JP3631073B2 - Organic solvent recovery method - Google Patents

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JP3631073B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性炭を用いる有機溶剤含有ガス中の有機溶剤の回収方法に関し、更に詳述すれば、水蒸気を用いる圧力スィング法による有機溶剤の回収方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機溶剤は、各種化学工業、半導体工業、電子部品や機械の製造業、ドライクリーニング業等の産業において多量に使用されている。これらの産業においては、有機溶剤を使用する際に、有機溶剤を含むガスが発生する。これらの発生するガスは有害であるので、完全に回収することが求められている。
【0003】
有機溶剤を含有するガス中の有機溶剤の回収方法としては、活性炭を用いる方法が一般的である。この方法は、活性炭が充填された吸着塔に有機溶剤を含有するガスを通し、有機溶剤を活性炭に吸着させることで、有機溶剤含有ガス中の有機溶剤が活性炭に捕集されるようになっている。
【0004】
この方法において、活性炭に捕集された溶剤の脱着方法としては、従来吸着塔に水蒸気を連続的に供給し続ける水蒸気脱着方法がある。この方法による場合は、溶剤の脱着に多量の水蒸気を用いることから、必然的に排水量が多くなる。この排水中には溶剤が混入しているので、大規模な処理設備が要求される。更に、高温の水蒸気を用いるため、脱着中に溶剤が化学変化する場合があり、特にトリクレン等の塩素系の溶剤を脱着する場合は、この傾向が強い。このため、回収される溶剤の品質の低下を生じる場合がある。
【0005】
上記水蒸気の使用量を減少させる試みも提案されている。特開平5ー84417号公報には、使用する水蒸気量の減少を目的として、脱着工程においてまず吸着塔内を減圧とし、次いで水蒸気を吸着塔に供給した後、水蒸気の供給を停止した状態で減圧排気する方法が開示されている。
【0006】
同様に、特開平2ー126919号公報、特開平10ー337438号には、減圧下に吸着塔に水蒸気を通して有機溶剤を脱着させる圧力スィング方法が開示されている。しかし、これらの方法においては、水蒸気量を減少させるために構造及び操作が複雑になる問題がある。なお、上記方法においては、何れも水蒸気の供給圧力は、水蒸気が吸着塔に供給されるために必要な通常の圧力範囲内のものであり、この圧力範囲を超える加圧状態で供給することはなされていない。
【0007】
又、水蒸気を全く使用することの無いように、活性炭をヒーターで加熱しながら、吸着塔内を減圧排気する方法も開示されている(特開昭51ー32481号公報)。しかし、この方法は水蒸気を用いる脱着法と比較し、脱着効率が低い問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、上記問題を解決するために種々検討するうちに、吸着塔内に水蒸気を通常の方法と異なり加圧状態で供給した後、水蒸気を凝縮させて吸着塔内を中程度の減圧状態に圧力スウィングすることにより、有機溶剤を活性炭から効率よく脱着させることが出来ることを見出した。この方法によれば、水蒸気の使用量は少量でよく、しかも水蒸気と溶剤との接触時間が短いため、回収される溶剤の変質が起りにくい等の利点を有することを知得した。
【0009】
本発明は、上記知見に基づき完成するに至ったもので、その目的とするところは上記従来の問題を解決する有機溶剤の回収方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、
〔1〕 活性炭を充填した吸着塔に有機溶剤含有ガスを供給してガス中の有機溶剤を活性炭に吸着させる吸着工程と、前記有機溶剤を吸着させた活性炭から有機溶剤を脱着させて回収する脱着工程とを有する有機溶剤含有ガス中の有機溶剤の回収方法において、前記脱着工程が、吸着塔に水蒸気を供給して吸着塔内の空気を水蒸気で置換する第1ステップと、吸着塔内を水蒸気で加圧状態にする第2ステップと、前記第2ステップで加圧状態にした水蒸気を有機溶剤蒸気と共にコンデンサーで凝縮させて吸着塔内を減圧状態にすることにより活性炭に吸着させた有機溶剤を脱着回収する第3ステップとからなることを特徴とする有機溶剤含有ガス中の有機溶剤の回収方法。
【0011】
上記回収方法は
〔2〕 第2ステップの加圧状態が、0.5〜5kgf/cmであること、
〔3〕 第3ステップの減圧状態が、150〜400torrであること、
〔4〕 活性炭が繊維状活性炭であることを包含する。
【0012】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施に用いる有機溶剤含有ガス中の有機溶剤の回収装置の一例を示すフロー図である。
【0014】
図1中、2は吸着塔で、両端が閉塞された円筒状の耐圧容器である。前記吸着塔2内には、活性炭(不図示)が充填されている。
【0015】
活性炭としては、特に制限が無く、粒状活性炭、成形活性炭、粉状活性炭、繊維状活性炭、繊維状活性炭をフェルト状、織物状、粗糸状、ペーパー状、マット状等に形成した活性炭等任意のものが採用され得る。特に、高速の吸脱着を要求される用途には、アクリロニトリル、フェノール、レーヨン、ピッチ等を原料とする繊維状活性炭が好ましい。特に、繊維状活性炭は細孔分布がミクロポアを主体とするため、低濃度領域の有機溶剤の吸着能、及び吸着速度に優れるものである。 4は、前記吸着塔2の塔底6近傍に連結された有機溶剤含有ガス導入管で、この導入管4にはバルブ8が介装されている。被処理ガスである有機溶剤含有ガスは、この導入管4を通って塔底6から吸着塔2内に導入される。
【0016】
10は吸着処理済ガス導出管で、前記吸着塔2の塔頂12近傍に連結されている。なお、14は導出管10に介装されたバルブである。
【0017】
前記塔底6近傍から吸着塔2内に導入された有機溶剤含有ガスは、吸着塔2内に充填された活性炭と接触して有機溶剤を活性炭に吸着除去されながら、吸着塔2内を上方に移動し、導出管10を通って外部に放出される。
【0018】
16は、塔頂12に連結された水蒸気供給管で、バルブ18が介装されている。水蒸気は、前記水蒸気供給管16を通って、塔頂12から吸着塔2内に供給される。
【0019】
20は、バルブ22が介装された水蒸気吸引管で、その一端は前記吸着塔2の塔底6に連結されていると共に、その他端はコンデンサー24に連結されており、前記バルブ22を開くことにより吸着塔2内と、コンデンサー24内とは連通状態に保たれる。
【0020】
26は、バルブ28が介装されたベントガス管で、前記コンデンサー24に連結されており、このベントガス管26を通して、必要により吸着塔2内の気体が排出される。
【0021】
30は、コンデンサー24に連結された冷却水供給管で、バルブ32が介装されている。この冷却水供給管30を通って冷却水がコンデンサー24に供給され、これによりコンデンサー24内が冷却される。なお、34は冷却水出口管である。
【0022】
36は、凝縮液取出し管で、前記コンデンサー24に連結され、これにより取出し管36内と吸引管20内とは連通状態が保たれている。38は、凝縮液槽、40はバルブで、それぞれ前記取出し管36に介装されている。
【0023】
次に、上記回収装置を用いて、有機溶剤含有ガス中の有機溶剤を回収する場合につき説明する。
【0024】
(吸着工程)
まず、バルブ18、22、40が閉じられ、バルブ8、14が開かれた状態で、導入管4を通して、有機溶剤含有ガス(被処理ガス)が吸着塔2内に導入される。有機溶剤含有ガスは、吸着塔2内部に充填された活性炭と気固接触をし、この際有機溶剤が活性炭に吸着除去されながら順次塔内を上方に移動する。有機溶剤が除去されて得られる吸着処理済ガスは塔頂から導出管10を通って外部に放出される。
【0025】
有機溶剤が充分活性炭に吸着された後、有機溶剤含有ガスの供給は停止され、バルブ8、14が閉じられる。
【0026】
(脱着工程)
第1ステップ(水蒸気置換)
先ず、バルブ18、22、28、32が開かれ、これにより水蒸気供給管16を通って加圧水蒸気が吸着塔2内に供給されると共に、コンデンサー24に冷却水が供給される。供給される水蒸気の温度は、110℃以上のものが好ましく、特に110〜140℃のものが経済上及び実用上好ましい。
【0027】
冷却水温度は、回収される有機溶剤の沸点により異なるが、通常32℃以下、0℃を超えることが好ましく、特に7〜20℃が好ましい。
【0028】
吸着塔2内に供給される水蒸気で吸着塔内の空気が置換され、これにより空気は、吸引管20、コンデンサー24、ベントガス管26を経由して外部に放出される。
【0029】
第2ステップ(加圧)
バルブ18が開かれたままの状態で、バルブ22、32、28、40が閉じられる。これにより、吸着塔2内は加熱水蒸気により加熱、加圧状態にされる。吸着塔2内の温度は通常110〜140℃程度に高められることが好ましい。又、吸着塔2内の圧力は、通常0.5〜5kgf/cm(ゲージ圧)程度に高められることが好ましい。このような温度、圧力とすることにより、後述する第3ステップにおいて、好ましい中程度の減圧度にされる。
【0030】
飽和水蒸気はその圧力により、温度は決まる。また、脱着蒸気の圧力(=温度)は回収する溶剤の沸点に関連する。例えば、溶剤沸点が約130℃以下の場合は、脱着水蒸気圧力は、0.5〜1kgf/cmが好ましい。また、溶剤沸点が130〜200℃程度の場合は脱着水蒸気圧力は3kgf/cmが好ましい。
【0031】
水蒸気温度は必ずしも溶剤の沸点を上回る必要がない。勿論、高い方が好ましいが、後述するように水蒸気体積との関連がある。即ち、溶剤の沸点未満でも、その温度における蒸気圧に相当する溶剤量の脱着がある。また、次工程で真空に曝されることにより、水蒸気温度が溶剤沸点を上回らなくてもほぼ完全に、溶剤が脱着されるものである。
【0032】
蒸気比体積と次工程における真空度に関しては、次工程で真空度を高めるためには、出来るだけ水蒸気を低圧にしておくことが好ましい。即ち、水蒸気圧を低圧にしておくほど、比体積(m/kg)が大きくなるからである。同一容積を低圧水蒸気で満たすのと、高圧水蒸気で満たすのでは、凝縮後は低圧水蒸気の方が小容積となる。この容積変化分が真空度を高めるからである。
【0033】
例えば、0.5kgf/cmの水蒸気の場合、1.18m/kgになる。これに対し、3kgf/cmの水蒸気の場合、0.47m/kgになる。
【0034】
第3ステップ(凝縮、減圧化)
バルブ18が閉じられ、バルブ22、32が開かれる。これにより、吸着塔2内と、コンデンサー24内と、凝縮液槽38内とは連通状態になる。すると、吸着塔2内に加圧状態で閉じこめられている水蒸気及びこの水蒸気により脱着された有機溶剤蒸気は、水蒸気と共にコンデンサー24に流入し、ここで冷却されて凝縮し、凝縮液槽38内に貯留される。コンデンサー24内においては、恒に凝縮が進行しているので、吸着塔2の内圧は時間の経過と共に急速に低下し、最終的には中程度の減圧度になる。具体的には、150〜400torrになることが好ましく、200〜300torr程度が操作上、好都合である。
【0035】
このようにして、活性炭に吸着された有機溶剤は水蒸気から受取る熱と、減圧状態に曝されてほぼ完全に活性炭から脱着され、凝集液槽38内に回収される。
【0036】
活性炭に含有される水分量も、この第3ステップにおいて中程度の減圧状態に曝されることで、常圧下における場合と比較して、遥かに少なくなる。
【0037】
このようにして、有機溶剤の回収がなされ、活性炭の再生がなされることにより、有機溶剤の回収の1サイクルが終了し、以後同様のサイクルが繰返される。
【0038】
なお、通常は溶剤回収装置は排ガスを連続的に処理する必要上、図2に示すように吸着塔を複数(図2においては2個の吸着塔2、2’)備え、吸脱着を順次行うことを繰返すようになっている。
【0039】
この場合、ベントガスはベントガス管26を通って吸着塔2、または2’に送られ、再度吸着処理がなされる。これにより、溶剤の回収率は飛躍的に上昇する。これに対して1塔だけを用いる場合は、微小量ではあるが残存している溶剤が外部に放出されることになる。なお、図2において参照符号は、図1と同様であるので、主要な符号を付すに止め、その説明を省略する。
【0040】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
【0041】
【実施例】
図1に示す構成の有機溶剤の回収装置を用いて、溶剤の回収を行った。
【0042】
吸着塔2は内容積310Lで、この中に、繊維状活性炭(東邦レーヨン製 商品名 ファインガード)を7Kg充填した。有機溶剤としてイソプロピルアルコールを5000ppm含有する空気を16Nm供給した後、バルブ8、14を閉じ、バルブ18、22、28を開いた状態で吸着塔内に119℃の水蒸気をほぼ大気圧で供給して、吸着塔2内の空気を水蒸気で置換した。
【0043】
その後、バルブ22、28、40を閉じて、吸着塔2内を1kgf/cmに加圧し、次いでバルブ18を閉じた。
【0044】
バルブ22を開くと、吸着塔2内の有機溶剤及び水蒸気がコンデンサー24に移行し、これらの凝縮が始った。凝縮の進行と共に吸着塔2内の圧力は速やかに減少し、最終的には210torrに低下した。
【0045】
凝集液槽38内には水と有機溶剤の混合液が回収された。イソプロピルアルコールの回収率は93%であった。この装置においては、残りの7%の大部分が塔内置換の際、ベントガス管26から大気中に放出された。
【0046】
なお、冷却水の温度は16℃であった。また、1サイクルの所要時間は、8分間であった。
【0047】
本実施例においては、繊維状の活性炭を用いたので、吸脱着速度が速く、しかも低濃度領域の有機溶剤でも回収できた。このときの回収されたイソプロピルアルコール濃度は約35容量%であった(イソプロピルアルコール330ml、水600ml)。この回収液濃度は、蒸気を連続的に流す従来の方法と比較し、約3.5倍高濃度である。
このため、1サイクルを短い時間にすることが出来た。
【0048】
【発明の効果】
本発明は、溶剤の回収において、吸着塔内で水蒸気を加圧した後、水蒸気を凝縮除去することにより、吸着塔内を減圧にするようにしたので、溶剤の回収効率が高い。更に、使用する水蒸気は吸着塔内容積とほぼ同容積の水蒸気で充分であるので熱エネルギー効率がよい。また更に、脱着工程において有機溶剤は長時間熱水蒸気に曝されることがないので、回収される有機溶剤の変化が生じがたい。
【0049】
また、使用水蒸気量が少ないので、排出される凝縮液量も少なく、このため廃水処理の問題も軽減される上、回収される溶剤が水溶性の場合は高濃度の凝縮液が得られるので、その後の溶剤の回収処理が容易になる。また更に、活性炭として繊維状活性炭を用いる場合は、通常の粒状活性炭と比較して吸脱着速度が大きいので、有機溶剤含有ガスを高速で、しかも低濃度にまで処理できる等の特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機溶剤の回収方法に使用する溶剤の回収装置の一例を示すフロー図である。
【図2】本発明の有機溶剤の回収方法に使用する溶剤の回収装置の他の例を示すフロー図である。
【符号の説明】
2、2’ 吸着塔
4 導入管
6 塔底
8、8’、14、18、18’、22、28、32 バルブ
10 導出管
12 塔頂
16 水蒸気供給管
20 吸引管
24 コンデンサー
26 ベントガス管
30 冷却水
34 出口管
36 凝縮液取出し管
38 凝縮液槽
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for recovering an organic solvent in an organic solvent-containing gas using activated carbon, and more specifically, relates to a method for recovering an organic solvent by a pressure swing method using water vapor.
[0002]
[Prior art]
Organic solvents are used in large quantities in industries such as various chemical industries, semiconductor industries, electronic component and machine manufacturing industries, and dry cleaning industries. In these industries, when an organic solvent is used, a gas containing the organic solvent is generated. Since these generated gases are harmful, complete recovery is required.
[0003]
As a method for recovering the organic solvent in the gas containing the organic solvent, a method using activated carbon is generally used. In this method, a gas containing an organic solvent is passed through an adsorption tower packed with activated carbon, and the organic solvent is adsorbed onto the activated carbon, whereby the organic solvent in the organic solvent-containing gas is collected by the activated carbon. Yes.
[0004]
In this method, as a method for desorbing the solvent collected by the activated carbon, there is a conventional steam desorption method in which water vapor is continuously supplied to the adsorption tower. In the case of this method, a large amount of water vapor is used for desorption of the solvent, so that the amount of drainage inevitably increases. Since a solvent is mixed in this waste water, a large-scale treatment facility is required. Further, since high-temperature steam is used, the solvent may be chemically changed during desorption, and this tendency is strong particularly when a chlorine-based solvent such as trichlene is desorbed. For this reason, the quality of the recovered solvent may be deteriorated.
[0005]
Attempts have also been made to reduce the amount of water vapor used. In JP-A-5-84417, for the purpose of reducing the amount of water vapor used, first, the inside of the adsorption tower is depressurized in the desorption process, and then the water vapor is supplied to the adsorption tower and then the water vapor supply is stopped. A method of evacuating is disclosed.
[0006]
Similarly, JP-A-2-126919 and JP-A-10-337438 disclose a pressure swing method in which an organic solvent is desorbed through water vapor into an adsorption tower under reduced pressure. However, in these methods, there is a problem that the structure and operation become complicated in order to reduce the amount of water vapor. In any of the above methods, the supply pressure of water vapor is within the normal pressure range necessary for supplying water vapor to the adsorption tower. Not done.
[0007]
In addition, a method of evacuating the inside of the adsorption tower while heating the activated carbon with a heater is disclosed so that no water vapor is used (Japanese Patent Laid-Open No. 51-32481). However, this method has a problem that the desorption efficiency is low as compared with the desorption method using water vapor.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
While various studies were made to solve the above problems, the present inventors supplied water vapor to the adsorption tower in a pressurized state unlike a normal method, and then condensed the water vapor so that the inside of the adsorption tower was moderate. It has been found that the organic solvent can be efficiently desorbed from the activated carbon by performing a pressure swing in a reduced pressure state. According to this method, the amount of water vapor used can be small, and since the contact time between the water vapor and the solvent is short, it has been found that there are advantages such that the recovered solvent is unlikely to deteriorate.
[0009]
The present invention has been completed on the basis of the above knowledge, and its object is to provide a method for recovering an organic solvent that solves the above-mentioned conventional problems.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the present invention provides:
[1] An adsorption process in which an organic solvent-containing gas is supplied to an adsorption tower packed with activated carbon to adsorb the organic solvent in the gas to the activated carbon, and desorption by desorbing and recovering the organic solvent from the activated carbon adsorbing the organic solvent In the method for recovering an organic solvent in an organic solvent-containing gas, the desorption step includes a first step of supplying water vapor to the adsorption tower and substituting the air in the adsorption tower with water vapor; The second step of making the pressurized state in step 2 and the organic solvent adsorbed on the activated carbon by condensing the water vapor put in the pressurized state in the second step together with the organic solvent vapor in a condenser to bring the inside of the adsorption tower into a reduced pressure state. And a third step of desorbing and collecting. A method for recovering an organic solvent in an organic solvent-containing gas.
[0011]
The above-mentioned recovery method is [2] The pressure state of the second step is 0.5 to 5 kgf / cm 2 ,
[3] The reduced pressure state in the third step is 150 to 400 torr,
[4] It includes that the activated carbon is a fibrous activated carbon.
[0012]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a flow diagram showing an example of an organic solvent recovery device in an organic solvent-containing gas used in the practice of the present invention.
[0014]
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an adsorption tower, which is a cylindrical pressure-resistant vessel whose both ends are closed. The adsorption tower 2 is filled with activated carbon (not shown).
[0015]
The activated carbon is not particularly limited, and any activated carbon such as granular activated carbon, molded activated carbon, powdered activated carbon, fibrous activated carbon, fibrous activated carbon formed into a felt shape, woven fabric shape, roving shape, paper shape, mat shape, etc. Can be employed. In particular, fibrous activated carbon made from acrylonitrile, phenol, rayon, pitch or the like is preferred for applications requiring high-speed adsorption / desorption. In particular, fibrous activated carbon is excellent in adsorption ability and adsorption rate of organic solvents in a low concentration region because the pore distribution is mainly composed of micropores. Reference numeral 4 denotes an organic solvent-containing gas introduction pipe connected to the vicinity of the bottom 6 of the adsorption tower 2, and a valve 8 is interposed in the introduction pipe 4. A gas containing an organic solvent, which is a gas to be treated, is introduced into the adsorption tower 2 from the tower bottom 6 through the introduction pipe 4.
[0016]
Reference numeral 10 denotes an adsorption-treated gas outlet pipe connected to the vicinity of the tower top 12 of the adsorption tower 2. Reference numeral 14 denotes a valve interposed in the outlet pipe 10.
[0017]
The organic solvent-containing gas introduced into the adsorption tower 2 from the vicinity of the tower bottom 6 comes into contact with the activated carbon filled in the adsorption tower 2 and adsorbs and removes the organic solvent to the activated carbon. It moves and is discharged to the outside through the outlet pipe 10.
[0018]
Reference numeral 16 denotes a water vapor supply pipe connected to the tower top 12, and a valve 18 is interposed therein. Steam is supplied into the adsorption tower 2 from the top 12 through the steam supply pipe 16.
[0019]
20 is a water vapor suction pipe in which a valve 22 is interposed, one end of which is connected to the bottom 6 of the adsorption tower 2 and the other end is connected to a condenser 24, and the valve 22 is opened. Thus, the inside of the adsorption tower 2 and the inside of the condenser 24 are kept in communication.
[0020]
26 is a vent gas pipe in which a valve 28 is interposed, and is connected to the condenser 24, and the gas in the adsorption tower 2 is discharged through the vent gas pipe 26 as necessary.
[0021]
A cooling water supply pipe 30 is connected to the condenser 24, and a valve 32 is interposed therein. Cooling water is supplied to the condenser 24 through the cooling water supply pipe 30, whereby the inside of the condenser 24 is cooled. Reference numeral 34 denotes a cooling water outlet pipe.
[0022]
A condensate take-out pipe 36 is connected to the condenser 24 so that the take-out pipe 36 and the suction pipe 20 are kept in communication with each other. Reference numeral 38 denotes a condensate tank, and 40 a valve, which are interposed in the take-out pipe 36, respectively.
[0023]
Next, the case where the organic solvent in the organic solvent-containing gas is recovered using the recovery device will be described.
[0024]
(Adsorption process)
First, with the valves 18, 22, 40 closed and the valves 8, 14 opened, an organic solvent-containing gas (treated gas) is introduced into the adsorption tower 2 through the introduction pipe 4. The organic solvent-containing gas makes gas-solid contact with the activated carbon filled in the adsorption tower 2, and the organic solvent is sequentially moved upward in the tower while being adsorbed and removed by the activated carbon. The adsorption-treated gas obtained by removing the organic solvent is discharged to the outside through the outlet pipe 10 from the top of the tower.
[0025]
After the organic solvent is sufficiently adsorbed by the activated carbon, the supply of the organic solvent-containing gas is stopped and the valves 8 and 14 are closed.
[0026]
(Desorption process)
First step (water vapor replacement)
First, the valves 18, 22, 28, and 32 are opened, whereby pressurized steam is supplied into the adsorption tower 2 through the steam supply pipe 16, and cooling water is supplied to the condenser 24. The temperature of the supplied water vapor is preferably 110 ° C. or higher, and particularly preferably 110 to 140 ° C. in terms of economy and practical use.
[0027]
Although cooling water temperature changes with boiling points of the organic solvent collect | recovered, it is preferable that it is normally 32 degrees C or less and exceeds 0 degreeC, and 7-20 degreeC is especially preferable.
[0028]
The water in the adsorption tower is replaced with water vapor supplied into the adsorption tower 2, whereby the air is discharged to the outside via the suction pipe 20, the condenser 24 and the vent gas pipe 26.
[0029]
Second step (pressurization)
With the valve 18 still open, the valves 22, 32, 28, 40 are closed. Thereby, the inside of the adsorption tower 2 is heated and pressurized with heated steam. It is preferable that the temperature in the adsorption tower 2 is normally raised to about 110-140 degreeC. Moreover, it is preferable that the pressure in the adsorption tower 2 is normally raised to about 0.5-5 kgf / cm < 2 > (gauge pressure). By setting such temperature and pressure, a preferable moderate degree of decompression is achieved in the third step described later.
[0030]
The temperature of saturated steam is determined by its pressure. Further, the pressure (= temperature) of the desorption vapor is related to the boiling point of the solvent to be recovered. For example, when the solvent boiling point is about 130 ° C. or lower, the desorption water vapor pressure is preferably 0.5 to 1 kgf / cm 2 . Further, when the solvent boiling point is about 130 to 200 ° C., the desorption water vapor pressure is preferably 3 kgf / cm 2 .
[0031]
The water vapor temperature need not necessarily exceed the boiling point of the solvent. Of course, the higher one is preferable, but there is a relation with the water vapor volume as described later. That is, even when the temperature is lower than the boiling point of the solvent, there is a desorption amount of the solvent corresponding to the vapor pressure at that temperature. In addition, when exposed to vacuum in the next step, the solvent is almost completely desorbed even if the water vapor temperature does not exceed the boiling point of the solvent.
[0032]
Regarding the vapor specific volume and the degree of vacuum in the next step, it is preferable to keep the water vapor pressure as low as possible in order to increase the degree of vacuum in the next step. That is, the specific volume (m 3 / kg) increases as the water vapor pressure is lowered. When the same volume is filled with low-pressure steam and with high-pressure steam, the low-pressure steam has a smaller volume after condensation. This is because the volume change increases the degree of vacuum.
[0033]
For example, in the case of 0.5 kgf / cm 2 of water vapor, it becomes 1.18 m 3 / kg. On the other hand, in the case of 3 kgf / cm 2 of water vapor, it becomes 0.47 m 3 / kg.
[0034]
Third step (condensation, decompression)
Valve 18 is closed and valves 22, 32 are opened. As a result, the inside of the adsorption tower 2, the condenser 24, and the condensate tank 38 are brought into communication. Then, the water vapor confined in the adsorption tower 2 in a pressurized state and the organic solvent vapor desorbed by the water vapor flow into the condenser 24 together with the water vapor, where they are cooled and condensed, and enter the condensate tank 38. Stored. In the condenser 24, since the condensation is constantly progressing, the internal pressure of the adsorption tower 2 rapidly decreases with time, and finally becomes a moderate degree of decompression. Specifically, it is preferably 150 to 400 torr, and about 200 to 300 torr is convenient for operation.
[0035]
In this way, the organic solvent adsorbed on the activated carbon is exposed to the heat received from the water vapor and the reduced pressure state, and is almost completely desorbed from the activated carbon, and is collected in the coagulating liquid tank 38.
[0036]
The amount of water contained in the activated carbon is also much less than that under normal pressure by being exposed to a moderately reduced pressure in this third step.
[0037]
In this way, the organic solvent is recovered and the activated carbon is regenerated, thereby completing one cycle of recovering the organic solvent, and the same cycle is repeated thereafter.
[0038]
Normally, the solvent recovery device needs to continuously treat the exhaust gas. As shown in FIG. 2, a plurality of adsorption towers (two adsorption towers 2 and 2 ′ in FIG. 2) are provided, and adsorption and desorption are sequentially performed. It has come to repeat.
[0039]
In this case, the vent gas is sent to the adsorption tower 2 or 2 ′ through the vent gas pipe 26, and the adsorption process is performed again. This dramatically increases the solvent recovery rate. On the other hand, when only one tower is used, a small amount of remaining solvent is discharged to the outside. In FIG. 2, reference numerals are the same as those in FIG. 1, and therefore, only major reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0040]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[0041]
【Example】
The solvent was recovered using the organic solvent recovery device having the configuration shown in FIG.
[0042]
The adsorption tower 2 has an internal volume of 310 L, and 7 kg of fibrous activated carbon (trade name Fineguard manufactured by Toho Rayon) was packed therein. After supplying 16Nm 3 of air containing 5000 ppm of isopropyl alcohol as an organic solvent, 119 ° C. water vapor was supplied to the adsorption tower at almost atmospheric pressure with the valves 8, 14 closed and the valves 18, 22, 28 opened. Then, the air in the adsorption tower 2 was replaced with water vapor.
[0043]
Thereafter, the valves 22, 28 and 40 were closed, the inside of the adsorption tower 2 was pressurized to 1 kgf / cm 2 , and then the valve 18 was closed.
[0044]
When the valve 22 was opened, the organic solvent and water vapor in the adsorption tower 2 were transferred to the condenser 24, and condensation of these began. As the condensation progressed, the pressure in the adsorption tower 2 quickly decreased and finally decreased to 210 torr.
[0045]
In the aggregating liquid tank 38, a mixed liquid of water and an organic solvent was recovered. The recovery rate of isopropyl alcohol was 93%. In this apparatus, most of the remaining 7% was discharged into the atmosphere from the vent gas pipe 26 during the column replacement.
[0046]
The temperature of the cooling water was 16 ° C. The time required for one cycle was 8 minutes.
[0047]
In this example, since the fibrous activated carbon was used, the adsorption / desorption rate was fast, and it could be recovered even with an organic solvent in a low concentration region. The recovered isopropyl alcohol concentration was about 35% by volume (isopropyl alcohol 330 ml, water 600 ml). The concentration of the recovered liquid is about 3.5 times higher than that of the conventional method in which steam is continuously flowed.
For this reason, one cycle could be made a short time.
[0048]
【The invention's effect】
In the present invention, in the recovery of the solvent, the pressure in the adsorption tower is reduced by condensing and removing the water vapor after pressurizing the water vapor in the adsorption tower, so that the solvent recovery efficiency is high. Furthermore, since the water vapor used is substantially the same volume as the adsorption tower volume, the thermal energy efficiency is good. Furthermore, since the organic solvent is not exposed to hot water vapor for a long time in the desorption process, the recovered organic solvent hardly changes.
[0049]
In addition, since the amount of water vapor used is small, the amount of condensate discharged is small, so the problem of wastewater treatment is reduced, and if the solvent to be recovered is water-soluble, a high concentration condensate can be obtained. Subsequent solvent recovery processing is facilitated. Further, when fibrous activated carbon is used as the activated carbon, the adsorption / desorption rate is higher than that of normal granular activated carbon, so that the organic solvent-containing gas can be processed at a high speed and at a low concentration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a solvent recovery apparatus used in the organic solvent recovery method of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing another example of a solvent recovery apparatus used in the organic solvent recovery method of the present invention.
[Explanation of symbols]
2, 2 ′ Adsorption tower 4 Introduction pipe 6 Bottoms 8, 8 ′, 14, 18, 18 ′, 22, 28, 32 Valve 10 Outlet pipe 12 Tower top 16 Steam supply pipe 20 Suction pipe 24 Condenser 26 Vent gas pipe 30 Cooling Water 34 Outlet pipe 36 Condensate outlet pipe 38 Condensate tank

Claims (4)

活性炭を充填した吸着塔に有機溶剤含有ガスを供給してガス中の有機溶剤を活性炭に吸着させる吸着工程と、前記有機溶剤を吸着させた活性炭から有機溶剤を脱着させて回収する脱着工程とを有する有機溶剤含有ガス中の有機溶剤の回収方法において、前記脱着工程が、吸着塔に水蒸気を供給して吸着塔内の空気を水蒸気で置換する第1ステップと、吸着塔内を水蒸気で加圧状態にする第2ステップと、前記第2ステップで加圧状態にした水蒸気を有機溶剤蒸気と共にコンデンサーで凝縮させて吸着塔内を減圧状態にすることにより活性に吸着させた有機溶剤を脱着回収する第3ステップとからなることを特徴とする有機溶剤含有ガス中の有機溶剤の回収方法。An adsorption step of supplying an organic solvent-containing gas to an adsorption tower packed with activated carbon to adsorb the organic solvent in the gas to the activated carbon, and a desorption step of desorbing and recovering the organic solvent from the activated carbon adsorbing the organic solvent. In the method for recovering an organic solvent in an organic solvent-containing gas, the desorption step includes a first step of supplying water vapor to the adsorption tower and replacing the air in the adsorption tower with water vapor, and pressurizing the inside of the adsorption tower with water vapor. a second step of the state, desorption to recover an organic solvent having adsorbed the adsorption tower is condensed in the condenser together with the second step in the pressurized state in steam of organic solvent vapors into the active carbon by the reduced pressure And a third step of recovering the organic solvent in the organic solvent-containing gas. 第2ステップの加圧状態が、0.5〜5kgf/cmである請求項1に記載の有機溶剤の回収方法。The method for recovering an organic solvent according to claim 1, wherein the pressurized state in the second step is 0.5 to 5 kgf / cm 2 . 第3ステップの減圧状態が、150〜400torrである請求項1又は2に記載の有機溶剤の回収方法。The method for recovering an organic solvent according to claim 1 or 2, wherein the reduced pressure state in the third step is 150 to 400 torr. 活性炭が繊維状活性炭である請求項1乃至3の何れかに記載の有機溶剤の回収方法。The method for recovering an organic solvent according to any one of claims 1 to 3, wherein the activated carbon is fibrous activated carbon.
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