JP5115279B2 - 吸着回収装置 - Google Patents

Description

本発明は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの有機溶剤を含む被処理ガスから、有機溶剤を吸着させ、濃縮・回収する吸着回収装置において、吸着塔の脱離工程時に加熱された吸着材の余熱を有効利用する方法、より具体的には、吸着材の余熱により、吸着材又はキャリアガスを加熱すること、それによる有機溶剤の回収率を高める方法、及びそれらの方法を利用した吸着回収装置に関する。

図８は、従来の吸着材の余熱を利用しない吸着回収装置１１のフロー図であり、一方の吸着塔２が吸着工程、もう一方の吸着塔３は脱離工程後の冷却工程中である。

実線は稼働中のライン、点線は停止中のラインを意味する。矢印は、ガス、気体の流れ方向を意味する。図中Ｖはバルブであり、流体の流れを制御する。黒塗りはバルブの閉鎖バルブを、白抜きはバルブの開放を意味する。以下、同じ。

図８に示す従来の吸着回収装置１１は、複数の吸着塔２、３と、送風ライン４と、吸着塔２、３にキャリアガス５ａを送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、空冷ライン６と、回収ライン７とかなる。

被処理ガスは、電子産業、化学工業その他各種工業において、溶剤を使用する洗浄工程、乾燥工程より排出され、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの有機溶剤が含まれる排ガスである。有機溶剤としては、例えば、トルエン、ベンゼン、フロン類、ジクロロメタンなどの洗浄剤がある。

吸着塔２、３は、吸着材２ａ、３ａを備え、被処理ガス中の有機溶剤の吸着し、脱離手段により吸着した有機溶剤を脱離させる工程を交互に連続して行う。これにより、連続的に被処理ガスから有機溶剤を回収することを可能にする。

吸着材２ａ、３ａは、炭素剤、炭素繊維、セラミックなど従来から使用されている素材で、ここでは通電加熱される炭素繊維を用いている。

送風ライン４は、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により、送り配管４ａを通し、吸着工程中の吸着塔に送る。ここでは、吸着塔２である。

送風された被処理ガスは、切換弁４ｃにより送風される吸着塔２、３が選択される。吸着工程中の吸着塔２に送風された被処理ガスは、有機溶剤が吸着材２ａに吸着除去され、大気中に浄化ガスとして放出され、脱離工程中の吸着塔３から脱離した有機溶剤は、キャリアガス５ａと共に回収ライン７に送られるよう切換弁７ａにより制御される。

脱離手段５は、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離するため加熱装置である。なお、吸着塔２、３を減圧し、有機溶剤を脱離することも行われている。加熱装置は、ここでは吸着材２ａ、３ａを直接加熱する通電加熱装置である。

なお、脱離手段５による脱離工程中、脱離した有機溶剤を次の回収ライン７に送るためのキャリアガス５ａが、キャリアガス源５ｂから、脱離工程中の吸着塔２、３に送られる。これにより、吸着工程後の脱離工程にて吸着材２ａ、３ａが加熱再生される。

キャリアガス５ａは、空気、窒素などの不活性ガス、水蒸気などであり、脱離工程中の吸着塔、ここでは吸着塔３に送り、吸着材３ａが加熱されることにより、吸着物質が吸着材３ａから脱離し、キャリアガス５ａの流れにより、次の回収ライン７に送られる。

このとき、キャリアガス５ａは、被処理ガスの吸着塔２、３（吸着材２ａ、３ａ）への送風方向と、逆方向から吸着塔２、３（吸着材２ａ、３ａ）に送風されるのが一般的である。吸着塔２、３に残留している有機溶剤が、再び内吸着材２ａ、３ａへ吸着し、有機溶剤の回収効率の低下を防止するためである。

キャリアガス源５ｂは、選択するキャリアガス５ａにより異なり、キャリアガスが空気であれば大気、窒素であれば窒素ボンベ等、水蒸気であればボイラ等である。

空冷ライン１２は、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離工程後、吸着材２ａ、３ａを次の吸着工程前に冷却するラインであり、各吸着塔２、３に接続された冷却配管１２ａと、冷却配管６ａ中に空気などの気体を送風するブロア６ｂなどの送風機とからなる。

脱離工程後において、吸着材２ａ、３ａは、熱が蓄えられた状態にある。従って、次の吸着工程で、有機溶剤を効率的に吸着材２ａ、３ａに吸着させるためには、吸着材２ａ、３ａを十分冷却しなければならない。

このとき、吸着塔２、３に送風される冷却用の気体は、被処理ガスの吸着塔２、３（吸着材２ａ、３ａ）への送風方向と、逆方向から吸着塔２、３（吸着材２ａ、３ａ）に送風されるのが極めて一般的である。吸着材２ａ、３ａへの冷却用の気体中の物質、特に水の吸着材２ａ、３ａへの吸着を回避するためである。

回収ライン７は、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するラインであり、浄化ガスの放出、及び脱離回収される有機溶剤を回収ライン７に流す切換弁７ａと、脱離した有機溶剤を吸着塔２、３からキャリアガス５ａと共に回収ライン７に引き抜く真空ポンプ７ｂと、回収した有機溶剤を凝集させる凝縮器７ｃと、凝縮した有機溶剤７ｅと水分及び水に可溶な溶液（水相７ｆ）とに分離する分離器７ｄと、分離器７ｄと送り配管４ａを連結する循環配管７ｇからなり、キャリアガス５ａを循環配管７ｆを通し被処理ガスに送る。

凝縮器７ｃは、有機溶剤を冷却し液化する装置である。分離器７ｄには、有機溶剤と水の比重差を利用したものや、膜を利用したものがある。

水相７ｆには、空気中の水分、アルコールなど水に可溶な溶液が含まれる。また、この水相７ｆには、僅かに有機溶剤７ｅも含まれる。従って、従来は吸着回収装置１とは別に排水処理を行い、水相７ｆから有機溶剤を除去した水相を排水する。一方、キャリアガス５ａは、循環配管７ｇを経由し、送り配管４ａから吸着塔２、３に戻され、濃縮されずにキャリアガスに残存した有機溶剤は吸着工程中の吸着塔２に送られ、有機溶剤は吸着除去され浄化ガスとして大気中に放出される。

このようにしてなる吸着回収装置１１は、一方の吸着塔２が有機溶剤の吸着工程中に、もう一方の吸着塔３が、有機溶剤の脱離・吸着材の加熱再生及び吸着材の冷却工程を経て、吸着工程に移行し、先の吸着塔２が脱離・加熱再生、冷却工程に移行する。吸着塔２、３は、このような交互運転を繰り返し、連続的に被処理ガス中の有機溶剤を回収する。

他方、水分およびＶＯＣを含む試料空気からのＶＯＣの回収において、ＶＯＣの連続回収を図るとともに、吸着材の効率のよい使用方法および効率のよい再生方法によって、簡便な機能を用い、保守を軽減しエネルギー効率が高くかつ信頼性の高いコンパクトなＶＯＣの回収プロセスを提供する発明として、特許文献１の揮発性有機化合物の回収プロセスがある。

特許文献１の揮発性有機化合物の回収プロセスは、吸着剤を充填した少なくとも３基の吸着塔および揮発性有機化合物を回収する冷却凝縮手段を有し、水分および揮発性有機化合物を含む空気から該揮発性有機化合物を回収するプロセスにおいて、少なくとも、１）水分および揮発性有機化合物を含む空気から、主として揮発性有機化合物を吸着し、水分を含む空気を系外に放出する吸着工程（Ａ）と、２）再生工程（Ｅ）にある他の吸着塔からの再生ガスを用いて主として水分をパージし、吸着剤の加熱再生処理を行う再生工程（Ｂ）と、３）他の吸着塔の再生工程（Ｆ）にある間、再生ガスの流通を停止し、該再生ガスを迂回させる再生工程（Ｃ）と、４）再生ガスを循環的に用いて主として揮発性有機化合物をパージし、吸着剤の加熱再生処理を行う再生工程（Ｄ）と、５）再生工程（Ｂ）にある他の吸着塔からの再生ガスを流通させ、主として水分を吸着除去するとともに、吸着剤の冷却再生処理を行う再生工程（Ｅ）と、６）再生工程（Ｃ）にある他の吸着塔を迂回した再生ガスを流通させるとともに、吸着剤の冷却処理を行う再生工程（Ｆ）と、を含むとともに、少なくともある期間、前記吸着塔の内の少なくとも２基の吸着塔の再生工程を重畳的に実施し、残りの吸着塔を吸着工程に供し、これらの工程を順次切り換えることを特徴とする（請求項１）。

さらに、前記吸着工程（Ａ）、再生工程（Ｅ）および再生工程（Ｆ）のガス流れ方向を下から上へとり、再生工程（Ｂ）および再生工程（Ｄ）のガスの流れ方向を上から下へとることを特徴とする前記揮発性有機化合物の回収プロセス（請求項５）。これにより、エネルギー効率が高くかつ信頼性の高いＶＯＣの回収プロセスを提供することができるというものである。
特開２００７−５０３７９号公報

しかしながら、従来の吸着回収装置１１では、冷却に用いた気体を大気中に放出しているため、吸着材からの有機溶剤の脱離後、キャリアガス５ａを十分吸着塔２、３に送風しなければ、有機溶剤が大気中に冷却に用いた気体とともに放出されてしまい有機溶剤の回収率が低下し、環境汚染にも繋がる点が問題であった。

また、従来の吸着回収装置１１では、吸着材２ａ、３ａを加熱した熱（余熱）を大気中に放出しているため、エネルギーが無駄であり、熱効率が極めて悪く、吸着回収装置の稼働コストが高いものであった。加えて、吸着塔２、３の吸着／脱離工程の切り換え時、吸着塔２、３に残存する有機溶剤が、浄化ガスに先行して、大気中に放出されてしまうことがあり、有機溶剤の回収率、環境汚染の原因であった。特に、脱離が不十分である場合に起こる。従って、脱離工程を長く、さらにキャリアガスを多量に流す必要があった。それらの弊害を防止するため、過剰に脱離工程を行う必要があり、エネルギー効率が良くなかった。

さらに、特許文献１の揮発性有機化合物の回収プロセスは、吸着塔を３塔用いるため、初期投資が高くなる。

そこで、本発明は、吸着材の余熱を有効利用し、エネルギー効率、有機溶剤の回収効率がよい吸着回収装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、本発明は、上記の課題を解決するために、第１に、被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、吸着材２ａ、３ａを気体により冷却する空冷ライン６と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置であって、
キャリアガス５ａの送風及び脱離手段５停止後、被処理ガスの送風方向と反対側から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２、３から排出された前記気体を前記送り配管４ａに流すことを特徴とする吸着回収装置１の構成とした。

第２に、吸着塔２、３から排出された前記気体を、蓄熱剤８ｂに通し、前記送り配管４ａに流すとともに、脱離工程において、前記キャリアガス５ｃを前記蓄熱後の蓄熱剤８ｂに通し、キャリアガス５ｃを加熱し、吸着材２ａ、３ａに送風することを特徴とする前記吸着回収装置１ａの構成とした。

第３に、被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、冷却された気体により吸着材２ａ、３ａを冷却する空冷ライン９と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置であって、
キャリアガス５ａの送風及び脱離手段停止後、被処理ガスの送風方向と同一方向から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２、３から排出された前記気体を冷却する吸着塔に循環送風することを特徴とする吸着回収装置１ｂの構成とした。

第４に、被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、吸着材２ａ、３ａを気体により冷却するとともに蓄熱剤１０ｃに吸着材２ａ、３ａの余熱を移動させる空冷ライン１０と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管に送る回収ラインとからなる吸着回収装置であって、
キャリアガスの送風及び脱離手段停止後、被処理ガスの送風方向と同一方向から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２、３から排出された前記気体を蓄熱剤１０ｃを通し、冷却する吸着塔２、３に循環送風させ、かつ次の吸着塔２、３の脱離工程後に被処理ガスの送風方向と同一方向から循環送風させることを特徴とする吸着回収装置１ｃの構成とした。

第５に、被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガスを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、吸着材２ａ、３ａを気体により冷却する空冷ラインと、脱離後の有機溶剤を真空ポンプ７ｂで吸着塔２ａ、３ａから引き抜き、濃縮、分離回収するとともに吸着塔を通過したキャリアガスを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置であって、
脱離手段停止後、キャリアガスを送風しつつ吸着塔２ａ、３ａを通過し、真空ポンプ７ｂによる減圧状態を開放するためのキャリアガスを、前記送り配管４ｂに戻すことを特徴とする吸着回収装置の構成とした。

本発明は、以上の構成であるから、吸着材の余熱を有効利用でき、エネルギー効率がよく、吸着回収装置を低コストで稼働することができ、かつ有機溶剤の回収効率が高い有機溶剤の吸着回収方法及びその装置を提供することができる。

本発明は、吸着材の余熱を有効利用し、エネルギー効率、有機溶剤の回収効率がよい吸着回収方法を提供する目的を、被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、吸着材２ａ、３ａを気体により冷却する空冷ライン６と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置において、
キャリアガス５ａの送風及び脱離手段５停止後、被処理ガスの送風方向と反対側から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２、３から排出された前記気体を前記送り配管４ａに流すことを特徴とする吸着材２ａ、３ａの余熱を利用した有機溶剤の吸着回収方法構成とすることで実現した。

また、吸着塔２、３から排出された前記気体を、蓄熱剤８ｂに通し、前記送り配管４ａに流すとともに、脱離工程において、前記キャリアガス５ｃを前記蓄熱後の蓄熱剤８ｂに通し、キャリアガス５ｃを加熱し、吸着材２ａ、３ａに送風することを特徴とする前記吸着材２ａ、３ａの余熱を利用した有機溶剤の吸着回収方法構成とすることで実現した。

被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、冷却された気体により吸着材２ａ、３ａを冷却する空冷ライン９と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置において、
キャリアガス５ａの送風及び脱離手段停止後、被処理ガスの送風方向と同一方向から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２、３から排出された前記気体を冷却する吸着塔に循環送風することを特徴とする余熱を利用した有機溶剤の吸着回収方法構成とすることで実現した。

被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、吸着材２ａ、３ａを気体により冷却するとともに蓄熱剤１０ｃに吸着材２ａ、３ａの余熱を移動させる空冷ライン１０と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管に送る回収ラインとからなる吸着回収装置において、
キャリアガスの送風及び脱離手段停止後、被処理ガスの送風方向と同一方向から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２、３から排出された前記気体を蓄熱剤１０ｃを通し、冷却する吸着塔２、３に循環送風させ、かつ次の吸着塔２、３の脱離工程後に被処理ガスの送風方向と同一方向から循環送風させることを特徴とする余熱を利用した有機溶剤の吸着回収方法構成とすることで実現した。

被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガスを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、吸着材２ａ、３ａを気体により冷却する空冷ラインと、脱離後の有機溶剤を真空ポンプ７ｂで吸着塔２ａ、３ａから引き抜き、濃縮、分離回収するとともに吸着塔を通過したキャリアガスを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置において、
脱離手段停止後、キャリアガスを送風しつつ吸着塔２ａ、３ａを通過し、真空ポンプ７ｂによる減圧状態を開放するためのキャリアガスを、前記送り配管４ｂに戻すことを特徴とする余熱を利用した有機溶剤の吸着回収方法構成とすることで実現した。

以下、添付図面に基づき本発明である吸着回収装置について詳細に説明する。

図１〜図４は、本発明である第１の吸着回収装置のフロー図で、図１が吸着塔での吸着／脱離工程、図２が吸着材の余熱を利用し、キャリアガスによって脱離された吸着物を送風ラインに戻す工程、図３が吸着材の冷却工程において、冷却と共に吸着材の余熱により脱離された吸着物を送風ラインに戻す工程、図４が吸着塔での吸着／脱離工程を表し、図１と吸着塔の吸着／脱離工程が逆になっている。

本発明である第１の吸着回収装置１は、被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、吸着材２ａ、３ａを気体をブロア６ｂなど送風機により冷却配管６ａを通し、吸着塔２、３に送り吸着材２ａ、３ａを冷却する空冷ライン６と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置１であって、
キャリアガス５ａの送風及び脱離手段５停止後、被処理ガスの送風方向と反対側から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２ａ、３から排出された前記気体を前記送り配管４ａに流すことを特徴とする。

これにより、脱離手段５の加熱時間、キャリアガス５ａの送風時間を短縮し、吸着材２ａ、３ａを空冷ライン６からの気体で冷却した場合、前記気体に有機溶媒が脱離されてきても、吸着工程中の吸着塔２、３に送風されるため、吸着材２ａ、３ａの冷却工程で脱離した有機溶剤を大気中に放出することがない。

従って、有機溶剤の回収率が低下せず、またキャリアガス５ａを高温に加熱する必要もなく、むしろ吸着材２ａ、３ａの余熱を積極的に利用し、吸着材２ａ、３ａの冷却気体で、吸着材２ａ、３ａから有機溶剤を積極的に脱離することができ、エネルギー効率の優れた吸着回収装置であると言える。

さらに、本発明である第１の吸着回収装置１には、真空ポンプ７ｂと凝集器７ｃの間の回収ライン７と、送り配管４ａとを連結する戻し配管７ｈが設けられている。これにより、脱離手段５停止後、キャリアガス５ａを吸着塔２、３送風しつつ吸着塔２、３を通過し、真空ポンプによる減圧状態を開放するためのキャリアガス５ａを、前記送り配管４ａに戻すことができる。従って、吸着塔２、３が、脱離工程と、吸着工程を変更するとき、吸着塔２、３内に残存している有機溶剤を大気中に放出させることがなく、有機溶剤の回収率が高まる。

次に、図１〜図４を参照し、吸着回収装置１の運転の流れを説明する。先ず、図１において、吸着塔２が有機溶剤の吸着工程、吸着塔３が脱離工程である。被処理ガスは、被処理ガス発生源から、ブロア４ｂで送風され、切換弁４ｃにより吸着塔２に導入さる。さらに、被処理ガスは、吸着塔２で有機溶剤を吸着材２ａに除去され、切換弁７ａにより、浄化ガスとして大気に放出される。

一方、吸着塔３においては、脱離手段５が稼働し、吸着材３ａを加熱するとともに、キャリアガス５ａが被処理ガスの吸着塔３への導入方向と逆向きに吸着塔３に送風され、真空ポンプ７ｂにより、回収ラインに引き抜かれる。これにより、吸着材３ａから脱離した有機溶剤も回収ライン７に送られる。

そして、有機溶剤は、凝集器７ｃで冷却され、液化し、分離器７ｄで水相７ｆと有機溶剤７ｅに分離され、回収される。一方、キャリアガス５ａは、分離器７ｄと送り配管４ａを連結する循環配管７ｇを通り、被処理ガスに送られ、吸着塔２を通り、キャリアガスに残存する有機溶剤が除かれ、大気中に放出される。

次に、図２の吸着回収装置１において、吸着塔２は、吸着工程を継続し、吸着塔３は、脱離手段５を停止させる。その一方、キャリアガス５ａを吸着塔３に送風し続け（残存有機溶剤の回収工程）、戻し配管７ｈを通し、キャリアガス５ａを被処理ガスに送り、吸着塔２を通し、大気中に放出する。

これにより、吸着塔３内に残存した僅かな有機溶剤を被処理ガスに送り、脱離工程を短縮することができるとともに、有機溶剤の回収効率を低下させることもない。

さらに、図３の吸着回収装置１において、吸着塔２は、吸着工程を継続し、吸着塔３は、脱離手段５の稼働、キャリアガス５ａの送風を停止させ、脱離工程を終了し、吸着材３ａの冷却工程に入る。

冷却工程では、空気をブロア６ｂで、冷却配管６ｂを通し、被処理ガスの送風方向と反対側から吸着材３ａに送風し、吸着材３ａを冷却し、吸着塔３から排出された空気を送り配管４ａに流す。

これにより、吸着材３ａが高温の状態で、有機溶剤が脱離してきても、大気中に有機溶剤を放出することなく、有機溶剤の回収率を高めるとともに、環境汚染を防止することができる。さらに、吸着材３ａの余熱により、積極的に有機溶剤の脱離も可能となる。

つぎに、図４の吸着回収装置１において、吸着塔２が脱離工程に、吸着塔３が吸着工程に移行し、図１の運転と入れ替わる。このように、交互に吸着、脱離を繰り返すことで、連続的に被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収する。

次に、本発明の第２の吸着回収装置１ａについて説明する。図５は、本発明である第２の吸着回収装置のフロー図であり、一方の吸着塔が吸着工程、もう一方の吸着塔は脱離工程後の冷却工程中である。

本発明である吸着回収装置１ａは、実施例１の吸着回収装置１の空冷ライン６において、吸着塔２、３の後から送り配管４ａまでの間の冷却配管８ａに、蓄熱剤８ｂを配した空冷ライン８としたものである。さらに、前記蓄熱剤８ｂに、冷却工程中に、冷却中の吸着材２ａ、３ａに冷却空気を送る。また脱離工程中には、キャリアガス５ｃを蓄熱剤８ｂを通し、脱離工程中の吸着塔２、３に送る。

これにより、吸着材２ａ、３ａの脱離工程中の加熱による余熱を、冷却空気を介して、蓄熱剤８ｂに移し、さらに、キャリアガス５ｃを加熱する。即ち、吸着材２ａ、３ａの余熱を用いて、キャリアガス５ｃを加熱し、脱離工程におけるエネルギーに利用することができる。

次に、本発明の第３の吸着回収装置１ｂについて説明する。図６は、本発明である第３の吸着回収装置のフロー図であり、一方の吸着塔が吸着工程、もう一方の吸着塔は脱離工程後の冷却工程中である。

本発明である吸着回収装置１ｂは、被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア４ｂなどの送風機により送り配管４ａを通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、冷却された気体により吸着材２ａ、３ａを冷却する空冷ライン９と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置であって、
キャリアガス５ａの送風及び脱離手段５停止後、被処理ガスの送風方向と同一方向から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２、３から排出された前記気体を冷却する吸着塔２、３に循環送風することを特徴とする。

空冷ライン９は、各吸着塔２、３に接続し、吸着材２ａ、３ａを冷却する冷却気体が循環する冷却配管９ａと、冷却配管９ａにおいて、前記気体を冷却溶媒９ｄにより冷却する熱交換器９ｃと、冷却配管及び冷却中の吸着塔２、３（図６では吸着塔３）に気体を、被処理ガスの送風方向と同一方向から循環送風する冷却配管９ａ中に設けられたブロア９ｂからなる。

冷却された気体とは、空気、不活性ガスなどがあり、有機溶剤が発火性であれば不活性ガスとすることが望ましい。

これにより、吸着塔２、３に残存した有機溶剤、さらに冷却工程初期に、吸着材２ａ、３ａの余熱により、脱離した有機溶剤を冷却中の吸着塔２、３（図６では吸着塔３）に再吸着させることができる。

従って、吸着塔２、３の吸着／脱離工程の入れ換え時に、吸着塔２、３に残存する有機溶剤の大気中への放出を低減させることができる。また、冷却気体を、循環送風することで、冷却気体中に混在した有機溶剤も冷却中の吸着材２ａ、３ａ（図６では吸着塔３ａ）に、冷却が進むにつれ、徐々に吸着させ、冷却後半では、冷却気体中の有機溶剤はほとんど除かれる。

また、冷却工程を短くした場合において、冷却気体中に有機溶剤が残存していたとしても、冷却気体は冷却中の吸着塔に循環送風されるため、有機溶剤を大気中に放出することがなく、有機溶剤の回収率も低下しない。脱離工程を過剰にする必要がなく、吸着材２ａ、３ａの加熱エネルギー、キャリアガスの節約になる。

本発明である第３の吸着回収装置１ｂは、吸着材２ａ、３ａを高温に加熱し、吸着物質の脱離を行い、より低温に吸着材２ａ、３ａを冷却再生する場合に、特に有効である。

次に、本発明の第４の吸着回収装置１ｃについて説明する。図７は、本発明である第４の吸着回収装置のフロー図であり、一方の吸着塔が吸着工程、もう一方の吸着塔は脱離工程後の冷却工程中である。

本発明である吸着回収装置１ｃは、被処理ガス中の有機溶剤の吸着、吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材２ａ、３ａを備えた複数の吸着塔２、３と、有機溶剤を含む被処理ガスをブロア１０ｂなどの送風機により送り配管を通し吸着塔２、３に送る送風ライン４と、キャリアガス５ａを吸着塔２、３に送風するとともに、吸着材２ａ、３ａを加熱し有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離する脱離手段５と、有機溶剤を吸着材２ａ、３ａから脱離後、吸着材２ａ、３ａを気体により冷却するとともに蓄熱剤１０ｃに吸着材２ａ、３ａの余熱を移動させる空冷ライン１０と、脱離後の有機溶剤を濃縮、分離回収するとともに吸着塔２、３を通過したキャリアガス５ａを前記送り配管４ａに送る回収ライン７とからなる吸着回収装置であって、
キャリアガス５ａの送風及び脱離手段５停止後、被処理ガスの送風方向と同一方向から前記気体を吸着材２ａ、３ａに送風し、吸着塔２、３から排出された前記気体を蓄熱剤１０ｃを通し、冷却する吸着塔２、３に循環送風させ、かつ次の冷却塔２、３の脱離工程前に被処理ガスの送風方向と同一方向から循環送風させ、吸着材２ａ、３ａを加熱することを特徴とする。

実施例４の吸着回収装置１ｃは、実施例３の吸着回収装置１ｂにおいて、空冷ライン９の熱交換器９ｃを、蓄熱剤１０ｃに変更した空冷ライン１０としたものであり、他の構成は吸着回収装置１ｂと同じである。

運転プロセスは、図７にある吸着塔２が吸着工程中のとき、吸着塔３は、脱離手段５、キャリアガス５ａの送風を中止し、脱離工程後に、空冷ライン１０を稼働させ、冷却配管１０ａ中の冷却気体をブロア１０ｂで吸着塔３内に循環送風し、吸着材３ａを冷却するとともに、その余熱を蓄熱剤１０ｃに移行させる。

その後、吸着塔３は吸着工程に移行する。一方、吸着塔２は、脱離工程前に、空冷ライン１０を稼働させ、吸着塔２内に冷却配管１０ａ中の冷却ガスを循環送風し、蓄熱剤１０ｃに蓄えられた吸着材３ａの余熱を利用し、吸着材２ａを加熱する。それにより、蓄熱剤１０ｃは、冷却される。

その後、吸着塔２が脱離工程になる。その結果、吸着塔２の脱離工程において、脱離手段５による加熱エネルギーを省力化することができる。

吸着塔２が脱離工程を終了した後、再び、空冷ライン１０を稼働させ、吸着塔２内に冷却配管１０ａ中の冷却ガスを循環送風し、蓄熱剤１０ｃに吸着材２ａの余熱を蓄熱剤１０ｃに移行させる。それにより、吸着剤１０ｃは、蓄熱する。

その後、吸着塔３の脱離工程前に、空冷ライン１０を稼働させ、吸着塔３内に冷却配管１０ａ中の冷却ガスを循環送風し、蓄熱剤１０ｃに蓄えられた吸着材２ａの余熱を利用し、吸着材２ａを加熱する。それにより、吸着剤１０ｃは、冷却される。

その後、吸着塔３は、脱離工程を経て、図７に示す空冷ライン１０の稼働により、吸着材３ａを冷却し、蓄熱剤１０ｃが冷却される。

このように、実施例４において、吸着塔２、３の脱離工程前後で、空冷ライン１０を稼働させ、吸着材２ａ、３ａの余熱を脱離工程で有効利用することができる。

本発明である第１の吸着回収装置のフロー図で、吸着塔での吸着／脱離工程を表している。 本発明である第１の吸着回収装置のフロー図で、吸着材の余熱を利用し、キャリアガスによって脱離された吸着物を送風ラインに戻す工程を表している。 本発明である第１の吸着回収装置のフロー図で、吸着材の冷却工程において、冷却と共に吸着材の余熱により脱離された吸着物を送風ラインに戻す工程を表している。 本発明である第１の吸着回収装置のフロー図で、吸着塔での吸着／脱離工程を表し、図１と吸着塔の吸着／脱離工程が逆になっている。 本発明である第２の吸着回収装置のフロー図であり、一方の吸着塔が吸着工程、もう一方の吸着塔は脱離工程後の冷却工程中である。 本発明である第３の吸着回収装置のフロー図であり、一方の吸着塔が吸着工程、もう一方の吸着塔は脱離工程後の冷却工程中である。 本発明である第４の吸着回収装置のフロー図であり、一方の吸着塔が吸着工程、もう一方の吸着塔は脱離工程後の冷却工程中である。 従来の吸着材の余熱を利用しない吸着回収装置のフロー図であり、一方の吸着塔が吸着工程、もう一方の吸着塔は脱離工程後の冷却工程中である。

１ 吸着回収装置
１ａ 吸着回収装置
１ｂ 吸着回収装置
１ｃ 吸着回収装置
２ 吸着塔
２ａ 吸着材
３ 吸着塔
３ａ 吸着材
４ 送風ライン
４ａ 送り配管
４ｂ ブロア
４ｃ 切換弁
５ 脱離手段
５ａ キャリアガス
５ｂ キャリアガス源
５ｃ キャリアガス
６ 空冷ライン
６ａ 冷却配管
６ｂ ブロア
７ 回収ライン
７ａ 切換弁
７ｂ 真空ポンプ
７ｃ 凝縮器
７ｄ 分離器
７ｅ 有機溶剤
７ｆ 水相
７ｇ 循環配管
７ｈ 戻し配管
８ 空冷ライン
８ａ 冷却配管
８ｂ 蓄熱剤
９ 空冷ライン
９ａ 冷却配管
９ｂ ブロア
９ｃ 熱交換器
９ｄ 冷却溶媒
１０ 空冷ライン
１０ａ 冷却配管
１０ｂ ブロア
１０ｃ 蓄熱剤
１１ 吸着回収装置
１２ 空冷ライン
１２ａ 冷却配管

Claims (2)

1. 被処理ガス中の有機溶剤の吸着と吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材を備えた複数の吸着塔と、有機溶剤を含む被処理ガスを送風機により送り配管を通し吸着塔に送る送風ラインと、キャリアガスを吸着塔に送風するとともに吸着材を加熱し有機溶剤を吸着材から脱離する脱離手段と、有機溶剤を吸着材から脱離した後に吸着材を気体により冷却するとともに吸着塔から排出された前記気体を蓄熱剤に通す空冷ラインと、前記吸着材から脱離した有機溶剤を真空ポンプで吸着塔から引き抜き、濃縮、分離回収するとともに吸着塔を通過したキャリアガスを前記送り配管に送る回収ラインとからなる吸着回収装置であって、
   前記キャリアガスを吸着材の排熱を蓄熱した前記蓄熱剤に通し加熱して吸着材に送風し、又、脱離手段停止後の吸着塔にキャリアガスを送風して吸着塔を通過させて前記送り配管に送り、
   キャリアガスの送風及び脱離手段停止後、被処理ガスの送風方向と反対側から前記気体を吸着材に送風し、吸着塔から排出された前記気体を前記送り配管に流すことを特徴とする吸着回収装置。
2. 被処理ガス中の有機溶剤の吸着と吸着した有機溶剤の脱離を交互に連続して行う吸着材を備えた複数の吸着塔と、有機溶剤を含む被処理ガスを送風機により送り配管を通し吸着塔に送る送風ラインと、キャリアガスを吸着塔に送風するとともに吸着材を加熱し有機溶剤を吸着材から脱離する脱離手段と、有機溶剤を吸着材から脱離した後に吸着材を気体により冷却するとともに吸着塔から排出された前記気体を蓄熱剤に通す空冷ラインと、前記吸着材から脱離した有機溶剤を真空ポンプで吸着塔から引き抜き、濃縮、分離回収するとともに吸着塔を通過したキャリアガスを前記送り配管に送る回収ラインとからなる吸着回収装置において、
   前記キャリアガスを吸着材の排熱を蓄熱した前記蓄熱剤に通し加熱して吸着材に送風し、又、脱離手段停止後の吸着塔にキャリアガスを送風して吸着塔を通過させて前記送り配管に送り、
   キャリアガスの送風及び脱離手段停止後、被処理ガスの送風方向と反対側から前記気体を吸着材に送風し、吸着塔から排出された前記気体を前記送り配管に流すことを特徴とする吸着材の余熱を利用した有機溶剤の吸着回収方法。

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