JP4772197B2 - Gas adsorption concentrator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば有機溶剤蒸気などの除去に用いられるガス吸着濃縮装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、多くの工場から有機溶剤蒸気が発生している。例えば、塗装工場からはトルエンやキシレンなどが発生し、その多くが大気中に放出されている。また半導体工場からはジメチルスルフォキサイド(DMSO)などが発生している。
【0003】
このような有機溶剤蒸気は大気中に放出すると害を及ぼすため、種々の除去手段が提案されている。その除去手段の1つに吸着剤を担持したハニカム・ロータを用いるものがある。つまりセラミックシートなどコルゲート加工してハニカム体を構成し、これに疎水性ゼオライトなどの吸着剤を担持した吸着ローターを用いるものがある。
【0004】
上記の蒸気の内でトルエンやキシレンなどは沸点が低いため吸着ローターに吸着されたこれらの物質を、吸着ローターに140〜180℃程度の脱着空気を通すことによって簡単に脱着することができる。このようにして脱着された有機溶剤蒸気は触媒や燃焼装置を通すことによって無害化し、大気に放出することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしDMSOなどの沸点の高い有機溶剤は脱着空気の温度を200℃以上に上げないと完全な脱着は困難であった。しかし脱着空気の温度を高くすると吸着ゾーンと脱着ゾーンとの間の気密を保持するシール材が温度の高い有機溶剤によって損傷を受けるという問題がある。
【0006】
つまりシール材としては気密を維持するという観点からは吸着ローターに密着する必要があり、また有機溶剤蒸気に侵されない材料である必要があるためフッ素ゴムなどの化学的に比較的安定な弾性体が使用されてきた。しかしフッ素ゴムは200℃の温度の有機溶剤蒸気には耐えることができない。
【0007】
一方フッ素樹脂は200℃以上の温度の有機溶剤蒸気に耐えることができるが、弾性が低く気密を維持するという観点から好ましくない。本発明はこのような問題点を解消し、沸点の高い有機溶剤の蒸気であっても処理可能なガス吸着濃縮装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本件発明は以上のような課題を解決するため、ガス吸着ローターを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割する分割手段を設け、分割手段の脱着ゾーンの側に高耐熱材料で作られた耐熱シールを設け、耐熱シールの外側に弾性の高い気密シールを設けたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、ハニカム状のガス吸着ローターと、ガス吸着ローターを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割する分割手段を有し、分割手段の脱着ゾーンの側に高耐熱材料で作られた耐熱シールを設け、耐熱シールの外側に弾性の高い気密シールを設けたものであり、耐熱シールで気密シールへの温度の高いの有機溶剤蒸気の伝達を防止するという作用を有する。
【0010】
【実施例】
以下本発明のガス吸着濃縮装置の実施例について図に沿って詳細に説明する。図2において1はガス吸着ローターであり、このガス吸着ローター1はケーシング2の中に回転自在に収納されている。またガス吸着ローター1はケーシング2内に設けられたギヤドモーター(図示せず)によって図2の矢印方向に回転駆動される。
【0011】
3はゾーン構成枠であり、ガス吸着ローター1を吸着ゾーン4、パージゾーン5、脱着ゾーン6に分割するものである。このゾーン構成枠3のガス吸着ローター1対向側には各ゾーン間でガス漏れを防止するシール手段が設けられている。このシール手段について以下説明をする。
【0012】
図1は図2のA−A断面拡大図である。7は気密シールであり、断面形状が半円である。この気密シール7は弾性を有し、気密性の高いフッ素ゴムより作られている。また気密シール7の頂部はガス吸着ローター1の面を多少弾圧する状態で接している。
【0013】
8は耐熱シールであり、テフロン(米国デュポン社の商品名)等のフッ素樹脂より作られ、高温の有機溶剤蒸気に対する対抗性が高い。また耐熱シール8はガス吸着ローター1の面に対して垂直な板を3枚有する形状である。この耐熱シール8も先端がガス吸着ローター1の面と接している。
【0014】
また耐熱シール8は脱着ゾーン6側に位置するように配置されている。つまり気密シール7と耐熱シール8とは互いに並べた状態でゾーン構成枠3に取り付けられており、脱着ゾーン6を囲む部分の内側に耐熱シール8が位置し、その外側に気密シール7が位置している。
【0015】
図4にガス吸着濃縮装置全体の構成を示す。9は処理ファンであり有機溶剤蒸気を含む被処理空気を吸着ゾーン4へ送るものである。10は脱着ファンであり、脱着ゾーン6から濃縮された有機溶剤蒸気を含む空気を吸い込むものである。11はヒーターであり、パージゾーン5を通過した空気がヒーター11を介して脱着ゾーン6へ送られるように送気管路が構成されている。
【0016】
本発明のガス吸着濃縮装置は上記の如く構成され以下その動作について説明する。先ず処理ファン9及び脱着ファン10を起動し、次にガス吸着ローター1を図2の矢印方向に回転させる。そしてヒーター11を動作させる。
【0017】
すると例えば100ppmの濃度の有機溶剤蒸気を含む被処理空気は吸着ゾーン4へ送られ、ここで空気中の有機溶剤蒸気がガス吸着ローター1に吸着され、有機溶剤蒸気濃度2ppm程度の清浄空気となって大気に放出される。
【0018】
吸着ゾーン4で有機溶剤蒸気を吸着したガス吸着ローター1の部分は、その回転に伴って脱着ゾーン6へ移動する。すると脱着ゾーン6にはヒーター11によって250〜280℃に加熱された空気が送られるため、吸着された有機溶剤蒸気がガス吸着ローター1から脱着され、脱着ファン10によって脱着ゾーン6から吸い出されて、燃焼装置(図示せず)などの無害化手段へ送られる。この脱着された有機溶剤蒸気は10倍濃縮であると1000ppmの濃度になる。
【0019】
脱着ゾーン6を通過したガス吸着ローター1の部分は、その回転に伴ってパージゾーン5へ移動する。ガス吸着ローター1は脱着ゾーン6で加熱されており、温度の高い状態でパージゾーン5へ入る。ガス吸着ローター1はパージゾーン5で冷却され、反対にパージゾーン5を通過する空気は加熱される。
【0020】
以上が一連の有機溶剤蒸気の濃縮過程であるが、さらにその詳細について説明する。先ず脱着ファン10は脱着ゾーン6の空気を吸い込むように構成されているため、脱着ゾーン6は負圧である。すると気密シール7に空気漏れが発生した場合、気密シール7及び耐熱シール8を通過した漏れ空気は図3のようにパージゾーン5あるいは吸着ゾーン4から脱着ゾーン6に侵入する。つまり脱着ゾーン6を通過する空気は外部に漏れないため、濃縮された有機溶剤蒸気が外部に漏れることはない。
【0021】
脱着ゾーン6入り口にはヒーター11を通過した空気が流れるため、ここの温度が最も高い。具体的には脱着ゾーン6へ流れる空気の温度は上記のとおり250〜280℃程度である。一方、パージゾーン5出口の空気の温度はせいぜい150〜180℃程度である。従って漏れ空気は温度の低いゾーンつまり吸着ゾーン4やパージゾーン5から温度の高い脱着ゾーン6へと流れることになる。
【0022】
従って漏れ空気が発生した場合には気密シール7とガス吸着ローター1の間には温度の低い空気が流れ、気密シール7には温度の低い空気が接触することになる。
【0023】
漏れ空気が発生しない場合は、気密シール7の一面は温度の低いパージゾーン5あるいは吸着ゾーン4の空気と触れ、気密シール7の他面は耐熱シール8との間の空気と触れる。耐熱シール8と気密シール7との間の空気は当然脱着空気の温度より低く気密シール7は常に温度の低い空気と接することになる。一方耐熱シール8は高温の脱着空気と触れるが、耐熱シール8はフッ素樹脂などの耐熱性および耐溶剤性の高い材料で構成され、温度の高い有機溶剤蒸気による損傷を受けることがない。
【0024】
このように気密シール7として弾性の高い材料を使い、耐熱シール8として温度の高い有機溶剤蒸気に耐える材料を使うことによって、気密性を維持しながら耐熱性の高いシールとすることができ、再生空気の温度を高くすることができる。
【0025】
つまり脱着ゾーン6の入り口は有機溶剤蒸気の濃度は低いもののヒーター11を通過した直後の250〜280℃に加熱された空気が触れ、シール手段としては極めて過酷な条件であり、一方脱着ゾーン6の出口は温度が下がっているものの有機溶剤蒸気の濃度が濃縮倍率の分だけ上がるため、ここもシール手段としては極めて過酷な条件であるが、上述のとおり気密シール7は直接脱着ゾーン6入り口の高温空気や脱着ゾーン6出口空気に触れないため有機溶剤蒸気による損傷を受けることがない。
【0026】
また漏れ空気が発生した場合に、図3に示すようにガス吸着ローター1の面と3つの耐熱シール8の間の隙間に空気が流れるため、この部分で渦が発生し、この渦の作用によって空気抵抗が増大するため、漏れ空気が少なくなる。
【0027】
以上の実施例ではパージゾーン5を設ける例を示したが、場合によってはパージゾーン5を設けることなく、脱着ゾーン6と吸着ゾーン4のみでもよい。さらに耐熱シールとして3つの板状体をガス吸着ローターの面に垂直に当てる構成にしたが、空気の漏れが少ない場合は耐熱シールを1枚あるいは2枚の板状体で構成してもよい。2枚の場合には空気の漏れに伴って2枚の板の間及び耐熱シールと気密シールとの間に渦が発生する。1枚の場合には空気の漏れに伴って耐熱シールと気密シールとの間に渦が発生する。また板状体を3枚以上にしてもよい。
【0028】
【発明の効果】
本発明のガス吸着濃縮装置は上記の如く気密シールと耐熱シールとを組み合わせて構成したので、気密シールが直接高温の有機溶剤蒸気を含む脱着空気に晒されないため、脱着ゾーンに高温の脱着空気を流すことができ沸点の高い有機溶剤の蒸気であっても濃縮処理を行うことができるものである。
【0029】
また気密シールを弾性の高い材料とし耐熱シールを耐熱性の高い材料としたので両者の特徴の相乗効果を得ることができ、気密性を維持しつつ耐熱性を高めることができる。
【0030】
さらに本発明のガス吸着濃縮装置はゾーンを分割する分割手段の脱着ゾーン側に耐熱シールを配置し、反脱着ゾーン側に気密シールを配置するとともに脱着ゾーンを負圧にしたため空気の漏れが発生しても気密シールには高温の空気が触れることがなく、気密シールの熱による損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガス吸着濃縮装置の実施例1を示す部分拡大断面図である。
【図2】本発明に用いられるガス吸着濃縮装置の一例を示す斜視図である。
【図3】図1のさらに拡大断面図である。
【図4】本発明に用いられるガス吸着濃縮装置の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
1 ガス吸着ローター
2 ケーシング
3 ゾーン構成枠
4 吸着ゾーン
5 パージゾーン
6 脱着ゾーン
7 気密シール
8 耐熱シール
9 処理ファン
10 脱着ファン
11 ヒーター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas adsorption concentrator used for removing organic solvent vapor, for example.
[0002]
[Prior art]
Currently, organic solvent vapor is generated from many factories. For example, toluene, xylene, and the like are generated from a painting factory, and most of them are released into the atmosphere. Also, dimethyl sulfoxide (DMSO) is generated from semiconductor factories.
[0003]
Since such organic solvent vapors are harmful when released into the atmosphere, various removal means have been proposed. One of the removing means uses a honeycomb rotor carrying an adsorbent. In other words, there is a ceramic sheet or the like that corrugates to form a honeycomb body that uses an adsorption rotor carrying an adsorbent such as hydrophobic zeolite.
[0004]
Since toluene, xylene, and the like have a low boiling point among the above vapors, these substances adsorbed on the adsorption rotor can be easily desorbed by passing desorption air at about 140 to 180 ° C. through the adsorption rotor. The organic solvent vapor desorbed in this manner can be rendered harmless by passing through a catalyst or a combustion device and released to the atmosphere.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, complete desorption of organic solvents having a high boiling point such as DMSO is difficult unless the temperature of the desorption air is increased to 200 ° C. or higher. However, when the temperature of the desorption air is increased, there is a problem that the sealing material that maintains the airtightness between the adsorption zone and the desorption zone is damaged by the organic solvent having a high temperature.
[0006]
In other words, the sealing material needs to be in close contact with the adsorption rotor from the viewpoint of maintaining hermeticity, and it must be a material that is not attacked by organic solvent vapor. Have been used. However, fluororubber cannot withstand organic solvent vapor at a temperature of 200 ° C.
[0007]
On the other hand, a fluororesin can withstand organic solvent vapor at a temperature of 200 ° C. or higher, but is not preferable from the viewpoint of low elasticity and airtightness. The present invention is intended to solve such problems and to provide a gas adsorption concentrator capable of processing even a vapor of an organic solvent having a high boiling point.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a dividing means for dividing the gas adsorption rotor into an adsorption zone and a desorption zone, and a heat resistant seal made of a high heat resistant material is provided on the desorption zone side of the dividing means. A highly elastic airtight seal is provided outside the heat resistant seal.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to
[0010]
【Example】
Embodiments of the gas adsorption concentration apparatus of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In FIG. 2,
[0011]
[0012]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
[0013]
[0014]
The heat-
[0015]
FIG. 4 shows the overall configuration of the gas adsorption concentrator.
[0016]
The gas adsorption concentrator of the present invention is configured as described above, and its operation will be described below. First, the
[0017]
Then, for example, the air to be treated containing the organic solvent vapor having a concentration of 100 ppm is sent to the
[0018]
The portion of the
[0019]
The portion of the
[0020]
The above is a series of organic solvent vapor concentration processes, which will be described in detail. First, since the
[0021]
Since the air passing through the heater 11 flows at the entrance of the
[0022]
Therefore, when leaked air is generated, air having a low temperature flows between the
[0023]
When no leakage air is generated, one surface of the
[0024]
In this way, by using a highly elastic material as the
[0025]
In other words, although the concentration of the organic solvent vapor is low at the entrance of the
[0026]
In addition, when leaked air is generated, air flows in the gap between the surface of the
[0027]
In the above embodiment, the
[0028]
【The invention's effect】
Since the gas adsorption concentrator of the present invention is configured by combining the hermetic seal and the heat-resistant seal as described above, since the hermetic seal is not directly exposed to the desorption air containing the high temperature organic solvent vapor, the high temperature desorption air is supplied to the desorption zone. Even if it is the vapor | steam of an organic solvent with a high boiling point which can be flowed, a concentration process can be performed.
[0029]
In addition, since the hermetic seal is made of a highly elastic material and the heat-resistant seal is made of a highly heat-resistant material, a synergistic effect of both features can be obtained, and heat resistance can be enhanced while maintaining airtightness.
[0030]
Furthermore, in the gas adsorption concentrator of the present invention, a heat-resistant seal is arranged on the desorption zone side of the dividing means for dividing the zone, an airtight seal is arranged on the anti-desorption zone side, and the desorption zone is set to a negative pressure. However, the airtight seal is not exposed to high-temperature air, and the airtight seal can be prevented from being damaged by heat.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view showing a first embodiment of a gas adsorption concentration apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a gas adsorption concentration apparatus used in the present invention.
3 is a further enlarged cross-sectional view of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a gas adsorption concentration apparatus used in the present invention.
[Explanation of symbols]
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