JP2009208037A - Solvent recovering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗浄溶剤や反応溶剤等の溶剤(溶媒)、特に沸点が180〜250℃のパラフィン系炭化水素溶剤や、沸点が75〜150℃のアルコール系炭化水素溶剤を、数千ppm以上の高濃度の溶剤を含有する溶剤含有ガスからの溶剤の回収に好適な溶剤の回収装置の技術分野に属するものである。 In the present invention, a solvent (solvent) such as a cleaning solvent or a reaction solvent, particularly a paraffinic hydrocarbon solvent having a boiling point of 180 to 250 ° C., or an alcoholic hydrocarbon solvent having a boiling point of 75 to 150 ° C. The present invention belongs to the technical field of a solvent recovery apparatus suitable for recovering a solvent from a solvent-containing gas containing a high-concentration solvent.
ところでこのような有機溶剤は、化学工場、塗装工場、印刷工場、薬品工場、半導体製造工場、精密機械製造工場等の各種施設において、反応、抽出、コーティング、脱脂洗浄等の各種工程で広く溶剤として採用されている。そしてこのような溶剤の多くは、高沸点であるが故、液体としてそのまま回収されるが、一部が気化して空気と混じるものがあり、このようなものをそのまま大気に放出することは公害発生の要因となり、そこで何らかのかたちで回収することが必要になる。
そこでこのような大気に混じった溶剤を回収する手段として、ゼオライトや活性炭等の吸着剤を用い、これらに溶剤を吸脱着して回収するようにしたもの(例えば特許文献1、2)が知られているが、ゼオライト等の吸着剤は高価であるため、経済的な面での負担が大変であるという問題がある。またゼオライトや活性炭は、良い吸脱着媒体であると同時に優れた触媒機能を有しており、このため、溶剤を吸脱着するあいだに酸化する等して変質させてしまうという問題があり、特に沸点が200℃以上のような高沸点の溶剤の場合、脱着する際に高温雰囲気下での処理が必要になってより酸化が進行し、溶剤が早期に変質してしまうだけでなく、吸着剤の劣化も早く、溶剤および活性炭の繰り返しての使用回数が少なくなるという問題がある。
そこで、VOCガスがを、冷却器に冷媒が供給されていない側の第一凝縮器(熱交換器)に供給した後、冷却器に冷媒が供給されている側の第二凝縮器(熱交換器)に供給することを交互に繰返すようにし、第二凝縮器内では、ガス中に含まれる水分(水蒸気)が含有溶剤を取り込む状態で凍結して付着させる一方、第一凝縮器内では、前回凍結した水分を供給される溶剤含有ガスで昇温させて解凍し、溶剤含有液体として回収すると共に、該供給された溶剤含有ガスの前冷却をするようにしたものを提唱した(特許文献3参照)。
Therefore, as means for recovering the solvent mixed in the atmosphere, an adsorbent such as zeolite or activated carbon is used, and the solvent is adsorbed and desorbed to recover the solvent (for example, Patent Documents 1 and 2). However, since adsorbents such as zeolite are expensive, there is a problem that the burden on the economy is serious. In addition, zeolite and activated carbon are good adsorption / desorption media and at the same time have an excellent catalytic function. For this reason, there is a problem that they are altered by oxidation during adsorption / desorption of the solvent. In the case of a solvent having a high boiling point such as 200 ° C. or higher, treatment under a high-temperature atmosphere is required at the time of desorption, so that the oxidation proceeds more and the solvent changes in quality early. There is a problem that the deterioration is quick and the number of repeated use of the solvent and activated carbon is reduced.
Therefore, after the VOC gas is supplied to the first condenser (heat exchanger) on the side where the refrigerant is not supplied to the cooler, the second condenser (heat exchange) on the side where the refrigerant is supplied to the cooler. In the second condenser, moisture (steam) contained in the gas is frozen and attached in a state of taking in the solvent, while in the first condenser, It was proposed that the previously frozen water was heated and thawed with the supplied solvent-containing gas and recovered as a solvent-containing liquid, and the supplied solvent-containing gas was precooled (Patent Document 3). reference).
前記提唱したものは、高い回収能力を発揮し、溶剤回収の手段として有効であったが、このものは二塔の凝縮器を必要とするため装置全体が大型化すると共に、設備費も高騰することになって中小企業や零細企業のように資金的にも厳しく、また広い設置スペースを確保できないようなところでは設置するのに難しいという問題があり、ここに本発明が解決せんとする課題がある。 The above-mentioned proposal exhibited a high recovery capability and was effective as a means for solvent recovery. However, since this requires a two-column condenser, the entire apparatus becomes larger and the equipment cost increases. As a result, there is a problem that it is difficult to install in a place where it is difficult to secure a large installation space, such as SMEs and micro enterprises, and there is a problem that the present invention does not solve is there.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、溶剤含有ガスから溶剤を回収するための回収装置であって、該回収装置は、溶剤含有ガスを凝縮するための凝縮器と、該凝縮器に冷媒を供給するための冷媒供給手段と、溶剤含有ガスを予冷却するための予冷脚手段とを供えると共に、冷媒供給手段は、凝縮器の温度が0℃を越えたものにして溶媒含有ガス中の水分が凍結しないよう冷媒の供給をするものとし、予冷脚手段は、凝縮器で溶剤回収されたガスが冷媒として供給されるよう凝縮器に接続されていることを特徴とする溶剤の回収装置である。
請求項2の発明は、溶剤含有ガスは、沸点が180〜250℃のパラフィン系炭化水素溶剤を1000〜10000ppm含むものであることを特徴とする請求項1記載の溶剤の回収装置である。
請求項3の発明は、溶剤含有ガスは、沸点が75〜150℃のアルコール系炭化水素溶剤を20000〜30000ppm含むものであることを特徴とする請求項1記載の溶剤の回収装置である。
請求項4の発明は、溶剤回収される溶剤含有ガスの流路は、予冷却手段、水冷却手段、凝縮器の順であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1記載の溶剤の回収装置である。
請求項5の発明は、凝縮器に供給する冷媒は、直膨式の冷凍機システムから連続して供給されるものであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1記載の溶剤の回収装置である。
The present invention was created in view of the above-described circumstances to solve these problems, and the invention of claim 1 is a recovery device for recovering a solvent from a solvent-containing gas. The recovery device includes a condenser for condensing the solvent-containing gas, a refrigerant supply means for supplying a refrigerant to the condenser, and a pre-cooling leg means for pre-cooling the solvent-containing gas. The refrigerant supply means supplies the refrigerant so that the moisture in the solvent-containing gas does not freeze when the temperature of the condenser exceeds 0 ° C., and the precooling leg means receives the gas recovered from the solvent by the condenser. The solvent recovery device is connected to a condenser so as to be supplied as a refrigerant.
The invention according to
The invention according to claim 3 is the solvent recovery apparatus according to claim 1, wherein the solvent-containing gas contains 20000 to 30000 ppm of an alcohol-based hydrocarbon solvent having a boiling point of 75 to 150 ° C.
According to a fourth aspect of the present invention, the solvent-containing gas flow path for recovering the solvent is in the order of precooling means, water cooling means, and condenser. This is a recovery device.
According to a fifth aspect of the invention, the refrigerant supplied to the condenser is continuously supplied from a direct expansion type refrigerator system, and the solvent according to any one of the first to fourth aspects is provided. It is a recovery device.
請求項1の発明とすることにより、凝縮器が1塔でありながら、該凝縮器内が水分凍結による閉鎖がない状態で長時間の運転ができると共に、凝縮器で溶剤回収されたガスが予冷却手段の冷媒として有効利用できることになって、溶剤回収装置の小型化、低価格化が達成できると同時にエネルギー効率の高いものにできることになる。
請求項2の発明とすることにより、沸点が180〜250℃のパラフィン系炭化水素溶剤を1000〜10000ppm含むものから効率よく溶剤回収をすることができる。
請求項3の発明とすることにより、沸点が75〜150℃のアルコール系炭化水素溶剤を20000〜30000ppm含むものから効率よく溶剤回収をすることができる。
請求項4の発明とすることにより、溶剤含有ガスの流路が予冷却手段、水冷却手段、凝縮器の順になってより効率のよい溶剤回収ができることになる。
請求項5の発明の発明とすることにより、製作コストが低廉でコンパクト化した回収装置にすることができる。
According to the first aspect of the present invention, while the condenser is a single tower, the condenser can be operated for a long time without being closed by moisture freezing, and the gas recovered from the solvent in the condenser is preliminarily used. Since it can be effectively used as a refrigerant for the cooling means, the solvent recovery device can be reduced in size and price, and at the same time can be made highly energy efficient.
By making it invention of
By making it invention of Claim 3, solvent recovery can be efficiently carried out from what contains 20000-30000 ppm of the alcohol-type hydrocarbon solvent whose boiling point is 75-150 degreeC.
According to the invention of
According to the invention of the fifth aspect of the invention, the collection device can be made compact with a low manufacturing cost.
次ぎに、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図中、1は気化した溶剤が混入していて溶剤回収が必要な溶剤含有ガスの流路であって、該流路1は、予冷却器(予冷凝縮器)2、冷媒を2℃の冷水とする水冷却器(水冷凝縮器)3を経由してメインの凝縮器(熱交換器)4に至るようになっている。そして凝縮器4の出口側流路1aにはブロア5が設けられているが、該ブロア5の吸排気作動によって、溶剤含有ガスを凝縮器4に吸引し、そして後述するように凝縮器4で溶剤回収がなされた処理済みガスを前記予冷却器2の冷媒として供給した後、排気するようになっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, reference numeral 1 denotes a flow path of a solvent-containing gas in which a vaporized solvent is mixed and the solvent needs to be recovered. The flow path 1 includes a precooler (precooled condenser) 2 and a coolant at 2 ° C. cold water. The main condenser (heat exchanger) 4 is reached via a water cooler (water-cooled condenser) 3. A
6は冷媒タンクであって、該冷媒タンク6に貯留される冷媒は、直膨式の冷凍機7によって冷却される冷却器8に対し、ポンプ9の駆動によって連続的に供給されて冷却されたものが、前記凝縮器4の冷媒として供給されるようになっている。
また10は前記凝縮器4で回収された凝縮液タンクであって、該凝縮液タンク10に回収された凝縮液は、ポンプ11の駆動によって図示しない水分除去装置に供給され、該水分が除去された溶剤が回収されるようになっている。
6 is a refrigerant tank, and the refrigerant stored in the
次に、具体的に溶剤回収の手段について説明するが、溶剤含有ガスとしては、沸点約196℃のパラフィン系炭化水素溶剤が5000ppmの濃度で含むものとし、そして60℃で前記流路1に供給される。そして該供給された溶剤含有ガスを、凝縮器4で凝縮して溶剤回収をすることになるが、凝縮器4の運転開始温度が18℃であり、ここに2℃に冷却した冷媒を供給すると、約2時間で凝縮器4の温度が約2℃になった。この状態を維持して溶剤の回収率を測定したところ、回収率は91.1%であった。そしてこの場合に、凝縮器4内において、溶剤含有ガスに含有する水分の凍結現象は運転開始から6時間を経ても発現せず、更なる運転が可能であった。
Next, the means for recovering the solvent will be described in detail. As the solvent-containing gas, a paraffinic hydrocarbon solvent having a boiling point of about 196 ° C. is contained at a concentration of 5000 ppm, and is supplied to the flow path 1 at 60 ° C. The The supplied solvent-containing gas is condensed by the
これに対し、運転開始温度が9℃の凝縮器4に−5℃の冷媒を供給して前記溶剤含有ガスの溶剤回収を試みたところ、凝縮器4が約2時間で凍結状態になって閉塞した。
On the other hand, when the recovery of the solvent-containing gas was attempted by supplying a refrigerant of −5 ° C. to the
このように、本発明が実施されたものにおいては、凝縮器4が1塔でありながら、該凝縮器4内の温度が約2℃に維持されることになって凝縮器4内は水分の凍結による閉塞がなく、長時間に亘って高回収率での回収運転ができることになる。しかも凝縮器4によって溶剤回収されたガスは、予冷却器2を冷却するための冷媒として有効利用される。
この結果、1塔の凝縮器4を用いて高効率の溶剤回収ができることになって設備の小型化、低廉化が達成できると共に、エネルギー効率も向上できることになる。
As described above, in the case where the present invention is implemented, although the
As a result, it is possible to recover the solvent with high efficiency by using one tower of the
次に、上記回収装置を用いて沸点82℃のイソプロパノールガスが25000ppmの濃度で含まれたもののイソプロパノールを回収しようとするものであり、そして50℃で前記流路1に供給される。そして該供給された溶剤含有ガスを、凝縮器4で凝縮して溶剤回収をすることになるが、凝縮器4の運転開始温度が18℃であり、ここに2℃に冷却した冷媒を供給すると、約2時間で凝縮器4の温度が約2℃になった。この状態を維持して溶剤の回収率を測定したところ、回収率は71.0%であった。そしてこの場合に、凝縮器4内において、溶剤含有ガスに含有する水分の凍結現象は運転開始から6時間を経ても発現せず、更なる運転が可能であった。
Next, the recovery apparatus is used to recover isopropanol containing isopropanol gas having a boiling point of 82 ° C. at a concentration of 25000 ppm, and is supplied to the flow path 1 at 50 ° C. The supplied solvent-containing gas is condensed by the
さらにまた、前記回収装置は、溶剤回収ガスの流路に予冷却器2、水冷却器3の順に配したものとしたが、これを水冷却器3、予冷却器2と逆に配したものとで溶剤回収率に差異があるかについて検討した。含有溶剤としては、沸点が200〜206℃のパラフィン系炭化水素溶剤を1000ppmの濃度で含有するものとし、予冷却器2と水冷却器3との配置を異ならしめた以外は、前記パラフィン系炭化水素溶剤の回収手法と同じにして回収率を比較した。これによると、予冷却器2、水冷却器3の順に配したものは回収率が86%であったのに対し、逆に水冷却器3、予冷却器2の順に配したものは回収率が78.8%と、若干ではあるが低いことが確認され、前者の方が回収効率が高いことが確認された。
Furthermore, the recovery device is arranged in the order of the
1 流路
2 予冷却器
3 水冷却器
4 凝縮器
5 冷媒タンク
1
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