(57)【要約】【課題】小型化が容易なガス処理装置の活性炭塔を提供する。【解決手段】被処理ガス中の溶剤を活性炭１４により吸着し、溶剤を吸着した活性炭１４を加熱して溶剤を脱着させるガス処理装置の活性炭塔１０において、円筒状の活性炭塔１０の外周壁に、内蔵する活性炭に接するように第１の電極３０を配設するとともにこの第１の電極３０を接地し、活性炭塔１０の内部でその中心軸の位置に第１の電極３０と絶縁状態で円柱状または円筒状の第２の電極３２を配設して第１と第２の電極３０、３２の間に活性炭１４が介在するようになし、第１と第２の電極３０、３２の間に電圧を印加して活性炭１４に電流を流してジュール熱により発熱させて、活性炭１４を加熱して溶剤を脱着させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理ガス中の溶剤を活性炭により吸着し、前記溶剤を吸着した前記活性炭を加熱して前記活性炭より前記溶剤を脱着させるガス処理装置の活性炭塔において、前記活性炭塔の外周壁に、内蔵する前記活性炭に接するように第１の電極を配設するとともにこの第１の電極を接地し、前記活性炭塔の内部に前記第１の電極と絶縁状態で第２の電極を配設して前記第１と第２の電極の間に前記活性炭が介在するようになし、前記第１と第２の電極の間に電圧を印加して前記活性炭に電流を流して発熱させるように構成したことを特徴とするガス処理装置の活性炭塔。
【請求項２】
請求項１記載のガス処理装置の活性炭塔において、前記活性炭塔が円筒状であり、前記活性炭塔の外周壁を前記第１の電極とし、前記円筒状の中心軸の位置に円柱状または円筒状の前記第２の電極を配設して構成したことを特徴とするガス処理装置の活性炭塔。
【請求項３】
請求項１または２記載のガス処理装置の活性炭塔において、交流電圧を１次側と２次側が絶縁された変圧器を介して前記第１と第２の電極に印加するように構成したことを特徴とするガス処理装置の活性炭塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶剤を用いる工程から排出される被処理ガス中に含まれる溶剤を浄化するガス処理装置の活性炭塔に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境汚染に対する関心が高まり、溶剤を用いる工程で排出される溶剤を含む被処理ガスを浄化して排出するとともに溶剤を回収することが要請されている。そこで、この溶剤を含む被処理ガスを浄化するガス処理装置として、例えば、特開平７−３９７１７号公報に記載された技術は次のようなものである。活性炭を内蔵した活性炭塔に溶剤を含む被処理ガスを流入させ、内蔵された活性炭により被処理ガス中に含まれる溶剤を吸着して、浄化されたガスが活性炭塔から浄化ガスとして排出される。溶剤を吸着した活性炭はヒータにより加熱され、活性炭より溶剤を脱着させて適宜な手段で溶剤が回収される。活性炭塔を２基配設して、それぞれの活性炭塔で溶剤の吸着と脱着が交互に行われる。この活性炭から溶剤を脱着させるための加熱手段としては、特開平７−２５６０９８号公報に、活性炭塔に内蔵される活性炭の上下両端にそれぞれ接するように電極を設け、この２つの電極間に電圧を印加して活性炭に電流を流して活性炭を発熱させる技術が示されている。他の加熱手段としては、活性炭塔に内蔵された活性炭を熱伝導により加熱するように、活性炭塔の内部に多数のパイプを配設し、これらのパイプ内に高温の蒸気を流すようにしたものもある。
【特許文献１】特開平７−３９７１７号公報
【特許文献２】特開平７−２５６０９８号公報
【０００３】
溶剤を吸着した活性炭を加熱する手段として、特開平７−２５６０９８号公報に示された活性炭に電流を流す技術は、大掛かりな装置とならず、活性炭塔の内部に多数のパイプを配設してこれらのパイプ内に高温の蒸気を流すようにした装置に比較して、小型化が容易である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開平７−２５６０９８号公報により提案されている技術では、電極に印加する電圧が活性炭塔の外周壁に漏洩しないように確実な絶縁が必要である。ところで、溶剤を吸着した活性炭から溶剤を脱着するためには、活性炭を約２００度まで加熱すれば良いが、活性炭を完全に再生するためには、約８００度以上にまで加熱する必要がある。そこで、活性炭の再生まで考慮するならば、絶縁物の熱膨張等のために、耐久性のある装置を製作しようとすると大きな装置とならざるを得ない。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の事情に鑑みてなされたもので、被処理ガス中の溶剤を浄化して浄化ガスを排出するための小型化が容易なガス処理装置の活性炭塔を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明のガス処理装置の活性炭塔は、被処理ガス中の溶剤を活性炭により吸着し、前記溶剤を吸着した前記活性炭を加熱して前記活性炭より前記溶剤を脱着させるガス処理装置の活性炭塔において、前記活性炭塔の外周壁に、内蔵する前記活性炭に接するように第１の電極を配設するとともにこの第１の電極を接地し、前記活性炭塔の内部に前記第１の電極と絶縁状態で第２の電極を配設して前記第１と第２の電極の間に前記活性炭が介在するようになし、前記第１と第２の電極の間に電圧を印加して前記活性炭に電流を流して発熱させるように構成されている。
【０００７】
そして、前記活性炭塔が円筒状であり、前記活性炭塔の外周壁を前記第１の電極とし、前記円筒状の中心軸の位置に円柱状または円筒状の前記第２の電極を配設して構成することができる。
【０００８】
さらに、交流電圧を１次側と２次側が絶縁された変圧器を介して前記第１と第２の電極に印加するように構成することも可能である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載のガス処理装置の活性炭塔は、活性炭塔の外周壁に、内蔵する活性炭に接するように第１の電極を配設するとともにこの第１の電極を接地したので、活性炭塔の外周壁と第１の電極を絶縁状態とする必要がなく、それだけ構造が簡単である。また、活性炭塔の内部に第１の電極と絶縁状態で第２の電極を配設して第１と第２の電極の間に活性炭が介在するようにしたので、第２の電極は活性炭に囲まれた状態であり、第２の電極の配設も簡単な構造で足りる。もって、活性炭塔を小型化するのが容易である。
【００１０】
そして、請求項２記載のガス処理装置の活性炭塔は、活性炭塔が円筒状であり、活性炭塔の外周壁を第１の電極としたので、活性炭塔の外周壁をステンレス等の耐熱性と導電性を有する金属で形成することで、第１の電極を容易に構成できる。そして、円筒状の中心軸の位置に円柱状または円筒状の第２の電極を配設したので、第１の電極としての外周壁までの距離が均等となり、活性炭に均等に電流が流れて、均等に発熱させることができる。
【００１１】
さらに、請求項３記載のガス処理装置の活性炭塔は、交流電圧を１次側と２次側が絶縁された変圧器を介して前記第１と第２の電極に印加するようにしたので、電源側の交流電圧の極性に係わらず、外周壁の第１の電極を接地することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のガス処理装置の活性炭塔の実施例につき、図１ないし図６を参照して説明する。図１は、本発明のガス処理装置の活性炭塔のブロック図である。図２は、電源として交流電圧を使用した加熱手段を示す図である。図３は、電源として直流電圧を使用した加熱手段を示す図である。図４は、図１に示すガス処理装置の活性炭塔において、第１の活性炭塔で溶剤を吸着し、第２の活性炭塔で溶剤を脱着する状態を示すブロック図である。図５は、図１に示すガス処理装置の活性炭塔において、第１の活性炭塔で溶剤を脱着し、第２の活性炭塔で溶剤を吸着する状態を示すブロック図である。図６は、図１に示すガス処理装置の活性炭塔の開閉弁とブロワーおよび通電加熱のタイムテーブルである。
【００１３】
図１において、２基の活性炭塔が設けられている。上下方向を軸とする円筒状の第１と第２の活性炭塔１０、１２の内部には、少なくとも下部にそれぞれ活性炭１４−１、１４−２が通過し得ない径の孔が多数穿設された床が配設され、活性炭塔の内部の下部にそれぞれ流入室１６−１、１６−２が形成される。また、第１と第２の活性炭塔１０、１２の内部で活性炭１４−１、１４−２の上部の空間に排出室１８−１、１８−２が形成されている。なお、第１と第２の活性炭塔１０、１２の内部で活性炭１４−１、１４−２の上端部に接するように多数の孔が穿設された床が配設されて、その上部が排出室１８−１、１８−２とされても良い。そして、それぞれの下部の流入室１６−１、１６−２には、第１の開閉弁２０−１、２０−２を介して溶剤を含む被処理ガスとしての原ガスを流入させる流路が開口されている。また、下部の流入室１６−１、１６−２には、ブロワー２２−１、２２−２と第２の開閉弁２４−１、２４−２をそれぞれに直列に介して窒素ガス等の不活性ガスを流入させる流路が開口されている。さらに、それぞれの上部の排出室１８−１、１８−２には、第３の開閉弁２６−１、２６−２を介して浄化されたガスが流出する流路が開口されている。また、上部の排出室１８−１、１８−２には、第４の開閉弁２８−１、２８−２を介して溶剤が濃縮されて含まれた溶剤濃縮ガスが流出する流路が開口されている。なお、第２の開閉弁２４−１、２４−２の開成とブロワ−２２−１、２２−２の回転（ＯＮ）は、連動してなされる。
【００１４】
円筒状の第１と第２の活性炭塔１０、１２の外周壁は、ステンレス等の耐熱性と導電性を有する金属で形成され、第１電極３０−１、３０−２としても作用する。しかも、この外周壁としての第１電極３０−１、３０−２が接地されている。また、円筒状の第１と第２の活性炭塔１０、１２の軸心の位置に円筒状または円柱状のステンレス等の耐熱性と導電性を有する金属で形成された第２電極３２−１、３２−２が配設される。この第２の電極３２−１、３２−２は、第１の電極３０−１、３０−２とは絶縁状態に構成されることは勿論である。なお、第２の電極３２−１、３２−２は、第１と第２の活性炭塔１０、１２の内部の下部の床と上部の床または他の手段で適宜に支持固定されている。そして、第１と第２の活性炭塔１０、１２の内部の下部と上部の床の間に活性炭１４−１、１４−２が内蔵され、第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２の間に活性炭１４−１、１４−２が介在する状態となる。さらに、図２に示すように、一例として、電源としての交流電圧３６が、スイッチ３８と１次側と２次側が絶縁された変圧器３４−１、３４−２を直列に介して、その２次側が第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２の間にそれぞれに印加される。また、図３に示すように、他の例としては、電源としての直流電圧４０がスイッチ３８を介して第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２の間にそれぞれに印加されても良い。この第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２の間に電圧を印加して活性炭１４−１、１４−２に電流を流してジュール熱により発熱させて、加熱手段が構成されている。
【００１５】
かかる構成からなるガス処理装置の活性炭塔の動作につき説明する。まず、最初は、第１の活性炭塔１０で溶剤の吸着がなされる。そして、第１の活性炭塔１０の活性炭１４−１に適宜な量の溶剤が吸着されると、次に第１の活性炭塔１０で溶剤の脱着がなされるとともに第２の活性炭塔１２で溶剤の吸着がなされるように切り換えられる。そこで、第２の活性炭塔１２の活性炭１４−２に適宜な量の溶剤が吸着されると、再び、第１の活性炭塔１０で溶剤の吸着がなされるとともに第２の活性炭塔１２で溶剤の脱着がなされるように切り換えられる。このように、第１の活性炭塔１０と第２の活性炭塔１２で交互に溶剤の吸着がなされ、その間に他方の第２と活性炭塔１２と第１の活性炭塔１０では交互に溶剤の脱着がなされる。第１の活性炭塔１０で溶剤の吸着がなされるともに第２の活性炭塔１２で溶剤の脱着がなされる状態は、図４で示すように、第１の活性炭塔１０に接続される流路の第１の開閉弁２０−１と第３の開閉弁２６−１が開成され、第２の開閉弁２４−１と第４の開閉弁２８−１が閉成され、ブロワー２２−１は回転されず（ＯＦＦ）、第１の活性炭塔１０の第１の電極３０−１と第２の電極３２−１の間に電圧が印加されない。そして、第２の活性炭塔１２に接続される流路の第１の開閉弁２０−２と第３の開閉弁２６−２が閉成され、第４の開閉弁２８−２が開成され、第２の活性炭塔１２の第１の電極３０−２と第２の電極３２−２の間に電圧が印加される。そして、吸着と脱着の切換がなされると、第１の活性炭塔１０で溶剤の脱着がなされるとともに第２の活性炭塔１２で溶剤の吸着がなされる状態は、図５で示すように、第１の活性炭塔１０に接続される流路の第１の開閉弁２０−１と第３の開閉弁２６−１が閉成され、第４の開閉弁２８−１が開成され、第１の活性炭塔１０の第１の電極３０−１と第２の電極３２−１の間に電圧が印加される。そして、第２の活性炭塔１２に接続される流路の第１の開閉弁２０−２と第３の開閉弁２６−２が開成され、第４の開閉弁２８−２が閉成され、第２の活性炭塔１２の第１の電極３０−２と第２の電極３２−２の間に電圧が印加されない。なお、図４および図５に示す状態は、吸着と脱着の基本的な工程部分を示すもので、工程を切り換える前に、第２の開閉弁２４−１、２４−２が開成されるとともにブロワ−２２−１、２２−２が回転され（ＯＮ）、図４および図５に示した状態と若干異なる操作がなされる。
【００１６】
吸着と脱着のにつき、その工程を切り換える前の操作も含めて、図６のタイムテーブルにもとずき、より詳細に説明する。図４において、第１の活性炭塔１０で、吸着において、第１の開閉弁２０−１を介して溶剤を含む被処理ガスとしての原ガスが流入すると、活性炭１４−１の隙間を通過することで溶剤が活性炭１４−１に吸着され、浄化された浄化ガスが第３の開閉弁２６−１を介して外部に浄化ガスとして排出される。そして、活性炭１４−１に吸着された溶剤の量が適宜な所定値に達すると、第１の開閉弁２０−１を閉成して原ガスの流入を停止させ、第２の開閉弁２４−１を開成するとともにブロワー２２−１を回転させる（ＯＮ）。すると、不活性ガスである窒素ガス等が第１の活性炭塔１０内に流入し、第１の活性炭塔１０内に残存する浄化ガスが第３の開閉弁２６−１を介して外部に排出される。この窒素ガスを適宜に設定された所定量または所定時間だけ流入させて、第１の活性炭塔１０の内部を不活性ガスで充満した後に、第１の活性炭塔１０は吸着から脱着にその工程が切り換えられる。脱着に切り換えられた第１の活性炭塔１０は、図５に示すように、第１の電極３０−１と第２の電極３２−１の間に電圧が印加されて、活性炭１４−１に電流が流れ、ジュール熱により活性炭１４−１が約２００度まで熱せられ、吸着された溶剤が活性炭１４−１から脱着され、第４の開閉弁２８−１を介して外部に溶剤が濃縮されて含まれる溶剤濃縮ガスとして排出される。活性炭１４−１からの溶剤の脱着が適宜に設定された所定値までなされると、第２の開閉弁２４−１が開成されるとともにブロワー２２−１が回転されて（ＯＮ）、窒素ガスが第１の活性炭塔１０に流入し、脱着された溶剤が濃縮された溶剤濃縮ガスが第４の開閉弁２８−１を介して外部に強制的に排出される。電圧の印加による溶剤の脱着とともに、脱着された溶剤の強制的な排出がしばらくなされた後に、電圧の印加が停止されて脱着が停止される。そして、その後も流入する窒素ガスで活性炭１４−１が冷却され、活性炭１４−１が所定の温度まで低下して所望の吸着作用を奏するようになると、第２の開閉弁２４−１が閉成されるとともにブロワー２２−１の回転が停止される。このようにして脱着が終了し、第１の活性炭塔１０は、再び吸着に切り換えられる。第２の活性炭塔１２の操作は、第１の活性炭塔１０が吸着状態のときに、これと反対に脱着がなされれば良く、第１の活性炭塔１０の操作と同じであり、その説明を省略する。
【００１７】
かかる構成からなる本発明のガス処理装置の活性炭塔にあっては、第１と第２の活性炭塔１０、１２の外周壁を、内蔵する活性炭１４−１、１４−２に接する第１の電極３０−１、３０−２とし、しかもこの第１の電極３０−１、３０−２を接地したので、第１と第２の活性炭塔１０、１２の外周壁と第１の電極３０−１、３０−２を絶縁状態とする必要がなく、極めて構造が簡単であり、それだけ小型化が容易である。また、第１と第２活性炭塔１０、１２の内部に第２の電極３２−１、３２−２を配設して、第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２の間に活性炭１４−１、１４−２が介在するようにしたので、第２の電極３２−１、３２−２は活性炭１４−１、１４−２に囲まれた状態であり、第２の電極３２−１、３２−２の配設も簡単な構造で足りる。もって、第１と第２の活性炭塔１０、１２を小型化するのが容易である。そして、第１と第２の活性炭塔１０、１２を円筒状として、その外周壁をステンレス等の耐熱性と導電性を有する金属で形成するならば、第１の電極３０−１、３０−２を容易に構成できる。しかも、円筒状の中心軸の位置に円柱状または円筒状の第２の電極３２−１、３２−２を配設すれば、外周壁までの距離が均等となり、第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２の間の活性炭１４−１、１４−２の厚さが軸回りで均等となり、活性炭１４−１、１４−２に流れる電流も軸回りで均等に流れて、均等に発熱させることができる。そしてさらに、交流電圧３６を１次側と２次側が絶縁された変圧器３４−１、３４−２を介して第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２にそれぞれに印加するならば、電源側の交流電圧３６の極性に係わらず、外周壁の第１の電極３０−１、３０−２を接地することができる。
【００１８】
なお、上記実施例において、第１と第２の活性炭塔１０、１２が設けられているが、１基の活性炭塔により、吸着と脱着を交互に切り換えても良い。また、活性炭塔を３基以上設けて、活性炭塔を直列接続および並列接続するなどにより吸着と脱着の台数を適宜に設定しても良い。そして、交流電圧３６を適宜な公知手段で直流電圧に変換して、第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２の間に印加しても良い。さらに、第１の電極３０−１、３０−２と第２の電極３２−１、３２−２の間に大きな電流を流すことで、活性炭１４−１、１４−２を約８００度の高温まで加熱して、活性炭１４−１、１４−２を完全に再生することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のガス処理装置の活性炭塔のブロック図である。
【図２】電源として交流電圧を使用した加熱手段を示す図である。
【図３】電源として直流電圧を使用した加熱手段を示す図である。
【図４】図１に示すガス処理装置の活性炭塔において、第１の活性炭塔で溶剤を吸着し、第２の活性炭塔で溶剤を脱着する状態を示すブロック図である。
【図５】図１に示すガス処理装置の活性炭塔において、第１の活性炭塔で溶剤を脱着し、第２の活性炭塔で溶剤を吸着する状態を示すブロック図である。
【図６】図１に示すガス処理装置の活性炭塔の開閉弁とブロワーおよび通電加熱のタイムテーブルである。図１に示す測定セルの縦断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  第１の活性炭塔
１２  第２の活性炭塔
１４−１、１４−２  活性炭
１６−１、１６−２  流入室
１８−１、１８−２  排出室
２０−１、２０−２  第１の開閉弁
２２−１、２２−２  ブロワー
２４−１、２４−２  第２の開閉弁
２６−１、２６−２  第３の開閉弁
２８−１、２８−２  第４の開閉弁
３０−１、３０−２  第１の電極
３２−１、３２−２  第２の電極
３４−１、３４−２  変圧器
３６  交流電圧
３８  スイッチ
４０  直流電圧
【図１】
2010149066.tif 000003
【図２】
2010149066.tif 000004
【図３】
2010149066.tif 000005
【図４】
2010149066.tif 000006
【図５】
2010149066.tif 000007
【図６】
2010149066.tif 000008