JP2010075783A - 揮発性有機化合物の回収方法及び回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】揮発性有機化合物を含む廃棄物から、容易かつ安全に揮発性有機化合物を回収する回収方法及びその回収装置を提供すること
【解決手段】本発明の揮発性有機化合物の回収方法は、複数の揮発性有機化合物の混合物、揮発性有機化合物と樹脂との混合物、及び複数の揮発性有機化合物と樹脂との混合物のいずれかである揮発性有機化合物溶液が入れられた容器を、誘導加熱によって加熱処理することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、容易かつ安全に揮発性有機化合物を回収する、回収方法及び回収装置に関する。

トルエン、ベンゼン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの揮発性有機化合物は、樹脂を溶かすための溶剤や稀釈するための稀釈液として種々のものに使用されている。
従来、揮発性有機化合物を用いた樹脂溶液や稀釈液の、工業生産に使用された後の残物は、廃棄物として焼却処理されてきた。しかし、このような揮発性有機化合物を含む廃棄物は、廃棄物の減容化や資源の有効利用等の観点から、焼却処理以外の処理方法で処理することが求められている。
そこで、複数の揮発性有機化合物を含む廃棄物を、揮発性有機化合物それぞれの沸点の差を利用して、蒸留によって分離し、回収する方法が検討されている。

このような蒸留による揮発性有機溶剤の回収方法では、揮発性有機化合物を含む廃棄物の加熱手段として、ガスバーナー、電気ヒーターなどを利用するものや、水蒸気を用いた間接加熱処理等が検討されている。
また、加熱対象が水分ではあるが、マイクロ波を用いた誘電加熱により、選択的に水分を蒸発させて、水分と他の成分を分離する方法がある（特許文献１参照）。
特開平６−２２６２４６号公報

しかしながら、蒸留時の加熱手段として、高温で加熱を行うガスバーナーや電気ヒーターなどを用いた場合、容器から漏れた揮発性有機化合物が爆発するおそれがある。爆発を防ぐために、密封容器を用い、且つ該容器内に不活性ガスを充填させるなどの安全対策がなされた装置を用いることもできるが、装置自体が高価なものとなってしまう。また、ガスバーナーや電気ヒーターは、揮発性有機化合物回収時のエネルギー効率が悪いといった問題も有している。尚、防爆仕様の電気ヒーターを用いた場合は、爆発の可能性は回避できるが、揮発性有機化合物回収時のエネルギー効率がより悪くなる。
更に、水蒸気を用いた間接加熱処理を行う場合は、揮発性有機化合物を含む廃棄物の加熱に時間がかかる上に、温度制御が困難であるという問題があった。

また、引用文献１の方法で水分の代わりに揮発性有機溶剤を加熱して分離することも考えられるが、突沸のおそれがある。更に、水分のみを分離していたこの方法により、粘度の高い樹脂溶液や複数の揮発性有機化合物の混合物を特定の温度に制御することは困難であり、揮発性有機化合物の分離は難しい。
また、マイクロ波を用いた場合、陶器製などのマイクロ波にてスパーク等の発生しない容器を用いる必要性がある上に、マイクロ波の外部への漏洩を防ぎ、且つ効率よくマイクロ波照射を行うための処理室を準備する必要があり、装置自体がかなり高価なものとなってしまうという問題がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、揮発性有機化合物を含む廃棄物から、容易且つ安全に揮発性有機化合物を回収する回収方法及びその回収装置を提供することを目的とする。

上述の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
［１］複数の揮発性有機化合物の混合物、揮発性有機化合物と樹脂との混合物、及び複数の揮発性有機化合物と樹脂との混合物のいずれかである揮発性有機化合物溶液が入れられた容器を、誘導加熱によって加熱処理する揮発性有機化合物の回収方法。
［２］前記誘導加熱時の周波数が１〜１００ｋＨｚである［１］に記載の揮発性有機化合物の回収方法。

［３］複数の揮発性有機化合物の混合物、揮発性有機化合物と樹脂との混合物、及び複数の揮発性有機化合物と樹脂との混合物のいずれかである揮発性有機化合物溶液を入れるための誘導加熱が可能な容器と、誘導加熱手段を有する揮発性有機化合物回収装置。
［４］更に冷却手段を有する［３］に記載の揮発性有機化合物回収装置。
［５］前記容器が、金属及び／又は磁性体材料を含む材料より製造された容器である［３］又は［４］記載の揮発性有機化合物回収装置。
［６］前記容器が、鉄を主成分とする合金より製造された容器である［３］〜［５］のいずれかに記載の揮発性有機化合物回収装置。
［７］前記誘導加熱手段が高周波発生器と誘導コイルを有しており、前記誘導コイルが前記容器の側面と底面に設置されている［３］〜［６］のいずれかに記載の揮発性有機化合物回収装置。
［８］前記誘導コイルを構成する素線の断面形状が中空二重構造となっており、外層が絶縁物からなり、内層が導体とされ、中空部分が冷却媒体の通路とされていることを特徴とする［７］に記載の揮発性有機化合物回収装置。

本発明の揮発性有機化合物の回収方法によれば、揮発性有機化合物を含む廃棄物（［１］に記載の「揮発性有機化合物溶液」）から、容易かつ安全に揮発性有機化合物を回収することができる。また、本発明の回収方法で回収された揮発性有機化合物は、溶剤や稀釈剤また、燃料として再度利用することができる。
本発明の揮発性有機化合物の回収装置を用いれば、揮発性有機化合物を含む廃棄物（［１］に記載の揮発性有機化合物溶液）から、容易かつ安全に揮発性有機化合物を回収することができる。また、本発明の回収装置を用いて回収された揮発性有機化合物は、溶剤や稀釈剤また、燃料として再度利用することができる。

以下、図を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。なお、この実施形態は本発明の要旨を説明するためのものであり、特に限定のない限り本発明を限定するものではない。

＜揮発性有機化合物回収装置＞
本発明の揮発性有機化合物回収装置の一実施形態の模式図を図１に示す。図１で示されるように、本発明の揮発性有機化合物回収装置１０は、複数の揮発性有機化合物の混合物、揮発性有機化合物と樹脂との混合物、及び複数の揮発性有機化合物と樹脂との混合物のいずれかである揮発性有機化合物溶液２１を入れるための誘導加熱が可能な容器１１と、誘導加熱手段１２ａ及び誘導加熱手段１２ｂを有する。

（容器）
容器１１としては、誘導加熱が可能な鋼材を用いて製造された、容量２００Ｌ、耐熱温度９００℃の円筒状のドラム缶が用いられる。
尚、容器１１の材料は誘導加熱が可能なものであればよく、金属及び／又は磁性体材料を含む材料が挙げられる。
具体的には、アルミニウム、錫、鉛、亜鉛、銅、ニッケル、モリブデン、チタン、マグネシウム、マンガン、クロム、銀、鉄、白金やこれらの合金である鋼、ステンレス、ニクロム等を挙げることができる。また、カーボンも誘導加熱により加熱は可能である。
特に、鉄、ニッケルを含むものは、誘導加熱時に優れた渦電流およびヒステリシス損失による発熱性を有し加熱効率の点から好ましい。
中でも、作業性や経済性の観点からは、鉄を主成分とする合金が用いられると好ましく、具体的には鋼材がよい。尚、ここで鉄を主成分とするとは、合金全量中鉄を５０〜１００質量％含有することをいう。

また、容器１１の耐熱温度は、揮発性有機化合物回収の観点からは５００℃以上であればよく、特に、揮発性有機化合物溶液の残留物の炭化まで行うのであれば、８００℃以上であることが好ましく、より好ましくは１５００℃以上である。また、容器の耐熱温度に上限はない。

また、容器１１の形状は、誘導加熱による均一な加熱が可能である点から、円筒状であることが好ましい。
尚、容器１１として、長方体、立方体等の多角形の柱状体であるものも用いられる。
円筒状の具体的な容器としては、鋼材を用いて製造されたドラム缶等が挙げられる。
ドラム缶は、樹脂や揮発性有機化合物の輸送や保管に使用されている。また、樹脂や揮発性有機化合物に添加剤を添加し、加工用溶液とする際にも、一般的にドラム缶の中で配合や混合を行った後、加工用バスに流し込み加工用溶液として用いられる。
従って、誘導加熱を行う際の容器として、ドラム缶を用いれば、事業所等にて樹脂加工などを行った後のドラム缶中に残っている揮発性有機化合物溶液を、他の容器に移し替える必要がなく、移し替える時に発生する揮発性有機化合物樹脂のロスや時間のロスを削減することができる。また、加工用バス中に残った加工用溶液は、もとのドラム缶に戻して誘導加熱をすることができるので、特別に容器を準備する必要もなく、装置が安価となり好ましい。
また、容器１１の容量は特に限定されないが、容量が２０〜２００Ｌである一般的なドラム缶が用いられると、装置が安価となり好ましい。

また、図１で示すように、容器１１の側面には断熱材１５が設置されている。断熱材１５により断熱処理をすることで、誘導加熱時の容器からの熱の放出を防ぐことができる。
尚、断熱材１５は設置されても設置されなくてもよい。更に断熱材１５が設置される場合は、断熱材は容器１１の側面だけではなく、底面に設置されてもよい。
断熱材としては、ケイ酸カルシウム発泡体、鉱物系のもの及びガラスウール等を用いることができる。

また、図１で示すように、容器１１には容器内の温度制御を目的として、容器の側面、底面及び内部の温度を測定するための温度計１６ａ〜温度計１６ｃが設置されている。
温度計１６ａ〜温度計１６ｃとしては、温度を測れるものであれば何でもよく、一般的な温度計や温度センサーの他、温度計１６ｃの様なピン形状の温度センサーを用いることができる。
尚、温度計の設置箇所は容器の側面、底面、及び内部の３箇所に限定されず、揮発性有機化合物を回収するための温度制御ができる場所に設置されるとよい。また、容器の側面及び底面の温度を測定する際の温度計の設置箇所は、容器の内面と外面のいずれであってもよい。
また、容器１１の開口部は蓋１７で閉じられ、この蓋１７にはこれを貫通する配管が取り付けられている。

（誘導加熱手段）
本発明の揮発性有機化合物回収装置における誘導加熱手段とは、電磁誘導を利用した加熱手段である。
図１に示されるように、誘導加熱手段１２ａ及び誘導加熱手段１２ｂは、電磁誘導を起こすための高周波発生器（電源）１３ａ及び高周波発生器（電源）１３ｂと、誘導コイル１４ａ及び誘導コイル１４ｂから構成されている。

高周波発生器（電源）としては、交流電源が用いられる。
誘導コイルの材料としては、導体が用いられる。導体として具体的に、アルミニウム、錫、鉛、亜鉛、銅、ニッケル、モリブデン、チタン、マグネシウム、マンガン、クロム、銀、鉄、白金及びこれらの合金等が挙げられる。中でも、銅が用いられると、比較的安価で、電気抵抗が低く、コイル自体の発熱が少ないため好ましい。

尚、誘導コイルを構成する素線の断面形状は、中空多重構造であってもよい。具体的には、図３に示す、絶縁物からなる外層５３と、導体からなる内層５２と中空部分５１を有する中空二重構造の誘導コイル５０が挙げられる。
感電防止の観点から付与される絶縁物としては、セラミックス、樹脂、ゴム等が挙げられる。
また、中空部分５１は水等の冷媒の通路とする。これは、誘導コイルが、誘導加熱時の容器１１からの放熱や誘導コイルに電流を流した際の電気抵抗等によって、温度上昇することを防ぐためである。

図１で示すように、誘導コイル１４ａ及び誘導コイル１４ｂは、容器１１の側面及び底面の位置に取り付けられている。本発明の揮発性有機化合物回収装置においては、容器に対する誘導加熱手段による加熱面積が多いことが好ましく、容器の側面及び底面を加熱して加熱面積を増加させるとよい。
図１で示すように、容器１１の底面の下に誘導コイル１４ｂが設置されると、容器１１の底面を加熱できる。更に、円筒状に巻いた誘導コイル１４ａの中に容器１１が配置されることにより、容器１１の側面に誘導コイル１４ａが設置された状態となり、容器１１の側面の加熱が可能となる。
このように、誘導コイル１４ａ及び誘導コイル１４ｂが設置されると、揮発性有機化合物溶液の粘度が高くても、揮発性有機化合物溶液の対流を促し、また、揮発性有機化合物溶液に含まれる樹脂などの不揮発性成分が容器へ焦げ付くことを抑制できる。
尚、誘導コイルの設置位置は、容器１１の側面及び底面に限られず、いずれか一方でもよい。

また、図１で示される、誘導コイル１４ａ及び誘導コイル１４ｂ（誘導コイルの容器の外面に最も近いところ）から容器１１（誘導コイルに最も近い容器の外面）までの距離は７ｃｍである。
尚、誘導コイル（誘導コイルの容器の外面に最も近いところ）から容器（誘導コイルに最も近い容器の外面）までの距離は、１〜３０ｃｍが好ましく、３〜１５ｃｍがより好ましい。
距離が１ｃｍ未満の場合、作業性、安全性の観点より好ましくなく、３０ｃｍを超える場合、容器を十分加熱することが困難となり、エネルギー効率が低下するおそれがある。

このような、高周波発生器（電源）と誘導コイルを有する誘導加熱手段を用いた場合、加熱時に誘導加熱手段自体が、ガスを用いた炎や電気ヒーターのように高温となることはない。従って、加熱された容器以上に高温である発熱体が、揮発性有機化合物溶液の周囲に存在せず、爆発などの心配がなく安全性に優れる。
また、このような誘導加熱手段を用いた場合、高周波発生器（電源）の出力の調節により、容器内の温度制御が可能であり、温度制御が容易である。

（冷却手段）
図１で示される揮発性有機化合物回収装置１０には、揮発した揮発性有機化合物を冷却し、液体に戻すための冷却手段１８が設けられている。
冷却手段１８としては、空冷式のものや水を用いた水冷式、また、水以外の冷媒を用いた熱交換器などの冷却装置や、外気温による自然冷却装置等が挙げられる。

また、冷却手段１８には、液体にもどされた揮発性有機化合物１９を回収するための配管が設置され、この配管の先に揮発性有機化合物１９を回収するための回収容器が設置される。
特に、複数の揮発性有機化合物を個別に回収する場合、図２に示される揮発性有機化合物回収装置３０のように、冷却手段１８に設置された分岐のある配管３２を経由した先に、冷却された揮発性有機化合物を回収するための回収容器３３〜回収容器３５が設置されているとよい。尚、冷却装置１８と回収容器３３〜回収容器３５との間には、誘導加熱時の容器外面の温度により、開閉の切替が調節されるバルブ３６〜バルブ３８が設置される。
尚、バルブ３６〜バルブ３８の開閉を切替るための温度の測定箇所は容器１１の外面温度に限定されず、容器内の温度や、容器内の揮発性有機化合物溶液の温度であってもよく、冷却された揮発性有機化合物を回収容器３３〜回収容器３５に分けることができる温度が測定できる箇所であればよい。

また、図１で示される冷却手段１８には、冷却手段１８にて液化されなかった気体２０を放出するための配管も設置される。この配管の先には、発生した気体を吸引するための吸引手段や、脱臭装置等が設置されるとよい。

（過熱水蒸気供給手段）
また、本発明の揮発性有機化合物回収装置１０には、容器１１内の揮発性有機化合物溶液２１より、揮発性有機化合物が回収された後の残留物に対し炭化処理を行うための、過熱水蒸気供給手段が設置されているとよい。過熱水蒸気供給手段は過熱水蒸気を容器内に供給するためのものであり穴の開いたパイプ（配管）やノズルなどが用いられる。
過熱水蒸気供給手段は、容器の蓋や側面、底面などに取り付ければよく、また過熱水蒸気を容器内、特に残留物に効果的に吹き付けられるように設置されることが好ましい。容器の再利用や取り扱いの観点からは、容器の蓋１７に過熱水蒸気を容器内に供給するための多数の孔を有するパイプが過熱水蒸気供給手段として設置されるとよい。
尚、過熱水蒸気供給手段は揮発性有機化合物を回収した後に揮発性有機化合物回収装置１０に設置されてもよい。具体的には、過熱水蒸気を容器内に供給するための多数の孔を有するパイプが過熱水蒸気供給手段として設置されている蓋が、揮発性有機化合物回収時に使用した蓋１７とは別に準備されていることが好ましい。そして、揮発性有機化合物が回収された後、容器１１にその過熱水蒸気供給手段が設置された蓋が取り付けられることで、揮発性有機化合物回収装置１０に過熱水蒸気供給手段が設置されるとよい。
また、残留物中に引火性、発火性及び爆発性を有する揮発性有機化合物が含まれていなければ、炭化処理を行うための手段として、ガスバーナーや電気ヒーターが設置されてもよい。

＜揮発性有機化合物の回収方法＞
次に、揮発性有機化合物の回収方法について説明する。
本発明の揮発性有機化合物の回収方法は、複数の揮発性有機化合物の混合物、揮発性有機化合物と樹脂との混合物、及び複数の揮発性有機化合物と樹脂との混合物のいずれかである揮発性有機化合物溶液が入れられた容器を、誘導加熱によって加熱処理する揮発性有機化合物の回収方法であり、図１で示されるような揮発性有機化合物回収装置を用いて行われることが好ましい。
以下、本発明の揮発性有機化合物の回収方法について、本発明の揮発性有機化合物回収装置の一実施形態の模式図である図１を用いて説明するが、本発明の回収方法はこれに限定されるものではない。

（揮発性有機化合物溶液）
揮発性有機化合物としては、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル（以下、「ＭＰＧ」とする。）、酢酸エチル、メチルエチルケトン（以下、「ＭＥＫ」とする。）、ベンゼン、トルエン（以下「ＴＯＬ」とする。）、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下「ＤＭＦ」とする。）等、一般的に揮発性有機化合物（ＶＯＣ）として分類されるものが挙げられる。また、ミネラルスピリットなどであってもよい。

容器１１内に入れられる揮発性有機化合物溶液２１とは、上述の揮発性有機化合物を２種以上含有した混合物、又は上述の揮発性有機化合物の１種或いは２種以上と樹脂との混合物である。

揮発性有機化合物を２種以上含有した混合物としては、例えば、ＭＥＫとＴＯＬとＤＭＦ等の混合物や、ＭＰＧとＤＭＦ等の混合物等を挙げることができる。但し、これらの組み合わせに何ら限定されるものではない。
揮発性有機化合物を２種以上含有する場合、沸点の離れた揮発性有機化合物が混合されているもののほうが、回収される揮発性有機化合物を、各揮発性有機化合物毎に分離しやすいため好ましい。

また、揮発性有機化合物溶液２１が含有する樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸ビニル樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
上述の揮発性有機化合物の１種或いは２種以上と樹脂との混合物としては、ウレタン樹脂とＤＭＦの混合物、ウレタン樹脂とＭＥＫとＴＯＬの混合物、ウレタン樹脂とＭＥＫとＴＯＬとＤＭＦの混合物、また、撥水剤に用いられているようなフッ素変成アクリル樹脂とアセトンとミネラルスピリット等を含有する混合物などを挙げることができる。但し、これらの組み合わせに何ら限定されるものではない。

また、揮発性有機化合物溶液２１には、揮発性有機化合物や樹脂以外に顔料、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、浸透剤、有機微粒子、無機微粒子、抗菌剤など樹脂に添加される種々の添加剤が添加されていてもよい。

本発明の揮発性有機化合物の回収方法では、揮発性有機化合物溶液２１の粘度（２０℃）が、１０００００ｍＰａ・ｓ以下であると好ましい。尚、下限値は特に限定されず、低い粘度であれば問題はない。
揮発性有機化合物溶液２１の粘度（２０℃）が１０００００ｍＰａ・ｓを超えると、誘導加熱によって加熱処理を行う際、容器１１内の揮発性有機化合物溶液２１の対流が悪くなり、容器の側面に焦げ付きが発生するおそれがある。
また、加熱処理前の粘度（２０℃）が１０００００ｍＰａ・ｓを超えているものであっても、加熱処理により、流動性が出てくるものであれば、本発明における揮発性有機化合物溶液２１として用いることができる。

（誘導加熱）
揮発性有機化合物回収装置１０を用いた揮発性有機化合物の回収方法では、上述のような揮発性有機化合物溶液２１が入れられた容器１１を、誘導加熱手段１２ａ及び誘導加熱手段１２ｂによって誘導加熱する。
具体的には、高周波発生器（電源）１３ａ及び高周波発生器（電源）１３ｂより一定の周波数の電流が流され、誘導コイル１４ａ及び誘導コイル１４ｂに電磁場を発生させる。容器１１はこの電磁場内に設置されているため、容器１１に誘導電流が生じて容器１１のみが加熱される。これが誘導加熱である。そして、この加熱した容器１１によって、容器１１内の揮発性有機化合物溶液２１が加熱処理される。尚、高周波発生器（電源）１３ａ及び高周波発生器（電源）１３ｂより流されている電流を切ると、電磁場が消失し、容器１１の加熱が止まる。容器１１の温度は誘導加熱による加熱時間や誘導加熱時の電力によって調節され、揮発性有機化合物溶液２１の加熱温度を調節することが可能となる。尚、容器１１の温度は、容器１１に取り付けられた温度計１６ａ〜温度計１６ｃによって測定する。このように温度計１６ａ〜温度計１６ｃで温度を確認しながら、容器１１の温度を調節できるため、揮発性有機化合物溶液２１内の揮発性有機化合物それぞれの沸点に応じた加熱温度とすることができ、揮発性有機化合物溶液内の揮発性有機化合物を個々に回収することが可能となる。

このとき、高周波発生器（電源）１３ａ及び高周波発生器（電源）１３ｂにおける電流の周波数は、揮発性有機化合物溶液を入れた容器の材質、厚み、容器と誘導コイルとの距離、誘導コイルの形状、誘導コイルの材質、大きさ（太さ）等によっても異なるが、加熱効率の観点より、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであることが好ましく、３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚであることがより好ましい。この周波数により、誘導加熱される容器の厚さ方向へ貫通する熱の深度が異なる。従って、周波数が１ｋＨｚ未満である場合は、容器が溶解するおそれがある。また、周波数が１００ｋＨｚを超えた場合、容器表面が集中して加熱されるため、加熱効率が低下する傾向にある。

また、このとき高周波発生器（電源）１３ａ及び高周波発生器（電源）１３ｂにおける電力は０．１〜５０ｋＷであることが好ましく、１〜２０ｋＷであることがより好ましい。電力が５０ｋＷを越えると、容器が急激に加熱され、揮発性有機化合物溶液への熱伝導以上に加熱され、容器の耐熱温度を超えるおそれがある。一方、０．１ｋＷ未満の場合、内部の揮発性有機化合物溶液に熱伝導するよりも放熱ロスが多く加熱効率が低下する傾向にある。

誘導加熱時の加熱処理温度は、揮発性有機化合物の種類にもよるが、容器１１の温度（誘導加熱により加熱されている容器側面の外面の温度）で６０〜５００℃程度にて行えばよく、目的とする揮発性有機化合物の沸点に応じて、複数の温度にて多段階的に加熱処理を行うことが好ましい。
また、誘導加熱時による加熱処理時間は、揮発性有機化合物溶液の量などにもよるが１００ｋｇ程度の揮発性有機化合物溶液の場合、３０〜７２０分間程度であることが好ましい。

例えば、揮発性有機化合物としてＭＥＫとＴＯＬとＤＭＦを含有する１００Ｌの揮発性有機化合物溶液を用いる場合、容器側面の外面の温度で、室温（約２０℃）〜１２０℃にて１〜１２０分間加熱処理することにより、ＭＥＫが主として回収される。引続き、１２１〜１４０℃にて１〜１２０分間加熱処理することによりＴＯＬが主として回収される。引続き、１４１〜１６０℃にて１〜１８０分間加熱処理することによりＤＭＦが主として回収される。
なお、温度の測定箇所は容器側面の外面温度に限定されるものではなく、容器内の温度や、容器内の揮発性有機化合物溶液の温度であってもよく、目的とする揮発性有機化合物の回収の管理ができる箇所の温度であれば特に限定されるものではない。

また、容器内の揮発性有機化合物溶液の加熱処理を促進するために、容器に対する誘導加熱による加熱処理面積を増やすとよい。具体的には、図１に示されるように、誘導コイル１４ｂを用いた容器の底面の加熱だけではなく、誘導コイル１４ａを用いた容器の側面の加熱を行うとよい。側面の加熱も行うと、揮発性有機化合物溶液の対流が促進される。
特に、容器１１内の揮発性有機化合物溶液２１に樹脂が含まれ、揮発性有機化合物溶液の粘度が高い場合には、このように加熱処理面積を増やすことにより、揮発性有機化合物溶液の対流が促進され、単位面積当たりの加熱量を減らすことができるため、容器への樹脂の焦げ付きを防ぐことができる。
また、誘導加熱手段１２ａ及び誘導加熱手段１２ｂによる側面と底面の加熱処理温度は、同じ温度であっても、異なる温度であってもよいが、容器への樹脂の焦げ付き抑制の観点からは、容器の側面の温度を、底面の温度に比べ低くして、容器の側面と底面を誘導加熱により加熱することがより好ましい。
尚、容器内の揮発性有機化合物溶液が対流しない場合、揮発性有機化合物回収中に樹脂の焦げ付き現象が発生して回収される揮発性有機化合物が褐色に着色することがあり、好ましくない。

（冷却、回収）
誘導加熱手段１２ａ及び誘導加熱手段１２ｂによる誘導加熱で加熱処理され、気化した揮発性有機化合物は、冷却手段１８を用いて冷却凝縮され、冷却手段１８に設置された配管を通じて、回収容器に回収される。尚、冷却温度は、目的の揮発性有機化合物を液化できる温度以下であれば特に限定されない。
このとき、図２に示されるように、冷却手段１８に設置された分岐を有する配管３２に、容器１１の加熱温度によって開閉の切替が可能なバルブ３６〜バルブ３８が取り付けられていると、揮発性有機化合物の沸点に応じて揮発性有機化合物を回収容器３３〜回収容器３５に別々に回収することができる。
また、回収された揮発性有機化合物を再度、誘導加熱により加熱処理すると、より純度の高い揮発性有機化合物が回収される。回収された揮発性有機化合物を再度加熱処理する場合、一回目の回収容器として誘導加熱可能な容器を用いれば、容器の入れ替えを行わずに誘導加熱による加熱処理が可能となり好ましい。

（加熱処理、炭化処理）
また、廃棄物の減容化の観点からは、揮発性有機化合物溶液から揮発性有機化合物を回収した後の残留物に対し更に加熱処理を行うとよい。
また更に、容器中の揮発性有機化合物を回収した後の残留物に対し炭化処理を行うと、残留物を燃料や吸着剤、消臭剤として再利用することが可能となり、資源の有効活用ができるためより好ましい。
このような加熱処理及び炭化処理には、誘導加熱や過熱水蒸気による加熱を用いることができる。中でも、熱量も多く、また、還元雰囲気をつくることができ、残留物を炭化し吸着性能、消臭性能等有する炭を容易に得られることから、過熱水蒸気による炭化処理を行うことがより好ましい。炭化処理に用いられる過熱水蒸気としては、１２０℃〜１５００℃のものが好ましく、炭化された残留物の吸着性、消臭性の観点から、過熱水蒸気の温度は７００℃以上のものがより好ましい。
尚、残留物中に引火性、発火性及び爆発性の揮発性有機化合物が残存しない状態であれば炭化処理の際に、ガスバーナー、電気ヒーターなどをもちいてもよい。

過熱水蒸気による炭化処理は、５００〜１５００℃（容器内温度）にて、３０〜７２０分程度行うことが好ましい。このような条件で加熱処理を行うと、残留物となっている残存樹脂等を炭化処理することが可能となる。
また、残留物への消臭性能等の付与の観点からは、過熱水蒸気による加熱処理温度が７００℃以上（容器内温度、好ましくは還元雰囲気）であることがより好ましい。
尚、炭化の安定性の観点より、特に好ましくは、残留物へ過熱水蒸気を直接接触させる処理に加え、容器を誘導加熱等により加熱処理することが好ましい。具体的には、誘導加熱により容器を加熱しながら、過熱水蒸気と残留物を直接接触させ、炭化処理をおこなうことが、安全性、作業性の観点からより好ましい。
また、残留物を過熱水蒸気にて炭化する前に、誘導加熱等による加熱処理により、残留物中の揮発性有機化合物を十分揮発、除去させておくと、炭化の際のエネルギー効率の観点より好ましい。

以上のような、揮発性有機化合物回収装置及び回収方法を用いれば、揮発性有機化合物溶液から揮発性有機化合物を回収する際、爆発等のおそれがなく安全である。また、揮発性有機化合物溶液から揮発性有機化合物を回収する際の温度制御が容易であり、揮発性有機化合物を効率よく分離して回収することができる。更に、揮発性有機化合物溶液から揮発性有機化合物を回収する際に特別な容器や装置を用意する必要がないため、揮発性有機化合物回収装置を安価に提供できる。
尚、揮発性有機化合物回収装置及び回収方法によって回収された揮発性有機化合物は、溶剤、稀釈剤、ボイラー等の燃料等として有効に活用することができ、揮発性有機化合物の環境への排出を抑制し、廃棄物の量を減少させることができる。
また、揮発性有機化合物回収後の容器に残留した残留物を、該容器中で引続き炭化することにより廃棄物を減少（減容）することができ、さらに、炭化により得られた残留物（炭）は、燃料や吸着剤、消臭剤などの他の用途にも使用でき、環境面においても好ましい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図２に示す本発明の揮発性有機化合物回収装置の一例の模式図を用いて、以下の実施例を説明する。

＜実施例１＞
本発明の実施例で用いた図２の揮発性有機化合物回収装置３０では、揮発性有機化合物溶液を入れる容器１１として、鋼板を用いて製造された２００Ｌ用ドラム缶（耐熱温度９００℃）を用いた。なお、容器１１の側面は、断熱材１５にて覆った。

また、揮発性有機化合物回収装置３０には、高周波発生器（電源）（第一高周波工業製、ＨＩ ＨＥＡＴＥＲ ４０２０Ｎ）１３ｂと誘導コイル１４ｂとからなる誘導加熱手段１２ｂ、及び高周波発生器（電源）１３ａと誘導コイル１４ａとからなる誘導加熱手段１２ａを用いた。
なお、渦巻状の誘導コイル１４ｂは容器１１の下に設置した。更に、誘導コイル１４ａの中（コイルが形成する円筒形状の内側）に容器１１を設置し、容器１１の側面の周囲に誘導加熱用の誘導コイル１４ａが設置されている状態とした。ここで、誘導コイル１４ａの巻数は１３とした。また、誘導コイル１４ａ及び誘導コイル１４ｂと容器１１との距離は７ｃｍとした。
尚、これら誘導コイル１４ａ及び誘導コイル１４ｂとしては、図３で示される、素線の断面形状が中空二重構造で、銅からなる内層５２を絶縁性樹脂製チューブよりなる外層５３で被覆した誘導コイル５０を用いた。また、誘導コイルの中空部分５１には、誘導加熱による加熱時にコイルの温度が上昇しないように水を通した。

また、容器１１の側面、底面の外面には温度計１６ａ、温度計１６ｂをそれぞれ取り付け、容器の側面（外面）の温度、容器の底面（外面）の温度が測定できるようにした。また、容器の蓋１７にも温度計１６ｃを取り付け、容器１１内部の温度が測定できるようにした。

更に、容器１１の蓋１７には、加熱処理され、気化した揮発性有機化合物が通過するための配管３１を設置し、配管３１と冷却手段１８とを接続した。冷却手段１８としては、水冷式の熱交換器を用いた。

冷却手段１８には、冷却され液化した揮発性有機化合物を通すための配管３２と、冷却手段１８にて液化されなかった気体を放出するための配管３９を設置した。更に、配管３２の先には、冷却され液化した揮発性有機化合物が回収できるＭＥＫ用の回収容器３３、ＴＯＬ用の回収容器３４、ＤＭＦ用の回収容器３５をそれぞれ設置した。
また、冷却手段１８と回収容器３３〜回収容器３５との間には、容器側面（外面）の温度により、開閉の制御がされるバルブ３６〜バルブ３８を取り付けた。ここで、バルブ３６〜バルブ３８としては電磁弁を用いた。尚、ＭＥＫ用のバルブ３６が開く温度を（容器側面（外面）の温度）：室温（２０℃）〜１２０℃とし、ＴＯＬ用の電磁弁３７が開く温度（容器側面（外面）の温度）：１２１〜１４０℃とし、ＤＭＦ用の電磁弁３８が開く温度（容器側面（外面）の温度）：１４１〜１６０℃とした。

また、冷却器にて液化されなかった気体を放出するための配管３９の先には脱臭装置４０を取り付けた。尚、脱臭装置４０には排気口４１とドレン４２が設けられていた。
また、図示しなかったが脱臭装置４０と冷却手段１８の間に容器から発生した気体を吸引するための吸引手段を設置した。

次に下記の手順にて揮発性有機化合物溶液より揮発性有機化合物を回収した。
揮発性有機化合物溶液としては、以下の成分の混合物を用いた。
（揮発性有機化合物溶液）
粘度２０００ｍＰａ・ｓ（２０℃）、合成皮革製造時に発生した廃樹脂、１５０ｋｇ。
ウレタン樹脂 ２９質量部
白色顔料 ６質量部
ＭＥＫ ４５質量部
ＴＯＬ １０質量部
ＤＭＦ ６０質量部

上記揮発性有機化合物溶液２１（１５０ｋｇ）が入った容器１１を誘導加熱により加熱処理した。誘導加熱に用いた周波数は１２ｋＨｚ（一定）とした。
揮発性有機化合物溶液に含まれる揮発性有機化合物は、ＭＥＫ、ＴＯＬ、ＤＭＦであるため、まず、ＭＥＫを回収するために、誘導加熱によって容器１１を加熱し、容器側面温度（外面）を室温（２０℃）から１２０℃まで１２０分かけて昇温させた。
引続きＴＯＬを回収するために、誘導加熱によって容器１１を加熱し、容器側面温度（外面）を１４０℃まで６０分かけて昇温させた。
さらに、ＤＭＦを回収するために、誘導加熱によって容器１１を加熱し、容器側面温度（外面）を１６０℃まで６０分かけて昇温させた。
なお、容器１１の底面の温度は回収時より常に３００℃（外面）とした。

上述の操作によって、ＭＥＫ、ＴＯＬ、ＤＭＦのそれぞれの回収容器３３〜回収容器３５には、無色透明のＭＥＫ、ＴＯＬ、ＤＭＦが回収された。
回収された上記の揮発性有機化合物は、合成皮革製造用のウレタン樹脂溶液の溶剤として使用することが可能であった。

次に、容器１１に、蓋１７に代えて、温度計１６ｃと配管３１に加えて、容器１１内に過熱水蒸気を吹き込むための配管を接続されている蓋を取り付けた。
容器１１内に過熱水蒸気（８００℃）を注入し、誘導加熱による加熱と過熱水蒸気による加熱を同時に行うことで、揮発性有機化合物溶液の残留物２５ｋｇの炭化処理を８００℃（容器内温度）にて３時間おこなった。
得られた炭化物は５ｋｇとなり、廃棄物の減容化がなされていた。また、得られた炭化物にて以下の消臭試験にて消臭性能を確認したところ消臭性能が確認された。

（消臭試験）
消臭試験は、つぎの手順にて行った。
まず、５００ｍｌの三角フラスコ内に、得られた炭化物を１．０ｇ添加した。次に、その三角フラスコ中にＭＥＫを２μｌ注入し、三角フラスコにフィルムにて蓋をして密封し、軽く振った。この三角フラスコを２５℃で１６時間静置した後、三角フラスコ内の空気を１ｍｌサンプリングし、ガクロマトグラフを用いてＭＥＫの濃度を測定し、炭化物をいれた場合のＭＥＫの濃度（Ｘ）とした。
また、三角フラスコに炭化物を添加しなかった以外は、同様にして、三角フラスコ内のＭＥＫの濃度を測定し、炭化物をいれない場合のＭＥＫの濃度（Ｙ）とした。
炭化物をいれた場合のＭＥＫの濃度（Ｘ）は１１ｐｐｍであり、炭化物を入れない場合のＭＥＫの濃度（Ｙ）は８７６ｐｐｍであった。従って、下記一般式（１）より求められる、炭化物のＭＥＫの消臭率は９９％であり、消臭性が確認された。
（ＭＥＫの濃度（Ｙ）−ＭＥＫの濃度（Ｘ））／ＭＥＫの濃度（Ｙ）×１００＝炭化物のＭＥＫの消臭率・・・（１）

以上のように、本発明の回収方法及び回収装置を用い、合成皮革の製造後に発生した揮発性有機化合物溶液より揮発性有機化合物を回収したところ、容易且つ安全に揮発性有機化合物（ＭＥＫ、ＴＯＬ、ＤＭＦ）が回収され、回収されたＭＥＫ、ＴＯＬ、ＤＭＦは、再度、合成皮革製造用樹脂溶液の溶剤として用いることができた。
従って、本発明の揮発性有機化合物の回収方法及び回収装置によれば、従来廃棄物として廃棄されてきた揮発性有機化合物溶液より、有用な揮発性有機化合物を入手することができ資源の有効利用ができるといえる。また、揮発性有機化合物を大気や水系などの外部環境に放出することを抑制し環境に対する負荷も軽減することができる。
さらに、炭化処理まで行えば、揮発性有機化合物溶液に含まれていた固形分も一層有効活用することができる。

本発明の揮発性有機化合物回収装置の一実施形態の模式図である。 実施例１で用いた、本発明の揮発性有機化合物回収装置の模式図である。 実施例１で用いた誘導コイルの斜視図である。

符号の説明

１０、３０：揮発性有機化合物回収装置
１１：容器
１２ａ、１２ｂ：誘導加熱手段
１３ａ、１３ｂ：高周波発生器
誘導コイル：１４ａ、１４ｂ、５０
外層：５３、内層：５２、中空部分：５１

Claims (8)

1. 複数の揮発性有機化合物の混合物、揮発性有機化合物と樹脂との混合物、及び複数の揮発性有機化合物と樹脂との混合物のいずれかである揮発性有機化合物溶液が入れられた容器を、誘導加熱によって加熱処理する揮発性有機化合物の回収方法。
2. 前記誘導加熱時の周波数が１〜１００ｋＨｚである請求項１に記載の揮発性有機化合物の回収方法。
3. 複数の揮発性有機化合物の混合物、揮発性有機化合物と樹脂との混合物、及び複数の揮発性有機化合物と樹脂との混合物のいずれかである揮発性有機化合物溶液を入れるための誘導加熱が可能な容器と、誘導加熱手段を有する揮発性有機化合物回収装置。
4. 更に冷却手段を有する請求項３に記載の揮発性有機化合物回収装置。
5. 前記容器が、金属及び／又は磁性体材料を含む材料より製造された容器である請求項３又は４に記載の揮発性有機化合物回収装置。
6. 前記容器が、鉄を主成分とする合金より製造された容器である請求項３〜５のいずれかに記載の揮発性有機化合物回収装置。
7. 前記誘導加熱手段が高周波発生器と誘導コイルを有しており、
   前記誘導コイルが前記容器の側面と底面に設置されている請求項３〜６のいずれかに記載の揮発性有機化合物回収装置。
8. 前記誘導コイルを構成する素線の断面形状が中空二重構造となっており、外層が絶縁物からなり、内層が導体とされ、中空部分が冷却媒体の通路とされていることを特徴とする請求項７に記載の揮発性有機化合物回収装置。

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