JPH0386210A - 有機溶剤蒸気混合気体の処理方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は有機溶剤蒸気を含有する気体から、選択透過性
ガス分離膜を用いて有機溶剤を回収・処理する方法に関
するものである。

〈従来の技術〉 合成繊維、合成フィルム、プラスチック、印刷インク、
塗料等の乾燥工程においては有機溶剤が蒸発し、この有
機溶剤蒸気が乾燥用気体（空気、窒素ガス等の不活性ガ
ス）に混合される。かかる有機溶剤蒸気を含む混合気体
をそのまま放出すると、その蒸気濃度が大であるために
不経済でもある。

而して、有機溶剤蒸気を含む気体から有機溶剤を回収す
る方法が種々提案されており、その１つの方法として、
有機溶剤蒸気を含有する気体、例えば、Ｎ２ガスを選択
透過性ガス分離膜モジュールに供給して透過濃縮し、こ
の有機溶剤濃縮気体を凝縮して有機溶剤を液相で回収し
、凝縮機を通過した非凝縮気体を排気し、モジュールの
非透過気体を涼気体供給側に戻して涼気体と共にモジュ
ールに供給することが公知である（特許出願公開間６ｌ
−４２３１９）　。

く解決しようとする課題〉 ところで、有機溶剤蒸気を含む気体から溶剤を回収する
場合の理想的な状態は、有機溶剤蒸気と涼気体とを完全
に分離したうえで、有機溶剤を回収し、涼気体を大気に
放出することである。上記の方法において大気への放出
ガスは、凝縮機を通過した非凝縮気体が該当する。而る
に、この非凝縮気体中の有機溶剤蒸気濃度を、上記完全
分離のＮ２ガスの有機溶剤蒸気度の状態に近づけるには
、凝縮時の冷却温度を著しく低温とし、圧力を著しく高
圧にする必要があって至難であり、凝縮後の大気放出気
体中には相当高濃度の有機溶剤蒸気が含まれている。従
って、環境衛生上問題がある。

面るに、膜モジュールの非透過気体中の有機溶剤蒸気濃
度を著しく低濃度として大気中に放出し得れば、凝縮後
での大気放出気体量をそれだけ少なくでき、上記不具合
を軽減できる。

本発明の目的は、膜モジュールの非透過気体の有機溶剤
蒸気濃度を著しく低くした状態でその非透過気体を大気
に放出することにより、上記凝縮後での大気放出気体量
を減少させて環境汚染を軽減することにある。

本発明の目的は、最終的に処理するモジュール透過気体
中の有機溶剤蒸気濃度を著しく高くすることによって、
有機溶剤の回収処理等を効率よく行うことにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明に係る有機溶剤蒸気混合気体の処理方法は有機溶
剤蒸気を含む混合気体を選択透過性ガス分離膜モジュー
ルに供給して透過濃縮し、この有機溶剤濃縮気体から有
機溶剤を回収等する方法において、上記選択透過性ガス
分離膜モジュールに、直列連結の多段膜モジュールを用
い、第１段目モジュール以外の各段モジュールの非透過
気体を第１段目モジュールの供給側に戻して原混合気体
と共に第１段目モジュールに供給し、第１段目モジュー
ルの非透過気体を大気中に排出し、最終段モジュールの
透過気体から有機溶剤を回収、あるいは当該透過気体を
燃焼処理することを特徴とする方法である。

上記有機溶剤蒸気を含む混合気体には、例えば、塗料等
の樹脂溶液の乾燥に使用された空気・窒素ガス等の不活
性ガス、不活性ガス封入有機溶剤貯蔵容器からの調圧時
放出ガス等があり、揮発溶剤を多量に含有している。有
機溶剤としては、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素類
、脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭
化水素類二ケトン類、アルコール類、カルボン酸エステ
ル類等がある。

選択透過性ガス分離膜は有機溶剤の種類に応じて選定し
、例えば、ポリイミド、ポリスルホン、セルロースナイ
トレートまたはセルロースアセテート等の多孔質支持膜
とシリコーン樹脂、ポリアクリロニトリル−ブタジェン
等の半透膜との複合膜等を使用できる。モジュールには
、スパイラル膜モジュール、中空糸膜モジュール、管状
膜モジュール、゛プレート型モジュール等を使用できる
。

〈実施例の説明〉 以下、図面により本発明の実施例について説明する。

図面は本発明において使用する回収処理装置の一例を示
している０図において、１は第１段目の選択透過性ガス
分ｇｉ膜モジュールであり、１１は１次側を、１２は２
次側をそれぞれ示している。２は第２段目の選択透過性
ガス分離膜モジュールであり、２１は１次側を、２２は
２次側をそれぞれ示している。これらの膜モジュールに
は、１次側に気体を供給する気体供給口ａと、膜を透過
した透過気体を流出する透過気体流出口すと、供給気体
が膜に沿い流動し終ってから排出される非透過気体排出
口Ｃを設け、各モジュールの非透過気体排出口には圧力
調節弁ｖ１、■２を設けである。３は有機溶剤蒸気を含
有せる混合気体を第１段目モジュールの１次（１ｊｌｌ
に供給するための送風機または圧縮機である。４は第１
段目モジュール２次四の透過気体を第２段目モジュール
の１次側に送入するための真空ポンプまたは送風機、あ
るいは圧縮機である。６は冷却凝縮機である。５は２段
目モジュールの２次１ｔｔ１１の透過気体を冷却凝縮機
に送入するための真空ポンプ機または送風機である。７
は第２段モジュール１次側の非透過気体を１段目モジュ
ールの供給側（送風機または圧縮機の入口）測に戻すた
めの戻しパイプである。

図において、処理されるべき有機溶剤蒸気含有気体イ例
えば、Ｎ２ガスと、供給側に戻されてくる第２段目モジ
ュール非透過気体口とが混合されつつ送風機（または圧
縮機〉３により第１段目モジュール１の１次側に送入さ
れ、同モジュール１の選択透過性膜分離作用により同モ
ジュール１の２次側の透過気体の溶剤蒸気濃度が高めら
れ、この膜分離作用により溶剤濃度が低められた同モジ
ュール１の非透過気体量が大気に排出され、■段目モジ
ュールｌの透過気体二が真空ポンプ（または圧縮機、あ
るいは送風機）４により第２段目モジュール２に送入さ
れ、同モジュール２による２度目の膜分離作用により同
モジュール２の透過気体ボの溶剤蒸気濃度が再び高めら
れ、この高溶剤蒸気濃度のＮ２ガスが真空ポンプ（また
は送風機）５により冷却凝縮機６に送られていく、第２
段目モジュール２の非透過気体へ中の有機溶剤蒸気濃度
は同モジュール２の選択透過性膜分離作用により、同モ
ジュール２の１次側に送入されてくる気体二中の有機溶
剤蒸気濃度よりも低められる。

而るに、各モジュールにおける透過気体中の有機溶剤蒸
気濃度、非透過気体中の有機溶剤蒸気濃度は、各モジュ
ールの膜を隔ての圧力比、供給気体量と膜透過気体量と
の比により規制される。上記においては、モジュールが
２段であり、両モジュールの各比の調整の相乗作用によ
って上記の各有機溶剤蒸気濃度をコントロールできるか
ら、容易に第１段目モジュールの非透過気体中の有機溶
剤蒸気濃度を著しく低濃度にし得、かつ第２段目モジュ
ールの透過気体中の有機溶剤蒸気濃度を著しく高濃度に
できる。

現に、被処理気体に濃度５００ＰＰＭのトルエン蒸気を
含むＮ２ガスを使用し、その気体供給量を１２３Ｎ　Ｏ
−／ｍｉｎとし、モジュールに、シリコーン架橋ポリイ
ミド膜の総膜面積が６ｍ２の２段連結のスパイラル膜モ
ジュールを使用し、各モジュールの１次ｆｉｊ１１に送
風機を、２次側に真空ポンプを設置し、各々５００〜１
０００ｍｍ　Ｌ（□Ｏケージ圧及び５０−１５０　ｔｏ
ｒｒ絶対圧の常温操作とし、第２段目モジュールの透過
気体中のトルエン蒸気濃度を約３０００ＰＰＭとするよ
うに、各モジュールの非透過気体排出口の圧力調節弁を
調節したところ、各モジュールにおける非透過気体中の
エルエン蒸気濃度、透過気体中のトルエン蒸気濃度は第
１表の通りであり、第１段目モジュールの非透過気体の
排出量は４４Ｎ　Ｑ　／ｍｉｎであった。これに対し、
モジュールには１段のものを使用し、供給気体、供給量
、膜、膜面積については上記に同じとし、透過気体中の
トルエン蒸気濃度を約３０００ＰＰＭとするように非透
過気体の排出爪を非透過気体排出口の圧力調節弁の操作
により調節したところ（比較例）、非透過気体量は１２
１ＮＱ、／ｍｉｎとなり、その気体中のトルエン蒸気濃
度並びに透過気体中のトルエン蒸気濃度は第１表の通り
であ゛つた。

この第１表からも明らかなように、本発明に係る処理方
法によれば、大気に排出する第１段目モジュールの非透
過気体の有機溶剤を著しく低減でき、環境汚染問題等の
排ガス規制に対して有機溶剤の大気放出量をよく抑制で
きる。また、最終段モジュールの透過気体中の有機溶剤
蒸気濃度を著しく高くでき、有機溶剤を効率よく凝縮に
よって回収できる。なお、凝縮機を通過した非凝縮気体
は、図面中の点線８で示すように、気体供給側に戻すこ
とができる。

上記において、モジュールの段数を３段以上とし、各段
モジュールの非透過気体排出口に圧力調節バルブを設け
、各段モジュールの非透過気体を第１段目モジュールの
１次側に戻すようにすることもできる。また、最終段モ
ジュールの高溶剤蒸気濃度透過気体の処理は、上記の冷
却凝縮に限定されるものではなく、例えば、燃焼によっ
て処理することもできる。この場合、自己燃焼が可能な
溶剤蒸気濃度とする必要があり、トルエン蒸気の場合は
３０００ＰＰＭ以上である。

〈発明の効果〉 上述した通り、本発明に係る有機溶剤蒸気混合気体の処
理方法によれば、最終の冷却凝縮工程以前の段階にて低
有機溶剤蒸気濃度で蒸気体を大気に放出しているから、
凝縮後での大気放出気体量をそれだけ軽減し得、その大
気放出気体中の有機溶剤濃度が比較的高濃度でも、環境
汚染をよき防止できる。また、最終的に処理する気体中
の有機溶剤濃度を高くできるので、回収処理、燃焼処理
を効率よく行い得る。

第１表

【図面の簡単な説明】

図面は本発明において使用する有機溶剤蒸気混合気体の
処理装置を示す説明図である。 １・・・・・・第１段目モジュール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機溶剤蒸気を含む混合気体を選択透過性ガス分
   離膜モジュールに供給して透過濃縮し、この有機溶剤濃
   縮気体から有機溶剤を回収する方法において、上記選択
   透過性ガス分離膜モジュールとして直列連結の多段膜モ
   ジュールを用い、第１段目モジュール以外の各段モジュ
   ールの非透過気体を第１段目モジュールの供給側に戻し
   て原混合気体と共に第１段目モジュールに供給し、該第
   １段目モジュールの非透過気体を大気中に排出し、最終
   段モジュールの透過気体から有機溶剤を回収することを
   特徴とする有機溶剤蒸気混合気体の処理方法。
2. （２）請求項１において、最終段モジュールの透過気体
   を冷却凝縮することによって有機溶剤を回収することを
   特徴とする有機溶剤蒸気混合気体の処理方法。
3. （３）請求項１において、有機溶剤濃縮気体から有機溶
   剤を回収することに代え、当該有機溶剤濃縮気体を燃焼
   処理することを特徴とする有機溶剤蒸気混合気体の処理
   方法。