JP3241459B2 - 塔槽類の排ガス処理方法 - Google Patents

塔槽類の排ガス処理方法

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JP3241459B2 JP28955392A JP28955392A JP3241459B2 JP 3241459 B2 JP3241459 B2 JP 3241459B2 JP 28955392 A JP28955392 A JP 28955392A JP 28955392 A JP28955392 A JP 28955392A JP 3241459 B2 JP3241459 B2 JP 3241459B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は塔槽類の排ガス処理方法
に関し、揮発性有機物質を取り扱う塔槽類内上部空間の
酸素濃度を安全濃度に保持するために、当該空間を不活
性ガスでパ−ジする場合に発生する排ガスの処理に使用
するものである。
【0002】
【従来の技術】爆発性または有毒性の揮発性有機物質を
取り扱う塔槽類、例えば、貯留タンク,溶解撹拌槽,反
応槽,中継タンク,吸収塔,蒸留塔等においては、塔槽
類内上部空間の酸素濃度を爆発等に対して安全範囲内に
保持するように不活性ガスでパ−ジすることが行われて
いる。
【0003】この不活性ガスパ−ジにおいては、塔槽類
内上部空間での酸素濃度が上限濃度になると、ガスパ−
ジが開始され、下限濃度になるとガスパ−ジが停止さ
れ、ガスパ−ジに伴って追い出されるガスには、通常、
有機蒸気が高濃度で含有されている。従って、そのまま
大気中に放出することは、環境衛生上好ましくないばか
りか、有機物質の損失となり、不経済である。
【0004】かかる不利を排除するために、追い出しガ
スをそのガス中の有機物質を回収しつつ大気中に放出す
ることが知られており、その有機物質の回収に、当該有
機蒸気に対して選択透過性を有する分離膜モジュ−ルを
使用することも公知である。また、不活性ガスを回収し
て再使用することも公知である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、塔槽類
内上部空間の圧力がガスパ−ジのために変動し、分離膜
モジュ−ルの膜間差圧もこれに伴い変動する結果、分離
膜モジュ−ルの膜間差圧を所望の一定値に保持し難く、
有機物質の効率的な分離(回収)を保障し難い。
【0006】尤も、ガスパ−ジを低速にすれば、塔槽類
内上部空間の圧力変動を軽度にとどめ得るが、周囲条件
の急変或は塔槽類内貯留液の出入り操作によって塔槽類
内上部空間の圧力が急峻に増加したとき、その圧力変動
にガスパ−ジが追いつかずに、塔槽類のシ−ル不良部で
の大気の出入りによる酸素濃度変動や塔槽類の機械的強
度面での安全性に失する。
【0007】本発明の目的は、揮発性の有機物質を取り
扱う塔槽類内上部空間を不活性ガスのパ−ジによって安
全なガス状態に保持すると共にそのガスパ−ジによって
追い出されるガスから分離膜モジュ−ルによって有機物
質を回収する場合、塔槽類内上部空間の圧力を該空間の
安全状態を保持しつつ実質上所定の一定圧力として分離
膜モジュ−ルの膜間差圧を所望の一定値に維持し、有機
蒸気の分離回収を効率よく行い得る塔槽類の排ガス処理
方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の塔槽類の排ガス
処理方法は、揮発性有機物質を取り扱う塔槽類内に不活
性ガスをパ−ジして当該塔槽類内上部空間での酸素濃度
を安全濃度に保持すると共に上記不活性ガスのパ−ジに
伴い追い出される有機蒸気含有不活性ガスを分離膜モジ
ュ−ルに通して有機蒸気と不活性ガスとに分離し、有機
物質を塔槽類外で回収しつつ不活性ガスを大気に放出す
る方法において、上記分離した不活性ガスリッチガスの
一部を塔槽類内に還流させる配管を設け、塔槽類内上部
空間圧力を一定とするように、不活性ガスリッチガスの
還流量並びに大気放出量を調節することを特徴とする構
成である。
【0009】
【作用】不活性ガスリッチガスの還流量または大気放出
量が、塔槽類内上部空間圧力を一定とするように調節さ
れ、その結果、塔槽類内上部空間に連通された分離膜モ
ジュ−ルの高圧側圧力が一定にされ、分離膜モジュ−ル
の膜間差圧が一定に保持される。従って、膜間差圧の変
動による分離効率の低下を排除できる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の実施例において使用する排ガ
スの処理装置を示している。図1において、1は揮発性
有機物質、例えばヘキサンの貯槽である。2は不活性ガ
ス供給ライン、3は不活性ガス流量制御弁、4は貯槽内
上部空間に連通された酸素濃度指示調節計であり、この
酸素濃度指示調節計4により貯槽内上部空間の酸素濃度
が検出され、その検出値で不活性ガス流量制御弁3が調
節され、不活性ガス供給量が制御されて酸素濃度が爆発
の畏れのない安全濃度に維持される。
【0011】5は凝縮用冷却器、51は冷却水ラインで
あり、冷却器5の被処理ガス入口と貯槽内上部空間との
間が被処理ガス移送ライン52によって連通されてい
る。53は有機物質回収ラインである。6は被処理ガス
中の有機蒸気に対して選択透過性を有する分離膜モジュ
−ルである。7は分離膜モジュ−ル透過側の有機蒸気リ
ッチガスを冷却器5に還流させる透過ガス還流ライン、
71は透過ガス還流ライン7中に設けられた真空ポンプ
である。
【0012】8は分離膜モジュ−ル6の非透過ガス出口
からの不活性ガスリッチガスが吸引される非透過ガス吸
引ライン、81はブロア、9は非透過ガスの一部を貯槽
内上部空間に還流させる非透過ガス還流配管である。
【0013】10は非透過ガス放出ライン、11は放出
流量制御弁、12は貯槽内上部空間に連通された圧力指
示調節計であり、この圧力指示調節計12により貯槽内
上部空間の圧力が検出され、その検出値で放出流量制御
弁11が調節され、放出量がが制御されて貯槽内上部空
間の圧力が所望の一定値に保持される。
【0014】上記において、貯槽内上部空間の酸素濃度
は、有機蒸気濃度に無関係に爆発限界濃度外に設定さ
れ、通常0〜10vol%に設定される。また、貯槽内上
部空間の圧力は、貯槽の耐久圧力値以下で、しかも任意
部分でのシ−ル不良が発生して貯槽内へ大気が多量に吸
引されて酸素濃度が上昇することが起こらないように、
通常、−100〜+100mmH2Oに設定される。
【0015】図1に示す装置により本発明を実施するに
は、酸素濃度指示調節計4により貯槽内上部空間の酸素
濃度を検出させ、その検出値が上記した設定値を越えて
いると、不活性ガス流量制御弁3の自動開通により不活
性ガスをパ−ジさせ、検出ヘキサン蒸気濃度が設定値に
回復するとパ−ジを停止させ、以後、パ−ジ開始と停止
とを繰り返えさせて貯槽内上部空間の酸素濃度を設定値
に維持させる。
【0016】この貯槽内上部空間への不活性ガスのパ−
ジに伴い、同空間に存在していたヘキサン蒸気含有不活
性ガスを冷却器5に押出移送させ、冷却器5の温度と圧
力で定まるヘキサン蒸気飽和濃度のもとでその移送ガス
のヘキサン蒸気を凝縮させ、その凝縮液をヘキサン回収
ライン53で回収させる。
【0017】一方、凝縮処理を終えたヘキサン蒸気飽和
ガスを、ブロア81の吸引作用により分離膜モジュ−ル
6に移送させ、真空ポンプ71による分離膜モジュ−ル
透過側の減圧下、ヘキサン蒸気に対して選択透過性を有
する分離膜モジュ−ル6の膜にヘキサン蒸気を透過濃縮
させ、この透過側のヘキサン蒸気過飽和のガスを冷却器
5に還流させて再度ヘキサン蒸気を凝縮分離させ、以
後、分離膜モジュ−ル6によるヘキサン蒸気の濃縮と冷
却器5によるヘキサン蒸気の凝縮を繰り返えさせてヘキ
サンを回収ライン53で回収させていく。
【0018】また、分離膜モジュ−ル6の非透過側から
出ていく不活性ガスリッチガスにおいては、ブロア81
による吸引下、非透過ガス放出ライン10並びに非透過
ガス還流配管9に向かわせ、貯槽内上部空間圧力を、前
記した所定圧力(大気圧−100〜+100mmH2O)と
するように圧力指示調節計12により、不活性ガスリッ
チガスの大気への放出量を調節させる。
【0019】即ち、圧力指示調節計12により貯槽内上
部空間圧力を検出させ、その検出値が上記した所定圧力
を越えていると、放出流量制御弁11の自動開閉制御に
より放出量を還流流量よりも多くさせ、検出圧力が所定
値にに回復すると放出流量制御弁11の自動閉鎖により
不活性ガスリッチガスの大気中放出量を零にしてそのガ
スの全量を貯槽1に還流させる。
【0020】このように、本発明によれば、貯槽内上部
空間の圧力を所定の一定値に維持しつつ、ヘキサンを高
効率で回収できる。
【0021】このことは、次の実施例からも確認でき
る。 実施例1 図1において、貯槽1には有効容積100m3のヘキサン
貯留タンクを、分離膜モジュ−ル6には日東電工(株)
製分離膜モジュ−ル,NTGS−2200−S8一本(膜面積14
m3)を,真空ポンプ71には3.7KWル−ツ型ドライ式
を,ブロア81には0.4KW揺動型ドライ式をそれぞれ
使用し、貯留タンク内上部空間の酸素濃度を0〜5VOL
%とするように、窒素ガスのパ−ジ量を100〜300
L/minの範囲で調節すると共に貯留タンク内上部空間圧
力をゲ−ジ圧50mmH2Oとするように分離膜モジュ−ル
6の非透過側からの窒素リッチガスの大気放出量を調節
したところ、ヘキサンの回収効率を80%以上になし得
た。
【0022】なお、貯留タンク内上部空間のヘキサン蒸
気濃度を測定したところ、30VOL%以上であった。ま
た、分離膜モジュ−ルの非透過側からの窒素リッチガス
の窒素ガス濃度を測定したところ、90%以上であっ
た。
【0023】実施例2 樹脂をトルエンで溶解する場合に使用する樹脂溶解釜を
対象とし、図2に示すように、並列配設の溶解釜5台に
対し処理装置を併用した(図2において、図1と同一の
符号は、同一の構成要素を示している)。
【0024】各樹脂溶解釜1には有効容積4m3のもの
を、分離膜モジュ−ル6には日東電工(株)製分離膜モ
ジュ−ル,NTGS−2200−S4一本(膜面積3m3)を,真空
ポンプ71には1.5KWル−ツ型ドライ式を,ブロア8
1には0.4KWル−ツ型ドライ式をそれぞれ使用し、釜
内上部空間の酸素濃度を2〜8VOL%とするように、窒
素ガスのパ−ジ量を10〜20L/minの範囲で調節する
と共に釜内上部空間圧力をゲ−ジ圧−100mmH2Oとす
るように分離膜モジュ−ルの非透過側からの窒素リッチ
ガスの大気放出量を調節したところ、トルエンの回収効
率を90%以上になし得た。
【0025】なお、貯留タンク内上部空間のトルエン蒸
気濃度を測定したところ、4VOL%以上であった。ま
た、分離膜モジュ−ルの非透過側からの窒素リッチガス
の窒素ガス濃度を測定したところ、99%以上であっ
た。
【0026】また、上記の実施例においては、有機蒸気
に対して選択透過性を有する分離膜モジュ−ルを使用し
ているが、不活性ガスに対し選択透過性を有する分離膜
モジュ−ルを使用し、透過側ガスを大気放出ライン並び
に貯槽への還流配管側に送り、非透過側のガスを冷却器
に還流させることもできる。
【0027】更に、適応対象は上記の実施例の貯槽、樹
脂溶解釜に限定されるものではなく、反応槽,中継タン
ク,吸収塔,蒸留塔等の塔槽類にも適用できる。
【0028】
【発明の効果】本発明の塔槽類の排ガス処理方法は、揮
発性有機物質を取り扱う塔槽類内に不活性ガスをパ−ジ
して当該塔槽類内上部空間での酸素濃度を安全濃度に保
持すると共に上記不活性ガスのパ−ジに伴い追い出され
る有機蒸気含有不活性ガスを分離膜モジュ−ルに通して
有機蒸気と不活性ガスとに分離し、有機物質を回収しつ
つ不活性ガスを大気に放出する方法において、分離膜モ
ジュ−ルで分離した不活性ガスの一部を塔槽類内上部空
間に還流可能とし、その還流量とその不活性ガスの大気
中放出量とを調節して塔槽類内上部空間圧力を所定の一
定圧力に維持しているから、分離膜モジュ−ルの膜間差
圧を一定にでき、また塔槽類外の冷却器−回収ラインで
有機溶剤を回収しているから、上部空間への還流ガスが
有機溶剤稀薄不活性ガスであるにもかかわらず、有機物
質を効率よく回収できる。従って、高い分離効率と高効
率の有機物質回収を保証でき、同時に不活性ガスの消費
量を最小限に押えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用する処理装置の一例を示す
説明図である。
【図2】本発明において使用する処理装置の別例を示す
説明図である。
【符号の説明】
1 塔槽類 2 不活性ガス供給ライン 3 不活性ガス流量制御弁 4 酸素濃度指示調節計 5 凝縮用冷却器 53 有機物質回収ライン 6 分離膜モジュ−ル 9 非透過ガス還流配管 10 非透過ガス放出ライン 11 放出流量制御弁 12 圧力指示調節計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−56114(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】揮発性有機物質を取り扱う塔槽類内に不活
    性ガスをパ−ジして当該塔槽類内上部空間での酸素濃度
    を安全濃度に保持すると共に上記不活性ガスのパ−ジに
    伴い追い出される有機蒸気含有不活性ガスを分離膜モジ
    ュ−ルに通して有機蒸気と不活性ガスとに分離し、有機
    物質を塔槽類外で回収しつつ不活性ガスを大気に放出す
    る方法において、上記分離した不活性ガスリッチガスの
    一部を塔槽類内に還流させる配管を設け、塔槽類内上部
    空間圧力を一定とするように、不活性ガスリッチガスの
    還流量並びに大気放出量を調節することを特徴とする塔
    槽類の排ガス処理方法。
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US5611841A (en) * 1995-09-29 1997-03-18 Membrane Technology And Research, Inc. Vapor recovery process using baffled membrane module
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