JPS596924A - 有機溶剤の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排ガス中の有機溶剤、特に親水性有機溶剤の回
収に適した有機溶剤の回収方法に関するものである。

従来よし高分子材料の加工、塗料、接着などの分野で多
量の有機溶剤が使用されている。これらの溶剤は塗装、
乾燥、焼付などの工程で揮発し大気中に放出されている
がこれらの溶剤はそのもの自体の毒性の他に光化学スモ
ッグなど公害の原因となるので、最近その排出量が厳し
く規制されつつある。

一方資源の有効利用の見地からも、これら有機溶剤の回
収再利用技術の確立が強く望まれている。

これら有機溶剤は通常活性炭、アルミナ、合成及天然ゼ
オライト、シリカゲル等の吸着剤を用いて排ガス中の有
機溶剤を吸着した後、脱着操作により有機溶剤の回収と
吸着剤の再生を同時に行う方法が一般的に行われている
。しかしながら上記脱着方式はこれら有機溶剤の多くが
可燃性であるため、最も安価な空気を使用できない場合
が多く、スチームかり素、炭酸ガス等の不活性ガスを熱
媒として有機溶剤を脱着させる方法がとられでいる。

なかでもスチームは、工場等で比較的容易に入手できる
こと、脱着効率が高いことなどのためよく用いられてい
る。しかしアルコール類、ケトン類、エステル類、エー
テル類等のように水溶性または親水性の有機溶剤の回収
の場合、スチームで脱着したこれら有機溶剤が凝縮回収
工程で凝縮水に溶解するため大がかりな精留等の操作を
行って、水と有機溶剤を分離して回収しなければならな
い。

また親水性の低い溶剤でも、水に対し″Ｃ微−１溶解す
るものが多いので、排水処理が必軽で回収費用が高くな
るという欠点がある。−山高沸点溶剤の水蒸気脱着では
水蒸気圧が低いと温度的に不十分となるので大がかりな
高圧蒸気発生装置が必要となるという欠点がある。これ
に対し’！素、炭酸ガス等の不活性ガスを用いる脱着１
与生法は分離精製が容易なすぐれた方法であるが、これ
らの不活性ガスはスチームに比べると熱容量が小さく、
高価であり、また通常の脱着再生法では不活性ガスの消
費歌が多く、有機溶剤回収の費用が増大するといり欠点
がある。上述の欠点をなくすため例えば特開昭５０−４
４１７６号には２０　ｍ５Ｈｆ以下に減圧してから脱着
さ一肯る方法、あるいは特開昭５１−３２４８１号に匁
減圧と間接加熱を併用して脱着する方法などが提案され
ている。しかしながら前者は減圧だけなので高沸点浴剤
の場合、祝着率が低いという欠点を有１２、−万後者で
は、間接加熱なので装置が複雑化し、〃・つ吸着剤の熱
伝導率ｔよあまり良くないので、温度むらを牛じ易く脱
〃゛ｆ時間も長くなるといつ欠点を有している。

本発明者等は、上述の従来技術の欠点をなくし、スチー
ムや不ｉ′、”ｉ　（ｉｔ：ガスｆＫ熱媒に用いなくで
も月児着できる新規な有機溶剤の回収力法を提供するた
め鋭意検討り、た結果本発明１／ｃｌ仝１１４したもの
である。

すなわち本発明は吸着剤を収容した吸脱槽へ排ガスを導
入し、排ガス中に含まれるシト１機浴剤を吸着剤に吸着
させ−Ｃ１この吸脱着槽内の空気をＪ−い出しだ後、有
機溶剤を吸着した吸着剤に一：磁マイクロ波を照射する
とともに、この吸腐削がら脱着し。

た有機溶剤蒸気を吸脱★・漕か１り吸引勇２出し又回収
し、その後電磁マイクロ阪の照射ケ停＋ｈ　Ｌで吸着剤
を冷却することを特徴とする有機溶剤の回収方法である
。

有機溶剤を吸着させる吸着剤は、シリカゲル、アルミナ
、合成及天然ゼオライトなどの無機系吸着剤、活性炭素
繊維、活性炭などの炭素系吸着剤を用い得る。なかでも
水溶性有機溶剤の場合は誘電率が大きく、発熱し、易い
無機系吸着剤の方が好ましい○勿論これらの吸着剤を併
用または混合使用してもよい。

有機溶剤はほとんどの有機溶剤が適用できるが、誘電加
熱の原理から誘電率の大きいいわゆる極性溶剤の方が短
時間に昇温できるので有利である。

極性溶剤は親水性のものが多く、従来のスチーム脱着で
は、後処理が厄介であｐ本発明の優位性が特に発揮でき
る対象である。適用できる溶剤の例としては、メタノー
ル、エタノールなどのアルコール類、アセトン、メチル
エチルケトン、シクロヘキサ／ンｆｘトｃＤケトン類、
テトラヒドロ７７７１．：ｃチルセロソルブ、メチルセ
ロソルブなどのエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチルな
どのエステル類、トリクロルエチレン、パークロルエチ
１／ンナト（７’）ハロケン化炭化水ｆ’ＡＦＡ、トル
エン、ギー／レンなどの芳香族炭化水素類などがあげら
れる。

本発明で用いる電磁マイクロ波は、周波数３００メガヘ
ルツ〜３　（１０，０００メガヘルツ（３００ギガヘル
ツ）のものであり、５００〜５０００メガヘルツの範囲
が特に好ましい。

この電磁マ・ｆクロ波誘電加熱は、物質自身の分子運動
に起因する発熱を利用するものであるから、物質の表面
と内部を同時に均一にかつ急速に加熱することができる
。このため従来方法にくらべ加熱時間を帰線することが
できるとともに有機溶剤の熱による変質を防市できる利
点もある。しかしながら吸脱着槽中に空気中の酸素が残
ったままの状態で電磁マイクロ波をｆｖ！１着剤に照射
すると酸素と有機溶剤蒸気が混合して燃焼、酸化分解、
爆発等の恐れがあるので吸着１■中の空気をパー　ジす
ることが重要である。この時同時に導波管をシールして
いた蓋を開き導波管内の空気もパージする。

安全上から考えると脱着時の浴剤濃度が・屓発限界の上
限を越えｉｒ−ば良いので通常減圧度は絶対圧３００　
ｙｎａＨｙ以玉であれば十分である。寸た望Ｙなどの不
活性ガスで槽中の空気を置換してもよい。

特に減ＩＦにした俵、マグネトロンを作動さぜ導波管か
ら槽内に電磁マイクロ波を送り込むと吸着剤層は誘電加
熱により急速に昇温１１、減圧下で有機溶剤の沸点も低
くなっているので、溶剤が急速に蒸発脱着するという利
点がある。また上記導波管の途中には反射電力を減衰さ
せてマグネトロンを保護するアイソレータ、アプリケー
ター＼の入射電力、反射電力を表示するバワーモニク、
および導波管回路の整合をとってアプリケークからの反
射電力を最小にするように調整する整合器などを付属さ
せるのが望ましい。

脱着した溶剤蒸気は真空ボンゾで吸引されて凝縮回収工
程−＼導かれ、冷却凝縮により回収される。

溶剤蒸気の冷却温度は、低ければ低いほど効率良く回収
されるが、一般的には−４（）〜＋３０℃程度で十分で
ある。爆発限界の上限が高い溶剤の場合なと、上限値を
下りて安全性を増すため、或は構内減圧度を下げて耐圧
負荷を下げるために不活性ガスを減圧後脱溝イＩの槽内
に送入し脱着蒸気を凝縮回収装置に導くときのキャリー
γ−カヌとして用いる事も出来るが、この場合は凝縮効
率は・やや低下する。

一方冷却凝縮装置で液化きれずに残った有機溶剤蒸気は
、その４捷大気へ放出ぜずに気液分離器を経た後吸着」
−程に人っている別の吸着槽に送入してクローズドシス
テムの状態で処理することが好まし７い。溶剤が脱着し
終ったら、′マグネトロンによるマイクロ波の発生を停
止Ｆ、シ槽内に別の吸着槽で浄化されたガスを導入する
か、放冷するか、冷却用乾櫟カスを導入１゛るかして吸
堝削層を冷却する。冷却が終ると１′（／″イクル終【
する。

一方杖処理カス中の７１ζ分が多いと吸着剤、特に無機
素吸着剤が、水分の力を有接溶剤より優先的に吸着しで
しまい有機溶剤に対する吸着力が低下するので、被処理
ガスを吸着槽に入れる前に適尚な脱湿機を通してその中
に含まれ又いる水分を除去することが好ましい。この脱
湿機としては、水分を冷却除去するものや吸着剤、例え
ば４Ａ型合成ゼオライＩ・、シリカゲル、塩化カル／ラ
ム、ジエチレングリコールなどの脱湿剤を用いた連続脱
湿機を使用することがで？！る。

次に不発！４’Ｊ方法を実施するに適した溶剤回収シス
テムの一実施例を第１図にでｉ説明−する。Ｌ記装置は
吸脱着槽１（以下本文中で吸着槽またはアプリケータと
Ｍｅ　−ｊ−）と、−ヒＩ己槽に１旨寸長１．て役けら
れＡニマイクロ波を発生させるマグネトロン２と上記マ
グネトロ／と吸Ｒ’、清槽を連結するマイクロ波の伝送
用導波管３及び上記槽内に収′谷さオフ、た吸着剤４で
構成されている。吸脱着槽１は円筒Ｊ［ぞとか、四角い
箱型とか特に形状に制限はないが、吸着剤４を容易に出
し入れ出来るような扉や蓋を有し、内部にはセラミック
、テフローなど非金楓練の網［１皿又は網目棚の上に吸
着剤が収容ざハている。

′またマ・（クロ波は人体に有害なので、アプリケーク
は、マイク「１波が漏洩しないよう、金−等のマイクロ
波を遮断する材質で作製し内部が減圧になったり加圧に
なっても面）えりれる１１ｉ′圧構造とし、かつ外部と
のソールが完全に出来るようにしておく。アプリケータ
に接続する配管は、密閉口Ｊ能な弁を備え、またマグネ
トロ／からの導波管の開口部も、遠隔操作で開閉自在の
蓋でソールできるようにし、ておく。アプリケータへの
マグネトロン導波管３の接続位置は特に制限はなく、ま
たその取＋４ケｂ丁も１ケ所だけでなく２ケ所以ｈ　１
１ノリつけることも１コＪ能である。Ｆ記尋ｚまた・肖
の接１１究ｆ＼Ｚ置は有機溶剤を含んだ吸着剤の容量と
形状、マイクロ波の周波数、出力を考慮して、全体が均
一に加熱されるように配慮し決定される。

次に上記システムの作動について説明する。まず有機溶
剤を含んだ排ガスは、ダクトａからフィルター１０を通
って除塵され脱湿機１１で脱湿後弁２１を通って吸着槽
１に入る。この時他方の吸着槽１／へ通じる弁２２は閉
じている１、吸着槽にはマイクロ波発生装置２の導波管
３が接続されており、マイクロ波のアプリケータになっ
ている。導波管の開口部は密閉蓋を有１．吸着工程中は
閉じられている。吸着槽内には、セラミック製の網目皿
の上に吸着剤層４が設けられており排ガス中の溶剤は吸
Ｓ剤に吸着される。浄化された排ガスは弁３１を通って
ダクトｂから外部−・排出される。吸着剤層４が破過点
近〈まで溶剤を吸着１〜たら、弁２１．３１を閉じると
ともに弁２２．３２を用いで、吸着工程を他方の吸着槽
１１に切換える。一方吸着槽１は続いて脱着再生−「程
に入る。１ず弁４１と５０を開いて真空ポンプＩ２を作
動させ、吸着槽１内の空気をパージする。この時、弁６
０は閉じられており、同時に吸着槽１内に開Ｉ］してい
る導波管の蓋も開き導波管内の空気もパージする。空気
のパージが終ったら弁５０を閉じ弁６０を開き、マグネ
トロン２を作動さ・ける。導波管から送り込まれるマイ
クロ波により、吸着剤層４は誘電加熱されて短時間に昇
温し、吸着されていた有機溶剤は脱着気化する。この溶
剤蒸気は真空ポンプ１２により吸引されて凝縮機１３に
入り、大部分の有機溶剤は、凝縮液化さね気液分ＩＩＩ
！’０４により液化した有機溶剤は回収される。液化さ
れずに未凝縮ガスとして残った有機溶剤は、ダクトＣ１
弁６０、逆１１−弁８０を通って、被処理ガス導入ダク
トａと合流して吸：裔ｈ！Ｉ　１’　Ｋ送られ、とこで
吸着される。脱着が終ったらマグネトロンの作動全圧め
弁７（）を閉じ、弁３１を開いマー、吸ａ槽１ｔで浄化
きれたカスを吸着槽【に導入し吸着剤層４を冷却する。

１却が終れＱ−Ｊ−ザイクルｔ、：ｌ終了する。

吸着槽１と１′で吸脱着を交互に縁板ずことにより連続
的に有機溶剤を回収することができろ。

実施例１ シクロへキャノン２００　ｐｐｍを含む温度３０℃風：
ｌｉＬ　６．７　ｍ”　７分の排ガスに対１．て、第１
図に示すようなシステムで溶剤回収を行った。１吸着剤
層（ｒ↓各槽球状シリカゲル（水沢化学工業ｙ、に＄’
Ｉ　　ネ・）−ビード５Ａ）４１Ｋｐを有］７吸着へ１
１層の厚みを５０　ｖ、ｒｎと１゜た。この・／リカゲ
ルに対するシクロへギリノンの吸着量は、破過点近くで
一槽尚り４．３　Ｋｑ　−Ｃ’　ｐｓつた。

脱着再生工程で１は吸着槽を６０　ｍｍ　Ｈ７神で減Ｉ
ＦＬ、マイクロ波による防電加熱により脱着Ｌ７六。マ
イクロ波を発生するマグネト０／は周波数２４５０±５
０メガヘルツ出力５　Ｋ”　（Ｗｒ　Ｂ庫無線ＥＫ製２
Ｍ１２形）のものを用いた。脱着時間は約２０分で、凝
縮機の冷却温度を２０゛Ｃに設定し、１サイクルで純度
の良いシクロヘキサノン３．９　Ｋｙを回収できた。回
収率は９０％であった。

実施例２ 酢酸エテル２０００ｐｐｒｎを含む温度３０℃、１虱甘
］　１１　ｔＩ　７分の工場排ガスを対象に第１図に示
すようなシステムで解削回収を行った。各槽吸着１−に
は球状シリカゲル（水沢化学工業に、に製　ネオビード
５Ａ）６６４ｆ９を厚さ１００闘に充填した。吸着量「
程では約１時間半で破過点近くに達したので吸着槽を切
換えた。酢二チの吸着量は７０　Ｉｃｙで多、つだ。

次に槽内を九空ポンプで３００ｔＪ’Ｔ１　”＋で減Ｉ
Ｆ　Ｌ、マイクロ波による誘電加熱により脱着Ｐ４生を
行った。

マグネトロンは周波数９１５±２５メガ−・ルツ出力１
、ＯＯ，Ｋｗ（″！Ｊｒ日本無線に、ＫＩＩｌ！Ｍ１．
３５９型）で脱着所要時間は約１０分であった。凝縮機
の温度を一２０℃としたところ１サイクルで高純度の酢
酸エチル６６．５　Ｋｑを回収できた。回収率１．Ｊ’
、　９５　％であった。

【図面の簡単な説明】

第１図（・↓不冗明方法イｃ実癩するにｐｆ適なイ１（
幾浴剤の回収７スデムに関するフロー　ノー　トでめる
。 １・・・吸脱沿槽　　２　・・マグネトロン３９１．専
漱肯　　　４・・・・・吸着剤層特許ＩＪ庚（人　　　
株式会−＋１　　り　ラ　し代理人　弁理人本多　堅

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　吸着剤を収容した吸脱着槽へ排ガスを導入し、排ガ
   ス中に含まれる有機溶剤を吸着剤に吸着させて、この吸
   脱着槽内の空気を追い出した後、有機溶剤を吸着した吸
   着剤に１！磁マイクロ阪を照射するとともに、この吸着
   剤から脱着した有機溶剤蒸気を吸脱着槽から吸引導出し
   て回収し、その後電磁マイクロ波の照射を停止して吸着
   剤を冷却することを特徴とする有機溶剤の回収方法。 ２、電磁マイクロ波の振動数が３００〜３００，０００
   ＭＨｚである特許請求の範囲第１項記載の有機溶剤の回
   収方法。 ３、　吸着剤が無機系吸着剤である特許請求の範囲第１
   項記載の有機溶剤の回収方法。 ４、　有機溶剤が水溶性または親水性の有機溶剤である
   特許請求の範囲第１項記載の有機溶剤の回収方法。