JP3298106B2 - 水溶性有機溶剤含有排気ガスの処理方法 - Google Patents

水溶性有機溶剤含有排気ガスの処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、非水溶性有機溶剤および水溶性有機溶剤を
含有する排気ガスを処理する方法に関し、殊に排気ガス
の処理を行なう際に処理設備から排出される分離排水に
よる2次公害を防止する為に実施される処理方法に関す
るものである。
[従来の技術] 排気ガスの中に含有される溶剤を回収する装置として
は、活性炭等の吸着剤を用いた吸脱着方式のものが汎用
されている。そして該溶剤回収装置における吸着溶剤の
脱着方式としては、スチームをキャリアガスとして用
いるスチーム脱着方式、加熱空気を用いる空気脱着方
式、加熱窒素を用いる窒素脱着方式、更には真空中
で脱着を行なう真空脱着方式等が知られている。
上記いずれの方式においても、溶剤回収装置からは、
多かれ少なかれ分離排水が排出される。例えばスチーム
脱着方式の場合には、脱着用のキャリアガスとしてスチ
ームを用いているので、脱着用スチームを凝縮する際に
多量の分離排水が生じる。また脱着にスチームを用いな
い前記〜の各方式の場合には、空気中の水分を吸着
剤が吸着することによって少量の分離排水が生じる。
ところで水溶性有機溶剤および非水溶性有機溶剤を含
有する排気ガスを処理する際に生じる分離排水中には、
水溶性有機溶剤および少量の非水溶性有機溶剤が存在し
ており、これが分離排水のBODやCODを高めることになる
ので、この様な分離排水に対しては2次公害の防止とい
う観点から、何らかの排水処理を施す必要がある。この
様な排水処理としては、蒸留処理や生物学的処理(活性
汚泥法等)が挙げられる。また大量の活性炭を用いて、
分離排水中の水溶性有機溶剤を吸着除去する方法も知ら
れている。尚溶剤回収装置が小型であること等の理由に
よって分離排水量が少ない場台には、少量の分離排水を
適切に処理する設備や方法がないので、これら分離排水
は処理業者に引き取られて処理されることも多い。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、いずれの方法も夫々下記に示す様な問
題がある。
例えば蒸留や生物学的な処理方法では、イニシャルコ
ストが高くなるだけでなく、設置面積も大きくなるの
で、溶剤回収装置に付設する設備としては適切でない。
しかも蒸留方式は大気汚染を発生させるので環境保全技
術として全く意味がない。また活性炭を用いる方法で
は、必要とする活性炭量が大量となり、頻繁に交換する
ことによるランニングコストが非常に高いものとなる。
更に、処理業者に依託するにしても、処理費用が高くな
り、ランニングコストが高くなる。
一方水溶性有機溶剤を含有する排気ガスを溶剤回収装
置で処理せずに、触媒燃焼装置等によって燃焼処理する
ことも考えられ、この方法では分離排水を生じないとい
う利点がある。
しかしながらこうした方法を採用すれば、排気ガス中
に存在する有価な非水溶性有機溶剤も燃焼除去されてし
まい、この有価な非水溶性有機溶剤を回収することがで
きなくなる。また、不燃性の有機溶剤が混合している排
気ガスを対象とした場合には、この様な燃焼除去方法は
非効率的である。ここに水溶性有機溶剤および非水溶性
有機溶剤を含有する排気ガスを溶剤回収装置で処理する
意味がある。即ち、水溶性有機溶剤および非水溶性有機
溶剤を含有する排気ガスを溶剤回収装置で処理するに当
たり、その際生じる分離排水による2次公害を低コスト
に且つ適切に防止することのできる技術が望まれてい
る。
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、非水溶性有機溶剤および水溶性有機溶
剤を含有する排気ガスを溶剤回収装置によって処理する
際に生じる非水溶性有機溶剤および水溶性有機溶剤を含
有する分離排水を低コスト且つ適切に処理し、2次公害
の発生を可及的に防止する様にした有機溶剤含有排気ガ
スの処理方法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の処理方法とは、非水溶
性有機溶剤および水溶性有機溶剤を含有する排気ガスを
処理するに当たり、活性炭を用いた溶剤回収装置に前記
排気ガスを導き、該排気ガス中に含まれる有機溶剤を吸
着させた後スチームにより脱着させ、得られた有機溶剤
含有スチームを冷却および凝縮してセパレータに送り、
非水溶性有機溶剤を分離回収すると共に、水溶性有機溶
剤および微量の非水溶性有機溶剤を含む分離排水として
取り出し、引き続き該分離排水を曝気処理して分離排水
中の非水溶性有機溶剤を排出ガスとして処理前の排気ガ
スに戻すと共に、曝気処理後の分離排水を加熱蒸発させ
てガス状とし、該ガス状分離排水を触媒燃焼装置に導い
てガス状分離排水中の水溶性有機溶剤を酸化分解する点
に要旨を有するものである。
[構成および作用] 本発明の構成および作用を、図面を用いて更に詳細に
説明する。第1図は本発明を実施する為の処理設備の一
例を示す概略説明図であり、図中1,12,18,および21は管
路、2はプレフィルター、3および10はブロワー、4は
ダンパ、5は吸着塔、11は触媒燃焼装置、13は熱交換
器、14はコンデンサー、15はセパレーター、16はバッフ
ァタンク(分離排水タンク)、17はポンプ、19は曝気
槽、20は蒸発槽を夫々示している。
水溶性有機溶剤および非水溶性有機溶剤を含有する被
処理ガス(以下原ガスと呼ぶ)は、ブロワー3によって
管路1からプレフィルター2およびダンパ4を介して吸
着塔5に送り込まれる。吸着塔5では、同塔内に充填さ
れている吸着剤(活性炭)によって原ガス中の溶剤が吸
着される。原ガスは溶剤が吸着されることによって浄化
された状態で大気中に排出される。溶剤吸着量が飽和に
達した吸着剤は、吸着操作を脱着操作に手動若しくは自
動で切替えることによって再生される。即ち、脱着用の
スチームが吸着塔5に供給され、このスチームは吸着剤
に吸着されている溶剤を脱着し、有機溶剤とスチームの
混合ガス(有機溶剤含有スチーム:即ち脱着ガス)とな
って管路12(脱着ガス輸送パイプ)を通って蒸発槽20内
の熱交換器13に送られ、そこで蒸発槽20内の被処理水と
熱交換される。
脱着ガスはその後、コンデンサー14に送られ、そこで
冷却および凝縮されて液化し、その後セパレーター15に
送られ、溶剤層15aと分離水層(分離排水)15bに分離す
る。そして溶剤層15aに収納された溶剤は、回収溶剤と
して外部に取り出される。尚第1図では、吸着操作状態
の吸着塔5aと脱着操作状態の吸着塔5bとを示しており、
これらの操作が交互に行なわれる構成を例示したが、吸
着塔5の設置数や操作手順は第1図に示した構成に限定
されるものではない。
分離水層15a中の分離排水はバッファタンク(分離排
水タンク)16に取り出された後、ポンプ17によって管路
18(分離排水輸送パイプ)から曝気槽19に送られて曝気
処理され、分離排水中に微量に存在している非水溶性有
機溶剤を排出ガス中に取り込む様にされる。曝気槽19か
ら排出ガス(即ち、非水溶性有機溶剤を含んでいるガ
ス)は、管路21(排出ガス輸送パイプ)から循環してプ
レフィルター2の下流側にもどされ、処理前の排気ガス
(原ガス)に混入される。
一方水溶性有機溶剤を含んでいる分離排水は前記被処
理水として蒸発槽20に送られ、蒸発槽20内の熱交換器13
中で加熱蒸発されて全量ガス状とされ、空気と混合され
た後ブロワー10によって触媒燃焼装置11に送られ、燃焼
分解に付される。このとき前記熱交換器には、被処理水
を加熱蒸発させる為のエネルギーとして、スチームが供
給される。尚蒸発槽20および触媒燃焼装置11の構成につ
いては、特に限定するものではない。また上記ガス状と
はミスト状の場合も含んだ趣旨である。
第1図に示した構成は、脱着ガスが持つ潜熱および顕
熱を熱交換器によって回収し、この熱を分離排水の蒸発
熱源の一部として有効に利用するものである。こうした
趣旨で用いられる熱交換器13としては、金属製の蛇管.
直管若しくはフィン付管等が使用されるが、特にこれら
に限定されるものではない。
また第1図には曝気槽19が付設された構成を示した
が、この曝気槽19の付設は、排気ガス中に非水溶性有機
溶剤例えば塩素系有機溶剤が含まれている様な場合に、
その除去に特に有効である。分離排水中に塩素系有機溶
剤が存在している場合に、この分離排水がそのまま触媒
燃焼装置11に送られると、塩素系有機溶剤は酸化されて
塩化水素を発生し、この塩化水素は触媒毒として触媒の
機能を低下させるのみならず、装置の腐食という好まし
くない事態を招く。上記曝気槽19はこの様な不都合な事
態を回避する上で有効である。またこうした観点からす
れば、曝気槽19は分離排水中の塩素系有機溶剤濃度を少
なくとも5ppm以下まで低下させるだけの能力を有してい
ることが望まれる。
本発明では塩素系有機溶剤の回収という観点からし
て、吸着剤として活性炭を用いた溶剤回収装置(即ち吸
着塔5)を使用する。即ち、活性炭は塩素系有機溶剤へ
の吸・脱着性が良好である。
尚溶剤回収装置の構成や曝気槽のエアレーション方式
についても特に限定するものではなく、固定床型,流動
床型,回転型等の装置構成、或は連続方式、バッチ方式
のいずれのエアレーション方式も採用することができ
る。次に実施例を示す。
[実施例] 1,1,1−トリクロロエタンを工業的に製造する際に生
じる排気ガスを、溶剤回収装置によって処理すると、分
離排水中には1,1,1−トリクロロエタンの安定剤である
水溶性の1,4−ジオキサン,ニトロメタン,ブタノール
等が0.5〜1%程度の割合で混入する。これらが混入し
た分離排水は、BOD,CODともに高く、また近年のジオキ
サン毒性の問題とも相侯って排水中のジオキサン濃度を
規制する動きも見られる。
本発明者らは上記の様な分離排水が発生する排気ガス
を第1図に示した構成によって処理した。
発生した分離排水は90kg/時間であり、この分離排水
は曝気槽19によって、1,1,1−トリクロロエタン濃度で3
00ppbまで低減され、その後蒸発槽20によって脱着ガス
と熱交換されて加熱蒸発された。このとき分離排水を蒸
発させる為の補助エネルギーとして、蒸発槽20には120
℃のスチーム(補助スチーム)を約35kg/時間の割合で
供給した(第1図参照)。
蒸発槽20でガス状とされた分離排水は、空気1.5Nm3/m
inと混合されて触媒燃焼装置11に送られ、この装置内で
270℃で酸化分解処理された。尚触媒燃焼装置11は電気
ヒータによって予熱し、このときの所要電力は約15KwH
であった。また触媒としては、酸化アルミナに白金を担
持させたハニカム状のものを使用した。このときの水溶
性有機溶剤の触媒燃焼装置11での除去率は99.9%以上で
あった。分離排水を処理する際に要したエネルギー量
は、下記第1表に記す通りである。
本発明を実施したときに要する費用と、従来法を実施
したときのコストを比較して第2表に示す。尚第2表中
本発明を実施したときのコストは、スチーム1kg当たり
4.5円、電力1KwH当たり15円に換算したときの値であ
る。
第2表から明らかな様に、本発明を実施したときの処
理コストは非常に低いものであることが分かる。
[発明の効果] 本発明は以上の様に構成されており、次の様な優れた
効果が得られる。
(1)溶剤回収装置から排出される分離排水中の水溶性
有機溶剤濃度を可及的に少なくすることができ、2次公
害の発生を防止することができる。
(2)分解排水を非常に低コストで処理することがで
き、従来問題とされていたコストの問題を解消すること
ができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する為の設備構成例を示す概略説
明図である。 5a,5b……吸着塔、11……触媒燃焼装置 12……管路(脱着ガス輸送パイプ)、13……熱交換器 14……コンデンサー、15……セパレータ 16……バッファタンク(分離排水タンク) 17……ポンプ、18……管路(分離排水輸送パイプ) 19……曝気槽、20……蒸発槽 21……管路(排出ガス輸送パイプ)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−191095(JP,A) 特開 昭62−79892(JP,A) 特開 昭52−68859(JP,A) カタログ「アドール繊維状活性炭 フ ロン−113回収装置」,日本,大阪ガス エンジニアリング,関西タール製品,大 阪ガス,1989年11月 5日 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/44,53/70,53/72 B01D 53/86,53/04 C02F 1/04,1/72

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非水溶性有機溶剤および水溶性有機溶剤を
    含有する排気ガスを処理するに当たり、活性炭を用いた
    溶剤回収装置に前記排気ガスを導き、該排気ガス中に含
    まれる有機溶剤を吸着させた後スチームにより脱着さ
    せ、得られた有機溶剤含有スチームを冷却および凝縮し
    てセパレータに送り、非水溶性有機溶剤を分離回収する
    と共に、水溶性有機溶剤および微量の非水溶性有機溶剤
    を含む分離排水として取り出し、引き続き該分離排水を
    曝気処理して分離排水中の非水溶性有機溶剤を排出ガス
    として処理前の排気ガスに戻すと共に、曝気処理後の分
    離排水を加熱蒸発させてガス状とし、該ガス状分離排水
    を触媒燃焼装置に導いてガス状分離排水中の水溶性有機
    溶剤を酸化分解することを特徴とする有機溶剤含有排気
    ガスの処理方法。
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