JPH04166210A - 溶剤の大気排出抑制方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は疏水性溶剤の大気排出抑制方法に関する。さら
に詳しくは、芳香族系、脂肪族系および（または）エス
テル化合物系各溶剤を主体とする溶剤の大気排出抑制方
法に関する。

［従来の技術］ 溶剤ガスの発生源は多数あるが、たとえば車輌の吹付塗
装工程、焼付乾燥工程などで多量に発生ずる。

従来より公害対策として、塗装工程などで発生する溶剤
ガスの大気排出を抑制するために各種の方法が採られて
いる。その一つとして発生した溶剤ガスを何らかの手段
で捕集する方法があるが、捕集効率の向上の点から塗料
の改良を伴うものが多い。

たとえば、塗料として親水性塗料、すなわち溶剤が親水
性の塗料を用い、発生１７た溶剤ガスをスクラバー装置
に導き、循環水を用いて塗料ミスト中の溶剤と共に水洗
・吸収させることによって大気汚染防止を図っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、親水性塗料はその溶剤が特殊であり、コ
ストが高いという欠点がある。

一方、一般的な芳香族系、アルコール系およびエステル
化合物系溶剤などの疏水性溶剤を溶剤の主成分とする塗
料（以下、疏水性溶剤塗料という）は低コストであるが
、発生した疏水性溶剤ガスを高効率かつ低コストで除去
する実用的方法がないのが現状である。

本発明は前記の点に鑑みて、親水性塗料などにくらべて
安価な疏水性溶剤塗料を用いるばあいに、親水性塗料の
ばあいのように発生した溶剤の大気排出を高効率かつ低
コストで抑制しうる方法を提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、単一または複数種の疎水性溶剤を主体とする
溶剤の気体を、比較的蒸気圧が低く、前記溶剤と完全に
混和しうる有機液体（以下、吸収液という）のスプレー
と気液接触させて吸収し、溶剤を吸収した該吸収液を蒸
留にかけて溶剤を回収するとともに、該吸収液を再生・
再利用することを特徴とする溶剤の大気排出抑制方法に
関する。

［作用および実施例］ 本発明は、キシレン、エチルベンゼン、トルエン、高沸
点アルキルベンゼン類、アルキル縮合多環化合物類など
の芳香族系溶剤、ヘプタン、シクロペンタンなどの脂肪
族系溶剤、エチルアセテート、ブチルアセテートなどの
エステル化合物系溶剤の単独または２種以上の混合物の
気体を対象とするものである。ここで気体とは溶剤の霧
状物、さらには塗料ミストを含む概念である。塗料ミス
トとは塗料の霧化された状態をいい、溶剤や顔料、樹脂
からなっている。

前記芳香族系溶剤にはスワゾール［Ｆ］（コスモ石油（
株）製）、ツルペッツ（Ｐり（エッソ化学（株）製）（
いずれも高沸点アルキルベンゼンとアルキル縮合多環化
合物の混合物）なども含まれる。

また対象とする溶剤は前記疏水性溶剤を主体とするもの
であれば、親水性溶剤を数容量％〜２０容量％程度含む
ものであってもよい。親水性溶剤としては、メチルアル
コール、ｎ−ブチルアルコール、１ｓｏ−ブチルアルコ
ールなどのアルコール系溶剤、メチルセロソルブ■（Ｋ
ｏｄａｋ社製、米国特許第２，７４８．Ｌ７１号明細書
参照）、ブチルセロソルブ”　（Ｍｅｌ　Ｉｏｎ　Ｉｎ
５ｔ、　Ｉｎｄ、　Ｒｅｓ、社製、米国特許第２，４４
８，７６７号明細書参照）などのエーテル系溶剤、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン
系溶剤などがある。

前記のごとき疏水性溶剤を主体とする溶剤を用いるもの
としては、たとえば車輌、電気製品などの焼付塗料があ
る。

これらの塗料は、前記芳香族系溶剤、脂肪族系溶剤、エ
ステル化合物系溶剤などの疎水性溶剤を主体として、前
記アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤な
どの親水性溶剤を少量含有するものである。

前記疏水性溶剤の気体を吸収させる有機液体としては、
それ自体の気化による大気汚染を防止しかつ溶剤ガスの
吸収をよくするために、比較的蒸気圧が低くかつ前記疏
水性溶剤と完全に混和しうる有機液体が用いられる。

このような有機液体は、溶剤の種類によって適宜選択で
きる。その−例とし、て、流動パラフィンは次の点から
好ましい。

流動パラフィンは前記塗料溶剤すべてと完全に混和し、
沸点が３００〜４００℃と高く、蒸気圧が常温でほとん
どゼロのものである。また、無色、無臭であり、危険物
の範鴫には入るが引火点が高い（２００℃以上）、粘性
が５ＯｃＳｔ以下と低く気液接触が容易なミスト状また
は薄膜状になりやすい、化学的に安定（耐光、温度、薬
品）で人体に無害である、といった性質を有している。

溶剤を含む気体中に吸収液をスプレーするばあいは、ス
プレーノズルから吸収液をミスト状または膜状にスプレ
ーし、導入した溶剤の気体と接触させて吸収させる。気
体中に含まれる溶剤濃度が低く、また、排風量も膨大な
ため、吸収溶剤は再揮散されやすい。そのため、スプレ
ーする吸収液中の溶剤濃度は、５重量％以下であること
が必要であり、そのうちでも０．３重量％以下であるこ
とか好ましい。

溶剤を吸収した吸収液は、次の手段により再生される。

吸収液を蒸留装置に導き、溶剤を留去・回収し、再生し
た吸収液を吸収塔に戻す方法が用いられる。回収した溶
剤は所望により精製Ｉ７て再使用する。

蒸留の方法と１２では、減圧蒸留、水蒸気蒸留薄膜蒸留
などが適用できる。

これに対し、たとえばゼオライトなどを用いた吸着分離
法は、分子径の違いによって、大きな分子中に存在する
小さな分子をゼオライトなどの細孔中にとり込むことに
よって分離する方法（分子ふるい）であるが、該溶剤の
分子径分布が広＜　　（３，５〜９人）、また吸収液の
分子径範囲（４〜６人）を完全に含んでしまうものであ
るために分離が不可能である。

なお、スプレー装置を用いて吸収液をミスト状または液
膜状にスプレーし、吸収を行うばあいにおいて、溶剤の
回収と吸収液のリサイクルを連続的に行なうには、溶剤
を吸収し７た吸収液のすくなくとも一部を連続的に蒸留
装置に導き、抜き出１７た吸収液の分量だけフ１ノッシ
ュな吸収液（蒸留操作によりえられた再生ずみのもの）
を補充１７て吸収塔に戻す方法が採られる。

塗装時に発生した気化溶剤は一般に塗料樹脂成分を含有
するミストを同伴する。

かかるミストを同伴する溶剤気体を直接吸収液と接触さ
せると塗料樹脂成分が吸収液中に蓄積してその回収量が
膨大になるので、予め塗料ミストを可及的に除去したの
ち吸収液と接触させるのが好ましい。塗料ミストを予め
除去するには、ウォーターカーテン、スクラバー装置な
どで水と気液接触させる方法などが適宜採用できる。

なお、塗料ミストを予め除去しても長期間運転すると塗
料樹脂成分が徐々に蓄積し２てくる。

しかし、有機液体の遂時再生のための減圧水蒸気蒸留時
に加熱されて、塗料樹脂成分は固化するため、フィルタ
ーなどで容易に分離可能である。そのために、有機液体
中に蓄積する塗料樹脂成分は飽和状態にはなりえず、有
機液体のスプレーによる溶剤吸収に何ら悪影響をおよぼ
さない。

また、蒸留時に溶剤中の低沸点成分は分離しやすいか、
高沸点成分（たとえば、スワゾール■やツルペッツ［Ｆ
］など）は吸収液との沸点差が大きくないために、分離
し難い。しかし２、前記高沸点溶剤成分は、蒸気圧も低
いために、該溶剤の再揮散は少ない。

つぎに実施例をあげて本発明を説明する。本実施例では
、第１図に示す塗装ブース、スクラバー装置、吸収塔を
備えた実験装置を使用して疏水性溶剤塗料の吹付塗装時
に発生した溶剤を吸収する実験を行った。また、溶剤を
吸収（また該吸収液を用いて減圧水蒸気蒸留実験も行っ
た。

第１図において、（１０）は塗装ブース（巾１２００■
×長さ２５００ｗｍＸ高さ２５００ｍ５、容積７．５ｍ
　３、風速０．５ｍ　／秒）　、（２０）は該ブースに
併設されているスクラバー装置、（４０）は吸収液槽、
（５０）はスプレー式吸収塔、（６０）は排気管、（７
ｏ）は蒸留塔である。

ブース（１０）での吹付は塗装時に発生した溶剤ガス、
塗料ミストはスクラバー装置（２０）にその下部から導
入され、シャワー装置（２１）からスプレーされた水と
気液接触させられ塗料ミストが捕集される。塗料ミスト
を捕集した水はブース（ｌＯ）の下部に集められ、つい
で固形分分離槽（１２）に送られ、そこからシャワー装
［（２１）に供給される。

前記スクラバー装置（２０）の段数は、吸収結果にあま
り影響を与えないので、１段のみ使用した。なお、塗装
ブース（１０）からの溶剤などを含んだ被処理気体の流
量は常温常圧で約１ｍ３／分（溶剤濃度：５００±　２
０（）ｐｐｅ＋　）であり、それに対してスクラバー装
置（２０）の水流量は６００リットル／分であった。

スクラバー装［（２０）はダクト（３ｏ）に接続してお
り、ダクト（３０）は底部に吸収液（４１）を有する吸
収液槽（４０）に通じている。スクラバー装置（２０）
で塗料ミストをほぼ完全に除去された溶剤ガスはダクト
（３０）を通って、吸収液槽（４０）に接続された吸収
塔（５０）に入り、スプレーノズル（５１）からの吸収
液と気液接触する。溶剤ガスを除去された排ガスは排気
Ｗ　（６０）から大気中に排出される。

なお、（１１）は給気ファン、（３１）、（６１）は排
気ファンである。

吸収液としては、流動パラフィン（コスモホ■ ワイドＰ−１２０、コスモ石油（株）製）を用いた。

吸収塔（５０）の塔寸法は１０００ｔ＋ｉＸ　１０００
恒ａｘ　３０００Ｉｍ高さであった。

スプレーノズル（５１）の段数は、吸収結果に大きな影
響を与えないので、６段のうち２段のみ使用した。−段
あたりの吸収液スプレー流量は５０リットル／分であっ
た。

この装置を用いて、テストを行った。溶剤量は第１図の
塗装ブース内（ｌＯ）で吹付けた塗料の量および吸収塔
（５０）の下流の点（Ｂ）での出口濃度および風速から
計算１７、これらの値から溶剤の除去効率を求めた。

吹付塗装に用いた塗料はつぎのとおりである。

なお、％は重量％であり、また溶剤組成における各溶剤
の割合は塗料全体に対する割合（％）である。

塗料：ホワイト塗色のソリッド系塗料 塗料樹脂ニアミノアルキッド樹脂 固形分量：５７％ 溶剤組成：キシレン２０％、スワゾール１５％、ｎ−ブ
チルアルコール ５％、３−メトキシブチルア セテート３％ 安定して高い溶剤除去効率を維持するには、吸収液中の
溶剤濃度上昇に起因する溶剤前揮散を充分に防止するこ
とが必要である。

そのため、吸収液はつぎに示す減圧水蒸気蒸留の操作に
よる再生を行う必要がある。

溶剤を吸収した吸収液は吸収液ライン（７１）によって
蒸留塔（７０）に導かれ、蒸留後の吸収液は再生吸収液
ライン（７２）によって吸収塔（５０）に戻され、溶剤
は蒸留物ライン（７３）より回収される。

なお、（７４ａ）　、（７４ｂ）および（７４ｃ）は熱
交換器、（７５）は冷却器、（７Ｂ）は減圧ポンプ、（
７７ａ）および（γ７ｂ）は液抜用ポンプ、（７８ａ）
は液供給ポンプ、（７８ｂ）は吸収液循環ポンプである
。

実施例】− 吸収液として、流動パラフィンを用い。第１図に示す実
験装置で前記塗料の吹付塗布時に発生しまた溶剤の除去
効率を測定した。そして、ブース出口における溶剤濃度
（第１図中の点（＾）で測定）を気温２５℃のときの濃
度に換算したものに対して、溶剤除去効率８０％をうる
のに系内吸収液を何回繰り返し使用できるかを検討した
。

結果を第１表に示す。

［以下余白］ 第　　　　　１　　　　　表 実施例２ 溶剤除去効率を７５％とした以外は、実施例］と同様の
検討を行った。結果を第２表に示す。

第　　　　２　　　　表 実施例３ 溶剤除去効率を７０％とした以外は、実施例１と同様の
検討を行った。結果を第３表に示す。

第　　　　３　　　　表 実施例４ 溶剤を吸収した吸収液を用いて、下記条件のもとて蒸留
を行った。今回の蒸留法としては、減圧水蒸気蒸留法を
適用した。

蒸留塔系　　１２０ＩＩＩＩ＋！φ（関西化学機械製作
（株）製） 塔高　　２５００ｍ５＋ 段数　　５段　リフｌ−トレイ型 フィード段　　再上段 塔頂／塔底温度　　６０±５／６０±５℃圧力　　０．
０５＋　Ｏ，Ｏｌｋｇｆ　／　Ｃｍ２（うち水蒸気分圧
　００２５±０．Ｏ０５ｋｇｆ／　Ｃｌｎ２）供給水蒸
気量　　６±０．６ｋｇ　／ｈ水蒸気温度　　１１０±
１０℃ 処理吸収液中溶剤濃度　９４ｍｏ１％−９８重量％結果
を第４表に示す。

［以下余白］ 実施例５ 塔頂／塔底温度を８０±５／８０±５℃とした以外は実
施例４と同様の実験を行った。結果を第５表に示す。

［以下余白］ 実施例６ 塔頂／塔底温度を１００±５／１００±５℃とした以外
は実施例４と同様の実験を行った。結果を第６表に示す
。

［以下余白］ 実施例１〜３の実験結果（吸収液使用回数）を第２図に
、実施例４−６の実験結果（蒸留結果）を第３図に、そ
れぞれ示した。

第２図は、塗布状態、ブース気温および溶剤除去効率を
変えた条件下での、ブース出口濃度（２５℃換算）［ｐ
ｐ＠］と平均薬液使用可能回数［回］との関係を表わす
。図中、各記号は第７表に示す意味で用いられている。

なお、上向き矢印を付した記号は、記号の位置が示す値
以上であることを意味する。

［以下余白］ 第３図は、流動パラフィン再生処理液量（リットル７分
）および塔内流動パラフィン温度（”Ｃ）と、蒸留後流
動パラフィン純度（モル％）および蒸留物中の流動パラ
フィン濃度（モル％）との関係の測定結果を示したもの
であり、線（ａｌｏｏ）、線（ａ８ｏ）および線（ａ６
ｏ）はそれぞ塔内流動パラフィン温度が１００℃、８０
℃および６０℃における蒸留後流動パラフィン純度を表
わし、“線（ｂ　　）、線（ｂ８ｏ）および線（ｂ６ｏ
）はそれぞれ塔内流動パラフィン温度が１００℃、８０
℃における蒸留物中の流動パラフィン濃度を表わし、点
（Ｃ）は原液（すなわち蒸留前）の流動パラフィン純度
を表わす。

［発明の効果］ 本発明により、溶剤の気体を経済的かつ効率的に除去で
き、大気汚染の防止が図られる。また、蒸留操作とのリ
ンクにより、溶剤除去効率の低下しない安定した操作が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例を示す概略説明図、第
２図は実施例１〜３に用いた吸収液使用可能回数を示す
グラフ、第３図は実施例４〜６に用いた蒸留塔における
流量パラフィンの蒸留結果を示すグラフである。 （図面の主要符号） （１０）　：塗装ブース （２０）　ニスクラバー装置 （５０）　：吸収塔 （７０）：蒸留塔 特許出願人　　ダイハツ工業株式会社 代理人弁理士　　朝日奈宗太　ほか２名第２図 ブース出口濃度（２５°Ｃ換算＞　　［ｐｐｍ］第３　
図 吸収液処理量（Ｑ／ｍｉｎ、）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　単一または複数種の疏水性溶剤を主体とする溶剤の
   気体を、比較的蒸気圧が低く、前記溶剤と完全に混和し
   うる有機液体と気液接触させて吸収させ、該有機液体を
   蒸留することにより、有機液体から溶剤を分離する一連
   のシステムにより、溶剤の大気排出を抑制する方法。 ２　前記有機液体中の溶剤濃度が５重量％以下である請
   求項１記載の方法。