KR20240023605A - 유기 용제 회수 시스템 - Google Patents

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KR20240023605A
KR20240023605A KR1020247001661A KR20247001661A KR20240023605A KR 20240023605 A KR20240023605 A KR 20240023605A KR 1020247001661 A KR1020247001661 A KR 1020247001661A KR 20247001661 A KR20247001661 A KR 20247001661A KR 20240023605 A KR20240023605 A KR 20240023605A
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다이키 고노
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도요보 엠씨 가부시키가이샤
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Abstract

유기 용제 회수 시스템(1E)은 냉각 응축 장치(100)와, 제1 통류 경로(F1)와, 제1 농축 장치(200)와, 제2 통류 경로(F2)와, 제2 농축 장치(300)를 구비한다. 제1 농축 장치(200)는 적어도 2개 이상 마련되고, 제2 농축 장치(300)는 적어도 1개 이상 마련되고, 제2 농축 장치(300)의 수가 제1 농축 장치(200)의 수 미만이다.

Description

유기 용제 회수 시스템
본 개시는, 유기 용제 회수 시스템에 관한 것이다.
종래, 유기 용제를 함유하는 배기 가스로부터 유기 용제를 회수하는 처리 시스템으로서, 냉각 응축 장치 및 흡착 소자를 사용한 농축 장치를 조합한 것이 알려져 있다. 냉각 응축 장치는 유기 용제를 응축 회수하고, 배기 가스 중의 유기 용제 농도를 저감시킨다. 흡착 소자를 사용한 농축 장치는, 냉각 응축 장치로부터 배출된 유기 용제 농도가 저감된 배기 가스를 흡착 소자에 접촉시켜 유기 용제를 흡착시키고, 또한 배기 가스 중의 유기 용제 농도를 저감시킴과 함께, 유기 용제를 흡착한 흡착재에 고온의 가스를 분사하여 유기 용제를 탈착시켜 고농도의 유기 용제를 함유하는 탈착 가스로서 배출한다. 탈착 가스는 냉각 응축 장치에 반송되어 재처리된다(특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 공개 제2016-101553호 공보 일본 특허 공개 제2017-991호 공보
생산 설비에 있어서는, 일정량의 클린 가스가 보급된다. 따라서, 보급 가스 분의 배기 가스가 외부 환경에 배출된다. 근년, 세계적인 배기 가스 규제에 수반하여, 매우 저농도까지의 유기 용제의 제거가 요구되고 있어, 고도의 처리 효율이 요구된다.
본 개시의 목적은, 배기 가스로부터 유기 용제를 보다 고효율로 회수하는 것이 가능한 유기 용제 회수 시스템을 제공하는 것이다.
본 개시의 유기 용제 회수 시스템은, 생산 설비로부터 배출되는 유기 용제를 함유하는 배기 가스로부터 상기 유기 용제를 회수하는 유기 용제 회수 시스템이다. 유기 용제 회수 시스템은, 상기 유기 용제를 함유하는 상기 배기 가스를 냉각시킴으로써, 상기 유기 용제를 액화 응축하고, 상기 유기 용제의 농도가 저감된 냉각 처리 가스로서 배출하는 냉각 응축 장치와, 상기 냉각 처리 가스를 통류시키는 제1 통류 경로와, 상기 제1 통류 경로로부터 도입된 상기 냉각 처리 가스에 포함되는 상기 유기 용제를 제1 흡착 소자에서 흡착하여 상기 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 제1 처리 가스로서 배출하고, 고온 가스를 도입하여 상기 제1 흡착 소자로부터 상기 유기 용제를 탈착하여 제1 탈착 가스로서 배출하는 제1 농축 장치와, 상기 제1 처리 가스의 일부를 통류시키는 제2 통류 경로와, 상기 제2 통류 경로로부터 도입된 상기 제1 처리 가스에 포함되는 상기 유기 용제를 제2 흡착 소자에서 흡착하여 상기 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 제2 처리 가스로서 배출하고, 고온 가스를 도입하여 상기 제2 흡착 소자로부터 상기 유기 용제를 탈착하여 제2 탈착 가스로서 배출하는 제2 농축 장치를 구비한다. 상기 제1 농축 장치는 적어도 2개 이상 마련되고, 상기 제2 농축 장치는 적어도 1개 이상 마련되고, 상기 제2 농축 장치의 수가 상기 제1 농축 장치의 수 미만이다.
상기 유기 용제 회수 시스템에 있어서, 복수의 상기 제1 농축 장치는 상기 생산 설비에 대하여 병렬로 배치된다.
상기 유기 용제 회수 시스템에 있어서, 상기 냉각 응축 장치는 적어도 2개 이상 마련되고, 상기 제1 농축 장치의 수가 상기 냉각 응축 장치의 수와 동일하다.
상기 유기 용제 회수 시스템에 있어서, 상기 냉각 응축 장치는, 상기 냉각 후의 상기 배기 가스를 접촉시킴으로써 응축된 상기 유기 용제와 상기 냉각 처리 가스를 분리시키는 그물눈상 구조체와, 상기 그물눈상 구조체를 통과 후의 상기 냉각 처리 가스를 일정 시간 저류시키는 챔버를 더 구비한다.
상기 유기 용제 회수 시스템에 있어서, 상기 냉각 응축 장치는 냉매와의 열교환에 의해 상기 냉각을 행하는 열교환기를 더 구비한다.
상기 유기 용제 회수 시스템에 있어서, 상기 제1 농축 장치는, 상기 제1 흡착 소자가 통축 둘레로 회전하는 중공 원주상의 로터의 통축 둘레의 둘레 방향으로 복수 배치되어 있다.
상기 유기 용제 회수 시스템에 있어서, 상기 제2 농축 장치는, 상기 제2 흡착 소자가 통축 둘레로 회전하는 원반상의 흡착 로터에 배치되어 있다.
이 개시에 의하면, 배기 가스로부터 유기 용제를 보다 고효율로 회수하는 것이 가능한 유기 용제 회수 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1A에 있어서의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1A에 있어서의 유기 용제 회수 시스템의 다른 구성도의 일례이다.
도 3은 실시 형태 1A에 있어서의 유기 용제 회수 시스템의 또 다른 구성도의 일례이다.
도 4는 실시 형태 1B의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태 2B의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1C의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 실시 형태 2C의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 실시 형태 3C의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 형태 4C의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 실시 형태 1D의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 실시 형태 2D의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 실시 형태 3D의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 형태 4D의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1E의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 실시 형태 2E의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 실시 형태 2E의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 17은 실시 형태 1J의 유기 용제 회수 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 개시에 기초한 각 실시 형태의 유기 용제 회수 시스템에 대해서, 이하 도면을 참조하면서 설명한다. 이하에 설명하는 실시 형태에 있어서, 개수, 양 등에 언급하는 경우, 특별히 기재가 있는 경우를 제외하고, 본 개시의 범위는 반드시 그 개수, 양 등에 한정되지 않는다. 동일한 부품, 상당 부품에 대해서는, 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복되는 설명은 반복하지 않는 경우가 있다. 실시 형태에 있어서의 구성을 적절히 조합하여 사용하는 것은 당초부터 예정되어 있는 것이다.
[실시 형태 1A]
도 1은, 실시 형태 1A에 있어서의 유기 용제 회수 시스템(1A)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(1A)는 냉각 응축 장치(100), 농축 장치(300), 제1 통류 경로(F1), 제2 통류 경로(F2)로 구성되어 있다.
냉각 응축 장치(100)는 냉각부(110)와 분리부(120) 및 챔버(123)를 갖고 있다. 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)는, 냉각부(110)를 통과함으로써 냉각되고, 그것에 수반하여 해당 유기 용제를 액화 응축시킨다. 다음에 해당 배기 가스(G2)는 분리부(120)를 통과함으로써, 액화 응축된 냉각 응축액(L1)과 유기 용제 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G3)로 분리된다. 마지막으로 챔버(123)를 통해서, 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)가 농축 장치(300)에 공급하도록 분배되어, 냉각 응축 장치(100)로부터 배출된다.
냉각부(110)의 냉각 수단·구성은 특별히 한정하지 않지만, 냉각수, 냉수, 브라인 등의 냉매와 배기 가스의 간접적인 열교환에 의해 냉각시키는 제1 열교환기(111) 등이 있다. 냉각 온도 등의 조건도 회수 대상이 되는 유기 용제에 의해 적절히 정하면 된다.
또한, 냉각부(110)는 제1 열교환기(111) 앞에, 냉각 처리 가스의 잔부(리턴 가스)(G6)와 배기 가스(G1)의 열교환에 의해 배기 가스(G1)를 냉각시키는 제2 열교환기(112)를 마련해도 된다. 제1 열교환기(111)에 필요한 전열 면적이나 냉매량이 삭감되기 때문이다.
분리부(120)의 분리 수단·구성은 특별히 한정하지 않지만, 데미스터, 필터, 메쉬 등의 액적을 접촉하여 포착하는 그물눈상 구조체(121) 등이 있다. 그물눈상 구조체(121)에 포착된 냉각 응축액(L1)은, 중력에 의해 그물눈상 구조체(121) 하부에 배치된 탱크(125)에 집액되어, 회수액(L3)으로서 회수된다.
챔버(123)는 일정 용량의 공간을 갖는 구조체이다. 농축 장치(300)에 공급하는 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)와, 냉각 처리 가스의 잔부(리턴 가스)(G6)로 분배된다. 챔버(123)는, 그물눈상 구조체(121)로부터 배출되는 냉각 처리 가스(G3)의 배기 방향과 대향하도록 제1 통류 경로(F1)의 흡입을 가능하게 하는 칸막이부(128)를 갖는다.
농축 장치(300)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 소자(310)를 갖고 있다. 또한, 흡착 소자(310)는 탈착부(탈착존)(311)와 흡착부(흡착존)(312)를 포함하고 있다. 흡착부(312)에서는, 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)가 도입되고, 흡착재에 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)가 접촉됨으로써, 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)에 함유되는 유기 용제가 흡착재에 흡착되고, 이에 의해 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)가 청정화되어 청정 가스(G9)로서 배출된다.
탈착부(311)에서는, 흡착재에 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)보다도 고온의 가스(G10)가 도입됨으로써, 유기 용제가 흡착재로부터 탈착되고, 이에 의해 유기 용제를 함유하는 탈착 가스(G11)로서 배출된다.
흡착 소자(310)에 포함되는 흡착재로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재나 제올라이트가 널리 이용되고 있으며, 그 중에서 활성탄과 소수성 제올라이트가 특히 적합하게 이용되고 있다. 활성탄과 소수성 제올라이트는, 저농도의 유기 화합물을 흡착, 탈착하는 기능이 우수하여, 이전부터 흡착재로서 각종 장치에 이용되고 있다.
또한, 실시 형태에 있어서의 농축 장치의 구체적인 구성은 특별히 한정하지 않지만, 도 1에 나타내는 대로, 회전축과, 회전축의 둘레에 마련된 흡착 소자(310)를 구비하고, 회전축 둘레에 흡착 소자(310)를 회전시킴으로써, 흡착부(312)에 있어서, 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4) 중의 유기 용제를 흡착한 흡착재가 연속적으로 탈착부(311)로 이동하는 구성이 알려져 있다.
실시 형태에 있어서의 농축 장치(300)는 도 1에 나타내는 대로, 탈착부(311)는 흡착부(312)보다도 하부에 배치된 쪽이 바람직하다. 탈착 가스(G11) 중에 포함되는 유기 용제의 일부가 액화 응축되어 탈착 응축액(L2)이 발생한 경우에 있어서도, 흡착부(312)에 탈착 응축액(L2)이 부착되기 어려워지기 때문이다. 탈착 응축액(L2)은 탈착부(311)로부터 하부로 떨어지고, 탈착부의 외장의 내면 등을 따라 이동하여 회수된다. 보다 바람직하게는, 도 1에 나타내는 대로, 탈착부(311)는 아래로 경사를 둔 쪽이 좋다. 탈착 응축액(L2)이 보다 아래로 떨어지기 쉬워지기 때문이다.
농축 장치(300)는, 탈착부(311)의 탈착 처리가 완료된 부분이 흡착부(312)로의 이행 전에 이행하는 퍼지부(도시하지 않음)를 갖고 있어도 된다. 청정 가스(G9)의 일부가 퍼지부에 도입되고, 퍼지부에서 배출된 퍼지부 출구 가스가, 흡착부(312)에 도입되는 구성이어도 된다. 청정 가스(G9)에 의해 탈착 완료된 흡착재를 퍼지함으로써, 흡착재에 남은 탈착 가스(G11)가 청정 가스(G9)에 혼입되는 것을 방지하고, 흡착재를 냉각시킬 수 있기 때문이다.
농축 장치(300)는, 탈착에 사용하는 고온의 가스(G10)는, 청정 가스(G9)의 일부를 재생 히터(350) 등의 가열 수단을 사용하여 고온 상태로 한 것이 바람직하다. 흡착부(312)에서 유기 용제 함유 가스의 처리 풍량이 증가하지 않기 때문이다. 배기 가스(G1)의 온도가 50 내지 200℃의 온도인 경우에 있어서는, 배기 가스(G1)의 일부를 재생 히터(350) 등으로 승온시켜 사용한 쪽이 보다 바람직하다. 고온의 배기 가스(G1)를 탈착에 사용함으로써, 재생 히터(350)의 사용 유틸리티를 삭감시킬 수 있고, 배기 가스(G1)의 온도에 따라서는 탈착에 재생 히터(350)가 불필요해지기 때문이다. 또한, 냉각 응축 장치(100)에 배기 가스(G1) 및 탈착 가스(G11)를 통과시키는 비율은, 배기 가스(G1)가 0％ 내지 50％이며, 탈착 가스(G11)가 50％ 내지 100％가 상정된다.
제1 통류 경로(F1)는 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)를 챔버(123)로부터 농축 장치(300)에 도입하는 부위이다. 제1 통류 경로(F1)의 챔버(123)에의 접속구는, 챔버(123)의 천장부(127)가 바람직하다. 분리부(120)에서 완전히 포착할 수 없었던 약간의 액적의 농축 장치(300)에의 침입을 억제하여, 후술하는 농축 장치(300)의 흡착 소자(310)의 습윤에 의한 성능 저하·강도 저하 등을 방지하기 위함이다. 더욱 바람직하게는, 냉각 처리 가스(G3)의 통기 방향에 대하여 대향하도록 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)를 취출하도록 칸막이부(128)를 마련한 쪽이 좋다. 보다 액적의 침입을 방지할 수 있다. 이 외에도, 냉각 처리 가스의 일부(흡착 입구 가스)(G4)의 취출구에, 상기 그물눈상 구조체(121)와 유사한 액적 침입 방지 부재를 마련해도 되고, 액적을 기화시키기 위한 가열기를 마련해도 된다.
제2 통류 경로(F2)는 탈착 가스(G11)를 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1) 도입부에 반송하는 부위이다. 제2 통류 경로(F2)는, 탈착부(311)가 탈착 가스(G11)와 냉각 응축 장치(100)에 공급되는 배기 가스(G1)의 합류 위치보다도 상부에 배치되도록 접속되는 것이 바람직하다. 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이, 냉각 응축 장치(100)로 이행되기 쉽기 때문이다. 더욱 바람직하게는, 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1) 도입부 및 탱크(125)의 2군데로 통기되도록 구성된 쪽이 좋다. 탈착 가스(G11)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이 직접 탱크(125)에 회수되기 쉬워지기 때문이다.
실시 형태에 있어서의 유기 용제 회수 시스템(1A)의 농축 장치(300)의 탈착에 사용하는 고온의 가스(G10)는, 전술한 바와 같이 청정 가스(G9)의 일부를 재생 히터(350) 등의 가열 수단을 사용하여 고온 상태로 한 것이 바람직하지만, 배기 가스(G1)의 온도가 50 내지 200℃의 온도인 경우에 있어서는, 배기 가스(G1)의 일부를 재생 히터(350) 등으로 승온시켜 사용한 쪽이 보다 바람직하다. 고온의 배기 가스를 탈착에 사용함으로써, 재생 히터(350)의 사용 유틸리티를 삭감시킬 수 있고, 배기 가스(G1)의 온도에 따라서는 탈착에 재생 히터(350)가 불필요해지기 때문이다. 또한, 냉각 응축 장치(100)에 배기 가스(G1) 및 탈착 가스(G11)를 통과시키는 비율은, 배기 가스(G1)가 0％ 내지 50％이며, 탈착 가스(G11)가 50％ 내지 100％가 상정된다.
배기 가스(G1)는, 생산 설비(130)로부터 배출되는 가스인 경우, 냉각 처리 가스의 잔부(리턴 가스)(G6)는, 생산 설비(130)로 되돌려지는 구성으로 해도 된다.
냉각 처리 가스의 잔부(리턴 가스)(G6)에 포함되는 유기 용제 농도를 더욱 저감시키고자 하는 경우, 도 2에 나타내는 바와 같이, 냉각 처리 가스의 잔부(리턴 가스)(G6)를 처리하는 농축 장치(500)를 추가 도입해도 된다. 또한, 청정 가스(G9)에 포함되는 유기 용제 농도를 더욱 저감시키고자 하는 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 청정 가스(G9)를 처리하는 농축 장치(600)를 추가 도입해도 된다. 농축 장치(500)나 농축 장치(600)는 농축 장치(300)와 동일한 구성이어도 다른 구성이어도 된다. 또한, 추가 도입하는 농축 장치수에 제한은 없다. 어느 농축 장치로부터 배출되는 탈착 가스는, 제2 통류 경로(F2)를 경유하여, 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1) 도입부에 반송된다.
실시 형태에서는, 배기 가스(G1)에 함유되는 유기 용제로서는, 1℃ 내지 50℃의 냉각으로 액화시켜 회수할 수 있는 유기 용제를 들 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 또한 n-데칸이다. 이들은 예시이며, 이들에 한정되지 않는다. 함유되는 유기 용제는 1종이라도 복수종일 수도 있다.
[실시 형태 1B]
도 4는, 실시 형태 1B의 유기 용제 회수 시스템(1B)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(1B)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다.
냉각 응축 장치(100)는 냉각부(110)와 분리부(120)를 갖고 있다. 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)는, 생산 설비(130)로부터 배출된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)를 통과함으로써 냉각된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)의 통과에 수반하여 유기 용제가 액화 응축된다.
냉각부(110)를 통과한 배기 가스(G2)는, 분리부(120)를 통과함으로써, 액화 응축된 냉각 응축액(L1)과 유기 용제 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G3)로 분리된다. 냉각 처리 가스(G3)는 챔버(123)를 통해서, 냉각 처리 가스(G4)로서 냉각 응축 장치(100)로부터 제1 농축 장치(200)로 배출된다.
냉각부(110)의 냉각 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1B에서는, 냉각수, 냉수, 브라인 등의 냉매와 배기 가스의 간접적인 열교환에 의해 냉각시키는 제1 열교환기(111)가 사용된다. 제1 열교환기(111)는 배기 가스(G1)가 상하 방향으로 통류하도록 위치하고 있다.
냉각부(110)는 제1 열교환기(111) 앞에, 후술하는 냉각 처리 가스(G6)와 배기 가스(G1)의 열교환에 의해 배기 가스(G1)를 냉각시키는 제2 열교환기(112)가 마련되어 있다. 제2 열교환기(112)는 제1 열교환기(111)에 필요한 전열 면적이나 냉매량을 삭감시킬 수 있다. 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G6)의 일부는, 제5 통류 경로(F5)를 통해 생산 설비(130)로 되돌려진다. 제1 열교환기(111) 및 제2 열교환기(112)에 있어서의 냉각 온도 등의 조건은, 회수 대상이 되는 유기 용제에 의해 적절히 정하면 된다.
분리부(120)의 분리 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1B에서는, 데미스터, 필터 및 메쉬 등의 액적을 접촉하여 포착하는 그물눈상 구조체(121)가 사용된다. 분리부(120)는, 냉각부(110)에서 냉각된 유기 용제를 포함하는 냉각 응축액(L1)을 받는 깔때기상의 수용부(122)를 갖고 있다. 냉각부(110)에서 냉각된 냉각 응축액(L1) 및 그물눈상 구조체(121)에 포착된 냉각 응축액(L1)은, 중력에 의해 수용부(122)로 흐른 후, 수용부(122)의 하부에 배치된 탱크(125)에 집액되어, 회수액(L3)으로서 회수된다.
챔버(123)는 일정 용량의 공간을 갖는 구조체이다. 챔버(123) 내에는, 둑(124)이 마련되어 있다. 둑(124)은, 냉각 응축액(L1)의 일부가 챔버(123)의 선단 방향으로 이동하여 냉각 가스 통류 경로로서의 제1 통류 경로(F1)로 통류해버리는 것을 방지한다. 둑(124)은 확실하게 냉각 응축액(L1)을 회수하는 작용을 한다. 챔버(123) 내에 일정 시간 저류된 냉각 처리 가스(G3)는, 냉각 처리 가스(G4)로서 제1 통류 경로(F1)를 통류하고, 제1 농축 장치(200)에 공급된다.
유기 용제 회수 시스템(1B)에서는, 배기 가스(G1)가 흐르는 방향을 따라서 본 경우에, 냉각부(110)로부터 분리부(120)로 흐르는 방향에 대하여, 분리부(120) 내에 있어서 그물눈상 구조체(121)로부터 챔버(123)로 흐르는 방향이 교차함으로써 배기 가스(G1)(배기 가스(G2), 냉각 처리 가스(G3))가 L자 방향으로 흐르는 구조로 되어 있다.
유기 용제 회수 시스템(1B)은, 냉각부(110)와 분리부(120)로 구성되는 개소가 L자 구조이기 때문에, 액적이나 비말에 의해 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)가 폭로되는 것을 억제할 수 있다. 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)는, 폭로되어 흡착제가 젖어버리면 강도 저하나 파손의 가능성이 있다. 유기 용제 회수 시스템(1B)은, L자 구조를 가짐으로써 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)의 강도 저하나 파손을 방지할 수 있다.
제1 농축 장치(200)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 로터(212)를 갖고 있다. 흡착 로터(212)는 복수의 칸막이부로 칸막이된 복수의 흡착 유닛(210)으로 구성되어 있다. 흡착 로터(212)는 복수의 흡착 유닛(210)에 의해 전체로서 중공 원주상의 형상으로 되어 있다. 흡착 로터(212)는 처리실 내에 설치되어, 직경 방향으로 유체를 유동할 수 있도록 마련되어 있다. 흡착 로터(212)는 모터의 회전 구동력을 받아서 통축 둘레로 회전 가능하게 마련되어 있다.
제1 농축 장치(200)에서는, 흡착 유닛(210)의 일부가, 흡착 유닛(210)의 외측으로부터 내측을 향해 공급된 냉각 처리 가스(G4)에 포함되는 유기 용제를 흡착하는 흡착부를 구성함과 함께, 흡착 유닛(210)의 잔부가, 흡착 유닛(210)의 내측으로부터 외측을 향해 가열 공기를 공급함으로써 흡착 유닛(210)에 흡착된 유기 용제를 흡착 유닛(210)으로부터 탈착하는 탈착부를 구성한다.
청정화 시에는, 처리실 내에 공급된 냉각 처리 가스(G4)를, 흡착 로터(212)의 외주면으로부터 흡착부에 도입한다. 흡착부에 도입된 냉각 처리 가스(G4)는, 직경 방향을 따라서 외주면으로부터 내주면을 향해 흡착 로터(212)를 통과할 때에 흡착부에 위치하는 복수의 흡착 유닛(210)에 유기 용제를 흡착시킴으로써 청정화된다.
청정화된 피처리 유체로서의 냉각 처리 가스(G5, G6)는, 청정 가스로서, 흡착 유닛(210)의 상부로부터 배출된다. 배출된 청정 가스의 일부는 냉각 처리 가스(G5)로서 제2 통류 경로(F2)를 통류하고, 제2 농축 장치(300)에 공급된다. 배출된 청정 가스의 일부는 냉각 처리 가스(G6)로서 제4 통류 경로(F4)를 통류하고, 제2 열교환기(112)로 되돌려진다.
내주측 유로 형성 부재(211) 및 외주측 유로 형성 부재(213)는, 둘레 방향에 있어서의 흡착 로터(212)의 일부를 끼워넣도록, 흡착 로터(212)의 내주측 및 외주측에 있어서 서로 대향하여 배치되어 있다. 내주측 유로 형성 부재(211) 및 외주측 유로 형성 부재(213)에 의해 끼워진 흡착 로터(212)의 영역이 탈착부이다.
유기 용제의 탈착을 행하기 위해서는, 내주측 유로 형성 부재(211)로부터 탈착부에 대하여 재생 히터(250)에 의해 가열된 냉각 처리 가스(G5)의 일부인 고온 가스(G7)를 도입한다. 탈착부에 도입된 고온 가스(G7)는, 흡착 로터(212)를 통과할 때, 탈착부에 위치하는 복수의 흡착 유닛(210)으로부터, 이들에 흡착되어 있는 유기 용제를 열에 의해 탈착시킨다. 유기 용제를 포함한 탈착 가스(G8)는, 농축 가스로서, 탈착부로부터 외주측 유로 형성 부재(213)를 통과하여, 처리실 외로 배출되어, 제3 통류 경로(F3)로 되돌려진다. 탈착 가스(G8) 중에 포함되는 유기 용제의 일부는, 액화 응축되어 탈착 응축액(L2)으로서 탱크(125)에 집액된다.
제3 통류 경로(F3)는 탈착 가스(G8) 및 후술하는 탈착 가스(G11)를 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부에 반송하는 부위이다. 제3 통류 경로(F3)는, 탈착부가 탈착 가스와 냉각 응축 장치(100)에 공급되는 배기 가스(G1)의 합류 위치보다도 상부에 배치되도록 접속되는 것이 바람직하다. 제1 농축 장치(200)의 탈착 가스(G8) 및 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이, 냉각 응축 장치(100)로 이행되기 쉽기 때문이다. 제3 통류 경로(F3)는, 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부 및 탱크(125)의 2군데로 통기되도록 구성된 쪽이 좋다. 탈착 가스(G8) 및 탈착 가스(G11)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이 직접 탱크(125)에 회수되기 쉬워지기 때문이다.
제1 농축 장치(200)에 있어서는, 흡착부에 위치하는 흡착 유닛(210)에 대하여 피처리 물질의 흡착 처리가 행해지고, 흡착 처리 후에 탈착부에 위치하는 흡착 유닛(210)에 대하여 피처리 물질의 탈착 처리가 행해진다. 흡착 로터(212)가 통축 둘레로 회전함으로써, 흡착 유닛(210)이 탈착부와 흡착부를 교호로 이동하여, 피처리 물질의 흡착 처리와 탈착 처리가 연속적으로 실시된다.
흡착 유닛(210)을 구성하는 흡착 소자의 재료로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재, 제올라이트 등을 사용할 수 있다. 흡착 유닛(210)에 있어서의 흡착 소자의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 활성탄 소재나 제올라이트를 함유하는 시트를 허니콤상으로 형성한 것이어도, 활성 탄소 섬유 부직포를 적층한 것이어도 된다.
제2 농축 장치(300)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 소자(310)를 갖고 있다. 흡착 소자(310)는 탈착부(탈착존)(311)와 흡착부(흡착존)(312)를 포함하고 있다. 흡착부(312)에서는, 냉각 처리 가스(G5)가 도입됨으로써, 흡착재에 냉각 처리 가스(G5)가 접촉됨으로써, 냉각 처리 가스(G5)에 함유되는 유기 용제가 흡착재에 흡착되고, 냉각 처리 가스(G5)가 청정화되어 청정 가스(G9)로서 배출된다.
탈착부(311)에서는, 흡착재에 냉각 처리 가스(G5)보다도 고온인 고온 가스(G10)가 도입됨으로써, 유기 용제가 흡착재로부터 탈착되고, 이에 의해 유기 용제를 함유하는 탈착 가스(G11)로서 배출된다.
흡착 소자(310)에 포함되는 흡착재로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재나 제올라이트가 널리 이용되고 있으며, 그 중에서 활성탄과 소수성 제올라이트가 특히 적합하게 이용되고 있다.
도 4에 나타내는 대로, 제2 농축 장치(300)는 회전축과, 회전축의 둘레에 마련된 흡착 소자(310)를 구비하고 있다. 제2 농축 장치(300)는 회전축 둘레에 흡착 소자(310)를 회전시킴으로써, 흡착부(312)에 있어서, 제2 통류 경로(F2)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G5) 중의 유기 용제를 흡착한 흡착재가 연속적으로 탈착부(311)로 이동하는 구성이다.
도 4에 나타내는 대로, 제2 농축 장치(300)는 탈착부(311)가 흡착부(312)보다도 하부에 배치된 쪽이 바람직하다. 탈착 가스(G11) 중에 포함되는 유기 용제의 일부가 액화 응축되어 탈착 응축액(L2)이 발생한 경우에 있어서도, 흡착부(312)에 탈착 응축액(L2)이 부착되기 어려워지기 때문이다. 탈착 응축액(L2)은 탈착부(311)로부터 하부로 떨어지고, 탈착부의 외장의 내면 등을 따라 이동하여 회수된다. 보다 바람직하게는, 탈착부(311)는 탈착 응축액(L2)이 보다 아래로 떨어지기 쉬워지기 때문에 아래로 경사를 둔 쪽이 좋다.
제2 농축 장치(300)는, 탈착부(311)의 탈착 처리가 완료된 부분이 흡착부(312)로의 이행 전에 이행하는 세정부(퍼지부)를 갖고 있어도 된다. 청정 가스(G9)의 일부가 퍼지부에 도입되고, 퍼지부에서 배출된 퍼지부 출구 가스가, 흡착부(312)에 도입되는 구성이어도 된다. 청정 가스(G9)에 의해 탈착 완료된 흡착재를 세정함으로써, 흡착재에 남은 탈착 가스(G11)가 청정 가스(G9)에 혼입되는 것을 방지하고, 흡착재를 냉각시킬 수 있기 때문이다.
탈착에 사용하는 고온 가스(G10)는, 청정 가스(G9)의 일부를 재생 히터(350) 등의 가열 수단을 사용하여 고온 상태로 한 것이 바람직하다. 흡착부(312)에 있어서, 유기 용제 함유 가스의 처리 풍량이 증가하지 않기 때문이다.
[실시 형태 2B]
도 5는, 실시 형태 2B의 유기 용제 회수 시스템(2B)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(2B)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다. 유기 용제 회수 시스템(2B)은, 챔버(123) 내에 히터(126)가 마련되어 있는 점 이외에는, 실시 형태 1B의 유기 용제 회수 시스템(1B)과 동일하다.
히터(126)는 냉각 후의 냉각 처리 가스(G3)를 조금 가열한다. 냉각 처리 가스(G3)는 조금 가열됨으로써 유기 용제 혹은 수분이 응축되는 것을 방지할 수 있다.
[작용·효과]
본 실시 형태에 있어서의 냉각 응축 장치(100)는, 배기 가스(G1)를 통류시키는 냉각부(110)와, 배기 가스(G1)가 흐르는 방향을 따라서 본 경우에, 냉각부(110)의 하류측에 위치하는 분리부(120)를 포함하고 있다. 분리부(120)는, 냉각부(110)에서 냉각된 유기 용제를 포함하는 냉각 응축액(L1)을 받는 수용부(122)와, 냉각 후의 배기 가스(G2)를 접촉시킴으로써 냉각 응축액(L1)과 냉각 처리 가스(G3)를 분리시키는 그물눈상 구조체(121)와, 그물눈상 구조체(121)를 통과 후의 냉각 처리 가스(G3)를 일정 시간 저류시키는 챔버(123)를 갖고 있다.
배기 가스(G1)가 흐르는 방향을 따라서 본 경우에, 냉각부(110)로부터 분리부(120)로 흐르는 방향에 대하여, 분리부(120) 내에 있어서 그물눈상 구조체(121)로부터 챔버(123)로 흐르는 방향이 교차함으로써 배기 가스가 L자 방향으로 흐른다. 이에 의해, 배기 가스(G1)로부터 유기 용제를 포함하는 냉각 응축액(L1)을 보다 고효율로 회수할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서의 유기 용제 회수 시스템은, 냉각부(110)와 분리부(120)로 구성되는 개소가 L자 구조이기 때문에, 액적이나 비말에 의해 후단에 마련된 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)가 폭로되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 그물눈상 구조체(121)의 하류측에는, 냉각 처리 가스(G3)를 가열하기 위한 히터(126)가 배치되어 있다. 이에 의해, 냉각 처리 가스(G3)이 조금 가열됨으로써 유기 용제 혹은 수분이 응축되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 챔버(123) 내에는, 둑(124)이 마련되어 있다. 이에 의해, 냉각 응축액(L1)이 냉각 가스 통류 경로로서의 제1 통류 경로(F1)로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 농축 장치는, 제1 농축 장치(200)와, 제1 농축 장치의 하류측에 위치하는 제2 농축 장치(300)를 포함하고 있다. 제1 농축 장치(200)는, 제1 통류 경로(F1)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G4)에 포함되는 유기 용제를 흡착 유닛(210)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 냉각 처리 가스(G5)로서 배출하고, 고온 가스(G7)를 도입하여 흡착 유닛(210)으로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G8)로서 배출한다.
본 실시 형태에 있어서의 유기 용제 회수 시스템은, 냉각 처리 가스(G5)의 일부를 통류시키는 제2 통류 경로(F2)를 더 구비하고, 제2 농축 장치(300)는 제2 통류 경로(F2)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G5)에 포함되는 유기 용제를 흡착 소자(310)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 청정 가스(G9)로서 배출하고, 고온 가스(G10)를 도입하여 흡착 소자(310)로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G11)로서 배출한다.
본 실시 형태에 있어서의 제1 농축 장치(200)는, 흡착 유닛(210)이 통축 둘레로 회전하는 중공 원주상의 로터의 통축 둘레의 둘레 방향으로 복수 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제2 농축 장치(300)는, 흡착 소자(310)가 통축 둘레로 회전하는 원반상의 흡착 로터에 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
[다른 실시 형태]
상기 실시 형태에 있어서, 농축 장치는 제1 농축 장치(200)와 제2 농축 장치(300)의 2개를 사용하고 있었다. 농축 장치는 풍량에 따라서, 제1 농축 장치(200)를 2개 또는 제2 농축 장치(300)를 2개 적용해도 된다. 또한, 제거 효율에 따라서, 농축 장치를 3개 이상 적용해도 된다.
배기 가스(G1)에 함유되는 유기 용제로서는, 1℃ 내지 50℃의 냉각으로 액화시켜 회수할 수 있는 유기 용제를 들 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 또한 n-데칸이다. 이들은 예시이며, 이들에 한정되지 않는다. 함유되는 유기 용제는 1종이라도 복수종이어도 된다.
[실시 형태 1C]
도 6은, 실시 형태 1C의 유기 용제 회수 시스템(1C)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(1C)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다.
냉각 응축 장치(100)는 냉각부(110)와 분리부(120)를 갖고 있다. 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)는, 생산 설비(130)로부터 배출된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)를 통과함으로써 냉각된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)의 통과에 수반하여 유기 용제가 액화 응축된다.
냉각부(110)를 통과한 배기 가스(G2)는, 분리부(120)를 통과함으로써, 액화 응축된 냉각 응축액(L1)과 유기 용제 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G3)로 분리된다. 냉각 처리 가스(G3)는 챔버(123)를 통해서, 냉각 처리 가스(G4)로서 냉각 응축 장치(100)로부터 제1 농축 장치(200)로 배출된다.
냉각부(110)의 냉각 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1에서는, 냉각수, 냉수, 브라인 등의 냉매와 배기 가스의 간접적인 열교환에 의해 냉각시키는 제1 열교환기(111)가 사용된다. 제1 열교환기(111)는 배기 가스(G1)가 수평 방향으로 통류하도록 위치하고 있다.
냉각부(110)는 제1 열교환기(111) 앞에, 후술하는 냉각 처리 가스(G6)와 배기 가스(G1)의 열교환에 의해 배기 가스(G1)를 냉각시키는 제2 열교환기(112)가 마련되어 있다. 제2 열교환기(112)는 제1 열교환기(111)에 필요한 전열 면적이나 냉매량을 삭감시킬 수 있다. 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G6)의 일부는, 제5 통류 경로(F5)를 통해 생산 설비(130)로 되돌려진다. 제1 열교환기(111) 및 제2 열교환기(112)에 있어서의 냉각 온도 등의 조건은, 회수 대상이 되는 유기 용제에 의해 적절히 정하면 된다.
분리부(120)의 분리 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1C에서는, 데미스터, 필터 및 메쉬 등의 액적을 접촉하여 포착하는 그물눈상 구조체(121)가 사용된다. 그물눈상 구조체(121)에 포착된 냉각 응축액(L1)은, 중력에 의해 그물눈상 구조체(121)의 하부에 배치된 탱크(125)에 집액되어, 회수액(L3)으로서 회수된다.
챔버(123)는 일정 용량의 공간을 갖는 구조체이다. 챔버(123) 내에 일정 시간 저류된 냉각 처리 가스(G3)는, 냉각 처리 가스(G4)로서 제1 통류 경로(F1)를 통류하고, 제1 농축 장치(200)에 공급된다. 챔버(123)는, 그물눈상 구조체(121)로부터 배출되는 냉각 처리 가스(G3)의 배기 방향과 대향하도록 제1 통류 경로(F1)의 흡입을 가능하게 하는 칸막이부(128)를 갖는다.
제1 통류 경로(F1)는 냉각 처리 가스(G4)를 챔버(123)로부터 제1 농축 장치(200)에 도입하는 부위이다. 제1 통류 경로(F1)의 챔버(123)에의 접속구는, 챔버(123)의 천장부(127)가 바람직하다. 이에 의해, 분리부(120)에서 완전히 포착할 수 없었던 약간의 액적의 제1 농축 장치(200)에의 침입을 억제하여, 후술하는 제1 농축 장치(200)의 흡착 유닛(210)의 습윤에 의한 성능 저하·강도 저하 등을 방지할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 냉각 처리 가스(G3)의 통기 방향에 대하여 대향하도록 냉각 처리 가스(G4)를 취출하도록 한 쪽이 좋다. 이에 의해, 액적의 침입을 보다 방지할 수 있다. 이 외에도, 냉각 처리 가스(G4)의 취출구에, 상기 그물눈상 구조체(121)와 유사한 액적 침입 방지 부재를 마련해도 되고, 액적을 기화시키기 위한 가열기를 마련해도 된다.
제1 농축 장치(200)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 로터(212)를 갖고 있다. 흡착 로터(212)는 복수의 칸막이부로 칸막이된 복수의 흡착 유닛(210)으로 구성되어 있다. 흡착 로터(212)는 복수의 흡착 유닛(210)에 의해 전체로서 중공 원주상의 형상으로 되어 있다. 흡착 로터(212)는 처리실 내에 설치되어, 직경 방향으로 유체를 유동할 수 있도록 마련되어 있다. 흡착 로터(212)는 모터의 회전 구동력을 받아서 통축 둘레로 회전 가능하게 마련되어 있다.
제1 농축 장치(200)에서는, 흡착 유닛(210)의 일부가, 흡착 유닛(210)의 외측으로부터 내측을 향해 공급된 냉각 처리 가스(G4)에 포함되는 유기 용제를 흡착하는 흡착부를 구성함과 함께, 흡착 유닛(210)의 잔부가, 흡착 유닛(210)의 내측으로부터 외측을 향해 가열 공기를 공급함으로써 흡착 유닛(210)에 흡착된 유기 용제를 흡착 유닛(210)으로부터 탈착하는 탈착부를 구성한다.
청정화 시에는, 처리실 내에 공급된 냉각 처리 가스(G4)를, 흡착 로터(212)의 외주면으로부터 흡착부에 도입한다. 흡착부에 도입된 냉각 처리 가스(G4)는, 직경 방향을 따라서 외주면으로부터 내주면을 향해 흡착 로터(212)를 통과할 때에 흡착부에 위치하는 복수의 흡착 유닛(210)에 유기 용제를 흡착시킴으로써 청정화된다.
청정화된 피처리 유체로서의 냉각 처리 가스(G5, G6)는, 청정 가스로서, 흡착 유닛(210)의 상부로부터 배출된다. 배출된 청정 가스의 일부는 냉각 처리 가스(G5)로서 제2 통류 경로(F2)를 통류하고, 제2 농축 장치(300)에 공급된다. 배출된 청정 가스의 일부는 냉각 처리 가스(G6)로서 제4 통류 경로(F4)를 통류하고, 제2 열교환기(112)로 되돌려진다.
내주측 유로 형성 부재(211) 및 외주측 유로 형성 부재(213)는, 둘레 방향에 있어서의 흡착 로터(212)의 일부를 끼워넣도록, 흡착 로터(212)의 내주측 및 외주측에 있어서 서로 대향하여 배치되어 있다. 내주측 유로 형성 부재(211) 및 외주측 유로 형성 부재(213)에 의해 끼워진 흡착 로터(212)의 영역이 탈착부이다.
유기 용제의 탈착을 행하기 위해서는, 내주측 유로 형성 부재(211)로부터 탈착부에 대하여 재생 히터(250)에 의해 가열된 냉각 처리 가스(G5)의 일부인 고온 가스(G7)를 도입한다. 탈착부에 도입된 고온 가스(G7)는, 흡착 로터(212)를 통과할 때, 탈착부에 위치하는 복수의 흡착 유닛(210)으로부터, 이들에 흡착되어 있는 유기 용제를 열에 의해 탈착시킨다. 유기 용제를 포함한 탈착 가스(G8)는, 농축 가스로서, 탈착부로부터 외주측 유로 형성 부재(213)를 통과하여, 처리실 외로 배출되어, 제3 통류 경로(F3)로 되돌려진다. 탈착 가스(G8) 중에 포함되는 유기 용제의 일부는, 액화 응축되어 탈착 응축액(L2)으로서 탱크(125)에 집액된다.
제3 통류 경로(F3)는 탈착 가스(G8)를 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부에 반송하는 부위이다. 제3 통류 경로(F3)는, 탈착부가 탈착 가스(G8)와 냉각 응축 장치(100)에 공급되는 배기 가스(G1)의 합류 위치보다도 상부에 배치되도록 접속되는 것이 바람직하다. 이 배치에 의해, 제1 농축 장치(200)의 탈착 가스(G8)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이, 냉각 응축 장치(100)로 이행되기 쉬워진다. 제3 통류 경로(F3)는, 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부 및 탱크(125)의 2군데로 통기되도록 구성된 쪽이 좋다. 이 구성에 의해, 탈착 가스(G8)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이 직접 탱크(125)에 회수되기 쉬워진다.
제1 농축 장치(200)에 있어서는, 흡착부에 위치하는 흡착 유닛(210)에 대하여 피처리 물질의 흡착 처리가 행해지고, 흡착 처리 후에 탈착부에 위치하는 흡착 유닛(210)에 대하여 피처리 물질의 탈착 처리가 행해진다. 흡착 로터(212)가 통축 둘레로 회전함으로써, 흡착 유닛(210)이 탈착부와 흡착부를 교호로 이동하여, 피처리 물질의 흡착 처리와 탈착 처리가 연속적으로 실시된다.
흡착 유닛(210)을 구성하는 흡착 소자의 재료로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재, 제올라이트 등을 사용할 수 있다. 흡착 유닛(210)에 있어서의 흡착 소자의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 활성탄 소재나 제올라이트를 함유하는 시트를 허니콤상으로 형성한 것이어도, 활성 탄소 섬유 부직포를 적층한 것이어도 된다.
제2 농축 장치(300)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 소자(310)를 갖고 있다. 흡착 소자(310)는 탈착부(탈착존)(311)와 흡착부(흡착존)(312)를 포함하고 있다. 흡착부(312)에서는, 냉각 처리 가스(G5)가 도입됨으로써, 흡착재에 냉각 처리 가스(G5)가 접촉됨으로써, 냉각 처리 가스(G5)에 함유되는 유기 용제가 흡착재에 흡착되고, 냉각 처리 가스(G5)가 청정화되어 청정 가스(G9)로서 배출된다.
탈착부(311)에서는, 흡착재에 냉각 처리 가스(G5)보다도 고온인 고온 가스(G10)가 도입됨으로써, 유기 용제가 흡착재로부터 탈착되고, 이에 의해 유기 용제를 함유하는 탈착 가스(G11)로서 배출된다. 탈착 가스(G11)는 제6 통류 경로(F6)를 통해 제1 통류 경로(F1)로 되돌려진다.
유기 용제 회수 시스템(1C)은 탈착 가스(G11)를 제1 통류 경로(F1)로 되돌리기 때문에, 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(1C)은 냉각 응축 장치(100)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(1C)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 냉각 처리 가스(G4) 중에 포함되는 NMP(N-메틸-2-피롤리돈), 수분 등의 응축을 억제할 수 있다.
흡착 소자(310)에 포함되는 흡착재로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재나 제올라이트가 널리 이용되고 있으며, 그 중에서 활성탄과 소수성 제올라이트가 특히 적합하게 이용되고 있다.
도 6에 나타내는 대로, 제2 농축 장치(300)는, 회전축과, 회전축의 둘레에 마련된 흡착 소자(310)를 구비하고 있다. 제2 농축 장치(300)는 회전축 둘레에 흡착 소자(310)를 회전시킴으로써, 흡착부(312)에 있어서, 제2 통류 경로(F2)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G5) 중의 유기 용제를 흡착한 흡착재가 연속적으로 탈착부(311)로 이동하는 구성이다.
제2 농축 장치(300)는, 탈착부(311)의 탈착 처리가 완료된 부분이 흡착부(312)로의 이행 전에 이행하는 세정부(퍼지부)를 갖고 있어도 된다. 청정 가스(G9)의 일부가 퍼지부에 도입되고, 퍼지부에서 배출된 퍼지부 출구 가스가, 흡착부(312)에 도입되는 구성이어도 된다. 청정 가스(G9)에 의해 탈착 완료된 흡착재를 세정함으로써, 흡착재에 남은 탈착 가스(G11)가 청정 가스(G9)에 혼입되는 것을 방지하고, 흡착재를 냉각시킬 수 있기 때문이다.
탈착에 사용하는 고온 가스(G10)는, 청정 가스(G9)의 일부를 재생 히터(350) 등의 가열 수단을 사용하여 고온 상태로 한 것이 바람직하다. 고온 상태로 함으로써, 흡착부(312)에 있어서, 유기 용제 함유 가스의 처리 풍량의 증가를 억제할 수 있다.
[실시 형태 2C]
도 7은, 실시 형태 2C의 유기 용제 회수 시스템(2C)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(2C)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다. 유기 용제 회수 시스템(2C)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 재생 히터(250)로 되돌려지는 점 이외의 구성은, 실시 형태 1C의 유기 용제 회수 시스템(1C)과 동일하다.
유기 용제 회수 시스템(2C)은 탈착 가스(G11)를 재생 히터(250)로 되돌리기 때문에, 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(2C)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(2C)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 재생 히터(250)의 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
[실시 형태 3C]
도 8은, 실시 형태 3C의 유기 용제 회수 시스템(3C)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(3C)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다. 유기 용제 회수 시스템(3C)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 제4 통류 경로(F4)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(3C)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 제4 통류 경로(F4)로 되돌려지는 점 이외의 구성은, 실시 형태 1C의 유기 용제 회수 시스템(1C)과 동일하다.
제6 통류 경로(F6)를 통류한 탈착 가스(G11)는, 제2 농축 장치(300)로부터 배출된 냉각 처리 가스(G6)와 함께 제4 통류 경로(F4)를 통류하여 제2 열교환기(112)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(3C)은 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(3C)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(3C)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 제2 열교환기(112)에 통류하는 유체의 온도를 향상시킬 수 있고, 배기 가스(G1)를 냉각시키기 위한 제2 열교환기(112)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
[실시 형태 4C]
도 9는, 실시 형태 4C의 유기 용제 회수 시스템(4C)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(4C)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다. 유기 용제 회수 시스템(4C)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 제5 통류 경로(F5)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(4C)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 제5 통류 경로(F5)로 되돌려지는 점 이외의 구성은, 실시 형태 1C의 유기 용제 회수 시스템(1C)과 동일하다.
제6 통류 경로(F6)를 통류한 탈착 가스(G11)는, 제2 열교환기(112)로부터 배출된 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G6)의 일부와 함께 제5 통류 경로(F5)를 통류하여 생산 설비(130)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(4C)은 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(4C)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(4C)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 생산 설비(130)로부터 다시 배출되는 배기 가스(G1)의 온도를 높일 수 있다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(4C)은 제2 열교환기(112)에 통류하는 유체의 온도를 향상시킬 수 있고, 배기 가스(G1)를 냉각시키기 위한 제2 열교환기(112)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
[작용·효과]
본 실시 형태에 있어서의 유기 용제 회수 시스템(1C)은, 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)를 냉각시킴으로써, 유기 용제를 액화 응축하고, 유기 용제의 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G4)로서 배출하는 냉각 응축 장치(100)와, 냉각 처리 가스(G4)를 통류시키는 제1 통류 경로(F1)과, 제1 통류 경로(F1)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G4)에 포함되는 유기 용제를 흡착 유닛(210)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 냉각 처리 가스(G5)로서 배출하고, 고온 가스(G7)를 도입하여 흡착 유닛(210)으로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G8)로서 배출하는 제1 농축 장치(200)와, 냉각 처리 가스(G5)의 일부를 통류시키는 제2 통류 경로(F2)와, 제2 통류 경로(F2)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G5)에 포함되는 유기 용제를 흡착 소자(310)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 청정 가스(G9)로서 배출하고, 고온 가스(G10)를 도입하여 흡착 소자(310)로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G11)로서 배출하는 제2 농축 장치(300)를 구비한다.
탈착 가스(G8)는 냉각 응축 장치(100)로 되돌려짐과 함께, 탈착 가스(G11)는, 제1 통류 경로(F1)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(1C)은 탈착 가스(G11)를 제1 통류 경로(F1)로 되돌리기 때문에, 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(1C)은 냉각 응축 장치(100)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(1C)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 냉각 처리 가스(G4) 중에 포함되는 NMP(N-메틸-2-피롤리돈), 수분 등의 응축을 억제할 수 있다.
탈착 가스(G8)는 냉각 응축 장치(100)로 되돌려짐과 함께, 탈착 가스(G11)는 재생 히터(250)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(2C)은 탈착 가스(G11)를 재생 히터(250)로 되돌리기 때문에, 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(2C)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(2C)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 재생 히터(250)의 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
탈착 가스(G8)는 냉각 응축 장치(100)로 되돌려짐과 함께, 탈착 가스(G11)는 제4 통류 경로(F4)로 되돌려진다. 탈착 가스(G11)는 냉각 처리 가스(G6)와 함께 제4 통류 경로(F4)를 통류하여 제2 열교환기(112)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(3C)은 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(3C)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(3C)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 제2 열교환기(112)에 통류하는 유체의 온도를 향상시킬 수 있고, 배기 가스(G1)를 냉각시키기 위한 제2 열교환기(112)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
탈착 가스(G8)는 냉각 응축 장치(100)로 되돌려짐과 함께, 탈착 가스(G11)는 제5 통류 경로(F5)로 되돌려진다. 탈착 가스(G11)는, 제2 열교환기(112)로부터 배출된 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G6)의 일부와 함께 제5 통류 경로(F5)를 통류하여 생산 설비(130)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(4C)은 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(4C)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(4C)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 생산 설비(130)로부터 다시 배출되는 배기 가스(G1)의 온도를 높일 수 있다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(4C)은 제2 열교환기(112)에 통류하는 유체의 온도를 향상시킬 수 있고, 배기 가스(G1)를 냉각시키기 위한 제2 열교환기(112)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제1 농축 장치(200)는, 흡착 유닛(210)이 통축 둘레로 회전하는 중공 원주상의 로터의 통축 둘레의 둘레 방향으로 복수 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제2 농축 장치(300)는, 흡착 소자(310)가 통축 둘레로 회전하는 원반상의 흡착 로터에 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
[다른 실시 형태]
상기 실시 형태에 있어서, 농축 장치는 제1 농축 장치(200)와 제2 농축 장치(300)의 2개를 사용하고 있었다. 농축 장치는 풍량에 따라서, 제1 농축 장치(200)를 2개 또는 제2 농축 장치(300)를 2개 적용해도 된다. 또한, 제거 효율에 따라서, 농축 장치를 3개 이상 적용해도 된다.
배기 가스(G1)에 함유되는 유기 용제로서는, 1℃ 내지 50℃의 냉각으로 액화시켜 회수할 수 있는 유기 용제를 들 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 또한 n-데칸이다. 이들은 예시이며, 이들에 한정되지 않는다. 함유되는 유기 용제는 1종이라도 복수종이어도 된다.
[실시 형태 1D]
도 10은, 실시 형태 1D의 유기 용제 회수 시스템(1D)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(1D)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다.
냉각 응축 장치(100)는 냉각부(110)와 분리부(120)를 갖고 있다. 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)는, 생산 설비(130)로부터 배출된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)를 통과함으로써 냉각된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)의 통과에 수반하여 유기 용제가 액화 응축된다.
냉각부(110)를 통과한 배기 가스(G2)는, 분리부(120)를 통과함으로써, 액화 응축된 냉각 응축액(L1)과 유기 용제 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G3)로 분리된다. 냉각 처리 가스(G3)는 챔버(123)를 통해서, 일부가 냉각 처리 가스(G4)로서 냉각 응축 장치(100)로부터 제1 농축 장치(200)로 배출되고, 잔부가 냉각 처리 가스(G6)로서 냉각 응축 장치(100)로부터 후술하는 제2 열교환기(112)로 되돌려진다.
냉각부(110)의 냉각 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1D에서는, 냉각수, 냉수, 브라인 등의 냉매와 배기 가스의 간접적인 열교환에 의해 냉각시키는 제1 열교환기(111)가 사용된다. 제1 열교환기(111)는 배기 가스(G1)가 수평 방향으로 통류하도록 위치하고 있다.
냉각부(110)는 제1 열교환기(111) 앞에, 냉각 처리 가스(G6)와 배기 가스(G1)의 열교환에 의해 배기 가스(G1)를 냉각시키는 제2 열교환기(112)가 마련되어 있다. 제2 열교환기(112)는 제1 열교환기(111)에 필요한 전열 면적이나 냉매량을 삭감시킬 수 있다. 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G6)의 일부는, 제5 통류 경로(F5)를 통해 생산 설비(130)로 되돌려진다. 제1 열교환기(111) 및 제2 열교환기(112)에 있어서의 냉각 온도 등의 조건은, 회수 대상이 되는 유기 용제에 의해 적절히 정하면 된다.
분리부(120)의 분리 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1D에서는, 데미스터, 필터 및 메쉬 등의 액적을 접촉하여 포착하는 그물눈상 구조체(121)가 사용된다. 그물눈상 구조체(121)에 포착된 냉각 응축액(L1)은, 중력에 의해 그물눈상 구조체(121)의 하부에 배치된 탱크(125)에 집액되어, 회수액(L3)으로서 회수된다.
챔버(123)는 일정 용량의 공간을 갖는 구조체이다. 챔버(123) 내에 일정 시간 저류된 냉각 처리 가스(G3)는, 냉각 처리 가스(G4)로서 일부가 제1 통류 경로(F1)를 통류하고, 제1 농축 장치(200)에 공급된다. 냉각 처리 가스(G3)는 냉각 처리 가스(G6)로서 잔부가 제4 통류 경로(F4)를 통류하고, 제2 열교환기(112)로 되돌려진다. 챔버(123)는, 그물눈상 구조체(121)로부터 배출되는 냉각 처리 가스(G3)의 배기 방향과 대향하도록 제1 통류 경로(F1)의 흡입을 가능하게 하는 칸막이부(128)를 갖는다.
제1 통류 경로(F1)는 냉각 처리 가스(G4)를 챔버(123)로부터 제1 농축 장치(200)에 도입하는 부위이다. 제1 통류 경로(F1)의 챔버(123)에의 접속구는, 챔버(123)의 천장부(127)가 바람직하다. 이에 의해, 분리부(120)에서 완전히 포착할 수 없었던 약간의 액적의 제1 농축 장치(200)에의 침입을 억제하여, 후술하는 제1 농축 장치(200)의 흡착 유닛(210)의 습윤에 의한 성능 저하·강도 저하 등을 방지할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 냉각 처리 가스(G3)의 통기 방향에 대하여 대향하도록 냉각 처리 가스(G4)를 취출하도록 한 쪽이 좋다. 이에 의해, 액적의 침입을 보다 방지할 수 있다. 이 외에도, 냉각 처리 가스(G4)의 취출구에, 상기 그물눈상 구조체(121)와 유사한 액적 침입 방지 부재를 마련해도 되고, 액적을 기화시키기 위한 가열기를 마련해도 된다.
제1 농축 장치(200)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 로터(212)를 갖고 있다. 흡착 로터(212)는 복수의 칸막이부로 칸막이된 복수의 흡착 유닛(210)으로 구성되어 있다. 흡착 로터(212)는 복수의 흡착 유닛(210)에 의해 전체로서 중공 원주상의 형상으로 되어 있다. 흡착 로터(212)는 처리실 내에 설치되어, 직경 방향으로 유체를 유동할 수 있도록 마련되어 있다. 흡착 로터(212)는 모터의 회전 구동력을 받아서 통축 둘레로 회전 가능하게 마련되어 있다.
제1 농축 장치(200)에서는, 흡착 유닛(210)의 일부가, 흡착 유닛(210)의 외측으로부터 내측을 향해 공급된 냉각 처리 가스(G4)에 포함되는 유기 용제를 흡착하는 흡착부를 구성함과 함께, 흡착 유닛(210)의 잔부가, 흡착 유닛(210)의 내측으로부터 외측을 향해 가열 공기를 공급함으로써 흡착 유닛(210)에 흡착된 유기 용제를 흡착 유닛(210)으로부터 탈착하는 탈착부를 구성한다.
청정화 시에는, 처리실 내에 공급된 냉각 처리 가스(G4)를, 흡착 로터(212)의 외주면으로부터 흡착부에 도입한다. 흡착부에 도입된 냉각 처리 가스(G4)는, 직경 방향을 따라서 외주면으로부터 내주면을 향해 흡착 로터(212)를 통과할 때에 흡착부에 위치하는 복수의 흡착 유닛(210)에 유기 용제를 흡착시킴으로써 청정화된다.
청정화된 피처리 유체로서의 냉각 처리 가스(G5)는, 청정 가스로서, 흡착 유닛(210)의 상부로부터 배출된다. 배출된 청정 가스는 냉각 처리 가스(G5)로서 제2 통류 경로(F2)를 통류하고, 제2 농축 장치(300)에 공급된다.
내주측 유로 형성 부재(211) 및 외주측 유로 형성 부재(213)는, 둘레 방향에 있어서의 흡착 로터(212)의 일부를 끼워넣도록, 흡착 로터(212)의 내주측 및 외주측에 있어서 서로 대향하여 배치되어 있다. 내주측 유로 형성 부재(211) 및 외주측 유로 형성 부재(213)에 의해 끼워진 흡착 로터(212)의 영역이 탈착부이다.
유기 용제의 탈착을 행하기 위해서는, 내주측 유로 형성 부재(211)로부터 탈착부에 대하여 재생 히터(250)에 의해 가열된 냉각 처리 가스(G5)의 일부인 고온 가스(G7)를 도입한다. 탈착부에 도입된 고온 가스(G7)는, 흡착 로터(212)를 통과할 때, 탈착부에 위치하는 복수의 흡착 유닛(210)으로부터, 이들에 흡착되어 있는 유기 용제를 열에 의해 탈착시킨다. 유기 용제를 포함한 탈착 가스(G8)는, 농축 가스로서, 탈착부로부터 외주측 유로 형성 부재(213)를 통과하여, 처리실 외로 배출되어, 제3 통류 경로(F3)로 되돌려진다. 탈착 가스(G8) 중에 포함되는 유기 용제의 일부는, 액화 응축되어 탈착 응축액(L2)으로서 탱크(125)에 집액된다.
제3 통류 경로(F3)는 탈착 가스(G8)를 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부에 반송하는 부위이다. 제3 통류 경로(F3)는, 탈착부가 탈착 가스(G8)와 냉각 응축 장치(100)에 공급되는 배기 가스(G1)의 합류 위치보다도 상부에 배치되도록 접속되는 것이 바람직하다. 이 배치에 의해, 제1 농축 장치(200)의 탈착 가스(G8)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이, 냉각 응축 장치(100)로 이행되기 쉬워진다. 제3 통류 경로(F3)는 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부 및 탱크(125)의 2군데로 통기되도록 구성된 쪽이 좋다. 이 구성에 의해, 탈착 가스(G8)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이 직접 탱크(125)에 회수되기 쉬워진다.
제1 농축 장치(200)에 있어서는, 흡착부에 위치하는 흡착 유닛(210)에 대하여 피처리 물질의 흡착 처리가 행해지고, 흡착 처리 후에 탈착부에 위치하는 흡착 유닛(210)에 대하여 피처리 물질의 탈착 처리가 행해진다. 흡착 로터(212)가 통축 둘레로 회전함으로써, 흡착 유닛(210)이 탈착부와 흡착부를 교호로 이동하여, 피처리 물질의 흡착 처리와 탈착 처리가 연속적으로 실시된다.
흡착 유닛(210)을 구성하는 흡착 소자의 재료로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재, 제올라이트 등을 사용할 수 있다. 흡착 유닛(210)에 있어서의 흡착 소자의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 활성탄 소재나 제올라이트를 함유하는 시트를 허니콤상으로 형성한 것이어도, 활성 탄소 섬유 부직포를 적층한 것이어도 된다.
제2 농축 장치(300)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 소자(310)를 갖고 있다. 흡착 소자(310)는 탈착부(탈착존)(311)와 흡착부(흡착존)(312)를 포함하고 있다. 흡착부(312)에서는, 냉각 처리 가스(G5)가 도입됨으로써, 흡착재에 냉각 처리 가스(G5)가 접촉됨으로써, 냉각 처리 가스(G5)에 함유되는 유기 용제가 흡착재에 흡착되고, 냉각 처리 가스(G5)가 청정화되어 청정 가스(G9)로서 배출된다.
탈착부(311)에서는, 흡착재에 냉각 처리 가스(G5)보다도 고온인 고온 가스(G10)가 도입됨으로써, 유기 용제가 흡착재로부터 탈착되고, 이에 의해 유기 용제를 함유하는 탈착 가스(G11)로서 배출된다. 탈착 가스(G11)는 제6 통류 경로(F6)를 통해 제1 통류 경로(F1)로 되돌려진다.
유기 용제 회수 시스템(1D)은 탈착 가스(G11)를 제1 통류 경로(F1)로 되돌리기 때문에, 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(1D)은 냉각 응축 장치(100)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(1D)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 냉각 처리 가스(G4) 중에 포함되는 NMP(N-메틸-2-피롤리돈), 수분 등의 응축을 억제할 수 있다.
흡착 소자(310)에 포함되는 흡착재로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재나 제올라이트가 널리 이용되고 있으며, 그 중에서 활성탄과 소수성 제올라이트가 특히 적합하게 이용되고 있다.
도 10에 나타내는 대로, 제2 농축 장치(300)는 회전축과, 회전축의 둘레에 마련된 흡착 소자(310)를 구비하고 있다. 제2 농축 장치(300)는 회전축 둘레에 흡착 소자(310)를 회전시킴으로써, 흡착부(312)에 있어서, 제2 통류 경로(F2)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G5) 중의 유기 용제를 흡착한 흡착재가 연속적으로 탈착부(311)로 이동하는 구성이다.
제2 농축 장치(300)는 탈착부(311)의 탈착 처리가 완료된 부분이 흡착부(312)로의 이행 전에 이행하는 세정부(퍼지부)를 갖고 있어도 된다. 청정 가스(G9)의 일부가 퍼지부에 도입되고, 퍼지부에서 배출된 퍼지부 출구 가스가, 흡착부(312)에 도입되는 구성이어도 된다. 청정 가스(G9)에 의해 탈착 완료된 흡착재를 세정함으로써, 흡착재에 남은 탈착 가스(G11)가 청정 가스(G9)에 혼입되는 것을 방지하고, 흡착재를 냉각시킬 수 있기 때문이다.
탈착에 사용하는 고온 가스(G10)는, 청정 가스(G9)의 일부를 재생 히터(350) 등의 가열 수단을 사용하여 고온 상태로 한 것이 바람직하다. 고온 상태로 함으로써, 흡착부(312)에 있어서, 유기 용제 함유 가스의 처리 풍량의 증가를 억제할 수 있다.
[실시 형태 2D]
도 11은, 실시 형태 2D의 유기 용제 회수 시스템(2D)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(2D)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다. 유기 용제 회수 시스템(2D)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 재생 히터(250)로 되돌려지는 점 이외의 구성은, 실시 형태 1D의 유기 용제 회수 시스템(1D)과 동일하다.
유기 용제 회수 시스템(2D)은 탈착 가스(G11)를 재생 히터(250)로 되돌리기 때문에, 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(2D)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(2D)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 재생 히터(250)의 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
[실시 형태 3D]
도 12는, 실시 형태 3D의 유기 용제 회수 시스템(3D)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(3D)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다. 유기 용제 회수 시스템(3D)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 제4 통류 경로(F4)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(3D)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 제4 통류 경로(F4)로 되돌려지는 점 이외의 구성은, 실시 형태 1D의 유기 용제 회수 시스템(1D)과 동일하다.
제6 통류 경로(F6)를 통류한 탈착 가스(G11)는 냉각 응축 장치(100)로부터 배출된 냉각 처리 가스(G6)와 함께 제4 통류 경로(F4)를 통류하여 제2 열교환기(112)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(3D)은 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(3D)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(3D)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 제2 열교환기(112)에 통류하는 유체의 온도를 향상시킬 수 있고, 배기 가스(G1)를 냉각시키기 위한 제2 열교환기(112)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
[실시 형태 4D]
도 13은, 실시 형태 4D의 유기 용제 회수 시스템(4D)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(4D)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300) 및 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다. 유기 용제 회수 시스템(4D)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 제5 통류 경로(F5)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(4D)은, 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)가 제6 통류 경로(F6)를 통해 제5 통류 경로(F5)로 되돌려지는 점 이외의 구성은, 실시 형태 1D의 유기 용제 회수 시스템(1D)과 동일하다.
제6 통류 경로(F6)를 통류한 탈착 가스(G11)는, 제2 열교환기(112)로부터 배출된 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G6)의 일부와 함께 제5 통류 경로(F5)를 통류하여 생산 설비(130)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(4D)은 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(4D)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(4D)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 생산 설비(130)로부터 다시 배출되는 배기 가스(G1)의 온도를 높일 수 있다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(4D)은 제2 열교환기(112)에 통류하는 유체의 온도를 향상시킬 수 있고, 배기 가스(G1)를 냉각시키기 위한 제2 열교환기(112)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
[작용·효과]
본 실시 형태에 있어서의 유기 용제 회수 시스템(1D)은, 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)를 냉각시킴으로써, 유기 용제를 액화 응축하고, 유기 용제의 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G4)로서 배출하는 냉각 응축 장치(100)와, 냉각 처리 가스(G4)의 일부를 통류시키는 제1 통류 경로(F1)과, 제1 통류 경로(F1)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G4)에 포함되는 유기 용제를 흡착 유닛(210)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 냉각 처리 가스(G5)로서 배출하고, 고온 가스(G7)를 도입하여 흡착 유닛(210)으로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G8)로서 배출하는 제1 농축 장치(200)와, 냉각 처리 가스(G5)를 통류시키는 제2 통류 경로(F2)와, 제2 통류 경로(F2)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G5)에 포함되는 유기 용제를 흡착 소자(310)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 청정 가스(G9)로서 배출하고, 고온 가스(G10)를 도입하여 흡착 소자(310)로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G11)로서 배출하는 제2 농축 장치(300)를 구비한다.
냉각 응축 장치(100)는 냉매와의 열교환에 의해 배기 가스(G1)의 냉각을 행하는 제2 열교환기(112)를 포함한다. 유기 용제 회수 시스템(1D)은, 냉각 처리 가스(G4)의 일부 이외인 냉각 처리 가스의 잔부로서의 냉각 처리 가스(G6)를, 제2 열교환기(112)로 되돌리는 제4 통류 경로(F4)를 더 구비한다. 탈착 가스(G8)는 냉각 응축 장치(100)로 되돌려짐과 함께, 탈착 가스(G11)는 제1 통류 경로(F1)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(1D)은 탈착 가스(G11)를 제1 통류 경로(F1)로 되돌리기 때문에, 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(1D)은 냉각 응축 장치(100)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(1D)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 냉각 처리 가스(G4) 중에 포함되는 NMP(N-메틸-2-피롤리돈), 수분 등의 응축을 억제할 수 있다.
탈착 가스(G8)는 냉각 응축 장치(100)로 되돌려짐과 함께, 탈착 가스(G11)는 재생 히터(250)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(2D)은 탈착 가스(G11)를 재생 히터(250)로 되돌리기 때문에, 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(2D)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(2D)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 재생 히터(250)의 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
탈착 가스(G8)는 냉각 응축 장치(100)로 되돌려짐과 함께, 탈착 가스(G11)는 제4 통류 경로(F4)로 되돌려진다. 탈착 가스(G11)는 냉각 처리 가스(G6)와 함께 제4 통류 경로(F4)를 통류하여 제2 열교환기(112)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(3D)은 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(3D)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(3D)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 제2 열교환기(112)에 통류하는 유체의 온도를 향상시킬 수 있고, 배기 가스(G1)를 냉각시키기 위한 제2 열교환기(112)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
탈착 가스(G8)는 냉각 응축 장치(100)로 되돌려짐과 함께, 탈착 가스(G11)는 제5 통류 경로(F5)로 되돌려진다. 탈착 가스(G11)는, 제2 열교환기(112)로부터 배출된 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G6)의 일부와 함께 제5 통류 경로(F5)를 통류하여 생산 설비(130)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(4D)은 탈착 가스(G11)의 풍량분을 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)에 있어서 처리할 필요가 없어진다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(4D)은 냉각 응축 장치(100) 및 제1 농축 장치(200)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다. 유기 용제 회수 시스템(4D)은 탈착 가스(G11)가 고온이기 때문에 생산 설비(130)로부터 다시 배출되는 배기 가스(G1)의 온도를 높일 수 있다. 이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(4D)은 제2 열교환기(112)에 통류하는 유체의 온도를 향상시킬 수 있고, 배기 가스(G1)를 냉각시키기 위한 제2 열교환기(112)의 소형화, 에너지 절약화에 기여할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제1 농축 장치(200)는, 흡착 유닛(210)이 통축 둘레로 회전하는 중공 원주상의 로터의 통축 둘레의 둘레 방향으로 복수 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제2 농축 장치(300)는, 흡착 소자(310)가 통축 둘레로 회전하는 원반상의 흡착 로터에 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
[다른 실시 형태]
상기 실시 형태에 있어서, 농축 장치는 제1 농축 장치(200)와 제2 농축 장치(300)의 2개를 사용하고 있었다. 농축 장치는 풍량에 따라서, 제1 농축 장치(200)를 2개 또는 제2 농축 장치(300)를 2개 적용해도 된다. 또한, 제거 효율에 따라서, 농축 장치를 3개 이상 적용해도 된다.
배기 가스(G1)에 함유되는 유기 용제로서는, 1℃ 내지 50℃의 냉각으로 액화시켜 회수할 수 있는 유기 용제를 들 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 또한 n-데칸이다. 이들은 예시이며, 이들에 한정되지 않는다. 함유되는 유기 용제는 1종이라도 복수종이어도 된다.
[실시 형태 1E]
도 14는, 실시 형태 1E의 유기 용제 회수 시스템(1E)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(1E)은 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300)로 구성되는 유기 용제 회수 시스템(2B1)과, 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200)로 구성되는 유기 용제 회수 시스템(2B2)과, 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다.
유기 용제 회수 시스템(2B1)은 상술한 실시 형태 2B와 마찬가지의 구성이다. 유기 용제 회수 시스템(2B2)은 상술한 실시 형태 2B로부터 제2 농축 장치(300)를 삭제한 구성이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1E의 유기 용제 회수 시스템(1E)은, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 1개, 전단의 제1 농축 장치(200)의 수가 2개이다. 즉, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 전단의 제1 농축 장치(200)의 수 미만이 되는 구성이다.
실시 형태 1E의 유기 용제 회수 시스템(1E)은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복수의 냉각 응축 장치(100), 복수의 제1 농축 장치(200)가, 생산 설비(130)에 대하여 병렬로 배치되는 구성이다. 실시 형태 1E의 유기 용제 회수 시스템(1E)은, 제1 농축 장치(200)의 수가 냉각 응축 장치(100)의 수와 동일하지만, 수는 달라도 된다. 이하에서는, 유기 용제 회수 시스템(2B1), 유기 용제 회수 시스템(2B2)을 포함하는 유기 용제 회수 시스템(1E)의 각종 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
냉각 응축 장치(100)는 냉각부(110)와 분리부(120)를 갖고 있다. 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)는, 생산 설비(130)로부터 배출된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)를 통과함으로써 냉각된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)의 통과에 수반하여 유기 용제가 액화 응축된다.
냉각부(110)를 통과한 배기 가스(G2)는, 분리부(120)를 통과함으로써, 액화 응축된 냉각 응축액(L1)과 유기 용제 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G3)로 분리된다. 챔버(123) 내에는, 히터(126)가 마련되어 있다. 히터(126)는 냉각 후의 냉각 처리 가스(G3)를 조금 가열한다. 냉각 처리 가스(G3)는 조금 가열됨으로써 유기 용제 혹은 수분이 응축되는 것을 방지할 수 있다. 냉각 처리 가스(G3)는 챔버(123)를 통해서, 냉각 처리 가스(G4)로서 냉각 응축 장치(100)로부터 제1 농축 장치(200)로 배출된다.
냉각부(110)의 냉각 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1E에서는, 냉각수, 냉수, 브라인 등의 냉매와 배기 가스의 간접적인 열교환에 의해 냉각시키는 제1 열교환기(111)가 사용된다. 제1 열교환기(111)는 배기 가스(G1)가 상하 방향으로 통류하도록 위치하고 있다.
냉각부(110)는 제1 열교환기(111) 앞에, 후술하는 냉각 처리 가스(G6)와 배기 가스(G1)의 열교환에 의해 배기 가스(G1)를 냉각시키는 제2 열교환기(112)가 마련되어 있다. 제2 열교환기(112)는 제1 열교환기(111)에 필요한 전열 면적이나 냉매량을 삭감시킬 수 있다. 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G6)의 일부는, 제5 통류 경로(F5)를 통해 생산 설비(130)로 되돌려진다. 제1 열교환기(111) 및 제2 열교환기(112)에 있어서의 냉각 온도 등의 조건은, 회수 대상이 되는 유기 용제에 의해 적절히 정하면 된다.
분리부(120)의 분리 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1E에서는, 데미스터, 필터 및 메쉬 등의 액적을 접촉하여 포착하는 그물눈상 구조체(121)가 사용된다. 분리부(120)는 냉각부(110)에서 냉각된 유기 용제를 포함하는 냉각 응축액(L1)을 받는 깔때기상의 수용부(122)를 갖고 있다. 냉각부(110)에서 냉각된 냉각 응축액(L1) 및 그물눈상 구조체(121)에 포착된 냉각 응축액(L1)은, 중력에 의해 수용부(122)로 흐른 후, 수용부(122)의 하부에 배치된 탱크(125)에 집액되어, 회수액(L3)으로서 회수된다.
챔버(123)는 일정 용량의 공간을 갖는 구조체이다. 챔버(123) 내에는, 둑(124)이 마련되어 있다. 둑(124)은, 냉각 응축액(L1)의 일부가 챔버(123)의 선단 방향으로 이동하여 냉각 가스 통류 경로로서의 제1 통류 경로(F1)로 통류해버리는 것을 방지한다. 둑(124)은 확실하게 냉각 응축액(L1)을 회수하는 작용을 한다. 챔버(123) 내에 일정 시간 저류된 냉각 처리 가스(G3)는, 냉각 처리 가스(G4)로서 제1 통류 경로(F1)를 통류하고, 제1 농축 장치(200)에 공급된다.
유기 용제 회수 시스템(1E)에서는, 배기 가스(G1)가 흐르는 방향을 따라서 본 경우에, 냉각부(110)로부터 분리부(120)로 흐르는 방향에 대하여, 분리부(120) 내에 있어서 그물눈상 구조체(121)로부터 챔버(123)로 흐르는 방향이 교차함으로써 배기 가스(G1)(배기 가스(G2), 냉각 처리 가스(G3))가 L자 방향으로 흐르는 구조로 되어 있다.
유기 용제 회수 시스템(1E)은 냉각부(110)와 분리부(120)로 구성되는 개소가 L자 구조이기 때문에, 액적이나 비말에 의해 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)가 폭로되는 것을 억제할 수 있다. 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)는, 폭로되어 흡착제가 젖어버리면 강도 저하나 파손의 가능성이 있다. 유기 용제 회수 시스템(1E)은 L자 구조를 가짐으로써 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)의 강도 저하나 파손을 방지할 수 있다.
제1 농축 장치(200)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 로터(212)를 갖고 있다. 흡착 로터(212)는 복수의 칸막이부로 칸막이된 복수의 흡착 유닛(210)으로 구성되어 있다. 흡착 로터(212)는 복수의 흡착 유닛(210)에 의해 전체로서 중공 원주상의 형상으로 되어 있다. 흡착 로터(212)는 처리실 내에 설치되어, 직경 방향으로 유체를 유동할 수 있도록 마련되어 있다. 흡착 로터(212)는 모터의 회전 구동력을 받아서 통축 둘레로 회전 가능하게 마련되어 있다.
제1 농축 장치(200)에서는, 흡착 유닛(210)의 일부가, 흡착 유닛(210)의 외측으로부터 내측을 향해 공급된 냉각 처리 가스(G4)에 포함되는 유기 용제를 흡착하는 흡착부를 구성함과 함께, 흡착 유닛(210)의 잔부가, 흡착 유닛(210)의 내측으로부터 외측을 향해 가열 공기를 공급함으로써 흡착 유닛(210)에 흡착된 유기 용제를 흡착 유닛(210)으로부터 탈착하는 탈착부를 구성한다.
청정화 시에는, 처리실 내에 공급된 냉각 처리 가스(G4)를, 흡착 로터(212)의 외주면으로부터 흡착부에 도입한다. 흡착부에 도입된 냉각 처리 가스(G4)는, 직경 방향을 따라서 외주면으로부터 내주면을 향해 흡착 로터(212)를 통과할 때에 흡착부에 위치하는 복수의 흡착 유닛(210)에 유기 용제를 흡착시킴으로써 청정화된다.
유기 용제 회수 시스템(2B1)에 있어서, 청정화된 피처리 유체로서의 냉각 처리 가스(G5, G6)는, 청정 가스로서, 흡착 유닛(210)의 상부로부터 배출된다. 배출된 청정 가스의 일부는 냉각 처리 가스(G5)로서 제2 통류 경로(F2)를 통류하고, 제2 농축 장치(300)에 공급된다. 배출된 청정 가스의 일부는 냉각 처리 가스(G6)로서 제4 통류 경로(F4)를 통류하고, 제2 열교환기(112)로 되돌려진다. 유기 용제 회수 시스템(2B2)에 있어서, 청정화된 피처리 유체로서의 냉각 처리 가스(G5)는, 청정 가스로서, 흡착 유닛(210)의 상부로부터 배출된다.
내주측 유로 형성 부재(211) 및 외주측 유로 형성 부재(213)는, 둘레 방향에 있어서의 흡착 로터(212)의 일부를 끼워넣도록, 흡착 로터(212)의 내주측 및 외주측에 있어서 서로 대향하여 배치되어 있다. 내주측 유로 형성 부재(211) 및 외주측 유로 형성 부재(213)에 의해 끼워진 흡착 로터(212)의 영역이 탈착부이다.
유기 용제의 탈착을 행하기 위해서는, 내주측 유로 형성 부재(211)로부터 탈착부에 대하여 재생 히터(250)에 의해 가열된 냉각 처리 가스(G5)의 일부인 고온 가스(G7)를 도입한다. 탈착부에 도입된 고온 가스(G7)는, 흡착 로터(212)를 통과할 때, 탈착부에 위치하는 복수의 흡착 유닛(210)으로부터, 이들에 흡착되어 있는 유기 용제를 열에 의해 탈착시킨다. 유기 용제를 포함한 탈착 가스(G8)는, 농축 가스로서, 탈착부로부터 외주측 유로 형성 부재(213)를 통과하여, 처리실 외로 배출되어, 제3 통류 경로(F3)로 되돌려진다. 탈착 가스(G8) 중에 포함되는 유기 용제의 일부는, 액화 응축되어 탈착 응축액(L2)으로서 탱크(125)에 집액된다.
유기 용제 회수 시스템(2B1)에 있어서, 제3 통류 경로(F3)는 탈착 가스(G8) 및 후술하는 탈착 가스(G11)를 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부에 반송하는 부위이다. 제3 통류 경로(F3)는, 탈착부가 탈착 가스와 냉각 응축 장치(100)에 공급되는 배기 가스(G1)의 합류 위치보다도 상부에 배치되도록 접속되는 것이 바람직하다. 제1 농축 장치(200)의 탈착 가스(G8) 및 제2 농축 장치(300)의 탈착 가스(G11)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이, 냉각 응축 장치(100)로 이행되기 쉽기 때문이다. 제3 통류 경로(F3)는 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부 및 탱크(125)의 2군데로 통기되도록 구성된 쪽이 좋다. 탈착 가스(G8) 및 탈착 가스(G11)로부터 발생한 탈착 응축액(L2)이 직접 탱크(125)에 회수되기 쉬워지기 때문이다. 유기 용제 회수 시스템(2B2)에 있어서, 제3 통류 경로(F3)는 탈착 가스(G8)를 냉각 응축 장치(100)의 배기 가스(G1)의 도입부에 반송하는 부위이다.
제1 농축 장치(200)에 있어서는, 흡착부에 위치하는 흡착 유닛(210)에 대하여 피처리 물질의 흡착 처리가 행해지고, 흡착 처리 후에 탈착부에 위치하는 흡착 유닛(210)에 대하여 피처리 물질의 탈착 처리가 행해진다. 흡착 로터(212)가 통축 둘레로 회전함으로써, 흡착 유닛(210)이 탈착부와 흡착부를 교호로 이동하여, 피처리 물질의 흡착 처리와 탈착 처리가 연속적으로 실시된다.
흡착 유닛(210)을 구성하는 흡착 소자의 재료로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재, 제올라이트 등을 사용할 수 있다. 흡착 유닛(210)에 있어서의 흡착 소자의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 활성탄 소재나 제올라이트를 함유하는 시트를 허니콤상으로 형성한 것이어도, 활성 탄소 섬유 부직포를 적층한 것이어도 된다.
제2 농축 장치(300)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 소자(310)를 갖고 있다. 흡착 소자(310)는 탈착부(탈착존)(311)와 흡착부(흡착존)(312)를 포함하고 있다. 흡착부(312)에서는, 냉각 처리 가스(G5)가 도입됨으로써, 흡착재에 냉각 처리 가스(G5)가 접촉됨으로써, 냉각 처리 가스(G5)에 함유되는 유기 용제가 흡착재에 흡착되고, 냉각 처리 가스(G5)가 청정화되어 청정 가스(G9)로서 배출된다.
탈착부(311)에서는, 흡착재에 냉각 처리 가스(G5)보다도 고온인 고온 가스(G10)가 도입됨으로써, 유기 용제가 흡착재로부터 탈착되고, 이에 의해 유기 용제를 함유하는 탈착 가스(G11)로서 배출된다.
흡착 소자(310)에 포함되는 흡착재로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재나 제올라이트가 널리 이용되고 있으며, 그 중에서 활성탄과 소수성 제올라이트가 특히 적합하게 이용되고 있다.
도 14에 나타내는 대로, 제2 농축 장치(300)는 회전축과, 회전축의 둘레에 마련된 흡착 소자(310)를 구비하고 있다. 제2 농축 장치(300)는 회전축 둘레에 흡착 소자(310)를 회전시킴으로써, 흡착부(312)에 있어서, 제2 통류 경로(F2)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G5) 중의 유기 용제를 흡착한 흡착재가 연속적으로 탈착부(311)로 이동하는 구성이다.
도 14에 나타내는 대로, 제2 농축 장치(300)는 탈착부(311)가 흡착부(312)보다도 하부에 배치된 쪽이 바람직하다. 탈착 가스(G11) 중에 포함되는 유기 용제의 일부가 액화 응축되어 탈착 응축액(L2)이 발생한 경우에 있어서도, 흡착부(312)에 탈착 응축액(L2)이 부착되기 어려워지기 때문이다. 탈착 응축액(L2)은, 탈착부(311)로부터 하부로 떨어지고, 탈착부의 외장의 내면 등을 따라 이동하여 회수된다. 보다 바람직하게는, 탈착부(311)는 탈착 응축액(L2)이 보다 아래로 떨어지기 쉬워지기 때문에 아래로 경사를 둔 쪽이 좋다.
제2 농축 장치(300)는 탈착부(311)의 탈착 처리가 완료된 부분이 흡착부(312)로의 이행 전에 이행하는 세정부(퍼지부)를 갖고 있어도 된다. 청정 가스(G9)의 일부가 퍼지부에 도입되고, 퍼지부에서 배출된 퍼지부 출구 가스가, 흡착부(312)에 도입되는 구성이어도 된다. 청정 가스(G9)에 의해 탈착 완료된 흡착재를 세정함으로써, 흡착재에 남은 탈착 가스(G11)가 청정 가스(G9)에 혼입되는 것을 방지하고, 흡착재를 냉각시킬 수 있기 때문이다.
탈착에 사용하는 고온 가스(G10)는, 청정 가스(G9)의 일부를 재생 히터(350) 등의 가열 수단을 사용하여 고온 상태로 한 것이 바람직하다. 흡착부(312)에 있어서, 유기 용제 함유 가스의 처리 풍량이 증가하지 않기 때문이다.
[실시 형태 2E]
도 15 및 도 16은, 실시 형태 2E의 유기 용제 회수 시스템(2E)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(2E)은, 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200), 제2 농축 장치(300)로 구성되는 유기 용제 회수 시스템(2B1)과, 냉각 응축 장치(100), 제1 농축 장치(200)로 구성되는 유기 용제 회수 시스템(2B2)을 2개씩 구비함과 함께, 각종 통류 경로를 구비하는 구성이다. 도 15와 도 16은, A점 및 B점에서 유로가 접속되어 있지만, 지면의 사정상, 1도를 2도로 분할하여 기재하고 있다.
도 15 및 도 16에 나타내는 유기 용제 회수 시스템(2E)에 있어서의 유기 용제 회수 시스템(2B1) 및 유기 용제 회수 시스템(2B2)은, 도 14에서 나타낸 유기 용제 회수 시스템(1E)에 포함되는 유기 용제 회수 시스템(2B1) 및 유기 용제 회수 시스템(2B2)과 동일한 구성이다.
도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 2E의 유기 용제 회수 시스템(2E)은, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 전단의 제1 농축 장치(200)의 수 미만이 되는 구성이다. 구체적으로는, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 2개인 것에 비해, 전단의 제1 농축 장치(200)의 수는 4개이다. 또한, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 전단의 제1 농축 장치(200)의 수 미만이 되는 구성이면 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)의 각각의 수는 몇개여도 된다. 후단의 제2 농축 장치(300)가 접속되는 위치는, 복수의 전단의 제1 농축 장치(200) 중 어느 위치여도 된다.
실시 형태 2E의 유기 용제 회수 시스템(2E)은, 도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이, 복수의 냉각 응축 장치(100), 복수의 제1 농축 장치(200)가, 생산 설비(130)에 대하여 병렬로 배치되는 구성이다. 실시 형태 2E의 유기 용제 회수 시스템(2E)은, 제1 농축 장치(200)의 수가 냉각 응축 장치(100)의 수와 동일하지만, 수는 달라도 된다. 예를 들어, 냉각 응축 장치(100)의 수가 제1 농축 장치(200)의 수 미만이 되도록 구성해도 된다. 이 경우, 1개의 냉각 응축 장치(100)로부터 배출되는 냉각 처리 가스(G4)가 복수의 제1 농축 장치(200)에 유입하는 구성으로 해도 된다.
[작용·효과]
본 실시 형태에 있어서의 유기 용제 회수 시스템(1E, 2E)은, 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)를 냉각시킴으로써, 유기 용제를 액화 응축하고, 유기 용제의 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G4)로서 배출하는 냉각 응축 장치(100)와, 냉각 처리 가스(G4)를 통류시키는 제1 통류 경로(F1)과, 제1 통류 경로(F1)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G4)에 포함되는 유기 용제를 흡착 유닛(210)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 냉각 처리 가스(G5)로서 배출하고, 고온 가스(G7)를 도입하여 흡착 유닛(210)으로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G8)로서 배출하는 제1 농축 장치(200)와, 냉각 처리 가스(G5)의 일부를 통류시키는 제2 통류 경로(F2)와, 제2 통류 경로(F2)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G5)에 포함되는 유기 용제를 흡착 소자(310)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 청정 가스(G9)로서 배출하고, 고온 가스(G10)를 도입하여 흡착 소자(310)로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G11)로서 배출하는 제2 농축 장치(300)를 구비한다. 제1 농축 장치(200)는 적어도 2개 이상 마련되고, 제2 농축 장치(300)는 적어도 1개 이상 마련되고, 제2 농축 장치(300)의 수가 제1 농축 장치(200)의 수 미만이다.
이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(1E, 2E)은, 생산 설비(130)로부터 배출되는 배기 가스(G1)의 유량이 많은 경우에도, 복수의 제1 농축 장치(200)에 의해 배기 가스(G1)로부터 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 복수의 제1 농축 장치(200)는 생산 설비(130)에 대하여 병렬로 배치된다. 이에 의해, 생산 설비(130)로부터 배출되는 배기 가스(G1)의 유량이 많은 경우에도, 배기 가스(G1)로부터 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 냉각 응축 장치(100)는 적어도 2개 이상 마련되고, 제1 농축 장치(200)의 수가 냉각 응축 장치(100)의 수와 동일하다. 이에 의해, 생산 설비(130)로부터 배출되는 배기 가스의 유량이 많은 경우에도, 배기 가스(G1)로부터 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 냉각 응축 장치(100)는, 냉각 후의 배기 가스(G2)를 접촉시킴으로써 응축된 유기 용제와 냉각 처리 가스(G3)를 분리시키는 그물눈상 구조체(121)와, 그물눈상 구조체(121)를 통과 후의 냉각 처리 가스(G3)를 일정 시간 저류시키는 챔버(123)를 더 구비한다. 이에 의해, 배기 가스(G1)로부터 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 냉각 응축 장치(100)는, 냉매와의 열교환에 의해 냉각을 행하는 제1 열교환기(111), 제2 열교환기(112)를 더 구비한다. 이에 의해, 냉매와 배기 가스의 열교환을 효과적으로 행할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제1 농축 장치(200)는, 흡착 유닛(210)이 통축 둘레로 회전하는 중공 원주상의 로터의 통축 둘레의 둘레 방향으로 복수 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제2 농축 장치(300)는, 흡착 소자(310)가 통축 둘레로 회전하는 원반상의 흡착 로터에 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
[다른 실시 형태]
상기 실시 형태에 있어서, 유기 용제 회수 시스템(1E, 2E)은 도 2 내지 도 13에 나타내는 유기 용제 회수 시스템 중 어느 것, 또는 그 조합에 의해 구성되도록 해도 된다.
후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 전단의 제1 농축 장치(200)의 수 미만이 되는 구성이면, 제1 농축 장치(200) 및 제2 농축 장치(300)의 각각의 수는 몇개여도 된다. 예를 들어, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수를 1개로 하고, 전단의 제1 농축 장치(200)의 수를 3개 이상으로 해도 된다. 단, 제2 농축 장치(300)는 청정 가스(G9)를 배출하기 위해서 1개 이상 필요하다.
배기 가스(G1)에 함유되는 유기 용제로서는, 1℃ 내지 50℃의 냉각으로 액화시켜 회수할 수 있는 유기 용제를 들 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 또한 n-데칸이다. 이들은 예시이며, 이들에 한정되지 않는다. 함유되는 유기 용제는 1종이라도 복수종이어도 된다.
유기 용제 회수 시스템(1E, 2E)에 사용되는 농축 장치로서 세로 배치의 실린더형 농축 장치인 제1 농축 장치(200), 디스크형의 농축 장치인 제2 농축 장치(300)를 예로 들어 설명하였다. 농축 장치는 가로 배치의 실린더형 농축 장치를 사용해도 되고, 세로 배치의 실린더형 농축 장치, 가로 배치의 실린더형 농축 장치, 디스크형의 농축 장치 중 어느 조합에 의해 구성되는 것이어도 된다. 또한, 가로 배치의 실린더형 농축 장치는 도 1 내지 도 13 중 어느 것에 나타내지는 농축 장치에 적용해도 된다.
가로 배치의 실린더형 농축 장치로서, WO2016/189958, WO2017/170207을 들 수 있다. 또한, 세로 배치의 실린더형 농축 장치로서, 일본 특허 공개 소63-84616을 들 수 있다. 또한, 디스크형의 농축 장치로서, 일본 특허 공개 소61-167430을 들 수 있다. 이들은 모두 예시이며, 여기에 기재한 문헌에 개시된 농축 장치에 한정되지 않는다.
[실시 형태 1J]
도 17은, 실시 형태 1J의 유기 용제 회수 시스템(1J)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 유기 용제 회수 시스템(1J)은, 냉각 응축 장치(100), 제2 농축 장치(300)로 구성되는 유기 용제 회수 시스템(1K1)과, 냉각 응축 장치(100)로 구성되는 유기 용제 회수 시스템(1K2)과, 각종 통류 경로에 의해 구성되어 있다.
유기 용제 회수 시스템(1J)은 도 14의 유기 용제 회수 시스템(1E)으로부터 제1 농축 장치(200)를 제거한 구성이다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1J의 유기 용제 회수 시스템(1J)은, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 1개, 전단의 냉각 응축 장치(100)의 수가 2개이다. 즉, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 전단의 냉각 응축 장치(100)의 수 미만이 되는 구성이다.
실시 형태 1J의 유기 용제 회수 시스템(1J)은, 도 17에 나타내는 바와 같이, 복수의 냉각 응축 장치(100)가 생산 설비(130)에 대하여 병렬로 배치되는 구성이다. 이하에서는, 유기 용제 회수 시스템(1K1), 유기 용제 회수 시스템(1K2)을 포함하는 유기 용제 회수 시스템(1J)의 각종 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
유기 용제 회수 시스템(1K1), 유기 용제 회수 시스템(1K2)에 있어서 사용되는 냉각 응축 장치(100)에 대하여 설명한다. 냉각 응축 장치(100)는 냉각부(110)와 분리부(120)를 갖고 있다. 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)는, 생산 설비(130)로부터 배출된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)를 통과함으로써 냉각된다. 배기 가스(G1)는 냉각부(110)의 통과에 수반하여 유기 용제가 액화 응축된다.
냉각부(110)를 통과한 배기 가스(G2)는, 분리부(120)를 통과함으로써, 액화 응축된 냉각 응축액(L1)과 유기 용제 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G3)로 분리된다. 챔버(123) 내에는, 히터(126)가 마련되어 있다. 히터(126)는 냉각 후의 냉각 처리 가스(G3)를 조금 가열한다. 냉각 처리 가스(G3)는 조금 가열됨으로써 유기 용제 혹은 수분이 응축되는 것을 방지할 수 있다. 냉각 처리 가스(G3)는 챔버(123)를 통해서, 냉각 처리 가스의 일부(G22)가 냉각 응축 장치(100)로부터 제2 농축 장치(300)로 배출된다.
냉각부(110)의 냉각 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1J에서는, 냉각수, 냉수, 브라인 등의 냉매와 배기 가스의 간접적인 열교환에 의해 냉각시키는 제1 열교환기(111)가 사용된다. 제1 열교환기(111)는 배기 가스(G1)가 상하 방향으로 통류하도록 위치하고 있다.
냉각부(110)는 제1 열교환기(111) 앞에, 후술하는 냉각 처리 가스(G21)와 배기 가스(G1)의 열교환에 의해 배기 가스(G1)를 냉각시키는 제2 열교환기(112)가 마련되어 있다. 제2 열교환기(112)는 제1 열교환기(111)에 필요한 전열 면적이나 냉매량을 삭감시킬 수 있다. 배기 가스(G1) 및 냉각 처리 가스(G21)의 일부는, 제5 통류 경로(F5)를 통해 생산 설비(130)로 되돌려진다. 제1 열교환기(111) 및 제2 열교환기(112)에 있어서의 냉각 온도 등의 조건은, 회수 대상이 되는 유기 용제에 의해 적절히 정하면 된다.
분리부(120)의 분리 수단 및 구성은 특별히 한정하지 않는다. 실시 형태 1J에서는, 데미스터, 필터 및 메쉬 등의 액적을 접촉하여 포착하는 그물눈상 구조체(121)가 사용된다. 분리부(120)는, 냉각부(110)에서 냉각된 유기 용제를 포함하는 냉각 응축액(L1)을 받는 깔때기상의 수용부(122)를 갖고 있다. 냉각부(110)에서 냉각된 냉각 응축액(L1) 및 그물눈상 구조체(121)에 포착된 냉각 응축액(L1)은, 중력에 의해 수용부(122)로 흐른 후, 수용부(122)의 하부에 배치된 탱크(125)에 집액되어, 회수액(L3)으로서 회수된다.
챔버(123)는 일정 용량의 공간을 갖는 구조체이다. 챔버(123) 내에는, 둑(124)이 마련되어 있다. 둑(124)은, 냉각 응축액(L1)의 일부가 챔버(123)의 선단 방향으로 이동하여 냉각 가스 통류 경로로서의 제1 통류 경로(F1)로 통류해버리는 것을 방지한다. 둑(124)은 확실하게 냉각 응축액(L1)을 회수하는 작용을 한다. 챔버(123) 내에 일정 시간 저류된 냉각 처리 가스(G3)는, 냉각 처리 가스(G21)(리턴 가스(G21))로서 통류 경로(F21)를 통류하고, 냉각부(110)로 되돌려진다. 냉각 처리 가스(G3)의 일부는 냉각 처리 가스(G22)로서 통류 경로(F22)를 통류하고, 제2 농축 장치(300)에 공급된다.
냉각부(110)에는, 제1 열교환기(111) 앞에, 냉각 처리 가스(G21)와 배기 가스(G1)의 열교환에 의해 배기 가스(G1)를 냉각시키는 제2 열교환기(112)가 마련되어 있다. 이에 의해, 제1 열교환기(111)에 필요한 전열 면적이나 냉매량이 삭감된다.
유기 용제 회수 시스템(1J)에서는, 배기 가스(G1)가 흐르는 방향을 따라서 본 경우에, 냉각부(110)로부터 분리부(120)로 흐르는 방향에 대하여, 분리부(120) 내에 있어서 그물눈상 구조체(121)로부터 챔버(123)로 흐르는 방향이 교차함으로써 배기 가스(G1)(배기 가스(G2), 냉각 처리 가스(G3))가 L자 방향으로 흐르는 구조로 되어 있다.
유기 용제 회수 시스템(1J)은 냉각부(110)와 분리부(120)로 구성되는 개소가 L자 구조이기 때문에, 액적이나 비말에 의해 제2 농축 장치(300)가 폭로되는 것을 억제할 수 있다. 제2 농축 장치(300)는 폭로되어 흡착제가 젖어버리면 강도 저하나 파손의 가능성이 있다. 유기 용제 회수 시스템(1J)은 L자 구조를 가짐으로써 제2 농축 장치(300)의 강도 저하나 파손을 방지할 수 있다.
유기 용제 회수 시스템(1K1)에 사용되는 제2 농축 장치(300)에 대하여 설명한다. 제2 농축 장치(300)는 가스가 접촉됨으로써, 함유하는 유기 용제를 흡착하고, 가열 가스를 접촉함으로써, 흡착된 유기 용제를 탈착시키는 흡착재를 포함하는 흡착 소자(310)를 갖고 있다. 흡착 소자(310)는 탈착부(탈착존)(311)와 흡착부(흡착존)(312)를 포함하고 있다. 흡착부(312)에서는, 냉각 처리 가스(G22)가 도입됨으로써, 흡착재에 냉각 처리 가스(G22)가 접촉됨으로써, 냉각 처리 가스(G22)에 함유되는 유기 용제가 흡착재에 흡착되고, 냉각 처리 가스(G22)가 청정화되어 청정 가스(G9)로서 배출된다.
탈착부(311)에서는, 흡착재에 냉각 처리 가스(G22)보다도 고온인 고온 가스(G10)가 도입됨으로써, 유기 용제가 흡착재로부터 탈착되고, 이에 의해 유기 용제를 함유하는 탈착 가스(G11)로서 배출된다.
흡착 소자(310)에 포함되는 흡착재로서는, 활성 알루미나, 실리카겔, 활성탄 소재나 제올라이트가 널리 이용되고 있으며, 그 중에서 활성탄과 소수성 제올라이트가 특히 적합하게 이용되고 있다.
도 17에 나타내는 대로, 제2 농축 장치(300)는 회전축과, 회전축의 둘레에 마련된 흡착 소자(310)를 구비하고 있다. 제2 농축 장치(300)는 회전축 둘레에 흡착 소자(310)를 회전시킴으로써, 흡착부(312)에 있어서, 통류 경로(F22)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G22) 중의 유기 용제를 흡착한 흡착재가 연속적으로 탈착부(311)로 이동하는 구성이다.
도 17에 나타내는 대로, 제2 농축 장치(300)는 탈착부(311)가 흡착부(312)보다도 하부에 배치된 쪽이 바람직하다. 탈착 가스(G11) 중에 포함되는 유기 용제의 일부가 액화 응축되어 탈착 응축액(L2)이 발생한 경우에 있어서도, 흡착부(312)에 탈착 응축액(L2)이 부착되기 어려워지기 때문이다. 탈착 응축액(L2)은 탈착부(311)로부터 하부로 떨어지고, 탈착부의 외장의 내면 등을 따라 이동하여 회수된다. 보다 바람직하게는, 탈착부(311)는 탈착 응축액(L2)이 보다 아래로 떨어지기 쉬워지기 때문에 아래로 경사를 둔 쪽이 좋다.
제2 농축 장치(300)는 탈착부(311)의 탈착 처리가 완료된 부분이 흡착부(312)로의 이행 전에 이행하는 세정부(퍼지부)를 갖고 있어도 된다. 청정 가스(G9)의 일부가 퍼지부에 도입되고, 퍼지부에서 배출된 퍼지부 출구 가스가, 흡착부(312)에 도입되는 구성이어도 된다. 청정 가스(G9)에 의해 탈착 완료된 흡착재를 세정함으로써, 흡착재에 남은 탈착 가스(G11)가 청정 가스(G9)에 혼입되는 것을 방지하고, 흡착재를 냉각시킬 수 있기 때문이다.
탈착에 사용하는 고온 가스(G10)는, 청정 가스(G9)의 일부를 재생 히터(350) 등의 가열 수단을 사용하여 고온 상태로 한 것이 바람직하다. 흡착부(312)에 있어서, 유기 용제 함유 가스의 처리 풍량이 증가하지 않기 때문이다.
유기 용제 회수 시스템(1J)에 있어서의 유기 용제 회수 시스템(1K2)은, 유기 용제 회수 시스템(1K1)과 달리, 제2 농축 장치(300)가 없다. 이 때문에, 냉각 응축 장치(100)의 챔버(123) 내에 일정 시간 저류된 냉각 처리 가스(G3)는, 모두가 냉각 처리 가스(G21)(리턴 가스(G21))로서 통류 경로(F21)를 통류하고, 냉각부(110)로 되돌려진다.
도 17에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1J의 유기 용제 회수 시스템(1J)은, 복수의 냉각 응축 장치(100)가 생산 설비(130)에 대하여 병렬로 배치되고, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 전단의 냉각 응축 장치(100)의 수 미만이 되는 구성이다. 구체적으로는, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 1개인 것에 비해, 전단의 냉각 응축 장치(100)의 수는 2개이다. 또한, 후단의 제2 농축 장치(300)의 수가 전단의 냉각 응축 장치(100)의 수 미만이 되는 구성이면 제2 농축 장치(300)의 수는 몇개여도 된다. 이 경우, 후단의 제2 농축 장치(300)가 접속되는 위치는, 복수의 전단의 냉각 응축 장치(100) 중 어느 위치여도 된다.
[작용·효과]
본 실시 형태에 있어서의 유기 용제 회수 시스템(1J)은, 유기 용제를 함유하는 배기 가스(G1)를 냉각시킴으로써, 유기 용제를 액화 응축하고, 유기 용제의 농도가 저감된 냉각 처리 가스(G22)로서 배출하는 냉각 응축 장치(100)와, 냉각 처리 가스(G22)를 통류시키는 통류 경로(F22)와, 통류 경로(F22)로부터 도입된 냉각 처리 가스(G22)에 포함되는 유기 용제를 흡착 소자(310)에서 흡착하여 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 청정 가스(G9)로서 배출하고, 고온 가스(G10)를 도입하여 흡착 소자(310)로부터 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스(G11)로서 배출하는 제2 농축 장치(300)를 구비한다. 냉각 응축 장치(100)는 적어도 2개 이상 마련되고, 제2 농축 장치(300)는 적어도 1개 이상 마련되고, 제2 농축 장치(300)의 수가 냉각 응축 장치(100)의 수 미만이다.
이 때문에, 유기 용제 회수 시스템(1J)은, 생산 설비(130)로부터 배출되는 배기 가스(G1)의 유량이 많은 경우에도, 복수의 냉각 응축 장치(100)에 의해 배기 가스(G1)로부터 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 복수의 냉각 응축 장치(100)는 생산 설비(130)에 대하여 병렬로 배치된다. 이에 의해, 생산 설비(130)로부터 배출되는 배기 가스(G1)의 유량이 많은 경우에도, 배기 가스(G1)로부터 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 냉각 응축 장치(100)는, 냉각 후의 배기 가스(G2)를 접촉시킴으로써 응축된 유기 용제와 냉각 처리 가스(G3)를 분리시키는 그물눈상 구조체(121)와, 그물눈상 구조체(121)를 통과 후의 냉각 처리 가스(G3)를 일정 시간 저류시키는 챔버(123)를 더 구비한다. 이에 의해, 배기 가스(G1)로부터 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 냉각 응축 장치(100)는, 냉매와의 열교환에 의해 상기 냉각을 행하는 제1 열교환기(111), 제2 열교환기(112)를 더 구비한다. 이에 의해, 냉매와 배기 가스의 열교환을 효과적으로 행할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제2 농축 장치(300)는, 흡착 소자(310)가 통축 둘레로 회전하는 원반상의 흡착 로터에 배치되어 있다. 이에 의해, 유기 용제를 고효율로 회수할 수 있다.
[다른 실시 형태]
상기 실시 형태에 있어서, 유기 용제 회수 시스템(1J)은, 도 2 내지 도 13에 나타내는 2단의 농축 장치를 구비한 유기 용제 회수 시스템의 구성으로부터, 전단의 농축 장치를 삭제한 구성 중 어느 것, 또는 그 조합에 의해 구성되도록 해도 된다.
유기 용제 회수 시스템(1J)에 사용되는 농축 장치로서, 디스크형의 농축 장치인 제2 농축 장치(300)를 예로 들어 설명하였다. 후단의 제2 농축 장치(300)에는, 흡착 유닛(210)이 통축 둘레로 회전하는 중공 원주상의 로터의 통축 둘레의 둘레 방향으로 복수 배치되어 있는 세로 배치의 실린더형 농축 장치인 제1 농축 장치(200)를 사용해도 된다. 또한, 농축 장치는 가로 배치의 실린더형 농축 장치를 사용해도 된다.
배기 가스(G1)에 함유되는 유기 용제로서는, 1℃ 내지 50℃의 냉각으로 액화시켜 회수할 수 있는 유기 용제를 들 수 있다. 유기 용제로서는, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 또한 n-데칸이다. 이들은 예시이며, 이들에 한정되지 않는다. 함유되는 유기 용제는 1종이라도 복수종이어도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 개시의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타내지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함될 것이 의도된다.
1A, 1B, 1C, 1D, 2B, 2C, 2D, 3C, 3D, 4C, 4D: 유기 용제 회수 시스템
100: 냉각 응축 장치
110: 냉각부
111: 제1 열교환기
112: 제2 열교환기
120: 분리부
121: 그물눈상 구조체
123: 챔버
125: 탱크
127: 천장부
128: 칸막이부
130: 생산 설비
200: 제1 농축 장치
210: 흡착 유닛
211: 내주측 유로 형성 부재
212: 흡착 로터
213: 외주측 유로 형성 부재
250, 350: 재생 히터
300: 제2 농축 장치
310: 흡착 소자
311: 탈착부
312: 흡착부
F1: 제1 통류 경로
F2: 제2 통류 경로
F3: 제3 통류 경로
F4: 제4 통류 경로
F5: 제5 통류 경로
F6: 제6 통류 경로
G1, G2: 배기 가스
G3, G4, G5, G6: 냉각 처리 가스
G7, G10: 고온 가스
G8, G11: 탈착 가스
G9: 청정 가스
L1: 냉각 응축액
L2: 탈착 응축액
L3: 회수액.

Claims (12)

  1. 생산 설비로부터 배출되는 유기 용제를 함유하는 배기 가스로부터 상기 유기 용제를 회수하는 유기 용제 회수 시스템이며,
    상기 유기 용제를 함유하는 상기 배기 가스를 냉각시킴으로써, 상기 유기 용제를 액화 응축하고, 상기 유기 용제의 농도가 저감된 냉각 처리 가스로서 배출하는 냉각 응축 장치와,
    상기 냉각 처리 가스를 통류시키는 제1 통류 경로와,
    상기 제1 통류 경로로부터 도입된 상기 냉각 처리 가스에 포함되는 상기 유기 용제를 제1 흡착 소자에서 흡착하여 상기 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 제1 처리 가스로서 배출하고, 고온 가스를 도입하여 상기 제1 흡착 소자로부터 상기 유기 용제를 탈착하여 제1 탈착 가스로서 배출하는 제1 농축 장치와,
    상기 제1 처리 가스의 일부를 통류시키는 제2 통류 경로와,
    상기 제2 통류 경로로부터 도입된 상기 제1 처리 가스에 포함되는 상기 유기 용제를 제2 흡착 소자에서 흡착하여 상기 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 제2 처리 가스로서 배출하고, 고온 가스를 도입하여 상기 제2 흡착 소자로부터 상기 유기 용제를 탈착하여 제2 탈착 가스로서 배출하는 제2 농축 장치와,
    상기 제1 탈착 가스 및 상기 제2 탈착 가스를 상기 냉각 응축 장치로 되돌리는 제3 통류 경로를 구비하고,
    상기 제1 농축 장치는 적어도 2개 이상 마련되고, 상기 제2 농축 장치는 적어도 1개 이상 마련되고,
    상기 제2 농축 장치의 수가 상기 제1 농축 장치의 수 미만인, 유기 용제 회수 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 상기 제1 농축 장치는 상기 생산 설비에 대하여 병렬로 배치되는, 유기 용제 회수 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각 응축 장치는 적어도 2개 이상 마련되고,
    상기 제1 농축 장치의 수가 상기 냉각 응축 장치의 수와 동일한, 유기 용제 회수 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각 응축 장치는, 상기 냉각 후의 상기 배기 가스를 접촉시킴으로써 응축된 상기 유기 용제와 상기 냉각 처리 가스를 분리시키는 그물눈상 구조체와, 상기 그물눈상 구조체를 통과 후의 상기 냉각 처리 가스를 일정 시간 저류시키는 챔버를 더 구비하는, 유기 용제 회수 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각 응축 장치는 냉매와의 열교환에 의해 상기 냉각을 행하는 열교환기를 더 구비하는, 유기 용제 회수 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 농축 장치는, 상기 제1 흡착 소자가 통축 둘레로 회전하는 중공 원주상의 로터의 통축 둘레의 둘레 방향으로 복수 배치되어 있는, 유기 용제 회수 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 농축 장치는, 상기 제2 흡착 소자가 통축 둘레로 회전하는 원반상의 흡착 로터에 배치되어 있는, 유기 용제 회수 시스템.
  8. 생산 설비로부터 배출되는 유기 용제를 함유하는 배기 가스로부터 상기 유기 용제를 회수하는 유기 용제 회수 시스템이며,
    상기 유기 용제를 함유하는 상기 배기 가스를 냉각시킴으로써, 상기 유기 용제를 액화 응축하고, 상기 유기 용제의 농도가 저감된 냉각 처리 가스로서 배출하는 냉각 응축 장치와,
    상기 냉각 처리 가스를 통류시키는 제1 통류 경로와,
    상기 제1 통류 경로로부터 도입된 상기 냉각 처리 가스에 포함되는 상기 유기 용제를 흡착 소자에서 흡착하여 상기 유기 용제의 농도가 더욱 저감된 제1 처리 가스로서 배출하고, 고온 가스를 도입하여 상기 흡착 소자로부터 상기 유기 용제를 탈착하여 탈착 가스로서 배출하는 농축 장치를 구비하고,
    상기 냉각 응축 장치는 적어도 2개 이상 마련되고, 상기 농축 장치는 적어도 1개 이상 마련되고,
    상기 농축 장치의 수가 상기 냉각 응축 장치의 수 미만인, 유기 용제 회수 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 복수의 상기 냉각 응축 장치는 상기 생산 설비에 대하여 병렬로 배치되는, 유기 용제 회수 시스템.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 냉각 응축 장치는, 상기 냉각 후의 상기 배기 가스를 접촉시킴으로써 응축된 상기 유기 용제와 상기 냉각 처리 가스를 분리시키는 그물눈상 구조체와, 상기 그물눈상 구조체를 통과 후의 상기 냉각 처리 가스를 일정 시간 저류시키는 챔버를 더 구비하는, 유기 용제 회수 시스템.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 냉각 응축 장치는 냉매와의 열교환에 의해 상기 냉각을 행하는 열교환기를 더 구비하는, 유기 용제 회수 시스템.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 농축 장치는, 상기 흡착 소자가 통축 둘레로 회전하는 원반상의 흡착 로터에 배치되어 있는, 유기 용제 회수 시스템.
KR1020247001661A 2021-06-23 2022-06-15 유기 용제 회수 시스템 KR20240023605A (ko)

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