JPH11502770A - 特に化学的残留物で飽和した気体の浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、特に化学的残留物で飽和した気体、特に印刷機器からの排気を浄化するための方法において、浄化されるべき気体は、不純物を生成する領域から引き出され、気体から不純物を分離するのに役立ち再生プロセスを実施するため排気流から循環中に定期的に分離される吸着材・フィルターカートリッジの配置に対して配管を介して導かれる方法に関する。吸着材料には、吸着材料のクレンジング又は再生に適した放出媒体が吹きつけられる。浄化プロセスの連続的実施及び吸着動作での作動用に予定された一定数の吸着材・フィルターカートリッジに加えて、各々のケースにおいて、その他の吸着材・フィルターカートリッジの１つと周期的に交換される形で再生状態にある少なくとも１基の付加的な吸着材・フィルターカートリッジが具備されている；又、一定時間の間部分的吸着状態で作動させられ、その再生サイクルの終結後に、吸着動作で作動する少なくとも１基の付加的吸着材・フィルターカートリッジに対して増大する気体処理量で連結可能である少なくとも１基の付加的な吸着材・フィルターカートリッジが具備されている。

Description

【発明の詳細な説明】 特に化学的残留物で飽和した気体の浄化方法 本発明は、特に化学的残留物で飽和した気体を浄化するための方法、更に印刷 機器からの排気を浄化するための方法に関する。本発明は更には、このような方 法を実施するための装置に関する。 従来タイプの既知の方法においては、浄化すべき気体は、まず第１に、不純物 を生成する領域から除去される。このような領域としては例えば、印刷機のケー スが考えられるが、気体又は空気を汚染するその他の要素も本発明の範囲内に含 まれる。先行技術によれば、浄化すべき気体は、配管を通して、複数の吸着材・ フィルターカートリッジから成る設備へと導かれ、この中で不純物は気体から分 離される。吸着材・フィルターカートリッジには、例えば活性炭のような、気体 の浄化に適した吸着媒体が充填されている。循環中に吸着材・フィルターカート リッジを定期的に再生するため、これらのカートリッジは排気流から分離される 。その後、例えば水蒸気などの、吸着材・フィルターカートリッジの中で使用さ れる吸着材料を浄化又は再生するのに適した放出媒体が導入される。周期的に繰 り返される再生プロセスは、一般にこの要領で行われる。即ち、気体の浄化プロ セスの連続的な実施、ひいては吸着動作での作動に割り当てられた複数の吸着材 ・フィルターカートリッジに加えて、再生されたばかりの少なくとも１基の別の 吸着材・フィルターカートリッジが具備される。再生プロセスは、幾つかの吸着 材・フィルターカートリッジを通して周期的に繰り返される。 ところで、先行技術においては再生プロセスの終結後に再生された吸着材・フ ィルターカートリッジを吸着モードに直ちにかつ容易に移すことができない、と いうことが明らかになっている。概して、再生されたばかりの吸着材・フィルタ ーカートリッジは、放出媒体で高レベルに飽和し、比較的高い温度を有している 。このことは即ち、例えば放出媒体として水蒸気を用いる場合、大量の低温気体 を急激に導入した時点で吸着材・フィルターカートリッジの出口領域内に気体の 極端な加湿が起こることを意味する。このような気体又はこのような空気が例え ば印刷機のケース内に導入されることになった場合、印刷機の正常な動作は不可 能になる。 前記の理由から、まず最初に、再生されたばかりの吸着材・フィルターカート リッジを冷却し、吸着材料内に含まれた水が、フィルターカートリッジから確実 に除去されるようにする。このプロセスにおいて、濾過された化学物質の残留物 で飽和している水蒸気は大気中へ放出される。その上、前記の問題（印刷機ケー ス内への吸着材・フィルターカートリッジからの水分の導入）に基づき、印刷機 排気浄化の分野でこのような吸着材・フィルターカートリッジを利用した場合、 再循環空気系の中へ排気を流入させないようにしてきた。このことは即ち、空気 流に対してより大量の新鮮な空気を供給しなければならず、この新鮮な空気は、 外気温度に応じて異なるレベルまで加熱されなくてはならないということを意味 している。これには、印刷機の作動において少なからざる付加的なエネルギー消 費を伴うことになる。 本発明の重要な課題は、環境への負担を軽減しながら、再循環空気系内へ浄化 された気体の流入が可能となるような形で、請求項１の特徴を有するプロセスを 開発することにある。この課題は、請求項１に記載の特徴及び請求項２〜１２に 記載の結果として得られる方法の有利な開発を通して解決される。請求項１３〜 １７は、本発明によるプロセスを実施することのできる有利な装置に関する。 中でも本発明の核を成すものとみなされているのは、時々に部分的吸着状態で 作動する少なくとも１基の付加的な吸着材・フィルターカートリッジが具備され 、このカートリッジがその再生サイクルの終結後、吸着動作で作動する少なくと も１基の付加的な吸着器・フィルターカートリッジの増大する上昇する気体処理 量へと切り換えられるという点である。換言すると、その再生サイクル周期が終 結したばかりの各々の吸着材・フィルターカートリッジは、個別の冷却プロセス を受けず、むしろ、本質的にゼロで始まり、予め決められた気体処理量値まで気 体処理量を上向きにゆっくりと制御された状態に保ちながら、直ちに機器の気体 循環内に含み入れられる。ここにおいて、吸着材・フィルターカートリッジ内で 吸着材料がかなり高レベルで水分を含み、高温状態である限り、気体処理量は、 低い値に保たれる。吸着材・フィルターカートリッジ内の温度が降下し、水分が 減少すると、再生されたばかりの吸着材・フィルターカートリッジを通しての気 体処理量は増大する。従って、再生された吸着材・フィルターカートリッジはも はや個別の時間内で冷却されることはなく、むしろ、その吸着機能を既に部分的 に再び継続することのできる、部分冷却吸着モードに入ることになる。 このような対策により、利用可能な吸着材・フィルターカートリッジの全てを 再循環空気系内に置くことが可能となる。実際には、例えばとりあえず吸着材・ フィルターカートリッジが５基あるとして、そのうちの１つは任意の１時点にお いて再生サイクルにあり、１基は同じ時間全体にわたり部分的冷却モードにある 。再生サイクルが完了すると直ちに、再生されたばかりの吸着材・フィルターカ ートリッジは、部分的冷却モードに移され、もう１基の吸着材・フィルターカー トリッジは再生サイクルへと移行され、３基の付加的な吸着材・フィルターカー トリッジは、完全な吸着性能をもたらす吸着動作状態にある。 部分的冷却モードの間、低い気体処理容積のため、再生されたばかりの吸着材 ・フィルターカートリッジは多くの水分を含有しているという事実にも関わらず 、システムに取り付けられた印刷機が過度に多くの水分の影響を受けることにな る恐れはない。むしろ、部分的冷却モードでの気体処理容積を適切に制御するこ とにより、印刷機ケースの領域内の気体又は空気の含水量の変動を、正確に適切 な範囲内で達成することが可能である。 試験によると、一定時間の間部分的吸着モードで作動している吸着材・フィル ターカートリッジの気体処理量を、連続的に増大する形で進行させることが有利 であることが分かっている。これは、比較的単純な制御機構を通して達成するこ とができる。 一定時間の間部分的吸着状態又は冷却状態で作動する吸着材・フィルターカー トリッジの気体処理量の増大がｅ関数に従って起こることも同様に有利である。 これは、部分的吸着モードの間に起こる物理的プロセスに対応している。しかし ながら、同様に、カートリッジの出口での含水量又は出口での気体温度に応じて 、一定時間の間部分的吸着状態で作動する吸着材・フィルターカートリッジの気 体処理量の増大を調節することも可能である。更なる調節機構も同様にして利用 できる。例えば、カートリッジ出口での気体の汚染物質の飽和度に応じて気体処 理量を制御することもまた有利であり、気体処理量が必然的に増大されず、むし ろカートリッジの出口で汚染の量に応じて加減されるようになる。 この方法は、大型印刷システムの溶剤で飽和した排気の浄化のために特に有利 に使用され得る。大型印刷システムは、排気の浄化のために活性炭を用いる吸着 材・フィルターカートリッジを利用する。排気のための再循環空気操作と合わせ て本発明による方法を利用することにより、外気に入る汚染物質のピーク飽和度 を９９％まで削減できることが分かった。これは、環境テクノロジーの見地から 見て極めて優れた結果である。 この方法の実施において、更に、一時的な部分的吸着状態サイクルの周期長を 再生プロセスサイクルの周期と一致させ、その結果、フィルターカートリッジの 再生プロセスの実施のための吸着材・フィルターカートリッジに対する影響が部 分的冷却モードの持続時間に等しくなるようにすることが有利であることも分か った。システム全体は、等しい長さの時間的周期で徹底的に再生され、再生され たばかりの吸着材・フィルターカートリッジは、対応する長さの時間的周期で部 分的に冷却モードで作動させることができる。 請求項１に記載の方法を実施するための装置は、汚染した気体を生成する少な くとも１つの要素に備えられる。これは印刷ユニットであっても良く、その場合 、汚染された気体は、印刷ユニットの排気である。排気は、多数の吸着材・フィ ルターカートリッジに向かう配管系を介して導かれ、ここで、配管内の気体流を 維持するため送風機(blowers)が設けられる。再生サイクルの周期中にフィルタ ーカートリッジを操作するため、フィルターカートリッジ内に放出媒体「高温水 蒸気」を導入するための水蒸気導管といったような吸着材・フィルターカートリ ッジのための再生設備が具備される。ここで、本発明によれば、吸着動作で作動 する吸着材・フィルターカートリッジ及び任意の一時点で再生プロセスで作動す る少なくとも１基の吸着材フィルターカートリッジに加えて、配管系に連結され る付加的なフィルターカートリッジが少なくとも１つ存在し、このカートリッジ は、制御装置即ち絞り弁及び制御用電子部品を介して連続的かつ適合された形で 、吸着動作で作動する吸着材・フィルターカートリッジに対し連結することがで きる。連続的連結というのは、連結された機器にとって許容可能な程度だけ放出 媒体残留物が再循環空気流に到達できるように、付加的な吸着材・フィルターカ ートリッジを通しての気体処理量を緩慢に増大させるような形で連結が行われる と言うことを意味する。 テストにおいて作動する機器の場合、吸着動作で作動する３基のカートリッジ と、再生動作で作動する１基のカートリッジ及び部分的吸着動作で作動する１基 のカートリッジの合計５基の吸着材・フィルターカートリッジが有利であること が証明された。このような動作割合は、正常な全出力作動の用途において吸着材 ・フィルターカートリッジの再生プロセスのためには、利用可能な吸着動作の作 用時間の約２０〜２５％が必要であることから、それ自体極めて有利なものであ ることが示された。 気体含水量、気体温度、または気体中の汚染物質の割合を決めるための測定要 素が各々の吸着材・フィルターカートリッジの出口側に配置されている場合、一 方ではシステムをその動作状態で最適に監視でき、又他方では、測定要素の出力 をシステムのバルブ制御装置の制御入力側に供給して、例えば部分的吸着または 冷却モードで作動する吸着材・フィルターカートリッジを通しての気体処理量の 増大をその時点の測定値に応じて制御することができる。 本発明を、図面中の実施例を用いて更に明確に説明する。尚、図面中、 図１は、５基の吸着材・フィルターカートリッジを用いた吸着材・フィルター システムの概略図である。 図２は、５基の吸着材・フィルターカートリッジを用いたサイクルの各段階、 即ち「再生」、「部分的冷却」及び「吸着動作」の段階の図形表示である。 図１を参照すると、システム１には、まず第１に、気体を発生させる要素２、 例えば、多数の印刷機を有する印刷設備が含まれている。要素２からの排気は、 配管系３を介して多数の吸着材・フィルターカートリッジ１へ導かれ、そこから 再び、気体内に不純物を発生させる要素２へと循環工程内をフィードバックされ る。再循環空気の閉鎖行程を確保するため、配管系３は、給気主パイプ３ａ、給 気分岐パイプ３ｂ、排気分岐パイプ３ｃそして吸着材・フィルターカートリッジ ４から出る気体流を排気分岐パイプ３ｃを介して収集しそれを要素２へと戻す排 気収集パイプ３ｄで構成されている。配管系３〜３ｄ内の気体流は、ブロワ５を 用いて生成される。 吸着材・フィルターカートリッジ４上には、再生器６が具備されており、これ を用いて例えば活性炭のような吸着材・フィルターカートリッジ内に含まれた吸 着材料７には、矢印によって示されるように放出媒体が吹き付けられる。 給気分岐パイプ３ｂの中には、調節用制御装置１０を介して操作され得る絞り 弁９が具備されている。調節用制御装置１０、プロセス制御ユニット１３の出力 端１２を通して、制御配線１１を介して作動する。同様に、排気収集パイプ３ｄ 内にも絞り弁９’が示されており、このバルブは調節用制御装置１０’及び制御 配線１１’を介してプロセス制御ユニット１３に連結されている。 以下では、Ｉ−Ｖと連続的に番号付けされた吸着材・フィルターカートリッジ ＩＶの動作状態がいかにして起こるかを明らかにするため、図２を参照する。サ イクル段階ａでは、吸着材・フィルターカートリッジＩは再生サイクルにある。 即ち、再生器６１は、水蒸気が吸着材・フィルターカートリッジＩ内の吸着材料 ７に送り込まれるような形で制御配線１１を介してプロセス制御ユニット１３に よって操作される。この段階は、再生段階と呼ばれ、吸着材・フィルターカート リッジＩの絞り弁９、９’は、この期間中閉鎖されている。 吸着材・フィルターカートリッジII、III及びIVは、吸着動作にある。即ち、 対応する吸着材・フィルターカートリッジII-IVの絞り弁９及び９’は完全に開 いており、気体は、吸着材・フィルターカートリッジ１基につき約５０、０００ m³／時の流量で吸着材・フィルターカートリッジII-IVを通って流れる。 サイクル段階ａの間、吸着材・フィルターカートリッジＶはいわゆる部分的冷 却状態又は部分的吸着状態にある。即ち、絞り弁９、９’は、このサイクル段階 ａの開始時点ではまだ閉鎖された状態にあり、割り当てられた調節用制御装置を 介してゆっくりと開かれるので、吸着材・フィルターカートリッジＶを通しての 気体処理量はゼロから最大値までゆっくりと上昇するようになっている。従って 、ブロワ５により供給される約１５０、０００m³／時の集合的気体流は、サイク ル区分ｂが始まるまで４基の吸着材・フィルターカートリッジの間で分割される 。 サイクル区分ｂでは、今再生されたばかりの吸着材・フィルターカートリッジ Ｉは、部分的冷却状態へと切り換えられる。即ち、絞り弁９はサイクル区分ｂの 間にゆっくりと最大値まで開かれる。一方、吸着材・フィルターカートリッジＩ Ｉは、それに割り当てられた絞り弁９によって気体流から分離され、再生器６を 用いて放出媒体８を吹き付けられ、一方、吸着材・フィルターカートリッジＩＩ Ｉ−Ｖは、絞り弁９が完全に開いた状態で、吸着動作状態にある。 図２のサイクル段階のシーケンスから明らかに分かるように、再生段階は、各 々のサイクル段階が変わる時点で、次の吸着材・フィルターカートリッジへと順 次に切り換えられ、部分的冷却段階及び吸着動作段階についても同様である。 その後の部分的冷却状態における再生されたばかりの吸着材・フィルターカー トリッジのオン切換が緩慢であることから、システム全体を再循環空気動作で作 動させることができる。図１に番号２０で表されている排気筒は、通常閉鎖状態 を維持することができので、いかなる気体も環境内に達することがない。 結論としては、本発明を異なる数量の吸着材・フィルターカートリッジを用い て実施することもできること、そして同様に任意の１時点において一定数の吸着 材・フィルターカートリッジを同時に又は重複するセグメントの間に再生し部分 的に冷却することができることに留意されたい。更に、例えば吸着材・フィルタ ーカートリッジの故障時点で又はメンテナンスを目的として、システムを連続し て継続作動状態に置くことができるようにするため、浄化すべき気体の量に関連 して、それ以上の数の吸着材・フィルターカートリッジを具備することも可能で ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 特に化学的残留物で飽和した気体の浄化のため、特に印刷機器からの排気 の浄化のための方法において： − 浄化されるべき気体が、不純物を生成する領域から引き出され； − パイプを介して吸着材・フィルターカートリッジ設備まで導かれ； −− このカートリッジは気体からの不純物の分離に役立ち； −− かつ、再生プロセスを行うための排気流から循環中に定期的に分離さ れ；更に、 −− このカートリッジの吸着材料には、吸着材料の浄化に適した放出媒体 が吹きつけられ； − 浄化プロセスを連続的に行い吸着動作にて作動するために具備された一定 数の吸着材・フィルターカートリッジの他に、各々のケースにおいてその他の吸 着材・フィルターカートリッジの１基と周期的に交換される形で再生状態にある 少なくとも１基の別の吸着材・フィルターカートリッジが具備される； 気体浄化方法であって、 − 部分的吸着状態で一定の時間駆動される少なくとも１基の付加的な吸着材 ・フィルターカートリッジが具備され； − 前記フィルターは、その再生サイクルの終結後、吸着動作で作動する少な くとも１基の別の吸着材・フィルターカートリッジに対して増大する気体処理量 で連結することができる； ことを特徴とする気体浄化方法。 ２． 部分的吸着状態で一定の時間作動する吸着材・フィルターカートリッジの 気体処理量が連続的に増大する形で進行することを特徴とする請求項１に記載の 方法。 ３．部分的吸着状態で一定の時間作動する吸着材・フィルターカートリッジの気 体処理量の増大が、ｅ−関数に従って起こることを特徴とする請求項１に記載の 方法。 ４． 部分的吸着状態で一定の時間作動する吸着材・フィルターカートリッジの 気体処理量の増大が、カートリッジの出力端における気体の温度に応じて制御さ れることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ５． 部分的吸着状態で作動する吸着材・フィルターカートリッジの気体処理量 の増大が、カートリッジ出力端における気体の含水量に応じて調節されることを 特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。 ６． 印刷機器からの溶剤が飽和した排気の浄化において利用されることを特徴 とする請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。 ７． 再生プロセスにおいて蒸気が使用されることを特徴とする請求項１から６ のいずれか１つに記載の方法。 ８． 吸着材材料として活性炭が利用されることを特徴とする請求項１から７の いずれか１つに記載の方法。 ９． 吸着材・フィルターカートリッジ設備から流出する空気が、空気循環プロ セス内で不純物を生成する領域（印刷機）に導き戻され、そこから再び吸着材・ フィルターカートリッジの入カパイプに導かれることを特徴とする請求項１から ８のいずれか１つに記載の方法。 １０． 閉鎖用手段を介して閉鎖され得る排気筒が、吸着材・フィルターカート リッジ出口の領域内に配置されていること特徴とする請求項１から９のいずれか １つに記載の方法。 １１． 一時的部分的吸着状態サイクルセグメントが再生プロセスサイクルセグ メントの持続時間に対応することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つ に記載の方法。 １２．− 気体の汚染を引き起こす少なくとも1つの要素（２）； − 気体の浄化のための多数の吸着材・フィルターカートリッジ（４）； − 単数又は複数の要素（２）を吸着材・フィルターカートリッジ（４）と連 結するための配管系（３）； − パイプ内の気体流の増強のためのブロワ（５）並びに； − 再生サイクルにおける吸着材・フィルターカートリッジ（４）の操作のた めの再生器（６）； を備える請求項１に記載の方法を実施するための装置（１）において、 吸着動作で作動する吸着材・フィルターカートリッジ（４；II、III、IV）及 び再生プロセスで作動する少なくとも１基の吸着材・フィルターカートリッジ（ ４；Ｉ）に加えて、少なくとも１基の付加的な吸着材・フィルターカートリッジ （４；Ｖ）が配管系（３）に連結され、このカートリッジは、制御装置（例えば 調節可能な絞り弁９、制御機器１３）を介して、吸着動作で作動する吸着材・フ ィルターカートリッジ（４；II、III、IV）に連続的に連結可能であることを特 徴とする装置。 １３． 要素（２）が１基の印刷機又は複数の印刷機を配列したものであること 、及び配管系（３）が閉鎖式循環空気動作で印刷機の排気を供給することを特徴 とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の装置。 １４． 全部で５基の吸着材・フィルターカートリッジ（４；Ｉ−Ｖ）が具備さ れており、任意の一時点で３基の吸着材・フィルターカートリッジが吸着動作で 作動し１つが再生動作で作動し、１つが部分的吸着動作で作動することを特徴と する請求項１から１３のいずれか１つに記載の装置。 １５． 各々の吸着材・フィルターカートリッジ（４）が、連続的に制御可能な 開放又は閉鎖を可能にする絞り弁（９）を介して配管系（３）に連結されている ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１つに記載の装置。 １６． 気体の水分及び／又は気体温度及び／又は気体中の汚染物質の割合を決 定するため、各々の吸着材・フィルターカートリッジ（４）の出口側に測定要素 （２０）が配置されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに 記載の装置。 １７． 測定要素（２０）の出力端がプロセス制御ユニット（１３）の制御入力 端（２１）に連結されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１つ に記載の装置。