JP2021169097A

JP2021169097A - 有機溶剤ガス濃縮装置

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Publication number: JP2021169097A
Application number: JP2021123767A
Authority: JP
Inventors: 啓明古木; Keimei Furuki
Original assignee: Seibu Giken Co Ltd
Current assignee: Seibu Giken Co Ltd
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2021-10-28

Abstract

【課題】生産設備などの排ガス中の揮発性有機化合物を高い濃縮率で濃縮除去できる有機溶剤ガス濃縮装置を提供する。【解決手段】本発明の有機溶剤ガス濃縮装置は、有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを備え、吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンに分割し、被処理ガスを処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーンへ通過させた後加熱手段へ通し、加熱手段を通過したガスを再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過したガスの一部を処理ゾーンの前に戻して被処理ガスと混合し、再生ゾーンを通過した残りの一部をＶＯＣ浄化装置へ送るようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、有機溶剤ガス濃縮装置に関するもので、生産設備などの排ガス中の揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと書く）の濃縮率を高くすることができる装置に関するものである。

従来、半導体や塗装工場、印刷工場などにおいて、各生産設備からの排ガス中のトルエンやキシレンなどのＶＯＣは大気汚染の大きな原因となっており、排出を抑制することが重要な課題になっている。そこで、ＶＯＣを除去して空気を浄化させ、排出ガスを濃縮し、触媒や燃焼装置を用いて処理する方法が有効であると考えられている。

ＶＯＣの除去濃縮手段として、例えば疎水性ゼオライトなどのＶＯＣ吸着剤の担持されたハニカムロータを用いた有機溶剤ガス濃縮装置は省エネルギー効果が高く、多種多様なＶＯＣの除去濃縮に適しているため急速に普及している。

このような有機溶剤ガス濃縮装置は、より濃縮率を高くし、ランニングコストを安くするものの開発が求められている。例えば、特許文献１に開示された有機溶剤ガス処理装置は、吸着ロータを吸着ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンに分割し、被処理ガスを吸着ゾーンとパージゾーンとに通し、吸着ゾーンを通過したガスを大気放出するとともにパージゾーンを通過したガスをヒータへ通し、ヒータを通過したガスを再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過したガスの一部を酸化処理装置へ通すとともに再生ゾーンを通過したガスの残りをヒータの入口へ戻すようにしてあるので、これによって高い濃縮率を得ることができるようにしてある。

また、生産設備からの排ガス中のＶＯＣは濃縮することによって無害化処理が容易になるのであるが、疎水性ゼオライトなどの吸着剤の特性で、被処理ガスの相対湿度が非常に高い場合は水分の吸着が大きくなり、ＶＯＣの吸着性能を阻害し、ＶＯＣの除去効率が非常に低下するという問題もある。

そこで、特許文献２に開示された有機ガス濃縮装置は、被処理ガス中のＶＯＣを吸着ロータで吸着濃縮するととともに、湿気交換ロータを用いて除湿空気と被処理ガスとの間で湿気交換して吸着ロータの吸着ゾーンに入る前の被処理ガスの相対湿度を下げるようにしてあるので、被処理ガスの相対湿度が高くても、ＶＯＣの吸着作用の低下が小さく、吸着ロータの吸着能力を高く維持することができる。

特開２００６−１８７６９８号公報特許第４５６２８９３号

再生ゾーンを通過する風速は、性能低下を防ぎ、安全に装置を運転するために、概ね１．０ｍ／ｓ以上が望ましく、通常下限がある。即ち、再生ガス風量の最小値が決まっており、濃縮率には上限が生じる。

特許文献１に開示された有機溶剤ガス処理装置は、再生出口空気の一部を再生入口へ戻すことにより、再生ガス風速を１．０ｍ／ｓ以上を確保しつつ濃縮率を高めることができるが、再生循環することにより水分が蓄積し、再生循環ガス中の湿度が高くなり、ＶＯＣの濃縮処理能力が低下してしまう。

また、被処理ガスの相対湿度が高い場合には、特許文献２に記載の有機ガス濃縮装置のように、吸着ゾーンに導入する被処理ガスの相対湿度を下げるようにすると良いが、湿気交換ロータが必要となるため、装置が大きくなり、コストが高くなるという問題がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、再生に必要なガス風量を確保しながら安全かつ効果的にＶＯＣを高濃縮することができ、特許文献１に開示された有機溶剤ガス処理装置と同等の高い濃縮率を維持しながら吸着ロータの吸着能力を高く維持することができる有機溶剤ガス濃縮装置を提供しようとするものである。また、被処理ガスの相対湿度が高い場合には、特許文献２に開示された有機ガス濃縮装置よりも簡易な構成で処理ゾーンに導入する被処理ガスの相対湿度を下げることのできる有機溶剤ガス濃縮装置を提供しようとするものである。

本発明は以上のような課題を解決するため、有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンに分割し、生産工程などから排出した被処理ガスを処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーンへ通過させた後加熱手段へ通し、加熱手段を通過したガスを再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過したガスの一部を処理ゾーンの前に戻して被処理ガスと混合し、再生ゾーンを通過した残りの一部をＶＯＣ浄化装置やＶＯＣ回収装置などへ送るようにした。

また、本発明は、有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、第１の再生ゾーン、第２の再生ゾーンに分割し、生産工程などから排出した被処理ガスを処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーンへ通過させた後加熱手段へ通し、加熱手段を通過したガスの一部を第１の再生ゾーンに通し、第１の再生ゾーンを通過したガスをＶＯＣ浄化装置やＶＯＣ回収装置などへ送るようにし、加熱手段を通過したガスの残り一部を第２の再生ゾーンに通し、第２の再生ゾーンを通過したガスを加熱手段の前に戻してパージゾーンを通過したガスと混合するようにした。

さらに、本発明は、有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンに分割し、生産工程などから排出した被処理ガスを処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーンへ通過させ、パージゾーンを通過したガスを処理ゾーンの前に戻して被処理ガスと混合するようにし、被処理ガスの残りの一部及び／又は外気を加熱手段へ通し、加熱手段を通過したガスを再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過したガスをＶＯＣ浄化装置やＶＯＣ回収装置などへ送るようにした。

本発明の有機溶剤ガス濃縮装置は、上記の如く構成したので、再生に必要なガス風量を確保しながら安全かつ効果的にＶＯＣを高濃縮することができ、特許文献１に開示された有機溶剤ガス処理装置と同等の高い濃縮率を維持しながら吸着ロータの吸着能力を高く維持することができる。また、被処理ガスの相対湿度が高い場合には、特許文献２に開示された有機ガス濃縮装置よりも簡易な構成で処理ゾーンに導入する被処理ガスの相対湿度を下げることができる。

一般的に最も温度の低い被処理ガス及び／又は外気によって再生ゾーンを出た後の吸着ロータをパージしているため、吸着ロータの冷却効果が高く、吸着ロータは高い吸着性能を発揮することができる。そして再生ゾーンを出たガスのうち、後の燃焼装置などのＶＯＣ浄化装置へ送る割合を調整することができる場合は、被処理ガス中のＶＯＣの濃縮率を自由に設定することができる。

ＶＯＣ処理ガス濃度が低い場合でも、安全性の観点や偏流などにより、濃縮率の上限に限界がある。再生ゾーンを通過する風速が遅すぎると、偏流が生じて脱着できない部分が生じ、ＶＯＣ吸着性能の低下や高温がかかることにより発火などの危険性につながるので、再生ゾーンを通過する風速は概ね１．０ｍ／ｓ以上が望ましい。本発明では、再生風量を調整することで、再生ゾーンを通過する再生風速を１．０ｍ／ｓ以上確保することができ、性能低下を防ぐとともに、安全に装置を運転することができる。

さらに、パージゾーン出口或いは再生ゾーン出口の温度が上昇したガスの一部を処理ゾーン入口へ戻すことで、処理ゾーン入口の相対湿度を下げることができＶＯＣ吸着効率向上が期待できる。また、パージ出口ガス或いは再生出口ガス中のＶＯＣは、被処理ガスと混合することで、処理ガス中のＶＯＣ濃度が高まり、これが処理ゾーンを通過する際に、再び吸着ロータに除去されることになるので、濃縮率の向上を図ることができる。

以上のように、高い濃縮率で濃縮後のＶＯＣ濃度を高くすることができるため、ＶＯＣ浄化装置を小さくすることができ、装置のイニシャルコストを低減できる。さらに燃焼装置を使う場合、ＶＯＣ濃度を高くすることが可能となるため、燃焼用補助燃料ガスの使用量も削減できる。

図１は本発明の有機溶剤ガス濃縮装置の実施例１におけるフロー図である。図２は本発明の有機溶剤ガス濃縮装置の実施例２におけるフロー図である。図３は本発明の有機溶剤ガス濃縮装置の実施例３におけるフロー図である。

本発明の有機溶剤ガス濃縮装置は、有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンに分割し、生産工程などから排出した被処理ガスを処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーンへ通過させた後加熱手段へ通し、加熱手段を通過したガスを再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過したガスの一部を処理ゾーンの前に戻して被処理ガスと混合し、再生ゾーンを通過した残りの一部をＶＯＣ浄化装置やＶＯＣ回収装置などへ送るようにした。

また、本発明の有機溶剤ガス濃縮装置は、有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、第１の再生ゾーン、第２の再生ゾーンに分割し、生産工程などから排出した被処理ガスを処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーンへ通過させた後加熱手段へ通し、加熱手段を通過したガスの一部を第１の再生ゾーンに通し、第１の再生ゾーンを通過したガスをＶＯＣ浄化装置やＶＯＣ回収装置などへ送るようにし、加熱手段を通過したガスの残り一部を第２の再生ゾーンに通し、第２の再生ゾーンを通過したガスを加熱手段の前に戻してパージゾーンを通過したガスと混合するようにした。

さらに、本発明の有機溶剤ガス濃縮装置は、有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンに分割し、生産工程などから排出した被処理ガスを処理ゾーンに通し、処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーンへ通過させ、パージゾーンを通過したガスを処理ゾーンの前に戻して被処理ガスと混合するようにし、被処理ガスの残りの一部及び／又は外気を加熱手段へ通し、加熱手段を通過したガスを再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過したガスをＶＯＣ浄化装置やＶＯＣ回収装置などへ送るようにした。

以下、有機溶剤ガス濃縮装置の実施例１について図１のフロー図に沿って説明する。吸着ロータ１には、セラミック基材やガラス基材などのハニカムロータにゼオライトや活性炭などのＶＯＣ吸着剤を担持したものが用いられる。この吸着ロータ１は処理ゾーン２、パージゾーン３、再生ゾーン４に分割されており、ギヤドモータ（図示せず）などによって回転駆動される。

図１に示すように生産設備などからのＶＯＣを含む排気（被処理ガス）は、吸着ロータ１の処理ゾーン２に送られ、処理ゾーン２でＶＯＣを吸着する。処理ゾーン２を通ったガスは、浄化空気として大気に放出される。この浄化空気は、大気放出に限定されるものでは無く、供給先としての生産設備に戻してもよい。

被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーン３に通過させた後加熱手段５へ通し、加熱手段５を通過したガスを再生ゾーン４に通す。再生ゾーン４を通過したガスの一部を処理ゾーン２の前に戻して被処理ガスと混合し、再生ゾーン４を通過した残りの一部をＶＯＣ燃焼装置、ＶＯＣ酸化分解装置、ＶＯＣ回収装置などのＶＯＣ浄化装置（図示せず）へ送る。

本発明の実施例１は以上のような構成よりなり、以下詳細を説明する。半導体や塗装工場のような生産設備から排出されるＶＯＣを含んだガス（被処理ガス）は、処理ゾーン２へ送られ、被処理ガス中のＶＯＣがＶＯＣ吸着剤によって吸着除去される。処理ゾーン２を通過したガスは、装置外へ大気放出されるか生産設備などの供給先に送られる。被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーン３に通過させることにより、再生ゾーン４で温度が上昇した吸着ロータ１のＶＯＣ吸着剤を冷却し、ＶＯＣ吸着剤の吸着性能を回復させる。パージゾーン３を通過したガスは、加熱手段５に送られて吸着ロータ１のＶＯＣ吸着剤からＶＯＣを脱着させるのに十分な温度まで加熱され、再生ゾーン４に送られる。再生ゾーン４を通過したガスの一部は、処理ゾーン２の前に戻して被処理ガスと混合し、再生ゾーン４を通過した残りの一部をＶＯＣ燃焼装置、ＶＯＣ酸化分解装置、ＶＯＣ回収装置などのＶＯＣ浄化装置や燃料として使うためにボイラなどの燃焼設備へ送られる。

このように、本実施例１の有機溶剤ガス濃縮装置では、濃縮された再生出口ガスの一部を処理入口側へ戻すことにより、吸着ロータ１の処理入口のＶＯＣ濃度を上げて、濃縮率の向上を図ることができる。

特許文献２の図２に記載のような、被処理ガスの一部をパージゾーンに通し、パージゾーンを通過したガスを加熱手段により加熱して再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過したガスをＶＯＣ浄化装置へ送るようにした従来のフローでは、被処理ガス中のＶＯＣ濃度が１００ｍｇ／Ｎｍ^３の場合、処理出口のＶＯＣ濃度は２．２ｍｇ／Ｎｍ^３、再生出口のＶＯＣ濃度は２４５０ｍｇ／Ｎｍ^３となり、除去効率は９７．８％、濃縮率（再生出口ガス中のＶＯＣ濃度÷処理入口ガス中のＶＯＣ濃度）はおよそ２５倍である。一方、本実施例１のフローでは、再生出口ガス風量の５０％を処理ゾーン２の前（処理入口側）に戻して被処理ガスと混合した場合、処理出口のＶＯＣ濃度は３．９ｍｇ／Ｎｍ^３、再生出口のＶＯＣ濃度３８５０ｍｇ／Ｎｍ^３となり、除去効率は９６．１％と従来のフローに比べて若干劣るものの、被処理ガス中のＶＯＣ濃度に対し濃縮率は実質およそ３９倍と大幅に濃縮率が向上する。このように、従来のフローでは達成できなかった高濃度まで濃縮することが可能となり、除去効率の低下も最小限に留めることができる。

特許文献１に記載の再生循環フローでは、同様の条件で、再生出口ガス風量の５０％を加熱手段の前（再生入口側）に戻して被処理ガスと混合した場合、被処理ガス中のＶＯＣ濃度が１００ｍｇ／Ｎｍ^３の場合、処理出口のＶＯＣ濃度は２．５ｍｇ／Ｎｍ^３、再生出口のＶＯＣ濃度は３９０３ｍｇ／Ｎｍ^３となり、除去効率は９７．５％、濃縮率はおよそ３９倍である。このように、本実施例１のフローは、除去効率の低下を最小限に抑えながらも特許文献１と同等の高い濃縮率を発揮できる。

特許文献１に記載の再生循環フローでは、再生出口側から再生入口側へ循環させるために吸着ロータ１の反対側へ長いダクトをつなぐ必要があるが、本実施例１のフローでは、吸着ロータ１にとって同じ側である再生出口側から処理入口側へつなぐダクトは短くてよいので、コスト低減につながる。

本実施例１の有機溶剤ガス濃縮装置の被処理ガスのＶＯＣ濃度が変動する場合には、再生出口ガスを混合させることで、その変動幅が小さくなることにより、有機溶剤ガス濃縮装置から排出される処理出口ガスのＶＯＣ濃度の変動幅を小さくすることができる。また、被処理ガスの相対湿度が高い場合には、再生出口ガスを処理入口側へ導入することにより、被処理ガスの温度を上げ相対湿度を下げることができるので、ＶＯＣ除去性能の低下を抑えることができる。

ここで、装置製造上、再生ゾーンの角度は３０°程度が限界である。再生ゾーンを通過する風速が遅すぎると偏流が生じて脱着できない部分が生じるため、再生風速が低い（再生風量が少ない）場合、ＶＯＣ吸着性能の低下につながる。このように、被処理ガス中のＶＯＣ濃度が低い場合でも、安全性の観点や偏流などにより、濃縮率の上限に限界がある。また、再生ゾーンではＶＯＣが存在する状態で高温がかかると発火などの危険性があるので、再生ゾーンを通過する風速は概ね1．０ｍ／ｓ以上が望ましい。

本実施例１のフローでは、再生出口ガスの一部を処理入口側に戻すことで、高濃度のＶＯＣを含むガスと被処理ガスが混合され、処理ガス中のＶＯＣ濃度が高まった状態で吸着ロータ１の処理ゾーン２に導かれる。このため、再生ゾーン４を通過する再生風速は１．０ｍ／ｓを上回った状態で安全に運転することができる。なお、再生出口ガスを処理入口側へ戻す風量は、再生出口ガス風量の０〜８０％と任意に設定することができる。また、吸着ロータ１の再生風量が足りない場合は、被処理ガスの一部に加えて、外気を用いてもよい。

以下、有機溶剤ガス濃縮装置の実施例２について図２のフロー図に沿って説明する。実施例１と重複する部分の説明は省略する。実施例２では、吸着ロータ１は処理ゾーン２、パージゾーン３、第１の再生ゾーン６、第２の再生ゾーン７に分割されている。

図２に示すように生産設備などからのＶＯＣを含む排気（被処理ガス）は、吸着ロータ１の処理ゾーン２に送られ、処理ゾーン２でＶＯＣを吸着する。処理ゾーン２を通ったガスは、浄化空気として大気に放出される。この浄化空気は、大気放出に限定されるものでは無く、供給先としての生産設備に戻してもよい。

被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーン３に通過させた後加熱手段５へ通し、加熱手段５を通過したガスの一部を分岐して第１の再生ゾーン６に通し、第１の再生ゾーン６を通過したガスをＶＯＣ燃焼装置、ＶＯＣ酸化分解装置、ＶＯＣ回収装置などのＶＯＣ浄化装置（図示せず）へ送るようにし、加熱手段５を通過したガスの残り一部を第２の再生ゾーン７に通す。第２の再生ゾーン７を通過したガスを加熱手段５の前に戻してパージゾーン３を通過したガスと混合する。

本発明の実施例２は以上のような構成よりなり、以下詳細を説明する。半導体や塗装工場のような生産設備から排出されるＶＯＣを含んだガス（被処理ガス）は、処理ゾーン２へ送られ、被処理ガス中のＶＯＣがＶＯＣ吸着剤によって吸着除去される。処理ゾーン２を通過したガスは、装置外へ大気放出されるか生産設備などの供給先に送られる。被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーン３に通過させることにより、第１の再生ゾーン６及び第２の再生ゾーン７で温度が上昇した吸着ロータ１のＶＯＣ吸着剤を冷却し、ＶＯＣ吸着剤の吸着性能を回復させる。パージゾーン３を通過したガスは、加熱手段５に送られて吸着ロータ１のＶＯＣ吸着剤からＶＯＣを脱着させるのに十分な温度まで加熱される。加熱手段５を通過したガスは分岐され、一部は第１の再生ゾーン６に送られる。第１の再生ゾーン６を通過したガスは、ＶＯＣ燃焼装置、ＶＯＣ酸化分解装置、ＶＯＣ回収装置などのＶＯＣ浄化装置や燃料として使うためにボイラなどの燃焼設備へ送られる。加熱手段５を通過したガスの残りの一部は、第２の再生ゾーン７に送られる。第２の再生ゾーン７を通過したガスは、加熱手段５の前に戻してパージゾーン３を通過したガスと混合する。

本実施例２のフローでは、処理入口のＶＯＣ濃度が１００ｍｇ／Ｎｍ^３で加熱装置５を通過したガスを５０％ずつ第１の再生ゾーン６及び第２の再生ゾーン７に分岐する場合、処理出口のＶＯＣ濃度は２．５ｍｇ／Ｎｍ^３、第１の再生ゾーン６を出た再生出口のＶＯＣ濃度は３９０３ｍｇ／Ｎｍ^３となり、除去効率９７．５％、濃縮率はおよそ３９倍となる。よって、本実施例２のフローは、前述の特許文献１に記載の再生循環フローと同等の除去効率及び高い濃縮率を有する。

このように、本実施例２のフローは再生ゾーンを、第１の再生ゾーン６、第２の再生ゾーン７と２つに分割し、第２の再生ゾーン７の出口ガスを再生入口側へ戻すことで、再生ガスＶＯＣ濃度を高濃度化する。第１の再生ゾーン６出口温度は第２の再生ゾーン７出口温度よりも低く、第１の再生ゾーン６出口濃度は第２の再生ゾーン７出口濃度よりも高い。このことより、第２の再生ゾーン７の出口ガスを再生入口側へ戻して循環させるようにすると、特許文献１に記載の再生循環フローよりも加熱装置５の負荷を低減することができ、再生出口のＶＯＣ濃度を高濃縮化することができる。

また、吸着ロータ１の再生風量が足りない場合は、被処理ガスの一部に加えて、外気を用いてもよい。第１の再生ゾーン６、第２の再生ゾーン７を通過する再生風量の割合は調整することができる。これにより、再生風速は１．０ｍ／ｓ以上確保することができ、安全に高濃縮化することができる。

以下、有機溶剤ガス濃縮装置の実施例３について図３のフロー図に沿って説明する。
実施例１及び実施例２と重複する部分の説明は省略する。実施例３では、吸着ロータ１は処理ゾーン２、パージゾーン３、再生ゾーン４に分割されている。

図３に示すように生産設備などからのＶＯＣを含む排気（被処理ガス）は、吸着ロータ１の処理ゾーン２に送られ、処理ゾーン２でＶＯＣを吸着する。処理ゾーン２を通ったガスは、浄化空気として大気に放出される。この浄化空気は、大気放出に限定されるものでは無く、供給先としての生産設備に戻してもよい。

被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーン３に通過させ、パージゾーン３を通過したガスを処理ゾーン２の前に戻して被処理ガスと混合する。被処理ガスの残りの一部及び／又は外気を加熱手段５へ通した後再生ゾーン４に通し、再生ゾーン４を通過したガスをＶＯＣ燃焼装置、ＶＯＣ酸化分解装置、ＶＯＣ回収装置などのＶＯＣ浄化装置（図示せず）へ送る。

本発明の実施例３は以上のような構成よりなり、以下詳細を説明する。半導体や塗装工場のような生産設備から排出されるＶＯＣを含んだガス（被処理ガス）は、処理ゾーン２へ送られ、被処理ガス中のＶＯＣがＶＯＣ吸着剤によって吸着除去される。処理ゾーン２を通過したガスは、装置外へ大気放出されるか生産設備などの供給先に送られる。被処理ガスの一部及び／又は外気をパージゾーン３に通過させることにより、再生ゾーン４で温度が上昇した吸着ロータ１のＶＯＣ吸着剤を冷却し、ＶＯＣ吸着剤の吸着性能を回復させる。パージゾーン３を通過したガスは、処理ゾーン２の前に戻して被処理ガスと混合する。被処理ガスの残りの一部及び／又は外気は加熱手段５に送られ、吸着ロータ１のＶＯＣ吸着剤からＶＯＣを脱着させるのに十分な温度まで加熱される。加熱手段５を通過したガスは、再生ゾーン４に送られる。再生ゾーン４を通過したガスは、ＶＯＣ燃焼装置、ＶＯＣ酸化分解装置、ＶＯＣ回収装置などのＶＯＣ浄化装置や燃料として使うためにボイラなどの燃焼設備へ送られる。

なお、被処理ガスの残りの一部及び／又は外気を加熱手段５へ通す前に、パージゾーン３を通過したガスの一部と混合するようにしてもよい。また、パージ風量が足りない場合は、被処理ガスの一部に加えて、外気を用いてもよい。

前述のように、吸着ロータ１の吸着剤である疎水性ゼオライトなどは、被処理ガスの相対湿度が非常に高い場合、水分の吸着が大きくなりＶＯＣの吸着性能を阻害し、ＶＯＣの除去効率が急激に低下してしまう。そこで、本実施例３のフローでは、パージゾーン３を通過したガスの一部は高温かつ低湿度であるので、これを処理入口側へ戻して循環させることで、処理ゾーンに導入するガスの相対湿度を下げることができ、ＶＯＣ除去性能の低下を抑えることができる。

また、パージ出口ガス中のＶＯＣは、被処理ガスと混合して処理ゾーン２を通過する際に、再び吸着ロータ１に除去されることになり、被処理ガスのＶＯＣ濃度が変動する場合には、パージ出口ガスを混合させることで、その変動幅が小さくなることにより、有機溶剤ガス濃縮装置から排出される処理出口ガスのＶＯＣ濃度の変動幅を小さくすることができる。さらに、再生ガスとして、被処理ガスの一部を用いることで、吸着ロータ１を通過するガス風量を調整可能であり、外気を導入しない場合は、外気条件に依存せず安定したコントロールが可能になる。

特許文献２の図２に記載のような、被処理ガスの一部をパージゾーンに通し、パージゾーンを通過したガスを加熱手段により加熱して再生ゾーンに通し、再生ゾーンを通過したガスをＶＯＣ浄化装置へ送るようにした従来のフローでは、被処理ガス中のＶＯＣ濃度が５００ｍｇ／Ｎｍ^３で相対湿度が１００％ＲＨの場合、処理出口のＶＯＣ濃度は７５ｍｇ／Ｎｍ^３、再生出口のＶＯＣ濃度は８５７５ｍｇ／Ｎｍ^３となり、除去効率は８５％、濃縮率はおよそ１７．２倍である。一方、本実施例３のフローでは、パージゾーン３を出たガスを処理ゾーン２の前（処理入口側）に戻して被処理ガスと混合した場合、処理ゾーン２に入る処理入口ガスの相対湿度は７５％ＲＨと低下して、処理出口のＶＯＣ濃度は１６．６ｍｇ／Ｎｍ^３、再生出口のＶＯＣ濃度９６８５ｍｇ／Ｎｍ^３となり、除去効率は９６．７％、被処理ガス中のＶＯＣ濃度に対し濃縮率は実質１９．４倍の濃縮率となって除去効率、濃縮率ともに向上する。

特許文献２に記載の有機ガス濃縮装置では、まず被処理ガス中の湿気が湿気交換ハニカムロータに吸着され除湿された後、ガス吸着ハニカムロータに送られ、被処理ガス中のＶＯＣは９５〜９８％程度が吸着ロータに吸着される。即ち除去効率は９５〜９８％である。一方、本実施例３の有機溶剤ガス濃縮装置は、湿気交換ロータが不要となり、しかも特許文献２に記載の有機ガス濃縮装置と同等のＶＯＣ除去効率を有する。

実施例１〜実施例３において、加熱手段５は電気ヒータやガスヒータの他に、熱交換器や高温の燃焼排ガスを処理中のガスと混合するミキシングチャンバとしてもよい。

本発明は、排ガス中に多種多様なＶＯＣを含む自動車、航空機、船舶などの塗装工場からの排気、半導体の洗浄工程からの排気、リチウムイオン二次電池に用いられる電極板製造工程からの排気、磁気記録媒体の製造工程からの排気などにも利用可能な有機溶剤ガス濃縮装置を提供する。

１吸着ロータ
２処理ゾーン
３パージゾーン
４再生ゾーン
５加熱手段
６第１の再生ゾーン
７第２の再生ゾーン

Claims

有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを備え、前記吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンに分割し、被処理ガスを前記処理ゾーンに通し、前記処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、前記被処理ガスの一部及び／又は外気を前記パージゾーンへ通過させた後加熱手段へ通し、前記加熱手段を通過したガスを前記再生ゾーンに通し、前記再生ゾーンを通過したガスの一部を前記処理ゾーンの前に戻して前記被処理ガスと混合し、前記再生ゾーンを通過した残りの一部をＶＯＣ浄化装置へ送るようにしたことを特徴とする有機溶剤ガス濃縮装置。
有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを備え、前記吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、第１の再生ゾーン、第２の再生ゾーンに分割し、被処理ガスを前記処理ゾーンに通し、前記処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、前記被処理ガスの一部及び／又は外気を前記パージゾーンへ通過させた後加熱手段へ通し、前記加熱手段を通過したガスの一部を前記第１の再生ゾーンに通し、前記第１の再生ゾーンを通過したガスをＶＯＣ浄化装置へ送るようにし、前記加熱手段を通過したガスの残り一部を前記第２の再生ゾーンに通し、前記第２の再生ゾーンを通過したガスを前記加熱手段の前に戻して前記パージゾーンを通過したガスと混合するようにしたことを特徴とする有機溶剤ガス濃縮装置。
有機溶剤ガスの吸着能力を有する吸着ロータを備え、前記吸着ロータを少なくとも処理ゾーン、パージゾーン、再生ゾーンに分割し、被処理ガスを前記処理ゾーンに通し、前記処理ゾーンを通過したガスを供給先へ送り、或いは大気放出し、前記被処理ガスの一部及び／又は外気を前記パージゾーンへ通過させ、前記パージゾーンを通過したガスを前記処理ゾーンの前に戻して前記被処理ガスと混合するようにし、前記被処理ガスの残りの一部及び／又は外気を加熱手段へ通し、前記加熱手段を通過したガスを前記再生ゾーンに通し、前記再生ゾーンを通過したガスをＶＯＣ浄化装置へ送るようにしたことを特徴とする有機溶剤ガス濃縮装置。
前記被処理ガスの残りの一部及び／又は外気を加熱手段へ通す前に、前記パージゾーンを通過したガスの一部と混合するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の有機溶剤ガス濃縮装置。