JPH0646493Y2

JPH0646493Y2 - ガス中の成分吸着体

Info

Publication number: JPH0646493Y2
Application number: JP14671889U
Authority: JP
Inventors: 久昭横田; 理吉口
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2004-11-30
Also published as: JPH0386021U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案はフロン等の溶剤を含有する処理ガスからこの溶
剤を回収する溶剤回収装置又は空気中から水分を除去す
る保湿装置等の分離精製回収装置に使用され、低温で処
理ガス中の特定成分を吸着し、高温で吸着成分を脱着す
るガス中の成分吸着体に関する。

［従来の技術］近時、環境汚染に対する関心が高まり、環境保全の見地
から規制が強化されて炭素廃棄物の大気中への放出が禁
止される傾向にある。とりわけ、塩素を有するフロンガ
スによる大気汚染が地球的規模で重大な問題として注目
されており、このためフロンガスの排出規制がなされよ
うとしている。このフロンガス排出規制においては、将
来的にはフロンガスの全面使用中止が唱われているもの
の、その代換品が開発される迄の現状の期間において
は、従来大気に放散されていたフロンガスを系外へ排出
しないように回収して再使用することを次善策としてい
る。このため、種々のフロンガス回収装置が開発されて
いる。

従来のバッチ式のフロンガス回収装置においては、吸着
材を貯留した複数基の吸着塔に、選択的に且つ交互にフ
ロン含有ガスを通流させて吸着塔内の吸着材にフロンを
吸着させ、これにより清浄ガスを得ている。そして、フ
ロン吸着後の吸着塔内の吸着材には高温の水蒸気を通流
させ、この水蒸気により吸着材を加熱することにより、
吸着材からフロンを脱着させて吸着材を再生する。この
ように、複数基の吸着塔にて吸着と脱着とを交互に繰り
返すことにより、フロン含有空気からフロンが除去され
て清浄空気が得られる。なお、必要に応じて、脱着工程
を終了した吸着塔には常温等の低温の冷却ガスを通流さ
せ、吸着材を冷却してその吸着効率を高めた後に、吸着
工程に移るようになっている。

しかしながら、このような従来のフロンガス回収装置に
おいては、吸着材の再生に水蒸気を使用するために、フ
ロンの分解つまり酸の発生を回避することが困難である
という欠点がある。即ち、フロンが水蒸気にさらされた
条件下で活性炭に吸着されたまま長時間経過すると、フ
ロンの一部が分解し、塩酸及びフッ酸が発生する。そう
すると、回収フロン中のフロン純度の低下、並びに排水
及び浄化ガス中への酸の混入等の問題が生じる。また、
アルコールを含む共沸混合フロンを回収する場合は、ア
ルコールは水分に溶け込み、その殆どの部分が多量に排
出される排水と共に排出されてしまうため、排水中のBO
D,COD対策を講じる必要がある等の問題点もある。

そこで、本願考案者は吸着材の再生に水蒸気を使用しな
い溶剤回収装置を提案した（特願平1-144987号）。この
溶剤回収装置は吸着材をシートヒータにより加熱するよ
うにしたものであり、第３図にその一例を示す。即ち、
２基の吸着塔1,2は、第４図乃至第６図に示すように、
角筒状のハウジング51内に、吸着体40を収納して構成さ
れている。そして、この吸着体40の両端部の近傍には、
繊維活性炭のシート55を夫々パンチング孔を穿設した１
対のパンチング板54で挟んだ構造の積層体を、吸着体40
の各端部から若干離隔させて配置している。この積層体
は吸着塔１（２）内に導入された空気を整流して吸着材
40内に均一な流量分布で通流させる整流部材である。ま
た、ハウジング51の両端部にはガス導入口又は排出口を
有する夫々蓋52,53が取り付けられている。

吸着体40は複数個の活性炭吸着材41間にシートヒータ42
を介装させて配置したものである。そして、このシート
ヒータ42に通電することにより抵抗発熱させ、これによ
り、シートヒータ42に接した吸着材41を加熱するように
なっている。シートヒータ42に対する通電を停止するこ
とにより吸着材41は放冷される。

処理ブロア３には、配管21を介してフロン含有空気が供
給される。そして、この処理ブロア３は配管22を介して
冷却器４に連結され、冷却器４は配管23と、この配管23
から分岐した配管23a,23bとにより夫々第１及び第２の
吸着塔1,2に連結されている。フロン含有空気は処理ブ
ロア３により配管22,23a,23bを介して第１及び第２の吸
着塔1,2に選択的に送り込まれる。冷却器４には冷却水
が供給され、これにより吸着塔1,2内に送り込まれるフ
ロン含有空気を予め冷却するようになっている。なお配
管23a,23bには、夫々開閉弁V₁,V₃が介装されている。

第１及び第２の吸着塔1,2から排出された浄化空気は配
管24a,24b及びこれらの配管24a,24bが連結された基幹配
管24を介して大気中に排出される。この配管24a,24bに
は夫々開閉弁V₂,V₄が介装されている。

または、配管24は配管26a,27aと配管26b,27bとを介して
夫々第１及び第２の吸着塔1,2の各一方の端部に連結さ
れている。配管26a,26bには夫々大気開放弁V₆,V₈が介装
されており、配管27a,27bには夫々キャリア空気の流量
調整弁V₁₀,V₁₂が介装されている。そして、第１及び第
２の吸着塔1,2の各他方の端部には夫々配管25a,25bと配
管28a,28bとが連結されている。配管25a,25bは配管25に
合流しており、この配管25は配管22に連結している。そ
して、配管25には配管25a,25bを介して吸着塔1,2内の空
気を吸引する冷却ブロア５が介装されており、配管25a,
25bには夫々開閉弁V₅,V₇が介装されている。

更に、配管28a,28bは配管28に合流し、この配管28を介
して分離器８に連結されている。そして、この配管28に
は真空ポンプ６と冷却器７とが介装されており、配管28
a,28b,28を介して真空ポンプ６により吸着塔1,2内の空
気を吸引し、冷却器７によりこの吸引空気を冷却した
後、分離器８に送給するようになっている。冷却器７に
はチル冷却水が供給され、真空ポンプ６により吸引され
た吸着塔1,2内のフロン含有空気はこのチル冷却水によ
り冷却されてそのフロン含有空気中のフロン及び水分が
凝縮され、これらのフロン液及び水が、未凝縮フロンを
含む空気と共に分離器８に供給される。

分離器８においては、水とフロン液とが分離され、フロ
ン液はタンク９に集められて回収される。水分は分離器
８から排出される。一方、未凝縮のフロンを含有する空
気は、配管29を介して配管21に返戻され、処理空気と共
に再度吸着及び脱着工程も供される。

次に、上述のごとく構成されたフロン回収装置の動作に
ついて説明する。

先ず、第１の吸着塔に収納されている吸着体が再生後の
もので活性状態にあり、第２の吸着塔２に収納されてい
る吸着体が吸着後のものでフロンを十分に吸着している
状態にあるとする。従って、第１の吸着塔１が吸着工
程、第２の吸着塔２が脱着工程を実施することになる。
この場合は、開閉弁V₁,V₂を開、開閉弁V₅,V₆及びV₉を閉
にする。流量調整弁V₁₀,V₁₂は、吸着塔内減圧時に所定
の再生ガスが通流するように設定しておく。また、開閉
弁V₃,V₄,V₇,V₈を閉、開閉弁V₁₁を開にし、流量調整弁V
₁₂を所定の開度に設定してこの流量調整弁V₁₂を介して
所定の流量の再生ガスを通流させる。また、処理ブロア
３は常に駆動されており、真空ポンプ６及び冷却洗浄ブ
ロア５は選択的に駆動される。なお、この工程の当初は
真空ポンプ６が動作状態、冷却洗浄ブロア５が動作停止
状態にある。

そうすると、フロン含有空気は配管21を介してブロア３
により吸引され、配管22を介して冷却器４に供給されて
冷却される。これにより、フロン含有空気は吸着材によ
る吸着効率が高い低温に冷却された後、ブロア３により
配管23,23aを介して第１の吸着塔１に送り込まれる。吸
着塔１内には吸着体40が収納されていて、フロン含有空
気は吸着体40の吸着材41を通流してその含有フロンが吸
着材41に吸着される。フロンが除去されて浄化された清
浄空気は配管24a,24を介して大気に排出される。

一方、第２の吸着塔２においては、真空ポンプ６により
配管28,28bを介して吸着塔２内が吸引され、配管24を通
流している浄化空気が流量調整弁V₁₂を介して所定の流
量で導入される。そして、吸着塔２内の吸着体40におい
ては、そのシートヒータ42に通電することによりシート
ヒータ42を抵抗発熱させ、このシートヒータ42に接する
吸着材41を加熱する。これにより、この吸着材41に吸着
されていたフロンが脱着され、流量調整弁V₁₂を介して
吸着塔２内に導入された浄化空気をキャリアガスとして
吸着材41から脱着されたフロンが真空ポンプ６により吸
引されて冷却器７に供給される。このフロンが濃縮され
た吸着塔２の排出空気は冷却器７にてチル水により冷却
され、排出空気中のフロン及び水分が凝縮されてフロン
液及び水となって分離器８に供給される。未凝縮フロン
を含有する空気は分離器８から配管29を介して配管21に
返戻され、配管21を介して送り込まれたフロン含有空気
と共に、処理ブロア３により吸着工程を実施している第
１の吸着塔１に導入される。従って、冷却器８にてフロ
ン濃縮空気からフロン及び水分を凝縮させた後の未凝縮
フロンを含有する空気は第１の吸着塔１に供給されて未
凝縮フロンが吸着除去される。分離器８においては、フ
ロン液と水とが比重分離され、水は排出されると共に、
フロン液はタンク９に回収される。

次いで、第２の吸着塔２内の吸着材からフロンを十分に
脱着した後、第１の吸着塔１は吸着工程を実施したまま
の状態で、第２の吸着塔２を脱着工程から冷却工程に移
行させる。即ち、弁V₁,V₂,V₅,V₆,V₉及び弁V₃,V₄はその
ままで、開閉弁V₈を開、開閉弁V₁₁を閉にする。こうす
ることによって、それまで減圧されていた吸着塔２内
に、配管26bを介して空気が供給されて常圧となる。次
いで、他の開閉弁はそのままで開閉弁V₈を開、開閉弁
V₄,V₇を閉とする。また、真空ポンプ６は動作を停止さ
せ、冷却洗浄ブロア５は動作を開始させる。そうする
と、第２の吸着塔２内には、配管24を通流している浄化
空気が冷却洗浄ブロア５に吸引されて、配管24bを介し
て導入される。この浄化空気は冷却ガスとして第２の吸
着塔２内の吸着材を冷却した後、配管25b,25を介して配
管22に返戻され、フロン含有空気と共に第１の吸着塔１
に供給される。これにより、第２の吸着塔２内を通流し
たときに冷却ガス中に混入したフロンを第１の吸着塔１
内の吸着材に吸着させて除去する。

その後、第１の吸着塔１を脱着工程、第２の吸着塔２を
吸着工程に切り替え、爾後このような動作を交互に繰り
返してフロン含有空気からフロンを回収する。

このようにして、酸の発生の虞がある水蒸気を使用せず
に吸着材を再生することができる。

而して、このようなフロン回収装置に使用する吸着体40
は、凹凸面を有するハニカム吸着材41と、シートヒータ
42との間を処理ガスが通過することを防止するため、通
常、ハニカム吸着材41とシートヒータ42とは接着剤によ
り接着固定されている。また、シートヒータ42は絶縁平
板の内部に加工されているため、その熱分散性を高める
ために更にその表面に金属性薄板を接着加工する場合も
ある。

［考案が解決しようとする課題］しかしながら、上述したフロン回収装置等に使用される
吸着体には、以下に示す欠点がある。

先ず、吸着材41とシートヒータ42とは、両者間の間隙を
埋めるために、接着剤で固定されているが、この接着剤
を構成する樹脂は熱伝導性が悪い。このため、シートヒ
ータ42の熱が迅速に吸着材41に伝達されない。

また、ハニカム活性炭は金属に比して成形が容易ではな
いため、吸着材41の成形精度が十分でなく、このため、
多数の吸着材41の相互間にシートヒータ42を吸着材41と
の間で隙間が生じないように配置することは極めて困難
である。このため、熱伝導性が悪い接着剤を大量に使用
することになり、また吸着体組み立て時の作業工数が増
大する。

本考案はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
シートヒータから吸着材への熱伝導性を向上させること
ができ、ハニカム成形体の寸法公差にも拘らず、シート
ヒータと吸着材との間を処理ガスが通流しないように遮
蔽することができ、低コストで実用性が高いガス中の成
分吸着体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本考案に係るガス中の成分吸着体は、複数個のハニカム
吸着材と、これらのハニカム吸着材の相互間に介装され
たシート状ヒータ及び前記ハニカム吸着材よりも熱伝導
性が高い伝熱性緩衝材とを有することを特徴とする。

［作用］本考案においては、シート状ヒータと、ハニカム吸着材
との間に、熱伝導性が高い緩衝材を介在させて複数個の
ハニカム吸着材を配置してある。この緩衝材は前記ハニ
カム吸着材よりも熱伝導性が高いため、シート状ヒータ
から発生した熱は迅速にハニカム吸着材に伝達される。
即ち、緩衝材における熱伝達はハニカム吸着材における
熱伝達よりも早いため、シート状ヒータにて発生した熱
は緩衝材にて滞留することはなく、その熱伝達はハニカ
ム吸着材内部で律速される。このため、吸着材の迅速な
昇温が可能である。

また、この緩衝材は可撓性を有し、シート状ヒータと、
吸着材との間に、この両者間の隙間の形状に合わせて変
形して介在するので、シート状ヒータと吸着材との間に
は隙間が実質的に存在しない。このため、吸着材を通過
せずに処理ガスが吸着塔の内部を通流してしまうことを
防止できる。なお、この緩衝材としては、炭素繊維から
なるフェルト状シートを使用すると、このフェルト状シ
ートの内部を通気するときの圧力損失が高いために、上
述の効果を確実に得ることができる。

更に、この緩衝材が介在しているために、ハニカム吸着
材の成形時に発生する寸法公差が緩衝材の変形により吸
収される。従って、この複数個のハニカム吸着材を吸着
塔のハウジング内に配置する作業が容易になり、作業工
程の削減及び処理コストの低減を図ることができる。

［実施例］以下、本考案の実施例について具体的に説明する。

第１図は本考案の実施例に係る吸着体を示す斜視図、第
２図はその一部を拡大して示す横断面図である。

本実施例においては、吸着体30は１列に７段の吸着材31
を２列に配列して構成されている。この吸着材31は主成
分が活性炭からなり、ハニカム状に成形されている。そ
して、各列において、隣接する吸着材31の相互間に、シ
ートヒータ32と緩衝材としてのフェルト状シート33との
積層体が介装されている。この積層体はシートヒータ32
を１対のフェルト状シート33により挟み込んだ構造を有
し、従って、シートヒータ32とハニカム吸着材31との間
には夫々フェルト状シート33が介装されている。

シートヒータ32は通電により発熱する材料で成形されて
おり、フェルト状シート33はシートヒータ32よりも熱伝
導性が高い材料で作られている。このフェルト状シート
33としては、活性炭繊維をフェルト状にしたものがあ
る。

そして、この吸着材31、シートヒータ32及びフェルト状
シート33の積層体は、角筒状のフェノール樹脂製枠体35
の内部に嵌合されており、この枠体35は更にステンレス
製枠体34内に嵌合されている。これにより、前記積層体
は絶縁性枠体35により電気的に遮断されると共に、この
枠体35を介して高強度のステンレス製枠体34により支持
される。

このように構成された吸着体においては、フロン含有空
気又は湿潤空気等の処理ガスは、吸着体30をその長手方
向に通流する。これにより、吸着材31にフロン又は水分
等の処理空気中の除去すべき成分が吸着する。一方、シ
ートヒータ32に通電することにより、シートヒータ32が
抵抗発熱する。そして、このシートヒータ32の発熱によ
り吸着材31が加熱されると、吸着材31はそれまで吸着し
ていたフロンを脱着する。この場合に、フェルト状シー
ト33は吸着材31よりも熱伝導性が高い材料で形成されて
いるので、シートヒータ32からの熱はこのフェルト状シ
ート33で滞留することはなく、吸着材31に迅速に伝達さ
れる。従って、吸着材31はシートヒータ32への通電によ
り優れた立ち上がり性で昇温する。また、活性炭繊維か
らなるフェルト状シート33は可撓性を有し、容易に変形
するので、吸着材31とシートヒータ32との間に両者に密
着して介在する。このため、処理空気が吸着材31を通過
せずに、吸着材31とシートヒータ32との間の空気を通流
してしまう事態を回避することができる。更に、フェル
ト状シート33は前述のごとく可撓性を有するので、吸着
材31に成形寸法上の公差が存在しても、これを吸収し
て、枠体34,35内に吸着材31を容易に密に配置すること
ができる。

次に、本実施例に係る吸着体をフロン回収装置に組み込
んで、フロン含有空気の濃縮及びフロン液の回収に使用
した結果について説明する。ハニカム吸着材31は、主成
分が活性炭からなる成形体であり、第１図に示すように
２列に配列した。但し、各列の吸着材31は９段配列し、
従って18個の吸着材31を使用した。また、シートヒータ
32は各列において８枚、合計16枚配置し、活性炭繊維フ
ェルト状シートも16セット配置した。各列の両端部に配
置した吸着材31は幅が120mm、長さが50mm、暑さが15mm
であり、端部以外の吸着材31は厚さが30mmである。ま
た、シートヒータ32は幅が120mm、長さが400mm、厚さが
1mmである。このシートヒータ32は１枚当たり430Wの容
量を有する。更に、活性炭繊維フェルト状シートは幅が
120mm、長さが400mm、厚さが3mmである。このフェルト
状シート33は２枚１セットで、各シートヒータ32の両面
に配置した。このような吸着体30を第３図に示す２塔型
フロン回収装置の各吸着塔内に１個づつ設置した。そし
て、脱着時のシートヒータ32による加熱温度を150℃に
制御し、約100Torrの減圧下で濃縮フロン空気を取り出
した。

その結果、回収装置内に入る入口空気（低濃度フロン含
有空気）のフロン濃度が5000ppm、流量が40Nm³／時の場
合、出口の浄化空気中のフロン濃度は100ppm以下であっ
た。吸着塔から排出された高濃度フロン含有空気（フロ
ン濃縮空気）のフロン濃度は平均して530,000ppm（53体
積％）であり、フロンの回収効率は98％以上であった。

本実施例の吸着体を使用することにより、吸着材の昇温
効率が上昇し、吸着工程及び脱着工程を迅速化すること
ができた。

次に、本実施例に係る吸着体を除湿機に適用した結果に
ついて説明する。吸着材31はシリカゲルのハニカム成形
体であり、第１図に示すように２列に配列した。各列に
おいて、吸着材32を４個配列した。その両端部の吸着材
32の寸法は、幅が120mm、長さが200mm、厚さが15mmであ
り、端部以外の吸着材32は厚さが30mmである。シートヒ
ータ32及び活性炭繊維フェルト状シート33は前述のフロ
ン回収用吸着体の場合と同一である。

この吸着体を第３図に示すフロン回収装置と同様の構成
であるが、凝縮冷却器等は具備しない除湿装置の２塔の
吸着塔内に夫々１個づつ設置した。これにより、各吸着
塔から水分が除去された乾燥空気が得られた。

その結果、入口空気の絶対温度が6g/kg′、温度が８
℃、流量が120Nm³／時である場合に、出口空気（乾燥空
気）の絶対湿度は0.5g/kg′、温度が29℃であった。

この除湿装置に本実施例に係る吸着体を使用した場合
も、その吸着材の昇温が迅速になされ、また安定して乾
燥空気を得ることができた。

［考案の効果］本考案によれば、シート状ヒータと吸着材との間に、フ
ェルト状シート等の圧力損失が高い緩衝材を配置したか
ら、シート状ヒータと吸着材との間の隙間を処理ガスが
通流することを防止でき、処理ガス中の除去成分を極め
て高効率で除去することができる。また、この緩衝材は
吸着材よりも熱伝導性が高いので、従来のように接着剤
でシート状ヒータと吸着材とを接着していた場合と異な
り、シート状ヒータの熱が迅速に吸着材に伝達されるた
め、吸着材を迅速に昇温させることができる。このた
め、溶剤回収装置又は除湿装置等における吸着及び脱着
工程を高効率化することができる。更に、吸着材におけ
る寸法公差を緩衝材の変形により吸収することができる
ので、吸着体の組み立てが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る吸着体を示す斜視図、第
２図は同じくその一部を拡大して示す横断面図、第３図
は脱着に蒸気を使用しないフロン回収装置を示すブロッ
ク図、第４図は従来の吸着塔を示す縦断面図、第５図は
同じくその吸着塔に収納された従来の吸着体を示す斜視
図、第６図は吸着塔内に設置されるガス整流部材を示す
斜視図である。 1,2;吸着塔、30,40;吸着体、31,41;吸着材、32,42;シー
トヒータ、33;フェルト状シート、34,35;枠体

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】複数個のハニカム吸着材と、これらのハニ
カム吸着材の相互間に介装されたシート状ヒータ及び前
記ハニカム吸着材よりも熱伝導性が高い伝熱性緩衝材と
を有することを特徴とするガス中の成分吸着体。
【請求項２】前記伝熱性緩衝材は、炭素繊維からなるフ
ェルト状のシートであることを特徴とする請求項１に記
載のガス中の成分吸着体。
【請求項３】前記ハニカム吸着材は、溶剤の吸着及び脱
着作用を有する活性炭からなることを特徴とする請求項
１又は２に記載のガス中の成分吸着体。
【請求項４】前記ハニカム吸着材は、シリカゲル及び／
又はゼオライトからなることを特徴とする請求項１又は
２に記載のガス中の成分吸着体。