JP2018192410A - 有機溶剤回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】被処理ガスに対する清浄化能力および有機溶剤の回収効率が向上した有機溶剤回収システムを提供する。【解決手段】本発明の有機溶剤回収システムでは、第１吸脱着処理装置は、導入用経路からの被処理ガスと、第１温度調節手段により高温にされたキャリアガスと、冷却用経路からの被処理ガスと、を順に第１吸脱着素子に接触させることを繰り返すことにより、有機溶剤を被処理ガスから高温にされたキャリアガスに移動させると共に、高温にされたキャリアガスに接触した後の第１吸脱着素子を冷却用経路から導入する被処理ガスにて冷却してから、再び導入用経路から導入する被処理ガスに接触させる。【選択図】図１

Description

本発明は、有機溶剤（有機物質）を含有する被処理ガスから有機溶剤を分離することで被処理ガスを清浄化して排出すると共に、被処理ガスから分離した有機溶剤をキャリアガスを用いて回収する有機溶剤回収システムに関する。

近年、有害大気汚染物質に対する排出濃度規制の強化に伴い、有機溶剤含有ガス処理システムの需要が高まっている。中でも有機溶剤を液化回収する有機溶剤回収システムは、有機溶剤を燃焼して無害化する燃焼装置よりも二酸化炭素排出量が少なく、また回収した有機溶剤を再利用できる等の利点がある。

この種の有機溶剤回収システムは、一般に、被処理ガスおよび高温の状態にあるキャリアガスを時間的に交互に吸着材に接触させるための吸脱着処理装置と、当該吸脱着処理装置から排出される高温の状態にあるキャリアガスを冷却することによって有機溶剤を凝縮させて回収する凝縮回収装置とを備えている。

このようなシステムの一つとして、特許文献１には、キャリアガスとして水蒸気を使用した有機溶剤含有ガス処理システムが開示されている。また、最近では回収した有機溶剤の高品質化や排水処理工程の簡略化を目的とした低排水量の有機溶剤回収システムが望まれている。そこで、特許文献２には、キャリアガスとして高温に加熱された不活性ガスを使用した有機溶剤含有ガス処理システムが開示されている。また、特許文献３には、キャリアガスとして高温に加熱された不活性ガスを使用し、有機溶剤回収システム内において不活性ガスを循環させて使用することで不活性ガス使用量を削減する構成が開示されている。

ところで、冷却凝縮の操作のみでは有機溶剤をキャリアガスから完全に分離させることは困難であり、凝縮回収装置から排出されるキャリアガスには未濃縮の有機溶剤が一定量含まれることになる。したがって未濃縮の有機溶剤を含有するキャリアガスをそのまま循環させて吸着材から有機溶剤を脱着させようとすると、吸着材の再生が不十分となってしまい、被処理ガスに対する浄化能力が著しく低下する。

そこで、特許文献３に開示されたシステムは、キャリアガスが循環するように通流される循環経路上に、第１吸脱着素子を有する第１吸脱着処理装置、凝縮回収装置、および第２吸脱着素子を有する第２吸脱着処理装置を備えている。そして、吸脱着処理装置は、第２吸脱着処理装置から排出されたキャリアガスを高温の状態に温度調節する第１温度調節手段を備え、２吸脱着処理装置は、凝縮回収装置から排出されたキャリアガスを高温の状態および低温の状態のいずれかに時間的に交互に温度調節する第２温度調節手段を備えている。このようなシステムにより、特許文献３では、被処理ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収効率の向上が図られている。また、キャリアガスに窒素ガス等の不活性ガスを使用した場合でも、不活性ガス使用量を大幅に抑制できる省エネルギー効果も得られている。

さらに、特許文献４では脱着行程直後の第１吸脱着槽に外気を導入して第１吸脱着素子を冷却させ、吸着行程初期の有機溶剤を効率よく吸着させるシステムが開示されている。

実開平３−３２９２４号公報 特開平７−６８１２７号公報 特許第５４８２７７６号公報 特開２０１４−１１７６３８号公報

しかしながら、特許文献３に開示のシステムでは、脱着行程直後の第１吸脱着素子に被処理ガスを導入すると、被処理ガスの温度で第１吸脱着素子が冷却されるが、初期は高温のままである。従来の水蒸気で有機溶剤を脱着する方式では、脱着行程直後の第１吸脱着素子に凝縮した水分が付着しているため、被処理ガスを導入すると水分の気化熱で第１吸脱着素子が急速に冷却されるが、不活性ガスのようなキャリアガスを用いて脱着する方式では水分が少なく、第１吸脱着素子の冷却が十分に行われない。このため、特に被処理ガスの有機溶剤を吸着する吸着行程初期に有機溶剤が吸着されにくく、浄化能力が低下する。

また、特許文献４に開示のシステムでは、脱着行程において第１吸脱着素子から有機溶剤を完全に脱着させるためには膨大なエネルギーを必要であり、実用的には一定量の有機溶剤を第１吸脱着素子に残存させた状態で有機溶剤の吸着と脱着を繰り返すことになる。そのため、外気で第１吸脱着素子を冷却することで排出されるガス中には第１吸脱着素子から脱離した有機溶剤が多く含有されており、そのまま系外に排出されるため、結果的には被処理ガスに対する有機溶剤の浄化能力および回収率を低下させてしまうか、もしくは別途系外に排出されるガスから有機溶剤を除去する処理装置が必要となる。

したがって、本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、被処理ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収率の向上が図られた有機溶剤回収システムを提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ついに本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は以下の通りである。

１．導入用経路から導入された有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を分離することで被処理ガスを清浄化して排出するとともに、被処理ガスから分離した有機溶剤をキャリアガスを用いて回収する有機溶剤回収システムであって、キャリアガスの循環経路に、有機溶剤を吸脱着する第１吸脱着素子を有する第１吸脱着処理装置と、有機溶剤を凝縮させて凝縮液として回収する凝縮回収装置と、有機溶剤を吸脱着する第２吸脱着素子を有する第２吸脱着処理装置とを備え、前記第１吸脱着装置へ導入するキャリアガスを高温に温度調節する第１温度調節手段と、前記第２吸脱着装置へ導入するキャリアガスを低温または高温に温度調節する第２温度調節手段と、前記導入用経路を通る被処理ガスの一部を前記第１吸脱着素子の冷却用に前記第１吸脱着槽へ導入する冷却用経路と、前記第１吸脱着槽から排出される前記冷却に用いられた前記被処理ガスを導入用経路へ戻す返却用経路と、を備え、前記第１吸脱着処理装置は、前記導入用経路からの被処理ガスと、前記第１温度調節手段により高温にされたキャリアガスと、冷却用経路からの被処理ガスと、を順に前記第１吸脱着素子に接触させることを繰り返すことにより、有機溶剤を被処理ガスから高温にされたキャリアガスに移動させると共に、前記高温にされたキャリアガスに接触した後の前記第１吸脱着素子を前記冷却用経路から導入する被処理ガスにて冷却してから、再び前記導入経路から導入する被処理ガスに接触させ、前記凝縮回収装置は、前記第１吸脱着処理装置から排出されたキャリアガスを低温状態に温度調節することでキャリアガスに含まれる有機溶剤を凝縮させ、前記第２吸脱着処理装置は、前記凝縮回収装置から排出されたキャリアガスを前記第２温度調節手段により高温または低温に温度調節して交互に前記第２吸脱着素子に接触させることにより、有機溶剤を低温のキャリアガスから高温のキャリアガスに移動させる、ことを特徴とする有機溶剤回収システム。
２．前記被処理ガスの流路において、前記導入用経路と前記冷却用経路との分岐点よりも下流に前記導入経路と前記返却経路との合流点が設けられている、ことを特徴とする上記１に記載の有機溶剤回収システム。
３．前記冷却用経路は前記導入経路と同一に構成され、前記導入用経路と前記返却用経路との合流点と前記第１吸脱着処理装置との間に有機溶剤を吸着脱着する第３吸脱着素子を有する第３吸脱着槽を備えていることを特徴とする上記１に記載の有機溶剤回収システム。
４．前記第２吸着素子は、前記第１吸着素子よりも吸着容量が多く構成されていることを特徴とする上記１から３のいずれか１つに記載の有機溶剤回収システム。
５．前記第２吸脱着素子のＢＥＴ比表面積が前記第１吸脱着素子のＢＥＴ比表面積よりも大きいことを特徴とする上記４に記載の有機溶剤回収システム。
６．前記キャリアガスが不活性ガスであることを特徴とする上記１から５のいずれか１つに記載の有機溶剤回収システム。
７．前記第１吸脱着素子が活性炭素繊維から成ることを特徴とする上記１から６のいずれか１つに記載の有機溶剤回収システム。
８．前記第２吸脱着素子が活性炭素繊維から成ることを特徴とする上記１から７のいずれか１つに記載の有機溶剤回収システム。

また、上記１〜８のいずれか１つに記載の有機溶剤回収システムを制御する制御方法、制御プログラムも本発明の範疇に含まれる。

上記構成の本発明によれば、被処理ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収率の向上が図られた有機溶剤回収システムを提供することができる。

本発明の実施の形態１における有機溶剤回収システムのシステム構成図である。 本発明の実施の形態２における有機溶剤回収システムのシステム構成図である。 本発明の実施の形態における有機溶剤回収システムのタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号とし、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の有機溶剤回収システム１００Ａの概念図である。まず、この図１を参照して、有機溶剤回収システム１００Ａの構成について説明する。

有機溶剤回収システム１００Ａは、有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を分離することで被処理ガスを清浄化して排出するとともに、被処理ガスから分離した有機溶剤をキャリアガスを用いて回収するシステムである。図１に示すように、有機溶剤回収システム１００Ａは、キャリアガスが循環するように配置された配管ラインＬ４〜Ｌ７で構成される循環経路Ｌ１と、循環経路Ｌ１上に設けられた第１吸脱着処理装置１０、凝縮回収装置２０、第２吸脱着処理装置３０、を主として備えている。また、循環送風機４０を備える。有機溶剤回収システム１００Ａには、有機溶剤を含有する被処理ガスが配管ラインＬ１から導入される。

有機溶剤回収システム１００Ａで回収する有機溶剤としては、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、Ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、フロン−１１２、フロン−１１３、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ、臭化プロピル、ヨウ化ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ビニル、プロピオン酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、炭酸ジエチル、蟻酸エチル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル、アニソール、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、アリルアルコール、ペンタノール、ヘプタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、フェノール、Ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、キシレノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ホロン、アクリロニトリル、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、イソノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、テトラデカン、デカリン、ベンゼン、トルエン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、ｏ−キシレン、エチルベンゼン、１, ３, ５−トリメチルベンゼン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドおよびジメチルスルホキシド等が挙げられるがこれらに限定されない。また、回収する有機溶剤は複数種類であってもよい。

有機溶剤回収システム１００Ａにおいて、キャリアガスとしては、水蒸気、加熱空気、高温に加熱した不活性ガス等、様々な種類のガスを利用することが可能である。特に水分を含まないガスである不活性ガスを利用すれば、有機溶剤回収システム１００Ａをより簡素に安全に構成できる。循環送風機４０は、循環経路Ｌ１を、キャリアガスを通流させるための送風手段である。循環送風機４０により、キャリアガスの流速は適切に設定される。なお、循環送風機が循環経路Ｌ１に複数設けられていてもよい。

循環経路Ｌ１は、キャリアガスを循環経路Ｌ１外から導入する導入ラインＬ９に接続している。導入ラインＬ９は、有機溶剤回収システム１００Ａの初期設置時においてキャリアガスを循環経路Ｌ１に導入したり、メンテナンス時等必要に応じてキャリアガスを循環経路Ｌ１に補充したりするために用いられる。

第１吸脱着処理装置１０は、第１吸脱着槽Ａ１１、第１吸脱着槽Ｂ１２、および第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３を備えている。第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３は第１吸脱着処理装置１０外に設けられていてもよい。

第１吸脱着槽Ａ１１は第１吸脱着素子Ａ１４を、第１吸脱着槽Ｂ１２は第１吸脱着素子Ｂ１５を、備えている。第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５は、配管ラインＬ２から導入された被処理ガスを接触させることで、被処理ガスに含有される有機溶剤を吸着する。従って、第１吸脱着処理装置１０は、第１吸脱着槽Ａ１１または第１吸脱着槽Ｂ１２のいずれかに被処理ガスが供給（導入）されることによって、被処理ガス中の有機溶剤が第１吸脱着素子Ａ１４または第１吸脱着素子Ｂ１５に吸着除去され、清浄ガスが第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２から配管ラインＬ３を通して外部に排出される。

第１吸脱着素子Ａ１４または第１吸脱着素子Ｂ１５は、後述する第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３にて高温の状態にされたキャリアガスを接触させることで、吸着した有機溶剤を脱着する。したがって、第１吸脱着処理装置１０においては、第１吸脱着槽Ａ１１または第１吸脱着槽Ｂ１２へ高温の状態にあるキャリアガスを供給することで有機溶剤が第１吸脱着素子Ａ１４または第１吸脱着槽Ｂ１２から脱着され、キャリアガスに移動して第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２から配管ラインＬ５を経由して排出される。

第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５は、粒状活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナおよび多孔性有機化合物のいずれかを含む吸着材から構成される。好ましくは活性炭素繊維から構成される吸着材である。活性炭素繊維は、繊維構造のため外表面積が非常に大きく、繊維表面にミクロポアが直接開孔していることからガスとの接触効率が高く、他の吸着材よりも高い吸脱着効率を発揮できる。

第１吸脱着処理装置１０は、配管ラインＬ２、Ｌ３にそれぞれ接続している。配管ラインＬ２は、有機溶剤を含有する被処理ガスを送風機６０を介して、第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に導入するための配管ラインであり、バルブによって第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に対する接続状態と非接続状態とが切り替えられる。配管ラインＬ３は、清浄ガスを第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２から排出するための配管ラインであり、バルブによって第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に対する接続状態と非接続状態とが切り替えられる。

また、第１吸脱着処理装置１０は、配管ラインＬ４、Ｌ５にそれぞれ接続している。配管ラインＬ４は、キャリアガスを上記第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３を介して第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に供給するための配管ラインであり、バルブによって第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に対する接続状態と非接続状態とが切り替えられる。配管ラインＬ５は、キャリアガスを第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２から排出するための配管ラインであり、バルブによって第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に対する接続状態と非接続状態とが切り替えられる。なお、本実施形態において、「第１吸脱着槽Ａ１１から排出」と「第１吸脱着素子Ａ１４から排出」とを同じ意味で用いる。同様に、「第１吸脱着槽Ｂ１２から排出」と「第１吸脱着素子Ｂ１５から排出」を同じ意味で用いる。

また、第１吸脱着処理装置１０は、配管ラインＬ１１、Ｌ１２にそれぞれ接続している。配管ラインＬ１１は、配管ラインＬ２を通る被処理ガスの一部を冷却用送風機７０によって第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に供給するための配管ラインであり、バルブによって第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に対する接続状態と非接続状態とが切り替えられる。配管ラインＬ１２は、第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２から排出される被処理ガスの一部を配管ラインＬ２へ合流させるための配管ラインであり、バルブによって第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に対する接続状態と非接続状態とが切り替えられる。

第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２のそれぞれには、上述したバルブの開閉を操作することにより、配管ラインＬ２からの被処理ガスと、第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３にて温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスと、配管ラインＬ１１からの被処理ガスとが、時間的に交互に供給される。これにより、第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２は、時間的に交互に、吸着槽、脱着槽および冷却槽として機能する。これに従って有機溶剤が被処理ガスからキャリアガスへ移動する。なお、具体的には、第１吸脱着槽Ａ１１が吸着槽として機能している場合には、第１吸脱着槽Ｂ１２が脱着槽もしくは冷却槽として機能し、第１吸脱着槽Ａ１１が脱着槽もしくは冷却槽として機能している場合には、第１吸脱着槽Ｂ１２が吸着槽として機能する。

ここで、配管ラインＬ２は、第１吸脱着槽Ａ１１または第１吸脱着槽Ｂ１２のうち、吸着槽として機能している処理槽に接続されて、当該処理槽に被処理ガスを供給する。また、配管ラインＬ３は、第１吸脱着槽Ａ１１または第１吸脱着槽Ｂ１２のうち、吸着槽として機能している処理槽に接続されて、当該処理槽から清浄ガスを排出する。また、配管ラインＬ４は、第１吸脱着槽Ａ１１または第１吸脱着槽Ｂ１２のうち、脱着槽として機能している処理槽に接続されて、当該処理槽にキャリアガスを供給する。配管ラインＬ５は、第１吸脱着槽Ａ１１または第１吸脱着槽Ｂ１２のうち、脱着槽として機能している処理槽に接続されて、当該処理槽からキャリアガスを排出する。また、配管ラインＬ１１は、第１吸脱着槽Ａ１１または第１吸脱着槽Ｂ１２のうち、冷却槽として機能している処理槽に接続されて、当該処理槽に被処理ガスの一部を供給する。配管ラインＬ１２は、第１吸脱着槽Ａ１１または第１吸脱着槽Ｂ１２のうち、冷却槽として機能している処理槽に接続されて、当該処理槽から被処理ガスの一部を排出する。

凝縮回収装置２０は、コンデンサ２１および回収タンク２２を備えている。コンデンサ２１は、キャリアガスを低温の状態に温度調節することによってキャリアガスに含有される有機溶剤を冷却凝縮させる装置である。また、回収タンク２２は、コンデンサ２１にて液化された有機溶剤を凝縮液として貯留する容器である。凝縮回収装置２０にて凝集されずに残ったキャリアガスは、配管ラインＬ６から排出される。

コンデンサ２１は低温の一定の設定温度に保たれており、コンデンサ２１から排出されるキャリアガスには該当設定温度の飽和蒸気濃度の有機溶剤が含まれている。すなわち、凝縮回収装置２０ではコンデンサ２１に供給されるキャリアガス中の有機溶剤の濃度とコンデンサ２１から排出されるキャリアガス中の有機溶剤の濃度との差分が、回収されることになる。

凝縮回収装置２０は、配管ラインＬ５、Ｌ６に接続している。配管ラインＬ６は、凝縮回収装置２０から排出されたキャリアガスを第２吸脱着処理装置３０に供給する配管ラインである。また、凝縮回収装置２０は、回収タンク２２に貯留された有機溶剤の凝縮液を外部に排出するための排出ラインＬ９に接続している。

第２吸脱着処理装置３０は、第２吸脱着素子３２を有する第２吸脱着槽３１と第２温度調節器５０とを備え、キャリアガスに含まれる有機溶剤を吸着し、吸着した有機溶剤を高温のキャリアガスにより脱着する装置である。第２温度調節器５０は、凝縮回収装置２０から排出されたキャリアガスを高温または低温状態に温度調節し、第２吸脱着槽３１に供給する装置である。第２温度調節器５０は第２吸脱着処理装置３０外に設けられていてもよい。なお、本実施形態では、「第２吸脱着槽３１から排出」と「第２吸脱着素子３２から排出」と「第２吸脱着処理装置３０から排出」とを、同じ意味で用いる。

第２吸脱着処理装置３０は、凝縮回収装置２０から排出されるキャリアガスを第２温度調節器５０により低温にして第２吸脱着槽３１へ導入し、第２吸脱着素子３２にキャリアガスに含まれる有機溶剤を吸着させ、有機溶剤の濃度が低減されたキャリアガスを第２吸脱着槽３１から排出する。また、第２温度調節器５０により高温にされたキャリアガスを第2吸脱着槽３１へ導入し第２吸脱着素子３２から有機溶剤を脱着し、有機溶剤を含有するキャリアガスを第２吸脱着槽２１から排出する。

第２吸脱着素子３２は、粒状活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナおよび多孔性有機化合物のいずれかを含む吸着材から構成される。好ましくは活性炭素繊維から構成される吸着材である。活性炭素繊維は、繊維構造のため外表面積が非常に大きく、繊維表面にミクロポアが直接開孔しているため、ガスとの接触効率が高く、他の吸着材よりも高い吸脱着効率を発揮する。

第２吸脱着処理装置３０には、配管ラインＬ６、Ｌ７がそれぞれ接続されている。配管ラインＬ６は凝縮回収装置２０から排出されたキャリアガスを第２温度調節器５０を介して高温または低温のいずれかの状態で第２吸脱着槽３１へ供給するための配管ラインである。配管ラインＬ７は、キャリアガスを第２吸脱着槽から排出するための配管ラインである。第２温度調節器５０は、凝縮回収装置２０から排出されたキャリアガスを第２吸脱着素子脱着用ヒーター３３を介して高温の状態で第２吸脱着槽３１に供給する経路（高温経路）と、第２吸脱着素子脱着用ヒーター３３を介さずに低温の状態で直接第２吸脱着槽３１に供給する経路（直接経路）とを有している。これらの経路のうちキャリアガスがどちらの経路を通過するかは、バルブによって切り替えられる。

第２吸脱着処理装置３０から排出されるキャリアガスは循環送風機４０に供給される。循環送風機４０はキャリアガスを循環系路Ｌ１上で循環通流させるための装置である。循環送風機４０から排出されるキャリアガスは、第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３を介して第１吸脱着処理装置１０に供給される。

第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３は、第１吸脱着処理装置１０に供給されるキャリアガスを高温状態に温度調節する装置である。第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３は、第１吸脱着素子Ａ１４、Ｂ１５が所定の脱着温度に維持されるように、第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に供給されるキャリアガスを加熱する。なお、第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３は、第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に内蔵される構成でもよい。

図３は、図１に示す有機溶剤回収システム１００Ａの、一対の第１吸脱着素子Ａ１４、Ｂ１５および第２吸脱着素子３２における吸着行程および脱着工程の時間的な切り替わりを示すタイムチャートである。図３中ｔ０〜ｔ６は時刻を示し、右に行くほど時刻が経過している。以下では、図１および３を参照して、本実施の形態の有機溶剤回収システム１００Ａにおける被処理ガスの処理の詳細について説明する。

図１に示す有機溶剤回収システム１００Ａは、図３に示す１サイクル（図３に示す時刻ｔ０〜ｔ６の間）を単位期間として、当該１サイクルを繰り返し実施することにより、被処理ガスである有機溶剤含有ガスの処理を連続して行う。

上記１サイクルの前半（図３に示す時刻ｔ０〜ｔ３の間）においては、第１吸脱着処理装置１０では、第１吸脱着槽Ａ１１は第１吸着素子Ａ１４による吸着処理を実施し、これと並行して、第１吸脱着槽Ｂ１２は第１吸脱着素子Ｂ１５による脱着処理とその後の冷却処理とを実施する。

第１吸脱着素子Ｂ１５による脱着処理の前期段階（図３に示す時刻ｔ０〜ｔ１の間）においては、第２吸脱着処理装置３０は第２吸脱着素子３２による脱着処理を実施する。また、第１吸脱着素子Ｂ１５による脱着処理の後期段階（図３に示す時刻ｔ１〜ｔ２の間）においては、第２吸脱着処理装置３０は第２吸脱着素子３２による吸着処理を実施する。

さらに、第１吸脱着素子Ｂ１５による脱着処理が終了した後の冷却処理（図３に示す時刻ｔ２〜ｔ３の間）においては、冷却用送風機７０を介して被処理ガスの一部が配管ラインＬ１１を通って第１吸脱着槽Ｂ１２に供給され、第１吸脱着素子Ｂ１５を冷却する。一方で第１吸脱着槽Ｂ１２から排出される被処理ガスの一部は配管ラインＬ１２を通って配管ライン１の被処理ガスに合流する。

また、上記１サイクルの後半（図３に示す時刻ｔ３〜ｔ６の間）においては、第１吸脱着処理装置１０では、第１吸脱着槽Ｂ１２は第１吸脱着素子Ｂ１５による吸着処理を実施し、これと並行して、第１吸脱着槽Ａ１１は第１吸脱着素子Ａ１４による脱着処理とその後の冷却処理とを実施する。この上記１サイクルの後半における第２吸脱着処理装置３０の動作は、図３に示すように、上記１サイクルの前半と同じである。

次に、本発明の実施の形態における有機溶剤回収システム１００Ａにおける有機溶剤の回収とキャリアガスの流れと冷却処理について、図１を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は、第１吸脱着処理装置１０の第１吸脱着槽Ａ１１が吸着槽として機能し、第１吸脱着槽Ｂ１２が脱着槽として機能している状態に基づくが、これら吸着槽と脱着槽とが入れ替わった場合にも、同様である。

有機溶剤回収システム１００Ａでは、第１吸脱着素子Ｂ１５による脱着処理期間の前期段階（すなわち、図３に示すｔ０〜ｔ１の間）においては、凝縮回収装置２０から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温状態のキャリアガスは、第２温度調節器５０で高温状態に調節され、第２吸脱着処理装置３０の第２吸脱着槽３１に供給されて、第２吸脱着素子３２に接触する。

これにより、第２吸脱着素子３２に吸着済みの有機溶剤は高温状態のキャリアガスによって第２吸脱着素子３２から脱着され、第２吸脱着槽３１から排出され、キャリアガス中の有機溶剤の濃度は増加した状態で循環送風機４０へ供給される。このキャリアガスは第１吸脱着処理装置用ヒーター１３で高温状態に温度調節され、第１吸脱着処理装置１０の第１吸脱着素子Ｂ１５に供給される。これにより第１吸脱着素子Ｂ１５に吸着された有機溶剤が脱着され、キャリアガス中の有機溶剤の濃度がさらに増加した状態で凝縮回収装置２０に導入される。

キャリアガス中の有機溶剤の濃度増加分は凝縮回収装置２０のコンデンサ２１で回収され、未回収の有機溶剤はコンデンサ２１から排出されるキャリアガスに含まれ、第２吸脱着処理装置３０に供給される。

次に、第１吸脱着素子Ｂ１５による脱着処理期間の後期段階（すなわち、図３に示すｔ１〜ｔ２の間）においては、凝縮回収装置２０から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温の状態にあるキャリアガスは、第２温度調節器５０で高温状態に調節され、第２吸脱着処理装置３０の第２吸脱着槽３１に供給され、第２吸脱着素子３２と接触する。

これにより、第２吸脱着素子３２によってキャリアガスに含有された有機溶剤が吸着除去されることになり、第２吸脱着槽３１から排出されるキャリアガス中の有機溶剤の濃度が徐々に低減される。これに伴って、第１吸脱着処理装置１０の第１吸脱着素子Ｂ１５に供給されるキャリアガスに含まれる有機溶剤の濃度も徐々に低減され、当該第１吸脱着素子Ｂ１５の脱着処理がさらに促進されることになる。

次に、第１吸脱着素子Ｂ１５の脱着処理が終了した後の冷却処理（図３に示すｔ２〜ｔ３の間）においては、被処理ガスの一部が配管ラインＬ１１を通って第１吸脱着槽Ｂ１２に供給され、第１吸脱着素子Ｂ１５と接触して第１吸脱着素子Ｂ１５を冷却する。これにより、その後の第１吸脱着素子Ｂ１５の吸着処理の前期段階（図３に示すｔ３〜ｔ４の間）においては、被処理ガス中の有機溶剤が第１吸脱着素子Ｂ１５で効率良く吸着除去され、被処理ガスに対する浄化能力が向上する。

また、第１吸脱着素子Ｂ１５の冷却処理において、第１吸脱着槽Ｂ１２から排出される冷却に用いた被処理ガスの有機溶剤の濃度は、第１吸脱着素子Ｂ１５から脱離した有機溶剤が多く含有しているため高い。すなわち、有機溶剤の濃度は配管ラインＬ１１を通る冷却に用いる被処理ガスよりも濃度が高い状態の冷却に用いた被処理ガスが第１吸脱着槽Ｂ１２から配管ラインＬ１２を通って排出される。しかし、配管ラインＬ１２を通る冷却に用いた被処理ガスは配管ラインＬ２の被処理ガスと合流し、被処理ガスの有機溶剤の濃度が高い状態となった後、吸着処理を実施している第１吸脱着槽Ａ１１に供給され、被処理ガス中の有機溶剤は第１吸脱着素子Ａ１４にて吸着除去される。そのため、系外に排出されることはなく、結果的に被処理ガスに対する回収率が向上する。

以上から、第１吸脱着槽Ｂ１２から排出される冷却に用いた被処理ガスから有機溶剤を除去するための有機溶剤処理装置を別途設置する必要がなくなる。よって、システムを大型化することなく、

また配管ラインＬ２上において、配管ラインＬ２と配管ラインＬ１１との分岐点は、配管ラインＬ２と配管ラインＬ１２との合流点よりも上流側に設置することが好ましい。その理由は次の通りであるが、上流側に限定する必要はない。配管ラインＬ２と配管ラインＬ１１との分岐点を、配管ラインＬ２と配管ラインＬ１２との合流点よりも下流側に設置した場合、第１吸脱着素子Ｂ１５の冷却処理において有機溶剤の濃度が高い状態となった被処理ガスが第１吸脱着槽Ｂ１２に供給され第１吸脱着素子Ｂ１５と接触するため、第１吸脱着素子Ｂ１５への有機溶剤の吸着が促進され、続く第１吸脱着素子Ｂ１５の吸着処理（すなわち、図３に示すｔ３〜ｔ６の間）において第１吸脱着素子Ｂ１５の吸着容量が減少し、被処理ガスに対する浄化能力および回収率が低下する可能性がある。

なお、第２吸脱着素子３２の吸着容量を第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５の吸着容量よりも高く設定すれば、被処理ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収率の向上が安定的に実現される。これは、上述した第１吸脱着素子Ｂ１５の脱着処理の後期段階において、第２吸脱着素子３２に供給されるキャリアガス中の有機溶剤の濃度が、第１吸脱着素子Ａ１４に供給される被処理ガス中の有機溶剤の濃度よりも高いためである。ここで第２吸脱着素子３２の吸着能力を第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５よりも高く設定する方法としては、例えば、第２吸脱着素子３２のＢＥＴ比表面積を第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５よりも大きくすること等が効果的である。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２の有機溶剤回収システム１００Ｂの構成図である。有機溶剤回収システム１００Ｂは、基本的には有機溶剤回収システム１００Ａと同じ構成である。ただし、有機溶剤回収システム１００Ａでは、冷却用の被処理ガスを配管ラインＬ１１を通して第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２に供給していたのに対して、有機溶剤回収システム１００Ｂでは、配管ラインＬ１１が設けられていない。その代わりに、有機溶剤回収システム１００Ｂでは、第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５の冷却処理において、配管ラインＬ２と第１吸脱着槽Ａ１１および配管ラインＬ２と第１吸脱着槽Ｂ１２を接続する両バルブを開くことにより、同時に被処理ガスを第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５に接触させる。また、有機溶剤回収システム１００Ｂでは、配管ラインＬ２と配管ラインＬ１２との合流点と第１吸脱着処理装置１０との間に第３吸脱着処理装置８０を有している。本実施形態では、第３吸脱着処理装置８０は、被処理ガス送風機器６０の上流に設けられている。

第３吸脱着処理装置８０は、被処理ガス中の有機溶剤を吸脱着する第３吸脱着素子８１を備えている。第３吸脱着素子８１は、粒状活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナおよび多孔性有機化合物のいずれかを含む吸着材から構成されるが、特に限定されるものではない。

有機溶剤回収システム１００Ｂでは、第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５の冷却処理において、第１吸脱着槽Ａ１１および第１吸脱着槽Ｂ１２から排出された有機溶剤の濃度が高い状態となった冷却に用いられた被処理ガスが第３吸脱着素子８１に接触することにより、第３吸脱着素子８１が有機溶剤を吸着する。また、第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５の冷却処理以外では有機溶剤の濃度が比較的低い状態の被処理ガスが第３吸脱着素子８１に接触することにより、第３吸脱着素子８１が有機溶剤を脱着する。従って、第３吸脱着素子８１は被処理ガス中の有機溶剤の濃度を平準化することにより、有機溶剤の濃度が高い状態となった被処理ガスが冷却槽に供給され、冷却槽の有機溶剤の吸着を抑制することができる。

また、実施の形態２の有機溶剤回収システム１００Ｂは、有機溶剤回収システム１００Ａと比べて配管ラインＬ１１、配管ラインＬ１１上のバルブ、冷却送風機が削減できるため、本発明の有機溶剤回収システムを簡素化および省スペース化することができる。

また、実施の形態２では冷却送風機を削減することにより、本発明の有機溶剤回収システムの騒音を抑制する効果も得られる。

上記説明した有機溶剤回収システム１００Ａ、１００Ｂを用いて有機溶剤の回収を以下のように実施した。

＜実施例１＞
実施例１では有機溶剤回収システム１００Ａを用いた。この有機溶剤回収システム１００Ａで処理する被処理ガスとして、酢酸エチル２０００ｐｐｍを含有する３５℃のガスを用いた。また、有機溶剤回収システム１００Ａでは、キャリアガスとして窒素ガスを使用し、第１吸脱着素子Ａ１４，Ｂ１５としてＢＥＴ比表面積が１５００ｍ^２／ｇの活性炭素繊維を使用し、第２吸脱着素子３２としてＢＥＴ比表面積が２０００ｍ^２／ｇの活性炭素繊維を使用した。

一方の第１吸脱着素子に被処理ガスを風量７Ｎｍ^３／ｍｉｎで１５分間供給して吸着処理を行っている間、他方の第１吸脱着素子にキャリアガスを１．５Ｎｍ^３／ｍｉｎで供給して脱着処理を行った。凝縮回収装置２０のコンデンサ２１中のキャリアガス温度は１０℃になるように設定した。また、第２温度調節器５０中で低温状態に調節したキャリアガス温度は１０℃、高温状態に調整したキャリアガス温度は１２０℃になるように設定した。また、第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３中のキャリアガス温度は１２０℃になるように設定した。

＜実施例２＞
実施例２では有機溶剤回収システム１００Ｂを用いた。有機溶剤回収システム１００Ｂで処理する被処理ガスとして、酢酸エチル２０００ｐｐｍを含有する３５℃のガスを用いた。また、有機溶剤回収システム１００Ｂで用いるキャリアガスとして窒素ガスを使用し、第１吸脱着素子Ａ１４，Ｂ１５としてＢＥＴ比表面積が１５００ｍ^２／ｇの活性炭素繊維を使用し、第２吸脱着素子３２としてＢＥＴ比表面積が２０００ｍ^２／ｇの活性炭素繊維を使用し、第３吸脱着素子８１としてＢＥＴ比表面積が１１００ｍ^２／ｇのヤシ殻粒状活性炭を使用した。

一方の第１吸脱着素子に被処理ガスを風量７Ｎｍ^３／ｍｉｎで１５分間供給して吸着処理を行っている間、他方の第１吸脱着素子にキャリアガスを１．５Ｎｍ^３／ｍｉｎで供給して脱着処理を行った。凝縮回収装置２０のコンデンサ２１中のキャリアガス温度は１０℃になるように設定した。また、第２温度調節器５０中で低温状態に調節したキャリアガス温度は１０℃、高温状態に調整したキャリアガス温度は１２０℃になるように設定した。また、第１吸脱着素子脱着用ヒーター１３中のキャリアガス温度は１２０℃になるように設定した。

＜比較例１＞
比較例１では、有機溶剤回収システム１００Ａの構成において配管ラインＬ１１、冷却用送風機７０、および配管ラインＬ１２を用いない構成を、つまり、第１吸脱着素子Ａ１４および第１吸脱着素子Ｂ１５の冷却処理を実施しない構成の有機溶剤回収システムを用いた。これ以外は実施例１と同様の操作を行った。

表１から分かるように、実施例１および２はいずれも比較例１よりも被処理ガスに対する有機溶剤の除去効率が向上した。すなわち、本発明の有機溶剤回収システムを用いることで被処理ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収率が向上できることが、実験的に確認された。

なお、上記開示した各実施の形態および各実施例はすべて例示であり制限的なものではない。また、各実施の形態および各実施例で開示した構成を適宜組み合わせた実施の形態や実施例も本発明に含まれる。つまり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって有効であり、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内のすべての変更・修正・置き換え等を含むものである。

１０ 第１吸脱着処理装置
１１ 第１吸脱着槽Ａ
１２ 第１吸脱着槽Ｂ
１３ 第１吸脱着素子脱着用ヒーター
１４ 第１吸脱着素子Ａ
１５ 第１吸脱着素子Ｂ
２０ 凝縮回収装置
２１ コンデンサ
２２ 回収タンク
３０ 第２吸脱着処理装置
３１ 第２吸脱着槽
３２ 第２吸脱着素子
３３ 第２吸脱着素子脱着用ヒーター
４０ 循環送風機
５０ 第２温度調節器
６０ 被処理ガス送風機
７０ 冷却送風機
８０ 第３吸脱着槽
８１ 第３吸脱着素子
Ｌ１ 循環経路
Ｌ２ 配管ライン（導入用経路）
Ｌ３〜Ｌ９ 配管ライン
Ｌ１１ 配管ライン（冷却用経路）
Ｌ１２ 配管ライン（返却用ライン）

Claims (8)

1. 導入用経路から導入された有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を分離することで被処理ガスを清浄化して排出するとともに、被処理ガスから分離した有機溶剤をキャリアガスを用いて回収する有機溶剤回収システムであって、
   キャリアガスの循環経路に、有機溶剤を吸脱着する第１吸脱着素子を有する第１吸脱着処理装置と、有機溶剤を凝縮させて凝縮液として回収する凝縮回収装置と、有機溶剤を吸脱着する第２吸脱着素子を有する第２吸脱着処理装置とを備え、
   前記第１吸脱着装置へ導入するキャリアガスを高温に温度調節する第１温度調節手段と、
   前記第２吸脱着装置へ導入するキャリアガスを低温または高温に温度調節する第２温度調節手段と、
   前記導入用経路を通る被処理ガスの一部を前記第１吸脱着素子の冷却用に前記第１吸脱着槽へ導入する冷却用経路と、前記第１吸脱着槽から排出される前記冷却に用いられた前記被処理ガスを導入用経路へ戻す返却用経路と、を備え、
   前記第１吸脱着処理装置は、前記導入用経路からの被処理ガスと、前記第１温度調節手段により高温にされたキャリアガスと、冷却用経路からの被処理ガスと、を順に前記第１吸脱着素子に接触させることを繰り返すことにより、有機溶剤を被処理ガスから高温にされたキャリアガスに移動させると共に、前記高温にされたキャリアガスに接触した後の前記第１吸脱着素子を前記冷却用経路から導入する被処理ガスにて冷却してから、再び前記導入経路から導入する被処理ガスに接触させ、
   前記凝縮回収装置は、前記第１吸脱着処理装置から排出されたキャリアガスを低温状態に温度調節することでキャリアガスに含まれる有機溶剤を凝縮させ、
   前記第２吸脱着処理装置は、前記凝縮回収装置から排出されたキャリアガスを前記第２温度調節手段により高温または低温に温度調節して交互に前記第２吸脱着素子に接触させることにより、有機溶剤を低温のキャリアガスから高温のキャリアガスに移動させる、ことを特徴とする有機溶剤回収システム。
2. 前記被処理ガスの流路において、前記導入用経路と前記冷却用経路との分岐点よりも下流に前記導入経路と前記返却経路との合流点が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の有機溶剤回収システム。
3. 前記冷却用経路は前記導入経路と同一に構成され、
   前記導入用経路と前記返却用経路との合流点と前記第１吸脱着処理装置との間に有機溶剤を吸着脱着する第３吸脱着素子を有する第３吸脱着槽を備えていることを特徴とする請求項１に記載の有機溶剤回収システム。
4. 前記第２吸着素子は、前記第１吸着素子よりも吸着容量が多く構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システム。
5. 前記第２吸脱着素子のＢＥＴ比表面積が前記第１吸脱着素子のＢＥＴ比表面積よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の有機溶剤回収システム。
6. 前記キャリアガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システム。
7. 前記第１吸脱着素子が活性炭素繊維から成ることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システム。
8. 前記第２吸脱着素子が活性炭素繊維から成ることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システム。