JP2009207987A - 低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】VOC吸着部、VOC放出部及びVOC回収部を備え、VOC吸着部とVOC放出部との間でVOC吸着用のオイルが循環するように構成する。VOC吸着部を構成するVOC吸着用チャンバ1の内部に、オイルによって濡れ壁が形成されるように構成された濡れ壁塔2を接地して配設すると共に、該チャンバの中央に放電線3を配設し、VOC吸着用チャンバ1内を加圧状態にしてVOCを含むエアを濡れ壁塔2内に供給すると共に、放電線3に高電圧を印加することにより、接地された濡れ壁塔2との間で低温プラズマを発生させるように構成する。VOC吸着部においてVOCを吸着したオイルをVOC放出部に導入し、VOC放出用チャンバ20内を減圧状態にして、オイルに吸着されたVOCを放出させるように構成する。
【選択図】図1
Description
上記のような構成を有する請求項6に記載の発明によれば、吸着用チャンバ内に複数個の濡れ壁塔を設置することにより、多量のVOCを含んだエアを効率良く処理することができる。
本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムは、図1に示したように、大別してVOC吸着部、VOC放出部、VOC回収部から構成されている。以下、各部について詳述する。
VOC吸着部においては、図1及び図2に示すように、円筒状のVOC吸着用チャンバ1の内部に、円筒状の濡れ壁塔2が該チャンバ1と二重円筒を構成するように配置され、濡れ壁塔2の上端と該チャンバ1の上面との間に所定の間隔をあけて、該チャンバ1の底面に固定されている。なお、この濡れ壁塔2はステンレスから構成され、接地されている。
VOC放出部においては、図1に示すように、減圧容器であるVOC放出用チャンバ20の上部に、前記第1のオイル循環用配管13を介して、VOCを吸着したオイルを該チャンバ20内に供給する処理対象オイル供給管21が配設されると共に、このVOC放出部で分離されたVOCを含むエアを、後述するVOC回収部へ送るための第1のエア回収管22が配設されている。
VOC回収部においては、図1に示すように、加圧容器であるVOC回収用チャンバ30の上部にVOC回収管31が配設されると共に、該チャンバ30の下部にはVOC排出管32が配設され、このVOC排出管32には第5の流量調節弁33を備えたVOC排出用配管34が接続されている。
オイルとしては、シリコーンオイルや高真空ポンプオイル(アルキルジフェニールエーテル)等の変性シリコーンオイルが用いられる。これらのオイルは、加圧するとVOCを吸着し、減圧するとVOCを放出するだけで、化学反応を伴わず、搬送媒体としてしか機能しないため、オイルの劣化がなく、半永久的に使用できるので非常に経済的である。また、オイルは、無臭で、毒性がないので触れた場合でも健康被害がなく、安全性にも優れている。
VOC吸着部で発生する低温プラズマは、イオン風によりオイル表面を撹拌すると同時にオイル内部も撹拌するので、気液(VOCを含むエアとオイル)接触効率が向上し、オイルへのVOCの吸着効率が大幅に向上する。
上記のような構成を有する本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムは、以下のように作用する。
VOC吸着部においては、図1に示すように、まず、前記第2のオイル循環用配管24及びオイル供給管12を介して、VOC吸着用チャンバ1の側壁と濡れ壁塔2の間にオイルを供給する。そして、このオイルが濡れ壁塔2の上端まで達した後、濡れ壁塔2の内側に溢れ出し、濡れ壁塔2の内壁に沿って流下することにより、濡れ壁塔2の内壁に濡れ壁を形成する。これと同時に、高圧電源4により低温プラズマ発生用の放電線3に正の高電圧を印加して、低温プラズマ(コロナ放電)を発生させる。
上記のようにしてVOC吸着用チャンバ1から排出されたVOCを吸着したオイルは、第1のオイル循環用配管13に配設されたオイルフィルタ16によって固形物が除去された後、ヒーター17によって所定の温度に加熱され、処理対象オイル供給管21を介して、VOC放出用チャンバ20内に供給される。
上記のようにしてVOC放出用チャンバ20から排出されたVOCを含むエアは、第1のエア循環用配管35に設けられたファン36によって熱交換器38に導入され、この熱交換器38によってVOCを含むエアを冷却することにより、エア中のVOCを液化する。なお、VOC回収用チャンバ30内は、ファン36によって加圧状態にされているため、VOCはさらに液化しやすくなる。
(3−1)VOC吸着部の性能評価
本発明に係る揮発性有機化合物の除去システムのVOC吸着部の性能を評価した結果を以下に示す。なお、本性能評価試験に用いた円筒状の濡れ壁型吸着塔(VOC吸着部に相当)の構成の概要を図3に、その濡れ壁型吸着塔を用いた実験装置(実験系)を図4に示した。
次に、本発明に係る揮発性有機化合物の除去システムのVOC放出部の性能を評価した結果を以下に示す。なお、本性能評価試験に用いたトルエン(VOCの一例)の放出(揮発脱離)実験用容器の概要を図6に示した。
上述したように、本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムによれば、オイルが化学反応を伴わずにVOCを取り込む(物理吸着する)性質を利用すると共に、オイルの表面近傍で低温プラズマ(コロナ放電)を発生させることにより、イオン風によりオイル表面を撹拌すると同時にオイル内部も撹拌して気液接触効率を向上させて、VOCのオイルへの吸着をさらに促進することができる。これにより、簡単な構成でVOCを高効率で除去することができ、長期間にわたって使用できる、極めて有用性の高い揮発性有機化合物の除去システムを提供することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、具体的な各部材の形状、あるいは取付け位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、図1に示した揮発性有機化合物の除去システムでは、円筒状の濡れ壁塔を用いたが、濡れ壁塔の形状はこれに限定されず、平板状でも良い。
2…濡れ壁塔
3…放電線
4…高圧電源
5…処理対象エア供給管
6…処理対象エア供給配管
7…加圧用ファン
8…処理後エア排出管
9…処理後エア供給配管
10…第1の流量調節弁
11…第1のバイパス配管
12…オイル供給管
13…第1のオイル循環用配管
14…第1のオイル排出管
15…第2の流量調節弁
16…オイルフィルタ
17…ヒーター
18…碍子
19…放電線用留め具
20…VOC放出用チャンバ
21…処理対象オイル供給管
22…第1のエア回収管
23…第2のオイル排出管
24…第2のオイル循環用配管
25…冷却器
26…ポンプ
27…第3の流量調節弁
28…第2のバイパス配管
29…第4の流量調節弁
30…VOC回収用チャンバ
31…VOC回収管
32…VOC排出管
33…第5の流量調節弁
34…VOC排出用配管
35…第1のエア循環用配管
36…ファン
37…第6の流量調節弁
38…熱交換器
39…第2のエア回収管
40…第2のエア循環用配管
41…エア供給管
50、51…濡れ壁塔支持板
52…濡れ壁塔
53…放電線
54…オイル供給口
55…処理後エア排出口
56…処理対象エア供給口
57…オイル排出口
60…箱型のVOC吸着用チャンバ
61…針状放電電極
62…接地電極
63…処理対象エア供給口
64…処理後エア排出口
Claims (9)
- 処理対象となるエア中に含まれる所定の揮発性有機化合物をオイルに吸着させることにより除去する吸着部と、前記オイルに吸着された揮発性有機化合物を放出させる放出部とを備え、
前記吸着部と放出部との間で、前記オイルが循環するように構成し、
前記吸着部を加圧状態にして、該吸着部に処理対象となるエアを供給すると共に、前記吸着部において、前記オイルの表面近傍で低温プラズマを発生させるように構成したことを特徴とする低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。 - 処理対象となるエア中に含まれる所定の揮発性有機化合物をオイルに吸着させることにより除去する吸着部と、前記オイルに吸着された揮発性有機化合物を放出させる放出部とを備え、
前記吸着部と放出部との間で、前記オイルが循環するように構成し、
前記吸着部を構成する吸着用チャンバの内部に、前記オイルによって濡れ壁が形成されるように構成された濡れ壁塔を接地して配設すると共に、前記オイルによる濡れ壁と対向する位置に放電線を配設し、
前記吸着用チャンバ内を加圧状態にして、前記処理対象となるエアを、前記オイルによる濡れ壁と接触することができるように該チャンバ内に供給すると共に、前記放電線に高電圧を印加することにより、前記接地された濡れ壁塔との間で低温プラズマを発生させるように構成し、
前記吸着部において揮発性有機化合物を吸着したオイルを前記放出部に導入し、前記放出部を構成する放出用チャンバ内を減圧状態にして、前記オイルに吸着された揮発性有機化合物を放出させるように構成したことを特徴とする低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。 - 前記放出部によりオイルから放出された揮発性有機化合物を回収する回収部が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
- 前記放電線に銀によるコーティングが施されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
- 前記吸着部と放出部との間に形成されたオイルの循環系において、
前記放出部の上流側でオイルを加熱するように構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。 - 前記吸着用チャンバの内部に配設する濡れ壁塔を複数個とし、それぞれの濡れ壁塔の内部に放電線を設置したことを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
- 前記オイルが、該オイルの周囲の気圧が高い場合に前記揮発性有機化合物を吸着し、該オイルの周囲の気圧が低い場合に前記揮発性有機化合物を放出するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
- 前記オイルが、シリコーンオイル又は変性シリコーンオイルであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
- 前記放電線に印加する高電圧が、交流高電圧であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
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