JPS6018205B2 - 吸着材を用いた気体の連続処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸着材を用いた気体の連続処理装置に関するも
のである。

従来から粒状活性炭，粒状に成形したゼオラィト、活性
アルミナ、シリカゲル、白土などの吸着材（以下吸着材
という）を用いて気体に含まれる被吸着物質を吸着し、
この吸着物質を吸着材から脱着して繰り返し使用するこ
とが行なわれている。

この気体の処理においては、一般的に吸着材の吸着速度
が液処理の場合よりも速く、吸着材の層高を低くするこ
とができるので、運転操作の安定した固定床方式を採用
する場合が多い。

またこの気体の処理で吸着材に吸着させる被吸着物質は
、蒸気などの高温ガスで脱着が可能な揮発性物質や、ア
ルカリなどの薬液で脱着が可能である場合が多いので、
吸着材を充填塔に充填し、同一塔内で吸着と脱着を行な
うことが一般に行なわれている。

しかし、近年になって工場における排ガスなどが大量化
、高濃度化しているので、このような場合、固定床で吸
着および脱着処理を行なおうとすると、吸着材や脱着剤
の量が比例して増大してしまうし、このため充填塔が大
型化し、しかも固定床式の場合、充填塔を２塔以上用意
しなければ連続的処理ができないなど、固定床の不利益
が大きくなるので、従釆は以下のような連続式の処理装
置が採用されている。

すなわち吸着塔と脱着塔を別々に設け、吸着塔において
気体に含まれる被吸着物質を吸着した吸着材を脱着塔の
上部に送り、脱着塔の上方から下方へと吸着材の自重で
移動させながら脱看剤を上昇流で流入し向流接触させて
脱着を行ない、脱着済みの吸着材を脱着塔の下部から取
り出し、再び吸着塔に循環させる装置である。しかしな
がら、気体の処理に用いた吸着材は、乾燥状あるいは湿
潤状であり、このような状態の吸着材を吸着塔から脱着
塔、あるいは脱着塔から吸着塔へ移送する場合に、長い
スクリュ−フイーダーを必要としたり、あるいは配管内
をガスを用いて圧送したりする必要があるので、吸着材
の破壊、磨耗が激しいという欠点があった。

また吸着材を脱着塔内に供給する際に吸着材と共に流入
した気体の存在によって、たとえば脱着剤として液体を
使用する場合は吸着材層に流す脱着剤が、ショートパス
や、片流れ、あるいは全体的な接触不良を起こし脱着効
果を劣下させるなどの欠点があった。

本発明は従来の装置のこれらの欠点を解決したものであ
り、吸着塔において気体に含まれる被吸着物質を吸着し
た吸着材を吸着塔から置換塔へ送り、直ｆ臭塔において
当該吸着材を置換液に浸簿することにより当該吸着材の
空隙および内部に含まれる気体を置換液と置換し、次い
で置換液によってスラリ状とした当該吸着材を脱着塔の
下部から脱着塔内に圧入することにより脱着塔内の吸着
材を脱着塔の上方向に移動させ、同時に脱着塔の下部か
ら圧入した吸着材と同量の脱着済みの吸着材を脱着塔の
上部から取り出して吸着塔へ送ることによって吸着材を
順次吸着塔、置換塔、脱着塔へと連続的ないし間欠的に
循環させ、さらに脱着剤を脱着塔の上部から下降流で連
続的ないし間欠的に通過させて吸着物質を吸着材より脱
着し、脱着物質等を脱着塔の下部より取り出すことを特
徴とする吸着塔と瞳宅製塔と脱着塔からなる連続処理装
置であり、気体の処理に用いた乾燥あるいは湿潤状の吸
着済みの吸着材を脱着塔に移送するときに生じる吸着材
の破壊、磨耗を極力防止し、また吸着済みの吸着材と脱
着剤との接触効率を良好にすることによって吸着材の脱
着を効果的に行なうことを主な目的とするものである。

本発明を、吸着材として粒状活性炭をまた脱着剤として
蒸気を使用した場合を例にとって以下に説明する。図は
本発明の実施態様の一例の気体の連続処理装置であり、
１は脱着塔であり、塔下部にスクリーン２・３を設け、
搭最下部に吸着材のスラリの圧入管４の一端を蓮通し、
他端は上部にホッパー５を設けた置換槽６に運通し、さ
らに脱着塔１下部にスクリーン３を介して回収管７の一
端を運通し、他端を回収槽８１こ達通する。

また置換槽６には置換液の供給管９の一端を蓮通し、他
端を置換液槽１川こ連通すると共に該供給管９から置換
液の分岐管１１を分岐し、分岐管１１の他端を脱着塔１
下部にスクリーン２を介して蓮適する。

一方、脱着塔１上部には、脱着剤の注入管１２を設ける
と共に吸着材の取出管１３の一端を蓮通し、他端を吸着
塔１４上方のホッパ−１５に運通する。

′また吸着塔１４下部
と蓮通した排出管１６の他端を前記置換槽６のホッパ‐
５上方に蓮通する。

また１７は被処理気体の入口管、１８は処理気体の出口
管であり、１９は吸着済みの吸着材を示し、２０は脱着
済みの吸着材を示す。なおホッパー５・１５は必ずしも
必要なものでなく、吸着塔１４、置換槽６に直接吸着材
を供給するようにしてもよい。次に本装置の操作を説明
すると、脱着塔１上部の注入管１２より蒸気を注入する
と、吸着材に吸着した吸着物質は塔上部よ卵頂次脱着さ
れ、脱着塔１内において吸着材は図に示した１９，２０
のような分布となり、また蒸気は吸着材層を上層より丹
頂‘こ加熱して吸着物質を脱着しながら層中を下降する
うちに熱を奪われて冷却し、凝縮水となり脱着塔１の下
部に溜まる。

一方脱着剤で脱着された吸着物質も吸着材層や上記凝縮
水などと接触するうちに熱を奪われ液化し、上記凝縮水
と共に回収管７を通り回収槽８に回収される。その後回
収槽８に回収した凝縮水と吸着物質の混合物はデカンタ
（図示せず）などで分離される。

脱着塔１において一定量の吸着材を脱着したら、注入管
１２および回収管７の弁を閉じて吸着材の脱着工程およ
び脱着物質の取出工程を一時中断する。

なお、脱着塔１において吸着材の脱着が行なわれている
間は吸着塔１４においても彼処理気体の吸着処理が行な
われているが、脱着塔１における吸着材の脱着工程、お
よび脱着物質の取出工程が中断したと同時に吸着塔１４
における被処理気体の流入も一時中断される。 なお、
この間にホッパー５内に貯留している一定量の吸着材１
９を暦去勢槽６内に供給する一方、吸着塔１４からホッ
パー５内に一定量の吸着材１９を排出し、かつホッパー
１５内の吸着材２０を吸着塔１４内に供給する。一方、
暦予製槽６内にはあらかじめまたは吸着材１９の供給と
同時あるいは供給後に、置換液槽１０より供給管９を経
て置換液を供給して吸着材を置換液に浸潰し、置換槽６
内に供給した吸着材１９の空隙および内部に含まれる気
体を置換液と置換する。

次いで、必要に応じて置換液槽１０内の置換液を吸着材
１９圧入のための準備液として、分岐管１１から脱着塔
１下部のスクリーン２を介して塔内に圧入し、吸着材１
９層下部を流動状態にする。

そして置換槽６内の吸着材１９を置換液と共にスラリで
圧入管４から脱着塔１内下部に圧入する。

この圧入によって、塔内の吸着材層は順次上方に移動さ
れ、塔下部から圧入された吸着材１９とほぼ同量の吸着
材２０は取出管１３より塔外に取り出されたのちホッパ
ー１５内に貯留される。なおこれより前に、ホツバー１
５内に貯留していた吸着材２０は吸着塔１４に供孫給し
ておく。そして圧入管４および分岐管１１の弁を閉じ、
脱着塔１上部の取出管１３および注入管１２の弁を閉じ
て吸着材の圧入、取出工程を終了する。吸着材の圧入、
取出工程が終了した後、吸着塔１４の下部に蓮通してい
る被処理気体の入口管１７から被処理気体を流入し、吸
着塔１４の上部に運適している処理気体の出口管１８か
ら処理気体を流出させて吸着塔１４における吸着処理を
再び続行する。

吸着塔１４内の吸着材は被処理気体中の被吸着物質を吸
着し、図に示した１９，２０のような分布となる。一方
、脱着塔１下部の回収管７の弁を開けて、脱着塔１内に
滞留する置換液槽１０からの置換液を回収管７から回収
槽８などの適当箇所に取り出す。

なお回収後の置換液は炉過処理などを行なって再使用す
ることもできる。その後、再び脱着塔１上部の注入管１
２から蒸気を注入して吸着材の脱着を行なうというよう
に、前記と同様の操作を繰り返し行なうことにより、吸
着塔１４における吸着処理と脱着塔１における脱着処理
を連続的に行なう。本発明装置は以上の実施例で説明し
た内容、工程順で通常使用されるが、これに限るもので
はなく、たとえば本実施例では脱着剤として蒸気を用い
たが、吸着材に吸着した吸着物質の脱着に適した薬液を
用いる場合もある。

また、脱着工程に関して本実施例では脱着塔で吸着材の
圧入、取出工程に入ると、脱着剤の流入を一旦停止する
が、これに限らず吸着材の圧入、取出工程中も引き続い
て脱着剤の注入を行なうこともできる。また本実施例で
は、脱着剤の流入と脱着物質の排出とを同時に行なうが
、これに限らず脱着物質の排出を脱着工程終了後に行な
ってもよいし、次の吸着材の圧入、取出工程後あるし、
は圧入、取出工程後の置換液の排出工程と同時に行なう
こともできる。

また本実施例では、吸着材のスラリを脱着塔に圧入、移
送する前に置換液を脱着塔に予備注入するが、この操作
は必ずしも必要ではなく、省略する場合は、吸着材スラ
リ圧入時の圧力を高くすればよい。

また脱着塔内の置換液を排出する工程は、通常の場合本
実施例のように吸着材の圧入、取出工程の終了後に行な
うが、これに限らず上記吸着材スラリの圧入、移送時に
おける置換液の移送開始と同時に行なってもよいし、あ
るいは別に回収することなく次の吸着材注入工程時に脱
着物質と共に回収してもよい。

以上説明したように本発明装置によれば、気体の吸着処
理に使用した乾燥状あるいは湿潤状の吸着材を一旦置換
液に浸潰したのちスラリ状で脱着孫内に移送するので、
従来のように乾操あるいは湿潤状のままスクリューフィ
ーダーなどで移送する場合に比較して、吸着材の破壊、
磨耗が少なく、さらに本発明装置の場合、吸着塔より取
り出した吸着材を、従釆装置のように脱着塔上部まで上
げて供給するのではなく、脱着塔下部から比較的短い系
路で供給するので破壊、磨耗がさらに少なくなる。

また本発明によれば、乾燥、湿潤状態の吸着材を一旦置
換液に浸潰し吸着材の空隙および内部に含まれる気体を
置換液と置換したのちスラリ状で脱着塔内に圧入するの
で、従来のように吸着材に同伴して流入する気体の存在
によって脱着塔内の吸着材層を通る吸着剤の片流れや、
ショートパスなどの接触不良が起きて脱着効率を悪化さ
せることがない。

また、本発明によれば脱着剤を下降流で通すので、上昇
流の場合に比較して吸着材層を膨潤させる心配がないた
め、脱着剤の流量、温度、粘度、比重の臨界的制限が広
がり、脱着剤の流入条件を自由に選択することができ、
吸着効率を上げることができる。

さらに、従来装置の上昇流脱着において脱着剤として蒸
気を用いた場合は、脱着塔上部より塔外に排出されるま
でに吸着材層中で吸着物質を含んだ水滴が凝縮しては脱
着が良好に行なわれないので、脱着塔上部で凝縮させな
いように余分の蒸気を脱着塔下部から流入させてその後
脱着塔上部から排出される吸着物質を含んだ蒸気を努外
のコンデンサーで液化して吸着物質を回収するようにし
ているが、本発明は下降流脱着であるから、このような
必要はなく、吸着物質を含んだ蒸気が脱着塔下部に達し
た時点で凝縮してもなんら支障はなく、このため蒸気を
余分に使用することがないので従来の装置と比較して蒸
気使用量が少なくて済む。

また下降流脱着であるから脱着剤として薬液を用いた場
合は、上昇流脱看のように被吸着物質を吸着して比重が
重くなった薬液が脱着塔内に滞留するようなことはなく
、円滑に塔下部より取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様の一例の気体の連続処理装置を
示す説明図である。 １・・・・・・脱着塔、２・・・・・・スクリーン、３
・・・・・・スクリーン、４・・・・・・圧入管、５・
・・・・・ホッパ−、６．．・．．・置換槽、７・・・
・・・回収管、８・・・・・・回収槽、９・・・・・・
供給管、１０・・・・・・置換液槽、１ １・・・・・
・分岐管、１ ２・・・・・・注入管、１３・・・・・
・取出管、１４・・・吸着塔、１５……ホッパー、１６
…・・・排出管、１７…・・・入口管、１８・・・…出
口管、１９……吸着済みの吸着材、２０・…・・脱着済
みの吸着材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸着塔において気体に含まれる被吸着物質を吸着し
   た吸着材を吸着塔から遅換塔へ送り、置換塔において当
   該吸着材を置換液に浸漬することにより当該吸着材の空
   隙、および内部に含まれる気体を置換液と置換し、次い
   で置換液によつてスラリ状とした当該吸着材を脱着塔の
   下部から脱着塔内に圧入することにより脱着塔内の吸着
   材を脱着塔の上方向に移動させ、同時に脱着塔の下部か
   ら圧入した吸着材と同量の脱着済みの吸着材を脱着塔上
   部から取り出して吸着塔へ送ることによつて吸着材を順
   次吸着塔、置換塔、脱着塔へと連続的ないし間欠的に循
   環させ、さらに脱着剤を脱着塔の上部から下降流で連続
   的ないし間欠的に通過させて吸着物質を吸着材より脱着
   し、脱着物質等を脱着塔の下部より取り出すことを特徴
   とする吸着塔と置換塔と脱着塔からなる吸着材を用いた
   気体の連続処理装置。