(57)【要約】【課題】より大量に適切且つ効率よく再生でき、より高いコストパーフォーマンスが期待できる吸着剤の再生方法及びその装置を提供すること。【解決手段】使用済みの粒状の吸着剤を再生するために収容する筒状の再生塔１０と、その再生塔１０に圧縮空気を供給するエアコンプレッサー２１と、そのエアコンプレッサー２１と再生塔１０の下側との間に設けられて圧縮空気の通路になる給気路２０と、その給気路２０中に設けられ、圧縮空気を所要の温度まで加熱させて相対湿度を低下させる給気用ヒーター２２と、再生塔１０の上側に接続されて設けられ、吸着剤を乾燥させた後の圧縮空気を排出するための排気路３０とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済みの粒状の吸着剤が収容された筒状の再生塔に、加熱乾燥された圧縮空気を導入することによって、該吸着剤を再生する吸着剤の再生方法であって、
前記加熱乾燥された圧縮空気を、前記再生塔の下側から上側へ通過させるように給気することを特徴とする吸着剤の再生方法。
【請求項２】
前記加熱乾燥された圧縮空気は、給気用ヒーターによって相対湿度を低下させるように加熱されること及び／又はヒートレスエアドライヤーによって露点温度を低下させるように乾燥されることで供給されることを特徴とする請求項１記載の吸着剤の再生方法。
【請求項３】
使用済みの粒状の吸着剤を再生するために収容する筒状の再生塔と、
該再生塔に圧縮空気を供給するエアコンプレッサーと、
該エアコンプレッサーと前記再生塔の下側との間に設けられて前記圧縮空気の通路になる給気路と、
該給気路中に配され、前記圧縮空気を所要の温度まで加熱させて相対湿度を低下させる給気用ヒーターと、
前記再生塔の上側に接続されて設けられ、前記吸着剤を乾燥させた後の前記圧縮空気を排出するための排気路とを具備することを特徴とする吸着剤の再生装置。
【請求項４】
前記給気路における前記給気用ヒーターよりも上流側に、前記圧縮空気を加熱せずに乾燥させて露点温度を低下させるヒートレスエアドライヤーが配されていることを特徴とする請求項３記載の吸着剤の再生装置。
【請求項５】
前記排気路中に配され、揮発性有機化合物が触媒の作用によって効率よく酸化できる所要の温度まで加熱されるように、前記圧縮空気の排気を加熱する排気用ヒーターと、
前記排気路における前記排気用ヒーターよりも下流側に配された酸化触媒フィルタとが設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載の吸着剤の再生装置。
【請求項６】
前記排気路の前記酸化触媒フィルタの下流側における流路と、前記給気路の前記給気用ヒーターの上流側における流路とを、接するように配することで構成される熱交換器を備えることを特徴とする請求項５に記載の吸着剤の再生装置。
【請求項７】
前記吸着剤の前記再生塔への投入口が該再生塔の上端部に設けられ、前記吸着剤の前記再生塔からの回収口が該再生塔の下端部に設けられていると共に、前記吸着剤を収納缶から吸引によって前記投入口へ移送する充填用ポンプと、前記吸着剤を前記回収口から吸引によって前記収納缶へ移送する回収用ポンプとを備えることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の吸着剤の再生装置。
【請求項８】
前記給気路の前記給気用ヒーターの上流側に設けられた圧力センサと露点センサと流量センサ、及び前記給気路と前記再生塔と前記排気路に設けられた各温度センサのうち、少なくとも一つのセンサによって出力された信号に基づいて、前記給気路に設けられた入口バルブと前記排気路に設けられた出口バルブの開閉操作、及び前記給気用ヒーターのスイッチ操作のうち少なくとも一つの操作を行うための信号を出力する制御装置を備えることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の吸着剤の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済みの粒状の吸着剤を加熱乾燥することによって再生する吸着剤の再生方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートレスエアドライヤー等には、空気中の水分等を効率よく吸着できるゼオライト（アルミノ珪酸塩）、シリカゲル、活性アルミナなどの多孔体が、吸着剤として用いられている。
このような吸着剤にあっては、長時間の使用によって、その吸着性能が低下する。そのため、例えば吸着剤カートリッジが組み込まれたヒートレスエアドライヤー（特許文献１参照）では、その吸着剤カートリッジを定期的に交換して適切な性能を維持している。そして、その使用済みの吸着剤カートリッジは、廃棄処分になっている。
【０００３】
また、その吸着剤カートリッジに充填されていた使用済みの吸着剤は、一部が路盤原料として道路に使用される他は、ほとんどが産業廃棄物として埋め立て処分されている。このように従来から、使用済みの吸着剤は、リサイクルシステムの中で大量に再生されて再利用されることがなかった。
【０００４】
一方、上記のような使用済み吸着剤は、加熱等によって乾燥させることによって再生できることは周知である。そこで、吸着剤を適切且つ効率よく再生できれば、資源の有効な再利用を図ることができ、廃棄物を減量化することで環境保全の一助になる。
【０００５】
これに対して、本特許出願人は、先に、使用済吸着材をマイクロ波（高周波）による加熱を利用して処理することにより、吸着物質が略完全に除去された再生吸着材を得る吸着材再生装置を提案してある（特許文献２、３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３５０９１７号公報（要約、第１図）
【特許文献２】特開２００８−１８８４９０号公報（要約、第１図）
【特許文献３】特開２００８−１８８４９１号公報（要約、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
吸着剤の再生方法及びその装置に関して解決しようとする問題点は、より大量に適切且つ効率よく再生でき、より高いコストパーフォーマンスが期待できる方法や装置が検討されていなかった点にある。
そこで本発明の目的は、より大量に適切且つ効率よく再生でき、より高いコストパーフォーマンスが期待できる吸着剤の再生方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる吸着剤の再生方法の一形態によれば、使用済みの粒状の吸着剤が収容された筒状の再生塔に、加熱乾燥された圧縮空気を導入することによって、該吸着剤を再生する吸着剤の再生方法であって、前記加熱乾燥された圧縮空気を、前記再生塔の下側から上側へ通過させるように給気することを特徴とする。
また、本発明にかかる吸着剤の再生方法の一形態によれば、前記加熱乾燥された圧縮空気は、給気用ヒーターによって相対湿度を低下させるように加熱されること及び／又はヒートレスエアドライヤーによって露点温度を低下させるように乾燥されることで供給されることを特徴とすることができる。
【０００９】
また、本発明にかかる吸着剤の再生装置の一形態によれば、使用済みの粒状の吸着剤を再生するために収容する筒状の再生塔と、該再生塔に圧縮空気を供給するエアコンプレッサーと、該エアコンプレッサーと前記再生塔の下側との間に設けられて前記圧縮空気の通路になる給気路と、該給気路中に配され、前記圧縮空気を所要の温度まで加熱させて相対湿度を低下させる給気用ヒーターと、前記再生塔の上側に接続されて設けられ、前記吸着剤を乾燥させた後の前記圧縮空気を排出するための排気路とを具備する。
【００１０】
また、本発明にかかる吸着剤の再生装置の一形態によれば、前記給気路における前記給気用ヒーターよりも上流側に、前記圧縮空気を加熱せずに乾燥させて露点温度を低下させるヒートレスエアドライヤーが配されていることを特徴とすることができる。
【００１１】
また、本発明にかかる吸着剤の再生装置の一形態によれば、前記排気路中に配され、揮発性有機化合物が触媒の作用によって効率よく酸化できる所要の温度まで加熱されるように、前記圧縮空気の排気を加熱する排気用ヒーターと、前記排気路における前記排気用ヒーターよりも下流側に配された酸化触媒フィルタとが設けられていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる吸着剤の再生装置の一形態によれば、前記排気路の前記酸化触媒フィルタの下流側における流路と、前記給気路の前記給気用ヒーターの上流側における流路とを、接するように配することで構成される熱交換器を備えることを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明にかかる吸着剤の再生装置の一形態によれば、前記吸着剤の前記再生塔への投入口が該再生塔の上端部に設けられ、前記吸着剤の前記再生塔からの回収口が該再生塔の下端部に設けられていると共に、前記吸着剤を収納缶から吸引によって前記投入口へ移送する充填用ポンプと、前記吸着剤を前記回収口から吸引によって前記収納缶へ移送する回収用ポンプとを備えることを特徴とすることができる。
【００１３】
また、本発明にかかる吸着剤の再生装置の一形態によれば、前記給気路の前記給気用ヒーターの上流側に設けられた圧力センサと露点センサと流量センサ、及び前記給気路と前記再生塔と前記排気路に設けられた各温度センサのうち、少なくとも一つのセンサによって出力された信号に基づいて、前記給気路に設けられた入口バルブと前記排気路に設けられた出口バルブの開閉操作、及び前記給気用ヒーターのスイッチ操作のうち少なくとも一つの操作を行うための信号を出力する制御装置を備えることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる吸着剤の再生方法及びその装置によれば、より大量に適切且つ効率よく再生でき、より高いコストパーフォーマンスが期待できるという特別有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる吸着剤の再生方法及びその装置について最良の形態例を添付図面（図１及び図２）に基づいて詳細に説明する。図１は本発明にかかる吸着剤の再生装置の形態例を示すブロック図である。
この吸着剤の再生装置は、使用済みの粒状の吸着剤が収容された筒状の再生塔に、加熱乾燥された圧縮空気を導入することによって、その吸着剤を再生する吸着剤の再生方法に用いられる。
【００１６】
１０は再生塔であり、上下方向に長い筒状の中空に設けられている。その大きさは、ヒートレスエアドライヤーの吸着剤カートリッジの容量に対応して、例えば、１００ｋｇ以上の粒状の吸着剤が一時に収容されるように形成されている。また、この再生の対象となる吸着剤は、例えば、ゼオライト（アルミノ珪酸塩）、シリカゲル、活性アルミナである。
２１はエアコンプレッサーであり、再生塔１０に圧縮空気を供給する。このエアコンプレッサー２１としては、他の装置の圧縮空気源としても利用されるように、工場内に既に設置されているものを利用してもよい。
【００１７】
２０は給気路であり、エアコンプレッサー２１と再生塔１０の下側の給気口１０ａとの間に設けられて圧縮空気の通路になっている。２５は入口バルブであり、給気路２０を構成する給気管の中途部に接続され、これが開くことによって圧縮空気が再生塔１０に給気される。
２２は給気用ヒーターであり、給気路２０中に配され、圧縮空気を所要の温度まで加熱させて相対湿度を低下させる。
【００１８】
３０は排気路であり、再生塔１０の上側の排気口１０ｂに接続されて設けられ、吸着剤を乾燥させた後の圧縮空気を排出するための通路になっている。３５は出口バルブであり、排気路３０を構成する排気管の中途部に接続され、これが開くことによって圧縮空気が外部へ排気される。
このような構成によれば、加熱乾燥された圧縮空気を、再生塔１０の下側から上側へ通過させるように流すことができる。
これによれば、圧縮空気の通過方向と、加熱によって生じる上昇気流の流れ方向とを一致させることができ、給気される圧縮空気の通気抵抗が高くなることを抑制できる。従って、吸着剤を効率よく乾燥することができる。
【００１９】
２４はヒートレスエアドライヤーであり、給気路２０における給気用ヒーター２２よりも上流側に、圧縮空気を加熱せずに乾燥させて露点温度を低下させるように配されている。
以上の給気用ヒーター２２とヒートレスエアドライヤー２４とを備える構成によれば、加熱乾燥された圧縮空気は、給気用ヒーター２２によって相対湿度を低下させるように加熱されること及び／又はヒートレスエアドライヤー２４によって露点温度を低下させるように乾燥されることで供給される。
ヒートレスエアドライヤー２４によって露点温度を低くすることができるため、圧縮空気が再生塔１０内を通過する際に蒸発潜熱によって熱を奪われて冷えても、吸着剤を効率よく乾燥させることができる。
【００２０】
一般に、ヒートレスドライヤーなどに使用される吸着剤の性能として、仕様露点が満足されているかどうかが最も重要視される。従って、吸着剤を再生するに当たっては、まず露点の良し悪しに影響する再生後の残存水分量を目標値（例えば１．５ｗｔ％）以内とすることが求められる。
また、再生後の残存水分量は、高温かつ低水分圧（低露点）とすることで変化することが一般的に知られている。そのため、本形態例では、給気用ヒーター２２とヒートレスドライヤー２４を組み合わせて高温かつ低露点の圧縮空気を作ることで、高温かつ低露点の再生環境を実現することに想到したものである。
そのため、給気用ヒーター２２とヒートレスドライヤー２４を配することによれば、例えば、加熱された圧縮空気が、温度が２００℃〜３００℃であると共に露点が−３０℃以下であるように適切に調整することができる。
このように加熱乾燥された圧縮空気によれば、使用済み吸着剤を、所要の乾燥度まで効率よく再生することができると共に、図２に示すように残存水分量を目標値（例えば１．５ｗｔ％）以内に収めることができる。また、温度が２００℃以下になると低露点が必要になるため、ヒートレスドライヤー２４にかかる負荷が大きくなり過ぎる。また、温度が３００℃以上になると必要とされる露点温度は高くなるが、給気用ヒーター２２の負荷が大きくなり過ぎる。従って、圧縮空気の温度が２００℃〜３００℃であると共に露点が−３０℃以下であるように調整することで消費エネルギーを抑え、無駄のないバランスの取れた状態で残存水分量を目標値以内に収めることができる。
【００２１】
なお、ヒートレスドライヤー２４としては、吸着剤を利用するものの他に、逆浸透膜を利用したものなどを用いてもよい。また、露点温度を低下させる乾燥技術としては、水分を結露させて除去する冷凍技術を利用した除湿装置を用いることもできる。
【００２２】
３２は排気用ヒーターであり、排気路３０中に配され、揮発性有機化合物が触媒の作用によって効率よく酸化できる所要の温度まで加熱されるように、圧縮空気の排気を加熱するように設けられている。圧縮空気が、３００℃程度以上に加熱されることで、触媒の作用によって効率よく酸化されて分解され易くなる。
【００２３】
３４は酸化触媒フィルタであり、排気路３０における排気用ヒーター３２よりも下流側に配されて設けられている。
このように排気用ヒーター３２と酸化触媒フィルタ３４を配することで、揮発性有機化合物を効率よく酸化させて分解でき、排気を浄化できる。従って、周囲の環境が汚染されることを適切に防止できる。
また、この酸化触媒方式によれば、アフターバーナーや吸着フィルタ方式に比較して、小さなエネルギーで揮発性有機化合物を分解して清浄化できる。
【００２４】
４０は熱交換器であり、排気路３０の酸化触媒フィルタ３４の下流側における流路４２と、給気路２０の給気用ヒーター２２の上流側における流路４１とを接するように配することで構成されている。なお、４３はサイレンサであり、排気音を低減するために、排気路３０の末端に設けられている。
この熱交換器４０によれば、再生塔１０に給気される圧縮空気を、排気の熱エネルギーを利用して適切に予備加熱することができ、また排気温度も低減できる。従って、効率よく圧縮空気の加熱ができ、給気用ヒーター２２による消費エネルギーを低減することができる。
【００２５】
本形態例では、二つの流路４１、４２が実質的に直交するように交差することで熱交換器４０が構成されている。また、給気路２０の熱交換器４０を構成する流路４１は、ヒートレスエアドライヤー２４の下流に位置している。
このように配置することで、給気される圧縮空気について、露点温度を低下させることによる乾燥と加熱による乾燥とを効率よく行うことができる。
【００２６】
このような構成による再生装置によれば、例えば、給気用ヒーター２２によって圧縮空気を４００℃まで加熱し、その熱風を、再生塔１０の下端に設けられた給気口１０ａから再生塔内へ導入することで、使用済みの吸着剤に流して加熱乾燥処理を好適に行うことができる。これにより、吸着剤に吸着された水分と揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を好適に気化させることができる。
また、その熱風は、最適な温度、流速、露点となるように、後述するような制御手段によって制御される。例えば、露点温度については、ヒートレスエアドライヤー２４によって適切に所要の露点温度（例えば−３０℃以下）に調整することができる。このため、使用済み吸着剤を効率よく乾燥させることができる。
【００２７】
次に、吸着剤を、再生塔１０に供給するための装置構成、及び再生塔１０から排出するための装置構成について説明する。
吸着剤の再生塔１０への投入口１１が、その再生塔１０の上端部に設けられている。この投入口１１には、吸着剤を受けて投入口１１へ案内する投入用ホッパー１１ｂと、投入口１１を開閉する投入口用バルブ１１ａが設けられている。
１２は充填用ポンプであり、吸着剤を収納缶１５から吸引によって投入口１１へ移送して再生塔１０内へ充填できるように、充填用チューブ１２ａの中途部に接続されて配置されている。
【００２８】
また、吸着剤の再生塔からの回収口１３が、その再生塔１０の下端部に設けられている。この回収口１３には、回収口１３を開閉する回収口用バルブ１３ａが設けられている。
１４は回収用ポンプであり、吸着剤を回収口１３から吸引によって収納缶１５へ移送することができるように、回収用チューブ１４ａの中途部に接続されて配置されている。なお、１３ｂは回収用ホッパーであり、回収用ポンプ１４によって移送されてきた吸着剤を受けて収納缶１５にスムースに入れるように案内する。
【００２９】
次に、本形態例の吸着剤の再生装置の運転状況を監視し、適切に稼動させるために配された計測器及びセンサについて説明する。
２３は流量計であり、ヒートレスエアドライヤー２４と入口バルブ２５との間の給気路２０に設けられている。また、露点センサ５２、流量センサ５３及び圧力センサ５１が、その順に熱交換器４０と給気用ヒーター２２との間に設けられている。これらの計測器及びセンサによれば、再生塔１０に給気される圧縮空気の状態を好適にモニタリングできる。
【００３０】
また、圧縮空気が通過する流路の主要部には、温度センサ６１〜６６が配されている。
第１の温度センサ６１は、給気用ヒーター２２と再生塔１０との間の給気路２０に配されており、給気用ヒーター２２で加熱された直後の圧縮空気の温度をチェックしている。また、第２の温度センサ６２は再生塔１０の下側、第３の温度センサ６３は再生塔１０の中途部、第４の温度センサ６４は再生塔１０の上側にそれぞれ配されており、再生塔１０内各部の圧縮空気の温度をチェックしている。さらに、第５の温度センサ６５は、再生塔１０と出口バルブ３５との間の排気路３０に配されており、再生塔１０から排出された直後の圧縮空気の温度をチェックしている。そして、第６の温度センサ６６は、酸化触媒フィルタ３４と熱交換器４０との間の排気路３０に配されており、酸化触媒の作用で浄化された直後の圧縮空気の温度をチェックしている。
【００３１】
次に、以上の構成を備える吸着剤の再生装置かかる形態例の制御について説明する。
５０は制御装置であり、給気路２０の給気用ヒーター２２の上流側に設けられた圧力センサ５１と露点センサ５２と流量センサ５３、及び給気路２０と再生塔１０と排気路３０に設けられた各温度センサ６１〜６６のうち、少なくとも一つのセンサによって出力された信号に基づいて、給気路２０に設けられた入口バルブ２５と排気路３０に設けられた出口バルブ３５の開閉操作、及び給気用ヒーター２２のスイッチ操作のうち少なくとも一つの操作を行うための信号を出力するように設けられている。
【００３２】
この制御装置５０によれば、例えば、再生工程を開始する操作スイッチが入れられた場合、圧力センサ５１によって検出される圧力が設定値以下で第１の温度センサ６１及び第６の温度センサ６６によって検出される温度が設定値以下であるときは、入口バルブ２５及び出口バルブ３５を開いて再生塔１０内へ圧縮空気を給気できるように制御する。続いて、給気用ヒーター２２及び排気用ヒーター３２をＯＮして加熱乾燥工程を開始する。その加熱乾燥工程が進んで、第４の温度センサ６４によって検出される温度が、設定値（例えば、３００℃）以上になった時点から一定の時間（例えば、１０分間）を経過した後に、給気用ヒーター２２及び排気用ヒーター３２をＯＦＦする。そして、先ず入口バルブ２５を閉じ、次いで流量センサ５３及び圧力センサ５１の値がゼロになったところで、出口バルブ３５を閉じて運動を停止するように制御する。なお、その後は、入口バルブ２５及び出口バルブ３５を閉じて外気が入らない状態で、乾燥させた吸着剤を自然に冷却させる。
【００３３】
また、本形態例の制御装置５０は、投入口用バルブ１１ａ、回収口用バルブ１３ａ、充填用ポンプ１２及び回収用ポンプ１４にも接続されており、各センサ５１〜５３、６１〜６６からの入力される情報や、操作スイッチの情報の少なくとも一つに基づいて、それらの開閉や運転についてのスイッチ操作を自動的に行うことができる。
【００３４】
以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかる吸着剤の再生装置の形態例を示すブロック図である。
【図２】乾燥再生される吸着剤の残存水分量の目標値と、その再生条件範囲にかかる温度及び水分圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  再生塔
１１  投入口
１２  充填用ポンプ
１３  回収口
１４  回収用ポンプ
１５  収納缶
２０  給気路
２１  エアコンプレッサー
２２  給気用ヒーター
２４  ヒートレスエアドライヤー
２５  入口バルブ
３０  排気路
３２  排気用ヒーター
３４  酸化触媒フィルタ
３５  出口バルブ
４０  熱交換器
４１  給気路の熱交換器を構成する流路
４２  排気路の熱交換器を構成する流路
５０  制御装置
５１  圧力センサ
５２  露点センサ
５３  流量センサ
６１  第１の温度センサ
６２  第２の温度センサ
６３  第３の温度センサ
６４  第４の温度センサ
６５  第５の温度センサ
６６  第６の温度センサ
【図１】
2010125397.tif 000003
【図２】
2010125397.tif 000004