JPH06104180B2

JPH06104180B2 - 吸脱着装置

Info

Publication number: JPH06104180B2
Application number: JP1023150A
Authority: JP
Inventors: 恭洋佐竹; 司関賢; 幹雄赤松
Original assignee: Toho Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Toho Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1989-02-01
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPH02203914A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の利用分野）本発明の吸脱着装置は、高濃度少風量の有機排ガス中の
有機溶剤を簡単なシステムでありながら、回収率95％以
上の高効率と安価なランニングコストで回収するために
好適に使用されるものである。

装置の中に充填する活性炭は、繊維状、粒状、ビーズ
状、粉末状等特に種類は問わないが、組込みの容易さ、
回収溶剤の品質の良さ、破砕等消耗のなさという点で繊
維状が優位である。

尚、高濃度少風量とは、具体的には排ガス中の有機溶剤
濃度5,000ppm以上程度、排ガス処理風量10m³/min以下程
度である。

（従来技術及び問題点）従来、少風量高濃度有機排ガスの処理について、吸着材
に活性炭素繊維を使用した場合の吸脱着方式では、次の
〜が指摘できる。

希釈空気を加え、活性炭素繊維層を通過するガス速
度を上げることにより、活性炭素繊維が水分過多になる
のを防いでいる。高濃度排ガスを処理する場合、濃度は
高いが処理ガス量が少ないというのが一般的である。そ
のままの処理ガス量を活性炭素繊維に通したのでは、活
性炭素繊維層を通過するガス速度が小さすぎ活性炭素繊
維が水分過多になり、有効に働かない。

通常、活性炭素繊維層を通過するガス速度は、20cm/s〜
50cm/sの範囲内で運転するのが適当である。

それは、脱着後に活性炭素繊維に残存した水蒸気や水を
被処理ガスにより、置換及び乾燥させる効果を期待でき
るからである。

被処理ガス速度の下限を20cm/sとしているのは、その時
の乾燥効率を上げるためである。換言すれば、被処理ガ
スの活性炭素繊維層通過速度を、ある程度以上に保たな
ければ、活性炭素繊維は水分過多になる。

周知の如く、活性炭素繊維の含水率が上がると、吸着率
は下がるという関係にあるため、活性炭素繊維を常にで
きるだけ乾燥した状態で運転することが効率の上昇に繋
がる。

希釈空気を加え処理しやすい濃度まで排ガス濃度を
薄めて処理する。

従来の活性炭素繊維を用いた吸脱着方式においては、脱
着完了後の一時的に湿った状態の活性炭素繊維に有機排
ガスを供給することになる。そのため、切替直後の活性
炭素繊維が水分過多の状態で、なおかつ余熱が残り活性
炭素繊維が高温の状態で、活性炭素繊維吸着能力が一時
的に低下したとき、出口側に一時的にリークする。その
リーク量を下げるために希釈する必要があった。

活性炭素繊維を用いた従来の吸脱着装置では、切替時の
リークのピークは、前述のように活性炭素繊維が一時的
に高温、多湿になっていることに伴い、活性炭素繊維出
側のガス濃度が一時的に上るためである。

乾燥及び冷却工程の組込む。

活性炭素繊維の吸着性能は、活性炭素繊維を乾燥し、そ
の後冷却することにより上昇する。粒状活性炭を充填し
た吸脱着装置においては、この乾燥、冷却の工程は必要
不可欠であるが、活性炭素繊維を充填した吸脱着装置の
場合は、装置が重装備になることを避けるため、この工
程を付帯しない場合が多い。

しかしそうすると、装置が簡単にはなるものの、前述の
如く切替時の装置出口側ガス濃度が瞬時、若干上昇する
のを容認せざるを得ないことになる。

活性炭による吸脱着装置は本来濃縮装置である。

その本来の目的からすると、前記、の如く希釈する
方法は、不合理である。

（発明の目的及び構成）本発明は従来技術にみる問題点を解消した吸脱着装置を
提供しようとするものである。

本発明は下記のとおりである。

活性炭を充填したドラム型吸脱着室が軸動するガス用吸
脱着装置において、該ドラムを放射状で３以上の独立し
たゾーンに仕切り、ドラムの回転方向に第１ゾーンを脱
着ゾーンとし、、第２、第３ゾーンを吸着ゾーンとし、
且つ、第２ゾーンに供給された被処理ガスを更に第３ゾ
ーンに供給し、被処理ガスを２以上の吸着ゾーンに直列
に通しつつ処理するように吸脱着室を配設したことを特
徴とする回転ドラム型吸脱着装置。このような本発明の
吸脱着装置を示したものが第１図（第１図の１〜３）で
ある。

第２図は回転ドラムを配置した吸脱着装置の切欠斜視図
である。

複数室に仕切ったドラム（第１図では３室）の内、第１
ゾーンの１室は脱着ゾーンにあり、水蒸気又は他の熱媒
体を供給することにより、活性炭に吸着された溶剤は脱
着される。他の第２ゾーン及び第３ゾーンの活性炭を充
填した２つの室は、直列に被処理ガスが流れるように弁
及び、弁座で仕切ってある。

室Ａにドラム内周面側から供給された被処理ガスは活性
炭層を有機溶剤が吸着されながら通過し、ドラム外周面
側へ抜ける。次に、被処理ガスは室Ｂ外周面側から内周
面側へ向って流れながら、活性炭に有機溶剤が吸着され
ていく。

この時、室Ａは濃度の高いガスを供給されている。室Ａ
の活性炭は濃度の高いガスを吸着しきれず短時間のうち
に室Ａの出口ガス濃度は破過しはじめる。そして、室Ａ
を出た中濃度のガスは、室Ｂに送られる。室Ｂで再度吸
着されるため、室Ｂの出口、すなわち装置出口の濃度を
極めて低く押さえることが可能となる。

実際に設計においては、溶剤の種類等により最適運転が
できるように活性炭の量、切替時間等を設定する。

〔実施例〕

第１図において、矢印イは被処理ガスの流れ方向を示
し、矢印ロは脱着ガスの流れ方向を示し、矢印ハは円筒
の回転方向を示したものである。

室Ａと室Ｂとは直列に配列されており、室Ａに供給され
た被処理ガスは、室Ａの吸着材層を通過してのち、室Ｂ
の吸着材層に供給された。

その結果、被処理ガスは、高濃度の状態で室Ａで処理さ
れ、濃度が低下した状態で室Ｂに供給された。

室Ｂは室Ａに比較して吸着に充分余裕があり、このため
被処理ガスに含まれる低濃度の吸着成分は、室Ｂの活性
炭に吸着し、系外に排出されることはなかった。

室Ｂでは、切替直後活性炭が脱着蒸気によって、湿度が
高い状態になっても、室Ａから出た吸着成分を低濃度で
含む被処理ガスによって乾燥が同時に行われた。

室Ａの活性端が吸着限度に達した時点で、円筒は矢印ハ
の方向に1/3回転し、室Ａは室Ｃの位置で脱着され、室
Ｂは室Ａの位置で高濃度ガスの吸着処理に供され、室Ｃ
は脱着が完了した状態で室Ｂの位置で低濃度ガスの吸着
処理に供された。

以上の工程を繰り返して、連続的に被処理ガスの処理を
行った。

このようにした結果は、被処理ガスは、直列に吸着能力
の異なる活性炭層を通過することになり、はじめに含有
吸着成分の低減が行われ、次いで吸着成分の完全な除去
が行われた。

被吸着ガス中の吸着成分が室Ａでリークしても、室Ｂで
更に吸着処理がなされるため、活性炭は飽和吸着量まで
有効に使用することができた。

〔発明の効果〕

一般的に活性炭を用いた吸脱着装置では、装置出口濃度
を低くおさえた状態での運転が求められるため、活性炭
の吸着率（溶剤が活性炭に吸着した量の割合）を低くお
さえなければならない。この時の吸着率を有効吸着率と
いい、一般的には出口濃度が入口濃度の５％をリークし
始めた時点を指す。

ところが、装置出口濃度を無視してもよいと考えるな
ら、活性炭の吸着限界まで溶剤を吸着させてもよいこと
になる。この時の吸着率を平衡吸着率又名飽和吸着率と
いう。活性炭の内でも、例えば、活性炭素繊維にトリク
ロロエチレンを吸着させた場合、有効吸着率は約30％、
平衡吸着率は約60％である。すなわち、等量の活性炭で
も出口濃度の状況により約２倍の吸着性能を活用でき
る。このことを実用化したのが、本発明である。

すなわち、本発明の如く、活性炭を直列で２段配置する
ことにより、１段目の活性炭には平衡吸着近くまで溶剤
を吸着させることが可能となる。１段目でリークした溶
剤を２段目で再度吸着させる訳である。

本発明の効果は次のとおりである。

高濃度排ガスを多段で処理するため、装置出口の排
ガス有機溶剤濃度を極めて低くすることができる。

a.前にも述べた如く、一段目で飽和吸着まで吸着させ、
二段目では有効吸着の時点で切り替えるため、出口排ガ
ス濃度を低く押えることが可能となった。

b.脱着が完了し、切替える訳であるが、脱着完了直後で
活性炭層の吸着性能が一時的に低下している室が吸着工
程に回転してくる訳であるが、その位置は、直列吸着の
バックアップ側にまわってくる。

しかし、その時点では一段目から出て来るガス濃度は一
段目が有効に働いているため、低濃度で供給されること
になる。そのためバックアップ側の吸着性能が低下して
いても出口側へリークする溶剤濃度は低くなる。数秒間
でバックアップ側の吸着性能は復元するので、その後、
バックアップ側入口濃度が上昇しても受け止めることが
できる訳である。

回収溶剤量当りの脱着蒸気又は他の熱媒体の量の大
幅削減が達成できる。

活性炭を用いた吸脱着装置の場合、脱着するための蒸気
量は、活性炭に吸着されている溶剤の量よりも充填され
ている活性炭の量そのものに概ね比例する。

換言すれば、脱着ゾーンに来た活性炭に飽和近くまで溶
剤が吸着してもいても、あまり吸着していなくても、脱
着蒸気量は殆んど変わらない。

このようなことから、活性炭を用いた吸脱着装置では、
いかに活性炭に大量の溶剤を吸着させることができるか
ということが性能上大切なことになる。

そして、前述の方法のように飽和近くまで溶剤を吸着し
た活性炭を脱着すれば、一定量の蒸気で多くの有機溶剤
を回収することが可能となり、回収した溶剤と使用した
水蒸気量の比、すなわち蒸気比が著しく小さくなる訳で
ある。

例えば、蒸気3kgで有機溶剤1kgを回収できたとすれば、
その時の蒸気比は３となる。また、脱着蒸気量と活性炭
量はほぼ比例するので、仮りに1kgに活性炭に1.2kgの脱
着蒸気が必要とすると、その1kgの活性炭に60％有機溶
剤が吸着していた場合は0.6kg有機溶剤を1.2kgの蒸気で
脱着したことになり、その時の蒸気比は２倍となる。そ
の1kgの活性炭に30％しか吸着していなかった場合は、
0.3kgの有機溶剤を1.2kgの蒸気で脱着するのであるから
蒸気比は４となる訳である。

従来型では、飽和吸着部と吸着帯を合わせて同時に脱着
することになる。それに比べ、本発明では脱着される活
性炭素繊維は、従来型の1/2室Ａの部分のみである。

そして、その部分は殆んどが飽和吸着している活性炭素
繊維である。前述の如く、脱着に要する蒸気量は活性炭
量に概ね比例するものであるから、従来型に比べ約1/2
の蒸気量で脱着している。

一方、本発明装置によてフロン113を回収した場合は、
従来の約1/2の蒸気量で、1/2室当り従来の80％回収溶剤
（１室当りに換算すると160％）を得ることができる。
これらの結果から、従来型に比べ回収溶剤当り脱着蒸気
の使用量が約0.6倍（1/2×100/80％）に削減できること
がわかる。

希釈空気を取入れたり、乾燥設備を付帯する等の必
要がないため、シンプルでコンパクトな吸脱着装置の製
作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸脱着装置を示し、第１図の１は該装
置の概要図、第１図の２は正面図、第１図は３は側面図
を示す。第２図は回転ドラムを配設した吸脱着装置の切欠斜視図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性炭を充填したドラム型吸脱着室が軸動
するガス用吸脱着装置において、該ドラムを放射状で３
以上の独立したゾーンに仕切り、ドラムの回転方向に第
１ゾーンを脱着ゾーンとし、第２、第３ゾーンを吸着ゾ
ーンとし、且つ、第２ゾーンに供給された被処理ガスを
更に第３ゾーンに供給し、被処理ガスを２以上の吸着ゾ
ーンに直列に通しつつ処理するように吸脱着室を配設し
たことを特徴とする回転ドラム型吸脱着装置。