JP2013010058A - 吸脱着装置及び揮発性有機化合物処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】処理容器に貯まったドレンを処理するための排水処理設備が不要となってシステムコストの削減を実現する。
【解決手段】処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて脱着させる吸脱着装置であって、前記吸着剤を内蔵する複数の処理容器を備え、１処理サイクル中に、前記処理容器の各々において吸着工程、加温・加圧工程、脱着工程、減圧工程及び冷却工程が順に実施され、且つ時間軸上で２つの処理容器の加温・加圧工程と減圧工程とが並行して実施されるよう工程制御されると共に、加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、減圧工程側の処理容器に貯まったドレンを加温・加圧工程側の処理容器へ移送するドレン移送工程が実施されるよう工程制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸脱着装置及び揮発性有機化合物処理システムに関する。

下記特許文献１には、工場で使用されるトルエンやキシレン等の揮発性有機化合物の処理方法として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させることによって処理対象ガスから揮発性有機化合物を除去し、吸着剤に吸着した揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して水蒸気に混入させ、その揮発性有機化合物が混入した水蒸気をガスタービンの燃焼器で燃焼させる方法が開示されている。

この特許文献１に記載の発明は、吸着剤を内蔵する処理容器（以下、塔と称す）を用意し、この塔において、１処理サイクル中に、吸着工程→加温・加圧工程→脱着工程→減圧工程→冷却工程（以下、吸着工程に戻る）の順番で各工程が実施されるように工程制御を行うことを基本原理としている。

ここで、吸着工程とは、塔内に処理対象ガスを導入して吸着剤による揮発性有機化合物の吸着を行い、揮発性有機化合物が除去された処理対象ガスを処理済みガスとして排出する工程を指す。加温・加圧工程とは、脱着工程の前処理として、塔内に水蒸気を導入して塔内の温度及び圧力を目標温度及び目標圧力まで上昇させる工程を指す。

脱着工程とは、塔内に水蒸気を導入して吸着剤から揮発性有機化合物を脱着させ、揮発性有機化合物が混入した水蒸気をガスタービンへ送出する工程を指す。減圧工程とは、吸着工程の前処理として、塔内に残留する水蒸気を大気開放して塔内を大気圧まで減圧させる工程を指す。冷却工程とは、吸着工程の前処理として、塔内に冷却空気を導入して塔内を常温まで冷却させる工程を指す。

また、従来では、複数の塔を使用する場合、加温・加圧工程、脱着工程、減圧工程及び冷却工程を１バッチとし、１処理サイクル中で各塔のバッチが時間軸上で重ならないように工程制御を行う。従来では、このような複数塔の工程制御を行うことにより、揮発性有機化合物の連続処理を実現していた。

国際公開第２００６／０１９１３１号

加温・加圧工程における塔内への水蒸気導入開始時点では、前工程の吸着操作時の通気により塔内が大気温度になっているため、水蒸気の塔内導入により水蒸気は冷却凝縮されてドレン化する。塔内に貯まったドレンは液化された揮発性有機化合物を含んでいるため、このドレンを塔内から外部へ抜き出して危険物として処理するための排水処理設備が必要となり、システムコストの増大を招く。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、処理容器に貯まったドレンを処理するための排水処理設備が不要となってシステムコストの削減を実現可能な吸脱着装置及び揮発性有機化合物処理システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、吸脱着装置に係る第１の解決手段として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて脱着させる吸脱着装置であって、前記吸着剤を内蔵する複数の処理容器を備え、１処理サイクル中に、前記処理容器の各々において吸着工程、加温・加圧工程、脱着工程、減圧工程及び冷却工程が順に実施され、且つ時間軸上で２つの処理容器の加温・加圧工程と減圧工程とが並行して実施されるよう工程制御されると共に、加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、減圧工程側の処理容器に貯まったドレンを加温・加圧工程側の処理容器へ移送するドレン移送工程が実施されるよう工程制御されることを特徴とする。

また、本発明では、吸脱着装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、前記ドレン移送工程の実施後、前記加温・加圧工程側の処理容器に貯まったドレンを外部の熱交換器へ移送し、前記熱交換器における熱媒との熱交換によって加熱されたドレンを前記加温・加圧工程側の処理容器に再投入する加熱ドレン投入工程が実施されるよう工程制御されることを特徴とする。

また、本発明では、吸脱着装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、前記加熱ドレン投入工程の実施後、前記減圧工程側の処理容器から前記加温・加圧工程側の処理容器への水蒸気の受け渡しによって両処理容器の均圧化を図る均圧工程が実施されるよう工程制御されることを特徴とする。

また、本発明では、吸脱着装置に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、前記均圧工程の実施後、前記加温・加圧工程側の処理容器に水蒸気を投入して目標温度及び目標圧力まで加温及び加圧すると共に、前記減圧工程側の処理容器に残留する水蒸気を大気開放する最終調圧工程が実施されるよう工程制御されることを特徴とする。

一方、本発明では、揮発性有機化合物処理システムに係る第１の解決手段として、吸脱着装置に係る第１の解決手段を有する吸脱着装置と、前記吸脱着装置から排出される前記揮発性有機化合物と前記水蒸気との混合流体を燃焼させる燃焼装置と、を具備することを特徴とする。

また、本発明では、揮発性有機化合物処理システムに係る第２の解決手段として、吸脱着装置に係る第２〜第４のいずれか１つの解決手段を有する吸脱着装置と、前記吸脱着装置から排出される前記揮発性有機化合物と前記水蒸気との混合流体を燃焼させる燃焼装置と、前記燃焼装置の排ガスを熱媒とし、前記吸脱着装置から移送されるドレンを前記排ガスとの熱交換によって加熱し、加熱後のドレンを前記吸脱着装置に返送する熱交換器と、を具備することを特徴とする。

また、本発明では、揮発性有機化合物処理システムに係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記燃焼装置から排出される排ガスの熱を利用して前記吸脱着装置に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、処理容器に貯まったドレンは、減圧工程側の処理容器と加温・加圧工程側の処理容器との間でやりとりされるだけで外部には排出されないため、処理容器に貯まったドレンを危険物として処理するための排水処理設備が不要となってシステムコストの削減を実現することができる。

本実施形態に係る揮発性有機化合物処理システムの構成概略図である。 吸脱着装置１の工程制御に用いるタイムスケジュールである。 図２中の期間Ｔ１における各制御弁の開閉状態を示す図である。 図２中の期間Ｔ２、Ｔ３における各制御弁の開閉状態を示す図である。 図２中の期間Ｔ４における各制御弁の開閉状態を示す図である。 図２中の期間Ｔ５、Ｔ６における各制御弁の開閉状態を示す図である。 図２中の期間Ｔ７における各制御弁の開閉状態を示す図である。 図２中の期間Ｔ８、Ｔ９における各制御弁の開閉状態を示す図である。 図２中の期間Ｔ１０における各制御弁の開閉状態を示す図である。 図２中の期間Ｔ１１、Ｔ１２における各制御弁の開閉状態を示す図である。 本願発明者の試算結果に関する第１説明図である。 本願発明者の試算結果に関する第２説明図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る揮発性有機化合物処理システムの構成概略図である。この図１に示すように、本実施形態に係る揮発性有機化合物処理システムは、吸脱着装置１、ガスタービン２、水蒸気生成装置３及び排ガス回収熱交換器４から構成されている。

吸脱着装置１は、外部から供給される処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を内部の吸着剤に吸着させることによって処理対象ガスから揮発性有機化合物を除去し、吸着剤に吸着した揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して水蒸気に混入させる。吸着剤には、例えば活性炭が使用される。また、上記加圧環境は、後述の水蒸気生成装置３から水蒸気を吸脱着装置１に供給することによって実現される。

この吸脱着装置１は、揮発性有機化合物が除去された処理対象ガス（以下、処理済ガスと称す）を外部に排出すると共に、揮発性有機化合物が混合した水蒸気（以下、化合物混合水蒸気と称す）をガスタービン２へ送出する。また、吸脱着装置１には、図示するように吸着剤を冷却するための冷却空気が外部から供給される。

詳細は後述するが、吸脱着装置１は、吸着剤を内蔵する４つの処理容器（以下、塔と称す）を有すると共に、これら塔の各々において、１処理サイクル中に、吸着工程、加温・加圧工程、脱着工程、減圧工程及び冷却工程が順に実施され、且つ時間軸上で２つの塔の加温・加圧工程と減圧工程とが並行して（重なって）実施されるよう工程制御される。さらに、本実施形態の吸脱着装置１は、加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施されるよう工程制御される。

ここで、ドレン移送工程とは、減圧工程側の塔に貯まっているドレンを加温・加圧工程側の塔へ移送して塔内部に噴霧する工程を指す。また、加熱ドレン投入工程とは、上記ドレン移送工程の実施後に、加温・加圧工程側の塔に貯まったドレンを排ガス回収熱交換器４へ移送し、ガスタービン２の排ガスとの熱交換によって加熱されたドレン（加熱ドレン）を加温・加圧工程側の塔に再投入して塔内部に噴霧する工程を指す。

また、均圧工程とは、上記加熱ドレン投入工程の実施後に、減圧工程側の塔から加温・加圧工程側の塔への水蒸気の受け渡しによって両塔の均圧化を図る工程を指す。また、最終調圧工程とは、上記均圧工程の実施後に、加温・加圧工程側の塔に水蒸気を投入して目標温度及び目標圧力まで加温及び加圧すると共に、減圧工程側の塔に残留する水蒸気を大気開放して大気圧まで減圧させる工程を指す。なお、このような吸脱着装置１における工程制御は、以下で説明するように、各塔の付帯制御弁と共用制御弁の開閉状態の制御によって実現されるものである。

具体的には、吸脱着装置１は、第１塔１０、第２塔２０、第３塔３０、第４塔４０と、処理対象ガス供給弁１１、２１、３１、４１と、処理済みガス排出弁１２、２２、３２、４２と、水蒸気供給弁１３、２３、３３、４３と、水蒸気排出弁１４、２４、３４、４４と、冷却空気供給弁１５、２５、３５、４５と、均圧弁１６、２６、３６、４６と、ドレン排出弁１７、２７、３７、４７と、ドレン供給弁１８、２８、３８、４８と、均圧蒸気放蒸弁５０と、ドレン回収遮断弁６０と、ドレン抜き弁７０と、加熱ドレン制御弁８０と、水蒸気バイパス制御弁９０と、水蒸気流量制御弁１００とから構成されている。

上記構成要素の内、符号が１０番台の弁は第１塔１０の付帯制御弁であり、符号が２０番台の弁は第２塔２０の付帯制御弁であり、符号が３０番台の弁は第３塔３０の付帯制御弁であり、符号が４０番台の弁は第４塔４０の付帯制御弁である。また、均圧蒸気放蒸弁５０、ドレン回収遮断弁６０、ドレン抜き弁７０、加熱ドレン制御弁８０、水蒸気バイパス制御弁９０及び水蒸気流量制御弁１００は、各塔の共用制御弁である。

第１塔１０、第２塔２０、第３塔３０及び第４塔４０は、それぞれ内部に吸着剤が密閉状態で設置された処理容器である。これら第１塔１０、第２塔２０、第３塔３０及び第４塔４０は、処理対象ガス供給ラインＬ１、処理済みガス排出ラインＬ２、水蒸気供給ラインＬ３、水蒸気排出ラインＬ４、冷却空気供給ラインＬ５、均圧蒸気ラインＬ６、ドレン排出ラインＬ７及びドレン供給ラインＬ１０に対して並列に配置されている。

処理対象ガス供給弁１１は、第１塔１０の処理対象ガス入口と処理対象ガス供給ラインＬ１との間に配置された制御弁であり、第１塔１０への処理対象ガスの供給／遮断を行う。処理対象ガス供給弁２１は、第２塔２０の処理対象ガス入口と処理対象ガス供給ラインＬ１との間に配置された制御弁であり、第２塔２０への処理対象ガスの供給／遮断を行う。処理対象ガス供給弁３１は、第３塔３０の処理対象ガス入口と処理対象ガス供給ラインＬ１との間に配置された制御弁であり、第３塔３０への処理対象ガスの供給／遮断を行う。処理対象ガス供給弁４１は、第４塔４０の処理対象ガス入口と処理対象ガス供給ラインＬ１との間に配置された制御弁であり、第４塔４０への処理対象ガスの供給／遮断を行う。

処理済みガス排出弁１２は、第１塔１０の処理済みガス出口と処理済みガス排出ラインＬ２との間に配置された制御弁であり、第１塔１０からの処理済みガスの排出／遮断を行う。処理済みガス排出弁２２は、第２塔２０の処理済みガス出口と処理済みガス排出ラインＬ２との間に配置された制御弁であり、第２塔２０からの処理済みガスの排出／遮断を行う。処理済みガス排出弁３２は、第３塔３０の処理済みガス出口と処理済みガス排出ラインＬ２との間に配置された制御弁であり、第３塔３０からの処理済みガスの排出／遮断を行う。処理済みガス排出弁４２は、第４塔４０の処理済みガス出口と処理済みガス排出ラインＬ２との間に配置された制御弁であり、第４塔４０からの処理済みガスの排出／遮断を行う。

水蒸気供給弁１３は、第１塔１０の水蒸気入口と水蒸気供給ラインＬ３との間に配置された制御弁であり、第１塔１０への水蒸気の供給／遮断を行う。水蒸気供給弁２３は、第２塔２０の水蒸気入口と水蒸気供給ラインＬ３との間に配置された制御弁であり、第２塔２０への水蒸気の供給／遮断を行う。水蒸気供給弁３３は、第３塔３０の水蒸気入口と水蒸気供給ラインＬ３との間に配置された制御弁であり、第３塔３０への水蒸気の供給／遮断を行う。水蒸気供給弁４３は、第４塔４０の水蒸気入口と水蒸気供給ラインＬ３との間に配置された制御弁であり、第４塔４０への水蒸気の供給／遮断を行う。

水蒸気排出弁１４は、第１塔１０の水蒸気出口と水蒸気排出ラインＬ４との間に配置された制御弁であり、第１塔１０からの水蒸気（揮発性有機化合物を含む水蒸気：化合物混合水蒸気）の排出／遮断を行う。水蒸気排出弁２４は、第２塔２０の水蒸気出口と水蒸気排出ラインＬ４との間に配置された制御弁であり、第２塔２０からの化合物混合水蒸気の排出／遮断を行う。水蒸気排出弁３４は、第３塔３０の水蒸気出口と水蒸気排出ラインＬ４との間に配置された制御弁であり、第３塔３０からの化合物混合水蒸気の排出／遮断を行う。水蒸気排出弁４４は、第４塔４０の水蒸気出口と水蒸気排出ラインＬ４との間に配置された制御弁であり、第４塔４０からの化合物混合水蒸気の排出／遮断を行う。

冷却空気供給弁１５は、第１塔１０の冷却空気入口と冷却空気供給ラインＬ５との間に配置された制御弁であり、第１塔１０への冷却空気の供給／遮断を行う。冷却空気供給弁２５は、第２塔２０の冷却空気入口と冷却空気供給ラインＬ５との間に配置された制御弁であり、第２塔２０への冷却空気の供給／遮断を行う。冷却空気供給弁３５は、第３塔３０の冷却空気入口と冷却空気供給ラインＬ５との間に配置された制御弁であり、第３塔３０への冷却空気の供給／遮断を行う。冷却空気供給弁４５は、第４塔４０の冷却空気入口と冷却空気供給ラインＬ５との間に配置された制御弁であり、第４塔４０への冷却空気の供給／遮断を行う。

均圧弁１６は、第１塔１０の均圧蒸気出入口と均圧蒸気ラインＬ６との間に配置された制御弁である。均圧弁２６は、第２塔２０の均圧蒸気出入口と均圧蒸気ラインＬ６との間に配置された制御弁である。均圧弁３６は、第３塔３０の均圧蒸気出入口と均圧蒸気ラインＬ６との間に配置された制御弁である。均圧弁４６は、第４塔４０の均圧蒸気出入口と均圧蒸気ラインＬ６との間に配置された制御弁である。これら均圧弁１６、２６、３６、４６は、減圧工程側の塔から加温・加圧工程側の塔への水蒸気の受け渡しを行うために用いられる制御弁である。

ドレン排出弁１７は、第１塔１０のドレン出口とドレン排出ラインＬ７との間に配置された制御弁であり、第１塔１０からのドレンの排出／遮断を行う。ドレン排出弁２７は、第２塔２０のドレン出口とドレン排出ラインＬ７との間に配置された制御弁であり、第２塔２０からのドレンの排出／遮断を行う。ドレン排出弁３７は、第３塔３０のドレン出口とドレン排出ラインＬ７との間に配置された制御弁であり、第３塔３０からのドレンの排出／遮断を行う。ドレン排出弁４７は、第４塔４０のドレン出口とドレン排出ラインＬ７との間に配置された制御弁であり、第４塔４０からのドレンの排出／遮断を行う。

ドレン供給弁１８は、第１塔１０のドレン入口とドレン供給ラインＬ１０との間に配置された制御弁であり、第１塔１０へのドレンの供給／遮断を行う。ドレン供給弁２８は、第２塔２０のドレン入口とドレン供給ラインＬ１０との間に配置された制御弁であり、第２塔２０へのドレンの供給／遮断を行う。ドレン供給弁３８は、第３塔３０のドレン入口とドレン供給ラインＬ１０との間に配置された制御弁であり、第３塔３０へのドレンの供給／遮断を行う。ドレン供給弁４８は、第４塔４０のドレン入口とドレン供給ラインＬ１０との間に配置された制御弁であり、第４塔４０へのドレンの供給／遮断を行う。

均圧蒸気放蒸弁５０は、均圧蒸気ラインＬ６を大気開放させるために用いられる制御弁である。ドレン回収遮断弁６０は、ドレン排出ラインＬ７に排出されたドレンを、第１ドレン移送ラインＬ８を介してドレン供給ラインＬ１０へ移送するために用いられる制御弁である。ドレン抜き弁７０は、ドレン排出ラインＬ７に排出されたドレンを吸脱着装置１の外部へ抜き出して排ガス回収熱交換器４へ送るために用いられる制御弁である。加熱ドレン制御弁８０は、排ガス回収熱交換器４から第２ドレン移送ラインＬ９を介して移送されたドレン（高温の加熱ドレン）をドレン供給ラインＬ１０へ送るために用いられる制御弁である。

水蒸気バイパス制御弁９０は、水蒸気供給ラインＬ３と水蒸気排出ラインＬ４との間に配置された制御弁であり、吸脱着装置１に供給される水蒸気の一部を第１塔１０〜第４塔４０を経由することなく水蒸気排出ラインＬ４に直接送るためのものである。水蒸気流量制御弁１００は、水蒸気排出ラインＬ４とガスタービン２との間に配置された制御弁であり、ガスタービン２への水蒸気（水蒸気バイパス制御弁９０を経由して送られる水蒸気、或いは各塔から排出される化合物混合水蒸気）の供給流量を規定するものである。

ガスタービン２は、空気を加圧する圧縮機２０１と、加圧された空気に燃料ガスを供給して燃焼させ、燃焼ガスを発生させる燃焼器２０２と、燃焼ガスの運動エネルギおよび圧力エネルギによって回転駆動されて圧縮機２０１および外部の負荷５の駆動力を発生するタービン２０３とを備えている。このガスタービン２は、吸脱着装置１から供給される化合物混合水蒸気を加圧状態のまま燃焼器２０２の燃焼領域に供給し、燃料ガスとともに燃焼させる。負荷５は例えば発電機である。なお、吸脱着装置１から排出される揮発性有機化合物と水蒸気との混合流体、つまり化合物混合水蒸気を燃焼させる燃焼装置であれば、ガスタービン２に限定されず、ボイラ等の他の燃焼装置を用いても良い。

水蒸気生成装置３は、ガスタービン２から排出される排ガスの熱を利用して水蒸気を生成する一種の熱交換器である。この水蒸気生成装置３は、例えば排熱回収ボイラである。水蒸気生成装置３で生成された加圧状態の水蒸気は、工場のプロセス用として他の設備に供給されると共に、水蒸気供給ラインＬ３を介して吸脱着装置１に供給される。排ガス回収熱交換器４は、吸脱着装置１からドレン抜き弁７０を介して排出されるドレンを、ガスタービン２から排出される排ガスの熱を利用して加熱する熱交換器である。排ガス回収熱交換器４で加熱されたドレン（加熱ドレン）は、第２ドレン移送ラインＬ９を介して吸脱着装置１へ移送される。

続いて、上記のように構成された本実施形態に係る揮発性有機化合物処理システムを用いて処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を処理する方法について説明する。

吸脱着装置１に設けられた各制御弁は、図２に示すタイムスケジュールに従って開閉状態が制御される。つまり、第１塔１０においては、図中の期間Ｔ１で加温・加圧工程が、期間Ｔ２、Ｔ３で脱着工程が、期間Ｔ４で減圧工程が、期間Ｔ５で冷却工程が、期間Ｔ６〜Ｔ１２で吸着工程が実施されるように各制御弁の開閉状態が制御される。また、第２塔２０においては、期間Ｔ４で加温・加圧工程が、期間Ｔ５、Ｔ６で脱着工程が、期間Ｔ７で減圧工程が、期間Ｔ８で冷却工程が、期間Ｔ９〜Ｔ１２、Ｔ１〜Ｔ３で吸着工程が実施されるように各制御弁の開閉状態が制御される。

また、第３塔３０においては、期間Ｔ７で加温・加圧工程が、期間Ｔ８、Ｔ９で脱着工程が、期間Ｔ１０で減圧工程が、期間Ｔ１１で冷却工程が、期間Ｔ１２、Ｔ１〜Ｔ６で吸着工程が実施されるように各制御弁の開閉状態が制御される。さらに、第４塔４０においては、期間Ｔ１０で加温・加圧工程が、期間Ｔ１１、Ｔ１２で脱着工程が、期間Ｔ１で減圧工程が、期間Ｔ２で冷却工程が、期間Ｔ３〜Ｔ９で吸着工程が実施されるように各制御弁の開閉状態が制御される。

このように、各塔において、１処理サイクル中に、吸着工程→加温・加圧工程→脱着工程→減圧工程→冷却工程（以下、吸着工程に戻る）の順番で各工程が実施され、且つ２つの塔について一方の加温・加圧工程と他方の減圧工程とが時間軸上で並列して実施されるように工程制御されることになる。図３〜図１０は、１処理サイクルにおける各制御弁の開閉状態の変化を示している。これら図３〜図１０の表内において、白抜き表示の制御弁は「閉状態」にあり、斜線ハッチング表示の制御弁は「開状態」にあるものとする。

図３は、１処理サイクル中の期間Ｔ１における各制御弁の開閉状態を示している。この図３に示すように、本実施形態では、加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施されるよう、各制御弁の開閉状態が制御される。

この期間Ｔ１のドレン移送工程では、第１塔１０の付帯制御弁の内、ドレン供給弁１８が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１〜１７は「閉状態」に制御される。また、第２塔２０の付帯制御弁の内、処理対象ガス供給弁２１及び処理済みガス排出弁２２が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２３〜２８は「閉状態」に制御される。また、第３塔３０の付帯制御弁の内、処理対象ガス供給弁３１及び処理済みガス排出弁３２が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３３〜３８は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、ドレン排出弁４７が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１〜４６、４８は「閉状態」に制御される。さらに、共用制御弁の内、ドレン回収遮断弁６０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０、７０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、第２塔２０及び第３塔３０には、処理対象ガス供給弁２１、３１を介して揮発性有機化合物を含む処理対象ガスが導入され、吸着剤による揮発性有機化合物の吸着処理が行われる。そして、揮発性有機化合物が除去された処理対象ガスは、処理済みガスとして処理済みガス排出弁２２、３２及び処理済みガス排出ラインＬ２を介して第２塔２０及び第３塔３０から外部へ排出される。

また、減圧工程の前工程である脱着工程中に第４塔４０内の底部に貯まったドレンは、ドレン排出弁４７を介してドレン排出ラインＬ７へ排出された後、ドレン回収遮断弁６０、第１ドレン移送ラインＬ８、ドレン供給ラインＬ１０及びドレン供給弁１８を介して第１塔１０へ移送される。第１塔１０内の頂部には液体噴霧装置（図示省略）が設置されており、第１塔１０に移送されたドレンは、この液体噴霧装置によって塔内に噴霧される。液体噴霧装置によって塔内に噴霧されたドレンはフラッシュ蒸気となって塔内に充満し、塔内の内壁及び吸着剤を加温する。

例えば、図１１（ａ）に示すように、ドレン移送工程の開始時において、第４塔４０の内部に１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、４８ｋｇの飽和蒸気が残留し、塔内底部に１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、３１８ｋｇのドレンが貯まっているものと仮定する（第１塔１０の内部は大気圧でドレン無しの状態）。本願発明者の試算では、上述したドレン移送工程の実施によって、第４塔４０から第１塔１０へのドレンの移送及び塔内への噴霧が行われると、図１１（ｂ）に示すように、第１塔１０の内部に０．１５ＭＰａ、１１１°Ｃ、５ｋｇの飽和蒸気（フラッシュ蒸気）が充満し、フラッシュ蒸気の一部が冷えて凝縮し、塔内底部に０．１５ＭＰａ、１１１°Ｃ、３１３ｋｇのドレンが貯まることになる。

続いて、図３に戻り、期間Ｔ１の加熱ドレン投入工程では、第１塔１０の付帯制御弁の内、ドレン排出弁１７及びドレン供給弁１８が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１〜１６は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の全ての付帯制御弁４１〜４８が「閉状態」に制御される。第２塔２０及び第３塔３０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、共用制御弁の内、ドレン抜き弁７０及び加熱ドレン制御弁８０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０、６０、９０は「閉状態」に制御される。

これにより、ドレン移送工程の実施によって第１塔１０内の底部に貯まったドレンは、ドレン排出弁１７を介してドレン排出ラインＬ７へ排出された後、ドレン抜き弁７０を介して排ガス回収熱交換器４へ送られる。排ガス回収熱交換器４においてガスタービン２の排ガスとの熱交換によって加熱されたドレン（加熱ドレン）は、第２ドレン移送ラインＬ９、加熱ドレン制御弁８０、ドレン供給ラインＬ１０及びドレン供給弁１８を介して第１塔１０へ投入される。

第１塔１０内に投入された加熱ドレンは、液体噴霧装置によって塔内に再び噴霧され、塔内はより一層加温される。第１塔１０内に噴霧された加熱ドレンは塔底部に再びドレンとして貯まるが、上述した経路で再び排ガス回収熱交換器４を経由した後、第１塔１０内に加熱ドレンとして再投入される。このようなドレンの循環によって、最終的には第１塔１０の内部温度（吸着剤を含む）及び塔底部に貯まるドレンの温度は、ほぼガスタービン２の排ガス温度に近くなる。

本願発明者の試算では、ガスタービン２の排ガスと加熱ドレンについて、図１２（ａ）に示すような交換熱量対温度特性を想定すると、第１塔１０から排ガス回収熱交換器４へ送られたドレンは、ガスタービン２の排ガス（温度１４５°Ｃ）との熱交換によって１３０°Ｃ、０．５ＭＰａの加熱ドレンとなって第１塔１０内へ再投入され、図１２（ｂ）に示すように加熱ドレン投入工程の開始から約５００秒後に塔内温度は１２５°Ｃで平衡状態となる。そして、最終的には、図１１（ｃ）に示すように、第１塔１０の内部に０．２３ＭＰａ、１２５°Ｃ、１０ｋｇの飽和蒸気が充満し、フラッシュ蒸気の一部が冷えて凝縮し、塔内底部に０．２３ＭＰａ、１２５°Ｃ、３０３ｋｇのドレンが貯まることになる。

続いて、図３に戻り、期間Ｔ１の均圧工程では、第１塔１０の付帯制御弁の内、均圧弁１６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１〜１５、１７、１８は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、均圧弁４６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１〜４５、４７、４８は「閉状態」に制御される。第２塔２０及び第３塔３０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、全ての共用制御弁５０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、第１塔１０と第４塔４０との内部圧力差によって、第４塔４０内の水蒸気の一部が均圧蒸気ラインＬ６を介して第１塔１０へ供給され、第１塔１０での加温・加圧処理に補助的に利用される。このような均圧蒸気ラインＬ６を介しての水蒸気の受け渡しは、第１塔１０と第４塔４０との内部圧力差がなくなるまで継続する。

本願発明者の試算では、上記の均圧工程の実施により、図１１（ｄ）に示すように、第４塔４０の内部に０．７６ＭＰａ、１６９°Ｃ、２５ｋｇの飽和蒸気が残留し、第１塔１０の内部に０．７１ＭＰａ、１６６°Ｃ、２４ｋｇの飽和蒸気が充満し、塔内底部に０．７１ＭＰａ、１６６°Ｃ、３１２ｋｇのドレンが貯まることになる。このように、厳密には両塔の内部圧力、内部温度は完全に一致することはない。

続いて、図３に戻り、期間Ｔ１の最終調圧工程では、第１塔１０の付帯制御弁の内、水蒸気供給弁１３が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１、１２、１４〜１８は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、均圧弁４６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１〜４５、４７、４８は「閉状態」に制御される。第２塔２０及び第３塔３０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、共用制御弁の内、均圧蒸気放蒸弁５０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁６０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、図１１（ｅ）に示すように、第４塔４０内に残っていた２５ｋｇの水蒸気は均圧蒸気ラインＬ６を介して全て大気に開放され、第４塔４０は完全に大気圧まで減圧されて減圧工程が完了する。また、図１１（ｅ）に示すように、第１塔１０には水蒸気供給ラインＬ３を介して水蒸気生成装置３から１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、３３ｋｇの水蒸気が供給され、第１塔１０は完全に目標温度及び目標圧力まで加温・加圧されて加温・加圧工程が完了する。最終的には、第１塔１０の内部に１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、４８ｋｇの飽和蒸気が充満し、塔内底部に１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、３１８ｋｇのドレンが貯まることになる。

このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ１では、第１塔１０及び第４塔４０において加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施され、第２塔２０及び第３塔３０において吸着工程が継続して実施されることになる。
ここで、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の実施によって、ドレン移送工程の開始時に第４塔４０に貯まっていた１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、３１８ｋｇのドレンが、最終調圧工程の終了時には完全に第１塔１０へ移動したことに留意されたい。

図４は、１処理サイクル中の期間Ｔ２、Ｔ３における各制御弁の開閉状態を示している。期間Ｔ２では、第１塔１０の付帯制御弁の内、水蒸気供給弁１３及び水蒸気排出弁１４が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１、１２、１５〜１８は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、処理済みガス排出弁４２及び冷却空気供給弁４５が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１、４３、４４、４６〜４８は「閉状態」に制御される。第２塔２０及び第３塔３０の付帯制御弁については期間Ｔ１と同様である。さらに、共用制御弁の内、水蒸気バイパス制御弁９０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０〜８０は「閉状態」に制御される。

これにより、第１塔１０には、水蒸気供給弁１３を介して水蒸気が導入されて、吸着剤からの揮発性有機化合物の脱着処理が行われる。吸着剤から脱着された揮発性有機化合物は水蒸気と混合し、化合物混合水蒸気として水蒸気排出弁１４を介して第１塔１０からガスタービン２へ送出される。なお、水蒸気排出弁１４の開度を徐々に大きくすることにより、ガスタービン２へ供給される化合物混合水蒸気の流量（脱着流量）が、ガスタービン２で許容される最大許容脱着流量を越えないようにしている。

また、第４塔４０には、冷却空気供給弁４５を介して冷却空気が導入されて内部温度が常温になるよう冷却処理が行われる。第４塔４０の冷却に使用された冷却空気は、処理済みガス排出弁４２を介して外部に排出される。第２塔２０及び第３塔３０では、期間Ｔ１と同様に、吸着工程が継続して実施される。なお、水蒸気バイパス制御弁９０は、第１塔１０へ導入される水蒸気量が、２／３（ｔ／ｈ）＋ドレン発生量分となるよう全開状態から徐々に開度が絞られる。
このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ２では、第１塔１０にて脱着工程が、第４塔４０にて冷却工程が、第２塔２０及び第３塔３０にて吸着工程が実施されることになる。

続いて、期間Ｔ３では、第４塔４０の付帯制御弁の内、処理対象ガス供給弁４１及び処理済みガス排出弁４２が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４３〜４８は「閉状態」に制御される。第１塔１０、第２塔２０及び第３塔３０の付帯制御弁の開閉状態は期間Ｔ２と同じである。このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ３では、第１塔１０にて脱着工程が、第２塔２０、第３塔３０及び第４塔４０にて吸着工程が実施される。各工程の詳細については既に述べたので、以下での説明は省略する。

図５は、１処理サイクル中の期間Ｔ４における各制御弁の開閉状態を示している。この期間Ｔ４では、期間Ｔ１と同様に、加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施されるよう、各制御弁の開閉状態が制御される。

この期間Ｔ４のドレン移送工程では、第１塔１０の付帯制御弁の内、ドレン排出弁１７が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１〜１６、１８は「閉状態」に制御される。また、第２塔２０の付帯制御弁の内、ドレン供給弁２８が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１〜２７は「閉状態」に制御される。第３塔３０及び第４塔４０の付帯制御弁の開閉状態は期間Ｔ３と同じである。さらに、共用制御弁の内、ドレン回収遮断弁６０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０、７０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、減圧工程の前工程である脱着工程中に第１塔１０内の底部に貯まったドレンは、ドレン排出弁１７を介してドレン排出ラインＬ７へ排出された後、ドレン回収遮断弁６０、第１ドレン移送ラインＬ８、ドレン供給ラインＬ１０及びドレン供給弁２８を介して第２塔２０へ移送される。第２塔２０内の頂部にも液体噴霧装置（図示省略）が設置されており、第２塔２０に移送されたドレンは液体噴霧装置によって塔内に噴霧される。このようなドレンの噴霧によって第２塔２０の内部の内壁及び吸着剤が加温される。

続いて、期間Ｔ４の加熱ドレン投入工程では、第１塔１０の全ての付帯制御弁１１〜１８が「閉状態」に制御される。また、第２塔２０の付帯制御弁の内、ドレン排出弁２７及びドレン供給弁２８が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１〜２６は「閉状態」に制御される。第３塔３０及び第４塔４０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、共用制御弁の内、ドレン抜き弁７０及び加熱ドレン制御弁８０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０、６０、９０は「閉状態」に制御される。

これにより、ドレン移送工程の実施によって第２塔２０内の底部に貯まったドレンは、ドレン排出弁２７を介してドレン排出ラインＬ７へ排出された後、ドレン抜き弁７０を介して排ガス回収熱交換器４へ送られる。排ガス回収熱交換器４においてガスタービン２の排ガスとの熱交換によって加熱されたドレン（加熱ドレン）は、第２ドレン移送ラインＬ９、加熱ドレン制御弁８０、ドレン供給ラインＬ１０及びドレン供給弁２８を介して第２塔２０へ投入される。

第２塔２０内に投入された加熱ドレンは、液体噴霧装置によって塔内に再び噴霧され、塔内はより一層加温される。第２塔２０内に噴霧された加熱ドレンは塔底部に再びドレンとして貯まるが、上述した経路で再び排ガス回収熱交換器４を経由した後、第２塔２０内に加熱ドレンとして再投入される。このようなドレンの循環によって、最終的には第２塔２０の内部温度（吸着剤を含む）及び塔底部に貯まるドレンの温度は、ほぼガスタービン２の排ガス温度に近くなる。

続いて、期間Ｔ４の均圧工程では、第１塔１０の付帯制御弁の内、均圧弁１６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１〜１５、１７、１８は「閉状態」に制御される。また、第２塔２０の付帯制御弁の内、均圧弁２６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１〜２５、２７、２８は「閉状態」に制御される。第３塔３０及び第４塔４０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、全ての共用制御弁５０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、第１塔１０と第２塔２０との内部圧力差によって、第１塔１０内の水蒸気の一部が均圧蒸気ラインＬ６を介して第２塔２０へ供給され、第２塔２０での加温・加圧処理に補助的に利用される。このような均圧蒸気ラインＬ６を介しての水蒸気の受け渡しは、第１塔１０と第２塔２０との内部圧力差がなくなるまで継続する。なお、厳密には両塔の内部圧力及び内部温度は完全に一致することはない。

続いて、期間Ｔ４の最終調圧工程では、第１塔１０の付帯制御弁の内、均圧弁１６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１〜１５、１７、１８は「閉状態」に制御される。また、第２塔２０の付帯制御弁の内、水蒸気供給弁２３が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１、２２、２４〜２８は「閉状態」に制御される。第３塔３０及び第４塔４０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、共用制御弁の内、均圧蒸気放蒸弁５０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁６０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、第１塔１０内に残っていた水蒸気は均圧蒸気ラインＬ６を介して全て大気に開放され、第１塔１０は完全に大気圧まで減圧されて減圧工程が完了する。また、第２塔２０には水蒸気供給ラインＬ３を介して水蒸気生成装置３から水蒸気が供給され、第２塔２０は完全に目標温度及び目標圧力まで加温・加圧されて加温・加圧工程が完了する。

このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ４では、第１塔１０及び第２塔２０において加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施され、第３塔３０及び第４塔４０において吸着工程が継続して実施されることになる。なお、吸着工程の詳細については既に述べたので説明を省略する。
このように、この期間Ｔ４においても、期間Ｔ１と同様、ドレン移送工程の開始時に第１塔１０に貯まっていた１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、３１８ｋｇのドレンが、最終調圧工程の終了時には完全に第２塔２０へ移動したことになる。

図６は、１処理サイクル中の期間Ｔ５、Ｔ６における各制御弁の開閉状態を示している。期間Ｔ５では、第１塔１０の付帯制御弁の内、処理済みガス排出弁１２及び冷却空気供給弁１５が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１１、１３、１４、１６〜１８は「閉状態」に制御される。また、第２塔２０の付帯制御弁の内、水蒸気供給弁２３及び水蒸気排出弁２４が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１、２２、２５〜２８は「閉状態」に制御される。第３塔３０及び第４塔４０の付帯制御弁については期間Ｔ４と同様である。さらに、共用制御弁の内、水蒸気バイパス制御弁９０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０〜８０は「閉状態」に制御される。

このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ５では、第１塔１０にて冷却工程が、第２塔２０にて脱着工程が、第３塔３０及び第４塔４０にて吸着工程が実施される。各工程の詳細については既に述べたので、以下での説明は省略する。

続いて、期間Ｔ６では、第１塔１０の付帯制御弁の内、処理対象ガス供給弁１１及び処理済みガス排出弁１２が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁１３〜１８は「閉状態」に制御される。第２塔２０、第３塔３０及び第４塔４０の付帯制御弁の開閉状態は期間Ｔ５と同じである。このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ６では、第２塔２０にて脱着工程が、第１塔１０、第３塔３０及び第４塔４０にて吸着工程が実施される。各工程の詳細については既に述べたので、以下での説明は省略する。

図７は、１処理サイクル中の期間Ｔ７における各制御弁の開閉状態を示している。この期間Ｔ７では、期間Ｔ１と同様に、加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施されるよう、各制御弁の開閉状態が制御される。

この期間Ｔ７のドレン移送工程では、第２塔２０の付帯制御弁の内、ドレン排出弁２７が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１〜２６、２８は「閉状態」に制御される。また、第３塔３０の付帯制御弁の内、ドレン供給弁３８が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１〜３７は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第４塔４０の付帯制御弁の開閉状態は期間Ｔ６と同じである。さらに、共用制御弁の内、ドレン回収遮断弁６０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０、７０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、減圧工程の前工程である脱着工程中に第２塔２０内の底部に貯まったドレンは、ドレン排出弁２７を介してドレン排出ラインＬ７へ排出された後、ドレン回収遮断弁６０、第１ドレン移送ラインＬ８、ドレン供給ラインＬ１０及びドレン供給弁３８を介して第３塔３０へ移送される。第３塔３０内の頂部にも液体噴霧装置（図示省略）が設置されており、第３塔３０に移送されたドレンは液体噴霧装置によって塔内に噴霧される。このようなドレンの噴霧によって第３塔３０の内部の内壁及び吸着剤が加温される。

続いて、期間Ｔ７の加熱ドレン投入工程では、第２塔２０の全ての付帯制御弁２１〜２８が「閉状態」に制御される。また、第３塔３０の付帯制御弁の内、ドレン排出弁３７及びドレン供給弁３８が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１〜３６は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第４塔４０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、共用制御弁の内、ドレン抜き弁７０及び加熱ドレン制御弁８０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０、６０、９０は「閉状態」に制御される。

これにより、ドレン移送工程の実施によって第３塔３０内の底部に貯まったドレンは、ドレン排出弁３７を介してドレン排出ラインＬ７へ排出された後、ドレン抜き弁７０を介して排ガス回収熱交換器４へ送られる。排ガス回収熱交換器４においてガスタービン２の排ガスとの熱交換によって加熱されたドレン（加熱ドレン）は、第２ドレン移送ラインＬ９、加熱ドレン制御弁８０、ドレン供給ラインＬ１０及びドレン供給弁３８を介して第３塔３０へ投入される。

第３塔３０内に投入された加熱ドレンは、液体噴霧装置によって塔内に再び噴霧され、塔内はより一層加温される。第３塔３０内に噴霧された加熱ドレンは塔底部に再びドレンとして貯まるが、上述した経路で再び排ガス回収熱交換器４を経由した後、第３塔３０内に加熱ドレンとして再投入される。このようなドレンの循環によって、最終的には第３塔３０の内部温度（吸着剤を含む）及び塔底部に貯まるドレンの温度は、ほぼガスタービン２の排ガス温度に近くなる。

続いて、期間Ｔ７の均圧工程では、第２塔２０の付帯制御弁の内、均圧弁２６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１〜２５、２７、２８は「閉状態」に制御される。また、第３塔３０の付帯制御弁の内、均圧弁３６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１〜３５、３７、３８は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第４塔４０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、全ての共用制御弁５０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、第２塔２０と第３塔３０との内部圧力差によって、第２塔２０内の水蒸気の一部が均圧蒸気ラインＬ６を介して第３塔３０へ供給され、第３塔３０での加温・加圧処理に補助的に利用される。このような均圧蒸気ラインＬ６を介しての水蒸気の受け渡しは、第２塔２０と第３塔３０との内部圧力差がなくなるまで継続する。なお、厳密には両塔の内部圧力及び内部温度は完全に一致することはない。

続いて、期間Ｔ７の最終調圧工程では、第２塔２０の付帯制御弁の内、均圧弁２６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１〜２５、２７、２８は「閉状態」に制御される。また、第３塔３０の付帯制御弁の内、水蒸気供給弁３３が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１、３２、３４〜３８は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第４塔４０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、共用制御弁の内、均圧蒸気放蒸弁５０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁６０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、第２塔２０内に残っていた水蒸気は均圧蒸気ラインＬ６を介して全て大気に開放され、第２塔２０は完全に大気圧まで減圧されて減圧工程が完了する。また、第３塔３０には水蒸気供給ラインＬ３を介して水蒸気生成装置３から水蒸気が供給され、第３塔３０は完全に目標温度及び目標圧力まで加温・加圧されて加温・加圧工程が完了する。

このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ７では、第２塔２０及び第３塔３０において加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施され、第１塔１０及び第４塔４０において吸着工程が継続して実施されることになる。なお、吸着工程の詳細については既に述べたので説明を省略する。
このように、この期間Ｔ７においても、期間Ｔ１と同様、ドレン移送工程の開始時に第２塔２０に貯まっていた１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、３１８ｋｇのドレンが、最終調圧工程の終了時には完全に第３塔３０へ移動したことになる。

図８は、１処理サイクル中の期間Ｔ８、Ｔ９における各制御弁の開閉状態を示している。期間Ｔ８では、第２塔２０の付帯制御弁の内、処理済みガス排出弁２２及び冷却空気供給弁２５が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２１、２３、２４、２６〜２８は「閉状態」に制御される。また、第３塔３０の付帯制御弁の内、水蒸気供給弁３３及び水蒸気排出弁３４が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１、３２、３５〜３８は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第４塔４０の付帯制御弁については期間Ｔ７と同様である。さらに、共用制御弁の内、水蒸気バイパス制御弁９０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０〜８０は「閉状態」に制御される。

このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ８では、第２塔２０にて冷却工程が、第３塔３０にて脱着工程が、第１塔１０及び第４塔４０にて吸着工程が実施される。各工程の詳細については既に述べたので、以下での説明は省略する。

続いて、期間Ｔ９では、第２塔２０の付帯制御弁の内、処理対象ガス供給弁２１及び処理済みガス排出弁２２が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁２３〜２８は「閉状態」に制御される。第１塔１０、第３塔３０及び第４塔４０の付帯制御弁の開閉状態は期間Ｔ８と同じである。このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ９では、第３塔３０にて脱着工程が、第１塔１０、第２塔２０及び第４塔４０にて吸着工程が実施される。各工程の詳細については既に述べたので、以下での説明は省略する。

図９は、１処理サイクル中の期間Ｔ１０における各制御弁の開閉状態を示している。この期間Ｔ１０では、期間Ｔ１と同様に、加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施されるよう、各制御弁の開閉状態が制御される。

この期間Ｔ１０のドレン移送工程では、第３塔３０の付帯制御弁の内、ドレン排出弁３７が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１〜３６、３８は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、ドレン供給弁４８が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１〜４７は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第２塔２０の付帯制御弁の開閉状態は期間Ｔ９と同じである。さらに、共用制御弁の内、ドレン回収遮断弁６０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０、７０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、減圧工程の前工程である脱着工程中に第３塔３０内の底部に貯まったドレンは、ドレン排出弁３７を介してドレン排出ラインＬ７へ排出された後、ドレン回収遮断弁６０、第１ドレン移送ラインＬ８、ドレン供給ラインＬ１０及びドレン供給弁４８を介して第４塔４０へ移送される。第４塔４０内の頂部にも液体噴霧装置（図示省略）が設置されており、第４塔４０に移送されたドレンは液体噴霧装置によって塔内に噴霧される。このようなドレンの噴霧によって第４塔４０の内部の内壁及び吸着剤が加温される。

続いて、期間Ｔ１０の加熱ドレン投入工程では、第３塔３０の全ての付帯制御弁３１〜３８が「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、ドレン排出弁４７及びドレン供給弁４８が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１〜４６は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第２塔２０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、共用制御弁の内、ドレン抜き弁７０及び加熱ドレン制御弁８０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０、６０、９０は「閉状態」に制御される。

これにより、ドレン移送工程の実施によって第４塔４０内の底部に貯まったドレンは、ドレン排出弁４７を介してドレン排出ラインＬ７へ排出された後、ドレン抜き弁７０を介して排ガス回収熱交換器４へ送られる。排ガス回収熱交換器４においてガスタービン２の排ガスとの熱交換によって加熱されたドレン（加熱ドレン）は、第２ドレン移送ラインＬ９、加熱ドレン制御弁８０、ドレン供給ラインＬ１０及びドレン供給弁４８を介して第４塔４０へ投入される。

第４塔４０内に投入された加熱ドレンは、液体噴霧装置によって塔内に再び噴霧され、塔内はより一層加温される。第４塔４０内に噴霧された加熱ドレンは塔底部に再びドレンとして貯まるが、上述した経路で再び排ガス回収熱交換器４を経由した後、第４塔４０内に加熱ドレンとして再投入される。このようなドレンの循環によって、最終的には第４塔４０の内部温度（吸着剤を含む）及び塔底部に貯まるドレンの温度は、ほぼガスタービン２の排ガス温度に近くなる。

続いて、期間Ｔ１０の均圧工程では、第３塔３０の付帯制御弁の内、均圧弁３６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１〜３５、３７、３８は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、均圧弁４６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１〜４５、４７、４８は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第２塔２０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、全ての共用制御弁５０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、第３塔３０と第４塔４０との内部圧力差によって、第３塔３０内の水蒸気の一部が均圧蒸気ラインＬ６を介して第４塔４０へ供給され、第４塔４０での加温・加圧処理に補助的に利用される。このような均圧蒸気ラインＬ６を介しての水蒸気の受け渡しは、第３塔３０と第４塔４０との内部圧力差がなくなるまで継続する。なお、厳密には両塔の内部圧力及び内部温度は完全に一致することはない。

続いて、期間Ｔ１０の最終調圧工程では、第３塔３０の付帯制御弁の内、均圧弁３６が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１〜３５、３７、３８は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、水蒸気供給弁４３が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１、４２、４４〜４８は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第２塔２０の付帯制御弁についてはドレン移送工程と同様である。さらに、共用制御弁の内、均圧蒸気放蒸弁５０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁６０〜９０は「閉状態」に制御される。

これにより、第３塔３０内に残っていた水蒸気は均圧蒸気ラインＬ６を介して全て大気に開放され、第３塔３０は完全に大気圧まで減圧されて減圧工程が完了する。また、第４塔４０には水蒸気供給ラインＬ３を介して水蒸気生成装置３から水蒸気が供給され、第４塔４０は完全に目標温度及び目標圧力まで加温・加圧されて加温・加圧工程が完了する。

このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ１０では、第３塔３０及び第４塔４０において加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、ドレン移送工程、加熱ドレン投入工程、均圧工程及び最終調圧工程の４つの工程が順番に実施され、第１塔１０及び第２塔２０において吸着工程が継続して実施されることになる。なお、吸着工程の詳細については既に述べたので説明を省略する。
このように、この期間Ｔ１０においても、期間Ｔ１と同様、ドレン移送工程の開始時に第３塔３０に貯まっていた１．５ＭＰａ、１９８°Ｃ、３１８ｋｇのドレンが、最終調圧工程の終了時には完全に第４塔４０へ移動したことになる。

図１０は、１処理サイクル中の期間Ｔ１１、Ｔ１２における各制御弁の開閉状態を示している。期間Ｔ１１では、第３塔３０の付帯制御弁の内、処理済みガス排出弁３２及び冷却空気供給弁３５が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３１、３３、３４、３６〜３８は「閉状態」に制御される。また、第４塔４０の付帯制御弁の内、水蒸気供給弁４３及び水蒸気排出弁４４が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁４１、４２、４５〜４８は「閉状態」に制御される。第１塔１０及び第２塔２０の付帯制御弁については期間Ｔ１０と同様である。さらに、共用制御弁の内、水蒸気バイパス制御弁９０が「開状態」に制御され、他の共用制御弁５０〜８０は「閉状態」に制御される。

このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ１１では、第３塔３０にて冷却工程が、第４塔４０にて脱着工程が、第１塔１０及び第２塔２０にて吸着工程が実施される。各工程の詳細については既に述べたので、以下での説明は省略する。

続いて、期間Ｔ１２では、第３塔３０の付帯制御弁の内、処理対象ガス供給弁３１及び処理済みガス排出弁３２が「開状態」に制御され、他の付帯制御弁３３〜３８は「閉状態」に制御される。第１塔１０、第２塔２０及び第４塔４０の付帯制御弁の開閉状態は期間Ｔ１１と同じである。このように各制御弁の開閉状態が制御されることにより、期間Ｔ１２では、第４塔４０にて脱着工程が、第１塔１０、第２塔２０及び第３塔３０にて吸着工程が実施される。各工程の詳細については既に述べたので、以下での説明は省略する。

以上説明したように、本実施形態によれば、塔に貯まったドレンは、減圧工程側の塔と加温・加圧工程側の塔との間でやりとりされるだけで外部には排出されないため、塔に貯まったドレンを危険物として処理するための排水処理設備が不要となってシステムコストの削減を実現することができる。

また、本実施形態では、加温・加圧工程と減圧工程の実施時において、加温・加圧工程側及び減圧工程側の均圧弁の開放による均圧工程を同時に実施して、従来では減圧工程時に外部に排出・廃棄していた塔内の水蒸気の一部（全体の約１／２）を、加温・加圧工程側の塔内の加温・加圧に利用するため、新たに必要となる加温・加圧用の水蒸気量を半減させることができ、省エネに寄与することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更しても良いことは勿論である。例えば、上記実施形態では、処理容器（塔）が４つ設けられた吸脱着装置１を例示して説明したが、本発明はこれに限らず、２つ以上の処理容器が設けられた吸脱着装置について本発明を適用することができる。

１…吸脱着装置、２…ガスタービン（燃焼装置）、３…水蒸気生成装置、４…排ガス回収熱交換器、１０…第１塔（処理容器）、２０…第２塔（処理容器）、３０…第３塔（処理容器）、４０…第４塔（処理容器）

Claims (7)

1. 処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて脱着させる吸脱着装置であって、
   前記吸着剤を内蔵する複数の処理容器を備え、
   １処理サイクル中に、前記処理容器の各々において吸着工程、加温・加圧工程、脱着工程、減圧工程及び冷却工程が順に実施され、且つ時間軸上で２つの処理容器の加温・加圧工程と減圧工程とが並行して実施されるよう工程制御されると共に、加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、減圧工程側の処理容器に貯まったドレンを加温・加圧工程側の処理容器へ移送するドレン移送工程が実施されるよう工程制御されることを特徴とする吸脱着装置。
2. 前記加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、前記ドレン移送工程の実施後、前記加温・加圧工程側の処理容器に貯まったドレンを外部の熱交換器へ移送し、前記熱交換器における熱媒との熱交換によって加熱されたドレンを前記加温・加圧工程側の処理容器に再投入する加熱ドレン投入工程が実施されるよう工程制御されることを特徴とする請求項１に記載の吸脱着装置。
3. 前記加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、前記加熱ドレン投入工程の実施後、前記減圧工程側の処理容器から前記加温・加圧工程側の処理容器への水蒸気の受け渡しによって両処理容器の均圧化を図る均圧工程が実施されるよう工程制御されることを特徴とする請求項２に記載の吸脱着装置。
4. 前記加温・加圧工程及び減圧工程の並行実施期間中に、前記均圧工程の実施後、前記加温・加圧工程側の処理容器に水蒸気を投入して目標温度及び目標圧力まで加温及び加圧すると共に、前記減圧工程側の処理容器に残留する水蒸気を大気開放する最終調圧工程が実施されるよう工程制御されることを特徴とする請求項３に記載の吸脱着装置。
5. 請求項１に記載の吸脱着装置と、
   前記吸脱着装置から排出される前記揮発性有機化合物と前記水蒸気との混合流体を燃焼させる燃焼装置と、
   を具備することを特徴とする揮発性有機化合物処理システム。
6. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の吸脱着装置と、
   前記吸脱着装置から排出される前記揮発性有機化合物と前記水蒸気との混合流体を燃焼させる燃焼装置と、
   前記燃焼装置の排ガスを熱媒とし、前記吸脱着装置から移送されるドレンを前記排ガスとの熱交換によって加熱し、加熱後のドレンを前記吸脱着装置に返送する熱交換器と、
   を具備することを特徴とする揮発性有機化合物処理システム。
7. 前記燃焼装置から排出される排ガスの熱を利用して前記吸脱着装置に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成装置を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の揮発性有機化合物処理システム。

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