JPH0638891B2 - 炭化水素含有ガスの処理装置 - Google Patents

炭化水素含有ガスの処理装置

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JPH0638891B2
JPH0638891B2 JP60043354A JP4335485A JPH0638891B2 JP H0638891 B2 JPH0638891 B2 JP H0638891B2 JP 60043354 A JP60043354 A JP 60043354A JP 4335485 A JP4335485 A JP 4335485A JP H0638891 B2 JPH0638891 B2 JP H0638891B2
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長谷川  隆
健一 須藤
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三菱化成株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、炭化水素含有ガスの処理装置に関するもので
ある。
(従来の技術) 車両のガソリンタンク、ガソリンスタンドの燃料地下タ
ンク、又は給油装置等の燃料給油口などから発生する炭
化水素含有ガス、あるいは有機溶剤含有ガス中の炭化水
素を回収又は分離するには、それらの炭化水素含有ガス
を活性炭充填層を通しそれらのガス中に含まれる炭化水
素を活性炭に吸着せれた後、キャリアーガス(水蒸気、
窒素、空気等)により脱着を行うのが従来の一般的方法
である。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のような従来の一般的方法では、炭
化水素の活性炭による吸着と被吸着活性炭からの脱着と
を長期間繰り返すと、炭化水素の高沸点成分(例えばC8
以上で沸点が100℃以上の炭化水素)が活性炭細孔内
に残存して活性炭の炭化水素吸着能を大幅に低下させ、
その結果炭化水素が吸着されずに大気中へ漏出しあるい
は炭化水素の回収効率が低下する等の不都合を生じる、
という問題点があった。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、炭化水素の吸脱着により生起する活性炭
の劣化防止等につき種々検討した結果、細孔径が50〜
300Åの比較的大きい細孔を有する活性炭(以下、
「活性炭A」という。)の層と細孔径が15〜50Åの
比較的小さい細孔を有する活性炭(以下、「活性炭B」
という。)の層とを直列に接続して用いる方法が好まし
いとの知見を得、これに基づき本発明に到達したもので
ある。
すなわち、本発明は、上記した従来の一般的方法が有す
る問題点を簡易に解決しうる炭化水素含有ガスの処理装
置の提供を目的とする。その目的は、50〜300Åの
細孔が有する細孔容積が全細孔容積の少なくとも15%
を占める活性炭Aの層と15〜50Åの細孔が有する細
孔容積が全細孔容積の少なくとも55%を占める活性炭B
の層とを接続してなり、活性炭Aの層における15〜5
0Åの細孔が有する細孔容積の全細孔容積に対する割合
は活性炭Bの層における当該割合よりも小さく、活性炭
Bの層における50〜300Åの細孔が有する細孔容積
の全細孔容積に対する割合は活性炭Aの層における当該
割合よりも小さく、かつ処理すべき炭化水素含有ガスの
流れに対しては活性炭Aの層が活性炭Bの層の上流側に
位置するとともに、活性炭に吸着された炭化水素の脱着
操作時におけるキャリアーガスの流れに対しては活性炭
Bの層が活性炭Aの層の上流側に位置するように構成し
たことを特徴とする炭化水素含有ガスの処理装置により
達成される。
本発明において、活性炭Aの層としては、50〜300
Åの細孔の容積が全細孔容積の15%以上、好ましくは2
0%以上を占めることに加えて、15〜50Åの細孔の
容積を全細孔容積に対する割合が後記する活性炭Bの層
における当該割合よりも小さいことを必須要件とする。
又、活性炭Bの層としては、15〜50Åの細孔の容積が全
細孔容積の55%以上、好ましくは60%以上を占める
ことに加えて、50〜300Åの細孔の容積の全細孔容
積に対する割合が前記した活性炭Aの層における当該割
合よりも小さいことを必須要件とする。
なお、活性炭A、活性炭Bには、平均粒径が1〜50m
m、好ましくは1〜25mm、細孔容積が0.3ml/g〜
2.0ml/gのものが用いられる。
本発明の処理装置における活性炭Bの層の容積の活性炭
Aの層の容積に対する割合は、処理すべき炭化水素中の
高沸点成分の含有量によって異なるが、通常30〜70
%、好ましくは40〜60%のものが用いられる。
以下、本発明を図面と共に説明するに、第1図の本発明
の処理装置の一例の略図に示すように、まず活性炭を、
一つの容器からなる本発明の装置1の炭化水素含有ガス
導入口及びキャリアーガス排出口2の側に活性炭Aの層
4が、キャリアーガス導入口及び炭化水素含有ガス排出
口3の側に活性炭Bの層5がそれぞれ形成されるよう
に、充填する。活性炭Aの層4と活性炭Bの層5との間
には、両者の混合防止や流通ガスの整流を行うために、
多孔板や金網6を設けておくのが好ましい。また、別々
の容器に活性炭Aの層と活性炭Bの層を形成する場合
(図示せず。)は、両容器を導管で連結して用いる。こ
の場合、活性炭Aの層を形成した容器に炭化水素含有ガ
ス導入口を、活性炭Bの層を形成した容器にキャリアー
ガス導入口をそれぞれ設けることとなる。即ち、活性炭
Aと層の活性炭Bの層との任意の結合方式において、活
性炭Aの層の側には炭化水素含有ガスの導入口と脱着時
のキャリアーガスの排出口を、又活性炭のBの層の側に
は炭化水素含有ガスの排出口とキャリアーガスの導入口
をそれぞれ設け、処理すべき炭化水素含有ガスの流れに
対しては活性炭Aの層が上流側となり、キャリアーガス
の流れに対しては活性炭Bの層が上流側となるように、
活性炭を充填構成することが重要である。
なお、図面では炭化水素含有ガスの導入口及び排出口が
それぞれキャリアーガスの排出口及び導入口を兼ねる兼
用方式を示したが、本発明は、これに限定されず、それ
ぞれのガスが専用の導入、排出の各口を経て流通する完
全別系統方式や、これら両方式の中間として一部兼用方
式等、場合に応じて種々の方式を採用してもよいことは
勿論である。
次に、本発明の処理装置の使用方法を説明するに、まず
本発明の装置により処理される炭化水素含有ガス中の炭
化水素成分の例としては、ガソリンあるいは有機溶剤等
に存在する脂肪族化合物及び芳香族化合物が挙げられ
る。
かかる炭化水素の吸着時には、第1図の本発明の装置の
一例による略図に示すように、炭化水素含有ガスを該ガ
ス導入口2から活性炭Aの層4を経て活性炭Bの層5に
実線矢印7の方向へ流す。吸着した後行う着脱時は、同
図に示すように、キャリアーガスを該ガス導入口3から
活性炭Bの層5を経て活性炭Aの層4に点線矢印8の方
向へと吸着時とは逆の順に流せば良い。
(作用) 上記の場合、炭化水素の吸着と脱着は次のように行われ
るものと推定される。すなわち、吸着時は、まず活性炭
Aの層4にて、その細孔径と合致する炭化水素中の高沸
点成分(例えばC8以上で沸点が100℃以上の炭化水
素)が主に捕集され、ついで活性炭Bの層5にて、活性
炭Aの層4では吸着されなかった低沸点成分(例えばC7
以下で沸点が100℃以下の炭化水素化合物)が吸着さ
れる。したがって、活性炭Aの層では劣化の主原因とな
る高沸点成分が吸着され、活性炭Bの層では吸着保持力
の弱い低沸点成分が吸着されることになる。それ故脱着
時は、活性炭Bの層5の側に設けたキャリアーガス導入
口3からキャリアーガスを通気することによって、まず
活性炭Bの層5では低沸点成分が容易に脱着され、次に
活性炭Aの層4では高沸点成分が、活性炭Bの層5での
吸着力の弱い脱着成分と共に容易に脱着されることにな
る。したがって、活性炭劣化の主原因となる高沸点成分
は、活性炭Aの層と活性炭Bの層のいずれにも残存しな
い、という好ましい結果が得られるのである。
(実施例) 次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り下記の実施例に限定さ
れるものではない。有効吸着量の測定方法: 実施例、比較例における有効吸着量は次のようにして測
定した値である。すなわち、活性炭を充填した容器を2
5℃の恒温槽に入れ、ブタンガスを400ml/分で導入
し、排出側でのブタンガス濃度が1.0vol%になるまで吸
着させ、吸着前後の重量差を吸着量とする。脱着は、2
5℃の恒温槽に吸着後の容器を入れ、乾燥空気を15
/分の流量で20分間導入して脱着し、脱着前後の重量
差を脱着量とする。この吸脱量のサイクルを6回繰り返
し、4回目から6回目の吸脱着量の平均を有効吸着量と
する。
耐久試験の実施方法: 実施例、比較例における耐久試験は次のようにして実施
した。すなわち、25℃の防爆型恒温槽内に、活性炭を
充填した本発明の処理装置を設置する。次いで吸着用の
ガソリン蒸気を7分間導管により本発明装置の活性炭A
の層側から導入して活性炭の充填層に吸着させる。この
時の吸着量は、活性炭100g当り20gになるように
調整する。吸着後、7分間放置してから、脱着用乾燥空
気を25/分の割合で7分間導管により本発明の装置
の活性炭Bの層側から導入して脱着を行う。脱着後、7
分間放置する。このようなサイクルを250回繰り返
し、試験前後での有効吸着量を測定して劣化率を算出す
る。
実施例1 第1図に示すように、本発明装置1にて全細孔容積に対
する50〜300Åの細孔が有する細孔容積の割合が3
7%、同じく15〜50Åの細孔が有する細孔容積の割
合が43%の活性炭Aの層4と、全細孔容積に対する1
5〜50Åの細孔が有する細孔容積の割合が69%、同
じく50〜300Åの細孔が有する細孔容積の割合が8
%の活性炭Bの層5との、それぞれ同容量充填したもの
を組合せた装置を用い、上記の通り耐久試験を実施し
た。有効吸着量は試験前の16g/活性炭100gから
14g/活性炭100gに低下し、劣化率は となった。
比較例1 実施例1における活性炭Bの層と同じもの単味を充填し
てなる、従来の単味処理装置を用い耐久試験を実施した
ところ、有効吸着量は試験前の19g/活性炭100g
から13g/活性炭100gに低下し、劣化率は となった。この場合劣化率が大きいのは、高沸点成分が
置換吸着することにより細孔内に残存し、劣化が進行し
たためと推定される。
比較例2 実施例1における活性炭Aの層と同じもの単味を充填し
てなる、従来の単味処理装置を用い耐久試験を実施した
ところ、有効吸着量は試験前の13g/活性炭100g
から11g/活性炭100gに低下し、劣化率は となった。この場合試験前の有効吸着量がとくに低いの
は、マクロポアの多い活性炭Aの層単味では低沸点成分
の吸着が悪いためと推定される。
(発明の効果) 以上の結果から、本発明の組合せ処理装置を用いれば、
従来の単味処理装置を用いた比較1,2の場合に比べ、
活性炭の劣化率、吸着性能共に優れた結果から得られる
ことが分かる。すなわち、本発明の処理装置は、吸着の
場合は、マクロポア(50〜300Åの細孔)の多い活
性炭Aの層を前段に、ミクロポア(15〜50Åの細孔)の
多い活性炭Bの層を後段に組合せて用い、かつ脱着の場
合は、吸着時とは逆の順に組合せて用いうるような構成
にしたことによって、高い炭化水素吸着性能を有しかつ
長期間の使用においても劣化しにくい、という工業的価
値ある顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の一例を示す略図である。 1……本発明装置、 2……炭化水素含有ガス導入口及びキャリアーガス排出
口、 3……キャリアーガス導入口及び炭化水素含有ガス排出
口、 4……活性炭Aの層、 5……活性炭Bの層、 7……炭化水素含有ガス流通方向、 8……キャリアーガス流通方向。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】50〜300Åの細孔が有する細孔容積が
    全細孔容積の少なくとも15%を占める活性炭Aの層と
    15〜50Åの細孔が有する細孔容積が全細孔容積の少
    なくとも55%を占める活性炭Bの層とを接続してな
    り、活性炭Aの層における15〜50Åの細孔が有する
    細孔容積の全細孔容積に対する割合は活性炭Bの層にお
    ける当該割合よりも小さく、活性炭Bの層における50
    〜300Åの細孔が有する細孔容積の全細孔容積に対す
    る割合は活性炭Aの層における当該割合よりも小さく、
    かつ処理すべき炭化水素含有ガスの流れに対しては活性
    炭Aの層が活性炭Bの層の上流側に位置するとともに、
    活性炭に吸着された炭化水素の脱着操作時におけるキャ
    リアーガスの流れに対しては活性炭Bの層が活性炭Aの
    層の上流側に位置するよう構成したことを特徴とする炭
    化水素含有ガスの処理装置。
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