(57)【要約】【課題】流体中の被処理物質の濃度の平準化を効率的に行え、後段の処理装置のコストを削減可能な、濃度平準装置を提供する。【解決手段】本発明の濃度平準装置は、流体を分流する分流点と、前記分流点から分岐されたＡ流路およびＢ流路と、前記Ａ流路に設けられ、流体に含まれる被処理物質を吸脱着する吸着材を充填した濃度平準バッファーと、前記濃度平準バッファーを通過した流体と前記Ｂ流路を流れる流体との合流点と、前記濃度平準バッファーへ流れ込む流体の温度を制御する流体温度制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に含まれる被処理物質の濃度を平準化する濃度平準装置において、
流体を分流する分流点と、
前記分流点から分岐されたＡ流路およびＢ流路と、
前記Ａ流路下流に設けられ、流体に含まれる被処理物質を吸脱着する吸着材を充填した濃度平準バッファーと、
前記濃度平準バッファーを通過した流体と前記Ｂ流路を流れる流体とを合流する合流点と、
前記濃度平準バッファーへ流れ込む流体の温度を制御する流体温度制御部と、
を備えたことを特徴とする濃度平準装置。
【請求項２】
前記流体温度制御部は、流体の温度制御を予め決められたプログラムにより実行することを特徴とする請求項１に記載の流体濃度平準装置。
【請求項３】
前記Ａ流路と前記Ｂ流路とに流す流体の流量を制御する流量制御部を備えたことを特徴とする請求項１または２の濃度平準装置。
【請求項４】
前記流量制御部は、前記流量の制御を予め決められたプログラムにより実施する請求項３に記載の濃度平準装置。
【請求項５】
前記濃度平準バッファーの上流に、前記Ａ流路を流れる流体をＣ流路およびＤ流路に分流する分流点を備え、
前記濃度平準バッファーは、前記Ｃ流路および前記Ｄ流路のどちらからも流体が導入されるように配置され、
前記濃度平準バッファーを通過する流体の流れる方向を変換するための流路切換部を備えた、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の濃度平準装置。
【請求項６】
前記温度制御部は、
Ｃ流路とＤ流路との分流点と前記濃度平準バッファーとの間で、Ｃ流路に設けられた流体加熱部と、
Ｃ流路とＤ流路との分流点と前記濃度平準バッファーとの間で、Ｄ流路に設けられた流体冷却部と、
を備えたことを特徴とする請求項５の流体濃度平準装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の濃度平準装置と、当該濃度平準装置から排出された流体に含まれる被処理物質を処理する処理装置とを備えた流体処理システム。
【請求項８】
流体に含まれる被処理物質の濃度を平準化する濃度平準方法において、
流体をＡ流路およびＢ流路に分流する分流工程と、
前記Ａ流路に下流設けられ、流体に含まれる被処理物質を吸脱着する吸着材を充填した濃度平準バッファーを通過した流体と、前記Ｂ流路を流れる流体とを合流させる合流工程と、
前記濃度平準バッファーへ流れ込む流体の温度を制御する温度制御工程と、
を含むことを特徴とする濃度平準方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間欠的に発生する、もしくは、発生量が比較的定期的に大きく変化する被処理物質を含む流体中の該被処理物質の濃度を平準化する濃度平準装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、濃度変化のある被処理物質を含む流体を、吸着材（または吸収材）を充填した吸着塔等を備えた濃度平準バッファー（以下、バッファー）に通流させることで、濃度を平準化する装置や方法が知られている。（例えば、特許文献１）。
【０００３】
単純にバッファーに流体を通流し、流体中の被処理物質の濃度を平準化する場合、次のようなことが生じる。バッファーの吸着材が被処理物質をほとんど吸着または吸収していない場合（例えば、吸着材を新品に交換した場合、吸着材からほぼ被吸着物質が脱離された状態にて流体が流された場合等）、該バッファーが被処理物質のほとんどを吸着する。そのため、該バッファー出口から被処理物質が排出されない状況が発生する。
【０００４】
このような状況が問題となる一例について説明する。例えば、被処理流体が気体であり、流体に含まれる被処理物質が揮発性有機化合物（ＶＯＣ）であり、上記バッファーの後段に、この被処理物質を燃焼装置にて酸化分解処理するシステムがあるとする。このシステムにおいて、燃焼装置がＶＯＣの燃焼時に発生する酸化燃焼熱を自装置内で回収し、燃焼に必要なエネルギー使用量を削減している場合、バッファー出口からＶＯＣが排出されず燃焼装置内のＶＯＣ濃度が低い状況においては、燃焼装置が必要とするエネルギーが膨大となる。
【０００５】
また、単純に上記バッファーに流体を通流し、被処理物質の濃度を平準化する場合には、平準化の効果を高めるために相当量の吸着材をバッファーに充填しなければならず、濃度平準装置が大型化し、それに伴い濃度平準装置、また、それを備えたシステムのコストが高くなるといった問題もある。
【０００６】
そこで、バッファーの濃度平準化効果を高めるために、バッファーへ流れ込む流体の温度を制御して平準化を行う処理方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭５１−４４７４５号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば流体が気体であり、バッファーに流れ込む流体の温度を検知して、この流体の温度制御をガスクーラーおよびガスヒーターによる冷却および加熱にて行う場合、ガスクーラーおよびガスヒーターの大きな熱容量が温度制御の応答性に悪影響を与え、バッファーによる濃度平準化の妨げになる。さらには、通流する流体全量を温度制御するため、温度制御に関わる消費エネルギーが大きくなると共に、ガスクーラーおよびガスヒーターが大型化する問題も発生する。
【０００９】
また、間欠的に発生する、または、発生量（流体中の濃度）が比較的定期的に大きく変化する被処理物質を含む流体をバッファーで平準化する場合、次のような問題も生じる。被処理物質の濃度が高い流体をバッファーに流通した直後は、バッファーの入口側の吸着材により多くの被処理物質が吸着する。そして、バッファーに流れ込む流体の温度を変化させることで、被処理物質を吸着材から脱離させ、バッファー下流方向へ吸着材の中を移動させてバッファーから被処理物質を排出させるためには、クロマトグラムのカラム中を分離対象成分が移動する現象と同様、被処理物質が吸着材の中を移動するための時間が必要であり、このためにバッファーの濃度平準化の応答性が悪くなるという問題が発生する。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされ、その目的は、流体中の被処理物質の濃度の平準化を効率的に行うことが可能であり、後段の処理装置（二次処理装置）の大型化を防ぎ、価格および処理コストの削減が可能な、濃度平準装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、ついに本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は以下の通りである。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の濃度平準装置は、流体に含まれる被処理物質の濃度を平準化する濃度平準装置において、流体を分流する分流点と、前記分流点から分岐されたＡ流路およびＢ流路と、前記Ａ流路下流に設けられ、流体に含まれる被処理物質を吸脱着する吸着材を充填した濃度平準バッファーと、前記濃度平準バッファーを通過した流体と前記Ｂ流路を流れる流体とを合流させる合流点と、前記濃度平準バッファーへ流れ込む流体の温度を制御する流体温度制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によると、流体を分流させ、Ａ流路を通過する流体の温度制御をして濃度平準バッファーを通過させ、Ｂ流路を通過する未処理の流体と合流させることで、流体中の被処理物質の濃度の平準化を効率的に行うことが可能であり、後段の処理装置（二次処理装置）の大型化を防ぎ、価格および処理コストの削減が可能となる。
【００１４】
また、本発明の濃度平準装置では、前記流体温度制御部は、流体の温度制御を予め決められたプログラムにより実行してもよい。
また、本発明の濃度平準装置は、前記Ａ流路と前記Ｂ流路とに流す流体の流量を制御する流量制御部を備えてもよい。
また、本発明の濃度平準装置では、前記流量制御部は、前記流量の制御を予め決められたプログラムにより実施してもよい。
また、本発明の濃度平準装置は、さらに、前記濃度平準バッファーの上流において、前記Ａ流路を流れる流体をＣ流路およびＤ流路に分流する分流点と、前記濃度平準バッファーを通過する流体の流れる方向を変換するための流路切換部とを備えていてもよい。
また、本発明の濃度平準装置では、前記温度制御部は、Ｃ流路とＤ流路との分流点と前記濃度平準バッファーとの間で、Ｃ流路に設けられた流体加熱部と、Ｃ流路とＤ流路との分流点と前記濃度平準バッファーとの間で、Ｄ流路に設けられた流体冷却部と、を備えていてもよい。
これらの付帯構成により、本発明の濃度平準装置における流体の濃度平準化の効果をさらに高めることが可能となる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の流体処理システムは、上記いずれかに記載の濃度平準装置と、当該濃度平準装置から排出された流体に含まれる被処理物質を処理する処理装置とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
上記システムによると、本発明の濃度平準装置と同様に、流体中の被処理物質の濃度の平準化を効率的に行うことができ、処理装置の大型化を防ぎ、価格および処理コストの削減を可能にすることができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の濃度平準方法は、流体処理流体に含まれる被処理物質の濃度を平準化する濃度平準方法において、流体をＡ流路およびＢ流路に分流する分流工程と、前記Ａ流路下流に設けられ、流体に含まれる被処理物質を吸脱着する吸着材を充填した濃度平準バッファーを通過した流体と、前記Ｂ流路を流れる流体とを合流させる合流工程と、前記濃度平準バッファーへ流れ込む流体の温度を制御する温度制御工程と、を含むことを特徴としている。
【００１８】
上記方法によると、本発明の濃度平準装置と同様に、流体中の被処理物質の濃度の平準化を効率的に行うことができ、濃度平準装置の後段に設置される処理装置の大型化を防ぎ、価格および処理コストの削減を可能にすることができるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明の濃度平準方法は、さらに、前記濃度平準バッファーの上流にて、前記Ａ流路を流れる流体をＣ流路およびＤ流路に分流する第２分流工程と、前記濃度平準バッファーを通過する流体の流れる方向を変換する方向変換工程と、を含んでいてもよい。これにより、流体の濃度平準効果をさらに高めることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の濃度平準方法をコンピュータに実効させるプログラムおよびそれを記録した記憶媒体も本発明の範疇に含まれる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、間欠的に発生する、もしくは、発生量が比較的定期的に大きく変化する被処理物質を含む流体中の被処理物質の濃度を平準化し、最終的に被処理物質を除害もしくは回収処理する二次処理装置の大型化を防ぎ、価格および処理コストの削減を可能とする濃度平準装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る実施の形態１の濃度平準装置およびそれを備えた濃度平準システムの概略構成を示す構成図である。
【図２】本発明に係る実施の形態１の濃度変順装置を用いた場合の濃度平準化の効果を示すグラフである。
【図３】本発明に係る実施の形態２の濃度変順装置を用いた場合の別の濃度平準化の効果を示すグラフである。
【図４】本発明に係る実施の形態３の濃度平準装置およびそれを備えた濃度平準システムの概略構成を示す構成図である。
【図５】本発明に係る実施の形態３の濃度変順装置を用いた場合の濃度平準の効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照にして説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する構成、部材については、図中に同一の符号を付し、説明は繰り返さない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の濃度平準装置２０、およびそれ備えた流体処理システム１００の概略構成を示す構成図である。濃度平準システム１００は、ガス発生部１０から発生した排気ガス（流体）中の被処理物質の濃度を平準化する濃度平準装置２０と、濃度平準装置２０にて平準化された排気ガスを処理する処理装置３０と、を備えている。本実施の形態１では、濃度平準装置２０および濃度平準システム１００で処理する流体として、気体である排気ガスを用いて説明するが、液体であってもよい。
【００２５】
ガス発生部１０は、排気ガス（流体）の発生源である。実施の形態１ではガス発生部１０は、生産に伴い被処理物質として塩化メチレンを発生する設備であり、塩化メチレンを含む排気ガスと、塩化メチレンを含まない排気ガスとを排出する。ガス発生部１０は、塩化メチレンを含む排気ガスを間欠的に排出し、塩化メチレンを含む排気ガスを排出する時間以外の時間は、塩化メチレンを含まない排気ガスを排出する。以下では、塩化メチレンを含む排気ガスを排出する時間を被処理物質発生時間、塩化メチレンを含まない排気ガスを排出する時間をブランク時間と称する。実施の形態１では、排気ガス中の塩化メチレン以外の成分は空気である。なお、実施の形態１では、ガス発生部１０は、被処理物質を含む排気ガスを間欠的に排出するが、発生量（濃度）が比較的定期的に大きく変化する被処理物質を含む排気ガスを排出するようになっていてもよい。
【００２６】
ガス発生部１０は、１２０ｍ３／分で排気ガスを排出する。塩化メチレンを含む排気ガスの場合も含まない排気ガスも同様である。排気ガスが塩化メチレンを含む場合、そこに含まれる塩化メチレン濃度については、後述する。なお、実施の形態で開示する物質や数値は、例示的なものであり、限定されるものではない。
【００２７】
濃度平準装置２０で平準化される被処理物質としては、塩化メチレンに限定されず、例えば、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、ジクロロベンゼン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ノルマルブチルアルコール、イソアミルアルコール、ノルマルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、エチルベンゼン、ノルマルプロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、ジエチルベンゼン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ノルマルブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸エチル、吉草酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリロニトリル、アセトニトリル、エヌメチルピロリドン、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、フェノール、クレゾールなどが挙げられる。もちろん、被処理物質はここに挙げられた以外の物質であってもよい。
【００２８】
濃度平準装置２０は、ガス発生部１０から排出された排気ガスを分流するＡＢ分流点３と、ＡＢ分流点３から分岐されたＡ流路２−１およびＢ流路２−２と、Ａ流路２−１下流に設けられ、排気ガスに含まれる塩化メチレンを吸脱着する吸着材１を充填した濃度平準バッファー１１と、濃度平準バッファー１１を通過した排気ガスとＢ流路を流れる排気ガスとを合流させるＡＢ合流点１２と、濃度平準バッファー１１へ流れ込む排気ガスの温度を制御する温度制御部９とを備えている。また、Ａ流路２−１およびＢ流路２−２のそれぞれに、流路を流れる排気ガスの流量を制御する流量制御部として、流量制御ダンパー４ａ，４ｂが設置されている。流量制御ダンパー４ａ，４ｂの開閉具合をそれぞれ調整することでＡ流路２−１およびＢ流路２−２の流量が決まる。流量制御ダンパー４ａ，４ｂの開閉具合の調整は、図示しない制御部によって行う。
【００２９】
ガス発生部１０から排出された排気ガスは、ガス発生部１０と濃度平準装置２０との間の流路２を経てＡＢ分流点３に到達し、ＡＢ分流点３からＡ流路およびＢ流路に２流路に分流される。そして、Ａ流路を流れる排気ガスは、流量制御ダンパー４ａを通過した後、流体温度制御部９を通過する。
【００３０】
流体温度制御部９は、加熱部５、冷却部６、温度検知部７ａ，７ｂ，加熱制御部８ａ、冷却制御部８ｂを備えている。加熱部５は、排気ガスを加熱する機器であり、冷却部６は、排気ガスを冷却する機器である。温度検知部７ａは、加熱部５出口の排気ガスの温度を検知する機器であり、検知した温度を加熱制御部８ａにフィードバックする。加熱制御部８ａは、加熱部５の稼動（加熱動作）を制御する。温度検知部７ｂは、冷却部６出口の排気ガスの温度を検知する機器であり、検知した温度を冷却制御部８ｂにフィードバックする。冷却制御部８ｂは、冷却部５の稼動（冷却動作）を制御する。
【００３１】
ここで、実施の形態１では、排気ガスの流れの上流から順に加熱部５、冷却部６が設置されているが、設置順が逆であっても構わない。また、本実施形態では、加熱部５と冷却部６とをそれぞれ設けているが、加熱機能と冷却機能の両方を備えた機器が設けられていてもよい。
【００３２】
Ａ流路２−１を通過する排気ガスは、流体温度制御部９を通過した後、濃度平準バッファー１１に流入する。濃度平準バッファー１１は、排気ガス中の被処理物質である塩化メチレンを吸脱着する吸着材１を備えている。吸着材１としては、活性炭、疎水性ゼオライト等が使用できる。本実施の形態１では、疎水性ゼオライトを用いる。吸着材１の充填量は、後段で説明する。濃度平準装置２０では、ブランク時間にガス発生部１０より排出される塩化メチレンを含まない排気ガスによりバッファー１１内の吸着材１から塩化メチレンを脱着させる。
【００３３】
濃度平準バッファー１１を通過した排気ガスは、合流点１２にてＢ流路２−２を通過してきた未処理の排気ガスとＡＢ合流点１２で合流し、濃度平準装置２０と回収装置１３との間の流路１３を通って処理装置３０に供給される。
【００３４】
処理装置３０は、被処理物質を処理する装置であり、実施の形態１では、排気ガスの温度調整機能が付帯された塩化メチレンの吸着回収装置である。ここで、濃度平準装置２０は、ブランク時間にはＡ流路２−１の排気ガスを加熱して濃度平準バッファー１１内の吸着材１に吸着された塩化メチレンを脱着させ、被処理物質発生時間にはＡ流路２−１の排気ガスを冷却してバッファー１１内の吸着材１に塩化メチレンを吸着させることで、処理装置３０に導入される排気ガスの塩化メチレン濃度を平準化させる機構としている。そのため、最終的に後段の処理装置３０に導入される平準化された塩化メチレンガスの温度が変動する。よって、処理装置３０が吸着回収装置である場合に、塩化メチレンの吸脱着処理工程において温度により塩化メチレンの吸着量が変動、つまり吸着回収装置の性能が変動してしまうことを避けるために、温度調整機能が付帯された吸着回収装置を用いる。温度調整機能が付帯された吸着回収装置としては公知のものを用いることができる。なお、処理装置３０は、吸着回収装置に限定されない。例えば、燃焼装置であってもよい。
【００３５】
Ａ流路２−１の排気ガス流量とＢ流路２−２の排気ガス流量との比率は、被処理物質発生時間とブランク時間との比率で設定されることが望ましい。実施の形態１においては、図２に示すように、塩化メチレンを含む排気ガスが排出される被処理物質発生時間が約２０分、塩化メチレンを含まない排気ガスが排出されるブランク時間が４０分である。実施の形態１においては、流量制御ダンパー４ａ，４ｂの制御により、ガス発生部１０からの流量１２０ｍ３／分である排気ガス量を、Ａ流路２−１の排気ガス流量が８０ｍ３／分、Ｂ流路２−２の排気ガス流量が４０ｍ３／分となるように分流する。流量１２０ｍ３／分を流量８０ｍ３／分と流量４０ｍ３／分とに分流するのは、被処理物質発生時間とブランク時間、共に同じである。流量は上記したように流量制御ダンパー４ａ，４ｂの開閉具合で制御される。本実施の形態１では、流量制御ダンパー４ａ，４ｂの制御を、予め決められたプログラムにより実施する。
【００３６】
図２は、実施の形態１における濃度平準装置２０の塩化メチレンの濃度平準効果を示すグラフである。図２において、実線は、ガス発生部２０から間欠的に発生する塩化メチレンの濃度、すなわち、ＡＢ分流点３での塩化メチレン濃度を示し、破線は、濃度平準バッファー１１出口の塩化メチレン濃度を示し、太実線は、濃度平準装置２０出口、すなわちＡＢ合流点１２における塩化メチレン濃度を示す。
【００３７】
流体温度制御部９は、ガス発生部１０での排気ガスの発生時間がプログラムされているか、もしくは、ガス発生部１０から排気ガスの発生開始（生産開始）の信号および発生停止（生産停止）の信号を受信して排気ガスの発生状況が判るようプログラムがなされている。これにより、流体温度制御部９は、排気ガスの発生に対応した排気ガスの温度の制御を可能とする。以下では、流体温度制御部９は、生産開始信号および生産停止信号を受信するものとして説明を行う。なお、濃度平準装置２０にて信号を受信する場合、ガス発生部１０では、生産開始あるいは停止と同時、もしくは生産開始あるいは停止直前に信号を送信する。なお、ガス発生部１０は、生産中、常に生産開始信号を送信し、流体温度制御部９は生産開始信号を受信しなくなったことで、生産停止を検知するように構成されていてもよい。
【００３８】
濃度平準装置２０では、流体温度制御部９が生産開示信号を受信すると、冷却制御部８ｂにより冷却部６の稼働を開始させるとともに、加熱制御部８ａにより加熱部５の稼動を停止する。ガス発生部１０にて排気ガスの排出（生産）が行われている間は、濃度平準バッファー１１に充填された吸着材１により排気ガス中の大半の塩化メチレンが吸着される。そのため、図２の破線に示されるように、濃度平準バッファー１１出口の塩化メチレン濃度は低い状態が続く。
【００３９】
濃度平準装置２０では、流体温度制御部９が生産停止信号を受信すると、冷却制御部８ｂにより冷却部６の稼働を停止し、加熱制御部８ａによる加熱部５の稼働を開始することで、吸着材１に吸着された塩化メチレンを脱離し濃度平準バッファー１１から放出させる。冷却部６の加熱に掛かる時間と、吸着材１が吸着した塩化メチレンを脱離しながら吸着材１中を移動させるのに必要な時間により、加熱部５の稼働開始と濃度平準バッファー１１からの塩化メチレンが本格的に排出を開始するまでの時間にタイムラグが発生する。ここで、本実施の形態１では、加熱制御部８ａは、単純に加熱部５が一定温度になるよう制御するものとする。そのため、図２の破線に示すように、濃度平準バッファー１１出口の塩化メチレン濃度は、加熱部５の作動時に一端上昇した後、吸着材１からの塩化メチレンの放出に従って徐々に低下する。
【００４０】
また、濃度平準装置２０では、流体温度制御部９が生産開始信号を受信して、冷却制御部８ｂにより冷却部６の稼働を開始させるとともに、加熱制御部８ａにより加熱部５の稼動を停止しても、図２の破線に示すように、濃度平準バッファー１１出口の塩化メチレン濃度は、冷却部６の稼働開始後、暫く高い状態が続く。これは、加熱部５の残熱の影響により暫くは濃度平準バッファー１１へ流入する排気ガスの温度が高い状態にあることと、吸着材１の下流部には、塩化メチレンが少なからず残存吸着しているため、この残存した塩化メチレンの吸着材１からの離脱が暫くは続くためである。
【００４１】
図２の太実線は、濃度平準装置２０出口、すなわち合流点１２での塩化メチレン濃度である。本実施の形態１では、排気ガスを２つの流路（Ａ流路２−１とＢ流路２−２）に分流させた後に、一方の流路下流で平準化バッファーに通過させ、その後、他方の流路を通過した未処理の排気ガスと合流させたことで、塩化メチレン濃度が平準化されたことが分かる。
【００４２】
ガス発生部１０での生産品種の変更等で生産条件が変化し、被処理物質発生時間とブランク時間とが変化するような場合には、流量制御ダンパー４ａ，４ｂにより、Ａ流路２−１およびＢ流路２−２の流量の分流の比率をそれぞれの生産条件に合わせて変更することで、濃度平準化の効果を高めることができる。
【００４３】
そこで、生産条件の変化をパターン化し、それぞれの生産条件でのＡ流路２−１およびＢ流路２−２の排気ガス流量の分流比率を事前に決定し、濃度平準装置２０Ａにプログラムすることにより、それぞれの生産条件に応じ、流量調整ダンパー４ａ、４ｂを自動で調整し、定められた分流比の流量とすることにより、適切に濃度平準装置２０から排出される排気ガスの塩化メチレン濃度を平準化することができる。例えば、ガス発生部１０出口の排気ガス流量が１２０３／分であり、被処理物質発生時間が約２０分でブランク時間が約２０分である生産が行われる場合には、その生産の開始信号を受けて、Ａ流路の排気ガス流量を６０ｍ３／分、流路Ｂの排気ガス流量を６０ｍ３／分に変更して分流し、また、加熱部６の制御温度を上記の場合よりも高くなるよう変更することで、塩化メチレン濃度の平準化を向上させることができる。
【００４４】
また、濃度平準バッファー１１に充填される吸着材１の充填重量は、次のように決定する。ガス発生部１０での発生時の塩化メチレンの最大濃度、間欠発生１回の最大発生時間（１回の間欠発生において塩化メチレンが最大量発生している時間。図２で示すと約２０分。）、および上記より決定されるＡ流路２−１の最大流量から、１回の間欠発生における最大負荷の塩化メチレン量を算出する。そして、この最大負荷の塩化メチレンを、濃度平準バッファー１１に通流する排気ガスの温度および湿度の条件下で十分吸着できる吸着材１の充填重量を算出し、その量の吸着材１を濃度平準バッファー１１に充填する。
【００４５】
（実施の形態２）
実施の形態２の濃度平準装置２０Ａおよび流体処理システム１００Ａの構成は、図１に示され、実施の形態１の濃度平準装置２０および流体処理システム１００と同じ構成である。よって、濃度平準装置２０Ａの各構成部材には対応する濃度平準装置２０の各構成部材と同じ符号を付し、説明を省略する。また、濃度平準装置２０Ａに流入される排気ガスの排気状況も、実施の形態１と同様であり、濃度平準装置２０Ａは、濃度平準装置２０と同様の処理工程にて処理を実施する。
【００４６】
ただし、実施の形態２の濃度平準装置２０Ａにおいては、流体温度制御部９が、ガス発生部１０からの生産開始信号を受けて稼働する加熱部５の昇温を、予め決められたプログラム（昇温プログラム）により段階的に変化させる。この昇温プログラムは、加熱部５の稼働開始時に、冷却部６の加熱と吸着材１からの塩化メチレンの排出とを早めるために温度を高くし、その後温度を下げて、吸着材１からの塩化メチレンの排出を促し、吸着材１に残存する塩化メチレン量の低下に併せて段階的に加熱部５の温度を上げる制御がされるようプログラミングされている。
【００４７】
図３は、実施の形態２の濃度平準装置２０Ａにおける塩化メチレン濃度の平準化効果を示すグラフである。図３において、実線は、ガス発生部２０から間欠的に発生する塩化メチレンの濃度、すなわち、ＡＢ分流点３での塩化メチレン濃度を示し、破線は、濃度平準バッファー１１出口の塩化メチレン濃度を示し、太実線は、濃度平準装置２０Ａ出口、すなわちＡＢ合流点１２における塩化メチレン濃度を示す。
【００４８】
図３に示す濃度平準装置２０Ａにおける塩化メチレン濃度の平準化効果は、図２に示された実施の形態１の濃度平準装置２０の平準化効果と比べると、図中破線で示される濃度平準バッファー１１出口の塩化メチレン濃度が、なだらかに変化している。これにより、図中太実線で示される、濃度平準装置２０Ａの出口、すなわち、ＡＢ合流点１２での塩化メチレン濃度は、実施の形態１の濃度平準装置２０における同位置の排ガス中の塩化メチレン濃度に比べ、より平準化されていることがわかる。引いては、図中太実線で示される濃度平準装置２０Ａ出口の塩化メチレン濃度が、実施の形態１の濃度平準装置２０における同位置の排ガス中の塩化メチレン濃度に比べ、より平準化されていることがわかる。なお、排気ガスの温度および湿度により、上記昇温プログラムの設定条件は異なる。
【００４９】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３の濃度平準装置２０Ｂ、およびそれ備えた流体処理システム１００Ｂの概略構成を示す構成図である。濃度平準化装置２０Ｂおよび流体処理システム１００Ｂにおいて、濃度平準化装置２０および流体処理システム１００と同様の構成部材については同じ符号を付し、説明は省略する。濃度平準システム１００Ｂは、ガス発生部１０から発生した排気ガス（流体）中の被処理物質の濃度を平準化する濃度平準装置２０Ｂと、濃度平準装置２０Ｂにて平準化された排気ガスを処理する処理装置３０と、を備えている。
【００５０】
濃度平準装置２０Ｂは、ＡＢ分流点３、Ａ流路２−１およびＢ流路２−２、Ａ流路２−１を流れる流体を分流するＣＤ分流点１４と、ＣＤ分流点１４から分岐されたＣ流路２−３およびＤ流路２−４と、濃度平準バッファー１１とを備えている。ＣＤ分流点１４は、濃度平準バッファー１１の上流に配置されている。濃度平準バッファー１１は、Ｃ流路２−３およびＤ流路２−４のどちらからも排気ガスが導入されるように配置されている。また、Ａ流路２−１およびＢ流路２−２のそれぞれに、排気ガスの流量を制御する流量制御ダンパー４ａ，４ｂが設置されている。
【００５１】
また、濃度平準装置２０Ｂは、濃度平準バッファー１１を通過する流体の流れる方向を変換するための流路切換部として、Ｃ流路２−３およびＤ流路２−４のそれぞれには、濃度平準バッファー１１の上流側にシャットダンパー１５ｃ，１５ｄが、さらに濃度平準バッファー１１の下流側にシャットダンパー１６ｃ，１６ｄが設けられている。シャットダンパー１５ｃとシャットダンパー１６ｃを一対とし、シャットダンパー１５ｄとシャットダンパー１６ｄを一対とし、これら対のシャットダンパーを交互に開閉することで、濃度平準バッファー１１を通過する排気ガスの流れ方向を逆方向に変換する。シャットダンパー１５ｃ，１５ｄ、シャットダンパー１６ｃ，１６ｄの開閉の制御は図示しない制御部により行う。
【００５２】
さらに、ＣＤ分流点１４と濃度平準バッファー１１との間で、Ｃ流路２−３には加熱部５が設けられ、温度検知部７ａおよび加熱制御部８ａも設けられている。また、ＣＤ分流点１４と濃度平準バッファー１１との間で、Ｄ流路２−４には冷却部６が設けられ、温度検知部７ｂおよび冷却制御部８ｂも設けられている。本実施の形態３においても、加熱部５、温度検知部７ａ、加熱制御部８ａ、冷却部６、温度検知部７ｂ、冷却制御部８ｂから、流体温度制御部９が構成される。
【００５３】
本実施の形態３では、Ｃ流路２−３とＤ流路２−４との合流点であるＣＤ合流点１８を、濃度平準バッファー１１出口とする。本実施の形態３では、Ｃ流路は、排気ガスが、ＣＤ分流点１４から、シャットダンパー１５ｃ、加熱部５、平準バッファー１１、シャットダンパー１６ｃを通って、ＣＤ合流点１８に到達するまでの流路であり、Ｄ流路は、排気ガスが、ＣＤ分流点１４から、シャットダンパー１５ｄ、冷却部５、平準バッファー１１、シャットダンパー１６ｄを通って、ＣＤ合流点１８に到達するまでの流路である。ＣＤ合流点１８からＡＢ合流点１２まではＡ流路２−１ということになる。つまり、Ａ流路２−１の中にＣ流路２−３およびＤ流路２−４が存在するという構成である。
【００５４】
流体処理システム１００Ｂにおいて、ガス発生部１０からの塩化メチレンを含む排気ガスの排気状況は、実施の形態１および実施の形態２と同様であり、ガス発生部１０から発生した排気ガスは、流路２を経てＡＢ分流点３に到達する。ＡＢ分流点３から排気ガスはＡ流路２−１およびＢ流路２−２の２流路に分流され、さらにＡ流路２−１を流れる排気ガスは、ＣＤ分流点１４からＣ流路２−３およびＤ流路２−４の２流路に分流される。
【００５５】
本実施の形態３では、濃度平準装置２０Ｂが生産開始信号を受信すると、シャットダンパー１５ｃとシャットダンパー１６ｃとを閉じ、シャットダンパー１５ｄとシャットダンパー１６ｄとを開く。よって、この場合、Ａ流路２−１を通過した排気ガスは、Ｄ流路を通り、冷却部６で冷却された後、濃度平準バッファー１１に導入され、排気ガス中の塩化メチレンが吸着材１に吸着される。また、濃度平準装置２０Ｂが生産停止信号を受信すると、シャットダンパー１５ｄとシャットダンパー１６ｄとを閉じ、シャットダンパー１５ｃとシャットダンパー１６ｃとを開く。この場合は、加熱部５で加熱された排気ガスが、生産開始信号を受信した場合とは逆の方向にて濃度平準バッファー１１に導入され、吸着材１に吸着されていた塩化メチレンが吸着材１から脱離され、濃度平準バッファー１１から排出される。
【００５６】
本実施の形態３では、加熱制御部８ａによる加熱部５の温度制御を、実施の形態２と同様に、予め決められたプログラム（昇温プログラム）により段階的に変化させるものとするが、実施の形態１と同様に、昇温プログラムが設定されておらず、一定温度で加温しても構わない。
【００５７】
濃度平準バッファー１１から排出された排気ガスは、Ｃ流路２−３およびＤ流路２−４においてそれぞれ濃度平準バッファー１１下流に設置されたシャットダンパー１６ｃ、１６ｄを経て、濃度平準バッファー１１出口であるＣＤ合流点１８を通過し、さらに、ＡＢ合流点１２にて流路Ｂを通過してきた未処理の排気ガスと合流する。そして、ＡＢ合流点１２にて合流した排気ガスは、濃度平準装置２０と回収装置１３との間の流路１３を通って処理装置３０に供給される。
【００５８】
実施の形態３でも、実施の形態１と同様に、Ａ流路２−１とＢ流路２−２との流量比率は、被処理物質発生時間とブランク時間との比率で設定されることが望ましい。本実施の形態３においても、塩化メチレンを含む排気ガスが排出される被処理物質発生時間が約２０分、塩化メチレンを含まない排気ガスが排出されるブランク時間が４０分である。実施の形態３においても、ガス発生部１０出口の流量１２０ｍ３／分である排気ガス量を、Ａ流路２−１の排気ガス流量が８０ｍ３／分、Ｂ流路２−２の排気ガス流量が４０ｍ３／分となるように分流する。
【００５９】
図５は、実施の形態３の濃度平準装置２０Ｂの塩化メチレン濃度の平準化の効果を示すグラフである。図５において、実線は、ガス発生部２０から間欠的に発生する塩化メチレンの濃度、すなわち、ＡＢ分流点３での塩化メチレン濃度を示し、破線は、濃度平準バッファー１１の出口、すなわちＣＤ合流点１８の塩化メチレン濃度を示し、太実線は、濃度平準装置２０Ｂ出口、すなわちＡＢ合流点１２における塩化メチレン濃度を示す。
【００６０】
図５では、破線で示される濃度平準バッファー１１の出口、すなわちＣＤ合流点１８の塩化メチレン濃度がなだらかに変化しており、これにより、太実線で示される濃度平準装置２０Ｂ出口、すなわち、ＡＢ合流点１２における塩化メチレン濃度は、図３に示された実施の形態２における同位置の塩化メチレン濃度に比べ、より平準化されていることがわかる。なお、実施の形態３においても、排気ガスの温度および湿度により、上記昇温プログラムの設定条件は異なる。
【００６１】
実施の形態３の濃度平準装置２０Ｂが、実施の形態２の濃度平準装置２０Ａに比べ高い平準効果が得られた理由としては、加熱部５および冷却部６をそれぞれＣ流路２−３およびＤ流路２−４に個別に設けたため、加熱部５による加熱と冷却部６による冷却とに掛かるロス時間が少なくなったため、と考えられる。また、吸着材１を通過する加熱された排気ガスと冷却された排気ガスの流れを対向流としたことにより、吸着材１に吸着された塩化メチレンが加熱された排気ガスの通過時に吸着材１から脱離して吸着材１の中を移動する距離と時間とが短くなって、吸着および脱離の効率が上がり、濃度平準バッファー１１の温度変化に対する応答性が向上したため、と考えられる。
【００６２】
以上で説明した各実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。また、各実施の形態の開示内容を適宜組み合わせた実施の形態も本発明に含まれる。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の濃度平準装置は、流体に含まれる被処理物質の濃度の平準化を効率的に行え、後段の処理装置のコストを削減可能であるため、産業に大きく寄与できる。
【符号の説明】
【００６４】
１  吸着材
２  流路
２−１  Ａ流路
２−２  Ｂ流路
２−３  Ｃ流路
２−４  Ｄ流路
３  ＡＢ分流点
４ａ  Ａ流路流量制御ダンパー（流量制御部）
４ｂ  Ｂ流路流量制御ダンパー（流量制御部）
５  加熱部
６  冷却部
９  流体温度制御部
１０  排気ガス発生部
１１  濃度平準バッファー
１２  ＡＢ合流点
１３  流路
１４  ＣＤ分流点
３０  処理装置
１５ｃ  Ｃ流路バッファー入口側シャットダンパー（流路切換部）
１５ｄ  Ｄ流路バッファー入口側シャットダンパー（流路切換部）
１６ｃ  Ｃ流路バッファー出口側シャットダンパー（流路切換部）
１６ｄ  Ｄ流路バッファー出口側シャットダンパー（流路切換部）
１７ｃ  バッファー出口側Ｃ流路
１７ｄ  バッファー出口側Ｄ流路
１８  ＣＤ合流点
２０，２０Ａ，２０Ｂ  濃度平準装置
１００，１００Ａ，１００Ｂ  流体処理システム
【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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