JP6236898B2 - 有機溶剤含有ガス処理システム - Google Patents

Description

本発明は、有機溶剤含有ガス処理システムに関し、より特定的には、有機溶剤を含有する原ガスから有機溶剤を分離することで原ガスを清浄化して排出するとともに、原ガスから分離した有機溶剤をキャリアガスを用いて回収する有機溶剤含有ガス処理システムに関する。

従来、吸脱着素子としての吸着材を用いて有機溶剤の吸着処理および脱着処理を行なって有機溶剤を原ガスからキャリアガスに移動させることにより、原ガスの清浄化と有機溶剤の回収とを可能にした有機溶剤含有ガス処理システムが知られている。

この種の有機溶剤含有ガス処理システムは、一般に、原ガスおよび高温の状態にあるキャリアガスを時間的に交互に吸着材に接触させるための吸脱着処理装置と、当該吸脱着処理装置から排出される高温の状態にあるキャリアガスを冷却することによって有機溶剤を凝縮させて回収する凝縮回収装置とを備えている。

たとえば、実公平７−２０２８号公報（特許文献１）には、キャリアガスとして水蒸気を使用した有機溶剤含有ガス処理システムが開示されている。また、特開平７−６８１２７号公報（特許文献２）には、キャリアガスとして高温に加熱された不活性ガスを使用した有機溶剤含有ガス処理システムが開示されている。

実公平７−２０２８号公報 特開平７−６８１２７号公報

上述した有機溶剤含有ガス処理システムにおいて、原ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収効率を向上させるためには、脱着処理における有機溶剤の脱着、すなわち吸着材の再生が、十分に行なわれることが必要になる。

また、有機溶剤含有ガス処理システムのランニングコストを抑制するためには、キャリアガスを一度使用したのみで使い捨てるのではなく、可能な限りこれを再利用すべく、有機溶剤含有ガス処理システム内においてキャリアガスを循環させて使用するように構成することが好ましい。

しかしながら、凝縮回収装置において有機溶剤をキャリアガスから完全に分離させることは困難であり、そのため、凝縮回収装置から排出されるキャリアガスには、未凝縮の有機溶剤が一定量含まれることになる。したがって、未凝縮の有機溶剤を含有するキャリアガスをそのまま循環させて吸脱着処理装置に戻す構成とした場合には、吸着材の再生が不十分となってしまい、原ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収効率の向上に自ずと限界が生じてしまう問題があった。

したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、ランニングコストが抑制可能であるとともに、原ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収効率の向上が図られた有機溶剤含有ガス処理システムを提供することを目的とする。

本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムは、有機溶剤を含有する原ガスから有機溶剤を分離することで原ガスを清浄化して排出するとともに、原ガスから分離した有機溶剤をキャリアガスを用いて回収するものであって、キャリアガスが循環するように通流される循環経路と、上記循環経路上に設けられた第１吸脱着処理装置、凝縮回収装置および第２吸脱着処理装置とを備えている。上記第１吸脱着処理装置は、有機溶剤を吸着および脱着する第１吸脱着素子を含んでいる。上記凝縮回収装置は、有機溶剤を凝縮させることで有機溶剤を凝縮液として回収するものである。上記第２吸脱着処理装置は、有機溶剤を吸着および脱着する第２吸脱着素子を含んでいる。上記第２吸脱着処理装置は、有機溶剤の吸着を行なう第１処理部と、有機溶剤の脱着を行なう第２処理部とを有しており、上記第２吸脱着素子は、その任意の部分が上記第１処理部と上記第２処理部との間で時間的に交互に移動するように構成されている。上記循環経路は、上記第１吸脱着処理装置から排出されたキャリアガスが上記凝縮回収装置および上記第１処理部をこの順で経由して再び上記第１吸脱着処理装置に供給されるように構成された主経路と、上記第１処理部から排出されたキャリアガスが上記第１吸脱着処理装置を経由することなく上記第２処理部を経由して再び上記凝縮回収装置に供給されるように構成された分岐経路と、上記第１処理部から排出されたキャリアガスを高温の状態に温度調節する温度調節手段とを有している。上記第１吸脱着処理装置は、原ガスと、上記温度調節手段にて温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスとを、時間的に交互に上記第１吸脱着素子に接触させることにより、有機溶剤を原ガスから高温の状態にあるキャリアガスに移動させる。上記第２吸脱着処理装置は、上記凝縮回収装置から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温の状態にあるキャリアガスを上記第１処理部において上記第２吸脱着素子に接触させるとともに、上記温度調節手段にて温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスを上記第２処理部において上記第２吸脱着素子に接触させることにより、有機溶剤を低温の状態にあるキャリアガスから高温の状態にあるキャリアガスに移動させる。上記凝縮回収装置は、上記第１吸脱着処理装置および上記第２処理部から排出された高温の状態にあるキャリアガスを低温の状態に温度調節することにより、有機溶剤を凝縮させる。

上記本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムにあっては、上記温度調節手段が、上記第１処理部と上記第１吸脱着処理装置とを結ぶ部分の上記主経路のうちの、上記主経路に対して上記分岐経路が接続された接続点よりも第１処理部側に位置する部分に設けられていることが好ましい。

上記本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムにあっては、上記温度調節手段が、上記第１処理部と上記第１吸脱着処理装置とを結ぶ部分の上記主経路のうちの、上記主経路に対して上記分岐経路が接続された接続点よりも第１吸脱着処理装置側に位置する部分に設けられた第１温度調節手段と、上記分岐経路のうちの、上記第２処理部から見てキャリアガスの通流方向に沿った上流側の部分に設けられた第２温度調節手段とを含んでいてもよい。

上記本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムにあっては、上記循環経路が、上記凝縮回収装置から排出されたキャリアガスが上記第１処理部を経由することなく上記第１処理部から見て上記キャリアガスの通流方向に沿った下流側に位置する部分の上記主経路に再び供給されるように構成されたバイパス経路と、上記凝縮回収装置から排出されたキャリアガスを上記第１処理部に供給するか、または上記バイパス経路に供給するかを時間的に交互に切り替える切替手段とをさらに有していることが好ましい。その場合には、上記切替手段が、上記第１吸脱着素子から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の初めの段階において上記凝縮回収装置から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温のキャリアガスを上記バイパス経路に供給し、上記第１吸脱着素子から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の終わりの段階において上記凝縮回収装置から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温のキャリアガスを上記第１処理部に供給するように切り替わることが好ましい。

上記本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムにあっては、上記キャリアガスが、不活性ガスであることが好ましい。

上記本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムにあっては、上記第２吸脱着素子が、略円柱状の外形を有するように形成されるとともに、その中心軸周りに回転可能に構成されていることが好ましい。その場合には、上記第２吸脱着素子が上記中心軸周りに回転することにより、上記第２吸脱着素子の上記任意の部分が、上記第１処理部と上記第２処理部との間で時間的に交互に移動するように構成されていることが好ましい。

上記本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムにあっては、上記第２吸脱着処理装置が、上記第２処理部から上記第１処理部に移動する部分の第２吸脱着素子の冷却を行なうパージ部をさらに有していることが好ましい。その場合には、上記循環経路が、上記凝縮回収装置から排出されたキャリアガスの一部が上記第１処理部を経由することなく上記パージ部を経由して上記第２処理部から見てキャリアガスの通流方向に沿った上流側に位置する部分の上記分岐経路に供給されるように構成されたパージ経路をさらに有していることが好ましい。

上記本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムにあっては、上記第２吸脱着素子が、ハニカム構造を有していることが好ましい。

上記本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムにあっては、上記第１吸脱着素子が、活性炭素繊維であることが好ましい。

本発明によれば、ランニングコストが抑制可能であるとともに、原ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収効率の向上が図られた有機溶剤含有ガス処理システムとすることができる。

本発明の実施の形態１における有機溶剤含有ガス処理システムのシステム構成図である。 図１に示す有機溶剤含有ガス処理システムにおいて、一対の第１吸脱着素子および第２吸脱着素子を用いた吸着処理および脱着処理の時間的な切り替えの様子を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態２における有機溶剤含有ガス処理システムのシステム構成図である。 本発明の実施の形態３における有機溶剤含有ガス処理システムのシステム構成図である。 本発明の実施の形態４における有機溶剤含有ガス処理システムのシステム構成図である。

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、同一のまたは共通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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における有機溶剤含有ガス処理システムのシステム構成図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａの構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａは、キャリアガスが循環するように通流される循環経路と、当該循環経路上に設けられた第１吸脱着処理装置１００、凝縮回収装置２００、第２吸脱着処理装置３００、ブロワ４００、および、温度調節手段としてのヒータ５００とを主として備えている。

ここで、循環経路は、図中に示す配管ラインＬ３〜Ｌ９によって主として構成されており、ブロワ４００は、当該循環経路中においてキャリアガスを通流させるための送風手段である。なお、キャリアガスとしては、水蒸気、加熱空気、高温に加熱した不活性ガス等、様々な種類のガスを利用することが可能であるが、特に水分を含まず、爆発の危険性のないガスである不活性ガスを利用することとすれば、有機溶剤含有ガス処理システムをより簡素にかつ安全に構成することができる。

循環経路は、上述した配管ラインＬ３〜Ｌ９のうちの配管ラインＬ３〜Ｌ７によって構成される主経路と、上述した配管ラインＬ３〜Ｌ９のうちの配管ラインＬ８，Ｌ９によって構成される分岐経路とを有している。

配管ラインＬ３〜Ｌ７によって構成される主経路は、第１吸脱着処理装置１００から排出されたキャリアガスが凝縮回収装置２００および第２吸脱着処理装置３００の後述する第１処理部３２０をこの順で経由して再び第１吸脱着処理装置１００に供給されるように、これら第１吸脱着処理装置１００、凝縮回収装置２００および第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０を接続している。

配管ラインＬ８，Ｌ９によって構成される分岐経路は、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出されたキャリアガスが第１吸脱着処理装置１００を経由することなく第２吸脱着処理装置３００の後述する第２処理部３３０を経由して再び凝縮回収装置２００に供給されるように、上記主経路のうちの第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０および第１吸脱着処理装置１００を結ぶ部分と、上記主経路のうちの第１吸脱着処理装置１００および凝縮回収装置２００を結ぶ部分とを接続している。

第１吸脱着処理装置１００は、第１処理槽１２０および第２処理槽１３０を有する吸脱着処理塔１１０を含んでいる。第１処理槽１２０には、有機溶剤を吸着および脱着する第１吸脱着素子１２１が収容されており、第２処理槽１３０には、有機溶剤を吸着および脱着する第１吸脱着素子１３１が収容されている。

第１吸脱着素子１２１，１３１は、原ガスを接触させることで原ガスに含有される有機溶剤を吸着する。したがって、第１吸脱着処理装置１００においては、第１処理槽１２０および第２処理槽１３０に原ガスが供給されることで有機溶剤が第１吸脱着素子１２１，１３１によって吸着され、これにより原ガスから有機溶剤が分離されることで原ガスが清浄化されて清浄ガスとして第１処理槽１２０および第２処理槽１３０から排出されることになる。

また、吸脱着素子１２１，１３１は、高温の状態にあるキャリアガスを接触させることで吸着済みの有機溶剤を脱着する。したがって、第１吸脱着処理装置１００においては、第１処理槽１２０および第２処理槽１３０に高温の状態にあるキャリアガスが供給されることで有機溶剤が第１吸脱着素子１２１，１３１から脱着され、これにより有機溶剤を含有する高温の状態にあるキャリアガスが第１処理槽１２０および第２処理槽１３０から排出されることになる。

第１吸脱着素子１２１，１３１は、活性炭、活性炭素繊維、ゼオライトおよびシリカゲルのいずれかを含む吸着材にて構成される。好適には、第１吸脱着素子１２１，１３１としては、粒状、粉体状、ハニカム状等の活性炭やゼオライトが利用されるが、より好適には、活性炭素繊維が利用される。活性炭素繊維は、表面にミクロ孔を有する繊維状構造を有しているため、ガスとの接触効率が高く、さらにフェルトの形態等を有することで成形が容易で充填密度が高いため、他の吸着材に比べて高い吸着効率を実現する。

第１吸脱着処理装置１００には、配管ラインＬ１，Ｌ２がそれぞれ接続されている。配管ラインＬ１は、有機溶剤を含有する原ガスを第１処理槽１２０および第２処理槽１３０に供給するための配管ラインであり、バルブＶ１０１，Ｖ１０２によって第１処理槽１２０および第２処理槽１３０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。配管ラインＬ２は、清浄ガスを第１処理槽１２０および第２処理槽１３０から排出するための配管ラインであり、バルブＶ１０３，Ｖ１０４によって第１処理槽１２０および第２処理槽１３０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

また、第１吸脱着処理装置１００には、配管ラインＬ３，Ｌ４がそれぞれ接続されている。配管ラインＬ３は、キャリアガスを第１処理槽１２０および第２処理槽１３０に供給するための配管ラインであり、バルブＶ１０５，Ｖ１０６によって第１処理槽１２０および第２処理槽１３０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。配管ラインＬ４は、キャリアガスを第１処理槽１２０および第２処理槽１３０から排出するための配管ラインであり、バルブＶ１０１，Ｖ１０２によって第１処理槽１２０および第２処理槽１３０に対する接続／非接続状態が切り替えられる。

第１処理槽１２０および第２処理槽１３０のそれぞれには、上述したバルブＶ１０１〜Ｖ１０６の開閉を操作することにより、原ガスと、後述するヒータ５００にて温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスとが、時間的に交互に供給される。これにより、第１処理槽１２０および第２処理槽１３０は、時間的に交互に吸着槽および脱着槽として機能することになり、これに伴って有機溶剤が原ガスから高温の状態にあるキャリアガスに移動されることになる。なお、具体的には、第１処理槽１２０が吸着槽として機能している場合には、第２処理槽１３０が脱着槽として機能し、第１処理槽１２０が脱着槽として機能している場合には、第２処理槽１３０が吸着槽として機能する。

ここで、配管ラインＬ１は、第１処理槽１２０および第２処理槽１３０のうち、吸着槽として機能している処理槽に接続されて当該処理槽に原ガスを供給し、配管ラインＬ２は、第１処理槽１２０および第２処理槽１３０のうち、吸着槽として機能している処理槽に接続されて当該処理槽から清浄ガスを排出する。また、配管ラインＬ３は、第１処理槽１２０および第２処理槽１３０のうち、脱着槽として機能している処理槽に接続されて当該処理槽にキャリアガスを供給し、配管ラインＬ４は、第１処理槽１２０および第２処理槽１３０のうち、脱着槽として機能している処理槽に接続されて当該処理槽からキャリアガスを排出する。

凝縮回収装置２００は、コンデンサ２１０と、回収タンク２２０とを含んでいる。コンデンサ２１０は、高温の状態にあるキャリアガスを低温の状態に温度調節することによってキャリアガスに含有される有機溶剤を凝縮させるものであり、具体的には、冷却水等を用いてキャリアガスを冷却することで有機溶剤を液化させるクーラにて構成される。また、回収タンク２２０は、コンデンサ２１０にて液化された有機溶剤を凝縮液として貯留するものである。また、必要に応じて、比重差の異なる溶剤と溶剤とを、または、溶剤と水とを分離するセパレータをコンデンサ２１０と回収タンク２２０との間に設けてもよい。

凝縮回収装置２００には、配管ラインＬ４，Ｌ５がそれぞれ接続されている。配管ラインＬ４は、第１吸脱着処理装置１００から排出された高温の状態にあるキャリアガスをコンデンサ２１０に供給するための配管ラインであり、配管ラインＬ５は、コンデンサ２１０内に残留する未凝縮の有機溶剤を含む低温の状態にあるキャリアガスをコンデンサ２１０から排出するための配管ラインである。

また、凝縮回収装置２００には、配管ラインＬ１０，Ｌ１１がそれぞれ接続されている。配管ラインＬ１０は、回収タンク２２０に貯留された有機溶剤の凝縮液を外部に向けて排出するための配管ラインであり、配管ラインＬ１１は、回収タンク２２０中において揮発した有機溶剤を原ガスが搬送される配管ラインＬ１に戻すための配管ラインである。

第２吸脱着処理装置３００は、有機溶剤を吸着および脱着する第２吸脱着素子３１０を含んだロータ式の吸脱着処理装置にて構成されており、上述したように第１処理部３２０と第２処理部３３０とを主として有している。

第１処理部３２０は、循環経路のうちの上述した主経路上に設けられており、配管ラインＬ５，Ｌ６にそれぞれ接続されている。

第２処理部３３０は、循環経路のうちの上述した分岐経路上に設けられており、配管ラインＬ８，Ｌ９にそれぞれ接続されている。

第２吸脱着素子３１０は、略円柱状の外形を有する吸着材からなる。第２吸脱着処理装置３００には、モータ３４０が付設されており、当該モータ３４０が駆動されることによって第２吸脱着素子３１０が図中に示す矢印方向に向けて回転する。

第２吸脱着素子３１０の回転に伴い、第２吸脱着素子３１０の任意の部分は、第１処理部３２０と第２処理部３３０との間で時間的に交互に移動することになる。より詳細には、第２吸脱着素子３１０の任意の部分は、第１処理部３２０、第２処理部３３０の順に移行し、再び第１処理部３２０に移行する。

第２吸脱着素子３１０は、低温の状態にあるキャリアガスを接触させることで有機溶剤を吸着する。したがって、第２吸脱着処理装置３００においては、未凝縮の有機溶剤を含む低温の状態にあるキャリアガスが配管ラインＬ５を介して第１処理部３２０に供給されることで有機溶剤が第２吸脱着素子３１０によって吸着され、これによりキャリアガスから有機溶剤が分離されることでキャリアガス中に含まれる有機溶剤の濃度が低下し、この有機溶剤の濃度が低下した低温の状態にあるキャリアガスが第１処理部３２０から配管ラインＬ６を介して排出されることになる。

また、第２吸脱着素子３１０は、有機溶剤を含有する高温の状態にあるキャリアガスを接触させることで吸着済みの有機溶剤を脱着する。したがって、第２吸脱着処理装置３００においては、後述するヒータ５００によって温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスが配管ラインＬ８を介して第２処理部３２０に供給されることで有機溶剤が第２吸脱着素子３１０から脱着され、これにより有機溶剤を含有する高温の状態にあるキャリアガスが第２処理部３３０から配管ラインＬ９を介して排出されることになる。

第２吸脱着素子３１０は、活性アルミナ、シリカゲル、活性炭、ゼオライトのいずれかを含む吸着材にて構成される。好適には、第２吸脱着素子３１０は、粒状、粉体状、ハニカム状等の活性炭やゼオライトが利用される。活性炭やゼオライトは、低濃度の有機化合物を吸着および脱着する機能に優れている。

ヒータ５００は、第１吸脱着処理装置１００に供給されるキャリアガスおよび第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０に供給されるキャリアガスを高温の状態に温度調節するためのものであり、配管ラインＬ７，Ｌ３に接続されている。

より具体的には、ヒータ５００は、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出されてブロワ４００を経由した低温の状態にあるキャリアガスを高温の状態に温度調節して第１吸脱着処理装置１００の吸脱着処理塔１１０および第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０に供給するためのものである。ここで、ヒータ５００は、第１吸脱着素子１２１，１３１が所定の脱着温度に維持されるとともに、第２吸脱着素子３１０の第２処理部３３０に位置する部分が所定の脱着温度に維持されることとなるように、第１処理槽１２０、第２処理槽１３０および第２処理部３３０に導入されるキャリアガスを加熱する。

なお、上述した配管ラインＬ７には、キャリアガスを循環経路に外部から導入するための配管ラインＬ０が設けられている。当該配管ラインＬ０は、上述した有機溶剤含有ガス処理システム１Ａの初期設置時においてキャリアガスを循環経路に導入したり、メンテナンス時等において必要に応じてキャリアガスを循環経路に補充したりするためのものである。

図２は、図１に示す有機溶剤含有ガス処理システムにおいて、一対の第１吸脱着素子および第２吸脱着素子を用いた吸着処理および脱着処理の時間的な切り替えの様子を示すタイムチャートである。次に、この図２を参照して、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａにおいて行なわれる有機溶剤含有ガスの処理の詳細について説明する。

図２を参照して、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａは、図中に示す１サイクルを単位期間として当該サイクルが繰り返し実施させることにより、有機溶剤含有ガスの処理が連続して行なわれるものである。

上記１サイクルの前半（図中に示す時刻ｔ０〜ｔ２の間）においては、第１吸脱着素子１２１が設置された第１吸脱着処理装置１００の第１処理槽１２０において吸着処理が実施され、これと並行して、第１吸脱着素子１３１が設置された第１吸脱着処理装置１００の第２処理槽１３０において脱着処理が実施される。

また、上記１サイクルの後半（図中に示す時刻ｔ２〜ｔ４の間）においては、第１吸脱着素子１２１が設置された第１吸脱着処理装置１００の第１処理槽１２０において脱着処理が実施され、これと並行して、第１吸脱着素子１３１が設置された第１吸脱着処理装置１００の第２処理槽１３０において吸着処理が実施される。

さらに、当該１サイクル中の全期間（図中に示す時刻ｔ０〜ｔ４の間）にわたって、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０に位置する部分の第２吸脱着素子３１０において吸着処理が継続的に実施され、これと並行して、第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０に位置する部分の第２吸脱着素子３１０において脱着処理が継続的に実施される。

なお、上述した１サイクル中においては、凝縮回収装置２００において常時キャリアガスから有機溶剤が回収されることになる。

次に、上述した有機溶剤含有ガスの処理について、図１を参照してより詳細に説明する。なお、以下の説明は、第１吸脱着処理装置１００の第１処理槽１２０が吸着槽として機能し、第２処理槽１３０が脱着槽として機能している状態に基づいたものであるが、これら吸着槽と脱着槽とが入れ替わった場合にも、同様の操作が行なわれることになる。

図１に示すように、第１吸脱着処理装置１００の第２処理槽１３０において実施される脱着処理により当該第２処理槽１３０から排出されることとなる有機溶剤を含有する高温の状態にあるキャリアガスは、凝縮回収装置２００に供給されることで冷却されて低温の状態に温度調節され、これにより有機溶剤の一部が液化して凝縮液として回収される。

凝縮回収装置２００から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温の状態にあるキャリアガスは、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０に供給されることで第２吸脱着素子３１０に接触させられる。当該第１処理部３２０においては、吸着処理が実施され、これにより第２吸脱着素子３１０よって低温の状態にあるキャリアガスに含有された有機溶剤が吸着されるとともに、含有される有機溶剤の濃度が低下したキャリアガスが第１処理部３２０から排出される。

第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出された、含有される有機溶剤の濃度が低下した低温の状態にあるキャリアガスは、ブロワ４００を経由してヒータ５００に導入されて高温の状態にまで加熱されて温度調節され、これが第１吸脱着処理装置１００の第２処理槽１３０に供給される。

また、これと同時に、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出された、含有される有機溶剤の濃度が低下した低温の状態にあるキャリアガスのうちの一部は、ブロワ４００を経由してヒータ５００に導入されて高温の状態にまで加熱されて温度調節された後に分岐経路に導入され、これが第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０に供給されることで第２吸脱着素子３１０に接触させられる。

当該第２処理部３３０においては、脱着処理が実施され、これにより第２吸脱着素子３１０に吸着済みの有機溶剤が当該高温の状態あるキャリアガスによって第２吸脱着素子３１０から脱着されることになる。当該第２処理部３３０から排出された、含有される有機溶剤の濃度が上昇した高温の状態にあるキャリアガスは、凝縮回収装置２００に供給されることで冷却されて低温の状態に温度調節され、これにより有機溶剤の一部が液化して凝縮液として回収される。

上記処理が所定期間にわたって継続して実施されることにより、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０にて吸着された有機溶剤が、その後、第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０において脱着されることになる。そのため、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出されるキャリアガス中の有機溶剤の濃度は、大幅に低下することになる。

これに伴い、第１吸脱着処理装置１００の第２処理槽１３０に収容された第１吸脱着素子１３１に接触させられるキャリアガス中に含まれる有機溶剤の濃度も大幅に低下することになる。したがって、当該第１吸脱着素子１３１の再生が促進されることになる。以上の処理は、第１吸脱着素子１３１による有機溶剤の脱着が概ね完了して平衡状態に達するまで行なわれる。

以上において説明した本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａとすることにより、未凝縮の有機溶剤を含有するキャリアガスをそのまま循環させて第１吸脱着処理装置１００に戻す構成とした場合に比べ、第１吸脱着素子１２１，１３１の再生が促進される結果となり、その後において実施される吸着処理の際により効率的に原ガスから有機溶剤が吸着できるようになる。したがって、原ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収効率の向上が図られることになり、従来に比して高性能の有機溶剤含有ガス処理システムとすることができる。

また、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａは、循環経路を構築することでキャリアガスを繰り返し使用できるように構成されたものであるため、経済性にも優れたものとすることができる。したがって、窒素ガス等に代表される不活性ガスをキャリアガスとして使用した場合に、特にランニングコストを抑制できる効果が得られる。

以下においては、上述した本発明の実施の形態１における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａを実際に試作し、これを用いて原ガスの処理を行なった場合を実施例として説明する。

実施例においては、原ガスとして酢酸エチルを２０００ｐｐｍの濃度で含有する３５℃のガスを使用し、キャリアガスとして１２０℃の窒素ガスを使用し、第１吸脱着素子１２１，１３１として比表面積が１５００ｍｇ／ｍ²の活性炭素繊維を使用し、第２吸脱着素子３１０として活性炭からなるハニカム状の吸着材を使用した。

まず、初期段階における処理として、上記原ガスを図示しない送風機を用いて第１吸脱着処理装置１００の一方の処理槽に風量８ｍ³／ｍｉｎで１０分間送風することによって吸着処理を行なった。

上記初期段階における処理が終了した後に、以下において説明する１０分間にわたる一連の処理を１サイクルとして連続的に繰り返して実施することにより、原ガスの処理を行なった。

具体的には、バルブＶ１０１〜Ｖ１０６を切り替え操作し、上記一方の処理槽を脱着槽に切り替えるとともに、残る処理槽を吸着槽とした。脱着槽においては、窒素ガスを風量２ｍ³／ｍｉｎで導入することで第１吸脱着素子１２１，１３１の脱着処理を行ない、吸着槽においては、上述した条件と同様の条件で吸着処理を行なった。なお、凝縮回収装置２００においては、第１吸脱着処理装置１００から排出される酢酸エチルを含有する窒素ガスを１０℃にまで冷却することとした。

以上において説明した１サイクルを連続的に繰り返して実施した場合において、第１吸脱着処理装置１００から排出される清浄ガスに含有される酢酸エチルの濃度が、１００ｐｐｍ以下にまで低減されていることが確認された。すなわち、実施例においては、９５％以上の高い除去率で酢酸エチルを除去できることが確認された。

また、凝縮回収装置２００から排出されるキャリアガス中に含まれる酢酸エチルの濃度が３５０００ｐｐｍであったのに対し、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出されるキャリアガス中に含まれる酢酸エチルの濃度は、平均で５０００ｐｐｍ以下にまで低下していることが確認された。すなわち、本実施例においては、第１処理部３２０から排出されたキャリアガス中の酢酸エチルの濃度が低濃度化されているため、第１吸脱着素子１２１，１３１の再生処理が促進され、その結果、原ガスから有機溶剤を高い除去率で除去することができたものと判断できる。

以上において説明した本実施例により、本発明の適用によって、高い除去率で原ガス中に含まれる有機溶剤としての酢酸エチルを除去することが可能になるとともに、当該酢酸エチルの回収効率の向上が図られることが実験的に確認された。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における有機溶剤含有ガス処理システムのシステム構成図である。以下、この図３を参照して、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｂの構成について説明する。

図３に示すように、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｂは、上述した実施の形態１における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａと比較した場合に、循環経路上に設けられる温度調節手段の構成において相違している。より具体的には、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｂにおいては、温度調節手段が、循環経路のうちの主経路上に設けられた第１温度調節手段としての第１ヒータ５１０と、循環経路のうちの分岐経路上に設けられた第２温度調節手段としての第２ヒータ５２０とによって構成されている。

より詳細には、第１ヒータ５１０は、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０と第１吸脱着処理装置１００とを結ぶ部分の主経路のうちの、主経路に対して分岐経路が接続された接続点よりも第１吸脱着処理装置１００側に位置する部分（すなわち、配管ラインＬ３上の位置）に設けられており、第２ヒータ５２０は、分岐経路のうちの、第２処理部から見てキャリアガスの通流方向に沿った上流側の部分（すなわち、配管ラインＬ８上の位置）に設けられている。

このように構成した場合には、第１ヒータ５１０が、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出されてブロワ４００を経由した低温の状態にあるキャリアガスを高温の状態に温度調節して第１吸脱着処理装置１００の吸脱着処理塔１１０に供給するためのものとして機能するとともに、第２ヒータ５２０が、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出されてブロワ４００を経由した低温の状態にあるキャリアガスを高温の状態に温度調節して第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０に供給するためのものとして機能することになる。

以上において説明した本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｂとした場合にも、上述した実施の形態１における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａとした場合と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における有機溶剤含有ガス処理システムのシステム構成図である。以下、この図４を参照して、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｃの構成について説明する。

図４に示すように、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｃは、上述した実施の形態２における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｂと比較した場合に、循環経路が、配管ラインＬ１２によって構成されたバイパス経路を有している点において主として相違している。

バイパス経路は、凝縮回収装置２００から排出されたキャリアガスが第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０を経由することなく当該第１処理部３２０から見てキャリアガスの通流方向に沿った下流側に位置する部分の循環経路の主経路に再び供給されるように構成されたものである。

ここで、循環経路は、上述した配管ラインＬ１２にて構成されたバイパス経路に加え、切替手段としての、配管ラインＬ５に設けられたバルブＶ３０１と、配管ラインＬ１２に設けられたバルブＶ３０２とを含んでいる。当該切替手段としてのバルブＶ３０１，Ｖ３０２は、凝縮回収装置２００から排出されたキャリアガスを第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０に供給するか、またはバイパス経路としての配管ラインＬ１２に供給するかを時間的に交互に切り替えるものである。

ここで、切替手段としてのバルブＶ３０１，Ｖ３０２は、第１吸脱着素子１２１，１３１から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の初めの段階において凝縮回収装置２００から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温のキャリアガスをバイパス経路としての配管ラインＬ１２に供給し、第１吸脱着素子１２１，１３１から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の終わりの段階において凝縮回収装置２００から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温のキャリアガスを第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０に供給するように切り替わる。

このように構成することにより、凝縮回収装置２００から排出された未凝縮の有機溶剤を含んだ低温の状態のキャリアガスをバイパス経路としての配管ラインＬ１２に供給することにより、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０に有機溶剤が一時的に供給されなくなってしまうが、第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０には、高温のキャリアガスが絶えず供給されているため、第２吸脱着素子３１０の脱着効率が向上することになる。そのため、所定時間経過後に上記切替手段としてのバルブＶ３０１，Ｖ３０２を切り替えることによって凝縮回収装置２００から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温のキャリアガスを第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０に供給することにより、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０における吸着性能が向上することになる。その結果、第２吸脱着処理装置３００の第１処理部３２０から排出されるキャリアガス中の有機溶剤の濃度をより低下させることが可能になる。

したがって、以上において説明した本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｃとすることにより、上述した実施の形態２における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｂとした場合と同様の効果が得られるばかりでなく、原ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収効率のさらなる向上が図られることになる。

なお、上述した本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｃにおいては、図示するように、第２ヒータ５２０が設けられた部分よりもキャリアガスの通流方向に沿った上流側に位置する部分の分岐経路にストップ弁としてのバルブＶ４０１が設けられていてもよい。当該バルブＶ４０１は、凝縮回収装置２００から排出された未凝縮の有機溶剤を含んだ低温の状態のキャリアガスをバイパス経路としての配管ラインＬ１２に供給している際に、必要に応じて第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０へのキャリアガスの供給が遮断されるようにするものである。

このように構成した場合には、当該バルブＶ４０１によって第２吸脱着処理装置３００の第２処理部３３０へのキャリアガスの供給が遮断されている際に、第２ヒータ５２０によるキャリアガスの加熱が不要になるため、ランニングコストを抑えることが可能となり、より経済的な運転が実現できる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における有機溶剤含有ガス処理システムのシステム構成図である。以下、この図５を参照して、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｄの構成について説明する。

図５に示すように、本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｄは、上述した実施の形態１における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａと比較した場合に、第２吸脱着処理装置３００がパージ部３６０を有している点、および、循環経路が配管ラインＬ１３，Ｌ１４によって構成されるパージ経路を有している点において相違している。

パージ部３６０は、上述した第１処理部３２０および第２処理部３３０に加えて、第１処理部３２０の回転方向上流側であって第２処理部３３０の回転方向下流側に位置するように第２吸脱着処理装置３００に設けられている。一方、パージ経路は、凝縮回収装置２００から排出されたキャリアガスの一部が第１処理部３２０を経由することなくパージ部３６０を経由して第２処理部３３０から見てキャリアガスの通流方向に沿った上流側に位置する部分の分岐経路に供給されるように、配管ラインＬ１３の上流側の端部が配管ラインＬ５に接続されるとともに配管ラインＬ１４の下流側の端部が配管ラインＬ８に接続されている。

このように構成することにより、第２吸脱着素子３１０の回転に伴い、第２吸脱着素子３１０の任意の部分は、第１処理部３２０、第２処理部３３０、パージ部３６０の順に移行し、再び第１処理部３２０に移行することになり、パージ部３６０においては、凝縮回収装置２００から排出された低温の状態にあるキャリアガスの一部が配管ラインＬ５，Ｌ１３を介して第２吸脱着素子３１０に接触させられることになる。これにより、パージ部３６０においては、第２処理部３３０において脱着処理に使用された部分の第２吸脱着素子３１０が冷却されることになり、第１処理部３２０において速やかに第２吸脱着素子３１０の吸着性能が発揮されることになる。そのため、第１処理部３２０から排出されるキャリアガス中に含まれる有機溶剤の濃度を確実に低下させることが可能になる。

したがって、以上において説明した本実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１Ｄとすることにより、上述した実施の形態１における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａとした場合と同様の効果が得られるばかりでなく、原ガスに対する浄化能力および有機溶剤の回収効率のさらなる向上が図られることになる。

以上において説明した本発明の実施の形態１ないし４における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａ〜１Ｄにおいては、ブロワやポンプ等の流体搬送手段やストレージタンク等の流体貯留手段などの構成要素を必要最低限のみ図示して説明を行なったが、これら構成要素は必要に応じて適宜の位置に配置すればよい。

また、上述した本発明の実施の形態１ないし４における有機溶剤含有ガス処理システム１Ａ〜１Ｄにおいては、第１吸脱着処理装置として、第１吸脱着素子が収容された処理槽を２つ具備し、これらが時間的に交互に吸着槽および脱着槽に切り替えられることで連続的に被処理ガスの処理が可能に構成されたものを例示して説明を行なったが、必ずしも連続的に被処理ガスを処理する必要がない場合には、吸脱着処理装置を単一の処理槽を具備したもので構成してもよい。また、被処理ガスを連続的に処理する必要がある場合にも、上述の切り替え式の第１吸脱着処理装置に代えて、ロータ式の吸脱着処理装置としてもよい。

さらには、上述した本発明の実施の形態１ないし４において開示した特徴的な構成は、本発明の趣旨に照らして逸脱しない範囲で相互に組み合わせることが当然に可能である。

このように、今回開示した上記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。

１Ａ〜１Ｄ 有機溶剤含有ガス処理システム、１００ 第１吸脱着処理装置、１１０ 吸脱着処理塔、１２０ 第１処理槽、１２１ 第１吸脱着素子、１３０ 第２処理槽、１３１ 第１吸脱着素子、２００ 凝縮回収装置、２１０ コンデンサ、２２０ 回収タンク、３００ 第２吸脱着処理装置、３１０ 第２吸脱着素子、３２０ 第１処理部、３３０ 第２処理部、３４０ モータ、３６０ パージ部、４００ ブロワ、５００ ヒータ、５１０ 第１ヒータ、５２０ 第２ヒータ、Ｌ０〜Ｌ１４ 配管ライン、Ｖ１０１〜Ｖ１０６，Ｖ３０１，Ｖ３０２，Ｖ４０１ バルブ。

Claims (9)

1. 有機溶剤を含有する原ガスから有機溶剤を分離することで原ガスを清浄化して排出するとともに、原ガスから分離した有機溶剤をキャリアガスを用いて回収する有機溶剤含有ガス処理システムであって、
   キャリアガスが循環するように通流される循環経路と、
   前記循環経路上に設けられ、有機溶剤を吸着および脱着する第１吸脱着素子を含む第１吸脱着処理装置と、
   前記循環経路上に設けられ、有機溶剤を凝縮させることで有機溶剤を凝縮液として回収する凝縮回収装置と、
   前記循環経路上に設けられ、有機溶剤を吸着および脱着する第２吸脱着素子を含む第２吸脱着処理装置とを備え、
   前記第２吸脱着処理装置は、有機溶剤の吸着を行なう第１処理部と、有機溶剤の脱着を行なう第２処理部とを有し、
   前記第２吸脱着素子は、その任意の部分が前記第１処理部と前記第２処理部との間で時間的に交互に移動するように構成され、
   前記循環経路は、前記第１吸脱着処理装置から排出されたキャリアガスが前記凝縮回収装置および前記第１処理部をこの順で経由して再び前記第１吸脱着処理装置に供給されるように構成された主経路と、前記第１処理部から排出されたキャリアガスが前記第１吸脱着処理装置を経由することなく前記第２処理部を経由して再び前記凝縮回収装置に供給されるように構成された分岐経路と、前記第１処理部から排出されたキャリアガスを高温の状態に温度調節する温度調節手段とを有し、
   前記第１吸脱着処理装置は、原ガスと、前記温度調節手段にて温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスとを、時間的に交互に前記第１吸脱着素子に接触させることにより、有機溶剤を原ガスから高温の状態にあるキャリアガスに移動させ、
   前記第２吸脱着処理装置は、前記凝縮回収装置から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温の状態にあるキャリアガスを前記第１処理部において前記第２吸脱着素子に接触させるとともに、前記温度調節手段にて温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスを前記第２処理部において前記第２吸脱着素子に接触させることにより、有機溶剤を低温の状態にあるキャリアガスから高温の状態にあるキャリアガスに移動させ、
   前記凝縮回収装置は、前記第１吸脱着処理装置および前記第２処理部から排出された高温の状態にあるキャリアガスを低温の状態に温度調節することにより、有機溶剤を凝縮させる、有機溶剤含有ガス処理システム。
2. 前記温度調節手段が、前記第１処理部と前記第１吸脱着処理装置とを結ぶ部分の前記主経路のうちの、前記主経路に対して前記分岐経路が接続された接続点よりも第１処理部側に位置する部分に設けられている、請求項１に記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
3. 前記温度調節手段が、前記第１処理部と前記第１吸脱着処理装置とを結ぶ部分の前記主経路のうちの、前記主経路に対して前記分岐経路が接続された接続点よりも第１吸脱着処理装置側に位置する部分に設けられた第１温度調節手段と、前記分岐経路のうちの、前記第２処理部から見てキャリアガスの通流方向に沿った上流側の部分に設けられた第２温度調節手段とを含んでいる、請求項１に記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
4. 前記循環経路は、前記凝縮回収装置から排出されたキャリアガスが前記第１処理部を経由することなく前記第１処理部から見て前記キャリアガスの通流方向に沿った下流側に位置する部分の前記主経路に再び供給されるように構成されたバイパス経路と、前記凝縮回収装置から排出されたキャリアガスを前記第１処理部に供給するか、または前記バイパス経路に供給するかを時間的に交互に切り替える切替手段とをさらに有し、
   前記切替手段は、前記第１吸脱着素子から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の初めの段階において前記凝縮回収装置から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温のキャリアガスを前記バイパス経路に供給し、前記第１吸脱着素子から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の終わりの段階において前記凝縮回収装置から排出された未凝縮の有機溶剤を含む低温のキャリアガスを前記第１処理部に供給するように切り替わる、請求項１から３のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
5. 前記キャリアガスが、不活性ガスである、請求項１から４のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
6. 前記第２吸脱着素子が、略円柱状の外形を有するように形成されるとともに、その中心軸周りに回転可能に構成され、
   前記第２吸脱着素子が前記中心軸周りに回転することにより、前記第２吸脱着素子の前記任意の部分が、前記第１処理部と前記第２処理部との間で時間的に交互に移動するように構成されている、請求項１から５のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
7. 前記第２吸脱着処理装置は、前記第２処理部から前記第１処理部に移動する部分の第２吸脱着素子の冷却を行なうパージ部をさらに有し、
   前記循環経路は、前記凝縮回収装置から排出されたキャリアガスの一部が前記第１処理部を経由することなく前記パージ部を経由して前記第２処理部から見てキャリアガスの通流方向に沿った上流側に位置する部分の前記分岐経路に供給されるように構成されたパージ経路をさらに有している、請求項１から６のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
8. 前記第２吸脱着素子が、ハニカム構造を有している、請求項１から７のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
9. 前記第１吸脱着素子が、活性炭素繊維である、請求項１から８のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。

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