JP4005317B2 - Gas-liquid contact device - Google Patents
Gas-liquid contact device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4005317B2 JP4005317B2 JP2001053513A JP2001053513A JP4005317B2 JP 4005317 B2 JP4005317 B2 JP 4005317B2 JP 2001053513 A JP2001053513 A JP 2001053513A JP 2001053513 A JP2001053513 A JP 2001053513A JP 4005317 B2 JP4005317 B2 JP 4005317B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- solvent
- gas
- ice
- cooling surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラント等より大気へ排出される、例えば揮発性有機化合物(VOC)ガスを回収する気液接触装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6に示すように、プラント等より大気へ排出されるVOCガスGを吸収処理する散水型気液接触装置158で使用される水は、処理塔160、162、164内において、ガスと接触することで溶剤濃度が徐々に上昇してくる。この溶剤を吸収した水がそのまま処理槽166、168、170へ還流されると、処理槽全体の水中の溶剤濃度が上昇し、この水を処理塔へ供給しても、連続的に良好な状態で溶剤を吸収できない(溶剤の捕集効率が低下する)。
【0003】
このため、溶剤吸収効率を維持するためには、新鮮水Wを導水管172から処理槽170へ連続的に給水する必要があり、補給水量の削減を図ることができない。
【0004】
また、散水型気液接触装置158の処理槽166の排水管174から最終的に排出される水W1が含有する溶剤の濃度を如何に高濃度とし、蒸留して再利用するかがランニングコストを削減する上で大きなポイントとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮して、補給水量を削減し、溶剤吸収効率を維持すると共に最終的に排出される水が含有する溶剤の濃度を高濃度とすることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、処理塔を通過するガスと処理塔へ供給される水とを接触させ、ガス中の溶剤を水に吸収させる気液接触装置において、ガス発生源からガスが導入される処理塔と、この処理塔へ水を供給すると共に溶剤を吸収した水が還流する処理槽とで構成される気液接触ユニットと、前記処理槽から排水され溶剤を含有する水を凍結する凍結手段と、前記凍結手段で凍結された氷を融解して前記処理槽へ送水するリサイクル手段と、を有し、前記凍結手段が、冷媒で冷却される冷却面を備えており、この冷却面の製氷速度を制御して、冷却面に生じる氷が含有する溶剤濃度を調整することを特徴としている。
【0007】
上記構成では、ガス中の溶剤を吸収した水が、処理槽から排水され凍結手段へ送られる。凍結手段が溶剤を含有した水を凍結することで、凝固点の違いから溶剤は凍結することなく、水は凍結して純水に近い氷となる。
【0008】
そして、リサイクル手段が、氷を融解して処理槽へ送水して、再び、処理塔へ導入されたガスと接触して、ガス中の溶剤を吸収する。このように、水を再利用することで、処理槽へ補給する新鮮水の水量を削減することができる。
【0009】
また、水と分離された未凍結水の溶剤の濃度は濃縮されて高くなっており、この高濃度の溶剤を含有する水を洗浄剤、燃料、平版印刷版に塗布する塗布液として使用することも可能となる。
【0010】
さらに、凍結手段では、氷が含有する溶剤濃度を調整するために、冷媒で冷却される冷却面の製氷速度を制御している。一般に、冷却面に氷結晶を製氷するには、冷却面の温度を水の凝固点よりも大きく低下させて、過冷却温度を大きくする必要がある。これは、凝固点まで温度を下げても、冷却面に氷結晶が製氷されず、凝固点以下の温度で氷結晶が製氷されるからである。
【0011】
そして、本構成では、氷結晶の成長速度(単位時間当たりで製氷される氷結晶の高さで表現される)を、冷却面の温度を制御することで、調整している。
【0012】
すなわち、氷結晶の成長速度を速くすると、氷結晶に同伴される溶剤粒子の量が多くなり、冷却面に生じる氷に含有される溶剤濃度が高くなる。逆に、氷結晶の成長速度を遅くすると、氷結晶に同伴される溶剤粒子の量が少なくなり、冷却面に生じる氷に含有される溶剤濃度が低くなる。
【0013】
このように、再利用する水の要求濃度に応じて、冷却面の製氷速度を制御することで、溶剤濃度の調整が可能となる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、前記冷却面を管状に形成して、前記溶剤を含有する水を管状の冷却面に沿って循環させて氷を製氷し、冷却面を開放して前記氷を取り出すことを特徴としている。
【0015】
上記構成では、いわゆるバッチ処理で、管状の冷却面に沿って水を循環させることで、大きな氷を製氷する。これにより、高濃度の溶剤を含有する水と氷に分離される。そして、氷は冷却面を開放することにより、板氷として冷凍手段から取り出すことができる。
【0016】
請求項3に記載の発明は、前記リサイクル手段が、前記凍結手段で製氷された氷を蓄氷する蓄氷タンクと、前記蓄氷タンクに蓄氷された氷を熱交換して冷熱を利用すると共に、融解水を前記処理槽へ送る熱交換手段と、を有することを特徴としている。
【0017】
上記構成では、凍結手段で製氷された氷が蓄氷タンクに一旦蓄氷されるため、熱交換手段で安定的に熱交換できる。熱交換手段では、氷の冷熱を利用して工場内の空調等を行なう。また、融解された融解水を処理槽へ送ることで、処理槽へ補給する新鮮水の水量を削減することができる。
【0018】
請求項4に記載の発明は、前記凍結手段において濃縮された未凍結水を蒸留して水と溶剤に分離する蒸留手段と、前記蒸留手段で分離された蒸発蒸気を凝縮して溶剤とする凝縮手段と、前記蒸留手段で分離された水を前記処理槽へ送る送水手段と、を有することを特徴としている。
【0019】
上記構成では、凍結手段で高濃度の溶剤を含有する水とされた濃縮水が、蒸留手段によって、沸点の差を利用して溶剤を含む蒸発蒸気と水に分離される。蒸発蒸気は、凝縮手段によって、溶剤に凝縮され、洗浄剤等として使用される。また、分離された水を、処理槽へ送ることで、処理槽へ補給する新鮮水の水量を削減することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0021】
図1及び図2に示すように、本形態に係る気液接触装置10では、処理塔12と処理槽14で構成される気液接触ユニット30を備えている。
【0022】
気液接触ユニット30の処理槽14には、補給管24が接続されている。この補給管24には、ポンプ20が設けられており、ポンプ20を作動させることで、貯留タンク52から処理水として新鮮な水及び後述するリサクル水が補給される。また、処理槽14の側壁に接続された給水管26には送液ポンプ28が設けられており処理塔12の頂部へ水が揚水される。処理塔12の頂部へ揚水された水は散水装置32によって、下方へ向けて散水される。
【0023】
一方の処理塔12の外周壁には、プラントPから排出された揮発性有機化合物(VOC)ガスが取り込まれるガス管34が接続されており、連続して処理塔12内へVOCガスが送られてくる。
【0024】
このガス管34から処理塔12へ取り込まれたVOCガスは上昇しながら散水装置32で散水された水と接触してバッチ処理され、含有する溶剤の濃度が低下される。そして、水と接触したVOCガスは、処理塔12の頂部に接続された排気管40を通じて環境に影響を与えないガスとして大気に放出される。
【0025】
また、処理槽14には、排水管44が接続されている。排水管44には、電磁弁78が設けられており、この電磁弁78を操作することで、処理槽14の水が中間タンク16へ排水される。
【0026】
そして、処理槽14に補給管24から補給される水量と処理槽14から排水される水量は、ほぼ同じとされており、バッチ処理でVOCガスを止めることなく、溶剤を回収できる構成となっている。
【0027】
一方、処理槽14には、濃度センサ80が設けられており、処理槽14の溶剤濃度を検出して、制御部84へ信号を送る。制御部84は、電磁弁78及びポンプ20と接続されており、濃度センサ80の検出結果に基づき、処理槽14内の水を入れ替えるようになっている。
【0028】
ここで、濃度センサ80が検出した処理槽14内の水の溶剤濃度が所定値以上になると、ポンプ20を作動させ、補給管24を通じて新鮮な水を処理槽14へ送ると共に、電磁弁78を開き排水管44から溶剤濃度が高い水を排水して、処理槽14の中を新鮮水に置き換える。
【0029】
以上のような操作を繰り返すことにより、VOCガス中の溶剤を高効率で捕集することができ、また、排水される水の溶剤濃度も高濃度となる。このため、次工程の回収効率が上がり、設備コスト及びランニングコストが削減できる。
【0030】
なお、気液接触方式としては、散水方式、充填方式が知られているが、方式についてば特定されない。また、気液接触のユニットの数は、本形態のように1つに特定されるものでなく、複数あってもよい。
【0031】
さらに、処理対象となる揮発性有機化合物ガス濃度は、100ppm以上が好ましく、1000ppm以上が効果が顕著に現れる。また、溶剤ガスの種類として、水との溶解度パラメータの差が19(cal・cm-3)1/2以内が好ましく、15(cal・cm-3)1/2以内がより好ましい(溶解度パラメータ:Hildebrandの溶解パラメータ)。
【0032】
さらに、揮発性有機化合物の溶剤は水溶性であればよく、メチルエチルケトンに限定されず、メタノール、エタノール、及びn−プロパノール等のアルコール類、エチレングリコール等の多価アルコール類、アセトン、メチルアセトン、及びシクロヘキサン等のケトン類、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、及び乳酸エチル等のエステル類でもよい。さらに、混合溶剤ガスでも処理可能である。
【0033】
さらに、補給される水の温度は30℃以下が好ましく、15℃以下がより好ましい。また、補給される水の溶剤濃度は2000ppm以下が好ましい。さらに、本例では、VOCガス中の溶剤を回収する処理水として水を使用したが、汚泥水や微生物を含む活性汚泥でも同様な効果を得ることができる。
【0034】
次に、中間タンク16に貯留された1バッチ分の排水をどのようにリサイクル水とするかを説明する。
【0035】
電磁弁18が開放されると、中間タンク16に貯留された溶剤を含有する水が、凍結装置22へ送水される。
【0036】
凍結装置22は、環状につながった管状の冷却管36を備えている。この冷却管36には、供給管38から溶剤を含有する水が給水される。そして、冷却管36内の水は、制御部84で駆動力が制御された循環ポンプ42によって、設定された流速で冷却面36A(図3参照)に沿って循環する。冷却管36の鉛直部は、冷媒が循環する冷却コイル46によって冷却され、図3(A)〜図3(C)に示すように、冷却面36Aに氷結晶Cが形成される。
【0037】
このように、冷却面36Aに沿って流れる溶剤を含有する水を循環させることで、氷結晶Cにトラップされる溶剤粒子Mの量が減少し、氷の純水度が上がる。
【0038】
また、制御部84が冷却コイル46を流れる冷媒の流量を制御することで、冷却面36Aの温度を調整し、図3に示す氷結晶の成長速度(単位時間当たりで製氷される氷結晶の平均高さhで表現される)を制御している。
【0039】
このように、氷結晶の成長速度を調整することで、氷結晶に同伴される溶剤粒子の量が制御できるため、再利用する水の要求濃度に応じて、板氷の溶剤含有濃度の調整が可能となる。
【0040】
また、冷却管36の下方には、開閉扉48が設けられており、氷結晶Cから成長した厚みのある板氷C1を取り出せるようになっている。なお、冷却管36内の未凍結水は、排水管50を通じて蒸留器64へ送られる。
【0041】
一方、凍結装置22から取り出された溶剤を殆ど含まない板氷C1は、投入管54を通じて蓄氷タンク56へ一旦蓄氷され、その後、冷水(或は氷粒の混じった水)としてポンプ58で冷水管62を通じて熱交換器60へ送られる。このように、氷を蓄氷して冷水として供給することで、熱交換器60へ安定した冷媒の供給が可能となる。この熱交換器60は、冷水の冷熱を利用するもので、工場内の空調等に使用されている。
【0042】
さらに、熱交換器60で熱交換された冷水(溶剤を殆ど含有しない水)は、リサイクル水として貯留タンク52へ送られ、処理槽14へ再び送水される。
【0043】
一方、凍結装置22から排出された高濃度の溶剤を含有する水は、蒸留器64へ送られる。蒸留器64は、溶剤と水との沸点の差を利用して気化によって溶剤と水を分離するもので、蒸留塔66へ高濃度の溶剤を含有する水が供給口68から投入される。蒸留塔66内では、蒸気と液とが接触し、低沸成分の溶剤が蒸気の方に集まり、高沸成分の水が液の方に多く集まる。
【0044】
これにより、溶剤が蒸発蒸気として排気管70を通じて凝縮器72へ送られ、凝縮器72で凝縮されることにより、高濃度の溶剤を含む溶液として回収タンク74へ回収される。また、溶剤と分離された水は、排水口76から排水され、送水ポンプ86を備えた送水管82を通じて、貯留タンク52へ送られる。
【0045】
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り本発明に包含される。
【0046】
プラントPから排出されたメタノールを含有する排ガスから、気液接触装置としてスクラバーにてメタノールを回収した。
【0047】
メタノールを含有する排ガスを1.0Nm3/minの割合で処理搭12に導入した。排ガス中のメタノールの含有量は3000ppmであった。処理槽14から汲み上げた水を処理塔12の散水装置32から散水し、排ガスを導入してバッチ処理したところ、処理槽14から排出された水中のメタノール濃度は10000ppmとなった。
【0048】
このメタノール濃度10000ppmの水を凍結装置22に導入し、凍結濃縮処理した。このとき、冷却管36の冷却面36Aを流れる水の流速を2.0m/secとし、図4の表に示すように、製氷速度(単位時間当たりに冷却面に生成された氷結晶Cの平均高さh)が0.15mm/min、0.18mm/min、0.23mm/min、0.30mm/minとなるように、冷却面36Aの温度を、それぞれ−7.18℃、−8.2℃、−9.0℃、−10.1℃とした。
【0049】
このとき、冷却面36Aに製氷された板氷C1に含まれるメタノール濃度は、順に、100ppm、300ppm、800ppm、2000ppmであった。
【0050】
これは、製氷速度を落とすと、図3に示すように、氷結晶Cの表面に付着するメタノール粒子Mの数が少ない板氷C1が形成されるためである。すなわち、氷結晶Cの体積に対する表面積を小さくすること(製氷速度を落とす)で、メタノール濃度が低い、板氷を製氷することができる。
【0051】
以上のように、製氷された板氷を融解して処理槽14へリターンして排ガスを処理した後、図5の表に示すように、排気管40から大気に放出されるガスを採取して、揮発性有機化合物(VOC)ガスの除去率を求めて見た。
【0052】
この結果、順に、VOCガスの除去率が、93%、90%、85%、70%という結果が得られ、製氷速度を0.3mm/min以下とすることで、VOCガスを吸収する処理液として再利用できることが判る。
【0053】
なお、凍結装置22へ送る水に含まれる溶剤成分の濃度としては、1000ppmが好ましく、さらに、5000ppm以上が溶剤を高濃度に濃縮するためには好ましい。
【0054】
また、製氷速度0.3mm/min以下が好ましいが、0.5mm/min以下でも再利用できる水を分離することができる。
【0055】
さらに、凍結装置22で濃縮した水をそのまま洗浄液や重油等の代替燃料として再利用してもよい。また、この濃縮水を蒸留器64へ送る場合、水中に含まれる溶剤成分濃度として、1%以上が好ましく、10%以上がより好ましい。
【0056】
さらに、熱交換された冷水は、活性汚泥等を用いた廃水処理設備で分解処理してもよく、含有する溶剤成分の濃度によっては(COD値、BOD値が許容値内であれば)、そのまま放流しても構わない。
【0057】
また、水スクラバーは、スプレー式、充填式等、その方式は限定されず、水にガスを吸収させる方式はスクラバーでなくてもよい。さらに、凍結装置22で濃縮された溶剤を含有する水を溶剤と水に分離する手段として、蒸留器64を使用したが、膜分離装置、遠心分離装置等を用いても良い。
【0058】
ここで、VOCガスを発生する製造工程の1つであるPS版の製造工程を簡単に説明しておく。
【0059】
PS版は、99.5重量%アルミニウムに、銅を0.01重量%、チタンを0.03重量%、鉄を0.3重量%、ケイ素を0.1重量%含有するJIS―A1050アルミニウム材の厚み0.30mm圧延板を、400メッシュのパミストン(共立窯業製)の20重量%水性懸濁液と、回転ナイロンブラシ(6,10−ナイロン)とを用いてその表面を砂目立てした後、よく水で洗浄した。
【0060】
これを15重量%水酸化ナトリウム水溶液(アルミニウム4.5重量%含有)に浸漬してアルミニウムの溶解量が5g/m2 になるようにエッチングした後、流水で水洗した。さらに、1重量%硝酸で中和し、次に0.7重量%硝酸水溶液(アルミニウム0.5重量%含有)中で、陽極時電圧10.5ボルト、陰極時電圧9.3ボルトの矩形波交番波形電圧(電流比r=0.90、特公昭58−5796号公報実施例に記載されている電流波形)を用いて160クーロン/dm2の陽極時電気量で電解粗面化処理を行った。水洗後、35℃の10重量%水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬して、アルミニウム溶解量が1g/m2 になるようにエッチングした後、水洗した。次に、50℃30重量%の硫酸水溶液中に浸漬し、デスマットした後、水洗した。
【0061】
さらに、35℃の硫酸20重量%水溶液(アルミニウム0.8重量%含有)中で直流電流を用いて、多孔性陽極酸化皮膜形成処理を行った。すなわち電流密度13A/dm2 で電解を行い、電解時間の調節により陽極酸化皮膜重量2.7g/m2 とした。ジアゾ樹脂と結合剤を用いたネガ型感光性平版印刷版を作成する為に、この支持体を水洗後、70℃のケイ酸ナトリウムの3重量%水溶液に30秒間浸漬処理し、水洗乾燥した。
【0062】
以上のようにして得られたアルミニウム支持体は、マクベスRD920反射濃度計で測定した反射濃度は0.30で、JIS B00601に規定する中心線平均粗さRaは0.58μmであった。
【0063】
次に上記支持体にメチルメタクリレート/エチルアクリレート/2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム共重合体(平均分子量約6万)(モル比50/30/20)の1.0重量%水溶液をロールコーターにより乾燥後の塗布量が0.05g/m2 になるように塗布した。
【0064】
さらに、塗布液として下記感光液−1を、本形態で用いたバーコーターを用いて塗布し、110℃で45秒間乾燥させた。乾燥塗布量は2.0g/m2 であった。
感光液−1
ジアゾ樹脂−1 0.50g
結合剤−1 5.00g
スチライトHS−2(大同工業(株)製) 0.10g
ビクトリアピュアブルーBOH 0.15g
トリクレジルホスフェート 0.50g
ジピコリン酸 0.20g
FC−430(3M社製界面活性剤) 0.05g
溶剤
1−メトキシ−2−プロパノール 25.00g
乳酸メチル 12.00g
メタノール 30.00g
メチルエチルケトン 30.00g
水 3.00g
【0065】
上記のジアゾ樹脂―1は、次ぎのようにして得たものである。まず、4−ジアゾジフェニルアミン硫酸塩(純度99.5%)29.4gを25℃にて、96%硫酸70mlに徐々に添加し、かつ20分間攪拌した。これに、パラホルムアルデヒド(純度92%)3.26gを約10分かけて徐々に添加し、該混合物を30℃にて、4時間攪拌し、縮合反応を進行させた。なお、上記ジアゾ化合物とホルムアルデヒドとの縮合モル比は1:1である。この反応生成物を攪拌しつつ氷水2リットル中に注ぎ込み、塩化ナトリウム130gを溶解した冷濃厚水溶液で処理した。この沈澱物を吸引濾過により回収し、部分的に乾燥した固体を1リットルの水に溶解し、濾過し、氷で冷却し、かつ、ヘキサフルオロリン酸カリ23gを溶解した水溶液で処理した。最後に、この沈澱物を濾過して回収し、かつ風乾して、ジアゾ樹脂−1gを得た。
【0066】
結合剤−1は、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/アクリロニトリル/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(重量比50/20/26/4、平均分子量75,000、酸含量0.4meq/g)の水不溶性、アルカリ水可溶性の皮膜形成性高分子である。
【0067】
スチライトHS−2(大同工業(株)製)は、結合剤よりも感脂性の高い高分子化合物であって、スチレン/マレイン酸モノ−4−メチル−2−ペンチルエステル=50/50(モル比)の共重合体であり、平均分子量は約100,000であった。このようにして作成した感光層の表面に下記の様にしてマット層形成用樹脂液を吹き付けてマット層を設けた。
【0068】
マット層形成用樹脂液としてメチルメタクリレート/エチルアクリレート/2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(仕込重量比65:20:15)共重合体の一部をナトリウム塩とした12%水溶液を準備し、回転霧化静電塗装機で霧化頭回転数25,000rpm、樹脂液の送液量は4.0ml/分、霧化頭への印加電圧は−90kV、塗布時の周囲温度は25℃、相対湿度は50%とし、塗布液2.5秒で塗布面に蒸気を吹き付けて湿潤させ、ついで湿潤した3秒後に温度60℃、湿度10%の温風を5秒間吹き付けて乾燥させた。マットの高さは平均約6μm、大きさは平均約30μm、塗布量は150mg/m2 であった。
【0069】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、補給水量を削減し、溶剤吸収効率を維持すると共に最終的に排出される処理液の溶剤濃度を高濃度として、再利用することができる。また、冷熱を利用することで、省エネを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本形態に係る気液接触装置を示す斜視図である。
【図2】本形態に係る気液接触装置を示すブロック図である。
【図3】板氷が製氷される様子を表した模式図である。
【図4】製氷速度と板氷に含まれる溶剤の濃度との関係を示す表である。
【図5】リサイクル水を用いてガスを回収したときの回収除去率を示す表である。
【図6】従来の気液接触装置を示す側面図である。
【符号の説明】
12 処理塔
14 処理槽
22 凍結装置(凍結手段)
36 冷却管
36A 冷却面
46 冷却コイル(凍結手段)
56 蓄氷タンク(リサイクル手段)
60 熱交換器(リサイクル手段、熱交換手段)
64 蒸留器(蒸留手段)
72 凝縮器(凝縮手段)
82 送水管(送水手段)
84 制御部(凍結手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas-liquid contact device that recovers, for example, volatile organic compound (VOC) gas discharged from a plant or the like to the atmosphere.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 6, the water used in the sprinkling gas-
[0003]
For this reason, in order to maintain the solvent absorption efficiency, it is necessary to continuously supply the fresh water W from the
[0004]
In addition, how high the concentration of the solvent contained in the water W1 finally discharged from the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above facts, the present invention aims to reduce the amount of makeup water, maintain the solvent absorption efficiency, and increase the concentration of the solvent contained in the finally discharged water.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1 is a gas-liquid contact apparatus in which a gas passing through a processing tower and water supplied to the processing tower are brought into contact with each other and a solvent in the gas is absorbed by water. A gas-liquid contact unit composed of a treatment tower, a treatment tank for supplying water to the treatment tower and recirculating water that has absorbed the solvent, and water containing the solvent drained from the treatment tank is frozen. A freezing means, and a recycle means for thawing the ice frozen by the freezing means and feeding the processed water to the treatment tank, the freezing means having a cooling surface cooled by a refrigerant. The concentration of the solvent contained in the ice generated on the cooling surface is adjusted by controlling the ice making speed.
[0007]
In the said structure, the water which absorbed the solvent in gas is drained from a processing tank, and is sent to a freezing means. By freezing the water containing the solvent by the freezing means, the solvent is not frozen due to the difference in the freezing point, and the water is frozen and becomes ice close to pure water.
[0008]
Then, the recycling means melts the ice and feeds water to the treatment tank, and again comes into contact with the gas introduced into the treatment tower to absorb the solvent in the gas. Thus, by reusing water, the amount of fresh water to be replenished to the treatment tank can be reduced.
[0009]
In addition, the concentration of the solvent of unfrozen water separated from water is high due to concentration, and water containing this high concentration of solvent should be used as a coating solution for coating detergent, fuel, and lithographic printing plate. Is also possible.
[0010]
Further, the freezing means controls the ice making speed of the cooling surface cooled by the refrigerant in order to adjust the concentration of the solvent contained in the ice. In general, in order to make ice crystals on the cooling surface, it is necessary to increase the supercooling temperature by lowering the temperature of the cooling surface to be much lower than the freezing point of water. This is because even if the temperature is lowered to the freezing point, ice crystals are not made on the cooling surface, and ice crystals are made at a temperature below the freezing point.
[0011]
In this configuration, the growth rate of ice crystals (expressed by the height of ice crystals produced per unit time) is adjusted by controlling the temperature of the cooling surface.
[0012]
That is, when the growth rate of ice crystals is increased, the amount of solvent particles accompanying the ice crystals increases, and the concentration of the solvent contained in the ice generated on the cooling surface increases. Conversely, when the growth rate of ice crystals is slowed down, the amount of solvent particles entrained in the ice crystals decreases, and the concentration of the solvent contained in the ice generated on the cooling surface decreases.
[0013]
Thus, the solvent concentration can be adjusted by controlling the ice making speed of the cooling surface in accordance with the required concentration of water to be reused.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, the cooling surface is formed in a tubular shape, water containing the solvent is circulated along the tubular cooling surface to produce ice, and the cooling surface is opened to remove the ice. It is characterized by taking out.
[0015]
In the above configuration, large ice is made by circulating water along a tubular cooling surface by so-called batch processing. Thereby, it isolate | separates into the water and ice containing a high concentration solvent. And ice can be taken out from a freezing means as plate ice by opening a cooling surface.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, the recycling means uses cold energy by exchanging heat between the ice storage tank that stores the ice made by the freezing means and the ice stored in the ice storage tank. And heat exchange means for sending molten water to the treatment tank.
[0017]
In the above configuration, since the ice made by the freezing means is once stored in the ice storage tank, heat can be stably exchanged by the heat exchange means. In the heat exchanging means, the cold air of the ice is used for air conditioning in the factory. Moreover, the amount of fresh water to be replenished to the treatment tank can be reduced by sending the melted molten water to the treatment tank.
[0018]
The invention according to claim 4 is a distillation means for distilling the unfrozen water concentrated in the freezing means to separate it into water and a solvent, and condensing the evaporated vapor separated by the distillation means into a solvent. And water supply means for sending the water separated by the distillation means to the treatment tank.
[0019]
In the above configuration, the concentrated water that has been made into water containing a high-concentration solvent by the freezing means is separated into evaporated vapor containing the solvent and water by using the difference in boiling point by the distillation means. The evaporated vapor is condensed into a solvent by the condensing means and used as a cleaning agent or the like. Moreover, the amount of fresh water to be replenished to the treatment tank can be reduced by sending the separated water to the treatment tank.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the gas-
[0022]
A
[0023]
A
[0024]
The VOC gas taken into the
[0025]
A
[0026]
The amount of water supplied to the
[0027]
On the other hand, the
[0028]
Here, when the solvent concentration of the water in the
[0029]
By repeating the above operation, the solvent in the VOC gas can be collected with high efficiency, and the solvent concentration of the drained water becomes high. For this reason, the collection efficiency of the next process is increased, and the equipment cost and the running cost can be reduced.
[0030]
As the gas-liquid contact method, a watering method and a filling method are known, but the method is not specified. Further, the number of gas-liquid contact units is not limited to one as in this embodiment, and may be plural.
[0031]
Further, the concentration of the volatile organic compound gas to be treated is preferably 100 ppm or more, and the effect is remarkable when it is 1000 ppm or more. Further, as the type of solvent gas, the difference in solubility parameter with water is preferably within 19 (cal · cm −3 ) 1/2, and more preferably within 15 (cal · cm −3 ) 1/2 (solubility parameter: Hildebrand solubility parameters).
[0032]
Furthermore, the solvent of a volatile organic compound should just be water-soluble, it is not limited to methyl ethyl ketone, Alcohols, such as methanol, ethanol, and n-propanol, Polyhydric alcohols, such as ethylene glycol, Acetone, methyl acetone, and Ketones such as cyclohexane, and esters such as methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, and ethyl lactate may be used. Furthermore, it can be treated with a mixed solvent gas.
[0033]
Furthermore, the temperature of the replenished water is preferably 30 ° C. or less, and more preferably 15 ° C. or less. The solvent concentration of the replenished water is preferably 2000 ppm or less. Further, in this example, water is used as the treated water for recovering the solvent in the VOC gas, but the same effect can be obtained even with activated sludge containing sludge water or microorganisms.
[0034]
Next, how one batch of waste water stored in the
[0035]
When the
[0036]
The freezing
[0037]
In this way, by circulating the water containing the solvent flowing along the cooling
[0038]
Further, the
[0039]
In this way, by adjusting the growth rate of ice crystals, the amount of solvent particles entrained in the ice crystals can be controlled, so the concentration of the solvent content of the plate ice can be adjusted according to the required concentration of water to be reused. It becomes possible.
[0040]
Further, an opening / closing
[0041]
On the other hand, the plate ice C1 containing almost no solvent taken out from the freezing
[0042]
Further, the cold water (water containing almost no solvent) that has been heat-exchanged by the
[0043]
On the other hand, the water containing the high concentration solvent discharged from the freezing
[0044]
Thereby, the solvent is sent as vaporized vapor to the
[0045]
Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples, and is included in the present invention without departing from the gist of the present invention.
[0046]
From the exhaust gas containing methanol discharged from the plant P, methanol was recovered with a scrubber as a gas-liquid contact device.
[0047]
An exhaust gas containing methanol was introduced into the
[0048]
This water having a methanol concentration of 10,000 ppm was introduced into the freezing
[0049]
At this time, the methanol concentration contained in the plate ice C1 made on the
[0050]
This is because, when the ice making speed is lowered, as shown in FIG. 3, plate ice C1 with a small number of methanol particles M adhering to the surface of the ice crystal C is formed. That is, by reducing the surface area with respect to the volume of the ice crystals C (decreasing the ice making speed), it is possible to make plate ice having a low methanol concentration.
[0051]
As described above, after melting the plate ice produced and returning to the
[0052]
As a result, VOC gas removal rates of 93%, 90%, 85%, and 70% are obtained in order, and the processing liquid that absorbs the VOC gas by setting the ice making speed to 0.3 mm / min or less. It can be reused as
[0053]
In addition, as a density | concentration of the solvent component contained in the water sent to the freezing
[0054]
Further, although the ice making speed is preferably 0.3 mm / min or less, water that can be reused can be separated even at 0.5 mm / min or less.
[0055]
Further, the water concentrated in the freezing
[0056]
Furthermore, the heat-exchanged cold water may be decomposed in a wastewater treatment facility using activated sludge or the like, and depending on the concentration of the solvent component contained (if the COD value and BOD value are within allowable values) May be released.
[0057]
Moreover, the method of the water scrubber is not limited, such as a spray method or a filling method, and the method of causing the water to absorb the gas may not be the scrubber. Furthermore, although the
[0058]
Here, the manufacturing process of the PS plate, which is one of the manufacturing processes for generating the VOC gas, will be briefly described.
[0059]
The PS plate is a JIS-A1050 aluminum material containing 99.5% by weight aluminum, 0.01% by weight copper, 0.03% by weight titanium, 0.3% by weight iron and 0.1% by weight silicon. After the surface of the 0.30 mm thick rolled plate was grained using a 20 mesh% aqueous suspension of 400 mesh Pamiston (manufactured by Kyoritsu Ceramics) and a rotating nylon brush (6,10-nylon), Washed well with water.
[0060]
This was immersed in a 15% by weight sodium hydroxide aqueous solution (containing 4.5% by weight of aluminum) and etched so that the amount of aluminum dissolved was 5 g / m 2 , and then washed with running water. Further, neutralized with 1% by weight nitric acid, and then in a 0.7% by weight nitric acid aqueous solution (containing 0.5% by weight of aluminum), a rectangular wave with an anode voltage of 10.5 volts and a cathode voltage of 9.3 volts Using an alternating waveform voltage (current ratio r = 0.90, current waveform described in the example of Japanese Examined Patent Publication No. 58-5796), electrolytic surface roughening treatment was performed at an anode time electricity of 160 coulomb / dm 2. It was. After washing with water, it was immersed in a 10 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 35 ° C., etched so that the amount of dissolved aluminum was 1 g / m 2 , and then washed with water. Next, it was immersed in an aqueous sulfuric acid solution at 50 ° C. and 30% by weight, desmutted, and washed with water.
[0061]
Further, a porous anodic oxide film forming treatment was performed using a direct current in a 20 wt% sulfuric acid aqueous solution (containing 0.8 wt% aluminum) at 35 ° C. That is, electrolysis was performed at a current density of 13 A / dm 2 , and the weight of the anodic oxide film was adjusted to 2.7 g / m 2 by adjusting the electrolysis time. In order to prepare a negative photosensitive lithographic printing plate using a diazo resin and a binder, this support was washed with water, immersed in a 3% by weight aqueous solution of sodium silicate at 70 ° C. for 30 seconds, and washed and dried.
[0062]
The thus-obtained aluminum support, Macbeth RD920 reflection density was measured with a reflection densitometer 0.30, the center line average roughness R a as defined in JIS B00601 was 0.58 .mu.m.
[0063]
Next, a 1.0% by weight aqueous solution of methyl methacrylate / ethyl acrylate / 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid sodium copolymer (average molecular weight of about 60,000) (molar ratio 50/30/20) was applied to the support. It applied so that the application quantity after drying might be 0.05 g / m < 2 > with a roll coater.
[0064]
Furthermore, the following photosensitive solution-1 was applied as a coating solution using the bar coater used in this embodiment, and dried at 110 ° C. for 45 seconds. The dry coating amount was 2.0 g / m 2 .
Photosensitive solution-1
Diazo resin-1 0.50g
Binder-1 5.00g
Stilite HS-2 (Daido Kogyo Co., Ltd.) 0.10g
Victoria Pure Blue BOH 0.15g
Tricresyl phosphate 0.50 g
Dipicolinic acid 0.20g
FC-430 (3M surfactant) 0.05 g
Solvent 1-methoxy-2-propanol 25.00g
Methyl lactate 12.00g
Methanol 30.00g
Methyl ethyl ketone 30.00g
3.00 g of water
[0065]
The above diazo resin-1 was obtained as follows. First, 29.4 g of 4-diazodiphenylamine sulfate (purity 99.5%) was gradually added to 70 ml of 96% sulfuric acid at 25 ° C. and stirred for 20 minutes. To this, 3.26 g of paraformaldehyde (purity 92%) was gradually added over about 10 minutes, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 4 hours to allow the condensation reaction to proceed. The condensation molar ratio between the diazo compound and formaldehyde is 1: 1. The reaction product was poured into 2 liters of ice water with stirring and treated with a cold concentrated aqueous solution in which 130 g of sodium chloride was dissolved. The precipitate was collected by suction filtration, and the partially dried solid was dissolved in 1 liter of water, filtered, cooled with ice, and treated with an aqueous solution in which 23 g of potassium hexafluorophosphate was dissolved. Finally, the precipitate was collected by filtration and air-dried to obtain 1 g of diazo resin.
[0066]
Binder-1 is a 2-hydroxyethyl methacrylate / acrylonitrile / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (weight ratio 50/20/26/4, average molecular weight 75,000, acid content 0.4 meq / g). It is an alkali water-soluble film-forming polymer.
[0067]
Stylite HS-2 (manufactured by Daido Kogyo Co., Ltd.) is a polymer compound having a higher oil sensitivity than the binder, and styrene / maleic acid mono-4-methyl-2-pentyl ester = 50/50 (molar ratio). The average molecular weight was about 100,000. The mat layer was formed by spraying the mat layer forming resin solution onto the surface of the photosensitive layer thus prepared as follows.
[0068]
A 12% aqueous solution in which a part of a copolymer of methyl methacrylate / ethyl acrylate / 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (feed weight ratio 65:20:15) copolymer is a sodium salt is prepared as a resin solution for forming a mat layer. Rotating atomizing electrostatic coating machine, atomizing head rotation speed 25,000rpm, resin liquid feed rate 4.0ml / min, applied voltage to atomizing head -90kV, ambient temperature at coating 25 ° C The relative humidity was 50%, and the coating surface was sprayed with steam for 2.5 seconds to wet the coating surface, and then 3 seconds after the wetting, hot air having a temperature of 60 ° C. and a humidity of 10% was sprayed for 5 seconds to dry. The average mat height was about 6 μm, the average size was about 30 μm, and the coating amount was 150 mg / m 2 .
[0069]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration, the amount of makeup water can be reduced, the solvent absorption efficiency can be maintained, and the solvent concentration of the treatment liquid finally discharged can be increased and reused. In addition, energy can be saved by using cold heat.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a gas-liquid contact device according to the present embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a gas-liquid contact device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which plate ice is made.
FIG. 4 is a table showing the relationship between the ice making speed and the concentration of the solvent contained in the plate ice.
FIG. 5 is a table showing the recovery removal rate when gas is recovered using recycled water.
FIG. 6 is a side view showing a conventional gas-liquid contact device.
[Explanation of symbols]
12
36
56 Ice storage tank (recycling means)
60 heat exchanger (recycling means, heat exchanging means)
64 Distiller (distilling means)
72 Condenser (condensing means)
82 Water supply pipe (water supply means)
84 Control unit (freezing means)
Claims (4)
ガス発生源からガスが導入される処理塔と、この処理塔へ水を供給すると共に溶剤を吸収した水が還流する処理槽とで構成される気液接触ユニットと、
前記処理槽から排水され溶剤を含有する水を凍結する凍結手段と、
前記凍結手段で凍結された氷を融解して前記処理槽へ送水するリサイクル手段と、
を有し、
前記凍結手段が、冷媒で冷却される冷却面を備えており、この冷却面の製氷速度を制御して、冷却面に生じる氷が含有する溶剤濃度を調整することを特徴とする気液接触装置。In the gas-liquid contact device for bringing the gas passing through the treatment tower into contact with the water supplied to the treatment tower and absorbing the solvent in the gas into the water,
A gas-liquid contact unit comprising a treatment tower into which gas is introduced from a gas generation source, and a treatment tank in which water is supplied to the treatment tower and water that has absorbed the solvent is refluxed;
Freezing means for freezing water drained from the treatment tank and containing solvent;
Recycling means for thawing the ice frozen by the freezing means and feeding water to the treatment tank;
Have
The freezing means comprises a cooling surface cooled by a refrigerant, and controls the ice making speed of the cooling surface to adjust the concentration of the solvent contained in the ice generated on the cooling surface. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001053513A JP4005317B2 (en) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | Gas-liquid contact device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001053513A JP4005317B2 (en) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | Gas-liquid contact device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002253918A JP2002253918A (en) | 2002-09-10 |
JP4005317B2 true JP4005317B2 (en) | 2007-11-07 |
Family
ID=18913971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001053513A Expired - Fee Related JP4005317B2 (en) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | Gas-liquid contact device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4005317B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111957174A (en) * | 2020-07-31 | 2020-11-20 | 吴菊芬 | A cooling absorbing device for chemical industry tail gas treatment |
-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001053513A patent/JP4005317B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002253918A (en) | 2002-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10968130B2 (en) | Method and device for treating wastewater containing organic matter and/or wet waste containing organic matter, in particular for treating sanitary wastewater in trains | |
CN101712521A (en) | Method for spraying and desalting through residual pressure of reverse osmosis concentrated water | |
CN212799710U (en) | Oily waste water evaporator | |
JP4005317B2 (en) | Gas-liquid contact device | |
CN210261427U (en) | Concentration and separation device for air contact circulating wastewater | |
JP2002253917A (en) | Gas-liquid contacting device | |
JP2003024736A (en) | Gas-liquid contact apparatus and freezing, concentration, and separation method | |
JP2002136828A (en) | Gas-liquid contact device and gas-liquid contact method | |
JP2003190938A (en) | Freeze-concentration and separation method and apparatus | |
JP2003190940A (en) | Freeze-concentration and separation method and apparatus | |
JP2003145137A (en) | Freeze concentration separation method and freeze concentration separation apparatus | |
JP2002336681A (en) | Gas-liquid contact apparatus and freezing concentration separation method | |
JP2003190937A (en) | Freeze-concentration and separation method and apparatus | |
JP2002501825A (en) | Method of treating circulating water from coating equipment | |
JP2003190939A (en) | Freeze-concentration and separation method and apparatus | |
CN216039102U (en) | High salt waste water degree of depth concentrated processing system | |
JP2003019417A (en) | Gas liquid contact apparatus and concentrating and separating method by freezing | |
JP2003245657A (en) | Method and device for freezing, concentrating and separating | |
JPH02157084A (en) | Treatment of non-silver salt photosensitive material improving in workability of waste liquid treatment and the like, and device therefor | |
CN215630460U (en) | Vehicle-mounted mobile toilet | |
JP2002136827A (en) | Gas-liquid contact device and gas-liquid contact method | |
JP2002191932A (en) | Method and apparatus for gas-liquid contact | |
JP2002136829A (en) | Gas-liquid contact device and gas-liquid contact method | |
CN210915714U (en) | Landfill leachate treatment system based on MVR technology and RO device | |
KR200179033Y1 (en) | Waste water evaporation concentration plant having function washing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051221 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070808 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070821 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070823 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |