JPH02502614A - 大気中より揮発性化合物を回収する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 大気中より揮発性化合物を回収する方法技術分野 本発明は、揮発性化合物を含有する材料の製造、取扱、貯蔵、使用のいずれかが 行なわれる部屋から排出される大気から、水以外の揮発性化合物を回収する方法 に関するものである。これらの揮発性化合物は、周囲に不快感を与え、環境に対 し脅威を与えるものとして注目を引いてきた。そして、これらの化合物を回収し 再利用することに関心が向けられてきた。本発明は、塗料、印刷インク、接着セ メント、プラスチック等の溶剤や分散展色剤（ｄｅｓｐｅｒｓｔｏｎ　ｖｅｈｉ ｃｌｅｓ　）や洗浄液、抽出液に関わるものである。これらの化合物は、通例、 炭化水素もしくはハロゲン置換された炭化水素から成っているが、本発明は、他 の揮発性化合物、たとえば二硫化炭素も対象とする。

溶剤の蒸発は、とりわ番ブ塗料の製造・取扱・貯蔵・使用の場合に生じる。ペイ ントやラッカの塗装のさいの溶剤の蒸発には、これまで多くの注意が払われてき た。この種の塗装はスプレー・ブース（ｓｐｒａｙ　ｂｏｏｔｈ　）又はスプレ ー至で行なわれるが、これらの場所を通過する多量の換気により塗料から多量の 溶剤が搬出される。＠装は室温で行なわれるので、排出された空気は、気温の低 い季節には、室温まで温めた相装置の新気と交換しなければならない。この予熱 の必要は、空気の１部を再循環させることで低減されるが、それによって、空気 中の溶剤含量は増大し、排出総量の減少はない。

背景技術 排出される空気には、通例、大量の空気中に比較的少けの揮発性化合物しか含ま れていないので、その種の排気を効果的かつ確実に清浄化する方法は発見されて いない。揮発性化合物をサンドベッドで１！焼させたり、有機や無機の吸収材に 吸着させたり、種々の試みがなされてはきた。揮発性物質を凝縮することも提案 されたことがあるが、結果は、大気の湿度が処理を妨げるため、かんばしくなか った。欧州特許第１２４９９７号明細書では、プラスチックの硬化炉から排出さ れる空気中の溶剤蒸気を回収することが提案されている。その場合、窒素を含む 空気が液体窒素で冷却され、再加熱後に砕化かへ戻されるので、水蒸気が入り込 むことが防止される。このような処理をしないと、水蒸気が凍って、バイブその 他の導管が詰まることがある。

欧州特許第７１９０７号明細書では、乾燥クリーニング・プラントから排出され る大気をヒートポンプで冷却し、溶剤や水を、液体として除去できる温度にする 。しかしながら、揮発性化合物を許容しつる程度まで大気から除去するには、大 気を冷却して、標準的な空気湿度では氷結が生じてＳ！胃を詰まらせる恐れのあ る温度にせざるをえない。

発明の開示 本発明によれば、揮発性化合物を含有する大気から、先ず水蒸気を除去し、次い で水以外の揮発性化合物を冷却して凝縮し、その凝縮物が回収される。本発明に よれば、揮発性化合物の排出大気を浄化して、あらゆる特殊なケースの場合に求 められている程度の清浄度にすることができる。本発明は、揮発性物質の冷却と 凝縮にもとづくものなので、最終的に排出される大気中の前記化合物の残渣は、 選定した最終温度での当該化合物の蒸気圧に左右される。

本発明の第１ステツプは、好ましくは、水を＠＠する特殊な能力をもつが、その 他の化合物を吸着する能力は極めて乏しい媒体を用いて、大気から水分を除去す るというものである。この吸着剤は、当該分野では周知のものであり、たとえば 米国特許第３０７８６３５号明細書に説明されている特殊な構造のゼオライト（ ｚｅｏｌｉｔｅ　）から成るモレキュラシ−７（１０１ｅｃＵｌａｒ　５ｉｅＶ ｅ　）が挙げられる。この第１ステツプは、室温で行なわれるので、吸着媒体が 揮発性化合物で詰まる危険は大幅に低減される。この吸着媒体は、次いで熱気で 再生され、再利用される。本発明の第２のステップでは、大気をヒートポンプで 冷却する。このヒートポンプは、好ましくは、気体相の媒体を圧縮して、冷却し 、凝縮する形式のものである。次いで、凝縮媒体は蒸発により低温を発生させる 。

この形式のヒートポンプは、大気を極端な圧力を用いることなしに一３０’から 一４０°の温度範囲に冷却できる。このステップで凝縮された揮発性化合物は除 去される。

第３ステツプでは、更に、大気を冷却し、揮発性化合物の残りを凝縮させる。そ して、その凝縮物を除去する。

第３ステツプでの冷却は、乾性気体、たとえば第１ステツプの大気の小量を圧縮 することで行なう。圧縮気体は冷却したのち、好ましくは、第３ステツプの大気 中へ放出する。この大気は、熱交換により冷却される前には、第３ステツプを去 る大気と一緒にしておく。

第２ステツプと第３ステツプで凝縮された揮発性化合物は分離される。たとえば 塗料の溶剤は、減少されるほど清浄にされて回収される。本発明の場合、種々の 極めて低い温良を選択する大幅な自由がある。た、排出大気の熱含通を回収し、 それを加熱処理に使用することもできる。第２ステツプでは凝縮媒体で作業する 従来型ヒートポンプを用い、第３ステツプでは小型の冷却装置を用いるのは、必 要とされる装置から見ても、その信頼性の点でも、極めて利点があることが判明 した。

図面の簡単な脱毛 図面は本発明の方法の好適実施例を示した略示図である。第１ステツプでの揮発 性化合物含有排気はＶｉＮ４゜５を通り、水蒸気を除去される。第２ステツプ１ ２では、更に、この排気がヒートポンプで冷却される。第３ステツプ２４では、 更に、この排気が冷却されて、揮発性化合物の残りが凝縮されて、凝縮物が除去 される１８゜２１゜ 発明を実施するための形態 発明を実施するための形態を、図面につき説明する。

揮発性化合物の蒸発が生じ、たとえば１８℃〜２０℃の室温をもつ部屋から排出 される大気は、まず、塗料や埃など固体状、液体状の汚染物質を除去するフィル タ２へ導かれる。排気は、次いで、装置３を吹きぬけさせられる。この処理は別 のステップで行なわれる。

第１ステツプは、以後のステップで氷結が生じないように、排気から水蒸気を除 去する目的をもっている。水蒸気は、水蒸気吸収能のある吸着剤を充填したベッ ド４゜５でｒｌｊＬ看によって除去される。この目的には、モレキュラシーブと も呼ばれる合成ゼオライトを用いるのが好適である。これらのシーブは、一定の 物質、たとえば水蒸気を吸着する選択的能力をもつように造ることができる。

この場合は、第３ステツプで極めて低い温度まで冷却する必史があれば、２Ｉａ 化炭素を吸着するようにすることもできる。揮発性化合物の吸着は、吸着剤を適 切に選ぶことにより、きわめて低く維持されうる。

ベッドは、それぞれ弁６．７．８．９によって接続されており、９閤で、弁２６ ．２７．２８．２９によって接続されている熱気２５により再生される。水蒸気 を除去された排気は、バイブ１０を通って第１冷却装置１２へ導かれる。この１ ｉｌ１１２のなかで、本発明による方法の第２ステツプが行なわれる。この冷却 装置のなかで排気はヒートポンプ１１，１３，１４．１６により冷却される。こ のなかで、適宜の冷凍剤がコンプレッサ１３内で圧縮され、冷却され、凝縮物１ ４が、減圧１６ののち、冷却される蒸気溶剤を含む進入大気により気化１１され る。ヒートポンプの冷凍剤としては、現在のところフルオルハイドロカーボン類 （ｒｌｕｏｒｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ　）が通例は用いられる。たとえば、Ｃ ＨＣＬＦ２　（ＣＦＣ２２゜Ｆｒｅｏｎ　　２２）を用いると、排気は一３０℃ から一４０℃の範囲まで冷却できる。揮発性化合物の一部は、凝縮され、分離１ ７され、取出される１８゜冷凍剤の凝縮１４のためには、水又は加熱されて加熱 目的に利用可能の空気により冷却１５される。たとえば、換気用に進入する新気 は、つくられた温水によって加熱することができる。

本発明による第３ステツプを実施するには、冷却排気が蒸発機１１及び分離機１ ７から最終冷却１９に回される。ここで温度が更に低くされ、残りの揮発性化合 物を十二分に凝縮させる。これらの化合物は冷却８！１９の内表面で液化され、 取出させる２１゜ｉ終冷却機１９がら出てくる排気は、進入する大気と熱交換２ ２される。

更に、適宜な方法で冷却２０を行なう。本発明の方法によれば、乾性気体、たと えば、第１ステツプからの無水排気の一部３ｏを圧縮し、第３ステツプからの送 出排気との熱交換により冷却し、膨張後に冷却機１９へ導入する。

もう一つの冷却方法は、適当な価格で入手できる場合、たとえば液体窒素のよう な外部冷媒を用いる方法である。

第３ステツプの全冷却装置２４は、周囲から適宜に絶縁しておく。このようにす ることにより、第３ステツプの冷却ｉ胃は、揮発性化合物の凝縮と、絶縁材を通 過する熱を除去するだけの寸法であればよいことになる。

送出排気２３は、夏期には、たとえば換気用新気の冷却に利用できる。現行の場 所では揮発性化合物の使用が停止されることがあっても、本発明の方法を実施す る装置は、装置の全体又は部分を利用して、送出空気もしくは新気から熱を回収 し、有用な目的に役立てることができる。

産業上の利用可能性 本発明による方法の産業上の利用可能性の一例として挙げられるのは、自動車の ボディのスプレー＠装もしくはラッカー塗装である。

典型的なカー・ボディのスプレー・ボックスから排出される空気は約２００，０ ００ＴｒＬ３／ｈであり、塗料から放出される溶剤の含量は約０．２５９／ｍ３ である。

温度２０℃、相対湿度６０％では、水分含量は約１０９／ＴｒＬ３である。フィ ルタ１を通過したのちの空気は、水分吸着ベッド４，５の１つのなかを吹きぬけ させられる。

そのベッドを出た空気に水分が認められれば、その空気は直ちにもう１つのベッ ドを吹きぬけさせられ、第１のベッドは再生される。

空気は、それから第２ステツプを通過する。このステップでは、空気が一４０℃ に冷却される。凝縮される溶剤は少量にとどまる。

第３ステツプでは、空気が一７０℃に冷却される。このステップで溶剤の大部分 が凝縮され、回収される。

スプレー・ボックスから排出される空気の大部分を循環させることにより、空気 量は低減される。たとえば、空気が１０回循環されるとすれば、装置への空気流 は２０．０００ＴｒＬ３／ｈに減少し、ソ（Ｆ）３Ｂ剤ａｌハ２５９　／面゛３ に増大する。この場合、大部分の溶剤は第２ステツプで凝縮され、第３ステツプ で残りが凝縮される。

このようにして、典型的なスプレー・ボックスから集められる診剤は５０幻であ る。たとえば、年間６０００ｖＲ８の作業８８間とすれば、換気団空気から回収 される溶剤は３００．０００都にのぼる。

補正請求の範囲 補正書の翻訳文提出書　（特許法第１８４船７帽組

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．凝縮により大気より揮発性化合物を回収する方法において、揮発性化合物を 含有する大気（１）から、ます水蒸気を除去し（４．５）、次いで前記大気を冷 却して（Ｕ２．２４）水以外の揮発性化合物を凝縮させ、そのあとで前記凝縮化 合物を前記大気から除去する（１８．２１）ことを特徴とする大気から揮発性化 合物を回収する方法。
2. ２．請求の範囲第１項記載の方法において、前記大気から水蒸気を吸着除去する 第１ステツプ（４．５）と、ヒートポンプ（Ｕ１．１３．１４）により前記大気 を−３０℃から−４０℃の範囲に冷却する第２ステツプ（１２）と、前記大気を 更に冷却し、前記揮発性化合物を最終的に凝縮させる第３ステップ（２３）とを 有することを特徴とする方法。
3. ３．請求の範囲第２項記載の方法において、前記第１ステツプの大気からの水分 吸着がモレキユラシープ（４．５）内で行なわれることを特徴とする方法。
4. ４．請求の範囲第２項記載の方法において、前記第３ステツプの大気が、圧縮さ れ冷却された乾性気体を前記大気中へ送入膨張させることにより冷却されること を特徴とする方法。
5. ５．請求の範囲第２項記載の方法において、前記第３ステツプの大気を外部から 冷媒を供給して冷却することを特徴とする方法。