、２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート／アクリロニトリル／メチルメタクリレート
／メタクリル酸共重合体（重量比５０／２０／２６／
４、平均分子量７５，０００、酸含量０．４ｍｅｑ／
ｇ）の水不溶性、アルカリ水可溶性の皮膜形成性高分子
である。

【００４９】スチライトＨＳ−２（大同工業(株)製）
は、結合剤よりも感脂性の高い高分子化合物であって、
スチレン／マレイン酸モノ−４−メチル−２−ペンチル
エステル＝５０／５０（モル比）の共重合体であり、平
均分子量は約１００，０００であった。このようにして
作成した感光層の表面に下記の様にしてマット層形成用
樹脂液を吹き付けてマット層を設けた。

【００５０】マット層形成用樹脂液としてメチルメタク
リレート／エチルアクリレート／２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸（仕込重量比６５：２
０：１５）共重合体の一部をナトリウム塩とした１２％
水溶液を準備し、回転霧化静電塗装機で霧化頭回転数２
５，０００ｒｐｍ、樹脂液の送液量は４．０ｍｌ／分、
霧化頭への印加電圧は−９０ｋＶ、塗布時の周囲温度は
２５℃、相対湿度は５０％とし、塗布液２．５秒で塗布
面に蒸気を吹き付けて湿潤させ、ついで湿潤した３秒後
に温度６０℃、湿度１０％の温風を５秒間吹き付けて乾
燥させた。マットの高さは平均約６μｍ、大きさは平均
約３０μｍ、塗布量は１５０ｍｇ／ｍ² であった。

【００５１】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、補給水量
を削減し、溶剤吸収効率を維持すると共に最終的に排出
される処理液の溶剤濃度を高濃度とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本形態に係る気液接触装置を示す斜視図であ
る。

【図２】本形態に係る気液接触装置を示す側面図であ
る。

【図３】１ユニットの気液接触装置を示す斜視図であ
る。

【図４】１ユニットの気液接触装置を示す側面図であ
る。

【図５】従来の気液接触装置を示す側面図である。

【符号の説明】

１２処理塔（第１処理塔）１４処理槽（第１処理槽）２０処理塔（第２処理塔）２２処理槽（第２処理槽）３０第１気液接触ユニット５０第２気液接触ユニット５４電磁弁（補給切替え手段）６５電動ダンパ（ガス切替え手段）７８電磁弁（排水手段）８０濃度センサ（濃度検出手段）８２濃度センサ（濃度検出手段）８４制御部（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理塔を通過するガスと処理塔へ供給さ
れる処理液とを接触させ、ガス中の溶剤を処理液に吸収
させる気液接触装置において、ガス発生源からガスが導入される第１処理塔と、この第
１処理塔へ処理液を供給する第１処理槽とで構成される
第１気液接触ユニットと、ガス発生源からガスが導入される第２処理塔と、この第
２処理塔へ処理液を供給する第２処理槽とで構成される
第２気液接触ユニットと、前記ガス発生源からのガスを前記第１処理塔又は前記第
２処理塔へ選択的に送るガス切替え手段と、補給水を前記第１処理槽又は前記第２処理槽へ選択的に
補給する補給切替え手段と、前記第１処理槽及び前記第２処理槽へ設けられ、処理液
を選択的に排水する排水手段と、を有することを特徴とする気液接触装置。
【請求項２】前記第１処理槽及び前記第２処理槽へ設
けられ処理液濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段の検出結果に基づき、前記ガス切替え
手段、前記補給切替え手段、及び排水手段を作動させ、ガスを前記第１処理塔へ導入しているときは、前記第２
処理槽へ補給水を送り前記第２処理槽内の処理液を入れ
替え、ガスを前記第２処理塔へ導入しているときは、前
記第１処理槽へ補給水を送り前記第１処理槽内の処理液
を入れ替える、制御手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の気液接触装
置。
【請求項３】処理塔を通過するガスと処理塔へ供給さ
れる処理液とを接触させ、ガス中の溶剤を処理液に吸収
させる気液接触方法において、ガス発生源からガスが導入される気液接触ユニットを複
数設け、前記気液接触ユニットへガスを選択的に導入し
て、ガスを導入していない気液接触ユニットの補給水を
入れ替えることを特徴とする気液接触方法。