KR20010114209A

KR20010114209A - 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의처리방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치

Info

Publication number: KR20010114209A
Application number: KR1020017010446A
Authority: KR
Inventors: 다하라히로시; 노치히로시; 사쿠마히데키
Original assignee: 시스템 엔지 서비스 가부시키가이샤; 신코 플란테크 가부시키가이샤; 츠루 요시코
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-12-31
Also published as: JP3133988B2; AU2323300A; JP2000300955A; WO2000048713A1

Abstract

희박한 가스상태 탄화 수소를 포함하는 대량의 폐기 가스를 안전하고 용이하게 또한 효율적으로 이 가스상태 탄화 수소를 분리하는 동시에, 처리 후에 대기중으로 방출하는 폐기 가스 중의 잔존 가스상태 탄화 수소 농도를 100ppm 이하로 할 수 있는 상기 폐기 가스의 처리방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 (1) 흡착장치로서 흡착제층과 이 층을 냉각하기 위한 흡착탑(1a, 1b)을 사용하고, (2) 이 흡착탑에 활성탄과 그 상부에 Y형 합성 제올라이트를 충전하고, (3) 흡착·탈착을 교대로 행하게 하며, 그 때의 전환 시간은 데이터 로거에 의한 “흡착제층의 파과 예상 농도”의 지시에 따라서 자동적으로 흡·탈착 전환용의 밸브(d)를 조작하고, (4) 탈착시에 “물”을 사용하여, 수봉식 진공 펌프(14)로 흡인하고, (5) 퍼지 배기 가스의 전량을 기액 분리기(16)를 통해서 폐기 가스 송풍관(11)으로 복시키고, 한편, (6) 기액 분리기(16)로부터의 액체를 산업 폐기물 처리장치(17)로 산폐 처리하는 것이다.

Description

폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치{Method for treating dilute gaseous hydrogen carbide contained in waste gas and device for performing the method}

대기 공해의 원흉 물질의 하나인 벤젠이나 톨루엔, 메틸에틸케톤, 트리클로로에틸렌, 프레온 등의 가스상태 탄화 수소에 대해서는 미국, 유럽, 일본을 시작으로 하는 선진국에서는 대기 중에 방산하는 농도를 법적으로 엄하게 규제하고 있다. 규제값의 수준은 각 나라의 사정에 따라서 다르지만, 일본을 제외한 선진국 모두에서는 예를 들면 벤젠에 대해서는 「5ppm 이하」이고, 일본에서도 환경청 고시 제5호(평성 9년 2월 6일)에 의하면 「30ppm 이하」로 규제되도록 되었다.

그러나, 이러한 가스상태 탄화 수소의 발생원으로서 특히 문제시되고 있는 것은 예를 들면 인쇄공장이나 클리닝 공장, 도장 공장 등에서 발생하는 대량의 약 5000ppm 이하의 희박한 폐기 가스로, 공장뿐만 아니라 그것 등을 저장하는 탱크로부터 운반할 때나 하역할 때에 발생하는 폐기 가스이다.

<폐기 가스의 처리방법에 관한 종래 기술>

전술한 바와 같은 가스상태 탄화 수소를 포함하는 폐기 가스의 무해화 처리방법으로서, 종래로부터 널리 이용되고 있는 방법은,

(1) 가스 분리막법 + 흡착법

(2) 활성탄이나 제올라이트, 소수성(疎水性) 실리카겔 등을 이용하는 흡착법

등이 있다.

상기 방법 중 (1)의 방법은 유럽에서는 주류의 기술로서, 폐기 가스가 대량인 경우, 가스 분리막법(가압막법)을 실시한 후의 처리에 폴리싱 공정으로서 흡착법을 이용하는 것이다. 일본에서도 일본국 특공평 4-23568호 공보 등이나 일본국 특개평 7-284623호 공보에 보여지는 바와 같이 이 분야에 속하는 기술이 개시되어 있다.

한편, 미국에서 가장 널리 채용되고 있는 방법은 상기 (2)의 흡착법으로서, 특히 활성탄을 이용하는 흡착법이다. 이 방법에 대해서는 일본국 특개소 57-14687호 공보, 일본국 특개소 57-42319호 공보, 일본국 특공소 59-50715호 공보, 일본국특공소 59-50716호 공보, 일본국 특공평 2-46630호 공보에 개시되어 있다.

현재의 기술 수준에서는 희박한 가스상태 탄화 수소를 포함하는 대량의 폐기 가스를 처리하여 대기중에 방산하는 깨끗한 가스 중의 탄화 수소 농도를 1000ppm 이하로 하기 위해서는, 상기한 활성탄을 이용하는 흡착법이 가장 우수한 공업적 수단이다. (또한, 촉매 연소법도 간편하고 유효한 수단이지만, 폐기 가스 중의 가스상태 탄화 수소 농도의 여하에 따라서는 폭발의 위험성도 의심스럽고, 주거지 부근에서의 설치에는 거부반응이 강하다)

그러나, 종래의 상기 활성탄에 의한 흡착법에서는 탈착시의 퍼지 가스로서 통상 “스팀”을 사용하고 있다. 그리고, 탈착에 필요한 스팀의 양으로서는 사용하는 흡착제 양의 약 3배나 높은 대량을 필요로 한다. 또한, 이 스팀이 응축하여 물이 될 때에 탄화 수소를 빨아들여서 혼입하기 때문에, 심한 수질 기준을 정화하기 위해서는 활성 오니(sludge)법과 같은 배수 처리 설비에 대단히 부담이 된다고 하는 결점이 있었다.

이 때문에, 탈착시의 퍼지 가스로서 스팀 대신에 “고온으로 가열된 질소”를 이용하고, 이것을 순환 사용하는 방법도 제안되고 있지만, 순환 질소에 축적되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 분리에는 대형의 냉동기를 필요로 하고, 0℃ 이하의 저온으로 냉각하지 않으면 안되어 오히려 불경제적이라고 말할 수 있다.

상기 문제점을 해결하는 수단으로서, 일본 특허 제 2823835호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 퍼지 배기 가스로부터 가스상태 탄화 수소를 회수하는데 앞서서, 캐스케이드 방식에 의한 농축 흡착탑(어댑터)을 통해서, 퍼지 배기 가스 중의 희박한 가스상태 탄화 수소를 농축하고, 이 농축 흡착탑(어댑터)으로부터 취출하는 것도 해결수단의 하나이다.

또, 흡착탑을 탈착탑으로 전환하여 진공 펌프로 흡인할 때, 미리 치환 퍼지 수단을 탈착탑에 적용하고, 퍼지 배기 가스 중의 가스상태 탄화 수소를 농축시킨 상태에서 이 가스를 배기하고, 얻어진 퍼지 배기 가스를 냉각하여 액화 분리하는 방법도 해결수단의 하나이다.

상술한 어느 수단이나 퍼지 배기 가스 중의 가스상태 탄화 수소의 액화는 이 퍼지 배기 가스를 냉각하는 것 만으로 가능하지만, 퍼지 배기 가스 중의 가스상태 탄화 수소를 농축하는 수단을 수반하는 것이고, 또한, 이 농축 수단 그것 자체가 번잡하다고 말할 수 있다.

또, 상술한 어느 수단이나 끓는점이 낮은 탄화 수소의 경우에는 용이하게 냉각하지 않고, 강력한 냉동기를 필요로 하기 때문에, 희박한 가스상태 탄화 수소를 농축하는 수단으로서는 번잡하다.

따라서, 상기 결점을 해결하기 위해, 종래로부터 많이 이용되고 있는 활성탄 흡착법에서는, 매분 수백 ㎥이라고 하는 다량의 가스를 처리하는 경우, 주로 섬유형상 활성탄이 사용되고 있고, 한편, 장치로서는 이 섬유형상 활성탄으로 이루어지는 흡착제층을 수 ㎝∼수십 ㎝의 두께로 얇게 둘러싼 “원통 또는 상자를 다수 내부에 배치한 흡착 장치”가 사용되어 왔다. 예를 들면 「K-필터(니토보세키제의 상품명)」 혹은 「파일로멕스(도호레이온사제의 상품명)」등이 사용되고 있다.

이 방법은 나중에 상술하는 본 발명과 같이 희박한 탄화 수소를 농축하지 않고, 수십분∼수시간이라고 하는 긴 시간에 걸쳐서 흡착시키고, 그 후에는 스팀으로 탈착할 뿐이다.

그러나, 이 방법의 특징은 대량의 가스를 처리할 수 있도록 「흡착제층을 갖는 흡착장치」에 관한 궁리를 짜내고 있지만, 대기중에 배출되는 가스 중의 탄화 수소 농도를 “100ppm 이하”로 하는 것은 곤란하다.

<흡·탈착의 전환 수단에 관한 종래 기술>

한편, 상기 흡착법에 의한 가스상태 탄화 수소를 포함하는 폐기 가스의 처리방법에 있어서, 흡착과 탈착의 전환은 전자밸브를 통해서 시간 제어로 조작되어 있다. 그러나, 시간 제어로 전환하는 경우, 흡착탑이 파과(破過)하는 데에 이르는 시간을 미리 실험이나 경험으로 파악해 둘 필요가 있다.

또, 시간 제어에 의한 전환은 간단하지만, 흡착탑 입구의 가스상태 탄화 수소의 양과 농도가 끊어지지 않고 크게 변동하는 경우, 흡착제를 필요량 이상으로 다량 충전하고, 그리고 빨리 전환하는 것이 부득이하게 된다. 그 때문에, 흡착제가 유효하게 사용되지 않는다고 하는 문제가 생기는 경우도 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 흡착탑의 「파과의 검지」를 다양한 측정기를 이용하여 행하고, 파과를 검지할 수 있는 농도가 되었을 때에 탈착으로 전환하는 방법이 이전부터 행해져 왔다.

그러나, 파과할 때의 농도는 최근 심한 대기 오염 방지법에 따르면, 수 10ppm 이하라고 하는 미량 농도가 문제가 되기 때문에, 그 이전에 검지를 필요로 하는 농도는 1∼2ppm 이하로 요구되어 상당히 대규모로 정밀한 측정기를 필요로 한다.

또, 상기 검지방법에 대해서도 오래전부터 다양하게 제안되어 왔었다. 예를 들면, 일본국 특개소 55-35996호 공보에는,

「흡착, 탈착의 이탑식 PSA 정제 장치를 이용하고, 진공 펌프를 사용하지 않고 흡착탑을 5∼10㎏/㎠로 인가한 상태에서 따뜻한 가스의 흡착을 행하고, 탑 정상에서 건조한 가스를 방산시키고, 한편, 탈착은 탑의 압력을 상압으로 복귀시킴으로써, 흡착 가스를 토출시켜서 재생하는 탈온 방법에 있어서, 시시각각 변화하는 흡착탑을 통과하는 가스 유량, 흡착탑의 입구 및 출구 온도, 흡착탑의 입구 및 출구 압력, 탈착탑의 재생 압력을 포함하는 각 부위의 운전상태를 데이터로서 마이크로 컴퓨터에 기억시키고, 물질 수지와 열 수지의 계산을 순식간에 행하게 하고, 그 결과에 기초하여 탈착 시간을 제어하고, 간접적으로 흡착과 탈착의 전환 시간을 자동 제어하는 방법」 이 개시되어 있다.

상기 일본국 특개소 55-35996호 공보에 개시되어 있는 방법은 흡착, 탈착의 전환을 시간 제어하지 않고, 장치의 운전 상황을 기억시킨 마이크로 컴퓨터의 지시에 맡긴다고 하는 점에서 획기적인 제안이지만, 당시에는 현재와 같이 우수한 흡착 모델이 없었기 때문에, 시뮬레이션 수법을 이용할 수 없었다. 즉, 「파과 농도를 흡착 모델의 시뮬레이션에 의해서 예측한다」고 하는 발상에는 이르지 않았었다.

그 후, 파과에 이르기 전에 흡착제층 내에 매입된 측정 포트로부터 가스 중의 피흡착 성분의 농도를 재빨리 검지하거나, 혹은 레벨의 농도에 도달하였을 때에 자동적으로 전자밸브를 전환하는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 흡착제가 입자상 활성탄이나 실리카겔과 같이 흡착구멍 직경이 5Å 내지 100Å의 넓은 범위를 갖는 경우, 국소적으로 농도도 온도도 변동하기 때문에, 「흡착대층이 가스의 흐름에 따라서 한쪽으로 치우치지 않고, 일정한 폭으로 출구를 향하여 상승한다」고 하는 보증은 없고, 그 때문에, 측정하는 위치를 특정하는 것이 곤란하다. 정상부에서 매우 깊은 위치에 측정 포트를 끼우면, 시간 제어에 우수한 방법이라고는 말하기 어렵다. 이 때문에, 현재는 흡·탈착의 전환 수단으로서는 간편한 시간 제어로 행하는 것이 주류의 기술이 되어 있다.

본 발명은, 상기 <폐기 가스의 처리방법에 관한 종래 기술> 및 <흡·탈착의 전환 수단에 관한 종래 기술>의 항에서 기술한 종래 기술의 문제점, 결점을 감안하여 이루어진 것으로, 상기 종래 기술의 개량을 또한 시험한 것이다.

그리고, 본 발명은 대량의 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소를 농축하고, 전체로서 매우 소량의 가스로서 취출하여, 그것을 소각 또는 산폐처리, 또는 액화시킬 때의 경제적 부담을 현저하게 경감하는 것을 목적(기술 과제)으로 한다.

또, 본 발명은, 희박한 가스상태 탄화 수소를 포함하는 대량의 폐기 가스를 무해화 처리하는 방법 및 장치에 있어서, 소수성 실리카겔이나 활성탄, 합성 제올라이트 등의 고체 흡착제를 이용하여, 이 폐기 가스를 안전하고 용이하게 또한 효율적으로 유해한 탄화 수소를 분리하는 동시에, 처리 후에 대기중에 방출하는 폐기 가스 중의 잔존 가스상태 탄화 수소 농도를 100ppm 이하로 할 수 있는 「폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법 및 이 방법을 실시하기 위한장치」를 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 장치화할 때에, 시스템을 일체화하여 스키드에 실어지도록 가반가능하게 이루어질 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 관한 방법(폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법)은,

(1) 흡착과 탈착을 교대로 행하는 “흡착제층을 갖는 흡착장치”를 이용하여, 「특히, 1분간에 수백 ㎥라고 하는 대량의 폐기 가스를 처리하는 경우에는, 내부에 흡착제층을 다중으로 배치한 흡착장치(→하기 (9)∼(12) 참조)를 이용하고」,

한쪽의 흡착장치에 가스상태 탄화 수소를 포함하는 폐기 가스를 통과시키고, 이 흡착 장치 내의 흡착제층에 가스상태 탄화 수소를 흡착시켜서, 실질적으로 가스상태 탄화 수소를 포함하지 않는 폐기 가스를 대기중에 방출하고,

그 사이에, 다른 쪽의 흡착장치를 탈착으로 전환하고, 이 흡착장치 내의 흡착제층에 흡착한 가스상태 탄화 수소를 진공 펌프로 흡인하여 이탈시키고, 퍼지 배기 가스로 이행시키는 것으로 이루어지는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법에 있어서,

상기 퍼지 배기 가스의 전량 또는 대부분을 피처리 폐기 가스로 복귀시키고, 이것에 의해서, 흡착제층 내의 탄화 수소 농도를 높이고, 이 흡착제층이 파과하기 전에 탈착으로 전환하는 것을 특징(발명을 특정하는 사항)으로 한다.

그리고, 본 발명에 관한 방법에 의하면, 상기한 바와 같이,

·퍼지 배기 가스의 전량 또는 대부분을 피처리 폐기 가스로 복귀시키고, 흡착제층 내의 탄화 수소 농도를 높이는 것(제1 특징점),

·흡착제층이 파과하기 전에 탈착으로 전환하는 것(제2 특징점)을 특징으로 하고, 이것에 의해서, 폐기 가스로부터 안전하고 용이하게 또한 효율적으로 탄화 수소를 처리하는 동시에, 처리 후에 대기중에 방출하는 가스 중의 잔존 탄화 수소 농도를 100ppm 이하, 특히 “20ppm 이하”로 할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 방법은

(2) 퍼지 배기 가스 중의 가스상태 탄화 수소의 일부가 액화한 경우, 이 액화상태 탄화 수소를 연소 처리하고, 또는 산업 폐기물로서 무해화 처리하는 것을 특징으로 하고,

이것에 의해, 가스상태 탄화 수소의 회수에 따른 번잡한 수단을 회피할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 방법에서는

(3) 흡착제층이 활성탄 및/또는 소수성 실리카겔의 층으로 이루어지고, 그 정상부에 합성 제올라이트층을 배치하는 것을 특징으로 하고,

이와 같은 흡착제를 조합함으로써, 흡착제층 내의 온도를 용이하게, 또한 급속하게, 상온 근처에 일정하게 유지시킬 수 있고, 흡착제의 성능을 낭비없이 풀(full)로 발휘시킬 수 있다.

또, 본 발명에 관한 방법에서는

(4) 흡착장치에 충전하는 흡착제 또는 충전한 흡착제층에 가스상태 탄화 수소로 프리코트하는 것을 특징으로 하고,

이것에 의해, 본래 우선적으로 흡착되는 폐기 가스 중의 질소가스나 산소가스, 또한 수분의 흡착을 방지하고, 폐기 가스 중의 가스상태 탄화 수소를 유효하게 흡착시킬 수 있고, 흡착제층을 매우 유효하게 활용할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 방법에서는

(5) 흡착장치 내의 흡착제층에 흡착한 가스상태 탄화 수소를 이탈시키는 수단으로서 피흡착 탄화 수소의 끓는점 이상으로 가열한 공기 또는 액체의 “물”을 사용하는 것을 특징으로 한다.

단, 가열 공기를 사용하는 경우에는, 활성탄 이외의 흡착제를 사용하는 경우이다. 활성탄 이외의 예를 들면 불연성의 소수성 실리카겔을 이용하는 경우에는 최고 250℃라고 하는 고온의 공기를 퍼지 가스로서 이용할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 방법에서, 특히 액체의 “물”을 사용하면, 이 물은 진공 펌프와의 병용에 의해서 탈착장치의 내부에서 기화되고, 퍼지 가스와 동일한 작용효과를 발휘시킬 수 있을 뿐 아니라, 기화한 가스량은 종래의 스팀 사용의 경우의 “수십분의 일”이라고 하는 적은 가스량으로 퍼지할 수 있다고 하는 현저한 작용효과를 발생한다.

본 발명의 상기 제2 특징점인 “흡착제층이 파과하기 전에 탈착으로 전환하는 수단”으로서는,

(6) 흡착제층 내의 정상부에 온도 검지 포트를 배치하고, 이 온도 검지 포트로부터의 온도가 그 상승을 정지한 시점에서 자동적으로 전자밸브를 전환하는 것을특징으로 하고, 또

(7) 흡착 운전시에 얻어진 흡착장치의 「입구의 가스 유량」, 「입구 가스 중의 탄화 수소 농도」 및「출구 가스 중의 소망의 탄화 수소 농도(가정치)」를 수값 데이터로서 칩에 읽어 들이고, 이 칩 내에 내장된 제어를 목적으로 한 시뮬레이션 모델을 이용하여 전환 시간을 미리 설정하는 것을 특징으로 하고,

이들 수단을 채용함으로써, 흡착제층의 파과 시점을 자동적으로 검지할 수 있고, 흡착·탈착의 전환을 자동적으로 행할 수 있다.

그리고, 본 발명에 관한 방법에 의하면,

(8) 흡착장치로부터 대기로 배출되는 깨끗한 가스 중의 탄화 수소 농도를 100ppm 이하로 할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 관한 장치는

(9) 상기 (1)∼(8) 중 어느 하나에 기재된 처리방법을 실시하기 위한 장치로서,

이 장치 중의 “흡착제층을 갖는 흡착장치”가 흡착제층을 포함하는 컴포넌트로 이루어지고, 이 컴포넌트를 밀폐할 수 있지만 폐쇄할 수 없는 용기로 이루어지는 것, 즉 흡착제를 수용하는 용기의 형상이 어떠한 것이어도 충전(수용)한 흡착제가 이 용기로부터 누출되지 않고, 또한, 이 용기에 기체의 유입·유출이 가능한 미세구멍을 다수 설치한 구성으로 이루어지는 용기인 것을 특징(발명을 특정하는 사항)으로 하고,

(10) 상기 “흡착제층을 갖는 흡착장치”가 흡착제층을 둘러싸고, 또한 폐기가스가 원주방향으로 통풍할 수 있는 원통을 다중으로 내장하는 흡착장치인 것,

(11) 상기 흡착제층의 둘레가 상자형의 컴포넌트 내지는 하니컴형 컴포넌트로서, 이 컴포넌트를 다중으로 내장하는 흡착장치인 것,

(12) 상기 흡착체층이 직경이 0.1∼1㎜인 미립자의 흡착제를 충전한 층으로 이루어지는 것

을 특징으로 하고, 이것에 의해, 특히 1분간 수백 ㎥라고 하는 대량의 폐기 가스를 처리하는 경우에 적합한 장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 대기 오염의 원인인 유해한 가스상태 탄화 수소를 포함하는 폐기 가스로부터 이 탄화 수소를 효율적으로 분리하여 무해화 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

구체적으로는 유해한 가스상태 탄화 수소로서, 예를 들면 발암성이 있고, 대기 공해의 원인물질의 하나인 벤젠이나 톨루엔, 메틸에틸케톤, 트리클로로에틸렌, 프레온 등의 가스상태 탄화 수소를 포함하는 폐기 가스의 처리에 관련하여, 이 탄화 수소의 농도를 100ppm 이하(바람직하게는 10ppm 이하)로 하여, 대기중에 배출하기 위한 상기 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예인 「폐기 가스 중의 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법」을 설명하기 위한 흐름도,

도 2는 도 1에 도시하는 흐름에서의 「운전 상황을 파악하여 제어하기 위한 제어판」의 일례를 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 실시예 1에서 사용하는 흡착탑의 종단면도,

도 4는 본 발명의 실시예 2에서 사용하는 흡착탑의 종단면도,

도 5는 도 4의 흡착탑을 또한 설명하는 도면으로서, 도 5(A)는 도 4의 A-A 단면도이고, 도 5(B)는 도 4의 부분 확대 상세도이며,

도 6은 「활성탄의 수분 흡착 등온선」을 도시하는 도면이다.

또한, 도면 중 부호는 1a, 1b는 흡착탑, 2a, 2b는 외통, 3a, 3b는 흡착제층, 3-1a, 3-1b는 활성탄, 3-2a, 3-2b는 Y형 합성 제올라이트, 4a, 4b는 내통, 5는 냉각수, 10은 폐기 가스 발생원, 11은 폐기 가스 송풍관, 12는 배기관, 13는 송수관,14는 수봉식(水封式) 진공 펌프, 15는 퍼지 배기 가스 송풍관, 16은 기액 분리기, 17은 산업 페기물 처리장치, 18은 리턴 가스 송풍관, 20은 제어판, 21은 메모리, 22는 CPU(연산), 23은 메모리(흡착 모델), 41a(41b)는 흡착탑, 42a(42b), 42a'(42b')는 외통, 43a(43b)는 흡착제층, 43-1a(43-1b)는 파쇄 활성탄, 43-2a(43-2b)는 Y형 합성 제올라이트이다.

이하, 본 발명에 관한 방법 및 장치(이하, 간단히 “본 발명”이라고 한다)의 실시형태에 대해서 설명하는 동시에, 본 발명을 보다 상세히 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제1 특징점은 상기한 바와 같이, 「퍼지 배기 가스의 전량 또는 대부분을 피처리 폐기 가스에 복귀시키고, 흡착제층 내의 탄화 수소 농도를 높이는 것」에 있고, 제2 특징점은 「흡착제가 파과하기 전에 탈착으로 전환하는 것」에 있으며, 이것에 의해서, 폐기 가스로부터 안전하고 용이하게, 또한 효율적으로 탄화 수소를 처리하는 동시에, 처리 후에 대기 중에 방출하는 가스 중의 잔존 탄화 수소 농도를 100ppm 이하, 특히 “20ppm 이하”로 할 수 있다.

먼저, 본 발명의 상기 제1 특징점에 대해서 설명하면, 본 발명에 관한 방법의 한 실시형태로서는 퍼지 배기 가스의 전량을 피처리 폐기 가스로 복귀시키지만, 퍼지 배기 가스 중의 탄화 수소 농도가 극단적으로 높은 경우, 흡착제층이 매우 단시간에 파과하게 되고, 이것에서는 폐기 가스의 처리에 악영향을 주게 된다. 그 때문에, 본 발명의 다른 실시형태로서는 탄화 수소 농도가 극단적으로 높은 경우에,퍼지 배기 가스의 일부를 취출하고, 이것을 무해화 처리, 예를 들면 연소 처리에 부착하여, 잔부(대부분)의 퍼지 배기 가스를 피처리 폐기 가스로 복귀시키는 것이 바람직하다.

또, 퍼지 배기 가스 중의 가스상태 탄화 수소의 일부가 액화한 경우, 이 액상 탄화 수소를 나누어서 이것을 연소 처리하고, 또는 산업 폐기물로서 무해화 처리할 수도 있다.

다음에, 본 발명의 제2 특징점인 「흡착장치가 파과하기 전에 탈착으로 전환한다」는 점에 대해서 설명하면, 본 발명에서의 파과의 검지수단은 기본적으로 장치에 내장된 회로 칩에 의한 것이지만, 최근 눈부시게 진보해 온 초소형의 칩을 이용하기 때문에, 상기 공지 기술(앞에 기재한 일본국 특개소 55-35996호 공보에 개시되어 있는 기술)에 기재되어 있는 바와 같은 연산을 목적으로 하는 대형 마이크로 프로세서를 필요로 하지 않는다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의하면, 운전시에 얻어진 데이터를 골라내어, 물질 수지와 열 수지의 계산만을 시키는 것이 아니라, 흡착 모델을 ROM에 집어 넣고, 한편 시시각각 변화하는 운전시의 데이터를 로거(logger) 신호로서 퍼스널 컴퓨터에 저장해서 시뮬레이션시킴으로써 파과 농도를 바람직하게는 초의 단위로 예측하고, 흡착 시스템을 제어하도록 하는 점에서, 상기 종래 기술과는 전혀 다르다. 결국, 본 발명의 바람직한 실시형태인 「파과 농도를 흡착 모델의 시뮬레이션에 의해서 예측한다」라고 하는 발상과 명확하게 상이하다.

그러나, “흡착 모델”로서는 다양하게 제안되어 있지만, 그 중에서도 흡착제의 물성, 즉, “흡착 등온선 및 흡착탑 내부의 흡착압력, 진공 펌프의 진공도, 탑내 가스 유속, 흡착제층의 높이, 퍼지 계수”를 고정(frozen)하고, 그리고 때때로 시시각각 변화하는 “입구 가스 유량과 농도”를 변수로 하여 전환 시간이나 또는 흡착제층의 출구 농도(파과 농도)를 가정치로서 칩에 입력하여 연산시키는 말하자면 “Frozen Model”이 저명하다.

그 외에, 시간이 걸리지만 정밀도에서 우수한 “평형 모델”도 알려져 있지만, 본 발명에서 이용하는 「흡착 모델」로서는 특히 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 제2 특징점인 「흡착장치가 파과하기 전에 탈착으로 전환한다」는 점을 필수의 구성 요건으로 하는 이유는 상기 본 발명의 제1 특징점인 「퍼지 배기 가스의 전량 또는 대부분을 피처리 폐기 가스로 복귀시키고, 흡착제층 내의 탄화 수소 농도를 높인다」는 점과 밀접하게 연관된다.

즉, 처리해야 하는 폐기 가스의 양과 포함되는 가스상태 탄화 수소 농도가 일정하지 않고 시시각각 변화하고, 파과할 때까지의 시간을 미리 상정하는 것이 곤란한 경우에, 또한 이 폐기 가스에 미응축 퍼지 배기 가스를 혼입함으로써(제1 특징점을 채용함으로써), 흡착 장치 입구 가스의 탄화 수소 농도 및 흡착 장치 내의 흡착제층 중의 탄화 수소 농도가 모두 보다 한층 변화하고, 그 때문에, 파과할 때까지의 시간을 미리 상정하는 것이 보다 한층 곤란하게 되기 때문이다. 따라서, 이 문제점을 해소하기 위해, 상기 제2 특징점을 필수의 구성 요건으로 하는 것이다.

단, 본 발명은 종전부터 행해지고 있는 시간 제어에 의한 전환 수단을 배제하는 것은 아니다. 왜냐하면, 흡착탑의 입구 가스(폐기 가스+상기 미응축 퍼지 배기 가스)에 포함되는 가스상태 탄화 수소의 농도가 시간의 경과에서 거의 일정한 경우에는, 흡착탑의 운전을 개시하여 파과할 때까지의 시간을 미리 구하고, 다음 회의 흡착 조작에서는 이 시간을 기준으로 하여 전환하는 것도 편법의 하나이기 때문이다. 또한, 본 발명자 등이 개발한 흡착장치에서 흡착탑의 운전조작으로부터 탈착이 완료하는 시간을 예측하여 “시간 제어에 의한 전환 수단”을 채용하는 것도 선택지의 하나이기 때문이다. 즉, 상기의 예(흡착탑의 탈착탑으로의 전환)과는 반대로, 탈착탑의 흡착탑으로의 전환 수단에 대해서도 시간 제어에 의한 수단을 채용할 수 있다. 이 수단을 자세히 기술하면, 탈착 조작으로 이행하여 진공 펌프가 가동을 개시하고, 소정의 진공도에 도달한 시점을 검지한 후에, 퍼지 가스를 탈착탑으로 도입하고, 이 도입시간을 미리 세트해 두고, 시간이 되면 자동적으로 흡착조작으로 전화하는 방법이다.

상술한 바와 같이, 입구 가스의 유량과 농도가 시시각각 변동하는 경우, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의하면, 흡착제층에 흡착되는 가스상태 탄화 수소의 농도를 파과 직전까지 자동적으로 고농도로 농축할 수 있다.

그리고, 이것을 약간의 퍼지 배기 가스량으로서 취출한 후에는 상기한 바와 같이, 이 퍼지 배기 가스의 일부를 취출하고, 이것을 예를 들면 연소 처리에 부착할 수 있고, 또, 퍼지 배기 가스 중의 가스상태 탄화 수소를 액상 탄화 수소로서 나누어 이것을 연소 처리하거나, 또는 산업 폐기물로서 무해화 처리할 수도 있다.

단, 이와 같은 이점이 있는 반면, 결점으로서는 흡착에 요하는 시간과 탈착에 요하는 시간이 너무나도 지나치게 다른 경우, 예를 들면, 흡착하여 파과 직전이 될 때까지에 수일이 걸리고, 한편, 탈착 공정은 수시간으로 끝난 경우, 작업을 관리하는 자의 입장이면, 반드시 바람직한 방법이라고는 말하기 어렵다.

그래서, 「적당한 흡착제」가 적당히 충전되어 있는 경우에는, 흡착제층의 정상부 부근에서는 흡착해야하는 가스상태 탄화 수소의 양이 근단적으로 적게 되어 있고, 이 때문에 발생하는 흡착열량이 극단적으로 작게 되며, 또한 그것을 상회하는 열량이 냉각수나 흡착탑의 탑벽으로부터 바깥으로 방산되게 된다. 그 결과, 칩에 데이터를 저장하기 위해서 정상 윗 부분에 끼운 측정 포트로부터의 신호, 즉 지시온도가 정지하고, 머지않아 차례로 온도가 저하해 온다. 그 시점을 적당히 맞추어 자동적으로 흡·탈착의 전환밸브(전자밸브)를 전환하는 수단을 병용하면, 전술한 결점은 해소할 수 있고, 이것도 본 발명에 포함되는 것이다.

「적당한 흡착제」라는 것은 흡착구멍 직경이 어떤 크기로 컨트롤되고, 국소적으로 흡착량에 불균일이 발생하기 어렵고, 또한 폐기 가스 중의 상대 온도가 약 50% 이상으로 높은 영역에서도 수분을 흡착하기 어려운 흡착제로, 예를 들면 합성 제올라이트와 같은 흡착제가 최적이다.

그래서, 본 발명의 바람직한 실시형태의 일례로서는 흡착제층의 정상부에 합성 제올라이트층을 배치함으로써, 그리고 이 합성 제올라이트로 이루어지는 흡착제층 내에 온도 검지 포트를 배치하고, 이 온도 검지 포트로부터의 온도가 그 상승을 정지한 시점에서 자동적으로 전자밸브를 전환하는 수단을 채용하는 것이다. 그리고, 이 합성 제올라이트로 이루어지는 흡착제층의 하부에 충전하는 흡착제로서는프리코트된 활성탄 또는 동일하게 프리코트된 소수성 실리카겔이 적합하다.

여기에서 본 발명의 바람직한 실시형태인 상기 “프리코트”의 기술적 의의에 대해서 설명한다.

흡착제층에 가스상태 탄화 수소가 농축되는 정도는 이론적으로는 진공도가 25㎜Hg인 경우, 탄화 수소만이 흡착되는 것이면, “760/25”, 즉 “약 25배”의 농도가 되지만, 통상 다량의 공기가 공존하고 있고, 그리고 이 공기중의 질소 가스나 산소 가스의 분자직경은 탄화 수소의 분자직경보다도 매우 작고, 이 때문에, 질소 가스나 산소 가스가 탄화 수소 가스에 우선하여 흡착되게 된다. 그 결과로서 입구의 탄화 수소 농도의 4배의 농도로 밖에 농축할 수 없는 것이 경험적으로 알려져 있다.

또, 본 발명에서 사용하는 활성탄이나 합성 제올라이트, 소수성 실리카겔 등의 고체 흡착제에서는 모든 수분을 흡착하지 않는다고 하는 흡착제가 아니고, 도 6에 도시하는 바와 같이, 피흡착 가스 중의 수분의 상대적 농도에 의해서 수분율은 크게 변화한다.

피흡착 가스가 따뜻한 공기인 경우, 관계 온도가 약 40% 이하에서는 거의 수분을 흡착하지 않지만, 50%를 넘으면 급격히 물을 흡착하게 된다(도 6 참조). 또한, 도 6은 활성탄의 수분 흡착 등온선을 나타내었지만, 다른 소수성의 흡착제에 대해서도 동일하다고 할 수 있다.

그래서, 본래 우선적으로 흡착되는 폐기 가스 중의 질소 가스나 산소 가스, 수분의 흡착을 방해하기 위해서, 흡착제층을 미리 프리코트하는 것이 바람직하다.

프리코트 수단으로서는 예를 들면 처리해야하는 폐기 가스에 액상 탄화 수소를 적하함으로써, 구체적으로는 처리해야하는 폐기 가스의 도관에 액상 탄화 수소를 스프레이함으로써, 흡착제층을 프리코트할 수 있다. 또, 프리코트제로서는 상기 액상 탄화 수소 이외에 예를 들면 물과 친화성이 있어서 끓는점이 물보다 높은 탄화 수소와 같은 물질을 사용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명자는 가스상태 탄화 수소를 포함하는 대량의 폐기 가스를 처리하는 수단의 개발에 있어서, 데이터를 저장하는 수단인 “로거 신호”라고 하는 하드면에서의 요소 기술을 이 시스템에 교묘하게 내장하고, 또한 제어 시스템에 내장된 “ROM화한 흡착 모델의 시뮬레이션”이라고 하는, 말하자면 소프트면에서의 신규 수단을 병용함으로써, 입구의 탄화 수소 농도가 시시각각 변화하는 데에 상관없이 단시간 내에 파과 농도를 용이하게 추정할 수 있고, 또한 적절한 흡착제를 선정함으로써, 흡착제층 내의 온도를 용이하고 급속하게 상온 근처에서 일정하게 유지시키는 것에 성공하였다.

그 결과, 흡착으로부터 탈착으로의 전환 시기를 간단히 시간의 사이클로 설정하지 않고, “흡착 모델”을 내장한 퍼스널 컴퓨터(소프트)의 판단에 맡김으로써, 흡착제의 성능을 낭비없이 풀로 발휘시킬 수 있게 되었다. 이 때문에, 퍼지 배기 가스 중의 희박한 탄화 수소를 파과하기 직전까지 농축하고, 그리고 매우 소량의 퍼지 배기 가스로 또한 매우 농후한 탄화 수소로서 취출하는 것이 가능하게 되었다.

(흡착제에 대해서)

본 발명에서 사용하는 흡착제로서는 소재가 가연성, 불연성을 불문하고, 폐기 가스 중의 탄화 수소 가스와 친화성이 있는 고체 흡착제이면 임의로 사용할 수 있다.

그러나, 폐기 가스 중의 탄화 수소의 농도가 5000ppm 정도로 희박한 경우에는 바람직하게는 저렴하고 입수가 용이한 소수성 실리카겔이 바람직하다. 그 이유는 퍼지 가스의 온도를 약 250℃까지 높여서 사용할 수 있기 때문이다.

불연성의 실리카겔을 이용하는 경우에는, 트리메틸클로로실란 등의 실란커플링제로 소수화 처리한 것이나, 고온에서 장시간 처리하여 소수성, 친유성을 갖게 한 것, 혹은 에틸렌 글리콜이나 헵탄과 같은 높은 끓는점의 탄화 수소로 프리코트한 흡착제가 적합하다. 단, 최적의 흡착제라고 하면, RH가 50% 이상에서도 수%의 물밖에 흡수하지 않는 고체 흡착제이다.

처음부터, 흡착제로서 이용되는 활성탄, 합성 제올라이트, 실리카겔, 활성 알루미늄 등의 고체 흡착제는 가스상태 탄화 수소와 강한 친화성을 갖는 한편, 단열제로서도 중요하게 이용되는 것이다. 또, 합성 제올라이트는 특별히 그것 이외의 흡착제는 흡착구멍 직경의 분포가 넓기 때문에, 흡착 개소의 농도가 동일하지 않고, 로컬 히팅(local heating)을 일으키기 쉽다.

일반적으로 말해서, 소수성 실리카겔이나 입자형상 활성탄의 경우에는 입자직경이나 상승 온도에도 의하지만, 약 4인치 이상의 두께에서는 흡착열을 냉각수층까지 단시간에 이동시킬 수 없게 되어 있다.

따라서, 4인치 이상의 두께에서는 원주 방향의 열이동에 그정도 대기시킬 수없고, 세로방향으로 흐르는 가스가 반출되는 열이동에 의지하게 된다. 이 때문에, 흡착탑 내의 온도분포에 영향을 주거나, 혹은 폭을 갖는 흡착대층이 균일하고 동일하게 흡착탑 출구를 향하여 이동하는지 어떤지가 문제가 된다. 즉, 파과 시점의 농도를 흡착탑의 출구에서 검지하는 경우에는 문제가 되지 않지만, 흡착제 중에 매입된 위치에 배치한 검지 포트에서 보는 경우에는 문제가 된다.

이것을 피하기 위해 추천하여 장려되는 수단은 흡착제층의 최상단, 즉 출구에 가장 가까운 위치에 합성 제올라이트를 싣는 것이다. 예를 들면, Y형 제올라이트 “360HUD(토소사의 제품명)”등이다.

합성 제올라이트는 소수성 실리카겔이나 입자형상 활성탄과는 달리 구멍직경이 어떤 크기로 엄밀하게 컨트롤되고, 선택하는 소재에 따라서는 가스상태 탄화 수소의 분자직경의 거의 전부를 커버하고 있는 품종도 있다. 또한, 가스상태 탄화 수소를 흡착하는 비율은 중량비로 15∼20%임에도 불구하고, RH가 50% 이상인 상태의 가스에 대해서도 물의 흡착량은 10% 이하이다. 이 때문에, 이 층을 이동하는 어떤 폭을 갖는 흡착대에는 한쪽으로 기울어짐이 발생하지 않기 때문이다.

또, 데이터 로거 신호로서 저장된 농도 및 온도의 검지용 포트는 합성 제올라이트층의 중심부에 배치할 필요가 있다. 이것에 의하면, 파과 시점을 검출하는 상기의 수단에 더불어 그 중심부에서의 온도의 지시가 흡착열에 의한 온도의 상승을 정지한 시점을 전환의 기준으로 할 수 있다. 이러한 합성 제올라이트는 SiO₂/Al₂O₃의 비가 20 이상이고, 약 8 옹스트롬의 구멍직경을 갖는 것이 바람직하다.

(흡착장치에 대해서)

다음에, 본 발명에서 이용하는 “흡착제층을 갖는 흡착장치”의 실시형태(제1 및 제2 실시형태)에 대해서 설명한다.

(흡착장치의 제1 실시형태)

본 발명에서 이용하는 “흡착제층을 갖는 흡착장치”의 제1 실시형태는 흡착제층의 온도와 농도를 국소적으로 균일화하기 위해서, 상기의 흡착제층 내에서 발생한 흡착열을 가로방향으로 흡착제층으로부터 급속하게 이동시켜서, 제거하는 수단으로서, 가스상태 탄화 수소를 흡착하기 위한 흡착제층과, 이 흡착제층을 냉각하기 위한 냉각수층이 인접하여 구성된다. “2중 원통 또는 다중 원통형의 흡착탑”을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 흡착제층 내에 발생하는 정전기가 이 층의 중심부에 모이는 경향을 고려하여 냉각을 겸하여 정전기를 피하기 위해서, 금속제의 원통을 중심부에 배치한 구조의 흡착탑의 사용이 바람직하다.

본 발명에서 이용하는 상기 제1 실시형태의 구체적인 흡착탑에 대해서, 도 3을 참조하여 설명하면, 이 흡착탑(1a(1b))은 외통(2a(2b)), 흡착제층(3a(3b)), 내통(4a(4b)), 냉각수(5)에 의해 구성된다.

또한, 이 흡착탑(1a(1b))은 뒤에 기술하는 본 발명의 실시예 1에서 사용하는 흡착탑이고, 도면 중의 3-1a(3-1b)는 활성탄이며, 3-2a(3-2b)는 Y형 합성 제올라이트이다.

또, 본 발명의 상기 흡착탑(1a(1b))으로서 부기해야 하는 점의 하나는 흡착탑의 내부의 압력을 높이면, 흡착제에 흡착되는 탄화 수소의 유효 흡착량이 현격하게 증가하는 것은 PSA법의 이론에서 말할 때 당연한 것이기 때문에, 본 발명을 실시할 때에도 흡착탑(1a(1b))의 내압을 「고압법규」에 저촉하지 않는 게이지압 “1㎏/㎠ 이하”로 조작하는 것은 매우 바람직한 것이다.

(흡착장치의 제2 실시형태)

본 발명에서, 종래로부터 범용되고 있는 “탑식에 있어서 내부에 기밀하게 흡착제를 충전한 흡착장치”도 이용할 수 있지만, 처리해야 하는 폐기 가스량이 다량인 경우에는 이 종래예에서는 문제가 생긴다.

이 문제점을 상세하게 설명하면, 예를 들면, 1시간에 “36,000㎥”의 폐기 가스를 처리하도록 하는 경우, 종래예에서는 탑직경이 약 10m 필요하게 된다.

그 이유는 흡착 효율의 면에서 흡착제층을 통과하는 폐기 가스의 통과속도[즉 흡착제와 접촉하는 시간(SV)값]으로 제한이 있기 때문이다. 일반적으로 이 속도는 흡착제 입자가 유동하지 않는 값 이하로 정해져 있고, 통상 “10∼20㎝/초”이다. 이 가스 통과 속도의 평균값 “15㎝/초(0.15m/초)”를 취하여 산출하면, 다음 식으로 나타내는 바와 같이 “10m”이 된다.

·식 : πR²×0.15=36,000/3,600=10

본 발명에서는 이와 같은 탑직경의 흡착탑을 이용하는 것이 현실적이지 않다.

한편, 흡착 효율은 흡착제 입자의 크기에 밀접하게 관계한다. 예를 들면, 동일한 용량의 흡착제층에 입자직경이 큰 흡착제와 입자직경이 작은 흡착제를 채운 경우를 비교해 보면, 당연하지만 입자직경이 작은 쪽이 효율은 좋지만, 유동하기쉽게 되기 때문에, 너무 작아도 문제가 있다. 이 때문에, 종래 사용되고 있는 흡착제는 그 직경으로서는 흡착제의 종류나 형상 등에도 의하지만, 2∼3㎜이 적당하게 된다.

흡착제의 유동을 피하고, 또한 밀접하게 충전한 흡착장치로서는 섬유형상 활성탄의 천을 흡착장치의 내부에 배치시키고, 이 천을 가로지르는 방향으로 폐기 가스를 흐르게 하는 구조의 것이고, 이 구체예로서는 전술한 「K-필터(니토보세키제의 상품명)」 혹은 「파일로멕스(도호레이온사제의 상품명)」이다.

상기 구조의 흡착 장치에서는 가스의 통과 면적을 크게 취할 수 있는 이점이 있는 반면, 흡착제층이 얇기 때문에, 접촉 시간이 짧아서 폐기 가스 중의 희박한 탄화 수소를 충분히 포획할 수 없다고 하는 결점을 갖고 있다.

또한, 이 장치에서의 탈착수단으로서는 스팀의 사용 이외에는 고려할 수 없고, 진공 펌프의 병용을 할 수 없다.

흡착 이론에서 말하면, 흡착 효율은 “Kfav”, 즉, “총괄 물질 이동 용량 계수(1/sec)의 값”으로 나타낸다. 본 발명자가 행한 실험 및 본 발명자가 건설한 공업장치에서의 운전 실적의 해석으로부터 Kfav의 값은 입경이 2∼3㎜인 흡착제를 사용한 경우에는, 가스상태 탄화 수소의 특성에도 의하지만, 거의 “3∼6”의 범위에 있다.

이것에 대해서, 섬유형상 활성탄을 사용한 경우에는, “15∼25”의 범위에 있고, 흡착성능이 수배 우수하게 된다. 구체적으로 말하면, 가스와 흡착제의 접촉시간이 “약 1/5”에서 끝나게 된다.

본 발명자는 이 점에 착안하여 처리해야 하는 폐기 가스가 대량인 경우에도 적응할 수 있고, 신규이고 또한 경제적인 흡착장치[본 발명에서 이용하는 “흡착제층을 갖는 흡작장치”의 제2 실시형태]를 개발한 것이다.

본 발명의 신규이고 또한 경제적인 흡착장치(제2 실시형태에 관한 흡착탑)로서는 흡착제층을 갖는 흡착장치가 흡착제층을 포함하는 컴포넌트로 이루어지고, 이 컴포넌트가 밀폐할 수 있지만 폐쇄할 수 없는 용기로 이루어지는 것, 즉 흡착제를 수용하는 용기의 형상이 어떠한 것이어도, 충전(수용)한 흡착제가 이 용기로부터 누출되지 않고, 또한, 이 용기에 기체의 유입·유출이 가능한 미세구멍을 다수 설치한 구성으로 이루어지는 용기인 것, 구체적으로는

·상기“흡착제층을 갖는 흡착장치”가 흡착제층을 둘러싸고, 또한 폐기 가스가 원주방향으로 통풍할 수 있는 원통을 다중으로 내장하는 흡착장치인 것,

·상기 흡착제층의 둘레가 상자형 컴포넌트 또는 하니컴형 컴포넌트이고, 이 컴포넌트를 다중으로 내장하는 흡착장치인 것

을 특징으로 한다.

그리고, 충전(수용)하는 흡착제로서 0.1∼1㎜의 미립자(바람직하게는 0.2∼0.5㎜의 미립자)를 이용하고, 이것에 의해서 가스와의 접촉시간을 단축하고, 또한, 가스의 통과 면적을 넓게 해야하는 흡착장치 내의 흡착제층의 배치를 다중으로 한 것이다.

상기와 같이, 흡착제로서 0.1∼1㎜의 미립자를 이용함으로써 접촉 시간이 종래의 수단에 비해서 “약 1/5”로 단축할 수 있다고 하는 우수한 작용효과가 발생한다. 또한, 이와 같이 “약 1/5”로 단축할 수 있다고 하는 것은 흡착제층의 두께도 “약 1/5”가 된다고 하는 것이다.

종래의 상업 플랜트는 모두 일탑식(一塔式)으로서, 이 두께(층 높이)는 “1∼2m”이지만, 본 발명의 상기 흡착 장치에서는 흡착제층의 두께가 “약 1/5”가 되는 부분에서 그 두께는 “20㎝∼40㎝”가 되고, 그 결과로서 원칙으로서 흡착제층을 냉각할 필요가 없어진다고 하는 우수한 작용 효과가 발생한다.

그 이유는 흡착제층을 통과하는 다량의 폐기 가스 중에 포함되는 탄화 수소 가스는 매우 희박하고, 거의 공기이기 때문에, 공기가 반출하는 열량을 상회할 정도의 흡착열이 흡착제층에 머무르지 않기 때문이다.

또한, 상기한 종래의 섬유형상 활성탄층을 이용하는 흡착장치에서는 폐기 가스는 이 흡착제층을 한번의 통과로 끝나기 때문에, 흡착한 탄화 수소의 농도가 매우 희박하고, 탈착의 수단으로서는 스팀 이외에는 고려할 수 없었다. 그러나, 본 발명의 상기 흡착장치에서는 퍼지 배기 가스의 전량 또는 대부분을 피처리 폐기 가스로 복귀시킴으로써, 흡착제층 내의 탄화 수소 농도를 높일 수 있기 때문에, 종래의 흡착장치에서는 이룰 수 없었던 진공 펌프의 병용을 가능하게 한 것이다.

또, 진공 펌프를 병용함으로써, 탈착시의 퍼지 매체에 물을 이용하는 것이 가능하게 된 것이다.(“진공 펌프의 병용”“퍼지 매체로서 물의 사용”에 대해서는 뒤에 기술 참조)

본 발명의 상기한 현저한 작용 효과를 이루는 신규이고 또한 경제적인 흡착장치[본 발명에서 이용하는 “흡착제층을 갖는 흡착장치”의 제2 실시형태]의 구체적인 흡착탑에 대해서, 도 4 및 도 5(A), 도 5(B)를 참조하여 설명하면, 이 흡착탑(41a(41b))은 흡착제층(43a(43b))을 충전한 외통(42a(42b) 및 42a'(42b'))의 이중 원통으로 구성된다. 그리고, 폐기 가스는 도 5(B)의 화살선으로 나타내는 바와 같이 흡착제층(43a(43b)) 내를 통과하고, 이와 같이 가스의 통과 면적을 넓게 하도록 구성한 것이다.

또한, 이 흡착탑(41a(41b))은 뒤에 기술하는 본 발명의 실시예 2에서 사용하는 흡착탑이고, 도면 중 43-1a(43-1b)는 파쇄 활성탄, 43-2a(43-2b)는 Y형 합성 제올라이트이다.

(시스템의 일체화에 대해서)

또한, 본 발명자는 본 발명에서 제안한 장치를 시스템으로서 일체화하고, 스키드에 실어지도록 가반성을 갖게 한 장치로 하기 위해 예의 연구의 결과, 본 발명에 이른 것이다.

즉, 본 발명자가 이미 취득한 일본 특허 제2840563호, 동일 제2766793호, 및 동일 제2823835호 등등에 개시한 어댑터 방식이나 치환 퍼지 방식에 의한 것이 아니고, 또, 퍼지 배기 가스의 가스상태 탄화 수소를 회수하는 데에 있어서, 동질의 탄화 수소 액체로 세정하는 방법을 이용하지 않고, 또한 탈착 가스를 리사이클시켜서 흡착탑 내의 탄화 수소 농도를 진하게 한 후에 번거롭게 냉각수단을 이용하여 이 가스로부터 가스상태 탄화 수소를 액체로서 회수하는 방법이 아니고, 회수수단을 생략한 간결하고 경제성이 있는 방법을 제공한 것이다.

(착탈수단에 대해서)

본 발명에서, 흡착제층에 흡착한 가스상태 탄화 수소를 이탈시키는 수단으로서, 피흡착 탄화 수소의 끓는점 이상으로 가열한 공기 또는 물을 이용할 수 있다. 이 중, 특히 “물”의 사용이 바람직하다(뒤에 기술 참조).

(또한, 이 공기로서는 흡착제층으로부터 대기중으로 배출되는 깨끗한 가스의 일부를 이용할 수 있다.)

종래, 본 발명의 적용 분야인 “대량의 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 탄화 수소의 무해화 처리수단”에서는 오로지 흡착법이 이용되어 왔다. 사용되는 흡착제는 예외를 제외하고 입자형상의 할성탄 또는 섬유형상의 활성탄이다.

그러나, 이 종류의 활성탄은 다른 흡착제에 비해서 흡착 능력은 발군으로 우수하지만, 매우 탈착하기 어려운 결점을 갖고 있다. 이 때문에, 전술한 바와 같은 탈착시에는 충전한 활성탄량의 약 3배의 대량의 스팀을 이용하고 있는 것이 현재 상태이다. 또한, 스팀에 동반된 탄화 수소는 물과 함께 활성 오니 처리 장치와 같은 폐수 처리 수단으로 무해화하고 있는 것이 현재 상태이다.

스팀 대신에 가열한 공기를 퍼지 가스로서 대량으로 이용하여 탈착하는 것은 활성탄이 탈 위험성이 있고, 상온의 공기 이외 또는 불연성의 질소 이외에는 활성탄의 사용은 소방법으로 허가되어 있지 않다.

그러나, 흡착제에 불연성의 소수성 실리카겔을 이용하는 경우에는, 이와 같은 위험성은 전혀 없다. 이 때문에, 최고 250℃라고 하는 고온의 공기를 퍼지 가스로서 이용하는 것이 가능하게 되었다.(또한, 가스상태 탄화 수소의 농도는 폭발 하한값 이하로 정해져 있다). 따라서, 바람직하게는 약 5000ppm 이하가 아니면 안된다.)

본 발명에서, 가열된 퍼지 가스에 동반하여 탈착된 가스상태 탄화 수소는 퍼지 배기 가스로서 그대로 연소시키기 위해서는 적합한 가스이다.

또한, 탈착시의 보조적 수단으로서 진공 펌프를 병용하는 경우, 가열 공기량, 즉 퍼지 계수가 클수록 진공 펌프의 부하가 경감될 뿐 아니라, 탈착이 충분히 수행되고, 그 때문에 흡인하는 진공도는 “60∼150Torr”으로 충분하다. 진공 펌프가 고가이긴 하지만 본 발명에 적용한 현저한 효과라고 말할 수 있다.

한편, 흡착제로서 활성탄을 사용하는 경우, 탈착시의 퍼지 가스로서는 상기한 바와 같이, 종래는 대량의 스팀(내지는 질소 가스) 이외에는 선택지가 없었지만, 본 발명에서는 액체의 “물”을 이용하는 것을 알아내었다.

물을 탈착탑에 주입함으로써, 진공 펌프의 도움을 빌려서 탈착탑의 내부에서 기화시키고, 퍼지 가스와 동일한 작용 효과를 발휘시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기화한 가스량은 종래의 스팀 사용의 경우 “수십분의 일”이라고 하는 적은 가스량으로 퍼지할 수 있다고 하는 현저한 작용 효과를 발생하는 것이다.

그리고, 본 발명에서 “물”을 이용한 경우, 그 때에 사용하는 진공 펌프로서는 수봉식 진공 펌프가 바람직하다. 그 이유는 농축된 탄화 수소 가스가 수봉된 물에 섞여서 산폐 처리에 적합한 폐수 및 폐수량이 되기 때문이다.

본 발명에 관한 실시형태는 이상에 상술한 바와 같지만, 또한 본 발명에 관한 방법은 공지의 PSA법이나 PTSA법을 적용할 수 있고, 그 외, VSA법, VTSA법 등에도 적용할 수 있고, 이들 적용도 본 발명에 포함되는 것이다.

또, 본 발명은 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소를 농축하여 분리시키는 처리방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치를 제공한 것으로서, 도장시에 발생하는 희박한 다성분계의 탄화 수소 가스에 한정되지 않고, 벤젠이나 톨루엔, 트리클로로에틸렌, 메틸에틸케톤, 또한 프레온과 같은 단일 성분의 희박한 가스에 대해서도 널리 적용되는 것이다.

다음에, 본 발명의 실시예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예 1 및 실시예 2에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 한 실시예인 「폐기 가스 중의 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법」을 설명하기 위한 흐름 공정도이고, 도 2는 도 1에 도시하는 흐름 공정도에서의 「운전 상황을 파악하여 제어하기 위한 제어판」의 일례를 도시하는 도면이다. 또, 도 3은 도 1에 도시하는 흐름 공정도에서 사용한 흡착탑의 구조의 일례(실시예 1)를 도시하는 종단면도이다.

본 실시예 1에서는 도 3에 도시하는 바와 같이, 냉각수(5)가 순환하는 내통(4a(4b)) 및 그 외측에 흡착제층(3a(3b))을 충전한 외통(2a(2b))의 이중 원통으로 구성되는 흡착탑(1a(1b))을 이용하였다. 또한, 내통(4a(4b))을 흐르는 냉각수(5)는 난류로 하여 흡착제층(3a(3b))을 흐르는 폐기 가스와 역류하도록 하였다.

또, 흡착제로서 입자상 활성탄(미립자 시라사기 1호 : 다케다약품공업사제의상품명) 및 Y형 합성 제올라이트(360 HUD : 토소사제의 상품명)을 이용하였다. 그리고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 입자상 활성탄(3-1a(3-1b))의 상부에 Y형 합성 제올라이트(3-2a(3-2b))을 흡착탑(1a(1b))에 충전하고, 흡착제층(3a(3b))으로서 실시에 이용하였다. 또한, 상기 입자상 활성탄은 미리 벤젠 증기로 프리코트한 것을 이용하였다.

이하, 본 실시예 1을 도 1에 기초하여 상세하게 설명하면, 폐기 가스 발생원(도시하지 않음)으로부터 발생한 폐기 가스(약 5000ppm의 벤젠을 포함하는 폐기 가스 : 20ℓ/분 가스량)를 게이지압 1㎏/㎝ 이하로 압축하는 블로어(도시하지 않음) 또는 자압으로 폐기 가스 송풍관(11)으로부터 흡착탑(1a)으로 송풍한다. 이 때, 흡착제층(3a(3b))을 통과하는 가스 속도는 “약 10㎝/초”이었다.

흡착공정을 종료한 처리가 끝난 폐기 가스는 흡착탑(1a)(탈착 공정으로 전환한 후에는 흡착탑(1b))의 정상부로부터 배출관(12)을 통해서 20ppm 이하의 벤젠 증기를 포함하는 공기(깨끗한 가스)로서 대기중에 방출한다.

또, 흡착탑(1a, 1b)은 상기의 흡착공정과 뒤에 기술하는 탈착공정을 교대로 전환하면서 운전하지만, 이 전환 시점은 흡착탑(1a, 1b) 내의 흡착제층이 파과하기 전에 행하고, 그리고, 도 1에 도시하느 밸브(d), (d)를 자동적으로 개폐함으로써 행한다.

즉, 흡·탈착의 전환용 밸브(e), (e)의 개폐는

·흡착탑(1a, 1b)의 「입구 가스 유량」“J”와 「입구 가스 농도」“H”를 도 2에 도시하는 메모리(21)에 입력시키고, 미리 메모리(흡착 모델)(23)에 기입한흡착 모델의 CPU(연산)(22)에 의한 연산 결과를 나타내는 “파과 예상 시간”과,

·흡착제층의 상부에 배치한 온도 검지 보드(도시하지 않음)에 의해서 Y형 합성 제올라이트(3-2a(3-2b)) [앞에 기재한 도 3 참조]로부터 취출한 흡착제층 내의 「온도」“F”, “G”가 그 상승을 정지한 시점을 병용하여 자동적으로 전환한다.

한편, 흡착 공정을 종료한 후의 흡착탑(1a)(탈착 공정으로 전환한 후에는 흡착탑(1b))에는 송수관(13)을 통해서 물을 흡착탑(1a)(탈착으로 전환한 탑)에 공급하고, 아울러 수봉식 진공 펌프(14)(너쉬 펌프 : 아와무라제작소제의 상품명)를 이용하여 흡인함으로써 탈착시킨다.

본 실시예 1에서는 상기 수봉식 진공 펌프(14)를 약 60Torr으로 운전하고, 흡착탑(1a)(탈착으로 전환한 탑) 내를 저압(진공)으로 한다. 이것에 의해, 공급한 물은 이 흡착탑(1a) 내에서 증기가 되어 퍼지 가스가 된다. 그리고, 퍼지 배기 가스 송풍관(15)으로부터 수봉식 진공 펌프(14)를 지나서 퍼지 배기 가스로서 취출한다.

수봉식 진공 펌프(14)에서 흡인한 퍼지 배기 가스의 냉각에는 실온의 공업용수를 이용하였다. 즉, 퍼지 배기 가스는 기액 분리기(16)로 송풍된다. 기액 분리기(16)는 내부에 배치한 냉각관(도시하지 않음)을 흐르는 공업용수에 의해서 차가워진다.

이 때, 퍼지 배기 가스 중의 벤젠 증기는 하부에 연결한 기액 분리기(16)에 수봉된 물에 섞여서 응축 액화하여 미응축 가스와 분리된다. 저장된 물과 벤젠은시스템 밖으로 취출하여 산업 폐기물 처리 장치(17)로 산폐 처리한다.

기액 분리기(16)로 응축하지 않았던 배기 가스 중에는 또한 벤젠 증기가 잔존하기 때문에, 리턴 가스 송풍관(18)을 통해서 재차 폐기 가스 송풍관(11)으로 복귀시키고, 폐기 가스와 함께 해서 흡착처리를 행한다.

미응축 가스에는 고농도의 잔존 벤젠이 포함되어 있고, 이 전량을 폐기 가스 송풍관(11)으로 복귀시킴으로써 흡착탑 내의 벤젠 농도가 점점 짙어진다. 그리고, 상기의 수단을 이용하여 이 흡착탑 내의 흡착제층이 파과하는 시점을 예측하여 밸브(e)의 전환 시기를 설정하고, 탈착 조작으로 자동적으로 전환한다.

또한, 도 1중에 도시한 A∼J는 운전 상황을 파악하기 위해 설치한 계기의 위치를 나타내는 것이고, 한편, (a)∼(d)는 운전 제어를 위해서 설치한 밸브의 위치를 나타낸 것이다.

또 도 2는 도 1에 도시한 흐름에 있어서, 운전 상황을 파악하여 제어하기 위한 제어판(20)을 나타낸 것이고, 메모리(21), 메모리(흡착 모델)(23) 및 CPU(연산)(22)로 구성되어 있는 것이다. 또한, 도 2에서 메모리(21)에 저장시킨 데이터 신호로서, 흡·탈착 전환시에 필요한 것 만을 “X”로서 예를 들었다.(그 외의 데이터 신호의 저장을 생략하였다.)

본 실시예 1에서는 상기한 바와 같이 흡착·탈착의 전환을 흡착탑이 파과하기 전에 데이터 로거 신호로 검지하여 행하기 때문에, 가스상태 탄화 수소가 희박한 경우에는 그 농도를 흡착탑에서 수배로 농축할 수 있고, 또한 흡착제층의 발열을 제거하는 냉각수단을 강구함으로써(앞에 기재한 도 3 참조), 국부 가열을 피할수 있게 되어 운전 기간 중의 흡착제층의 온도는 거의 상온이었다.

또, 배기관(12)으로부터 대기 중에 방출되는 가스 중의 벤젠 농도는 실질적으로 20ppm 이하였다.

(실시예 2)

도 4는 실시예 2에서 사용하는 흡착탑의 종단면도이다. 또, 도 5는 도 4의 흡착탑을 또한 설명하는 도면으로서, 그 중, 도 5 (A)는 도 4의 A-A를 절취한 단면도, 도 5(B)는 도 4의 부분 확대 상세도이다.

본 실시예 2에서는 도 4 및 도 5 (A), (B)에 도시하는 바와 같이, 흡착제층(43a(43b))을 충전한 외통(42b(42b) 및 42a'(42b'))의 이중 원통으로 구성되는 흡착탑(41a(41b))을 이용하였다.

또, 흡착제로서 입경이 0.4㎜인 파쇄 활성탄(HC42 : 츠루미콜사제의 상품명) 및 입경이 1.0㎜인 Y형 합성 제올라이트(360HUD : 토소사제의 상품명)를 이용하였다.

그리고, 도 4 및 도 5 (B)에 도시하는 바와 같이, 파쇄 활성탄(43-1a(43-1b))의 상부에 Y형 합성 제올라이트(43-2a(43-2b))를 흡착탑(41a(41b))에 충전하고, 흡착제층(43a(43b))으로서 실시에 이용하였다. 또한, 상기 파쇄 활성탄은 미리 벤젠 증기로 프리코트한 것을 이용하였다.

본 실시예 2에서는 상기한 도 4 및 도 5 (A), (B)에 도시하는 흡착탑(41a(41b))을 이용하여, 상기한 파쇄 활성탄 및 Y형 합성 제올라이트를 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 조건, 수단으로 폐기 가스(약 5000ppm의벤젠을 포함하는 폐기 가스 : 300ℓ/분의 가스량)를 처리하였다. 또한, 이 때에 흡착제층(43a(43b))을 원주 방향으로 통과하는 가스 속도는 “1.5㎝/초”이었다.

본 실시예 2에서는 배출관(12)(도 1 참조)으로부터 대기중에 방출되는 가스 중의 벤젠 농도는 시판되고 있는 휴대용의 HC 농도 검지관(이소부탄 환산)으로 검지할 수 없을 정도의 미량의 양이었다.

상기 실시예 1에서는 대기중에 방출되는 가스중의 벤젠 농도가 20ppm 이하인 것에 반해서, 본 실시예 2에서는 상기한 바와 같이 검출 검지할 수 없을 정도의 미량의 양이고, 상기 실시예 1에 비해서 우수한 것을 이해할 수 있다.

또, 본 실시예 2에서는 “300ℓ/분(18㎥/시)”라고 하는 대량의 폐기 가스를 유효하게 처리할 수 있는 것을 이해할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예 1로서 앞에 기재한 도 3에 도시한 2중 원통의 흡착탑(1a, 1b)을 이용하였지만, 본 발명은 이와 같은 2중 원통에 한정되지 않고, 예를 들면, 흡착제를 내통에 충전하고, 그 외측에 흡착제층을 냉각하기 위한 물을 순환하도록 한 이중 원통, 또는 다중 원통형의 흡착탑을 이용할 수도 있다.

또, 본 발명의 실시예 2로서 앞에 기재한 도 4, 도 5에 도시한 다중 원통의 흡찹탑을 이용하였지만, 본 발명은 이와 같은 다중 원통에 한정되지 않고, 예를 들면 흡착제를 하니컴형상의 코어에 충전하고, 그것을 묶어서 구성되는 흡착장치, 내지는 흡착제를 상자에 채워서 그것을 겹쳐서 구성하는 흡착 장치 등을 이용할 수도 있다.

그 외의 요건에 대해서도 상기 실시예에 한정되지 않고, 상기한 본 발명의특징(발명을 한정하는 사항)의 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

본 발명은 이상 상세하게 기술한 바와 같이,

·이탈한 가스상태 탄화 수소를 포함하는 퍼지 배기 가스의 전량 또는 대부분을 피처리 폐기 가스로 복귀시키고, 이것에 의해서 흡착제층 내의 탄화 수소 농도를 높이고(제1 특징점),

·이 흡착제층이 파과하기 전에 탈착으로 전환한다(제2 특징점)

는 것을 특징으로 하고, 이것에 의해, 폐기 가스로부터 안전하고 용이하게 또한 효율적으로 탄화 수소를 처리하는 동시에, 처리 후에 대기중으로 방출하는 가스중의 잔존 탄화 수소 농도를 100ppm 이하, 특히 「20ppm 이하」로 할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 대기 오염 물질인 가스상태 탄화 수소의 제거 처리에 있어서, 대기 오염 방지법의 개정으로 결정된(평성 9년 2월 6일에 관보 고시) 벤젠 농도의 배출기준 「30ppm 이하」를 완전히 정화할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 이 수치가 반분 이하로 엄격하게 되어도 충분히 대응할 수 있는 것이다.

또, 본 발명은 본 발명에 관한 방법을 장치화할 때, 시스템을 일체화하여 스키드에 실을 수 있고 가반 가능도록 이루어질 수 있는 것이다.

Claims

흡착과 탈착을 교대로 행하는 “흡착제층을 갖는 흡착장치”를 이용하여, 한쪽의 흡착장치에 가스상태 탄화 수소를 포함하는 폐기 가스를 통과시키고, 이 흡착장치 내의 흡착제층에 가스상태 탄화 수소를 흡착시키고, 실질적으로 가스상태 탄화 수소를 포함하지 않는 폐기 가스를 대기중에 방출시키고, 그 사이에, 다른 쪽의 흡착장치를 탈착으로 전환하고, 이 흡착장치 내의 흡착제층에 흡착한 가스상태 탄화 수소를 진공 펌프로 흡인하여 이탈시키고, 퍼지 배기 가스로 이행시키는 것으로 이루어지는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법에 있어서,

상기 퍼지 배기 가스의 전량 또는 대부분을 피처리 폐기 가스로 복귀시키고, 이것에 의해서 흡착제층 내의 탄화 수소 농도를 높이고, 이 흡착제층이 파과하기 전에 탈착으로 전환하는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법.
제 1항에 있어서,

상기 퍼지 배기 가스 중의 가스상태 탄화 수소의 일부가 액화한 경우, 이 액상 탄화 수소를 연소 처리하고, 또는 산업 폐기물로서 무해화 처리하는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법.
제 1항에 있어서,

상기 흡착제층이 활성탄 및/또는 소수성 실리카겔의 층으로 이루어지고, 그 정상부에 합성 제올라이트층을 배치하는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착장치에 충전하는 흡착제 또는 충전한 흡착제층에 가스상태 탄화 수소로 프리코트하는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착장치 내의 흡착제층에 흡착한 가스상태 탄화 수소를 이탈시키는 수단으로서, 피흡착 탄화 수소의 끓는점 이상으로 가열한 공기 또는 물을 사용하는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착제층이 파과하기 전에 탈착으로 전환하는 수단으로서, 상기 흡착제층 내의 정상부에 온도 검지 포트를 배치하고, 이 온도 검지 포트로부터의 온도가 그 상승을 정지한 시점에서 자동적으로 전자밸브를 전환시키는 것을 특징으로 하는폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착제층이 파과하기 전에 탈착으로 전환하는 수단으로서, 흡착 운전시에 얻어지는 흡착장치의 「입구의 가스 유량」,「입구 가스 중의 탄화 수소 농도」 및 「출구 가스 중의 소망의 탄화 수소 농도(가정치)」를 수치 데이터로서 칩에 저장하고, 이 칩 내에 내장된 제어를 목적으로 한 시뮬레이션 모델을 이용하여 전환 시간을 미리 설정하는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착장치로부터 대기로 배출되는 깨끗한 가스 중의 탄화 수소 농도를 100ppm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리방법.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 처리방법을 실시하기 위한 장치로서, 이 장치 중의 “흡착제층을 갖는 흡착장치”가 흡착제층을 포함하는 컴포넌트로 이루어지고, 이 컴포넌트가 밀폐할 수 있지만 폐쇄할 수 없는 용기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리장치.
제 9항에 있어서,

상기 “흡착제층을 갖는 흡착장치”가 흡착제층을 둘러싸고, 또한 폐기 가스를 원주 방향으로 통풍시킬 수 있는 원통을 다중으로 내장하는 흡착장치인 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리장치.
제 10항에 있어서,

상기 흡착제층의 둘레가 상자형의 컴포넌트 내지는 하니컴형 컴포넌트로서, 이 컴포넌트를 다중으로 내장하는 흡착장치인 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리장치.
제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 흡착제층이 직경이 0.1∼1㎜인 미립자의 흡착제를 충전한 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐기 가스 중에 포함되는 희박한 가스상태 탄화 수소의 처리장치.