JP2015512781A - 揮発性有機物の処理方法及び揮発性有機物処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】揮発性有機物の処理方法及び揮発性有機物装置を提供する。【解決手段】本発明による揮発性有機物の処理方法は、揮発性有機物の処理方法は、露点温度を検知する工程、加湿及び凝縮を行う工程、凝縮処理後の露点温度を検知する工程、水滴収集工程、および制御工程を含む。露点温度を検知する工程では、大気の露点温度を検知し、基準温度とする。加湿及び凝縮を行う工程では、水を噴霧し、廃ガス気流の湿度を向上させ、凝縮により揮発性有機物を含有する凝結液を生成する。凝縮処理後の露点温度を検知する工程では凝縮処理後の気流の露点温度を検知する。水滴収集工程では、加湿及び凝縮処理工程で落滴した水滴を収集し、収集した水滴を循環かつ噴霧に使用し、加湿及び凝縮を行う。制御工程では、凝縮処理後の気流の温度が基準温度に近づくように制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、揮発性有機物の処理方法及びその装置に関し、より詳しくは、水を噴霧し処理予定の廃ガスを加湿し、凝縮作用により加湿処理後の廃ガスの除湿を行い、廃ガスの処理前後の湿度がほぼ変わらないように保持する設計に関する。

生活及び生産活動において広く応用されている有機溶剤は、室温では容易に揮発して気体となるため、揮発性有機物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、ＶＯＣｓ）とも呼ばれている。多くの揮発性有機物は人体に対し有毒であるため、処理を施す必要がある。然しながら、生産活動中に発生する廃ガスは沸点が高く低気圧で蒸発する水溶性揮発性有機物であるが故に、通常はまず凝縮装置を利用して予め分離させ、その後浄化装置により未分離の揮発性有機物に対し焼却や吸脱着を行い、濃縮後に凝縮する等の浄化処理を施す。

図１に示すように、水溶性揮発性有機物を廃ガス中から予め分離する従来の凝縮装置では、通常は廃ガス気流チャンネル１０内部に凝縮器１１が設置され、
凝縮器１１を通過した廃ガスの温度を露点温度以下まで低下させ、揮発性有機物自身の凝結及び凝結した水滴の吸着作用を利用し、廃ガス中に含まれる水溶性揮発性有機物を予め凝縮させて分離させる。続いて、凝縮器１１の下流端にはデミスター１２或いは第二凝縮器（図示せず）が設置され、粒径の小さい揮発性有機物及び水蒸気を成長させ、予め捕捉し分離させるか二次凝縮させる。その後、凝縮器１１或いは二次凝縮によって凝縮されて分離された水滴及びデミスター１２に捕捉されて分離された水滴は、凝縮器１１及びデミスター１２の下方に設置される液体収集タンク１３に落滴する。

特開平７−４６９８４号公報

しかしながら、前述した従来の技術では、凝縮器の液体収集タンク１３に落滴した水滴は含有する揮発性有機物の濃度が高くなく、揮発性有機物の回収と再利用が難しいだけでなく、揮発性有機物を含む廃水が大量に発生するため、大量の廃水にもさらなる処理を施す必要があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、あり、廃水をほぼ発生させることなく揮発性有機物の回収濃度を高め再利用可能にし、懸濁した微粒子を洗浄する効果を有する揮発性有機物の処理方法及び揮発性有機物装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る揮発性有機物の処理方法は、揮発性有機物を含む廃ガスを処理する揮発性有機物の処理方法である。揮発性有機物の処理方法は、露点温度を検知する工程、加湿及び凝縮を行う工程、凝縮処理後の露点温度を検知する工程、水滴収集工程、および制御工程を含む。露点温度を検知する工程では、大気の露点温度を検知し、基準温度とする。加湿及び凝縮を行う工程では、水を噴霧し、廃ガス気流の湿度を向上させ、凝縮により揮発性有機物を含有する凝結液を生成する。凝縮処理後の露点温度を検知する工程では凝縮処理後の気流の露点温度を検知する。水滴収集工程では、加湿及び凝縮処理工程で落滴した水滴を収集し、収集した水滴を循環かつ噴霧に使用し、加湿及び凝縮を行う。制御工程では、凝縮処理後の気流の温度が基準温度に近づくように制御を行う。

また、加湿及び凝縮処理工程では、低温の水を噴霧し加湿及び凝縮を同時に行う。または、加湿及び凝縮処理工程では、常温の水を噴霧し、先に加湿を行い、後に凝縮を行う。
また、加湿及び凝縮処理工程の前に、予冷工程を更に加える。

本発明の一態様による揮発性有機物処理装置は、揮発性有機物を含む廃ガスを処理する揮発性有機物処理装置であって、第一露点温度検知器、加湿器、凝縮器、液体収集タンク、第二露点温度検知器、および制御装置を備える。第一露点温度検知器は、廃ガス気流チャンネルの外部に設置されており、大気の露点温度を検知する。加湿器は、廃ガス気流チャンネル内に設置されており、通過する廃ガス気流に対して水を噴霧し加湿を行う。凝縮器は、廃ガス気流チャンネル内に設置されており、加湿器の下流端に位置し、加湿処理後の廃ガス気流を凝縮させて揮発性有機物を含有する凝結液を生成する。液体収集タンクは、廃ガス気流チャンネル内に設置されており、加湿器及び凝縮器の下方に位置し、加湿器及び凝縮器から落滴した水滴を受け止め、収集した水滴を前記加湿器に輸送し噴霧に用いられるよう循環させる。第二露点温度検知器は、廃ガス気流チャンネル内に設置されており、凝縮器により処理された気流の露点温度を検知する。制御装置は、第一露点温度検知器、凝縮器、及び第二露点温度検知器に連結されており、第一露点温度検知器が検知した露点温度を基準温度とし、第二露点温度検知器が検知した露点温度をフィードバックし、凝縮器により処理された気流の露点温度が基準温度に近づくよう、凝縮器の凝縮程度を制御する。

本発明の別の態様による揮発性有機物処理装置は、揮発性有機物を含む廃ガスを処理する揮発性有機物処理装置であって、第一露点温度検知器、低温加湿器、液体収集タンク、第二露点温度検知器、および、制御装置を備える。第一露点温度検知器は、廃ガス気流チャンネルの外部に設置されており、大気の露点温度を検知する。低温加湿器は、廃ガス気流チャンネル内に設置されており、通過する廃ガス気流に対して水を噴霧し加湿を行い、廃ガス気流の温度を低下させ凝縮させることで揮発性有機物を含有する凝結液を生成させる。液体収集タンクは、廃ガス気流チャンネル内に設置されており、低温加湿器の下方に位置し、低温加湿器から落滴した水滴を受け止め、収集した水滴を冷却器により冷却し低温加湿器に輸送し噴霧に用いられるよう循環させる。第二露点温度検知器は、廃ガス気流チャンネル内に設置されており、低温加湿器により処理された気流の露点温度を検知する。制御装置は、第一露点温度検知器、冷却器、及び第二露点温度検知器に連結されており、第一露点温度検知器が検知した露点温度を基準温度とし、第二露点温度検知器が検知した露点温度をフィードバックし、低温加湿器により処理された気流の露点温度が基準温度に近づくよう、冷却器の凝縮程度を制御する。

予冷器を更に備え、予冷器は、廃ガス気流チャンネル内に設置されており、加湿器或いは低温加湿器の上流端に位置する。

本発明は、廃水を殆ど発生させずに揮発性有機物の回収濃度を高め、再利用可能にする効果を有する。また、懸濁された微粒子を洗浄する効果を有する。

従来の揮発性有機物処理装置を示す模式図である。 本発明の第一実施形態による揮発性有機物処理装置を示す模式図である。 本発明の第二実施形態による揮発性有機物処理装置を示す模式図である。 本発明の操作工程における温度及び湿気の変化を示す模式図である。

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

（第一実施形態）
図２に示す本発明の一実施形態に係る揮発性有機物処理装置は、第一露点温度検知器２１、加湿器２２、凝縮器２３、液体収集タンク２４、第二露点温度検知器２５、および制御装置２６を備える。第一露点温度検知器２１は、廃ガス気流チャンネル２０の外部に設置されると共に処理予定の廃ガスの露点温度を検知させ、湿球黒球温度計、或いは、乾球温度計及びそれに対応する湿度計が組み合わせである。加湿器２２は、廃ガス気流チャンネル２０内部に設置され、通過した廃ガス気流に対し水を噴霧して加湿を行い、さらには懸濁する微粒子の洗浄も行う。凝縮器２３は、廃ガス気流チャンネル２０内部に設置されると共に加湿器２２の下流端に位置され、加湿処理後の廃ガス気流を凝縮させて揮発性有機物を含有する凝結液を生成する。液体収集タンク２４は、廃ガス気流チャンネル２０内部に設置されると共に加湿器２２及び凝縮器２３の下方に位置され、加湿器２２及び凝縮器２３から落滴した水滴を受け止め、収集された水滴を加湿器２２に輸送させ、循環式噴霧を行う。第二露点温度検知器２５は、廃ガス気流チャンネル２０内部に設置されると共に凝縮器２３を通過した処理済みの気流の露点温度を検知させ、湿球黒球温度計或いは乾球温度計及びそれらに対応する湿度計が組み合わされる。制御装置２６は、第一露点温度検知器２１、凝縮器２３、及び第二露点温度検知器２５に連結されており、第一露点温度検知器２１が検知させた処理予定の廃ガスの露点温度を基準温度とし、第二露点温度検知器２５が検知させた処理済みの気流の露点温度を制御装置２６にフィードバックさせ、凝縮器２３の凝縮程度を制御させ、凝縮器２３を通過した処理済みの気流の露点温度が基準温度に近づくように制御する。

（第二実施形態）
図３に示す本発明の二実施形態に係る揮発性有機物処理装置は、第一露点温度検知器２１、低温加湿器２８、液体収集タンク２４ａ、第二露点温度検知器２５、および、制御装置２６ａを備える。第一露点温度検知器２１は、廃ガス気流チャンネル２０の外部に設置されると共に処理予定の廃ガスの露点温度を検知させ、湿球黒球温度計或いは乾球温度計及びそれらに対応する湿度計が組み合わされる。低温加湿器２８は、廃ガス気流チャンネル２０内部に設置され、通過した廃ガス気流に対し水分を噴霧して加湿を行い、冷却し凝縮させることで揮発性有機物を含有する凝結液を生成し、さらには懸濁する微粒子の洗浄も行う。液体収集タンク２４ａは、廃ガス気流チャンネル２０内部に設置されると共に低温加湿器２８の下方に位置され、低温加湿器２８から落滴した水滴を受け止め、収集した水滴を冷却器２９により冷却し、低温加湿器２８に輸送させて循環式噴霧を行う。第二露点温度検知器２５は、廃ガス気流チャンネル２０内部に設置されると共に低温加湿器２８を通過した処理済みの気流の露点温度を検知させ、湿球黒球温度計或いは乾球温度計及びそれらに対応する湿度計が組み合わされる。制御装置２６ａは、第一露点温度検知器２１、冷却器２９、及び第二露点温度検知器２５に連結され、第一露点温度検知器２１が検知させた処理予定の廃ガスの露点温度を基準温度とし、第二露点温度検知器２５が検知させた処理済みの気流の露点温度を制御装置２６ａにフィードバックさせ、冷却器２９の凝縮程度を制御させ、低温加湿器２８を通過した処理済みの気流の露点温度が基準温度に近づくように制御する。

さらに、処理予定の廃ガスが高温の場合、予冷器２７が廃ガス気流チャンネル２０内部に更に設置されると共に加湿器２２或いは低温加湿器２８の上流端に位置され、凝縮器２３或いは冷却器２９の負荷を低減させる。

このような構成により、図４の湿気図に示すように、（横軸は乾球温度、縦軸は湿度比、上界は相対湿度飽和線）本発明は、まず、第一露点温度検知器２１により処理予定の廃ガスの露点温度を検知させて基準温度とし（湿気図中の対応する点（点Ａとして標示）は処理予定の廃ガスの湿度性質を表す）、加湿器２２（或いは低温加湿器２８）により水分を噴霧して廃ガス気流に加湿を行う（湿気図中の対応する点（点Ｂとして標示）は廃ガスの加湿処理後の湿度性質を表し、通常は相対湿度飽和線上に位置される）。その後、凝縮器２３（或いは低温加湿器２８）により加湿処理後の廃ガス気流を凝縮させ、第二露点温度検知器２５により凝縮処理後の処理された気流の露点温度を検知させ、制御装置２６（或いは２６ａ）により凝縮後の処理された気流の露点温度が基準温度に近づくように制御する（湿気図中の対応する点（点Ｃとして標示）は凝縮処理後の湿度性質を表す）。これにより、廃ガスの湿度性質は点Ａから点Ｂまで加湿され、その後凝縮作用により点Ｃまで除湿され、点Ａ及び点Ｃは湿気図中の縦軸の位置がほぼ同じ高になり、これは廃ガスの本発明による処理前後の湿度比は殆ど変わらないことを表す。

従って、廃ガスの処理前後の湿度比は不変であり（すなわち、廃ガスの処理前後の水分含有率は不変である）、故に液体収集タンク２４（或いは２４ａ）が加湿器２２及び凝縮器２３（或いは低温加湿器２８）から収集した水滴は、循環式噴霧後にも増減せず、廃水を殆ど発生させない効果を有する。また、収集された水滴を循環式噴霧させ、凝縮させることで生成される凝結液が含有する揮発性有機物の濃度はより濃くなり、適時、液体収集タンク２４（或いは２４ａ）により収集された水滴を排出させて揮発性有機物の回収処理を行い、揮発性有機物の回収濃度を高めて再利用の効果を獲得する。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、請求項に含まれるものとする。

１０ 廃ガス気流チャンネル、
１１ 凝縮器、
１２ デミスター、
１３ 液体収集タンク、
２０ 廃ガス気流チャンネル、
２１ 第一露点温度検知器、
２２ 加湿器、
２３ 凝縮器、
２４ 液体収集タンク、
２４ａ 液体収集タンク、
２５ 第二露点温度検知器、
２６ 制御装置、
２６ａ 制御装置、
２７ 予冷器、
２８ 低温加湿器、
２９ 冷却器。

Claims (8)

1. 揮発性有機物を含む廃ガスを処理する揮発性有機物の処理方法であって、
   大気の露点温度を検知し、基準温度とする、露点温度を検知する工程と、
   水を噴霧し、廃ガス気流の湿度を向上させ、凝縮により揮発性有機物を含有する凝結液を生成する加湿及び凝縮を行う工程と、
   凝縮処理後の気流の露点温度を検知する凝縮処理後の露点温度を検知する工程と、
   前記加湿及び凝縮処理工程で落滴した水滴を収集し、収集した水滴を循環かつ噴霧に使用し、加湿及び凝縮を行う水滴収集工程と、
   凝縮処理後の気流の温度が基準温度に近づくように制御を行う制御工程と、を含むことを特徴とする揮発性有機物の処理方法。
2. 前記加湿及び凝縮処理工程では、低温の水を噴霧し加湿及び凝縮を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機物の処理方法。
3. 前記加湿及び凝縮処理工程では、常温の水を噴霧し、先に加湿を行い、後に凝縮を行うことを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機物の処理方法。
4. 前記加湿及び凝縮処理工程の前に、予冷工程を更に加えることを特徴とする請求項２または３に記載の揮発性有機物の処理方法。
5. 揮発性有機物を含む廃ガスを処理する揮発性有機物処理装置であって、
   廃ガス気流チャンネルの外部に設置されており、大気の露点温度を検知する第一露点温度検知器と、
   前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、通過する廃ガス気流に対して水を噴霧し加湿を行う加湿器と、
   前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、前記加湿器の下流端に位置し、加湿処理後の廃ガス気流を凝縮させて揮発性有機物を含有する凝結液を生成する凝縮器と、
   前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、前記加湿器及び前記凝縮器の下方に位置し、前記加湿器及び前記凝縮器から落滴した水滴を受け止め、収集した水滴を前記加湿器に輸送し噴霧に用いられるよう循環させる液体収集タンクと、
   前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、前記凝縮器により処理された気流の露点温度を検知する第二露点温度検知器と、
   前記第一露点温度検知器、前記凝縮器、及び前記第二露点温度検知器に連結されており、前記第一露点温度検知器が検知した露点温度を基準温度とし、前記第二露点温度検知器が検知した露点温度をフィードバックし、前記凝縮器により処理された気流の露点温度が前記基準温度に近づくよう、前記凝縮器の凝縮程度を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする揮発性有機物処理装置。
6. 前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、前記加湿器の上流端に位置する予冷器を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の揮発性有機物処理装置。
7. 揮発性有機物を含む廃ガスを処理する揮発性有機物処理装置であって、
   廃ガス気流チャンネルの外部に設置されており、大気の露点温度を検知する第一露点温度検知器と、
   前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、通過する廃ガス気流に対して水を噴霧し加湿を行い、廃ガス気流の温度を低下させ凝縮させることで揮発性有機物を含有する凝結液を生成させる低温加湿器と、
   前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、前記低温加湿器の下方に位置し、前記低温加湿器から落滴した水滴を受け止め、収集した水滴を冷却器により冷却し前記低温加湿器に輸送し噴霧に用いられるよう循環させる液体収集タンクと、
   前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、前記低温加湿器により処理された気流の露点温度を検知する第二露点温度検知器と、
   前記第一露点温度検知器、前記冷却器、及び前記第二露点温度検知器に連結されており、前記第一露点温度検知器が検知した露点温度を基準温度とし、前記第二露点温度検知器が検知した露点温度をフィードバックし、前記低温加湿器により処理された気流の露点温度が基準温度に近づくよう、前記冷却器の凝縮程度を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする揮発性有機物処理装置。
8. 前記廃ガス気流チャンネル内に設置されており、前記低温加湿器の上流端に位置する予冷器を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の揮発性有機物処理装置。

Images