KR19990071889A - 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법 - Google Patents

폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단탑식(單塔式) 또는 다탑식(多塔式)의 흡착제 층을 이용하여 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소를 처리하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법은
(1) 상기 흡착 장치로서, 흡착제 층을 냉각수에 의해 간접 냉각시키는 2중 원통 또는 다중 원통형의 흡착 장치를 사용하고,
(2 )상기 흡착제 층은 활성탄, 합성 제올라이트 및 소수성 실리카겔 중 1종 또는 2종 이상의 충전물이며,
(3) 상기 흡착제 층에 대한 흡착, 탈착의 전환 시간을 1∼15분으로 하고,
(4) 탈착시에, 상기 흡착제 층으로부터 배출되는 정화된 가스의 일부 및/또는 공기로 퍼지하면서 동시에 진공 배기를 병용하며,
(5) 상기 퍼지 배기 가스로부터 가스상 탄화수소를 회수하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법에 의하면, 흡착제 층의 이상 온도 상승을 억제하여 장치의 안전성을 증가시킬 수 있다. 또한, 대기 중으로 배출되는 가스 중의 잔존 탄화수소 농도를 1 부피% 이하로 할 수 있다.

Description

폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법
광화학 스모그를 야기하는 원인 물질의 하나인 가스상 탄화수소에 대해서는, 미국, 유럽 국가, 일본을 비롯한 선진국뿐만 아니라 대만, 멕시코, 중국 등에서도 대기 중으로 방출시키는 그 농도를 법적으로 엄격히 규제하고 있다.
이 규제치의 수준은 각국 사정에 따라 다르지만, 일본을 제외한 여러 선진국에서는 미국의 환경 보호국(EPA)이 정한 1 부피% 이하(38 mg/L 이하)로서, 미국, 유럽 국가 등이 이것을 준수하고 있다. 또한, 최근 이 규제치는 더욱 엄격해지고 있는 추세이다.
그런데, 가스상 탄화수소의 발생원으로서 특히 문제시되고 있는 것은 휘발성 탄화수소류를 저장할 경우 하역 작업을 할 때 또는 적재 작업을 할 때 발생하는 폐기 가스로서, 탱크 트럭, 화차, 저장 탱크, 내항(內航) 탱커 등이 그 대상이 된다.
이와 같은 가스상 탄화수소를 포함하는 폐기 가스의 처리·회수법으로서 종래부터 널리 사용되고 있는 방법은,
(1) 불휘발성 탄화수소계 용제를 사용하는 흡수법(대기압 흡수, 감압 재생법),
(2) 투과막을 사용하는 가스 분리막법,
(3) 극히 저온으로 냉각하는 심냉법,
(4) 활성탄이나 제올라이트를 사용하는 흡착법 등이다.
상기 (1)∼(4)의 방법 중, (1)의 흡수법은 일본 특허 공고 공보 소54-8632호에 기재되어 있는 바와 같이, 폐기 가스를 불휘발성 탄화수소계 용제로 세정하여 해당 가스중의 휘발성 탄화수소를 용해시키고, 용해되지 않은 공기는 그대로 대기에 배출시킨다. 이어서, 휘발성 탄화수소를 포함한 해당 용제를 진공 용기에서 증발 분리(flash)시켜 휘발성 탄화수소 증기와 불휘발성 탄화수소계 용제로 분리시키고, 분리된 휘발성 탄화수소는 동질의 탄화수소 액체로 세정하여 회수하는 한편, 같이 회수된 불휘발성 탄화수소계 용제를 순환 사용하는 방법으로서, 일본에서 가장 널리 채용되고 있는 방법이다.
한편, 여러 외국에서 가장 널리 채용되고 있는 방법은 상기 (4)의 활성탄을 사용하는 흡착법이다. 이 활성탄 흡착법은 일본 특허 공개 공보 소57-14687호, 특허 공개 공보 소57-42319호, 특허 공고 공보 소59-50715호, 특허 공고 공보 소59-50716호, 특허 공고 공보 평2-46630호에 개시되어 있지만, 이것보다 먼저 제안된 상기 (1)의 흡수법과 비교하여 보면, 이 활성탄 흡착법은 시스템의 구성이 거의 동일하고, 단지 불휘발성 탄화수소계 용제에 가스상 탄화수소를 흡수시키는 공정을, 활성탄을 사용하는 흡착 공정으로 대체한 것에 불과한 기술로 간주된다. 환언하면, 상기 (1)의 흡수법은 액체 흡착제를 유동상(流動床)으로 사용하는 방법이라고도 할 수 있다.
그렇지만, 상기 (1)의 흡수법의 결점은, 폐기 가스를 처리한 후에 대기중으로 배출되는 공기중의 가스상 탄화수소의 잔존 농도가 진공 용기의 진공도에 의해서 일의적으로 결정되기 때문에, 미국 EPA의 규제치를 준수하기 위해서는 진공도를 3 mmHg 정도까지 감압시킬 필요가 있다는 것이다.
그러나, 이러한 고진공에서 더구나 수백 m3/h 이상의 폐기 가스를 처리하는 진공 펌프는 현재 개발되어 있지 않다. 이 때문에, 상기 (1)의 흡수법으로서는, EPA의 규제치를 준수할 수 없다.
한편, 상기 (4)의 활성탄 흡착법은 가스상 탄화수소를 흡착할 때에 발생하는 막대한 흡착열의 제거 수단이 완벽하다면, EPA의 규제치를 용이하게 준수할 수 있다.
그러나, 활성탄을 사용하여 가스상 탄화수소를 흡착시키는 경우에 발생하는 흡착열은 10∼15 kcal/mol로, 그 때문에 예를 들면 탱크 트럭에 가솔린을 적재할 때에 수백 m3/h로 발생하는 폐기 가스와 같이, 더구나 가스상 탄화수소의 농도가 20∼50 부피%에 달하는 폐기 가스를 활성탄에 흡착시키면 발생하는 열량은 막대한 양이 된다.
이 열의 제거 수단이 적절하지 않으면, 활성탄 흡착층의 온도가 급격히 상승하고, 이것에 기인하여 국부 가열(local heating)을 유발하며, 발화 사고나 폭발 사고로 이어진다. 과거에는 이러한 사례가 다수 일어난 바 있다. 더구나, 활성탄은 쉽게 점화되는 흡착제이기 때문에 더욱 위험하다. 또한, 흡착된 중질 탄화수소가 활성탄 흡착제의 촉매 작용에 의해 중합될 때, 이 중합열도 이러한 현상에 대한 유발 요인의 하나일 수 있다.
따라서, 종래부터 활성탄 흡착법을 이용하는 경우, 막대한 흡착열을 제거하는 공업적 수단을 발견하기 위한 다수의 시도가 행해져 왔다.
이 공지 기술로서는, 활성탄 흡착층의 주위에 냉각용 물을 통과시키는 코일을 조밀하게 감아 부착시키거나, 또는 활성탄 흡착층 내에 코일을 매설하는 방법이 고려되어 왔으나, 활성탄의 양을 많이 필요로 하는 경우에는 냉각에 필요한 물도 막대한 량이 필요하게 된다.
그 이유는, 활성탄 층 내의 온도를 안전하게는 약 60℃ 이하로 유지할 필요가 있는 데, 이 온도에서는 냉각용 물의 현열(sensible heat)밖에 이용할 수 없고, 이 물이 제거하는 열만으로는 도저히 충분하게 처리할 수 없을 정도의 흡착열이 발생하기 때문에 다량의 물을 필요로 한 것이다.
이 문제를 해결하는 수단으로서, 물 대신에 「100℃ 이하에서, 또한 상온에 가까운 온도에서 비등하는 유기 액체(예를 들면, 액체 가솔린)」를 사용하는 방법이 제안되었다(일본 특허 공고 공보 소59-50716호 참조).
이 방법에 의하면, 상기 유기 액체(예를 들면, 액체 가솔린)의 증발 잠열(潛熱)을 이용할 수 있으므로 막대한 흡착열을 제거할 때에도 그다지 많은 양을 필요로 하지 않는다. 그 이유는, 액체 가솔린을 예로 들어 설명하면, 1 kg의 액체 가솔린이 비등시에 100 kcal에 가까운 잠열을 제거하기 때문이다. (이와 대조적으로, 물의 현열은 1 kg의 물에 대하여 1 kcal/℃에 불과하다.)
이 수단이 개발됨으로써 "막대한 흡착열을 어떻게 하여 제거할 것인가"라는 문제는 해결되었지만, 흡착제 층의 안전성에 관한 문제가 새롭게 제기되었다.
특히, 활성탄은 쉽게 점화되는 재료이기 때문에, 가솔린과 같은 가연성 위험물을 그 활성탄 흡착층 내에 코일을 매설하여 통과시킬 수 있는가에 관한 시비의 문제가 제기되었다.
활성탄 흡착법이 안고 있는 상기 문제점을 해결하는 방법으로서는, 농후한 가스상 탄화수소를 포함하는 대량의 폐기 가스를 처리하는 수단으로서, 해당 폐기 가스를 흡착법 단독으로 처리하는 것이 아니라, 종래부터 이용되어 온 흡수법이나 가스 분리막법과 조합하여 처리하는 방법이 제안되고 있다.
즉, 이 방법에 의하면, 흡수법이나 가스 분리막법을 활성탄 흡착법에 선행하여 실시함으로써 활성탄 층에 도입되는 가스상 탄화수소의 농도를 낮은 수준으로 제한하여 활성탄 층 내에서 발생하는 흡착열을 가능한 한 적게 할 수 있고, 또한 발생하는 흡착열의 제거에 사용되는 냉각수는 80℃ 이하에서 비등하는 감압수를 순환 사용함으로써 활성탄 층 내의 국부 가열에 의한 온도 상승을 방지하고 이 층 내의 온도를 균일하게 할 수 있다.
이 방법은 활성탄 층 내의 온도를 낮은 수준으로 유지함과 동시에, 균일하게 하는 수단이라는 점에서, 액체 가솔린을 냉각수 대신에 사용하는 상기 공지 방법과 비교하더라도, 보다 안전성을 배려한 방법이라고 할 수 있다.
그렇지만, 흡착법을 흡수법이나 가스 분리막법과 조합하는 방법은 설비 장치가 커지기 때문에, 경제성이 나쁘고, 또한 공정이 복잡하게 된다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소를 처리하는 방법에 있어서, 흡착제 층의 이상 온도 상승을 억제하여 흡착 장치의 안전성을 증가시킴과 동시에, 대기 중으로 배출하는 가스 중의 잔존 탄화수소 농도를 1 부피% 이하로 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 상황에서, 본 발명자는 예의 검토를 행한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
발명의 요약
본 발명은 흡착과 탈착을 교대로 행하는 흡착 장치를 사용하여, 한쪽 흡착 장치에 가스상 탄화수소를 포함하는 폐기 가스를 통과시킴으로써 흡착제에 가스상 탄화수소를 흡착시키고 실질적으로 가스상 탄화수소를 포함하지 않는 폐기 가스를 대기 중으로 방출시키며, 동시에 다른 쪽 흡착 장치를 탈착 공정으로 전환시켜 흡착제에 흡착된 가스상 탄화수소를 진공 펌프로 흡인하여 흡착제 층으로부터 이탈시킴으로써 이탈된 퍼지(purge) 배기 가스로부터 가스상 탄화수소를 회수하는 방법에 있어서,
(1) 상기 흡착 장치로서, 흡착제 층을 냉각수에 의해 간접 냉각시키는 2중 원통 또는 다중 원통형의 흡착 장치를 사용하고,
(2) 상기 흡착제 층은 활성탄, 합성 제올라이트 및 소수성 실리카겔 중 1종 또는 2종 이상의 충전물이며,
(3) 상기 흡착제 층에 대한 흡착·탈착의 전환 시간을 1∼15분으로 하고,
(4) 탈착시에 상기 흡착제 층으로부터 배출되는 정화된 가스의 일부 및/또는 공기로 퍼지하면서 동시에 진공 배기를 병용하며,
(5) 상기 퍼지 배기 가스로부터 가스상 탄화수소를 회수하는 것
을 특징으로 하는, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리·회수 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 있어서, 상기 퍼지 배기 가스로부터 가스상 탄화수소를 회수하는 수단으로서, 진공 배기와 퍼지를 병용하여 탈착시킬 때,
(1) 진공 펌프로서 완전 건조형 진공 펌프를 사용하고, 이 펌프로부터 퍼지 배기 가스를, 대기압을 초과하여 10기압까지 증가시켜 배출시킴과 동시에,
(2) 해당 진공 펌프의 냉매로서 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소와 동질의 액체 탄화수소를 사용하고, 이 때 발생하는 가스상 탄화수소를 탈착 장치의 출구관으로 복귀시키거나, 상기 진공 펌프를 가동시키기에 앞서 상기 동질의 액체 또는 가스상 탄화수소를 흡착 공정 종료후의 흡착 장치에 주입하여 치환 퍼지한 후 진공 배기시킴으로써, 퍼지 배기 가스 중의 가스상 탄화수소의 농도를 농후하게 한 상태에서 냉각에 의하여 가스상 탄화수소의 액화를 촉진시키거나, 흡수법에 의하여 가스상 탄화수소의 회수를 촉진시키는 상기 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 가스상 탄화수소를 포함하는 폐기 가스로부터 탄화수소를 용이하게, 그리고 효율적으로 회수하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 광화학 스모그의 원인 물질의 하나인 가스상 탄화수소의 농도를 1 부피% 이하로 하여 대기 중에 배출하기 위해, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소를 처리하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예인 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리·회수 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에서 사용하는 흡착 장치의 실시예를 도시하는 도면으로서, (A)는 2중 원통형 흡착탑의 횡단면도이고, (B)는 다중 원통형 흡착탑의 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에서 섬유상 활성탄을 사용하는 경우의 흡착탑의 일례를 도시하는 모식도이다.
본 발명에서 사용되는 흡착제로서는, 활성탄, 합성 제올라이트 및 소수성 실리카겔 중 1종 또는 2종 이상인 한 특별히 제한되지 않지만, 활성탄이 흡착성이 뛰어나고 염가로 입수가 용이하기 때문에 바람직하다. 이러한 활성탄의 예로서는 입자상 활성탄과 섬유상 활성탄을 들 수 있다.
또한, 소수성 실리카겔은 특별히 제한되어 있지 않지만, 시판되는 실리카겔을 트리메틸클로로실란 등의 약품으로 소수화(疏水化) 처리한 것, 또는 고온 처리하여 소수성과 친유성을 갖게 한 것이 바람직하다.
특히, 시판되는 실리카겔을 전도성 금속 염(황산구리, 염화아연 등) 내지는 대전 방지제(예를 들면, 듀퐁사제의 Stadis 450" 등)의 액에 침지시킨 후, 온도 250℃∼500℃로 열처리하여 제조한 「소수성과 대전 방지성을 갖는 실리카겔」을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 실리카 겔은 대전하기 쉬운 것으로, 가스상 탄화수소를 포함하는 폐기 가스를 처리할 때 발생할 수 있는 흡착제의 대전에 의해 발화나 연소, 폭발 등의 위험성이 따르기 때문이다.
그리고, 상기한 바와 같이 가열 처리하고 수분(습기)을 흡착시키지 않도록 소수성 처리를 실시하여 폐기 가스 중의 가스상 탄화수소만을 흡착시키도록 한 실리카겔을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 활성탄이나 소수성 실리카겔에만 한정된 것이 아니라, 폐기 가스 중의 가스상 탄화수소와 친화성을 갖는 합성 제올라이트, 활성 백토(白土) 등의 기타 고체 흡착제도 사용할 수 있다.
상기 합성 제올라이트 또는 소수성 실리카겔의 평균 흡착 소공(pore) 직경은 특별히 한정된 것이 아니지만, 4∼100Å인 것이 바람직하다. 상기 평균 흡착 소공 직경의 측정 방법으로서는, 예를 들면 수은 압입법 및 질소 흡착법(BET) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 흡착탑에 충전되는 흡착제는 단층, 다층, 혼합층 중 어느 충전 방법이라도 사용할 수 있다.
예를 들면, 벤젠을 포함하는 폐기 가스를 2단층의 흡착탑으로 처리할 경우에는, 상류측의 제1 단층에 소수성 실리카겔을 사용하고, 하류측의 제2 단층에 활성탄을 사용하는 다층(2단) 충전으로 하는 것이 바람직하다.
그런데, 흡착제 층으로 사용되는 상기 활성탄, 실리카겔, 합성 제올라이트, 활성 백토 등의 고체 흡착제는 가스상 탄화수소와 강한 친화성을 가지는 한편, 단열제로서도 사용되고 있다.
본 발명자들은 이러한 점을 감안하여 예의 연구를 거듭한 결과, 흡착제 층 중에서 발생한 흡착열을 흡착제 층으로부터 빠르게 이동시켜 제거하는 수단으로서, 흡착제 층을 냉각수(대기압수 또는 감압수)에 의해 간접 냉각시키는 2중 원통 또는 다중 원통형의 흡착 장치를 사용함으로써 전술한 문제점을 해결하였다.
따라서, 본 발명은 상기 구조의 흡착 장치를 사용함으로써, 특히 가연성의 활성탄을 사용하더라도 폐기 가스로부터 가스상 탄화수소를 안전하게, 그리고 효율적으로 흡착시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명에서 사용하는 흡착 장치의 일례를 도 2에 기초하여 설명한다. 또한, 도 2는 본 발명에서 사용하는 흡착 장치의 일례를 도시한 도면으로서, 그 중 (A)는 2중 원통형 흡착탑의 횡단면도이고, (B)는 다중 원통형 흡착탑의 횡단면도이다.
본 발명에 있어서 바람직한 흡착 장치는, 도 2(A)에 도시하는 바와 같이, 흡착탑(50)의 내측에 흡착제(51)를 충전한 원통(52)을 배치하고, 이 흡착제(51)의 충전층을 양측에서 냉각하는 냉각수용 원통(53a, 53b)으로 구성되는 2중 원통형 흡착탑이다. 또한, 흡착제의 양이 많은 경우에는, 도 2(B)에 도시하는 바와 같이, 흡착탑(60)의 내측에 흡착제(61a, 61b)를 충전한 원통(62a, 62b)을 설치하고, 이 흡착제(61a, 61b)의 충전층을 각각 양측에서 냉각하는 냉각수용 원통(63a, 63b, 63c)으로 구성되는 다중 원통형 흡착탑을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 2중 원통형 탑(50) 또는 다중 원통형 흡착탑(60)에 있어서, 냉각용수는 대기압하에 또는 감압하에 순환시켜 폐기 가스의 흐름과 역방향으로 흐르도록 한다.
이와 같이 냉각용의 원통과 흡착제를 충전한 원통을 인접하게 배치하여, 특히 다중 원통형 흡착탑(60)으로 한 이유는 흡착열이 냉각수에 도달할 때까지 소요되는 거리, 즉 흡착제의 두께가 흡착제의 종류나 성질에 따라서 광범위하게 달라진다는 점을 고려하여 냉각율의 향상을 도모하기 위한 것이다.
일반적으로 말하자면, 입자상 활성탄의 경우는 입자 직경이나 상승 온도에도 좌우되지만, 약 4 인치(101.6 mm) 이상의 두께에서는 흡착열을 냉매 통과층까지 단시간에 이동시킬 수 없다.
따라서, 4 인치 이상의 두께를 지닌 입자상 활성탄에서는 원주 방향의 열 이동을 그다지 기대할 수 없고, 종방향으로 흐르는 가스에 의해 열 이동을 수행하게 된다. 이 때문에, 국부적으로 이상 온도 상승이 발생하여 종종 화재 사고를 야기할 우려가 있다. 본 발명에서는 이러한 두께를 갖는 입자상 활성탄을 분할하여 다중 원통형으로 함으로써 그러한 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에서 바람직한 섬유상 활성탄을 사용하는 경우에 대하여 설명하자면, 섬유상 활성탄은 소재가 10 ㎛ 정도의 탄소 섬유로 이루어지지만, 이것을 펠트형(부직포형), 시이트형, 벌집형 등 다양한 형상으로 가공하여 사용할 수 있다.
섬유상 활성탄은 그 비표면적이 1500 m2/g 이상으로서, 입자상 활성탄과 비교해서 약 2배의 넓이를 가진다.
이 때문에, 섬유상 활성탄을 사용하면, 가스상 탄화수소와의 접촉 밀도가 매우 높고, 즉 흡착 용량이 크고, 또한 탈착의 경우도 가느다란 섬유의 외표면에 미소공이 노출되어 있기 때문에, 탈착 속도가 매우 빠른 효과가 생긴다. (또한, 섬유상 활성탄의 평균 소공 직경은 20∼30Å으로서, 입자상 활성탄의 약 1/2이다. 평균 소공 직경이 작다는 것은 흡착제에 악영향을 미치는 분자 직경이 큰 중질 탄화수소의 흡착량을 감소시키는 효과가 있다.)
구체적으로 말하면, 동일한 가스 처리량에 대하여 필요한 섬유상 활성탄의 양은 입자상 활성탄의 사용량과 비교해서 수십분의 1로 충분하다고 하는 이점을 갖는다. 즉, 발생한 흡착열의 이동에 요하는 거리(활성탄 층의 두께)를 수십분의 1로 할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양은 상기 이점을 이용하여 섬유상 활성탄을 상기한 바와 같이 펠트형(부직포형), 시이트형, 벌집형 등 다양한 형상으로 가공하여 사용하는 것이다.
이하에서는 본 발명에서 섬유상 활성탄을 사용하는 경우에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 그래서, 도 3은 본 발명에서 섬유상 활성탄을 사용하는 경우의 일례를 도시하는 흡착탑의 모식도이다.
본 발명에서는 섬유상 활성탄을, 소정 두께를 가지는 원반형으로 가공하고, 도 3에 도시한 바와 같이, 이 섬유상 활성탄으로 이루어지는 원반(71)을 흡착제 충전용 원통(72) 내에 소정 간격으로 설치하고, 이 원통(72)을 양측에서 냉각하는 냉각수용 원통(73a, 73b)을 설치한 구조의 2중 원통형 흡착탑(70)을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 구조의 흡착탑(70)을 사용함으로써 섬유상 활성탄의 우수한 성질을 이용할 수 있다. 도 3에서 부호 (A)는 공간 부분을 나타낸다.
본 발명에서는 상기 도 2(A), (B)나 도 3에 도시한 바와 같은 흡착탑(50, 60, 70)을 사용하는 것이 바람직하고, 이와 같이 냉각수와 흡착제 층이 소위 샌드위치형으로 배열되어 있는 구조의 흡착탑을 사용함으로써, 냉각수로의 열전달이 빠르게 이루어지고, 그 결과 흡착열에 의한 흡착제 층내의 축열이 없게 되고 국부 가열을 일으킬 우려도 없기 때문에, 특히 가연성의 활성탄을 사용하더라도 그 안전성을 확보할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에 있어서 합성 제올라이트, 소수성 실리카겔 등의 불연성 흡착제를 사용하는 경우는, 가연성의 활성탄을 사용하는 경우와 달리 국부 가열에 의한 흡착제 자신의 발화, 연소의 위험성을 고려할 필요가 없기 때문에, 냉매의 선정이나 냉각 방법에 충분한 배려를 하면, 흡착층의 두께를 25 인치(635 mm) 정도로 설정할 수 있다.
본 발명자들은 상기한 바와 같이, 급격한 온도 상승이나 국부 가열에 의한 화재 사고 또는 폭발 사고를 방지하는 방법으로서, 흡착제 층의 두께(즉, 2중 원통의 두께)를 사용하는 흡착제의 종류나 성질에 따라 변화시키거나 냉각용의 물을 대기압하에 또는 감압하에 순환시킴으로써, 그 증발 잠열을 이용하여 흡착열을 신속하게 제거하는 수단을 발견하여 본 발명을 완성한 것이다.
또한, 본 발명에서는 흡착열의 위험성을 회피하기 위해서, 흡착·탈착의 전환 시간(Swing Time)을 1∼15분간의 짧은 시간으로 설정하였다. 이 전환 시간은 종래 4∼20시간의 범위로 조작되고 있지만(「화학 공학 편람(개정 제4판)」, 1982년 4월 25일 발행), 본 발명에서는 1∼15분, 바람직하게는 3∼10분, 특히 5분 정도가 바람직하다.
본 발명에 있어서, 이와 같이 전환 시간을 1∼15분으로 한 이유는 가스상 탄화수소의 흡착량을 제한하여 흡착열에 의한 이상 온도 상승을 억제함과 동시에, 통상 범용되는 냉각용 공업용수만을 사용하여 흡착제 층에서 발생하는 열을 신속하게 제거함으로써, 흡착제 층의 온도를 대기 온도보다 약간 높은 정도로 제어하기 위한 것이다.
본 발명은, 상기한 바와 같이 단시간에 전환시키는 데, 이러한 조작 조건으로 흡착 공정을 끝내고 탈착 공정으로 전환하였을 때, 즉 탈착시에 「퍼지하는 동시에 진공을 병용한다」고 하는 수단을 조합한 점을 특징으로 한다.
짧은 흡착 시간에 맞추어 단시간 내에 탈착 공정을 종료시키기 위해서는, (a) 탈착탑의 온도를 증가시키고 진공을 병용하거나, (b) 퍼지 가스의 양을 증가시키고 진공을 병용하거나, 또는 (c) 양자를 겸용하는 수단을 고려할 수 있다.
그렇지만, 탈착탑의 온도를 증가시키는 수단을 채용한 경우, 흡착 공정으로 전환되었을 때에 흡착탑을 반드시 냉각시켜야 하고, 스팀을 간단히 입수할 수 있는 장소라면 무방하지만 전열을 사용하여 탈착탑을 가열하는 것은 경제적이지 않다.
또한, 냉각과 가열을 1∼15분의 범위 내에서 사이클로 수행하는 것은 물론 불가능하지 않지만, 이런 경우에는 열의 이동이 순조롭게 이루어지지 않고, 소정 효과를 얻을 수 있는지 여부가 불확실하다. 그래서, 전환 시간을 종래의 조작 조건으로서 30분 내지 수시간에 이르게 한 경우에는 그런 문제가 발생하지 않는다.
그런데, 본 발명에서 특히 대상으로 하는 "가솔린의 유조소나 가솔린 스탠드"와 같이 스팀을 용이하게 입수하기 어려운 장소에 있어서, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소를 처리·회수하는 경우에는, 1∼15분이라는 단시간의 전환 시간과 함께 탈착 수단으로서 「퍼지 가스와 진공」을 병용하는 것이 바람직하다는 것을 발견하여 본 발명을 완성한 것이다.
또한, 본 발명에 관한 탈착 공정의 다른 바람직한 방법은, 흡착제 층에 흡착된 가스상 탄화수소를 진공 펌프로 흡인하여 흡착제 층으로부터 이탈시키는 경우에, 진공 펌프로서 완전 건조형인 것을 사용하는 방법이다.
그런데, 진공 펌프가 액밀봉식 진공 펌프로서 그 밀봉액이, 예를 들면 물인 경우, 수증기압 이상으로 진공도를 낮추는 것은 불가능하고 상업적으로는 그 한도가 약 50 mmHg이기 때문에, 전술한 일본 특허 공개 공보 소57-14687호에 개시되어 있는 바와 같이, 가스 이젝터(ejector)를 병용할 필요가 있다.
또한, 이 밀봉액으로서, 가스상 탄화수소와 친화성이 없지만 증기압이 대단히 낮은 에틸렌글리콜과 같은 액체를 사용하는 경우, 밀봉액과 혼합되어 배출되는 탄화수소를 밀봉액으로부터 분리시킬 때, 계면에 있어서의 에멀션 생성이 우려된다. 더욱이, 분리된 밀봉액은 냉각하여 순환 사용하여야 한다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 「액밀봉식 진공 펌프」 대신에 「완전 건조형의 진공 펌프」, 예를 들면 호리 기켄 공업사 제품인 "고진공(도달 진공도 7 mmHg)이고 대용량(50 m3/분)인 진공 펌프"를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 의한 방법은 상기한 바와 같은 완전 건조형 진공 펌프를 사용한 경우, 탈착시에 흡착제 층(탈착층)을 진공 배기하면서 퍼지하고, 이 때 보조적으로 흡착제 층으로부터 배출되는 정화된 가스의 일부 및/또는 공기를 이용한다는 점을 특징으로 한다. 이러한 방법에서는, 탈착 수단으로서 진공 배기를 주체로 사용하고, 퍼지 가스의 사용량을 종래법에 비하여 소량이 되도록 공기 등을 보조적으로 사용한다.
이어서, 본 발명에 있어서 퍼지 배기 가스(상기 완전 건조형 진공 펌프의 배출 가스)로부터 가스상 탄화수소를 회수하는 수단에 대하여 설명하면, 해당 수단으로서는,
(1) 퍼지 배기 가스를 냉각하여 액화시키는 방법과,
(2) 퍼지 배기 가스를 동질의 액체 탄화수소로 세정하여 이것에 흡수시키는 방법이 알려져 있다.
그러나, 흡착제 층에 흡착된 가스상 탄화수소를 탈착시킬 때, 퍼지 가스를 다량 사용하면 퍼지 배기 가스 중의 가스상 탄화수소 농도가 소정 농도 이상으로 희박하게 되고, 이 때문에 상기 (1), (2)의 수단에서는 이 희박한 가스상 탄화수소가 액화 또는 흡수되지 않는다고 하는 사태가 발생한다.
즉, 퍼지 배기 가스 중의 이러한 희박한 가스상 탄화수소는 용이하게 이슬점(Dew Point)에 도달하지 않는 데, 예를 들면 n-펜탄을 12.95 부피% 포함하는 퍼지 배기 가스를 냉각하여 액화시키고자 하는 경우, 퍼지 배기 가스 중의 n-펜탄 성분의 이슬점은 약 -15℃이다. 따라서, 이러한 온도 이하까지 냉각하지 않으면, 이 성분은 응축하지 않게 된다.
상기 (2)의 흡수법의 경우도 마찬가지이며, 퍼지 배기 가스 중의 가스상 탄화수소 성분의 증기압이 세정에 사용하는 동질의 액상 탄화수소의 상온에 있어서의 증기압보다 낮은 경우에서는, 세정하여도 흡수되지 않게 된다. (예를 들면, 공기와 가솔린 증기로 이루어지는 혼합 기체를 액체 가솔린으로 세정하는 경우, 해당 혼합 기체중 가솔린 증기의 증기압이 액체 가솔린의 상온에 있어서의 증기압보다 낮은 경우에는, 액체 가솔린으로 세정하여도 가솔린 증기가 액체 가솔린에 흡수되지 않는다.)
상기 (1)의 액화법 또는 (2)의 흡수법을 이용하여 가스상 탄화수소를 효과적으로 회수하기 위해서는, 통상 퍼지 배기 가스 중의 가스상 탄화수소의 증기압이 약 350 mmHg 이상(가스상 탄화수소의 함유량으로 환산하면 45 부피% 이상임)이 필요하고, 바람직하게는 50 부피% 이상의 농도로 할 필요가 있다.
이러한 문제를 해결하는 수단으로서, 본 발명자들은, 상기한 「탈착 수단에 있어서, 진공 배기를 주체로 하고 공기 등의 퍼지 가스를 소량으로 하여 보조적으로 사용한다」점에 더하여,
(A) 완전 건조형 진공 펌프의 배출 가스(퍼지 배기 가스)를, 그 가스압을 대기압을 초과하여 10기압까지 증가시켜 배출시킴과 동시에,
(B) 해당 진공 펌프의 냉매로서 통상 사용되고 있는 물이나 공기 대신에 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소와 동질의 액체 탄화수소를 사용하고, 이 때 발생하는 탄화수소 증기를 탈착 장치의 출구관으로 복귀시키거나, 상기 진공 펌프를 가동시키기에 앞서 상기 동질의 "액체 또는 가스상 탄화수소"를 흡착 공정 종료후의 흡착 장치에 주입하여 치환 퍼지한 후 진공 배기함으로써, 퍼지 배기 가스중의 가스상 탄화수소의 농도를 농후하게 한 상태에서
·냉각에 의해 가스상 탄화수소를 액화를 촉진시키거나,
·흡수법에 의해 가스상 탄화수소의 회수를 촉진시킨다고 하는 신규한 방법을 개발하였다.
본 발명의 신규한 방법에 의해 생기는 작용 효과에 대하여, 상기 「n-펜탄을 12.95 부피% 포함하는 퍼지 배기 가스」를 예로 들어, "가스상 탄화수소의 액화를 촉진시키는 경우"에 대하여 설명할 경우, 해당 퍼지 배기 가스를 약 -15℃ 이하까지 냉각시키지 않으면 n-펜탄은 응축 액화되지 않는다.
이에 대하여, n-펜탄 성분의 농도를 25 부피%까지 증가시키고, 또한 배출 가스(퍼지 배기 가스)의 압력을 2기압으로 승압시킨 경우, 해당 성분의 이슬점은 약 18℃가 되어, 이 온도 이하에서 응축 액화될 수 있다. 이 18℃라고 하는 가스 냉각 온도는 지극히 용이하게 달성할 수 있는 온도 수준이고, 이와 같이 본 발명에 있어서는 상기 (A)와 (B)를 병용(조합)함으로써, 퍼지 배기 가스 중의 가스상 탄화수소를 용이하게 액화시킬 수 있고, 이 가스상 탄화수소의 회수를 효과적으로 수행할 수 있다고 하는 작용 효과가 발생한다.
또한, "흡수법에 의해 회수를 촉진시키는 경우"에 대하여 설명하면, 상기와 같이 흡수법을 이용하여 가스상 탄화수소를 효과적으로 회수하기 위해서는, 가스상 탄화수소의 함유량으로서 45 부피% 이상이 필요하고, 45 부피% 미만에서는 효율적으로 회수할 수 없다. 또한, 상기 「동질의 액상 탄화수소」로는 성분 및 농도가 동일한 것 외에, 성분은 동일하고 농도가 상이한 것과 주성분은 동일하고 농도가 상이한 것도 포함된다.
본 발명의 신규한 방법에 의하면, 퍼지 배기 가스 중의 가스상 탄화수소의 농도를 농후하게 할 수 있고, 이로 말미암아 흡수법에 의해 회수를 촉진시킨다고 하는 작용 효과가 얻어진다. (또한, 퍼지 가스에 "폐기가스에 포함된 가스상 탄화수소와 동질의 액체 탄화수소를 첨가한다"고 하는 착상은 역전의 발상으로서, 종래 기술로부터는 도저히 추측할 수 없던 신규한 기술 사상이다.)
본 발명에 있어서, 진공 펌프의 배출 가스(퍼지 배기 가스)의 압력은 10기압 이하로 하지만, 동력 소비 측면에서는 2기압 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 「대기압을 초과」로 한 것은 진공 펌프로부터 퍼지 배기 가스를 배출시키기 위한 불가결한 조건 설정이다.
이어서, 「흡착·탈착의 전환」에 대하여 설명하면, 본 발명에 관한 방법에서는, 상기한 바와 같이 흡착제 층을 주로 진공 배기하여 탈착시키는 점을 특징으로 하지만, 이 탈착시의 「흡착제 층내의 감압 상태」를 대기압으로 복귀시킬 때, 일정량 이상의 공기를 사용하는 것이 바람직하다.
그 이유는, 진공 배기를 주체로 하는 탈착법에 의하면, 흡착된 가스상 탄화수소를 전부 완전히 탈착시키는 것이 불가능하기 때문에 이 가스상 탄화수소를 완전히 탈착시켜서 흡착제를 원래의 상태로 복귀시키는 것을 의도하여 일정량 이상의 공기를 사용하는 것이다. 사용한 공기 중에는 가스상 탄화수소가 포함되어 있기 때문에, 이것을 흡착 장치로 복귀시켜 폐기 가스와 함께 흡착 처리를 행한다.
본 발명에 관한 방법은 다성분계 가스 성분을 포함하는 폐기 가스로부터 해당 성분을 회수하는 수단으로서 매우 유효한 방법으로서, 예를 들면 가솔린 증기를 포함하는 폐기 가스로부터 가솔린 증기를 회수하는 방법에 적합하다.
그러나, 본 발명은 상기 다성분계 가스의 경우에만 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 벤젠, 톨루엔, 시클로헥산과 같은 단일 성분을 포함하는 폐기 가스로부터 해당 성분을 회수하는 방법에도 적용할 수 있다. 상기와 같은 단일 성분을 포함하는 폐기 가스로부터 해당 성분을 회수하는 방법으로서, 지금까지 안전성이 확립된 유효한 수단은 존재하지 않았다.
이하에서는 단일 성분을 포함하는 폐기 가스로부터 해당 성분을 회수하는 방법에 본 발명에 관한 방법을 적용하는 경우의 한 실시 태양에 대하여 설명한다.
단일 성분계인 경우는, 다성분계의 경우와 달리 순수한 단일 성분으로서 회수되는 것이 바람직하다. 이 때문에 설비를 구성할 때, 다른 성분과의 오염을 배려하지 않으면 안된다. 그 때문에 구체적 구성으로서는, 흡착 장치 내의 흡착제 층과 해당 층을 냉각하기 위한 냉각수 층의 배치를, 탑식 흡착 장치의 경우에는 외측에서부터 「냉각수 층, A성분용 흡착제 층, 냉각수 층, B성분용 흡착제 층, 냉각수 층」과 같은 순서로 배치하는 것이 바람직하다.
진공 펌프로부터 배출되는 퍼지 배기 가스로부터 단일 성분을 회수할 때, 상기 (2)의 흡수에 의한 회수법을 이용하면, 흡수탑 내에 피처리 성분이 불필요하게 남아서 오염의 원인이 되기 때문에 적합하지 않다. 이것을 해소하는 수단으로서, 단일 성분마다 흡수탑을 마련하거나, 흡수탑 내를 분할하는 등의 수단으로 대처할 수 있다.
한편, 본 발명에 관한 방법에서 "퍼지 배기 가스를 냉각하여 응축 액화시켜 회수하는 방법"을 채용하면, 냉각 조건을 각 성분마다 설정함으로써 다른 성분의 오염이 생기지 않는 이점을 갖는다. 또한, 특히 냉각법을 채용함으로써 운반 가능한 장치화가 가능하다는 이점을 갖기 때문에, 본 발명에서는 냉각법을 채용하는 것이 보다 바람직하다.
이 때의 실시 태양으로서, 냉각하기 전의 퍼지 배기 가스를 대기압을 초과하여 10기압, 바람직하게는 2기압까지 증가시켜 진공 펌프로부터 배출시킴과 동시에, 흡착 공정 종료후의 흡착 장치를 탈착 조작으로 전환하기 직전에, 동질의 액체 탄화수소를 해당 흡착탑에 주입하여 치환 퍼지한 후 진공 배기시키는 것이, 퍼지 배기 가스를 냉각 수단에 의해 액화시키는 매우 유효한 수단이다.
본 발명에 관한 방법에 있어서, 공지의 PSA법이나 PTSA법을 적용할 수 있고, 기타 VSA법, VTSA법 등도 적용할 수 있으므로, 이들 방법을 적용하는 것도 본 발명에 포함된다.
이어서, 본 발명의 실시예에 대하여 도 1에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 방법의 한 실시예인 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리·회수 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 실시예는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 흡착제 충전용 원통(2a, 3a)과, 이 흡착제 층을 양측에서 냉각하기 위한 "감압으로 유지된 냉각수"가 순환하는 감압수 순환용 외통(2b, 3b) 및 내통(2c, 3c)과, 스프링클러(2d, 3d)를 설치한 흡착탑(2, 3)을 이용하여 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소를 처리·회수하는 방법에 관한 예이다. 본 실시예에서는 흡착제로서, 입자상 활성탄(다케다 약품 공업사 제품의 입자상 백로)를 사용하였다.
이하, 본 실시예를 도 1에 기초하여 상세히 설명하면, 폐기 가스 발생원(1)에서 발생한 폐기 가스(약 40 부피%의 가솔린 증기를 포함하는 폐기 가스)를, 송풍기(도시하지 않음)를 사용하거나 자체 압력으로, 폐기 가스 송기관(11)(또는 11')으로부터 흡착탑(2)(또는 3) 내의 흡착제 충전용 원통(2a)(또는 3a)으로 수송하였다.
흡착 공정을 끝낸 처리 완료 폐기 가스는, 흡착탑(2)(탈착 공정으로 전환한 후는 흡착탑(3))의 정상부에서 배출관(12)(또는 배출관 12')을 통해 1 부피% 이하의 가솔린 증기를 포함하는 공기(정화된 가스)로서 대기 중에 방출하였다.
본 실시예에서는, 흡착탑(2, 3)을 상기 흡착 공정과 하기 탈착 공정을 교대로 전환하면서 작동시키는데, 이 전환 시간을 5분 정도로 하였다. 또한, 흡착제 층을 양측에서 냉각시키는 냉각수(감압수)는 감압수 순환용 외통(2b, 3b) 및 내통(2c, 3c)내에 설치한 차폐판(도시하지 않음)에 의한 난류를 형성하여, 흡착제 층을 흐르는 폐기 가스와 역류로 흐르도록 하였다.
흡착 공정을 완료한 후의 흡착탑(2)(탈착 공정으로 전환한 후는 흡착탑(3))내의 흡착제 층을, 탈착후의 퍼지 배기 가스 인출관(14')(또는 14)을 통해 완전 건조형 진공 펌프(4)(호리 기켄 공업사 제품인 요동식 건조형 진공 펌프)를 사용하여 흡인(진공 배기)함으로써 탈착시켰다. 이 때, 보조적으로 퍼지용 가스를 퍼지용 가스 송기관(13')(또는 13)을 통해 공급하였다.
상기 퍼지용 가스로서, 도시하지 않았지만, 흡착 작업시에 정상부로부터 배출된 정화된 가스의 일부를 사용하였다. 또한, 완전 건조형 진공 펌프(4)는 약 25 torr로 작동시켰다. 더욱이, 이 진공 펌프(4)로부터의 배출 가스(퍼지 배기 가스)를 거의 2기압까지 승압하여 배출시키도록 하였다.
해당 진공 펌프(4)의 냉매로서 액체 가솔린을 사용하여 가솔린 증기 함유 퍼지 배기 가스와의 열 교환을 함으로써, 기화된 가솔린 증기를 포함하는 액체 가솔린(냉매)은 기체 액체 분리기(5)에서 가솔린 증기와 액체 가솔린으로 분리시켰다.
기화된 가솔린 증기는 오리피스(orifice) 밸브(6) 및 가솔린 증기 송기관(15, 15')을 통해, 흡착탑(2, 3)과 진공 펌프(4)를 연결하는 퍼지 배기 가스 인출관(14, 14')[단, 닫힌 상태의 진공 차단 밸브의 앞(도 1 참조)]으로 복귀시켜 치환 퍼지시켰다. 이것에 의해 퍼지 배기 가스 중의 가솔린 증기 농도를 증가시켰다. 이때, 치환 퍼지에 의해서 추출된 탄화수소는 원래의 흡착탑의 입구로 복귀시켰다(도시하지 않음).
상기 조작을 완료하고, 진공 차단 밸브를 "개방"하여 배출된 탈착후의 퍼지 배기 가스 중의 가솔린 증기 농도를 상기 수단에 의해 농후하게 한 후, 진공 펌프(4) 및 냉각기(7)를 지나서 가솔린 회수기(8)에 공급하였다.
냉각기(7) 및 가솔린 회수기(8)는 냉매(프레온)로 냉각하고, 가스상 탄화수소를 이 회수기(8)에서 응축하여 액체 가솔린(가솔린 회수액)으로서 퍼지 배기 가스중의 가솔린 증기를 회수하였다.
한편, 가솔린 회수기(8)에서 응축되지 않은 배기 가스에는 가솔린 증기가 잔존하기 때문에, 반송관(16)을 통해 재차 폐기 가스 송기관(11)으로 복귀시켜 폐기 가스 발생원(1)으로부터의 폐기 가스와 함께 흡착 처리를 행하였다.
또한, 스프링클러(2d)(또는 3d)는 안전성을 확보하기 위해서 마련한 것으로서, 흡착제 층에 이상이 생긴 경우에 온도나 연기를 감지하여 자동적으로 작동해서 흡착제 층에 물을 주입하도록 한 것이다. 이 물 대신에 질소 가스 등을 사용할 수도 있다.
본 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 흡착, 탈착의 전환 시간이 5분 정도로 짧은 시간이기 때문에 가스상 탄화수소의 흡착량이 2% 정도에 지나지 않았고, 또한 흡착제 층의 발열을 제거하는 냉각 수단을 구비함으로써 국부 가열이 방지되어 작동 기간중의 흡착제 층의 온도는 거의 상온이었다.
또한, 배출관(12, 12')으로부터 대기 중에 방출되는 가스 중의 가솔린 증기 농도는 실질적으로 0 부피%이었다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지의 범위내에서 여러가지 실시 태양이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시예에서는 가솔린 증기의 회수법으로서 냉각기(7)의 사용에 의한 냉각 액화법을 채용하였지만, 이것을 흡수법에 의한 것으로 할 수도 있고, 또한 퍼지 배기 가스 중의 가솔린 증기 농도를 증가시키는 수단으로서, 진공 펌프(4)의 냉매(액체 가솔린)로부터 기화된 가솔린 증기를 사용하였지만, 그 대신에 별도로 액체 가솔린 그 자체를 진공 펌프(4)를 가동시키기에 앞서 흡착 공정 종료후의 흡착탑(2)(또는 3)에 주입하여 치환 퍼지할 수도 있는 데, 이러한 변형예들은 모두 본 발명에 포함되는 것이다.
본 발명에 의하면, 가스상 탄화수소 농도에 관계없이, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소를 처리하여 대기 중에 배출하는 정화된 가스 중의 잔존 탄화수소 농도를 1 부피% 이하로 하는 것을 용이하게 할 수 있고, 또한 상기 흡착제에 대한 가스상 탄화수소의 흡착량을 낮은 수준으로 제어하고, 흡착제 층 내의 이상 온도 상승을 억제하여 흡착 장치 내의 온도를 균일화할 수 있으므로 흡착 장치의 안전성에 만전을 기할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 대기 오염 물질인 가스상 탄화수소의 처리에 있어서, 종래부터 일본에서 이용되어 온 흡수법이나 가스 분리막법으로는 도저히 달성할 수 없던 「미국의 환경 보호국(EPA)이 정한 1 부피% 이하의 규제치」에 완전히 부합할 수 있을 뿐만 아니라, 더욱 엄격하게 이 수치를 절반 이하로 함을 발표한 EPA의 조치에 대하여도 충분히 대응할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (7)

  1. 흡착과 탈착을 교대로 행하는 흡착 장치를 사용하여, 한쪽의 흡착 장치에 가스상 탄화수소를 포함하는 폐기 가스를 통과시킴으로써 흡착제에 가스상 탄화수소를 흡착시키고 실질적으로 가스상 탄화수소를 포함하지 않는 폐기 가스를 대기 중으로 방출시키며, 동시에 다른 쪽의 흡착 장치를 탈착 공정으로 전환시켜 흡착제에 흡착된 가스상 탄화수소를 진공 펌프로 흡인하여 흡착제 층으로부터 이탈시킴으로써 이탈된 퍼지 배기 가스로부터 가스상 탄화수소를 회수하는 방법에 있어서,
    (1) 상기 흡착 장치로서, 흡착제 층을 냉각수에 의해 간접 냉각시키는 2중 원통 또는 다중 원통형의 흡착 장치를 사용하고,
    (2) 상기 흡착제 층은 활성탄, 합성 제올라이트 및 소수성 실리카겔 중 1종 또는 2종 이상의 충전물이며,
    (3) 상기 흡착제 층에 대한 흡착, 탈착의 전환 시간을 1∼15분으로 하고,
    (4) 탈착시에, 상기 흡착제 층으로부터 배출되는 정화된 가스의 일부 및/또는 공기로 퍼지하면서 동시에 진공 배기를 병용하며,
    (5) 상기 퍼지 배기 가스로부터 가스상 탄화수소를 회수하는 것
    을 특징으로 하는, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 합성 제올라이트 또는 소수성 실리카겔의 평균 흡착 소공 직경이 4∼100Å인 것을 특징으로 하는, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡착제 층은, 상류측의 제1 단층에 소수성 실리카겔을 사용하고, 하류측의 제2 단층에 활성탄을 사용하는 2층 충전제 층인 것을 특징으로 하는, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 퍼지 배기 가스로부터 가스상 탄화수소를 회수하는 수단으로서, 진공 배기와 퍼지를 병용함으로써 탈착시킬 때,
    (1) 진공 펌프로서 완전 건조형 진공 펌프를 이용하고, 이 펌프로부터 퍼지 배기 가스를, 대기압을 초과하여 10기압까지 증가시켜 배출시킴과 동시에,
    (2) 진공 펌프의 냉매로서 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소와 동질의 액체 탄화수소를 사용하고, 이 때 발생하는 가스상 탄화수소를 탈착 장치의 출구관으로 되돌리거나, 상기 진공 펌프를 가동시키기에 앞서 상기 동질의 액체 또는 가스상 탄화수소를 흡착 공정 종료후의 흡착 장치에 주입하여 치환 퍼지한 후 진공 배기시킴으로써, 퍼지 배기 가스 중의 가스상 탄화수소의 농도를 농후하게 한 상태에서 냉각에 의해 가스상 탄화수소의 액화를 촉진시키거나, 흡수법에 의해 가스상 탄화수소의 회수를 촉진시키는 것을 특징으로 하는, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (3)의 흡착·탈착의 전환시에, 탈착시의 감압 상태를 대기압으로 복귀시킬 때 일정량 이상의 공기를 사용하는 것을 특징으로 하는, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 퍼지 배기 가스의 응축 액화시에, 미응축된 가스상 탄화수소를 흡착 장치의 입구로 복귀시키는 것을 특징으로 하는, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법.
  7. 제1, 2, 4, 5, 및 6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 흡착층으로부터 대기 중으로 방출되는 폐기 가스 중의 탄화수소 농도를 1 부피% 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 폐기 가스에 포함된 가스상 탄화수소의 처리 또는 회수 방법.
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