JP2011000572A - 吸着剤再生方法及び設備 - Google Patents

Abstract

【課題】溶剤の脱着に要するエネルギー効率を向上させる。
【解決手段】高圧過熱蒸気生成工程１１では水２１から高圧過熱蒸気２２を生成する。分割工程１２では高圧過熱蒸気２２を第１高圧過熱蒸気２２ａ及び第２高圧過熱蒸気２２ｂに分割する。減圧工程１３では、第１高圧過熱蒸気２２ａの圧力が大気圧になるまで、第１高圧過熱蒸気２２ａのみを減圧する。減圧により、第１高圧過熱蒸気２２ａは減圧過熱蒸気２３となる。加熱工程１４では、第２高圧過熱蒸気２２ｂとの熱交換により、減圧により温度が低下した減圧過熱蒸気２３を加熱する。脱着工程１５では、溶剤が吸着した吸着剤に加熱された減圧過熱蒸気２３を通して、吸着剤から溶剤を脱着する。脱着工程１５により、吸着剤から溶剤を脱着した減圧過熱蒸気２３は、溶剤含有蒸気２４となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、過熱蒸気を用いて、溶剤を吸着した吸着剤から溶剤を脱着させる吸着剤再生方法及び設備に関する。

ポリマーフィルム（以下「フィルム」とする）は、優れた光透過性や柔軟性を有し、軽量薄膜化が可能であることから、光学機能性フィルムとして多岐に利用されている。この中でも、セルロースアシレート等を用いたセルロースエステル系フィルムは、前述の特性に加えて、さらに強靭性や低複屈折率を有している。このセルロースエステル系フィルムは、近年市場が拡大している液晶表示装置（ＬＣＤ）の構成部材である偏光板の保護フィルムや光学補償フィルムとして利用されている。

このフィルムの製造方法として溶液製膜方法がある。溶液製膜方法では、まず、流延室においてポリマーと溶剤とが含まれたドープを連続的に流出し支持体上に流延膜を形成する。そして、流延膜が自己支持性を有するものとなった後に、支持体から流延膜を剥ぎ取って湿潤フィルムとする。その後、テンタ室内で湿潤フィルムを搬送させながら乾燥させてフィルムを得る。最後に、フィルムは、乾燥室を経て、巻取装置によって巻き取られる。

溶液製膜方法において、所定の乾燥処理又は自然乾燥により、流延膜、湿潤フィルム、またはフィルムから溶剤が蒸発する。この結果、流延室、テンタ室または乾燥室内には、ガス状の溶剤が充満する。各室内の雰囲気における溶剤の濃度が増大するにつれて、各室における溶剤の蒸発効率は低下してしまう。

そこで、各室内の雰囲気における溶剤の濃度の増大を防ぐために、吸着工程が行われる（例えば、特許文献１）。吸着工程では、各室内の雰囲気の一部を回収し、この回収された気体（以下、回収気体と称する）を吸着塔に収納された吸着剤に通すことで、回収気体に含まれる溶剤を吸着する。そして、吸着工程により溶剤が取り除かれた回収気体は、新たな乾燥気体となって各室へ供給される。これにより、各室における溶剤の蒸発効率を維持または向上することができる。

一方、溶剤を吸着した吸着剤には脱着工程が施される（例えば、特許文献１）。脱着工程では、溶剤を吸着した吸着剤に過熱蒸気を通し、吸着剤から溶剤を脱着させる。脱着工程により、吸着剤を吸着工程に再利用することができる。脱着した溶剤は過熱蒸気とともにコンデンサに送られ、所定の処理が施される。

特開２００３−１６５１２９号公報

ところで、脱着工程に用いられる過熱蒸気はボイラにて生成される。そして、生成した過熱蒸気の移送を容易にするために、過熱蒸気の圧力は、吸着塔における気圧よりも高い。通常、吸着塔における気圧は大気圧であるため、ボイラで生成される過熱蒸気の圧力Ｐ１は大気圧よりも高い。

このため、高圧の過熱蒸気を吸着塔に供給する場合には、吸着塔の手前において、吸着塔における気圧にまで過熱蒸気を減圧する必要がある。ところが、過熱蒸気の減圧とともに、過熱蒸気の温度が低下してしまう。

このように、吸着剤へ通す前において過熱蒸気の温度が低下してしまうことは、過熱蒸気の生成に要した熱エネルギーに対する脱着工程に要する熱エネルギーの比を考慮すると、効率のよいものとはいえない。

本発明は、エネルギー効率のよい吸着剤再生方法及び設備を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の吸着剤再生方法は、溶剤を吸着した吸着剤に過熱蒸気を接触させて、前記吸着剤から前記溶剤を脱着する脱着工程と、液状の水の加熱により、前記脱着工程における前記過熱蒸気よりも高い圧力の高圧過熱蒸気をつくる高圧過熱蒸気生成工程と、前記高圧過熱蒸気を前記脱着工程が行われる環境の気圧になるまで気体のまま減圧し、前記高圧過熱蒸気から減圧過熱蒸気を得る減圧工程と、前記減圧により冷却された前記減圧過熱蒸気を気体のまま加熱する加熱工程とを有し、この加熱工程を経た前記減圧過熱蒸気を用いて前記脱着工程を行うことを特徴とする。

前記高圧過熱蒸気生成工程と前記減圧工程との間で、前記高圧過熱蒸気を第１高圧過熱蒸気及び第２高圧過熱蒸気に分割する分割工程を行い、前記減圧工程を前記第１高圧過熱蒸気のみに行い、前記加熱工程では、前記減圧工程により前記第１高圧過熱蒸気から得られた前記減圧過熱蒸気を前記第２高圧過熱蒸気との熱交換により加熱することが好ましい。

また、本発明の吸着剤再生方法は、溶剤を吸着した吸着剤に過熱蒸気を接触させて、前記吸着剤から前記溶剤を脱着する脱着工程と、この脱着工程における前記過熱蒸気よりも高い圧力の高圧過熱蒸気をつくる高圧過熱蒸気生成工程と、前記高圧過熱蒸気を第１高圧過熱蒸気及び第２高圧過熱蒸気に分割する分割工程と、前記第１高圧過熱蒸気のみを前記脱着工程が行われる環境の気圧になるまで減圧し、前記第１高圧過熱蒸気から減圧過熱蒸気を得る減圧工程と、前記減圧により冷却された前記減圧過熱蒸気を前記第２高圧過熱蒸気との熱交換により加熱する加熱工程とを有し、この加熱工程を経た前記減圧過熱蒸気を用いて前記脱着工程を行うことを特徴とする。

ポリマーと前記溶剤とを含むドープからなる流延膜を支持体に形成する膜形成工程と、前記流延膜を前記支持体から剥ぎ取って湿潤フィルムとする剥ぎ取り工程と、前記湿潤フィルムから前記溶剤を蒸発させる蒸発工程と、前記蒸発した溶剤を前記吸着剤に吸着させる吸着工程とを有することが好ましい。また、前記ポリマーはセルロースアシレートを含み、前記溶剤はジクロロメタンまたは酢酸メチルを含み、前記吸着剤は活性炭を含むことが好ましい。

本発明の吸着剤再生設備は、溶剤を吸着した吸着剤及び過熱蒸気の接触により前記吸着剤から前記溶剤を脱着させる脱着装置と、前記脱着に用いられる前記過熱蒸気よりも高い圧力の高圧過熱蒸気をつくる高圧過熱蒸気生成装置と、この高圧過熱蒸気生成装置と接続し、前記高圧過熱蒸気を第１高圧過熱蒸気及び第２高圧過熱蒸気に分割する分割装置と、この分割装置と接続し、前記第２高圧過熱蒸気を用いて前記第１高圧過熱蒸気を加熱する熱交換器と、前記分割装置及び前記熱交換器の間に設けられ、前記第１高圧過熱蒸気のみが流通する第１配管及び前記第２高圧過熱蒸気のみが流通する第２配管と、前記第１配管に設けられ、前記脱着が行われる環境の気圧になるまで前記第１高圧過熱蒸気を減圧する減圧弁と、前記熱交換器及び前記脱着装置と接続し、前記加熱された前記第１高圧過熱蒸気を前記脱着装置へ送る過熱蒸気送り装置とを有することを特徴とする。

ポリマーと前記溶剤とを含むドープからなる流延膜を支持体に形成する膜形成室と、前記流延膜を前記支持体から剥ぎ取って湿潤フィルムとする剥取装置と、前記湿潤フィルムを導入して、この湿潤フィルムから前記溶剤を蒸発させる蒸発室と、前記膜形成室又は前記蒸発室の少なくとも一方の中にあり、ガス状の前記溶剤を含む気体を回収する回収装置と、前記回収された気体に含まれる前記溶剤を前記吸着剤に吸着させる吸着装置とを有することが好ましい。

本発明によれば、過熱度が従来よりも高い過熱蒸気を用いて脱着工程を行い、過熱蒸気の凝縮を抑え、過熱蒸気全体が気体の状態を維持するように、過熱蒸気に対し減圧工程及び加熱工程を行うため、過熱蒸気の生成に要した熱エネルギーから、脱着工程に要する熱エネルギーを効率よく取り出すことができる。

また、本発明によれば、高圧過熱蒸気を第１高圧過熱蒸気及び第２高圧過熱蒸気に分割した後に、前記第１高圧過熱蒸気のみを、脱着処理が行われる環境の気圧まで減圧するため、減圧に起因する熱エネルギーのロスを低減することができる。更に、この減圧により冷却された減圧過熱蒸気を前記第２過熱蒸気との熱交換により加熱するため、過熱蒸気の生成に要した熱エネルギーから、脱着工程に要する熱エネルギーを効率よく取り出すことができる。

したがって、本発明によれば、従来に比べて少量の過熱蒸気を用いて、従来と同量の溶剤を吸着剤から脱着することが可能となるため、脱着処理における省エネを実現することができる。

本発明の第１実施形態である吸着剤再生方法の概要を示す工程図である。 本発明の吸着剤再生設備の概要を示す説明図である。 熱交換器の概要を示す斜視図である。 過熱蒸気が有する熱エネルギーのうち、吸着剤に与え得る熱エネルギー量を示す説明図である。 分割工程により生成した第１過熱蒸気が吸着剤に与え得る熱エネルギー量を示す説明図である。 減圧工程により第１過熱蒸気が喪失した熱エネルギー量を示す説明図である。 加熱工程後において、減圧過熱蒸気が吸着剤に与え得る熱エネルギー量を示す説明図である。 従来の吸着剤再生方法において、減圧により過熱蒸気が喪失した熱エネルギー量、及び減圧後の過熱蒸気が吸着剤に与え得る熱エネルギー量を示す説明図である。 本発明の第２実施形態である吸着剤再生方法の概要を示す工程図である。

図１に示すように、吸着剤再生方法１０は、高圧過熱蒸気生成工程１１と、分割工程１２と、減圧工程１３と、加熱工程１４と、脱着工程１５とを有する。高圧過熱蒸気生成工程１１では水２１から高圧過熱蒸気２２を生成する。分割工程１２では高圧過熱蒸気２２を第１高圧過熱蒸気２２ａ及び第２高圧過熱蒸気２２ｂに分割する。減圧工程１３では、第１高圧過熱蒸気２２ａの圧力が脱着工程１５が行われる環境の気圧になるまで、第１高圧過熱蒸気２２ａのみを減圧する。この減圧により、第１高圧過熱蒸気２２ａは減圧過熱蒸気２３となる。加熱工程１４では、第２高圧過熱蒸気２２ｂとの熱交換により、減圧過熱蒸気２３を加熱する。脱着工程１５では、溶剤が吸着した吸着剤に加熱された減圧過熱蒸気２３を通して、吸着剤から溶剤を脱着する。脱着工程１５により、吸着剤から溶剤を脱着した減圧過熱蒸気２３は、溶剤含有蒸気２４となる。なお、水２１は、蒸気でも、液状の水でも、氷であってもよい。

図２に示すように、溶液製膜設備３０は、ポリマー３１及び溶剤３２を含むドープ３３から、フィルム３４を製造するものであり、流延室４１、テンタ室４２、及び乾燥室４３を含む。流延室４１では、ドープ３３を用いて流延膜４７を形成する膜形成工程、及び流延膜４７の剥ぎ取り工程が行われる。流延室４１は、走行するエンドレスバンド４８と、エンドレスバンド４８に向けてドープ３３を連続的に流出するダイ４９と、流延膜４７をエンドレスバンド４８から剥ぎ取る剥ぎ取りローラ５０とを有する。剥ぎ取りローラ５０により、エンドレスバンド４８から剥ぎ取られた流延膜４７は、湿潤フィルム５３として、テンタ室４２へ案内される。テンタ室４２では、湿潤フィルム５３の耳部を把持して搬送しながら、湿潤フィルム５３を乾燥するものである。テンタ室４２における乾燥処理により、湿潤フィルム５３から溶剤が蒸発し、湿潤フィルム５３はフィルム３４となる。フィルム３４は、テンタ室４２から乾燥室４３へ送られる。乾燥室４３では、乾燥処理が行われる。この乾燥処理により、フィルム３４から溶剤が蒸発する。乾燥室４３から送り出されたフィルム３４は、巻取り装置により巻き芯に巻き取られる。

吸着剤再生設備５５は、ガス状の溶剤を含む気体から溶剤を吸着剤へ吸着させる吸着処理、及び吸着した溶剤を吸着剤から脱着させる脱着処理を行うものであり、吸着処理及び脱着処理を行う吸着塔５６ａ〜５６ｃ、及び脱着処理に用いられる高圧過熱蒸気２２をつくるボイラ５７を有する。ボイラ５７及び吸着塔５６ａ〜５６ｃの間には、ボイラ５７から吸着塔５６ａ〜５６ｃに向かって、三方弁６１と、減圧弁６２と、熱交換器６３と、切替弁６４とが順次設けられる。

ボイラ５７は水２１を加熱して、所望の温度で、大気圧よりも高い圧力の高圧過熱蒸気２２を生成する。三方弁６１は、高圧過熱蒸気２２を第１高圧過熱蒸気２２ａ及び第２高圧過熱蒸気２２ｂに分割するものであり、ステンレス製の配管６８ａ〜６８ｃと接続する。

配管６８ｃは、高圧過熱蒸気２２を流通させるものであり、三方弁６１とボイラ５７とを接続する。配管６８ａは、第１高圧過熱蒸気２２ａを流通させるものであり、熱交換器６３を介して、三方弁６１と切替弁６４とを接続する。配管６８ｂは、第２高圧過熱蒸気２２ｂを流通させるものであり、熱交換器６３を介して、三方弁６１と図示しない回収装置とを接続する。なお、回収装置に送られた第２高圧過熱蒸気２２ｂをボイラ５７へ戻してもよいし、別途設けられた熱交換装置を介して、回収装置に送られた第２高圧過熱蒸気２２ｂの熱エネルギーをボイラ５７で利用してもよい。

配管６８ａには減圧弁７０が設けられる。減圧弁７０は、第１高圧過熱蒸気２２ａの圧力を減圧して、第１高圧過熱蒸気２２ａから減圧過熱蒸気２３を得る。この減圧により、第１高圧過熱蒸気２２ａから一部の熱エネルギーが奪われるため、減圧過熱蒸気２３の温度は、第１高圧過熱蒸気２２ａの温度よりも低い。減圧弁７０としては、例えば、直動式減圧弁、パイロット作動形式減圧弁などを用いることができる。また、減圧弁７０に代えて、各種調節弁を用いることができる。

熱交換器６３は、第２高圧過熱蒸気２２ｂと減圧過熱蒸気２３との間で熱交換を行うものである。図３に示すように、熱交換器６３は、ケーシング６３ａと伝熱板６３ｂとを有する。図示は省略するが、ケーシング６３ａのうち、一の側面には、減圧過熱蒸気２３の入口が設けられる。また、ケーシング６３ａのうち、一の側面と対向する他の側面には、減圧過熱蒸気２３の出口が設けられる。この入口及び出口は、それぞれ配管６８ａと接続する。図２及び図３に示すように、減圧弁６２から配管６８ａを介して送り出された減圧過熱蒸気２３は、入口からケーシング６３ａの内部へ導入される。ケーシング６３ａの内部へ導入された減圧過熱蒸気２３は、出口から配管６８ａを介して切替弁６４へ送り出される。

複数の伝熱板６３ｂは、ケーシング６３ａの中空部における減圧過熱蒸気２３の流れ方向Ａと並行になるように設けられ、方向Ａと直交する方向Ｂに並べられる。伝熱板６３ｂは、たとえば、金属、特にアルミ、銅、ステンレスなど熱伝導性の高い材料から形成されることが好ましい。

配管６８ｂは、ケーシング６３ａを貫通する。ケーシング６３ａの内部では、配管６８ｂは、複数の伝熱板６８ｂを貫通し、ケーシング６３ａの内部を巡回するように設けられる。

配管６８ｂに第２高圧過熱蒸気２２ｂが流通し、配管６８ａに減圧過熱蒸気２３が流通すると、ケーシング６３ａの内部では、伝熱板６３ｂ等を介して、第２高圧過熱蒸気２２ｂの熱エネルギーが、第２高圧過熱蒸気２２ｂよりも低温の減圧過熱蒸気２３へ移る結果、減圧過熱蒸気２３が加熱される。減圧過熱蒸気２３の加熱時には、減圧過熱蒸気２３の圧力は略一定のままである。

図２に戻って、切替弁６４は、減圧過熱蒸気２３の供給先を、吸着塔５６ａ〜５６ｃのうちいずれか１つに切り替えるものである。吸着塔５６ａ〜５６ｃは、その内部に吸着剤７０ａ〜７０ｃをそれぞれ備えている。吸着剤７０ａ〜７０ｃとしては、例えば活性炭が挙げられる。吸着塔５６ａ〜５６ｃと切替弁６４との間には１次蒸気配管７１が接続される。１次蒸気配管７１は、熱交換器６３から送られた減圧過熱蒸気２３を流通させるものであり、弁７２を有する。

熱交換器６３から送り出された減圧過熱蒸気２３は、吸着剤７０ａ〜７０ｃのうちいずれかに通される吸着剤との接触により、各吸着剤に吸着している溶剤が脱着される。脱着された溶剤は減圧過熱蒸気２３とともに、溶剤含有蒸気２４となる。

吸着塔５６ａ〜５６ｃは、溶剤含有蒸気２４が流通する２次蒸気配管７４を介して、凝縮機７５と接続する。２次蒸気配管７４には弁７７が適宜設けられる。更に、吸着塔５６ａ〜５６ｃは、１次空気配管８０及び２次空気配管８１を介して、溶液製膜設備３０の各室４１〜４３と接続する。１次空気配管８０は、各室４１〜４３から回収した空気（以下、回収空気と称する）８３を吸着塔５６ａ〜５６ｃへ流通させるものである。２次空気配管８１は、吸着塔５６ａ〜５６ｃからの乾燥空気８４を各室４１〜４３へ流通させるものである。１次空気配管８０及び２次空気配管８１には弁８６が適宜設けられる。

凝縮機７５は、吸着塔５６ａ〜５６ｃから送られた溶剤含有蒸気２４を液化する。液化処理により得られる液は、図示しない分留装置により、溶剤と水とに分留される。分留された溶剤は、ドープの調製に再利用される。

制御部９０は、ボイラ５７を制御する。これにより、所望の温度、所望の圧力の高圧過熱蒸気２２を製造することができる。更に、制御部９０は、三方弁６１、減圧弁６２、切替弁６４、各弁７７、８６等の開閉操作を独立して行う。

次に、本発明の作用を説明する。溶液製膜設備３０の稼動により、ドープ３３からフィルム３４が得られる。流延室４１、テンタ室４２、または乾燥室４３には、大気圧の乾燥空気８４が充満する。吸着剤再生設備５５は、流延室４１、テンタ室４２、または乾燥室４３内の雰囲気の一部を、回収空気８３として回収する。流延室４１、テンタ室４２、または乾燥室４３では、流延膜４７、湿潤フィルム５３、またはフィルム３４から溶剤が蒸発するため、回収空気８３には溶剤が含まれる。

回収空気８３は、１次空気配管８０を介して、吸着塔５６ａへ供給される。吸着塔５６ａでは、回収空気８３に対し吸着処理が行われる。吸着処理により、回収空気８３は新たな乾燥空気８４となる。吸着塔５６ａから送り出された乾燥空気８４は、２次空気配管８１を介して、流延室４１、テンタ室４２、または乾燥室４３へ供給する。これにより、流延室４１、テンタ室４２、または乾燥室４３内の雰囲気における溶剤の濃度を調節することができる。

吸着塔５６ａにおいて、吸着処理が施された回収空気８３の量が一定値になると、制御部９０の制御の下、回収空気８３は、１次空気配管８０を介して、吸着塔５６ｂへ供給される。吸着塔５６ｂでは、吸着塔５６ａと同様の吸着処理が行われる。

吸着塔５６ａには、制御部の制御の下、熱交換器６３により加熱された減圧過熱蒸気２３が供給される。吸着塔５６ａにおける脱着処理により、吸着剤７０ａに吸着された溶剤が脱着される。脱着された溶剤は、減圧過熱蒸気２３とともに、溶剤含有蒸気２４として凝縮機７５へ送られる。

吸着塔５６ｂにおいて、吸着処理が施された回収空気８３の量が一定値になると、制御部の制御の下、回収空気８３は１次空気配管８０を介して吸着塔５６ｃへ供給される。こうして、吸着塔５６ｃでは吸着処理が行われる。また、制御部の制御の下、熱交換器６３により加熱された減圧過熱蒸気２３が吸着塔５６ｂへ供給される。こうして、吸着塔５６ｂでは脱着処理が行われる。こうして、回収空気８３及び減圧過熱蒸気２３の供給先が順次切り替えられ、各吸着塔５６ａ〜５６ｃにおいて吸着処理、脱着処理が交互に行われる。

図１及び図４に示すように、高圧過熱蒸気生成工程１１にて生成した温度Ｔ１、質量ｍ０、圧力Ｐ１の高圧過熱蒸気２２が有する熱エネルギー量のうち、温度Ｔｋの吸着剤に与え得る熱エネルギーＱ１は、｛ｃ・ｍ０・（Ｔ１−Ｔｋ）｝と表される。なお、ｃは、過熱蒸気の比熱であり、本発明の吸着剤再生方法においては一定である。この熱エネルギーＱ１は、過熱蒸気の質量ｍ及び過熱蒸気の比熱ｃの積を縦軸にとり、過熱蒸気の温度Ｔを横軸にとったときグラフにおいて、ハッチング部Ｈ１の面積で表される。なお、温度Ｔ１は、１４０℃以上１７０℃以下であることが好ましい。また、圧力Ｐ１は、０．５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下であることが好ましい。

図１及び図５に示すように、分割工程１２では、質量ｍ０の高圧過熱蒸気２２を、質量ｍａの第１高圧過熱蒸気２２ａ、及び質量（ｍ０−ｍａ）の第２高圧過熱蒸気２２ｂに分割する。分割工程１２により、熱エネルギーＱ１は、第１高圧過熱蒸気２２ａが温度Ｔｋの吸着剤に与え得る熱エネルギーＱ１ａ、及び第２高圧過熱蒸気２２ｂが温度Ｔｋの活性炭に与え得る熱エネルギーＱ１ｂに分けられる。

図１及び図６に示すように、第１高圧過熱蒸気２２ａの圧力が大気圧になるまで減圧工程１３が行われると、第１高圧過熱蒸気２２ａは減圧過熱蒸気２３となり、温度はＴ１からＴ２まで低下する。したがって、減圧工程１３により、減圧過熱蒸気２３が温度Ｔｋの吸着剤に与え得る熱エネルギーは、熱エネルギーＬ１だけ減少し、Ｑ２ａとなる。

図１及び図７に示すように、加熱工程１４では、第２高圧過熱蒸気２２ｂとの熱交換により、減圧過熱蒸気２３の温度は、Ｔ２からＴ３へと上昇する。したがって、加熱工程１４により、減圧過熱蒸気２３が吸着剤に与え得る熱エネルギーは、Ｑ２ａからＱ３に増大する。

図８に示すように、従来の吸着剤再生方法において、温度Ｔ１、質量ｍ０の高圧過熱蒸気２２を生成し、高圧過熱蒸気２２全体を大気圧まで減圧してしまうと、減圧工程１３では、減圧過熱蒸気２３が吸着剤に与え得る熱エネルギーは、熱エネルギーＬ１よりも大きな熱エネルギーＬ０だけ減少し、Ｑ０となってしまう。

本発明の吸着剤再生方法では、減圧工程１３の前に分割工程１２を行うため、減圧工程１３による熱エネルギーのロスを極力抑えることができる。したがって、本発明によれば、吸着剤再生方法においてエネルギーの節約を図ることができる。更に、減圧工程１３の後に加熱工程１４を行うことにより、当初の高圧過熱蒸気２２が有していた熱エネルギーから、溶剤の脱着に要する熱エネルギーを効率よく取り出すことが可能となる。

上記実施形態では、支持体としてエンドレスバンド４８を用いたが、本発明はこれに限られず、軸方向が水平となるように設けられた回転ドラムを用いてもよい。回転ドラムの周面にドープ３３を流出することで、流延膜４７を形成することができる。

第１高圧過熱蒸気２２ａの質量ｍ０は、温度Ｔｋ、温度Ｔ１、温度Ｔ２等に基づいて、Ｑ３ａ≧Ｑ０となるように、設定すればよい。

吸着塔５６ａ〜５６ｃでは、大気圧としたが、本発明はこれに限られず、例えば、０．１０ＭＰａ以上０．１３ＭＰａ以下の範囲であってもよい。

なお、本発明においては、高圧過熱蒸気２２、第１高圧過熱蒸気２２ａ及び第２高圧過熱蒸気２２ｂ、減圧過熱蒸気２３を、気体のまま所定の装置へ送り、気体のまま分割工程１２、減圧工程１３、加熱工程１４、脱着工程１５を行うことが好ましい。

なお、上記実施形態では、溶液製膜設備内で発生した溶剤を含む気体を回収したが、本発明はこれに限らず、その他の製造設備内で発生する化合物を含む気体を回収してもよい。

本発明は、吸着剤再生方法１０に限られず、図９に示す吸着剤再生方法１１０でもよい。以下、吸着剤再生方法１１０について説明するが、吸着剤再生方法１０と同様の工程、部材について同一の符号を付し、詳細の説明は省略する。

吸着剤再生方法１１０は、高圧過熱蒸気生成工程１１と、減圧工程１３と、加熱工程１１４と、脱着工程１５とを有する。減圧工程１３では、圧力が脱着工程１５が行われる環境の気圧になるまで、高圧過熱蒸気２２を減圧する。減圧工程１３では、高圧過熱蒸気２２は、凝縮せずに、気体の状態が維持される。この減圧により、高圧過熱蒸気２２は減圧過熱蒸気１２３となる。加熱工程１１４では、減圧過熱蒸気１２３を加熱する。減圧過熱蒸気１２３の加熱は、ヒータなどの加熱装置を用いる。脱着工程１５では、溶剤が吸着した吸着剤に加熱された減圧過熱蒸気２３を通して、吸着剤から溶剤を脱着する。

水から高圧過熱蒸気２２をつくるための熱エネルギーの総量Ｑには、水の温度上昇として寄与した熱エネルギーＱｗと、水から蒸気への状態変化に寄与した熱エネルギーＱｈと、蒸気の温度上昇として寄与した熱エネルギーＱｖとが含まれる。脱着工程では吸着剤に過熱蒸気を接触させることから、溶剤の脱着に寄与する熱エネルギーＱｄは、熱エネルギーＱｖに含まれる。

熱エネルギーＱｖが増大するに従い、熱エネルギーＱｄは増大する。したがって、脱着工程１５に用いられる高圧過熱蒸気２２の過熱度が増大するに従い、熱エネルギーＱｄは増大するため、熱エネルギーの総量Ｑから得られる熱エネルギーＱｄの割合は増大する。以上より、本発明によれば、従来に比べ過熱度の高い過熱蒸気を用いて脱着を行うため、従来よりも少量の過熱蒸気で、従来と同量の溶剤を脱着することが可能になる。

一方、過熱蒸気の過熱度を従来のまま、熱エネルギーＱｄを増大する場合には、過熱蒸気の生成量を増大する必要がある。ところが、過熱蒸気の生成量の増大に伴い、過熱蒸気の生成に要される熱エネルギーＱのうち、溶剤の脱着に寄与しない熱エネルギーＱｗ、Ｑｈも増大してしまう結果、熱エネルギーの総量Ｑから得られる熱エネルギーＱｄの割合は増大せず、脱着工程の省エネを行うことができない。

なお、加熱工程１１４において、外部からの熱エネルギーを減圧過熱蒸気１２３へ供給する場合には、加熱工程１１４における減圧過熱蒸気１２３の加熱量は、水から蒸気への状態変化に寄与した熱エネルギーＱｈ未満であればよい。

（ドープ）
ドープ３３は、ポリマー３１及び溶剤３２を含む液である。ドープ３３には、ポリマー３１を溶剤３２に溶解して得られるポリマー溶液、及びポリマー３１を溶剤３２に分散して得られる分散液の両方が含まれる。ドープ３３におけるポリマー３１の濃度は、１５質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。

（ポリマー）
フィルム３４の原料となるポリマー３１としては、例えば、セルロースアシレート、ラクトン環含有重合体、環状オレフィン、ポリカーボネイト等が挙げられる。中でも好ましいのがセルロースアシレート、環状オレフィンであり、中でも好ましいのがアセテート基、プロピオネート基を含むセルロースアシレート、付加重合によって得られた環状オレフィンであり、さらに好ましくは付加重合によって得られた環状オレフィンである。セルロースアシレートとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）が特に好ましい。

（溶剤）
溶剤３２としては、例えば、芳香族炭化水素（例えば、ベンゼン，トルエンなど）、ハロゲン化炭化水素（例えば、ジクロロメタン，クロロベンゼンなど）、アルコール（例えば、メタノール，エタノール，ｎ−プロパノール，ｎ−ブタノール，ジエチレングリコールなど）、ケトン（例えば、アセトン，メチルエチルケトンなど）、エステル（例えば、酢酸メチル，酢酸エチル，酢酸プロピルなど）及びエーテル（例えば、テトラヒドロフラン，メチルセロソルブなど）などが挙げられる。

これらの中でも炭素原子数１〜７のハロゲン化炭化水素が好ましく用いられ、ジクロロメタンが最も好ましく用いられる。ＴＡＣの溶解性、流延膜の支持体からの剥ぎ取り性、フィルムの機械的強度など及びフィルムの光学特性などの物性の観点から、ジクロロメタンの他に炭素原子数１〜５のアルコールを１種ないし数種類混合することが好ましい。アルコールの含有量は、溶剤全体に対し２重量％〜２５重量％が好ましく、５重量％〜２０重量％がより好ましい。アルコールの具体例としては、メタノール，エタノール，ｎ−プロパノール，イソプロパノール，ｎ−ブタノールなどが挙げられるが、メタノール，エタノール，ｎ−ブタノールあるいはこれらの混合物が好ましく用いられる。

ところで、最近、環境に対する影響を最小限に抑えることを目的に、ジクロロメタンを使用しない場合の溶剤組成についても検討が進み、この目的に対しては、炭素原子数が４〜１２のエーテル、炭素原子数が３〜１２のケトン、炭素原子数が３〜１２のエステル、炭素数１〜１２のアルコールが好ましく用いられる。これらを適宜混合して用いることがある。例えば、酢酸メチル，アセトン，エタノール，ｎ−ブタノールの混合溶剤が挙げられる。これらのエーテル、ケトン，エステル及びアルコールは、環状構造を有するものであってもよい。また、エーテル、ケトン，エステル及びアルコールの官能基（すなわち、−Ｏ−，−ＣＯ−，−ＣＯＯ−及び−ＯＨ）のいずれかを２つ以上有する化合物も、溶剤として用いることができる。

なお、溶剤３２としては、ポリマー３１の良溶媒であることが好ましい。ある物質がポリマー３１の貧溶媒であるか良溶媒であるかの判断は次のようにして行う。まず、温度５℃以上３０℃以下の範囲内において、ポリマー３１が全重量の５質量％となるように当該物質とポリマーとを混合する。そして、その混合物中に不溶解物が有る場合には当該物質は貧溶媒であり、その混合物中に不溶解物がない場合には当該物質は良溶媒であると判断することができる。

１０ 吸着剤再生方法
１１ 過熱蒸気生成工程
１２ 分割工程
１３ 減圧工程
１４ 加熱工程
１５ 脱着工程
２２ 過熱蒸気
２２ａ 第１過熱蒸気
２２ｂ 第２過熱蒸気
２３ 減圧過熱蒸気
２４ 溶剤含有蒸気
３０ 溶液製膜設備
５５ 吸着剤再生設備
５６ａ〜５６ｃ 吸着塔
５７ ボイラ
６１ 三方弁
６２ 減圧弁
６３ 熱交換器
７０ａ〜７０ｃ 吸着剤
８３ 回収空気
８４ 乾燥空気

Claims (7)

1. 溶剤を吸着した吸着剤に過熱蒸気を接触させて、前記吸着剤から前記溶剤を脱着する脱着工程と、
   液状の水の加熱により、前記脱着工程における前記過熱蒸気よりも高い圧力の高圧過熱蒸気をつくる高圧過熱蒸気生成工程と、
   前記高圧過熱蒸気を前記脱着工程が行われる環境の気圧になるまで気体のまま減圧し、前記高圧過熱蒸気から減圧過熱蒸気を得る減圧工程と、
   前記減圧により冷却された前記減圧過熱蒸気を気体のまま加熱する加熱工程とを有し、
   この加熱工程を経た前記減圧過熱蒸気を用いて前記脱着工程を行うことを特徴とする吸着剤再生方法。
2. 前記高圧過熱蒸気生成工程と前記減圧工程との間で、前記高圧過熱蒸気を第１高圧過熱蒸気及び第２高圧過熱蒸気に分割する分割工程を行い、
   前記減圧工程を前記第１高圧過熱蒸気のみに行い、
   前記加熱工程では、前記減圧工程により前記第１高圧過熱蒸気から得られた前記減圧過熱蒸気を前記第２高圧過熱蒸気との熱交換により加熱することを特徴とする請求項１記載の吸着剤再生方法。
3. 溶剤を吸着した吸着剤に過熱蒸気を接触させて、前記吸着剤から前記溶剤を脱着する脱着工程と、
   この脱着工程における前記過熱蒸気よりも高い圧力の高圧過熱蒸気をつくる高圧過熱蒸気生成工程と、
   前記高圧過熱蒸気を第１高圧過熱蒸気及び第２高圧過熱蒸気に分割する分割工程と、
   前記第１高圧過熱蒸気のみを前記脱着工程が行われる環境の気圧になるまで減圧し、前記第１高圧過熱蒸気から減圧過熱蒸気を得る減圧工程と、
   前記減圧により冷却された前記減圧過熱蒸気を前記第２高圧過熱蒸気との熱交換により加熱する加熱工程とを有し、
   この加熱工程を経た前記減圧過熱蒸気を用いて前記脱着工程を行うことを特徴とする吸着剤再生方法。
4. ポリマーと前記溶剤とを含むドープからなる流延膜を支持体に形成する膜形成工程と、
   前記流延膜を前記支持体から剥ぎ取って湿潤フィルムとする剥ぎ取り工程と、
   前記湿潤フィルムから前記溶剤を蒸発させる蒸発工程と、
   前記蒸発した溶剤を前記吸着剤に吸着させる吸着工程とを有することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載の吸着剤再生方法。
5. 前記ポリマーはセルロースアシレートを含み、
   前記溶剤はジクロロメタンまたは酢酸メチルを含み、
   前記吸着剤は活性炭を含むことを特徴とする請求項４記載の吸着剤再生方法。
6. 溶剤を吸着した吸着剤及び過熱蒸気の接触により前記吸着剤から前記溶剤を脱着させる脱着装置と、
   前記脱着に用いられる前記過熱蒸気よりも高い圧力の高圧過熱蒸気をつくる高圧過熱蒸気生成装置と、
   この高圧過熱蒸気生成装置と接続し、前記高圧過熱蒸気を第１高圧過熱蒸気及び第２高圧過熱蒸気に分割する分割装置と、
   この分割装置と接続し、前記第２高圧過熱蒸気を用いて前記第１高圧過熱蒸気を加熱する熱交換器と、
   前記分割装置及び前記熱交換器の間に設けられ、前記第１高圧過熱蒸気のみが流通する第１配管及び前記第２高圧過熱蒸気のみが流通する第２配管と、
   前記第１配管に設けられ、前記脱着が行われる環境の気圧になるまで前記第１高圧過熱蒸気を減圧する減圧弁と、
   前記熱交換器及び前記脱着装置と接続し、前記加熱された前記第１高圧過熱蒸気を前記脱着装置へ送る過熱蒸気送り装置とを有することを特徴とする吸着剤再生設備。
7. ポリマーと前記溶剤とを含むドープからなる流延膜を支持体に形成する膜形成室と、
   前記流延膜を前記支持体から剥ぎ取って湿潤フィルムとする剥取装置と、
   前記湿潤フィルムを導入して、この湿潤フィルムから前記溶剤を蒸発させる蒸発室と、
   前記膜形成室又は前記蒸発室の少なくとも一方の中にあり、ガス状の前記溶剤を含む気体を回収する回収装置と、
   前記回収された気体に含まれる前記溶剤を前記吸着剤に吸着させる吸着装置とを有することを特徴とする請求項６記載の吸着剤再生設備。

Images