JP2004249267A

JP2004249267A - トラップ装置の蒸発成分付着防止方法およびトラップ装置

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Publication number: JP2004249267A
Application number: JP2003053502A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Nakamura; 雅知中村; Kenjiro Sato; 健二郎佐藤; Hirokazu Matsubara; 寛和松原
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】加熱炉の排ガス中の被処理物の蒸発成分がトラップ装置の冷却面に付着するのを防止でき、この付着による蒸発成分回収能力の低下を生じることなく蒸発成分を回収できる、トラップ装置の蒸発成分付着防止方法およびトラップ装置を提供する。
【解決手段】加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面１４により排ガスＧを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置５において、冷却面１４の温度より低い凝固点を有する液体Ｑで冷却面１４を覆い、排ガスＧの冷却により凝縮した蒸発成分を液体Ｑに混入させて、トラップ装置５から排出する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、気体中に含まれる蒸発成分を、冷却により凝縮液化または固化させて回収するトラップ装置において、トラップ装置の冷却面に蒸発成分が付着するのを防止する方法、およびこの方法を実施するためのトラップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば自動車のスクラップなどの廃棄物を再利用するために、廃棄物から油分などの不純物を分離回収し、この不純物を除去した上記廃棄物の金属材等を有価物として再利用に供する装置として、真空加熱炉において上記不純物を真空蒸発させ、得られた蒸発成分を真空ポンプを有する排気管路に設けた回収装置により回収する、真空蒸発回収装置が用いられるようになった。この従来の真空蒸発回収装置としては、下記各特許文献記載のものを総括図示する図１２にも示すように、被処理物を収容する真空加熱炉１０１の排気管路１０２に真空ポンプ１０３を接続し、この真空ポンプ１０３と真空加熱炉１０１との間に、真空蒸発した蒸発成分を凝縮させて回収する回収装置１０４を設けたものが一般的であった（たとえば特許文献１および２および３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３３１５６４号公報（第３−４頁、図１、図２）
【特許文献２】
特開平７−２６３３４号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
特開平８−１８８８３３号公報（第２−３頁、図１−図４）
【０００４】
そして上記の回収装置１０４としては、上記特許文献１にも水冷ジャケット式のものが記載されているように、冷水や冷媒で低温にした冷却面により、流入する排ガスを冷却して凝縮・固化させて回収するコールドタイプのトラップ装置が、また真空ポンプ１０３としては、上記特許文献３に記載のように、ロータリーポンプと称される油回転ポンプや油拡散ポンプなどのウエットタイプの真空ポンプが、使用されている。なお図中、１０５は必要に応じて設けられるブースターポンプである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の真空蒸発回収装置１００においては、真空加熱炉１０１における自動車のシュレッダー処理品などの廃棄物の真空加熱により発生した油，水分，酸（たとえば塩酸や硫酸や有機酸）などを蒸発成分として含む排ガスが、大量に回収装置１０４部を流通してその冷却面に凝縮・固着するため蒸発成分回収能力が時間とともに低下して、その一部が回収されずに真空ポンプ１０３内へ流入し、ガス温度の降下やガス圧力の上昇により液化した上記蒸発成分がポンプ内の油に混入し、ポンプ各部の腐食による損傷や油の劣化によるポンプ運転の不調をひきおこし、さらに真空ポンプ１０３部を通過した未回収蒸発成分が後段側の排気管路１０２の腐食や大気中に放出されて異臭発生の原因となるなど、多くの問題点を有するものであった。また廃棄物中に木材やプラスチックなどを含む場合は、これらの熱分解によりタール状炭化水素を発生し、冷却面や配管内壁面に粘着性を有するタールとして付着し、蒸発成分回収能力の低下や配管の閉塞事故の原因となっていた。
【０００６】
また上記特許文献１には、回収装置の冷却面（凝固室の内面）に凝固付着した被処理物の厚さが所定の厚さになったときに、回転刃により上記内面に凝固付着している被処理物を削り取る形式の回収装置が記載されているが、上記の削り取り前の状態では蒸発成分回収能力が低いため、前記したのと同様な未回収蒸発成分による問題点を生じるものである。
【０００７】
この発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、加熱炉の排ガス中の被処理物の蒸発成分がトラップ装置の冷却面に付着するのを防止でき、この付着による蒸発成分回収能力の低下を生じることなく蒸発成分を回収できる、トラップ装置の蒸発成分付着防止方法およびトラップ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のトラップ装置の蒸発成分付着防止方法は、加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体で前記冷却面を覆い、排ガスの冷却により凝縮した蒸発成分を前記液体に混入させて、トラップ装置から排出することを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、トラップ装置の冷却面を覆う該冷却面の温度より凝固点の低い液体により、凝縮した蒸発成分の冷却面への付着が防止され、この付着による蒸発成分回収能力の低下を防止できる。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を、前記冷却面に沿って流下させ、排ガスの冷却により凝縮した蒸発成分を前記液体と共に流下させて、トラップ装置から排出することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、トラップ装置の冷却面に沿って流下する該冷却面の温度より凝固点の低い液体（以下、単に液体という）により、凝縮した蒸発成分の冷却面への付着が防止され、この付着による蒸発成分回収能力の低下を防止できる。
【００１２】
また請求項３記載の発明は、加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を、前記冷却面に吹付け、排ガスの冷却により凝縮した蒸発成分を前記液体と共に流下させて、トラップ装置から排出することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、トラップ装置の冷却面に吹付けられ次いで冷却面に沿って流下する液体により、凝縮した蒸発成分の冷却面への付着が防止され、この付着による蒸発成分回収能力の低下を防止できる。
【００１４】
また請求項４記載の発明は、加熱炉の排ガス管路に設置され底部に設けた水平方向に延びる冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を、前記冷却面上に供給して該冷却面上を流動させ、排ガスの冷却により凝縮した蒸発成分を前記液体と共にトラップ装置から排出することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、トラップ装置の水平方向に延びる冷却面上に供給され該冷却面上を流動する液体により、凝縮した蒸発成分の冷却面への付着が防止され、この付着による蒸発成分回収能力の低下を防止できる。なおこの発明における水平方向とは、水平方向に対して小角度（たとえば最大１０度程度）傾斜した方向も含むものとする。
【００１６】
請求項２記載の発明における液体の流下は、たとえば一定流量で連続的におこなってもよいが、請求項５記載の発明のように、前記加熱炉における蒸発成分の発生量に応じて選定した流下流量で、前記液体の流下をおこなうようにすれば、ポンプなどの液体送給用機器の動力費の節減、および新しい液体のみを使用する場合の液体使用量の節減をはかることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明における液体の吹付は、たとえば一定流量で連続的におこなってもよいが、請求項６記載の発明のように、前記加熱炉における蒸発成分の発生量に応じて選定した吹付流量で、前記液体の吹付けをおこなうようにすれば、ポンプなどの液体送給用機器の動力費の節減、および新しい液体のみを使用する場合の液体使用量の節減をはかることができる。
【００１８】
また請求項７記載のトラップ装置は、加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を前記冷却面の上部に供給する液体供給装置と、前記冷却面を流下した液体および排ガスの蒸発成分を排出する排液口とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明によれば、トラップ装置の冷却面の上部に供給した液体を冷却面に沿って流下させることにより、凝縮した蒸発成分の冷却面への付着を防止でき、この付着による蒸発成分回収能力の低下を防止できる。
【００２０】
また請求項８記載のトラップ装置は、加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を上下複数段にわたって前記冷却面に吹付ける液体吹付装置と、前記冷却面を流下した液体および排ガスの蒸発成分を排出する排液口とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の発明によれば、トラップ装置の冷却面に上下複数段にわたって液体を吹付けることにより、凝縮した蒸発成分の冷却面への付着を防止でき、この付着による蒸発成分回収能力の低下を防止できる。
【００２２】
また請求項９記載のトラップ装置は、加熱炉の排ガス管路に設置され底部に設けた水平方向に延びる冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を前記冷却面上に供給する液体供給装置と、前記冷却面上を流動した液体および排ガスの蒸発成分を排出する排液口とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項９記載の発明によれば、トラップ装置の冷却面上に液体を供給し冷却面上を流動させることにより、凝縮した蒸発成分の冷却面への付着を防止でき、この付着による蒸発成分回収能力の低下を防止できる。
【００２４】
請求項７記載の発明における液体供給装置は、前記液体として新しい液体のみを前記冷却面の上部に供給するものとしてもよいが、請求項１０記載の発明のように、前記液体供給装置が、前記冷却面の上部に対向する供給口を有する液体供給管と、前記排液口に接続され該排液口からの排出液を貯留する貯留槽と、この貯留槽の貯留液を前記液体供給管に還流送給する還流送給手段とを備えて成るものとすれば、蒸発成分と共に排液口から流出した液体は液体供給管に還流送給されて循環使用されるため、液体の使用量が少なくて済む。
【００２５】
また請求項８記載の発明における液体吹付装置は、前記液体として新しい液体のみを前記冷却面に吹付けるものとしてもよいが、請求項１１記載の発明のように、前記液体吹付装置が、前記冷却面に対向する吹付口を上下複数段にわたって有する液体吹付管と、前記排液口に接続され該排液口からの排出液を貯留する貯留槽と、この貯留槽の貯留液を前記液体吹付管に還流送給する還流送給手段とを備えて成るものとすれば、蒸発成分と共に排液口から流出した液体は液体吹付管に還流送給されて循環使用されるため、液体の使用量が少なくて済む。
【００２６】
請求項７乃至１１記載のトラップ装置における冷却面は、たとえば金属の切削加工面や、金属管材の押出あるいは引抜加工による塑性加工面など、各種の金属面で構成することもできるが、請求項１２記載の発明のように、前記冷却面が、テフロン（登録商標）やメッキ層などの難付着性被膜でコーティングされているもの、あるいは請求項１３記載の発明のように、前記冷却面が、金属の研磨加工面により構成されているものとすれば、蒸発成分が冷却面に付着するのを一層確実に防止でき、好ましい。
【００２７】
また請求項７乃至１３記載のトラップ装置は、各種の加熱炉の排ガス管路に設置されるトラップ装置に適用できるものであるが、請求項１４記載の発明のように、前記加熱炉が不活性ガス雰囲気加熱炉であり、前記排ガス管路がこの不活性ガス雰囲気加熱炉から排気口に至る排気管路であって、前記トラップ装置がこの排気管路に設置されるトラップ装置である場合には、不活性ガスを蒸発成分を回収した状態で排気放出できるとともに、回収した蒸発成分を再利用に供することができ、また請求項１５記載の発明のように、前記加熱炉が不活性ガス雰囲気加熱炉であり、前記排ガス管路がこの不活性ガス雰囲気加熱炉から循環ファンを経て該加熱炉に至る循環管路であって、前記トラップ装置がこの循環管路に設置されるトラップ装置である場合には、蒸発成分を回収した不活性ガスを不活性雰囲気ガスとして循環使用できるので不活性ガス使用量が少なくて済み、また回収した蒸発成分も再利用に供することができる。
【００２８】
また請求項７乃至１３記載のトラップ装置は、大気圧に近い炉内圧力の加熱炉からの排ガス管路に設置されるトラップ装置にも適用できるものであるが、請求項１６記載の発明のように、前記加熱炉が真空加熱炉であり、前記排ガス管路がこの真空加熱炉から真空ポンプに至る排気管路であって、前記トラップ装置がこの排気管路に設置されるトラップ装置である場合には、排ガス中の未回収蒸発成分による悪影響を受けやすい真空ポンプの損傷や性能低下を確実に防ぐことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下図１〜図３に示す第１例により、この発明の実施の形態を説明する。図１において、１は真空蒸発回収装置で、２は被処理物を収容して真空加熱をおこなう真空加熱炉、３はその排気管路、４はこの排気管路に設けた真空ポンプ、５はこの真空ポンプ４の前段側の排気管路３に設けたトラップ装置、６はこのトラップ装置５と真空ポンプ４の間の排気管路３に設けた二次トラップ装置、７は真空ポンプ４の後段側に設けた活性炭を吸着剤として充填した吸着装置である。
【００３０】
各トラップ装置のうち、先ず前段側のトラップ装置５は、ガス流入口１１から流出口１２に至るＵ字管状のガス流通管１０の外周部を、Ｕ字状のジャケット１３で包囲して成る水冷ジャケット形式のコールドトラップで、図示しない冷凍機により冷却されるブラインＲをジャケット１３内に流通させて、冷却面１４（図２参照）を０℃に維持するものであり、この冷却面１４への蒸発成分の付着防止機構については、後述する。
【００３１】
また二次トラップ装置６は、側壁部にガス流入口４１とガス流出口４２を対向してそなえた有底筒状体の頂部を蓋板で閉鎖した外槽４０内に、有底円筒状の内槽４３を同心状に配置し、この内槽４３内に、図示しない冷媒供給装置から供給される冷媒Ｓ（この例ではパーフロロポリエーテル［ＰＦＰＥ］）を流通させてその冷却面（内槽４３の外周面）を−４５℃に維持する二重槽式のコールドトラップである。
【００３２】
次にトラップ装置５における冷却面１４への蒸発成分の付着防止機構を、図２および図３により説明すると、先ず１５はガス流通管１０の底部に設けた排液口で、ジャケット１３を貫通して下向きに開口している。１６は液体供給管で、ガス流入口１１側のガス流通管１０の上部を貫通して下向きに延びる主管１７の下部に、この主管１７に連通する８本の枝管１８を放射状に設け、各枝管１８の先端部に形成した供給口１９を、冷却面１４の上部に対向させて、ガス流通管１０に固定取付けされている。この液体供給管１６は、冷却面１４の温度よりも凝固点の低い液体Ｑを、その供給口１９から冷却面１４の上部に供給するものであり、この液体Ｑとしてこの例では、凝固点が０℃より低いスピンドル油を用いる。またガス流通管１０の内周面である冷却面１４には、テフロン（登録商標）コーティングを施してある。
【００３３】
一方２１は、ガス流通管１０の下部の前記排液口１５に連結管２２を介して接続された貯留槽で、排液口１５からの排出液を一時貯留するためのもので、２３はこの一時貯留した貯留液を送出する送出口、２４は新液注入口、２５は廃液口である。そして送出口２３と液体供給管１６とを還流管路２６で接続し、この還流管路２６にモータ２７により駆動されるポンプ２８とフィルタ２９を設けて、貯留槽２１の貯留液を液体供給管１６に還流送給する還流送給手段３０が構成されている。３１はモータ２７の運転を制御する制御装置である。
【００３４】
上記各装置で構成された真空蒸発回収装置１において、自動車のシュレッダー処理品を被処理物として不純物の回収処理をおこなうには、真空加熱炉２内に被処理物を装入後、真空ポンプ４により炉内を所定の真空度まで真空引きし、真空加熱炉２の加熱装置（図示しない）により被処理物を真空加熱する。
【００３５】
この真空加熱により被処理物から蒸発した蒸発成分は、排ガスとともに排気管路３内を流れ、トラップ装置５部において０℃の冷却面１４により冷却されて蒸発成分中の高沸点成分である油類が凝縮・回収される。このトラップ装置５を通過して高沸点成分を回収除去された排ガスは、二次トラップ装置６に流入し、−４５℃の冷却面により冷却されて、蒸発成分中の低沸点成分である水，酸類が内槽４３の外周面に凝縮・付着して回収されたのち、真空ポンプ４に流入し、真空ポンプ４を流出した排ガスは、吸着装置７によりＨ_２Ｓやエチルメチルカプタンなどの常温でも気化状態にある蒸発成分を回収されたのち、大気中へ放出される。
【００３６】
そして上記の真空蒸発回収時に、トラップ装置５においては、前記液体Ｑにより冷却面１４への蒸発成分（この例では上記高沸点成分である油類）の付着防止を下記のようにしておこなう。すなわち、先ず装置の新設時などで空の状態の貯留槽２１には、新液注入口２４から液体Ｑを貯留槽２１内に充填しておく。真空加熱炉２からの排ガスＧの流通時には、ポンプ２８を運転して、貯留槽２１内の貯留液を液体供給管１６へ送給して各供給口１９から冷却面１４の上部に供給し、冷却面１４に沿って流下させる。
【００３７】
これによって、ブラインＲのジャケット１３内流通により０℃の低温に維持される冷却面１４上に、液体Ｑの薄い流下層が形成され、ガス流通管１０内を流通する排ガスＧはこの流下層を介して冷却され、この冷却により凝縮した蒸発成分は、直接冷却面１４に付着乃至固着することなく上記流下層と共に流下して排液口１５から排出される。
【００３８】
この排出された蒸発成分を含む液体Ｑは、貯留槽２１内に一時貯留後、還流送給手段３０により液体供給管１６へと還流送給され、冷却面１４上の上記流下層形成に循環使用される。このとき大粒子の固化乃至粘性液状となった蒸発成分はフィルタ２９により除去されるので、上記流下層の形成と新たな蒸発成分の流下回収は支障なくおこなわれるが、長期間の使用により貯留槽２１内の貯留液中の蒸発成分量が過大となったときは、貯留液の一部あるいは全部を新しい液体Ｑと交換すればよい。このように液体Ｑは循環使用されるので、新しい液体Ｑのみを使用する場合に比べて、液体Ｑの使用量は少なくて済む。
【００３９】
上記の液体供給管１６による冷却面１４の上部への液体Ｑ（詳しくは蒸発成分を含む液体Ｑ）の供給は、一定流量で連続的におこなってもよいが、真空加熱炉２における蒸発成分の発生量に応じて液体Ｑの供給流量、従って流下流量を変化させることにより、ポンプ２８駆動用の動力費の節減、および本例のように液体Ｑを循環使用せずに新しい液体Ｑのみを使用する場合における液体使用量の節減を図ることができる。
【００４０】
この液体Ｑの供給流量の調節は、たとえば真空加熱炉２における被処理物の真空加熱開始から終了までの蒸発成分発生量を予め実測して得た発生量データに対して、トラップ装置５の後段側への未回収蒸発成分流出量を所定の低量に抑えることができる液体Ｑの必要供給流量を、制御装置３１のメモリ部へ時間軸に対応するポンプ２８（従ってモータ２７）の回転数データとして格納しておき、制御装置３１によりモータ２７の回転数をプログラム制御することによって、おこなうことができるが、この他に真空加熱炉２における蒸発成分の発生量を真空計の真空度として常時検出し、この検出値に応じて液体Ｑの上記必要供給流量が得られるようにモータ２７の回転数を制御する方法によってもよい。
【００４１】
またこの例では、冷却面１４にはテフロンコーティングを施してあるので、液体Ｑの循環使用により液体Ｑ中の蒸発成分含有量が多くなっても、冷却面１４にこの蒸発成分が直接付着するのを防止でき、また液体Ｑの流下を一時停止した場合でも、冷却面１４上に残留付着していた蒸発成分を流下再開により容易に流下させることができるので、好ましい。なおこのテフロンコーティングの代りに、冷却面１４に難付着性被膜としてたとえばクロムメッキなどのメッキを施した場合や、冷却面１４を、ガス流通管１０を構成する金属の研磨加工面で形成した場合にも、上記テフロンコーティングの場合と同様に良好な蒸発成分の付着防止作用が得られる。
【００４２】
以上のように、冷却面１４に沿って液体Ｑ（詳しくは蒸発成分を含む液体Ｑ。以下、他の例においても同じ。）を流下させることにより、排ガス中の蒸発成分が冷却面１４に付着するのを防止でき、この付着による蒸発成分回収能力低下を生じることなく、蒸発成分をトラップ装置５で回収できるので、上記蒸発成分回収能力低下による未回収蒸発成分の後段側への排出によって二次トラップ装置６や真空ポンプ４の性能低下や損傷が発生するのを防止できるのである。
【００４３】
なお上記の例における二次トラップ装置６は、蒸発成分の種類や真空ポンプ４の形式などによっては、省略したり真空ポンプ４の後段側に設けてもよく、この場合はトラップ装置５の後段側に直接真空ポンプ４が配置されるので、トラップ装置５からの未回収蒸発成分により真空ポンプ４の損傷を生じやすいが、この発明による上記の未回収蒸発成分の後段側への排出抑制作用により、上記真空ポンプ４の損傷を確実に防止できるのである。
【００４４】
また上記の例では、液体供給管１６はガス流通管１０のガス流入口１１側のみに設けたが、これに加えてガス流出口１２側にも設けてもよく、また液体供給管１６の供給口１９は、冷却面１４の上部に対向するものであれば、上下に２段以上にわたって設けてもよい。また流体供給管１６の供給口１９は冷却面１４に対向させるかわりに、前記枝管１８に相当する細管をガス流通管１０の管壁外周部に接続して、該管壁を貫通して設けた冷却液Ｑの供給流路を冷却面１４に開口させて供給口とし、この供給口から溢流させた流体Ｑを冷却面１４に沿って流下させる形式のものとしてもよい。
【００４５】
次に図４〜図６に示す第２例により、この発明の実施の形態を説明する。この例の真空蒸発回収装置５１は、前記第１例の真空蒸発回収装置１におけるトラップ装置５のかわりにトラップ装置５２を用い、またこのトラップ装置５２は第１例のトラップ装置５における液体供給管１６のかわりに後述の液体吹付管５３を用いたものであり、その他は第１例と同構成を有するので、図１〜図３と同一部分には同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００４６】
すなわち図５および図６に示すように、トラップ装置５２は、第１例のトラップ装置５とトラップ装置本体部は同一構造を有し、第１例と同じくブラインＲにより冷却面１４を０℃に維持するコールドトラップであるが、そのガス流通管１０の上部には液体吹付管５３が取付けられている。
【００４７】
この液体吹付管５３は、冷却面１４の温度よりも凝固点の低い液体Ｑとして、第１例と同じスピンドル油を冷却面１４に吹付けるものであり、ガス流入口１１側のガス流通管１０の上部を貫通して下向きに延びる主管５４に、この主管５４に連通する８本の枝管５５を放射状に、かつ上下に複数段（この例では７段）にわたって設け、各枝管５５の先端部に形成した吹付口５６を冷却面１４に対向させて、ガス流通管１０に固定取付けされている。
【００４８】
この液体吹付管５３には、第１例と同じくガス流通管１０の底部に設けた排液口１５に接続した貯留槽２１の貯留液を、第１例と同じ還流送給手段３０により還流送給する。
【００４９】
上記構成の真空蒸発回収装置５１において、自動車のシュレッダー処理品を被処理物として真空蒸発回収をおこなう際の、各トラップ装置および吸着装置７における回収蒸発成分は、第１例の場合と同じである。そしてトラップ装置５２においては、真空加熱炉２からの排ガスＧの流通時には、ポンプ２８を運転して、貯留槽２１内の貯留液を液体吹付管５３に送給して各吹付口５６から冷却面１４に吹付ける。
【００５０】
これによって、ブラインＲにより０℃に維持される冷却面１４に対して上下広範囲にわたり液体Ｑの吹付流が形成され、ガス流通管１０内を流通する排ガスＧが冷却面１４により冷却されて凝縮した蒸発成分は、上記吹付流により冷却面１４に付着乃至固着するのを防止され、吹付後に冷却面１４に沿って流下する液体Ｑと共に流下して排液口１５から排出される。
【００５１】
この排出された蒸発成分を含む液体Ｑを、液体吹付管５３に還流送給して上記吹付流形成に循環使用する点、および液体Ｑの吹付流量を制御装置３１により調節（吹付流量＝０とする間欠運転を含む）できる点は、第１例と同じである。
【００５２】
このように冷却面１４に液体Ｑを吹付けることにより、排ガス中の蒸発成分が冷却面１４に付着するのを防止でき、この付着による蒸発成分回収能力低下を生じることなく、蒸発成分をトラップ装置５２で回収できるのである。そして特に液体Ｑは単に冷却面１４に沿って流下させるだけではなく、流下前に冷却面１４に衝突させるので、蒸発成分が冷却面１４に付着するのを、第１例よりも効果的に防止でき、また還流送給手段３０の間欠運転などにより冷却面１４に付着乃至固着した蒸発成分の除去や、冷却面１４がテフロンコーティングなどの難付着性被膜を有せず、金属の研磨加工面でもない場合の蒸発成分の付着防止も、確実におこなうことができるのである。なお液体吹付管５３は、ガス流出口１２側にも設けてもよい。
【００５３】
次に図７に示す第３例により、この発明の実施の形態を説明する。６１は粉末金属焼結用の不活性ガス雰囲気加熱装置で、不活性ガス雰囲気加熱炉６２の排気管路６３に、第１例と同じトラップ装置５および吸着装置７を設けてある。このトラップ装置５は、第１例と同じくブラインＲによりその冷却面１４を１０℃に維持するものであり、また第１例と同じ液体供給管１６，貯留槽２１，還流送給手段３０等を用いて液体Ｑを冷却面１４の上部に供給して該冷却面に沿って流下させるものであるが、この液体Ｑとしては、大気圧下でも蒸気圧の低い油回転ポンプ用油を使用する。
【００５４】
上記の不活性ガス雰囲気加熱炉６２において、焼結用の粉末金属成形品を被処理物としてＮ_２ガス雰囲気で焼結処理をおこなうと、炉内流通後のＮ_２ガスは蒸発成分としてワックスを含んだ排ガスとなって排気管路６３を流れ、トラップ装置５部において、第１例と同様に液体供給管１６により供給され冷却面１４に沿って流下する液体Ｑの流下層により冷却されて凝縮した上記ワックスは、上記流下層と共に流下してトラップ装置５から排出される。そしてこのワックス回収後の排ガスは、吸着装置７により有臭成分が回収除去されて脱臭され、図示しない排気口から大気中へ放出される。なお貯留槽２１の貯留液を上記流下層形成用に循環使用する点は第１例と同じであり、後述の第４例も同じである。
【００５５】
このように冷却面１４に沿って液体Ｑを流下させることにより、排ガス中の蒸発成分であるワックスが冷却面１４に付着するのを防止して、ワックスの冷却面１４への付着による蒸発成分回収能力の低下を生じることなく、ワックスを効率よく回収でき、未回収のワックスによる後段側の吸着装置７の性能低下や大気中への放出などを防止できるとともに、貯留槽２１の貯留液を適時抽出して固液分離機などによりワックスと液体Ｑ（油回転ポンプ用油）とを分離処理することにより、得られたワックスを金属粉末成形用に再利用することができるのである。
【００５６】
次に図８に示す第４例により、この発明の実施の形態を説明する。７１は第３例と同じく粉末金属焼結用の不活性ガス雰囲気加熱装置で、不活性ガス雰囲気加熱炉７２に設けた炉内ガスの循環管路７３に、循環ファン７４を設けるとともに、この循環ファン７４の前段側（ガス上流側）に、第１例と同じトラップ装置５を設けてある。７５は炉操業中に補充供給されるＮ_２ガス分に相当する炉内ガスを排出する排出管路で、第１例と同じ吸着装置７を脱臭用に設けてある。またトラップ装置５，液体Ｑおよびその冷却面１４部への供給機構等は、前記第３例と同じである。
【００５７】
上記の不活性ガス雰囲気加熱炉７２において、循環ファン７４を運転しつつ、焼結用の粉末金属成形品を被処理物としてＮ_２ガス雰囲気で焼結処理をおこなうと、炉内の雰囲気ガスは蒸発成分としてワックスを含んだ排ガスとして循環管路７３を流れ、トラップ装置５部において第３例と同様にして効率よくワックス分を回収されたのち炉内へ還流され、蒸発成分含有量の少ない不活性ガス（Ｎ_２ガス）として使用できるので、この不活性ガスの循環使用により不活性ガスの使用量は少なくて済む。また回収したワックス分も、第３例と同様に液体Ｑから分離して再利用することができるのである。また循環管路７３内の排ガスは、ワックス分を回収されたのち循環ファン７４に流入するので、ワックス分の付着堆積による循環ファン７４の性能低下を生じることもない。
【００５８】
次に図９〜図１１に示す第５例により、この発明の実施の形態を説明する。この例の真空蒸発回収装置８１は、図９に示すように前記第１例の真空蒸発回収装置１における二次トラップ装置６を省略し、トラップ装置５の前段側に主にタール分を回収するタールトラップとしてトラップ装置８２を設けるとともに、第１例のトラップ装置５の貯留槽２１および還流送給手段３０を、トラップ装置８２の液体供給・排液手段としても利用したものであり、その他は第１例と同構成を有するので、図１〜図３と同一部分には同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００５９】
すなわち図１０および図１１に示すように、前記第１例と同構成のトラップ装置５のガス流入口１１に、排気管路３の構成部材である接続管８３を介して接続されたトラップ装置８２は、底部に浅い箱状のジャケット８４をそなえ水平方向に延びる冷却面８５を有する角槽状の槽体部８６と、両端にガス流入口８７とガス流出口８８とをそなえた一部切欠円筒状の筒体部８９とを、パッキン９０を介してフランジ結合して成り、図示しない冷凍機により冷却されるブラインＲをジャケット８４内に流通させて、冷却面８５を０℃に維持する水冷ジャケット形式のコールドトラップである。
【００６０】
９１は筒体部８９の外周部に付設した電熱式のヒータ、９２はこのヒータ９１の上を覆う断熱材で、筒体部８９の壁面を加熱して排ガス中のタール分の付着を防止するためのものであり、この筒体部８９に接続された後段側の接続管８３および排気管路３の構成部材である前段側の接続管９３も、同様にヒータ９１および断熱材９２で包囲されている。
【００６１】
９４は槽体部８６の一端部に設けた液体供給口、９５は同じく他端部に設けた排液口で、前記第１例と同じトラップ装置５の還流送給手段３０の還流管路２６から分岐した還流管路９６を、流量調節弁９７を介して液体供給口９４に接続し、排液口９５を連結管９８および連結管２２を介して貯留槽２１に接続してある。なお第１例におけるモータ２７の制御装置３１は、この例では省略してある。
【００６２】
そして還流管路９６を経て液体供給口９４から槽体部８６の冷却面８５上に供給されるとともに、還流管路２６を経て液体供給管１６から冷却面１４の上部に供給される、冷却面８５，１４の温度よりも凝固点の低い液体Ｑとしては、第１例と同じく凝固点が０℃より低いスピンドル油を用いる。また冷却面８５，１４には、第１例と同じくテフロン（登録商標）コーティングを施してある。
【００６３】
上記構成の真空蒸発回収装置８１において、木質材料およびプラスチック材料を多量に含む自動車のシュレッダー処理品を被処理物として真空蒸発回収をおこなうには、第１例と同様にして真空加熱炉２において上記被処理物を真空加熱し、真空加熱炉２からの排ガスＧをトラップ装置８２およびトラップ装置５により冷却して排ガスＧ中の蒸発成分を回収する。
【００６４】
この排ガスＧの流通時には、トラップ装置８２および接続管８３，９３部のヒータ９１に通電しておき、ポンプ２８を定速で運転して、貯留槽２１内の貯留液である液体Ｑを、トラップ装置８２の液体供給口９４から冷却面８５上に供給して、冷却面８５上を排液口９５に向って流動させるとともに、トラップ装置５の液体供給管１６へ送給して第１例と同様に冷却面１４の上部に供給し、冷却面１４に沿って流下させる。
【００６５】
これによってトラップ装置８２においては、ブラインＲのジャケット８４内流通により０℃の低温に維持される冷却面８５上に、排液口９５に向って流動する液体Ｑのやや厚い流動層が形成され、トラップ装置８２内を流通する排ガスＧは、この排ガスＧに対して広い接触面積を有する上記流動層を介して冷却され、この冷却により排ガスＧ中に多量に含まれるタール分が凝縮して上記流動層内に混入し、液体Ｑと共に排液口９５から排出され、連結管９８を経て貯留槽２１内に流入する。
【００６６】
またトラップ装置８２の筒体部８９およびその前後の接続管８３，９３は、ヒータ９１により加熱されているので、排ガスＧ中のタール分が付着堆積するのが防止され、タール分は効率よく液体Ｑの上記流動層により回収される。
【００６７】
このようにして蒸発成分中のタール分を多量に除去された排ガスＧは、トラップ装置５において第１例と同様に冷却面１４上に形成された液体Ｑの薄い流下層を介して冷却され、排ガスＧ中のタール分の残部およびタール分よりは凝縮点の高い油類が、凝縮回収され、真空ポンプ４を経て吸着装置７によりアルデヒドなどの未回収蒸発成分を回収されたのち、大気中へ放出される。
【００６８】
上記のようにして回収したタール分は、装置の長期間の使用により貯留槽２１の底部およびトラップ装置８２の槽体部８６の冷却面８５上に蓄積されてくるので、この蓄積量が過大とならない適宜の時点で分解清掃をおこなえばよく、このとき冷却面８５にはテフロンコーティングを施してあるのでタール分は固着することなく容易に清掃できる。
【００６９】
なお上記の例ではトラップ装置８２の後段側に水冷ジャケット形式のトラップ装置５を設けたが、排ガスＧ中の蒸発成分によっては、このトラップ装置５のかわりに前記第１例の二次トラップ装置６を設けてもよく、この場合は貯留槽２１および還流供給手段３０等は、トラップ装置８２専用のものとして用いることになる。
【００７０】
この発明は上記各例に限定されるものではなく、たとえば装置各部の具体的形状や液体Ｑは上記以外のものを使用してもよく、またトラップ装置の前後に配置される機器は上記以外のものであってもよい。またこの発明は、上記の水冷ジャケット式のコールドトラップのほか、たとえば上記二次トラップ装置６して例示した二重槽式のコールドトラップなど、各種形式のトラップ装置に広く適用でき、また上記用途のトラップ装置のほか、たとえば真空焼結炉からの排ガス中の蒸発成分の回収用や、産業廃棄物の真空あるいは常圧加熱炉からの排ガス中の有用物質あるいは有害物質の回収用のトラップ装置など、各種用途のトラップ装置に広く適用できるものである。
【００７１】
【実施例】
次にテスト装置を用いて蒸発成分の付着防止試験をおこなった結果について説明する。
〔実施例１〕先ず実施例１として、前記第１例の装置（但し、真空加熱炉２の炉内容積＝０．２ｍ^３、トラップ装置５の内径＝１５０ｍｍ、全長＝２０００ｍｍ、冷却面１４の表面仕上状態は下記の通り）を用いて、真空加熱炉２内で２３０℃，１５Ｐａの真空加熱条件で加熱蒸発物の多い木材と機械油各５Ｋｇを被処理物として真空加熱し、上記被処理物の蒸発成分を６００ｍ^３／Ｈの排気速度で、真空ポンプ（油回転ポンプ）４とその前段側に設けたメカニカルブースターとから成る真空ポンプユニットにより６時間加熱吸引排気し、この間前記第１例の方法で貯留槽２１内の新品の液体Ｑ（スピンドル油）をポンプ２８により６リットル／分の一定流量で液体供給管１６に還流送給して、冷却面１４に沿って流下させた。この処理後に排気管路３の各部を分解点検して蒸発成分中の高沸点成分である油類および木材の加熱によって生じるタールの付着状態を調べたところ、トラップ装置５の冷却面１４（バフ研磨加工面）には、付着物は殆んど認められず、トラップ装置５と二次トラップ装置６との間の排気管路３（以下、後段側排気管という）の内壁面（仕上加工されていない管材の素面）にも、付着物は認められなかった。
【００７２】
〔実施例２〕また実施例２として、前記第２例の装置を用い、前記第２例の方法により液体Ｑを液体吹付管５３に還流送給する点を除けば、実施例１と同機器，同条件で、同被処理物の真空蒸発回収処理および液体Ｑの冷却面１４への吹付けをおこなった。この処理後に各部を点検したところ、トラップ装置５の冷却面１４（コーティングや仕上加工の施されていない管材の素面）には、特に付着物は認められず、後段側排気管の内壁面にも同じく付着物は認められなかった。
【００７３】
〔比較例１〕これに対して比較例として、上記実施例の装置において液体Ｑの流下および吹付けをおこなわずに、上記実施例と同条件で同被処理物の真空蒸発回収処理をおこなったのち各部を点検したところ、トラップ装置５の冷却面１４（バフ研磨加工面）には、タールの付着が認められ、後段側排気管の内壁面にもタールの付着が僅かに認められ、冷却面１４への蒸発成分付着による蒸発成分回収能力の低下を示すものであった。このタールに相当する付着物は前記の通り実施例１，２では認められなかったので、実施例１，２において貯留槽２１内の液体Ｑを精査したところ、貯留槽２１の底部にタール成分が薄い層状に沈殿しているのが検出された。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、加熱炉の排ガス中の被処理物の蒸発成分がトラップ装置の冷却面に付着するのを防止でき、この付着による蒸発成分回収能力の低下を生じることなく蒸発成分を回収でき、未回収蒸発成分の流出によるトラップ装置の後段側の機器の損傷や性能低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の第１例を示す真空蒸発回収装置の構成図である。
【図２】図１の装置におけるトラップ装置の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】この発明の実施の形態の第２例を示す真空蒸発回収装置の構成図である。
【図５】図４の装置におけるトラップ装置の縦断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図７】この発明の実施の形態の第３例を示す不活性ガス雰囲気加熱装置の構成図である。
【図８】この発明の実施の形態の第４例を示す不活性ガス雰囲気加熱装置の構成図である。
【図９】この発明の実施の形態の第５例を示す真空蒸発回収装置の構成図である。
【図１０】図９の装置におけるトラップ装置の縦断面図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図１２】従来の真空蒸発回収装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
２…真空加熱炉、３…排気管路、４…真空ポンプ、５…トラップ装置、１０…ガス流通管、１４…冷却面、１５…排液口、１６…液体供給管、１９…供給口、２１…貯留槽、２６…還流管路、２７…モータ、３０…還流送給手段、５２…トラップ装置、５３…液体吹付管、５６…吹付口、６２…不活性ガス雰囲気加熱炉、６３…排気管路、７２…不活性ガス雰囲気加熱炉、７３…循環管路、７４…循環ファン、８１…真空蒸発回収装置、８２…トラップ装置、８５…冷却面、８６…槽体部、８９…筒体部、９４…液体供給口、９５…排液口、９６…還流管路、９８…連結管、Ｑ…液体。

Claims

加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体で前記冷却面を覆い、排ガスの冷却により凝縮した蒸発成分を前記液体に混入させて、トラップ装置から排出することを特徴とするトラップ装置の蒸発成分付着防止方法。
加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を、前記冷却面に沿って流下させ、排ガスの冷却により凝縮した蒸発成分を前記液体と共に流下させて、トラップ装置から排出することを特徴とするトラップ装置の蒸発成分付着防止方法。
加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を、前記冷却面に吹付け、排ガスの冷却により凝縮した蒸発成分を前記液体と共に流下させて、トラップ装置から排出することを特徴とするトラップ装置の蒸発成分付着防止方法。
加熱炉の排ガス管路に設置され底部に設けた水平方向に延びる冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を、前記冷却面上に供給して該冷却面上を流動させ、排ガスの冷却により凝縮した蒸発成分を前記液体と共にトラップ装置から排出することを特徴とするトラップ装置の蒸発成分付着防止方法。
前記加熱炉における蒸発成分の発生量に応じて選定した流下流量で、前記液体の流下をおこなう請求項２記載のトラップ装置の蒸発成分付着防止方法。
前記加熱炉における蒸発成分の発生量に応じて選定した吹付流量で、前記液体の吹付けをおこなう請求項３記載のトラップ装置の蒸発成分付着防止方法。
加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を前記冷却面の上部に供給する液体供給装置と、前記冷却面を流下した液体および排ガスの蒸発成分を排出する排液口とを備えたことを特徴とするトラップ装置。
加熱炉の排ガス管路に設置され冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を上下複数段にわたって前記冷却面に吹付ける液体吹付装置と、前記冷却面を流下した液体および排ガスの蒸発成分を排出する排液口とを備えたことを特徴とするトラップ装置。
加熱炉の排ガス管路に設置され底部に設けた水平方向に延びる冷却面により排ガスを冷却して排ガス中の蒸発成分を回収するトラップ装置において、前記冷却面の温度より低い凝固点を有する液体を前記冷却面上に供給する液体供給装置と、前記冷却面上を流動した液体および排ガスの蒸発成分を排出する排液口とを備えたことを特徴とするトラップ装置。
前記液体供給装置が、前記冷却面の上部に対向する供給口を有する液体供給管と、前記排液口に接続され該排液口からの排出液を貯留する貯留槽と、この貯留槽の貯留液を前記液体供給管に還流送給する還流送給手段とを備えて成る、請求項７記載のトラップ装置。
前記液体吹付装置が、前記冷却面に対向する吹付口を上下複数段にわたって有する液体吹付管と、前記排液口に接続され該排液口からの排出液を貯留する貯留槽と、この貯留槽の貯留液を前記液体吹付管に還流送給する還流送給手段とを備えて成る、請求項８記載のトラップ装置。
前記冷却面が、テフロン（登録商標）などの難付着性被膜でコーティングされている請求項７乃至１１のいずれかに記載のトラップ装置。
前記冷却面が、金属の研磨加工面である請求項７乃至１１のいずれかに記載のトラップ装置。
前記加熱炉が不活性ガス雰囲気加熱炉であり、前記排ガス管路がこの不活性ガス雰囲気加熱炉から排気口に至る排気管路であって、前記トラップ装置がこの排気管路に設置されるトラップ装置である請求項７乃至１３のいずれかに記載のトラップ装置。
前記加熱炉が不活性ガス雰囲気加熱炉であり、前記排ガス管路がこの不活性ガス雰囲気加熱炉から循環ファンを経て該加熱炉に至る循環管路であって、前記トラップ装置がこの循環管路に設置されるトラップ装置である請求項７乃至１３のいずれかに記載のトラップ装置。
前記加熱炉が真空加熱炉であり、前記排ガス管路がこの真空加熱炉から真空ポンプに至る排気管路であって、前記トラップ装置がこの排気管路に設置されるトラップ装置である請求項７乃至１３のいずれかに記載のトラップ装置。