JPH05293328A - 可燃性有機蒸気含有空気の処理方法 - Google Patents

可燃性有機蒸気含有空気の処理方法

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JPH05293328A
JPH05293328A JP12428992A JP12428992A JPH05293328A JP H05293328 A JPH05293328 A JP H05293328A JP 12428992 A JP12428992 A JP 12428992A JP 12428992 A JP12428992 A JP 12428992A JP H05293328 A JPH05293328 A JP H05293328A
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JP
Japan
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gas
organic vapor
membrane module
concentration
membrane
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JP12428992A
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Kenichi Inoue
賢一 井上
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】可燃性有機蒸気含有空気排ガスを有機蒸気に対
し選択透過性を有する通常の膜で爆発の畏れなく、しか
も、透過速度を充分に保持して処理できる可燃性有機蒸
気含有空気の処理方法を提供する。 【構成】可燃性有機蒸気を含有する空気を、その有機蒸
気に対し選択透過性を有する膜モジュ−ルにより処理す
る方法において、膜モジュ−ルの透過側に不燃性ガスを
供給して透過側ガスの有機蒸気濃度を当該有機蒸気の爆
発濃度範囲の下限濃度以下にすると共に透過側ガスの有
機蒸気濃度の低減により膜モジュ−ルの膜間有機蒸気濃
度差を増加させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可燃性有機蒸気含有空気
の処理方法に関し、工場排ガスの処理に有用なものであ
るる。
【0002】
【従来の技術】工場排ガスとしての有機蒸気含有空気に
おいては、環境衛生上、有機蒸気を分離し、その有機蒸
気濃度を所定の規制濃度以下にして大気中に放出するこ
とが必要であり、この場合、有機蒸気を回収できる経済
的利益もある。従来、例えば、トルエン蒸気含有空気排
ガスの処理には、トルエン蒸気を活性炭等の吸着剤で分
離し、この吸着トルエンを水蒸気やチッ素ガス等の不活
性ガスで脱離回収する方法が多用されている。
【0003】しかながら、近来においては、膜分離技術
の発展がめざましく、上記の工場排ガスの処理を全面的
に膜分離で行うこと、若しくは膜分離と凝縮法、吸着
法、または吸収法との組合せで行うことが試みられてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トルエン蒸
気の爆発濃度範囲は、酸素濃度11VOL%以上の場合、
1.2〜7.1VOL%であり、酸素濃度11VOL%以下では
爆発の危険性はない。しかしながら、上記のトルエン蒸
気含有空気排ガスを、トルエン蒸気に対し選択透過性を
有する通常の膜、例えば、シリコン透過膜で透過すれ
ば、透過ガス中の酸素濃度も高くなるから、透過ガス中
の酸素濃度を11VOL%以下に抑えることは難しく、かか
るもとで、透過ガス中のトルエン蒸気濃度が1.2〜
7.1VOL%となるとガス爆発の危険性がある。
【0005】かかる危険性を排除するために、透過膜に
トルエン蒸気に対する選択透過性以外に酸素に対する優
れた遮断性を有する膜を開発することは今後の課題であ
り、当面においては、可燃性有機蒸気含有空気を既存の
膜で爆発の畏れなく安全に、しかも充分な透過速度で処
理することが要請される。
【0006】本発明の目的は、可燃性有機蒸気含有空気
排ガスを有機蒸気に対し選択透過性を有する通常の膜で
爆発の畏れなく、しかも、透過速度を充分に保持して処
理できる可燃性有機蒸気含有空気の処理方法を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の可燃性有機蒸気
含有空気の処理方法は、可燃性有機蒸気を含有する空気
を、その有機蒸気に対し選択透過性を有する膜モジュ−
ルにより処理する方法において、膜モジュ−ルの透過側
に不燃性ガスを供給して透過側ガスの有機蒸気濃度を当
該有機蒸気の爆発濃度範囲の下限濃度以下にすると共に
透過側ガスの有機蒸気濃度の低減により膜モジュ−ルの
膜間有機蒸気濃度差を増加させることを特徴とする構成
である。
【0008】
【作用】有機蒸気に対し選択透過性を有する膜の透過特
性の如何にかかわらず、膜モジュ−ルの透過側ガスの有
機蒸気濃度を当該有機蒸気の爆発濃度範囲の下限濃度以
下になし得、その膜に通常の酸素遮断性能以上の特性を
付与するまでもなく、爆発の危険性を排除できる。ま
た、膜モジュ−ル透過側での不燃性ガスの供給による減
圧度の低下による透過流量の減少を、透過側ガスの有機
蒸気濃度の低下にによる膜間有機蒸気濃度差の増加によ
る透過流量の増大で補償でき、有機蒸気の透過流量をよ
く維持できる。
【0009】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明において使用するガス処理装置の一例
を示している。図1において、1は可燃性有機蒸気を含
有する空気の排ガス源である。2は膜モジュ−ルであ
り、膜には有機蒸気に対し選択透過性を有する複合膜ま
たは非対称膜を使用している。21は非透過ガス排出口
である。3は膜モジュ−ル2に被処理ガスを供給する送
風機、4は膜モジュ−ル2の透過側を減圧する真空ポン
プである。5は膜モジュ−ル2の透過側への不燃性ガス
供給管である。
【0010】図1に示すガス処理装置を使用して、本発
明により可燃性有機蒸気含有空気排ガスを処理するに
は、送風機3により排ガス源1からの被処理ガスを膜モ
ジュ−ル2に導入し、該膜モジュ−ル2の透過側を真空
ポンプ4により減圧し、導入被処理ガス中の可燃性有機
蒸気を膜の選択透過性で分離し、この分離により非透過
ガス中の有機蒸気濃度を環境衛生上の規制基準値以下と
し、非透過ガス排出口21から大気中に放出していく。
【0011】一方、膜モジュ−ル2の透過側ガスを不燃
性ガス供給管5からの不燃性ガスで希釈し、その透過側
ガスの有機蒸気濃度を爆発濃度範囲の下限値以下にした
うえで、次ぎの処理段階に導入していく。
【0012】この場合、膜モジュ−ル2の透過側への不
燃性ガスの供給により、真空ポンプ4の負荷が増大し、
膜モジュ−ルの透過側減圧度が悪くなるが、透過側ガス
の有機蒸気濃度の減少で膜間の有機蒸気濃度差が増加す
るから、膜モジュ−ルの透過側減圧度の悪化による透過
流量の低下を膜間有機蒸気濃度差の増加による透過流量
の増大でよく補償でき、有機蒸気に対する透過流量を充
分に保持しつつ、有機蒸気含有空気を所定の基準値以下
にして大気中に放出できる。
【0013】本発明は印刷工場、塗装工場等からの排ガ
スであるトルエン等の有機蒸気含有空気の処理に有用で
あり、以下、その実施例について説明する。このトルエ
ン蒸気の場合の爆発濃度範囲は、酸素濃度11VOL%以上
のもとで、1.2VOL%〜7.1VOL%である。
【0014】実施例1 図1に示すガス処理装置を使用し、この場合、膜モジュ
−ル2には膜面積14m2のスパイラル膜モジュ−ルを
使用し、膜には、ポリスルホン支持膜上にシリコン薄膜
を塗布形成した複合膜を用いた。被処理ガスには、トル
エン蒸気0.3VOL%,水分2.3VOL%,酸素20.3VO
L%の混合ガスを使用した。
【0015】この混合ガスを100Nm3/hrで膜モジュ−
ル2に供給し、膜モジュ−ル2の透過側に不燃性ガスと
してチッ素ガスを10Nm3/hrで供給し、透過側ガス流量
を17Nm3/hr,非透過ガスの流出量を93Nm3/hrとする
ように送風機3並びに真空ポンプ4を操作したところ、
非透過ガスの組成が、トルエン蒸気0.14VOL%,水分
1.2VOL%,酸素20.0VOL%となり、透過側ガスの組
成がトルエン蒸気1.0VOL%,水分7.0VOL%,酸素1
0.0VOL%となった。従って、透過側ガスのトルエン蒸
気濃度がトルエン蒸気爆発濃度範囲の下限値である1.
2VOL%以下で、しかも、その酸素濃度が11VOL%以下と
なっているので、トルエン蒸気の爆発の畏れは全くな
い。
【0016】比較例 上記実施例1に対し、膜モジュ−ルの透過側へのチッ素
ガスの供給を停止した以外、他の条件は実施例1と同様
にして混合ガスを処理したところ、非透過ガス流量が9
5Nm3/hr,その組成が、トルエン蒸気0.14VOL%,水
分1.2VOL%,酸素20.0VOL%となり、実施例1と殆
ど同一であり、実施例1において、膜モジュ−ルの透過
側透過側ガスへのチッ素ガスの供給にもかかわらず、膜
の透過流量をよく保持できることが明らかである。ま
た、この比較例では、透過側ガスの流量が5Nm3/hr,そ
のガス組成がトルエン蒸気3.3VOL%,水分23VOL%,
酸素26.0VOL%であリ、トルエン蒸気の爆発濃度範囲
内、即ち、酸素濃度11VOL%以上のもとでの1.2VOL%
〜7.1VOL%に入っており、実施例1とは異なり、爆発
の危険性がある。
【0017】図2は本発明において使用されるガス処理
装置の別例を示し、有機蒸気を液相回収する場合に使用
される。図2において、3は送風機を、2は第1段膜モ
ジュ−ルを、4は第1段真空ポンプを、21は第1段膜
モジュ−ル2の非透過ガス排出口を、5は第1段膜モジ
ュ−ル2の透過側への不燃性ガス供給管をそれぞれ示
し、これらの構成は図1に示す装置に実質上同一であ
る。20は第1段真空ポンプ4の出口側に連結した第2
段膜モジュ−ルを、40は第2段真空ポンプをそれぞれ
示し、第2段膜モジュ−ル20の非透過ガス出口201を
送風機3の入口側に連通してある。勿論、この第2段膜
モジュ−ル20の膜にも、第1段膜モジュ−ル2と同
様、有機蒸気に対し選択透過性を有する複合膜、または
非対称膜を使用している。6は第2真空ポンプ40の出
口側に連結した凝縮器を、62は凝縮液取出管を、61
は非凝縮ガス出口をそれぞれ示し、非凝縮ガス出口61
を第2段膜モジュ−ル20の入口側に連通してある。
【0018】50は第2段膜モジュ−ル20の透過側に
不燃性ガスを供給する不燃性ガス供給管を、500は凝縮
器6のガス入口側に不燃性ガスを供給する不燃性ガス供
給管をそれぞれ示し、省略することもできる。
【0019】図2に示すガス処理装置を使用して、本発
明により可燃性有機蒸気含有空気排ガスを処理するに
は、不燃性ガスを不燃性ガス供給管5より第1段膜モジ
ュ−ル2の透過側に供給しつつ、第1段膜モジュ−ル2
により排ガス源1からの排ガスを処理し、該膜モジュ−
ル2の透過側ガスをその有機蒸気濃度を爆発濃度範囲の
下限値以下にしたうえで、第2段膜モジュ−ル20に送
り、該膜モジュ−ル20の膜の有機蒸気に対する選択透
過性により同膜モジュ−ル20の透過側ガスの有機蒸気
濃度を上げ、この高濃度有機蒸気ガスを凝縮器6に通し
て有機蒸気を液相で回収していく。
【0020】この場合、第2段膜モジュ−ル20の透過
側ガスの有機蒸気濃度がその爆発濃度範囲内にあるとき
は、不燃性ガス供給管50より第2段膜モジュ−ル20
の透過側に不燃性ガスが供給され、その膜モジュ−ルの
透過側ガスの酸素濃度が爆発濃度以下にされる。また、
有機蒸気の種類や凝縮温度等により、凝縮器6の非凝縮
ガス出口61でのガス中の有機蒸気濃度が有機蒸気の爆
発濃度範囲内に入るときは、凝縮器6の入口側の不燃性
ガス供給管500から不燃性ガスが供給され、そのガスの
酸素濃度が爆発濃度以下とされる。
【0021】実施例2 図2において、第1段膜モジュ−ル2並びに第2段膜モ
ジュ−ル20に実施例1と同一の膜モジュ−ルを使用
し、凝縮器6には、0〜3℃にて冷却水を循環する多管
式を使用した。
【0022】実施例1と同一の被処理ガスを供給量10
0Nm3/hrで第1段膜モジュ−ル2に供給し、不燃性ガス
供給管5による第1段膜モジュ−ル2の透過側へのチッ
素ガスの供給流量を10Nm3/hrとし(他の不燃性ガス供
給管50,500からの供給は行わなかった)、第1段膜
モジュ−ル2の非透過ガス流量を99Nm3/hr,第1段膜
モジュ−ル2の透過側ガス流量を11Nm3/hrとするよう
に運転した。この場合、凝縮器6による凝縮液の回収量
は、1.5kg/hrであり、凝縮液の組成はトルエン
43wt%,水57wt%であり、被処理ガス中の約5
0%のトルエンを回収できた。
【0023】また、凝縮器出口61の非凝縮ガス中のト
ルエン蒸気濃度は1.1VOL%以下であり、第2段膜モジ
ュ−ル20の透過側ガス中のトルエン蒸気濃度は8.0
VOL%以上であり、共にトルエン蒸気の爆発濃度範囲外で
あった。更に、第1段膜モジュ−ル2の非透過ガス流量
が99Nm3/hr,そのガス組成がトルエン蒸気0.15VO
L%,水分1.3VOL%,酸素20.5VOL%であり、実施例
1にほぼ同等であり、トルエン蒸気の透過流量もよく保
持できた。
【0024】なお、本発明において、不燃性ガスには有
機蒸気と混合されても有機蒸気を燃焼させないものであ
れば適宜のガスを使用でき、上記のチッ素ガス以外に、
水蒸気、ヘリウムガス等も使用できる。
【0025】また、膜モジュ−ルには、膜が有機蒸気に
対し選択透過性を有し、かつ、透過側の一端から不燃性
ガスを供給でき、他端側から透過側ガスを流出できるも
のであればよく、上記スパイラル型膜モジュ−ル以外
に、中空糸膜型、プレ−ト型等を使用できる。
【0026】
【発明の効果】本発明の可燃性有機蒸気含有空気の処理
方法によれば、膜モジュ−ルの透過側ガスの有機蒸気濃
度を、その透過側への不燃性ガスの供給により有機蒸気
の爆発濃度範囲の下限値以下、もしくは、酸素濃度を爆
発濃度以下にでき、膜を有機蒸気に対する選択透過性の
みから選択しても有機蒸気の爆発を排除でき、かかる膜
の選択と、膜間有機蒸気濃度差の増加による有機蒸気の
透過流量の維持とにより、可燃性有機蒸気含有空気を爆
発の畏れなく、かつ充分な透過速度のもとで処理でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用するガス処理装置の一例を
示す説明図である。
【図2】本発明において使用するガス処理装置の別例を
示す説明図である。
【符号の説明】
2 膜モジュ−ル 5 不燃性ガス供給管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可燃性有機蒸気を含有する空気を、その有
    機蒸気に対し選択透過性を有する膜モジュ−ルにより処
    理する方法において、膜モジュ−ルの透過側に不燃性ガ
    スを供給して透過側ガスの有機蒸気濃度を当該有機蒸気
    の爆発濃度範囲の下限濃度以下にすると共に透過側ガス
    の有機蒸気濃度の低減により膜モジュ−ルの膜間有機蒸
    気濃度差を増加させることを特徴とする可燃性有機蒸気
    含有空気の処理方法。
JP12428992A 1992-04-17 1992-04-17 可燃性有機蒸気含有空気の処理方法 Pending JPH05293328A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004186675A (ja) * 2002-12-02 2004-07-02 Semiconductor Components Industries Llc 狭いドーピング・プロファイルを有する高性能半導体デバイスを作成する構造および方法
WO2008019934A1 (de) * 2006-08-15 2008-02-21 Extrude Hone Gmbh Vorrichtung zum thermischen entgraten von werkstücken
CN107219309A (zh) * 2016-03-22 2017-09-29 国家安全生产监督管理总局化学品登记中心 可发性聚苯乙烯危险性评估方法

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