JP2002191932A - 気液接触装置及び気液接触方法 - Google Patents

気液接触装置及び気液接触方法

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JP2002191932A
JP2002191932A JP2000395956A JP2000395956A JP2002191932A JP 2002191932 A JP2002191932 A JP 2002191932A JP 2000395956 A JP2000395956 A JP 2000395956A JP 2000395956 A JP2000395956 A JP 2000395956A JP 2002191932 A JP2002191932 A JP 2002191932A
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liquid
water
gas
solvent
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JP2000395956A
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Kenji Hayashi
賢二 林
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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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】 処理塔20には、処理槽22Aから水が
供給され、処理槽22Aへ水が還流される。ガスを処理
塔20へ導入してガス中の溶剤を連続的に回収している
間に、処理槽22Aの水の溶剤濃度が高くなると、処理
槽22Bに切替え、溶剤濃度が低い水を処理塔20へ供
給し、処理槽22Bへ水を還流させる。このとき、溶剤
濃度が高くなった処理槽22Aの水は、排水管112A
によって排水されると共に、下流側の処理槽18から溶
剤を殆ど含まない水に入れ替られる。 以上のような操
作を交互に行なうことにより、少量の処理液でガス中の
溶剤の除去率を向上させることができ、また、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の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3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
は、複数の処理塔を順次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
可能な複数の第1処理槽と、前記複数の第1処理槽の何
れか1つから前記第1処理塔へ処理液を供給させると共
に第1処理塔から処理液を還流させる処理槽切替え手段
と、前記第1処理塔で処理されたガスが順次通過する下
流側の処理塔と、前記下流側の処理塔へ処理水を供給す
る下流側の処理槽と、前記下流側の処理槽の処理水を前
記複数の第1処理槽へ選択的に送水する送水切替え手段
と、前記複数の第1処理槽にそれぞれ設けられ、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
している。
【0007】上記構成の発明では、第1処理塔へ導入さ
れたガスは、処理液と接触してガス中の溶剤が処理液に
吸収される。この第1処理塔には、処理槽切替え手段に
よって複数の第1処理槽から選択された一の第1処理槽
から処理液が供給され、一の第1処理槽へ処理液が還流
される。
【0008】そして、ガスを第1処理塔へ導入してガス
中の溶剤を連続的に回収している間に、選択された一の
第1処理槽の処理液の溶剤濃度が高くなると、処理槽切
替え手段によって他の第1処理槽に切替え、溶剤濃度が
低い処理液を第1処理塔へ供給し、他の第1処理槽へ処
理液を還流させる。
【0009】このとき、溶剤濃度が高くなった一の第1
処理槽の処理液は、排水手段によって排水されると共
に、送水切替え手段により、下流側の処理槽から溶剤を
殆ど含まない処理液に入れ替られる。
【0010】以上のような操作を交互に行なうことによ
り、少量の処理液でガス中の溶剤の除去率を向上させる
ことができる。また、複数の第1処理槽からそれぞれ高
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。
【0011】なお、第1処理塔で処理されたガスは、下
流側の処理塔を順次通過して、最終的には大気に放出さ
れる。また、下流側の処理塔へ送られたガスは、下流側
の処理槽から供給された処理水と接触して、ガス中の溶
剤が吸収される。溶剤を吸収した還流処理液と混合され
た処理液の一部は、上述したように、複数の第1処理槽
へ送られる。この処理液は、ガス中に含まれる溶剤濃度
は低い。
【0012】請求項2に記載の発明では、複数の前記第
1処理槽へそれぞれ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
記処理槽切替え手段、前記送水切替え手段、及び前記排
水手段を操作して、一の前記第1処理槽から前記第1処
理塔へ処理水を送って還流させているときは、他の前記
第1処理槽の処理液を入れ替え、他の前記第1処理槽か
ら前記第1処理塔へ処理水を送って還流させているとき
は、一の前記第1処理槽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している。
【0013】上記構成の発明では、複数の第1処理槽に
濃度検出手段がそれぞれ設けられており、各第1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、処理槽切替え手段、送水切替え
手段、及び排水手段を操作して、下記のように気液接触
装置を制御する。
【0014】すなわち、複数の第1処理槽の1つから第
1処理塔へ処理液を供給しているときは、残りの第1処
理槽内の処理液を入れ替える。また、使用している第1
処理槽の処理液濃度が所定値以上になると、この処理槽
からの処理液の供給を停止し、残りの第1処理槽の1つ
を選択して処理液を供給することで、ガス中の溶剤の回
収を連続して続ける。このとき、最初に使用した第1処
理槽内へ下流側の処理槽から処理液を送り、第1処理槽
内の処理液を入れ替える。
【0015】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。
【0016】請求項3に記載の発明では、複数の処理塔
を順次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第1処理
塔と、この第1処理塔へ処理液を送る第1処理槽を複数
設け、複数の前記第1処理槽から前記第1処理塔へ処理
水を選択的に送り、ガス中の溶剤を処理液に吸収させる
ことを特徴としている。
【0017】
【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。
【0018】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は、処理塔20と2つの処理槽22
A、22Bで構成される第1気液接触ユニット50、処
理塔16と処理槽18で構成される第2気液接触ユニッ
ト80、処理塔12と処理槽14で構成される第3気液
接触ユニット82を備えている。
【0019】処理槽14には、導水管24から処理水と
して新鮮な水が補給されている。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、送液ポンプ28で処理塔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。
【0020】一方の処理塔20の外周壁には、プラント
52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が接続されている。このガ
ス管34から処理塔20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含
有する溶剤の濃度が低下される。
【0021】そして、水と接触したMEKガスGは、処
理塔20の頂部に接続されたガス管36を通じて、側面
から上流側の処理塔16内へ取り込まれる。処理塔16
内のMEKガスは、水と接触して溶剤がさらに回収さ
れ、ガス管38を通じて、側面から上流側の処理塔12
内へ取り込まれる。ここで、また、水と接触して溶剤が
回収され、排気管40から環境に影響を与えないガスと
して大気に放出される。
【0022】一方、処理塔12内でMEKガスと接触し
た水は、処理槽14の液面に口部が水没した還流管42
を通じて処理槽14内へ還流する。ここで、還流水は貯
留水と混合され、上述したように、給水管26を通じて
散水装置32へ送られる。
【0023】また、処理槽14には、処理槽18へ水を
送る送水管44が設けられており、処理塔16でMEK
ガスと接触して溶剤を含む還流水と貯留水の混合水が処
理槽18へ送られる。
【0024】処理槽18と処理槽22A,及び処理槽1
8と処理槽22Bとは、送水管46、54で接続されて
いる。送水管46と送水管54の合流部には電磁弁94
が配設されており、送液ポンプ110で送られる処理槽
18の水の行き先を選択できる。
【0025】なお、処理槽14に導水管24から補給さ
れる水量と処理槽14から処理槽18へ送水される水量
はほぼ同じであり、また、処理槽18から処理槽22A
或は処理槽22Bへ送水される水と、処理槽22A或は
処理槽22Bから排水される排水量はほぼ同じである。
【0026】また、処理槽22Aの側壁に接続された給
水管56には送液ポンプ84が設けられており、送液ポ
ンプ84で処理塔20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。
【0027】同様に、処理槽22Bの側壁に接続された
給水管92には送液ポンプ88が設けられており、送液
ポンプ88で処理塔20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。
【0028】また、処理塔20の下方には、処理塔20
内に散水された水を処理槽22A、22Bへ還流させる
分岐管104、106が配置されている。この分岐管1
04、106の分岐部には、電磁弁108が設けられて
おり、処理槽22Aへ還流させるか処理槽22Bへ還流
させるか選択できる。
【0029】また、処理槽22A、22Bには、それぞ
れ排水管112A、112Bが接続されており、水/溶
剤分離装置114に溶剤が濃縮された水を排水する。さ
らに、排水管112A、112Bは、電磁弁116、1
18が配置されており、処理槽22A、22Bの水を選
択的に排水できる構成である。
【0030】一方、処理槽22A及び処理槽22Bに濃
度センサ98、100が設けられており、各処理槽の処
理液濃度を検出して、制御部102へ信号を送る。制御
部102は、電磁弁94、108、116、118、及
び送液ポンプ84、88、110と接続されており、濃
度センサ98、100の検出結果に基づき、使用する処
理槽の選択と処理水の行き先を切替える。
【0031】この制御方法では、MEKガスを処理塔2
0へ連続して導入し、先ず、処理槽22Aから給水管5
6を通じて処理塔20へ水を送りMEKガス中の溶剤を
捕集する。処理塔20で処理されたMEKガスは、ガス
管36を通じて処理塔16へ送られる。
【0032】そして、水中の溶剤成分濃度が高くなるに
従い、MEKガス中の溶剤の捕集効率が落ちてくるが、
濃度センサ98が検出した処理槽22A内の水の溶剤濃
度が所定値以上になると、送液ポンプ84を停止し送液
ポンプ88を駆動して、処理槽22Bから水を処理塔2
0へ給水する。これにより、溶剤濃度が低い水が処理塔
20へ供給され、効率良くMEKガス中の溶剤の捕集さ
れる。
【0033】このとき、電磁弁94が切替えられ、処理
槽18から送水管54を通じて処理槽22Aへ水を送
り、電磁弁116を開放して排水管112Aから溶剤濃
度が高い水を水/溶剤分離装置114へ排水して、処理
槽22Aの中を低濃度の水に置き換える。
【0034】また、処理槽22B内の水の溶剤濃度が所
定濃度になると、上述した操作を行ない、最初の処理槽
22Aに切替える。
【0035】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。
【0036】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、方式についてば特定されな
い。また、処理槽の数は、本形態のように2つに特定さ
れるものでなく、3つでもよい。
【0037】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-31/2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)。
【0038】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。
【0039】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。
【0040】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。
【0041】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。
【0042】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。
【0043】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。
【0044】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。
【0045】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、JIS B00601に規定する中
心線平均粗さRaは0.58μmであった。
【0046】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。
【0047】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
あった。 感光液−1 ジアゾ樹脂−1 0.50g 結合剤−1 5.00g 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BOH 0.15g トリクレジルホスフェート 0.50g ジピコリン酸 0.20g FC−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
【0048】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。
【0049】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。
【0050】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。
【0051】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。
【0052】
【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】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(下流側の処理塔) 14 処理槽(下流側の処理槽) 16 処理塔(下流側の処理塔) 18 処理槽(下流側の処理槽) 20 処理塔(第1処理塔) 22A 処理槽(第1処理槽) 22B 処理槽(第1処理槽) 84 送水ポンプ(処理槽切替え手段) 88 送水ポンプ(処理槽切替え手段) 94 電磁弁(送水切替え手段) 98 濃度センサ(濃度検出手段) 100 濃度センサ(濃度検出手段) 102 制御部(制御手段) 110 送水ポンプ(処理槽切替え手段) 112A 電磁弁(排水手段) 112B 電磁弁(排水手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の処理塔を順次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可能な複数の第1処理槽と、 前記複数の第1処理槽の何れか1つから前記第1処理塔
    へ処理液を供給させると共に第1処理塔から処理液を還
    流させる処理槽切替え手段と、 前記第1処理塔で処理されたガスが順次通過する下流側
    の処理塔と、 前記下流側の処理塔へ処理水を供給する下流側の処理槽
    と、 前記下流側の処理槽の処理水を前記複数の第1処理槽へ
    選択的に送水する送水切替え手段と、 前記複数の第1処理槽にそれぞれ設けられ、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。
  2. 【請求項2】 複数の前記第1処理槽へそれぞれ設けら
    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、前記処理槽切替
    え手段、前記送水切替え手段、及び前記排水手段を操作
    して、 一の前記第1処理槽から前記第1処理塔へ処理水を送っ
    て還流させているときは、他の前記第1処理槽の処理液
    を入れ替え、他の前記第1処理槽から前記第1処理塔へ
    処理水を送って還流させているときは、一の前記第1処
    理槽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。
  3. 【請求項3】 複数の処理塔を順次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第1処理塔と、この第
    1処理塔へ処理液を送る第1処理槽を複数設け、複数の
    前記第1処理槽から前記第1処理塔へ処理水を選択的に
    送り、ガス中の溶剤を処理液に吸収させることを特徴と
    する気液接触方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006505401A (ja) * 2002-11-08 2006-02-16 バイオ−リアクション・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティー・カンパニー 複数のフィルタユニットを設けた生物学的フィルタ装置

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