JPH0342013A - 溶剤回収装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は有機溶剤含有ガスから活性炭を主成分とする吸
着材を使用して溶剤を回収する溶剤回収Ｖ！置に関し、
特に低沸点溶剤の回収に好適の溶剤回収装置に関する。

［従来の技術］ 従来、一般的な溶剤回収装置としては、以下に示すもの
がある。即ち、溶剤吸着材である活性炭に希薄溶剤含有
ガスを通気させ、ガス中の溶剤を前記活性炭に吸着させ
て除去した後、ガス分は浄化空気として外部に排出する
。一方、溶剤を吸着した活性炭は次工程で加熱されて溶
剤を脱着し、又は雰囲気を減圧されて溶剤を脱着する。

これにより、高濃度溶剤含有ガスが得られ、次工程の冷
却工程で溶剤が液体として分離回収される。このように
して、脱着工程により溶剤の濃縮ガスが得られると共に
、活性炭は再度吸着可能な状態に再生される。

この場合に、通常の希薄溶剤含有ガス中には、大気中の
水分が含まれており、活性炭に対する吸脱着により濃縮
された高濃度溶剤含有ガス中にも水分が含有されること
になる。

而して、高濃度溶剤含有ガスからの溶剤の冷却分離に際
して、ガス中の溶剤を高回収率で液体として回収するた
めには、可及的に低い温度まで冷却する必要がある。し
かし、前述の如く、高濃度溶剤含有ガス中には水分が含
まれており、このためその露点（結霜を開始する温度）
である０℃以下の温度まで冷却することは困難である。

即ち、冷却工程にて高濃度溶剤含有ガスを０℃以下の冷
却温度まで冷却すると、熱交換器の冷却フィン部に高濃
度溶剤含有ガス中の水分が結霜してしまつ。

そうすると、との結霜のためにフィンの伝熱効率が低下
すると共に、結霜の堆積によりガス流路が閉鎖されてし
まう。これにより、目的とする溶剤の冷却分離が困難と
なる。

このため、冷却フィン部を０℃以上に設定しておく必要
があり、実用上、ガス冷却温度は、５向夏１０℃に設定
せざるを得す、それ以下の低温度にすることはできない
。

しかしながら、フロン１１に代表される低沸点溶剤の回
収の場合には、その凝縮分離のための冷却温度が５向夏
１０℃では回収効率が極めて低いといつ問題点がある。

第３図は、種々のフロンガスの蒸気圧曲線を示す。代表
的な低沸点溶剤であるフロン１１を含有するガスを１０
℃に冷却した場合のフロン１１の蒸気圧はＯ，８２ｋＫ
／ｃｌである。従って、　８０％の高濃度にフロン１１
を濃縮できたとしても、理論上の冷却回収効率は下記式
に示すように、２２．５％になり、極めて低い。

このため、濃縮ガス中の大部分のフロン１１は液体にし
て回収することができず、キャリアガスに含まれたまま
排出されてしまう。フロン１１の濃度が６２％以下の場
合は、冷却回収効率は０％である。

このように、低沸点溶剤の回収は極めて困難であり、更
に、活性炭からの溶剤の脱着を蒸気による加熱によって
行わせる場合には、高濃度溶剤含有ガス中のキャリアガ
スが蒸気であるため、キャリアガスが空気である場合に
比して冷却回収分離時の水分量が多いので、低沸点溶剤
の回収は極めて困難である。

そこで、第１段目として、希薄溶剤含有ガスを除湿する
除湿機を設け、第２段目として、除湿後のガスを高濃度
溶剤含有ガスに濃縮する濃縮装置を設け、第３段目とし
て、濃縮ガスを冷却して溶剤を凝縮分離する冷却装置を
設けた溶剤回収装置が提案されている（特開昭８１−８
２８２５号）。このように、溶剤を濃縮した後冷却して
凝縮分離する前に、希薄溶剤含有ガスを除湿することに
より、前述の結霜問題を回避できる。従って、溶剤含有
ガスをマイナス温度（０℃以下の温度）まで冷却して回
収効率の向上を図ることが可能である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第３図から明らかなように、仮にフロン
１１含有ガスを一２０℃まで冷却したとしても、フロン
１１の蒸気分圧は０．１７ｋＫ／ｃｌであり、濃縮ガス
中の１７％のフロン１１は凝縮せず、従って回収するこ
とができない。このように、未凝縮溶剤が多量に残存す
るため、その回収効率を十分に高めるまでには至ってい
ない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
低沸点溶剤含有ガスから溶剤を高回収率で回収すること
ができる溶剤回収装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る溶剤回収装置は、溶剤含有ガスを除湿する
除湿手段と、除湿後のガスを冷却して溶剤を液体として
回収する冷却手段と、活性炭を主成分とする吸着材を使
用して冷却後のガスを溶剤濃縮ガスと浄化ガスとに分離
する濃縮分離手段と、前記溶剤濃縮ガスを前記冷却手段
の入口側に返戻することを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、第１図に示すように、先ず、除湿手
段Ａにより溶剤含有ガス（処理ガス）を除湿した後、冷
却手段Ｂにより冷却して溶剤を液体として回収する。冷
却に先立ち予め除湿しているので、ガス中の水分は極め
て少なく、結霜が生じることがないため、溶剤含有ガス
をその回収率が高い０℃以下の低い温度まで冷却するこ
とができる。

次いで、冷却後の未凝縮の溶剤を含有するガスを濃縮分
離手段Ｃにより、溶剤濃縮ガスと溶剤が除去された浄化
ガスとに濃縮分離する。この濃縮分離手段においては、
活性炭を主成分とする吸着材を使用し、冷却後の未凝縮
溶剤を含有するガスを前記吸着材に通して溶剤を除去し
、溶剤が除去されたガスを浄化ガスとして排出する。一
方、吸着材に吸着された溶剤は吸着材を加熱及び／又は
減圧することにより脱着させ、溶剤濃縮ガスとして冷却
手段Ｂの入口側に戻す。

この場合に、濃縮手段Ｃに導入されるガスは冷却手段Ｂ
により冷却された低温のガスであるため、吸着効率が極
めて高い。また、この濃縮手段Ｃに導入されるガスは、
冷却手段Ｂにより所定の低温度（例えば、−５０℃）に
冷却されて未凝縮の溶剤のみを含むガスであるから、そ
の溶剤濃度は略々一定で低い。このため、処理ガス中の
溶剤濃度が大きく変動しても、濃縮分離手段は実質的に
一定の負荷を受けるため、その装置構成が簡素になる。

また、浄化ガス中の残存溶剤の濃度も一定になる。

［実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して具
体的に説明する。

第２図は本発明の実施例に係るフロン回収装置を示すブ
ロック図である。乾式除湿機１には配管８ａを介して処
理空気（希薄溶剤含有ガス）が導入され、除湿機１はこ
の処理空気を乾燥して水分を除去した後記管８ｂを介し
て排出する。水分はタンク５ａに集められる。なお、処
理空気は温度が例えば４０℃であり、フロン１１を４〜
７０％含有し、残存空気は２５℃で６０％の相対温度に
相当する絶対湿度１２　ｇ／ｋ　ｇ’の水分を含有して
いる空気である。また、乾燥後の処理空気の露点は例え
ば、−６０℃である。この乾式除湿機１はゼオライ）４
Ａを主成分とする吸着材を使用したものであり、この吸
着材に処理空気を通すことにより、処理空気が乾燥され
る。なお、乾式除湿機１に使用する吸着材としては、前
述のゼオライト４Ａに限らないが、水分の吸着能が高い
と共に、回収せんとする溶剤、本実施例においてはフロ
ン１１の吸着能が低いものを使用する必要がある。

冷却器２にはこの乾燥後の処理空気が配管８ｂを介して
導入される。冷却器２においては、乾燥処理空気が例え
ば、−５０℃に冷却され、処理空気中のフロンが凝縮し
て液化する。この液体フロンはタンク５ｂに集められる
。

冷却後のガス中には、未凝縮のフロン１１が例えば２．
７％（体積％）含有されており、この低温溶剤含有ガス
は配管９及び分岐配管９ａ＋９ｂを介して濃縮分離装置
３の第１吸着塔４ａ及び第２吸着塔４ｂに選択的に導入
される。

吸着塔４ａ、４ｂには、夫々活性炭を主成分とする吸着
材が充填されており、また、この吸着材を加熱するヒー
タ４　ｃ　＋　　４　ｄが設けられている。

吸着塔４ａ、４ｂを通過してフロンが除去された浄化ガ
スは配管１０ａ、１０ｂを介して配管１０に集められ、
この配管１０を介して外部に排出される。一方、配管１
０ｂには配管１３を介して分岐配管１２ａ、１２ｂが連
結されており、この配管１２ａ、１２ｂは夫々吸着塔４
ａ、４ｂに連結されている。従って、配管１０ａ、１０
ｂを介して排出された浄化ガスの一部は配管１３．　１
２　ａ。

１２ｂを介して吸着塔４ａ、４ｂに再生ガスとして導入
されるようになっている。この再生ガスは吸着塔４ａ、
４ｂ内を通過した後、配管１１ａ＋１１ｂを介して吸着
塔４ａ＋４ｂから排出される。

そして、配管１１ａ、ｌｌｂはいずれも配管１１の一端
部に連結され、配管１１の他端部は配管８ｂに連結され
ている。

配管８ａには送風機６ａが介装されており、処理空気を
乾式除湿機１へ圧送する。また、配管１１には真空ポン
プ６ｂが介装されており、再生後の濃縮ガスを冷却器２
の入口側に圧送する返戻手段を構成している。

また、配管９ａ、９ｂには夫々開閉弁１４ａ。

１４ｂが、配管１０ａ、１０ｂには夫々開閉弁１５ａ、
１５ｂが配管１１ａ、１１ｂには夫々開閉弁１８　ａ、
　　１８　ｂが、配管１２ａ、１２ｂには夫々開閉弁１
７　ａ、　　１７　ｂが介装されており、配管１３には
流量調整弁７が介装されている。

次に、このように構成されたフロン回収装置の動作につ
いて説明する。

先ず、例えば、温度が４０℃、フロン１１の濃度が４向
夏７０％、残空気中の絶対湿度が１２ｇ／ｋｇ’　の処
理空気（溶剤含有空気）を送風機６ａにより例えば８ｍ
３／分の風量で乾式除湿機１に送り込む。

そうすると、この乾式除湿機１は処理空気を除湿し、露
点が例えば−８Ｇ℃と水分を殆ど含有しない乾燥処理空
気を冷却器２に送給する。また、処理空気から除去した
水分はタンク５ａに集められる。

乾燥処理空気は水分を実質的に含まないが、フロン１１
の含有量は殆ど変化していない。

そして、この乾燥処理空気は冷却器２により冷却され、
乾燥処理空気中のフロン１１は凝縮して冷却器２の冷却
温度（例えば−５０℃）におけるフロン１１の蒸気分圧
を超える部分が液体になる。

このフロン液体はタンク５ｂに集められて回収される。

この冷却器２から排出されるガス中には、未凝縮のフロ
ン−１１が含まれており、例えば、体積％で２．７％の
フロン１１を含有する。この高濃度且つ低温のフロン含
有空気はフロン１１の濃縮分離装置３へ送給される。

濃縮分離袋［３においては、先ず開閉弁１４ａ。

１５　ａ、　　１８　ｂ、　　１７　ｂが開、開閉弁１
４ｂ、１５　ｂ＋　　１８　ａｓ　　１７　ａが閉にな
っている。このため、低温フロン含有空気は先ず吸着塔
４ａに供給されてその内部に充填されている吸着材を通
過する。これにより、フロン１１が除去されてフロン濃
度が例えば５ｏｏｐｐ■と極めて低い浄化空気が得られ
、この浄化空気はパイプ１０を介して排出される。一方
、浄化空気の一部は流量調整弁７を介して所定の少量骨
だけ再生ガスとして吸着塔４ｂに導入される。吸着塔４
ｂは真空ポンプ６ｂにより排気され、減圧下に保持され
ており、更にヒータ４ｄにより吸着塔４ｂ内の吸着材が
加熱されている。これにより、吸着塔４ｂ内の吸着材は
減圧下で加熱され、従前の吸着工程で吸着していたフロ
ン１１を脱着する。この脱着されたフロン１１は前記再
生ガスをキャリアガスとして真空ポンプ６ｂを介して冷
却器２の入口側に返戻される。このフロン脱着後のガス
は例えばフロン１１を１７％含有し、比較的高濃度のフ
ロン−１１を含有した状態で冷却器２の入口側に返戻さ
れ、乾式除湿機１からの乾燥処理空気と混合されて再度
冷却器２に導入される。　このようにして、吸着塔４ａ
にてフロンの吸着がなされ、吸着塔４ａから浄化空気が
排出されている間に、吸着塔４ｂではフロンの脱着工程
が進行する。

そして、吸着塔４ａ内の吸着材がフロンで飽和した時点
で、又は飽和する直前で開閉弁を切り替える。即ち、開
閉弁１４ｂ、１５ｂ、１８ａ、１７ａを開、開閉弁１４
　ａｌ　　１５　ａｓ　　１８　ｂｅ　　１７ｂを閉に
する。そうすると、冷却後のフロン含有空気は吸着塔４
ｂに導入され、吸着塔４ｂ内の吸着材を通過してフロン
１１が除去される。フロン除去後の浄化空気は吸着塔４
ｂから配管ｔａｂ。

１０を介して排出される。また、吸着塔４ａ内は真空ポ
ンプ６ｂにより排気されていて減圧下に保持されている
と共に、ヒータ４Ｃによりその吸着材が加熱されている
。これにより、従前の吸着工程により吸着されていたフ
ロン１１が脱着され、吸着材が再生される。また、再生
後の高濃度フロン含有空気は冷却器２の上流側に返戻さ
れる。

上述のごと（、濃縮分離装置３においては、未凝縮のフ
ロン１１を含有する低温フロン含有空気に対して、吸着
塔４ａと吸着塔４ｂとで吸着工程と脱着工程とが交互に
繰り返され、フロン濃度が極めて低い浄化空気と、フロ
ン脱着後の比較的フロン濃度が高い再生後ガスとが連続
的に生成される。そして、再生後ガスは再度冷却器２に
送られて冷却された後、吸着塔４　ａ　＋　４　ｂによ
りフロンの除去処理がなされる。

この場合に、吸着塔４　ａ　＋　４　ｂに導入されるフ
ロン含有空気は冷却器２により冷却された低温のもので
あるから、吸着材による吸着効率が極めて高く、フロン
含有空気中からフロン１１が高効率で除去される。また
、この濃縮分離装置３には冷却器２により凝縮処理を受
けた後の未凝縮フロンのみを含有する濃縮空気が供給さ
れるので、各吸着塔４ａ＊４ｂに導入される空気中のフ
ロン濃度は冷却器２の冷却温度により決まるものであり
、実質的に一定値である。従って、乾式除湿機１に導入
された処理空気中のフロン濃度が例えば４白玉７０％と
大きく変動しても、濃縮分離手段である吸着塔４ａ、４
ｂから排出される浄化空気中の残存フロン１１の濃度は
例えば５ｏｏｐｐ■と一定である。

従って、この濃縮分離装置３の能力又は容量を設計する
際に、その容量範囲が狭くてもよいので吸着効率上極め
て適切な材料及び大きさ等を選択することかでき、その
フロン回収効率を更に一層高めることができる。また、
大部分のフロンは冷却器２により既に除去されているた
め、吸着塔４ａ＋４ｂにより除去すべきフロンの絶対量
は少なくてよい。従って、このフロン濃縮分離装置３は
小型のものでよく、その装置コストが低い。

例えば、前述のごとく、フロン濃度が４白玉７０％と大
きく変動するフロン１１を回収する場合に、排出される
浄化空気のフロン濃度を５００ｐｐｍ以下に規制しよう
とすると、乾式除湿機１は風量Ｂ■３７分の空気から２
．４　Ｘｌ０−”ｋｇ／分の速度で水分を除去できるも
のであればよく、冷却器２は一５０℃に冷却することが
できるものであればよく、更に、濃縮分離装置３はフロ
ン濃度が２．７％の空気を１７％程度のフロン濃度に濃
縮することができるものであればよい。従って、装置構
成は簡素であり、特に濃縮装置３は従来の装置より負荷
が軽減されて構造が小型化される。

なお、処理空気中のフロン濃度が７０％の場合には、本
実施例装置においては９９１８％の回収率が得られ、フ
ロン濃度が４％の場合には９８．８％の回収率が得られ
る。このように本実施例においては回収率が高いのに加
え、得られた浄化空気中のフロン排出濃度は処理空気中
のフロン濃度が４白玉７０％と変動してもほぼ５００ｐ
ｐｍと一定である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては溶剤含有ガスを
除湿し、冷却した後、活性炭を主成分とする吸着材を使
用した濃縮分離手段に供給して浄化ガスと濃縮ガスとに
分離するから、溶剤を低温度で吸着材に吸着させて除去
することができるので、その吸着効率が極めて高い。ま
た、濃縮後のガスは再度冷却手段に返戻して冷却凝縮工
程に供するから、溶剤の回収効率が極めて高い。更に、
処理空気中の溶剤濃度が変動しても、排出される浄化ガ
ス中の溶剤濃度を二定値にすることができると共に、ｌ
！ｉｆ装置の小型化が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の実施例に係るフロン回収装置を示すフロック図、第
３図は種々のフロンガスのｉｆｉ圧曲線曲線すグラフ図
である。 Ａ：除湿手段、Ｂ：冷却手段、Ｃ：濃縮分離手段、１：
乾式除湿機、２：冷却器、３：濃縮分離装置、４　ａｌ
　４　ｂ　：吸着塔 第 ２ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶剤含有ガスを除湿する除湿手段と、除湿後のガ
   スを冷却して溶剤を液体として回収する冷却手段と、活
   性炭を主成分とする吸着材を使用して冷却後のガスを溶
   剤濃縮ガスと浄化ガスとに分離する濃縮分離手段と、前
   記溶剤濃縮ガスを前記冷却手段の入口側に返戻する返戻
   手段とを有することを特徴とする溶剤回収装置。
2. （２）前記濃縮分離手段は活性炭を主成分とする吸着材
   を貯留した第１及び第２の吸着塔と、前記冷却後のガス
   を前記第１及び第２の吸着塔に交互に通過させて溶剤を
   吸着させ第１又は第２の吸着塔から浄化ガスを排出させ
   るガス通流手段と、前記第１及び第２の吸着塔の吸着材
   から溶剤を交互に脱着させてその溶剤濃縮ガスを前記返
   戻手段により前記冷却手段の入口側に返戻させる脱着手
   段とを有することを特徴とする請求項１に記載の溶剤回
   収装置。
3. （３）前記除湿手段は、ゼオライトを主成分とする吸着
   材に前記溶剤含有ガスを通過させることを特徴とする請
   求項１又は２に記載の溶剤回収装置。