JP2024032701A - 揮発性有機化合物の回収装置及び回収方法 - Google Patents
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Abstract
Description
水溶性塗料を用いて塗装されたワークの塗膜には、水分及び揮発性有機化合物が多量に含まれている。低温の蒸発ゾーンでは、塗膜に含まれる水分が主に蒸発し、第1炉内空気は水蒸気を多量に含む。一方、蒸発ゾーンの下流に設けられた高温の硬化ゾーンでは、塗膜に含まれるVOCが主に蒸発し、第2炉内空気はVOCを多量に含む。本技術では、蒸発ゾーンの第1炉内空気と硬化ゾーンの第2炉内空気とを取り出して混合し、冷却することにより、水分中にVOCを溶解させながら凝縮させることができる。そうして、塗装乾燥炉内のVOCを効率的に回収することができる。また、本技術によれば、VOCを凝縮物として回収するから、従来のVOC焼却処理のための排気や触媒酸化装置の設置が不要になり、若しくは、触媒酸化装置を設ける場合でも、その小型化及び排気量の低減が可能になる。さらに、混合空気に含まれる水分が少ない場合、冷却回収部においてVOCを十分回収可能な水分量を確保しがたくなり得る。本技術によれば、冷却回収部において、追加の水分を補充することにより、VOCを効率的に回収することができる。
本技術によれば、第1炉内空気と第2炉内空気とを取り出して混合し、冷却することにより、水分中にVOCを溶解させながら凝縮させることができる。そうして、塗装乾燥炉内において蒸発したVOCを効率的に回収することができる。また、従来のVOC焼却処理のための排気や触媒酸化装置の設置が不要になり、若しくは、触媒酸化装置を設ける場合でも、その小型化及び排気量の低減が可能になる。さらに、混合空気に含まれる水分が少ない場合、冷却回収工程においてVOCを十分回収可能な水分量を確保しがたくなり得る。本技術によれば、冷却回収工程において、追加の水分を補充することにより、VOCを効率的に回収することができる。
<電着塗装ラインの構成>
図1に示す電着塗装ライン900のワーク2は自動車ボディである。この電着塗装ライン900は、上流側から順に配置された、電着ステーション910、水洗ステーション920及び乾燥ステーション930と、ワーク2を各ステーション910,920,930に順に案内するハンガー式搬送装置90とを備える。
図2は、乾燥ステーション930の後述する塗装乾燥炉100の模式的な断面図である。図1,図2に示すように、ハンガー式搬送装置90は、オーバーヘッドコンベアであり、電着塗装ライン900に沿って延びるガイドレール11と、このガイドレール11にローラ12によって係合し該ガイドレール11に沿って移動する前後のトロリー13とを備え、トロリー13にハンガー10が吊り下げられている。ハンガー10は、ワーク2を両側から支持するための、トロリー13にCネック14を介して吊り下げられた前後の門型フレーム15を備えている。門型フレーム15の下端部にはワーク受け16が設けられている。ワーク2は、ハンガー10に吊り下げられて、各ステーション910,920,930に順に搬入される。そうして、各ステーション910,920,930における電着工程、水洗工程、及び乾燥工程を経てワーク2の電着塗装が完了する。
電着ステーション910には、電着塗料912を貯留した電着槽911が設けられている。ワーク2は、例えば化成処理が施された上で、この電着槽911に浸漬される。そして、ワーク2を陰極とし、電着槽911内に設けられた対極(不図示)を陽極としてカチオン電着塗装が行なわれる(電着工程)。
水洗ステーション920では、電着塗料912が電着したワーク2のUFろ液923(洗浄水)によるディップ水洗とこれに続くスプレー水洗、及び、工業用水927(洗浄水)によるディップ水洗とこれに続くスプレー水洗を行う(水洗工程)。
乾燥ステーション930は、図3に示すように、塗装乾燥炉100と、塗装乾燥炉100に配設された本実施形態に係る揮発性有機化合物(Volatile Organic
Compounds、「VOC」と称することがある。)の回収装置200とを備えている。
塗装乾燥炉100は、電着工程及び水洗工程を経たワーク2が搬入され、該ワーク2の塗膜を乾燥させる(乾燥工程)。塗装乾燥炉100は、上流側から順に、入口110と、蒸発ゾーン120と、硬化ゾーン130と、出口140とを備える。蒸発ゾーン120は、塗膜に含まれる水分を主に蒸発させるためのゾーンである。また、硬化ゾーン130は、塗膜に含まれるVOCを主に蒸発させて塗膜を硬化させるためのゾーンである。水洗ステーション920を通過したワーク2は、塗装乾燥炉100の入口110に搬入され、蒸発ゾーン120及び硬化ゾーン130を順に通過して、出口140から塗装乾燥炉100外に搬出される。
回収装置200は、塗装乾燥炉100内のVOCを回収するための装置である。
第1取出通路202は、蒸発ゾーン120に設けられたエア吸い込み口19を介して当該蒸発ゾーン120に連通している。符号G12の矢印で示すように、蒸発ゾーン120内の第1炉内空気121は、第1取出通路202を通じて取り出される(第1取出工程)。第1取出通路202には、流量調整バルブ202Aが設けられており、第1炉内空気121の流量を調節することができる。
第2取出通路203は、硬化ゾーン130に設けられたエア吸い込み口19を介して当該硬化ゾーン130に連通している。符号G21の矢印で示すように、硬化ゾーン130内の第2炉内空気131は、第2取出通路203を通じて取り出される(第2取出工程)。第2取出通路203にも、流量調整バルブ203Aが設けられており、第2炉内空気131の流量を調節することができる。
第1取出通路202を通じて蒸発ゾーン120から導かれた第1炉内空気121と、第2取出通路203を通じて硬化ゾーン130から導かれた第2炉内空気131とは、混合チャンバ230に導入され混合される(混合工程)。そうして、混合チャンバ230で生成された混合空気231は、符号G31の矢印で示すように、第1連通路204を通じて冷却回収部300に送られる。
冷却回収部300は、混合空気231を冷却して、混合空気231に含まれるVOCを水分とともに凝縮物501として回収するためのものである(冷却回収工程)。冷却回収部300は、第1冷却器320(追加の冷却器)と、第2冷却器330(冷却器)とを備えている。
混合チャンバ230において、例えば、混合空気231の湿度及びVOC濃度が、それぞれ21g/kg以上及び500ppmC以上、好ましくは21g/kg以上23g/kg以下及び500ppmC以上700ppmC以下となるように、第1炉内空気121と第2炉内空気131とは混合される。これにより、冷却回収部300において混合空気231を冷却したときに、混合空気231内のVOCの一部を水分に溶解させて凝縮物501として効率的に除去することができる。なお、混合チャンバ230における混合空気231の温度は、例えば100℃~120℃程度になる。
以上述べたように、本実施形態に係る回収装置200では、蒸発ゾーン120の第1炉内空気121と硬化ゾーン130の第2炉内空気131とを取り出して混合し、冷却することにより、水分中にVOCを溶解させながら凝縮させることができる。そうして、塗装乾燥炉100内のVOCを効率的に回収することができるとともに、塗装乾燥炉100内の空気を取り出して触媒燃焼装置でVOCを燃焼除去する従来の排気設備は不要になる、又は簡略化することができる。
以下、本開示に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、実施形態1と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
回収装置200は、電着塗装ラインの塗装乾燥炉に限らず、水溶性塗料を用いるその他の塗装ラインの塗装乾燥炉に適用することができる。また、焼付け用の塗装乾燥炉に限らず、フラッシュオフ用の塗装乾燥炉にも適用することができる。具体的には例えば、電着塗装後における水溶性塗料を用いた中塗り塗装や上塗り塗装等の塗装乾燥炉にも用いることができる。
6 循環路
100 塗装乾燥炉
120 蒸発ゾーン
121 第1炉内空気
130 硬化ゾーン
131 第2炉内空気
200 回収装置
201 蒸発ゾーン取出通路
202 第1取出通路
203 第2取出通路
204 第1連通路
205 第2連通路
207 蒸発ゾーンリターン通路
209 硬化ゾーン循環通路
210 第2加熱器
220 第3加熱器
230 混合チャンバ
231 混合空気
240 第1加熱器
300 冷却回収部
301 残空気
310 水分供給器
320 第1冷却器
330 第2冷却器
501 凝縮物
600 ヒートポンプ
900 電着塗装ライン
910 電着ステーション
920 水洗ステーション
930 乾燥ステーション
第9の技術は、第1又は第2の技術において、上記炉内空気は、上記第1炉内空気及び上記第2炉内空気を含むことを特徴とする。
第10の技術は、第5又は第6の技術において、上記炉内空気は、上記第1炉内空気及び上記第2炉内空気を含むことを特徴とする。
Claims (8)
- 電着塗料を用いて塗装されたワークが搬入され、該ワークのディップ水洗を行うためのディップ水洗槽と、該ディップ水洗槽の下流側に配置され且つ該ワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥炉と、を備えた電着塗装ラインにおける該塗装乾燥炉内の揮発性有機化合物を回収するための装置であって、
上記塗装乾燥炉は、
上記ワークが搬入され、炉内温度80℃以上120℃以下で上記ワークの水分を蒸発させる蒸発ゾーンと、
上記蒸発ゾーンの下流側に配置され、炉内温度150℃以上200℃以下で上記塗膜を硬化させる硬化ゾーンとを備え、
上記硬化ゾーン内の第2炉内空気の重量絶対湿度は、上記蒸発ゾーン内の第1炉内空気の重量絶対湿度よりも低く、
上記塗装乾燥炉内の炉内空気を取出すための取出通路と、
上記第1炉内空気を含む上記炉内空気を冷却して、該炉内空気に含まれる上記揮発性有機化合物を該炉内空気に含まれる水分とともに凝縮物として回収する冷却回収部とを備える
ことを特徴とする揮発性有機化合物の回収装置。 - 水溶性塗料を用いて塗装されたワークが搬入され、該ワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥炉内の揮発性有機化合物を回収するための装置であって、
上記塗装乾燥炉は、
上記ワークが搬入され、炉内温度80℃以上120℃以下で上記ワークの水分を蒸発させる蒸発ゾーンと、
上記蒸発ゾーンの下流側に配置され、炉内温度150℃以上200℃以下で上記塗膜を硬化させる硬化ゾーンとを備え、
上記硬化ゾーン内の第2炉内空気の重量絶対湿度は、上記蒸発ゾーン内の第1炉内空気の重量絶対湿度よりも低く、
上記塗装乾燥炉内の炉内空気を取出すための取出通路と、
上記第2炉内空気を含む上記炉内空気を冷却して、該炉内空気に含まれる上記揮発性有機化合物を該炉内空気に含まれる水分とともに凝縮物として回収する冷却回収部とを備え、
上記冷却回収部は、該冷却回収部内に追加の水分を補充する水分供給器を備えた
ことを特徴とする揮発性有機化合物の回収装置。 - 請求項1又は請求項2において、
上記冷却回収部は、
上記炉内空気を冷却する冷却器と、
上記冷却器によって冷却され、上記凝縮物が除去された残空気が導入され、該残空気を加熱する加熱器と、
上記加熱された残空気を上記塗装乾燥炉の上記蒸発ゾーンに戻すリターン通路と、
上記冷却器と上記加熱器とを連絡し、上記冷却器に上記炉内空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記残空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプと、を備えた
ことを特徴とする揮発性有機化合物の回収装置。 - 請求項1又は請求項2において、
上記取出通路は、
上記蒸発ゾーンに連通し、上記第1炉内空気を取出すための第1取出通路と、
上記硬化ゾーンに連通し、上記第2炉内空気を取出すための第2取出通路と、を備える
ことを特徴とする揮発性有機化合物の回収装置。 - 水溶性塗料を用いて塗装されたワークが搬入され、該ワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥炉内の揮発性有機化合物を回収するための方法であって、
上記塗装乾燥炉は、
上記ワークが搬入され、炉内温度80℃以上120℃以下で上記ワークの水分を蒸発させる蒸発ゾーンと、
上記蒸発ゾーンの下流側に配置され、炉内温度150℃以上200℃以下で上記塗膜を硬化させる硬化ゾーンとを備え、
上記硬化ゾーン内の第2炉内空気の重量絶対湿度は、上記蒸発ゾーン内の第1炉内空気の重量絶対湿度よりも低く、
上記塗装乾燥炉内の炉内空気を取出す取出工程と、
上記第1炉内空気を含む上記炉内空気を冷却して、該炉内空気に含まれる上記揮発性有機化合物を該炉内空気に含まれる水分とともに凝縮物として回収する冷却回収工程とを備え、
上記水溶性塗料は、電着塗料であり、
上記ワークは、上記電着塗料を用いた電着工程後に、洗浄水に浸漬されて洗浄される水洗工程を経た状態で、上記塗装乾燥炉に搬入されるものである
ことを特徴とする揮発性有機化合物の回収方法。 - 水溶性塗料を用いて塗装されたワークが搬入され、該ワークの塗膜を乾燥させる塗装乾燥炉内の揮発性有機化合物を回収するための方法であって、
上記塗装乾燥炉は、
上記ワークが搬入され、炉内温度80℃以上120℃以下で上記ワークの水分を蒸発させる蒸発ゾーンと、
上記蒸発ゾーンの下流側に配置され、炉内温度150℃以上200℃以下で上記塗膜を硬化させる硬化ゾーンとを備え、
上記硬化ゾーン内の第2炉内空気の重量絶対湿度は、上記蒸発ゾーン内の第1炉内空気の重量絶対湿度よりも低く、
上記塗装乾燥炉内の炉内空気を取出す取出工程と、
上記第2炉内空気を含む上記炉内空気に追加の水分を補充し且つ該炉内空気を冷却して、該炉内空気に含まれる上記揮発性有機化合物を該炉内空気に含まれる水分とともに凝縮物として回収する冷却回収工程とを備えた
ことを特徴とする揮発性有機化合物の回収方法。 - 請求項5又は請求項6において、
上記冷却回収工程後の上記凝縮物が除去された残空気を加熱して上記塗装乾燥炉の上記蒸発ゾーンに戻すリターン工程を備え、
上記炉内空気を吸熱源とし、上記残空気を放熱源とするヒートポンプを用いて上記炉内空気の冷却及び上記残空気の加熱を行なう
ことを特徴とする揮発性有機化合物の回収方法。 - 請求項5又は請求項6において、
上記取出工程は、
上記第1炉内空気を取出す第1取出工程と、
上記第2炉内空気を取出す第2取出工程と、を備える
ことを特徴とする揮発性有機化合物の回収方法。
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