JP4110242B2

JP4110242B2 - 吸着された活性炭素繊維フェルトの再生方法及び該フェルトを備えた吸着物質の除去装置

Info

Publication number: JP4110242B2
Application number: JP2001360400A
Authority: JP
Inventors: 悟小林; 逸雄山浦; 京子田中; 汪芳白井
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: JP2002224562A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着物質を吸着した活性炭素繊維の通電加熱による再生方法及びその方法を用いて吸・脱着を行う吸着物質の除去又は回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機溶剤などを吸着させて回収する溶剤回収装置には、吸着剤として活性炭などの炭素系材料、なかでも活性炭素繊維（以下、「ＡＣＦ」とも記す。）フェルトが用いられている。その大部分のものは、ロール状に巻いたＡＣＦフェルトの中空部より１００〜１６０℃のスチームをロール内側から外側あるいは外側から内側に流してＡＣＦフェルトに吸着された物質を脱着させ、ＡＣＦフェルトの再生を図るとともに、ロール外部に取り出した混合ガスを冷却し、セパレータによって水と溶剤を分離し、溶剤を回収する方法が採用されている。
ところが、このようなスチームを用いて吸着物質を脱着させ、ＡＣＦフェルトを再生するには、一般に装置が大掛かりとなり、蒸気管理を必要とする上に、スチームによるＡＣＦフェルトの加熱は伝熱に依存しているため、その加熱効率は余り高くなく、その上全装置中における熱損出をも考慮すると、その加熱効率はかなり低くなり、またランニングコストも高いという問題がある。さらに、溶剤を回収するには、溶剤を水から分離しなければならないため、公害防止に適合する厳しい水管理が不可欠であるという問題があり、また、水溶性溶剤を処理対象とできないという欠点があった。
【０００３】
上述の問題を解消する方法として、ＡＣＦフェルトの素材が炭素であることに着目し、炭素本来の電気伝導性を利用して、通電により炭素のもつ抵抗によってＡＣＦフェルトを直接発熱させる方法が試みられてきている。ところで、ＡＣＦフェルトに電流を流すには、電源回路とＡＣＦフェルトを接続する電極が附設される。この種の電極には、通常、金属板、金網或いは金属線等が用いられ、これらをＡＣＦフェルトに接触させて電源回路とＡＣＦフェルトとの接続が図られるが、この方法は極めて常識的で簡単であるものの、これまで、いかなる装置も実機化されるに至ってはいない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記の通電加熱法を実用化できない主な理由として、次の２点が考えられる。まず第一は、抵抗体としては特殊な形状であるフェルトの電気抵抗・接触抵抗に対する理解不足が挙げられる。フェルト状のＡＣＦは、細く短い繊維が絡み合って綿状となっており、単位体積あたりの繊維密度は極めて小さい。したがって、単位体積あたりの電気抵抗である比抵抗は、反比例して著しく大きくなる。例えば、繊維一本の比抵抗が０．００００１Ω・ｍのオーダーであるのに対して、構成されたフェルトは、本発明者らの測定によれば０．１〜０．０１Ω・ｍのオーダーである。これは必然的に次のことを意味する。すなわち、電極部における接触抵抗は、電極に対する被検体の接触割合に比例することから、このような低密度の材料では、接触抵抗は予想が困難な程度にまで高くなる。このような抵抗体はあまり前例がないため、通電加熱を検討するにあたって誤った判断を下されることが多い。実際、ＡＣＦフェルトの通電加熱は困難であるとする立場の人は、フェルトの抵抗値をただ単にテスターで計り比抵抗から推定される値の１００００倍もの値としたり、通常の電極取り付け法で通電テストを行い、フェルトがなかなか暖まらないことを経験したりすることで、実用化は困難であるとの結論を導き出している。
一方、通電加熱を実現可能とする人達は、通電加熱があまりにも基本的手法であるため、十分な定量的検討を行わないまま、具体的方法にのみ検討の的を絞り、一見可能との結論を引き出してきた。しかし、この考えに基づいて、現に実装置化を図ろうとすると、第二の理由に示す致命的欠陥に突き当たり、断念を余儀なくさせられてきた。可能との結論を引き出してきた主な原因は、小規模・短時間のテストで結論を引き出していたため、接触抵抗による発熱を繊維の発熱と勘違いしたことと、致命的欠点が未だ顕在化してこなかったためである。
【０００５】
次に、第二は、通電加熱法を誤って取り扱った際に起る、ホットスポット、ショートパス、火花放電の発生原因の解明がなされてこなかったことが挙げられる。吸着法の主たる用途として、可燃性の溶剤の回収が挙げられるが、ホットスポット、ショートパス、火花放電の発生は、引火爆発という致命的欠陥となるため、装置メーカーは開発に着手できなかったのである。
【０００６】
本発明は、従来の技術における上記した実状に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、小型の簡易な装置で、良好な操作性及び経済性を有し、安価なランニングコストで安全に吸着物質を除去できる活性炭素繊維フェルトの通電加熱による再生方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、小型の装置により、良好な吸着及び脱着速度で吸着物質を高率で回収できるとともに、熱効率に優れ、安全かつ経済的に除去又は回収できる吸着物質の除去又は回収装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の活性炭素繊維フェルトの再生方法は、吸着物質を加熱により脱着させる活性炭素繊維フェルトの再生方法であって、その活性炭素繊維フェルトの対向する両端部に、該フェルト自体の電気抵抗による発熱で加熱されるように通電する電極を付設するにあたり、電極間に流れる電流Ｉを測定するとともに、長さＤのフェルト部において、フェルト側部に平行な任意の２点間の電圧を針状金属電極によって測定し、この値を長さＤに相当する電圧Ｖに変換し、これを前記電流Ｉで除することにより求めた値を、両電極間に位置するフェルト部の電気抵抗Ｒ（Ｆ）とし、一方、電極及びフェルトを含めた回路全体の抵抗Ｒから上記電気抵抗Ｒ（Ｆ）を差し引いた値を、電極とフェルトとの連結部の接触抵抗Ｒ（Ｅ）としたとき、前記接触抵抗Ｒ（Ｅ）が、少なくとも前記電気抵抗Ｒ（Ｆ）よりも小さくなるように連結させ、両電極間に通電して吸着物質を加熱脱着させることを特徴とする。さらに、前記接触抵抗Ｒ（Ｅ）と前記電気抵抗Ｒ（Ｆ）が、Ｒ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）＝１〜５０の範囲になるように、活性炭素繊維フェルトに電極を連結させることが好ましい。そのＲ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）比は、５〜５０の範囲とすることがより好ましい。さらに、この比を満足させるには、単位接触面積あたりの電極抵抗の値は５００Ω・ｃｍ^２以下が好ましい。
【０００８】
本発明においては、ショートパスを防止するために、活性炭素繊維フェルト上の近接する２点間の電気抵抗の差を５倍以下に保持することが好ましい。すなわち、抵抗差が５倍以上となるような折り曲げや局所的な圧縮は避けることが望ましい。さらに、フェルト内の温度差を無くするためにフェルトの積層化を図ることが好ましい。積層化した場合には、層間での電流の短絡を無くするために層間に電位差が無いことが必須である。すなわち、フェルトを積層化しその両端に電極を附設することによって、フェルト毎に並列に電流を流すことが肝要である。
【０００９】
また、本発明の吸着物質を除去又は回収する装置は、有機溶剤又は環境汚染物質を吸着物質として含む被処理ガスを導入する送風手段と、その被処理ガス中の吸着物質を吸着する活性炭素繊維フェルトを配置した吸着槽と、その活性炭素繊維フェルトに吸着された濃縮吸着物質を加熱により離脱させる脱着手段と、離脱した吸着物質を送り出す送風手段と、その吸着物質を回収する回収手段を備えた有機溶剤又は環境汚染物質の回収装置において、該脱着手段が、上記再生方法に基づく活性炭素繊維フェルトの通電加熱によることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる活性炭素繊維フェルトとしては、混合ガス中の有機溶剤や有害物質、或いは大気中の環境汚染物質などの吸着物質の吸着能に優れた繊維状炭素物質であれば如何なるものも使用可能であるが、なかでも活性炭素繊維（ＡＣＦ）フェルトとして市販されているものをそのまま使用することが好ましい。また、本発明においては、ＡＣＦフェルトは、そのフェルトを単独で用いるほか、その複数（２〜１００層）枚を重ね合わせた積層体も用いることができる。ＡＣＦフェルト１枚の厚さは、通常０．５〜２０ｍｍであるが、１〜５．０ｍｍのものを用いることが好ましい。また、ＡＣＦフェルトの使用形態としては、ＡＣＦフェルトの有する高吸着能及び通電性などに悪影響を及ぼさない限り、如何なる形状でも使用可能であるが、ロール状巻成体又は平面シート状積層体として用いることが好ましい。
【００１１】
本発明における被処理ガスとしては、活性炭素繊維に吸着物質として吸着される有機溶剤や有害物質を含む混合ガス、或いは環境汚染物質を含む空気などであって、例えば、工場などで溶剤として使用された後、大気中に排出されるベンゼン、トルエン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、代替フロン（ＨＣＦＣ）類、ＭＥＫなどのケトン類、アルコール類などの有機溶剤を含む排ガス、アンモニアなどの有害物質を含む排ガス、亜硫酸ガス（ＳＯｘ）や酸化窒素（ＮＯｘ）などの環境汚染物質を含む空気などが挙げられる。
【００１２】
本発明においては、上述の吸着物質を吸着した活性炭素繊維を通電加熱により再生させるために、その吸着済みの活性炭素繊維フェルトの対向する両端部に電極を付設し、その両電極間に通電して吸着物質を加熱脱着させる必要がある。ところが、活性炭素繊維は、通常、アクリル系、レーヨン系、ピッチ系、フェノール系などの繊維を炭化して得られるものであって、機械的強度が小さいなどの欠点を有するため、ＡＣＦフェルトに、フェルト自体の電気抵抗で加熱するように電極を接続させるには、使用材料及びそれらの特性、操作条件などの諸因子を考慮し、多岐に亘って試行錯誤を繰り返すことが求められる。また、フェルト状になったものは、細く短い繊維が絡み合って綿状となっており、単位体積あたりの繊維密度は極めて小さい。したがって、単位体積あたりの電気抵抗である比抵抗は、反比例して著しく大きくなる。すなわち、繊維一本の比抵抗が０．００００１Ω・ｍのオーダーであるのに対し、これらの繊維で構成されたフェルトは、本発明者らの測定によれば０．１〜０．０１Ω・ｍのオーダーである。これは必然的に次のことを意味する。電極部における接触抵抗は、電極に対する被検体の接触割合に比例することから、このような低密度の材料では接触抵抗は予想し難い程に大きくなる。図１は、フェルトの両端のそれぞれを２枚の電極板で挟み、その電極板に圧縮荷重をかけて締付けたときの電極の単位面積あたりの電気抵抗の変化を示したものである。図１に見るように、電極抵抗は１０ｇｆ／ｃｍ^２（厚さ１ｃｍの銅板をフェルトの上に載せた状態）においても、まだ大きく減少しているように、フェルトの電極抵抗は、繊維密度の低さから予想を超える大きさであることが判明する。
【００１３】
本発明者らは、ＡＣＦフェルトに電極を付設してフェルト自体の電気抵抗による発熱で両電極間に位置するフェルト部が加熱されるように通電させる手法について種々の視点から検討した結果、第一に、電極とフェルトとの連結部の接触抵抗が、少なくとも両電極間に位置するフェルト部の電気抵抗よりも小さくなるように連結させることによって、所期の目的を達成し得たものである。
この電極とフェルトとの連結は、両者の連結部におけるフェルトの接触抵抗をＲ（Ｅ）とし、両電極間に位置するフェルト部の電気抵抗をＲ（Ｆ）とすると、Ｒ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）比が１〜５０の範囲になるように、活性炭素繊維フェルトに電極を連結させることが好ましい。そのＲ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）比は、５〜５０の範囲がより好ましい。さらに、この比を満足させるには、単位接触面積あたりの電極抵抗の値は５００Ω・ｃｍ^２以下が好ましい。
【００１４】
本発明において、電極とフェルトとの連結部の接触抵抗が、少なくとも両電極間に位置するフェルト部の電気抵抗よりも小さくなるように連結させるには、使用するフェルト全体に占める電極とフェルトとの連結部の面積と両電極間に位置するフェルト部の面積を適宜設定したうえで、使用するフェルト及び電極材料の諸特性を考慮してＲ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）比を上記の範囲に設定することが必要である。そこで、本発明における電極とフェルトとの連結は、フェルトの連結部における接触抵抗Ｒ（Ｅ）を小さくするために、電極板に荷重をかけてフェルトを締め付けるか、導電性材料を用いて強固に接着させるか、メッキ或いは溶接などにより強固に固着させることにより行う。
【００１５】
上記の条件が満たされなかった場合、電極部における発熱が極めて大きいため、放置しておくと最も温度の高い部分を中心として、次の理由でフェルト上にホットスポットが形成され、ショートパスが発生する。フェルトを構成する繊維はグラファイト類似物質であるが、この比抵抗の温度係数は−０．０５％／℃近辺であり、金属などと異なり負の値である。このため、電極とフェルトの境界に高温部が出来ると抵抗が下がり、その箇所に電流が集中し発熱が大きくなるという悪循環の末、赤熱したホットスポットが生ずる。同様の理由で、電極部よりフェルト部の抵抗が小さいため、このホットスポットを基点に電極間に赤熱した道筋ができて、ショートパスとなる。このショートパスの発生を避けることが、電極部における抵抗をフェルト部の抵抗より小さくしなければならない理由の一つである。
【００１６】
また、ショートパス現象は、フェルト上に他よりずば抜けて高い温度を示す箇所が存在する場合にも生ずる。このため、ＡＣＦフェルトに電極を付設してフェルト自体の電気抵抗による発熱で両電極間に位置するフェルト部が加熱されるように通電させる手法について、第二に、フェルト上の近接する２点間の電気抵抗の差を５倍以下に保持させることが好ましい。すなわち、その差が５倍以上になるような折り曲げや局所的な圧縮などは避けることが望ましい。
【００１７】
また、接触している２点間で電位差に大きな違いがあると、ホットスポット、ショートパス、火花放電が生ずるので注意を要する。そのためにも、第三に、フェルトを電流の流れる方向に折り曲げて途中が重なるようなことがあってはならない。
【００１８】
次に、図面を参照して本発明を説明する。図２は、吸着に使用したＡＣＦフェルトの再生方法の１例を示す構成図であり、また、図３は、吸着に使用したＡＣＦフェルトの再生方法の他の１例を示す構成図である。図２及び３に示す構成図では、吸着脱離のガスは面に直角方向に流される。これらの例では、ＡＣＦフェルトの対向する２つの側端部に、それぞれ同電位の板（図２ではａ、ｂあるいはｅ、ｆ）で挟んだ電極１２、１３を付設する。
【００１９】
本発明においては、電極部抵抗（電極１２の部分の抵抗と電極１３の部分の抵抗の合計）Ｒ（Ｅ）に対する両電極１２、１３間に位置する長さＤのＡＣＦフェルトの抵抗Ｒ（Ｆ）との比Ｒ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）を、前述のとおり、１〜５０、好ましくは５〜５０の範囲に調節される。
このＲ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）の調節は、電極１２、１３とＡＣＦフェルト１０との接触を高度に保持してＲ（Ｅ）を低減させることにより行うことができるほか、電極１２、１３間のフェルトの長さＤを長くし、Ｒ（Ｆ）を増大させることにより行うこともできる。さらには、Ｒ（Ｅ）を小さくし、Ｒ（Ｆ）を大きくすることによっても効率よく行うことができる。しかし、Ｒ（Ｆ）があまりに大きいと、電極間にかける電圧が大きくなり過ぎ、ショートパス、ホットスポットとともに、絶縁破壊による火花放電が生じやすくなる。このためＲ（Ｆ）は、単位接触面積あたりの電極抵抗が５００Ω・ｃｍ^２以下にした状態で決定することが望ましい。
【００２０】
Ｒ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）が前記範囲より小さいと、両電極１２、１３間に通電してＡＣＦフェルト１０を発熱させるときに、それらの電極部における発熱が大きくなり、両電極間に位置するＡＣＦフェルト部の発熱が小さくなり、ＡＣＦフェルトの効率的な再生ができなくなる上、ＡＣＦフェルト中にショートパス等の不都合が生じる。また、Ｒ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）が前記範囲よりも大きくなっても、ＡＣＦフェルトの再生効果は格別向上しない。
【００２１】
図２に示す状態で吸着済みのＡＣＦフェルト１０を再生するには、リード線１６、１７を電源回路に接続し、電極１２、１３間に電圧を印加し、両電極間の面方向に通電させる。これにより、ＡＣＦフェルト１０は発熱し、この発熱により、そのＡＣＦフェルトに含まれる吸着物質は脱着される。この場合、電極１２、１３間に印加する電圧は、そのＡＣＦフェルト１０を、それに含まれる吸着物質を脱着させるのに十分な温度に発熱させるように調節する。
前記のようにしてＡＣＦフェルトに通電する場合、そのフェルトは、電極１２、１３の長さｄのフェルト部と、その電極間の長さＤのフェルト部において発熱する。この場合、電極部での発熱は、１つの電極１２の部分の抵抗と他方の電極１３の部分の抵抗との合計の抵抗Ｒ（Ｅ）による発熱であるから、電極間の発熱と電極部の発熱との比はＲ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）となる。
【００２２】
図２に示す状態において、ｄ＝５０ｍｍ、Ｄ＝２００ｍｍのＡＣＦフェルト１０（厚さ１．６ｍｍ、幅２００ｍｍ）の１枚に、リード線１６、１７を介して電圧を印加すると、各電極１２及び１３に対する荷重が１０ｇｆ／ｃｍ2の条件では、電極１２、１３による発熱量は、全発熱量の約１５％であり、大部分は長さ（Ｄ）のＡＣＦフェルトの抵抗に応じて発熱した。また、このＡＣＦフェルトの発熱試験として、室温２２℃でＡＣＦフェルトの発熱温度（表面温度）を１５０℃に昇温するように電流量を増大させて流して、熱平衡状態で、そのフェルトの表面の一部が１５０℃になったときのＡＣＦフェルトの表面温度の分布を観測したところ、その最高温度（１５０℃）と最低温度（１０５℃）との差は４５℃であった。
【００２３】
発熱時におけるフェルトの表面温度の分布が不均一になるのは、ＡＣＦフェルトの密度の不均一性に起因するものと考えられることから、図２に示すように、５枚のＡＣＦフェルトを重ねて、前記と同様にして発熱させたところ、その最高温度と最低温度との差は２３℃に低下していた。
上述したことから、ＡＣＦフェルトを均一に発熱させるには、ＡＣＦフェルトをロール状巻成体や積層体の形状で発熱させることが有効であることがわかる。さらに、電流を通す方向は、図３に示すように１枚、１枚のＡＣＦフェルトが電気的に並列回路を構成するようにすることが肝要である。
【００２４】
次に、ＡＣＦフェルトをロール状に巻いた巻成体の再生方法について詳述する。ＡＣＦフェルトのロール状巻成体の場合、そのフェルトをロール状に巻成する際に、そのフェルトの対向する両側端部にテープ状電極を巻き込むかあるいはあらかじめ付設しておくことが望ましい。
【００２５】
図４（ａ）は、長尺シート状のＡＣＦフェルトの両側端部にテープ状電極を巻き込んでＡＣＦフェルトのロール状巻成体を形成する方法の一例を示す。図４（ａ）において、１０はＡＣＦフェルトであり、１２、１３はテープ状電極であり、１４はＡＣＦフェルトのロール状巻成体である。ｈは巻成体の中心部に形成された中空部である。
テープ状電極は、図４（ａ）に示すように、ＡＣＦフェルトには固着させないで、ＡＣＦフェルトをロール巻きする際、そのＡＣＦフェルトの両側端部に巻き込んだり、あらかじめＡＣＦフェルトに付設させておくことができる。
【００２６】
図４（ｂ）は、図４（ａ）により形成されたＡＣＦフェルトのロール状巻成体である。図４（ｂ）において、１４はロール状巻成体であり、１６、１７はリード線であり、１８、１９は締付けリングを示す。
リード線（細帯状電線）１６の一端は、ＡＣＦフェルト１０の一方の側端部に付設されているテープ状電極１２の層状の全てに接続されている。一方、リード線１７の一端は、ＡＣＦフェルト１０の他方の側端部に付設されているテープ状電極１３に同様に接続されている。これらのリード線はテープ状電極１２、１３にできれば数カ所接続した方が好ましい。また、締付けリング１８は、ロール状巻成体１４のテープ状電極１２の部分を締付けるためのものである。締付けリング１９は、ロール巻成体のテープ状電極１３の部分を締付けるためのものである。この締付けリングにより、各電極１２、１３には圧締荷重が加えられた状態となり、電極１２、１３とフェルト１０との接触抵抗が低減される。ロール状巻成体１４に、このように電極を付設すると、各層のフェルトは並列の電気回路を構成するので、前述の積層ＡＣＦフェルトと電流を流す方向の条件を満足する。
【００２７】
図４（ｂ）に示したロール状巻成体１４を用いて、ガス中に含まれる吸着物質を吸着除去するには、その空気をロール状巻成体の外周面からその中心部に形成されている中空部ｈの方向に通過させ、中空部ｈの開口から外部へ排出させる。この場合、中空部ｈの一方の開口は、必要に応じて密閉していてもよい。ガス中に含まれる吸着物質は、そのガスがＡＣＦフェルトの巻成体を外側から内側へ向かって通過する間にそのＡＣＦフェルトに吸着される。
また、ロール状巻成体１４に向けて吸着物質を含むガスを供給するには、前記とは逆に、巻成体１４の中空部ｈ側から外側方向に向けて通過させ、その外周面から外部へ排出させることもできる。
【００２８】
次に、ＡＣＦフェルトのロール状巻成体１４に吸着された吸着物質を脱着させた後、そのフェルトのロール状巻成体を再生するには、テープ状電極１２に接続しているリード線１６及びテープ状電極１３に接続するリード線１７を電源回路に接続して電圧を印加し、両電極１２、１３間に通電する。これにより、両電極１２、１３間のＡＣＦフェルトに発熱が生じ、この発熱によりＡＣＦフェルトに吸着されている吸着物質は脱着される。ＡＣＦフェルトのロール状巻成体は、多層体構造になっており、全体的に同時に発熱されることから、その発熱分布は均一になり、そのＡＣＦフェルトのロール状巻成体の発熱分布は均一性の良いものとなる。
前記巻成体の発熱により、巻成体を構成するＡＣＦフェルトに吸着されていた吸着物質の効率的な脱着が起る。そして、図４（ｂ）に示す巻成体の中心の中空部ｈの開口から、キャリアガスを導入し、その巻成体の内側から外側方向へ通過させ、巻成体の外周面から排出させることにより、その脱着した吸着物質をそのキャリアガスとともに外部へ排出させることができる。この場合、キャリアガスは、巻成体の発熱中又は発熱後に供給することができる。また、そのキャリアガスは、前記とは逆に、巻成体外周面側から中空部側に通過させることもできる。
その巻成体から脱着された吸着物質は、有機溶剤のような有用物質であれば、常法により、例えば、冷却して凝縮させることにより液体として溶剤回収するが、他方、ＮＯｘ、ＳＯｘのような環境汚染物質であれば、常法により無害化処理して除去され、必要に応じて回収される。
【００２９】
ＡＣＦフェルト１０に対する電極１２、１３の付設方法としては、電極とフェルトとの連結部の接触抵抗が、少なくとも両電極間に位置するフェルト部の電気抵抗よりも小さくなるように連結できる限りにおいて、図２及び図３に示すように、２つの導電性板の間にＡＣＦフェルトを挟み、圧締めする方法、ＡＣＦフェルトを２つの導電性板間に挟み、導電性接着剤で接続する方法、突起物が張り出した２つの導電性板の間にＡＣＦフェルトを挟み、圧締めする方法、ＡＣＦフェルトと融点が３００℃以上の導電性物質（金属）を固着させる方法等を用いることができる。
【００３０】
次に、本発明においてＡＣＦフェルトのフェルト部抵抗Ｒ（Ｆ）と電極部抵抗Ｒ（Ｅ）を測定した方法について説明する。
（１）Ｒ（Ｆ）の測定方法
ＡＣＦフェルトのフェルト長さ（Ｄ）の抵抗を測定するには、図２において、電極のリード線１６、１７の間に電圧を印加し、回路全体に流れる電流Ｉを測定する。次に、長さＤのフェルト部において、フェルト側部に平行な任意の２点間の電圧を針状金属電極の接触によって測定し、この値を長さＤに相当する電圧Ｖに変換する。フェルトのフェルト部抵抗Ｒ（Ｆ）は、その測定により得られたＶをＩで除することにより求めた。
【００３１】
（２）電極部抵抗Ｒ（Ｅ）の測定方法
図２において、電極のリード線１６、１７の間に電圧Ｖを印加し、回路全体に流れる電流Ｉを測定する。その電圧Ｖを電流Ｉで徐して回路全体の抵抗Ｒを求め、その抵抗Ｒから前記（１）で求めたＲ（Ｆ）を引いて電極部抵抗Ｒ（Ｅ）を求めた。
【００３２】
本発明により再生されたＡＣＦフェルトは、繰り返し有機溶剤又は環境汚染物を吸着物質として含む被処理ガスの吸着除去に使用される。
【００３３】
次に、本発明における吸着物質の除去又は回収装置は、従来公知の溶剤回収装置において、吸着槽内に配置された活性炭素繊維フェルトに吸着された濃縮吸着物質を加熱により離脱させる脱着手段として、前記した通電加熱による活性炭素繊維の再生方法を用いて再生される活性炭素繊維フェルトを配置して稼働させるものである。その被処理ガスとしては、有機溶剤又は環境汚染物を吸着物質として含むガスが用いられる。
【００３４】
本発明に用いる有機溶剤又は環境汚染物質の除去又は回収装置には、被処理ガスを吸着槽内に導入するブロワーなどの送風装置、その被処理ガス中の吸着物質を吸着する活性炭素繊維フェルトを配置した吸着槽、その活性炭素繊維フェルトに吸着された濃縮吸着物質を加熱により離脱させる通電加熱装置と、離脱した吸着物質を回収装置に送り出すブロワーなどの送風装置及びその吸着物質を回収する回収装置を備えたものであって、該脱着手段が、活性炭素繊維フェルトの両端部に、該フェルト自体の電気抵抗による発熱で加熱されるように通電する電極を、その電極とフェルトとの連結部の接触抵抗が、少なくとも両電極間に位置するフェルト部の電気抵抗よりも小さくなるように連結させたものである。
【００３５】
本発明の前記吸着物質の除去又は回収装置においては、活性炭素繊維フェルトが、吸着物質を吸着する吸着手段と、吸着された濃縮吸着物質を通電加熱により離脱させる脱着手段とを、交互に稼働させるように構成されていても良い。また、前記吸着槽が複数設置され、各吸着槽には少なくとも一枚の活性炭素繊維フェルトを配置し、それぞれ吸着手段と脱着手段とを同時並行的に又は別個に進行させるように構成されていても良い。さらに、前記活性炭素繊維フェルトは、ロール状巻成体からなっていて、その両側端縁部に並列の電気回路が構成されるように電極が付設されたものであっても良い。
【００３６】
上記した回収装置を用いて吸着物質を回収するには、脱離された吸着物質の種類に合わせて適宜の回収装置を配置して回収されるが、吸着物質が有機溶剤である場合には、主として冷却水などを用いて冷却させる凝縮器内で液化させて回収する。また、吸着物質が環境汚染物質である場合には、無害化処理して排出除去するか若しくは必要に応じて化学反応させて回収する。例えば、ＳＯｘでは、必要に応じて化学反応により硫酸或いは石膏などとして回収する。また、ＮＯｘでは、必要に応じて化学反応により亜硝酸や硝酸などとして回収する。
図５には、本発明における典型的な吸着物質の除去又は回収装置のフロー図の１例を示すが、本発明の吸着物質の除去又は回収装置は、本発明の要旨を変更しない限り、上述した多様な構成を有する装置を含むものである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の活性炭素繊維フェルトの再生方法によれば、スチームや加熱ガスなどを大量に用いて脱着させる従来法に比べて、通電により活性炭素繊維自体の発熱による加熱で吸着物質を脱離させることができるから、本発明方法は、迅速かつ高い熱効率で吸着物質を脱着させることができ、また、低コストで簡易に再生することができる。
また、本発明の吸着物質の除去又は回収装置は、スチームや加熱ガスなどを導入したり、維持管理する装置を削減できるから、装置の小型化及びランニングコストの大幅な低減化を図ることができるとともに、操作が極めて容易であって、工業的実用化に大きく貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】活性炭素繊維フェルトの両端を電極板で挟み、その電極板に圧縮荷重をかけて締め付けたときの電極の単位面積当りの電気抵抗の変化を示すグラフである。
【図２】本発明方法により活性炭素繊維フェルトを再生する方法の１例を示す構成の断面図である。
【図３】本発明方法により活性炭素繊維フェルトを再生する方法の他の１例を示す構成の断面図である。
【図４】本発明に用いられる各両側端部にテープ状電極を付設した活性炭素繊維フェルトのロール状巻成体の１例を示す。
ａ：巻成体の形成説明図
ｂ：巻成体の構造説明図
【図５】本発明における吸着物質の除去又は回収装置のフロー図の１例を示す。
【符号の説明】
１０活性炭素繊維フェルト
１２、１３電極
１４活性炭素繊維フェルトのロール状巻成体
１６、１７リード線
１８、１９締め付けリング
２０ブロワー
２１吸着槽
２２活性炭素繊維フェルト
２３電源
２４リード線
２５スイッチ
２６電流制限回路
２７凝縮器
２８溶剤回収槽

Claims

吸着物質を加熱により脱着させる活性炭素繊維フェルトの再生方法において、その活性炭素繊維フェルトの対向する両端部に、該フェルト自体の電気抵抗による発熱で加熱されるように通電する電極を付設するにあたり、
電極間に流れる電流Ｉを測定するとともに、長さＤのフェルト部において、フェルト側部に平行な任意の２点間の電圧を針状金属電極によって測定し、この値を長さＤに相当する電圧Ｖに変換し、これを前記電流Ｉで除することにより求めた値を、両電極間に位置するフェルト部の電気抵抗Ｒ（Ｆ）とし、
一方、電極及びフェルトを含めた回路全体の抵抗Ｒから上記電気抵抗Ｒ（Ｆ）を差し引いた値を、電極とフェルトとの連結部の接触抵抗Ｒ（Ｅ）としたとき、
前記接触抵抗Ｒ（Ｅ）が、少なくとも前記電気抵抗Ｒ（Ｆ）よりも小さくなるように連結させ、両電極間に通電して吸着物質を加熱脱着させることを特徴とする活性炭素繊維フェルトの再生方法。
前記接触抵抗Ｒ（Ｅ）と前記電気抵抗Ｒ（Ｆ）が、Ｒ（Ｆ）／Ｒ（Ｅ）＝１〜５０の範囲になるように、活性炭素繊維フェルトに電極を連結させたことを特徴とする請求項１に記載の活性炭素繊維フェルトの再生方法。
前記電極部の単位接触面積あたりの電気抵抗が、５００Ω・ｃｍ^２以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の活性炭素繊維フェルトの再生方法。
前記フェルトを積層化し、その両端に電極を附設することによって、フェルト毎に並列に電流を流すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の活性炭素繊維フェルトの再生方法。
前記活性炭素繊維フェルトが、ロール状巻成体であって、その対向する両端部の各層に並列の電気回路が構成されるように電極を付設したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の活性炭素繊維フェルトの再生方法。
吸着物質が、混合ガス中に含まれる有機溶剤又は大気中の環境汚染物質である請求項１〜５のいずれか１項に記載の活性炭素繊維フェルトの再生方法。
有機溶剤又は環境汚染物を吸着物質として含む被処理ガスを導入する送風手段と、その被処理ガス中の吸着物質を吸着する活性炭素繊維フェルトを配置した吸着槽と、その活性炭素繊維フェルトに吸着された濃縮吸着物質を加熱により離脱させて活性炭素繊維フェルトを再生させる手段と、離脱した吸着物質を送り出す送風手段と、その吸着物質を除去する手段を備えた有機溶剤又は環境汚染物質の除去装置において、該活性炭素繊維フェルトを再生させる手段が、請求項１〜６のいずれか１項に記載された再生方法によるものであることを特徴とする吸着物質の除去装置。
更に、前記吸着物質を除去する手段で除去した吸着物質を回収する手段を備えていることを特徴とする請求項７記載の吸着物質の除去装置。
前記活性炭素繊維フェルトが、吸着物質を吸着する吸着手段と、吸着された濃縮吸着物質を通電加熱により離脱させる脱着手段とを、交互に稼働させるように構成したことを特徴とする請求項７又は８に記載の吸着物質の除去装置。
前記吸着槽が複数設置され、各吸着槽には少なくとも一枚の活性炭素繊維フェルトを配置し、それぞれ吸着手段と脱着手段とを同時並行的に又は別個に進行させるように構成したことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の吸着物質の除去装置。
前記活性炭素繊維フェルトが、ロール状巻成体からなり、その両側端縁部に並列の電気回路が構成されるように電極が付設されたものであることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の吸着物質の除去装置。