JP4715970B2 - Organic solvent recovery system - Google Patents
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Description
本発明は、有機溶剤を含有する排ガスから有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムに関し、特に、各種工場や研究施設等（以下、生産設備と総称する）から排出される有機溶剤を含有する産業排ガスから有機溶剤を効率的に回収する有機溶剤回収システムに関する。 The present invention relates to an organic solvent recovery system for recovering an organic solvent from exhaust gas containing an organic solvent, and in particular, industrial exhaust gas containing an organic solvent discharged from various factories, research facilities, etc. (hereinafter collectively referred to as production equipment). The present invention relates to an organic solvent recovery system that efficiently recovers an organic solvent from a liquid.
有機溶剤を含有する排ガスから有機溶剤を回収する処理システムとして、吸着材を含有した吸着素子を利用したものが知られている。この吸着素子を利用した処理システムとしては、排ガスを吸着材に接触させて有機溶剤を吸着させ、これに高温のガスを吹き付けて有機溶剤を脱着させて高濃度の有機溶剤を含有する脱着ガスとして回収する排ガス処理装置が挙げられる（特開平０１−１２７０２２号公報（特許文献１）、特開２００７−４４５９５号公報（特許文献２）。 As a processing system for recovering an organic solvent from an exhaust gas containing an organic solvent, a system using an adsorbing element containing an adsorbent is known. As a treatment system using this adsorbing element, an exhaust gas is brought into contact with an adsorbent to adsorb an organic solvent, and a high-temperature gas is blown onto the adsorbent to desorb the organic solvent to obtain a desorption gas containing a high concentration organic solvent. Examples of the exhaust gas treatment apparatus to be recovered include Japanese Patent Laid-Open No. 01-127002 (Patent Document 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 2007-44595 (Patent Document 2).
上記特許文献１および特許文献２においては、排ガス中の有機溶剤を濃縮し冷却凝縮にて回収する際に、吸着材を含有した吸着素子の脱着時の加熱、高濃度の排ガスや脱着ガスを液化凝縮させる冷却等のエネルギが必要となる。近年においては、有機溶剤回収システムにおける有機溶剤を効率的に回収するとともに、有機溶剤回収システムに用いられるこのエネルギの削減（省エネ）が急務となってきている。 In the above Patent Document 1 and Patent Document 2, when the organic solvent in the exhaust gas is concentrated and recovered by cooling condensation, heating at the time of desorption of the adsorption element containing the adsorbent, liquefaction of the high concentration exhaust gas or desorption gas is liquefied. Energy such as cooling to condense is required. In recent years, there has been an urgent need to efficiently recover the organic solvent in the organic solvent recovery system and reduce this energy (energy saving) used in the organic solvent recovery system.
したがって、本発明は、有機溶剤回収システムに用いられるエネルギを削減することが可能な構成を備える有機溶剤回収システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an organic solvent recovery system having a configuration capable of reducing energy used in the organic solvent recovery system.
この発明に基づいた有機溶剤回収システムにおいては、有機溶剤を含有する温度が約５０℃〜約２００℃の排ガスから上記有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであって、上記有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガス中の上記有機溶剤を、吸着材を含有した吸着素子にて吸着し清浄ガスを生成する吸着部と、上記吸着素子に上記有機溶剤含有ガスよりも高温の上記排ガスを通過させ、上記吸着素子に吸着した上記有機溶剤を脱着し脱着ガスを生成する脱着部とを有する濃縮装置と、上記脱着ガスまたは上記排ガスを含む上記脱着ガス冷却し凝縮して上記有機溶剤を回収する冷却回収装置とを備えている。 The organic solvent recovery system according to the present invention is an organic solvent recovery system for recovering the organic solvent from exhaust gas having an organic solvent temperature of about 50 ° C. to about 200 ° C., wherein the organic solvent contains the organic solvent. The organic solvent in the solvent-containing gas is adsorbed by an adsorption element containing an adsorbent to generate a clean gas, and the exhaust gas having a temperature higher than that of the organic solvent-containing gas is passed through the adsorption element. A concentrating device having a desorption part that desorbs the organic solvent adsorbed on the adsorbing element to generate a desorbed gas, and a cooling recovery device that cools and condenses the desorbed gas containing the desorbed gas or the exhaust gas and collects the organic solvent. And.
上記有機溶剤含有ガスは、上記冷却回収装置において未回収の上記有機溶剤を含有するガスであり、上記冷却回収装置へ上記排ガスおよび上記脱着ガスを通過させる風量割合が、上記排ガスが０％〜５０％であり、上記脱着ガスが５０％〜１００％である。 The organic solvent-containing gas is a gas containing the organic solvent that has not been recovered in the cooling and recovery device, and the air flow rate for allowing the exhaust gas and the desorption gas to pass through the cooling and recovery device is 0% to 50%. %, And the desorption gas is 50% to 100%.
上記有機溶剤回収システムの他の形態においては、上記排ガスは、生産設備から排出されるガスであり、上記清浄ガスを上記生産設備に戻す。 In another form of the organic solvent recovery system, the exhaust gas is a gas discharged from a production facility and returns the clean gas to the production facility.
上記いずれかの有機溶剤回収システムの他の形態においては、上記濃縮装置は、回転軸と、上記回転軸の周りに設けられた上記吸着素子としての筒状吸着体とを備え、上記回転軸周りに上記筒状吸着体を回転させることにより、上記吸着部において、上記有機溶剤含有ガス中の上記有機溶剤を吸着した吸着素子が連続的に上記脱着部に移動する。 In another form of the organic solvent recovery system, the concentrating device includes a rotating shaft and a cylindrical adsorbent as the adsorbing element provided around the rotating shaft. By rotating the cylindrical adsorbent, the adsorbing element that adsorbs the organic solvent in the organic solvent-containing gas continuously moves to the desorption portion in the adsorption portion.
上記いずれかの有機溶剤回収システムの他の形態においては、上記濃縮装置の上記吸着部の出口側における上記清浄ガスの温度を測定する第１温度測定器と、上記濃縮装置の上記脱着部の出口側における上記脱着ガスの温度を測定する第２温度測定器とを備え、上記第１温度測定器により測定される上記清浄ガスの温度および上記第２温度測定器により測定される上記脱着ガスの温度がそれぞれ所定の温度となるように、上記吸着部を上記有機溶剤含有ガスが通過する時間および上記脱着部を上記排ガスが通過する時間が制御される。 In another form of the organic solvent recovery system, the first temperature measuring device for measuring the temperature of the clean gas on the outlet side of the adsorption unit of the concentrator, and the outlet of the desorption unit of the concentrator A second temperature measuring device for measuring the temperature of the desorbed gas on the side, the temperature of the clean gas measured by the first temperature measuring device and the temperature of the desorbed gas measured by the second temperature measuring device Are controlled to have a predetermined temperature, the time for the organic solvent-containing gas to pass through the adsorption part and the time for the exhaust gas to pass through the desorption part.
上記いずれかの有機溶剤回収システムの他の形態においては、上記冷却回収装置へ上記排ガスおよび上記脱着ガスを通過させる風量割合が、上記排ガスが０％であり、上記脱着ガスが１００％である。 In another form of any of the above organic solvent recovery systems, the air volume ratio for passing the exhaust gas and the desorption gas to the cooling recovery device is 0% for the exhaust gas and 100% for the desorption gas.
上記いずれかの有機溶剤回収システムの他の形態においては、上記有機溶剤は、ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、またはｎ−デカンである。 In another form of any of the above organic solvent recovery systems, the organic solvent is n-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, or n-decane.
この発明に基づいた有機溶剤回収システムによれば、有機溶剤回収システムに用いられるエネルギを削減することが可能となる。 According to the organic solvent recovery system based on this invention, it is possible to reduce energy used in the organic solvent recovery system.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一または対応する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない場合がある。また、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof may not be repeated. In the embodiment described below, when referring to the number, amount, and the like, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number, amount, and the like unless otherwise specified.
（参考技術：有機溶剤回収システム１Ａ）
まず、図１を参照して、本発明の有機溶剤回収システムに対する参考技術を説明する。参考技術における有機溶剤回収システム１Ａは、生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）から有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであり、濃縮装置２０、再生ヒータ１００、冷却器３００、回収タンク４００、および、給気加熱装置５００を備えている。
(Reference technology: Organic
First, referring to FIG. 1, a reference technique for the organic solvent recovery system of the present invention will be described. The organic
（濃縮装置２０）
濃縮装置２０は、脱着部（脱着ゾーン）２１と吸着部（吸着ゾーン）２２とを有している。吸着部２２では、有機溶剤を含む有機溶剤含有ガス（Ｇ２）が導入されることで、吸着材に有機溶剤含有ガス（Ｇ２）が接触することで、有機溶剤含有ガス（Ｇ２）に含有される有機溶剤が吸着材に吸着され、これにより有機溶剤含有ガス（Ｇ２）が清浄化されて清浄ガス（Ｇ３）として排出される。
(Concentrator 20)
The concentrating
脱着部２１では、吸着材に有機溶剤含有ガス（Ｇ２）よりも高温の清浄ガス（Ｇ３）が導入されることで、有機溶剤が吸着材から脱着され、これにより清浄ガス（Ｇ３）が有機溶剤を含有する脱着ガス（Ｇ４）として排出される。
In the
濃縮装置２０の、吸着部２２には配管ラインＬ２、Ｌ３が接続されている。配管ラインＬ２は吸着部２２に有機溶剤含有ガス（Ｇ２）を導入する。配管ラインＬ３は、吸着部２２から清浄ガス（Ｇ３）を導出する。配管ラインＬ３には、再生ヒータ１００に分岐する配管ラインＬ７が接続されている。
Piping lines L <b> 2 and L <b> 3 are connected to the
配管ラインＬ３には、給気加熱装置５００への清浄ガス（Ｇ３）流量を調節するバルブＶ１０１が設けられ、配管ラインＬ７には、再生ヒータ１００への清浄ガス（Ｇ３）流量を調節するバルブＶ１０２が設けられている。
The piping line L3 is provided with a valve V101 for adjusting the flow rate of clean gas (G3) to the supply
脱着部２１には配管ラインＬ８、Ｌ５が接続されている。配管ラインＬ８は脱着部２１に高温の清浄ガス（Ｇ３）を導入する。配管ラインＬ５は、脱着部２１から脱着ガス（Ｇ４）を導出する。
Piping lines L8 and L5 are connected to the
（再生ヒータ１００）
再生ヒータ１００は、清浄ガス（Ｇ３）を高温状態にする。再生ヒータ１００には、配管ラインＬ７、Ｌ８が接続されている。配管ラインＬ７は、清浄ガス（Ｇ３）を導入し、配管ラインＬ８は、高温の清浄ガス（Ｇ３）を濃縮装置２０の脱着部２１に導出する。
(Regenerative heater 100)
The
（冷却器３００および回収タンク４００）
冷却器３００および回収タンク４００により、分液回収装置が構成される。冷却器３００は、冷却水等を用いて脱着ガス（Ｇ４）等を凝縮させることで、有機溶剤を高濃度に含有する回収液と有機溶剤を低濃度に含有する有機溶剤含有ガス（Ｇ２）とに分離する装置である。有機溶剤を高濃度に含有する回収液は、回収タンク４００に回収される。
(Cooler 300 and recovery tank 400)
The cooler 300 and the
冷却器３００には、配管ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ６が接続されている。配管ラインＬ１には、配管ラインＬ５が合流している。配管ラインＬ１は、冷却器３００に排ガス（Ｇ１）および脱着ガス（Ｇ４）を導入し、配管ラインＬ２は、分離された有機溶剤を低濃度に含有する有機溶剤含有ガス（Ｇ２）を濃縮装置２０の吸着部２２に導出し、配管ラインＬ６は、分離された回収液を回収タンク４００に導出する。
Piping lines L1, L2, and L6 are connected to the cooler 300. The piping line L5 merges with the piping line L1. The piping line L1 introduces the exhaust gas (G1) and the desorption gas (G4) to the
（給気加熱装置５００）
給気加熱装置５００は、清浄ガス（Ｇ３）の温度を所定温度にまで加熱上昇させて、生産設備１０００に清浄ガス（Ｇ３）を給気する。給気加熱装置５００には、配管ラインＬ３、Ｌ４が接続されている。配管ラインＬ３は、濃縮装置２０の吸着部２２から送り出された清浄ガス（Ｇ３）を導入し、配管ラインＬ４は、生産設備１０００に所定温度にまで加熱上昇された清浄ガス（Ｇ３）を導出する。
(Supply air heating device 500)
The supply
（回収液の回収）
上記構成からなる有機溶剤回収システム１Ａを用いて、生産設備１０００として、リチウムイオン電池製造設備で使用される有機溶剤［ＮＭＰ（ｎ−メチル−２−ピロリドン）
］を回収するシステムについて以下説明する。
(Recovery of recovered liquid)
An organic solvent [NMP (n-methyl-2-pyrrolidone) used in a lithium ion battery manufacturing facility as the
] Will be described below.
生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）は、流量が約７７０ＮＣＭＭ、有機溶剤濃度が約１０００ｐｐｍ、温度が約１１０℃である。冷却器３００には、生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）と、濃縮装置２０から脱着された脱着ガス（Ｇ４）とが混合された状態で導入される。脱着ガス（Ｇ４）は、流量が約１１０ＮＣＭＭ、有機溶剤濃度が約２５８１ｐｐｍ、温度が約７３℃である。冷却器３００に導入される排ガス（Ｇ１）と脱着ガス（Ｇ４）との混合ガスは、流量が約８８０ＮＣＭＭ、有機溶剤濃度が約１１９８ｐｐｍ、温度が約１０５℃となる。
The exhaust gas (G1) discharged from the
排ガス（Ｇ１）と脱着ガス（Ｇ４）との混合ガスが冷却器３００において、有機溶剤を高濃度に含有する回収液と有機溶剤を低濃度に含有する有機溶剤含有ガス（Ｇ２）とに分離される。有機溶剤を高濃度に含有する回収液は、回収タンク４００に回収される。有機溶剤［ＮＭＰ］の濃度は約７８ｗｔ％である。有機溶剤を低濃度に含有する有機溶剤含有ガス（Ｇ２）は、有機溶剤濃度が約３４３ｐｐｍ、温度が約２８℃である。有機溶剤含有ガス（Ｇ２）は、配管ラインＬ２により濃縮装置２０の吸着部２２に導出される。
The mixed gas of the exhaust gas (G1) and the desorption gas (G4) is separated in the cooler 300 into a recovered liquid containing an organic solvent at a high concentration and an organic solvent-containing gas (G2) containing an organic solvent at a low concentration. The The recovered liquid containing the organic solvent at a high concentration is recovered in the
濃縮装置２０の吸着部２２により有機溶剤が吸着された清浄ガス（Ｇ３）の一部は、配管ラインＬ３を通じて給気加熱装置５００に導出され、一部は、配管ラインＬ７を通じて再生ヒータ１００に導出される。吸着部２２から導出される清浄ガス（Ｇ３）は、流量が約７７０ＮＣＭＭ、有機溶剤濃度が約２０ｐｐｍ、温度が約３３℃である。給気加熱装置５００および再生ヒータ１００へのそれぞれに供給すべき清浄ガス（Ｇ３）の流量は、バルブＶ１０１およびバルブＶ１０２により適切に制御される。
A part of the clean gas (G3) in which the organic solvent is adsorbed by the
再生ヒータ１００に導出された清浄ガス（Ｇ３）は、温度が約１３０℃に加熱された後、配管ラインＬ８を通じて濃縮装置２０の脱着部２１に導出される。脱着部２１に導入された清浄ガス（Ｇ３）は、有機溶剤を吸着材から脱着して、有機溶剤を含有する脱着ガス（Ｇ４）として配管ラインＬ５、Ｌ１を通じて冷却器３００に導出される。
The clean gas (G3) led to the
給気加熱装置５００に導出された清浄ガス（Ｇ３）は、温度が約７０℃に加熱された後、配管ラインＬ４を通じて生産設備１０００に導出される。
The clean gas (G3) led to the supply
（実施の形態：有機溶剤回収システム１Ｂ）
次に、図２を参照して、本発明に基づいた実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂについて説明する。本実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂも、上述した有機溶剤回収システム１Ａと同様に、生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）から有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであり、濃縮装置２０、再生ヒータ１００、冷却器３００、回収タンク４００、および、給気加熱装置５００を備えている。
(Embodiment: Organic solvent recovery system 1B)
Next, with reference to FIG. 2, the organic solvent collection | recovery system 1B in embodiment based on this invention is demonstrated. Similarly to the organic
（濃縮装置２０）
濃縮装置２０は、脱着部（脱着ゾーン）２１と吸着部（吸着ゾーン）２２とを有している。吸着部２２には、冷却器３００から未回収の有機溶剤を含む有機溶剤含有ガス（Ｇ２）が導入されることで、吸着材に有機溶剤含有ガス（Ｇ２）が接触し、有機溶剤含有ガス（Ｇ２）に含有される有機溶剤が吸着材に吸着される。
(Concentrator 20)
The concentrating
これにより有機溶剤含有ガス（Ｇ２）が清浄化されて清浄ガス（Ｇ３）として排出される。脱着部２１では、吸着材に有機溶剤含有ガス（Ｇ２）よりも高温の排ガス（Ｇ１）を導入することで、有機溶剤が吸着材から脱着され、これにより排ガス（Ｇ１）が有機溶剤を含有する脱着ガス（Ｇ４）として排出される。
As a result, the organic solvent-containing gas (G2) is cleaned and discharged as a clean gas (G3). In the
濃縮装置２０の吸着部２２には配管ラインＬ２、Ｌ３が接続されている。配管ラインＬ２は吸着部２２に有機溶剤含有ガス（Ｇ２）を導入する。配管ラインＬ３は、吸着部２２から清浄ガス（Ｇ３）を導出する。吸着部２２の出口側には、清浄ガス（Ｇ３）の温度を測定する第１温度測定器Ｔ１が設けられている。
Piping lines L <b> 2 and L <b> 3 are connected to the
脱着部２１には配管ラインＬ８、Ｌ５が接続されている。配管ラインＬ８は生産設備１０００から排ガス（Ｇ１）を導入する。配管ラインＬ５は、脱着部２１から脱着ガス（Ｇ４）を導出する。脱着部２１の出口側には、脱着ガス（Ｇ４）の温度を測定する第２温度測定器Ｔ２が設けられている。
Piping lines L8 and L5 are connected to the
図３を参照して、濃縮装置２０の具体的構成について説明する。この濃縮装置２０は、円柱状の筒状吸着体２００を利用した場合を示している。図に示すように、円柱状の外形を有する筒状吸着体２００を利用する場合には、軸方向にガスが流動可能となるように構成された筒状吸着体２００の軸中心に回転軸２１１を設け、この回転軸２１１をアクチュエータ等によって回転駆動する。
With reference to FIG. 3, the specific structure of the
筒状吸着体２００には、吸着材としては、活性アルミナ、シリカゲル、活性炭素材やゼオライトが広く利用されており、中でも活性炭と疎水性ゼオライトが特に好適に利用されている。活性炭と疎水性ゼオライトは、低濃度の有機化合物を吸着、脱着する機能に優れており、古くから吸着材として各種の装置に利用されている。
For the
筒状吸着体２００の軸方向の両端面に近接するように、図２においては具体的に図示していない配管ラインＬ２、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ８（図２参照）を接続し、筒状吸着体２００の一部を吸着処理を行なうための吸着部２２（図３において符号２２０で示す部分）として利用し、吸着部２２の他の一部を脱着処理を行なうための脱着部２１（図３において符号２１０で示す部分）として利用する。
Piping lines L2, L3, L5, and L8 (see FIG. 2) not specifically shown in FIG. 2 are connected so as to be close to both axial end faces of the cylindrical
筒状吸着体２００の符号２２０で示す吸着部２２には、軸方向の一方から有機溶剤含有ガス（Ｇ２）が導入され、軸方向の他方から清浄ガス（Ｇ３）が導出される。筒状吸着体２００の符号２１０で示す脱着部２１には、軸方向の一方から高温の排ガス（Ｇ１）が導入され、軸方向の他方から脱着ガス（Ｇ４）が導出される。
An organic solvent-containing gas (G2) is introduced from one side in the axial direction and a clean gas (G3) is led from the other side in the axial direction to the adsorbing
この濃縮装置２０においては、筒状吸着体２００が回転軸２１１を回転中心として図中矢印Ａ方向に所定の速度で回転する。これにより、筒状吸着体２００の吸着処理が完了した部分は脱着処理を行なうゾーンへと移動するとともに、筒状吸着体２００の脱着処理が完了した部分は吸着処理を行なうゾーンへと移動することになる。したがって、この濃縮装置２０においては、同時に吸着処理と脱着処理とが行なわれることになり、連続的に清浄化処理を行なうことが可能となる。
In the concentrating
その際に、脱着処理の直後、即ち吸着処理の初期には吸着素子がまだ高温であるために吸着性能が低下したり、脱着処理を行なうゾーンから吸着処理を行なうゾーンへ回転移行する際の有機溶剤の持ち込みにより、吸着性能が低下する場合がある。その場合には、吸着処理の初期の出口ガスは、脱着入口ガスに導入したり、脱着出口ガスに導入することで、正常化処理を行なうことが可能となる。 At that time, immediately after the desorption process, that is, at the initial stage of the adsorption process, the adsorption performance is lowered because the adsorption element is still at a high temperature, or the organic solvent is used for rotation transfer from the desorption process zone to the adsorption process zone. Adsorption performance may be reduced by bringing in a solvent. In that case, the normalization process can be performed by introducing the initial outlet gas of the adsorption process into the desorption inlet gas or by introducing it into the desorption outlet gas.
濃縮装置２０の回転速度により、吸着工程の時間および脱着工程の時間が制御される。また、第１温度測定器Ｔ１により測定される清浄ガス（Ｇ３）の温度、および第２温度測定器Ｔ２により測定される脱着ガス（Ｇ４）の温度が、それぞれ所定の温度となるように、濃縮装置２０の回転速度により、吸着工程の時間および脱着工程の時間が制御される。特に、清浄ガス（Ｇ３）、脱着ガス（Ｇ４）の温度を所定の温度にする方法として、濃縮装置２０の吸着素子の前後や吸着素子自体にアルミ等の熱交換材を導入することも可能である。
The time of the adsorption process and the time of the desorption process are controlled by the rotation speed of the
（再生ヒータ１００）
再び図２を参照して、再生ヒータ１００は、生産設備１０００から延びる配管ラインＬ１と配管ラインＬ８との間に設けられている。生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）の温度が十分に高温の場合には再生ヒータ１００を用いることはない。しかし、生産設備１０００が稼動初期状態で、排ガス（Ｇ１）の温度が所定温度に達していない場合には、排ガス（Ｇ１）を所定温度にまで加熱するために用いられる。
(Regenerative heater 100)
Referring to FIG. 2 again, the
生産設備１０００から延びる配管ラインＬ１には、配管ラインＬ１から分岐し、配管ラインＬ５に通じる配管ラインＬ９が設けられている。生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）は、配管ラインＬ１、再生ヒータ１００、および、配管ラインＬ８を通じて、濃縮装置２０の脱着部２１の送り出されるが、一部の排ガス（Ｇ１）が、配管ラインＬ９を通じて直接冷却器３００への導出を可能としている。排ガス（Ｇ１）の脱着部２１への送り出し量および冷却器３００へ直接送り出される量は、それぞれ配管ラインＬ１に設けられたバルブＶ１１１および配管ラインＬ９に設けられたバルブＶ１１２により制御される。
The piping line L1 extending from the
（冷却器３００および回収タンク４００）
冷却器３００および回収タンク４００により、分液回収装置が構成される。冷却器３００は、冷却水等を用いて脱着ガス（Ｇ４）等を凝縮させることで、有機溶剤を高濃度に含有する回収液と有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガス（Ｇ２）とに分離する装置である。有機溶剤を高濃度に含有する回収液は、回収タンク４００に回収される。
(
The cooler 300 and the
冷却器３００には、配管ラインＬ２、Ｌ５、Ｌ６が接続されている。配管ラインＬ２は、分離された有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガス（Ｇ２）を濃縮装置２０の吸着部２２に導出し、配管ラインＬ５は、脱着部２１から脱着ガス（Ｇ４）が導入され、配管ラインＬ６は、分離された回収液を回収タンク４００に導出する。
Piping lines L2, L5, and L6 are connected to the cooler 300. The piping line L2 leads the organic solvent-containing gas (G2) containing the separated organic solvent to the
（給気加熱装置５００）
給気加熱装置５００は、清浄ガス（Ｇ３）の温度を所定温度にまで加熱上昇させて、生産設備１０００に清浄ガス（Ｇ３）を給気する。給気加熱装置５００には、配管ラインＬ３、Ｌ４が接続されている。配管ラインＬ３は、濃縮装置２０の吸着部２２から送り出された清浄ガス（Ｇ３）を導入し、配管ラインＬ４は、生産設備１０００に所定温度にまで加熱上昇された清浄ガス（Ｇ３）を導出する。なお、本実施の形態においては、吸着部２２から導出される清浄ガス（Ｇ３）の温度は高温状態であるため、給気加熱装置５００により清浄ガス（Ｇ３）を加熱する必要はない。
(Supply air heating device 500)
The supply
（有機溶剤の回収）
上記構成からなる有機溶剤回収システム１Ｂにおいて、参考技術で説明した有機溶剤回収システム１Ａと同様に、生産設備１０００としてリチウムイオン電池製造設備で使用される有機溶剤［ＮＭＰ（ｎ−メチル−２−ピロリドン）］を回収するシステムについて以下説明する。
(Recovery of organic solvent)
In the organic solvent recovery system 1B having the above-described configuration, the organic solvent [NMP (n-methyl-2-pyrrolidone) used in the lithium ion battery manufacturing facility as the
生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）は、流量が約７７０ＮＣＭＭ、有機溶剤濃度が約１０００ｐｐｍ、温度が約１１０℃である。バルブＶ１１１を全開状態にし、バルブＶ１１２を閉鎖状態にし、生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）を１００％脱着部２１に導入する。ここでは、排ガス（Ｇ１）の温度は、十分に高温状態である
ことから、再生ヒータ１００による排ガス（Ｇ１）の加熱は行なわない。
The exhaust gas (G1) discharged from the
脱着部２１から排出される脱着ガス（Ｇ４）は、流量が約７７０ＮＣＭＭ、有機溶剤濃度が約２１２２ｐｐｍ、温度が約８０℃である。バルブＶ１１２を閉鎖状態にし、生産設備１０００から排出される排ガス（Ｇ１）を脱着部２１に１００％導入していることから、冷却器３００に導入されるガスは、脱着ガス（Ｇ４）が１００％、直接導入される排ガス（Ｇ１）は０％である。
The desorption gas (G4) discharged from the
脱着ガス（Ｇ４）が、冷却器３００において有機溶剤を高濃度に含有する回収液と有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガス（Ｇ２）とに分離される。有機溶剤を高濃度に含有する回収液は、回収タンク４００に回収される。有機溶剤［ＮＭＰ］の濃度は約９１ｗｔ％である。有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガス（Ｇ２）は、有機溶剤濃度が約１１４２ｐｐｍ、温度が約４０℃である。この有機溶剤含有ガス（Ｇ２）は、配管ラインＬ２により濃縮装置２０の吸着部２２に導出される。
The desorption gas (G4) is separated in the cooler 300 into a recovered liquid containing an organic solvent at a high concentration and an organic solvent-containing gas (G2) containing an organic solvent. The recovered liquid containing the organic solvent at a high concentration is recovered in the
濃縮装置２０の吸着部２２により有機溶剤が吸着された清浄ガス（Ｇ３）は、配管ラインＬ３を通じて給気加熱装置５００に導出される。吸着部２２から導出される清浄ガス（Ｇ３）は、流量が約７７０ＮＣＭＭ、有機溶剤濃度が約２０ｐｐｍ、温度が約７０℃である。
The clean gas (G3) in which the organic solvent is adsorbed by the
給気加熱装置５００に導出された清浄ガス（Ｇ３）は、給気加熱装置５００により加熱されることはなく、温度が約７０℃の清浄ガス（Ｇ３）がそのまま配管ラインＬ４を通じて生産設備１０００に導出される。
The clean gas (G3) led to the supply
（作用・効果）
上記構成を有する有機溶剤回収システム１Ｂの作用効果について、参考技術として説明した有機溶剤回収システム１Ａと比較した場合について説明する。
(Action / Effect)
The effect of the organic solvent recovery system 1B having the above configuration will be described in comparison with the organic
（冷却器３００に必要な冷却温度の上昇が可能 ２８℃→４０℃）
本実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂによれば、生産設備１０００から排出される高温状態の排ガス（Ｇ１）を濃縮装置２０の脱着部２１に送り込むことで、有機溶剤回収システム１Ａにおける再生ヒータ１００の使用が不要となり、ユーティリティ使用量の増加を抑制することが可能となる。
(The cooling temperature required for the cooler 300 can be increased from 28 ° C to 40 ° C)
According to the organic solvent recovery system 1B in the present embodiment, the
具体的には、有機溶剤回収システム１Ａにおいては、再生ヒータ１００により脱着部２１に導出する清浄ガス（Ｇ３）を３３℃から１３０℃に加熱する必要があった。しかし、本実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂによれば、高温状態の排ガス（Ｇ１）を高温状態で濃縮装置２０の脱着部２１に送り込むことから、脱着部２１に導出するガスの加熱を行なう必要がない。その結果、濃縮装置２０における濃縮倍率（吸着風量／脱着風量）を低減することが可能となる。なお、脱着部２１においては、ＮＭＰが高濃度含有した排ガス（Ｇ１）による脱着操作となるため、脱着効率の高い吸着材を用いることで、脱着操作の向上を図ることができる。
Specifically, in the organic
このように、本実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂにおいては、有機溶剤回収システム１Ａと比較した場合、経済的に濃縮倍率を低くすることで、濃縮装置２０の性能向上を図ることが可能となり、冷却器３００の冷却温度を上昇（２８℃→４０℃）させることが可能となり（図４参照）、冷却器３００のユーティリティ使用量の削減を可能とする。
Thus, in the organic solvent recovery system 1B in the present embodiment, it is possible to improve the performance of the
（冷却器３００への導入ガス温度の低減が可能 １０５℃→８０℃）
また、生産設備１０００から排出される高温状態の排ガス（Ｇ１）を濃縮装置２０の脱着部２１に送り込むことで、吸着材による熱交換が行なわれることとなり、冷却器３００への導入前のガス温度を低減（１０５℃→８０℃）させることが可能となり(図４参照）、冷却器３００のユーティリティ使用量の削減を可能とする。
(The temperature of the gas introduced into the cooler 300 can be reduced from 105 ° C to 80 ° C)
Further, by sending the exhaust gas (G1) in a high temperature state discharged from the
（給気加熱装置５００の導入温度の上昇が可能 ３３℃→７０℃）
また、生産設備１０００から排出される高温状態の排ガス（Ｇ１）を濃縮装置２０の脱着部２１に送り込むことで、吸着材による熱交換が行なわれることとなり、給気加熱装置５００への導入前のガス温度を上昇（３３℃→７０℃）させることが可能となり(図４参
照）、給気加熱装置５００のユーティリティ使用量の削減を可能とする。
(Introduction temperature of supply
Further, by sending the exhaust gas (G1) in a high temperature state discharged from the
このように、本実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂによれば、生産設備１０００から排出される高温状態の排ガス（Ｇ１）を濃縮装置２０の脱着部２１に送り込むことにより、冷却器３００および給気加熱装置５００のユーティリティ使用量の削減を可能となる。その結果、図５に示すようにシステム全体としてのランニングコストを、有機溶剤回収システム１Ａに場合と比較して大きく削減することが可能となる。
As described above, according to the organic solvent recovery system 1B in the present embodiment, the exhaust gas (G1) in the high temperature state discharged from the
（ＮＭＰ回収液の濃度向上 ７８ｗｔ％→９１ｗｔ％）
また、本実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂによれば、有機溶剤回収システム１Ａに場合と比較して、冷却器３００の温度を上昇させることができるため、水の凝縮量が低減し、回収液中のＮＭＰ濃度を向上（７８ｗｔ％→９１ｗｔ％）させることが可能となる（図６参照）。
(NMP recovery liquid concentration improvement 78wt% → 91wt%)
In addition, according to the organic solvent recovery system 1B in the present embodiment, the temperature of the cooler 300 can be increased compared to the case of the organic
なお、上記の実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂにおいては、排ガス（Ｇ１）の温度の一例として１１０度を想定した場合を示しているが、生産設備から排出される排ガス（Ｇ１）の温度としては、５０℃〜２００℃が想定される。したがって、排ガスの温度が所定温度に達していない場合には、必要に応じて、再生ヒータ１００を用いて排ガス（Ｇ１）の加熱を行なう。
In addition, in the organic solvent recovery system 1B in the above embodiment, a case where 110 degrees is assumed as an example of the temperature of the exhaust gas (G1) is shown, but the temperature of the exhaust gas (G1) discharged from the production facility is shown. Is assumed to be 50 ° C to 200 ° C. Therefore, when the temperature of the exhaust gas does not reach the predetermined temperature, the exhaust gas (G1) is heated using the
また、生産設備１０００から排出された排ガス（Ｇ１）を１００％脱着部２１に導出し、脱着ガス（Ｇ４）を１００％冷却器３００に導出する場合について説明しているが、生産設備から排出される排ガス（Ｇ１）の一部を、配管ラインＬ９を通じて直接冷却器３００に導出させることも可能である。冷却器３００を通過させるガスの想定される風量割合は、排ガス（Ｇ１）が０％〜５０％、脱着ガス（Ｇ４）が５０％〜１００％程度である。
Moreover, although the case where the exhaust gas (G1) discharged from the
また、排ガス（Ｇ１）として生産設備１０００から排出されたガスを用い、浄化されたガスを生産設備１０００に戻す場合について説明しているが、排ガス（Ｇ１）として生産設備１０００から排出されたガスを直接用いる必要はなく、同様の性質を有する排ガス（Ｇ１）であれば、本実施の形態における有機溶剤回収システム１Ｂを用いて、高濃度の有機溶剤を回収することが可能である。また、浄化されたガスを生産設備１０００に戻す必要はなく、清浄されたガスを他の用途に用いることも可能である。
Moreover, although the case where the gas discharged | emitted from the
また、有機溶剤として［ＮＭＰ（ｎ−メチル−２−ピロリドン）］を回収する場合について説明しているが、この有機溶剤に限定されることなく、１℃〜５０℃の冷却にて液化して回収できる有機溶剤であれば良い。即ち、有機溶剤としては、たとえば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、またはｎ−デカンである。ＮＭＰと同様の特性を有するこれらの有機溶剤の回収に対しても、本発明に基づいた有機溶剤回収システム１Ｂを用いることが可能である。 Moreover, although the case where [NMP (n-methyl-2-pyrrolidone)] is collect | recovered as an organic solvent is demonstrated, it is not limited to this organic solvent, but is liquefied by cooling at 1 degreeC-50 degreeC. Any organic solvent that can be recovered may be used. That is, the organic solvent is, for example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, or n-decane. The organic solvent recovery system 1B based on the present invention can also be used for recovering these organic solvents having the same characteristics as NMP.
このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 Thus, the above-described embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１Ａ，１Ｂ 有機溶剤回収システム、２０ 濃縮装置、２１（２１０） 脱着部（脱着ゾーン）、２２（２２０） 吸着部（吸着ゾーン）、１００ 再生ヒータ、２００ 筒状吸着体、２１１ 回転軸、３００ 冷却器、４００ 回収タンク、５００ 給気加熱装置、１０００ 生産設備、Ｇ１ 排ガス、Ｇ２ 有機溶剤含有ガス、Ｇ３ 清浄ガス、Ｇ４
脱着ガス、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９ 配管ライン、Ｔ１ 第１温度測定器、Ｔ２ 第２温度測定器、Ｖ１０１，Ｖ１０２，Ｖ１１０，Ｖ１１１
バルブ。
1A, 1B Organic solvent recovery system, 20 Concentrator, 21 (210) Desorption part (desorption zone), 22 (220) Adsorption part (adsorption zone), 100 Regenerative heater, 200 Cylindrical adsorbent, 211 Rotating shaft, 300
Desorption gas, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9 piping line, T1 first temperature measuring device, T2 second temperature measuring device, V101, V102, V110, V111
valve.
Claims (6)
前記排ガスは、生産設備から排出されるガスであり、
前記有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガス中の前記有機溶剤を、吸着材を含有した吸着素子にて吸着し清浄ガスを生成する吸着部と、前記吸着素子に前記有機溶剤含有ガスよりも高温の前記排ガスを通過させ、前記吸着素子に吸着した前記有機溶剤を脱着し脱着ガスを生成する脱着部とを有する濃縮装置と、
前記脱着ガスまたは前記排ガスを含む前記脱着ガスを冷却し凝縮して前記有機溶剤を回収する冷却回収装置と、
を備え、
前記有機溶剤含有ガスは、前記冷却回収装置において未回収の前記有機溶剤を含有するガスであり、
前記冷却回収装置へ前記排ガスおよび前記脱着ガスを通過させる風量割合が、前記排ガスが０％〜５０％であり、前記脱着ガスが５０％〜１００％である、有機溶剤回収システム。 An organic solvent recovery system for recovering the organic solvent from exhaust gas having an organic solvent containing temperature of about 50 ° C. to about 200 ° C.,
The exhaust gas is a gas discharged from production equipment,
The organic solvent in the organic solvent-containing gas containing the organic solvent is adsorbed by an adsorption element containing an adsorbent to generate a clean gas, and the adsorption element has a higher temperature than the organic solvent-containing gas. A concentrating device having a desorption part that passes the exhaust gas and desorbs the organic solvent adsorbed on the adsorption element to generate a desorption gas;
A cooling recovery device that cools and condenses the desorption gas or the desorption gas containing the exhaust gas to recover the organic solvent;
With
The organic solvent-containing gas is a gas containing the organic solvent not recovered in the cooling recovery device,
An organic solvent recovery system in which the exhaust gas and the desorption gas are passed through the cooling and recovery apparatus at an air volume ratio of 0% to 50% and the desorption gas is 50% to 100%.
回転軸と、
前記回転軸の周りに設けられた前記吸着素子としての筒状吸着体と、を備え、
前記回転軸の周りに前記筒状吸着体を回転させることにより、前記吸着部において、前記有機溶剤含有ガス中の前記有機溶剤を吸着した前記吸着素子が連続的に前記脱着部に移動する、請求項１または２に記載の有機溶剤回収システム。 The concentrator is
A rotation axis;
A cylindrical adsorbent as the adsorbing element provided around the rotating shaft,
The adsorbing element that adsorbs the organic solvent in the organic solvent-containing gas continuously moves to the desorption unit in the adsorption unit by rotating the cylindrical adsorbent around the rotation axis. Item 3. The organic solvent recovery system according to Item 1 or 2.
前記濃縮装置の前記脱着部の出口側における前記脱着ガスの温度を測定する第２温度測定器と、を備え、
前記第１温度測定器により測定される前記清浄ガスの温度および前記第２温度測定器により測定される前記脱着ガスの温度がそれぞれ所定の温度となるように、前記吸着部を前記有機溶剤含有ガスが通過する時間および前記脱着部を前記排ガスが通過する時間が制御される、請求項１から３のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。 A first temperature measuring device for measuring the temperature of the clean gas on the outlet side of the adsorption unit of the concentrator;
A second temperature measuring device for measuring the temperature of the desorption gas on the outlet side of the desorption part of the concentrator,
The organic solvent-containing gas is disposed so that the temperature of the clean gas measured by the first temperature measuring device and the temperature of the desorbed gas measured by the second temperature measuring device become predetermined temperatures, respectively. The organic solvent recovery system according to any one of claims 1 to 3, wherein a time for the exhaust gas to pass through and a time for the exhaust gas to pass through the desorption part are controlled.
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