(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を備えた金属製の吸着塔本体(10)と、前記吸着塔本体(10)内に配される金属製の内槽(20)と、前記内槽(20)内に充填される吸着剤とを有し、前記内槽(20)は、側壁及び天井を構成する胴板部(21)と、前記胴板部(21)の下端部に配され、気体が通過する開口を備えた底板部(24)とを有し、前記内槽(20)内に被処理ガスを導入することにより、前記被処理ガスに含まれる所定の有機成分を前記吸着剤に吸着させて前記被処理ガスを浄化し、且つ、前記内槽(20)内に回収ガスを導入することにより、前記吸着剤から前記有機成分を回収して前記吸着剤を再生させる吸着塔(1) であって、
前記胴板部(21)の肉厚が、前記吸着塔本体(10)の肉厚よりも薄く設定され、
前記吸着塔本体(10)及び前記内槽(20)は、水平方向に沿って配される横型の構造を有し、
前記胴板部(21)の前記側壁は、互いに対面する一対の壁体により構成され、
前記胴板部(21)の前記天井は、一対の前記壁体の上端部間に亘って配され、
前記内槽(20)は、前記胴板部(21)の水平方向の両端部に配される一対の端面壁部(22,23) を有し、
各端面壁部(22,23) は、前記胴板部(21)よりも厚く、且つ、前記吸着塔本体(10)よりも薄い肉厚を有する１枚の金属平板により構成されてなる、
ことを特徴とする吸着塔。
【請求項２】
前記胴板部(21)の外周面に、前記胴板部(21)の長さ方向に直交する周方向に沿って連続する補強部材(25)が点付け溶接により固着されてなる請求項１記載の吸着塔。
【請求項３】
内部空間を備えた金属製の吸着塔本体(40)と、前記吸着塔本体(40)内に配される金属製の内槽(45)と、前記内槽(45)内に充填される吸着剤とを有し、前記内槽(45)は、側壁及び天井を構成する胴板部(46)と、前記胴板部(46)の下端部に配され、気体が通過する開口を備えた底板部(47)とを有し、前記内槽(45)内に被処理ガスを導入することにより、前記被処理ガスに含まれる所定の有機成分を前記吸着剤に吸着させて前記被処理ガスを浄化し、且つ、前記内槽(45)内に回収ガスを導入することにより、前記吸着剤から前記有機成分を回収して前記吸着剤を再生させる吸着塔(2) であって、
前記胴板部(46)の肉厚が、前記吸着塔本体(40)の肉厚よりも薄く設定され、
前記吸着塔本体(40)及び前記内槽(45)は、垂直方向に沿って配置される竪型の構造を有し、
前記胴板部(46)の前記側壁は、円筒状に形成された壁体により構成され、
前記胴板部(46)の前記天井は、前記壁体の上端部を塞ぐ蓋体により構成されてなる、
ことを特徴とする吸着塔。
【請求項４】
前記胴板部(46)の外周面に、前記胴板部(46)の中心軸方向に直交する円周方向に沿って連続する補強部材(25)が点付け溶接により固着されてなる請求項３記載の吸着塔。
【請求項５】
前記補強部材(25)は、前記胴板部(21,46) の外周面との接触面を有する第１板片部(25a) と、前記第１板片部(25a) から立ち上がる第２板片部(25b) とを備え、
前記第１及び第２板片部(25a,25b) の肉厚は、前記補強部材(25)の熱伸縮速度が前記胴板部(21,46) の熱伸縮速度と略同じ大きさとなるように設定されてなる、
請求項２又は４記載の吸着塔。
【請求項６】
前記第１及び第２板片部(25a,25b) の肉厚は、前記胴板部(21,46) の肉厚よりも１ｍｍ大きくした寸法以下に設定されてなる請求項５記載の吸着塔。
【請求項７】
前記吸着塔本体(10,40) 内に、前記内槽(20,45) を載置し、且つ、前記内槽(20,45) の前記底板部(24,47) に対して気体を流通可能な土台部(31,49) が配され、
前記土台部(31,49) と前記内槽(20,45) の前記底板部(24,47) との間に、前記底板部(24,47) の熱伸縮時に前記土台部(31,49) に対して前記底板部(24,47) を摺動させる摺動手段(38)が設けられてなる、
請求項１〜６のいずれかに記載の吸着塔。
【請求項８】
前記内槽(20,45) 内に前記被処理ガスを導入する第１導入部(32)と、前記吸着剤を通過して前記有機成分が除去された前記被処理ガスを排出する第１排出部(33)と、前記吸着塔本体(10,40) 内に前記回収ガスを導入する第２導入部(34)と、前記吸着剤を通過して前記吸着剤から前記有機成分を回収した前記回収ガスを排出する第２排出部(35)とが配され、
前記第１導入部(32)及び前記第２排出部(35)は、前記吸着塔本体(10,40) を介して外部から前記内槽(20,45) に直接接続され、
前記第１導入部(32)及び前記第２排出部(35)と、前記吸着塔本体(10,40) との間に、弾性変形可能なシール部材(36)が介装されて構成された第１熱応力緩和手段、及び／又は、前記第１導入部(32)及び前記第２排出部(35)に、弾性変形可能な伸縮可撓管(16)が設けられて構成された第２熱応力緩和手段が配されてなる、
請求項１〜７のいずれかに記載の吸着塔。
【請求項９】
前記内槽(20,45) 内に配され、前記被処理ガスを前記吸着剤に導入する前に整流する多孔板(27)と、前記内槽(20,45) の内壁面に固着され、前記多孔板(27)を支持する支持部材(28)とを有してなる請求項１〜８のいずれかに記載の吸着塔。
【請求項１０】
前記支持部材(28)は、前記内壁面に固着される複数の第１支持部(29)と、少なくとも２つの前記第１支持部(29)間に亘って配されるとともに各第１支持部(29)に対して相対的に変位可能に保持される第２支持部(30)とを有してなる請求項９記載の吸着塔。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の吸着塔(1,2) の前記内槽(20,45) 内に、揮発性有機化合物を含む被処理ガスを導入することにより、前記揮発性有機化合物を前記吸着剤に吸着させて前記被処理ガスの浄化処理を行うこと、及び、
前記吸着塔(1,2) の前記内槽(20,45) 内に回収ガスを導入することにより、前記吸着剤から前記揮発性有機化合物を回収して前記吸着剤を再生させること、
を含んでなることを特徴とする吸着塔を用いた処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの有機成分を含むガスを、活性炭などの吸着剤に通すことによりガスから有機成分を除去し、また、有機成分が吸着した吸着剤に回収ガスを通すことにより吸着剤から有機成分を回収して吸着剤を再生することが可能な吸着塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体工場や化学工場等で発生する排出ガスには、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの有害な有機成分が含まれているため、排出ガスを大気中に排出する場合や排出ガスを再利用する場合に、活性炭などの吸着剤が充填された吸着塔に排出ガスを導入することにより、排出ガス中の有機成分を吸着剤に吸着させて排出ガスを浄化することが行われている。
【０００３】
例えば特開昭５２−１４７５７６号公報（特許文献１）には、排出ガスを圧縮して吸着剤（活性炭）と接触させることにより、排出ガス中に含まれる炭化水素や溶剤成分などの特定成分を吸着剤に吸着させて回収する方法について開示されている。
【０００４】
具体的に説明すると、この特許文献１に記載されている処理装置は、内部に吸着剤層が配された吸着塔を有しており、この吸着塔に被処理ガス（排出ガス）を供給するラインには、フィルター、圧縮機、熱交換器、クーラー、及びドレンセパレータが配されている。また、吸着塔にて処理された被処理ガスを排出するラインには、排圧回収装置（タービン）及び消音機が配されている。
【０００５】
特許文献１において、被処理ガスから特定の有機成分を除去する処理を行う場合、先ず、被処理ガスがフィルターを介して圧縮機に導入されて加圧される。この加圧により、被処理ガス中に、被処理ガスを吸着剤に吸着させる際に妨害となるドレンが生成される。
【０００６】
続いて、圧縮された被処理ガスは、熱交換器とクーラーとに順次導入されて冷却され、更に冷却された被処理ガスはドレンセパレータに導入され、このドレンセパレータにてドレンが分離除去される。その後、ドレンが除去された被処理ガスは、前述の熱交換器にて加熱されて相対湿度を下げてから吸着塔内に導入される。
【０００７】
このように被処理ガスを吸着塔内に導入することにより、被処理ガス中の特定の有機成分が吸着剤により除去されて被処理ガスが浄化される。特に、特許文献１では、前述の圧縮機にて圧縮された被処理ガスを吸着塔内に導入して有機成分の除去が行われることにより、吸着剤の吸着容量を増大させることができるため、吸着塔の小型化が図れるとしている。その後、吸着塔で浄化された被処理ガスは、排圧回収装置により常圧に戻され、更に、消音機を通過した後に外部に排出される。
【０００８】
また特許文献１には、吸着塔に脱着剤（回収ガス）を導入することにより、吸着剤に吸着した吸着成分を回収することも記載されている。特許文献１で吸着成分を回収する場合、被処理ガスの導入を停止して吸着塔に脱着剤を導入することにより、吸着剤の吸着成分が脱着される。その後、吸着成分を脱着した脱着剤は、セパレータに送られて吸着成分が回収されるとともに、脱着剤が外部に排出される。
【０００９】
特開２００４−２７１８１６号公報（特許文献２）には、重合トナーの製造方法について、着色粒子（トナー）となる重合体粒子中に残留する未反応の重合性単量体（残留モノマー）を除去するために、重合体粒子を含む分散液を蒸発器内でストリッピング処理する
ことが記載されている。
【００１０】
更にこの特許文献２には、前記ストリッピング処理にて蒸発器から排出される分散液の水系分散媒体の一部、残留モノマー、及びその他の揮発性物質を、凝縮器に導入して液体成分を凝縮し、更に、凝縮タンク内で液体成分と気体成分を分離すること、及び、分離した気体成分を、活性炭が充填された吸着塔に導入することによって、モノマーやその他の揮発性物質を除去し、その後、ブロワーを介して蒸発器に循環して再利用することが記載されている。
【００１１】
また、特許文献１及び２のように吸着剤が充填された吸着塔に被処理ガスを導入して被処理ガスを浄化する場合において、有機成分などの除去対象成分が吸着剤に吸着する吸着量は、吸着剤の温度に依存することが知られており、吸着剤の温度が低いほど吸着量が多くなって効率的に被処理ガスを処理することが可能である。また、脱着により吸着剤を再生する場合には、吸着剤を所定の温度まで加熱することが行われている。
【００１２】
このような吸着剤の温度依存に関し、例えば特開２０１１−１５２５２６号公報（特許文献３）には、吸着塔内に伝熱菅を吸着剤と接触するように配置し、この伝熱菅内に所望の温度に制御された熱媒体を流通させることによって熱媒体と吸着剤との間で熱交換を行い、それによって、吸着剤を、吸着及び脱着が効果的に行われる温度に短時間で加熱又は冷却する技術が開示されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献３のように吸着塔内に伝熱菅を吸着剤と接触するように配置する吸着塔の場合、伝熱菅によって吸着剤の充填スペースが制限されてしまうため、吸着剤に通過させる被処理ガスの流量も小さくなり、単位時間当たりの処理量が少なくなるという欠点があった。
【００１４】
ところで、被処理ガスから特定の有機成分を除去する吸着塔を備えた装置としては、従来から、吸着塔を水平方向に沿って配置する水平式吸着装置（横型の吸着塔）と、吸着塔を垂直方向に沿って配置する垂直式吸着装置（竪型の吸着塔）とが知られている。
【００１５】
また、吸着塔の形態として、前述の特許文献１や特許文献２に記載されているような、吸着塔本体の内部に活性炭などの吸着剤が直接充填された一般的なタイプの吸着塔（以下、一般型の吸着塔と言う）と、図７に示したような、吸着塔本体内に内槽を設置し、その内槽内に吸着剤が充填されたタイプの吸着塔（以下、内槽型の吸着塔と言う）とが知られている（国部進，「吸着技術による回収」，化学工場，日刊工業新聞社，１９７３年３月，第１７巻，第３号，ｐ．１１６−１１７（非特許文献１）を参照）。
【００１６】
例えば、図７に示した内槽型の吸着塔５０は、水平方向に沿って配置された吸着塔本体５１と、吸着塔本体５１内に配された内槽５２と、内槽５２内に充填された吸着剤５３とを有している。また、この吸着塔５０には、内槽５２内に被処理ガスを直接導入する円筒状の第１導入部５４と、第１導入部５４から導入した被処理ガスを内槽５２内に均一に分配するために多数の孔が穿設されたスクリーン７０と、吸着剤を通過した被処理ガスを排出する第１排出部５５と、吸着剤を脱着するために吸着塔本体５１内に回収ガスを導入する第２導入部５６と、吸着剤を通過した回収ガスを内槽５２内から排出する円筒状の第２排出部５８と、吸着塔本体５１内で回収ガスの凝縮により生じる凝縮液（ドレン）を排出する第１ドレン排出部７１とが配されている。
【００１７】
この場合、第１導入部５４は、内槽５２から吸着塔本体５１の外側に延設されており、この第１導入部５４には、被処理ガスを供給する供給管路５７が接続されている。第１排出部５５及び第２導入部５６は吸着塔本体５１に形成されており、また、第１排出部５５
には被処理ガスを排出する排出管路６０が接続され、第２導入部５６には回収ガスを供給する供給管路６１が接続されている。
【００１８】
第２排出部５８は、内槽５２の内部に突出して形成されているとともに、内槽５２から吸着塔本体５１の外側に延設されている。この第２排出部５８には、回収ガスを排出する排出管路５９が接続されている。更に、第２排出部５８の内槽５２の内部に突出した部分の下方には、第２排出部５８内で回収ガスが凝縮して生じる凝縮液（ドレン）を受けるドレン受け部７３と、ドレン受け部７３で回収された凝縮液を外部に排出する第２ドレン排出部７４とが配されている。
【００１９】
第１ドレン排出部７１と第２ドレン排出部７４とには、それぞれ、ドレン排出管路７２が接続されている。また、各管路５７，５９，６０，６１，７２上には、開閉バルブ５７ａ，５９ａ，６０ａ，６１ａ，７２ａがそれぞれ設けられている。
【００２０】
内槽５２は、その長さ方向に沿って側壁及び天井を構成する胴板部６２と、胴板部６２の長さ方向の一端に配され、第１導入部５４が一体的に形成された第１端面壁部６３と、胴板部６２の長さ方向の他端に配された第２端面壁部６４と、胴板部６２並びに第１及び第２端面壁部６３，６４の下端に配された底板部６５とを有しており、胴板部６２には、第２排出部５８が一体的に設けられている。
【００２１】
この内槽５２における胴板部６２、第１端面壁部６３、及び第２端面壁部６４は金属板材により構成されており、底板部６５は、被処理ガス及び回収ガスが通過可能な多数の孔が穿設された多孔板により構成されている。なお、内槽５２は、底板部６５の長さ方向に沿った側縁部が吸着塔本体５１の内面に固定又は支持されることによって設置されていても良いし、吸着塔本体５１内に形鋼６６ａを格子状に組むことによって形成された土台部６６に載置されていても良い。また、内槽５２内には、被処理ガス中の有機成分を所定の濃度以下まで低減させるために、吸着剤５３が底板部６５から所定の高さまで充填されている。
【００２２】
このような内槽型の吸着塔５０において、吸着塔本体５１は、吸着剤を直接保持しておらず、内槽５２を保護するように内槽５２の外側に配されているため、吸着塔本体５１の肉厚を、例えば特許文献１や特許文献２のような一般型の吸着塔が有する吸着塔本体に比べて薄くすることが可能である。
【００２３】
また、内槽５２は、所定量の吸着剤を安定して保持するとともに、被処理ガス又は回収ガスを内槽５２内に導入したときに内槽５２内に生じる圧力上昇に耐えられるようにするために、その肉厚を所定の強度が確保されるように設定する必要がある。なお、内槽５２の肉厚は、ある程度厚く設定されるものの、後述するように、吸脱着能力の低下を抑えるために、一般型の吸着塔が有する吸着塔本体に比べて薄くすることが可能であった。
【００２４】
以上のように構成されている吸着塔５０では、被処理ガスの処理を行う場合、被処理ガスを、第１導入部５４から内槽５２内に導入して吸着剤に接触させることにより、被処理ガス中の有機成分が吸着剤に吸着して除去されるため、被処理ガスが浄化される。また、吸着剤を通過して浄化された被処理ガスは、第１排出部５５を介して外部に排出される。
【００２５】
一方、有機成分を吸着させた吸着剤を再生させる場合には、第１導入部５４からの被処理ガスの導入を停止し、第２導入部５６から回収ガス（例えば、加圧水蒸気）を吸着塔本体５１内に導入し、回収ガスを吸着塔本体５１内に充満させながら、回収ガスを内槽５２の底板部（多孔板）６５を介して吸着剤に送り入れる。これにより、有機成分が吸着剤から脱着するため、吸着剤が再生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開昭５２−１４７５７６号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１８１６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５２５２６号公報
【非特許文献】
【００２７】
【非特許文献１】国部進，「吸着技術による回収」，化学工場，日刊工業新聞社，１９７３年３月，第１７巻，第３号，ｐ．１１６−１１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
近年、環境問題に対する意識が高まり、半導体工場や化学工場等では、有機溶剤を初めとする有害ガスの大気放出量について公表が求められるようになってきている。また、有害ガスの大気放出量は、法的な規制をクリアするのみでなく、近隣や一般社会へのリスクマネージメントの観点から更なる削減が必要であり、所定の有機成分を吸着剤に効率的に吸着させて、排出ガスにおける有害成分の濃度を低減させることが求められている。
【００２９】
しかし、特許文献１や特許文献２などのような吸着剤が吸着塔本体に直接充填された一般型の吸着塔においては、吸着塔本体の製作時や移動・据付時に吸着塔本体に変形や損傷が生じないようにするため、及び吸着塔本体が、所定量の吸着剤を安定して保持できる強度を確保するとともに、吸着塔本体内に被処理ガスを導入した際や回収ガス（例えば加圧水蒸気）を導入した際における吸着塔本体の内部と外部（大気圧）との間に生じる圧力差に耐えられるようにするために、吸着塔本体の肉厚を厚く設定する必要があり、このように吸着塔本体の肉厚を厚くする場合は吸着剤の吸脱着能力を低下させるという問題があった。
【００３０】
すなわち、吸着塔本体の肉厚を厚くした場合、吸着塔本体の熱容量が大きくなるため、吸着塔本体自体が温まり難く、また、冷め難くなる。このため、吸着効率を高めるために吸着剤を冷却する場合や、脱着効率を高めるために吸着剤を加熱する場合において、吸着塔本体内の吸着剤のうち、吸着塔本体の内壁面に接触している部分や、その内壁面の近傍部分に配されている吸着剤が、熱容量の大きい吸着塔本体の影響を受けることによって、例えば吸着塔本体の内壁面から離れた中央部分に配されている吸着剤に比べて冷却速度及び昇温速度が遅くなり、冷却又は加熱される吸着剤の温度変化に時間的な遅れが生じていた。
【００３１】
このように吸着塔本体の内壁面に接触している部分や、その内壁面の近傍部分に位置する吸着剤の冷却や加熱に時間的な遅れが生じると、当該吸着剤の吸脱着能力が著しく低下してしまい、その結果、吸着剤全体における吸脱着能力も悪くなるという問題があった。
【００３２】
例えば、有機溶剤であるアセトンガスを吸着塔内に導入して吸着させる際の吸着能力について具体的に説明すると、吸着塔の吸着効率を良くするために、吸着塔に充填されている吸着剤に、脱着溶剤重量１に対し脱着蒸気を４〜５の割合に増加させて脱着を行った後、当該吸着塔内にアセトン濃度が爆発下限界の２５％の被処理ガスを導入して被処理ガスの浄化を行った場合、その吸着塔の吸着能力は、吸着塔から排出される被処理ガスにおけるアセトンの一般的な下限濃度が、平均して８０〜１００ｐｐｍ程度となるものであった。このような排出ガスの濃度は、法的な排出ガス規制はクリアしているものの、前述のように有害成分の濃度を一層低減させることが求められている。
【００３３】
一方、図７に示したような内槽型の吸着塔５０の場合、内槽５２内に被処理ガスを導入した際や吸着塔本体５１内に回収ガスを導入した際に、内槽５２と吸着塔本体５１との間に存在する空間領域にも被処理ガスや回収ガスが回り込むため、内槽５２の内部と外部（内槽５２と吸着塔本体５１との間の空間領域）の間に生じる圧力差が、前述のような一般型の吸着塔における吸着塔本体の場合に比べて小さくなる。
【００３４】
これにより、内槽５２における胴板部６２、第１端面壁部６３、及び第２端面壁部６４の肉厚を、前述のような一般型の吸着塔本体の肉厚よりも薄く設定することが可能となるため、胴板部６２、第１端面壁部６３、及び第２端面壁部６４の熱容量を小さくすることができる。
【００３５】
従って、このような内槽型の吸着塔５０では、特許文献１や特許文献２のような一般型の吸着塔に比べて、吸着剤が配されている部位によって冷却時又は加熱時に生じる温度変化の時間的な遅れを小さくできるため、吸着剤における吸脱着能力の低下は抑えられるものの、従来はこのような内槽５２を有する場合でも、熱容量を小さくし、もって吸脱着能力の低下を防止する目的で第１端面壁部６３、及び第２端面壁部６４の肉厚が薄くされていない、もしくは胴板部６２、第１端面壁部６３、及び第２端面壁部６４に肉厚な部材や肉厚な補強部材が取り付けられているなどで吸着剤における温度変化の時間的な遅れによる吸脱着能力の低下が少なからず生じており、改善する余地があった。
【００３６】
また、図７に示した吸着塔５０の内槽５２は、一般型の吸着塔本体に比べて肉厚が薄くなっていて温度変化し易いために熱伸縮も生じ易く、吸着剤の加熱と冷却が交互に繰り返されることによって、内槽５２を載置している土台部６６や内槽５２を固定する部材との間で熱応力が発生し、内槽５２に割れ（クラック）や亀裂が生じることがあった。
【００３７】
このように内槽５２に割れや亀裂が生じた場合、内槽５２の外側には吸着塔本体５１が存在するため、被処理ガス及び回収ガスが外部に漏れることはないものの、その割れや亀裂が生じた部分から被処理ガスが漏れ出して吸着剤を適切に通過することなく第１排出部５５から排出されるというショートパスの問題が発生し、吸着塔５０の吸着能力を低下させるという問題があった。
【００３８】
例えば、アセトン濃度が爆発下限界の２５％の被処理ガスを、図７に示した吸着塔５０内に導入して吸着させる場合、前述した一般型の吸着塔５０と同等以上の吸脱着能力を得ることは可能であるものの、上述のように内槽５２に割れや亀裂が生じてショートパスの問題が発生してしまうと、法的な排出ガス規制を超えないものの、内槽５２に生じた割れや亀裂が小さなものであったとしても、排出ガスの濃度を前述のような８０〜１００ｐｐｍ程度にする吸着能力を維持することは困難で、その一般的な吸着能力は、排出ガスの濃度を１５０〜２００ｐｐｍ程度にするものとなっていた。
【００３９】
本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであって、その具体的な目的は、吸着剤の冷却時や加熱時に吸着剤の温度変化に部分的に時間的な遅れが生じることを防いで、吸着剤の吸脱着能力を適切に発揮させることにより被処理ガスを効果的に浄化し、更には、吸着剤の冷却と加熱が繰り返されても内槽に割れや亀裂が生じることを防止可能な吸着塔、及び、その吸着塔を用いた処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
上記目的を達成するために、本発明により提供される吸着塔は、基本的な構成として、内部空間を備えた金属製の吸着塔本体と、前記吸着塔本体内に配される金属製の内槽と、前記内槽内に充填される吸着剤とを有し、前記内槽は、側壁及び天井を構成する胴板部と、前記胴板部の下端部に配され、気体が通過する開口を備えた底板部とを有し、前記内槽内に被処理ガスを導入することにより、前記被処理ガスに含まれる所定の有機成分を前記吸着剤に吸着させて前記被処理ガスを浄化し、且つ、前記内槽内に回収ガスを導入することにより、前記吸着剤から前記有機成分を回収して前記吸着剤を再生させる吸着塔であって、前記胴板部の肉厚が、前記吸着塔本体の肉厚よりも薄く設定され、前記吸着塔本体及び前記内槽は、水平方向に沿って配される横型の構造を有し、前記胴板部の前記側壁は、互いに対面する一対の壁体により構成され、前記胴板部の前記天井は、一対の前記壁体の上端部間に亘って配され、前記内槽は、前記胴板部の水平方向の両端部に配される一対の端面壁部を有し、各端面壁部は、前記胴板部よりも厚く、且つ、前記吸着塔本体よりも薄い肉厚を有する１枚の金属平板により構成されてなることを最も主要な特徴とするものである。
【００４１】
本発明に係る吸着塔において、前記胴板部の外周面に、前記胴板部の長さ方向に直交する周方向に沿って連続する補強部材が点付け溶接により固着されていることが更に好ましい。
【００４２】
また本発明により提供される別の吸着塔は、基本的な構成として、内部空間を備えた金属製の吸着塔本体と、前記吸着塔本体内に配される金属製の内槽と、前記内槽内に充填される吸着剤とを有し、前記内槽は、側壁及び天井を構成する胴板部と、前記胴板部の下端部に配され、気体が通過する開口を備えた底板部とを有し、前記内槽内に被処理ガスを導入することにより、前記被処理ガスに含まれる所定の有機成分を前記吸着剤に吸着させて前記被処理ガスを浄化し、且つ、前記内槽内に回収ガスを導入することにより、前記吸着剤から前記有機成分を回収して前記吸着剤を再生させる吸着塔であって、前記胴板部の肉厚が、前記吸着塔本体の肉厚よりも薄く設定され、前記吸着塔本体及び前記内槽は、垂直方向に沿って配置される竪型の構造を有し、前記胴板部の前記側壁は、円筒状に形成された壁体により構成され、前記胴板部の前記天井は、前記壁体の上端部を塞ぐ蓋体により構成されてなることを最も主要な特徴とするものである。
この場合、前記胴板部の外周面に、前記胴板部の中心軸方向に直交する円周方向に沿って連続する補強部材が点付け溶接により固着されていることが更に好ましい。
本発明において、前記補強部材は、前記胴板部の外周面との接触面を有する第１板片部と、前記第１板片部から立ち上がる第２板片部とを備え、前記第１及び第２板片部の肉厚は、前記補強部材の熱伸縮速度が前記胴板部の熱伸縮速度と略同じ大きさとなるように設定されていることが好ましく、更に、前記第１及び第２板片部の肉厚は、前記胴板部の肉厚よりも１ｍｍ大きくした寸法以下に設定されていることが特に好ましい。
【００４３】
本発明の吸着塔では、前記吸着塔本体内に、前記内槽を載置し、且つ、前記内槽の前記底板部に対して気体を流通可能な土台部が配されており、前記土台部と前記内槽の前記底板部との間に、前記底板部の熱伸縮時に前記土台部に対して前記底板部を摺動させる摺動手段が設けられていることが好ましい。
【００４４】
また本発明の吸着塔には、前記内槽内に前記被処理ガスを導入する第１導入部と、前記吸着剤を通過して前記有機成分が除去された前記被処理ガスを排出する第１排出部と、前記吸着塔本体内に前記回収ガスを導入する第２導入部と、前記吸着剤を通過して前記吸着剤から前記有機成分を回収した前記回収ガスを排出する第２排出部とが配され、前記第１導入部及び前記第２排出部は、前記吸着塔本体を介して外部から前記内槽に直接接続され、前記第１導入部及び前記第２排出部と、前記吸着塔本体との間に、弾性変形可能なシール部材が介装されて構成された第１熱応力緩和手段、及び／又は、前記第１導入部及び前記第２排出部に、弾性変形可能な伸縮可撓管が設けられて構成された第２熱応力緩和手段が配されていることが好ましい。
【００４５】
更に本発明の吸着塔は、前記内槽内に配され、前記被処理ガスを前記吸着剤に導入する前に整流する多孔板と、前記内槽の内壁面に固着され、前記多孔板を支持する支持部材とを有していることが好ましい。
【００４６】
この場合、前記支持部材は、前記内壁面に固着される複数の第１支持部と、少なくとも２つの前記第１支持部間に亘って配されるとともに各第１支持部に対して相対的に変位可能に保持される第２支持部とを有していることが特に好ましい。
【００４７】
また本発明により提供される吸着塔を用いた処理方法は、上述のような構成を有する吸着塔の前記内槽内に、揮発性有機化合物を含む被処理ガスを導入することにより、前記揮発性有機化合物を前記吸着剤に吸着させて前記被処理ガスの浄化処理を行うこと、及び、前記吸着塔の前記内槽内に回収ガスを導入することにより、前記吸着剤から前記揮発性有機化合物を回収して前記吸着剤を再生させることを含んでなることを最も主要な特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４８】
本発明に係る吸着塔は、吸着塔本体と、吸着塔本体内に配された内槽と、内槽内に充填された吸着剤とを有している。また、内槽は、側壁及び天井を構成する胴板部と、胴板部の下端部に配された底板部とを少なくとも備えており、胴板部の肉厚が、吸着塔本体の肉厚よりも薄く設定されている。
【００４９】
このように胴板部の肉厚が、吸着塔本体の肉厚よりも薄く設定されていることにより、胴板部の熱容量が小さくなり、当該胴板部全体を容易に且つ比較的均一に温度変化させることができる。このため、胴板部の熱伸縮時に胴板部自体に熱応力が発生し難くなるとともに、吸着剤を冷却又は加熱して有機成分を吸着又は脱着する際に、胴板部を吸着剤と同じように温度変化させることができるため、胴板部の内壁面に接触している部分や、その内壁面の近傍部分に配されている吸着剤を、胴板部の内壁面から離れた中央部分に配されている吸着剤と同様に温度変化させて、従来のように吸着剤の温度変化に時間的な遅れが生じることを防ぐことができる。
【００５０】
これにより、内槽に充填されている吸着剤全体を短時間で所望の温度まで冷却又は加熱することができるため、吸着剤全体の吸脱着能力を適切に発揮させることが可能となる。すなわち、内槽内に被処理ガスを導入して所定の有機成分を吸着剤に吸着させる際に、吸着剤の吸着効率を高めるために例えば当該被処理ガスによって吸着剤を冷却することにより、胴板部の内壁面に接触している吸着剤を含む吸着剤全体の温度を所定の温度まで短時間で低下させることができるため、当該吸着剤に被処理ガス中の有機成分を効率的に吸着させて、吸着剤により浄化された被処理ガス中の有機成分の濃度を従来よりも大幅に低減させることができる。
【００５１】
また、有機成分を吸着させた吸着剤に回収ガスを導入して有機成分を脱着させる際に、吸着剤の脱着効率を高めるために例えば当該回収ガスによって吸着剤を加熱すると同時に胴板部を直接加熱することにより、胴板部の内壁面に接触している吸着剤を含む吸着剤全体の温度を所定の温度まで短時間で上昇させることができるため、当該吸着剤から有機成分を効率的に脱着させて、吸着剤の吸着能力を安定して回復させることができる。
【００５２】
このような本発明の吸着塔において、前記吸着塔本体及び前記内槽は、水平方向に沿って配される横型の構造を有し、前記胴板部の前記側壁は、互いに対面する一対の壁体により構成され、前記胴板部の前記天井は、一対の前記壁体の上端部間に亘って配され、前記内槽は、前記胴板部の水平方向の両端部に配される一対の端面壁部を有し、各端面壁部は、前記胴板部よりも厚く、且つ、前記吸着塔本体よりも薄い肉厚を有する１枚の金属平板により構成されている。このように各端面壁部の肉厚が胴板部よりも厚く設定されていることにより、端面壁部は、所要の強度を安定して確保することができる。
【００５３】
また、当該端面壁部の肉厚は、胴板部よりも厚いものの、吸着塔本体よりも薄いため、端面壁部の熱容量を小さくして、端面壁部を温度変化させ易く構成することができる。これにより、吸着剤全体を冷却又は加熱する際に、端面壁部の内壁面に接触している部分や、その内壁面の近傍部分の吸着剤は、端面壁部の影響を受けるものの、比較的短い時間で所望の温度まで冷却又は加熱することができるため、吸脱着能力の低下を抑えることがで
きる。
【００５４】
特に本発明においては、吸着剤が端面壁部に接触する面積を、吸着剤が胴板部に接触する面積よりも小さくすることにより、吸着剤の冷却又は加熱時に吸着剤が端面壁部から受ける影響の大きさを相対的に小さくして、吸着剤全体の吸脱着能力が低下することをより効果的に抑えることができる。
【００５５】
また、本発明の吸着塔では、内槽における胴板部の外周面に、胴板部の長さ方向に直交する周方向に沿って連続する補強部材が点付け溶接により固着されている。これにより、胴板部の肉厚を上述のように薄くしても、補強部材によって胴板部の強度を高めることができるため、内槽内に所定量の吸着剤を安定して保持するとともに、被処理ガスを内槽内に導入したときに内槽内の圧力が上昇しても胴板部の変形を効果的に抑制できる。
【００５６】
特に、この補強部材は、上述のように胴板部の外周面に点付け溶接により固着されているため、例えば吸着剤を冷却又は加熱する際に、胴板部の熱伸縮量と補強部材の熱伸縮量とに差があったとしても、胴板部と補強部材との間に発生する熱応力を、例えば補強部材が胴板部の外周面に連続的に溶接される場合に比べて溶接固着時の残留応力が小さいため、小さくすることができる。従って、吸着剤の吸着時の冷却及び脱着時の加熱が交互に行われることによって胴板部と補強部材の冷却及び加熱が繰り返されても、胴板部に割れや亀裂が発生し難くなり、前述のように被処理ガスのショートパスの問題が生じることを防止できる。
【００５７】
一方、本発明の吸着塔では、前記吸着塔本体及び前記内槽は、垂直方向に沿って配置される竪型の構造を有し、前記胴板部の前記側壁は、円筒状に形成された壁体により構成され、前記胴板部の前記天井は、前記壁体の上端部を塞ぐ蓋体により構成されていても良い。このように胴板部の側壁が円筒状に形成されていることにより、胴板部の強度が高められるとともに、被処理ガス又は回収ガスを吸着剤に略均等に導入させ易くなるため、被処理ガスの浄化処理や吸着剤の再生処理をより効率的に行うことが可能となる。
【００５８】
この場合、内槽における胴板部の外周面に、胴板部の中心軸方向に直交する円周方向に沿って連続する補強部材が点付け溶接により固着されている。このような補強部材によって胴板部の強度を更に高めることができるため、内槽内に所定量の吸着剤を安定して保持するとともに、被処理ガスを内槽内に導入したときに内槽内の圧力が上昇しても胴板部の変形を安定して抑制できる。更に、補強部材が点付け溶接により固着されていることにより、胴板部と補強部材との間に発生する熱応力を小さくできるため、吸着剤の吸着時の冷却及び脱着時の加熱が交互に行われても胴板部に割れや亀裂が発生し難くなる。
【００５９】
本発明において、前記補強部材は、その横断面が例えば略Ｌ字状又は略Ｔ字状を呈するように、胴板部の外周面との接触面を有する第１板片部と、第１板片部から立ち上がる第２板片部とを備えている。またこの場合、第１及び第２板片部の肉厚は、補強部材の熱伸縮速度が胴板部の熱伸縮速度と略同じ大きさとなるように、例えば胴板部の肉厚よりも１ｍｍ大きくした寸法以下の大きさに設定されている。補強部材がこのように構成されていれば、胴板部の強度を安定して高めることができるとともに、熱伸縮時に胴板部と第１及び第２板片部との間に生じる応力を小さくできるため、胴板部と補強部材の冷却及び加熱が交互に繰り返されても、胴板部に割れや亀裂をより発生させ難くすることができる。
【００６０】
また本発明の吸着塔では、前記吸着塔本体内に、内槽を載置し、且つ、内槽の底板部に対して気体を流通可能な土台部が配されている。これにより、内槽を土台部上に安定して設置できる。更に、被処理ガスの浄化処理を行う際に、内槽の底板部から流出する被処理ガスが土台部を容易に通過することができ、また、回収ガスによる吸着剤の再生処理を行
う際に、回収ガスが土台部を容易に通過して内槽の底板部に流入することができるため、被処理ガス又は回収ガスが吸着塔本体内で滞留することなく、それぞれの処理を円滑に行うことができる。
【００６１】
またこの場合、土台部と内槽の底板部との間に、底板部の熱伸縮時に土台部に対して底板部を摺動させる摺動手段が設けられていることによって、吸着剤の吸着時の冷却及び脱着時の加熱が交互に行われることによって底板部の冷却及び加熱が繰り返されても、底板部と土台部との間に熱応力を発生させ難くして、底板部が破損することを防止でき、また、底板部と土台部間の磨耗を抑えて底板部及び土台部の寿命を延ばすことができる。
【００６２】
更に本発明の吸着塔では、内槽内に被処理ガスを導入する第１導入部と、吸着剤を通過して有機成分が除去された被処理ガスを排出する第１排出部と、吸着塔本体内に回収ガスを導入する第２導入部と、吸着剤を通過して吸着剤から有機成分を回収した回収ガスを排出する第２排出部とが配されており、且つ、第１導入部及び第２排出部が、吸着塔本体を介して外部から内槽に直接接続されている。これにより、被処理ガスの浄化処理や、回収ガスによる吸着剤の再生処理を円滑に行うことができる。
【００６３】
この場合、第１導入部及び第２排出部と吸着塔本体との間に、弾性変形可能なシール部材が介装されて第１熱応力緩和手段が構成されていることにより、吸着剤の加熱と冷却が交互に繰り返されても、主に第１導入部及び第２排出部の径方向（長さ方向に対して直交する方向）に生じる熱応力を緩和し、第１導入部、第２排出部及び内槽に割れや亀裂などの損傷が発生することを防止できる。
【００６４】
また、第１導入部及び前記第２排出部に、弾性変形可能な伸縮可撓管が設けられて第２熱応力緩和手段が構成されていることにより、吸着剤の加熱と冷却が交互に繰り返されても、主に第１導入部及び第２排出部の長さ方向に生じる熱応力を緩和し、第１導入部、第２排出部及び内槽に割れや亀裂などの損傷が発生することを防止できる。
【００６５】
更にまた本発明の吸着塔は、内槽内に配される多孔板と、当該多孔板を支持する支持部材とを有している。多孔板が支持部材に支持されて、被処理ガスにおける吸着剤の上流側に配されていることにより、被処理ガスを吸着剤に導入する前に整流して、被処理ガスを、内槽に充填されている吸着剤全体に行き渡らせることができるため、吸着剤による被処理ガスの浄化処理を効率的に行うことができる。
【００６６】
特にこの場合、前記支持部材が、胴板部及び端面壁部の少なくとも一方の内壁面に固着される複数の第１支持部と、少なくとも２つの第１支持部間に亘って配されるとともに各第１支持部に対して相対的に変位可能に保持される第２支持部とを有していることにより、支持部材で多孔板を安定して支持できるとともに、吸着剤の加熱と冷却が交互に繰り返されても、胴板部及び端面壁部と第１支持部との間に生じる熱応力を小さくして、内槽に割れや亀裂などの損傷が発生することを防止できる。
【００６７】
次に、本発明により提供される吸着塔を用いた処理方法は、上述のような構成を有する吸着塔の内槽内に、揮発性有機化合物を含む被処理ガスを導入することにより、その揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させて被処理ガスの浄化処理を行うことにより、前述のように、吸着剤全体の温度を所定の温度まで短時間で容易に低下させることができるため、吸着剤に揮発性有機化合物を効率的に吸着させて、浄化処理後の被処理ガス中の揮発性有機化合物の濃度を従来よりも大幅に低減させることができる。特にこのような浄化処理は、被処理ガス中の有害な有機成分の濃度が５００ｐｐｍ以上となる高濃度の被処理ガスを浄化する場合に極めて有効であり、被処理ガス中の有機成分濃度が高ければ高いほど有効である。
【００６８】
また、例えば上述のような浄化処理を行った後に、吸着塔の内槽内に回収ガスを導入することにより、吸着剤全体の温度を所定の温度まで短時間で容易に上昇させることができるため、当該吸着剤から揮発性有機化合物を効率的に脱着させて回収ガスに回収し、吸着剤の吸着能力を安定して回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る吸着塔を模式的に示す断面図である。
【図２】同吸着塔の内槽の一部を断面で示す内槽の斜視断面図である。
【図３】内槽と補強部材との関係を示す要部断面図である。
【図４】支持部材を示す説明図である。
【図５】内槽と土台部との間に配された摺動手段を説明する説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る吸着塔を模式的に示す断面図である。
【図７】従来の内槽型の吸着塔を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明と実質的に同一な構成を有し、かつ、同様な作用効果を奏しさえすれば、多様な変更が可能である。例えば本発明において、以下に説明する各部材や部品の寸法は特に限定されるものではなく、吸着塔の大きさなどに応じて任意に変更することが可能である。
【００７１】
先ず、第１の実施形態に係る吸着塔について説明する。ここで、図１は、第１の実施形態に係る吸着塔を示す断面図であり、図２は、同吸着塔の内槽を示す斜視断面図である。
なお、第１の実施形態に係る吸着塔は、吸着塔本体及び内槽が水平方向に沿って配置された水平式（横型）の吸着塔として構成されているものであり、以下の説明において、前後方向とは吸着塔の長さ方向を言い、上下方向とは鉛直方向を言うものとする。また、左右方向とは、吸着塔の幅方向であり、吸着塔の長さ方向に直交する水平方向を言うものとする。
【００７２】
図１に示した吸着塔１は、吸着塔本体１０と、吸着塔本体１０の底面部に配される土台部３１と、土台部３１に載置された内槽２０と、内槽２０に充填された吸着剤と、内槽２０内に被処理ガスを直接導入する第１導入部３２と、吸着剤を通過して浄化された被処理ガスを吸着塔本体１０から排出する第１排出部３３と、吸着塔本体１０内に回収ガスを導入する第２導入部３４と、吸着剤を通過した回収ガスを内槽２０内から排出する第２排出部３５と、回収ガスの一部が凝縮して液化した凝縮液を排出する第３排出部１４とを有している。
【００７３】
吸着塔本体１０は、炭素鋼などの金属により構成されており、筒状の胴体部１１と、胴体部１１の一端部（前端部）に配された第１球面部１２と、胴体部１１の他端部（後端部）に配された第２球面部１３とを有している。また、吸着塔本体１０の第１球面部１２には、第１排出部３３が、吸着塔本体１０と同じ金属材料によって、前後方向に沿って第１球面部１２から外側に向けて突出するように一体的に形成されている。第２球面部１３には、第２導入部３４が、吸着塔本体１０と同じ金属材料によって、前後方向に沿って外側に向けて突出するように一体的に形成されている。
【００７４】
吸着塔本体１０の胴体部１１は、円弧状又は平坦状の底面部及び天井部と、外側に凸状に湾曲した左右の側壁部とを有しており、天井部には、第１導入部３２と第２排出部３５とを挿通させる挿通孔が形成されている。第１の実施形態の場合、胴体部１１の高さ方向の寸法は２ｍで、胴体部１１の長さ方向の寸法は６ｍに設定されている。なお、本発明に
おいて、吸着塔本体１０の形状及び寸法は特に限定されるものではなく、任意に変更することが可能である。
【００７５】
この場合、胴体部１１に形成した挿通孔の内面と、第１導入部３２及び第２排出部３５との間には、弾性変形により伸縮可能なエラストマーなどにより構成されたシール部材３６が介装されており、それによって、被処理ガスや回収ガスが吸着塔本体１０内から挿通孔を介して外部に漏れることを防止している。
【００７６】
また、このようなシール部材３６が介装されていることにより、吸着塔本体１０、第１導入部３２、及び第２排出部３５が冷却又は加熱される際に、吸着塔本体１０と、第１導入部３２及び第２排出部３５との間で熱伸縮量が異なる場合であっても、その熱伸縮量の違い（特に、第１導入部３２及び第２排出部３５の半径方向における熱伸縮量の違い）をシール部材３６の弾性変形によって吸収できる。このため、当該シール部材３６は第１熱応力緩和手段として機能して、吸着塔本体１０、第１導入部３２、及び第２排出部３５に熱応力が生じ難くなり、吸着塔本体１０の挿通孔近傍や、第１導入部３２及び第２排出部３５に熱応力に起因する割れや亀裂が発生することを防止できる。
【００７７】
更に、第１の実施形態における第１導入部３２及び第２排出部３５には、後述するように、弾性変形により伸縮可能な伸縮可撓管１６が配されている。この伸縮可撓管１６が第１導入部３２及び第２排出部３５のそれぞれに配されていることにより、吸着塔本体１０と内槽２０との間や、吸着塔本体１０と第１導入部３２及び第２排出部３５との間で熱伸縮量が異なる場合であっても、その熱伸縮量の違い（特に、第１導入部３２及び第２排出部３５の長さ方向（中心軸方向）における熱伸縮量の違い）を伸縮可撓管１６の伸縮によって吸収できる。このため、当該伸縮可撓管１６は第２熱応力緩和手段として機能して、吸着塔本体１０、第１導入部３２、及び第２排出部３５に熱応力が生じ難くなり、吸着塔本体１０、第１導入部３２及び第２排出部３５に熱応力に起因する割れや亀裂が発生することを防止できる。
【００７８】
なお、第１の実施形態では、第１熱応力緩和手段となるシール部材３６と、第２熱応力緩和手段となる伸縮可撓管１６の両方が設けられているが、本発明では、シール部材３６と伸縮可撓管１６の何れかのみを熱応力緩和手段として設けることも可能である。
【００７９】
また、シール部材３６は、上述のように第１導入部３２及び第２排出部３５の半径方向における熱伸縮量の違いを主に吸収しているが、第１導入部３２及び第２排出部３５の長さ方向における熱伸縮量の違いも吸収することができる。伸縮可撓管１６は、第１導入部３２及び第２排出部３５の長さ方向における熱伸縮量の違いを主に吸収しているが、第１導入部３２及び第２排出部３５における吸着塔本体１０と内槽２０との長さ方向（前後方向）及び左右方向（幅方向）における熱伸縮量や熱変位量あるいは熱変形量の違いも吸収することができる。
【００８０】
第１の実施形態において、吸着塔本体１０の胴体部１１、第１球面部１２、及び第２球面部１３は同じ肉厚を有している。この場合、吸着塔本体１０の肉厚は、吸着塔本体の製作時や移動・据付時に吸着塔本体に変形や損傷が生じないようにするとともに、内槽２０を安定して保護でき、且つ、吸着塔本体１０内に被処理ガスや回収ガスが導入されたときの吸着塔本体１０内の圧力に耐えられる強度が確保される大きさに設定されており、具体的には６ｍｍ以上２０ｍｍ以下に、好ましくは９ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設定されている。実際に第１の実施形態における胴体部１１の肉厚は９ｍｍに設定されている。なお、本発明において、吸着塔本体１０の胴体部１１、第１球面部１２、及び第２球面部１３の各肉厚は、上述の範囲内においてそれぞれ異なる大きさに設定することも可能である。
【００８１】
更に、胴体部１１、第１球面部１２、及び第２球面部１３を有する吸着塔本体１０の外周面には、図示を省略した保温材が取り付けられていることが好ましい。このような保温材を設けることにより、吸着塔本体１０から大気中に放熱することによるエネルギーロスを少なくでき、それによって、吸着塔本体１０と内槽２０が後述するように回収ガスによって加熱される際に、吸着塔本体１０と内槽２０との間に生じる温度差を小さく抑えることができる。
【００８２】
第１の実施形態の土台部３１は、複数の形鋼を格子状に組み立てることにより構成されており、吸着塔本体１０の底面部に左右方向に沿って平行に配された複数の第１形鋼（Ｈ形鋼）３１ａと、第１形鋼３１ａの上に前後方向に沿って平行に配された複数の第２形鋼（Ｈ形鋼）３１ｂとを有している。この場合、第１形鋼３１ａは、８０ｃｍ以上１２０ｃｍ以下のピッチで配されており、第２形鋼３１ｂは、６０ｃｍ以上１００ｃｍ以下のピッチで配されている。
【００８３】
このように土台部３１が、格子状に組まれた第１及び第２形鋼３１ａ，３１ｂにより構成されていることにより、内槽２０を土台部３１上に安定して載置できるとともに、内槽２０の後述する底板部２４の下面側が土台部３１で塞がれることはないため、内槽２０から底板部２４を介して流出する被処理ガスが、土台部３１を円滑に通過して第１排出部３３に流れることを可能にする。また、第２導入部３４から導入される回収ガスが、土台部３１を円滑に通過して内槽２０の底板部２４を介して内槽２０内に流れることを可能にする。
【００８４】
なお、本発明の土台部は、第１の実施形態のように、複数の形鋼を格子状に組み立てることによって構成されているものに限定されず、内槽の底板部に対して気体を流通可能に構成されていれば、その他の構造（例えば、後述する第２の実施形態における土台部の構造など）を採用することも可能である。
【００８５】
また、この土台部３１の上面側（第２形鋼３１ｂの上面側）における前後の端縁部及び左右の側縁部には、横断面が略Ｌ字状のガイド部材３７が固着されている。このガイド部材３７において、Ｌ字を構成する一方の板辺部が第２形鋼３１ｂに固着されるとともに、Ｌ字を構成する他方の板辺部が内槽２０の底板部２４の前後及び左右方向を囲むように起立して配されている。
【００８６】
この場合、ガイド部材３７の他方の板辺部は、内槽２０の底板部２４と干渉することを防ぐために、内槽２０の底板部２４との間に微小空間が形成されるように僅かに離間して配されることが好ましい。このようなガイド部材３７が配されていることにより、土台部３１に載置されている内槽２０の位置が、土台部３１の外側の領域にはみ出すことを防いでいる。
【００８７】
更に、土台部３１の第２形鋼３１ｂの上面と、ガイド部材３７における前記一方の板辺の上面には、内槽２０の底板部２４が土台部３１に対して摺動することが可能な摺動手段となる摺動層３８が設けられている。この摺動層３８は、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）などの摩擦係数が極めて小さい合成樹脂により構成されている。
【００８８】
このような摺動層３８が設けられていることにより、吸着剤の冷却や加熱に伴って内槽２０の底板部２４が熱伸縮するときに、底板部２４が土台部３１に対して円滑に滑ることができる。このため、吸着剤の冷却と加熱が交互に繰り返されて底板部２４の熱収縮と熱膨張が繰り返し生じても、底板部２４が磨耗することを防止できる。また、底板部２４と第２形鋼３１ｂやガイド部材３７との間で熱伸縮量に差が生じても、底板部２４が滑ることによって内槽２０に熱応力が生じ難く、内槽２０が破損することを防止できる。
【００８９】
この場合、内槽２０の底板部２４が熱収縮と熱膨張とを繰り返しても、土台部３１に対する底板部２４の相対的な位置がずれないようにするために、底板部２４の長さ方向及び幅方向における中心部が、摺動層３８を介することなく、溶接部３９やその他の固着手段によって第２形鋼３１ｂに固着されている（図５を参照）。従って、内槽２０の底板部２４が熱伸縮する場合には、底板部２４は、土台部３１に対する相対的な位置が長さ方向や幅方向にずれることなく、溶接部３９を中心にして前後方向及び左右方向に滑りながら熱収縮又は熱膨張することが可能である。
【００９０】
なお、本発明において、内槽２０の底板部２４を土台部３１に対して摺動させる摺動手段の具体的な構成は特に限定されるものではなく、上述した合成樹脂製の摺動層３８の他に、例えば各第２形鋼３１ｂの上面に長さ方向に沿って溝を形成し、当該溝内に複数の転動体（玉）を回転可能に保持することによって摺動手段を構成することも可能である。
【００９１】
内槽２０は、前後方向に沿って配され、逆Ｕ字状の横断面を有する胴板部２１と、胴板部２１の前端に固着される第１端面壁部２２と、胴板部２１の後端に固着される第２端面壁部２３と、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の下端に固着される底板部２４と、胴板部２１の長さ方向に直交する方向に胴板部２１の外周面に沿って取り付けられる補強部材２５とを備えている。
【００９２】
この内槽２０の胴板部２１は、ステンレス鋼などの金属板に横断面がＵ字状となるように曲げ加工を施すことによって蒲鉾型の形状に構成されており、胴板部２１の長さ方向（水平方向）に平行な互いに対面する平板状の壁体により構成された左右一対の側壁と、当該左右一対の側壁の上端部間に亘って円弧状に湾曲して配された天井とを備えている。なお、本発明において、内槽の形状は限定されるものではなく、たとえば胴板部の側壁は、上述のような平板状ではなく、円弧状に湾曲させた形態に構成されていても良く、また、胴板部の天井は、上述のように円弧状に湾曲させるのではなく、平板状に形成されていても良い。
【００９３】
この胴板部２１の肉厚は、吸着塔本体１０の肉厚よりも薄く、具体的には、１ｍｍ以上４ｍｍ以下に、好ましくは２ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されており、第１の実施形態における実際の胴板部２１の肉厚は２ｍｍに設定されている。このように胴板部２１の肉厚を１ｍｍ以上に設定することにより、内槽２０内に吸着材を充填して保持可能な強度を得ることができる。また、胴板部２１の肉厚を４ｍｍ以下に設定することにより、胴板部２１の熱容量が小さくなり、吸着剤を冷却又は加熱したときに、胴板部２１の温度を吸着剤の温度に合わせるように容易に変化させることができる。
【００９４】
また、第１の実施形態の内槽２０において吸着剤を内槽２０内に充填した場合、胴板部２１、第１端面壁部２２及び第２端面壁部２３に吸着剤が接触する全体の面積に対して、胴板部２１のみに吸着剤が接触する面積の割合が６０％以上に、好ましくは７０％以上に設定されることが好ましい。
【００９５】
これにより、吸着剤全体を冷却又は加熱する際に、吸着剤の温度変化が第１端面壁部２２及び第２端面壁部２３から受ける影響を小さくし、胴板部２１の内壁面から離れた中央部分に配されている吸着剤の温度変化に比べて、内槽２０の内壁面（特に、第１端面壁部２２及び第２端面壁部２３の内壁面）に接触している部分や、その内壁面の近傍部分に配されている吸着剤の温度変化に時間的な遅れをより生じ難くすることができる。
【００９６】
なお、第１の実施形態の場合、前述のように吸着塔本体１０の胴体部１１、第１球面部１２、及び第２球面部１３は同じ肉厚を有しているため、胴板部２１の肉厚は、吸着塔本
体１０の胴体部１の肉厚よりも薄くすれば、吸着塔本体１０の第１球面部１２及び第２球面部１３の肉厚よりも必然的に薄くなるが、例えば吸着塔本体１０の胴体部１１、第１球面部１２、及び第２球面部１３の肉厚がそれぞれ異なる場合、胴板部２１の肉厚は、吸着塔本体１０の胴体部１１、第１球面部１２、及び第２球面部１３のなかで一番薄い部材の肉厚よりも薄く設定される。
【００９７】
胴板部２１の天井には、被処理ガスを内槽２０内に直接導入する第１導入部３２と、吸着剤を通過した回収ガスを内槽２０内から排出する第２排出部３５とが、胴板部２１と同じ金属材料を用いて一体的に形成されている。
【００９８】
内槽２０の第１及び第２端面壁部２２，２３は、それぞれ、胴板部２１と同じ材料かならなる一枚の金属平板により構成されており、溶接等により胴板部２１の前端部及び後端部に固着一体化されている。また、第１及び第２端面壁部２２，２３の肉厚は、胴板部２１の肉厚よりも厚く、且つ、吸着塔本体１０の肉厚よりも薄く設定されている。具体的に、第１及び第２端面壁部２２，２３の肉厚は、３ｍｍよりも大きく８ｍｍ以下に、好ましくは４ｍｍ以上６ｍｍ以下に設定されており、第１の実施形態における実際の胴板部２１の肉厚は５ｍｍに設定されている。
【００９９】
例えば内槽２０内に被処理ガスや回収ガスを導入する場合、こられのガスが吸着材を通過する際に圧力損失が生じる。このため、後述するように、被処理ガスを浄化処理するために被処理ガスを第１導入部３２から導入して第１排出部３３から排出する際には、内槽２０の内部空間の圧力が内槽２０の外側空間よりも高くなり、内槽２０の内部空間と外側空間との間に圧力差が生じる。一方、吸着剤を再生するために被処理ガスを第２導入部３４から導入して第２排出部３５から排出する際には、内槽２０の外側空間の圧力が内槽２０の内部空間よりも高くなり、内槽２０の内部空間と外側空間との間に圧力差が生じる。
【０１００】
このように吸着時と脱着時に、内槽２０の内部空間と外側空間との間に圧力差が生じる場合、第１及び第２端面壁部２２，２３は、一枚の大きな平らな金属板により構成されているため、例えば第１及び第２端面壁部２２，２３の肉厚が胴板部２１と同じ大きさに設定されていると、曲げ加工が施されている胴板部２１に比べて、内側に凹むような凹状の湾曲又は外側に膨らむような凸状の湾曲が大きく生じ易く、金属疲労が進行し易い。
【０１０１】
従って、第１の実施形態では、第１及び第２端面壁部２２，２３の肉厚を胴板部２１よりも厚くすることにより、第１及び第２端面壁部２２，２３の強度を高めて、内槽２０の内部空間と外側空間との間に圧力差が生じても上述のような凹状又は凸状の湾曲を生じ難くし、金属疲労が進行することを防いでいる。
【０１０２】
なお、第１及び第２端面壁部２２，２３を、例えば胴板部２１の肉厚と同じ肉厚を有するように構成する場合、第１及び第２端面壁部２２，２３の外面側に補強部材２５を設けることによって、第１及び第２端面壁部２２，２３に上述のような凹状又は凸状の湾曲が生じ難いように第１及び第２端面壁部２２，２３を補強することも可能である。
【０１０３】
しかしこの場合、第１及び第２端面壁部２２，２３はそれぞれ一枚の大きな金属平板により構成されているため、温度変化したときの熱伸縮量が大きく、第１及び第２端面壁部２２，２３に補強部材２５が固着されることによって大きな熱応力が発生し易いことから、第１及び第２端面壁部２２，２３に割れや亀裂が発生する虞も考えられる。
【０１０４】
また第１の実施形態では、第１及び第２端面壁部２２，２３の肉厚を、上述のように吸着塔本体１０の肉厚よりも薄くすることにより、第１及び第２端面壁部２２，２３の熱容量を小さくし、それによって、吸着剤を冷却又は加熱した際に、第１及び第２端面壁部２
２，２３の温度を、吸着剤の温度変化に追従するように比較的容易に変化させることができる。
【０１０５】
内槽２０の底板部２４は、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の下端に固着しており、鋼材を格子状に組んで形成されたグレーチング部材２４ａと、グレーチング部材２４ａの上に固定され、複数の穴が穿設された第１多孔板２４ｂとにより構成されている。
【０１０６】
このように底板部２４が構成されていることにより、吸着剤を安定して保持できるように底板部２４の強度をグレーチング部材２４ａによって高めるとともに、気体（被処理ガス又は回収ガス）を、底板部２４を介して内槽２０の内から外へ向けて、又は内槽２０の外から内へ向けて良好に通気させることが可能となる。
【０１０７】
更に、底板部２４が第１多孔板２４ｂを有することにより、回収ガスを内槽２０内に導入して吸着剤の充填部に進入させる際に、第１多孔板２４ｂが回収ガスの流通に抵抗を与えて回収ガスを拡散させる整流板としての役割を果たし、回収ガスを第１多孔板２４ｂの各穴から略等しい流量で均等に吸着剤に進入させることが可能となる。
【０１０８】
なお本発明において、グレーチング部材２４ａに形成される開口部分の大きさ及び密度、並びに、第１多孔板２４ｂに穿設する孔の大きさ、形状及び密度などは特に限定されず、任意に設定される。
【０１０９】
内槽２０に配される補強部材２５は、胴板部２１と同じ金属材料、又は胴板部２１の材料と熱膨張率及び熱収縮率が略同じ大きさとなる金属材料を用いて構成されている。第１の実施形態の補強部材２５は、胴板部２１の外周面に５本取り付けられており、各補強部材２５は、胴板部２１の長さ方向に直交する胴板部周方向に沿って、胴板部２１の外周面に連続的に接触した状態で、点付け溶接により所定の間隔を開けた複数個所（２つ以上の箇所）で胴板部２１の外周面に部分的に固着されている。この場合、各補強部材２５間の内槽２０の長さ方向（前後方向）における間隔は、６００ｍｍ以上１３００ｍｍ以下に設定されている。
【０１１０】
また第１の実施形態では、図３に補強部材２５の断面を示すように、各補強部材２５は、補強部材２５の長さ方向に対する横断面が略Ｌ字状を示すように、胴板部２１の外周面に接触する接触面を備えた第１板片部２５ａと、第１板片部２５ａの一端（後端）から起立するリブ状の第２板片部２５ｂとを有している。
【０１１１】
すなわち、この補強部材２５は、第１板片部２５ａの一面全体が胴板部２１の外周面に接触し、且つ、第２板片部２５ｂが胴板部２１の外周面に対して直交する方向に立設した状態で、胴板部２１に取り付けられている。この場合、第１板片部２５ａの板幅寸法（前後方向の大きさ）と、第２板片部２５ｂの板幅寸法（上下方向の大きさ）は、それぞれ３０ｍｍに設定されている。また、第１及び第２板片部２５ａ，２５ｂの板厚寸法は、胴板部２１の肉厚よりも１ｍｍ大きくした寸法以下の大きさに設定されており、具体的には、第１の実施形態における実際の第１及び第２板片部２５ａ，２５ｂの肉厚は３ｍｍに設定されている。
【０１１２】
このような形状及び寸法を有する補強部材２５が、胴板部２１の外周面に取り付けられていることにより、内槽２０の胴板部２１が補強されるため、吸着材が内槽２０内に安定して保持されるとともに、内槽２０の内部空間と外側空間との間に圧力差（内外圧差）が生じたときに胴板部２１が大きく変形することを抑制している。
【０１１３】
また、各補強部材２５の第１及び第２板片部２５ａ，２５ｂの板厚寸法が、上述のように胴板部２１の肉厚よりも１ｍｍ大きくした寸法以下の大きさに設定されていることにより、補強部材２５の熱容量を胴板部２１の熱容量と略同じ大きさとなるように小さくでき、吸着剤の冷却又は加熱によって内槽２０及び補強部材２５の温度が下降又は冷却するときに、内槽２０の胴板部２１と補強部材２５との間に温度差や熱伸縮量の違いを生じ難くしている。
【０１１４】
その上、各補強部材２５の第１板片部２５ａが、点付け溶接によって、胴板部２１の外周面に部分的に固着されていることにより、第１板片部２５ａと胴板部２１との間の溶着時に生じる残留応力を少なくすることができるため、胴板部２１の熱伸縮量と補強部材２５の熱伸縮量との間に差が生じたとしても、当該熱伸縮量の差に起因して胴板部２１と補強部材２５との間に発生する熱応力を小さく抑えることができる。
【０１１５】
これによって、胴板部２１及び補強部材２５の冷却と加熱が繰り返されても、胴板部２１における補強部材２５との固着部近傍に割れや亀裂を発生し難くすることができる。なお本発明において、補強部材２５の形状及び寸法、並びに補強部材２５の設置本数などは特に限定されず、任意に変更することが可能である。また、補強部材２５は、上述のように横断面が略Ｌ字状を示すように構成されているが、本発明では、例えばリブ状の第２板片部を第１板片部の板幅方向の略中央部から立ち上がらせることにより補強部材を横断面が略Ｔ字状を示すように構成することも可能である。
【０１１６】
このような内槽２０の内部には、吸着剤を底板部２４から所定の高さ（第１の実施形態では、底板部２４から１ｍの高さ）まで均一に充填することによって吸着剤充填部（活性炭層）２６が形成されており、この吸着剤充填部２６の上面側には、吸着剤を覆うように第２多孔板２７が支持部材２８に支持されて配されている。
【０１１７】
第１の実施形態において、吸着剤には活性炭が用いられているが、吸着剤の種類は特に限定されず、活性炭の他に、例えばゼオライトやシリカゲルなどの従来から一般的に知られている吸着材を用いることも可能である。
【０１１８】
第２多孔板２７は、金属製の矩形状平板に複数の穴が規則的に穿設されて構成されている。このような第２多孔板２７が吸着剤充填部２６の上面側に配されていることにより、被処理ガスを第１導入部３２から内槽２０内に導入して吸着剤充填部２６に進入させる際に、第２多孔板２７が被処理ガスの流通に抵抗を与えて被処理ガスを拡散させる整流板としての役割を果たし、被処理ガスを第２多孔板２７の各穴から略等しい流量で均等に吸着剤充填部２６に進入させることが可能となる。
【０１１９】
この第２多孔板２７を所定の高さ位置で支持する支持部材２８は、第２多孔板２７の４辺の各端縁部を下面側から支持するように、内槽２０における胴板部２１の内壁面と、第１及び第２端面壁部２２，２３の内壁面とに配されている。この支持部材２８は、図４に示したように、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の内壁面に所定の間隔を開けて溶着された複数の第１支持部２９と、２つ以上の第１支持部２９間に跨って配され、第２多孔板２７を載置する長尺の第２支持部３０とを有している。
【０１２０】
支持部材２８の各第１支持部２９は、内槽２０の前記各内壁面に溶着された溶着片部２９ａと、溶着片部２９ａの上端から内槽２０の内側に向けて水平方向に延設された支持片部２９ｂと、支持片部２９ｂの上面に突設された突出部２９ｃとを有している。
【０１２１】
この場合、第１支持部２９における内壁面に平行な方向の寸法は、５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下に設定されており、当該寸法を５０ｍｍ以上にすることにより、各内壁面と第１
支持部２９との間にて第２多孔板２７を支持可能な固着力を安定して確保できる。また、当該寸法を３００ｍｍ以下にすることにより、各内壁面と第１支持部２９との固着面積が必要以上に大きくなり過ぎることを防いで、吸着剤の冷却又は加熱によって内槽２０及び支持部材２８の温度が下降又は上昇する際における内槽２０の熱伸縮量と第１支持部２９の熱伸縮量との違いを小さくし、内槽２０に発生する熱応力を小さく抑えることができる。
【０１２２】
支持部材２８の第２支持部３０は、第１支持部２９の設置位置に対応して、第１支持部２９の突出部２９ｃが挿入される長孔３０ａを有しており、各長孔３０ａは、第２支持部３０の長さ方向に長く形成されている。このような第２支持部３０は、２つ以上の第１支持部２９間に跨って載置されるとともに、各第１支持部２９の突出部２９ｃが、第２支持部３０の対応する長孔３０ａに挿入されることによって保持されている。
【０１２３】
このように支持部材２８が構成されていることにより、内槽２０及び支持部材２８がそれぞれ熱収縮又は熱膨張する際に、第２支持部３０の第１支持部２９に対する相対的な位置を長さ方向に沿って容易に変化させることが可能となるため、例えば内槽２０の熱伸縮量と第２支持部３０の熱伸縮量との間に差が生じても、内槽２０及び第２支持部３０に熱応力が発生することを防止できる。
【０１２４】
このように、第１の実施形態における支持部材２８では、吸着剤の冷却又は加熱に伴って内槽２０及び支持部材２８が熱収縮又は熱膨張しても、内槽２０に熱応力が生じ難いため、吸着剤の冷却及び加熱が交互に繰り返されても、内槽２０に割れや亀裂が発生することを防止できる。
【０１２５】
なお、本発明において、支持部材２８は、第２多孔板２７を安定して支持できれば、胴板部２１の内壁面と、第１端面壁部２２及び第２端面壁部２３の内壁面とのうちの一方の内壁面のみに配されていても良い。また、第１支持部２９の寸法や設置数も、内槽２０の大きさなどに応じて任意に変更することが可能である。
【０１２６】
更に第１の実施形態では、第２支持部３０の上面（第２多孔板２７を載置する載置面）に、フッ素樹脂などの摩擦係数が極めて小さい合成樹脂よりなる不図示の摺動層が設けられていることが好ましい。このような摺動層が設けられていることにより、第２支持部３０に載置されて支持される第２多孔板２７が熱収縮又は熱膨張するときに、第２支持部３０に対して第２多孔板２７を容易に滑らせることが可能となるため、第２支持部３０及び第２多孔板２７が磨耗することを防ぎ、また、第２支持部３０及び第２多孔板２７に熱応力が発生し難くなる。
【０１２７】
被処理ガスを導入する第１導入部３２は、内槽２０の胴板部２１に一体的に形成されており、この第１導入部３２における吸着塔本体１０と内槽２０との間の部分には、弾性変形により伸縮可能な伸縮可撓管１６が接続されている。また、この第１導入部３２は、吸着塔本体１０に形成された挿通孔を介して吸着塔本体１０の外側に延設され、被処理ガスを吸着塔１に供給する第１供給ライン６に接続されている。この場合、被処理ガスの第１供給ライン６には、第１開閉バルブ６ａが配されている。
【０１２８】
被処理ガスを吸着塔本体１０から排出する第１排出部３３は、前述のように、吸着塔本体１０の第１球面部１２から外側に向けて突出して形成され、第２開閉バルブ７ａを備えた被処理ガスの第１排出ライン７に接続されている。
【０１２９】
回収ガスを吸着塔本体１０内に導入する第２導入部３４は、前述のように、吸着塔本体１０の第２球面部１３から外側に向けて突出して形成され、第３開閉バルブ８ａを備えた
回収ガスの第２供給ライン８に接続されている。なお、本発明では、第２導入部３４を土台部３１と干渉しないように内槽２０の下方の位置まで吸着塔本体１０の内部側に延設して、内槽２０の底板部２４に向けて回収ガスを流出させるようにしても良い。
【０１３０】
回収ガスを排出する第２排出部３５は、内槽２０の胴板部２１に一体的に形成されており、この第２排出部３５における吸着塔本体１０と内槽２０との間の部分には、弾性変形により伸縮可能な伸縮可撓管１６が接続されている。この第２排出部３５は、吸着塔本体１０に形成された挿通孔を介して吸着塔本体１０の外側に延設され、第４開閉バルブ９ａを備えた回収ガスの第２排出ライン９に接続されている。また、第２排出ライン９の下流側には、不図示のコンデンサが配されており、当該コンデンサにて有機成分を含んだ回収ガスを凝縮して回収ガスから有機成分を分離・回収するとともに、有機成分が分離された回収ガスを外部に排出することが可能である。
【０１３１】
第３排出部１４は、回収ガスの一部が凝縮して液化した凝縮液を外部に排出するために、吸着塔本体１０の底部から下方に向けて垂設されており、この第３排出部１４は、第５開閉バルブ１５ａを備えた凝縮液の第３排出ライン１５に接続されている。なお、本発明において、第１導入部３２、第１排出部３３、第２導入部３４、第２排出部３５、及び第３排出部１４の配設位置は、それぞれ適宜変更することが可能である。
【０１３２】
また第１の実施形態において、第１開閉バルブ６ａ〜第４開閉バルブ９ａ及び第５開閉バルブ１５ａは、それぞれ不図示の制御部に電気的に接続されており、当該制御部によって、第１開閉バルブ６ａ〜第４開閉バルブ９ａ及び第５開閉バルブ１５ａの開閉操作や各開閉バルブ６ａ〜９ａ，１５ａの開口量が制御される。
【０１３３】
なお、第１の実施形態では、被処理ガスを内槽２０内に導入する第１導入部３２と、回収ガスを内槽２０内から排出する第２排出部３５とが、それぞれ別々の円筒管部によって構成されているが、本発明では、第１導入部と第２排出部とを同一の円筒管部によって構成することも可能である。この場合、第１導入部及び第２排出部を構成する円筒管部に接続された管路が分岐し、その分岐した管路上に第１開閉バルブと第４開閉バルブとがそれぞれ設けられることにより、被処理ガスの第１供給ラインと回収ガスの排出ラインとが形成される。
【０１３４】
更に、本発明では、第１排出部と第２導入部とを同一の円筒管部によって構成することも可能であり、この場合も、当該円筒管部に接続された管路が分岐し、その分岐した管路上に第２開閉バルブと第３開閉バルブとがそれぞれ設けられることにより、被処理ガスの排出ラインと回収ガスの供給ラインとが形成される。
【０１３５】
次に、第１の実施形態の吸着塔１により、被処理ガスの浄化処理及び回収ガスによる吸着剤の再生処理を行う方法について順番に説明する。
第１の実施形態では、半導体工場や化学工場等で発生するＶＯＣなどの有害な有機成分を含む排出ガスを被処理ガスとして吸着塔１に導入することにより、当該排出ガスから有害な所定の有機成分を吸着剤に吸着させて除去するガス浄化処理が行われる。なお、本発明において、浄化処理の対象となる被処理ガスとしては、たとえば、メタノール、エタノール等のアルコール類；塩化メチレン（ジクロロメタン）、トリクロロエタン等の有機塩素化合物；酢酸エチル、酪酸メチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；ベンゼン、トルエン等の芳香族化合物；アルデヒド類等の群から選ばれる少なくとも１種の有機溶剤を含むガスや、臭気成分を含むガス等が挙げられる。
【０１３６】
なお、このような被処理ガスの浄化を行うにあたり、内槽２０に充填されている吸着剤に既に有機成分が吸着している場合には、後述するように、被処理ガスを内槽２０に導入
する前に、吸着塔本体１０内に回収ガス（加圧水蒸気）を導入することにより、吸着剤を所定の温度に加熱しながら、吸着剤から有機成分を脱着させて吸着剤を再生する処理が行われる。
【０１３７】
第１の実施形態の吸着塔１を用いて、被処理ガスとなる排出ガスから所定の有機成分を除去する場合、先ず、第１開閉バルブ６ａを開いて、被処理ガス（排出ガス）を第１供給ライン６から第１導入部３２を介して内槽２０内に導入するとともに、第２開閉バルブ７ａを開いて、吸着塔本体１０内の気体（被処理ガスを含む）が第１排出ライン７を介して外部に排出されるようにする。なお、このとき、第２供給ライン８に配された第３開閉バルブ８ａ、第２排出ライン９に配された第４開閉バルブ９ａ、及び第３排出ライン１５に配された第５開閉バルブ１５ａは閉められた状態となっている。
【０１３８】
第１導入部３２から内槽２０内に導入された被処理ガスは、第２多孔板２７を介して吸着剤充填部２６に順次進入する。このとき、第２多孔板２７は、前述のように整流板として機能し、被処理ガスを吸着剤充填部２６の上面全体から略均等に吸着剤充填部２６内に進入させることができる。
【０１３９】
更に、吸着剤充填部２６の上面側から進入した被処理ガスは、吸着剤に接触することにより、被処理ガス中の有害な有機成分が吸着剤に吸着され、被処理ガスから分離除去される。
【０１４０】
このとき、被処理ガスの温度（例えば、約３５℃）は高くないものの、被処理ガスの処理を行う前に加圧水蒸気により吸着材の再生処理が行われていた場合には、吸着材の温度が加圧水蒸気により加熱されて上昇している。このため、被処理ガスが吸着剤充填部２６に導入されることにより、吸着剤を所定の温度（約３５℃）まで冷却しながら当該吸着剤に有機成分を吸着させる。このように吸着剤を所定の温度に冷却しながら吸着を行うことにより、吸着剤の吸着量を増大させて吸着剤に有機成分を効率的に吸着させることができる。
【０１４１】
またこの場合、吸着剤が冷却されることによって、その吸着剤と被処理ガスとによって内槽２０も冷却される。第１の実施形態の吸着塔１では、胴板部２１の肉厚が２ｍｍで、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の肉厚が５ｍｍと、それぞれの肉厚が吸着塔本体１０の肉厚（９ｍｍ）よりも薄く設定されており、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の熱容量が小さくなっている。このため、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の温度を容易に低下させ、吸着剤の温度変化に敏速に追従させることができる。
【０１４２】
これにより、吸着剤の冷却時に、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の内壁面に接触している部分や、その内壁面の近傍部分に配されている吸着剤の温度を、胴板部２１の内壁面から離れた中央部分に配されている吸着剤の温度変化と略同様に変化させることができる。
【０１４３】
このため、第１の実施形態では、被処理ガスの進入方向に直交する面内（水平面内）にて、吸着剤の配されている位置によって吸着剤の温度変化に時間的な遅れが生じることを防止できる。それにより、内槽２０に充填されている吸着剤全体を所定の温度まで効率的に冷却して、吸着剤全体の吸着能力を適切に発揮させることが可能となるため、当該吸着剤を通過した被処理ガス中における有機成分の濃度をより大きく低下させることができる。
【０１４４】
またこのとき、上述のような内槽２０の冷却に伴い、胴板部２１の外周面に取り付けら
れている補強部材２５や、内槽２０の内壁面に固着されている支持部材２８も冷却される。この場合、補強部材２５における第１及び第２板片部２５ａ，２５ｂの板厚寸法が、前述のように所定の大きさ以下に設定され、当該補強部材２５の熱容量も小さくされている。このため、補強部材２５の温度を胴板部２１の温度変化に追従させて容易に低下させることができ、それによって、内槽２０の胴板部２１と補強部材２５との間に温度差や熱伸縮量の違いを発生させ難くしている。
【０１４５】
しかも、補強部材２５の第１板片部２５ａは、点付け溶接により胴板部２１の外周面に部分的に固着されているため、内槽２０及び補強部材２５の冷却時にたとえ内槽２０の胴板部２１の熱伸縮量と補強部材２５の熱伸縮量との間に差が生じたとしても、胴板部２１に発生する熱応力を小さく抑えることができ、当該熱応力に起因して胴板部２１に割れや亀裂が発生することを防止できる。
【０１４６】
また、内槽２０の内壁面に固着されている支持部材２８は、前述のように第１及び第２支持部２９，３０を有していることにより、内槽２０及び支持部材２８が冷却して熱収縮しても内槽２０に熱応力が生じ難いため、支持部材２８の取付けによって内槽２０に割れや亀裂が発生することも防止できる。
【０１４７】
すなわち、第１の実施形態の吸着塔１では、内槽２０の胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の熱容量を小さくして温度変化を容易にしたことによって生じる胴板部２１の強度低下という弊害を、補強部材２５を取り付けることによって解消している。
【０１４８】
また、内槽２０の温度変化が容易になることによって、内槽２０と補強部材２５及び支持部材２８との間の温度差や熱伸縮量の違いに起因して発生する熱応力の問題を、補強部材２５及び支持部材２８の構造を上述のように工夫することによって解消し、内槽２０に割れや亀裂が発生することを防止し、それによって、被処理ガスの浄化処理において、従来の内槽型の吸着塔のようにショートパスの問題が生じることを防止している。
【０１４９】
更に、第１の実施形態の吸着塔１では、内槽２０が冷却されて底板部２４も熱収縮するものの、内槽２０を載置している土台部３１の上面には、前述のように、摩擦係数が小さい合成樹脂により形成された摺動層３８が設けられているため、熱収縮する底板部２４を土台部３１に対して容易に滑らせることができ、それによって、底板部２４が磨耗することを防ぐとともに、熱応力に起因して底板部２４が破損することも防止できる。
【０１５０】
そして、被処理ガスは、上述のように吸着剤を上面側から下面側に通過しながら有機成分が吸着剤によって分離除去されることにより浄化される。その後、浄化された被処理ガスは、内槽２０の底板部２４及び土台部３１を介して、内槽２０と吸着塔本体１０との間の空間部に流れて当該空間部に充満し、更に、第１排出部３３及び被処理ガスの排出ラインを介して外部に排出される。
【０１５１】
なおこの場合、内槽２０内の圧力は、第１導入部３２から被処理ガスが所定の流量で連続的に導入されるため高くなる。その理由は、被処理ガスが吸着剤充填部２６を上面側から下面側に通過する際に被処理ガスの圧力損失が起こるため、内槽２０には内外圧差が生じることによるものである。
【０１５２】
しかし、第１の実施形態の内槽２０では、肉厚が薄くなっている胴板部２１の外周面に補強部材２５が取り付けられており、また、第１及び第２端面壁部２２，２３が胴板部２１よりも厚く形成されていることにより、内槽２０に上述のような内外圧差が生じても、内槽２０はその内外圧差に耐えることができ、当該内外圧差の影響を受けて内槽２０が大
きく変形することや破損することを防止している。
【０１５３】
このように、第１の実施形態の吸着塔１によれば、被処理ガスを吸着剤に進入させることにより、吸着剤を被処理ガスによってガス進入方向に直交する断面において略均等に効率的に冷却し、その吸着剤の吸着能力を適切に発揮させることができるため、被処理ガスを効率的に浄化して、当該吸着剤を通過した被処理ガス中における有機成分の濃度を確実に低下させることができる。
【０１５４】
例えば、アセトン溶液からアセテート繊維を製造する場合には、溶剤として用いたアセトンを紡糸原液から蒸発させることにより、有害なアセトンガスが発生して排出される。このようなアセテート繊維の製造工程にて排出されるガスを、第１の実施形態の吸着塔１を用いて浄化処理することにより、排出ガス中のアセトン成分が吸着剤に吸着されて効率的に除去されるため、排出ガスにおけるアセトンの濃度を大幅に低下させることができる。
【０１５５】
具体的には、第１の実施形態の吸着塔１に、後述するような吸着剤の再生処理を行った後に、アセトン濃度が爆発下限界の２５％の被処理ガスを内槽２０内に導入して浄化処理を行った場合、吸着塔１の第１排出部３３から排出される浄化処理後の被処理ガスの濃度を、吸着効率の低い吸着開始時から吸着破過がある程度進行する吸着終了時までを含めても、平均して２０〜４０ｐｐｍ程度と、従来の吸着塔を用いて浄化処理を行う場合に比べて大幅に低下させることができる。
【０１５６】
このような第１の実施形態の吸着塔１は、特に被処理ガス中の有害な有機成分の濃度が５００ｐｐｍ以上となる高濃度の被処理ガスを浄化する場合に極めて有効であり、被処理ガス中の有機成分濃度が高ければ高いほど有効である。更に、第１の実施形態の吸着塔１は、１００ｍ3／分以上の大風量で被処理ガスを浄化可能な大型の吸着塔に特に好適に用いられる。
【０１５７】
また、このような第１の実施形態の吸着塔１は、全部分にわたって吸着剤の温度変化を短時間で所定の温度に変化させることができることから、吸着剤の熱容量の合計が吸着塔本体や吸着塔内槽の熱容量に比較して相対的に小さく、被処理ガス量も少ない１００ｍ3／分未満の小流量であって、熱変形量も少なく割れ等の損傷の虞の少ない小型の吸着塔にも好適に用いられる。
【０１５８】
次に、上述のような被処理ガスの浄化処理を所定時間行って吸着剤に有機成分を吸着させた後、その吸着した有機成分を吸着剤から脱着させて吸着剤を再生させる方法について説明する。
【０１５９】
吸着剤の再生を行う場合、先ず、第１開閉バルブ６ａと第２開閉バルブ７ａを閉じて被処理ガスの浄化処理を停止し、その後、第３開閉バルブ８ａを開いて、回収ガスとなる加圧水蒸気を第２供給ライン８から第２導入部３４を介して吸着塔本体１０内に導入するとともに、第４開閉バルブ９ａを開いて、内槽２０内のガス（回収ガスを含む）を第２排出ライン９を介して、不図示のコンデンサに導く。
【０１６０】
第２導入部３４から吸着塔本体１０内に導入された回収ガスは、内槽２０と吸着塔本体１０との間の空間部に充満しながら、土台部３１及び内槽２０の底板部２４を介して、内槽２０内に導入されて吸着剤充填部２６に進入する。底板部２４の第１多孔板２４ｂは、前述のように整流板として機能し、回収ガスを吸着剤充填部２６の下面全体から略均等に吸着剤充填部２６内に進入させることができる。
【０１６１】
更に、吸着剤充填部２６の下面側から進入した回収ガスは吸着剤に接触することにより、吸着剤に吸着していた有機成分を、当該吸着剤から回収ガスに脱着させて、吸着剤を再生させる。特に第１の実施形態では、回収ガスである加圧水蒸気が吸着剤充填部２６に導入されることにより、吸着剤を所定の温度（例えば、約１２０℃）まで加熱しながら、吸着剤から有機成分の脱着を効率的に行うことができる。
【０１６２】
またこの場合、内槽２０は、内槽２０と吸着塔本体１０との間の空間部に充満する加圧水蒸気によって外側から直接加熱されるとともに、内槽２０内に進入した加圧水蒸気と吸着剤とによって加熱される。このとき、内槽２０の胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の熱容量が上述のように小さいため、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の温度を所定の温度に容易に上昇させることができる。
【０１６３】
これにより、吸着剤の加熱時に、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の内壁面に接触している部分や、その内壁面の近傍部分に配されている吸着剤の温度変化が、胴板部２１の内壁面から離れた中央部分に配されている吸着剤の温度変化に対して時間的な遅れを生じることを防止できるため、吸着剤全体の脱着能力を適切に発揮させることが可能となり、当該吸着剤を安定して且つ確実に再生させることができる。
【０１６４】
またこのとき、上述のように内槽２０が加熱されるとともに、胴板部２１の外周面に取り付けられている補強部材２５も加圧水蒸気によって加熱される。第１の実施形態の場合、前述のように補強部材２５の熱容量が小さいことや、補強部材２５が点付け溶接により胴板部２１の外周面に部分的に固着されていることによって、内槽２０に過大な熱応力が生じ難いため、熱応力に起因する割れや亀裂が胴板部２１に発生することを防止できる。
【０１６５】
また、内槽２０の内壁面に固着されている支持部材２８も内槽２０の加熱に伴い加熱されるが、支持部材２８は前述のように第１及び第２支持部２９，３０を有していることにより、内槽２０に熱応力が生じ難いため、支持部材２８の取付けによって内槽２０に割れや亀裂が発生することも防止できる。
【０１６６】
更に、第１の実施形態の吸着塔１では、内槽２０が加熱されて底板部２４も熱膨張するものの、内槽２０を載置している土台部３１の上面には前述のような摺動層３８が設けられているため、熱膨張する底板部２４を土台部３１に対して容易に滑らせることができ、それによって、底板部２４が磨耗することを防ぐとともに、熱応力に起因して底板部２４が破損することも防止できる。
【０１６７】
なおこの場合、回収ガスが吸着剤充填部２６の下面側から上面側に通過する際に回収ガスの圧力損失が起こる。このため、内槽２０内の圧力は、内槽２０と吸着塔本体１０との間の空間部の圧力よりも低い状態となり、内槽２０には内外圧差が生じるものの、第１の実施形態の内槽２０では、前述のように、胴板部２１の外周面に補強部材２５が取り付けられており、また、第１及び第２端面壁部２２，２３が胴板部２１よりも厚く形成されているため、内槽２０が当該内外圧差の影響を受けて大きく変形することや破損することを防止できる。
【０１６８】
そして、上述のように、回収ガスが吸着剤を下面側から上面側に通過することによって有機成分を吸着剤から脱着させた後、その脱着した有機成分を含んだ回収ガスは、第２多孔板２７を介して内槽２０内の上部空間に流れ、更に、第２排出部３５及び第２排出ライン９を介して不図示のコンデンサに導入される。このコンデンサでは、有機成分を含んだ回収ガスを冷却することにより、有機成分を回収ガスから分離して回収する。また、コンデンサにて有機成分が分離された回収ガスは、外部に排出され、或いは、回収ガスの供給手段に循環させることにより再利用される。
【０１６９】
このように第１の実施形態の吸着塔１によれば、回収ガスである加圧水蒸気を吸着剤に進入させることにより、吸着剤を加圧水蒸気によってガス進入方向に直交する断面において略均等に効率的に加熱して、その吸着剤の脱着を効果的に行うことができるため、吸着剤の吸着能力を安定して回復させることができる。
【０１７０】
このようにして回収ガスによる吸着剤の再生処理を所定時間行った後、第３開閉バルブ８ａと第４開閉バルブ９ａを閉じて再生処理を停止し、その後、第１開閉バルブ６ａと第２開閉バルブ７ａを開くことにより、前述したような被処理ガスの浄化処理が再び開始される。
【０１７１】
なお、第５開閉バルブ１５ａは、再生処理の時間帯に所定の時間開くことにより、回収ガスの一部が凝縮して吸着塔本体１０の底部に滞留した凝縮液を、吸着塔本体１０の内部から外部へ排出する。この場合、第５開閉バルブ１５ａの代わりにスチームトラップを設けて、吸着塔本体１０内で発生する凝縮液を連続的に排出することもできる。また、第５開閉バルブ１５ａは、被処理ガスの浄化処理中であっても適宜開くことにより、吸着塔本体１０内に残存する回収ガスの一部が凝縮して吸着塔１０の底部に滞留した凝縮液を吸着塔１０の外に排出することが可能である。
【０１７２】
また第１の実施形態では、被処理ガスの浄化処理を行う際に、被処理ガスを第１導入部３２から内槽２０内に導入し、吸着剤に上から下へ向けて通過させた後に第１排出部３３から排出しており、また、吸着剤の再生処理を行う際に、回収ガスを第２導入部３４から吸着塔本体１０内に導入し、吸着剤に下から上へ向けて通過させた後に第２排出部３５から排出している。
【０１７３】
しかし、本発明において、被処理ガス及び回収ガスを吸着剤に通過させる方向は特に限定されず、例えば第１の実施形態において、被処理ガスの浄化処理を行う際に、被処理ガスを、第２導入部３４から吸着塔本体１０内に導入し、吸着剤に下から上へ向けて通過させた後に第２排出部３５から排出することも可能であり、また、吸着剤の再生処理を行う際に、回収ガスを第１導入部３２から内槽２０内に導入し、吸着剤に上から下へ向けて通過させた後に第１排出部３３から排出することも可能である。更には、被処理ガスを第１導入部３２から内槽２０内に導入して第１排出部３３から排出させ、且つ、回収ガスを第２排出部３５から内槽２０内に導入して第２導入部３４から排出することも可能である。
【０１７４】
以上のように、第１の実施形態の吸着塔１は、内槽２０における胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の熱容量を小さくして構成されているため、内槽２０を容易に温度変化させることができ、それによって、吸着剤を冷却又は加熱する際に、被処理ガス又は回収ガスの進入方向に直交する面内において、吸着剤の配されている位置によって吸着剤の温度変化に時間的な遅れが生じることを防いで、吸着剤全体の吸脱着能力を適切に発揮させることが可能となる。
【０１７５】
また同時に、内槽２０の胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の熱容量を小さくしたことによって生じる胴板部２１の強度低下や熱応力の発生という問題を、上述のような補強部材２５及び支持部材２８の構造によって解消し、内槽２０に割れや亀裂が発生することを防止している。
【０１７６】
従って、第１の実施形態の吸着塔１によれば、内槽２０に割れや亀裂を長期に渡って発生させることなく、吸着剤による被処理ガスの浄化処理を効率的に且つ安定して行うことができるため、ショートパスの問題が生じることなく、被処理ガス中における有機成分の濃度を従来よりも大幅に低下させることができる。
【０１７７】
更に、回収ガスによる吸着剤の再生処理も効率的に行うことができるため、吸着剤の吸着能力を安定して回復させることができる。このため、被処理ガスの浄化処理と回収ガスによる吸着剤の再生処理とを交互に繰り返し行うことによって、上述のような優れた吸着剤の吸着能力を長期間に渡って維持することができる。
【０１７８】
次に、第２の実施形態に係る吸着塔について説明する。ここで、図６は、第２の実施形態に係る吸着塔を示す断面図である。なお、第２の実施形態に係る吸着塔２おいて、前述の第１の実施形態に係る吸着塔１と実質的に同じ構造及び同じ機能を有する部品及び部材については同じ符号を用いて表すことによって、その説明を省略することとする。
【０１７９】
第２の実施形態に係る吸着塔２は、吸着塔本体４０と、吸着塔本体４０の底面部に配される土台部４９と、土台部４９に載置された内槽４５と、内槽４５に充填された吸着剤と、第１及び第２導入部３２，３４と、第１及び第２排出部３３，３５と、第３排出部１４とを有しており、吸着塔本体４０及び内槽４５が垂直方向に沿って配置された垂直式（竪型）の吸着塔として構成されている。
【０１８０】
吸着塔本体４０は、鉛直方向に沿って円筒状に形成された胴体部４１と、胴体部４１の上端部に配された第１球面部４２と、胴体部４１の下端部に配された第２球面部４３とを有している。この場合、吸着塔本体４０の胴体部４１における高さ寸法は４．５ｍで、直径は３ｍに設定されている。また、吸着塔本体４０の肉厚は、９ｍｍに設定されている。なお、この吸着塔本体４０の外周面には、図示を省略した保温材を取り付けることも可能である。
【０１８１】
なお本発明において、吸着塔本体４０の形状及び寸法は特に限定されるものではなく、任意に変更することが可能であり、例えば第２の実施形態における吸着塔本体４０の胴体部４１は矩形筒状に構成されても良い。
【０１８２】
吸着塔本体４０の第１球面部４２には、第１導入部３２と第２排出部３５とを挿通させる挿通孔が形成されている。また、第１導入部３２及び第２排出部３５は、第１熱応力緩和手段となる弾性変形可能なシール部材３６を介して第１球面部４２に保持されており、第１導入部３２及び第２排出部３５には、第２熱応力緩和手段となる弾性変形可能な伸縮可撓管１６が配されている。
【０１８３】
第２の実施形態における第１排出部３３と第２導入部３４とは、胴体部４１から互いに反対の方向に向けて延設されている。また、第３排出部１４は、第２球面部４３から下方へ垂設されている。なお、本発明において、第１導入部３２、第１排出部３３、第２導入部３４、第２排出部３５、及び第３排出部１４の配設位置は、それぞれ適宜変更することが可能である。
【０１８４】
第２の実施形態の土台部４９は、吸着塔本体４０の第２球面部４３から立設された一対の支柱４９ａと、当該一対の支柱４９ａ間に架け渡された複数の形鋼（Ｈ形鋼）４９ｂとを有している。この場合、一対の支柱４９ａは互いに平行に配されている。また、各形鋼４９ｂは、支柱４９ａに対して直角に交わる方向に、６０ｃｍ以上１００ｃｍ以下のピッチをもって配されている。
【０１８５】
内槽４５は、吸着材を内部に収容する胴板部４６と、胴板部４６の下端に固着される底板部４７と、胴板部４６を補強する連続状の補強部材２５とを有しており、前述の第１の実施形態における内槽２０が備えていた第１端面壁部２２及び第２端面壁部２３は設けられていない。
【０１８６】
第２の実施形態の胴板部４６は、ステンレス鋼などの金属により構成されており、中心軸方向が上下方向となる円筒状の側壁（壁体）と、側壁の上端部を塞ぐように球面状の天井（蓋体）とを備えている。
【０１８７】
胴板部４６の側壁が円筒状に形成されていることにより、内槽４５の強度が高められ、例えば内槽４５の内部空間と外側空間との間に圧力差（内外圧差）が生じても胴板部４６が変形し難くなる。また、内槽４５内に被処理ガス又は回収ガスを導入するときに、被処理ガス又は回収ガスが内槽４５内で隅々まで拡がり易くなり、胴板部４６の内壁面に接触している吸着剤や、当該内壁面の近傍部分に配されている吸着剤にも被処理ガス又は回収ガスを容易に行き渡らせることができる。
【０１８８】
なお、第２の実施形態における胴板部４６は、その中心軸方向に直交する断面が円形を呈するように構成されているが、本発明では、胴板部の側壁を矩形筒状に構成し、且つ、胴板部の天井を四角錘状に構成することにより、中心軸方向に直交する断面が矩形を呈するように胴板部が構成されていても良い。
【０１８９】
この場合、胴板部４６の肉厚は、胴板部４６の熱容量を小さくするために、吸着塔本体４０の肉厚よりも薄い２ｍｍに設定されている。また、胴板部４６の天井には、被処理ガスを内槽４５内に直接導入する第１導入部３２と、吸着剤を通過した回収ガスを内槽４５内から排出する第２排出部３５とが、胴板部４６と同じ金属材料を用いて一体的に形成されている。
【０１９０】
内槽４５の底板部４７は、鋼材を格子状に組んで形成されたグレーチング部材２４ａと、グレーチング部材２４ａの上に固定され、複数の穴が穿設された第１多孔板２４ｂとにより構成されている。
【０１９１】
第２の実施形態における補強部材２５は、胴板部４６の中心軸方向に直交する円周方向に沿って、胴板部４６の外周面に連続的に接触した状態で、点付け溶接により所定の間隔を開けた複数個所で胴板部４６の外周面に部分的に固着されている。各補強部材２５は、略Ｌ字状の横断面を有しており、この補強部材２５において胴板部４６の外周面に接触する第１板片部の板厚寸法、及び第１板片部に対して起立した第２板片部の板厚寸法は、それぞれ３ｍｍに設定されている。
【０１９２】
なお第２の実施形態では、胴板部４６が上述のように円形の横断面を有するように構成されているため、例えば内槽４５の内外圧差に耐え得るような強度を胴板部４６自体の構造によって適切に確保できる場合には、補強部材２５の配設を省略することも可能である。
【０１９３】
内槽４５の内部には、吸着剤を底板部４７から所定の高さまで均一に充填することによって吸着剤充填部（活性炭層）２６が形成されており、この吸着剤充填部２６の上面側には、吸着剤を覆うように円形状の第２多孔板２７が、支持部材２８によって支持されている。
【０１９４】
このような第２の実施形態に係る吸着塔２は、前述の第１の実施形態に係る吸着塔１の場合と同様にして、被処理ガスの浄化処理及び回収ガスによる吸着剤の再生処理を行うことが可能である。
【０１９５】
この吸着塔２では、内槽４５における胴板部４６の肉厚を薄くすることによって熱容量を小さくしているため、内槽４５を容易に温度変化させることができる。それによって、
前述の第１の実施形態に係る吸着塔１の場合と同様に、吸着剤を冷却又は加熱する際に、吸着剤の温度変化に時間的な遅れが部分的に生じることを防いで、吸着剤全体の吸脱着能力を適切に発揮させることが可能となる。
【０１９６】
また、この第２の実施形態の吸着塔２においても、前述の第１の実施形態に係る吸着塔１の場合と同様に、内槽４５に割れや亀裂が発生することを防ぎ、吸着剤による被処理ガスの浄化処理や、回収ガスによる吸着剤の再生処理を、長期に渡って効率的に且つ安定して行うことができる。
【０１９７】
なお、第２の実施形態では、被処理ガスの浄化処理を行う際に、被処理ガスを第１導入部３２から内槽４５内に導入し、吸着剤に上から下へ向けて通過させた後に第１排出部３３から排出しており、また、吸着剤の再生処理を行う際に、回収ガスを第２導入部３４から吸着塔本体４０内に導入し、吸着剤に下から上へ向けて通過させた後に第２排出部３５から排出している。
【０１９８】
しかし、この第２の実施形態においても、前述の第１の実施形態の場合と同様に、被処理ガス及び回収ガスを吸着剤に通過させる方向は必要に応じて変更することができ、例えば、被処理ガスを吸着剤に下から上へ向けて通過させることや、回収ガスを吸着剤に上から下へ向けて通過させることも可能である。
【実施例１】
【０１９９】
以下、本発明に係る吸着塔について実施例を示して具体的に説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
図１に示した第１の実施形態に係る吸着塔１を用いて、アセテート繊維の製造工程において排出されたアセトンガスを含む排出ガスの浄化処理を行った。この場合、吸着塔１の吸着塔本体１０は、ＳＳ４００により構成されており、吸着塔本体１０における胴体部１１、第１球面部１２及び第２球面部１３の肉厚は９ｍｍに設定されている。また、前述の実施形態にて説明したように、吸着塔本体１０の胴体部１１における高さ方向の寸法は２ｍで、長さ方向の寸法は６ｍに設定されている。
【０２００】
吸着塔１の内槽２０内には、活性炭が底板部２４から１ｍの高さまで充填されて、活性炭層２６が形成されている。内槽２０の胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３は、何れもステンレス鋼により構成されている。更に、内槽２０の胴板部２１の肉厚は、前述の実施形態にて説明したように、２ｍｍに設定されており、第１端面壁部２２及び第２端面壁部２３の肉厚は、５ｍｍに設定されている。
【０２０１】
この場合、内槽２０内に充填された吸着剤が胴板部２１、第１端面壁部２２及び第２端面壁部２３に接触している面積に対し、吸着剤が胴板部２１のみに接触している面積の割合は７４％となっており、それによって、吸着剤全体の温度変化が第１端面壁部２２及び第２端面壁部２３から受ける影響をより小さくし、吸着剤全体を所定の温度まで迅速に冷却又は加熱できるようにした。
【０２０２】
このような吸着塔１に対して、先ず、第３開閉バルブ８ａ及び第４開閉バルブ９ａを開いて、蒸気圧が０．１５ＭＰａの水蒸気を回収ガスとして第２導入部３４から吸着塔本体１０内に導入することにより、吸着剤の再生処理を所定時間行って、吸着塔１の吸着能力を回復させた。この再生処理の終了後、第３開閉バルブ８ａと第４開閉バルブ９ａを閉じ、更に、第１開閉バルブ６ａと第２開閉バルブ７ａを開いて被処理ガスの浄化処理を行った。また、第５開閉バルブ１５ａは浄化処理中に適宜開放し、吸着塔１０の底部に滞留した凝縮液を吸着塔１０の外に排出した。
【０２０３】
このとき、被処理ガスとして、アセトン濃度が爆発下限界の２５％の排出ガスを、吸着塔１の第１導入部３２から１００ｍ3／分の導入量で導入し、活性炭の充填部（活性炭層）に風速３００ｍｍ／秒の速度で通過させることによって、アセトン成分を活性炭に吸着させて排出ガスから除去した。
【０２０４】
このような条件で浄化処理された排出ガス中のアセトン濃度を調べるために、吸着塔１から第１排出部３３を介して排出されて第１排出ライン７を流れる排出ガスを採取し、そのアセトン濃度を測定した。その結果、浄化処理された排出ガスにおけるアセトン濃度は、吸着効率の低い吸着開始時から吸着破過がある程度進行する吸着終了時までを含めても平均して３０ｐｐｍ以下と極めて低い数値を示した。
【０２０５】
更に、排出ガスの浄化処理を所定時間行った後、第１開閉バルブ６ａと第２開閉バルブ７ａを閉じて浄化処理を停止し、再び、上述した吸着剤の再生処理を行った。このような排出ガスの浄化処理と吸着剤の再生処理と所定時間で交互に行い、排出ガスの浄化処理と吸着剤の再生処理とを１日当たり複数回ずつ繰り返すという吸着塔１の運転を１年間継続して行った。
【０２０６】
この１年間の吸着塔１の運転中に、浄化処理された排出ガスのアセトン濃度の測定値について月毎の平均を求めたところ、各月の平均アセトン濃度は何れも３０ｐｐｍ以下であった。更に１年経過後に、吸着塔１の内槽２０について、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３の損傷状況について調査したところ、胴板部２１、第１端面壁部２２、及び第２端面壁部２３に割れや亀裂の発生は確認されなかった。また、土台部３１に対する底板部２４の摺動についても調べたところ、想定した範囲内の摺動跡が認められたものの、底板部２４の磨耗や損傷は見られなかった。
【符号の説明】
【０２０７】
１，２            吸着塔
６                第１供給ライン
６ａ              第１開閉バルブ
７                第１排出ライン
７ａ              第２開閉バルブ
８                第２供給ライン
８ａ              第３開閉バルブ
９                第２排出ライン
９ａ              第４開閉バルブ
１０                吸着塔本体
１１                胴体部
１２                第１球面部
１３                第２球面部
１４                第３排出部
１５                第３排出ライン
１５ａ              第５開閉バルブ
１６                伸縮可撓管
２０                内槽
２１                胴板部
２２                第１端面壁部
２３                第２端面壁部
２４                底板部
２４ａ              グレーチング部材
２４ｂ              第１多孔板
２５                補強部材
２５ａ              第１板片部
２５ｂ              第２板片部
２６                吸着剤充填部（活性炭層）
２７                第２多孔板
２８                支持部材
２９                第１支持部
２９ａ              溶着片部
２９ｂ              支持片部
２９ｃ              突出部
３０                第２支持部
３０ａ              長孔
３１                土台部
３１ａ              第１形鋼
３１ｂ              第２形鋼
３２                第１導入部
３３                第１排出部
３４                第２導入部
３５                第２排出部
３６                シール部材
３７                ガイド部材
３８                摺動層
３９                溶接部
４０                吸着塔本体
４１                胴体部
４２                第１球面部
４３                第２球面部
４５                内槽
４６                胴板部
４７                底板部
４９                土台部
４９ａ              支柱
４９ｂ              形鋼（Ｈ形鋼）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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