(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場側から排出された高沸点の有機溶剤を含む被処理ガスから前記有機溶剤を分離し処理ガスとして再度工場側に戻す溶剤回収装置であって、
前記処理ガスを工場側に送る処理ガスダクトと連結された主送風機と、
溶剤回収タンクと
が配置された第１フロア部と、
前記被処理ガスが送られる被処理ガスダクトが連結された冷却システムと、
前記冷却システムで冷却された前記被処理ガスから溶剤を脱離して処理ガスとするデミスタおよびロータ部と、
が配置された第２フロア部と、
前記ロータ部から取り出される処理ガスの一部を脱着用キャリアガスとして加熱し再度前記ロータ部に戻す加熱器と、
前記ロータ部から脱着ガスを吸い出す副送風機と、
前記副送風機から前記被処理ガスダクトに吹き下ろす傾斜ダクトと
が配置された第３フロア部を有し、
前記被処理ガスは前記冷却システムで冷却されその冷却により液状になった前記被処理ガス中の溶剤は前記溶剤回収タンクに回収され、
前記傾斜ダクト内で液化した溶剤が前記被処理ガスダクトから前記冷却システムを通り前記溶剤回収タンクに回収される溶剤回収装置。
【請求項２】
前記冷却システムと前記デミスタを収納する底面は略同一平面に形成され、
前記溶剤回収タンクに溶剤を送る溶剤回収パイプが前記底面に形成された請求項１に記載された溶剤回収装置。
【請求項３】
前記処理ガスダクトは、前記冷却システム内を通過後に、外気に通じる吹出口が形成された請求項１または２のいずれかの請求項に記載された溶剤回収装置。
【請求項４】
前記ロータ部を覆う保温シートを有する請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載された溶剤回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場などから排出された、有機溶剤を含む排気ガスから溶剤を回収する溶剤回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、電池といった電子部品では、一括大量に生産するために、インクジェット法、グラビア法、ダイコーティング法といった印刷工程や塗布工程を利用した製造方法が行われている。これらの工程では、大気圧環境で作業ができるという利点がある一方、使用する材料を液状化しなければならないという制約がある。
【０００３】
材料を液状化するために、さまざまな溶剤が利用される。しかし、これらの溶剤は材料を所定の層として形成した後は不要となるため、気化蒸発させる。すなわち、塗布工程を有する工場からは、溶剤を含んだ大量の排気ガスが排出される。使用される溶剤の中には、１５０℃以上の高沸点の有機溶剤が含まれる場合があり、これらの有機溶剤を含んだ排気ガスをそのまま排出するのは、環境衛生上好ましくない。そこで、排気ガス中の高沸点の有機溶剤を回収する溶剤回収装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、溶剤回収装置の基本構成が開示されている。溶剤回収装置は、溶剤を含む被処理ガスを冷却器で冷却することでガス中の溶剤を結露させ、さらにゼオライトや活性炭からなる吸収剤を含んだデミスタを通過させることで、排気ガス中の溶剤を回収する。
【０００５】
図４は、特許文献１に開示された発明の概略を示す図である。溶剤回収装置２００は、第１の冷却器２０１と第２の冷却器２０２が直列に連結され、その直後にデミスタ２１０が連結された構成を有する。デミスタ２１０の直後に配置されているのはフィルタ２１２である。被処理ガスは、処理装置の入り口部２０４から入り、冷却器２０１，２０２で結露して液状となった有機溶剤がデミスタで捕捉され、さらにフィルタ２１２で浄化された処理ガスは、浄化ガスとして、第１冷却器２０１の中で６０〜７０℃程度に加熱され、塗工機へ戻る（２０５）。
【０００６】
しかしフィルタ２１２は、所定の容量で飽和して継続使用できないので、飽和を防ぐとともに、付着した溶剤を回収する方法として、溶剤を吸脱着する回転ロータを用いて回収する溶剤回収装置が、特許文献２に開示されている。図３を参照して説明すると、溶剤回収装置１００は、第１冷却システム１０１とロータ１０２と、加熱器１０３と、第２冷却システム１０４を有する。
【０００７】
ロータ１０２は、例えばセラミック繊維等を主原料とするシートの波形に型付け加工したものと、未加工のものとを重ねてロール状に巻き上げ、それに吸着剤を担持させたハニ
カム構造のものであり、ロータ１０２の中心を回転軸として回転可能に設けたものである。また、ロータ１０２の前後に固定して配置したセパレータによって、吸着ゾーン１１３、脱着ゾーン１１１、パージゾーン１１２の３つの扇形領域に隔離され、ロータ１０２の回転に応じて、各ゾーンが順次割り当てられるものである。
【０００８】
上記構成において、溶剤を含む高温の被処理ガス１２０は、第１冷却システム１０１で冷却され、露結した溶剤１３０が回収される。冷却された被処理ガス１２１は、さらにロータ１０２の吸着ゾーン１１３を通過することで、気体中の溶剤が回収される。溶剤が回収された処理ガス１２２は、一部は大気に放出される。なお、以後冷却システムとデミスタまたは／かつロータの組み合わせを溶剤回収系と呼ぶ。
【０００９】
一方、処理ガス１２２の一部は抜き取られ（１２３）、パージゾーン１１２に供給される。後述するように、吸着ゾーン１１３で溶剤を吸収した吸着剤は脱着ゾーン１１１で高温に温められることで溶剤を放出する。つまり、脱着ゾーン１１１を抜けてきた吸着剤は温められている。そこで、パージゾーン１１２に冷たく溶剤を含んでいない処理ガス１２３を通過させることで、吸着剤を冷却し、溶剤吸着能を向上させる。
【００１０】
パージゾーン１１２を通過したガス１２４は、加熱器１０３で加熱され、脱着用キャリアガス１２５として、ロータ１０２の吸着ゾーン１１１に供給される。脱着用キャリアガス１２５は、吸着ゾーン１１１にある溶剤を吸収した吸着剤を加熱し、溶剤を脱離させる。溶剤を含んだ脱着ガス１２６は、第２の冷却システム１０４で冷却され、凝結させた溶剤を回収１３２する。溶剤が凝結除去された再生ガス１２７は、再び冷却された被処理ガス１２１と混合され、ロータ１０２に送られる。なお、ロータ１０２を再生させるための装置と配管を再生系と呼ぶ。
【００１１】
上記のような構成にすることで、ロータは循環的に再生使用することができ、また、パージ用、若しくは脱着用キャリアガスを別途用意する必要がないので、効果的に溶剤を回収することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−０１１９５３号
【特許文献２】特開平０９−１７３７５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、工場に設置される溶剤回収装置は、特許文献１に示すように、水平方向に長い設備となり、各部をメンテナンスするために移動するには、多大な時間を要していた。また、このような溶剤回収装置の設置には長い敷地が必要となる。メンテナンスの容易さと、省スペース化の要望から、よりコンパクトな溶剤回収装置が望まれていた。
【００１４】
また、メンテナンスの容易さという観点では、ダクト内での結露が課題であった。ダクト内で結露が生じ滞留してしまうと、結露液は有機溶剤を含んでいるので、ダクトの隙間から漏出したり、機能部材に浸入して腐食や動作不良につながるからである。特に、特許文献２のように、ロータを再生使用するためのダクト経路を有すると、ダクト内には高濃度の溶剤を含んだガスが通過するため、わずかな温度低下で結露を生じ滞留するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、従来の溶剤回収装置の有するメンテナンスに手間がかかり、長い設置場所が必要であるという課題に鑑みて想到されたものである。より具体的には、
工場側から排出された高沸点の有機溶剤を含む被処理ガスから前記有機溶剤を分離し処理ガスとして再度工場側に戻す溶剤回収装置であって、前記処理ガスを工場側に送る処理ガスダクトと連結された主送風機と、溶剤回収タンクとが配置された第１フロア部と、
前記被処理ガスが送られる被処理ガスダクトが連結された冷却システムと、前記冷却システムで冷却された前記被処理ガスから溶剤を脱離して処理ガスとするデミスタおよびロータ部と、が配置された第２フロア部と、
前記ロータ部から取り出される処理ガスの一部を脱着用キャリアガスとして加熱し再度前記ロータ部に戻す加熱器と、
前記ロータ部から脱着ガスを吸い出す副送風機と、前記副送風機から前記被処理ガスダクトに吹き下ろす傾斜ダクトとが配置された第３フロア部を有し、
前記被処理ガスは前記冷却システムで冷却されその冷却により液状になった前記被処理ガス中の溶剤は前記溶剤回収タンクに回収され、
前記傾斜ダクト内で液化した溶剤が前記被処理ガスダクトから前記冷却システムを通り前記溶剤回収タンクに回収される溶剤回収装置を提供する。
【００１６】
また、本発明の溶剤回収装置は、前記冷却システムと前記デミスタを収納する底面は略同一平面に形成され、前記溶剤回収タンクに溶剤を送る溶剤回収パイプが前記底面に形成されたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の溶剤回収装置は、前記処理ガスダクトは、前記冷却システム内を通過後に、外気に通じる吹出口が形成されたものである。
【００１８】
また、本発明の溶剤回収装置は、前記ロータ部を覆う保温シートを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の溶剤回収装置は、副送風機から被処理ガスダクトに吹き下ろす傾斜ダクトとを有し、前記傾斜ダクト内で液化した溶剤が前記被処理ガスダクトから冷却システムを通り溶剤回収タンクに回収され、また、被処理ガスは冷却システムで冷却されその冷却により液状になった前記被処理ガス中の溶剤は溶剤回収タンクに回収される。ロータ部の再生系を最上部に配置し、溶剤を含んだ脱着ガスを、傾斜ダクトを介して被処理ガスが通るダクトに戻すので、傾斜ダクト部分で結露しても脱着ガスの流れと重力によって、流れ落ちることで被処理ガスの流入口に戻る。そのため、ロータ部を再生するためのダクト経路のメンテナンスがフリーになる。
【００２０】
また、本発明の溶剤回収装置は、主送風機と溶剤回収系とロータ部の再生系をそれぞれ１つのフロア内に配置したうえで、これらのフロアを階層構造にし、大きな送風機や回収溶剤を１階に集中させたので、メンテナンス時の移動距離が極めて短くできる。
【００２１】
また、各フロアを重ねた階層構造にしたので、設置面積が少なくて済み、敷地の有効利用が可能になる。
【００２２】
また、本発明の溶剤回収装置は、処理ガスをそのまま大気に返すのではなく、１次冷却機中を流れる高温の被処理ガスと熱交換をして、一部を大気に放出（換気）してから工場に返し、再利用する。したがって、外気の取込に大きなエネルギーをかける必要がなく、また、処理ガスを再度温める熱量を少なくできるので、消費電力の削減という効果を生む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の溶剤回収装置の概念図
【図２】本発明の溶剤回収装置の他の概念図
【図３】従来の溶剤回収装置の概念図
【図４】再生系を有する従来の溶剤回収装置の概念図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に本発明の溶剤回収装置１の構成を示す。本発明の溶剤回収装置１は、主送風機９と電源２３および貯留用溶剤タンク３５が配置された第１フロア部６３と、溶剤回収系を配置した第２フロア部６４と、再生系ダクト等を配置した第３フロア部６５からなる。これらのフロア部は基礎工事を行った基礎部６０に縦部材６１を支柱として配置し、縦部材６１の間に梁部材６２を渡して形成される。
【００２５】
第１フロア部６３には、少なくとも、溶剤回収装置１の送風源である主送風機９と、回収された溶剤を貯留しておく溶剤タンク３５と、装置全体の電力を制御する電源２３が設置される。電源２３は、主送風機９、副送風機１９、吸脱着ロータ７の回転などに電力を送り、制御する。これらの設備は、比較的短期間毎にメンテナンスが必要であるので、集めて配置される。このようにすることで、メンテナンスの際に多くの距離を移動する必要がなくなる。
【００２６】
第２フロア部６４には、被処理ガス４０を冷却し溶剤を結露させる第１〜第３冷却器３、４ａ、４ｂと、液体状の結露を除去するデミスタ５と、気体中の溶剤を吸着して分離する吸脱着ロータ７が格納されたロータ部６とが設置されている。
【００２７】
第３フロア部６５には、吸脱着ロータ７から溶剤を脱離させるための再生系として、脱着用キャリアガスを加熱しロータ部６に返す加熱器１６、吸着剤から脱離させた溶剤を多量に含有する脱着ガス５５を被処理ガス４０に返すための副送風機１９やダクトが設置されている。
【００２８】
本発明の溶剤回収装置１は、このように３階構造にしたので、設置のための敷地面積は比較的狭くてもよい。
【００２９】
次に被処理ガスの流れに従って、本発明の溶剤回収装置１の構成を説明する。工場内で発生した溶剤を含み高温の被処理ガス４０は、被処理ガスダクト２を通り、第３フロア部６５の上方から供給される。被処理ガスダクト２は、第２フロア部６４の第１冷却器３と連通する。
【００３０】
第１冷却器３の内部には、処理ガス４４の流れる処理ガスダクト１１が熱交換用のステンレス薄板を介して配置されており、流入してきた被処理ガス４１を冷却する。高温の被処理ガス４１中の溶剤の一部は、冷却されて液状になることで、第１冷却器３の壁面に凝結し、回収管３１に流入する。
【００３１】
第１冷却器３には第２および第３冷却器（４ａ及び４ｂ）が連通されており、第１冷却器３で冷却された被処理ガス４２をさらに冷却する。この冷却によって被処理ガス中の飽和水蒸気量はさらに低下し、気化できない溶剤が凝結する。この凝結によって結露した溶剤の大部分はデミスタ５に捕集され、一部は第２、第３冷却器４ａ、４ｂの壁面等に付着し、重力で下方の底面３ａに流れ、回収管３２、３３によって回収される。なお、回収管３１、３２、３３で回収された溶剤は回収管３４で集められ、第１フロア部６３に設置された溶剤タンク３５に集められる。
【００３２】
また、デミスタ５を抜けてきた被処理ガス４３は、約２０℃に冷却された飽和したガスであり、ロータ部６内に設置されている吸脱着ロータ７の吸着ゾーン２５に通される。吸脱着ロータ７は、ゼオライトや活性炭といった吸着剤をハニカム構造に形成された紙材に担持させ、ロール状に巻き上げたものである。また、吸脱着ロータ７は、前後に設けたセパレータ（図示せず）で吸着ゾーン２５、脱着ゾーン２７、パージゾーン２６に分けられ、矢印の方向にゆっくりと回転するので、被処理ガス４３は、溶剤を放出した領域の、吸着ゾーン２５と常に会合できる。
【００３３】
被処理ガス４３は、吸着ゾーン２５を通過するときに、溶剤が回収されて処理ガス（浄化ガスともいえる）４４となり、処理ガスダクト８を通過して第１フロア部６３に設置された主送風機９に至る。処理ガス４４は、主送風機９により、サイレンサ１０、第１冷却器３内に設けた処理ガスダクト１１、および処理ガス送出ダクト１２を通り、工場に送り返される。なお、主送風機９から出力される処理ガス４４は圧力が高いので、サイレンサ１０を設けて消音している。
【００３４】
また、処理ガス４４は、冷却された乾いた空気であるので、工場に戻すときに処理ガスの温度を上げるために新たに加熱器を設置するのは、小型化と省電力の観点から好ましくない。そこで、第１冷却器３内を通過する高温の被処理ガス４１との間で熱交換を行い、処理ガス４４の温度を上昇させることにより、省電力効果が得られるものである。
【００３５】
また、処理ガス送出ダクト１２の側面に、外部へ通じる吹出口１３が形成される。これにより、第１冷却器３を通過するときの主送風機９の風量を維持しつつ循環経路の換気が可能となる。すなわち、第１冷却器３での熱交換効率を下げることなく、処理ガス４４中の除去されない余剰物質（ＣＯ２、不活性ガス等）の増加を抑制することができる。また、生産設備のある工場への新鮮空気の取り入れに、換気設備（排気）を設ける必要がなくなり、部品削減、省電力化に寄与する。なお、新鮮空気の取り入れは、本発明の溶剤処理装置１では行わない構成としている。
【００３６】
被処理ガス４３の一部５０は、ロータ部６に戻り、吸脱着ロータ７のパージゾーン２６に分岐される。吸脱着ロータ６が矢印の方向に回転すると、脱着ゾーン２７で加熱された吸着剤がパージゾーン２６に回ってくる。被処理ガス５０は冷却器で冷却されているので、被処理ガス５０がパージゾーン２６を通過することで、吸着剤は冷却される。吸着剤は温度が高いと溶剤の吸着量が低下するので、吸着剤を冷却するのは、溶剤の吸着効果を高める観点から効果がある。
【００３７】
パージゾーン２６を通過した被処理ガス５０は、脱着用キャリアガス５１として、加熱器１６に送られる。脱着用キャリアガスダクト１５は、ロータ部６の脱着用キャリアガス５１の出口に連結される。脱着用キャリアガス５１は、脱着用キャリアガスダクト１５に連結された加熱器１６で加熱され、脱着用加熱ガス５３となり、脱着用加熱ガスダクト１７によって取りまわされ、再び、ロータ部６に送られる。
【００３８】
加熱された脱着用加熱ガス５３は、吸脱着ロータ７の脱着ゾーン２７を通過するときに吸着剤を加熱し、吸着している溶剤を脱離させる。溶剤を含んだ脱着用加熱ガス５３は、脱着ガス５４として、ロータ部６の出口に連結された脱着ガスダクト１８へ導出される。
【００３９】
脱着ガスダクト１８は、副送風機１９の吸引側に連通され、副送風機１９の吐出側には帰還ガスダクト２０が連通され、さらに下方に傾斜する傾斜ダクト２１を介して被処理ガスダクト２に合流するように連通される。
【００４０】
副送風機１９から吐出される脱着ガス５５は、副送風機１９で加圧されている上に、溶剤を多量に含み、なおかつ、加熱器１６からも遠いので、わずかに温度が下がるだけで、容易に結露する。すなわち、副送風機１９から被処理ガスダクト２までの間のダクト内に結露が生じやすい。
【００４１】
本発明の溶剤回収装置１では、この結露が生じやすいダクト部分に、上方から下方に傾斜する傾斜ダクト２１を配置している。このようにすることで、ダクト内で冷却され液化した溶剤は、自重で被処理ガスダクト２を流下し、さらに第１冷却器３、底面３ａ、回収管３１、３４を通り、溶剤タンク３５に流入する。従って、第３フロア部６５の副送風機１９の後の帰還ガスダクト２０および傾斜ダクト２１内で生じた結露については、メンテナンスフリーでよい。
【００４２】
傾斜ダクト２１は、再生系が設置されている第３フロア部６５上で被処理ガスダクト２と連通されていてもよいし、被処理ガスダクト２との連通口が第２フロア部６４にあってもよい。また、副送風機１９の能力が許容できる範囲で、帰還ガスダクト２０と傾斜ダクト２１の断面積は、小さくするのが好適である。断面積を小さくすることで風速を上げ、内壁面に結露した溶剤を被処理ガスダクト２内に容易に押し出すことができるからである。
【００４３】
図２には、本発明の溶剤回収装置１のロータ部６にさらに保温シート７０を設置した状態を示す。ロータ部６は、冷却された被処理ガスが流入するため、冷却されており、内面は結露しにくいが、溶剤回収装置１自体が屋外に設置される場合が多く、周囲の環境温度がロータ部６より低くなる場合もある。その場合はロータ部６の内壁に結露が生じる。ロータ部６はそもそも、結露させて溶剤を回収するためのゾーンではないため、内壁に結露した溶剤が拡散または固着すると、吸脱着ロータ７の回転機構(図示せず)の故障や壁材などの腐食に繋がる。保温シート７０は、そのような場合に、外気への熱放射を遮断し、ロータ部６の内壁の結露を防止することができる。
【００４４】
以上のように本発明の溶剤回収装置１は、主送風機９および溶剤タンク３５、電源２３といった重量があり、比較的短期間毎に定期検査の必要な部品を第１フロア部６３に配置したので、保守の際に長い距離を移動する必要がない。また、３階建て構造にしたので、敷地面積も狭くて済む。また、ロータ部６で再生させた脱着ガスを、第１冷却器３を通して昇温したあとに、一部を放出し、再利用するので、熱交換効率を損なわず、加熱負荷も軽減して換気機能を発揮することができる。また、脱着ガスの取りまわしダクトに傾斜ダクト２１を配置しているので、ダクトの中で結露が生じても、自動的に被処理ガスダクト２から溶剤タンク３５に導かれて溶剤が回収され、メンテナンスが軽減される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、液晶パネル、プラズマパネルといった表示装置や電池の製造工場内で発生する高沸点の溶剤を含む排気ガスからの溶剤回収だけでなく、化学合成を行う工場内で発生する排気から高沸点の溶剤を回収する局面においても利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
２    被処理ガスダクト
３    第１冷却器（冷却システム）
３ａ  底面
４ａ  第２冷却器（冷却システム）
４ｂ  第３冷却器（冷却システム）
５    デミスタ
６    ロータ部
７    吸脱着ロータ
８    処理ガスダクト
９    主送風機
１２  処理ガス送出ダクト（処理ガスダクト）
１３  吹出口
１５  脱着用キャリアガスダクト
１６  加熱器
１７  脱着用加熱ガスダクト
１８  脱着ガスダクト
１９  副送風機
２０  帰還ガスダクト
２１  傾斜ダクト
２５  吸着ゾーン
２６  パージゾーン
２７  脱着ゾーン
３１、３２、３３、３４  回収管（溶剤回収パイプ）
３５  溶剤タンク（溶剤回収タンク）
４０、４１、４２、４３  被処理ガス
４４  処理ガス
５０  被処理ガス
５１  脱着用キャリアガス
５３  脱着用加熱ガス
５４、５５  脱着ガス
６０  基礎部
６１  縦部材
６２  梁部材
６３  第１フロア部
６４  第２フロア部
６５  第３フロア部
７０  保温シート
【図１】
0005576723.tif 000002
【図２】
0005576723.tif 000003
【図３】
0005576723.tif 000004
【図４】
0005576723.tif 000005