JP3788523B2 - 低濃度有機溶剤ガス処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特に低濃度の有機溶剤ガスを安全に吸着除去する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、低濃度の有機溶剤ガスを処理する場合、低濃度有機溶剤ガスを吸着材に通気吸着させ、吸着された有機溶剤を小量の加熱気体にて吸着材から脱着し、脱着された小風量、高濃度の有機溶剤ガスを２次処理装置で処理する濃縮処理方法が有効な処理方法として知られている。
さらに、この濃縮された有機溶剤ガスが可燃性であれば、触媒燃焼装置などにて酸化分解処理されるのが一般的である。
触媒燃焼装置で使用される触媒の使用温度には限界がある。一般によく使用される白金触媒の使用上限温度は５００℃程度であり、これ以上の温度では触媒性能の低下（熱劣化）が起きる。触媒に導入されるガス温度は２５０〜３５０℃程度であるが、触媒上で有機溶剤が酸化分解するため、実際の触媒温度は触媒に導入されるガス温度より高くなる。有機溶剤を酸化分解処理している際の触媒温度は、触媒から排出されるガス温度により管理されるのが一般的である。有機溶剤の酸化分解による触媒温度の上昇は有機溶剤ガスの濃度により決まる。有機溶剤ガスの濃度が高い程、触媒温度は上昇する。このため、触媒で処理できる有機溶剤ガスの濃度には限界があるが、その値はガスの種類により異なる。一方、安全面から見た場合には、上記濃縮処理装置等で処理、濃縮される可燃性有機溶剤ガス濃度は、爆発下限界濃度の１／４以下の濃度であることが望ましいと一般的に言われる。
【０００３】
上記のごとく触媒燃焼装置で処理できるガス濃度には限界があるため、触媒燃焼装置単体で有機溶剤ガスを処理する際に、一時的にガスの濃度が限界以上となる場合には、触媒燃焼装置に外気を取り入れ被処理ガスを希釈するか、触媒に導入されるガス温度を下げる、などの方法が従来取られている。
濃縮装置から発生する濃縮ガスの濃度は、濃縮装置に通気される被処理ガスの濃度に大きく左右される。すなわち被処理ガス濃度が高ければ当然のことながら濃縮されるガス濃度は高くなる。生産工程などから排出される有機溶剤ガスの濃度が変動することは当然であるが、特に工程のトラブルが原因となる濃度変動は、著しいことが多い。このようなガスを上記濃縮装置に通気した際には、工程から排出されるガス濃度の変動を受けて、濃縮装置から排出される濃縮ガス濃度が変動する。したがって、この濃縮ガスを触媒燃焼装置で処理した際には、濃縮ガス濃度が触媒で処理出来る限界濃度以上になることがある。
【０００４】
この際、従来の触媒燃焼装置での対処方法を実施した場合には、次のような問題点があった。まず、触媒装置に外気を導入した場合には、濃縮装置から吸引される濃縮ガス量が減る。このため、ごく小量の加熱気体で吸着材を再生することになり、濃縮ガス濃度が危険な領域まで上昇するだけでなく、再生時に吸着材に充分な通気がなされないため吸着材からの放熱が充分出来ず、吸着材が異常発熱を生じる危険性がある。触媒装置に外気を導入する際に、濃縮ガスを大気に放出する方法もあるが、ダンパー、ファンの設置などで装置が煩雑になり、装置価格も高くなる。外気を取り入れる方法としては、外気取り入れダンパーを開けることが一般には行われるが、外気を取り入れる必要がある時が年に数回程度の場合、ダンパーの動作不良が発生しやすく、問題となる場合がある。２点目の触媒に導入されるガス温度を下げる場合には、ガス温度をさげても急激には触媒の酸化反応を低減させることは出来ない。このため触媒の温度が限界温度を越え、触媒の寿命を低下させることになる。このように上記濃縮装置から発生する濃縮ガスを触媒燃焼装置で処理するにあたり、濃縮ガスの濃度が触媒装置で処理出来る濃度の上限を越えた場合に、適切な処理が従来行われていないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものである。すなわち、低濃度有機溶剤ガスを吸着材に通気吸着させ、小量の加熱気体で吸着された有機溶剤を脱着し、脱着された高濃度の有機溶剤濃縮ガスを触媒燃焼装置で処理する低濃度有機溶剤ガス処理に関し、濃縮ガスの濃度が触媒装置で処理出来る濃度の上限を越えた場合に、簡易な方法でかつ安全に対処する装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、低濃度の有機溶剤ガスを吸着体に通気吸着させ有機溶剤を吸着除去した後、小量の加熱された再生気体により吸着された有機溶剤を脱着し、これにより低濃度有機溶剤ガスを高濃度ガスとして取り出しこの取り出された濃縮ガスを触媒燃焼装置で酸化分解する際に、該触媒燃焼装置の出口温度を感知し、該出口温度が所定の温度より低い場合には、該出口温度が所定の温度となるまで再生用空気温度を上げることによって濃縮ガスの濃度を上げ、また、該出口ガス温度が所定の温度より高い場合には、該出口ガスの温度が所定の温度となるまで再生用空気の温度を下げることによって濃縮ガスの濃度を下げるように、吸着体へ導入する再生気体の温度を調整することを特徴とする低濃度有機溶剤ガスの処理方法及び、低濃度の有機溶剤を含有する被処理ガスを吸着体に送る被処理ガス通気手段、被処理ガスを吸着する吸着体が配設された吸着手段、吸着された有機溶剤を脱着するための再生気体を前記吸着体の脱着部に供給する再生気体供給手段、該再生気体を加熱する加熱手段、脱着された高濃度の有機溶剤を含む再生ガスを燃焼酸化分解するための触媒燃焼手段及、該触媒燃焼手段の出口温度を検知する手段及び該出口温度の検知データを前記再生気体の加熱手段に伝達し、前記検知データに応じて前記再生気体の温度を調整する手段を設けたことを特徴とする低濃度有機溶剤ガス処理装置である。
【０００７】
本発明の特徴は、低濃度有機溶剤ガスを吸着材に通気吸着させ、小量の加熱気体で吸着された有機溶剤を脱着し、脱着された高濃度の有機溶剤濃縮ガスを触媒燃焼装置で処理する低濃度有機溶剤ガス処理に関し、濃縮装置から発生する濃縮ガスの濃度調整を、触媒の出口ガス温度に対応させて濃縮装置吸着体に導入される再生用加熱空気の温度を調整することで行うことにある。濃縮ガス中の有機溶剤濃度が低ければ、触媒の出口ガス温度は低い。触媒の出口温度が所定の温度となるまで再生用空気温度を上げれば、吸着体から脱着される有機溶剤の量を増やすことができ、濃縮ガスの濃度を上げることができる。逆に濃縮ガスの温度が触媒で処理できる上限の濃度を越える場合、すなわち触媒の出口ガス温度が限界温度より高い場合には、触媒の出口ガスの温度が所定の温度となるまで再生用空気の温度を下げることで吸着体から脱着される有機溶剤の量を減らすことができ、濃縮ガスの濃度を下げることができる。
【０００８】
図１に、本発明装置の概要を示すフローの１例を示す。被処理ガスである低濃度有機溶剤ガスはファン１にて吸着体２の吸着部２ａに通気され、有機溶剤が吸着除去される。再生用の空気はヒーター３で加熱され、吸着体２の脱着部２ｂにて有機溶剤を脱着し、有機溶剤を含有する濃縮ガスとなる。この濃縮ガスは、ファン４にて触媒燃焼装置５に導入され、加熱用ヒーター５ａで加熱された後、触媒５ｂに導入され、ガス中の有機溶剤が触媒にて酸化分解処理される。触媒の出口に設置された温度感知部６か５の指示値を受けて、温度調節器７が再生用空気加熱ヒーター３の出口温度を調整する。
【０００９】
本発明の特に重要な目的は、上記低濃度有機溶剤ガス処理装置において、使用される触媒の高温による熱劣化を安全に防ぐことにある。本発明によれば、触媒の出口ガス温度を感知し再生用空気温度を下げることにより、濃縮ガス中の有機溶剤量を下げ、過剰な有機溶剤の触媒燃焼装置５への導入を防ぐことができる。したがって、触媒５ｂ上での過剰な有機溶剤の酸化分解による温度上昇が妨げられ、触媒の高熱による熱劣化を防ぐことができる。さらに、本発明によれば、吸着体２の脱着部２ｂに充分な通気がなされており、脱着部２ｂで蓄熱が起きることがなく、脱着部２ｂでの異常発熱などの危険現象の発生を防ぐことができる。本発明に用いられる触媒は白金やパラジウム等であり、該触媒を焼結金属に担持せしめたハニカム形状あるいはポーラスな焼結体である。
図２、図３には本発明で使用される吸着濃縮装置の例が示されるが、これらの装置は本発明において特に限定されるものではない。
また、本発明で用いられる吸着体は、熱容量が少なく、温度変化に対する吸着、脱着性能を応答性が良いものが望ましい。図４に示されるハニカム構造を有する吸着体は本発明で使用されるに適したものであると言えるが、吸着体の構造はとくにそれに限定されるものではない。
【００１０】
【実施例１】
図５に本発明装置の実施例１のフローを示す。被処理ガスである低濃度有機溶剤ガスはファン１にて回転式の吸着体２の吸着部２ａに通気され、有機溶剤が吸着除去される。再生用の空気はヒーター３で加熱され、吸着体２の脱着部２ｂにて有機溶剤を脱着し、有機溶剤を含有する濃縮ガスとなる。この濃縮ガスは、ファン４にて触媒燃焼装置５に導入され、加熱用ヒーター５ａで加熱された後、触媒５ｂに導入され、ガス中の有機溶剤が触媒にて酸化分解処理される。再生用空気の加熱ヒーター３は、ヒーターの出口に設置される温度感知部６ａからの指示を受けた温度調節器７ａにより、また触媒燃焼装置の処理ガス加熱ヒーター５ａは、ヒーターの出口に設置された温度感知部６ｂからの指示を受けた温度調節器７ｂにより、それぞれ独立に所定の温度で制御される。
【００１１】
特に本発明で重要な点は、触媒の出口に設置された温度感知部６ｃからの指示値を受けて、温度調節器７ｃが再生用空気加熱ヒーター３の出口温度を調節する。すなわち触媒出口温度が上限温度に近づいた際に、再生用空気加熱ヒーター３の出口温度を下げることである。再生用空気の温度が低ければ、脱着部２ｂからの有機溶剤の脱着が充分なされず、したがって、濃縮ガス中の有機溶剤量が低減され、過剰な有機溶剤の触媒燃焼装置５への導入が無くなる。したがって、触媒５ｂ上での過剰な有機溶剤の酸化分解による温度上昇が妨げられ、触媒の高熱による熱劣化を防ぐことができる。さらに、本発明によれば、吸着体２の脱着部２ｂに充分な通気がなされており、脱着部２ｂで蓄熱が起きることがなく、脱着部２ｂでの異常発熱などの危険現象の発生を防ぐことができる。
【００１２】
【実施例２】
図６に本発明装置の実施例２のフローを示す。被処理ガスである低濃度有機溶剤ガスはファン１にて固定床の吸着体２の吸着材に通気され、有機溶剤が吸着除去される。再生用の空気はヒーター３で加熱され吸着が終了した吸着体２の吸着材にバルブ９の切り替えにより供給され、有機溶剤を脱着し、有機溶剤を含有する濃縮ガスとなる。この濃縮ガスは、ファン４にて触媒燃焼装置５に導入され、加熱用ヒーター５ａで加熱された後、触媒５ｂに導入され、ガス中の有機溶剤が触媒にて酸化分解処理される。触媒燃焼装置の処理ガス加熱ヒーター５ａは、ヒーターの出口に設置された温度感知部６ｂからの指示を受けた温度調節器７ｂにより触媒入口ガス温度が一定になるよう制御される。再生用空気の加熱ヒーター３は、触媒の出口に設置された温度感知部６ｃからの指示を受けた温度調節器７ｃにより触媒の出口温度が一定になるよう制御される。本実施例は、低濃度有機溶剤含有ガスが一定時間ごとに間欠的に発生する工程等で用いられるもので、１槽の吸着槽にて本ガスをバッチ方式にて濃縮する。
【００１３】
【発明の効果】
本発明により、低濃度有機溶剤ガスを吸着材に通気吸着させ、小量の加熱気体で吸着された有機溶剤を脱着し、脱着された高濃度の有機溶剤濃縮ガスを触媒燃焼装置で処理するとき、濃縮ガスの濃度が触媒燃焼装置で越えた場合に、簡単な方法でかつ安全に処理することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置のフロー
【図２】 被処理ガスを吸着する吸着体
【図３】 吸着体が装着された吸着手段
【図４】 吸着体を構成するハニカム構造体
【図５】 本発明実施例１を示すフロー
【図６】 本発明実施例２を示すフロー
【符号の説明】
１ ファン
２ 吸着体
２ａ 吸着体吸着部
２ｂ 吸着体脱着部
３ 再生用空気ヒーター
４ ファン
５ 触媒燃焼装置
５ａ 触媒ヒーター
５ｂ 触媒
６ 温度センサー
７ 温度調節器
８ フィルター
９ バルブ
１０ 低濃度有機溶剤含有ガス
１１ 浄化ガス
１２ 濃縮ガス
１３ 再生用加熱空気

Claims (2)

1. 低濃度の有機溶剤ガスを吸着体に通気吸着させ有機溶剤を吸着除去した後、小量の加熱された再生気体により吸着された有機溶剤を脱着し、これにより低濃度有機溶剤ガスを高濃度ガスとして取り出しこの取り出された濃縮ガスを触媒燃焼装置で酸化分解する際に、該触媒燃焼装置の出口温度を感知し、該出口温度が所定の温度より低い場合には、該出口温度が所定の温度となるまで再生用空気温度を上げることによって濃縮ガスの濃度を上げ、また、該出口ガス温度が所定の温度より高い場合には、該出口ガスの温度が所定の温度となるまで再生用空気の温度を下げることによって濃縮ガスの濃度を下げるように、吸着体へ導入する再生気体の温度を調整することを特徴とする低濃度有機溶剤ガスの処理方法。
2. 低濃度の有機溶剤を含有する被処理ガスを吸着体に送る被処理ガス通気手段、被処理ガスを吸着する吸着体が配設された吸着手段、吸着された有機溶剤を脱着するための再生気体を前記吸着体の脱着部に供給する再生気体供給手段、該再生気体を加熱する加熱手段、脱着された高濃度の有機溶剤を含む再生ガスを燃焼酸化分解するための触媒燃焼手段及、該触媒燃焼手段の出口温度を検知する手段及び該出口温度の検知データを前記再生気体の加熱手段に伝達し、前記検知データに応じて前記再生気体の温度を調整する手段を設けたことを特徴とする低濃度有機溶剤ガス処理装置。

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