JP2005028228A - ガス処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸気供給量を低減することができるとともに、吸着材の最適な交換時期を知ることのできる活性炭のガス処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ガス処理装置１０は、活性炭１４ａ、１４ｂが充填された二つの吸着塔１２ａ、１２ｂを備え、吸着塔１２ａ、１２ｂの一方に排ガスが通気される。吸着塔１２ａ、１２ｂの上部、中部にはそれぞれ、引き抜きダクト４２ｘ、４２ｙが接続される。また、導出ダクト２２には引き抜きダクト４２ｚが接続される。引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｙにはセンサ部４４ｘ〜４４ｚが配設され、このセンサ部４４ｘ〜４４ｚによって、引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｙを流れるガス中の有害成分の濃度が測定される。センサ部４４ｙの測定値が所定値に達した際に、排ガスを通気する吸着塔１２ａ、１２ｂが切り替えられる。
【選択図】 図１
【解決手段】ガス処理装置１０は、活性炭１４ａ、１４ｂが充填された二つの吸着塔１２ａ、１２ｂを備え、吸着塔１２ａ、１２ｂの一方に排ガスが通気される。吸着塔１２ａ、１２ｂの上部、中部にはそれぞれ、引き抜きダクト４２ｘ、４２ｙが接続される。また、導出ダクト２２には引き抜きダクト４２ｚが接続される。引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｙにはセンサ部４４ｘ〜４４ｚが配設され、このセンサ部４４ｘ〜４４ｚによって、引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｙを流れるガス中の有害成分の濃度が測定される。センサ部４４ｙの測定値が所定値に達した際に、排ガスを通気する吸着塔１２ａ、１２ｂが切り替えられる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス処理方法に係り、特に医薬品や半導体等を製造する製造工場において、人体に有害な有機溶剤成分や悪臭成分を排ガスから除去するガス処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医薬品の製造工場では、有機溶剤の濃縮や抽出を行う工程があり、これらの工程から排出された排ガスには有機溶剤成分や悪臭成分（以下、まとめて有害成分と称す）が含まれることがある。このため、医薬品の製造工場では、排ガスから有害成分を除去するガス処理設備が必要になる。
【０００３】
排ガスの処理量が小さい場合、ガス処理設備は、活性炭が充填された一塔の吸着塔から成り、排ガスはこの吸着塔に導入され、排ガス中の有害成分が活性炭に吸着除去される。このガス処理設備では、活性炭が破過すると、活性炭を破棄して新たな活性炭と交換したり、破過した活性炭を再生メーカに引き渡してオフサイトで再生して交換したりしている。
【０００４】
一方、排ガスの処理容量が大きい場合は、複数の吸着塔が設けられ、この複数の吸着塔の少なくとも一塔にガスが導入され、ガス中の有害成分が吸着除去される。このガス処理設備では、ガスを導入する吸着塔を定期的に切り替えるとともに、有害成分を吸着した活性炭の再生処理（すなわち、有害成分の脱着処理）を行うことによって、排ガスの処理を連続して行うことができる。
【０００５】
複数の吸着塔から成るガス処理設備は、活性炭の脱着方法によって蒸気再生式と乾式再生式とに分けられる。乾式再生式は、ヒータで加熱した脱着用キャリアガスを吸着塔に通過させて活性炭を加熱したり、活性炭内に設置したヒータによって活性炭を直接加熱したりすることによって、活性炭の再生を行う方式である。この方式は、メンテナンスが容易である反面、脱着効率が低いという欠点がある。
【０００６】
これに対して、蒸気再生式は、吸着塔内に蒸気を通過させて活性炭を均一に加熱し、脱着を行う方式である。この方式は、脱着効率が非常に高い反面、蒸気使用量が多いという問題や、蒸気を供給した際に生じるドレンの排水処理が必要になるという問題がある。
【０００７】
特許文献１には、蒸気の供給前に吸着塔内を減圧するガス処理設備が記載されている。このガス処理設備によれば、少量の蒸気を導入するだけで活性炭を再生することができ、蒸気使用量及び排水処理量を低減することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−８４４１７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガス処理設備は、吸着塔の切り替えが固定タイマーによるシーケンス制御であるため、余分な蒸気を多量に供給するおそれがあった。例えば、有害成分の濃度が低い排ガスを吸着塔に導入した場合、吸着塔を定期的に切り替えると、活性炭に有害成分が十分に吸着してない状態で吸着塔が切り替えられる。このため、有害成分が十分に吸着してない活性炭に蒸気が供給されることになり、脱着処理に寄与しない過剰な蒸気が多くなる。したがって、従来のガス処理設備は、無駄な蒸気供給量が多くなり、排水処理負荷が増加するという問題があった。
【００１０】
さらに、従来のガス処理設備は、活性炭を交換する時期が正確に分からないため、十分な吸着性能を有する活性炭を交換することがあった。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、蒸気供給量を低減することができるとともに、吸着材の最適な交換時期を知ることのできるガス処理方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、該濃度の測定値に基づいて、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替えることを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、吸着処理後、又は吸着処理中のガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度に基づいて吸着塔を切り替えるので、悪臭成分や溶剤成分が吸着材に十分に吸着した状態で脱着処理が開始される。したがって、脱着処理に寄与しない余分な蒸気量を減少させることができ、脱着処理に伴って必要となる排水処理量を減少させることができる。
【００１４】
また、請求項１に記載の発明によれば、悪臭成分や溶剤成分を吸着材に十分に吸着させてから吸着塔を切り替えるので、吸着処理の時間が長くなり、脱着処理の頻度が減少する。したがって、吸着効率を向上させることができるとともに、吸着材の負荷が減少して、吸着材の寿命が延長される。
【００１５】
請求項２に記載の発明は前記目的を達成するために、吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、該濃度の測定値が所定値に達した際に、前記吸着塔から排出されるガスの流路を切り替え、該ガスを補助用の吸着塔に通過させることを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、吸着塔からのガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度が所定値に達した際に、ガスの流路を切り替えて補助用の吸着塔にガスを通過させるので、濃度が所定値に達したガスは補助用の吸着塔に導入され、悪臭成分や溶剤成分が吸着除去される。したがって、悪臭成分や溶剤成分の濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は前記目的を達成するために、吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、前記吸着材で吸着処理する前のガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、該吸着処理前の濃度に基づいて、前記吸着材で吸着処理する時間を演算し、該演算値に基づいて、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替えることを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、吸着処理前のガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度に基づいて、吸着処理する時間を演算して吸着塔を切り替えるので、悪臭成分及び／又は溶剤成分が吸着材に十分に吸着した状態で、吸着塔を切り替えることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は請求項３の発明において、前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、該吸着処理後又は吸着処理中の濃度に基づいて、前記演算値を補正することを特徴としている。したがって、請求項４に記載の発明によれば、吸着材の吸着状況に応じて演算値を補正するので、吸着処理するのに最適な時間を精度良く求めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るガス処理方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るガス処理方法が適用されたガス処理設備の第１の実施形態を模式的に示す構成図である。
【００２２】
図１に示すように、ガス処理装置１０は、二塔の吸着塔１２ａ、１２ｂを備える。各吸着塔１２ａ、１２ｂの内部には支持板１６、１６が設けられ、この支持板１６、１６の上に活性炭１４ａ、１４ｂが充填される。活性炭１４ａ、１４ｂは、繊維状、ハニカム状、ペレット状などが任意に選択される。なお、支持板１６は、通気性及び通水性を有する部材、例えばパンチングプレート等が使用される。
【００２３】
各吸着塔１２ａ、１２ｂの上部にはそれぞれ、導入ダクト１８、１８が接続される。導入ダクト１８、１８の先端は製造設備に接続されており、この製造設備から排出された排ガスが導入ダクト１８、１８を介して吸着塔１２ａ、１２ｂに導入される。導入ダクト１８、１８には各吸着塔１２ａ、１２ｂの導入口部分に、ダンパ２０ａ、２０ｂが配設される。このダンパ２０ａ、２０ｂを開閉制御することによって、排ガスを導入する吸着塔１２ａ、１２ｂが切り替えられる。
【００２４】
吸着塔１２ａ、１２ｂに導入されたガスは、ガス中の有害成分（悪臭成分及び／又は溶剤成分）が活性炭１４ａ、１４ｂによって吸着される。そして、吸着処理後の処理ガスが、各吸着塔１２ａ、１２ｂの下部に接続された導出ダクト２２、２２から導出される。導出ダクト２２、２２は外気に通じており、吸着塔１２ａ、１２ｂから導出されたガスは導出ダクト２２、２２を介して外気に放出される。導出ダクト２２、２２の吸着塔１２ａ、１２ｂの導出口部分には、ダンパ２４ａ、２４ｂが配設される。このダンパ２４ａ、２４ｂはダンパ２０ａ、２０ｂとともに開閉制御される。
【００２５】
吸着塔１２ａ、１２ｂの下部にはそれぞれ蒸気供給管２６、２６が接続されている。蒸気供給管２６、２６の先端は蒸気発生源に接続されており、この蒸気発生源から発生した蒸気が蒸気供給管２６、２６を介して吸着塔１２ａ、１２ｂに供給される。なお、蒸気発生源として製造設備で発生した蒸気を用いてもよい。
【００２６】
蒸気供給管２６、２６の、吸着塔１２ａ、１２ｂの入口側部分にはそれぞれ、バルブ２８ａ、２８ｂが配設される。このバルブ２８ａ、２８ｂを開閉制御することによって、吸着塔１２ａ、１２ｂの一方に蒸気が供給される。吸着塔１２ａ、１２ｂに供給された蒸気は、各吸着塔１２ａ、１２ｂの上部に接続された蒸気排出管３０、３０から排出されるか、或いは、凝縮してドレンとなった後に、各吸着塔１２ａ、１２ｂの下部に接続したドレン管３２、３２から排出される。
【００２７】
蒸気排出管３０、３０の先端はコンデンサに接続されており、このコンデンサによって、蒸気に含まれる有用ガスが回収される。一方、ドレン管３２、３２の先端は排水処理設備に接続されており、ドレンに含まれる有害成分が除去される。なお、蒸気排出管３０、３０の各吸着塔１２ａ、１２ｂの出口側にはそれぞれバルブ３４ａ、３４ｂが配設される。また、ドレン管３２、３２の各吸着塔１２ａ、１２ｂの出口側にはそれぞれバルブ３６ａ、３６ｂが配設される。
【００２８】
ところで、ガス処理設備１０は、ガスに含まれる有害成分の濃度を三カ所で測定するように構成される。すなわち、ガス処理設備１０は、ガスを引き抜く吸引ポンプ４０と、この吸引ポンプ４０の吸引口に接続された第１〜第３の引き抜きダクト４２ｘ、４２ｙ、４２ｚと、各引き抜きダクト４２ｘ、４２ｙ、４２ｚに配設されたセンサ部４４ｘ、４４ｙ、４４ｚと、を備えている。
【００２９】
各センサ部４４ｘ〜４４ｚは、ガス中の悪臭成分の濃度を検出する匂いセンサ（不図示）と、ガス中の溶剤成分の濃度を検出する溶剤センサ（不図示）とで構成され、二つのセンサが並列に接続されている。したがって、各センサ部４４ｘ〜４４ｚによって、各引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｚを流れるガス中の悪臭成分の濃度と溶剤成分の濃度とを同時に測定することができる。
【００３０】
第１の引き抜きダクト４２ｘは、各吸着塔１２ａ、１２ｂの、活性炭１４ａ、１４ｂの上方に接続されている。したがって、吸引ポンプ４０を駆動することによって、吸着処理前のガスが引き抜かれる。また、第１の引き抜きダクト４２ｘには、バルブ４６ａ、４６ｂが設けられる。ガスを引き抜く際には、バルブ４６ａ、４６ｂの一方を開くことによって、吸着塔１２ａまたは１２ｂのガスが引き抜かれる。なお、第１の引き抜きダクト４２ｘを導入ダクト１８に接続し、導入ダクト１８を流れるガスを引き抜いてもよい。
【００３１】
第２の引き抜きダクト４２ｙは、各吸着塔１２ａ、１２ｂの、活性炭１４ａ、１４ｂの位置に接続されている。したがって、活性炭１４ａ、１４ｂで吸着処理しているガスが引き抜かれる。また、第２の引き抜きダクト４２ｙには、バルブ４８ａ、４８ｂが設けられる。ガスを引き抜く際は、このバルブ４８ａ、４８ｂの一方を開くことによって、吸着塔１２ａまたは１２ｂからガスが引き抜かれる。なお、第２の引き抜きダクト４２ｙの接続位置は、活性炭１４ａ、１４ｂの上端から接続位置までの距離Ｌ１ が、活性炭１４ａ、１４ｂの全高さＬ０ の７０〜９０％になるように設定することが好ましい。
【００３２】
第３の引き抜きダクト４２ｚは、導出ダクト２２に接続される。したがって、導出ダクト２２を流れる処理ガスの一部が第３の引き抜きダクト４２ｚに引き抜かれる。また、第３の引き抜きダクト４２ｚにはバルブ５０が配設され、このバルブ５０を開くことによって処理ガスが引き抜かれ、吸引ポンプ４０に吸引される。
【００３３】
吸引ポンプ４０の吐出口には返送ダクト５２が接続され、この返送ダクト５２は導入ダクト１８に接続される。返送ダクト５２には、バルブ５４が配設されており、このバルブ５４を開くことによって、吸引ポンプ４０から送気されたガスが返送ダクト５２を介して導入ダクト１８に返送される。したがって、第１〜第３の引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｚから引き抜かれたガスは、吸着塔１２ａ、１２ｂに再度導入され、有害成分が吸着除去される。
【００３４】
上述した各ダンパ２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂ、及び各バルブ２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５０、５４は、制御装置５６に電気的に接続されており、制御装置５６によって開閉される。
【００３５】
制御装置５６は、ダンパ２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂを開閉させることによって、吸着塔１２ａ、１２ｂの一方に排ガスを通気して吸着処理を行う。例えば、ダンパ２０ａ、２４ａを開くとともにダンパ２０ｂ、２４ｂを閉じることによって、排ガスを吸着塔１２ａに通気し、排ガスに含まれる有害成分を活性炭１４ａに吸着させる。或いは、ダンパ２０ａ、２４ａを閉じるとともにダンパ２０ｂ、２４ｂを開くことによって、排ガスを吸着塔１２ｂに通気し、排ガスに含まれる有害成分を活性炭１４ｂに吸着させる。
【００３６】
また、制御装置５６は、バルブ２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂを開閉させることによって、吸着塔１２ａ、１２ｂの一方に蒸気を通気して脱着処理を行う。例えば、バルブ２８ａ、３４ａ、３６ａを閉じるとともに、バルブ２８ｂ、３４ｂ、３６ｂを開くことによって、吸着塔１２ｂに蒸気を通気し、活性炭１４ｂに吸着した有害成分を脱着させる。或いは、バルブ２８ａ、３４ａ、３６ａを開くとともに、バルブ２８ｂ、３４ｂ、３６ｂを閉じることによって、吸着塔１２ａに蒸気を通気し、活性炭１４ａに吸着した有害成分を脱着させる。なお、脱着処理は、吸着処理を行っていない吸着塔１２ａ、１２ｂで行われる。脱着処理を終了した後は、バルブ２８ａ或いは２８ｂを閉じて、吸着塔１２ａ、１２ｂの内部を乾燥させた状態で待機させる。
【００３７】
また、制御装置５６は、吸引ポンプ４０を駆動制御するとともにバルブ４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５０、５４を開閉制御することによって、第１〜第３の引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｚからガスを引き抜く。その際、吸着処理を行っている吸着塔１２ａ或いは１２ｂからガスを引き抜くように、バルブ４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂを開閉させる。そして、引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｚに配設したセンサ部４４ｘ〜４４ｚによってガス中の有害成分の濃度を測定し、その測定値に基づいて、上述したバルブ２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂを開閉させ、吸着処理を行う吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替える。
【００３８】
次に、第１の実施形態のガス処理設備１０の制御方法について説明する。
【００３９】
ガス処理設備１０では、一方の吸着塔１２ａまたは１２ｂに排ガスを通気して吸着処理を行うとともに、他方の吸着塔１２ｂまたは１２ａで脱着処理を行う。そして、第２の引き抜きダクト４２ｙに設けたセンサ部４４ｙの測定値が所定値に達した際に、吸着処理を行う吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えるように制御する。ここで、所定値とは、法規によって定められた値、或いはそれよりも低い値に設定され、悪臭成分の濃度と、溶剤成分の濃度の両方に対してそれぞれ設定される。そして、悪臭成分の濃度と溶剤成分の濃度のどちらか一方が所定値に達した際に切替制御が行われる。
【００４０】
吸着塔１２ａで吸着処理を行っていた際にセンサ部４４ｙの測定値が所定値に達した場合、バルブ２０ａ、２４ａを閉じてバルブ２０ｂ、２４ａを開くことによって、吸着塔１２ａに通気していた排ガスを吸着塔１２ｂに通気させる。同様に、吸着塔１２ｂで吸着処理を行っていた際にセンサ部４４ｙの測定値が所定値に達した場合は、バルブ２０ｂ、２４ｂを閉じてバルブ２０ａ、２４ｂを開くことによって、吸着塔１２ｂに通気していた排ガスを吸着塔１２ａに通気させる。
【００４１】
次に上記の如く構成されたガス処理設備１０の作用について説明する。
【００４２】
吸着塔１２ａまたは１２ｂで吸着処理を行うと、その吸着塔１２ａまたは１２ｂから導出される処理ガスは、経過時間に伴って有害ガスの濃度が徐々に増加する。すなわち、吸着処理の初期には、活性炭１４ａ、１４ｂが十分な吸着能力を保持しているので、有害成分は確実に活性炭１４ａ、１４ｂに吸着される。したがって、吸着塔１２ａ、１２ｂから排出される処理ガスに含まれる有害成分の濃度は非常に低い。しかし、吸着処理を行うに連れて、活性炭１４ａ、１４ｂの吸着能力が徐々に低下するため、処理ガス中の有害成分の濃度は徐々に上昇する。そして、活性炭１４ａ、１４ｂが破過すると、有害成分の濃度が急激に上昇し、吸着処理前の有害成分の濃度に近い値になる。これを防止するため、従来は、活性炭１４ａ、１４ｂが破過する前に、吸着塔１２ａ、１２ｂを定期的に切り替えて吸着処理を行っていた。このため、活性炭１４ａ、１４ｂが有害成分を十分に吸着してない状態で吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えることになり、脱着処理時に無駄な蒸気が多くなるという問題があった。
【００４３】
これに対して、本実施の形態は、センサ部４４ｙの測定値が所定値に達した際に吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えている。したがって、活性炭１４ａ、１４ｂに有害成分が十分に吸着した状態で吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えるので、脱着処理を行った際の、脱着処理に寄与しない無駄な蒸気の量を減らすことができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、吸着処理中のガスを引き抜いて有害成分の濃度を測定しているので、有害成分の濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。すなわち、有害成分の濃度が所定値に達した際、引き抜きダクト４２ｙの接続位置よりも上側の活性炭１４ａ、１４ｂは破過に近い状態になっているが、接続位置よりも下側の活性炭１４ａ、１４ｂは十分な吸着能力を保持している。したがって、接続位置において有害成分の濃度が所定値に達したガスは、接続位置よりも下側の活性炭１４ａ、１４ｂによって有害成分が吸着除去されるので、活性炭１４ａ、１４ｂを通過した後のガスに含まれる有害成分の濃度は、所定値よりも低くなる。これにより、有害成分の濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。
【００４５】
さらに、本実施の形態は、活性炭１４ａ、１４ｂに有害成分を十分に吸着してから吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えるので、吸着処理を行う時間が長くなり、吸着処理の効率を向上させることができる。また、脱着処理の頻度が減少するので、活性炭１４ａ、１４ｂの負荷が減少し、活性炭１４ａ、１４ｂの寿命を延長することができる。
【００４６】
また、本実施の形態は、センサ部４４ｙの測定値が所定値に達するまでの時間、すなわち、活性炭１４ａ、１４ｂが破過する直前までの時間（以下、吸着処理時間という）が分かるので、活性炭１４ａ、１４ｂの交換時期を予測することができる。
【００４７】
なお、上述した第１の実施形態において、センサ部４４ｘの測定値は、吸着処理する時間を演算するのに利用するとよい。そして、この演算した時間に基づいて生産工程を管理したり、演算した時間の前後だけガスを引き抜いて濃度を測定するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、上述した第２の実施形態において、センサ部４４ｚの測定値は、異常の検出に利用するとよい。例えば、センサ部４４ｚの測定値が、前述した所定値に達した際に異常事態が発生したとして、作業者に警告したり、装置を停止したりするとよい。
【００４９】
図２は、本発明に係るガス処理設備の第２の実施形態を模式的に示す構成図である。
【００５０】
図２に示すように、第２の実施形態のガス処理設備は、導出ダクト２２の先端部にダンパ６０が配設されており、このダンパ６０の上流側と下流側にバイパスライン６２が接続されている。バイパスライン６２には、ダンパ６４、及び補助用吸着塔６６が配設されている。補助用吸着塔６６は、吸着塔１２ａ、１２ｂと同様に構成され、内部に活性炭６８が充填されている。ただし、補助用吸着塔６６は、吸着塔１２ａ、１２ｂよりも小さな容量で構成される。
【００５１】
上記の如く構成された第２の実施形態では、吸着塔１２ａ或いは１２ｂで吸着処理を行う際、ダンパ６０が開かれ、且つダンパ６４が閉じられる。そして、センサ部４４ｚの測定値が所定値に達した際に、吸着処理を行う吸着塔１２ａ、１２ｂが切り替えられるとともに、ダンパ６０が閉じられ、且つダンパ６４が開かれる。これにより、導出ダクト２２を流れる処理ガスはバイパスライン６２に流れて補助用吸着塔６６に導入される。補助用吸着塔６６に導入された処理ガスは、有害成分が活性炭６８に吸着される。したがって、補助用吸着塔６６から排出される処理ガスは、有害成分の濃度が所定値よりも低くなっている。これにより、吸着塔１２ａ、１２ｂの切替時に、有害成分の濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。
【００５２】
なお、処理ガスを補助用吸着塔６６に通気する時間は、数分或いは数十秒程度でよい。或いは、センサ部４４ｚの測定値が十分に低下したことを確認した後に、補助用吸着塔６６への通気を停止してもよい。
【００５３】
また、処理ガスの通気を停止した補助用吸着塔６６に蒸気を供給し、脱着処理を行うようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上述した第２の実施形態では、センサ部４４ｚの測定値に基づいて吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えたが、これに限定するものではなく、第１の実施形態と同様にセンサ部４４ｙの測定値に基づいて切り替えてもよい。この場合、有害成分の濃度が所定値に達したガスは、引き抜きダクト４２ｙの接続位置よりも下側の活性炭１４ａ、１４ｂと、補助用吸着塔６６の活性炭６８とによって吸着処理されるので、有害成分の濃度が高い処理ガスが放出されることを防止できる。
【００５５】
図３は、第３の実施形態のガス処理設備の制御系統図である。なお、第３の実施形態のガス処理設備は、図１に示した第１の実施形態のガス処理設備１０と同様に構成される。
【００５６】
図３に示すように、制御装置５６は、データベース７０、演算処理部７２、ダンパ・バルブ制御部７４を備える。演算処理部７２には、センサ部４４ｘ、４４ｙの測定値のデータと、製造設備の制御部７６から生産情報が入力される。生産情報としては、例えば、製造設備で使用したガスの種類や量、製造設備の稼働時間や稼働ライン数、生産物の種類や生産量等が入力される。
【００５７】
演算処理部７２は、センサ部４４ｘ、４４ｙの測定値や生産情報と、データベース７０に記憶された演算方法に基づいて、吸着処理時間（図１の活性炭１４ａ、１４ｂが破過する直前までの時間）を演算する。この演算に関わったデータ（測定値、生産情報、演算回数等のデータ）は、データベース７０に記憶され、ニューロネットワークが構築される。これにより、演算処理回数が増えるに連れて、吸着処理時間の演算の精度を高めることができる。
【００５８】
演算処理部７２で演算した結果を示すデータはダンパ・バルブ制御部７４に出力される。ダンパ・バルブ制御部７４はこの演算結果に基づいてダンパ２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂ及びバルブ２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５０、５４を開閉させる。すなわち、演算された吸着処理時間で、吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替える。
【００５９】
次に上記の如く構成された第３の実施形態のガス処理設備の作用について説明する。
【００６０】
吸着塔１２ａ、１２ｂに導入される排ガスの状態、すなわち、排ガスの流量や排ガスに含まれる有害成分の種類や濃度等は常に一定であるとは限らないため、活性炭１４ａ、１４ｂが破過する直前までの吸着処理時間も常に一定ではなく、大きく変化するおそれがある。また、排ガスの状態が一定であった場合でも、脱着処理を繰り返すに連れて、脱着処理後の活性炭１４ａ、１４ｂは吸着性能が徐々に低下するので、吸着処理時間は徐々に短くなるという問題がある。
【００６１】
このような問題を解決するため、第３の実施形態では、センサ部４４ｘの測定値や生産情報を演算処理部７２に入力することによって、吸着塔１２ａ、１２ｂに導入する前の排ガスの状態を正確に把握し、これに基づいて吸着処理時間を演算している。したがって、排ガスの状態が変化した場合であっても、常に最適なタイミングで、すなわち、吸着材１４ａ、１４ｂが有害成分を十分に吸着したタイミングで吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えることができる。
【００６２】
また、第３の実施形態では、センサ部４４ｙの測定値を入力しているので、吸着材１４ａ、１４ｂの実際の吸着能力を知ることができ、これに基づいて演算結果を補正できるので、より正確に吸着処理時間を求めることができる。
【００６３】
さらに、第３の実施形態では、吸着処理した回数毎のデータをデータベース７０に蓄積することによって、徐々に短くなる吸着処理時間を精度良く求めることができる。したがって、吸着処理や脱着処理の回数が多い吸着材においても、常に最適な吸着処理時間を演算することができる。また、この演算結果から、活性炭１４ａ、１４ｂの最適な交換時期を予測することができる。
【００６４】
なお、上述した第１〜３の実施形態は、二つの吸着塔１２ａ、１２ｂを用いたが、三つ以上の吸着塔を用いてもよい。その際、少なくとも一つの吸着塔で吸着処理を行っていればよい。
【００６５】
また、上述した実施形態は、吸着材として活性炭を使用したが、吸着材の種類はこれに限定するものではなく、例えば活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト等の吸着材を、吸着する対象物に応じて選択してもよい。
【００６６】
さらに、上述した実施形態は、センサ部４４ｘ〜４４ｚとして、悪臭成分の濃度を測定する匂いセンサと、溶剤成分の濃度を測定する溶剤センサを設けたが、悪臭成分と溶剤成分のどちらか一方の成分のみを対象として除去する場合には、その対象となる成分用のセンサのみを設ければよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るガス処理方法によれば、吸着処理後又は吸着処理中のガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度に基づいて、吸着処理を行う吸着塔を切り替えるようにしたので、吸着材に有害成分を十分に吸着させた状態で脱着処理を開始することができる。これにより、脱着処理に寄与しない無駄な蒸気量を減少させることができ、結果として蒸気供給量及び排水処理量を減少させることができる。
【００６８】
また、本発明に係るガス処理方法によれば、吸着塔を切り替える際に、ガスを補助用吸着塔に通気するようにしたので、濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。
【００６９】
さらに、本発明に係るガス処理方法によれば、吸着処理前のガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度に基づいて吸着処理時間を演算し、吸着塔を切り替えるので、最適なタイミングで吸着塔を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス処理方法が適用されたガス処理設備の第１の実施形態を模式的に示す構成図
【図２】第２の実施形態のガス処理設備の特徴部分を模式的に示す構成図
【図３】第３の実施形態のガス処理設備の制御系統図
【符号の説明】
１０…ガス処理設備、１２ａ、１２ｂ…吸着塔、１４ａ、１４ｂ…活性炭、１８…導入ダクト、２２…導出ダクト、２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂ…ダンパ、２６…蒸気供給管、３０…蒸気排出管、３２…ドレン管、２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５０、５４…バルブ、４０…吸引ポンプ、４２ｘ〜４２ｚ…引き抜きダクト、４４ｘ〜４４ｚ…センサ部、５６…制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明はガス処理方法に係り、特に医薬品や半導体等を製造する製造工場において、人体に有害な有機溶剤成分や悪臭成分を排ガスから除去するガス処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医薬品の製造工場では、有機溶剤の濃縮や抽出を行う工程があり、これらの工程から排出された排ガスには有機溶剤成分や悪臭成分（以下、まとめて有害成分と称す）が含まれることがある。このため、医薬品の製造工場では、排ガスから有害成分を除去するガス処理設備が必要になる。
【０００３】
排ガスの処理量が小さい場合、ガス処理設備は、活性炭が充填された一塔の吸着塔から成り、排ガスはこの吸着塔に導入され、排ガス中の有害成分が活性炭に吸着除去される。このガス処理設備では、活性炭が破過すると、活性炭を破棄して新たな活性炭と交換したり、破過した活性炭を再生メーカに引き渡してオフサイトで再生して交換したりしている。
【０００４】
一方、排ガスの処理容量が大きい場合は、複数の吸着塔が設けられ、この複数の吸着塔の少なくとも一塔にガスが導入され、ガス中の有害成分が吸着除去される。このガス処理設備では、ガスを導入する吸着塔を定期的に切り替えるとともに、有害成分を吸着した活性炭の再生処理（すなわち、有害成分の脱着処理）を行うことによって、排ガスの処理を連続して行うことができる。
【０００５】
複数の吸着塔から成るガス処理設備は、活性炭の脱着方法によって蒸気再生式と乾式再生式とに分けられる。乾式再生式は、ヒータで加熱した脱着用キャリアガスを吸着塔に通過させて活性炭を加熱したり、活性炭内に設置したヒータによって活性炭を直接加熱したりすることによって、活性炭の再生を行う方式である。この方式は、メンテナンスが容易である反面、脱着効率が低いという欠点がある。
【０００６】
これに対して、蒸気再生式は、吸着塔内に蒸気を通過させて活性炭を均一に加熱し、脱着を行う方式である。この方式は、脱着効率が非常に高い反面、蒸気使用量が多いという問題や、蒸気を供給した際に生じるドレンの排水処理が必要になるという問題がある。
【０００７】
特許文献１には、蒸気の供給前に吸着塔内を減圧するガス処理設備が記載されている。このガス処理設備によれば、少量の蒸気を導入するだけで活性炭を再生することができ、蒸気使用量及び排水処理量を低減することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−８４４１７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のガス処理設備は、吸着塔の切り替えが固定タイマーによるシーケンス制御であるため、余分な蒸気を多量に供給するおそれがあった。例えば、有害成分の濃度が低い排ガスを吸着塔に導入した場合、吸着塔を定期的に切り替えると、活性炭に有害成分が十分に吸着してない状態で吸着塔が切り替えられる。このため、有害成分が十分に吸着してない活性炭に蒸気が供給されることになり、脱着処理に寄与しない過剰な蒸気が多くなる。したがって、従来のガス処理設備は、無駄な蒸気供給量が多くなり、排水処理負荷が増加するという問題があった。
【００１０】
さらに、従来のガス処理設備は、活性炭を交換する時期が正確に分からないため、十分な吸着性能を有する活性炭を交換することがあった。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、蒸気供給量を低減することができるとともに、吸着材の最適な交換時期を知ることのできるガス処理方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、該濃度の測定値に基づいて、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替えることを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、吸着処理後、又は吸着処理中のガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度に基づいて吸着塔を切り替えるので、悪臭成分や溶剤成分が吸着材に十分に吸着した状態で脱着処理が開始される。したがって、脱着処理に寄与しない余分な蒸気量を減少させることができ、脱着処理に伴って必要となる排水処理量を減少させることができる。
【００１４】
また、請求項１に記載の発明によれば、悪臭成分や溶剤成分を吸着材に十分に吸着させてから吸着塔を切り替えるので、吸着処理の時間が長くなり、脱着処理の頻度が減少する。したがって、吸着効率を向上させることができるとともに、吸着材の負荷が減少して、吸着材の寿命が延長される。
【００１５】
請求項２に記載の発明は前記目的を達成するために、吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、該濃度の測定値が所定値に達した際に、前記吸着塔から排出されるガスの流路を切り替え、該ガスを補助用の吸着塔に通過させることを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、吸着塔からのガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度が所定値に達した際に、ガスの流路を切り替えて補助用の吸着塔にガスを通過させるので、濃度が所定値に達したガスは補助用の吸着塔に導入され、悪臭成分や溶剤成分が吸着除去される。したがって、悪臭成分や溶剤成分の濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は前記目的を達成するために、吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、前記吸着材で吸着処理する前のガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、該吸着処理前の濃度に基づいて、前記吸着材で吸着処理する時間を演算し、該演算値に基づいて、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替えることを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、吸着処理前のガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度に基づいて、吸着処理する時間を演算して吸着塔を切り替えるので、悪臭成分及び／又は溶剤成分が吸着材に十分に吸着した状態で、吸着塔を切り替えることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は請求項３の発明において、前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、該吸着処理後又は吸着処理中の濃度に基づいて、前記演算値を補正することを特徴としている。したがって、請求項４に記載の発明によれば、吸着材の吸着状況に応じて演算値を補正するので、吸着処理するのに最適な時間を精度良く求めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るガス処理方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るガス処理方法が適用されたガス処理設備の第１の実施形態を模式的に示す構成図である。
【００２２】
図１に示すように、ガス処理装置１０は、二塔の吸着塔１２ａ、１２ｂを備える。各吸着塔１２ａ、１２ｂの内部には支持板１６、１６が設けられ、この支持板１６、１６の上に活性炭１４ａ、１４ｂが充填される。活性炭１４ａ、１４ｂは、繊維状、ハニカム状、ペレット状などが任意に選択される。なお、支持板１６は、通気性及び通水性を有する部材、例えばパンチングプレート等が使用される。
【００２３】
各吸着塔１２ａ、１２ｂの上部にはそれぞれ、導入ダクト１８、１８が接続される。導入ダクト１８、１８の先端は製造設備に接続されており、この製造設備から排出された排ガスが導入ダクト１８、１８を介して吸着塔１２ａ、１２ｂに導入される。導入ダクト１８、１８には各吸着塔１２ａ、１２ｂの導入口部分に、ダンパ２０ａ、２０ｂが配設される。このダンパ２０ａ、２０ｂを開閉制御することによって、排ガスを導入する吸着塔１２ａ、１２ｂが切り替えられる。
【００２４】
吸着塔１２ａ、１２ｂに導入されたガスは、ガス中の有害成分（悪臭成分及び／又は溶剤成分）が活性炭１４ａ、１４ｂによって吸着される。そして、吸着処理後の処理ガスが、各吸着塔１２ａ、１２ｂの下部に接続された導出ダクト２２、２２から導出される。導出ダクト２２、２２は外気に通じており、吸着塔１２ａ、１２ｂから導出されたガスは導出ダクト２２、２２を介して外気に放出される。導出ダクト２２、２２の吸着塔１２ａ、１２ｂの導出口部分には、ダンパ２４ａ、２４ｂが配設される。このダンパ２４ａ、２４ｂはダンパ２０ａ、２０ｂとともに開閉制御される。
【００２５】
吸着塔１２ａ、１２ｂの下部にはそれぞれ蒸気供給管２６、２６が接続されている。蒸気供給管２６、２６の先端は蒸気発生源に接続されており、この蒸気発生源から発生した蒸気が蒸気供給管２６、２６を介して吸着塔１２ａ、１２ｂに供給される。なお、蒸気発生源として製造設備で発生した蒸気を用いてもよい。
【００２６】
蒸気供給管２６、２６の、吸着塔１２ａ、１２ｂの入口側部分にはそれぞれ、バルブ２８ａ、２８ｂが配設される。このバルブ２８ａ、２８ｂを開閉制御することによって、吸着塔１２ａ、１２ｂの一方に蒸気が供給される。吸着塔１２ａ、１２ｂに供給された蒸気は、各吸着塔１２ａ、１２ｂの上部に接続された蒸気排出管３０、３０から排出されるか、或いは、凝縮してドレンとなった後に、各吸着塔１２ａ、１２ｂの下部に接続したドレン管３２、３２から排出される。
【００２７】
蒸気排出管３０、３０の先端はコンデンサに接続されており、このコンデンサによって、蒸気に含まれる有用ガスが回収される。一方、ドレン管３２、３２の先端は排水処理設備に接続されており、ドレンに含まれる有害成分が除去される。なお、蒸気排出管３０、３０の各吸着塔１２ａ、１２ｂの出口側にはそれぞれバルブ３４ａ、３４ｂが配設される。また、ドレン管３２、３２の各吸着塔１２ａ、１２ｂの出口側にはそれぞれバルブ３６ａ、３６ｂが配設される。
【００２８】
ところで、ガス処理設備１０は、ガスに含まれる有害成分の濃度を三カ所で測定するように構成される。すなわち、ガス処理設備１０は、ガスを引き抜く吸引ポンプ４０と、この吸引ポンプ４０の吸引口に接続された第１〜第３の引き抜きダクト４２ｘ、４２ｙ、４２ｚと、各引き抜きダクト４２ｘ、４２ｙ、４２ｚに配設されたセンサ部４４ｘ、４４ｙ、４４ｚと、を備えている。
【００２９】
各センサ部４４ｘ〜４４ｚは、ガス中の悪臭成分の濃度を検出する匂いセンサ（不図示）と、ガス中の溶剤成分の濃度を検出する溶剤センサ（不図示）とで構成され、二つのセンサが並列に接続されている。したがって、各センサ部４４ｘ〜４４ｚによって、各引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｚを流れるガス中の悪臭成分の濃度と溶剤成分の濃度とを同時に測定することができる。
【００３０】
第１の引き抜きダクト４２ｘは、各吸着塔１２ａ、１２ｂの、活性炭１４ａ、１４ｂの上方に接続されている。したがって、吸引ポンプ４０を駆動することによって、吸着処理前のガスが引き抜かれる。また、第１の引き抜きダクト４２ｘには、バルブ４６ａ、４６ｂが設けられる。ガスを引き抜く際には、バルブ４６ａ、４６ｂの一方を開くことによって、吸着塔１２ａまたは１２ｂのガスが引き抜かれる。なお、第１の引き抜きダクト４２ｘを導入ダクト１８に接続し、導入ダクト１８を流れるガスを引き抜いてもよい。
【００３１】
第２の引き抜きダクト４２ｙは、各吸着塔１２ａ、１２ｂの、活性炭１４ａ、１４ｂの位置に接続されている。したがって、活性炭１４ａ、１４ｂで吸着処理しているガスが引き抜かれる。また、第２の引き抜きダクト４２ｙには、バルブ４８ａ、４８ｂが設けられる。ガスを引き抜く際は、このバルブ４８ａ、４８ｂの一方を開くことによって、吸着塔１２ａまたは１２ｂからガスが引き抜かれる。なお、第２の引き抜きダクト４２ｙの接続位置は、活性炭１４ａ、１４ｂの上端から接続位置までの距離Ｌ１ が、活性炭１４ａ、１４ｂの全高さＬ０ の７０〜９０％になるように設定することが好ましい。
【００３２】
第３の引き抜きダクト４２ｚは、導出ダクト２２に接続される。したがって、導出ダクト２２を流れる処理ガスの一部が第３の引き抜きダクト４２ｚに引き抜かれる。また、第３の引き抜きダクト４２ｚにはバルブ５０が配設され、このバルブ５０を開くことによって処理ガスが引き抜かれ、吸引ポンプ４０に吸引される。
【００３３】
吸引ポンプ４０の吐出口には返送ダクト５２が接続され、この返送ダクト５２は導入ダクト１８に接続される。返送ダクト５２には、バルブ５４が配設されており、このバルブ５４を開くことによって、吸引ポンプ４０から送気されたガスが返送ダクト５２を介して導入ダクト１８に返送される。したがって、第１〜第３の引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｚから引き抜かれたガスは、吸着塔１２ａ、１２ｂに再度導入され、有害成分が吸着除去される。
【００３４】
上述した各ダンパ２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂ、及び各バルブ２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５０、５４は、制御装置５６に電気的に接続されており、制御装置５６によって開閉される。
【００３５】
制御装置５６は、ダンパ２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂを開閉させることによって、吸着塔１２ａ、１２ｂの一方に排ガスを通気して吸着処理を行う。例えば、ダンパ２０ａ、２４ａを開くとともにダンパ２０ｂ、２４ｂを閉じることによって、排ガスを吸着塔１２ａに通気し、排ガスに含まれる有害成分を活性炭１４ａに吸着させる。或いは、ダンパ２０ａ、２４ａを閉じるとともにダンパ２０ｂ、２４ｂを開くことによって、排ガスを吸着塔１２ｂに通気し、排ガスに含まれる有害成分を活性炭１４ｂに吸着させる。
【００３６】
また、制御装置５６は、バルブ２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂを開閉させることによって、吸着塔１２ａ、１２ｂの一方に蒸気を通気して脱着処理を行う。例えば、バルブ２８ａ、３４ａ、３６ａを閉じるとともに、バルブ２８ｂ、３４ｂ、３６ｂを開くことによって、吸着塔１２ｂに蒸気を通気し、活性炭１４ｂに吸着した有害成分を脱着させる。或いは、バルブ２８ａ、３４ａ、３６ａを開くとともに、バルブ２８ｂ、３４ｂ、３６ｂを閉じることによって、吸着塔１２ａに蒸気を通気し、活性炭１４ａに吸着した有害成分を脱着させる。なお、脱着処理は、吸着処理を行っていない吸着塔１２ａ、１２ｂで行われる。脱着処理を終了した後は、バルブ２８ａ或いは２８ｂを閉じて、吸着塔１２ａ、１２ｂの内部を乾燥させた状態で待機させる。
【００３７】
また、制御装置５６は、吸引ポンプ４０を駆動制御するとともにバルブ４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５０、５４を開閉制御することによって、第１〜第３の引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｚからガスを引き抜く。その際、吸着処理を行っている吸着塔１２ａ或いは１２ｂからガスを引き抜くように、バルブ４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂを開閉させる。そして、引き抜きダクト４２ｘ〜４２ｚに配設したセンサ部４４ｘ〜４４ｚによってガス中の有害成分の濃度を測定し、その測定値に基づいて、上述したバルブ２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂを開閉させ、吸着処理を行う吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替える。
【００３８】
次に、第１の実施形態のガス処理設備１０の制御方法について説明する。
【００３９】
ガス処理設備１０では、一方の吸着塔１２ａまたは１２ｂに排ガスを通気して吸着処理を行うとともに、他方の吸着塔１２ｂまたは１２ａで脱着処理を行う。そして、第２の引き抜きダクト４２ｙに設けたセンサ部４４ｙの測定値が所定値に達した際に、吸着処理を行う吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えるように制御する。ここで、所定値とは、法規によって定められた値、或いはそれよりも低い値に設定され、悪臭成分の濃度と、溶剤成分の濃度の両方に対してそれぞれ設定される。そして、悪臭成分の濃度と溶剤成分の濃度のどちらか一方が所定値に達した際に切替制御が行われる。
【００４０】
吸着塔１２ａで吸着処理を行っていた際にセンサ部４４ｙの測定値が所定値に達した場合、バルブ２０ａ、２４ａを閉じてバルブ２０ｂ、２４ａを開くことによって、吸着塔１２ａに通気していた排ガスを吸着塔１２ｂに通気させる。同様に、吸着塔１２ｂで吸着処理を行っていた際にセンサ部４４ｙの測定値が所定値に達した場合は、バルブ２０ｂ、２４ｂを閉じてバルブ２０ａ、２４ｂを開くことによって、吸着塔１２ｂに通気していた排ガスを吸着塔１２ａに通気させる。
【００４１】
次に上記の如く構成されたガス処理設備１０の作用について説明する。
【００４２】
吸着塔１２ａまたは１２ｂで吸着処理を行うと、その吸着塔１２ａまたは１２ｂから導出される処理ガスは、経過時間に伴って有害ガスの濃度が徐々に増加する。すなわち、吸着処理の初期には、活性炭１４ａ、１４ｂが十分な吸着能力を保持しているので、有害成分は確実に活性炭１４ａ、１４ｂに吸着される。したがって、吸着塔１２ａ、１２ｂから排出される処理ガスに含まれる有害成分の濃度は非常に低い。しかし、吸着処理を行うに連れて、活性炭１４ａ、１４ｂの吸着能力が徐々に低下するため、処理ガス中の有害成分の濃度は徐々に上昇する。そして、活性炭１４ａ、１４ｂが破過すると、有害成分の濃度が急激に上昇し、吸着処理前の有害成分の濃度に近い値になる。これを防止するため、従来は、活性炭１４ａ、１４ｂが破過する前に、吸着塔１２ａ、１２ｂを定期的に切り替えて吸着処理を行っていた。このため、活性炭１４ａ、１４ｂが有害成分を十分に吸着してない状態で吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えることになり、脱着処理時に無駄な蒸気が多くなるという問題があった。
【００４３】
これに対して、本実施の形態は、センサ部４４ｙの測定値が所定値に達した際に吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えている。したがって、活性炭１４ａ、１４ｂに有害成分が十分に吸着した状態で吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えるので、脱着処理を行った際の、脱着処理に寄与しない無駄な蒸気の量を減らすことができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、吸着処理中のガスを引き抜いて有害成分の濃度を測定しているので、有害成分の濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。すなわち、有害成分の濃度が所定値に達した際、引き抜きダクト４２ｙの接続位置よりも上側の活性炭１４ａ、１４ｂは破過に近い状態になっているが、接続位置よりも下側の活性炭１４ａ、１４ｂは十分な吸着能力を保持している。したがって、接続位置において有害成分の濃度が所定値に達したガスは、接続位置よりも下側の活性炭１４ａ、１４ｂによって有害成分が吸着除去されるので、活性炭１４ａ、１４ｂを通過した後のガスに含まれる有害成分の濃度は、所定値よりも低くなる。これにより、有害成分の濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。
【００４５】
さらに、本実施の形態は、活性炭１４ａ、１４ｂに有害成分を十分に吸着してから吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えるので、吸着処理を行う時間が長くなり、吸着処理の効率を向上させることができる。また、脱着処理の頻度が減少するので、活性炭１４ａ、１４ｂの負荷が減少し、活性炭１４ａ、１４ｂの寿命を延長することができる。
【００４６】
また、本実施の形態は、センサ部４４ｙの測定値が所定値に達するまでの時間、すなわち、活性炭１４ａ、１４ｂが破過する直前までの時間（以下、吸着処理時間という）が分かるので、活性炭１４ａ、１４ｂの交換時期を予測することができる。
【００４７】
なお、上述した第１の実施形態において、センサ部４４ｘの測定値は、吸着処理する時間を演算するのに利用するとよい。そして、この演算した時間に基づいて生産工程を管理したり、演算した時間の前後だけガスを引き抜いて濃度を測定するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、上述した第２の実施形態において、センサ部４４ｚの測定値は、異常の検出に利用するとよい。例えば、センサ部４４ｚの測定値が、前述した所定値に達した際に異常事態が発生したとして、作業者に警告したり、装置を停止したりするとよい。
【００４９】
図２は、本発明に係るガス処理設備の第２の実施形態を模式的に示す構成図である。
【００５０】
図２に示すように、第２の実施形態のガス処理設備は、導出ダクト２２の先端部にダンパ６０が配設されており、このダンパ６０の上流側と下流側にバイパスライン６２が接続されている。バイパスライン６２には、ダンパ６４、及び補助用吸着塔６６が配設されている。補助用吸着塔６６は、吸着塔１２ａ、１２ｂと同様に構成され、内部に活性炭６８が充填されている。ただし、補助用吸着塔６６は、吸着塔１２ａ、１２ｂよりも小さな容量で構成される。
【００５１】
上記の如く構成された第２の実施形態では、吸着塔１２ａ或いは１２ｂで吸着処理を行う際、ダンパ６０が開かれ、且つダンパ６４が閉じられる。そして、センサ部４４ｚの測定値が所定値に達した際に、吸着処理を行う吸着塔１２ａ、１２ｂが切り替えられるとともに、ダンパ６０が閉じられ、且つダンパ６４が開かれる。これにより、導出ダクト２２を流れる処理ガスはバイパスライン６２に流れて補助用吸着塔６６に導入される。補助用吸着塔６６に導入された処理ガスは、有害成分が活性炭６８に吸着される。したがって、補助用吸着塔６６から排出される処理ガスは、有害成分の濃度が所定値よりも低くなっている。これにより、吸着塔１２ａ、１２ｂの切替時に、有害成分の濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。
【００５２】
なお、処理ガスを補助用吸着塔６６に通気する時間は、数分或いは数十秒程度でよい。或いは、センサ部４４ｚの測定値が十分に低下したことを確認した後に、補助用吸着塔６６への通気を停止してもよい。
【００５３】
また、処理ガスの通気を停止した補助用吸着塔６６に蒸気を供給し、脱着処理を行うようにしてもよい。
【００５４】
さらに、上述した第２の実施形態では、センサ部４４ｚの測定値に基づいて吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えたが、これに限定するものではなく、第１の実施形態と同様にセンサ部４４ｙの測定値に基づいて切り替えてもよい。この場合、有害成分の濃度が所定値に達したガスは、引き抜きダクト４２ｙの接続位置よりも下側の活性炭１４ａ、１４ｂと、補助用吸着塔６６の活性炭６８とによって吸着処理されるので、有害成分の濃度が高い処理ガスが放出されることを防止できる。
【００５５】
図３は、第３の実施形態のガス処理設備の制御系統図である。なお、第３の実施形態のガス処理設備は、図１に示した第１の実施形態のガス処理設備１０と同様に構成される。
【００５６】
図３に示すように、制御装置５６は、データベース７０、演算処理部７２、ダンパ・バルブ制御部７４を備える。演算処理部７２には、センサ部４４ｘ、４４ｙの測定値のデータと、製造設備の制御部７６から生産情報が入力される。生産情報としては、例えば、製造設備で使用したガスの種類や量、製造設備の稼働時間や稼働ライン数、生産物の種類や生産量等が入力される。
【００５７】
演算処理部７２は、センサ部４４ｘ、４４ｙの測定値や生産情報と、データベース７０に記憶された演算方法に基づいて、吸着処理時間（図１の活性炭１４ａ、１４ｂが破過する直前までの時間）を演算する。この演算に関わったデータ（測定値、生産情報、演算回数等のデータ）は、データベース７０に記憶され、ニューロネットワークが構築される。これにより、演算処理回数が増えるに連れて、吸着処理時間の演算の精度を高めることができる。
【００５８】
演算処理部７２で演算した結果を示すデータはダンパ・バルブ制御部７４に出力される。ダンパ・バルブ制御部７４はこの演算結果に基づいてダンパ２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂ及びバルブ２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５０、５４を開閉させる。すなわち、演算された吸着処理時間で、吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替える。
【００５９】
次に上記の如く構成された第３の実施形態のガス処理設備の作用について説明する。
【００６０】
吸着塔１２ａ、１２ｂに導入される排ガスの状態、すなわち、排ガスの流量や排ガスに含まれる有害成分の種類や濃度等は常に一定であるとは限らないため、活性炭１４ａ、１４ｂが破過する直前までの吸着処理時間も常に一定ではなく、大きく変化するおそれがある。また、排ガスの状態が一定であった場合でも、脱着処理を繰り返すに連れて、脱着処理後の活性炭１４ａ、１４ｂは吸着性能が徐々に低下するので、吸着処理時間は徐々に短くなるという問題がある。
【００６１】
このような問題を解決するため、第３の実施形態では、センサ部４４ｘの測定値や生産情報を演算処理部７２に入力することによって、吸着塔１２ａ、１２ｂに導入する前の排ガスの状態を正確に把握し、これに基づいて吸着処理時間を演算している。したがって、排ガスの状態が変化した場合であっても、常に最適なタイミングで、すなわち、吸着材１４ａ、１４ｂが有害成分を十分に吸着したタイミングで吸着塔１２ａ、１２ｂを切り替えることができる。
【００６２】
また、第３の実施形態では、センサ部４４ｙの測定値を入力しているので、吸着材１４ａ、１４ｂの実際の吸着能力を知ることができ、これに基づいて演算結果を補正できるので、より正確に吸着処理時間を求めることができる。
【００６３】
さらに、第３の実施形態では、吸着処理した回数毎のデータをデータベース７０に蓄積することによって、徐々に短くなる吸着処理時間を精度良く求めることができる。したがって、吸着処理や脱着処理の回数が多い吸着材においても、常に最適な吸着処理時間を演算することができる。また、この演算結果から、活性炭１４ａ、１４ｂの最適な交換時期を予測することができる。
【００６４】
なお、上述した第１〜３の実施形態は、二つの吸着塔１２ａ、１２ｂを用いたが、三つ以上の吸着塔を用いてもよい。その際、少なくとも一つの吸着塔で吸着処理を行っていればよい。
【００６５】
また、上述した実施形態は、吸着材として活性炭を使用したが、吸着材の種類はこれに限定するものではなく、例えば活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト等の吸着材を、吸着する対象物に応じて選択してもよい。
【００６６】
さらに、上述した実施形態は、センサ部４４ｘ〜４４ｚとして、悪臭成分の濃度を測定する匂いセンサと、溶剤成分の濃度を測定する溶剤センサを設けたが、悪臭成分と溶剤成分のどちらか一方の成分のみを対象として除去する場合には、その対象となる成分用のセンサのみを設ければよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るガス処理方法によれば、吸着処理後又は吸着処理中のガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度に基づいて、吸着処理を行う吸着塔を切り替えるようにしたので、吸着材に有害成分を十分に吸着させた状態で脱着処理を開始することができる。これにより、脱着処理に寄与しない無駄な蒸気量を減少させることができ、結果として蒸気供給量及び排水処理量を減少させることができる。
【００６８】
また、本発明に係るガス処理方法によれば、吸着塔を切り替える際に、ガスを補助用吸着塔に通気するようにしたので、濃度が所定値に達したガスが放出されることを防止できる。
【００６９】
さらに、本発明に係るガス処理方法によれば、吸着処理前のガスに含まれる悪臭成分の濃度及び／又は溶剤成分の濃度に基づいて吸着処理時間を演算し、吸着塔を切り替えるので、最適なタイミングで吸着塔を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス処理方法が適用されたガス処理設備の第１の実施形態を模式的に示す構成図
【図２】第２の実施形態のガス処理設備の特徴部分を模式的に示す構成図
【図３】第３の実施形態のガス処理設備の制御系統図
【符号の説明】
１０…ガス処理設備、１２ａ、１２ｂ…吸着塔、１４ａ、１４ｂ…活性炭、１８…導入ダクト、２２…導出ダクト、２０ａ、２０ｂ、２４ａ、２４ｂ…ダンパ、２６…蒸気供給管、３０…蒸気排出管、３２…ドレン管、２８ａ、２８ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ、５０、５４…バルブ、４０…吸引ポンプ、４２ｘ〜４２ｚ…引き抜きダクト、４４ｘ〜４４ｚ…センサ部、５６…制御装置
Claims (4)
- 吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、
前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、
該濃度の測定値に基づいて、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替えることを特徴とするガス処理方法。 - 吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、
前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、
該濃度の測定値が所定値に達した際に、前記吸着塔から排出されるガスの流路を切り替え、該ガスを補助用の吸着塔に通過させることを特徴とするガス処理方法。 - 吸着材が収納された複数の吸着塔の少なくとも一つにガスを通過させることによって前記ガスに含まれる悪臭成分及び／又は溶剤成分を前記吸着材に吸着させるとともに、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替え、前記吸着材に吸着した前記悪臭成分及び／又は前記溶剤成分を脱着させるガス処理方法において、
前記吸着材で吸着処理する前のガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、
該吸着処理前の濃度に基づいて、前記吸着材で吸着処理する時間を演算し、
該演算値に基づいて、前記ガスを通過させる吸着塔を切り替えることを特徴とするガス処理方法。 - 前記吸着材で吸着処理したガス、又は前記吸着材で吸着処理しているガスに含まれる前記悪臭成分の濃度及び／又は前記溶剤成分の濃度を測定し、
該吸着処理後又は吸着処理中の濃度に基づいて、前記演算値を補正することを特徴とする請求項３に記載のガス処理方法。
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