WO2018167832A1 - 脱臭装置 - Google Patents

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WO2018167832A1
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deodorizers
chamber
adsorbent
malodorous
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Inventor
今村 啓志
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カンケンテクノ株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
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    • B01D53/38Removing components of undefined structure
    • B01D53/44Organic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/68Halogens or halogen compounds
    • B01D53/70Organic halogen compounds

Definitions

  • the present invention treats malodorous components composed of volatile organic compounds (VOC) such as formaldehyde, toluene, chlorofluorocarbons, benzene, chloromethane, and cyclohexane and other organic gases contained in the air to be treated.
  • VOC volatile organic compounds
  • the present invention relates to a deodorizing apparatus for removing air from the target air.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-102645.
  • the prior art is an apparatus for concentrating organic gas, which is a malodorous component, and is configured as follows. Similarly, a honeycomb-structured moisture exchange rotor is disposed upstream of the honeycomb-structured adsorption rotor, and air dehumidified by passing through the moisture-exchange rotor is sent to the adsorption zone and purge zone of the adsorption rotor.
  • the humidity of the air to be treated (the air to be treated) is high, the humidity can be lowered before the air to be treated enters the adsorption rotor, and the adsorption odor component adsorption capacity of the adsorption rotor can be maintained high. I can do it.
  • the conventional organic gas concentrating device is a so-called rotary device in which the adsorption rotor and the moisture exchange rotor always rotate. Even if the moisture exchange rotor is arranged and the adsorption odor component adsorption ability of the adsorption rotor can be maintained high.
  • the adsorption rotor used in such an apparatus is one in which an adsorbent such as synthetic zeolite is supported on a structure obtained by processing paper made of inorganic fibers such as ceramic fibers into a honeycomb shape.
  • an adsorbent such as synthetic zeolite
  • the air that has passed through the purge zone is heated with a heater to create hot air, and not only the adsorbent but also the honeycomb molding Since the material must be heated at the same time, a great deal of energy is required when the adsorbent is regenerated. That is, there is a problem that it is difficult to reduce the running cost.
  • an object of the present invention is to provide a deodorizing apparatus that is excellent in the removal performance of malodorous components, particularly VOC and other organic malodorous components, and that can be stably operated for a long time while reducing running cost. It is in.
  • the present invention has a deodorizing apparatus configured as follows.
  • the internal space of the deodorizer 16a, 16b... Is divided into the first chamber 12 and the second chamber 14 via the malodorous component adsorbing structure 10, and a fixed deodorization tower 18 having at least two deodorizers 16a, 16b, and an upstream end return air.
  • the return air RA connected to the inlet 20 and connected at the downstream end to the first chamber 12 of each of the deodorizers 16a, 16b... And discharged from the deodorization target space DR is supplied to the first deodorizers 16a, 16b.
  • a return air supply flow path 22 that is switchably supplied to any one of the chambers 12, an upstream end is connected to the second chamber 14 of each of the deodorizers 16 a, 16 b, and a downstream end is connected to the deodorizing air outlet 26.
  • Each said deodorizer 16a, 16b ...
  • the regenerative air supply flow path 30 connected to the second chamber 14 to supply the regenerative air CA at normal temperature to any one of the second chambers 14 of the deodorizers 16a, 16b,.
  • the malodorous component adsorbing structure 10 includes an inorganic porous material as a main component and a granular or massive adsorbent 40 that physically adsorbs malodorous components in the air.
  • the adsorbent 40 is housed in a breathable casing 42 that divides the internal space of the deodorizers 16a, 16b... Into two chambers 12, 14 that allow gas to flow through each other.
  • a heating means 44 is embedded in the adsorbent 40 accommodated in the casing 42, and the adsorbent 40 is directly heated by the heating means 44.
  • the present invention has the following effects, for example.
  • the adsorbent used for the malodorous component adsorbing structure the physical adsorbent itself, mainly composed of an inorganic porous material, is used in the form of granules or lumps with a large specific surface area. It is possible to maximize the amount of malodorous component adsorption.
  • the heating means embedded in the adsorbent housed in the casing directly heats only the adsorbent, so the malodor adsorbed by the adsorbent The component is heated up without waste and comes off from the adsorbent.
  • the adsorbent can be regenerated with a small amount of energy consumption by extruding the detached malodorous component from the deodorizer with regeneration air at room temperature.
  • “normal temperature” of “regenerative air at normal temperature” refers to a state in which neither heating nor cooling is intentionally performed.
  • two different processes such as deodorization of the return air and regeneration / cooling of the adsorbent are performed by switching the air flow path and heating means. It can be made to proceed at the same time with just an on / off operation. Therefore, it is not necessary to rotate and move the adsorption rotor or the like using a large amount of power as in the conventional rotary deodorizing apparatus, which contributes to energy saving.
  • the internal space of the deodorizers 16 a, 16 b... Is divided in the height direction by the malodorous component adsorption structure 10, and the first chamber 12 is formed above the malodorous component adsorption structure 10.
  • the second chamber 14 is preferably formed on the lower side.
  • a gas that is at a high temperature in the deodorizer such as regenerative air, enters from the lower side of the deodorizer and escapes upward. For this reason, the flow of gas is smooth and efficient, leading to a reduction in running cost.
  • a decomposition device 46 for decomposing malodorous components concentrated in the regeneration air CA it is preferable to attach a decomposition device 46 for decomposing malodorous components concentrated in the regeneration air CA to the regeneration air discharge channel 34.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a deodorizing apparatus according to an embodiment (first example) of the present invention.
  • the deodorizing apparatus of the present invention supplies clean air by removing malodorous components such as VOC and other organic gases in the processing target air (return air RA) to the deodorizing target space DR. Is to do.
  • this deodorization target space DR for example, the interior space of a printing factory or painting factory where VOC is used, or the indoor space of a hospital / care facility or restaurant where various odors are generated can be cited.
  • the deodorizing apparatus is generally composed of a fixed deodorizing tower 18, a return air supply channel 22, a deodorized air supply channel 28, a regeneration air supply channel 30, and a regeneration air discharge channel 34.
  • the fixed deodorization tower 18 is a device that deodorizes the return air RA returned from the deodorization target space DR via the return air supply flow path 22, and the internal space is the first chamber 12 via the malodorous component adsorption structure 10. And two deodorizers 16 a and 16 b (in the illustrated embodiment) partitioned into the second chamber 14.
  • the malodorous component adsorbing structure 10 is mainly composed of an inorganic porous material, and contains a granular or massive adsorbent 40 that physically adsorbs malodorous components in the air, and the adsorbent 40.
  • a breathable casing 42 that divides the internal space of the deodorizers 16a and 16b into two chambers 12 and 14 through which gas can flow, and the adsorbent 40 accommodated in the casing 42. It is comprised with the heating means 44 which heats the said adsorbent 40 directly by being embedded in.
  • the inorganic porous material forming the adsorbent 40 examples include zeolite, silica gel, activated alumina and the like.
  • the bad odor component adsorption characteristic such as the organic solvent adsorption characteristic and the handling property are considered.
  • zeolite is particularly suitable.
  • the adsorbent 40 may be any material as long as it is mainly composed of an inorganic porous material, that is, it contains more than 50% by mass of the inorganic porous material with respect to the entire adsorbent 40. In addition to the material, it may contain other adsorbing materials such as activated carbon less than 50% by mass as necessary.
  • the breathable casing 42 is formed of a material that does not impair the breathability and has excellent heat resistance and mechanical strength, such as a metal wire mesh, a heat resistant resin net, or a punching metal or an expanded metal. .
  • the heating means 44 is embedded in the adsorbent 40 accommodated in the casing 42 and can directly heat the adsorbent 40, more specifically, the adsorbent 40 itself and / or the adsorbent 40. Any mode may be used as long as the adsorbed malodorous component can be directly heated to release the malodorous component from the adsorbent 40.
  • An electric heater, a microwave heating device, a high frequency induction heating device, or the like is preferable. Used for.
  • a sheathed heater in which a heating element 44b such as a nichrome wire is loaded in a heater pipe 44a made of an alumina tube or a quartz tube is meandered in the horizontal direction.
  • the one embedded in a substantially flat shape is used.
  • a heating means 44 By using such a heating means 44, it becomes possible to raise the temperature of the entire malodorous component adsorption structure 10 quickly and easily.
  • a microwave heating device when used as the heating means 44 and the casing 42 is made of metal, it is necessary to coat the surface with glass, heat-resistant resin, or the like.
  • the fixed deodorization tower 18 includes two deodorizers 16 a and 16 b.
  • the deodorizers 16 a and 16 b provided in the fixed deodorization tower 18 are illustrated.
  • the number of... Suffices as long as it is two or more, and can be appropriately selected according to the quality and required amount of the desired deodorizing air.
  • the return air RA is deodorized and the adsorbent 40 is regenerated and cooled as described later.
  • the size of the deodorizing device can be minimized and the space efficiency is excellent.
  • the deodorizers 16a, 16b ... provided in the fixed deodorization tower 18 to three or more, in addition to being able to increase the supply amount of deodorized air, the deodorizers 16a, 16b ... It is possible to suppress the occurrence of pressure fluctuation and hunting when switching.
  • the deodorizers 16a, 16b,... Constituting the fixed deodorization tower 18 have their internal spaces divided into two in the height direction by the malodorous component adsorption structure 10, and the upper side is the first chamber 12. It is preferable to form the second chamber 14 on the lower side. By doing so, the gas that becomes high temperature in the deodorizers 16a, 16b... Like the regenerative air CA enters from the lower side of the deodorizers 16a, 16b. For this reason, the flow of gas is smooth and efficient, leading to a reduction in running cost.
  • the return air supply flow path 22 is a flow path for supplying the return air RA returned from the deodorization target space DR to the fixed deodorization tower 18, and has a pipe line 22A having an upstream end connected to the return air inlet 20.
  • the pipe 22A is formed of a metal material such as a stainless steel pipe, for example, and is branched into a plurality of branches on the way to become branch pipes 22A1, 22A2 (in the illustrated embodiment, two branches 22A1 and 22A2). The downstream end is connected to the first chamber 12 of each deodorizer 16a, 16b.
  • a processing fan 24 for supplying the return air RA discharged from the deodorization target space DR toward the first chambers 12 of the deodorizers 16a and 16b is provided in the middle of the pipeline 22A, and the return air supply is provided.
  • Valves 23a, 23b,... are attached to the branch pipes 22A1, 22A2,. By opening and closing the valves 23a, 23b, etc., the supply destination of the return air RA is switched.
  • dampers may be used as well as ordinary valves such as butterfly valves and ball valves (hereinafter the same applies to all valves).
  • the deodorized air supply flow path 28 is a flow path for supplying the deodorized air DA that has passed through the malodorous component adsorption structure 10 of the deodorizers 16a and 16b and deodorized to the deodorized air outlet 26, and is downstream.
  • the end has a pipe line 28 ⁇ / b> A connected to the deodorized air outlet 26.
  • the deodorized air DA exiting the deodorized air outlet 26 is supplied to the deodorized target space DR via the deodorized air pipe 50 and the deodorized air duct 52.
  • the pipe 28A is formed of a metal material such as a stainless pipe, for example, and is branched into a plurality of branches on the way to branch pipes 28A1, 28A2,...
  • two branches 28A1 and 28A2 The upstream end is connected to the second chamber 14 of each deodorizer 16a, 16b. Further, an intermediate performance filter 54 is attached to the middle of the conduit 28A as necessary to remove dust and the like in the deodorized air DA. Valves 29a, 29b,... Are attached to the branch pipes 28A1, 28A2,. The supply source of the deodorized air DA is switched by opening and closing the valves 29a, 29b.
  • the regeneration air supply passage 30 has a pipe line 30 ⁇ / b> A whose upstream end is connected to the outside air inlet 32.
  • This pipe line 30A is formed of, for example, a metal material such as a stainless steel pipe, and the downstream side branches to become branch pipes 30A1, 30A2 (in the illustrated embodiment, two branch pipes 30A1 and 30A2), It connects to the 2nd chamber 14 of each deodorizer 16a, 16b .... Further, valves 31a, 31b,... Are attached to the branch pipes 30A1, 30A2,. For this reason, this regeneration air supply flow path 30 can switchably feed outside air as regeneration air CA to any one of the second chambers 14 of the deodorizers 16a, 16b.
  • a pre-filter 33a and a medium performance filter 33b are arranged in this order from the upstream side to the downstream side as needed on the upstream side of the conduit 30A of the regeneration air supply passage 30. It is attached with. By the cooperation of these filters, dust and the like are removed from the outside air introduced into the regenerative air supply flow path 30, and the regenerative air CA is obtained at room temperature.
  • the regeneration air discharge flow path 34 is concentrated with the adsorbent 40 of the malodorous component adsorption structure 10 via the regeneration air CA supplied to the deodorizers 16a, 16b. This is for discharging the components into the outside air, and has a pipe line 34A through which the regeneration air CA with the concentrated malodorous component flows.
  • This pipe line 34A is formed of a metal material such as a stainless steel pipe, for example, and its upstream side branches to become branch pipes 34A1, 34A2 (two branch pipes 34A1 and 34A2 in the illustrated embodiment), It connects to the 1st chamber 12 of each deodorizer 16a, 16b .... Further, valves 35a, 35b,... Are attached to the branch pipes 34A1, 34A2,.
  • a discharge fan 38 that sucks the regenerated air CA accompanied by concentrated malodorous components is attached to the downstream side of the conduit 34A, and the downstream end of the conduit 34A is connected to the regeneration exhaust port 36. .
  • a decomposing device 46 for decomposing malodorous components is attached between the exhaust fan 38 and the regeneration exhaust port 36 in the pipe 34 ⁇ / b> A.
  • the decomposition device 46 may be any decomposition method as long as it can decompose malodorous components into an odorless and harmless state, for example, combustion method, ozone oxidation method, catalytic decomposition method, plasma decomposition.
  • a method and a photocatalytic decomposition method can be used.
  • the malodorous component is a flammable component such as VOC
  • the malodorous component is concentrated to the self-burning concentration by the malodorous component adsorption structure 10 of the deodorizers 16a and 16b, and the malodorous component is absorbed from the adsorbent 40.
  • the malodorous component is self-combusted triggered by the heating by the heating means 44 at the time of releasing the gas, it can be omitted.
  • Reference numeral 56 in the figure is a return air duct in which the deodorized air DA supplied to the deodorization target space DR is again charged with malodorous components and turned into return air RA.
  • Reference numeral 58 denotes the return air duct 56. Is a return air pipe that feeds the return air RA sent to the return air inlet 20.
  • the valves, the heating means 44, the processing fan 24, the exhaust fan 38, etc. of the deodorizing apparatus configured as described above are connected to control means (not shown) and controlled so as to perform a predetermined operation by the control means. Has been.
  • control means not shown
  • the deodorizing apparatus configured as described above, at least one of the deodorizers 16a, 16b,. DA is generated, and at least one of the internal adsorbents 40 is regenerated and cooled.
  • the lower deodorizer 16b removes malodorous components from the return air RA to generate deodorized air DA
  • the upper deodorizer 16a uses the adsorbent 40. Regeneration / cooling.
  • FIG. 3 shows the state after the switching. That is, for the deodorizing apparatus in the state of FIG. 1, the valve 23a of the return air supply flow path 22 is opened and the valve 23b is closed. Further, the valve 29a of the deodorized air supply passage 28 is opened and the valve 29b is closed. Further, the valve 31b of the regeneration air supply passage 30 and the valve 35b of the regeneration air discharge passage 34 are opened, and the valve 31a of the regeneration air supply passage 30 and the valve 35a of the regeneration air discharge passage 34 are closed.
  • the heating means 44 of the deodorizer 16b is operated.
  • deodorized air DA is generated by the upper deodorizer 16a
  • the adsorbent 40 is regenerated by the lower deodorizer 16b.
  • the operation of the heating means 44 of the deodorizer 16b is stopped.
  • the cooling of the adsorbent 40 by the room temperature regeneration air CA flowing through the deodorizer 16b is started.
  • such switching operation of each valve and on / off of each heating means 44 are sequentially performed, and the operation of the deodorizers 16a and 16b is sequentially switched.
  • the heating temperature when the adsorbent 40 is heated to regenerate the malodorous component adsorption force is 200 ° C. It can be raised to about 300 ° C. Therefore, the adsorbent 40 is heated at a high temperature of approximately 200 ° C. to 300 ° C. during the regeneration of the malodor adsorbing power of the adsorbent 40, thereby adsorbing the VOC adsorbed by the adsorbent 40 and other organic malodorous components.
  • the material 40 can be quickly detached.
  • FIG. 4 Another embodiment (second example) shown in FIG. 4, that is, an example in which the fixed deodorization tower 18 is constituted by four deodorizers 16 a, 16 b, 16 c and 16 d will be described.
  • the difference from the first embodiment described above is that as the number of deodorizers is increased to four, the piping system and each valve attached thereto are also increased, and as described in detail below, A valve having the same function is accommodated in each of the ducts 60, 62, 64, and 66, and these ducts 60, 62, 64, and 66 have the function of branch pipes in each pipeline. It is.
  • the duct 60 communicates with the downstream end of the conduit 22 ⁇ / b> A, and integrates the functions of the branch pipes of the conduit 22 ⁇ / b> A in the return air supply passage 22.
  • valves 23a, 23b, 23c and 23d are accommodated.
  • the duct 62 communicates with the upstream end of the conduit 28A, and is an integrated function of the branch pipe of the conduit 28A in the deodorized air supply passage 28.
  • valves 29a, 29b, 29c, and 29d are accommodated.
  • the duct 64 communicates with the downstream end of the pipe line 30 ⁇ / b> A, and integrates the functions of the branch pipes of the pipe line 30 ⁇ / b> A in the regeneration air supply flow path 30.
  • valves 31a, 31b, 31c, and 31d are accommodated.
  • the duct 66 communicates with the upstream end of the pipe line 34A, and integrates the functions of the branch pipes of the pipe line 34A in the regeneration air discharge flow path 34.
  • valves 35a, 35b, 35c and 35d are accommodated.
  • the valves 23a, 23b, 23c of the return air supply flow path 22 the valves 29a, 29b, 29c of the deodorized air supply flow path 28, the valve 31d of the regeneration air supply flow path 30, and the regeneration
  • the deodorizing air DA is generated by the three units of the deodorizers 16a, 16b and 16c, and the deodorizer 16d
  • the adsorbent 40 is regenerated and cooled.
  • the fixed deodorizing tower 18 is composed of four deodorizers 16a, 16b, 16c, and 16d.
  • the capacity of the deodorized air DA to be generated can be increased as compared with the above, and the pressure fluctuation in the flow path at the time of switching various air flow paths and hunting associated therewith can be reduced.
  • the configuration of the device is simplified, and the degree of freedom in equipment design including the deodorizing device can be increased.
  • FIG. 5 Another embodiment (third example) shown in FIG. 5 will be described.
  • the difference from the second embodiment described above is that the regeneration air CA is taken out from the duct 60 instead of outside air. Since the other parts are the same as those of the second embodiment, the description of the second embodiment is used to replace the description of the present embodiment.
  • the upstream end of the conduit 30A of the regeneration air supply passage 30 communicates with the duct 60, and a part of the return air RA is extracted as the ordinary temperature regeneration air CA. Yes.
  • the exhaust fan 38 for sucking the regenerative air CA can be omitted or changed to a small one with a small air volume as shown in FIG. Can do.
  • 10 bad odor component adsorbing structure
  • 12 first chamber
  • 14 second chamber
  • 16a, 16b, 16c, 16d deodorizer
  • 18 fixed deodorization tower
  • 20 return air inlet
  • 22 return air supply flow Road
  • 26 Deodorized air outlet
  • 28 Deodorized air supply flow path
  • 30 Regeneration air supply flow path
  • 34 Regeneration air discharge flow path
  • 36 Regeneration exhaust port
  • 40 Adsorbent
  • 42 Casing
  • 44 Heating means
  • 46 decomposition device
  • DR space for deodorization
  • RA return air
  • CA regeneration air
  • DA deodorization air.

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Abstract

本発明の脱臭装置は、無機の多孔質材料を主体とした物理的吸着材そのものを粒状又は塊状で使用しているので、悪臭成分吸着構造体(10)の単位容積当たりの悪臭成分吸着量を極大化できる。また、加熱手段(44)が吸着材(40)を直に加熱するので、吸着材(40)に吸着された悪臭成分が無駄なく昇温して吸着材(40)から離脱し、常温の再生エア(CA)でその離脱した悪臭成分を脱臭器(16a,16b…)から押し出すことにより、少ないエネルギー消費量で吸着材(40)の再生が可能となる。そして、固定式脱臭塔(18)が少なくとも2基以上の脱臭器(16a,16b…)を備えているので、戻りエア(CA)の脱臭および吸着材(40)の再生・冷却と言った2つの異なる工程を、従来のロータリー式のものと同様に、同時に実行することができる。

Description

脱臭装置
 本発明は、処理対象空気中に含まれているホルムアルデヒド,トルエン,フロン類,ベンゼン,クロロメタンおよびシクロヘキサン等と言った揮発性有機化合物(VOC)やその他の有機ガス等からなる悪臭成分を当該処理対象空気中から除去する脱臭装置に関する。
 上記の脱臭に使用される装置として、従来では、下記の特許文献1(日本国・特開2002-102645号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、悪臭成分である有機ガスを濃縮する装置で、次のように構成されている。
 ハニカム構造の吸着ローターの上流側に同じくハニカム構造の湿気交換ローターを配置し、その湿気交換ローターを通過することで除湿された空気を吸着ローターの吸着ゾーン及びパージゾーンに送り込む。そして、パージゾーンを透過した空気をヒータにて加熱し、加熱された空気を再び吸着ローターの脱着ゾーンに送り込んで、吸着ローターに吸着されている有機ガス、すなわち悪臭成分を離脱させる。
 この従来技術によれば、被処理空気(処理対象空気)の湿度が高くても被処理空気が吸着ローターに入る前に湿度を下げることができ、吸着ローターの悪臭成分吸着能力を高く維持することができる、としている。
特開2002-102645号公報
 しかしながら、上記の従来技術には次の問題がある。
 すなわち、上記従来の有機ガス濃縮装置は、吸着ローターや湿気交換ローターが常時回転する所謂ロータリー式の装置であり、湿気交換ローターを配置して吸着ローターの悪臭成分吸着能力を高く維持できたとしても、吸着ローターとその吸着ローターを吸着ゾーン及びパージゾーンに仕切るための仕切板との隙間から生じるリークを完全になくすことは出来ない。このため、被処理空気からの悪臭成分除去効率をいくら改善したとしても、実質的にその値は95%程度が限界であり、以前に比べて更に高い環境基準(限りなく100%に近い除去効率)が要求される最近の顧客ニーズに応えるのが困難であると言う問題があった。
 加えて、かかる装置で使用される吸着ローターは、セラミック繊維等の無機繊維からなるペーパーをハニカム状に加工した構造体に、合成ゼオライトなどの吸着材を担持させたものである。このため、吸着ローターが吸着した悪臭成分を除去して吸着材を再生する際には、パージゾーンを透過した空気をヒータにて加熱して熱風を作り、かかる熱風で吸着材のみならずハニカム成形素材も同時に加熱しなければならないため、吸着材の再生時に多大なエネルギーが必要になる。つまり、ランニングコストの低減が困難であると言う問題もあった。
 それゆえに、本発明の目的は、悪臭成分、とりわけVOCやその他有機系の悪臭成分の除去性能に優れると共に、ランニングコストを低減して長時間安定的に稼働させることができる脱臭装置を提供することにある。
 上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図1から図3に示すように、脱臭装置を次のように構成した。
 悪臭成分吸着構造体10を介してその内部空間が第1室12及び第2室14に区画された脱臭器16a,16b…を、少なくとも2基以上備える固定式脱臭塔18、上流端が戻りエア入口20に接続され、下流端が上記の各脱臭器16a,16b…の第1室12に接続されて脱臭対象空間DRから排出された戻りエアRAを上記の各脱臭器16a,16b…の第1室12の何れかに切り換え可能に供給する戻りエア供給流路22、上流端が上記の各脱臭器16a,16b…の第2室14に接続され、下流端が脱臭エア出口26に接続されて上記の何れかの脱臭器16a,16b…の悪臭成分吸着構造体10を通過して脱臭された脱臭エアDAを脱臭エア出口26へと送給する脱臭エア送給流路28、上流端が上記の各脱臭器16a,16b…の第2室14に接続されて常温の再生エアCAを当該各脱臭器16a,16b…の第2室14の何れかに切り換え可能に送給する再生エア送給流路30、及び上流端が上記の各脱臭器16a,16b…の第1室12に接続され、下流端が再生排気口36に接続された再生エア排出流路34、とを備える。上記の悪臭成分吸着構造体10は、無機の多孔質材料を主体とし、空気中の悪臭成分を物理的に吸着する粒状又は塊状の吸着材40を有する。その吸着材40は、上記の脱臭器16a,16b…の内部空間を互いに気体の通流が可能な2つの室12,14に区画する通気性のケーシング42に収納される。そのケーシング42内に収納された上記の吸着材40の中には加熱手段44が埋設され、上記の吸着材40はその加熱手段44によって直に加熱される。
 本発明は、例えば、次の作用効果を奏する。
 悪臭成分吸着構造体に用いる吸着材として、無機の多孔質材料を主体とした物理的吸着材そのものを比表面積の大きな粒状又は塊状にして使用しているので、悪臭成分吸着構造体の単位容積当たりの悪臭成分吸着量を極大化させることができる。
 また、吸着材の悪臭成分吸着力を再生する際には、ケーシング内に収納された吸着材の中に埋設された加熱手段が吸着材のみを直に加熱するので、吸着材に吸着された悪臭成分が無駄なく昇温されて吸着材から離脱するようになる。このため、常温の再生エアでその離脱した悪臭成分を脱臭器から押し出すことにより、少ないエネルギー消費量で吸着材の再生を行うことができる。なお、本発明における「常温の再生エア」の「常温」とは、意図的に加熱も冷却もしていない状態のものをいう。
 さらに、固定式脱臭塔が少なくとも2基以上の脱臭器を備えているので、戻りエアの脱臭および吸着材の再生・冷却と言った2つの異なる工程を、エアの流路の切換えや加熱手段のオン・オフと言った操作だけで同時に進行させることができる。したがって、従来のロータリー式の脱臭装置のように多大な動力を使って吸着ローター等を回転移動させる必要がなく省エネルギーに資する。
 本発明においては、前記の脱臭器16a,16b…の内部空間が前記の悪臭成分吸着構造体10にて高さ方向に二分され、その悪臭成分吸着構造体10の上側に第1室12が形成され、下側に第2室14が形成されるのが好ましい。
 この場合、再生エアのように脱臭器内で高温となる気体は、当該脱臭器の下側から入り上側へと抜けるようになる。このため、気体の通流がスムーズで効率が良く、ランニングコストの低減にも繋がる。
 また、本発明においては、前記の再生エア排出流路34に、再生エアCA中に濃縮させた悪臭成分を分解させる分解装置46を取り付けるのが好ましい。
本発明の一実施形態(第1実施例)の脱臭装置を示すフロー図である。 本発明における固定式脱臭塔の一例を示す説明図である。 図1における流体の流れを切り換えた状態を示すフロー図である。 本発明の他の実施形態(第2実施例)の脱臭装置を示す模式図である。 本発明の他の実施形態(第3実施例)の脱臭装置を示す模式図である。
 以下、本発明の一実施形態を図1から図3によって説明する。まず、図1は、本発明の一実施形態(第1実施例)の脱臭装置を示すフロー図である。この図が示すように、本発明の脱臭装置は、処理対象空気(戻りエアRA)中のVOCやその他有機ガス等からなる悪臭成分を除去して清浄化した空気を脱臭対象空間DRへと供給するためのものである。この脱臭対象空間DRとしては、例えば、VOCが使用される印刷工場や塗装工場の建屋内空間、或いは、様々な臭気が発生する病院・介護施設や飲食店等の室内空間などを挙げることができる。
 そして、この脱臭装置は、固定式脱臭塔18,戻りエア供給流路22,脱臭エア送給流路28,再生エア送給流路30及び再生エア排出流路34で大略構成されている。
 固定式脱臭塔18は、戻りエア供給流路22を介して脱臭対象空間DRより戻される戻りエアRAを脱臭する装置であり、悪臭成分吸着構造体10を介してその内部空間が第1室12及び第2室14に区画された(図示実施形態では)2基の脱臭器16a,16bを備える。
 悪臭成分吸着構造体10は、図2に示すように、無機の多孔質材料を主体とし、空気中の悪臭成分を物理的に吸着する粒状又は塊状の吸着材40と、その吸着材40を収納すると共に、脱臭器16a,16bの内部空間を互いに気体の通流が可能な2つの室12,14に区画する通気性のケーシング42と、そのケーシング42内に収納された上記吸着材40の中に埋設されることによって当該吸着材40を直に加熱する加熱手段44とで構成される。
 上記の吸着材40を形成する無機の多孔質材料として、ゼオライト,シリカゲル,活性アルミナなどを挙げることができるが、例えば有機溶剤吸着特性と言ったような悪臭成分吸着特性や、取扱性などを考慮すれば、ゼオライトが特に好適である。なお、この吸着材40は、無機の多孔質材料を主体とする、すなわち無機の多孔質材料を吸着材40全体に対して50質量%より多く含むものであればよく、全てを無機の多孔質材料で構成する以外にも、例えば必要に応じて50質量%未満の活性炭など他の吸着材料を含むものであってもよい。
 通気性のケーシング42は、例えば、金属金網や耐熱性の樹脂網、或いはパンチングメタルやエキスパンドメタルなどのように、通気性を阻害せず、耐熱性と機械的強度に優れた材料で形成される。
 加熱手段44は、ケーシング42内に収納された吸着材40の中に埋設され、その吸着材40を直に加熱できるもの、より具体的には、吸着材40それ自体及び/又は吸着材40に吸着された悪臭成分を直に加熱して吸着材40から悪臭成分を離脱させることができるものであれば如何なる態様であってもよく、電熱ヒーターやマイクロ波加熱装置や高周波誘導加熱装置などが好適に用いられる。図2で示す実施形態の場合、この加熱手段44として、アルミナ管や石英管などからなるヒーターパイプ44aの中にニクロム線などの発熱体44bが装填されたシーズヒーターを、水平方向に蛇行させて略平面状に埋設したものを用いている。このような加熱手段44を用いれば、悪臭成分吸着構造体10の全体を迅速に且つコントロール容易に昇温させることができるようになる。
 因みに、加熱手段44としてマイクロ波加熱装置を用いる場合であって、ケーシング42を金属で形成した場合には、その表面をガラスや耐熱性の樹脂などでコーティングしておく必要がある。
 なお、図1から図3の図示実施形態では、固定式脱臭塔18として、2基の脱臭器16a,16bを備える場合を示しているが、この固定式脱臭塔18に設ける脱臭器16a,16b…の数は2基以上であればよく、目的とする脱臭エアの品質や必要量などに応じて適宜選択できる。例えば、固定式脱臭塔18に設ける脱臭器16a,16bの数を図示実施形態のように2基とすることによって、後述するような戻りエアRAの脱臭および吸着材40の再生・冷却と言った2つの異なる工程を同時に進行させることができるのに加え、脱臭装置のサイズをミニマム化できスペース効率に優れたものとなる。一方、固定式脱臭塔18に設ける脱臭器16a,16b…の数を3基以上とすることによって、脱臭エアの供給量を増やすことができるのに加え、脱臭運転する脱臭器16a,16b…を切り換える際に圧力変動やハンチング等が発生するのを抑制することができるようになる。
 また、固定式脱臭塔18を構成する脱臭器16a,16b…は、図2に示すように、その内部空間が悪臭成分吸着構造体10にて高さ方向に二分され、上側が第1室12、下側が第2室14となるように形成するのが好ましい。こうすることにより、再生エアCAのように脱臭器16a,16b…内で高温となる気体は、当該脱臭器16a,16b…の下側から入り上側へと抜けるようになる。このため、気体の通流がスムーズで効率が良く、ランニングコストの低減にも繋がる。
 戻りエア供給流路22は、脱臭対象空間DRから戻される戻りエアRAを固定式脱臭塔18へと供給する流路であり、上流端が戻りエア入口20に接続された管路22Aを有する。この管路22Aは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、途中で複数に枝分かれして分岐管22A1,22A2…(図示実施形態では分枝管22A1および22A2の2つ)となり、その下流端が各脱臭器16a,16bの第1室12に接続される。また、管路22Aの途中には、脱臭対象空間DRから排出された戻りエアRAを各脱臭器16a,16bの第1室12に向けて送給する処理ファン24が設けられると共に、戻りエア供給流路22の管路22Aが分岐した各分岐管22A1,22A2…のそれぞれには、バルブ23a,23b…が取り付けられる。かかるバルブ23a,23b…を開閉操作することによって、戻りエアRAの供給先が切り換えられる。なお、バルブ23a,23b…は、例えばバタフライ弁やボール弁などの通常のバルブのみならずダンパなどを用いるようにしてもよい(以下、全てのバルブ類について同じ。)。
 脱臭エア送給流路28は、脱臭器16a,16bの何れかの悪臭成分吸着構造体10を通過して脱臭された脱臭エアDAを脱臭エア出口26へと送給する流路であり、下流端がその脱臭エア出口26に接続された管路28Aを有する。なお、脱臭エア出口26を出た脱臭エアDAは、脱臭エア配管50及び脱臭エアダクト52を介して脱臭対象空間DRへと供給される。上記の管路28Aは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、途中で複数に枝分かれして分岐管28A1,28A2…(図示実施形態では分枝管28A1および28A2の2つ)となり、その上流端が各脱臭器16a,16bの第2室14に接続される。また、管路28Aの途中には脱臭エアDA中の粉塵などを除去するため中性能フィルター54が必要に応じて取り付けられる。
 管路28Aが分岐した各分岐管28A1,28A2…のそれぞれに、バルブ29a,29b…が取り付けられる。かかるバルブ29a,29b…を開閉操作することによって、脱臭エアDAの供給元が切り換えられる。
 再生エア送給流路30は、その上流端が外気入口32に接続された管路30Aを有する。この管路30Aは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、その下流側が分岐して分岐管30A1,30A2…(図示実施形態では分枝管30A1および30A2の2つ)となり、各脱臭器16a,16b…の第2室14に接続される。また、各分岐管30A1,30A2…のそれぞれには、バルブ31a,31b…が取り付けられる。このため、この再生エア送給流路30は、外気を再生エアCAとして上記の各脱臭器16a,16b…の第2室14の何れかに切り換え可能に送給することができる。
 また、図1に示すように、この再生エア送給流路30の管路30Aの上流側には、必要に応じてプレフィルター33aおよび中性能フィルター33bが上流側から下流側に向けてこの順で取り付けられる。これらのフィルターが協働することにより再生エア送給流路30へと導入する外気から粉塵等が除去され、常温の再生エアCAとなる。
 再生エア排出流路34は、脱臭器16a,16b…に供給された再生エアCAを介して、悪臭成分吸着構造体10の吸着材40で濃縮させた後、その吸着材40から離脱させた悪臭成分を外気中へと排出するためのものであり、濃縮させた悪臭成分を伴った再生エアCAが通流する管路34Aを有する。この管路34Aは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、その上流側が分岐して分岐管34A1,34A2…(図示実施形態では分枝管34A1および34A2の2つ)となり、各脱臭器16a,16b…の第1室12に接続される。また、各分岐管34A1,34A2…のそれぞれには、バルブ35a,35b…が取り付けられる。そして、この管路34Aの下流側には、濃縮された悪臭成分を伴った再生エアCAを吸引する排出ファン38が取り付けられると共に、当該管路34Aの下流端が再生排気口36に接続される。
 ここで、図1で示す実施形態では、管路34Aにおける排出ファン38と再生排気口36との間に、悪臭成分を分解するための分解装置46が取り付けられる。この分解装置46は、悪臭成分を無臭で且つ無害な状態に分解できるものであれば、その分解方法は如何なるものであってもよく、例えば、燃焼法,オゾン酸化法,触媒分解法,プラズマ分解法及び光触媒分解法などを用いることができる。
 この分解装置46は、例えば悪臭成分がVOCなどの可燃性成分であって、脱臭器16a,16bの悪臭成分吸着構造体10にてこの悪臭成分を自燃濃度まで濃縮し且つ吸着材40から悪臭成分を離脱させる際の加熱手段44による加熱などをきっかけに当該悪臭成分を自燃させるような場合には、省略することができる。
 なお、図中の符号56は、脱臭対象空間DRに供給した脱臭エアDAが再び悪臭成分を帯びて戻りエアRAとなったものが集められる戻りエアダクトであり、符号58は、戻りエアダクト56内へと送り込まれる戻りエアRAを戻りエア入口20へと送給する戻りエア配管である。
 以上のように構成された脱臭装置の各バルブ類,加熱手段44,処理ファン24および排気ファン38などは、図示しない制御手段に接続されており、その制御手段によって所定の動作をするように制御されている。
 そして、以上のように構成された脱臭装置を用いて脱臭対象空間DRに悪臭が取り除かれた脱臭エアDAを供給する際には、各脱臭器16a,16b…のうち、少なくとも1基で脱臭エアDAの生成を行い、少なくとも1基で内部の吸着材40の再生および冷却を行なう。
 例えば、図1及び2で示す実施形態の脱臭装置では、下段の脱臭器16bで戻りエアRA中から悪臭成分を除去して脱臭エアDAの生成を行なうと共に、上段の脱臭器16aで吸着材40の再生・冷却を行なっている。
 下段の脱臭器16bの悪臭成分吸着能力が限界に達すると、目的とする臭気除去レベルの脱臭エアDAを得るために脱臭器16a,16bの切り換えが必要になる。その切り換え後の状態を示したのが図3である。すなわち、図1の状態にある脱臭装置について、戻りエア供給流路22のバルブ23aを開操作すると共にバルブ23bを閉操作する。また、脱臭エア送給流路28のバルブ29aを開操作すると共にバルブ29bを閉操作する。さらに、再生エア送給流路30のバルブ31bおよび再生エア排出流路34のバルブ35bを開操作すると共に再生エア送給流路30のバルブ31aおよび再生エア排出流路34のバルブ35aを閉操作し、脱臭器16bの加熱手段44を作動させる。そうすることで、上段の脱臭器16aで脱臭エアDAの生成が行なわれると共に、下段の脱臭器16bで吸着材40の再生が行なわれる。そして、その吸着材40の再生、すなわち脱臭器16bの吸着材40に吸着させた悪臭成分の離脱が完了すると、脱臭器16bの加熱手段44の作動を停止する。そうすると、脱臭器16bを通流する常温の再生エアCAによる吸着材40の冷却が開始される。
 以下、このような各バルブの切り換え操作および各加熱手段44のオン・オフが順に実行され、脱臭器16a,16bの動作の切り換えが逐次行なわれる。
 本実施形態の脱臭装置によれば、悪臭成分吸着構造体10が接着剤や樹脂パッキン類などを含まないため、吸着材40を加熱して悪臭成分吸着力を再生する際の加熱温度を200℃~300℃程度まで上げることができる。それゆえ、吸着材40の悪臭吸着力再生の際に当該吸着材40を概ね200℃~300℃の高温で加熱することにより、吸着材40が吸着したVOCやその他有機系の悪臭成分をその吸着材40から迅速に離脱させることができる。
 次に、図4で示す他の実施形態(第2実施例)、すなわち固定式脱臭塔18を4基の脱臭器16a,16b,16c,16dで構成する例について説明する。なお、上述した第1実施例と異なる点は、脱臭器の数を4基に増やすのに伴って配管系およびそれに付帯する各バルブも増やしている点と、以下で詳述するように、各バルブについて同じ機能を有するものをダクト60,62,64,66のそれぞれにまとめて収容し、これらのダクト60,62,64,66に各管路の分枝管の機能を持たせている点である。なお、これら以外の部分は前記第1実施例と同じであるので、前記第1実施例と同じ図番(符号)を付すと共に、前記第1実施例の説明を援用して本実施例の説明に代える。また、図番について枝番のみが異なるもの同士は同じ用途・機能を有するものであるため、同じ図番のものと同様に前記第1実施例の説明を援用する。
 ダクト60は管路22Aの下流端と連通しており、戻りエア供給流路22における管路22Aの分枝管の機能を集約したものである。このダクト60の内部には、バルブ23a,23b,23c,23dが収納される。
 ダクト62は管路28Aの上流端と連通しており、脱臭エア送給流路28における管路28Aの分枝管の機能を集約したものである。このダクト62の内部には、バルブ29a,29b,29c,29dが収納される。
 ダクト64は管路30Aの下流端と連通しており、再生エア送給流路30における管路30Aの分枝管の機能を集約したものである。このダクト64の内部には、バルブ31a,31b,31c,31dが収納される。
 ダクト66は管路34Aの上流端と連通しており、再生エア排出流路34における管路34Aの分枝管の機能を集約したものである。このダクト66の内部には、バルブ35a,35b,35c,35dが収納される。
 そして、図4のように、戻りエア供給流路22のバルブ23a,23b,23c、脱臭エア送給流路28のバルブ29a,29b,29c、再生エア送給流路30のバルブ31d、および再生エア排出流路34のバルブ35dを開操作し、残りの全てのバルブ類を閉操作した状態では、脱臭器16a,16b,16cの3基で脱臭エアDAの生成が行なわれ、脱臭器16dで吸着材40の再生・冷却が行なわれる。
 以上のように構成された第2実施例の脱臭装置によれば、固定式脱臭塔18を4基の脱臭器16a,16b,16c,16dで構成しているので、前述の第1実施例のものに比べて生成する脱臭エアDAの容量を大きくすることができると共に、各種エア通流径路切り換え時における流路内の圧力変動やそれに伴うハンチングなどを低減することができるようになる。また、細かな配管系を減らしてダクトに集約していることから、装置の構成がシンプルになり脱臭装置を含めた設備設計の自由度を高めることができる。
 次に、図5で示す他の実施形態(第3実施例)について説明する。なお、上述した第2実施例と異なる点は、再生エアCAを外気ではなくダクト60から取り出している点である。なお、これら以外の部分は前記第2実施例と同じであるので、前記第2実施例の説明を援用して本実施例の説明に代える。
 この図5に示す実施形態では、再生エア送給流路30の管路30Aの上流端がダクト60に連通しており、戻りエアRAの一部を常温の再生エアCAとして抜き出すようになっている。
 このように常温の再生エアCAを外気ではなく戻りエアRAから抜き取ることにより、図5に示すように再生エアCAを吸引する排出ファン38を省略できるか或いは風量の小さな小型のものに変更することができる。
 10:悪臭成分吸着構造体,12:第1室,14:第2室,16a・16b・16c・16d:脱臭器,18:固定式脱臭塔,20:戻りエア入口,22:戻りエア供給流路,26:脱臭エア出口,28:脱臭エア送給流路,30:再生エア送給流路,34:再生エア排出流路,36:再生排気口,40:吸着材,42:ケーシング,44:加熱手段,46:分解装置,DR:脱臭対象空間,RA:戻りエア,CA:再生エア,DA:脱臭エア.

Claims (3)

  1.  悪臭成分吸着構造体(10)を介してその内部空間が第1室(12)及び第2室(14)に区画された脱臭器(16a,16b…)を、少なくとも2基以上備える固定式脱臭塔(18)、
     上流端が戻りエア入口(20)に接続され、下流端が上記の各脱臭器(16a,16b…)の第1室(12)に接続されて脱臭対象空間(DR)から排出された戻りエア(RA)を上記の各脱臭器(16a,16b…)の第1室(12)の何れかに切り換え可能に供給する戻りエア供給流路(22)、
     上流端が上記の各脱臭器(16a,16b…)の第2室(14)に接続され、下流端が脱臭エア出口(26)に接続されて上記の何れかの脱臭器(16a,16b…)の悪臭成分吸着構造体(10)を通過して脱臭された脱臭エア(DA)を脱臭エア出口(26)へと送給する脱臭エア送給流路(28)、
     上流端が上記の各脱臭器(16a,16b…)の第2室(14)に接続されて常温の再生エア(CA)を当該各脱臭器(16a,16b…)の第2室(14)の何れかに切り換え可能に送給する再生エア送給流路(30)、及び
     上流端が上記の各脱臭器(16a,16b…)の第1室(12)に接続され、下流端が再生排気口(36)に接続された再生エア排出流路(34)、とを備えた脱臭装置であって、
     上記の悪臭成分吸着構造体(10)は、無機の多孔質材料を主体とし、空気中の悪臭成分を物理的に吸着する粒状又は塊状の吸着材(40)と、その吸着材(40)を収納すると共に、上記の脱臭器(16a,16b…)の内部空間を互いに気体の通流が可能な2つの室(12,14)に区画する通気性のケーシング(42)と、そのケーシング(42)内に収納された上記吸着材(40)の中に埋設されることによって当該吸着材(40)を直に加熱する加熱手段(44)とで構成されている、
    ことを特徴とする脱臭装置。
  2.  請求項1に記載の脱臭装置において、
     前記脱臭器(16a,16b…)は、その内部空間が前記の悪臭成分吸着構造体(10)にて高さ方向に二分され、上記の悪臭成分吸着構造体(10)の上側に第1室(12)が形成され、下側に第2室(14)が形成される、ことを特徴とする脱臭装置。
  3.  請求項1又は2に記載の脱臭装置において、
     前記の再生エア排出流路(34)には、再生エア(CA)中に濃縮させた悪臭成分を分解させる分解装置(46)が取り付けられる、ことを特徴とする脱臭装置。
     
     
     
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