JP2005000862A - Adsorption apparatus and adsorption method - Google Patents

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Shigemi Okanishi
茂実 岡西
Yuichi Eto
祐一 江藤
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Idemitsu Engineering Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adsorption apparatus and an adsorption method which enable a lowering in installation cost without increasing adsorption load on an adsorption column during the adsorption operation. <P>SOLUTION: The adsorption apparatus 1 comprises a circulation loop 20 for circulating a carrier gas in one of adsorption columns between adsorption columns 10A and 10B; a condensation means 40 for condensing a component to be removed by cooling a carrier gas which desorbs the component to be removed from an adsorbent and turning the resulting carrier gas from which the component to be removed is removed to the circulation loop 20; and an adsorbent cooling means 50 for cooling a gas for cooling the adsorbent and lowering the temperature of the adsorbent. The adsorbent cooling means 50 cools the gas for cooling the adsorbent to the temperature at which the adsorbent can exhibit the adsorption capacity in the adsorption columns 10A and 10B and introduces the gas into one adsorption column under regeneration treatment (e.g. the adsorption columns 10B) through the other adsorption column under adsorption operation (e.g. the adsorption column 10A) between the adsorption towers 10A and 10B. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着装置及び吸着方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、有機溶剤等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は、機器製造業をはじめ様々な業種で幅広く使用されている。この有機溶剤を貯蔵する貯蔵設備や有機溶剤を使用する反応設備からは、揮発した有機溶剤等の被処理ガスが排出される。このような被処理ガス中には、大気中に放出されると、周辺住民の健康被害が生じたり、地球温暖化等の原因となったりする成分が含まれていることから、厳しい排出規制が設けられようとしている。
【０００３】
この排出規制に対応するために、被処理ガス中の除去成分を除去し、回収する方法として、吸着剤を使用する方法が使用されている。
一般に、吸着剤は、その吸着容量に達すると吸着効率が著しく低下し、破過してしまうため、吸着剤を吸着容量に達する前に再生する必要がある。吸着剤の再生方法としては、吸着剤を吸着塔から抜き取り、別の場所でスチーム等で加熱して、吸着剤に吸着していた除去成分を脱着させて再生する方法がある（スチーム加熱方式）。
しかしながら、このスチーム加熱方式では、スチームが水へと液化するため、飽和状態の除去成分を含む多量の排水が発生してしまう。
また、この排水を除去成分を含む相と水相とに分離することは困難であり、排水中から除去成分を取り出すことができない。
【０００４】
このような問題を解決するために、水分含有量が少ない不活性ガス等を用いて吸着剤を再生する吸着装置１００（図３参照）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この吸着装置１００では、吸着操作終了後の吸着塔１００Ａを、下記工程（ａ）〜（ｅ）の順序で脱着する。
【０００５】
なお、吸着塔１００Ａの再生処理時には、吸着塔１００Ｂは再生運転中となっており、被処理ガス導入ライン１１３から導入された被処理ガスはブロア１１４により、配管１１５を介して吸着塔１００Ｂに導入されている。
（ａ）まず、脱着する吸着塔１００Ａ内を配管１０６を介して接続された真空ポンプ１０７により減圧するとともに、該塔１００Ａ内を不活性ガスで置換する（不活性ガス供給装置１０８から、配管１０９及びこの配管１０９から分岐する配管１０９Ａを介して導入する）操作を１回以上行う。
（ｂ）置換した不活性ガスを、該吸着塔１００Ａを含む循環ライン（吸着塔１００Ａ、配管１０１、ブロア１０２、配管１０３、配管１０４、ガスヒータ１０５、吸着塔１００Ａ）中で循環させながら加温し、該塔１００Ａ内の吸着層を加熱する。
【０００６】
（ｃ）循環を止め、該吸着塔１００Ａ内を配管１０６に接続された真空ポンプ１０７で減圧し、被処理ガスの１／１０以下の流量の不活性ガスを加温しながら吸着層の脱着を行った後、脱着ガスから冷却器１１０、除湿機１１１、深冷機１１２等を介して除去成分を凝縮回収する。
（ｄ）脱着後の吸着塔１００Ａに、不活性ガスを被処理ガスの１／１０以下の流量で流しながら吸着層のパージと冷却を行う。
（ｅ）別の吸着運転中の吸着塔１００Ｂの処理ガス（清浄ガス）を、配管１１６、配管１１７、配管１０４を介して、工程（ｄ）を終了した吸着塔１００Ａに導入して吸着層を冷却し、冷却に用いた処理ガスを被処理ガス側に戻す。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−２２６０２９号公報（第３，４頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法では、上記した工程（ｃ）の除去成分の回収工程において、不活性ガスの循環を止め、凝縮回収できなかった未凝縮の除去成分を吸着運転中の吸着塔１００Ｂ内に戻している。除去成分の回収工程の開始当初段階においては、除去成分の量が多いため、未凝縮の除去成分の量も多くなる。これを吸着塔１００Ｂに戻すことで、吸着塔１００Ａの脱着工程において、吸着塔１００Ｂの吸着負荷が増大するという問題が生じる。
また、工程（ｃ）で減圧操作を行うため、吸着塔１００Ａ，１００Ｂを減圧に耐えられるよう肉厚で曲面構造としなければならない。これに加え、減圧するための真空ポンプ１０７等が必要となるため、高価な設備となるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、吸着運転中の吸着塔の吸着負荷が増大せず、設備の低コスト化を図ることができる吸着装置及び吸着方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸着装置は、吸着塔内に充填された吸着剤により有機成分を含む被処理ガス中の除去成分を吸着除去し、その吸着剤の再生を行う吸着装置であって、複数の吸着塔の被処理ガス供給口及び排出口に接続され、切り換え手段で循環経路を換えることにより、前記複数の吸着塔のうち何れかの吸着塔内にキャリアガスを循環させる循環ループと、前記循環ループに設けられ、前記吸着剤に吸着された除去成分の脱着温度まで、前記キャリアガスを加熱する加熱手段と、前記循環ループに接続され、前記吸着剤から脱着された除去成分を含むキャリアガスを冷却して、前記除去成分を凝縮する冷却部が設けられるとともに、前記冷却部による凝縮後のキャリアガスを再度、循環ループに戻す凝縮手段と、前記凝縮手段に設けられた前記冷却部により、前記吸着剤が吸着性能を発揮できる温度まで吸着剤冷却用のガスを冷却し、前記複数の吸着塔のうち、吸着運転中の他の吸着塔を介して再生処理中の前記吸着塔に導入する吸着剤冷却手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、被処理ガスのもととなる有機溶剤としては、以下のようなものが例示できる。合繊化繊工業においては、例えば、アセトン、トルエン、二硫化炭素等が挙げられる。合成樹脂工業においては、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、塩化メチレン等が挙げられる。合成・天然ゴム工業では、ｎ−ヘキサン、ベンゼン等が挙げられる。合成皮革工業では、ＭＥＫ、ＴＨＦ、ジメチルフォルムアミド等が挙げられる。
【００１２】
医薬品工業においては、メタノール、エタノール等が挙げられる。加工紙工業においては、ＭＥＫ、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、酢酸エチル、メチルセルソルブ等が挙げられる。フィルム工業では、ＴＨＦ、ＩＰＡ、エタノール、塩化メチル等が挙げられる。粘着テープ工業では、ＭＥＫ、ＩＰＡ、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。磁気テープ工業では、アセトン、トルエン、二硫化硫黄等が挙げられる。
【００１３】
合成樹脂工業においては、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ（イソブチルメチルケトン）、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、トルエン、キシレン等が挙げられる。塗装工業では、ＭＥＫ、ブタノール、ｎ−ヘキサン、トルエン等が挙げられる。印刷工業では、ＭＥＫ、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。その他の分野では、硫化水素、塩化水素、亜硫酸ガス、クロロカーボン類、クロロフルオロカーボン類、ハイドロフルオロカーボン類、６弗化硫黄、亜酸化窒素等が挙げられる。
【００１４】
また、吸着塔に充填される吸着剤としては、熱履歴に耐えるものであれば特に限定されない。例えば、シリカゲル、ゼオライト、活性炭等各種の吸着剤を使用することができる。
【００１５】
このような本発明によれば、循環ループには、加熱手段と、凝縮手段とが設けられているため、加熱手段により加熱されて吸着剤の除去成分を脱着させたキャリアガスを凝縮手段により冷却し、除去成分を除去し、再度、循環ループに戻している。この間、キャリアガスが吸着運転中の吸着塔内に流れることはほとんどないので、吸着運転中の吸着塔の負荷を増大させることはない。
また、本発明の吸着装置では、吸着塔内を減圧する減圧工程が不要であるため、吸着塔を減圧に耐えうる特殊な構造とする必要がなく、吸着塔にかかるコストを低減することができる。また、減圧用の真空ポンプ等が不要となるため、部品点数を削減でき、装置のコストを低減することができる。
【００１６】
さらに、凝縮手段に設けられた冷却部により、吸着剤を冷却するためのガスの冷却を行っているため、吸着剤冷却手段に新たな冷却部を設ける場合に比べ、冷却部の数を削減できる。これにより吸着装置のコストを低減することができる。
また、本発明では、循環ループ内で加熱手段により加熱されたキャリアガスを循環させる構成を採用しているので、キャリアガスの循環量により、吸着塔の再生時間を調整することができる。
【００１７】
さらに、吸着剤の冷却を行う吸着剤冷却手段は、冷却部で冷却した吸着剤冷却用のガスを運転処理中の吸着塔を介して再生処理中の吸着塔内に導入する構成であるため、冷却部による冷却により、吸着剤冷却用のガスの体積が収縮した場合であっても、運転処理中の吸着塔からの処理済の清浄ガスを加えることができ、これにより、体積収縮分を補給することができる。
【００１８】
この際、前記凝縮手段により除去成分が除去され、前記循環ループに戻されたキャリアガスは、再度加熱手段により加熱されて循環ループ内を循環することが好ましい。
凝縮手段で、循環ループを循環するキャリアガスの一部を凝縮することで、循環ループ内には、除去成分が除去されたキャリアガスが順次導入される。そして、この除去成分をほとんど含まないガスが加熱手段により加熱され、再度、吸着剤の除去成分の脱着を行うため、吸着剤からの除去成分の脱着を効率よく行うことができる。
【００１９】
この際、前記冷却部からのガスの排出経路を切り換えることにより、前記凝縮手段と、前記吸着剤冷却手段とが切り換えられ、この切り換えに応じて前記冷却部では、除去成分を含有するキャリアガスの冷却及び吸着剤冷却用のガスの冷却のうち何れか一方が行われること好ましい。
除去成分を除去するためのキャリアガスの冷却と、吸着剤冷却用のガスの冷却とを同時に行った場合には、冷却部に大きな負荷がかかることとなる。
これに対し、本発明によれば、除去成分を含有するキャリアガスの冷却及び吸着剤冷却用のガスの冷却の何れか一方のみが冷却部で行われ、これらが同時に行われることがないので、冷却部に大きな負荷がかかることがない。
【００２０】
また、本発明では、前記吸着剤は、ＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルであることが好ましい。さらには、比表面積が５００ｍ２／ｇ以上であり、関係湿度５０％での吸湿率２５％が以下の疎水性シリカゲルであることが好ましい。
ＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルは、非常に微細で多孔質な毛細管構造になっており、被処理ガス中の除去成分の吸着力が高いため、吸着塔内の吸着剤の再生に長時間かかることがあっても、運転中の他の吸着塔内の吸着剤が破過しない。
また、ＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルは、空気中の湿分を吸着しにくく、湿分による吸着負荷や脱着負荷が少ないため、吸着塔内への吸着剤の充填量が少なくてすみ、再生時間を短縮することができる。
さらに、比表面積が５００ｍ２／ｇ以上であり、関係湿度５０％での吸湿率２５％以下の疎水性シリカゲルとすれば、比表面積が大きく、かつ、吸湿率が小さいので、上述したような効果をより発揮することができる。
【００２１】
また、本発明では、前記吸着塔は、その下部が被処理ガスの供給口とされ、その上部が排出口とされ、前記循環ループは、前記吸着塔の排出口から供給口に向かって前記キャリアガスを循環させる送風手段を備えていることが好ましい。
吸着運転中の吸着塔においては、排出口側の吸着剤の精度により、排出される清浄ガスの清浄度（除去成分の除去の度合い）が左右される。すなわち、排出口側の吸着剤の吸着力が強ければ、排出される清浄ガス中には除去成分がほとんどないものとなる。
このような本発明によれば、キャリアガスを吸着塔の排出口から供給口に向かって循環させているため、吸着剤のうち、排出口側（上部側）に位置する吸着剤が高度に再生される。これにより、吸着塔を吸着運転させた際、排出口側の吸着剤の吸着力が高まるので、排出される清浄ガスの清浄度をより高めることができる。
【００２２】
さらに、本発明では、前記吸着剤冷却手段において、前記循環ループの送風手段により、前記冷却部で冷却された吸着剤冷却用のガスを再生処理中の吸着塔の供給口に導入することが好ましい。
キャリアガスを循環させる送風手段により、冷却された吸着剤冷却用のガスを再生処理中の吸着塔の供給口に導入することで、吸着剤冷却手段において、送風手段を別途設ける必要がなく、これにより吸着装置の部材点数を削減することができる。
【００２３】
以上のような、本発明は、吸着装置としてのみならず、吸着方法としても成立しうるものである。すなわち、本発明の吸着方法は、吸着塔内に充填された吸着剤により有機成分を含む被処理ガス中の除去成分を吸着除去し、その吸着剤の再生を行う吸着方法であって、複数の吸着塔の被処理ガス供給口及び排出口に接続され、切り換え手段で循環経路を換えることにより、前記複数の吸着塔のうち、何れかの吸着塔内に循環ループによりキャリアガスを循環させるとともに、前記循環ループに設けられた加熱手段により、前記吸着剤に吸着された除去成分の脱着温度まで、前記キャリアガスを加熱して、前記吸着塔内の吸着剤から除去成分を脱着させる脱着工程と、前記循環ループに接続された凝縮手段に設けられた冷却部により、除去成分を含むキャリアガスを冷却して前記除去成分を凝縮し、凝縮後のキャリアガスを再度、循環ループに戻す凝縮工程と、前記循環ループにキャリアガスをパージして除去成分を含むキャリアガスを取り除くスウィープ工程と、このスウィープ工程の後、吸着剤冷却用のガスを前記吸着剤が吸着性能を発揮できる温度まで、前記冷却部により冷却し、前記複数の吸着塔のうち吸着運転中の他の吸着塔を介して、再生処理中の前記吸着塔に導入する吸着剤冷却工程とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
このような本発明によれば、前述した吸着装置と同様の効果を奏することができる。
さらに、吸着塔内の吸着剤の脱着工程が終了した状態では、吸着塔や循環ループ内のキャリアガスには、吸着剤から脱着した除去成分が、冷却部の温度における平衡濃度で含有されている。除去成分が除去された吸着剤を吸着性能が発揮できる温度まで冷却する必要があるが、このまま冷却したのでは吸着塔内の温度の低下につれて、除去成分が再び吸着剤に吸着される場合がある。そこで、本発明のように、スウィープ工程を設け、除去成分を含むキャリアガスを取り除き、その後、吸着剤冷却工程を設けることで、吸着剤に除去成分が再吸着することが防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態の吸着装置１が示されている。この吸着装置１は、２塔の吸着塔１０Ａ，１０Ｂと、この吸着塔１０Ａ，１０Ｂに被処理ガスを導入するための被処理ガス導入ライン１１と、吸着塔１０Ａ，１０Ｂからの清浄ガスを放出するための放出ライン１２と、循環ループ２０とを備えている。
吸着塔１０Ａ、１０Ｂは、被処理ガス導入ライン１１を介して導入される有機成分を含む被処理ガス中の除去成分（例えば、有機溶剤等）を吸着剤により吸着し、除去成分が除去された清浄な排気ガス（清浄ガス）を放出ライン１２から放出する設備である。
なお、本実施形態では、吸着塔を２塔としたが、これに限らず、吸着運転時間と、吸着剤の再生処理時間を考慮して吸着塔を３塔以上としてもよい。
【００２６】
吸着塔１０Ａ、１０Ｂ内に充填される吸着剤は、ＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルであり、比表面積が５００ｍ２／ｇ以上、関係湿度５０％での吸湿率が２５％以下の疎水性シリカゲルである。このような疎水性シリカゲルは、ＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルを４００〜６００℃で、２０分〜４時間程度焼成することで得られる。また、シランカップリング剤等で表面処理することによっても得ることができる。
なお、本実施形態では、吸着剤をシリカゲルとしたが、これに限らず、熱履歴に耐えられるものであればよく、例えば、ゼオライト等であってもよい。また、活性炭を使用してもよい。
【００２７】
被処理ガス導入ライン１１は、途中で配管１３Ａ，１３Ｂによって２本に分岐され、この配管１３Ａ，１３Ｂが、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの下部に設けられた供給口にそれぞれ接続されている。この配管１３Ａ，１３Ｂの途中にはバルブ１３１Ａ，１３１Ｂが設けられている。
一方、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの上部に設けられる排出口には、それぞれ、配管１５Ａ，１５Ｂが接続されている。この配管１５Ａ，１５Ｂには、バルブ１５１Ａ，１５１Ｂが設けられ、配管１５Ａ，１５Ｂは、バルブ１５１Ａ，１５１Ｂの下流側で合流して放出ライン１２に接続される。
【００２８】
循環ループ２０は、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの被処理ガス供給口及び排出口に接続され、切り換え手段であるバルブにより循環経路を換えることにより、吸着塔１０Ａ，１０Ｂのうち何れか一方の吸着塔内にキャリアガスを循環させるものである。すなわち、本実施形態の循環ループ２０は、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの供給口に接続された配管１３Ａ、１３Ｂと、この配管１３Ａ、１３Ｂから分岐された配管２１Ａ，２１Ｂと、この配管２１Ａ，２１Ｂの合流点に設置されるブロア２２と、ブロア２２の下流側に配置される配管２３と、この配管２３から分岐する配管２４Ａ，２４Ｂと、この配管２４Ａ，２４Ｂが接続され、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの排出口に接続された配管１５Ａ，１５Ｂとを備えて構成されている。
【００２９】
配管２１Ａ，２１Ｂには切り換え手段となるバルブ２１１Ａ，２１１Ｂがそれぞれ設けられている。また、配管２３にもバルブ２３１が取り付けられている。さらに、配管２４Ａ，２４Ｂにも切り換え手段となるバルブ２４１Ａ，２４１Ｂが、それぞれ取り付けられている。
ブロア２２は、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの排出口から供給口に向かって循環ループ２０内のキャリアガスを循環させる送風手段である。
そして、このような循環ループ２０のうち、配管１３Ｂ，２１Ｂ、ブロア２２、配管２３，２４Ｂ，１５Ｂが、吸着塔１０Ｂを再生処理する際に使用される第１の経路となり、配管１３Ａ，２１Ａ、ブロア２２、配管２３，２４Ａ，１５Ａが吸着塔１０Ａを再生処理する際に使用される第２の経路となる。この第１の経路と、第２の経路とは、前述した切り換え手段となるバルブを開閉することにより、切り換えられる。
【００３０】
また、循環ループ２０には、循環ループ２０内にキャリアガスを導入するキャリアガス導入ライン２５及び、キャリアガスを加熱する加熱手段としての加熱器３０が設けられている。
ここで、キャリアガスは、不活性ガスを使用することが好ましく、不活性ガスとしては、窒素ガス、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等を採用することができる。この中でも、安価な窒素ガスを用いることがより好ましい。
【００３１】
加熱器３０は、配管２３のバルブ２３１と、配管２４Ａ，２４Ｂへの分岐点との間に取り付けられており、循環ループ２０内を循環するキャリアガスを、吸着剤に吸着された除去成分の脱着温度まで加熱するものである。この加熱器３０は、スチームを熱源とするものであり、プレートフィン式、シェルアンドチューブ式、プレート式等の熱交換器である。
なお、本実施形態では、加熱器３０の熱原としてスチームを採用したが、これに限られず、例えば、熱水、熱油、熱源としてもよい。さらに、加熱器として電気ヒータを使用してもよい。
【００３２】
以上のような、循環ループ２０には、吸着剤から除去成分を脱着させたキャリアガスを冷却して、除去成分を凝縮し、さらに、この除去成分を除去したキャリアガスを循環ループ２０に戻す凝縮手段４０と、吸着剤冷却用のガスを冷却して吸着剤の温度を下げる吸着剤冷却手段５０とが接続されている。
【００３３】
この凝縮手段４０は、循環ループ２０の配管２３のブロア２２と、バルブ２３１との間の部分に接続された配管４１と、この配管４１に接続された冷却部４２と、冷却部４２に接続された配管４３と、配管４３から分岐して、配管２１Ｂに接続される配管４４とを備える。なお、配管４３は配管４４と、配管５１とに分岐されている。
配管４１には、バルブ４１１が取り付けられている。また、配管４４にもバルブ４４１（切り換え手段）が取り付けられている。
【００３４】
冷却部４２は、冷却器４２１と、凝縮液受槽４２２と、ポンプ４２３と、チラーユニット４２４とを備えており、熱交換用冷媒（例えば、水等）の循環のための閉ループを形成している。
冷却器４２１としては、プレートフィン式、シェルアンドチューブ式、プレート式等の一般的な熱交換器を採用することができるが、凝縮液が凝縮液受槽４２２にスムーズに落下するものが好ましい。
【００３５】
また、冷却器４２１の上部に配管４３が接続されており、冷却器４２１の冷却により凝縮しない非凝縮性のガスは上部から排出される構成となっている。このようにすることで、非凝縮性のガスを確実に排出することができる。そして、このように、非凝縮性のガスを確実に排出させることで、冷却器４２１内の伝熱面が非凝縮性のガスでブロッキングされてしまうことがなく、伝熱効果、すなわち、冷却効果の低減を防止することができる。
【００３６】
凝縮液受槽４２２は、冷却器４２１の下部から延びる凝縮液導入管４２２Ａに接続されている。ここで、凝縮液導入管４２２Ａは、重質液でシールされたシール管である。一般に、被処理ガス中には、空気に由来する水分が含まれており、吸着剤は除去成分と、この水分とを吸着する。そして、この吸着剤から除去成分を脱着させる際に、水分も脱着されることとなるので、キャリアガスは水分を含有するものとなる。従って、このキャリアガスを凝縮した際に、凝縮液は、水槽と、有機物層の２層となることが多い。そのため、回収した凝縮液の２層の界面が乱れないように、凝縮液導入管４２２Ａをシール管とすることが好ましいのである。
なお、凝縮液が２層に分離するような場合には、分離効果を確保できるように滞留時間を持たせることが好ましい。
【００３７】
また、凝縮液受槽４２２には、凝縮液受槽４２２内の気層部分と連通するベント（図示略）が設けられている。凝縮液を凝縮液受槽４２２に落とす際に、同体積のガスを冷却器４２１に戻す必要があり、前記ベントは、同体積のガスを送り込むことに使用される。また、凝縮液が所定量溜まった場合には、凝縮液受槽４２２から凝縮液を排出させる必要があり、その際に凝縮液と同体積のガスを送り込むのにも前記ベントが使用される。
なお、本実施形態では、冷却器４２１と、凝縮液受槽４２２とを別体としたが、これに限らず、凝縮液の量が少ない場合には、冷却器４２１の下部にブーツとして凝縮液受槽を設置してもよい。さらに、冷却器４２１と、凝縮液受槽４２２とを一体化させて、冷却器４２１内のガスを下降流として凝縮液とともに受槽に導入し、受槽内で気液分離した後、非凝縮ガスを抜き出す構成としてもよい。この場合、非凝縮ガスの抜き出し口には、非凝縮ガス中に液滴が混在してしまうことを防止するためのデミスタを設置することが好ましい。
【００３８】
ポンプ４２３は、凝縮手段４０の閉ループ内に熱交換用冷媒を循環させるものである。
チラーユニット４２４は、熱交換用冷媒を冷却するものである。冷媒の温度は凝縮させようとする除去成分がどのような蒸気圧特性を示すかに依存する。一般的には、除去成分の蒸気圧が１０〜２０Ｔｏｒｒ以下になるような温度とすることが好ましい。例えば、除去成分がベンゼン（融点５．５℃）である場合には、冷却媒体を７〜１０℃に冷却することが好ましい。
【００３９】
吸着剤冷却手段５０は、再生処理中の吸着塔内の吸着剤を冷却するものである。この吸着剤冷却手段５０は、吸着塔１０Ａ，１０Ｂ内の吸着剤が吸着性能を発揮できる温度まで、吸着剤冷却用のガスを冷却し、このガスを吸着塔１０Ａ，１０Ｂのうち、吸着運転中の吸着塔（例えば、吸着塔１０Ａ）を介して再生処理中の吸着塔（例えば、吸着塔１０Ｂ）に導入する。
【００４０】
吸着剤冷却手段５０は、循環ループ２０の配管２３のブロア２２とバルブ２３１との間の部分に接続された配管４１と、この配管４１に接続された冷却部４２と、冷却部４２に接続された配管４３と、配管４３から分岐して配管１３Ｂのバルブ１３１Ｂの前段部分に接続される配管５１と、配管１３Ｂ，１３Ａと、配管１５Ａ，１５Ｂと、配管１５Ｂのバルブ１５１Ｂの後段部分に接続される配管５２と、配管５２に接続されるブロア５３と、ブロア５３の排出方向先端から延びる配管５４と、この配管５４から分岐し、その先端が配管２３の加熱器３０及び配管２４Ａ，２４Ｂへの分岐点の間に接続される配管５５と、配管２４Ａ，２４Ｂと、配管２１Ａ，２１Ｂと、ブロア２２とを備えている。
【００４１】
このような吸着剤冷却手段５０では、凝縮手段４０を構成する配管４１、冷却部４２、配管４３、循環ループ２０を構成する配管１３Ａ、１３Ｂ、配管２４Ａ，２４Ｂ、配管２１Ａ，２１Ｂ、ブロア２２を使用している。
なお、配管５４は、配管５５と、配管５６とに分岐しており、配管５６の先端は、配管２３の加熱器３０と、バルブ２３１との間に接続されている。また、この配管５６には、バルブ５６１が設けられている。
配管５１には、切り換え手段となるバルブ５１１が設けられている。また、配管５５にもバルブ５５１が設けられている。
ブロア５３は、ブロア２２と略同様の性能を有するものであり、冷却部４２で吸着剤を冷却するために冷却されたガスを吸着運転中の吸着塔を介して、再生処理中の吸着塔に送る役割を果たしている。
【００４２】
以上のような、吸着剤冷却手段５０と、凝縮手段４０とは、冷却部４２からのガスの排出経路を切り換え手段であるバルブ５１１、バルブ４４１で切り換えることにより、切り換えられ、この切り換えに応じて冷却部４２では、キャリアガスの冷却又は吸着剤冷却用のガスの冷却の何れか一方のみが行われる。
【００４３】
次に、このような吸着装置１の運転方法について説明する。
吸着装置１では、吸着塔１０Ａ，１０Ｂは、吸着と、再生とを交互に切り換えて使用する。ここでは、吸着塔１０Ａが吸着運転を行い、吸着塔１０Ｂが再生処理を行う場合について詳細に説明する。
（吸着塔１０Ａの吸着運転）
まず、バルブ１３１Ａ、１５１Ａを開き、バルブ２１１Ａ、２４１Ａを閉じ、被処理ガス導入ライン１１から被処理ガスを吸着塔１０Ａに導入し、清浄ガスを配管１５Ａ及び放出ライン１２から放出する。
【００４４】
（吸着塔１０Ｂの再生処理）
吸着塔１０Ｂは、吸着運転が終わった状態となっている。
吸着塔１０Ｂの再生処理は、再生処理準備工程、脱着工程、凝縮工程、スウィープ工程、吸着剤冷却工程を備えている。この再生処理に要する時間は、例えば、１時間〜３時間程度である。
【００４５】
（再生処理準備工程）
バルブ１３１Ｂ，１５１Ｂ、２３１，４４１，５６１，５５１を閉じ、バルブ２１１Ｂ，２４１Ｂ，４１１，５１１を開く。次に、循環ループ２０のインベントリーの約６０％以上に相当する量のキャリアガスを、キャリアガス導入ライン２５から被処理ガス導入ライン１１へ向かって導入する。このキャリアガスは、キャリアガス導入ライン２５から、配管２３、加熱器３０、配管２４Ｂ、吸着塔１０Ｂ、配管１３Ｂ、配管２１Ｂ、ブロア２２、配管４１、冷却部４２、配管４３、配管５１へと流れる。
このようにすることで、循環ループ２０の第１の経路内の酸素濃度を最小燃焼酸素濃度（ＭＯＣ）以下に下がることとなる。
【００４６】
（脱着工程）
まず、ブロア２２を起動し、さらに加熱器３０を駆動する。次に、バルブ２３１、４１１を開き、バルブ５１１を閉じる。これにより、キャリアガスは、循環ループ２０の第１の経路を流れることとなる。具体的にはキャリアガスはブロア２２，配管２３、加熱器３０、配管２４Ｂ，１５Ｂ、吸着塔１０Ｂ、配管１３Ｂ，２１Ｂ、ブロア２２と循環することとなる。キャリアガスの循環量は、所定の時間内に、除去成分が脱着する温度まで吸着剤を加熱するのに必要な量とする。加熱器３０によりキャリアガスは、約４０〜１６０℃になるまで加熱される。また、キャリアガスを前記温度で５分以上保持できるよう加熱器３０より加熱する。このようにして加熱されたキャリアガスにより吸着剤から除去成分が脱着されることとなる。
【００４７】
（凝縮工程）
さらに、第１の経路を循環し、吸着剤からの除去成分を含有するキャリアガスの一部を凝縮手段４０により冷却し、除去成分を凝縮した後、再度循環ループ２０の第１の経路内に戻す。具体的には、ブロア２２から排出されたキャリアガスの一部を配管４１、冷却部４２、配管４３、配管４４へと流す。そして、キャリアガスは、配管４４から配管２１Ｂに流れ、第１の経路を再度循環することとなる。
【００４８】
凝縮手段４０側に流すキャリアガスの量は、第一の経路内を循環するキャリアガスの５〜３０％程度が好ましい。５％を大きく下回ると、第１の経路内を循環する除去成分の濃度が高くなり、吸着剤からの除去成分の除去効率が低下する可能性がある。また、３０％を大きく超えた場合には、凝縮及び加熱に大きなエネルギーを必要とするため、コストが増加する可能性がある。
ここで、循環ループ２０の第１の経路内の温度上昇と、吸着剤からの除去成分の発生により、第１の経路内の圧力が上昇することがある。このような場合には、バルブ５１１を開き、第１の経路内の圧力を調整することが好ましい。
【００４９】
（スウィープ工程）
次に、キャリアガス導入ライン２５からキャリアガス（窒素ガス）を導入し、循環ループ２０の第１経路内のスウィープを行う。まず、ブロア２２の吸い込み側ダンパーを絞ること又は、インバータ制御等によりブロア２２の回転数を下げることにより、キャリアガスの流量を設定する。この流量は、ブロア２２がサージング（流量が周期的に変動）しない条件とする。
【００５０】
その後、バルブ２３１，４４１を閉じ、バルブ５１１を開き、キャリアガス導入ライン２５から循環ループ２０内の第１の経路のインベントリーの約６０％に相当するキャリアガスを導入し、被処理ガス導入ライン１１に向けてパージする。具体的には、キャリアガス導入ライン２５から導入されたキャリアガスは、配管２３，２４Ｂ，１５Ｂ、吸着塔１０Ｂ、配管１３Ｂ，２１Ｂ、ブロア２２、配管４１、冷却部４２、配管４３，５１と流れる。これにより、第１の経路内の酸素濃度を最小燃焼酸素濃度（ＭＯＣ）以下に下がることとなる。
【００５１】
次に、キャリアガス導入ライン２５からのガスの導入を停止するとともに、加熱器３０の駆動を停止する。その後、バルブ５６１を開き、さらに、ブロア５３を起動する。すると、吸着塔１０Ａからの清浄ガスが配管１５Ａ，５２、ブロア５３、配管５６、配管２３，２４Ｂ，１５Ｂ、吸着塔１０Ｂ、配管１３Ｂ，２１Ｂ，ブロア２２、配管４１、冷却部４２、配管４３、配管５１と流れ、吸着塔１０Ｂ及び循環ループ２０の第１の経路がスウィープされる。ここで、スウィープを行うために必要なガスの量は一般には、吸着塔１０Ｂの容積の１〜１０倍程度である。
なお、キャリアガス導入ライン２５からのキャリアガスの供給に余裕がある場合には、キャリアガスの導入を継続し、吸着塔１０Ａからの清浄ガスの導入を省くことも可能である。
【００５２】
（吸着剤冷却工程）
冷却は、前記スウィープ操作で循環ループ２０の第１の経路内にパージされた清浄ガスを吸着剤冷却用のガスとして使用し、これを冷却部４２で冷却し、吸着運転中の吸着塔１０Ａを介して吸着塔１０Ｂに導入することで行われる。
まず、バルブ５６１を閉め、バルブ５５１を開く。次に、ブロア２２，５３の吸い込み側のダンパーを開けるか、インバータ制御等によりブロア２２，５３の回転数を上げることにより、流量を設定する。この流量は、所定の時間内で吸着塔１０Ｂ内の吸着剤を冷却するのに必要な流量とする。
【００５３】
第１の経路中の清浄ガスは、吸着剤冷却手段５０の配管４１、冷却部４２、配管４３，５１，１３Ａ、吸着塔１０Ａ、配管１５Ａ，５２、ブロア５３、配管５４，５５，２３，２４Ｂ，１５Ｂを介して吸着塔１０Ｂに導入される。さらに、配管１３Ｂ，２１Ｂ、ブロア２２を介して、再度配管４１に導入される。
このように清浄ガスを循環させ、吸着塔１０Ｂから排出される清浄ガスの温度が所定の温度まで下がった時点で冷却操作を終了し、ブロア５３，２２を停止させる。
【００５４】
以上のようにして、吸着塔１０Ｂの再生処理は終了する。次に、吸着塔１０Ｂを吸着運転させ、吸着塔１０Ａの再生処理を行う。まず、バルブ１３１Ｂ，１５１Ｂを開き、バルブ２１１Ｂ，２４１Ｂを閉じる。また、バルブ１３１Ａ，１５１Ａ、２３１，４４１，５６１，５５１を閉じ、バルブ２１１Ａ，２４１Ａ，４１１，５１１を開く。そして、前述した再生処理準備で述べた手順と略同様にキャリアガスを充填し、再生処理を行う。
【００５５】
従って、このような第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１−１）循環ループ２０には、加熱器３０と、凝縮手段４０とが設けられているため、加熱器３０により加熱されて吸着剤の除去成分を脱着させたキャリアガスを凝縮手段４０により冷却して、除去成分を除去し、再度、循環ループ２０に戻している。この間、キャリアガスが吸着運転中の吸着塔（例えば、吸着塔１０Ａ）内に流れることはほとんどないので、吸着運転中の吸着塔１０Ａの負荷を増大させることはない。
なお、脱着工程において、循環ループ２０内の圧力が上昇した場合に、バルブ５１１を開き、圧力を調整するとしたが、この際、配管５１から排出されるガスは、非常に微量であるため、このガスが配管５１から配管１３Ａに導入されても、吸着塔１０Ａには、大きな負荷がかからない。
また、スウィープ工程においても、未凝縮の除去成分を含むキャリアガスを吸着塔１０Ａ内に導入することとなるが、この除去成分の量も非常に微量であるため、吸着塔１０Ａには、大きな負荷がかからない。
【００５６】
（１−２）また、凝縮手段４０で、循環ループ２０を循環するキャリアガスの一部を凝縮することで、循環ループ２０内には、除去成分をほとんど含まないキャリアガスが順次導入される。そして、この除去成分をほとんど含まないキャリアガスが加熱器３０により加熱されて、吸着剤の除去成分の脱着を行うため、吸着剤からの除去成分の脱着を効率よく行うことができる。
【００５７】
（１−３）吸着装置１では、吸着剤から除去成分を除去する際に、減圧を行う必要がないため、吸着塔１０Ａ，１０Ｂを減圧に耐えうる構造とする必要がなく、吸着塔１０Ａ，１０Ｂにかかるコストを低減することができる。また、減圧を行う必要がないので、減圧用の真空ポンプ等が不要であり、吸着装置１の部品点数を削減でき、コスト低減を図ることができる。
【００５８】
（１−４）さらに、吸着剤冷却手段５０では、凝縮手段４０に設けられた冷却部４２により、吸着剤を冷却するためのガスの冷却を行っている。従って、吸着剤冷却手段５０に新たな冷却部を設ける場合にくらべ、冷却部の数を削減できる。これにより吸着装置１のコストを低減することができる。
（１−５）循環ループ２０内で加熱器３０により加熱されたキャリアガスを循環させる構成を採用しているので、キャリアガスの循環量により、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの再生時間を調整することができる。
【００５９】
（１−６）吸着剤の冷却の際に、運転処理中の吸着塔（例えば吸着塔１０Ａ）を介して再生処理中の吸着塔（例えば吸着塔１０Ｂ）内に吸着剤冷却用のガスを導入する構成としたので、吸着剤冷却用のガスの冷却に伴って体積が収縮した場合であっても、運転処理中の吸着塔１０Ａからの処理済の清浄ガスを加えることができ、体積収縮分を補給することができる。
【００６０】
（１−７）除去成分を除去するためのキャリアガスの冷却と、吸着剤を冷却するための吸着剤冷却用のガスの冷却とを同時に行った場合には、冷却部４２に大きな負荷がかかることとなる。これに対し、本実施形態では除去成分を除去するための冷却と、吸着剤冷却用のガスの冷却の何れか一方のみが冷却部４２で行われ、これらが同時に行われることがないので、冷却部４２に大きな負荷がかかることがない。
【００６１】
（１−８）本実施形態では、吸着剤冷却手段５０は、凝縮手段４０を構成する配管４１、４２、４３、循環ループ２０を構成する配管１３Ａ、１３Ｂ、２４Ａ，２４Ｂ、２１Ａ，２１Ｂ、ブロア２２を備えて構成されているため、吸着剤冷却手段５０として設ける新たな配管等の数を削減できる。
【００６２】
（１−９）吸着塔１０Ａ，１０Ｂ内に充填されているＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルは、非常に微細で多孔質な毛細管構造になっており、被処理ガス中の除去成分の吸着力が高いため、吸着塔（例えば吸着塔１０Ｂ）内の吸着剤の再生に長時間かかっても、運転中の他の吸着塔（例えば、吸着塔１０Ａ）内の吸着剤が破過しない。
また、ＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルは、空気中の湿分を吸着しにくく、湿分による吸着剤への吸着負荷や脱着負荷が少ないため、吸着塔１０Ａ，１０Ｂ内への吸着剤の充填量が少なくてすみ、再生時間を短縮することができる。
さらに、吸着剤を比表面積が５００ｍ２／ｇ以上であり、関係湿度５０％での吸湿率が２５％以下の疎水性シリカゲルとしており、比表面積が大きく、かつ、吸湿率が小さいので、上述したような効果をより発揮することができる。
【００６３】
（１−１０）吸着運転中の吸着塔においては、排出口側の吸着剤の精度により、排出される清浄ガスの清浄度（除去成分の除去の度合い）が左右される。すなわち、排出口側の吸着剤の吸着力が強ければ、排出される清浄ガス中には除去成分がほとんどないものとなる。
本実施形態では、キャリアガスを吸着塔１０Ａ，１０Ｂの排出口から供給口に向かって循環させているため、吸着剤のうち、排出口（上部側）に位置する吸着剤が高度に再生される。これにより、吸着塔１０Ａ，１０Ｂを吸着運転させた際、排出される清浄ガスの清浄度をより高いものとすることができる。
【００６４】
（１−１１）吸着塔１０Ａ，１０Ｂは、被処理ガスの供給口が下部側に設けられており、排出口が上部側に設けられているため、被処理ガスが上昇流として吸着塔１０Ａ，１０Ｂ内を流れることとなる。
通常、吸着塔１０Ａ，１０Ｂ内の吸着剤には、微粉末等が含まれているため、被処理ガスを下降流となるように供給すると、吸着剤の層が微粉末により閉塞され、圧力損失が増大してしまい、被処理ガスがスムーズに流れなくなる可能性がある。これに対し、本実施形態のように、処理ガスが上昇流として吸着塔１０Ａ，１０Ｂ内を通るような構成とすることで、スムーズに被処理ガスを流すことができ、効率的に被処理ガスの吸着処理を行うことができる。
【００６５】
（１−１２）吸着塔１０Ａ，１０Ｂ内の吸着剤の脱着工程が終了した状態では、吸着塔１０Ａ，１０Ｂや循環ループ２０内のキャリアガスには、吸着剤から脱着した除去成分が、冷却部４２の温度における平衡濃度で存在する。除去成分が除去された吸着剤を吸着性能が発揮できる温度まで冷却する必要があるが、このまま冷却したのでは吸着塔１０Ａ，１０Ｂ内の温度の低下につれて、除去成分が再び吸着剤に吸着される場合がある。そこで、本実施形態のように、スウィープ工程を設け、除去成分を含むキャリアガスを取り除き、その後、吸着剤冷却工程を設けることで、吸着剤に除去成分が再吸着することが防止できる。これにより、吸着剤の吸着性能の低下を防ぐことができる。
【００６６】
次に、図２を参照して本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記実施形態では、吸着装置１は、ブロアを２基備えていた。これに対し、本実施形態の吸着装置２は、ブロアを１基しか備えていない。
すなわち、本実施形態の吸着装置２のブロア６１（送風手段）は、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの排出口から供給口に向かって循環ループ６０内のキャリアガスを循環させる役割と、冷却部４２で吸着剤を冷却するために冷却されたガスを吸着運転中の吸着塔を介して、再生処理中の吸着塔に送る役割を果たしている。
本実施形態の循環ループ６０は、配管１３Ａ、１３Ｂと、この配管１３Ａ、１３Ｂから分岐された配管２１Ａ，２１Ｂと、この配管２１Ａ，２１Ｂを合流させた配管２３と、この配管２３に接続されたブロア６１と、ブロア６１に接続された配管２６と、この配管２６から分岐する２４Ａ，２４Ｂと、この配管２４Ａ，２４Ｂが接続される配管１５Ａ，１５Ｂとを備えて構成されている。
【００６７】
また、前記実施形態では、凝縮手段４０の冷却部４２に接続された配管４３から分岐した配管４４は、配管２１Ｂに接続されていたが、本実施形態では、冷却部４２に接続された配管４３から分岐した配管７１は、配管２３のバルブ２３１と、加熱器３０との間に接続されている。
本実施形態の凝縮手段７０は、配管２３のバルブ２３１及び配管２１Ａ，２１Ｂの合流地点の間に接続された配管４１と、冷却部４２と、冷却部４２に接続された配管４３と、この配管４３から分岐し、配管２３のバルブ２３１と加熱器３０との間に接続された配管７１とを備える。この配管７１には切り換え手段となるバルブ７１１が設けられている。
【００６８】
さらに、前記実施形態では、吸着剤冷却手段５０において、配管５２は、ブロア５３に接続されていたが、本実施形態の吸着剤冷却手段８０においては、配管５２はブロアに接続されておらず、配管５６と、配管５５とに分岐されている。
すなわち、本実施形態の吸着剤冷却手段８０は、循環ループ２０の配管２３に接続された配管４１と、この配管４１に接続された冷却部４２と、冷却部４２に接続された配管４３と、配管４３から分岐して配管１３Ｂのバルブ１３１Ｂの前段部分に接続される配管５１と、配管１３Ｂ，配管１３Ａと、配管１５Ａ，１５Ｂと、配管１５Ｂのバルブ１５１Ｂの後段部分に接続される配管５２と、この配管５２から分岐し、その先端が配管２３に接続される配管５５と、ブロア６１と、配管２４Ａ，２４Ｂと、配管２１Ａ，２１Ｂとを備えている。
【００６９】
このような吸着装置２の運転方法は、前記実施形態と略同様であるが、吸着塔１０Ｂの再生処理において、再生処理準備工程では、キャリアガス導入ライン２５から、配管２３、加熱器３０、配管２４Ｂ、吸着塔１０Ｂ、配管１３Ｂ、配管２１Ｂ、配管４１、冷却部４２、配管４３、配管５１へと流れる。
【００７０】
脱着工程では、前記実施形態のブロア２２にかえてブロア６１を駆動する。キャリアガスは、配管２３、加熱器３０、ブロア６１、配管２４Ｂ，１５Ｂ、吸着塔１０Ｂ、配管１３Ｂ，２１Ｂ、配管２３と循環することとなる。
また、凝縮手段７０では、循環ループ２０内を循環するキャリアガスの一部を配管４１、冷却部４２、配管４３、配管７１へと流す。
【００７１】
スウィープ工程では、キャリアガス導入ライン２５から導入されたキャリアガスは、配管２３、ブロア６１、配管２４Ｂ，１５Ｂ、吸着塔１０Ｂ、配管１３Ｂ，２１Ｂ、配管４１、冷却部４２、配管４３，５１と流れる。そして、キャリアガス導入ライン２５からの導入を停止し、吸着塔１０Ａからの清浄ガスを配管１５Ａ，５２、配管５６、配管２３、ブロア６１、配管２４Ｂ，１５Ｂ、吸着塔１０Ｂ、配管１３Ｂ，２１Ｂ、配管４１、冷却部４２、配管４３、配管５１と流す。
【００７２】
吸着剤冷却工程では、バルブ５６１を閉め、バルブ５５１を開く。そして、循環ループ６０の第１の経路中の清浄ガスを配管４１、冷却部４２、配管４３，５１，１３Ａ、吸着塔１０Ａ、配管１５Ａ，５２，５５，２３、ブロア６１、配管２４Ｂ，１５Ｂを介して吸着塔１０Ｂに導入する。さらに、配管１３Ｂ，２１Ｂを介して、再度配管４１に導入する。
【００７３】
このような本実施形態では。前記実施形態の（１−１）〜（１−１２）と略同様の効果を奏することができるうえ、以下の効果を奏することができる。
（２−１）吸着装置２は、ブロア６１を１基のみ有するものであるため、第１実施形態のように２基備える場合に比べ、吸着装置２の構造を簡略化でき、コストダウンを図ることができる。
【００７４】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、吸着装置１，２は、スウィープ工程を実施できるものであるとしたが、これに限らず、スウィープ工程が実施できないような構成であってもよい。この場合には、再生処理時間を短縮することができる。
また、前記各実施形態では、吸着剤冷却手段５０，８０は、凝縮手段４０，７０を構成する配管４１、冷却部４２、配管４３、循環ループ２０，６０を構成する配管１３Ａ、１３Ｂ、配管２４Ａ，２４Ｂ、配管２１Ａ，２１Ｂを備えて構成されているとしたが、これに限らず、凝縮手段４０，７０や循環ループ２０，６０とは別の配管を設けて構成してもよい。
【００７５】
さらに、前記各実施形態では、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの被処理ガスの排出口から循環ループ２０，６０内のキャリアガスを導入し、被処理ガスの供給口からキャリアガスを排出する構成としたが、これに限らず、供給口からキャリアガスを供給し、排出口からキャリアガスを排出させてもよい。
また、吸着塔１０Ａ，１０Ｂの下部を被処理ガスの供給口とし、上部を排出口としたが、これに限らず、上部を供給口、下部を排出口としてもよい。
【００７６】
【実施例】
以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
［実施例１］
前記第１実施形態と同様の吸着装置１を用いて以下に示すような被処理ガスの処理を行った。
（被処理ガスの流量及び組成）

Figure 2005000862
【００７７】
吸着塔１０Ａ，１０Ｂに充填された吸着剤は、ＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルを５００℃、２時間焼成した疎水性のシリカゲルである。比表面積は５８０ｍ２／ｇ、関係湿度５０％での吸湿率は２１％である。この吸着剤の充填量は６００ｋｇである。
【００７８】
（再生処理の条件）
また、再生処理の条件は、以下のようである。
Figure 2005000862
吸着剤の冷却は、１０００ ｍ３／ｈｒで、ガスを３０℃に冷却して３０分間循環させ、吸着剤の温度を４０℃以下まで冷却した。（再生処理中の吸着塔の排出口付近で３２℃、供給口付近で４０℃であった。）
【００７９】
以上のような条件のもと、吸着運転、再生処理の切り換えのインターバルを１時間４０分に設定した。
（結果）
吸着塔から排出されたガス中にはトルエンが４０体積ｐｐｍ含まれており、除去効率は９６％となった。
【００８０】
［実施例２］
実施例１と同様に、吸着装置１を用いて以下に示すような被処理ガスの処理を行った。
（被処理ガスの流量及び組成）
Figure 2005000862
【００８１】
（再生処理の条件）
再生処理の条件は、以下のようである。
Figure 2005000862
吸着剤の冷却は、２０００ ｍ３／ｈｒで、ガスを３０℃に冷却して４０分間循環させ、吸着剤の温度を４０℃以下まで冷却した。（再生処理中の吸着塔の排出口付近で３３℃、供給口付近で４０℃であった。）
他の条件は実施例１と同じである。
【００８２】
（結果）
吸着塔から排出されたガス中にはイソプロピルアルコールが３０体積ｐｐｍ含まれており、除去効率は９５％となった。また、吸着塔から排出されたガス中には酢酸プロピルが１０体積ｐｐｍ含まれており、除去効率は９７％となった。
【００８３】
［実施例３］
吸着剤としてＪＩＳ−Ｂ型のシリカゲルを５００℃、２時間焼成したもの（比表面積４５０ｍ２／ｇ、関係湿度５０％での吸湿率２８％）を用いた。他の条件は実施例１と同じである。
（結果）
吸着塔から排出されたガス中にはトルエンが１５０体積ｐｐｍ含まれており、除去効率は８５％となった。
【００８４】
［実施例１〜３の考察］
以上のような実施例１〜３の結果より、除去効率が高いため、吸着負荷を増大させることなく、被処理ガスより除去成分を除去していることが確認された。
【００８５】
【発明の効果】
このような本発明によれば、吸着運転中の吸着塔の吸着負荷が増大せず、設備の低コスト化を図ることができる吸着装置及び吸着方法を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる吸着装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる吸着装置を示す模式図である。
【図３】従来の吸着装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 吸着装置
２ 吸着装置
１０Ａ 吸着塔
１０Ｂ 吸着塔
２０ 循環ループ
６０ 循環ループ
２２ ブロア（送風手段）
６１ ブロア（送風手段）
３０ 加熱器（加熱手段）
４０ 凝縮手段
７０ 凝縮手段
４２ 冷却部
５０ 吸着剤冷却手段
８０ 吸着剤冷却手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an adsorption device and an adsorption method.
[0002]
[Background]
Conventionally, volatile organic compounds (VOC) such as organic solvents have been widely used in various industries including the equipment manufacturing industry. From the storage equipment for storing the organic solvent and the reaction equipment using the organic solvent, a gas to be treated such as a volatile organic solvent is discharged. Such gas to be treated contains components that, if released into the atmosphere, may cause health damage to the surrounding residents or cause global warming. It is about to be provided.
[0003]
In order to comply with this emission regulation, a method using an adsorbent is used as a method for removing and recovering the removed components in the gas to be treated.
Generally, when the adsorbent reaches its adsorption capacity, the adsorption efficiency is remarkably lowered and breaks through. Therefore, it is necessary to regenerate the adsorbent before reaching the adsorption capacity. As a method for regenerating the adsorbent, there is a method in which the adsorbent is removed from the adsorption tower and heated with steam or the like in another place to remove the removed components adsorbed on the adsorbent and regenerate (steam heating method). .
However, in this steam heating method, since steam liquefies into water, a large amount of drainage containing a saturated removal component is generated.
Moreover, it is difficult to separate this waste water into a phase containing a removal component and an aqueous phase, and the removal component cannot be taken out from the waste water.
[0004]
In order to solve such a problem, an adsorption device 100 (see FIG. 3) that regenerates an adsorbent using an inert gas or the like having a low water content has been proposed (for example, see Patent Document 1).
In the adsorption apparatus 100, the adsorption tower 100A after the adsorption operation is completed is desorbed in the order of the following steps (a) to (e).
[0005]
During the regeneration process of the adsorption tower 100A, the adsorption tower 100B is in a regeneration operation, and the gas to be treated introduced from the gas to be treated introduction line 113 is introduced into the adsorption tower 100B through the pipe 115 by the blower 114. Has been.
(A) First, the inside of the adsorption tower 100A to be desorbed is depressurized by a vacuum pump 107 connected via a pipe 106, and the inside of the tower 100A is replaced with an inert gas (from the inert gas supply device 108 to the pipe 109 And the operation of introducing the pipe 109 through the pipe 109A branched from the pipe 109 is performed once or more.
(B) The substituted inert gas is heated while circulating in the circulation line (adsorption tower 100A, pipe 101, blower 102, pipe 103, pipe 104, gas heater 105, adsorption tower 100A) including the adsorption tower 100A. The adsorption layer in the tower 100A is heated.
[0006]
(C) Stop the circulation, depressurize the inside of the adsorption tower 100A with the vacuum pump 107 connected to the pipe 106, and desorb the adsorption layer while heating an inert gas whose flow rate is 1/10 or less of the gas to be treated. After the removal, the removed components are condensed and recovered from the desorption gas through the cooler 110, the dehumidifier 111, the deep cooler 112, and the like.
(D) The adsorption layer is purged and cooled while an inert gas is allowed to flow through the adsorption tower 100A after desorption at a flow rate of 1/10 or less of the gas to be treated.
(E) The processing gas (clean gas) of the adsorption tower 100B during another adsorption operation is introduced into the adsorption tower 100A that has completed the step (d) through the pipe 116, the pipe 117, and the pipe 104, and the adsorption layer is formed. The process gas used for cooling is returned to the gas to be processed.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-226029 (pages 3, 4 and FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a method, in the recovery step of the removed component in step (c) described above, the circulation of the inert gas is stopped, and the uncondensed removed component that could not be condensed and recovered is placed in the adsorption tower 100B during the adsorption operation. It is returning. Since the amount of the removed component is large at the initial stage of the recovery component recovery process, the amount of the uncondensed removed component also increases. By returning this to the adsorption tower 100B, there arises a problem that the adsorption load of the adsorption tower 100B increases in the desorption process of the adsorption tower 100A.
Further, since the decompression operation is performed in the step (c), the adsorption towers 100A and 100B must be thick and have a curved surface structure so as to withstand the decompression. In addition to this, the vacuum pump 107 and the like for reducing the pressure are necessary, which causes a problem of expensive equipment.
[0009]
The objective of this invention is providing the adsorption | suction apparatus and adsorption | suction method which can aim at the cost reduction of an installation, without the adsorption | suction load of the adsorption tower in adsorption operation increasing.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An adsorption apparatus according to the present invention is an adsorption apparatus that adsorbs and removes removed components in a gas to be treated including organic components by an adsorbent packed in an adsorption tower, and regenerates the adsorbent. A circulation loop that circulates a carrier gas in any one of the plurality of adsorption towers by switching a circulation path with a switching means, and a circulation loop connected to the gas supply port and discharge outlet A heating means for heating the carrier gas to a desorption temperature of the removal component adsorbed by the adsorbent; and a carrier gas connected to the circulation loop and including the removal component desorbed from the adsorbent; A cooling unit for condensing the removed component, a condensing unit for returning the carrier gas condensed by the cooling unit to the circulation loop again, and the cooling unit provided in the condensing unit Thus, the adsorbent cooling gas is cooled to a temperature at which the adsorbent can exhibit the adsorption performance, and among the plurality of adsorption towers, the other adsorption towers during the adsorption operation are passed through to the adsorption tower being regenerated. And an adsorbent cooling means to be introduced.
[0011]
Here, the following can be illustrated as an organic solvent used as the base of to-be-processed gas. In the synthetic fiber industry, for example, acetone, toluene, carbon disulfide and the like can be mentioned. In the synthetic resin industry, MEK (methyl ethyl ketone), THF (tetrahydrofuran), ethyl acetate, butyl acetate, toluene, methylene chloride and the like can be mentioned. In the synthetic / natural rubber industry, n-hexane, benzene and the like can be mentioned. In the synthetic leather industry, MEK, THF, dimethylformamide and the like can be mentioned.
[0012]
In the pharmaceutical industry, methanol, ethanol and the like can be mentioned. In the processed paper industry, MEK, IPA (isopropyl alcohol), ethyl acetate, methyl cellosolve and the like can be mentioned. In the film industry, THF, IPA, ethanol, methyl chloride and the like can be mentioned. In the adhesive tape industry, MEK, IPA, ethyl acetate, toluene and the like can be mentioned. In the magnetic tape industry, acetone, toluene, sulfur disulfide and the like are listed.
[0013]
In the synthetic resin industry, MEK, MIBK (isobutyl methyl ketone), cyclohexanone, butyl acetate, toluene, xylene and the like can be mentioned. In the coating industry, MEK, butanol, n-hexane, toluene and the like can be mentioned. In the printing industry, MEK, ethyl acetate, toluene and the like can be mentioned. In other fields, hydrogen sulfide, hydrogen chloride, sulfurous acid gas, chlorocarbons, chlorofluorocarbons, hydrofluorocarbons, sulfur hexafluoride, nitrous oxide and the like can be mentioned.
[0014]
The adsorbent filled in the adsorption tower is not particularly limited as long as it can withstand the heat history. For example, various adsorbents such as silica gel, zeolite, activated carbon and the like can be used.
[0015]
According to the present invention, since the circulation loop is provided with the heating means and the condensation means, the carrier gas heated by the heating means and desorbing the adsorbent removal component is cooled by the condensation means. Then, the removed component is removed and returned to the circulation loop again. During this time, since the carrier gas hardly flows into the adsorption tower during the adsorption operation, the load on the adsorption tower during the adsorption operation is not increased.
Moreover, in the adsorption apparatus of the present invention, since the depressurization step for depressurizing the inside of the adsorption tower is unnecessary, it is not necessary to make the adsorption tower special structure that can withstand depressurization, and the cost for the adsorption tower can be reduced. . Further, since a vacuum pump for decompression or the like is not necessary, the number of parts can be reduced, and the cost of the apparatus can be reduced.
[0016]
Furthermore, since the cooling unit provided in the condensing unit cools the gas for cooling the adsorbent, the number of cooling units can be reduced compared to the case where a new cooling unit is provided in the adsorbent cooling unit. . Thereby, the cost of the adsorption device can be reduced.
In the present invention, since the carrier gas heated by the heating means is circulated in the circulation loop, the regeneration time of the adsorption tower can be adjusted by the circulation amount of the carrier gas.
[0017]
Furthermore, the adsorbent cooling means for cooling the adsorbent is configured to introduce the adsorbent cooling gas cooled in the cooling section into the adsorption tower during the regeneration process through the adsorption tower during the operation process. Even when the volume of the adsorbent cooling gas shrinks due to cooling by the cooling section, the treated clean gas from the adsorption tower during operation processing can be added, thereby replenishing the volume shrinkage can do.
[0018]
At this time, it is preferable that the removed component is removed by the condensing means and the carrier gas returned to the circulation loop is heated again by the heating means and circulates in the circulation loop.
By condensing a part of the carrier gas circulating in the circulation loop by the condensing means, the carrier gas from which the removed components are removed is sequentially introduced into the circulation loop. And since the gas which hardly contains this removal component is heated by a heating means and desorbs the removal component of an adsorbent again, the desorption of the removal component from an adsorption agent can be performed efficiently.
[0019]
At this time, the condensing unit and the adsorbent cooling unit are switched by switching the gas discharge path from the cooling unit, and in response to this switching, in the cooling unit, the carrier gas containing the removal component is switched. It is preferable that either one of cooling and cooling of the adsorbent cooling gas is performed.
When the cooling of the carrier gas for removing the removal component and the cooling of the adsorbent cooling gas are performed simultaneously, a large load is applied to the cooling unit.
On the other hand, according to the present invention, only one of the cooling of the carrier gas containing the removal component and the cooling of the adsorbent cooling gas is performed in the cooling unit, and these are not performed at the same time. A large load is not applied to the cooling section.
[0020]
In the present invention, the adsorbent is preferably JIS-A type silica gel. Furthermore, the specific surface area is 500 m. 2 It is preferable that the hydrophobic silica gel has a moisture absorption rate of 25% at a relative humidity of 50%.
JIS-A type silica gel has a very fine and porous capillary structure, and it has a high adsorption power of the removal component in the gas to be treated, so it may take a long time to regenerate the adsorbent in the adsorption tower. Even if it exists, the adsorbent in the other adsorption towers in operation does not break through.
In addition, JIS-A type silica gel is difficult to adsorb moisture in the air and has little adsorption load and desorption load due to moisture, so the amount of adsorbent packed in the adsorption tower can be reduced, and the regeneration time can be reduced. It can be shortened.
Furthermore, the specific surface area is 500m 2 / G and a hydrophobic silica gel having a moisture absorption rate of 25% or less at a relative humidity of 50%, the specific surface area is large and the moisture absorption rate is small, so that the effects as described above can be further exhibited. .
[0021]
In the present invention, the lower part of the adsorption tower is a supply port for a gas to be processed, and the upper part is a discharge port. The circulation loop is directed from the discharge port of the adsorption tower toward the supply port. It is preferable to provide a blowing means for circulating the gas.
In the adsorption tower during the adsorption operation, the cleanliness of the clean gas discharged (the degree of removal of the removed component) depends on the accuracy of the adsorbent on the discharge port side. That is, if the adsorbing power of the adsorbent on the discharge port side is strong, there will be almost no removed component in the exhausted clean gas.
According to the present invention, since the carrier gas is circulated from the outlet of the adsorption tower toward the supply port, the adsorbent located on the outlet side (upper side) of the adsorbent is highly regenerated. Is done. Thereby, when the adsorption tower is operated for adsorption, the adsorbing power of the adsorbent on the outlet side is increased, so that the cleanliness of the exhausted clean gas can be further increased.
[0022]
Furthermore, in the present invention, in the adsorbent cooling means, it is preferable that the adsorbent cooling gas cooled by the cooling section is introduced into the supply port of the adsorption tower during the regeneration process by the air blowing means of the circulation loop. .
By introducing the cooled adsorbent cooling gas into the supply port of the adsorption tower during the regeneration process by the blowing means for circulating the carrier gas, it is not necessary to separately provide the blowing means in the adsorbent cooling means. Thus, the number of members of the adsorption device can be reduced.
[0023]
As described above, the present invention can be established not only as an adsorption device but also as an adsorption method. That is, the adsorption method of the present invention is an adsorption method in which a removed component in a gas to be treated containing an organic component is adsorbed and removed by an adsorbent packed in an adsorption tower, and the adsorbent is regenerated. Connected to the treated gas supply port and the discharge port of the adsorption tower, and by changing the circulation path by the switching means, the carrier gas is circulated by a circulation loop in one of the plurality of adsorption towers, A desorption step of heating the carrier gas to a desorption temperature of the removed component adsorbed on the adsorbent by a heating means provided in the circulation loop, and desorbing the removed component from the adsorbent in the adsorption tower; The cooling unit provided in the condensing means connected to the circulation loop cools the carrier gas containing the removed component to condense the removed component, and the condensed carrier gas is again recycled to the circulation loop. A condensing step for returning, a sweep step for purging the carrier gas in the circulation loop to remove the carrier gas containing the removal component, and a temperature at which the adsorbent can exhibit the adsorption performance of the adsorbent cooling gas after the sweep step. And an adsorbent cooling step of cooling to the adsorption tower during the regeneration process through the other adsorption tower during the adsorption operation among the plurality of adsorption towers. To do.
[0024]
According to the present invention as described above, the same effects as those of the adsorption device described above can be obtained.
Furthermore, in the state where the desorbing process of the adsorbent in the adsorption tower is completed, the carrier gas in the adsorption tower and the circulation loop contains the removal component desorbed from the adsorbent at an equilibrium concentration at the temperature of the cooling section. . It is necessary to cool the adsorbent from which the removed components have been removed to a temperature at which the adsorption performance can be exhibited. However, if the adsorbent is cooled as it is, the removed components may be adsorbed again by the adsorbent as the temperature in the adsorption tower decreases. . Thus, as in the present invention, by providing a sweep process, removing the carrier gas containing the removed component, and then providing an adsorbent cooling process, it is possible to prevent the removed component from being re-adsorbed on the adsorbent.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an adsorption device 1 of the present embodiment. This adsorption apparatus 1 discharges clean gas from two adsorption towers 10A and 10B, a treatment gas introduction line 11 for introducing a treatment gas into the adsorption towers 10A and 10B, and the adsorption towers 10A and 10B. A discharge line 12 and a circulation loop 20 are provided.
The adsorption towers 10A and 10B adsorb the removal components (for example, organic solvent etc.) in the gas to be treated including the organic components introduced through the gas to be treated introduction line 11 with the adsorbent, and the removal components are removed. This is a facility for discharging clean exhaust gas (clean gas) from the discharge line 12.
In the present embodiment, two adsorption towers are used. However, the number of adsorption towers may be three or more in consideration of the adsorption operation time and the adsorbent regeneration time.
[0026]
The adsorbent filled in the adsorption towers 10A and 10B is JIS-A type silica gel having a specific surface area of 500 m. 2 / G and hydrophobic silica gel having a moisture absorption rate of 25% or less at a relative humidity of 50%. Such a hydrophobic silica gel is obtained by baking JIS-A type silica gel at 400 to 600 ° C. for about 20 minutes to 4 hours. It can also be obtained by surface treatment with a silane coupling agent or the like.
In this embodiment, silica gel is used as the adsorbent. However, the adsorbent is not limited to this, and any material that can withstand the heat history may be used. For example, zeolite may be used. Activated carbon may also be used.
[0027]
The treated gas introduction line 11 is branched into two by pipes 13A and 13B on the way, and the pipes 13A and 13B are connected to supply ports provided at lower portions of the adsorption towers 10A and 10B, respectively. Valves 131A and 131B are provided in the middle of the pipes 13A and 13B.
On the other hand, pipes 15A and 15B are connected to discharge ports provided at the upper portions of the adsorption towers 10A and 10B, respectively. Valves 151A and 151B are provided in the pipes 15A and 15B, and the pipes 15A and 15B are joined downstream of the valves 151A and 151B and connected to the discharge line 12.
[0028]
The circulation loop 20 is connected to the treated gas supply ports and discharge ports of the adsorption towers 10A and 10B, and the circulation path 20 is changed by a valve as a switching means, thereby changing the inside of the adsorption tower 10A or 10B. The carrier gas is circulated. That is, the circulation loop 20 of the present embodiment includes pipes 13A and 13B connected to the supply ports of the adsorption towers 10A and 10B, pipes 21A and 21B branched from the pipes 13A and 13B, and pipes 21A and 21B. The blower 22 installed at the confluence, the pipe 23 arranged on the downstream side of the blower 22, the pipes 24A and 24B branched from the pipe 23, and the pipes 24A and 24B are connected, and the adsorption towers 10A and 10B are connected. Piping 15A, 15B connected to the discharge port is comprised.
[0029]
Valves 211A and 211B serving as switching means are provided on the pipes 21A and 21B, respectively. A valve 231 is also attached to the pipe 23. Further, valves 241A and 241B serving as switching means are also attached to the pipes 24A and 24B, respectively.
The blower 22 is a blowing unit that circulates the carrier gas in the circulation loop 20 from the discharge ports of the adsorption towers 10A and 10B toward the supply port.
Of such a circulation loop 20, the pipes 13B and 21B, the blower 22, the pipes 23, 24B, and 15B serve as a first path used when the adsorption tower 10B is regenerated, and the pipes 13A, 21A, The blower 22 and the pipes 23, 24A, and 15A serve as a second path used when the adsorption tower 10A is regenerated. The first path and the second path are switched by opening and closing the valve serving as the switching means described above.
[0030]
The circulation loop 20 is provided with a carrier gas introduction line 25 for introducing a carrier gas into the circulation loop 20 and a heater 30 as a heating means for heating the carrier gas.
Here, an inert gas is preferably used as the carrier gas, and as the inert gas, nitrogen gas, carbon dioxide, helium, neon, argon, krypton, xenon, or the like can be employed. Among these, it is more preferable to use inexpensive nitrogen gas.
[0031]
The heater 30 is attached between the valve 231 of the pipe 23 and the branch point to the pipes 24A and 24B, and the carrier gas circulating in the circulation loop 20 is desorbed from the removed components adsorbed by the adsorbent. Heat to temperature. The heater 30 uses steam as a heat source, and is a heat exchanger such as a plate fin type, a shell and tube type, or a plate type.
In the present embodiment, steam is employed as the heat source of the heater 30, but the present invention is not limited thereto, and for example, hot water, hot oil, or a heat source may be used. Furthermore, you may use an electric heater as a heater.
[0032]
In the circulation loop 20 as described above, the carrier gas from which the removal component is desorbed from the adsorbent is cooled to condense the removal component, and further, the condensation is performed to return the carrier gas from which the removal component has been removed to the circulation loop 20. The means 40 is connected to an adsorbent cooling means 50 that cools the adsorbent cooling gas to lower the temperature of the adsorbent.
[0033]
The condensing means 40 is connected to a pipe 41 connected to a portion between the blower 22 of the pipe 23 of the circulation loop 20 and the valve 231, a cooling unit 42 connected to the pipe 41, and a cooling unit 42. A pipe 43 and a pipe 44 branched from the pipe 43 and connected to the pipe 21B. The pipe 43 is branched into a pipe 44 and a pipe 51.
A valve 411 is attached to the pipe 41. A valve 441 (switching means) is also attached to the pipe 44.
[0034]
The cooling unit 42 includes a cooler 421, a condensate receiving tank 422, a pump 423, and a chiller unit 424, and forms a closed loop for circulation of a heat exchange refrigerant (for example, water). .
As the cooler 421, a general heat exchanger such as a plate fin type, a shell and tube type, a plate type, or the like can be used, but it is preferable that the condensate falls smoothly into the condensate receiving tank 422.
[0035]
Further, a pipe 43 is connected to the upper part of the cooler 421, and non-condensable gas that does not condense due to cooling of the cooler 421 is discharged from the upper part. By doing in this way, noncondensable gas can be discharged | emitted reliably. Thus, by reliably discharging the non-condensable gas, the heat transfer surface in the cooler 421 is not blocked by the non-condensable gas, and the heat transfer effect, that is, the cooling effect. Can be prevented.
[0036]
The condensate receiving tank 422 is connected to a condensate introduction pipe 422A extending from the lower part of the cooler 421. Here, the condensate introduction pipe 422A is a seal pipe sealed with a heavy liquid. In general, the gas to be treated contains moisture derived from air, and the adsorbent adsorbs the removed component and this moisture. Then, when the removal component is desorbed from the adsorbent, moisture is also desorbed, so that the carrier gas contains moisture. Therefore, when this carrier gas is condensed, the condensate often becomes two layers of a water tank and an organic substance layer. Therefore, it is preferable that the condensate introduction tube 422A is a seal tube so that the interface between the two layers of the recovered condensate is not disturbed.
In the case where the condensate is separated into two layers, it is preferable to have a residence time so as to ensure the separation effect.
[0037]
Further, the condensate receiving tank 422 is provided with a vent (not shown) communicating with the air layer portion in the condensate receiving tank 422. When the condensate is dropped into the condensate receiving tank 422, it is necessary to return the same volume of gas to the cooler 421, and the vent is used to feed the same volume of gas. Further, when a predetermined amount of condensate is accumulated, it is necessary to discharge the condensate from the condensate receiving tank 422, and the vent is also used to feed a gas having the same volume as the condensate.
In the present embodiment, the cooler 421 and the condensate receiving tank 422 are separated from each other. However, the present invention is not limited to this. May be installed. Further, the cooler 421 and the condensate receiving tank 422 are integrated, the gas in the cooler 421 is introduced into the receiving tank together with the condensate as a downward flow, and after gas-liquid separation in the receiving tank, the non-condensed gas is removed. It is good also as a structure extracted. In this case, it is preferable to install a demister for preventing the droplets from being mixed in the non-condensed gas at the outlet for the non-condensed gas.
[0038]
The pump 423 circulates the heat exchange refrigerant in the closed loop of the condensing means 40.
The chiller unit 424 cools the heat exchange refrigerant. The temperature of the refrigerant depends on the vapor pressure characteristics of the removed component to be condensed. Generally, it is preferable to set the temperature so that the vapor pressure of the removed component is 10 to 20 Torr or less. For example, when the removal component is benzene (melting point 5.5 ° C.), the cooling medium is preferably cooled to 7 to 10 ° C.
[0039]
The adsorbent cooling means 50 cools the adsorbent in the adsorption tower during the regeneration process. The adsorbent cooling means 50 cools the adsorbent cooling gas to a temperature at which the adsorbent in the adsorption towers 10A and 10B can exhibit the adsorption performance, and this gas is being adsorbed in the adsorption towers 10A and 10B. It is introduced into the adsorption tower (for example, adsorption tower 10B) during the regeneration process through the adsorption tower (for example, adsorption tower 10A).
[0040]
The adsorbent cooling means 50 is connected to the pipe 41 connected to the portion between the blower 22 and the valve 231 of the pipe 23 of the circulation loop 20, the cooling section 42 connected to the pipe 41, and the cooling section 42. The pipe 43, the pipe 51 branched from the pipe 43 and connected to the upstream part of the valve 131B of the pipe 13B, the pipes 13B and 13A, the pipes 15A and 15B, and the downstream part of the valve 151B of the pipe 15B. A pipe 52, a blower 53 connected to the pipe 52, a pipe 54 extending from the tip of the blower 53 in the discharge direction, and a branch from the pipe 54, the tip of which is connected to the heater 30 and the pipes 24A and 24B of the pipe 23. A pipe 55 connected between the branch points, pipes 24A and 24B, pipes 21A and 21B, and a blower 22 are provided.
[0041]
In such an adsorbent cooling means 50, the piping 41, the cooling section 42, the piping 43, the piping 13A, 13B, the piping 24A, 24B, the piping 21A, 21B, and the blower 22 that constitute the circulation loop 20 are provided. I use it.
The pipe 54 branches into a pipe 55 and a pipe 56, and the tip of the pipe 56 is connected between the heater 30 of the pipe 23 and the valve 231. The pipe 56 is provided with a valve 561.
The pipe 51 is provided with a valve 511 serving as switching means. The pipe 55 is also provided with a valve 551.
The blower 53 has substantially the same performance as that of the blower 22, and the gas cooled in order to cool the adsorbent by the cooling unit 42 passes through the adsorption tower during the adsorption operation to the adsorption tower during the regeneration process. Plays the role of sending.
[0042]
As described above, the adsorbent cooling means 50 and the condensing means 40 are switched by switching the gas discharge path from the cooling section 42 with the valve 511 and the valve 441 which are switching means, and according to this switching. In the cooling unit 42, only one of carrier gas cooling and adsorbent cooling gas cooling is performed.
[0043]
Next, the operation method of such an adsorption device 1 will be described.
In the adsorption device 1, the adsorption towers 10A and 10B are used by alternately switching between adsorption and regeneration. Here, the case where the adsorption tower 10A performs the adsorption operation and the adsorption tower 10B performs the regeneration process will be described in detail.
(Adsorption operation of the adsorption tower 10A)
First, the valves 131A and 151A are opened, the valves 211A and 241A are closed, the gas to be processed is introduced into the adsorption tower 10A from the gas to be processed introduction line 11, and the clean gas is discharged from the pipe 15A and the discharge line 12.
[0044]
(Regeneration processing of adsorption tower 10B)
The adsorption tower 10B is in a state where the adsorption operation is finished.
The regeneration process of the adsorption tower 10B includes a regeneration process preparation process, a desorption process, a condensation process, a sweep process, and an adsorbent cooling process. The time required for this reproduction process is, for example, about 1 to 3 hours.
[0045]
(Regeneration processing preparation process)
The valves 131B, 151B, 231, 441, 561, 551 are closed, and the valves 211B, 241B, 411, 511 are opened. Next, an amount of carrier gas corresponding to about 60% or more of the inventory of the circulation loop 20 is introduced from the carrier gas introduction line 25 toward the processing gas introduction line 11. The carrier gas flows from the carrier gas introduction line 25 to the pipe 23, the heater 30, the pipe 24B, the adsorption tower 10B, the pipe 13B, the pipe 21B, the blower 22, the pipe 41, the cooling unit 42, the pipe 43, and the pipe 51. .
By doing in this way, the oxygen concentration in the 1st path | route of the circulation loop 20 will fall below to the minimum combustion oxygen concentration (MOC).
[0046]
(Desorption process)
First, the blower 22 is started and the heater 30 is further driven. Next, the valves 231 and 411 are opened, and the valve 511 is closed. As a result, the carrier gas flows through the first path of the circulation loop 20. Specifically, the carrier gas circulates through the blower 22, the pipe 23, the heater 30, the pipes 24 </ b> B and 15 </ b> B, the adsorption tower 10 </ b> B, the pipes 13 </ b> B and 21 </ b> B, and the blower 22. The circulating amount of the carrier gas is set to an amount necessary for heating the adsorbent to a temperature at which the removed component is desorbed within a predetermined time. The carrier gas is heated by the heater 30 until it reaches about 40 to 160 ° C. Further, the carrier gas is heated from the heater 30 so that the carrier gas can be maintained at the above temperature for 5 minutes or more. Thus, the removed component is desorbed from the adsorbent by the heated carrier gas.
[0047]
(Condensation process)
Furthermore, after circulating through the first path, a part of the carrier gas containing the component removed from the adsorbent is cooled by the condensing means 40 to condense the removed component, and then again into the first path of the circulation loop 20. return. Specifically, a part of the carrier gas discharged from the blower 22 is caused to flow to the pipe 41, the cooling unit 42, the pipe 43, and the pipe 44. Then, the carrier gas flows from the pipe 44 to the pipe 21B and circulates again through the first path.
[0048]
The amount of carrier gas flowing to the condensing means 40 side is preferably about 5 to 30% of the carrier gas circulating in the first path. If it greatly falls below 5%, the concentration of the removal component circulating in the first path becomes high, and the removal efficiency of the removal component from the adsorbent may be reduced. Further, if it greatly exceeds 30%, a large amount of energy is required for condensation and heating, which may increase the cost.
Here, the pressure in the first path may increase due to the temperature rise in the first path of the circulation loop 20 and the generation of the removal component from the adsorbent. In such a case, it is preferable to open the valve 511 and adjust the pressure in the first path.
[0049]
(Sweep process)
Next, a carrier gas (nitrogen gas) is introduced from the carrier gas introduction line 25 and a sweep in the first path of the circulation loop 20 is performed. First, the flow rate of the carrier gas is set by narrowing the suction side damper of the blower 22 or lowering the rotational speed of the blower 22 by inverter control or the like. This flow rate is set so that the blower 22 is not surging (the flow rate fluctuates periodically).
[0050]
Thereafter, the valves 231 and 441 are closed, the valve 511 is opened, a carrier gas corresponding to about 60% of the inventory of the first path in the circulation loop 20 is introduced from the carrier gas introduction line 25, and the gas to be treated introduction line 11 Purge toward Specifically, the carrier gas introduced from the carrier gas introduction line 25 flows through the pipes 23, 24B, 15B, the adsorption tower 10B, the pipes 13B, 21B, the blower 22, the pipe 41, the cooling unit 42, and the pipes 43, 51. . As a result, the oxygen concentration in the first path is lowered below the minimum combustion oxygen concentration (MOC).
[0051]
Next, the introduction of gas from the carrier gas introduction line 25 is stopped and the driving of the heater 30 is stopped. Thereafter, the valve 561 is opened, and the blower 53 is activated. Then, the clean gas from the adsorption tower 10A is supplied to the pipes 15A, 52, the blower 53, the pipe 56, the pipes 23, 24B, 15B, the adsorption tower 10B, the pipes 13B, 21B, the blower 22, the pipe 41, the cooling unit 42, the pipe 43, The first path of the pipe 51 and the adsorption tower 10B and the circulation loop 20 is swept. Here, the amount of gas necessary for performing the sweep is generally about 1 to 10 times the volume of the adsorption tower 10B.
In addition, when there is a margin in the supply of the carrier gas from the carrier gas introduction line 25, the introduction of the carrier gas can be continued and the introduction of the clean gas from the adsorption tower 10A can be omitted.
[0052]
(Adsorbent cooling process)
For the cooling, the clean gas purged in the first path of the circulation loop 20 by the sweep operation is used as the adsorbent cooling gas, which is cooled by the cooling unit 42, and the adsorption tower 10A during the adsorption operation is used. Through the adsorption tower 10B.
First, the valve 561 is closed and the valve 551 is opened. Next, the flow rate is set by opening a damper on the suction side of the blowers 22 and 53 or increasing the rotational speed of the blowers 22 and 53 by inverter control or the like. This flow rate is set to a flow rate necessary for cooling the adsorbent in the adsorption tower 10B within a predetermined time.
[0053]
The clean gas in the first path is the pipe 41 of the adsorbent cooling means 50, the cooling section 42, the pipes 43, 51, 13A, the adsorption tower 10A, the pipes 15A, 52, the blower 53, and the pipes 54, 55, 23, 24B. , 15B and introduced into the adsorption tower 10B. Furthermore, it is again introduced into the pipe 41 through the pipes 13B and 21B and the blower 22.
In this way, the clean gas is circulated, and when the temperature of the clean gas discharged from the adsorption tower 10B is lowered to a predetermined temperature, the cooling operation is finished and the blowers 53 and 22 are stopped.
[0054]
As described above, the regeneration process of the adsorption tower 10B is completed. Next, the adsorption tower 10B is operated for adsorption, and the regeneration process of the adsorption tower 10A is performed. First, the valves 131B and 151B are opened, and the valves 211B and 241B are closed. Further, the valves 131A, 151A, 231, 441, 561, 551 are closed, and the valves 211A, 241A, 411, 511 are opened. Then, the carrier gas is filled in substantially the same manner as described in the preparation for the regeneration process described above, and the regeneration process is performed.
[0055]
Therefore, according to such 1st Embodiment, there can exist the following effects.
(1-1) Since the circulation loop 20 is provided with the heater 30 and the condensing means 40, the carrier gas heated by the heater 30 and desorbing the adsorbent removal component is removed by the condensing means 40. It cools, the removal component is removed, and it returns to the circulation loop 20 again. During this time, since the carrier gas hardly flows into the adsorption tower (for example, the adsorption tower 10A) during the adsorption operation, the load on the adsorption tower 10A during the adsorption operation is not increased.
In the desorption process, when the pressure in the circulation loop 20 increases, the valve 511 is opened and the pressure is adjusted. At this time, the amount of gas discharged from the pipe 51 is very small. Even if the gas is introduced from the pipe 51 to the pipe 13A, a large load is not applied to the adsorption tower 10A.
Also in the sweep process, a carrier gas containing uncondensed removal components is introduced into the adsorption tower 10A. Since the amount of the removal components is very small, the adsorption tower 10A has a large load. It does not take.
[0056]
(1-2) Further, by condensing a part of the carrier gas circulating through the circulation loop 20 with the condensing means 40, the carrier gas containing almost no removal component is sequentially introduced into the circulation loop 20. And since the carrier gas which hardly contains this removal component is heated by the heater 30, and the removal component of an adsorbent is desorbed, the desorption of the removal component from an adsorbent can be performed efficiently.
[0057]
(1-3) In the adsorption device 1, since it is not necessary to reduce the pressure when removing the removal component from the adsorbent, the adsorption towers 10A and 10B do not need to have a structure that can withstand the reduced pressure. The cost for 10B can be reduced. Further, since it is not necessary to perform decompression, a vacuum pump for decompression or the like is unnecessary, the number of parts of the suction device 1 can be reduced, and cost can be reduced.
[0058]
(1-4) Further, in the adsorbent cooling means 50, the cooling unit 42 provided in the condensing means 40 cools the gas for cooling the adsorbent. Therefore, the number of cooling parts can be reduced as compared with the case where a new cooling part is provided in the adsorbent cooling means 50. Thereby, the cost of the adsorption | suction apparatus 1 can be reduced.
(1-5) Since the configuration in which the carrier gas heated by the heater 30 is circulated in the circulation loop 20 is adopted, the regeneration time of the adsorption towers 10A and 10B can be adjusted by the circulation amount of the carrier gas. it can.
[0059]
(1-6) When cooling the adsorbent, a gas for cooling the adsorbent is introduced into the adsorption tower (for example, the adsorption tower 10B) being regenerated through the adsorption tower (for example, the adsorption tower 10A) being operated. Even if the volume shrinks with the cooling of the adsorbent cooling gas, the treated clean gas from the adsorption tower 10A during the operation process can be added, and the volume shrinkage Can be replenished.
[0060]
(1-7) When the cooling of the carrier gas for removing the removal component and the cooling of the adsorbent cooling gas for cooling the adsorbent are performed simultaneously, a large load is applied to the cooling unit 42. It will be. On the other hand, in this embodiment, only one of cooling for removing the removal component and cooling of the adsorbent cooling gas is performed in the cooling unit 42, and these are not performed at the same time. A large load is not applied to the portion 42.
[0061]
(1-8) In this embodiment, the adsorbent cooling means 50 includes pipes 41, 42, and 43 constituting the condensing means 40, pipes 13A, 13B, 24A, 24B, 21A and 21B constituting the circulation loop 20, and a blower. Therefore, the number of new pipes provided as the adsorbent cooling means 50 can be reduced.
[0062]
(1-9) The JIS-A type silica gel packed in the adsorption towers 10A and 10B has a very fine and porous capillary structure, and has a high adsorption power for the removed components in the gas to be treated. Therefore, even if it takes a long time to regenerate the adsorbent in the adsorption tower (for example, the adsorption tower 10B), the adsorbent in the other adsorption tower (for example, the adsorption tower 10A) in operation does not break through.
In addition, since JIS-A type silica gel hardly adsorbs moisture in the air, and there is little adsorption load or desorption load on the adsorbent due to moisture, the amount of adsorbent packed in the adsorption towers 10A and 10B is small. Less time is required and the playback time can be shortened.
Furthermore, the adsorbent has a specific surface area of 500 m. 2 Is a hydrophobic silica gel having a moisture absorption rate of 25% or less at a relative humidity of 50%, a specific surface area is large, and the moisture absorption rate is small, so that the above-described effects can be further exhibited. .
[0063]
(1-10) In the adsorption tower during the adsorption operation, the cleanliness of the clean gas discharged (the degree of removal of the removed component) depends on the accuracy of the adsorbent on the discharge port side. That is, if the adsorbing power of the adsorbent on the discharge port side is strong, there will be almost no removed component in the exhausted clean gas.
In the present embodiment, since the carrier gas is circulated from the discharge ports of the adsorption towers 10A and 10B toward the supply port, among the adsorbents, the adsorbent located at the discharge port (upper side) is highly regenerated. . Thereby, when the adsorption towers 10A and 10B are operated for adsorption, the cleanliness of the clean gas discharged can be made higher.
[0064]
(1-11) In the adsorption towers 10A and 10B, the supply port of the gas to be processed is provided on the lower side, and the discharge port is provided on the upper side. It will flow in 10B.
Usually, since the adsorbent in the adsorption towers 10A and 10B contains fine powder or the like, if the gas to be treated is supplied in a downward flow, the adsorbent layer is clogged with the fine powder, resulting in pressure loss. May increase and the gas to be processed may not flow smoothly. On the other hand, as in the present embodiment, the gas to be processed can be smoothly flowed by the configuration in which the processing gas passes through the adsorption towers 10A and 10B as an upward flow, and the gas to be processed efficiently. Can be adsorbed.
[0065]
(1-12) In the state where the desorbing step of the adsorbent in the adsorption towers 10A and 10B is completed, the removed component desorbed from the adsorbent is added to the cooling gas in the carrier gas in the adsorption towers 10A and 10B and the circulation loop 20 Present at an equilibrium concentration at a temperature of 42. Although it is necessary to cool the adsorbent from which the removed components have been removed to a temperature at which the adsorption performance can be exhibited, the removed components are again adsorbed by the adsorbent as the temperature in the adsorption towers 10A and 10B decreases. There is a case. Therefore, as in this embodiment, a sweep process is provided to remove the carrier gas containing the removed component, and then an adsorbent cooling process is provided to prevent the removed component from being re-adsorbed on the adsorbent. Thereby, the fall of the adsorption | suction performance of adsorption agent can be prevented.
[0066]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same parts as those already described are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
In the embodiment, the adsorption device 1 includes two blowers. On the other hand, the adsorption device 2 of this embodiment includes only one blower.
That is, the blower 61 (air blowing means) of the adsorption device 2 of the present embodiment serves to circulate the carrier gas in the circulation loop 60 from the discharge ports of the adsorption towers 10A and 10B toward the supply port, and is adsorbed by the cooling unit 42. In order to cool the agent, it plays a role of sending the cooled gas to the adsorption tower during the regeneration process through the adsorption tower during the adsorption operation.
The circulation loop 60 of this embodiment is connected to the pipes 13A and 13B, the pipes 21A and 21B branched from the pipes 13A and 13B, the pipe 23 obtained by joining the pipes 21A and 21B, and the pipe 23. The blower 61 includes a pipe 26 connected to the blower 61, 24A and 24B branched from the pipe 26, and pipes 15A and 15B to which the pipes 24A and 24B are connected.
[0067]
Moreover, in the said embodiment, although the piping 44 branched from the piping 43 connected to the cooling part 42 of the condensation means 40 was connected to the piping 21B, in this embodiment, the piping 43 connected to the cooling part 42 is used. The pipe 71 branched from is connected between the valve 231 of the pipe 23 and the heater 30.
The condensing means 70 of this embodiment includes a pipe 41 connected between the valve 231 of the pipe 23 and the junction of the pipes 21A and 21B, a cooling unit 42, a pipe 43 connected to the cooling unit 42, and this pipe. 43, and a pipe 71 connected between the valve 231 of the pipe 23 and the heater 30. The pipe 71 is provided with a valve 711 serving as switching means.
[0068]
Further, in the embodiment, in the adsorbent cooling means 50, the pipe 52 is connected to the blower 53, but in the adsorbent cooling means 80 of the present embodiment, the pipe 52 is not connected to the blower. It is branched into a pipe 56 and a pipe 55.
That is, the adsorbent cooling means 80 of the present embodiment includes a pipe 41 connected to the pipe 23 of the circulation loop 20, a cooling unit 42 connected to the pipe 41, a pipe 43 connected to the cooling unit 42, A pipe 51 branched from the pipe 43 and connected to the front part of the valve 131B of the pipe 13B, a pipe 13B, a pipe 13A, pipes 15A and 15B, and a pipe 52 connected to the rear stage part of the valve 151B of the pipe 15B , A pipe 55 branched from the pipe 52 and having a tip connected to the pipe 23, a blower 61, pipes 24A and 24B, and pipes 21A and 21B.
[0069]
The operation method of the adsorption device 2 is substantially the same as that of the above embodiment. In the regeneration process of the adsorption tower 10B, in the regeneration process preparation process, the carrier gas introduction line 25, the pipe 23, the heater 30, the pipe 24B, adsorption tower 10B, pipe 13B, pipe 21B, pipe 41, cooling section 42, pipe 43, and pipe 51 flow.
[0070]
In the desorption process, the blower 61 is driven instead of the blower 22 of the above embodiment. The carrier gas circulates through the pipe 23, the heater 30, the blower 61, the pipes 24B and 15B, the adsorption tower 10B, the pipes 13B and 21B, and the pipe 23.
In the condensing means 70, a part of the carrier gas that circulates in the circulation loop 20 flows to the pipe 41, the cooling unit 42, the pipe 43, and the pipe 71.
[0071]
In the sweep process, the carrier gas introduced from the carrier gas introduction line 25 flows through the pipe 23, the blower 61, the pipes 24B and 15B, the adsorption tower 10B, the pipes 13B and 21B, the pipe 41, the cooling unit 42, and the pipes 43 and 51. . Then, the introduction from the carrier gas introduction line 25 is stopped, and the clean gas from the adsorption tower 10A is supplied to the pipes 15A and 52, the pipe 56, the pipe 23, the blower 61, the pipes 24B and 15B, the adsorption tower 10B, the pipes 13B and 21B, The pipe 41, the cooling unit 42, the pipe 43, and the pipe 51 are flowed.
[0072]
In the adsorbent cooling process, the valve 561 is closed and the valve 551 is opened. The clean gas in the first path of the circulation loop 60 is supplied to the pipe 41, the cooling unit 42, the pipes 43, 51, and 13A, the adsorption tower 10A, the pipes 15A, 52, 55, and 23, the blower 61, and the pipes 24B and 15B. To the adsorption tower 10B. Further, it is introduced again into the pipe 41 through the pipes 13B and 21B.
[0073]
In this embodiment. In addition to the effects similar to (1-1) to (1-12) of the above embodiment, the following effects can be achieved.
(2-1) Since the adsorption device 2 has only one blower 61, the structure of the adsorption device 2 can be simplified and the cost can be reduced as compared with the case of providing two blowers 61 as in the first embodiment. be able to.
[0074]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
For example, in each of the above-described embodiments, the adsorption devices 1 and 2 can perform the sweep process. However, the present invention is not limited to this, and may be configured such that the sweep process cannot be performed. In this case, the reproduction processing time can be shortened.
Further, in each of the above-described embodiments, the adsorbent cooling means 50, 80 includes the pipe 41, the cooling unit 42, the pipe 43, the pipes 13A, 13B, and the pipe 24A constituting the condensing means 40, 70, respectively. 24B and the pipes 21A and 21B are provided, but the present invention is not limited to this, and a pipe other than the condensing means 40 and 70 and the circulation loops 20 and 60 may be provided.
[0075]
Furthermore, in each said embodiment, it was set as the structure which introduce | transduces the carrier gas in the circulation loops 20 and 60 from the discharge port of the to-be-processed gas of adsorption tower 10A, 10B, and discharges the carrier gas from the to-be-processed gas supply port. Not limited to this, the carrier gas may be supplied from the supply port and the carrier gas may be discharged from the discharge port.
Moreover, although the lower part of adsorption tower 10A, 10B was used as the to-be-processed gas supply port, and the upper part was made into the discharge port, it is not restricted to this, You may use an upper part as a supply port and a lower part as a discharge port.
[0076]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[Example 1]
The gas to be processed as shown below was processed using the same adsorption apparatus 1 as in the first embodiment.
(Processing gas flow rate and composition)
Figure 2005000862
[0077]
The adsorbent packed in the adsorption towers 10A and 10B is hydrophobic silica gel obtained by baking JIS-A type silica gel at 500 ° C. for 2 hours. Specific surface area is 580m 2 / G, moisture absorption at a relative humidity of 50% is 21%. The filling amount of this adsorbent is 600 kg.
[0078]
(Conditions for playback processing)
In addition, the conditions for the reproduction process are as follows.
Figure 2005000862
Adsorbent cooling is 1000 m 3 / Hr, the gas was cooled to 30 ° C. and circulated for 30 minutes, and the temperature of the adsorbent was cooled to 40 ° C. or lower. (It was 32 ° C. near the discharge port of the adsorption tower during the regeneration treatment and 40 ° C. near the supply port.)
[0079]
Under the above conditions, the interval between the adsorption operation and the regeneration process was set to 1 hour and 40 minutes.
(result)
The gas discharged from the adsorption tower contained 40 ppm by volume of toluene, and the removal efficiency was 96%.
[0080]
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, the gas to be processed as described below was processed using the adsorption device 1.
(Processing gas flow rate and composition)
Figure 2005000862
[0081]
(Conditions for playback processing)
The conditions for the reproduction process are as follows.
Figure 2005000862
Adsorbent cooling is 2000 m 3 / Hr, the gas was cooled to 30 ° C. and circulated for 40 minutes, and the temperature of the adsorbent was cooled to 40 ° C. or lower. (It was 33 ° C. near the discharge port of the adsorption tower during the regeneration treatment and 40 ° C. near the supply port.)
Other conditions are the same as those in Example 1.
[0082]
(result)
The gas discharged from the adsorption tower contained 30 ppm by volume of isopropyl alcohol, and the removal efficiency was 95%. The gas discharged from the adsorption tower contained 10 ppm by volume of propyl acetate, and the removal efficiency was 97%.
[0083]
[Example 3]
JIS-B type silica gel baked as an adsorbent at 500 ° C. for 2 hours (specific surface area 450 m 2 / G, moisture absorption 28% at a relative humidity of 50%). Other conditions are the same as those in Example 1.
(result)
The gas discharged from the adsorption tower contained 150 ppm by volume of toluene, and the removal efficiency was 85%.
[0084]
[Consideration of Examples 1 to 3]
From the results of Examples 1 to 3 as described above, it was confirmed that the removal component was removed from the gas to be treated without increasing the adsorption load because the removal efficiency was high.
[0085]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, there is an effect that it is possible to provide an adsorption device and an adsorption method capable of reducing the cost of equipment without increasing the adsorption load of the adsorption tower during the adsorption operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an adsorption device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an adsorption device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a conventional adsorption device.
[Explanation of symbols]
1 Adsorption device
2 Adsorption device
10A adsorption tower
10B adsorption tower
20 Circulation loop
60 Circulation loop
22 Blower (Blower)
61 Blower (Blower)
30 Heater (heating means)
40 Condensing means
70 Condensing means
42 Cooling unit
50 Adsorbent cooling means
80 Adsorbent cooling means

Claims (8)

吸着塔内に充填された吸着剤により有機成分を含む被処理ガス中の除去成分を吸着除去し、その吸着剤の再生を行う吸着装置であって、
複数の吸着塔の被処理ガス供給口及び排出口に接続され、切り換え手段で循環経路を換えることにより、前記複数の吸着塔のうち何れかの吸着塔内にキャリアガスを循環させる循環ループと、
前記循環ループに設けられ、前記吸着剤に吸着された除去成分の脱着温度まで、前記キャリアガスを加熱する加熱手段と、
前記循環ループに接続され、前記吸着剤から脱着された除去成分を含むキャリアガスを冷却して、前記除去成分を凝縮する冷却部が設けられるとともに、前記冷却部による凝縮後のキャリアガスを再度、循環ループに戻す凝縮手段と、
前記凝縮手段に設けられた前記冷却部により、前記吸着剤が吸着性能を発揮できる温度まで吸着剤冷却用のガスを冷却し、前記複数の吸着塔のうち、吸着運転中の他の吸着塔を介して再生処理中の前記吸着塔に導入する吸着剤冷却手段とを備えたことを特徴とする吸着装置。An adsorption device that adsorbs and removes removed components in a gas to be treated containing organic components by an adsorbent packed in an adsorption tower, and regenerates the adsorbent,
A circulation loop connected to the gas supply ports and discharge ports of the plurality of adsorption towers and circulating the carrier gas in any one of the plurality of adsorption towers by changing the circulation path with the switching means;
A heating means provided in the circulation loop for heating the carrier gas up to the desorption temperature of the removal component adsorbed by the adsorbent;
A cooling unit that is connected to the circulation loop and cools the carrier gas containing the removed component desorbed from the adsorbent and condenses the removed component is provided, and the carrier gas condensed by the cooling unit is again, Condensing means to return to the circulation loop;
The cooling unit provided in the condensing means cools the adsorbent cooling gas to a temperature at which the adsorbent can exhibit adsorption performance, and among the plurality of adsorption towers, other adsorption towers in the adsorption operation are installed. And an adsorbent cooling means for introducing the adsorbent into the adsorption tower during the regeneration process. 請求項１に記載の吸着装置において、
前記凝縮手段により除去成分が除去され、前記循環ループに戻されたキャリアガスは、再度加熱手段により加熱されて循環ループ内を循環することを特徴とする吸着装置。The adsorption device according to claim 1,
The adsorbing device, wherein the removal component is removed by the condensing means and the carrier gas returned to the circulation loop is heated again by the heating means and circulates in the circulation loop. 請求項１又は２に記載の吸着装置において、
前記冷却部からのガスの排出経路を切り換えることにより、前記凝縮手段と、前記吸着剤冷却手段とが切り換えられ、
この切り換えに応じて前記冷却部では、除去成分を含有するキャリアガスの冷却及び吸着剤冷却用のガスの冷却のうちの何れか一方が行われることを特徴とする吸着装置。In the adsorption device according to claim 1 or 2,
By switching the gas discharge path from the cooling unit, the condensing means and the adsorbent cooling means are switched,
In accordance with this switching, the cooling unit performs any one of cooling of the carrier gas containing the removal component and cooling of the adsorbent cooling gas. 請求項１から３の何れかに記載の吸着装置において、
前記吸着剤は、ＪＩＳ−Ａ型のシリカゲルであることを特徴とする吸着装置。In the adsorption | suction apparatus in any one of Claim 1 to 3,
The adsorber is a JIS-A type silica gel. 請求項１から４の何れかに記載の吸着装置において、
前記吸着剤は、比表面積が５００ｍ２／ｇ以上であり、関係湿度５０％での吸湿率が２５％以下の疎水性シリカゲルであることを特徴とする吸着装置。In the adsorption | suction apparatus in any one of Claim 1 to 4,
The adsorbent is a hydrophobic silica gel having a specific surface area of 500 m 2 / g or more and a moisture absorption rate of 25% or less at a relative humidity of 50%. 請求項１から５の何れかに記載の吸着装置において、
前記吸着塔は、その下部が被処理ガスの供給口とされ、その上部が排出口とされ、
前記循環ループは、前記吸着塔の排出口から供給口に向かって前記キャリアガスを循環させる送風手段を備えていることを特徴とする吸着装置。In the adsorption | suction apparatus in any one of Claim 1 to 5,
The lower part of the adsorption tower is a gas supply port, and the upper part is a discharge port.
The said circulation loop is equipped with the ventilation means which circulates the said carrier gas toward the supply port from the discharge port of the said adsorption tower, The adsorption | suction apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項６に記載の吸着装置において、
前記吸着剤冷却手段において、前記循環ループの送風手段により、前記冷却部で冷却された吸着剤冷却用のガスを再生処理中の吸着塔の供給口に導入することを特徴とする吸着装置。The adsorption device according to claim 6,
In the adsorbent cooling means, the adsorbent cooling gas cooled by the cooling unit is introduced into the supply port of the adsorption tower during the regeneration process by the air blowing means of the circulation loop. 吸着塔内に充填された吸着剤により有機成分を含む被処理ガス中の除去成分を吸着除去し、その吸着剤の再生を行う吸着方法であって、
複数の吸着塔の被処理ガス供給口及び排出口に接続され、切り換え手段で循環経路を換えることにより、前記複数の吸着塔のうち、何れかの吸着塔内に循環ループによりキャリアガスを循環させるとともに、前記循環ループに設けられた加熱手段により、前記吸着剤に吸着された除去成分の脱着温度まで、前記キャリアガスを加熱して、前記吸着塔内の吸着剤から除去成分を脱着させる脱着工程と、
前記循環ループに接続された凝縮手段に設けられた冷却部により、除去成分を含むキャリアガスを冷却して前記除去成分を凝縮し、凝縮後のキャリアガスを再度、循環ループに戻す凝縮工程と、
前記循環ループにキャリアガスをパージして除去成分を含むキャリアガスを取り除くスウィープ工程と、
このスウィープ工程の後、吸着剤冷却用のガスを前記吸着剤が吸着性能を発揮できる温度まで、前記冷却部により冷却し、前記複数の吸着塔のうち吸着運転中の他の吸着塔を介して、再生処理中の前記吸着塔に導入する吸着剤冷却工程とを備えたことを特徴とする吸着方法。An adsorption method for adsorbing and removing removed components in a gas to be treated containing organic components with an adsorbent packed in an adsorption tower, and regenerating the adsorbent,
The carrier gas is circulated in one of the plurality of adsorption towers by a circulation loop by being connected to the gas supply ports and discharge ports of the plurality of adsorption towers and changing the circulation path by the switching means. And a desorption step of heating the carrier gas up to the desorption temperature of the removed component adsorbed on the adsorbent by a heating means provided in the circulation loop to desorb the removed component from the adsorbent in the adsorption tower. When,
A condensing step of cooling the carrier gas containing a removed component by condensing the removed component by a cooling unit provided in the condensing means connected to the circulation loop, and returning the condensed carrier gas to the circulation loop again;
A sweep step of purging the circulation gas in the circulation loop to remove the carrier gas containing a removal component;
After this sweep step, the cooling gas is cooled by the cooling unit to a temperature at which the adsorbent can exhibit the adsorption performance, and the other adsorbing towers among the plural adsorbing towers are passed through the other adsorption towers. And an adsorbent cooling step for introducing the adsorbent into the adsorption tower during the regeneration process.
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