JPH11179139A - 有機ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中のベンゼン、トルエン等の有機溶剤
を吸着回収する装置として、熱移動等を効果的に行い、
優れた溶剤回収能力を有する有機ガス処理装置を提供す
る。 【解決手段】 有機溶剤含有ガスを無機系吸着剤を充填
した吸着塔内に導入して有機溶剤を吸着し、吸着された
有機溶剤を脱着することにより回収する有機ガス処理装
置において、該吸着塔の吸着剤層内に吸着及び脱着時に
おける伝熱性促進手段を介装した有機ガス処理装置、並
びに、上記脱着操作時に脱着ガスの一部を上記吸着塔の
ガス導入側へ還流する再循環経路を設けた有機ガス処理
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無機系吸着剤を用
いた有機ガス処理装置に関し、さらに詳しくは、排ガス
中のベンゼン、トルエン等の有機溶剤を吸着回収する装
置として、熱移動等を効果的に行い、優れた溶剤回収能
力を有する有機ガス処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、排ガス中の有機溶剤は、活性炭，
ゼオライト等の多孔質吸着剤を塔内に充填した吸着層に
処理ガスを導入し、有機溶剤を捕捉・回収してきたが、
爆発・火災等の防止対策の観点から、処理ガス中の有機
溶剤濃度を安全域に設定したり、特別な昇温検知を必要
としてきた。このため、不燃性吸着剤を採用した装置の
完成が望まれてきた。一方、無機系吸着剤は、成形によ
る細孔構造変化が起こるので、それに伴う性能低下が生
じるという問題があった。また、粉体での装置化も強く
望まれていたが、粉体では吸着成分の吸着・脱着に伴う
伝熱性が悪く、加熱・冷却操作での吸着層内の熱移動対
策が必要であるという問題があった。

【０００３】他方、従来の排ガス中の有機溶剤の回収で
は、吸着塔内に充填した吸着層に処理ガスを導入して有
機溶剤の吸着・捕捉を行うが、吸着剤中の有機溶剤が飽
和に達するか、または飽和に近づくと処理ガスの導入を
停止して水蒸気または熱風を送り、吸着剤に捕捉された
有機溶剤を脱着回収してきた。この方法では、吸着成分
が比較的容易に吸着剤から脱離出来るか、または大量の
エネルギの供給もしくは脱着用水蒸気または熱風の通気
が可能な場合は対処できるが、吸着成分が離脱着性であ
ったり、前記の十分な脱着条件を付与出来ない装置では
脱着不良による回収性能低下という問題を生じていた。
そして、一般に環境装置は非生産設備的性格を有する装
置であるため、安全性、省力性、高度化等に極限の検討
を迫られる。しかも、処理対象が可燃性ガスである場合
には、上記の制約が全ての点で成立することは少ないた
め、不燃性吸着剤を採用するシステムの開発等により、
吸着から脱着へ、または逆の工程へ進んだ際の熱移動を
効果的に行うことのできる装置が待望されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、排ガス中のベンゼン、トルエン等の有機溶
剤を吸着回収する装置として、熱移動等を効果的に行
い、優れた溶剤回収能力を有する有機ガス処理装置を開
発すべく鋭意検討した。その結果、本発明者らは有機ガ
ス処理装置において、吸着剤層内に吸着及び脱着時にお
ける伝熱性促進手段を介装してなること、あるいは、該
脱着操作時に脱着ガスの一部を上記吸着塔のガス導入側
へ還流する再循環経路を設けてなること等により、かか
る問題点が解決されることを見い出した。本発明は、か
かる見地より完成されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、無
機系吸着剤を充填した吸着塔内に有機溶剤含有ガスを導
入して有機溶剤を吸着し、吸着された有機溶剤を脱着す
ることにより回収する有機ガス処理装置において、該吸
着塔の吸着剤層内に吸着及び脱着時における伝熱性促進
手段を介装したことを特徴とする有機ガス処理装置を提
供するものである。ここで、伝熱性促進手段とは、吸着
剤層内に設けられる伝熱管，伝熱板又は伝熱促進材等か
らなる伝熱システムのことを広く意味する。また、介装
するとは、伝熱管，伝熱板又は伝熱促進材等のうちの少
なくとも１つの伝熱性促進手段を設けること、並びに、
伝熱管を２つ以上設けること及び伝熱管と伝熱板とを設
けることのように同種もしくは異種の２つ以上の伝熱性
促進手段を設けること等を意味する。また、本発明は、
無機系吸着剤を充填した吸着塔内に有機溶剤含有ガスを
導入して有機溶剤を吸着し、吸着された有機溶剤を脱着
することにより回収する有機ガス処理装置において、該
脱着操作時に脱着ガスの一部を上記吸着塔の脱着ガス導
入側へ還流する再循環経路を設けたことを特徴とする有
機ガス処理装置を提供するものである。さらに、本発明
は、上記有機ガス処理装置において、吸着塔の吸着剤層
内に吸着及び脱着時における伝熱性促進手段を介装する
とともに、上記脱着操作時に脱着ガスの一部を上記吸着
塔の脱着ガス導入側へ還流する再循環経路を設けたこと
を特徴とする有機ガス処理装置をも提供するものであ
る。

【０００６】本発明では上記のような伝熱性促進手段あ
るいは再循環経路を有することによって、排ガス中のベ
ンゼン、トルエン等の有機溶剤を吸着回収する際に、熱
移動等を効果的に行うことが可能であり、また優れた溶
剤回収能力を有する。すなわち、一般には処理対象が可
燃性ガスである場合、安全性，省力性，高度化等の全て
について満足できる処理装置であることは少ないが、本
発明では、不燃性吸着剤の採用，希釈なしに発生源ガス
を吸引し有機溶剤を捕捉・回収すること，及び吸着剤層
で断熱的に発生する吸着熱・脱着操作直後の吸着剤の予
熱処理，さらに必要に応じて、脱着操作で必要な溶剤の
蒸発潜熱の付与，吸着剤の温度を上昇させ脱着を促進さ
せるために配置した加熱冷熱システム，操作切り換え時
の吸着塔内ガスを合理的に処理するためにバイパスライ
ンとバッファ等を有するシステムの採用により、吸着か
ら脱着へ、または逆の工程へ進んだ際の熱的条件の設定
を効果的に行うことができる。また、本発明の装置は、
図２に示す管群間に充填した粉体状吸着剤を、吸脱着工
程に適した温度に速やかに設定する際に大きな効果を発
揮する。更に、本発明では、伝熱管に付設する伝熱板
は、吸着剤層が常に密充填層を保持するために好ましく
は垂直に配置される。この配置により、管板周辺に空間
が発生してガスが素通りすることがなくなり、よって伝
熱面積が広がり、熱移動を加速する手段とすることがで
きる。

【０００７】一方、処理対象が難脱着性ガスである場合
には、安全性、省力性、高度化等の全てについて満足で
きる処理装置であることが必要である。例えば、シリカ
系吸着剤を採用しての高濃度ガスの直接処理、少量の脱
着熱風（脱着時の不凝縮空気を発生源に還流する場合に
は特に重要）、又は、ガス中の溶剤量の変動等によるタ
イムサイクルを整合させる場合の脱着効果の操作（大量
の熱風で急速脱着または少量の熱風で徐々に脱着）を行
うような場合が考えられる。このような場合には、本発
明のように再循環経路を設けることによって、脱着ガス
をグルグル還流させる条件を制御し、任意の脱着効果を
設定する機能は効果が大きい。かかる操作により、回収
有機溶剤の変質防止、ランニングコストの最適設定等の
自由度が広がる利点もある。以下、本発明について、詳
細に説明する。

【０００８】

【発明の実施の形態】添付図面（図１〜６）を参照しな
がら、本発明の実施の形態を説明する。実施の形態（その１） 図１は、本発明に係る有機ガス処理装置を応用した実施
の形態の１つを示す配置図であり、無機系吸着剤を充填
した吸着塔内に、該吸着塔の吸着剤層内に吸着及び脱着
時における伝熱性促進手段を介装した有機ガス処理装置
である。

【０００９】図１において、溶剤含有ガスは、フィルタ
１でガス中のダスト等の固形物を除去した後に、ガス吸
引ブロア２、弁３を経て吸着剤を充填した吸着塔４に送
られる。吸着塔４には、シリカ，ゼオライト，アルミ
ナ，炭素質等の無機系の吸着剤５が充填されており、後
述する機能を付与するために吸着剤層の上下には通過ガ
スを加熱又は冷却するための伝熱管６が配置されてい
る。ここで、吸着剤の形状は、粉状吸着剤あるいは顆粒
状，ペレット状吸着剤であることが好ましい。吸着剤層
内には、図２，図３等に示すような伝熱システムが配置
されている。吸着後のガスは、排ガス７となって排気さ
れる。

【００１０】一方、吸着に寄与する吸着剤の入口伝熱管
は、溶剤ガス中の有機溶剤の飽和度を設定、又は脱着ガ
スの冷却のためガス流を、冷却装置８から供給された冷
水に接触させる。ここで、飽和度とは、空気中の湿度の
定義と類似し、以下の式で定義される。 （飽和度）＝（ガス中の濃度）／（その温度における理
論蒸気圧） なお、飽和度が１を越えると凝縮が起こり、飽和度の設
定は温度を変化させることにより任意に設定できる。吸
着剤５が飽和吸着量に接近してきたら、溶剤ガスの供給
を停止し循環ファン９を作動させる。飽和吸着量に接近
したか否かは、吸着剤の吸着能力が判明しているので、
入口の吸着ガス量又は吸着剤層出口濃度を測定すること
でわかる。次いで、温調ヒータ１０を経て系内ガスを所
定の温度に設定し、吸着塔４上方から下降流で熱風を流
し、吸着剤５に捕捉された有機溶剤を脱着する。この
際、複数の吸着塔を用いる方式により、吸着塔の切り替
えで排ガス処理の連続性を確保することがより好まし
い。また、系内ガスとは、一般に脱着サイクルにおける
脱着ガスをいい、通常は温風が用いられる。そして、吸
着剤層上部に設置した伝熱管６は、脱着ガスを加熱する
ため加熱装置１１から供給された温水を循環させてい
る。

【００１１】脱着ガスにより搬送された有機溶剤は、コ
ンデンサ・気液分離装置１２で冷却されて、ガス中の有
機溶剤を液化し、不凝縮性の脱着ガスは循環ファン９、
ヒータ１０を経て吸着系統に還流する。液化した有機溶
剤はセパレータ１３に送り、必要に応じて凝縮した水分
と分離し回収溶剤１４、排水１５を得る。回収溶剤の精
製が必要な場合には、蒸留塔等の精製装置に送って処理
することが好ましい。

【００１２】図１は、上記の連続性を加味した２塔方式
（２つの吸着塔を用いる方式）で示した。また、各々の
操作工程において、必要な弁の切り替えを行い、目的と
する装置の稼働を確保する。更に、循環ファン９の出口
配管には、系内の圧変動を防ぐためバイパス配管１６に
連結されたバッファタンク１７が配置され、吸着・脱着
時の系内ガスの加熱，冷却，工程切り替え時のガス容積
変動に備え、系内圧変動・工程切り替え等に生じる系内
ガスの大気放出による不具合を防止する機能を付与して
いる。

【００１３】一方、図２，図３には、吸着塔内に配置さ
れた温度センサ２１，伝熱管１９及び伝熱板２０の位置
関係を示す。この図２，図３で示される吸着層内の伝熱
管１９・伝熱板２０は、粉体を用いた吸着層において、
吸着剤の断熱性を改善するものである。図２に示すの
は、多数の垂直方向に伝熱板２０を配置した伝熱管群の
間に、粉体吸着剤５を充填したことを特徴とする吸着塔
４である。吸着塔４の管内では、加熱・冷却装置から供
給される加熱・冷却媒体により効率良く、かつ、均一に
層内が加熱・冷却される。また、図４に示すような吸着
層内に伝熱促進材（粒子等）を有する場合には、粉体を
用いた吸着層において、該伝熱促進材によって吸着剤の
断熱性が改善される。図４は、伝熱促進材（粒子等）で
ある分散銅球２２が粉体吸着剤５内に多数均一に分散さ
れたことを特徴とする吸着塔４である。ここで、伝熱促
進材は、通常、銅，鉄，ステンレス，アルミ等からなる
球，粒子又は粉であるが、伝熱係数が大きく、熱的に安
定なものであれば使用できる。また、伝熱促進粒子の場
合、粒子径（平均径）は特に限定されないが、数μｍ〜
１０００μｍの範囲にあることが好ましい。そして、吸
着塔４の管内では、加熱・冷却装置から供給される加熱
・冷却媒体により効率良く、かつ、均一に層内が加熱・
冷却される。

【００１４】実施の形態（その２） 図６は、本発明に係る有機ガス処理装置を応用した実施
の形態の１つを示す配置図であり、無機系吸着剤を充填
した吸着塔内に、該吸着塔の吸着剤層内に吸着及び脱着
時における伝熱性促進手段を介装するとともに、上記脱
着操作時に脱着ガスの一部を上記吸着塔のガス導入側へ
還流する再循環経路を設けた有機ガス処理装置である。

【００１５】有機溶剤を含有した溶剤ガスは、フィルタ
１でガス中のダスト等の固形物を除去したのちガス吸引
ブロア２、弁３を経て吸着剤５を充填した吸着塔４に送
る。吸着塔４には、シリカまたはゼオライト等の無機系
の吸着剤５が充填されており、かつ後述する機能を付与
するために吸着剤層の上下には通過ガスを加熱又は冷却
するための伝熱管６が、配置されている。吸着剤５によ
って有機溶剤を除去されたガスは、浄化排ガス７となっ
て排気される。

【００１６】ここで、吸着に寄与する吸着剤５の入口伝
熱管は、有機溶剤の飽和度を上げて、所定のガス条件に
するために溶剤ガス流を、冷却装置８から供給された冷
水に接触させる。吸着剤５が飽和吸着量に接近してきた
ら、溶剤ガスを停止し、循環ファン９を作動させる。次
いで、温調ヒータ１０を経て系内ガスを所定の温度に設
定し、吸着塔４上方から下降流で熱風を流し、捕捉され
た有機溶剤を脱着する。この際、脱着熱の供給と吸着剤
から脱離した有機溶剤を搬送するために、通常、加熱ガ
スを流す。また、複数の吸着塔を用いる方式により、吸
着塔の切り替えで排ガス処理の連続性を確保することが
好ましい。そして、吸着剤層上部に設置した伝熱管は、
一般には脱着ガスを加熱するため加熱装置１１から供給
された温水を循環させている。更に、これらの装置は、
それぞれの操作工程に準じて有効に機能するように、順
次停止・作動する。例えば、吸着工程中の加熱装置１１
又は脱着工程中の冷却装置８は休止（停止）状態とでき
る。

【００１７】脱着された有機溶剤は、コンデンサ・気液
分離装置１２で冷却されて、有機溶剤を液化し、不凝縮
性の脱着ガスは循環ファン９、温調ヒータ１０を経て脱
着ガスとして還流する。ここで、無機吸着剤層での脱着
ガスには、通常空気を用いる。液化した有機溶剤はセパ
レータ１３に送り、必要に応じ凝縮した水分と分離し回
収溶剤１４、排水１５を得る。また、後述する脱着制御
のために、循環ガス制御装置１６を脱着ループに設けて
いる。

【００１８】図６は、上記の連続性を加味した２塔方式
（２つの吸着塔を用いる方式）で示した。また、各々の
操作工程においては必要な弁の切り替えを行い、目的と
する装置の稼働を確保する。更に、循環ファン出口配管
には、系内の圧変動を防ぐためにフィルタ入口に接続さ
れるバイパス配管１６に連結されたバッファ１７が配置
され、吸着・脱着時の系内ガスに加熱、冷却、工程切り
替えにおけるガス容積変動に備えるとともに、脱着にお
ける有機溶剤を含むガスの系内圧変動・工程切り替え等
に生じる系内ガスの大気放出による不具合を防止する機
能を付与している。特に、本実施の形態では、脱着性の
悪い（吸着力の強い）有機溶剤を吸着剤から高い効率で
脱離させるために、吸着塔４・循環ファン９・温調ヒー
タ１０・吸着塔４のループで脱着ガスをグルグル循環さ
せ、吸着された有機溶剤を完全に脱着させて以降の吸着
に備える。

【００１９】一方、脱着ガスに外気を使用する場合に
は、大気汚染による空気中の不純物による吸着剤５の劣
化の恐れが増加する。すなわち、最近の大気には自動車
排ガス等に由来する不純物濃度の上昇が見られ、脱着ガ
スとして導入する場合には可能な範囲で清浄空気を用い
る必要があることが確認されている。したがって、この
ような観点からも脱着ガスを閉鎖系内で循環使用するこ
とが、不純物量の低減、さらには装置の性能劣化を招か
ない点から好ましい。この不純物による性能低下は、都
市部に設置した他の吸着システムでも予想外に大きいこ
とが知られている。以下、実施例により本発明をより詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら
制限されるものではない。

【００２０】

【実施例】実施例１ 本実施例では、上記実施の形態（その１）に記載された
本発明に係る有機ガス処理装置を応用した装置について
実験を行った。すなわち、本実施例で用いられる有機ガ
ス処理装置は、無機系吸着剤を充填した吸着塔内に、該
吸着塔の吸着剤層内に吸着及び脱着時における伝熱性促
進手段を介装したものである。以下、図１の基本配置図
（フローシート）、図２の吸着層の構造図に準じて説明
する。

【００２１】吸着層の条件は、塔内径 200mm φ、
吸着剤（粉体）200mmH、 量 約6L、伝熱板 アルミ
板、吸着ガス流は上昇流（脱着は逆)0.05m/ 秒（伝熱板
は図２に準拠、センサは伝熱板より30mmの距離に配置） 温度センサ 電熱板の中央 溶剤 トルエン 5000ppm （約20.6mg/1N ） 温度、湿度 吸着ガス 30℃、Dry 脱着 130 ℃ 各30
分切り替え 脱着時の伝熱管内冷却液 130 ℃、吸着時の伝熱管内冷
却液 ８℃であった。効果の測定は、吸着層中央の上，
中，下に温度センサを配置し熱伝達効果を評価して行っ
た（図２参照）。上記条件に基づいて実施した試験結果
を下記表１に示す。なお、伝熱板のない装置による試験
結果も併記する。装置条件は、上記実施の形態（その
１）に準拠した。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から容易にわかるように、本発明によ
れば、吸着サイクルでは脱着予熱の除去が迅速に、脱着
サイクルでは層内の加熱が迅速に行えることが確認でき
る。しかも、その差は性能に重大な影響を与え、１３サ
イクルテストの平均では以下の値を得た。 本願法の吸着・脱着回収率¹⁾ 93.6% 伝熱板なしでの回収率 58.2% ここで、回収率¹⁾は、吸着捕集率と回収溶剤量とから定
義できるが、本実施例では、吸着における入口溶剤量を
各サイクルで一定とし、回収溶剤量の測定値から計算し
た。

【００２４】なお、性能低下の要因について追加試験を
行い確認した結果、性能の差は、吸着時に吸着剤層の温
度が適性か否かが重要であることがわかった。伝熱板な
しでは、吸着サイクルでの層温度の低下が緩慢で、その
間の溶剤ガス捕捉率が低下したことによる原因が大部分
で、一部脱着時の温度上昇が緩慢となるための脱着不良
が影響していることが確認された。

【００２５】吸着剤は温度に対して吸着容量が増減する
ことが良く知られているとともに、吸着剤層の温度が設
定値より高いと、吸着溶剤の飽和度が低下することも吸
着容量の低下に繋がることは、ラングミュア吸着等温式
等でよく説明されてきた。すなわち一般には、吸着成分
の飽和度が高い程（濃度が高いか、温度が低いと飽和度
は高い領域に振れる）、又は、同じ飽和度であれば温度
が低い程、吸着容量は高くなる傾向にある。

【００２６】実施例２ 図３に、本実施例の構造図を示す。本実施例では、伝熱
板を放射状に配置した充填層を有する。他の部分につい
ては、基本的に実施例１と同様である。吸着塔の中央に
加熱・冷却管／加熱水管２を配置し、温度検出器を中心
から50mm、伝熱板から30mmの点に配置し、実施例１と同
様の試験条件にて実施した試験結果を表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】本実施例では、伝熱板なしの試験は表１に
示した値と対比出来るので、放射状に配置した伝熱板の
データを取得した。試験結果から、直交型の伝熱板方式
よりやや効果の高い伝熱性を確認したが、比較的類似の
傾向を示していると考えられる。従って、吸着塔内に配
置した伝熱板は、吸着塔の熱条件を最適に設定するため
の効果的な手段であるとわかる。なお、本実施例におけ
る吸着・脱着回収率は94.8% であった。

【００２９】実施例３ 実施例３として、上記実施例１のように伝熱板を吸着層
に配置する方法に代えて、吸着剤粒子として伝熱性の高
い粒子を均一に分散させて、充填層全体の伝熱性を高め
た実験を行った。他の部分については、基本的に実施例
１と同様である。試験装置は図４に示すように、図２の
中で伝熱板を排除したものに相当する装置である。試験
に用いた吸着剤は、無機系吸着剤（メソポーラスシリケ
ート）であり、分散球は以下のものを使用した。

【００３０】 粒子径 平均径 5.8 μm 充填密度 0.18g/cc（密充填状態） 含有水分 2.8% 分散粒子 1.2mm 銅球、無機系吸着剤の重量に対して約10倍 （容積比では吸着剤１に対して銅球約0.3 ） 分散方法 平面で完全に混合したのち、静かに吸着塔にいれ充 填層を構成した。（偏在に注意した） 試験条件は実施例１と同様にして行った。試験結果を下
記表３に示す。

【００３１】

【表３】 上記表１，表２及び表３の測定値は、いずれも系が安定
した平均的な測定値を示した。

【００３２】表３に示したように、本実施例では、吸着
剤充填層の伝熱性を高めて、層内の温度を工程に適した
値に迅速に設定するために、吸着剤に分散した銅球が層
の伝熱性を高め、吸着サイクルでは、脱着後の予熱をよ
り速やかに取り除くことができる。さらに、脱着サイク
ルでは、層内の温度上昇を加速する効果が認められる。
なお、本実施例における溶剤の吸着・脱着回収率は91.2
% を確認した。

【００３３】実施例４ 本実施例の吸着塔の概略構成図を図５に示す。この試験
装置は、最も一般的なシェル／チューブ型の熱交換器に
相当し、チューブ内に熱・冷媒を流し、シェル側に吸着
剤を詰めたものである。他の部分については、基本的に
実施例１と同様である。シェルは200mm φ、チューブは
１インチ銅管とし、温度測定点は上，中，下とし、実施
例１と同様にして行った。但し、温度センサは充填層内
からのリード線による層の乱れを防止するために、３本
のチューブの各々に一本ずつ配置した。したがって、上
記各実施例において、温度センサと伝熱板間距離がほぼ
30mmを目処としたが、本実施例では、約半分の13mm程度
である。よって、単純に上記実施例１〜３と比較はでき
ない。試験結果を下記表４に示す。

【００３４】

【表４】 この試験結果から、吸着層の温度追従性については非常
に良い結果を示した。この結果、吸着・回収率は上記実
施例１〜３よりさらに上昇して95.3% を確認した。

【００３５】実験例５ 本実施例では、上記実施の形態（その２）に記載された
本発明に係る有機ガス処理装置を応用した装置について
実験を行った。すなわち、本実施例で用いられる有機ガ
ス処理装置は、無機系吸着剤を充填した吸着塔内に伝熱
性促進手段を介装するとともに、脱着操作時に脱着ガス
の一部を上記吸着塔のガス導入側へ還流する再循環経路
を設けた有機ガス処理装置である。したがって、本実施
例の装置は、図６の基本配置図（フローシート）に従っ
て配置され、以下、図６に準じて説明する。

【００３６】試験では、効果を実証するために、比較的
沸点が低く脱着性の良いベンゼン（沸点80℃）、及び、
比較的沸点が高く脱着性の悪いキシレン（沸点140 ℃）
について以下の条件で試験した。 溶剤 ベンゼン、キシレン 飽和度(P/PS)=0.5 温度、湿度 25℃、Dry 塔内流速 0.3m/sec,(0.88m ３/Hr) 塔径 250mm 吸着剤層高 150mm （吸着剤量 約7.3L＝約1.1kg) 吸着負荷 ベンゼン 0.30g ベンゼン/g吸着剤 キシレン 0.40g ベンゼン/g吸着剤 脱着ガス ベンゼン 110min キシレン 24Hr 脱着ガス、温度 空気 100 ℃ 脱着時間、流速 変化 上記条件に基づいて実施した循環回数による回収率の測
定結果を表５に示す。また、長期テストの各テストサイ
クルにおける吸着容量の劣化率を表６に示す。

【００３７】

【表５】

【００３８】

【表６】

【００３９】この結果から明らかなように、脱着時の塔
内流速変化，同一流速でグルグル循環させた場合の脱着
効率は、循環ガス量比が増加するに従い、回収率の向上
が見られる。更に、長期試験の結果認められた吸着剤の
性能低下については、測定点数は少ないが、本実施例に
よる循環脱着法では、吸着剤の性能低下が相当小さい。
この原因は、試験終了後の調査によって外気から取り入
れた脱着空気中の微量不純物（少量の油分、SOx 、吸着
剤表面の付着煤塵等を検出）が吸着剤に蓄積されたもの
であった。なお、閉ループでの循環では、継続して外気
から不純物が供給・蓄積されないため、不純物による劣
化が小さい。

【００４０】上記試験結果からわかるように、本実施例
では脱着効率が高く、排ガス中の溶剤等を高度に処理・
浄化でき、また、吸着材中の不純物の蓄積が少なく長期
間の運転による性能低下のリスクも軽減され性能差が生
じると思われる。一方、溶剤の脱着速度は、基本的に
は、気体／吸着剤比に支配されることが把握されている
が、吸着溶剤条件の変動等による吸・脱着サイクルの変
化にも本発明の採用で適応できると考えられる。

【００４１】例えば、入口溶剤の負荷が低下した場合に
は、吸着剤が飽和に到達する時間が長くなるため、脱着
時間もその時間範囲で進めれば良い。この場合には、脱
着空気の循環比を調節したり、ガス流速を変えたりし
て、コスト面も含めて最適な脱着効果を得るような操作
条件を採用できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、排ガス中のベンゼン、
トルエン等の有機溶剤を吸着回収するに際し、熱移動等
を効果的に行いことにより、有機溶剤を効率よく，高効
率に回収することができる。すなわち、本発明によれ
ば、特定の伝熱性促進手段等を有することによって、不
燃性吸着剤の採用が可能となり、有機溶剤の捕捉・回収
に際しての爆発や火災等の危険が少なくなる。また、無
機系充填剤の吸着・脱着に伴う伝熱性の悪さ等の弊害が
除去され、吸着層内での熱移動が迅速かつ速やかに行わ
れ、吸着から脱着へ、または逆の工程へ進んだ際の熱的
条件の設定を効果的に行うことができる。また、本発明
によれば、伝熱促進手段が介装される構造を効果的に配
置することにより、伝熱面積を広げ、熱移動を加速する
こともできる。一方、本発明によれば、特定の再循環経
路を設けることによって、脱着ガスをグルグル還流させ
る条件を制御し、任意の脱着効果を設定する機能は効果
が大きく、回収有機溶剤の変質防止、ランニングコスト
の最適設定等の自由度が広がる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る有機ガス処理装置を応用
した実施の形態の１つを示す配置図である。

【図２】図２は、実施例１で用いられる吸着層直交型伝
熱板を有する吸着塔の概略を示す構造図である。

【図３】図３は、実施例２で用いられる吸着層放射状型
伝熱板を有する吸着塔の概略を示す構造図である。

【図４】図４は、実施例３で用いられる吸着層吸着剤粉
体を有する吸着塔の概略を示す構造図である。

【図５】図５は、実施例４で用いられるシェル／チュー
ブ方式の吸着塔の概略を示す構造図である。

【図６】図６は、本発明に係る再循環経路を有する有機
ガス処理装置を応用した実施の形態の１つを示す配置図
である。

【符号の説明】

１ フィルタ ２ ブロア ３ 弁（バルブ） ４ 吸着塔 ５ 吸着剤 ６ 伝熱管 ７ 浄化排ガス ８ 冷却装置 ９ 循環ファン １０ 温調ヒータ １１ 加熱装置 １２ コンデンサ・気液分離機 １３ セパレータ １４ 回収溶剤 １５ 排水 １６ バイパス配管 １７ バッファタンク １８ 循環ガス制御装置 １９ 冷水管（伝熱管） ２０ 伝熱板 ２１ 温度センサ ２２ 分散銅球 ２３ 加熱・冷却配管（チューブ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 崇史 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 峯元 雅樹 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 畑野 茂和 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 渡辺 一郎 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機系吸着剤を充填した吸着塔内に有機
   溶剤含有ガスを導入して有機溶剤を吸着し、吸着された
   有機溶剤を脱着することにより回収する有機ガス処理装
   置において、該吸着塔の吸着剤層内に吸着及び脱着時に
   おける伝熱性促進手段を介装したことを特徴とする有機
   ガス処理装置。
2. 【請求項２】 上記伝熱性促進手段が冷却又は加熱媒体
   を切り替え流通させる伝熱管と、該伝熱管に設けられた
   伝熱板とからなることを特徴とする請求項１記載の有機
   ガス処理装置。
3. 【請求項３】 上記伝熱性促進手段が吸着剤層中に分散
   充填された伝熱促進材からなることを特徴とする請求項
   １記載の有機ガス処理装置。
4. 【請求項４】 上記吸着塔を複数設け、順次吸着，脱着
   の切り替えを行い、連続運転することを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の有機ガス処理装置。
5. 【請求項５】 有機溶剤含有ガスを無機系吸着剤を充填
   した吸着塔内に導入して有機溶剤を吸着し、吸着された
   有機溶剤を脱着することにより回収する有機ガス処理装
   置において、該脱着操作時に脱着ガスの一部を上記吸着
   塔のガス導入側へ還流する再循環経路を設けたことを特
   徴とする有機ガス処理装置。
6. 【請求項６】 上記再循環経路に循環ファン，温調ヒー
   タ及びバッファタンクを設けてなることを特徴とする請
   求項５記載の有機ガス処理装置。
7. 【請求項７】 有機溶剤含有ガスを無機系吸着剤を充填
   した吸着塔内に導入して有機溶剤を吸着し、吸着された
   有機溶剤を脱着することにより回収する有機ガス処理装
   置において、該吸着塔の吸着剤層内に吸着及び脱着時に
   おける伝熱性促進手段を介装するとともに、上記脱着操
   作時に脱着ガスの一部を上記吸着塔のガス導入側へ還流
   する再循環経路を設けたことを特徴とする有機ガス処理
   装置。