JP2925522B2 - Method for recovering hydrocarbons in liquid form from waste gas containing gaseous hydrocarbons - Google Patents

Method for recovering hydrocarbons in liquid form from waste gas containing gaseous hydrocarbons

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JP2925522B2
JP2925522B2 JP9245318A JP24531897A JP2925522B2 JP 2925522 B2 JP2925522 B2 JP 2925522B2 JP 9245318 A JP9245318 A JP 9245318A JP 24531897 A JP24531897 A JP 24531897A JP 2925522 B2 JP2925522 B2 JP 2925522B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス状炭化水素を
含む廃棄ガスから炭化水素を液状で回収する方法に関
し、特に、発がん性があり、大気公害の原因物質の一つ
であるベンゼンやトリクロロエチレン等のガス状炭化水
素の濃度を100ppm以下にして大気中に排出するため
の上記方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recovering hydrocarbons from waste gas containing gaseous hydrocarbons in a liquid state, and particularly to benzene and trichloroethylene which are carcinogenic and are one of substances causing air pollution. The present invention relates to the above-mentioned method for reducing the concentration of gaseous hydrocarbons such as the above to 100 ppm or less and discharging them to the atmosphere.

【0002】[0002]

【従来の技術】大気公害の元凶物質の一つであるベンゼ
ンやトリクロロエチレン,メチルエチルケトン等のガス
状炭化水素については、米国,欧州,日本をはじめとす
る先進国では、大気中に放散する濃度を法的に厳しく規
制している。規制値の水準は、各国の事情によつて異な
るが、日本を除く先進諸国では、例えばベンゼンについ
ては「5ppm以下」であり、日本に於いても環境庁告
示第5号(平成9年2月6日)によれば「30ppm以下」
に規制されるようになつた。
2. Description of the Related Art For gaseous hydrocarbons such as benzene, trichloroethylene, and methyl ethyl ketone, which are one of the main causes of air pollution, in the United States, Europe, Japan, and other developed countries, the concentration that is released into the atmosphere is regulated by a method. Strictly regulated. Although the level of the regulation value varies depending on the circumstances of each country, in advanced countries other than Japan, for example, benzene is "5 ppm or less", and even in Japan, the Environment Agency Notification No. 5 (February 1997) 6th) "30ppm or less"
Came to be regulated.

【0003】ところで、かかるガス状炭化水素の発生源
として特に問題視されているのは、印刷工場やクリーニ
ング工場,塗装工場等で発生する大量でしかも約3000p
pm以下の希薄な廃棄ガスであり、工場のみならず、そ
れ等を貯蔵するタンクから荷揚げする時や積み卸しする
時に発生する廃棄ガスである。
[0003] By the way, as a source of such gaseous hydrocarbons, a particular problem is that a large amount generated from a printing plant, a cleaning plant, a painting plant, etc., and about 3000 p.
pm or less, which is a waste gas generated not only at factories but also at the time of unloading and unloading from tanks storing them.

【0004】このようなガス状炭化水素を含む廃棄ガス
の処理・回収方法として、従来から広く用いられている
方法は、 (1) ガス分離膜法+吸着法 (2) 活性炭やゼオライト,疎水性シリカゲル等を用いる
吸着法 などである。
As methods for treating and recovering such waste gases containing gaseous hydrocarbons, the following methods have been widely used: (1) gas separation membrane method + adsorption method (2) activated carbon, zeolite, hydrophobic For example, an adsorption method using silica gel or the like.

【0005】上記方法のうち(1)の方法は、欧州では主
流の技術であつて、主として廃棄ガスが大量の場合に適
用する方法であり、ガス分離膜法による後処理手段とし
て吸着法を用いるものである。日本においても、特開平
7-284623号公報にみられるように、この分野に属する技
術が開示されている。一方、米国でもっとも広く採用さ
れている方法は、前記(2)の吸着法であって、特に活性
炭を用いる吸着法である。この方法については、特開昭
57-14687号公報,特開昭57-42319号公報,特公昭59-507
15号公報,特公昭59-50716号公報,特公平2-46630号公
報に開示されている。
[0005] Of the above methods, the method (1) is a mainstream technology in Europe, and is mainly applied when a large amount of waste gas is used. The adsorption method is used as a post-treatment means by a gas separation membrane method. Things. In Japan,
As disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 7-284623, a technique belonging to this field is disclosed. On the other hand, the method most widely adopted in the United States is the adsorption method (2), particularly the adsorption method using activated carbon. This method is disclosed in
JP-A-57-14687, JP-A-57-42319, JP-B-59-507
No. 15, JP-B-59-50716, and JP-B-2-46630.

【0006】現在の技術水準では、ガス状炭化水素を含
む廃棄ガスを処理して、大気中に放散するクリーンなガ
ス中の炭化水素濃度を100ppm以下にするには、上記
した活性炭を用いる吸着法が最もすぐれた工業的手段で
ある。
In the current state of the art, in order to treat waste gas containing gaseous hydrocarbons to reduce the concentration of hydrocarbons in the clean gas released into the atmosphere to 100 ppm or less, the above-mentioned adsorption method using activated carbon is required. Is the best industrial tool.

【0007】ところで、前記吸着法によるガス状炭化水
素を含む廃棄ガスの処理・回収方法において、吸着と脱
着の切換えは、電磁弁を介して時間制御で操作されてい
る。しかし、時間制御で切り換える場合、吸着塔が破過
するに至る時間を予め実験や経験で把握しておく必要が
ある。また、時間制御による切換えは、吸着塔入口のガ
ス状炭化水素の量と濃度が絶えず大きく変動する場合、
吸着剤を必要量以上に多量充填し、そして、早めに切り
換えることが余儀なくされる。そのため、吸着剤が有効
に使用されないという問題が生じることもあった。
In the method for treating and recovering waste gas containing gaseous hydrocarbons by the above-mentioned adsorption method, switching between adsorption and desorption is controlled by a time control via an electromagnetic valve. However, when switching is performed by time control, it is necessary to know in advance the time required for the adsorption tower to break through experiments and experiences. In addition, switching by time control is performed when the amount and concentration of gaseous hydrocarbons at the inlet of the adsorption tower are constantly fluctuating greatly.
It is necessary to fill the adsorbent more than necessary, and to switch over early. Therefore, there has been a problem that the adsorbent is not used effectively.

【0008】上記問題点を解消するため、吸着塔の「破
過の検知」を種々の測定器を用いて行い、破過が検知し
うる濃度になつた時に脱着に切り換える方法が以前から
行われてきた。また、上記検知方法についても古くから
種々提案がなされてきた。例えば、特開昭55-35996号公
報には、「吸着,脱着の二塔式PSA精製装置を用い、
真空ポンプを使わずに吸着塔を5〜10kg/cm2に加圧
した状態で湿つたガスの吸着を行い、塔頂から乾いたガ
スを放散させ、一方、脱着は、塔の圧力を常圧に戻すこ
とによって、吸着ガスを吐き出させて再生する脱湿方法
において、刻々に変わる吸着塔を通るガス流量,吸着塔
の入口及び出口温度,吸着塔の入口及び出口圧力,脱着
塔の再生圧力を含む各部位の運転状態をデータとしてマ
イクロコンピューターに記憶させ、物質収支と熱収支の
計算を瞬時に行わしめ、その結果に基づいて、脱着時間
を制御し、間接的に吸着と脱着の切り換え時期を自動制
御する方法。」が開示されている。
[0008] In order to solve the above-mentioned problems, a method of performing "detection of breakthrough" of an adsorption tower using various measuring instruments and switching to desorption when the concentration reaches a level at which breakthrough can be detected has been performed. Have been. Also, various proposals have been made for the above detection method since ancient times. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-35996 discloses that "a two-column PSA purifying apparatus of adsorption and desorption is used,
Without using a vacuum pump, the adsorption tower is pressurized to 5 to 10 kg / cm 2 to absorb the wet gas, and the dry gas is released from the top of the tower. In the dehumidification method in which the adsorbed gas is discharged and regenerated by returning to the above, the gas flow rate passing through the adsorption tower, the inlet and outlet temperatures of the adsorption tower, the inlet and outlet pressures of the adsorption tower, and the regeneration pressure of the desorption tower are changed every moment. The microcomputer stores the operating status of each part including the data as data, calculates the material balance and heat balance instantly, controls the desorption time based on the results, and indirectly determines the timing of switching between adsorption and desorption. How to control automatically. Is disclosed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前掲の特開昭55-35996
号公報に開示されている方法は、吸着,脱着の切り換え
を、時間制御ではなく、装置の運転状況を記憶させたマ
イクロコンピューターの指示に任せるという点で画期的
な提案ではあるが、当時は、現在のように優れた吸着モ
デルが無かったため、シミュレーシヨン手法を用いるこ
とができなかった。即ち、「破過濃度を吸着モデルのシ
ミュレーションによって予測する」という発想には至ら
なかった。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-35996.
The method disclosed in the above publication is an epoch-making proposal in that the switching between adsorption and desorption is not controlled by time, but by an instruction from a microcomputer that stores the operation status of the apparatus. However, there was no excellent adsorption model as at present, so that the simulation method could not be used. That is, the idea of “predicting the breakthrough concentration by simulation of an adsorption model” was not reached.

【0010】その後、破過に至る前に、吸着剤層内に埋
め込んだ測定ポートからガス中の被吸着成分の濃度をい
ち早く検知し、或るレベルの濃度に達した時に自動的に
電磁弁を切り換える方法が提案されている。しかしなが
ら、吸着剤が粒状活性炭やシリカゲルのように、吸着孔
径が5Åから100Åの広がりを持つ場合、局所的に濃度
も温度も変動するので、「吸着帯層がガスの流れに沿つ
て片寄らず、一様な巾で出口に向かつて上昇する」とい
う保証はなく、そのため、測定する位置を特定すること
が困難であるという欠点を有している。(頂部から余り
深い位置に測定ポートを差し込むのであれば、時間制御
に勝る方法とは言い難い。)
After that, before the breakthrough, the concentration of the component to be adsorbed in the gas is detected from the measurement port embedded in the adsorbent layer quickly, and when the concentration reaches a certain level, the solenoid valve is automatically activated. Switching methods have been proposed. However, when the adsorbent has a pore diameter of 5 to 100 mm, such as granular activated carbon or silica gel, the concentration and the temperature fluctuate locally, so the adsorbent layer is not biased along the gas flow. There is no guarantee that it will rise toward the exit with a uniform width ", and therefore has the disadvantage that it is difficult to determine the position to be measured. (If the measurement port is inserted at a position that is too deep from the top, it is hard to say that it is superior to time control.)

【0011】本発明は、従来技術の更なる改良を試みた
もので、その目的は、ガス状炭化水素を含む廃棄ガスを
処理し、ガス状炭化水素を回収・リサイクルする方法に
おいて、疎水性シリカゲルや活性炭,合成ゼオライト等
の固体吸着剤を用いて、該ガスから安全に、しかも容易
に、かつ効率よく炭化水素を液状で回収すると共に、処
理後に、大気中に放出するガス中の残存炭化水素濃度を
100ppm以下にし得る「ガス状炭化水素を含む廃棄ガ
スから炭化水素を回収する方法」を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、上記方法を装置化する
際に、システムを一体化してスキツドに載せられるよう
に、可搬可能なように成し得る方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention seeks to further improve the prior art. It is an object of the present invention to provide a method for treating waste gas containing gaseous hydrocarbons and recovering and recycling gaseous hydrocarbons. Using a solid adsorbent such as activated carbon, synthetic zeolite, or the like, safely, easily, and efficiently recovering hydrocarbons from the gas in liquid form, and after treatment, the remaining hydrocarbons in the gas released into the atmosphere Concentration
An object of the present invention is to provide a "method of recovering hydrocarbons from waste gas containing gaseous hydrocarbons" which can be reduced to 100 ppm or less. Another object of the present invention is to provide a method that can be made portable so that the system can be integrated and mounted on a skid when the above method is implemented as an apparatus.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、
「吸着と脱着を交互に行う“吸着剤層を有する吸着装
置”を用い、一方の側の吸着装置にガス状炭化水素を含
む廃棄ガスを通過せしめ、該吸着装置内の吸着剤層にガ
ス状炭化水素を吸着させ、実質的にガス状炭化水素を含
まない廃棄ガスを大気中に放出し、その間に、他方の側
の吸着装置を脱着に切り換え、該吸着装置内の吸着剤層
に吸着したガス状炭化水素を、パージガスを併用しなが
ら、真空ポンプで吸引して離脱せしめ、この離脱したパ
ージ排ガスを冷却処理し、ガス状炭化水素を液体として
回収する方法において、・前記冷却処理後の未凝縮炭化
水素を含むパージ排ガスの全量を、前記廃棄ガスを通過
せしめる吸着装置に戻し、該吸着剤層内の炭化水素濃度
を高め、この吸着剤層が破過する前に脱着に切り換え
る、ことを特徴とするガス状炭化水素を含む廃棄ガスか
ら炭化水素を液状で回収する方法。」(請求項1)を要旨
とする。
According to the present invention, there is provided a method comprising:
Using an "adsorption device with an adsorbent layer" that alternately performs adsorption and desorption, let the waste gas containing gaseous hydrocarbons pass through the adsorption device on one side, and apply gaseous gas to the adsorbent layer in the adsorption device. The hydrocarbons were adsorbed, and the waste gas substantially free of gaseous hydrocarbons was released into the atmosphere, during which time the other adsorber was switched to desorption and adsorbed on the adsorbent layer in the adsorber. A method in which gaseous hydrocarbons are sucked and released with a vacuum pump while using a purge gas together, and the separated purged exhaust gas is cooled to recover gaseous hydrocarbons as a liquid. Returning the entire amount of the purged exhaust gas containing condensed hydrocarbons to the adsorption device that allows the waste gas to pass, increasing the hydrocarbon concentration in the adsorbent layer, and switching to desorption before the adsorbent layer breaks through. Feature How to recover from a waste gas containing a scan-like hydrocarbon hydrocarbons in liquid form. "The a gist (claim 1).

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、それに先だって、本発明を従来の技術と
の対比してより詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below. Prior to this, the present invention will be described in more detail in comparison with the prior art.

【0014】前記「従来の技術」の項で説明したよう
に、現在の技術水準では、ガス状炭化水素を含む廃棄ガ
スを処理して、大気中に放散するクリーンなガス中の炭
化水素濃度を100ppm以下にするには、活性炭による
吸着法が最もすぐれた工業的手段である。(なお、触媒
燃焼法も簡便で有効な手段であるが、廃棄ガス中のガス
状炭化水素濃度の如何によっては、爆発の危険性も危惧
され、居住地付近での設置には拒否反応が強い。)
[0014] As described in the above-mentioned "Prior Art" section, in the current state of the art, the waste gas containing gaseous hydrocarbons is treated to reduce the hydrocarbon concentration in the clean gas released to the atmosphere. In order to reduce the concentration to 100 ppm or less, the adsorption method using activated carbon is the most excellent industrial means. (Note that the catalytic combustion method is also a simple and effective means, but depending on the concentration of gaseous hydrocarbons in the waste gas, there is a danger of an explosion. .)

【0015】しかし、従来の上記活性炭による吸着法で
は、脱着時のパージガスに通常“スチーム”を使用する
ため、厳しい水質基準をクリヤーするには、排水処理設
備にかなりの負担がかかるという欠点があった。このた
め、パージガスに窒素を用い、循環使用する方法も提案
されているが、循環窒素に蓄積される希薄なガス状炭化
水素の分離には大型の冷凍機を必要とし、0℃以下の低
温に冷却しなければならないという問題がある。
However, in the conventional adsorption method using activated carbon, since "steam" is usually used as a purge gas at the time of desorption, there is a drawback that a considerable burden is imposed on wastewater treatment equipment in order to clear strict water quality standards. Was. For this reason, a method of using nitrogen as a purge gas and circulating it has been proposed, but a large refrigerator is required to separate the dilute gaseous hydrocarbons accumulated in the circulating nitrogen, and a low temperature of 0 ° C. or lower is required. There is a problem that it has to be cooled.

【0016】この問題を解決する手段として、パージ排
ガスからガス状炭化水素を回収するに先立って、カスケ
ード方式による濃縮吸着塔(アダプター)を介して、パー
ジ排ガス中の希薄なガス状炭化水素を濃縮する方法が考
えられるが、この方法では、別途アダプターを準備しな
ければならないという問題がある。
As a means for solving this problem, before recovering gaseous hydrocarbons from the purged exhaust gas, the lean gaseous hydrocarbons in the purged exhaust gas are concentrated through a cascade-type concentration adsorption tower (adapter). However, this method has a problem that an adapter must be separately prepared.

【0017】本発明の第1の特徴点は、上記問題点に鑑
みなされたものであって、 ・冷却処理後の未凝縮炭化水素を含むパージ排ガスの全
量を、廃棄ガスを処理する吸着装置に戻し、該吸着装置
内の吸着剤層中の炭化水素濃度を高めること、にあり、
これにより、パージ排ガス中の炭化水素濃度を高め、こ
れを常温程度まで冷却するだけで容易に炭化水素を液体
として回収し得るものであり、しかも、冷却処理後のパ
ージ排ガスの処理を容易にしたものである。
A first feature of the present invention is to solve the above-mentioned problems. The following features are provided. The entire amount of the purged exhaust gas including the uncondensed hydrocarbon after the cooling treatment is transferred to the adsorption device for treating the waste gas. Return, to increase the hydrocarbon concentration in the adsorbent layer in the adsorption device,
As a result, the hydrocarbon concentration in the purge exhaust gas is increased, and the hydrocarbon can be easily recovered as a liquid only by cooling the hydrocarbon exhaust gas to about room temperature, and the treatment of the purge exhaust gas after the cooling process is facilitated. Things.

【0018】次に、本発明の第2の特徴点である「吸着
装置が破過する前に脱着に切り換える」点について説明
すると、本発明における破過の検知手段は、基本的に
は、装置に組み込んだ回路チツプによるものであるが、
最近めざましく進歩してきた超小型のチツプを用いるた
め、前記公知技術(前掲の特開昭55-35996号公報に開示
されている技術)に記載されているような演算を目的と
する大型マイクロプロセッサーを必要としない。そのう
え、本発明は、運転時に得られたデータを拾ってきて、
物質収支と熱収支の計算だけをさせるのではなく、吸着
モデルのシミュレーシヨンによつて破過濃度を予測しよ
うとする点で、上記従来技術とは全く異なる。つまり、
本発明の好ましい実施の形態である「破過濃度を吸着モ
デルのシミュレーションによって予測する」という発想
と明らかに相違する。
Next, the second feature of the present invention, that is, "switching to desorption before the adsorbing device breaks through" will be described. It is due to the circuit chip incorporated in the
In order to use an ultra-small chip that has been remarkably advanced recently, a large-scale microprocessor for the purpose of calculation as described in the above-mentioned known technology (the technology disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-35996) is used. do not need. In addition, the present invention picks up data obtained during driving,
This is completely different from the above-described prior art in that the breakthrough concentration is predicted by simulation of an adsorption model, instead of only calculating the material balance and heat balance. That is,
This is clearly different from the idea of “predicting breakthrough concentration by simulation of an adsorption model” which is a preferred embodiment of the present invention.

【0019】また、上記従来技術以外に、吸着剤層の破
過を検知する手段として種々の測定器を用いて行い、破
過が検知しうる濃度になつた時に脱着に切り換える方法
が以前から行われてきている。しかし、破過する時の濃
度は、昨今の厳しい大気汚染防止法に従えば、数10p
pm以下という微量濃度が問題になるので、それ以前に
検知を必要とする濃度は1〜2ppm以下のオーダーに
なり、相当に大がかりで精密な測定器を必要とする。こ
れに対して、本発明の好ましい実施の形態では、前記し
たとおり、最近めざましく進歩してきた超小型のチツプ
を用いるため、大がかりで精密な測定器を必要としない
利点を有する。
In addition to the above-mentioned prior art, a method for detecting breakthrough of the adsorbent layer using various measuring instruments and switching to desorption when the concentration reaches a level at which breakthrough can be detected has been carried out for some time. Have been However, according to the recent severe air pollution control law, the concentration at the time of breakthrough is several tens of p.
Since a trace concentration of less than pm is a problem, the concentration that needs to be detected before that is on the order of 1 to 2 ppm or less, requiring a considerably large and precise measuring instrument. On the other hand, in the preferred embodiment of the present invention, as described above, the use of a very small chip, which has been remarkably advanced recently, has an advantage that a large and precise measuring instrument is not required.

【0020】本発明の上記第2の特徴点について、その
好ましい実施形態を含めて更に詳細に説明すると、本発
明者等は、ガス状炭化水素を含む大量の廃棄ガスを処理
する手段の開発に当たって、データを取り込む手段であ
る“データロガ信号”というハード面における要素技術
をこのシステムに巧みに組み込み、さらに、吸着装置に
対して「吸着モデル」のシミュレーションという、いわ
ゆるソフト面における新規な手段を併用することによつ
て、廃棄ガス中の炭化水素濃度が刻々変化するに関わら
ず、吸着剤層内の温度を容易に、かつ速やかに、常温近
くに一定させることに成功した。
The second feature of the present invention will be described in more detail including preferred embodiments thereof. The present inventors have developed a means for treating a large amount of waste gas containing gaseous hydrocarbons. In this system, the hardware technology of "data logger signal", which is a means to capture data, is skillfully incorporated into this system, and the suction device is simulated with "adsorption model". As a result, the temperature in the adsorbent layer could be easily and promptly kept constant at around room temperature regardless of the change in the hydrocarbon concentration in the waste gas every moment.

【0021】その結果、本発明によれば、吸着から脱着
えの切り替え時期を単に時間のサイクルで設定するので
はなく、組み込んだソフトの判断に任せることによっ
て、吸着剤の性能を無駄なくフルに発揮させることがで
き、このため、パージ排ガスを約10〜30℃位の常温付近
の温度に冷却するだけで、ガス状炭化水素を液状で回収
することが可能になる、という作用効果が生じる。な
お、破過の検出時期を誤ると、吸着剤層から排出される
クリーンであるべき排出ガス中にガス状炭化水素が漏洩
し、本発明の目的が失はれる結果になる。
As a result, according to the present invention, the timing of switching from adsorption to desorption is not simply set in a time cycle, but is left to the judgment of the installed software, so that the performance of the adsorbent can be fully and without waste. Therefore, it is possible to recover the gaseous hydrocarbon in a liquid state only by cooling the purge exhaust gas to a temperature near room temperature of about 10 to 30 ° C. If the detection time of breakthrough is wrong, gaseous hydrocarbons leak into the clean exhaust gas discharged from the adsorbent layer, and the object of the present invention is lost.

【0022】「吸着モデル」としては、種々提案されて
いるが、その中でも、 ・吸着剤の物性、即ち、“吸着等温曲線および吸着塔内
部の吸着圧力,真空ポンプの真空度,塔内ガス流速,吸
着剤層の高さ,パージ係数”を固定(frozen)し、そし
て、時々刻々に変化する“入口ガス流量と濃度”を変数
にして、切り換え時間か、若しくは、吸着剤層の出口濃
度(破過濃度)を仮定値としてチツプに入力して演算させ
る、いわゆる“Frozen Model”が著名である。本発明で
用いる「吸着モデル」としては、この“Frozen Model”
の利用が好ましいが、特にこれに限定するものではな
い。
Various "adsorption models" have been proposed. Among them, the physical properties of the adsorbent, that is, "adsorption isotherm curve and adsorption pressure inside the adsorption tower, vacuum degree of vacuum pump, gas flow rate in the tower" , The height of the adsorbent layer, the purge coefficient ”is fixed (Frozen), and the“ inlet gas flow rate and concentration ”that changes from moment to moment are used as variables to determine the switching time or the outlet concentration of the adsorbent layer ( A so-called “Frozen Model”, which is input to a chip as a hypothetical value as a hypothetical value and is operated, is famous. The “adsorption model” used in the present invention is a “Frozen Model”
Is preferred, but not particularly limited thereto.

【0023】本発明の第2の特徴点である「吸着装置が
破過する前に脱着に切り換える」点を必須の構成要件と
する理由は、前記本発明の第1の特徴点である“パージ
排ガス中の炭化水素濃度を高め、これを常温程度まで冷
却するだけで容易に炭化水素を液体として回収し、かつ
冷却処理後のパージ排ガスの処理を容易にする”ため
に、「未凝縮パージ排ガス(冷却処理後の未凝縮炭化水
素を含むパージ排ガス)の全量を、廃棄ガスを処理する
吸着装置に戻す」手段との関連による。つまり、吸着装
置に供給される廃棄ガスに上記未凝縮パージ排ガスを混
入することにより、吸着装置入口ガスの炭化水素濃度が
より一層変化し、この吸着装置内の吸着剤層中の炭化水
素濃度が刻々に変化することになり、そのため、破過す
る迄の時間を予め想定することが困難であるからであ
る。
The second characteristic feature of the present invention, namely, "switching to desorption before the adsorbing device breaks through" is an essential component, and the reason why the "purge" is the first feature feature of the present invention is as follows. To increase the concentration of hydrocarbons in the exhaust gas and cool it down to about room temperature, hydrocarbons can be easily recovered as a liquid, and the processing of the purged exhaust gas after cooling is facilitated. The entire amount of (purged exhaust gas containing uncondensed hydrocarbons after the cooling process) is returned to the adsorption device that processes the waste gas. That is, by mixing the uncondensed purge exhaust gas with the waste gas supplied to the adsorption device, the hydrocarbon concentration of the adsorption device inlet gas further changes, and the hydrocarbon concentration in the adsorbent layer in the adsorption device is reduced. Because it changes every moment, it is difficult to estimate in advance the time until breakthrough.

【0024】従って、本発明において、上記第1の特徴
点を必須構成とするためには、第2の特徴点である「吸
着装置が破過する前に脱着に切り換える」点を必須の構
成要件とする必要がある。もつとも、本発明は、従前か
ら行われている時間制御による切り換え手段を排除する
ものではない。何故ならば、吸着装置の入口ガス(廃棄
ガス+前記未凝縮パージ排ガス)中に含まれるガス状炭
化水素の濃度が時間の経過においてほぼ一定の場合は、
吸着装置の運転を開始して破過する迄を時間を予め求め
ておき、次回の吸着操作では、この時間を目安にして切
り換えることも便法の一つであるからである。
Therefore, in the present invention, in order to make the above-mentioned first feature point an essential component, the second feature point of “switching to desorption before the suction device breaks through” is an essential component. It is necessary to However, the present invention does not exclude the switching means based on time control that has been performed conventionally. If the concentration of gaseous hydrocarbons contained in the gas at the inlet of the adsorption device (waste gas + the uncondensed purge exhaust gas) is substantially constant over time,
This is because it is one of the convenient methods to determine in advance the time from the start of the operation of the suction device to the breakthrough, and to use the time as a guide in the next suction operation.

【0025】前述のように、入口ガスの流量と濃度とが
刻々変動する場合、前記した本発明の好ましい実施形態
によれば、吸着剤層に吸着されるガス状炭化水素の濃度
を破過寸前にまで自動的に高濃度に濃縮することがで
き、その結果として、パージ排ガスを常温付近に冷却す
るだけで、ガス状炭化水素を液体として凝縮し、取り出
すこと(回収すること)が可能になる。ただし、このよう
な利点がある反面、欠点としては、吸着に要する時間と
脱着に要する時間が交互に余りにも違い過ぎる場合、作
業を管理する者の立場からすれば、吸・脱着の切り換え
を自動化しないとすれば、必ずしも好ましいとは言い難
い。
As described above, when the flow rate and the concentration of the inlet gas fluctuate every moment, according to the preferred embodiment of the present invention, the concentration of the gaseous hydrocarbon adsorbed on the adsorbent layer is reduced to just before the breakthrough. Can be automatically concentrated to a high concentration.As a result, it is possible to condense and remove (collect) gaseous hydrocarbons as a liquid simply by cooling the purged exhaust gas to around room temperature. . However, despite these advantages, the disadvantage is that if the time required for adsorption and the time required for desorption are alternately too different, from the perspective of the person managing the work, the switching between adsorption and desorption is automated. If not, it is not always preferable.

【0026】ところで、適正な吸着剤が適正に充填され
ている場合には、吸着剤層の頂部付近では、吸着すべき
ガス状炭化水素の量が極端に少なくなつており、このた
めに発生する吸着熱量が極端に少なくなり、しかも、そ
れを上回る熱量が吸着装置から大気中に放散されるよう
になる。その結果、チツプに取り込むために頂上付近に
差し込んだ測定ポートからの信号、即ち、指示温度が停
止し、そのうちに次第に落ちてくる。この時点を見計ら
つて自動的に吸・脱着の切り換え弁(電磁弁)を切り換え
る手段を併用すれば、前述の欠点は解消でき、これも本
発明に包含されるものである。
When the appropriate adsorbent is properly filled, the amount of gaseous hydrocarbons to be adsorbed is extremely small near the top of the adsorbent layer. The amount of heat of adsorption is extremely reduced, and the amount of heat exceeding that amount is released from the adsorption device to the atmosphere. As a result, the signal from the measurement port inserted near the top to take in the chip, ie, the indicated temperature, stops and gradually falls. If the means for automatically switching the suction / removal switching valve (electromagnetic valve) at this time is used in combination, the above-mentioned disadvantage can be solved, and this is also included in the present invention.

【0027】「適正な吸着剤」とは、吸着孔径が或る大
きさにコントロールされ、局部的に吸着量にムラが生じ
難い、例えば合成ゼオライトのような吸着剤を指してい
る。そこで、本発明の好ましい実施形態の一例として
は、後に詳記するが、吸着剤層の頂部に合成ゼオライト
層を配することであり、そして、この合成ゼオライトか
らなる吸着剤層内に温度検知ポートを配設し、該温度検
知ポートからの温度がその上昇を停止した時点をもっ
て、自動的に電磁弁を切り換える手段を採用することで
ある。
The term "appropriate adsorbent" refers to an adsorbent such as synthetic zeolite in which the diameter of the adsorption hole is controlled to a certain size and the amount of adsorption is hardly locally localized. Therefore, as an example of a preferred embodiment of the present invention, as described later in detail, a synthetic zeolite layer is disposed on the top of the adsorbent layer, and a temperature detection port is provided in the adsorbent layer made of the synthetic zeolite. And means for automatically switching the solenoid valve when the temperature from the temperature detection port stops its rise.

【0028】本発明において使用する吸着剤としては、
素材が可燃性,不燃性を問わず、廃棄ガスと親和性のあ
る固体吸着剤であればいずれも使用可能であるが、廃棄
ガス中の炭化水素の濃度が2000ppm程度と希薄な
場合は、望ましくは、安価で入手が容易な粒状活性炭を
用いるのが望ましい。上記粒状活性炭以外に不燃性のシ
リカゲルを用いることができ、この場合、トリメチルク
ロロシラン等のシランカップリング剤で疎水化処理した
シリカゲル、或いは、高温で長時間処理して疎水性,親
油性を持たせたシリカゲルが好適である。
The adsorbent used in the present invention includes:
Regardless of whether the material is flammable or non-flammable, any solid adsorbent that is compatible with the waste gas can be used. However, if the concentration of hydrocarbons in the waste gas is as low as about 2000 ppm, it is desirable. It is desirable to use granular activated carbon which is inexpensive and easily available. Non-combustible silica gel other than the above-mentioned granular activated carbon can be used. In this case, silica gel hydrophobized with a silane coupling agent such as trimethylchlorosilane or treated at high temperature for a long time to impart hydrophobicity and lipophilicity. Silica gel is preferred.

【0029】ところで、吸着剤として用いられる活性
炭,合成ゼオライト,シリカゲル,活性アルミナ等の固
体吸着剤は、ガス状炭化水素と強い親和性を持つ一方、
断熱剤としても重用されているものである。また、合成
ゼオライトは別として、それ以外の吸着剤は、吸着孔径
の分布が広いため、吸着箇所の濃度が一様ではなく、ロ
ーカルヒーテイングを起こし易い。
Incidentally, solid adsorbents such as activated carbon, synthetic zeolite, silica gel and activated alumina used as adsorbents have strong affinity for gaseous hydrocarbons,
It is also heavily used as a heat insulator. In addition, apart from synthetic zeolite, other adsorbents have a wide distribution of adsorption pore diameters, so that the concentration at adsorption sites is not uniform, and local heating is likely to occur.

【0030】一般的に云つて、疎水性シリカゲルや粒状
活性炭の場合は、粒径や上昇温度にもよるが、約4イン
チ以上の厚みでは、吸着熱を冷却水層にまで短期間に移
動させることができないとされている。したがって、4
インチ以上の厚みでは、円周方向の熱移動にそれ程期待
できず、縦方向に流れるガスが持ち出す熱移動に頼るこ
とになる。このため、吸着装置内の温度分布に影響さ
れ、或る幅をもつ吸着帯層が均一に、かつ一様に吸着装
置出口に向かつて移動するかどうかが問題になる。即
ち、破過時点の濃度を吸着装置の出口で検知する場合は
問題にならないが、吸着剤層の中に埋め込んだ位置に配
した検知ポートの場合は問題になる。
Generally speaking, in the case of hydrophobic silica gel or granular activated carbon, depending on the particle size and temperature rise, if the thickness is about 4 inches or more, the heat of adsorption is transferred to the cooling water layer in a short time. It is said that it cannot be done. Therefore, 4
For thicknesses greater than an inch, heat transfer in the circumferential direction is not so much expected, but relies on heat transfer carried out by the gas flowing in the vertical direction. For this reason, there is a problem whether the adsorption layer having a certain width moves uniformly and uniformly toward the outlet of the adsorption device, affected by the temperature distribution in the adsorption device. That is, there is no problem when the concentration at the time of breakthrough is detected at the outlet of the adsorption device, but there is a problem when the detection port is disposed at a position embedded in the adsorbent layer.

【0031】これを避けるため、本発明の好ましい実施
形態としては、吸着剤層の最上段、即ち廃棄ガスの出口
に最も近い位置に合成ゼオライトを載せることである。
合成ゼオライトとしては、例えば「Y型ゼオライト“3
60HUD”」(東ソ−社製の製品名)が好ましい。その
理由は、このY型ゼオライトは、疎水性シリカゲルや粒
状活性炭と異なり、孔径が或る大きさに厳密にコントロ
ールされており、また、選択する素材によっては、廃棄
ガス中のガス状炭化水素の分子径のほぼ全部をカバーし
ている品種も市販されている。しかも、ガス状炭化水素
を吸着する割合は、重量比で15〜20%である。このた
め、この層を移動する或る巾を持つた吸着帯には、片寄
りが生じないからである。なお、本発明において、この
合成ゼオライトとしては、SiO2/Al2O3が20以上で、
約8Åの孔径をもつものが望ましい。
To avoid this, a preferred embodiment of the present invention is to place the synthetic zeolite at the top of the adsorbent layer, ie, at the position closest to the waste gas outlet.
As the synthetic zeolite, for example, “Y-type zeolite“ 3
60HUD "" (product name manufactured by Tosoh Corporation) is preferred. The reason is that, unlike hydrophobic silica gel and granular activated carbon, the Y-type zeolite has a strictly controlled pore size to a certain size, and, depending on the material selected, the generation of gaseous hydrocarbons in waste gas. Varieties covering almost the entire molecular diameter are also commercially available. Moreover, the ratio of adsorbing gaseous hydrocarbons is 15 to 20% by weight. For this reason, no offset occurs in the adsorption band having a certain width moving in this layer. In the present invention, the synthetic zeolite has an SiO 2 / Al 2 O 3 of 20 or more,
Those having a pore size of about 8 mm are desirable.

【0032】そして、本発明の好ましい実施形態として
は、データロガ信号として取り込む濃度並びに温度検知
用ポートは、上記合成ゼオライト層の中心部に配するの
が望ましい。このようにすれば、破過時点を検出する上
記手段に併せて、その部分の温度の指示(吸着熱による
温度の上昇を停止した時点の温度の指示)により、吸・
脱着の切り換えの目安にすることができる。
In a preferred embodiment of the present invention, it is desirable that the port for detecting the concentration and temperature taken in as a data logger signal be arranged at the center of the synthetic zeolite layer. In this case, in addition to the above-described means for detecting the breakthrough point, the temperature of the portion is indicated by the temperature instruction (the temperature instruction at the time when the temperature increase due to the heat of adsorption is stopped).
It can be used as a guide for switching between desorption.

【0033】また、本発明好ましい実施形態としては、
吸着剤層の温度と吸着された炭化水素濃度とを局所的に
均一化すべく、上記吸着剤層中で発生した吸着熱を横方
向に吸着剤層から速やかに移動させ、除去する手段とし
て、吸着剤層とこの吸着剤層を冷却するための冷却水層
とが、隣接して構成される2重円筒又は多重円筒型の吸
着塔を用いることが好ましい。そして、吸着剤層内に発
生する静電気が該層の中心部に集まる傾向を考慮して、
冷却を兼ねて静電気を逃がすために、金属製の円筒を中
心部に配した吸着塔が望ましい。
In a preferred embodiment of the present invention,
In order to locally homogenize the temperature of the adsorbent layer and the concentration of the adsorbed hydrocarbon, the heat of adsorption generated in the adsorbent layer is quickly moved laterally from the adsorbent layer to remove it. It is preferable to use a double-cylindrical or multi-cylindrical adsorption tower in which the agent layer and the cooling water layer for cooling the adsorbent layer are adjacent to each other. And, taking into account the tendency of static electricity generated in the adsorbent layer to gather at the center of the layer,
In order to release static electricity for cooling, an adsorption tower having a metal cylinder at the center is desirable.

【0034】本発明において、脱着時に使用する真空ポ
ンプとしては、完全ドライ型のものが望ましい。例え
ば、堀技研工業社製の「高真空(到達真空度7mmHg)で大
容量(50m3/分)の完全ドライ型の真空ポンプ」は、特
に好適である。液封式真空ポンプでは、そのシール液が
例えば水の場合、水の蒸気圧以上に真空度を下げること
ができず、商業的には約60mmHgが限度である。このため
に、ガスエジェクターの併用が必要とされる。
In the present invention, the vacuum pump used at the time of desorption is preferably a completely dry type. For example, a “high vacuum (final vacuum degree: 7 mmHg), large capacity (50 m 3 / min) completely dry type vacuum pump” manufactured by Hori Engineering Co., Ltd. is particularly suitable. In a liquid ring vacuum pump, when the sealing liquid is, for example, water, the degree of vacuum cannot be reduced to a value higher than the vapor pressure of water, and the limit is about 60 mmHg commercially. For this purpose, a combined use of a gas ejector is required.

【0035】また、シール液として、ガス状炭化水素と
親和性がなく、かつ蒸気圧が非常に低いエチレングライ
コールのような液体を使用した液封式真空ポンプでは、
このシール液がパ−ジ排ガス中に混入し、このパ−ジ排
ガス中の炭化水素とシール液とを分離させる際、界面に
おけるエマルジョンの生成が懸念される。その理由は、
分離したシール液は冷却して循環使用しなければならな
いからである。
In a liquid ring vacuum pump using a liquid such as ethylene glycol which has no affinity for gaseous hydrocarbons and has a very low vapor pressure as a sealing liquid,
When the seal liquid is mixed into the purge gas and the hydrocarbons in the purge gas are separated from the seal liquid, there is a concern that an emulsion may be formed at the interface. The reason is,
This is because the separated seal liquid must be cooled and circulated.

【0036】本発明において、真空ポンプを用いて脱着
する際に併用するパージガスとしては、吸着剤層から大
気中に排出されるクリーンなガスの一部を用いるのが好
ましいが、このパージガスを多く用いると、パージ排ガ
ス中のガス状炭化水素濃度が所定以上に希薄になり、常
温以下のかなり低い温度に冷却しななければ液化しない
という事態が生じる。即ち、このような希薄なガスは、
容易に露点(Dew Point)に達しないことが自明の事実で
あり、例えばn−ペンタンを12.95VOL%含むパージ排ガ
スを冷却して液化させようとした場合、パージ排ガス中
の該成分の露点は約−15℃であり、この温度以下でない
と、該成分は露を結ばない(凝縮しない)ということにな
る。(なお、凝縮する割合は、冷却温度に依存する。)
In the present invention, it is preferable to use a part of the clean gas discharged into the atmosphere from the adsorbent layer as the purge gas used when desorbing using a vacuum pump. As a result, the gaseous hydrocarbon concentration in the purge exhaust gas becomes leaner than a predetermined level, and liquefaction occurs unless the gas is cooled to a considerably low temperature of room temperature or lower. That is, such a rare gas is
It is self-evident that the dew point does not easily reach. For example, if the purge exhaust gas containing 12.95 VOL% of n-pentane is to be cooled and liquefied, the dew point of the component in the purge exhaust gas is about -15 ° C, and below this temperature, the component will not form dew (condensate). (The rate of condensation depends on the cooling temperature.)

【0037】この問題を解決する手段として、真空ポン
プの吐出ガスの圧力を常圧以上2気圧までに高めて吐出
せしめると共に、同質の炭化水素液体を別途に設けた容
器で蒸発させた後、この炭化水素ベ−パ−を脱着層に直
接連結する出口管に戻し、または、同質の液体炭化水素
を出口管に注入し、いわゆる置換パージを行うことによ
り解消することができる。このように、置換パージを行
うことによって、パージ排ガス中の炭化水素濃度を高
め、凝縮液化を促進する方法が既に提案されている。
As a means for solving this problem, the pressure of the gas discharged from the vacuum pump is increased from normal pressure to 2 atm and discharged, and the same hydrocarbon liquid is evaporated in a separately provided container. The problem can be solved by returning the hydrocarbon vapor to the outlet pipe directly connected to the desorption layer, or by injecting the same liquid hydrocarbon into the outlet pipe and performing a so-called displacement purge. As described above, a method of increasing the hydrocarbon concentration in the purge exhaust gas and promoting the condensation and liquefaction by performing the displacement purge has already been proposed.

【0038】上記既提案の方法において、パージ排ガス
の圧力を2気圧に高めると、前記したn−ペンタンを1
2.95VOL%含むパージ排ガスを例にとれば、該成分の濃
度が25VOL%に高められ、該成分の露点が約18℃にな
る。この18℃までのガス冷却は、極めて容易に達成でき
る温度水準である。しかし、この既提案の方法は、設備
的にも、また、シーケンスのシステムを構築するにして
も煩瑳であるという問題点を有している。
In the above-mentioned proposed method, when the pressure of the purge exhaust gas is increased to 2 atm, the above-mentioned n-pentane is reduced by one.
Taking a purge gas containing 2.95 VOL% as an example, the concentration of the component is increased to 25 VOL%, and the dew point of the component is about 18 ° C. This gas cooling to 18 ° C. is a temperature level which can be achieved very easily. However, this already proposed method has a problem that it is cumbersome in terms of equipment and construction of a sequence system.

【0039】ところで、吸着剤層にガス状炭化水素が濃
縮される程度は、理論的には、真空度が25mmHgの場合、
炭化水素だけが吸着されるのであれば“760/25”、す
なわち“約25倍”の濃さになるが、通常、多量の空気
が共存しており、そして、この空気中の窒素ガスや酸素
ガスの分子径は、炭化水素の分子径よりも極めて小さ
く、このため、窒素ガスや酸素ガスが炭化水素ガスに優
先して吸着されることになる。その結果として、入口の
炭化水素濃度の4倍の濃さにしか濃縮できないことが経
験的に知られるている。
By the way, the degree to which gaseous hydrocarbons are concentrated in the adsorbent layer is, theoretically, when the degree of vacuum is 25 mmHg.
If only hydrocarbons are adsorbed, the concentration will be "760/25", that is, "about 25 times", but usually a large amount of air coexists, and nitrogen gas and oxygen in this air The molecular diameter of the gas is much smaller than the molecular diameter of the hydrocarbon, so that nitrogen gas or oxygen gas is adsorbed preferentially to hydrocarbon gas. As a result, it is empirically known that the concentration can be reduced to only four times the hydrocarbon concentration at the inlet.

【0040】そこで、本発明者等は、処理すべき廃棄ガ
スに液状炭化水素を滴下すること(具体的には、処理す
べき廃棄ガスの導管に液状炭化水素をスプレーするこ
と)によって、吸着剤層をプレコートし、併せて未凝縮
のパージ排ガス(冷却処理後の未凝縮炭化水素を含むパ
ージ排ガス)の全量を絶えず吸着装置に戻すことによっ
て、順繰りに炭化水素の濃度を4の整数倍に濃くするこ
とができるという事実を見いだした。例えば、廃棄ガス
中の炭化水素濃度が最初2000ppmの場合は、吸着装置
での濃縮割合は8000ppm、次の循環で8000ppmが32
000ppm、即ち、3.2%と言う風に段々に濃縮される。
これは、吸着剤層を前記液状炭化水素や前記未凝縮炭化
水素でプレコートすることにより、本来優先的に吸着さ
れる空気中の窒素ガスや酸素ガスの吸着を妨げるためで
ある。
Therefore, the inventors of the present invention dropped the liquid hydrocarbon onto the waste gas to be treated (specifically, sprayed the liquid hydrocarbon on the conduit of the waste gas to be treated) to thereby form the adsorbent. By pre-coating the layer and continuously returning the entire amount of uncondensed purge exhaust gas (purged exhaust gas containing uncondensed hydrocarbons after cooling treatment) to the adsorption device, the concentration of hydrocarbons is successively increased to an integral multiple of 4 I found the fact that I could do that. For example, when the hydrocarbon concentration in the waste gas is initially 2000 ppm, the concentration ratio in the adsorption device is 8000 ppm, and 8000 ppm is 32 in the next circulation.
000 ppm, ie 3.2%.
This is because, by pre-coating the adsorbent layer with the liquid hydrocarbon or the uncondensed hydrocarbon, the adsorption of nitrogen gas or oxygen gas in air that is originally preferentially adsorbed is prevented.

【0041】また、本発明で使用する活性炭や合成ゼオ
ライト,疎水性シリカゲル等の固体吸着剤では、全く水
分を吸着しないという吸着剤ではなく、図4に示すよう
に、被吸着ガス中の水分の相対的濃度によって、吸水率
は大きく変化する。被吸着ガスが湿った空気の場合、関
係湿度が約40%以下では殆ど水分を吸着しないが、5
0%を超えると急激に水を吸着するようになる(図4参
照)。なお、図4は、活性炭の水分吸着等温線を示した
が、他の疎水性の吸着剤についても同様なことが言え
る。
Further, the solid adsorbent such as activated carbon, synthetic zeolite, and hydrophobic silica gel used in the present invention is not an adsorbent that does not adsorb moisture at all, but as shown in FIG. The water absorption varies greatly depending on the relative concentration. When the gas to be adsorbed is moist air, almost no moisture is adsorbed when the relative humidity is about 40% or less,
If it exceeds 0%, water will be rapidly adsorbed (see FIG. 4). Although FIG. 4 shows the water adsorption isotherm of activated carbon, the same can be said for other hydrophobic adsorbents.

【0042】上述のような現象が実用上問題になるケー
スは、被吸着ガス中に炭化水素ガスと水分とが共存する
場合であって、該ガス中の水分の相対濃度が40%を超
える場合、吸着剤層の中では、炭化水素と水との間で
“共吸着現象”が生ずる。
The case where the above-mentioned phenomenon becomes a practical problem is a case where a hydrocarbon gas and moisture coexist in the gas to be adsorbed, and the relative concentration of the moisture in the gas exceeds 40%. In the adsorbent layer, a "co-adsorption phenomenon" occurs between hydrocarbons and water.

【0043】本発明を実施する場合の具体例として、特
に被吸着ガス中の炭化水素濃度が約5000ppm以下
と希薄な場合、相対的に水分濃度(関係湿度)が高くな
り、この“共吸着現象”が起き易い。この“共吸着現
象”は、前記した「プレコート」と密接な関係があり、
プレコートされる成分が炭化水素ガスではなく水分であ
る場合、炭化水素ガスの吸着が著しく阻害されると言う
ことである。しかも、脱着時には先に押し出されて(パ
ージガスを併用する真空ポンプの吸引による)、取り出
した液体成分中に多量の水が含まれる結果になる。
As a specific example of the embodiment of the present invention, particularly when the hydrocarbon concentration in the gas to be adsorbed is as low as about 5000 ppm or less, the water concentration (related humidity) becomes relatively high. "Is easy to occur. This “co-adsorption phenomenon” is closely related to the “precoat” described above,
If the component to be precoated is water instead of hydrocarbon gas, the adsorption of hydrocarbon gas is significantly inhibited. Moreover, at the time of desorption, it is pushed out first (by suction of a vacuum pump using a purge gas together), resulting in a large amount of water contained in the liquid component taken out.

【0044】しかしながら、吸着時に炭化水素ガスの吸
着が阻害されることの方が問題であって、本発明者が行
つた実験例では、約3000ppmの希薄な酢酸エチル
を疎水性シリカゲルに吸着させ、脱着後のパージ排ガス
を全量吸着塔入口に戻す操作を繰り返しても、出口濃度
が1500ppm以下にならなかつた。(この値は、1
00ppm以下の期待値に対して殆ど吸着されなかった
と言って過言ではない。この事実は、吸着塔の中に酢酸
エチルが濃縮されず、素通りした結果に外ならない。)
However, the problem is that the adsorption of hydrocarbon gas is hindered during the adsorption, and in the experimental example conducted by the present inventors, about 3000 ppm of dilute ethyl acetate was adsorbed on hydrophobic silica gel. Even when the operation of returning the entire amount of the purged exhaust gas after desorption to the inlet of the adsorption tower was repeated, the outlet concentration did not become 1500 ppm or less. (This value is 1
It is no exaggeration to say that almost no adsorption was observed for the expected value of 00 ppm or less. This fact does not detract from the fact that ethyl acetate is not concentrated in the adsorption tower and passed through. )

【0045】このような“共吸着現象”を回避する手段
としては、次の(1)〜(3)の方法が考えられる。 (1) 吸着水分によって破過した吸着剤を所望の操作圧力
(真空状態)下で、時間をかけて充分に脱着,再生させた
後、正常な吸脱着操作を行わしめる方法。(この際、脱
着されずに残つた水分は「プレコート剤」とみなすこと
が出来る。) (2) 水と親和性があって、且つ、沸点が水より高い炭化
水素、例えばエチレングリコールのような物質を、吸着
操作に先き立って「プレコート剤」として使用する方
法。 (3) 低濃度の炭化水素を含み且つ高湿度の被吸着ガスを
吸着させる前に、予め高濃度の炭化水素を吸着させる方
法。(この高濃度の炭化水素は、同様に「プレコート
剤」として使用するものである。)
As means for avoiding such "co-adsorption phenomenon", the following methods (1) to (3) can be considered. (1) The adsorbent that has passed through the adsorbed moisture
(Vacuum state) A method of performing normal adsorption and desorption operations after sufficient desorption and regeneration over time. (At this time, the water remaining without being desorbed can be regarded as a “precoat agent”.) (2) Hydrocarbons having an affinity for water and having a higher boiling point than water, such as ethylene glycol A method in which a substance is used as a "precoat agent" prior to an adsorption operation. (3) A method of pre-adsorbing a high-concentration hydrocarbon before adsorbing a high-humidity gas to be adsorbed that contains a low-concentration hydrocarbon. (This high concentration of hydrocarbons is also used as a "precoat agent".)

【0046】以上の三つの方法が考えられるが、そのう
ち、前記(1)及び(2)の方法によれば、大気に排出するガ
ス中の炭化水素を約100ppm以下に抑制することが
できても、被吸着成分の回収には難点がある。但し、ベ
ンゼンやトルエンのような芳香族化合物に対しては、不
溶であるために回収液体とは混和せず、有効なプレコー
ト手段になる。
The above three methods can be considered. Among them, according to the methods (1) and (2), even if the amount of hydrocarbons in the gas discharged to the atmosphere can be suppressed to about 100 ppm or less. However, there are difficulties in recovering the components to be adsorbed. However, since it is insoluble in aromatic compounds such as benzene and toluene, it does not mix with the recovered liquid, thus providing an effective precoat means.

【0047】そして、本発明では、特に限定するもので
はないが、前記(2)の方法のように、水と親和性があっ
て沸点が水より高い炭化水素のような物質を「プレコー
ト剤」として使用するのが好ましい。このように、プレ
コート剤が水系であることは、懸念される疎水性シリカ
ゲルの帯電による火花の発生に対して有効であるのみな
らず、プレコート剤の重合に起因する吸着剤の劣化の対
策にも寄与する効果が得られる。
In the present invention, a substance such as a hydrocarbon having an affinity for water and having a higher boiling point than water is used as a “precoat agent” as in the method (2), although not particularly limited. It is preferred to use As described above, the fact that the precoat agent is water-based is effective not only for the generation of sparks due to the concern about the charging of the hydrophobic silica gel, but also as a measure against the deterioration of the adsorbent due to the polymerization of the precoat agent. A contributing effect is obtained.

【0048】以上の理由から、本発明では、前記“共吸
着現象”を回避するため、前記(1)〜(3)の方法のいずれ
の方法も包含するものであり、これら(1)〜(3)の方法を
適宜選択して、または、併用して実施することができ
る。
For the above reasons, the present invention includes any of the above methods (1) to (3) in order to avoid the above “co-adsorption phenomenon”. The method of 3) can be carried out by appropriately selecting or using together.

【0049】ところで、吸着装置内の炭化水素濃度が濃
いということは、ひいては、パージ排ガス中の炭化水素
濃度が濃くなることであり、その結果、パージ排ガス中
の炭化水素の凝縮に好ましい結果をもたらす。つまり、
常温付近まで冷却することで容易に液化するという効果
をもたらす。但し、この手段を運転開始時に限つて行う
場合は別として、継続して行う場合には、刻々と入口濃
度やガス量(注)が変動するので、破過濃度を事前に検知
するか、または、前述の合成ゼオライトを吸着装置の最
上段に配し、そのほぼ中心部の温度上昇が停止したこと
を確認して、操作することが不可欠な要件になる。 (注):吸着装置に供給する廃棄ガス中の炭化水素濃度と
前記パージ排ガス中の未凝縮炭化水素濃度の合計の炭化
水素濃度,廃棄ガスとパージ排ガスの合計のガス量
The fact that the concentration of hydrocarbons in the adsorption device is high means that the concentration of hydrocarbons in the purge exhaust gas is high, which results in a favorable result for the condensation of hydrocarbons in the purge exhaust gas. . That is,
Cooling to around room temperature brings about the effect of easy liquefaction. However, apart from the case where this means is performed only at the start of operation, if it is performed continuously, since the inlet concentration and gas amount (note) fluctuate every moment, the breakthrough concentration is detected in advance, or It is an essential requirement that the above-mentioned synthetic zeolite is arranged at the uppermost stage of the adsorption apparatus, and that the operation is performed after confirming that the temperature rise in the substantially central portion has stopped. (Note): Total hydrocarbon concentration of hydrocarbon concentration in waste gas supplied to adsorption device and concentration of uncondensed hydrocarbon in the purge exhaust gas, total gas amount of waste gas and purge exhaust gas

【0050】そこで、簡便なより好ましい方法として、
本発明者等は、パージ排ガスを冷却することによって得
た液体炭化水素を系外に取り出す前に、これをパージ排
ガスの冷却器に再度還流させて、元のガスと向流接触さ
せ、さきに凝縮した比較的に重い液にパージ排ガス中の
凝縮しにくい軽質成分を吸収させ、液化を促進させる方
法を開発した。
Therefore, as a simpler and more preferable method,
Before taking out the liquid hydrocarbon obtained by cooling the purge exhaust gas to the outside of the system, the present inventors refluxed it again to the cooler of the purge exhaust gas, brought it into countercurrent contact with the original gas, and A method was developed to promote the liquefaction by absorbing light components that are hardly condensed in the purged exhaust gas into the relatively heavy condensed liquid.

【0051】また、本発明者等は、本発明で提案した装
置をシステムとして一体化し、スキツドに載せられるよ
うな可搬性をもたせた装置にするべく鋭意研究の結果、
本発明に至つたものである。即ち、本発明者等が以前に
出願した特願平7−270754号や特願平8−86878号明細書
に開示したアダプター方式や置換パージ方式によるので
はなく、また、パージ排ガスのガス状炭化水素を回収す
るに当たって、同質の炭化水素液体で洗浄する方法を用
いることなく、単にパージ排ガスを常温付近の温度に冷
却するだけで、該ガスからガス状炭化水素を液状で回収
する手段を提供したものであり、これによって、可搬性
をもたせた装置とすることができるものである。
The present inventors have conducted intensive studies to integrate the device proposed in the present invention as a system and to make the device portable so that it can be mounted on a skid.
This has led to the present invention. That is, instead of using the adapter method or the displacement purging method disclosed in Japanese Patent Application Nos. 7-270754 and 8-86878 filed by the present inventors, gaseous carbonization of purge exhaust gas is performed. In recovering hydrogen, a means for recovering gaseous hydrocarbons from the gas in a liquid state by simply cooling the purged exhaust gas to a temperature near normal temperature without using a method of washing with a homogeneous hydrocarbon liquid was provided. This makes it possible to provide a portable device.

【0052】以上、本発明の実施の形態についてそれぞ
れ具体的に記述したが、これらをまとめて、本発明の好
ましい実施態様を挙げれば、固体吸着剤を充填し、吸着
と脱着を交互に行う吸着装置を用いて、 ・一方の側の吸着装置に希薄なガス状炭化水素を含む廃
棄ガスを通過せしめて吸着剤層にガス状炭化水素を吸着
させ、実質的にガス状炭化水素を含まないクリーンな廃
棄ガスを大気中に放出し、 ・吸着・脱着の切り換え時点は、吸着装置が破過する前
に行い、この際、破過の検知手段としては、 ・パソコンに取り込んだ運転数値のシミュレーションの
結果に併せて、吸着剤層の頂部付近(合成ゼオライトか
らなる吸着剤層)に配した温度計の指示が停止した時点
をもつて電磁弁を切り換え、 ・脱着時には、パージガスを併用しながら真空ポンプ
(完全ドライ型の真空ポンプ)を用いて吸引し、吸引さ
れたパージ排ガスを常温付近の温度に冷却して、ガス状
炭化水素を凝縮液化せしめ、 ・未凝縮ガスの全量を吸着装置の入口に戻して吸着装置
内の炭化水素濃度を高め、また、必要に応じ処理すべき
廃棄ガス中に少量の液体炭化水素を滴下、ないしは、噴
霧し、廃棄ガス中の炭化水素濃度を濃くせしめると共に
前記吸着剤層を炭化水素でプレコートし、 ・液化した炭化水素を再度パージ排ガスの冷却器に還流
してガスと向流接触させて非凝縮ガスの吸収を行はせる
ことにより、パージ排ガスの凝縮液化の効果を高める、
方法である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the preferred embodiments of the present invention will be summarized. In this case, the solid adsorbent is filled and the adsorption and desorption are alternately performed. Using a device, ・ Clean gas substantially free of gaseous hydrocarbons by passing waste gas containing dilute gaseous hydrocarbons through the adsorber on one side to adsorb gaseous hydrocarbons on the adsorbent layer. The waste gas is released into the atmosphere. ・ The point of switching between adsorption and desorption is performed before the adsorber breaks through. At this time, the means for detecting the breakthrough include: ・ Simulation of operating numerical values taken into the personal computer. In accordance with the result, the solenoid valve is switched when the indication of the thermometer arranged near the top of the adsorbent layer (the adsorbent layer made of synthetic zeolite) is stopped. Suction is performed using a pump (completely dry vacuum pump), and the sucked purge exhaust gas is cooled to a temperature around room temperature to condense and liquefy gaseous hydrocarbons. To increase the hydrocarbon concentration in the adsorption device, and if necessary, a small amount of liquid hydrocarbon is dropped or sprayed into the waste gas to be treated, thereby increasing the hydrocarbon concentration in the waste gas and The adsorbent layer is pre-coated with hydrocarbons. ・ Condensation and liquefaction of purged exhaust gas by returning non-condensed gas by returning the liquefied hydrocarbon to the cooler of the purged exhaust gas and bringing it into countercurrent contact with the gas. Enhance the effect of
Is the way.

【0053】本発明に係る実施の形態は、以上に詳述し
たとおりであるが、なお、本発明に係る方法は、公知の
PSA法やPTSA法を適用することができ、その他V
SA法,VTSA法などにも適用することができ、これ
らの適用も本発明に包含されるものである。また、本発
明は、ガス状炭化水素を含む廃棄ガスから炭化水素を液
状にて回収する方法を提供したものであり、塗装時に発
生する希薄な多成分系のガスに限らず、ベンゼンやトル
エン、トリクロロエチレン、メチルエチルケトンのよう
な単一成分の希薄なガスに対しても広く適用されるもの
である。
Although the embodiment according to the present invention is as described in detail above, the method according to the present invention can employ a known PSA method or PTSA method.
The present invention can be applied to the SA method, the VTSA method, and the like, and these applications are also included in the present invention. The present invention also provides a method of recovering hydrocarbons from waste gas containing gaseous hydrocarbons in a liquid state, and is not limited to dilute multi-component gases generated at the time of coating, such as benzene and toluene. It is widely applied to single-component lean gases such as trichloroethylene and methyl ethyl ketone.

【0054】[0054]

【実施例】次に、本発明の一実施例について、図1〜図
3に基づいて説明する。なお、図1は、本発明の一実施
例である希薄なガス状炭化水素を含む廃棄ガスの処理・
回収方法のフローシートを示す図であり、図2は、図1
に示すフローシートにおける「運転状況を把握し制御す
るための制御盤」を示す図である。また、図3は、図1
に示すフローシートにおいて使用した吸着塔の構造の一
例を示す縦断面図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing the processing and processing of waste gas containing a dilute gaseous hydrocarbon according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a flow sheet of a recovery method, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a “control panel for grasping and controlling the operating state” in the flow sheet shown in FIG. FIG. 3 is similar to FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of the structure of an adsorption tower used in the flow sheet shown in FIG.

【0055】本実施例では、図3に示すように、冷却水
5が循環する内筒4a(4b)及びその外側に吸着剤層3
a(3b)を充填した外筒2a(2b)の二重円筒で構成さ
れる吸着塔1a(1b)を用いた。なお、内筒4a(4b)
を流れる冷却水5は、乱流にして吸着剤層3a(3b)を
流れる廃棄ガスと向流に流すようにした。また、吸着剤
として粒状活性炭(武田薬品工業社製の“粒状白鷺一
号”)及びY型合成ゼオライト(東ソ−社製の“360 HU
D”)を用いた。そして、図3に示すように、粒状活性炭
3-1a(3-1b)の上部にY型合成ゼオライト3-2a(3-
2b)を吸着塔1a(1b)に充填し、吸着剤層3a(3b)
として実施に供した。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the inner cylinder 4a (4b) through which the cooling water 5 circulates and the adsorbent layer 3
An adsorption tower 1a (1b) composed of a double cylinder of an outer cylinder 2a (2b) filled with a (3b) was used. The inner cylinder 4a (4b)
Of the cooling water 5 flowing through the adsorbent layer 3a (3b) is made to flow in a countercurrent to the waste gas flowing through the adsorbent layer 3a (3b). As the adsorbent, granular activated carbon ("Granular Shirasagi No. 1" manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) and Y-type synthetic zeolite ("360 HU" manufactured by Tosoh Corporation)
D ″) was used. As shown in FIG. 3, a Y-type synthetic zeolite 3-2a (3-b) was placed on top of the granular activated carbon 3-1a (3-1b).
2b) is packed in the adsorption tower 1a (1b), and the adsorbent layer 3a (3b)
It was provided for implementation.

【0056】以下、本実施例を図1に基づいて詳細に説
明すると、廃棄ガス発生源(図示せず)から発生した廃棄
ガス(約2,000ppmのベンゼンを含む廃棄ガス)をブロ
アー(図示せず)または自圧で廃棄ガス送気管11より吸
着塔1aに送気する。吸着工程を終えた処理済み廃棄ガ
スは、吸着塔1a(脱着工程に切り換えた後は吸着塔1
b)の頂部から、排出管12を介して、20ppm以下
のベンゼンベーパーを含む空気(クリーンなガス)として
大気中に放出する。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 1. A waste gas (a waste gas containing about 2,000 ppm of benzene) generated from a waste gas generation source (not shown) is blower (not shown). ) Or the gas is sent to the adsorption tower 1a from the waste gas air pipe 11 at its own pressure. The treated waste gas that has completed the adsorption step is supplied to the adsorption tower 1a (after switching to the desorption step, the adsorption
From the top of b), the air is discharged into the atmosphere via the discharge pipe 12 as air (clean gas) containing 20 ppm or less of benzene vapor.

【0057】また、吸着塔1a,1bは、上記の吸着工
程と後記する脱着工程とを交互に切り換えながら運転す
るが、この切り換え時点は、吸着塔1a,1b内の吸着
剤層が破過する前に行い、そして、図1に示す弁(ホ),
(ホ)を自動的に開閉することにより行う。即ち、吸・脱
着の切り換え用弁(ホ),(ホ)の開閉は、 ・吸着塔1a,1bの「入口ガス流量」“I”と「入口
ガス濃度」“J”とを図2に示すメモリー21に読み込
ませ、予めメモリー(吸着モデル)23に記入した吸着モ
デルのCPU(演算)22による演算結果を示す“破過予
想時間”と、 ・吸着剤層の上部に配した温度検知ボ−ド(図示せず)に
よって、Y型合成ゼオライト3-2a(3-2b)[前掲の図
3参照]から取りだした吸着剤層内の「温度」“F”,
“G”がその上昇を停止した時点と、 を併用して自動的に切り換える。
The adsorption towers 1a and 1b are operated while alternately switching between the adsorption step and the desorption step described later. At the time of this switching, the adsorbent layers in the adsorption towers 1a and 1b break through. Before, and the valve (e) shown in FIG.
This is done by automatically opening and closing (e). That is, the valves (e) and (e) for switching between suction and desorption are opened and closed. The "inlet gas flow rate""I" and the "inlet gas concentration""J" of the adsorption towers 1a and 1b are shown in FIG. "Estimated breakthrough time" indicating the result of calculation by the CPU (calculation) 22 of the adsorption model read in the memory 21 and previously written in the memory (adsorption model) 23; and a temperature detection button disposed above the adsorbent layer. (Not shown), the "temperature""F" in the adsorbent layer taken out of the Y-type synthetic zeolite 3-2a (3-2b) [see FIG.
When “G” stops its rise, it is automatically switched using together.

【0058】一方、吸着工程を終えた後の吸着塔1a
(脱着工程に切り換えた後は吸着塔1b)には、パージ
用ガス送気管13を介して、パージ用ガスを吸着塔1a
(脱着に切り換えた塔)に送気し、併せて完全ドライ型
真空ポンプ14(堀技研工業社製“揺動式”)を用い
て、吸引することにより脱着させる。本実施例では、パ
ージ用ガスとして、吸着運転時に頂部から排出されるク
リーンなガスの一部を使用し、そして、完全ドライ型真
空ポンプ14は約25Torrで運転した。
On the other hand, the adsorption tower 1a after the completion of the adsorption step
(After switching to the desorption step, the adsorption tower 1b), the purge gas is supplied to the adsorption tower 1a via the purge gas air pipe 13.
(Tower which has been switched to desorption), and is also desorbed by suction using a completely dry vacuum pump 14 (“oscillating type” manufactured by Hori Giken Kogyo Co., Ltd.). In this embodiment, a part of the clean gas discharged from the top during the adsorption operation was used as the purge gas, and the completely dry vacuum pump 14 was operated at about 25 Torr.

【0059】パージ排ガスは、パージ排ガス送気管15
から完全ドライ型真空ポンプ14を経て、気液分離器1
6に送気される。気液分離器16は、内部に配した冷却
水用蛇管16a内を流れる水(10〜35℃の水)によつて冷
却される。この際、ベンゼンベーパーは、気液分離器1
6の下部に連結した回収器17内に凝縮液化し、未凝縮
ガスと分けられる。凝縮液化したベンゼンは、ベンゼン
送液管18を経て元の気液分離器16に戻し、ここで未
凝縮パージ排ガスと向流接触させた後、回収器17に溜
まる。溜まったベンゼンは、回収器17の液面をレベル
コントロールすることにより、ポンプPで系外に取り出
す。
The purge exhaust gas is supplied to the purge exhaust gas supply pipe 15.
From the gas-liquid separator 1 through a completely dry vacuum pump 14
Air is sent to 6. The gas-liquid separator 16 is cooled by water (10-35 ° C. water) flowing in a cooling water flexible tube 16a provided therein. At this time, the benzene vapor is supplied to the gas-liquid separator 1
The condensed liquid is condensed and liquefied in the recovery unit 17 connected to the lower part of the tube 6, and is separated from uncondensed gas. The condensed and liquefied benzene is returned to the original gas-liquid separator 16 via the benzene feed pipe 18, where it is brought into countercurrent contact with the uncondensed purge exhaust gas, and then accumulates in the recovery unit 17. The accumulated benzene is taken out of the system by the pump P by controlling the level of the liquid in the recovery unit 17.

【0060】この回収器17で凝縮しなかった排気ガス
には、ベンゼンベーパーが残存するので、その全量を、
リターンガス送気管19を介して、再度廃棄ガス送気管
11に戻し、廃棄ガスと一緒にして吸着処理を行う。こ
のように、冷却処理後のパージ排ガスには、高濃度の残
存ベンゼンが含まれており、この全量を吸着塔に繰り返
し戻すことによって、吸着塔内のベンゼン濃度が益々濃
くなる。そして、前記手段を用いて、この吸着塔内の吸
着剤層が破過する時点を予測して弁(ホ)の切り換え時期
を設定し、脱着操作に自動的に切り換える。
Since benzene vapor remains in the exhaust gas not condensed in the recovery unit 17, the entire amount thereof is
The waste gas is returned to the waste gas supply pipe 11 again via the return gas supply pipe 19, and the adsorption process is performed together with the waste gas. As described above, the purge exhaust gas after the cooling treatment contains a high concentration of residual benzene, and the benzene concentration in the adsorption tower is further increased by repeatedly returning the entire amount to the adsorption tower. Then, by using the above-mentioned means, the time when the adsorbent layer in the adsorption tower breaks through is predicted, the switching time of the valve (e) is set, and the operation is automatically switched to the desorption operation.

【0061】なお、図1中に示したA〜Jは、運転状況
を把握するために設けた計器の位置を示したものであ
り、一方、(イ)〜(ト)は、運転制御のために設けた弁の
位置を示したものである。また、図2は、図1に示した
フローにおいて、運転状況を把握し制御するための制御
盤20を示したものであり、メモリ21,メモリ(吸着
モデル)23およびCPU(演算)22から構成されてい
るものである。なお、図2において、メモリ21に読み
込ませるデ−タ信号として、吸・脱着切り換え時に必要
なものだけを“X”として挙げた。(その他のデ−タ信
号の読み込みを省略した。)
A to J shown in FIG. 1 indicate the positions of instruments provided for grasping the operation status, while (A) to (G) indicate the operation control. 2 shows the position of the valve provided in the first embodiment. FIG. 2 shows a control panel 20 for grasping and controlling the operating state in the flow shown in FIG. 1 and comprises a memory 21, a memory (suction model) 23 and a CPU (calculation) 22. Is what is being done. In FIG. 2, only data necessary for switching between absorption and desorption are shown as "X" as data signals to be read into the memory 21. (Reading of other data signals was omitted.)

【0062】本実施例では、前記したように、吸着・脱
着の切り換えを吸着塔が破過する前にデータロガ信号で
検知して行うため、ガス状炭化水素が希薄な場合は、そ
の濃度を吸着塔で数倍に濃縮することができ、且つ吸着
剤層の発熱を除去する冷却手段を工夫したことにより
(前掲の図3参照)、局部加熱が避けられており、運転期
間中の吸着剤層の温度はほぼ常温であつた。また、排出
管12から大気中に放出されるガス中のベンゼン濃度
は、実質的に20ppm以下であつた。
In the present embodiment, as described above, the switching between adsorption and desorption is performed by detecting the data logger signal before the adsorption tower breaks through. By devising a cooling means that can concentrate several times in the tower and remove heat generated in the adsorbent layer
(Refer to FIG. 3 described above), local heating was avoided, and the temperature of the adsorbent layer during the operation period was almost room temperature. Further, the concentration of benzene in the gas released into the atmosphere from the discharge pipe 12 was substantially 20 ppm or less.

【0063】以上、本発明の実施例として、前掲の図3
に示した2重円筒の吸着塔1a,1bを用いたが、本発
明は、このような2重円筒に限定されるものではなく、
例えば吸着剤を内筒に充填し、その外側に吸着剤層を冷
却するための水を循環するようにした二重円筒、また
は、多重円筒型の吸着塔を用いることもできる。その他
の要件についても、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、前記した本発明の要旨の範囲内で種々の
態様が可能である。
As described above, the embodiment of the present invention is shown in FIG.
Are used, the present invention is not limited to such a double cylinder, but the present invention is not limited to such a double cylinder.
For example, it is also possible to use a double-cylinder or multi-cylindrical adsorption tower in which an adsorbent is filled in an inner cylinder and water for cooling the adsorbent layer is circulated outside the inner cylinder. With respect to other requirements, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various embodiments are possible within the scope of the present invention.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、 ・冷却処理後の未凝縮炭化水素を含むパージ排ガスの全
量を、廃棄ガスを通過せしめる吸着装置に戻し、該吸着
剤層内の炭化水素濃度を高め(第1の特徴点)、 ・この吸着剤層が破過する前に脱着に切り換える(第2
の特徴点)、ことを特徴とし、これによって、廃棄ガス
から安全に、しかも容易に、かつ効率よく炭化水素を液
状で回収すると共に、処理後に、大気中に放出するガス
中の残存炭化水素濃度を100ppm以下、特に「20pp
m以下」にすることができる。
According to the present invention, as described in detail above, the whole amount of the purge exhaust gas containing uncondensed hydrocarbons after the cooling treatment is returned to the adsorber through which the waste gas is passed, and the hydrocarbons in the adsorbent layer are returned. Increase the concentration (first feature point) ・ Switch to desorption before this adsorbent layer breaks through (second feature point)
This feature allows safe, easy, and efficient recovery of hydrocarbons from waste gas in liquid form, and the concentration of residual hydrocarbons in the gas released into the atmosphere after treatment. 100 ppm or less, especially "20pp
m or less. "

【0065】従って、本発明によれば、大気汚染物質で
あるガス状炭化水素の除去処理において、大気汚染防止
法の改正で定められた(平成9年2月6日に官報告示)ベン
ゼン濃度の排出基準「30ppm以下」を完全にクリヤ
ーできるのみならず、更にこの数値が半分以下の厳しさ
になつても充分対応できるものである。また、本発明
は、本発明に係る方法を装置化する際、システムを一体
化してスキツドに載せられるように、可搬可能なように
成し得るものである。
Therefore, according to the present invention, in the removal treatment of gaseous hydrocarbons, which are air pollutants, the benzene concentration specified in the Amendment of the Air Pollution Control Law (publicly announced on February 6, 1997). Not only can the emission standard "30 ppm or less" be completely cleared, but it is also possible to sufficiently cope with the case where the numerical value is less than half as severe. Also, the present invention can be made portable so that the system can be integrated and mounted on a skid when the method according to the present invention is implemented as an apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である希薄なガス状炭化水素
を含む廃棄ガスの処理・回収方法のフローシートを示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a flow sheet of a method for treating and recovering waste gas containing dilute gaseous hydrocarbons according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すフローシートにおける「運転状況を
把握し制御するための制御盤」を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a “control panel for grasping and controlling an operating state” in the flow sheet shown in FIG. 1;

【図3】図1に示すフローシートにおいて使用した吸着
塔の構造の一例を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a structure of an adsorption tower used in the flow sheet shown in FIG.

【図4】「活性炭の水分吸着等温線」を示す図である。FIG. 4 is a graph showing “water adsorption isotherm of activated carbon”.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b 吸着塔 2a,2b 外筒 3a,3b 吸着剤層 3-1a,3-1b 活性炭 3-2a,3-2b Y型合成ゼオライト 4a,4b 内筒 5 冷却水 10 廃棄ガス発生源 11 廃棄ガス送気管 12 排出管 13 パージ用ガス送気管 14 完全ドライ型真空ポンプ 15 パージ排ガス送気管 16 気液分離器 16a 冷却水用蛇管 17 回収器 18 ベンゼン送液管 19 リターンガス送気管 20 制御盤 21 メモリ 22 CPU(演算) 23 メモリ(吸着モデル) 1a, 1b Adsorption tower 2a, 2b Outer cylinder 3a, 3b Adsorbent layer 3-1a, 3-1b Activated carbon 3-2a, 3-2b Y-type synthetic zeolite 4a, 4b Inner cylinder 5 Cooling water 10 Waste gas generation source 11 Disposal Gas supply pipe 12 Discharge pipe 13 Purging gas supply pipe 14 Completely dry vacuum pump 15 Purged exhaust gas supply pipe 16 Gas-liquid separator 16a Cooling water serpentine pipe 17 Recovery unit 18 Benzene supply pipe 19 Return gas supply pipe 20 Control panel 21 Memory 22 CPU (calculation) 23 Memory (suction model)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10G 5/02 B01D 53/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C10G 5/02 B01D 53/34

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 吸着と脱着を交互に行う“吸着剤層を有
する吸着装置”を用い、一方の側の吸着装置にガス状炭
化水素を含む廃棄ガスを通過せしめ、該吸着装置内の吸
着剤層にガス状炭化水素を吸着させ、実質的にガス状炭
化水素を含まない廃棄ガスを大気中に放出し、その間
に、他方の側の吸着装置を脱着に切り換え、該吸着装置
内の吸着剤層に吸着したガス状炭化水素を、パージガス
を併用しながら、真空ポンプで吸引して離脱せしめ、こ
の離脱したパージ排ガスを冷却処理し、ガス状炭化水素
を液体として回収する方法において、前記冷却処理後の
未凝縮炭化水素を含むパージ排ガスの全量を、前記廃棄
ガスを通過せしめる吸着装置に戻し、該吸着剤層内の炭
化水素濃度を高め、この吸着剤層が破過する前に脱着に
切り換えることを特徴とするガス状炭化水素を含む廃棄
ガスから炭化水素を液状で回収する方法。
1. An adsorber having an adsorbent layer that alternately performs adsorption and desorption is used, and waste gas containing gaseous hydrocarbons is passed through one adsorber, and the adsorbent in the adsorber is removed. The bed adsorbs gaseous hydrocarbons and releases waste gas substantially free of gaseous hydrocarbons into the atmosphere, during which time the adsorber on the other side is switched to desorption and the adsorbent in the adsorber The method of recovering gaseous hydrocarbons adsorbed on a layer by suctioning with a vacuum pump while using a purge gas together with a purge gas, cooling the separated purged exhaust gas, and recovering gaseous hydrocarbons as a liquid. The entire amount of the purged exhaust gas containing the uncondensed hydrocarbons is returned to the adsorption device that allows the waste gas to pass therethrough, the hydrocarbon concentration in the adsorbent layer is increased, and the desorption is switched before the adsorbent layer breaks through. Features Of recovering hydrocarbons in liquid form from waste gas containing gaseous hydrocarbons.
【請求項2】 前記“吸着剤層を有する吸着装置”が、
該吸着剤層の頂部に合成ゼオライト層を配することを特
徴とする請求項1に記載のガス状炭化水素を含む廃棄ガ
スから炭化水素を液状で回収する方法。
2. The method according to claim 1, wherein the “adsorption device having an adsorbent layer” is
The method for recovering hydrocarbons from a waste gas containing gaseous hydrocarbons according to claim 1, wherein a synthetic zeolite layer is disposed on top of the adsorbent layer.
【請求項3】 前記吸着剤層が破過する前に脱着に切り
換える手段として、前記吸着剤層内の頂部に温度検知ポ
ートを配設し、該温度検知ポートからの温度がその上昇
を停止した時点をもって、自動的に電磁弁を切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載のガス状炭化水素を含
む廃棄ガスから炭化水素を液状で回収する方法。
3. As a means for switching to desorption before the adsorbent layer breaks through, a temperature detection port is disposed at the top of the adsorbent layer, and the temperature from the temperature detection port stops rising. The method for recovering hydrocarbons in liquid form from waste gas containing gaseous hydrocarbons according to claim 1, wherein the solenoid valve is automatically switched at a point in time.
【請求項4】 前記吸着剤層の頂部が、合成ゼオライト
層であることを特徴とする請求項3に記載のガス状炭化
水素を含む廃棄ガスから炭化水素を液状で回収する方
法。
4. The method according to claim 3, wherein a top portion of the adsorbent layer is a synthetic zeolite layer, and a hydrocarbon is recovered in a liquid form from a waste gas containing a gaseous hydrocarbon.
【請求項5】 前記吸着剤層が破過する前に脱着に切り
換える手段として、吸着運転時に得られる吸着装置の
「入口のガス流量」,「入口ガス中の炭化水素濃度」及
び「出口ガス中の所望の炭化水素濃度(仮定値)」を数値
データとしてチップに読み込ませ、該チップ内に組み込
んだシミュレーションモデルを用いて切り換え時間を予
め設定することを特徴とする請求項1に記載のガス状炭
化水素を含む廃棄ガスから炭化水素を液状で回収する方
法。
5. As means for switching to desorption before the adsorbent layer breaks through, the "gas flow rate at the inlet", "hydrocarbon concentration in the inlet gas", and "concentration in the outlet gas" of the adsorber obtained during the adsorption operation. The desired hydrocarbon concentration (assumed value) "is read into a chip as numerical data, and the switching time is set in advance using a simulation model incorporated in the chip. A method for recovering hydrocarbons in liquid form from waste gas containing hydrocarbons.
【請求項6】 前記ガス状炭化水素を液体として回収し
た液化炭化水素を、パージ排ガスの冷却器に還流させ、
パージ排ガス中の未凝縮ガスと接触させることを特徴と
する請求項1に記載のガス状炭化水素を含む廃棄ガスか
ら炭化水素を液状で回収する方法。
6. A liquefied hydrocarbon obtained by recovering the gaseous hydrocarbon as a liquid is returned to a purge exhaust gas cooler,
The method for recovering a hydrocarbon from a waste gas containing a gaseous hydrocarbon according to claim 1, wherein the hydrocarbon is brought into contact with an uncondensed gas in a purge exhaust gas.
【請求項7】 前記廃棄ガス中に液体炭化水素を滴下、
ないしは、噴霧し、廃棄ガス中の炭化水素濃度を濃くせ
しめると共に、前記吸着剤層を炭化水素でプレコートす
ることを特徴とする請求項1に記載のガス状炭化水素を
含む廃棄ガスから炭化水素を液状で回収する方法。
7. A liquid hydrocarbon is dropped into the waste gas,
Or spraying to increase the concentration of hydrocarbons in the waste gas, and pre-coating the adsorbent layer with hydrocarbons to remove hydrocarbons from the waste gas containing gaseous hydrocarbons according to claim 1. Method to recover in liquid form.
【請求項8】 前記廃棄ガスが、3000ppm以下の希薄
なガス状炭化水素を含む廃棄ガスであることを特徴とす
る請求項1〜7のいずれかに記載のガス状炭化水素を含
む廃棄ガスから炭化水素を液状で回収する方法。
8. The waste gas containing a gaseous hydrocarbon according to claim 1, wherein the waste gas is a waste gas containing 3000 ppm or less of a lean gaseous hydrocarbon. A method for recovering hydrocarbons in liquid form.
【請求項9】 前記吸着装置から大気に排出されるクリ
ーンなガス中の炭化水素濃度を100ppm以下にするこ
とを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のガス状
炭化水素を含 む廃棄ガスから炭化水素を液状で回収す
る方法。
9. The gaseous hydrocarbon according to claim 1, wherein the hydrocarbon concentration in the clean gas discharged from the adsorption device to the atmosphere is 100 ppm or less. A method for recovering hydrocarbons from waste gas in liquid form.
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