JP6318580B2 - 有機溶剤回収システム - Google Patents
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Description
1.第1吸着材により有機溶剤含有ガスから有機溶剤を吸着除去し、清浄ガスを排出すると共に、一方で吸着した有機溶剤を加熱ガスにより脱着して有機溶剤含有濃縮ガスを排出する吸着濃縮処理装置と、
第2吸着材により前記有機溶剤含有濃縮ガスから有機溶剤を吸着除去すると共に、一方で吸着した有機溶剤をキャリアガスにより脱着し、冷却凝縮して液化回収する有機溶剤回収装置とから構成されるシステムであって、
前記吸着濃縮処理装置に導入する加熱ガスを除湿手段で除湿することを特徴とする有機溶剤回収システム。
2.前記吸着濃縮処理装置の第1吸着材が、疎水性ゼオライト含有ハニカム状吸着素子、活性炭含有ハニカム状吸着素子および活性炭素繊維から選ばれた少なくとも1つを含有する上記1に記載の有機溶剤回収システム。
3.前記有機溶剤回収装置の第2吸着材が、活性炭素繊維、粒状活性炭、球状活性炭、疎水性シリカゲル、活性炭含有ハニカム状吸着素子および疎水性ゼオライト含有ハニカム状吸着素子から選ばれた少なくとも1つを含有する上記1または2に記載の有機溶剤回収システム。
4.前記有機溶剤回収装置で有機溶剤を吸着除去した後の排気ガスが前記吸着濃縮処理装置の吸着入口ガスに混合されるように通風される上記1から3のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
5.前記有機溶剤回収装置で有機溶剤を吸着除去した後の吸着出口ガスが前記除湿手段の除湿前気体として通風される上記1から3のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
6.前記除湿手段が吸着材によって気体中水分の吸着と脱着を連続的に実施して除湿する除湿装置である上記1から5のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
7.前記除湿装置で吸着した水分が除湿装置脱着用の加熱ガスによって脱着され、前記除湿装置脱着用の加熱ガスが前記吸着濃縮処理装置から排出される清浄ガスまたは除湿処理後のガスのいずれか一部を加熱したガスである上記6に記載の有機溶剤回収システム。
8.前記有機溶剤回収装置がキャリアガスを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、有機溶剤を液化凝縮して回収する凝縮器と、
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3脱着材とを備え、
前記第3脱着材から排出された高温の状態または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する第2吸着材脱着用ヒーターをさらに含み、前記有機溶剤含有濃縮ガスと、前記第2吸着材脱着用ヒーターによっ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2吸着材に接触させることにより、有機溶剤を前記有機溶剤含有濃縮ガスから高温の状態にあるキャリアガスに移動させ、
前記凝縮器は、前記第2吸着材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って有機溶剤を凝縮させ、
前記凝縮器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高温の状態および低温の状態のいずれかに時間的に交互に温度調節する第3吸着材用温度調節器をさらに含み、前記第3吸着材用温度調節器にて温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスと、前記第3吸着材用温度調節器にて温度調節されて低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3吸着材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、
前記第3吸着材用温度調節器は、前記第2吸着材から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の前記段階において、前記凝縮器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高温の状態に温度調節し、前記第2吸着材から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の後期段階において、前記凝縮器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低温の状態に温度調節する上記1から7のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
9.前記第3吸着材が活性炭素繊維、粒状活性炭、球状活性炭、活性炭含有ハニカム状吸着素子および疎水性ゼオライト含有ハニカム状吸着素子から選ばれた少なくとも1つを含有する上記8に記載の有機溶剤回収システム。
10.前記キャリアガスが、不活性ガスである上記1から9のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
本発明は第1吸着材により有機溶剤含有ガスから有機溶剤を吸着除去し、清浄ガスを排出するとともに、一方で吸着した有機溶剤を加熱ガスにより脱着して有機溶剤含有濃縮ガスを排出する吸着濃縮処理装置と、第2吸着材により前記有機溶剤含有濃縮ガスから有機溶剤を吸着除去するとともに、一方で吸着した有機溶剤をキャリアガスによって脱着し、冷却凝縮して液化回収する有機溶剤回収装置から構成されるシステムにおいて、前記吸着濃縮処理装置の脱着入口側に除湿手段を設けることが好ましい。前記吸着濃縮処理装置の吸着出口側に除湿手段を設けた場合、除湿された水分に有機溶剤が含有され、有機溶剤含有ガスまたは有機溶剤含有排水として系外に排出される恐れがある。前記吸着濃縮処理装置の脱着入口ガスを除湿することで、このような問題はなくなり、前記有機溶剤含有濃縮ガスの湿度が効率よく低減され、前記有機溶剤回収装置の第2吸着材の水分吸着量を低減でき、キャリアガスによって脱着した後に凝縮器で液化回収される有機溶剤中の排水量を著しく低減することができる。また、前記吸着濃縮処理装置の脱着入口ガスを除湿することで第1吸着材の脱着効率が向上し、吸着濃縮処理装置の除去効率が向上する効果も得られる。
吸着ハニカムに含まれる吸着材の含有重量比率(重量)=(a/A)×100
ここでaは吸着材ハニカムの吸着率(重量%)、Aは吸着材単体の吸着率(重量%)
吸着試験用U時間に吸着素子を入れ、そこに温度35℃±0.5℃、23℃DPに調整した空気を60分間通気させ、吸着素子の重量増加を測定する。水分吸着率qは次式で求める。
q(重量%)=P/S×100
ここでPは吸着ハニカムの増量(g)、Sは吸着ハニカムの乾燥重量(g)
除去効率ηは次式にて求まる。
η(%)=(I−O)/I×100
ここでIは処理ガス入口濃度(ppm)、Oは処理ガス出口濃度(ppm)
第1吸着材101として平均細孔径5.5ÅでSi/Al比が1000以上のZSM−5型ゼオライトを75質量%含有したハニカム状吸着素子を作製した。次にこのハニカム状吸着素子の35℃、23℃DPの水分吸着率を測定した結果、水分吸着率が極めて低い疎水性ゼオライトの効果により約2.0質量%と低い結果であった。この第1吸着剤101を吸着濃縮処理装置100に適用させ、吸着濃縮処理装置吸着部102と吸着濃縮処理装置脱着部103に分け、一方でエタノール1000ppmのガスを1000Nm3/minの風量で通気してエタノールを97%の除去効率で除去した。エタノールが吸着除去された吸着濃縮処理装置吸着出口ガスL2は清浄ガスとして排気されるが、この吸着濃縮処理装置吸着出口ガスL2のうち、250Nm3/minの風量を除湿装置300に導入し、21℃DPのガスを8℃DPまで除湿した。除湿後のガスは吸着濃縮処理装置脱着用ヒーター104で130℃まで加熱され、これを吸着濃縮処理装置脱着部103に導入して第1吸着材に吸着されたエタノールを連続的に脱着してエタノール含有濃縮ガスを得た。この時、第1吸着材に吸着された水分も一緒に脱着されるため、エタノール含有濃縮ガスの露点は21℃DPであった。
吸着濃縮処理装置の吸着出口ガスL2のうち、250Nm3/minの風量を除湿装置300へ介さずに21℃DPのまま吸着濃縮処理装置脱着用ヒーター104で130℃まで加熱し、吸着濃縮処理装置脱着部103に導入して第1吸着材に吸着されたエタノールを連続的に脱着してエタノール含有濃縮ガスを得たこと以外は実施例と同様の処理を行った。その結果、有機溶剤回収装置の吸着入口ガスL7の露点は32℃DPであり、回収された凝縮液の排水量は実施例と比べて、3.5倍の62.8kg/hrであった。凝縮液のエタノール純度も58重量%と低い結果であった。
101 第1吸着材
102 吸着濃縮処理装置吸着部
103 吸着濃縮処理装置脱着部
104 吸着濃縮処理装置脱着用ヒーター
200 有機溶剤回収装置
201 第2吸着材A
202 第2吸着材B
203 凝縮器
204 セパレータ
205 第3吸着材脱着用ヒーター
206 第3吸着材
207 キャリアガス循環ファン
208 第2吸着材脱着用ヒーター
209 第3吸着材用温度調節器
300 除湿装置
301 除湿装置吸着部
302 除湿装置脱着部
303 除湿装置脱着用ヒーター
L1 吸着濃縮処理装置吸着入口ガス
L2 吸着濃縮処理装置吸着出口ガス
L3 除湿装置吸着入口ガス
L4 除湿装置吸着出口ガス
L5 吸着濃縮処理装置脱着入口ガス
L6 有機溶剤含有濃縮ガス
L7 有機溶剤回収装置吸着出口ガス
L8 除湿装置脱着入口ガス
L9 除湿装置脱着出口ガス
L10 第2吸着材脱着入口ガス
L11 第2吸着材脱着出口ガス
L12 凝縮器の出口ガス
L13 第3吸着材吸着入口ガス
L14 第3吸着材脱着用ヒーター入口ガス
L15 第3吸着材脱着入口ガス
L16 第3吸着材出口ガス
V201 第2吸着槽A自動下ダンパー
V202 第2吸着槽B自動下ダンパー
V203 第2吸着槽A自動上ダンパー
V204 第2吸着槽B自動上ダンパー
V205 第2吸着槽A脱着入口弁
V206 第2吸着槽B脱着入口弁
V207 第3吸着材吸着入口弁
V208 第3吸着材脱着入口弁
Claims (10)
- 第1吸着材により有機溶剤含有ガスから有機溶剤を吸着除去し、清浄ガスを排出すると共に、一方で吸着した有機溶剤を加熱ガスにより脱着して有機溶剤含有濃縮ガスを排出する吸着濃縮処理装置と、
第2吸着材により前記有機溶剤含有濃縮ガスから有機溶剤を吸着除去すると共に、一方で吸着した有機溶剤をキャリアガスにより脱着し、冷却凝縮して液化回収する有機溶剤回収装置とから構成されるシステムであって、
前記吸着濃縮処理装置に導入する加熱ガスを除湿手段で除湿することを特徴とする有機溶剤回収システム。 - 前記吸着濃縮処理装置の第1吸着材が、疎水性ゼオライト含有ハニカム状吸着素子、活性炭含有ハニカム状吸着素子および活性炭素繊維から選ばれた少なくとも1つを含有する請求項1に記載の有機溶剤回収システム。
- 前記有機溶剤回収装置の第2吸着材が、活性炭素繊維、粒状活性炭、球状活性炭、疎水性シリカゲル、活性炭含有ハニカム状吸着素子および疎水性ゼオライト含有ハニカム状吸着素子から選ばれた少なくとも1つを含有する請求項1または2に記載の有機溶剤回収システム。
- 前記有機溶剤回収装置で有機溶剤を吸着除去した後の吸着出口ガスが前記吸着濃縮処理装置の吸着入口ガスに混合されるように通風される請求項1から3のいずれか1項に記載の有機溶剤回収システム。
- 前記有機溶剤回収装置で有機溶剤を吸着除去した後の吸着出口ガスが前記除湿手段の除湿前気体として通風される請求項1から3のいずれか1項に記載の有機溶剤回収システム。
- 前記除湿手段が吸着材によって気体中水分の吸着と脱着を連続的に実施して除湿する除湿装置である請求項1から5のいずれか1項に記載の有機溶剤回収システム。
- 前記除湿装置で吸着した水分が除湿装置脱着用の加熱ガスによって脱着され、前記除湿装置脱着用の加熱ガスが前記吸着濃縮処理装置から排出される清浄ガスまたは除湿処理後のガスのいずれか一部を加熱したガスである請求項6に記載の有機溶剤回収システム。
- 前記有機溶剤回収装置がキャリアガスを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、有機溶剤を液化凝縮して回収する凝縮器と、
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3吸着材とを備え、
前記第3吸着材から排出された高温の状態または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する第2吸着材脱着用ヒーターをさらに含み、前記有機溶剤含有濃縮ガスと、前記第2吸着材脱着用ヒーターによっ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2吸着材に接触させることにより、有機溶剤を前記有機溶剤含有濃縮ガスから高温の状態にあるキャリアガスに移動させ、
前記凝縮器は、前記第2吸着材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って有機溶剤を凝縮させ、
前記凝縮器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高温の状態および低温の状態のいずれかに時間的に交互に温度調節する第3吸着材用温度調節器をさらに含み、前記第3吸着材用温度調節器にて温度調節されて高温の状態にあるキャリアガスと、前記第3吸着材用温度調節器にて温度調節されて低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3吸着材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、
前記第3吸着材用温度調節器は、前記第2吸着材から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の初期段階において、前記凝縮器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高温の状態に温度調節し、前記第2吸着材から有機溶剤を脱着させる脱着処理期間の後期段階において、前記凝縮器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低温の状態に温度調節する請求項1から7のいずれか1項に記載の有機溶剤回収システム。 - 前記第3吸着材が活性炭素繊維、粒状活性炭、球状活性炭、活性炭含有ハニカム状吸着素子および疎水性ゼオライト含有ハニカム状吸着素子から選ばれた少なくとも1つを含有する請求項8に記載の有機溶剤回収システム。
- 前記キャリアガスが、不活性ガスである請求項1から9のいずれか1項に記載の有機溶剤回収システム。
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