JP2946608B2 - 有機溶剤含有ガスの吸脱着処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、原ガス中に含まれる有機溶剤を吸着剤にお
ける吸脱着現象を利用して分離する為の装置に関し、特
に有機溶剤の回収を効率的且つ経済的に行なうことので
きる有機溶剤含有ガスの吸脱着処理装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 化学工場等から排出される有機溶剤含有ガス（以下原
ガスと呼ぶことがある）から有機溶剤を分離する装置と
しては、粒状又は繊維状活性炭を吸着剤として使用する
技術が知られ、例えば繊維状活性炭を含有する紙シート
をハニカム構造に成形した吸着体を使用したものが広く
使用されている。この装置では、前記吸着体に原ガスを
通過させ、原ガス中の有機溶剤を活性炭に吸着させて原
ガスの清浄化を図る一方、有機溶剤を吸着した吸着体に
120℃程度の高温の再生用ガスを通過させて活性炭に吸
着されている有機溶剤を脱着して回収すると共に吸着体
の再生を図る様にしている。この様に、有機溶剤の吸着
工程と、有機溶剤を吸着体から脱着させる再生工程を交
互に行なわせて原ガスを連続的に処理している。分離さ
れた有機溶剤は、例えば回収を目的とする場合、脱着後
の再生用ガス（以下脱着ガスと呼ぶことがある）と共に
搬送され、凝縮器にて有機溶剤が濃縮されて回収され
る。また分離された有機溶剤を回収しない場合は、例え
ば前記脱着ガスを触媒燃焼装置に導き、有機溶剤は焼却
処理される。

しかしながらいずれの場合も、下記に示す様な問題が
あった。即ち脱着ガス中の有機溶剤の濃度は余り高いも
のではなく、有機溶剤を回収する場合は、再生工程で脱
着された有機溶剤を液化分離する為の凝縮器の容量が大
きくなることや、より低温を必要とすることから凝縮器
の冷凍機も高負荷を加えなければならないという問題が
あった。また有機溶剤を回収しない場合も、上記と同じ
理由で前記触媒燃焼装置の大型化が回避できず、運転効
率や経済性等の面で非常に不利であるという問題があっ
た。

上記の様な問題を解決する手段として、本出願人は第
２図に示す様なガス処理装置を既に提案している（特開
昭63−236514号）。該装置の概要は下記の通りである。

該装置は、外形が円筒状の吸着体10を有し、該吸着体
10が矢印Ａ方向へ、連続的または間欠的に回転される。
該吸着体10は例えば吸着剤として活性炭を含有する紙シ
ートをハニカム構造にし、これを巻回して円筒状に形成
したものである。吸着体10には、原ガス処理領域11,再
吸着領域12,第１再生領域13および第２再生領域14が形
成されており、吸着体10はこれらの領域11〜14を上記々
載順序で通過する。そして原ガスは、供給ファン21によ
ってまず原ガス処理領域11に導入され、原ガス中の有機
溶剤は吸着体10に吸着されると共に、原ガスは清浄ガス
として排出される。尚本明細書添付図においては、ガス
体が吸着体内部を通過するときは破線ラインで示し、ガ
ス体がこれらを通過せずパスラインを通るときは実線で
示す。一方第２再生領域14には、例えば有機溶剤を含有
しない外気等の再生用ガスが供給ファン22によって取り
込まれてヒータ23で例えば120℃程度の高温に加熱され
た後導入される。そして該再生用ガスは、第２再生領域
14を経た後ヒータ24によって加熱され、更に第１再生領
域13に導入され、夫々の再生領域13,14にて有機溶剤を
脱着した後、該脱着ガスの全てが凝縮器25に供給され、
該凝縮器25にて脱着ガス中の有機溶剤が凝縮回収される
と共に、該凝縮器25にて回収されなかった有機溶剤は脱
着ガスと共に再吸着領域12に導入される。再吸着領域12
を出るガスには未だ有機溶剤の一部が未吸着で残留して
いるので、新しい原ガスラインに合流させて原ガスに混
合された後原ガス処理領域11に供給される。

この様な構成では、原ガス処理領域11にて原ガス中の
有機溶剤が吸着された吸着体10が再吸着領域12,第１再
生領域13へ順次移動していく間に、第１および第２再生
領域13,14で脱着された有機溶剤の一部は再吸着領域12
で更に吸着され、吸着体10における有機溶剤の吸着量を
可及的に多くした後、第１および第２再生領域13,14に
て該有機溶剤を脱着させることとなり、従って第1,第２
再生領域13,14を通過した後の脱着ガス中の有機溶剤は
高濃度となり、相対的に脱着ガス量は少なくてすむ。従
って、例えば脱着ガス中の有機溶剤を触媒燃焼装置で燃
焼させる場合には、該燃焼装置の小型化が図れ、経済性
を向上させることができる。一方有機溶剤の回収を目的
とする場合にも、凝縮器の容量の低減が図れるという効
果が得られたのであるが、この場合には若干の改良すべ
き点が残されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記説明から理解される様に、脱着ガス中から有機溶
剤を効率良く回収するには、該脱着ガス中の有機溶剤濃
度をできるだけ高くする必要がある。しかしながら第２
図に示した装置では、ファン22によって第２再生領域14
に導入される再生用ガスは120℃程度に加熱された外気
であって、第２再生領域14で脱着される有機溶剤濃度に
は限界があり、更に第１再生領域13を通過した後の脱着
ガス中の有機溶剤濃度も、凝縮器25によって室温程度の
温度でも十分に回収できる程度までは高濃度にならない
という問題があった。

本発明はこうした状況のもとになされたものであっ
て、その目的は、再生工程で脱着した有機溶剤の濃度を
十分に高め、効率的な回収を行なうことのできる有機溶
剤含有ガスの脱吸着処理装置を提供することにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成し得た本発明とは、吸着剤を含有する
かまたは吸着剤を構成体の全部若しくは一部とする吸着
体が、原ガス処理領域，再吸着領域，第１再生領域およ
び第２再生領域を、該記載順序で連続的または間欠的に
通過する様に構成され、有機溶剤を含む原ガスを前記原
ガス処理領域に導入して前記吸着体に有機溶剤を吸着さ
せると共に、前記第１再生領域において吸着体から脱着
された有機溶剤を含む脱着ガスを凝縮器に導入して該脱
着ガス中に含まれる有機溶剤を回収する様にした吸脱着
処理装置において、前記脱着ガスをヒータによって加熱
した後前記再生領域に再生用ガスとして循環導入する循
環路を形成し、該循環路中の脱着ガスの一部または全部
を前記凝縮器に循環供給する様に構成すると共に、ガス
循環送給機構を、前記ヒータおよび凝縮器内における脱
着ガスの圧力が負圧となる様に構成し、且つ前記第２再
生領域に導入される再生用ガスを第２再生領域において
吸着体から有機溶剤を吸着させた後前記再吸着領域に導
入する様に構成した点に要旨を有する有機溶剤含有ガス
の吸脱着処理装置である。

［作用および実施例］ 以下、本発明を実施例に基づき、その構成および作用
・効果を更に詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す概略説明図であり、
その基本的構成は第２図に示した構成と類似し、対応す
る部分には同一の参照符号を付すことにより重複説明を
回避する。

本発明装置においては、第２再生領域14には例えば有
機溶剤を含有していない外気等の再生用ガスが吸込ファ
ン5aによって取り込まれ、ヒータ6aにて例えば120℃程
度の高温に加熱された後導入される。該再生用ガスは吸
着体10から有機溶剤を脱着した後該有機溶剤を含有した
状態で、クーラー９で室温程度まで冷却されてから再吸
着領域12に導入される。この様に再吸着領域12には、第
２再生領域14を経て、しかもクーラ９によって室温程度
まで冷却されたガスが導入されることによって、再吸着
領域12での吸着体10は、原ガス処理領域11において吸着
した有機溶剤よりも更に多量の有機溶剤を吸着した状態
となる。尚再吸着領域12の吸着体10からは清浄ガスが排
出され、この清浄ガスは原ガスに混入され、原ガスと共
に供給ファン21によって原ガス処理領域11に導入され
る。

この様にして再吸着領域12にて有機溶剤の吸着量が増
大した吸着体10は、その後第１再生領域13に移動する。

第１再生領域13では、ファン5bによって加圧された外
気等の再生用ガスをヒータ6bへ導入して加熱した後、矢
印Ｆ方向に第１再生領域13を通過させ、吸着体10から有
機溶剤を脱着させる。吸着体10から有機溶剤を脱着した
脱着ガスは再びヒータ6bにて加熱されてファン5bによっ
て第１再生領域13に循環導入される。この様に第１再生
領域13で再生用ガスの循環路20を形成し、該循環路20に
て再生用ガスを循環させることによって、該再生用ガス
中の有機溶剤濃度は十分に高められる。尚再生用ガス中
の有機溶剤は、前記循環路20に並列して設けられた凝縮
器８にその一部または全部を適宜循環供給し、該凝縮器
８にて有機溶剤を凝縮回収する。

ところで循環路20において、例えば第３図（比較例）
に示す様に、ファン5cより下流側に凝縮器８とヒータ6b
を配置した場合、該凝縮器8,ヒータ6bおよびこれらを含
む配管経路が全て大気圧以上の正圧になる。この様な場
合、循環する再生用ガスが外気に漏れ出すという欠点が
あることが判明した。外気に漏れた再生用ガスは回収不
可能であるので、吸着領域11で吸着除去された有機溶剤
量より回収される有機溶剤量が少なく、有機溶剤の回収
効率が低くなる。また循環路20内の有機溶剤濃度が原ガ
ス中の濃度と比べて非常に高いので、少量のガス漏れで
あっても未回収となる有機溶剤量は無視できなくなる。
再生用ガスの外気への漏れを防止するには、循環路20の
気密性を高くする必要があり、例えば風量調節用ダンパ
のシール性を高くする為に装置コストが上がるという欠
点がある。

そこで本発明者らは、再生用ガスが外気に漏れ出すの
を防止するには、少なくとも循環器8,ヒータ6bおよびこ
れらを含む経路中の再生用ガスの圧力が負圧になる様に
構成すれば良いとの着想が得られ、第１図に示した様な
構成即ちファン5cによる再生用ガスの圧力が負圧となる
位置に凝縮器およびヒータ6bを設置する構成を採用する
に至った。

上記構成によって、循環路20内における再生用ガス中
の有機溶剤濃度は十分濃縮されて高濃度となり、室温程
度でも十分回収できる様になると共に、再生用ガスが外
気に漏れ出すという不都合も回避できる。

尚第１再生領域13で脱着できなかった有機溶剤は、吸
着体10が第２再生領域14に移動した際に、ヒータ6aによ
って加熱されて導入される再生用ガスによって完全に脱
着される。

上述の如く、第１再生領域13では有機溶剤を高濃度に
含む様に再生用ガスを循環させ、その一部または全部を
凝縮器８に供給し、脱着，凝縮，加熱のサイクルを連続
して行なうことによって、効率的且つ経済的な有機溶剤
回収が可能となる。また凝縮器８には、有機溶剤を高濃
度に含む再生用ガスの一部または全部を取り出して導入
する様にしたので、凝縮器８の容量および熱負荷は少な
くて済み、熱効率上も有利である。更に、ヒータ6bおよ
び凝縮器内のガス圧を負圧になる様にしたので、再生用
ガスの外気の漏れが極力回避できる。

本発明は第１図に示した構成に限定されず、例えば第
４図に示す様に、第２再生領域14に導入する再生用ガス
を、原ガス処理領域11で有機溶剤が吸着除去された後の
原ガス（清浄空気）の一部を用いる様な構成としてもよ
い。この場合、原ガス処理領域11,第２再生領域14およ
び再吸着領域12を通るガスは循環系を形成し、原ガスと
清浄ガスは等しい量となり、有機溶剤の実質排出量を少
なくすることができる。また再吸着領域12を通過したガ
スを、原ガス内に混入せず再び第２再生領域14に還流さ
せる様にしてもよい。この場合、再生用ガスとして外気
を取り込む必要がない。

本発明で使用する吸着体10としては、例えば第５図に
示す様にして、吸着剤をペーパ状に加工し、それをハニ
カム状に加工して円筒状に巻回したディスクタイプが好
適である。尚第５図では、第１図に示す実施例と同様に
原ガス，再生用ガスの流通経路を示してある。

また吸着体10は、第６図に示すように、平板状の紙シ
ート15aと波形状の紙シート15bを複数段に積層した直方
体状のハニカム構造体15を、円筒状となるように複数個
並設して構成されるものであってもよい。各紙シート15
aおよび15bは、例えば有機溶剤を吸着処理する場合、吸
着剤として使用される繊維状活性炭と難燃性かつ耐熱性
を有するフィブリル化した合成パルプとを抄紙して得ら
れる。ハニカム構造体15は、径方向にガスが通流し得る
ように、波形状紙シートの陵線が径方向となるように配
置される。更に第７図に示すように、活性炭繊維をフェ
ルト状に加工した活性炭シート18を、一対の額縁状の枠
体18b,18bにて四周縁部が気密となるように挟み込んだ
吸着部材18を用い、このような吸着部材18を、活性炭シ
ート18aが径方向と直交するように配列して円筒体の吸
着体10を形成してもよい。

一方吸着剤は、活性炭に限らず、吸着すべき有機溶剤
の種類に対応して選定される。また再生用ガスとして
は、空気に限られるものではなく、例えば可燃性有機溶
剤の場合には窒素ガスが用いられる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、再生用ガスが外気に
漏れ出すという不都合を発生させることなく、再生工程
における再生用ガス中の有機溶剤濃度を十分に高めるこ
とができる様になる。また有機溶剤の回収において、経
済的な熱利用が可能となり、効率的なガス吸脱着処理が
実現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略説明図、第２図は
従来のガス吸脱着処理装置の構成例を示す説明図、第３
図は比較例の装置構成を示す概略説明図、第４図は本発
明の他の実施例を示す概略説明図、第５図は吸着体10の
具体的構成の一例を示す斜視図、第６図は吸着体10の他
の例を示す斜視図、第７図は吸着体10に使用される吸着
部材の他の例を示す斜視図である。 5a,5b,21……ファン、6a,6b……ヒータ ８……凝縮器、９……冷却器 10……吸着体、11……原ガス処理領域 12……再吸着領域、13……第１再生領域 14……第２再生領域、20……循環路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−254811（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241516（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 53/06,53/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着剤を含有するかまたは吸着剤を構成体
   の全部若しくは一部とする吸着体が、原ガス処理領域，
   再吸着領域，第１再生領域および第２再生領域を、該記
   載順序で連続的または間欠的に通過する様に構成され、
   有機溶剤を含む原ガスを前記原ガス処理領域に導入して
   前記吸着体に有機溶剤を吸着させると共に、前記第１再
   生領域において吸着体から脱着された有機溶剤を含む脱
   着ガスを凝縮器に導入して該脱着ガス中に含まれる有機
   溶剤を回収する様にした吸脱着処理装置において、前記
   脱着ガスをヒータによって加熱した後前記再生領域に再
   生用ガスとして循環導入する循環路を形成し、該循環路
   中の脱着ガスの一部または全部を前記凝縮器に循環供給
   する様に構成すると共に、ガス循環送給機構を、前記ヒ
   ータおよび凝縮器内における脱着ガスの圧力が負圧とな
   る様に構成し、且つ前記第２再生領域において吸着体か
   ら有機溶剤を脱着させた再生ガスを、前記再吸着領域に
   導入する様に構成したことを特徴とする有機溶剤含有ガ
   スの吸脱着処理装置。