JP5510110B2 - 有機溶剤回収システム - Google Patents

Description

本発明は、有機溶剤を含有する有機溶剤含有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する。

有機溶剤回収システムは、有機溶剤含有ガスを清浄化するとともに、除去した有機溶剤を高濃度に濃縮して回収する（特許文献１〜３参照）。有機溶剤回収システムによって回収された回収液には、有機溶剤以外にも、脱着処理に用いられる水蒸気等に由来する水分や、有機溶剤の分解物等が含まれている。回収液は、蒸留塔を使用したり、浸透気化分離法（パーベーパレーション法）を使用したりすることによって精製される。浸透気化分離法による精製処理は、蒸留塔による精製処理に比べて精製に必要なエネルギーの使用量が少ない（特許文献４参照）。

実公昭７−２０２８号公報 実公昭７−２０２９号公報 実公昭７−２０３０号公報 特開２００９−６６５３０号公報

本発明は、有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガスから有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであって、より少ないエネルギー使用量で有機溶剤を回収可能な有機溶剤回収システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の局面に基づく有機溶剤回収システムは、有機溶剤を含有する有機溶剤含有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、上記有機溶剤含有ガスを接触させることで上記有機溶剤を吸着し且つ上記有機溶剤含有ガスよりも高温の加熱ガスを接触させることで吸着した上記有機溶剤を脱着する吸着素子を含み、上記吸着素子に上記有機溶剤含有ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記吸着素子に吸着させて清浄ガスを排出する吸着部と、上記吸着素子に上記加熱ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記吸着素子から脱着させて上記有機溶剤を含有する脱着ガスを排出する脱着部と、を有する濃縮装置と、上記脱着部から排出された上記脱着ガスを冷却する冷却装置と、水を選択的に透過して分離する分離膜を含み、上記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに上記冷却装置から排出された凝縮液を上記分離膜に供給することによって、上記有機溶剤を高濃度に含有する濃縮液と水を主成分とする透過液とに分離する膜分離装置と、上記膜分離装置から排出された上記濃縮液およびまたは上記透過液と、上記冷却装置の冷却によって凝縮せずに上記冷却装置から排出された未凝縮ガスとを熱交換させる熱交換部と、を備え、上記脱着部から排出された上記脱着ガスと、上記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに上記冷却装置から排出され上記分離膜に供給される上記凝縮液とを熱交換させる他の熱交換部をさらに備える。

本発明の第２の局面に基づく有機溶剤回収システムは、有機溶剤を含有する有機溶剤含有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、上記有機溶剤含有ガスを接触させることで上記有機溶剤を吸着し且つ上記有機溶剤含有ガスよりも高温の加熱ガスを接触させることで吸着した上記有機溶剤を脱着する吸着素子を含み、上記吸着素子に上記有機溶剤含有ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記吸着素子に吸着させて清浄ガスを排出する吸着部と、上記吸着素子に上記加熱ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記吸着素子から脱着させて上記有機溶剤を含有する脱着ガスを排出する脱着部と、を有する濃縮装置と、上記吸着部に導入される上記有機溶剤含有ガスを冷却した状態で排出する冷却装置と、水を選択的に透過して分離する分離膜を含み、上記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに上記冷却装置から排出された凝縮液を上記分離膜に供給することによって、上記有機溶剤を高濃度に含有する濃縮液と水を主成分とする透過液とに分離する膜分離装置と、上記膜分離装置から排出された上記濃縮液およびまたは上記透過液と、上記吸着部に導入される上記有機溶剤含有ガスとを熱交換させる熱交換部と、を備え、上記脱着部から排出された上記脱着ガスと、上記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに上記冷却装置から排出され上記分離膜に供給される上記凝縮液とを熱交換させる他の熱交換部をさらに備える。

本発明の第３の局面に基づく有機溶剤回収システムは、有機溶剤を含有する温度が約５０℃〜約２００℃の原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を接触させることで上記有機溶剤を吸着し且つ上記有機溶剤含有ガスよりも高温の上記原ガスを接触させることで吸着した上記有機溶剤を脱着する吸着素子を含み、上記吸着素子に上記有機溶剤含有ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記吸着素子に吸着させて清浄ガスを排出する吸着部と、上記吸着素子に上記原ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記吸着素子から脱着させて上記有機溶剤を含有する脱着ガスを排出する脱着部と、を有する濃縮装置と、上記脱着ガスまたは上記原ガスを含む上記脱着ガスを冷却する冷却装置と、水を選択的に透過して分離する分離膜を含み、上記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに上記冷却装置から排出された凝縮液を上記分離膜に供給することによって、上記有機溶剤を高濃度に含有する濃縮液と水を主成分とする透過液とに分離する膜分離装置と、上記膜分離装置から排出された上記濃縮液およびまたは上記透過液と、上記冷却装置の冷却によって凝縮せずに上記冷却装置から排出された未凝縮ガスとを熱交換させる熱交換部と、を備え、上記有機溶剤含有ガスは、上記冷却装置の冷却によって凝縮せずに上記冷却装置から排出された上記未凝縮ガスであり、上記冷却装置へ上記原ガスおよび上記脱着ガスを供給する割合は、上記原ガスが０％〜５０％であり、上記脱着ガスが５０％〜１００％であり、上記冷却装置に供給される上記脱着ガスまたは上記冷却装置に供給される上記原ガスを含む上記脱着ガスと、上記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに上記冷却装置から排出され上記分離膜に供給される上記凝縮液とを熱交換させる他の熱交換部をさらに備える。

好ましくは、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、上記回転軸の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上記吸着素子が連続的に上記脱着部に移行する。

好ましくは、上記吸着素子は、ハニカム構造を有している。

好ましくは、上記膜分離装置は、浸透気化分離法に基づくものである。

好ましくは、上記有機溶剤は、ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、またはｎ−デカンである。

本発明によれば、有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガスから有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであって、より少ないエネルギー使用量で有機溶剤を回収可能な有機溶剤回収システムを得ることができる。

実施の形態１における有機溶剤回収システムを示すシステム構成図である。 実施の形態１（〜実施の形態４）における有機溶剤回収システムの濃縮装置を示す斜視図である。 実施の形態１（〜実施の形態４）における有機溶剤回収システムの膜分離装置を示す断面図である。 実施の形態１に対する比較例における有機溶剤回収システムを示すシステム構成図である。 実施の形態２における有機溶剤回収システムを示すシステム構成図である。 実施の形態３における有機溶剤回収システムを示すシステム構成図である。 実施の形態４における有機溶剤回収システムを示すシステム構成図である。

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。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。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。

［実施の形態１］
図１〜図３を参照して、本実施の形態における有機溶剤回収システム１について説明する。図１は、有機溶剤回収システム１を示すシステム構成図である。図２は、有機溶剤回収システム１における濃縮装置２００を模式的に示す斜視図である。図３は、有機溶剤回収システム１における膜分離装置４００を模式的に示す断面図である。

図１を参照して、有機溶剤回収システム１は、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ１０）中の有機溶剤を回収液として回収する。有機溶剤回収システム１は、濃縮装置２００、冷却装置３００、膜分離装置４００、熱交換部５００（他の熱交換部）、および熱交換部６００を備えている。

（濃縮装置２００）
図２を参照して、回転式の濃縮装置２００は、吸着素子としての筒状の吸着体２０と、吸着部２１と、脱着部２２とを有している。吸着体２０は、吸着剤として、活性炭、活性炭素繊維またはゼオライト等を含んでいる。吸着体２０は、ハニカム（ハニカムローター）構造を有しているとよい。吸着体２０は、筒軸２３周りに矢印Ａ方向に回転する。吸着体２０の回転により、吸着体２０は吸着部２１および脱着部２２を交互に通過する。

吸着部２１を通過する吸着体２０に、有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）が配管ラインＬ１を通して供給される。有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）と吸着体２０との接触により、有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）中の有機溶剤が吸着材に吸着される。この吸着によって有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）は清浄化され、清浄ガス（Ｇ１２）が吸着部２１から配管ラインＬ２を通して排出される。

脱着部２２を通過する吸着体２０に、有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）よりも高温の加熱ガス（Ｇ１３）が配管ラインＬ４を通して供給される。加熱ガス（Ｇ１３）と吸着体２０との接触により、吸着体２０が吸着していた有機溶剤は脱着される。加熱ガス（Ｇ１３）によるこの脱着によって、有機溶剤を高濃度に含む脱着ガス（Ｇ１４）が脱着部２２から配管ラインＬ５を通して排出される。

吸着体２０は、脱着部２２における脱着によって再生される。吸着体２０は再び吸着部２１を通過する。濃縮装置２００は、これらの吸着および脱着の一連の動作を繰り返すことにより、有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）を連続的に濃縮することができる。

図１を再び参照して、上述のとおり、吸着部２１に接続された配管ラインＬ１は、吸着部２１に有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）を導入する。有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）は、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ１０）と、後述する未凝縮ガス（Ｇ１７）とを含んでいる。

吸着部２１に接続された配管ラインＬ２は、吸着部２１から清浄ガス（Ｇ１２）を導出する。配管ラインＬ２には、加熱装置７００に向かって分岐する配管ラインＬ３が接続されている。配管ラインＬ３には、加熱装置７００への清浄ガス（Ｇ１２）の流量を調節するバルブＶ１０１が設けられているとよい。

脱着部２２に接続された配管ラインＬ４は、加熱装置７００から脱着部２２に加熱ガス（Ｇ１３）を導入する。脱着部２２に接続された配管ラインＬ５は、脱着部２２から脱着ガス（Ｇ１４）を導出する。脱着部２２における有機溶剤の脱着のためには、清浄ガス（Ｇ１２）を加熱して加熱ガス（Ｇ１３）として脱着部２２に導入する以外にも、水蒸気または高温の不活性ガス等を直接脱着部２２に導入してもよい。

（冷却装置３００）
冷却装置３００には、熱交換部５００における熱交換（詳細は後述する）によって降温された脱着ガス（Ｇ１４）が、配管ラインＬ５を通して導入される。冷却装置３００は冷却水等を用いて脱着ガス（Ｇ１４）を冷却する。脱着ガス（Ｇ１４）は、有機溶剤を高濃度に含有する凝縮液（Ｅ１０）と、有機溶剤を低濃度に含有する未凝縮ガス（Ｇ１７）とに分離される。

凝縮液（Ｅ１０）は、配管ラインＬ６を通して膜分離装置４００へと導出される。膜分離装置４００には、熱交換部５００における熱交換（詳細は後述する）によって昇温された凝縮液（Ｅ１０）が導入される。配管ラインＬ６には、膜分離装置４００への凝縮液（Ｅ１０）の流量を調節するバルブＶ１０２が設けられているとよい。

未凝縮ガス（Ｇ１７）は、配管ラインＬ７を通して配管ラインＬ１へと導出される。配管ラインＬ１には、熱交換部６００における熱交換（詳細は後述する）によって昇温された未凝縮ガス（Ｇ１７）が導入される。配管ラインＬ７には、配管ラインＬ１への未凝縮ガス（Ｇ１７）の流量を調節するバルブＶ１０３が設けられているとよい。

（膜分離装置４００）
浸透気化分離法に基づく膜分離装置４００は、凝縮液（Ｅ１０）に含有される水分、または凝縮液（Ｅ１０）に含有される酸が混入した水分を選択的に透過して分離する。

図３を参照して、膜分離装置４００は、外殻となるシェル４１と、シェル４１の内部に収容された内部中空の分離膜４２と、分離膜４２に連通する吸引管４４と、シェル４１の外壁を貫通する導入口４５と、シェル４１の外壁を貫通する導出口４６とを備えている。

分離膜４２の（紙面左側の）一端は支持部材４３ａによって支持され、分離膜４２の（紙面右側の）他端は支持部材４３ｂによって支持されている。分離膜４２の他端は吸引管４４に接続されている。吸引管４４には、分離膜４２の内部を減圧可能な真空ポンプ（図示せず）などの吸引手段が設けられている。

導入口４５に接続された配管ラインＬ６は、冷却装置３００の凝縮液（Ｅ１０）をシェル４１の内部に導入する。凝縮液（Ｅ１０）は分離膜４２に接触する。分離膜４２は、真空ポンプなどの吸引によって、凝縮液（Ｅ１０）に含有される水分（または酸が混入した水分）を選択的に透過させる。この透過作用によって凝縮液（Ｅ１０）は、水分を含む透過液（Ｅ１１）と、水分を含まない濃縮液（Ｅ１２）とに分離される。透過液（Ｅ１１）は、吸引管４４に接続された配管ラインＬ８を通して導出される。濃縮液（Ｅ１２）は、導出口４６に接続された配管ラインＬ９を通して導出される。

ここで、分離膜４２としては炭素膜を利用するとよい。凝縮液（Ｅ１０）は比較的高温の液体であり、且つ凝縮液（Ｅ１０）には酸が含まれる場合がある。耐熱性および耐酸性に優れた炭素膜を利用することで、膜分離装置４００の高寿命化を図ることができる。分離膜４２として炭素膜を利用する場合、水分と炭素膜に含有される金属との反応によって膜分離装置４００内に酸が発生することがある。炭素膜中の金属種や量を最適化することによって酸の発生を抑制するとよい。

炭素膜中の金属種や量を最適化するためには、たとえば原料の選定や炭素膜製造条件の調整によって、たとえばＦ，Ｐ，Ｓ，Ｃｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｎｉ等の金属の含有量をそれぞれ５００ｐｐｍ以下に抑える。炭素膜の製造過程または後処理によって、たとえば塩酸等の無機酸で炭素膜中の金属を洗浄することによって、炭素膜中の金属量を低減することができる。なお分離膜４２としては、各種の無機膜や高分子膜を利用してもよい。

分離膜４２は中空糸構造を有しているとよい。中空糸構造の採用により、他のチューブ構造等を有する分離膜を利用する場合に比べて、分離膜の単位容積当たりの表面積が大きくなる。膜分離装置４００の分離能が向上し、膜分離装置４００の小型化、低コスト化および省エネルギー化が可能になる。中空糸構造を有する炭素膜の原料としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロース系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリフルフリルアルコール、フェノール樹脂などを利用することができる。

中空糸構造を有する炭素膜は、上述の樹脂原料等を中空状に加工し、さらにそれらを不活性雰囲気中で熱処理することによって製造することができる。熱処理温度としては、樹脂の熱分解開始温度以上（たとえば約２５０℃以上）にするとよい。熱処理温度が高すぎると熱収縮で炭素膜の細孔が閉塞してしまうため、熱処理温度は１３００℃以下にするとよい。

不活性雰囲気中の熱処理の前に、空気中での熱処理（耐炎化、不融化、熱安定化ともいう）や、樹脂に難燃剤などを付与してもよい。不活性雰囲気中の熱処理の後に、薬品による処理や、熱処理などによる表面処理を加えてもよい。炭素膜は、炭素、水素、酸素、窒素、硫黄などの元素と、前述の金属成分で構成され、主成分としては炭素であり、その含有率は６０％以上９９．９％以下である。

図１を再び参照して、膜分離装置４００から排出された透過液（Ｅ１１）は、熱交換部６００の熱交換作用（詳細は後述する）によって凝縮し、配管ラインＬ８を通して回収タンク（図示せず）等に透過液として回収される。膜分離装置４００から排出された濃縮液（Ｅ１２）は、熱交換部６００の熱交換作用（詳細は後述する）によって凝縮し、配管ラインＬ９を通して他の回収タンク（図示せず）等に回収液として回収される。

（熱交換部５００）
熱交換部５００は、たとえば熱交換器であり、配管ラインＬ５と配管ラインＬ６とを熱的に接触させる。熱交換部５００は、配管ラインＬ５を通過する脱着ガス（Ｇ１４）が持つ潜熱（または顕熱、以下同じ）を、配管ラインＬ６を通過する凝縮液（Ｅ１０）に付与させる。

（熱交換部６００）
熱交換部６００は、たとえば熱交換器であり、配管ラインＬ７と配管ラインＬ８，Ｌ９とを熱的に接触させる。熱交換部６００は、配管ラインＬ８を通過する透過液（Ｅ１１）および配管ラインＬ９を通過する濃縮液（Ｅ１２）が持つ潜熱を、配管ラインＬ７を通過する未凝縮ガス（Ｇ１７）に付与させる。未凝縮ガス（Ｇ１７）との熱交換によって、透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）は冷却される。

熱交換部５００，６００としては、たとえば蛇行管、直行管、フィン付き管等を用いた熱交換器が利用可能である。

（回収液の回収）
有機溶剤回収システム１を用いて、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ１０）に含まれる有機溶剤［ＤＭＡＣ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）］を回収するシステムについて以下説明する。有機溶剤回収システム１が処理回収する有機溶剤としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド以外にも、ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、またはｎ−デカンであってもよい。

生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ１０）は、温度が約３０℃、有機溶剤濃度が約５００ｐｐｍ、流量が約１００ＮＣＭＭ、湿度が約１７ｇ／ｋｇである。原ガス（Ｇ１０）は、冷却装置３００から排出され熱交換部６００によって昇温した未凝縮ガス（Ｇ１７）と混合される。熱交換部６００によって昇温した未凝縮ガス（Ｇ１７）は、温度が約２４℃、有機溶剤濃度が約１５０ｐｐｍ、流量が約２０ＮＣＭＭである。

原ガス（Ｇ１０）および未凝縮ガス（Ｇ１７）は、混合されることによって有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）として濃縮装置２００の吸着部２１に導入される。有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）は、有機溶剤濃度が約４４２ｐｐｍ、流量が約１２０ＮＣＭＭである。

有機溶剤含有ガス（Ｇ１１）は、吸着部２１において清浄化され、清浄ガス（Ｇ１２）として排出される。清浄ガス（Ｇ１２）は、有機溶剤濃度が約１０ｐｐｍ、流量が約１００ＮＣＭＭである。清浄ガス（Ｇ１２）の一部は加熱装置７００によって昇温され、加熱ガス（Ｇ１３）として濃縮装置２００の脱着部２２に導入される。加熱ガス（Ｇ１３）は、温度が約１４０℃、流量が約２０ＮＣＭＭである。

加熱ガス（Ｇ１３）は、脱着部２２において有機溶剤を吸着素子から脱着させ、脱着ガス（Ｇ１４）として排出される。脱着ガス（Ｇ１４）は、有機溶剤濃度が約２６００ｐｐｍ、温度が約９０℃、流量が約２０ＮＣＭＭである。脱着ガス（Ｇ１４）は、凝縮液（Ｅ１０）との熱交換部５００における熱交換によって約８６℃に降温された状態で、冷却装置３００に導入される。

脱着ガス（Ｇ１４）は冷却装置３００において冷却され、凝縮液（Ｅ１０）と未凝縮ガス（Ｇ１７）とに分離される。これらの温度は共に約２０℃である。凝縮液（Ｅ１０）における有機溶剤（ＤＭＡＣ）の質量流量は約１９４ｇ／ｍｉｎであり、凝縮液（Ｅ１０）における水の質量流量は２５６ｇ／ｍｉｎである。

未凝縮ガス（Ｇ１７）は、透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）との熱交換部６００における熱交換によって約２４℃に昇温された状態で、配管ラインＬ１に導入される。凝縮液（Ｅ１０）は、脱着ガス（Ｇ１４）との熱交換部５００における熱交換によって約８０℃に昇温された状態で、膜分離装置４００に導入される。凝縮液（Ｅ１０）の昇温によって膜分離装置４００における膜分離処理の分離能が向上し、膜分離処理は効率良く行なわれる。

膜分離装置４００において、凝縮液（Ｅ１０）は透過液（Ｅ１１）と濃縮液（Ｅ１２）とに分離される。これらの温度は共に約８０℃である。透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）は、未凝縮ガス（Ｇ１７）との熱交換部６００における熱交換によって、共に約３０℃に降温する。透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）の降温によって、これらに含まれていた気体が凝固し、透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）のほとんどは液体に変化する（回収可能な状態となる）。

透過液（Ｅ１１）は、水を主成分とする透過液として回収される。濃縮液（Ｅ１２）は、有機溶剤を高濃度に含む回収液として回収される。この回収液における有機溶剤（ＤＭＡＣ）の濃度は約９８％であり、この回収液における水の濃度は約５００ｐｐｍである。回収タンクに貯留された回収液は、所定量が貯まった後、有機溶剤回収システム１の外部へと排出される。

（作用・効果）
有機溶剤回収システム１によれば、脱着部２２から排出された脱着ガス（Ｇ１４）は、熱交換部５００における凝縮液（Ｅ１０）との熱交換によって降温した状態で冷却装置３００に導入される。冷却装置３００が脱着ガス（Ｇ１４）を２０℃まで冷却するために、冷却装置３００の稼動に必要なエネルギー（たとえば冷却水の温度調節に必要なエネルギーや冷却水の搬送に必要なエネルギー等）の使用量は少なくてすむ（比較例と対比し、詳細は後述する）。

有機溶剤回収システム１によれば、透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）は、熱交換部６００における未凝縮ガス（Ｇ１７）との熱交換によって降温する。この熱交換によって、透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）は凝固する。透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）を凝固させるための、他の冷却装置が不要となる。仮に、透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）を凝固させるための他の冷却装置（図示せず）を設ける場合であっても、この他の冷却装置の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

有機溶剤回収システム１によれば、未凝縮ガス（Ｇ１７）は、熱交換部６００における透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）との熱交換によって昇温する。この熱交換によって未凝縮ガス（Ｇ１７）が気化し、未凝縮ガス（Ｇ１７）はミスト状のガス成分を含まなくなる。濃縮装置２００の吸着部２１において、高効率の吸着処理が得られる。

以上説明したとおり、有機溶剤回収システム１によれば、膜分離装置４００の膜分離（精製）によって高濃度かつ高収率の有機溶剤を回収することが可能となる。有機溶剤回収システム１によれば、熱交換部５００，６００の熱交換によってより少ないエネルギー使用量で有機溶剤を回収することが可能となる。

［比較例］
図４を参照して、上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１に対する比較例について説明する。ここでは、本比較例における有機溶剤回収システム１Ａと、上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１との相違点について説明する。有機溶剤回収システム１Ａは、加熱装置７０１と、冷却装置３０１とを備えている。

有機溶剤回収システム１Ａは、上述の実施の形態１における熱交換部５００（図１参照）を備えていない。有機溶剤回収システム１Ａにおいては、配管ラインＬ５を通過する脱着ガス（Ｇ１４）が持つ潜熱は、配管ラインＬ６を通過する凝縮液（Ｅ１０）に付与されない。有機溶剤回収システム１Ａにおいては、冷却装置３００から排出された凝縮液（Ｅ１０）を、加熱装置７０１によって昇温させる必要がある。有機溶剤回収システム１Ａにおいては、加熱装置７０１の稼動のために、上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１に比べて追加的なエネルギーが必要となる。

上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１における冷却装置３００は、熱交換部５００（図１参照）の熱交換作用によって、脱着ガス（Ｇ１４）の温度を８６℃から２０℃まで冷却している。本比較例における有機溶剤回収システム１Ａは熱交換部５００を備えていないため、冷却装置３００は、脱着ガス（Ｇ１４）の温度を９０℃（図４参照）から２０℃まで冷却する必要がある。有機溶剤回収システム１Ａにおいては、冷却装置３００の稼動のために、上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１に比べて追加的なエネルギーが必要となる。

有機溶剤回収システム１Ａは、上述の実施の形態１における熱交換部６００（図１参照）も備えていない。有機溶剤回収システム１Ａにおいては、未凝縮ガス（Ｇ１７）の熱エネルギーによって、透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）が冷却される態様とはなっていない。有機溶剤回収システム１Ａにおいては、膜分離装置４００から排出された透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）を、冷却装置３０１によって冷却する必要がある。有機溶剤回収システム１Ａにおいては、冷却装置３０１の稼動のために、上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１に比べて追加的なエネルギーが必要となる。

上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１によれば、熱交換部５００，６００の熱交換によってより少ないエネルギー使用量で有機溶剤を回収することが可能となる。上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１によれば、加熱装置７０１および冷却装置３０１を備えていないことによって、有機溶剤回収システム１Ａよりも安価に製造されることが可能となる。

［実施の形態１の他の形態］
図２を参照して、上述の実施の形態１における濃縮装置２００は回転式である。濃縮装置２００は、塔切替（ダンパー切替）によって連続的に吸着および脱着が行なわれるバッチ式の濃縮装置であってもよい。

図１を参照して、上述の実施の形態１における有機溶剤回収システム１は、熱交換部５００および熱交換部６００の双方を備えている。有機溶剤回収システム１は、熱交換部５００および熱交換部６００の一方のみを備えていてもよい。

上述の実施の形態１においては、熱交換部６００において、透過液（Ｅ１１）および濃縮液（Ｅ１２）の双方が持つ潜熱を、未凝縮ガス（Ｇ１７）に付与させている。熱交換部６００においては、透過液（Ｅ１１）が持つ潜熱のみを未凝縮ガス（Ｇ１７）に付与させてもよく、濃縮液（Ｅ１２）が持つ潜熱のみを未凝縮ガス（Ｇ１７）に付与させてもよい。

［実施の形態２］
図５を参照して、本実施の形態における有機溶剤回収システム２について説明する。図５は、有機溶剤回収システム２を示すシステム構成図である。有機溶剤回収システム２は、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ２０）中の有機溶剤を回収液として回収する。有機溶剤回収システム２は、濃縮装置２００、冷却装置３００、膜分離装置４００、熱交換部５００（他の熱交換部）、および熱交換部６００を備えている。

（冷却装置３００）
配管ラインＬ１は、生産設備１０００および冷却装置３００に接続されている。冷却装置３００には、生産設備１０００から排出された原ガス（Ｇ２０）と、後述する脱着ガス（Ｇ２４）とが混合された混合ガス（Ｇ２０ａ）が導入される。冷却装置３００は、混合ガス（Ｇ２０ａ）を冷却する。混合ガス（Ｇ２０ａ）は、凝縮液（Ｅ２０）と、有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）とに分離され、冷却された状態でそれぞれ排出される。

凝縮液（Ｅ２０）は、配管ラインＬ６を通して膜分離装置４００へと導出される。配管ラインＬ６には、膜分離装置４００への凝縮液（Ｅ２０）の流量を調節するバルブＶ１０２が設けられているとよい。膜分離装置４００には、熱交換部５００における熱交換（詳細は後述する）によって昇温された凝縮液（Ｅ２０）が導入される。

有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）は、配管ラインＬ７を通して濃縮装置２００の吸着部２１へと導出される。有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）は、熱交換部６００における熱交換（詳細は後述する）によって昇温された状態で、吸着部２１に導入される。配管ラインＬ７には、吸着部２１への有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）の流量を調節するバルブＶ１０３が設けられているとよい。また、配管ラインＬ７には、必要に応じて有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）をさらに昇温可能な加熱装置７０１が設けられているとよい。配管ラインＬ１０を通して、加熱装置７０１から有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）がさらに昇温された状態で吸着部２１へと導出される。

（濃縮装置２００）
濃縮装置２００は、上述の実施の形態１における濃縮装置２００と同様に構成され、回転式であってもよく、バッチ式であってもよい。吸着部２１に導入された有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）は清浄化され、清浄ガス（Ｇ２２）として配管ラインＬ２から導出される。配管ラインＬ２には、加熱装置７００に向かって分岐する配管ラインＬ３が接続されている。配管ラインＬ３には、加熱装置７００への清浄ガス（Ｇ２２）の流量を調節するバルブＶ１０１が設けられているとよい。

脱着部２２に接続された配管ラインＬ４は、加熱装置７００から脱着部２２に加熱ガス（Ｇ２３）を導入する。脱着部２２に接続された配管ラインＬ５は、脱着部２２から脱着ガス（Ｇ２４）を導出する。配管ラインＬ５に接続された配管ラインＬ１には、熱交換部５００における熱交換（詳細は後述する）によって降温された脱着ガス（Ｇ２４）が導入される。

（膜分離装置４００）
膜分離装置４００は、上述の実施の形態１における膜分離装置４００と同様に構成される。膜分離装置４００には、熱交換部５００における熱交換（詳細は後述する）によって昇温された凝縮液（Ｅ２０）が、配管ラインＬ６を通して導入される。膜分離装置４００における透過作用によって、凝縮液（Ｅ２０）は、水分を含む透過液（Ｅ２１）と、水分を含まない濃縮液（Ｅ２２）とに分離される。透過液（Ｅ２１）は、配管ラインＬ８を通して排出される。濃縮液（Ｅ２２）は、配管ラインＬ９を通して排出される。

透過液（Ｅ２１）は、熱交換部６００の熱交換作用（詳細は後述する）によって凝縮し、配管ラインＬ８を通して回収タンク（図示せず）等に透過液として回収される。濃縮液（Ｅ２２）は、熱交換部６００の熱交換作用（詳細は後述する）によって凝縮し、配管ラインＬ９を通して他の回収タンク（図示せず）等に回収液として回収される。

（熱交換部５００）
熱交換部５００は、たとえば熱交換器であり、配管ラインＬ５と配管ラインＬ６とを熱的に接触させる。熱交換部５００は、配管ラインＬ５を通過する脱着ガス（Ｇ２４）が持つ潜熱を、配管ラインＬ６を通過する凝縮液（Ｅ２０）に付与させる。

（熱交換部６００）
熱交換部６００は、たとえば熱交換器であり、配管ラインＬ７と配管ラインＬ８，Ｌ９とを熱的に接触させる。熱交換部６００は、配管ラインＬ８を通過する透過液（Ｅ２１）および配管ラインＬ９を通過する濃縮液（Ｅ２２）が持つ潜熱を、配管ラインＬ７を通過する有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）に付与させる。有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）との熱交換によって、透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）は冷却される。

（回収液の回収）
有機溶剤回収システム２を用いて、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ２０）に含まれる有機溶剤［ＤＭＡＣ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）］を回収するシステムについて以下説明する。有機溶剤回収システム２が処理回収する有機溶剤としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド以外にも、ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、またはｎ−デカンであってもよい。

生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ２０）は、温度が約３０℃、有機溶剤濃度が約５００ｐｐｍ、流量が約１００ＮＣＭＭ、湿度が約１７ｇ／ｋｇである。原ガス（Ｇ２０）は、脱着部２２から排出され熱交換部５００によって降温した脱着ガス（Ｇ２４）と混合される。熱交換部５００によって降温した脱着ガス（Ｇ２４）は、有機溶剤濃度が約２６００ｐｐｍ、温度が約８６℃、流量が約２０ＮＣＭＭである。

原ガス（Ｇ２０）および脱着ガス（Ｇ２４）は、混合されることによって混合ガス（Ｇ２０ａ）となる。混合ガス（Ｇ２０ａ）は、温度が約３９．３℃、有機溶剤濃度が約８５０ｐｐｍ、流量が約１２０ＮＣＭＭである。

混合ガス（Ｇ２０ａ）は冷却装置３００において冷却され、凝縮液（Ｅ２０）と有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）とに分離される。凝縮液（Ｅ２０）の温度は約２０℃である。有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）は、温度が約２５℃、有機溶剤濃度が約３００ｐｐｍ、流量が約１２０ＮＣＭＭである。有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）は、熱交換部６００によって昇温された状態で（温度約２７℃）、吸着部２１に導入される。なお、加熱装置７０１が設けられている場合、有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）は、温度約２８℃にさらに昇温された状態で、吸着部２１に導入される。

有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）は、吸着部２１において清浄化され、清浄ガス（Ｇ２２）として排出される。清浄ガス（Ｇ２２）は、有機溶剤濃度が約１０ｐｐｍ、流量が約１００ＮＣＭＭである。清浄ガス（Ｇ２２）の一部は加熱装置７００によって昇温され、加熱ガス（Ｇ２３）として濃縮装置２００の脱着部２２に導入される。加熱ガス（Ｇ２３）は、温度が約１４０℃、流量が約２０ＮＣＭＭである。

加熱ガス（Ｇ２３）は、脱着部２２において有機溶剤を吸着素子から脱着させ、脱着ガス（Ｇ２４）として排出される。脱着ガス（Ｇ２４）は、有機溶剤濃度が約２６００ｐｐｍ、温度が約９０℃、流量が約２０ＮＣＭＭである。脱着ガス（Ｇ２４）は、凝縮液（Ｅ２０）との熱交換部５００における熱交換によって約８６℃に降温された状態で、配管ラインＬ１に導入される。

凝縮液（Ｅ２０）は、脱着ガス（Ｇ２４）との熱交換部５００における熱交換によって約８０℃に昇温された状態で、膜分離装置４００に導入される。凝縮液（Ｅ２０）の昇温によって膜分離装置４００における膜分離処理の分離能が向上し、膜分離処理は効率良く行なわれる。

膜分離装置４００において、凝縮液（Ｅ２０）は透過液（Ｅ２１）と濃縮液（Ｅ２２）とに分離される。これらの温度は共に約８０℃である。透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）は、有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）との熱交換部６００における熱交換によって、共に約４０℃に降温する。透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）の降温によって、これらに含まれていた気体が凝固し、透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）のほとんどは液体に変化する（回収可能な状態となる）。

透過液（Ｅ２１）は、水を主成分とする透過液として回収される。濃縮液（Ｅ２２）は、有機溶剤を高濃度に含む回収液として回収される。この回収液における有機溶剤（ＤＭＡＣ）の濃度は約９８％であり、この回収液における水の濃度は約４６０ｐｐｍである。回収タンクに貯留された回収液は、所定量が貯まった後、有機溶剤回収システム２の外部へと排出される。

（作用・効果）
有機溶剤回収システム２によれば、脱着部２２から排出された脱着ガス（Ｇ２４）は、熱交換部５００における凝縮液（Ｅ２０）との熱交換によって降温した状態で冷却装置３００に導入される。冷却装置３００が脱着ガス（Ｇ２４）（混合ガス（Ｇ２０ａ））を冷却するために、冷却装置３００の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

有機溶剤回収システム２によれば、透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）は、熱交換部６００における有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）との熱交換によって降温する。この熱交換によって、透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）は凝固する。透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）を凝固させるための、他の冷却装置が不要となる。仮に、透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）を凝固させるための他の冷却装置（図示せず）を設ける場合であっても、この他の冷却装置の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

以上説明したとおり、有機溶剤回収システム２によれば、膜分離装置４００の膜分離（精製）によって高濃度かつ高収率の有機溶剤を回収することが可能となる。有機溶剤回収システム２によれば、熱交換部５００，６００の熱交換によってより少ないエネルギー使用量で有機溶剤を回収することが可能となる。

［実施の形態２の他の形態］
上述の実施の形態２における有機溶剤回収システム２は、熱交換部５００および熱交換部６００の双方を備えている。有機溶剤回収システム２は、熱交換部５００および熱交換部６００の一方のみを備えていてもよい。

上述の実施の形態２においては、熱交換部６００において、透過液（Ｅ２１）および濃縮液（Ｅ２２）の双方が持つ潜熱を、有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）に付与させている。熱交換部６００においては、透過液（Ｅ２１）が持つ潜熱のみを有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）に付与させてもよく、濃縮液（Ｅ２２）が持つ潜熱のみを有機溶剤含有ガス（Ｇ２１）に付与させてもよい。

［実施の形態３］
図６を参照して、本実施の形態における有機溶剤回収システム３について説明する。図６は、有機溶剤回収システム３を示すシステム構成図である。有機溶剤回収システム３は、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ３０）中の有機溶剤を回収する。有機溶剤回収システム３は、再生ヒータ１００、濃縮装置２００、冷却装置３００、膜分離装置４００、熱交換部５００（他の熱交換部）、熱交換部６００、および加熱装置７００を備えている。

（再生ヒータ１００）
生産設備１０００および再生ヒータ１００に接続された配管ラインＬ１は、生産設備１０００からの原ガス（Ｇ３０）を再生ヒータ１００に導入する。原ガス（Ｇ３０）の温度が十分に高温の場合には、再生ヒータ１００が用いられることはない。生産設備１０００が稼動初期状態で、原ガス（Ｇ３０）の温度が所定温度に達していない場合には、再生ヒータ１００を用いることによって原ガス（Ｇ３０）が所定温度にまで昇温される。

（濃縮装置２００）
濃縮装置２００は、上述の実施の形態１における濃縮装置２００と同様に構成され、回転式であってもよく、バッチ式であってもよい。再生ヒータ１００および濃縮装置２００に接続された配管ラインＬ１０は、高温の原ガス（Ｇ３０）を濃縮装置２００の脱着部２２に導入する。脱着部２２に接続された配管ラインＬ２は、脱着部２２から脱着ガス（Ｇ３１）を導出する。

（冷却装置３００）
配管ラインＬ２に接続された冷却装置３００には、熱交換部５００の熱交換（詳細は後述する）によって降温された脱着ガス（Ｇ３１）が導入される。冷却装置３００は、脱着ガス（Ｇ３１）を冷却する。脱着ガス（Ｇ３１）は、凝縮液（Ｅ３０）と、未凝縮ガス（Ｇ３２）とに分離される。

凝縮液（Ｅ３０）は、配管ラインＬ３を通して膜分離装置４００へと導出される。配管ラインＬ３には、膜分離装置４００への凝縮液（Ｅ３０）の流量を調節するバルブＶ１０２が設けられているとよい。膜分離装置４００には、熱交換部５００における熱交換（詳細は後述する）によって昇温された凝縮液（Ｅ３０）が導入される。

未凝縮ガス（Ｇ３２）は、配管ラインＬ４を通して加熱装置７００へと導出される。配管ラインＬ４には、未凝縮ガス（Ｇ３２）の流量を調節するバルブＶ１０３が設けられているとよい。加熱装置７００には、熱交換部６００の熱交換（詳細は後述する）によって昇温された未凝縮ガス（Ｇ３２）が導入される。

加熱装置７００および濃縮装置２００に接続された配管ラインＬ７は、加熱装置７００によって昇温された未凝縮ガス（Ｇ３２）を濃縮装置２００の吸着部２１に導入する。未凝縮ガス（Ｇ３２）は清浄化され、清浄ガス（Ｇ３３）として配管ラインＬ８から排出される。配管ラインＬ８には、生産設備１０００に向かって分岐する配管ラインＬ９が接続されている。配管ラインＬ９には、生産設備１０００への清浄ガス（Ｇ３３）の流量を調節するバルブＶ１０１が設けられているとよい。

（膜分離装置４００）
膜分離装置４００は、上述の実施の形態１における膜分離装置４００と同様に構成される。膜分離装置４００には、熱交換部５００の熱交換（詳細は後述する）によって昇温された凝縮液（Ｅ３０）が、配管ラインＬ３を通して導入される。膜分離装置４００における透過作用によって凝縮液（Ｅ３０）は、水分を含む透過液（Ｅ３１）と、水分を含まない濃縮液（Ｅ３２）とに分離される。透過液（Ｅ３１）は、配管ラインＬ５を通して排出される。濃縮液（Ｅ３２）は、配管ラインＬ６を通して排出される。

透過液（Ｅ３１）は、熱交換部６００の熱交換作用（詳細は後述する）によって凝縮し、配管ラインＬ５を通して回収タンク（図示せず）等に透過液として回収される。濃縮液（Ｅ３２）は、熱交換部６００の熱交換作用（詳細は後述する）によって凝縮し、配管ラインＬ６を通して他の回収タンク（図示せず）等に回収液として回収される。

（熱交換部５００）
熱交換部５００は、たとえば熱交換器であり、配管ラインＬ２と配管ラインＬ３とを熱的に接触させる。熱交換部５００は、配管ラインＬ２を通過する脱着ガス（Ｇ３１）が持つ潜熱を、配管ラインＬ３を通過する凝縮液（Ｅ３０）に付与させる。

（熱交換部６００）
熱交換部６００は、たとえば熱交換器であり、配管ラインＬ４と配管ラインＬ５，Ｌ６とを熱的に接触させる。熱交換部６００は、配管ラインＬ５を通過する透過液（Ｅ３１）および配管ラインＬ６を通過する濃縮液（Ｅ３２）が持つ潜熱を、配管ラインＬ４を通過する未凝縮ガス（Ｇ３２）に付与させる。未凝縮ガス（Ｇ３２）との熱交換によって、透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）は冷却される。

（回収液の回収）
有機溶剤回収システム３を用いて、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ３０）に含まれる有機溶剤［ＤＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）］を回収するシステムについて以下説明する。有機溶剤回収システム３が処理回収する有機溶剤としては、ｎ−メチルピロリドン以外にも、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、またはｎ−デカンであってもよい。

生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ３０）は、温度が約１３０℃、有機溶剤濃度が約２０００ｐｐｍ、流量が約７７０ＮＣＭＭ、湿度が約１５ｇ／ｋｇである。脱着部２２に導入された原ガス（Ｇ３０）は、脱着ガス（Ｇ３１）として排出される。脱着ガス（Ｇ３１）は、温度が約１００℃、有機溶剤濃度が約３０００ｐｐｍ、流量が約７７０ＮＣＭＭである。脱着ガス（Ｇ３１）は、熱交換部５００によって降温された状態で（温度約９９℃）、冷却装置３００に導入される。

脱着ガス（Ｇ３１）は冷却装置３００において冷却され、凝縮液（Ｅ３０）と未凝縮ガス（Ｇ３２）とに分離される。凝縮液（Ｅ３０）の温度は約３７℃である。未凝縮ガス（Ｇ３２）は、温度が約３７℃、有機溶剤濃度が約１０００ｐｐｍ、流量が約７７０ＮＣＭＭである。

未凝縮ガス（Ｇ３２）は、透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）との熱交換部６００における熱交換によって約３８℃に昇温された状態で、加熱装置７００に導入される。未凝縮ガス（Ｇ３２）は、加熱装置７００によって昇温された状態で（温度約４０℃）、濃縮装置２００の吸着部２１に導入される。未凝縮ガス（Ｇ３２）は、吸着部２１において清浄化され、清浄ガス（Ｇ３３）として排出される。清浄ガス（Ｇ３３）は、有機溶剤濃度が約１０ｐｐｍ、流量が約７７０ＮＣＭＭである。清浄ガス（Ｇ３３）の一部は生産設備１０００に導入される。

凝縮液（Ｅ３０）は、脱着ガス（Ｇ３１）との熱交換部５００における熱交換によって約９０℃に昇温された状態で、膜分離装置４００に導入される。凝縮液（Ｅ３０）の昇温によって膜分離装置４００における膜分離処理の分離能が向上し、膜分離処理は効率良く行なわれる。

膜分離装置４００において、凝縮液（Ｅ３０）は透過液（Ｅ３１）と濃縮液（Ｅ３２）とに分離される。これらの温度は共に約９０℃である。透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）は、未凝縮ガス（Ｇ３２）との熱交換部６００における熱交換によって、共に約４０℃に降温する。透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）の降温によって、これらに含まれていた気体が凝固し、透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）のほとんどは液体に変化する（回収可能な状態となる）。

透過液（Ｅ３１）は、水を主成分とする透過液として回収される。濃縮液（Ｅ３２）は、有機溶剤を高濃度に含む回収液として回収される。この回収液における有機溶剤（ＮＭＰ）の濃度は約９９％であり、この回収液における水の濃度は約３００ｐｐｍである。回収タンクに貯留された回収液は、所定量が貯まった後、有機溶剤回収システム３の外部へと排出される。

（作用・効果）
有機溶剤回収システム３によれば、脱着部２２から排出された脱着ガス（Ｇ３１）は、熱交換部５００における凝縮液（Ｅ３０）との熱交換によって降温した状態で冷却装置３００に導入される。冷却装置３００が脱着ガス（Ｇ３１）を冷却するために、冷却装置３００の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

有機溶剤回収システム３によれば、透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）は、熱交換部６００における未凝縮ガス（Ｇ３２）との熱交換によって降温する。この熱交換によって、透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）は凝固する。透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）を凝固させるための、他の冷却装置が不要となる。仮に、透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）を凝固させるための他の冷却装置（図示せず）を設ける場合であっても、この他の冷却装置の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

有機溶剤回収システム３によれば、未凝縮ガス（Ｇ３２）は、熱交換部６００における透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）との熱交換によって昇温する。この熱交換によって、加熱装置７００が未凝縮ガス（Ｇ３２）を加熱するために、加熱装置７００の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

以上説明したとおり、有機溶剤回収システム３によれば、膜分離装置４００の膜分離（精製）によって高濃度かつ高収率の有機溶剤を回収することが可能となる。有機溶剤回収システム３によれば、熱交換部５００，６００の熱交換によってより少ないエネルギー使用量で有機溶剤を回収することが可能となる。

［実施の形態３の他の形態］
上述の実施の形態３における有機溶剤回収システム３は、熱交換部５００および熱交換部６００の双方を備えている。有機溶剤回収システム３は、熱交換部５００および熱交換部６００の一方のみを備えていてもよい。

上述の実施の形態３においては、熱交換部６００において、透過液（Ｅ３１）および濃縮液（Ｅ３２）の双方が持つ潜熱を、未凝縮ガス（Ｇ３２）に付与させている。熱交換部６００においては、透過液（Ｅ３１）が持つ潜熱のみを未凝縮ガス（Ｇ３２）に付与させてもよく、濃縮液（Ｅ３２）が持つ潜熱のみを未凝縮ガス（Ｇ３２）に付与させてもよい。

［実施の形態４］
図７を参照して、本実施の形態における有機溶剤回収システム４について説明する。図７は、有機溶剤回収システム４を示すシステム構成図である。有機溶剤回収システム４は、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ４０）中の有機溶剤を回収する。有機溶剤回収システム４は、再生ヒータ１００、濃縮装置２００、冷却装置３００、膜分離装置４００、熱交換部５００（他の熱交換部）、熱交換部６００、および加熱装置７００を備えている。

（再生ヒータ１００）
生産設備１０００および再生ヒータ１００に接続された配管ラインＬ１は、生産設備１０００からの原ガス（Ｇ４０）を再生ヒータ１００に導入する。配管ラインＬ１には、再生ヒータ１００への原ガス（Ｇ４０）の流量を調節するバルブＶ１０４が設けられているとよい。再生ヒータ１００は、必要に応じて原ガス（Ｇ４０）を所定温度にまで昇温させる。

配管ラインＬ１には、配管ラインＬ２に向かって分岐する配管ラインＬ１１が接続されている。配管ラインＬ１１を通して、生産設備１０００からの原ガス（Ｇ４０）の一部は配管ラインＬ２に直接導出される。配管ラインＬ１１には、配管ラインＬ２への原ガス（Ｇ４０）の流量を調節するバルブＶ１０５が設けられているとよい。

（濃縮装置２００）
濃縮装置２００は、上述の実施の形態１における濃縮装置２００と同様に構成され、回転式であってもよく、バッチ式であってもよい。再生ヒータ１００および濃縮装置２００に接続された配管ラインＬ１０は、高温の原ガス（Ｇ４０）を濃縮装置２００の脱着部２２に導入する。脱着部２２に接続された配管ラインＬ２は、脱着部２２から脱着ガス（Ｇ４１）を導出する。

（冷却装置３００）
配管ラインＬ２に接続された冷却装置３００には、配管ラインＬ１１から導出された原ガス（Ｇ４０）と、脱着部２２から排出された脱着ガス（Ｇ４１）とが混合された混合ガス（Ｇ４１ａ）が導入される。混合ガス（Ｇ４１ａ）は、熱交換部５００の熱交換（詳細は後述する）によって降温された状態で、冷却装置３００に導入される。冷却装置３００は、混合ガス（Ｇ４１ａ）を冷却する。混合ガス（Ｇ４１ａ）は、凝縮液（Ｅ４０）と、未凝縮ガス（Ｇ４２）とに分離される。

凝縮液（Ｅ４０）は、配管ラインＬ３を通して膜分離装置４００へと導出される。配管ラインＬ３には、膜分離装置４００への凝縮液（Ｅ４０）の流量を調節するバルブＶ１０２が設けられているとよい。膜分離装置４００には、熱交換部５００の熱交換（詳細は後述する）によって昇温された凝縮液（Ｅ４０）が導入される。

未凝縮ガス（Ｇ４２）は、配管ラインＬ４を通して加熱装置７００へと導出される。配管ラインＬ４には、加熱装置７００への未凝縮ガス（Ｇ３２）の流量を調節するバルブＶ１０３が設けられているとよい。加熱装置７００には、熱交換部６００の熱交換（詳細は後述する）によって昇温された未凝縮ガス（Ｇ４２）が導入される。

加熱装置７００および濃縮装置２００に接続された配管ラインＬ７は、加熱装置７００によって昇温された未凝縮ガス（Ｇ４２）を濃縮装置２００の吸着部２１に導入する。未凝縮ガス（Ｇ４２）は、吸着部２１において清浄化され、清浄ガス（Ｇ４３）として配管ラインＬ８から排出される。配管ラインＬ８には、生産設備１０００に向かって分岐する配管ラインＬ９が接続されている。配管ラインＬ９には、生産設備１０００への清浄ガス（Ｇ４３）の流量を調節するバルブＶ１０１が設けられているとよい。

（膜分離装置４００）
膜分離装置４００は、上述の実施の形態１における膜分離装置４００と同様に構成される。膜分離装置４００には、熱交換部５００の熱交換（詳細は後述する）によって昇温された凝縮液（Ｅ４０）が、配管ラインＬ３を通して導入される。膜分離装置４００における透過作用によって凝縮液（Ｅ４０）は、水分を含む透過液（Ｅ４１）と、水分を含まない濃縮液（Ｅ４２）とに分離される。透過液（Ｅ４１）は、配管ラインＬ５を通して排出される。濃縮液（Ｅ４２）は、配管ラインＬ６を通して排出される。

透過液（Ｅ４１）は、熱交換部６００の熱交換作用（詳細は後述する）によって凝縮し、配管ラインＬ５を通して回収タンク（図示せず）等に透過液として回収される。濃縮液（Ｅ４２）は、熱交換部６００の熱交換作用（詳細は後述する）によって凝縮し、配管ラインＬ６を通して他の回収タンク（図示せず）等に回収液として回収される。

（熱交換部５００）
熱交換部５００は、たとえば熱交換器であり、配管ラインＬ２と配管ラインＬ３とを熱的に接触させる。熱交換部５００は、配管ラインＬ２を通過する混合ガス（Ｇ４１ａ）が持つ潜熱を、配管ラインＬ３を通過する凝縮液（Ｅ４０）に付与させる。

（熱交換部６００）
熱交換部６００は、たとえば熱交換器であり、配管ラインＬ４と配管ラインＬ５，Ｌ６とを熱的に接触させる。熱交換部６００は、配管ラインＬ５を通過する透過液（Ｅ４１）および配管ラインＬ６を通過する濃縮液（Ｅ４２）が持つ潜熱を、配管ラインＬ４を通過する未凝縮ガス（Ｇ４２）に付与させる。未凝縮ガス（Ｇ４２）との熱交換によって、透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）は冷却される。

（回収液の回収）
有機溶剤回収システム４を用いて、生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ４０）に含まれる有機溶剤［ＤＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）］を回収するシステムについて以下説明する。有機溶剤回収システム４が処理回収する有機溶剤としては、ｎ−メチルピロリドン以外にも、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、またはｎ−デカンであってもよい。

生産設備１０００から排出される原ガス（Ｇ４０）は、温度が約１１０℃、有機溶剤濃度が約２０００ｐｐｍ、流量が約７７０ＮＣＭＭ、湿度が約１５ｇ／ｋｇである。原ガス（Ｇ４０）の一部は、再生ヒータ１００によって約１３０℃に昇温された状態で、濃縮装置２００の脱着部２２に導入される。脱着部２２に導入された一部の原ガス（Ｇ４０）は、脱着ガス（Ｇ４１）として排出される。脱着ガス（Ｇ４１）は、温度が約１００℃、有機溶剤濃度が約３０００ｐｐｍ、流量が約３８５ＮＣＭＭである。

原ガス（Ｇ４０）の残部（流量約３８５ＮＣＭＭ）は、配管ラインＬ１１を通して配管ラインＬ２に導入される。上記の脱着ガス（Ｇ４１）と、原ガス（Ｇ４０）の残部とは、混合されることによって混合ガス（Ｇ４１ａ）となる。混合ガス（Ｇ４１ａ）は、温度が約１０５℃、有機溶剤濃度が約２５００ｐｐｍ、流量が約７７０ＮＣＭＭである。混合ガス（Ｇ４１ａ）は、熱交換部５００によって降温された状態で（温度約１０４℃）、冷却装置３００に導入される。

混合ガス（Ｇ４１ａ）は冷却装置３００において冷却され、凝縮液（Ｅ３０）と未凝縮ガス（Ｇ４２）とに分離される。凝縮液（Ｅ４０）の温度は約３７℃である。未凝縮ガス（Ｇ３２）は、温度が約３７℃、有機溶剤濃度が約１０００ｐｐｍ、流量が約７７０ＮＣＭＭである。

未凝縮ガス（Ｇ４２）は、透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）との熱交換部６００における熱交換によって約３８℃に昇温された状態で、加熱装置７００に導入される。未凝縮ガス（Ｇ４２）は、加熱装置７００によって昇温された状態で（温度約４０℃）、濃縮装置２００の吸着部２１に導入される。未凝縮ガス（Ｇ４２）は、吸着部２１において清浄化され、清浄ガス（Ｇ４３）として排出される。清浄ガス（Ｇ４３）は、有機溶剤濃度が約１０ｐｐｍ、流量が約７７０ＮＣＭＭである。清浄ガス（Ｇ４３）の一部は生産設備１０００に導入される。

凝縮液（Ｅ４０）は、混合ガス（Ｇ４１ａ）との熱交換部５００における熱交換によって約９０℃に昇温された状態で、膜分離装置４００に導入される。凝縮液（Ｅ４０）の昇温によって膜分離装置４００における膜分離処理の分離能が向上し、膜分離処理は効率良く行なわれる。

膜分離装置４００において、凝縮液（Ｅ４０）は透過液（Ｅ４１）と濃縮液（Ｅ４２）とに分離される。これらの温度は共に約９０℃である。透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）は、未凝縮ガス（Ｇ４２）との熱交換部６００における熱交換によって、共に約４０℃に降温する。透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）の降温によって、これらに含まれていた気体が凝固し、透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）のほとんどは液体に変化する（回収可能な状態となる）。

透過液（Ｅ４１）は、水を主成分とする透過液として回収される。濃縮液（Ｅ４２）は、有機溶剤を高濃度に含む回収液として回収される。この回収液における有機溶剤（ＮＭＰ）の濃度は約９９％であり、この回収液における水の濃度は約２８０ｐｐｍである。回収タンクに貯留された回収液は、所定量が貯まった後、有機溶剤回収システム４の外部へと排出される。

（作用・効果）
有機溶剤回収システム４によれば、脱着ガス（Ｇ４１）と原ガス（Ｇ４０）の残部との混合ガス（Ｇ４１ａ）は、熱交換部５００における凝縮液（Ｅ４０）との熱交換によって降温した状態で冷却装置３００に導入される。冷却装置３００が混合ガス（Ｇ４１ａ）を冷却するために、冷却装置３００の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

有機溶剤回収システム４によれば、透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）は、熱交換部６００における未凝縮ガス（Ｇ４２）との熱交換によって降温する。この熱交換によって、透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）は凝固する。透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）を凝固させるための、他の冷却装置が不要となる。仮に、透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）を凝固させるための他の冷却装置（図示せず）を設ける場合であっても、この他の冷却装置の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

有機溶剤回収システム４によれば、未凝縮ガス（Ｇ４２）は、熱交換部６００における透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）との熱交換によって昇温する。この熱交換によって、加熱装置７００が未凝縮ガス（Ｇ４２）を加熱するために、加熱装置７００の稼動に必要なエネルギーの使用量は少なくてすむ。

以上説明したとおり、有機溶剤回収システム４によれば、膜分離装置４００の膜分離（精製）によって高濃度かつ高収率の有機溶剤を回収することが可能となる。有機溶剤回収システム４によれば、熱交換部５００，６００の熱交換によってより少ないエネルギー使用量で有機溶剤を回収することが可能となる。

［実施の形態４の他の形態］
上述の実施の形態４における有機溶剤回収システム３は、熱交換部５００および熱交換部６００の双方を備えている。有機溶剤回収システム３は、熱交換部５００および熱交換部６００の一方のみを備えていてもよい。

上述の実施の形態４においては、熱交換部６００において、透過液（Ｅ４１）および濃縮液（Ｅ４２）の双方が持つ潜熱を、未凝縮ガス（Ｇ４２）に付与させている。熱交換部６００においては、透過液（Ｅ４１）が持つ潜熱のみを未凝縮ガス（Ｇ４２）に付与させてもよく、濃縮液（Ｅ４２）が持つ潜熱のみを未凝縮ガス（Ｇ４２）に付与させてもよい。

上述の実施の形態４においては、生産設備１０００から排出された原ガス（Ｇ４０）の一部（５０％）を脱着部２２に導入し、生産設備１０００から排出された原ガス（Ｇ４０）の残部（５０％）を配管ラインＬ２に導入している。原ガス（Ｇ４０）の全部（１００％）を、配管ラインＬ１０を通じて直接冷却装置３００に導入することも可能である。冷却装置３００に導入する混合ガス（Ｇ４０ａ）の想定される割合は、原ガス（Ｇ４０）が０％〜５０％、脱着ガス（Ｇ４１）が５０％〜１００％程度である。

以上、本発明に基づいた各実施の形態について説明したが、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。

１〜４，１Ａ 有機溶剤回収システム、２０ 吸着体、２１ 吸着部、２２ 脱着部、２３ 筒軸、４１ シェル、４２ 分離膜、４３ａ 支持部材、４３ｂ 支持部材、４４ 吸引管、４５ 導入口、４６ 導出口、１００ 再生ヒータ、２００ 濃縮装置、３００，３０１ 冷却装置、４００ 膜分離装置、５００，６００ 熱交換部、７００，７０１ 加熱装置、１０００ 生産設備、Ａ 矢印、Ｌ１〜Ｌ１１ 配管ライン、Ｖ１０１〜Ｖ１０５ バルブ。

Claims (7)

1. 有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガスから前記有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであって、
   前記有機溶剤含有ガスを接触させることで前記有機溶剤を吸着し且つ前記有機溶剤含有ガスよりも高温の加熱ガスを接触させることで吸着した前記有機溶剤を脱着する吸着素子を含み、前記吸着素子に前記有機溶剤含有ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記吸着素子に吸着させて清浄ガスを排出する吸着部と、前記吸着素子に前記加熱ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記吸着素子から脱着させて前記有機溶剤を含有する脱着ガスを排出する脱着部と、を有する濃縮装置と、
   前記脱着部から排出された前記脱着ガスを冷却する冷却装置と、
   水を選択的に透過して分離する分離膜を含み、前記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに前記冷却装置から排出された凝縮液を前記分離膜に供給することによって、前記有機溶剤を高濃度に含有する濃縮液と水を主成分とする透過液とに分離する膜分離装置と、
   前記膜分離装置から排出された前記濃縮液およびまたは前記透過液と、前記冷却装置の冷却によって凝縮せずに前記冷却装置から排出された未凝縮ガスとを熱交換させる熱交換部と、を備え、
   前記脱着部から排出された前記脱着ガスと、前記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに前記冷却装置から排出され前記分離膜に供給される前記凝縮液とを熱交換させる他の熱交換部をさらに備える、
   有機溶剤回収システム。
2. 有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガスから前記有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであって、
   前記有機溶剤含有ガスを接触させることで前記有機溶剤を吸着し且つ前記有機溶剤含有ガスよりも高温の加熱ガスを接触させることで吸着した前記有機溶剤を脱着する吸着素子を含み、前記吸着素子に前記有機溶剤含有ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記吸着素子に吸着させて清浄ガスを排出する吸着部と、前記吸着素子に前記加熱ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記吸着素子から脱着させて前記有機溶剤を含有する脱着ガスを排出する脱着部と、を有する濃縮装置と、
   前記吸着部に導入される前記有機溶剤含有ガスを冷却した状態で排出する冷却装置と、
   水を選択的に透過して分離する分離膜を含み、前記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに前記冷却装置から排出された凝縮液を前記分離膜に供給することによって、前記有機溶剤を高濃度に含有する濃縮液と水を主成分とする透過液とに分離する膜分離装置と、
   前記膜分離装置から排出された前記濃縮液およびまたは前記透過液と、前記吸着部に導入される前記有機溶剤含有ガスとを熱交換させる熱交換部と、を備え、
   前記脱着部から排出された前記脱着ガスと、前記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに前記冷却装置から排出され前記分離膜に供給される前記凝縮液とを熱交換させる他の熱交換部をさらに備える、
   有機溶剤回収システム。
3. 有機溶剤を含有する温度が約５０℃〜約２００℃の原ガスから前記有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムであって、
   前記有機溶剤を含有する有機溶剤含有ガスを接触させることで前記有機溶剤を吸着し且つ前記有機溶剤含有ガスよりも高温の前記原ガスを接触させることで吸着した前記有機溶剤を脱着する吸着素子を含み、前記吸着素子に前記有機溶剤含有ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記吸着素子に吸着させて清浄ガスを排出する吸着部と、前記吸着素子に前記原ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記吸着素子から脱着させて前記有機溶剤を含有する脱着ガスを排出する脱着部と、を有する濃縮装置と、
   前記脱着ガスまたは前記原ガスを含む前記脱着ガスを冷却する冷却装置と、
   水を選択的に透過して分離する分離膜を含み、前記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに前記冷却装置から排出された凝縮液を前記分離膜に供給することによって、前記有機溶剤を高濃度に含有する濃縮液と水を主成分とする透過液とに分離する膜分離装置と、
   前記膜分離装置から排出された前記濃縮液およびまたは前記透過液と、前記冷却装置の冷却によって凝縮せずに前記冷却装置から排出された未凝縮ガスとを熱交換させる熱交換部と、を備え、
   前記有機溶剤含有ガスは、前記冷却装置の冷却によって凝縮せずに前記冷却装置から排出された前記未凝縮ガスであり、
   前記冷却装置へ前記原ガスおよび前記脱着ガスを供給する割合は、前記原ガスが０％〜５０％であり、前記脱着ガスが５０％〜１００％であり、
   前記冷却装置に供給される前記脱着ガスまたは前記冷却装置に供給される前記原ガスを含む前記脱着ガスと、前記冷却装置の冷却によって凝縮するとともに前記冷却装置から排出され前記分離膜に供給される前記凝縮液とを熱交換させる他の熱交換部をさらに備える、
   有機溶剤回収システム。
4. 前記濃縮装置は、
   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行する、
   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。
5. 前記吸着素子は、ハニカム構造を有している、
   請求項１から４のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
6. 前記膜分離装置は、浸透気化分離法に基づくものである、
   請求項１から５のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
7. 前記有機溶剤は、ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、またはｎ−デカンである、
   請求項１から６のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。

Images