JPH04505417A - 真空設備から廃ガスを連続的に精製する装置 - 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】 真空設備から廃ガスを連続的に精製する装置本発明は、真空設備から廃ガスを連 続的に精製する装置に関する。

有害ガスを形成する多くの方法は真空下に実施される。真空を維持するため、真 空ポンプは、有害ガスをも含む材料の安定した流れを大気に向けて作る。従って 、真空ポンプがらの有害ガス流は精製しなければならない。凝縮系及び吸収系は この目的に用いられる。

ガスを精製するためにガス透過膜類（Ｇｇａｓｐｅｒｍｅａｔ　ｉｏｎｓｍｅｍ ｂｒａｎｅｎ）を用いることは知られている。これらは薄い膜で、その廃ガスか ら分離される有害ガスの通過に対する抵抗は、プロセスガス（例えば空気）に対 するものより小さい。ガス透過膜は、透過物と名づけられ、膜を通過しているガ スを受け入れる空間から廃ガス用流路を分離するように膜をモジュール内に配置 する。精製を実施するため、廃ガス側から膜モジュールの透過側への圧力勾配を 作ることが必要である。この目的のために、設備の分配ポンプに加えて−又はそ れ以上の特殊ポンプを用いることが知られている（ドイツ公開公報３゜８０６． １０７）。

ガス透過技術は、装置及び操作の費用か真空の場合に取り扱われる多くの容量を 考慮すると極度に大きいので、真空設備に適用されなかった。しかしながら、真 空設備での使用が装置及び操作の費用を減少するための別の存在しない可能性を 与えることに関して見落された。

従って、本発明による解決は、真空設備の真空ポンプによる廃ガス流を膜モジュ ールを経て押し出すこと及び膜モジュールの透過側を同一真空ポンプの吸引側に 結び付けることを含む。

大略を述べると、真空設備自体の真空ポンプは、ガス透過膜モジュールの操作に 必要な圧力差を生ずるために用いる。その結果、幾つかの分離ポンプの費用か節 約される。さらに、本発明は、廃ガス流内に透過物を再循環することにより汚染 物質が濃縮され、その結果、汚染物質の分離及び／又は浄化が有効に実施できる 。真空ポンプ又は膜モジュールを単純化を考慮して本明細書で述べると、これは 、幾つかの真空ポンプ又は膜モジュールを官能設備内に提供する場合を含むこと を意味する。

本発明による装置では、真空ポンプの吸引容量の少しの部分をカス透過膜モジュ ールを操作するのに用いる。有害物質１度及び膜の性質によって、この部分は、 例えば５−３０％とすることができる。

その結果、高負荷で透過流の形で汚染物質を再循環することが達成される。他の 方法で破壊したり、或いは処理するために、所望の手段で真空ポンプと膜モジュ ールの間で形成されるガス循環を行なうことができる。例えば、膜モジュールか ら真空ポンプに再循環される透過流の部分は、連続的に分岐できる。ガス循環か ら汚染物質を凝縮するコンデンサも後者即ちガス環循に供給できる。透過流中の 汚染物質濃度は非常に高いので、凝縮は、そこに設けられたコンデンサで、又は 真空ポンプで、特に有効に実施できる。特に、低凝縮許容差の真空ポンプを用い ると、汚染物質は、真空ポンプに進入して放出する前に、吸引側で透過流から有 利に凝縮する。しかしなから、汚染物質は、本発明によって透過循環のこの地域 でも増加するので、真空ポンプと膜モジュールの間の廃ガス流中にコンデンサを 設けるのも有利である。

真空設備の開始においてさえ汚染物質形成の可能性がある場合、真空設備内に真 空が生成する前に真空ポンプによって膜モジュールの透過側に真空が生成するこ とは本発明による利点てあり、かくして汚染物質分離は廃ガス流の次の開始の間 に既に始まる。圧力差を確実にするため、精製循環内で膜モジュールの操作に必 要な絞り弁によって、設備から真空ポンプへの廃ガス流を減することは、これに 関し適している。

かなりの圧力変動が真空設備内に起こることが予想される場合、膜モジュールに 作用する圧力差のより良好な一定状態は、膜モジュールの透過側と真空ポンプの 間に緩衝容量を設けることにより達成できる。これは又、真空工程の開始段階に 適している。

膜モジュールの型は、本発明にとって重要でない。例えば毛細管−１巻き−又は り、ジョンモジュールを用いることができる。ポリジメチル７０キサン及びシリ コンは適当な膜材料であることか証明されたが、他の膜材料も用いることができ る。有利には、膜モジュールは、同時に炎遮断として設計される。

本発明の装置は、原理的に真空ポンプの型から独立している。

設備側での真空の大きさにとって、本発明の精製操作は十分でなければならない 。それは３００ｍバールより低くなければならない。

２０と３００ｍバールとの間、好ましくは５０と２００ｍバールの間の透過側真 空が特に有利である。精製効果は、能力要求（Ｌｅｉｓｔｕｎｇｓｂｅｄａｒｆ ）よりも低い透過側圧力では非常に少ししか上がらないので、最高の特異的精製 効果はこの低い真空範囲で達成される。

簡略化に用いた用語、汚染物質は、除去されるべき非有害材料を含む。

本発明を、線図の説明において三つの有利に示す実施例を示す図を引用すること により以下により詳細に説明する。

図１は、閉鎖環液循環で操作する液源ポンプを用いる場合の工程図を示す。これ らのポンプは、放出流に含まれる凝縮物に関してほとんと限定されない許容範囲 で区別される。凝縮物は、ポンプの液源を形成する操作液として用いることかで きる。

ガスは真空ポンプ３により調節弁２を経て真空工程容器１から抽出する。真空ポ ンプからの廃ガス流は管４を経て冷却器に行き、その中で凝縮可能材料は廃ガス 流から除去される。次いでこれら材料は操業液貯蔵容器６に行き、そこから、ふ されしくは、操作液として、又は操作液と共に管７を経て液源ポンプ３に再循環 する。冷却は、又、一つのガス冷却器及び一つの液冷却器で別々に実施できる。

操作液容器６中、中央ゾンデ８によって調節される水平面に基づいて、過剰の液 は管９を経て排出する。

冷却器５の下流、まだ汚染物質を満している廃ガス流は、管１０及び霜取装置１ １を経て膜モジュール１３の廃ガス部１２を通って流れ、管１４を経て精製ガス として送り出す。膜１５は透過空間１６から廃ガス空間１２を分離する。廃ガス 空間１２内の圧力は実質的に大気圧と異ならないが、透過空間１６内の圧力は真 空ポンプ３の吸引側で真空度により測定する。この圧力差の作用の下、汚染物質 は膜１５を通って拡散し、管１７及び緩衝タンク１８並びに調節弁１９を通って 透過物としてポンプ３の吸引側へと除去する。（設備側真空か有効且つ低動力の 精製操作に対して低すぎると、）調節弁は、透過側に進むべき設備１内よりも高 圧にする。

管１７からの透過物は廃ガス流に加えられるので、汚染物質はコンデンサ５に向 けて濃縮し、かくしてそこで効果的に沈澱する。

図２に示す実施例は、コンデンサ５゛及び凝縮容器６゛中に生じる凝縮物か操作 液としてポンプ３に再循環されないという状況以外は図１のものと類似している 。これは、凝縮が起らず及び／又は凝縮物から分離しておかなければならない操 作液、例えば潤滑油としての油を利用するときにポンプを用いるか或いは操作液 を用いない場合である。これらは、例えば環循又は新鮮油又は持続乾燥により潤 滑したロータリー羽根ポンプ及びルーツポンプを含む。

上で説明した実施例では、コンデンサはポンプと膜モジュールの間の廃ガス流に 設けるのに対し、図３に示した実施例では、膜モジュールとポンプ吸引側の間の 透過流内に設ける。汚染物質中で高濃度になった透過流の汚染物質成分の主要部 分は低温度コンデンサ５”で凝縮し、従って真空ポンプ３に流れないので、この 型の凝縮は低い凝縮許容量の真空ポンプに適している。凝縮物はコンデンサ５” から圧力ロノク２０を経て排出される。

一方、高汚染物質負荷があり、他方、低水蒸気含量のため非常に低い凝縮温度を 設定できるので、特に効果的な凝縮は、行き渡った真空ニもかかわらずコンデン サ５”で可能である。透過流中の低い水蒸気含量は膜の低水蒸気透過性により達 成する。

この設備変形は、特に、凝縮物が圧縮段階でじゃまをする型の真っかのロータリ ー羽根型の真空ポンプと関係がある。しかしながら、原則として図３による設計 は全ての型の真空ポンプに用いることができるし、又、ガスバラスト調節を有す るポンプにも用いることができる。

実施例 図１による設計の装置を、３２ｍ３／時のわずかの吸引容量を有する液源ポンプ で操作した。主に酢酸イソプロピルを真空蒸留工程より抽出し、これは、又、ポ ンプ内に操作液（環液）として供した。１がの有効分離域を有する毛細管膜モジ ュールを用いた。すぐれた廃ガス精製を達成することも可能である。以下の表は 、達成された分離の最も重要な程度、並びに操作真空Ｐｖ（透過側）の及び有効 廃ガス流Ｖｑの関数としての流入及び流出のＣｅ及びＣａ濃度を示す。設備真空 を減じることなく、現行真空ポンプ及び現行コンデンサと共に分離を達成した。

廃ガス流　流入濃度　注出濃度　操作真空　分離の程度Ｖｑ　Ｃｅ　Ｃａ　Ｐｖ （ｍ’／　ｈ）　（ｇ、／　ｍ”）　（ｇ／　ｍ’）　（ｍｂａｒ）　（％）２ ．０２　１ｇ、３０　１１．９７　７４０　３４．６２．４８　１８．３０　７ ．０４　５４０　６１．５２．６０　１８．３０　５．２８　３７０　７１．１ ２．７２　Ｌ９．３６　２．１１　１００　８９．１３．８１　１８．３０　３ ．５２　２５０　８０．８２．０２　１８．３０　１１．０９　７３０　３９． ４要約書 ガス透過膜により真空設備から廃ガスを連続的に精製する装置。

ガス透過膜モジュールを通って真空設備の真空ポンプにより廃ガス流を押し出し 、膜モジュールの透過側を同一真空ポンプの吸収側に結合することにより、良好 な分離が実施され、少しの設備と操作費用が達成される。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　９００２０８１ Ｓ＾　４２９０６

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．廃ガス流を真空設備の真空ポンプ（３）により透過膜モジュール（１３）を 通って押し出し、そして膜モジュールの透過側（１６）を同一真空ポンプ（３） の吸引側に結合することを特徴とする真空設備から廃ガスを連続的に精製するた めの装置。
2. ２．膜モジュール（１３）の透過側（１６）の真空を、真空設備（１）において 真空が生じる前に真空ポンプにより生じさせることを特徴とする請求項１の装置 。
3. ３．汚染物質に富んだ透過物／廃ガス混合物の少くとも部分凝縮用コンデンサ（ ５）を用意するか及び／又は真空ポンプ（３）を設計することを特徴とする請求 項１又は２の装置。
4. ４．プレコンデンサ（５′′）を真空ポンプに対し流入の透過流上流に用意する ことを特徴とする請求項１ないし３の一つの装置。
5. ５．膜モジュール（１３）を枠トラップとして付加的に設計する請求項１ないし ４の一つの装置。
6. ６．真空緩衝タンク（１８）を膜モジュール（１３）の透過側（１６）と真空ポ ンプ（３）の間の透過流に用意する請求項１ないし５の一つの装置。
7. ７．透過側の真空が２０と３００ｍバールの間であることを特徴とする請求項１ ないし６の一つの装置。