JP2011031159A - 有機溶剤回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】有機溶剤を含有したガスを溶剤回収装置で処理したガスの中からリークした有機溶剤をバックアップ処理装置により処理する有機溶剤回収システムにおいて、環境への有機溶剤の拡散を安定的に低減でき、有機溶剤含有ガスから効率良く有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムを提供する。
【解決手段】下記ＡおよびＢを有する有機溶剤回収システム。
Ａ：吸着材を含有する吸着エレメントからなる吸着体が、少なくとも吸着領域、再生領域、冷却領域から構成されており、有機溶剤を含有するガスを吸着体の吸着領域に連続的に供給し、吸着領域で有機溶剤を吸着した吸着エレメントを、再生領域に送り、加熱ガスにより吸着された有機溶剤を吸着エレメントから脱着し、再生された吸着エレメントを再び吸着領域で有機溶剤含有ガスを吸着すると同時に、再生領域で脱着した有機溶剤を回収するための凝縮部を備えた有機溶剤回収装置。
Ｂ：前記有機溶剤回収装置で、吸着領域を吸着されずに通気した有機溶剤含有処理ガスを連続で吸着及び脱着処理を行なうことができるバックアップ処理装置であって、円柱状又は円筒状に形成された吸着エレメントが吸着領域と再生領域を連続的に溶剤の吸着及び脱着処理が行なわれるバックアップ処理装置。
【選択図】なし

Description

本発明は、有機溶剤を含有するガスから有機溶剤を回収するシステムに関するものである。

近年、各工場から発生する有機溶剤含有ガスの排出規制が強化され、工場などから排出される有機溶剤含有ガス濃度の低減が望まれている。

従来、装置などから排出される有機溶剤含有ガスの処理装置として、被処理ガスの吸着とスチームによる脱着をバッチ処理で行なう溶剤回収装置において、有機溶剤回収装置から排出される処理済ガスを、吸着材を担持したハニカム構造の管状孔を処理済みガスの通路とした回転ドラム型有機溶剤処理装置に導入し、有機溶剤回収装置から排出される微量な有機溶剤をバックアップ処理すると共に、前記回転ドラム型有機溶剤処理装置の脱着処理ガスを前記有機溶剤回収装置に戻すよう構成されるシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、上記システムは以下のような問題がある。
（１）前段の有機溶剤回収装置がスチーム脱着であるため、脱着スチームの凝縮水が有機溶剤回収装置の吸着材（活性炭素繊維または粒状活性炭）に残留するため、脱着処理からの切り替わり後の吸着処理において、スチーム凝縮水のミストが飛散してしまいバックアップ装置の吸着性能を低下させる。また、ミストによる性能低下を防ぐために、有機溶剤回収装置とバックアップ処理装置との間に水蒸気を冷却・除去できる冷却機構を設ける必要があり、設備コストとランニングコストが増加する。

（２）前段の有機溶剤回収装置がスチーム脱着であるため、有機溶剤回収装置から多量のスチームドレイン水が回収される。そのため、回収溶剤を処理する場合、処理コストが嵩む。

（３）前段の有機溶剤回収装置がバッチ式であるため、吸着と脱着が切り替わる際に圧力変動が生じ、一次側(被処理ガス側)の圧力変動が許容されない工程の処理には適応できない。さらに、バックアップ処理装置の吸着工程に圧力変動が生じるので、バックアップ処理装置が吸着材を担持したハニカム構造の管状孔を有機溶剤含有ガスの通路とした回転ドラム型有機溶剤処理装置の場合には、吸着と脱着の圧力バランス変動が発生し、バックアップ処理装置の性能低下を引き起こす要因となる。

また、環境への有機溶剤の拡散を安定的に拡散低減させることを目的として、被処理ガスを連続処理で行なう固形吸着材粒子を吸着材として使用した溶剤回収処理装置において、前記溶剤回収処理装置から排出される処理済ガスを、円柱状又は円筒状に形成されたハニカム状吸着体が吸着領域、再生領域を巡回し連続的に有機溶剤の吸・脱着処理を行うことができるバックアップ処理装置でバックアップ処理すると共に、前記バックアップ処理装置の脱着処理ガスを前記溶剤回収装置に戻すシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、前記システムは以下のような不具合がある。
（１）吸着材が粒状の吸着材であるため、粒状の吸着材が流動しながら吸着するので、排気濃度を低く抑えることができない。そのため、後段の溶剤処理装置の装置が大きくなり、設備コストやイニシャルコストが大きくなる

（２）吸着材が粒状の吸着材であるため、流動によって粒状の吸着材が磨耗、破砕し、吸着材くずが飛散して後段の溶剤処理装置に悪影響を与えたり、溶剤回収装置と溶剤処理装置の間に破砕した吸着材くずを除去する設備を設置したりするため、設備コストやイニシャルコストが大きくなる。

特開平９−３０８８１４号公報 特開２００４−１２１９２１号公報

有機溶剤を含有したガスを溶剤回収装置で処理したガスの中からリークした有機溶剤をバックアップ処理装置により処理する有機溶剤回収システムにおいて、環境への有機溶剤の拡散を安定的に低減でき、有機溶剤含有ガスから効率良く有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムを提供することを目的とする。

すなわち本発明は、以下の構成を有する有機溶剤含有ガス回収システムである。

１．下記ＡおよびＢを有する有機溶剤回収システム。
Ａ：吸着材を含有する吸着エレメントからなる吸着体が、少なくとも吸着領域、再生領域、冷却領域から構成されており、有機溶剤を含有するガスを吸着体の吸着領域に連続的に供給し、吸着領域で有機溶剤を吸着した吸着エレメントを、再生領域に送り、加熱ガスにより吸着された有機溶剤を吸着エレメントから脱着し、再生された吸着エレメントを再び吸着領域で有機溶剤含有ガスを吸着すると同時に、再生領域で脱着した有機溶剤を回収するための凝縮部を備えた有機溶剤回収装置。
Ｂ：前記有機溶剤回収装置で、吸着領域を吸着されずに通気した有機溶剤含有処理ガスを連続で吸着及び脱着処理を行なうことができるバックアップ処理装置であって、円柱状又は円筒状に形成された吸着エレメントが吸着領域と再生領域を連続的に溶剤の吸着及び脱着処理が行なわれるバックアップ処理装置。

２．前記バックアップ処理装置で脱着処理され濃縮された溶剤含有ガスを前記有機溶剤回収装置の吸着領域に戻す上記１に記載の有機溶剤回収システム。

３．前記有機溶剤回収装置が少なくとも原ガス吸着ゾーン、追吸着ゾーン、第１再生ゾーン、第２再生ゾーン、冷却ゾーンから構成されている上記１に記載の有機溶剤回収システム。

４．前記有機溶剤回収装置が有機溶剤を含有するガスが原ガス吸着ゾーン、追吸着ゾーン、第１再生ゾーン、第２再生ゾーン、冷却ゾーンの順序で連続的または間欠的に通過するように構成され、追吸着ゾーンから排出されたガスが冷却ゾーンに接続され、冷却ゾーンから排出されたガスが第２再生ゾーンに接続され、第２再生ゾーンから排出されたガスが追吸着ゾーンに接続される循環経路を形成しているとともに、第１再生ゾーンのガスラインに窒素ガスを封入する上記１〜３のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。

５．前記有機溶剤回収装置が第１再生ゾーンから脱着した脱着ガスの全部もしくは一部を凝縮器にて回収する上記１〜４のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。

６．前記有機溶剤回収装置の吸着エレメントが円柱状もしくは円筒状である上記１〜５のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。

７．前記有機溶剤回収装置の吸着エレメントのエレメント構造がハニカム状である上記１〜６のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。

８．前記バックアップ装置の吸着エレメントのエレメント構造がハニカム状である上記１に記載の有機溶剤回収システム。

本発明の有機溶剤回収システムは、有機溶剤を含有したガスを有機溶剤回収装置で回収するとともに、有機溶剤を含有したガスを有機溶剤回収装置で処理したガスの中からリークした有機溶剤をバックアップ処理装置により処理する有機溶剤回収システムであって、環境への有機溶剤の拡散を安定的に低減できるとともに、有機溶剤回収装置及びバックアップ処理装置ともに吸着した有機溶剤の脱着にスチームを用いない、回収有機溶剤中の水分を最小限に抑えることが出来、非常に効率よく有機溶剤を回収できるコストパフォーマンスの高い有機溶剤回収システムを提供できる。

本発明の好ましい溶剤回収装置のフロー図である。 本発明の好ましい溶剤吸着濃縮装置のフロー図である。

図１および図２は本発明の好ましい実施の形態を示す。本発明は、溶剤含有ガスを吸着、脱着、回収する有機溶剤回収装置と、前記有機溶剤回収装置から排出される処理済ガス中に含まれるリークした有機溶剤を吸着、脱着し、清浄化空気を排出するバックアップ処理装置から構成されている。

図１は有機溶剤回収装置を示している。該有機溶剤回収装置は回転式円筒状吸着体である。円筒状吸着体１において原ガス吸着ゾーン１１、追吸着ゾーン１２、第１再生ゾーン１３及び第２再生ゾーン１４、さらに第２再生ゾーン１４から原ガス吸着ゾーン１１へ回転により移り変わる間の位置に冷却ゾーン１５が設けられている。

ここで円筒状吸着体は吸着材をシート担持させた円筒ハニカム状に成形したディスクハニカム型ハニローターであり、吸着材としては活性炭、ゼオライト、シリカゲルなどが好ましい。

原ガス吸着ゾーン１１には供給ファン５ａによって工場などから排出される溶剤を含有する原ガス１１ａが供給される。該原ガス中の溶剤は該原ガス吸着ゾーン１１内を通過（矢印Ａ１方向に示す）する間に吸着部材に吸着されて排気ダクトを通り処理済みガス１１ｂとして排出される。

吸着部材が原ガス吸着ゾーン１１に移動する前の冷却ゾーン１５の入口側には追吸着ゾーン１２を通過（矢印Ａ２で示す）したガスを導入し、導入されたガスが矢印Ｃ方向に沿って冷却ゾーン１５の吸着部材を通過することによって吸着部材を冷却し、原ガス吸着ゾーン１１で溶剤が吸着されやすいようにする。一方、吸着部材との熱交換によって温度が高まったガスはヒーター６ａの入口側へ導入し、第２再生ゾーン１４における脱着用ガスとして使用するように構成する。次に、前記第２再生ゾーン１４を通過（矢印Ｂ１方向に示す）し、第２再生ゾーン１４の吸着部材から溶剤を脱着したガスはファン５ｂを介してクーラー９に供給し、冷却した後に追吸着ゾーン１２を流通（矢印Ａ２方向に示す）させ、第２再生ゾーン１４で脱着した溶剤を吸着させ、さらに追吸着ゾーン１２の出口ガスは冷却ゾーン１５の入口側に循環させる。追吸着ゾーン１２においては、原ガス吸着ゾーン１１の後に第２再生ゾーン１４で脱着した溶剤をさらに吸着するので、追吸着ゾーン１２の吸着部材の吸着量を増加させることができる。

また、前記第１再生ゾーン１３で脱着されたガスは溶剤を高濃度に含んだ状態であり、その濃度は原ガス濃度に対して３０〜４０倍程度となる。従って、原ガスが１０００ｐｐｍ程度の比較的低濃度の場合でも、前記再生ガス濃度は３００００ｐｐｍ（３％）以上になり、溶剤によっては爆発下限濃度を超えることになる。従って、前記第１再生ゾーン１３における脱着ガスの爆発燃焼に対する安全対策としては、該脱着ガスの酸素濃度を限界酸素濃度以下にする必要がある。通常、爆発燃焼範囲の溶剤ガス中の酸素濃度としては、安全を見て限界酸素濃度の１／３〜１／４以下（酸素濃度３％以下）で管理することが望ましく、窒素等の不活性ガスによって酸素と置換する方法が一般的である。

そのため、第１再生ゾーン１３ではヒーター６ｂで加熱した窒素ガスを該第１再生ゾーン１３に通過（矢印Ｂ２に示す）させ、酸素濃度を限界酸素濃度の１／３〜１／４以下になるように調整を行ないながら該第１再生ゾーン１３の吸着部材から溶剤を脱着する。脱着された溶剤ガスは凝縮器８へ導入され有機溶剤が凝縮回収される。なお、凝縮器８へ導入する以前に高濃度とするために、バイパス路１０及びファン５ｃを設けて凝縮器８の出口側排ガスを第１再生ゾーン１３の入口側へ循環する経路を形成している。

このように回転式円筒状吸着体を用いた連続式方法は、脱着に加熱空気を用いることにより吸着体を迅速に、しかも均一に加熱でき、さらに前記フローを採用することで安全に効率的に吸脱着処理が安定に高くできるというメリットがある。

前記有機溶剤回収装置から排出される処理済ガス１１ｂは、図２のダクトＤ１と接続されており、図２のバックアップ処理装置にて処理される。つまり、有機溶剤回収装置の処理済ガス１１ｂを、円筒状に形成されたハニカム状吸着体が吸着領域２２と脱着領域２３を巡回し連続的に溶剤を吸脱着処理を行なうことができるバックアップ処理装置（図２）に導入し、該処理済ガス１１ｂ中にリークしている有機溶剤はバックアップ装置で吸着され、処理されたガスは清浄ガスとして排出される。

バックアップ処理装置の吸着体はハニカム構造体が好ましく、素材は活性炭、ゼオライト、シリカゲルなどが好ましい。

さらにバックアップ処理装置（図２）は、ダクトＥ２から排出される脱着処理により濃縮された有機溶剤含有ガスを、有機溶剤回収装置（図１）の原ガス吸着ゾーン１１に戻す機能を有していても良い。これによって有機溶剤回収システムから排出される処理ガスを安定的に低減できる。

前記有機溶剤回収装置とバックアップ処理装置との間にガスクーラーを設けて、有機溶剤回収装置からの処理済みガスの冷却を行うことも好ましい実施形態である。

本願発明の有機溶剤回収システムは、有機溶剤回収装置及びバックアップ処理装置ともに、脱着にスチームを用いる必要がないため、回収有機溶剤中の水分を最小限に抑えることが出来、排水処理費用を大幅に低減でき、コストパフォーマンスの高いシステムである。

以下、実施例に基づいて詳細に説明する。
対象ガスとして、酢酸エチル２０００ｐｐｍを含む温度３０℃、相対湿度６０％、処理ガス風量５０Ｎｍ^３/ｍｉｎを有機溶剤回収装置に供給した。この有機溶剤濃縮装置の吸着体としては、ゼオライトを担持させた直径１１００ｍｍφ、厚み４５０ｍｍのものを使用した。

第1再生ゾーンのヒーター温度を１４０℃に設定し、キャリアガスとして窒素ガスを８Ｌ/ｍｉｎの流量で循環させた。さらに冷却凝縮の冷媒として５℃の冷媒を流し、脱着された高濃度ガスを冷却凝縮させた。その結果、有機溶剤回収装置の処理ガスは酢酸エチル８００ｐｐｍであった。

有機溶剤回収装置の処理済ガスを継続的にバックアップ処理装置に供給した。バックアップ処理装置は、ゼオライトを担持させた直径８００ｍｍ、厚み４５０ｍｍのディスク型溶剤吸着濃縮装置を使用し、脱着処理には濃縮倍率が約８倍になるように加熱空気量を調整した。バックアップ処理装置において脱着した酢酸エチル含有ガスを有機溶剤回収装置の原ガス吸着ゾーンに戻した。本実施例のシステムにより清浄化されたガス中の酢酸エチル濃度は約４０ｐｐｍまで低減され、有機溶剤回収装置の原ガス吸着ゾーンから算出すると、除去率は約９８％であった。

本発明の有機溶剤回収システムは、環境への有機溶剤の拡散を安定的に低減できるとともに、有機溶剤回収装置及びバックアップ処理装置ともに吸着した有機溶剤の脱着にスチームを用いない、回収有機溶剤中の水分を最小限に抑えることが出来、非常に効率よく有機溶剤を回収できるコストパフォーマンスの高い有機溶剤回収システムであり、産業界への寄与が大である。

１：円筒状吸着体
５ａ：供給ファン
５ｂ，５ｃ：ファン
６ａ，６ｂ：ヒーター
８：凝縮器
９：クーラー
１０：バイパス路
１１：原ガス吸着ゾーン
１１ａ：原ガス
１１ｂ：処理済ガス
１２：追吸着ゾーン
１３：第１再生ゾーン
１４：第２再生ゾーン
１５：冷却ゾーン
２１：吸着体
２２：吸着ゾーン
２３：脱着ゾーン
２４：ヒーター

Claims (8)

1. 下記ＡおよびＢを有する有機溶剤回収システム。
   Ａ：吸着材を含有する吸着エレメントからなる吸着体が、少なくとも吸着領域、再生領域、冷却領域から構成されており、有機溶剤を含有するガスを吸着体の吸着領域に連続的に供給し、吸着領域で有機溶剤を吸着した吸着エレメントを、再生領域に送り、加熱ガスにより吸着された有機溶剤を吸着エレメントから脱着し、再生された吸着エレメントを再び吸着領域で有機溶剤含有ガスを吸着すると同時に、再生領域で脱着した有機溶剤を回収するための凝縮部を備えた有機溶剤回収装置。
   Ｂ：前記有機溶剤回収装置で、吸着領域を吸着されずに通気した有機溶剤含有処理ガスを連続で吸着及び脱着処理を行なうことができるバックアップ処理装置であって、円柱状又は円筒状に形成された吸着エレメントが吸着領域と再生領域を連続的に溶剤の吸着及び脱着処理が行なわれるバックアップ処理装置。
2. 前記バックアップ処理装置で脱着処理され濃縮された溶剤含有ガスを前記有機溶剤回収装置の吸着領域に戻す請求項１に記載の有機溶剤回収システム。
3. 前記有機溶剤回収装置が少なくとも原ガス吸着ゾーン、追吸着ゾーン、第１再生ゾーン、第２再生ゾーン、冷却ゾーンから構成されている請求項１に記載の有機溶剤回収システム。
4. 前記有機溶剤回収装置が有機溶剤を含有するガスが原ガス吸着ゾーン、追吸着ゾーン、第１再生ゾーン、第２再生ゾーン、冷却ゾーンの順序で連続的または間欠的に通過するように構成され、追吸着ゾーンから排出されたガスが冷却ゾーンに接続され、冷却ゾーンから排出されたガスが第２再生ゾーンに接続され、第２再生ゾーンから排出されたガスが追吸着ゾーンに接続される循環経路を形成しているとともに、第１再生ゾーンのガスラインに窒素ガスを封入する請求項１〜３のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
5. 前記有機溶剤回収装置が第１再生ゾーンから脱着した脱着ガスの全部もしくは一部を凝縮器にて回収する請求項１〜４のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
6. 前記有機溶剤回収装置の吸着エレメントが円柱状もしくは円筒状である請求項１〜５のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
7. 前記有機溶剤回収装置の吸着エレメントのエレメント構造がハニカム状である請求項１〜６のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
8. 前記バックアップ装置の吸着エレメントのエレメント構造がハニカム状である請求項１に記載の有機溶剤回収システム。