(57)【要約】【課題】被処理ガスに含まれる反応性有機化合物による吸脱着素子の吸着性能低下を大幅に抑制し、吸脱着素子の交換頻度を低減することで省資源化や産業廃棄量の削減を実現できる有機化合物回収システムを提供する。【解決手段】本発明の有機化合物回収システムは、【選択図】図１
2018051464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物を含有する被処理ガスから当該有機化合物を回収する有機化合物回収システムであって、
細孔を有する吸脱着素子が充填された吸脱着槽を備え、当該脱着素子を用いて被処理ガスから有機化合物を吸着除去して被処理ガスを清浄化して排出するとともに、吸着した有機化合物を第１キャリアガスを用いて脱着する吸脱着処理装置と、
前記吸脱着槽から排出された第１キャリアガスを冷却して有機化合物を凝縮回収する凝縮回収装置と、を備え、
前記吸脱着素子は、平均細孔径が１７〜４０Åであり、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の５％以上を占めることを特徴とする有機化合物回収システム。
【請求項２】
前記被処理ガスは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、イソシアネート、および、ビニル基を含む有機化合物、のうち少なくとも１つを含有することを特徴とする請求項１に記載の有機化合物回収システム。
【請求項３】
有機化合物を含有する被処理ガスから吸脱着素子を用いて有機化合物を吸着除去し、被処理ガスを清浄化して排出するとともに、吸着した有機化合物をキャリアガスを用いて脱着する有機化合物回収システムであって、
細孔を有する第１吸脱着素子が充填された第１吸脱着槽を備えた第１吸脱着処理装置と、
前記第１吸脱着槽から排出された第１キャリアガスを冷却して有機化合物を凝縮回収する第１凝縮回収装置と、
第２吸脱着素子が充填された第２吸脱着槽を備えた第２吸脱着処理装置と、
前記第２吸脱着槽から排出された第２キャリアガスを冷却して有機化合物を凝縮回収する第２凝縮回収装置と、を備え、
前記被処理ガスが前記第１吸脱着槽へ供給された後に前記第２吸脱着槽へ供給されるように構成され、
前記第１吸脱着素子は、平均細孔径が１７〜４０Åであり、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の５％以上を占めることを特徴とする有機化合物回収システム。
【請求項４】
前記被処理ガスが、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、イソシアネート、およびビニル基を含む有機化合物、のうち少なくとも１つを含有し、その含有量が全体の有機化合物重量の１／３以下であることを特徴とする請求項３に記載の有機化合物回収システム。
【請求項５】
前記第１吸脱着素子から有機化合物を脱着するために必要とする単位時間当たりの熱量が、前記第２吸脱着素子から有機化合物を脱着するために必要とする単位時間当たりの熱量よりも少ないことを特徴とする請求項３または４に記載の有機化合物回収システム。
【請求項６】
前記第１キャリアガスが加熱水蒸気であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機化合物回収システム。
【請求項７】
前記第１吸脱着素子が活性炭素繊維であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機化合物回収システム。
【請求項８】
平均細孔径が１７〜４０Åであり、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の５％以上を占めることを特徴とする活性炭素繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物を含有する被処理ガスから有機化合物を分離することで被処理ガスを清浄化して排出すると共に、被処理ガスから分離した有機化合物をキャリアガスを用いて回収する有機化合物回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有害大気汚染物質に対する排出濃度規制の強化に伴い、有機化合物含有ガス処理システムの需要が高まっている。中でも有機化合物を液化回収する有機化合物回収システムは、有機化合物を燃焼して無害化する燃焼装置よりも二酸化炭素排出量が少なく、また回収した有機化合物を再利用できる等の利点が多い。
【０００３】
この種の有機化合物回収システムは、一般に、有機化合物を含有する被処理ガスおよび高温のキャリアガスを時間的に交互に吸脱着素子に接触させて、該有機化合物質を被処理ガスからキャリアガスに移行させる吸脱着処理装置と、当該吸脱着処理装置から排出される高温のキャリアガスを冷却することによって該有機化合物を凝縮させて回収する凝縮回収装置と、を備えている。例えば、特許文献１には、キャリアガスとして加熱水蒸気を使用した有害物質吸脱着装置が開示されている。また、特許文献２、特許文献３にも、同様の溶剤回収装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５１−３８２７８号公報
【特許文献２】実公平７−２０２８号公報
【特許文献３】実公平７−２０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、被処理ガスが不飽和結合を構造に持つ反応性有機化合物を含む場合、吸脱着素子の細孔内で反応性有機化合物が吸着された後、供給されるキャリアガスの熱によって反応性有機化合物同士で化学反応が起き、分子量が増加して高沸点の有機化合物が生成することがある。
【０００６】
例えば、アクリル酸エステルは、吸脱着素子の細孔内に吸着された後、供給されるキャリアガスの熱によって発生するラジカル活性物質と連続的に重合反応し、多量体化することで高沸点のアクリル酸化合物が生成する。
【０００７】
生成された高沸点の有機化合物は吸脱着素子の細孔内に残存するため、吸脱着素子の再生が十分に行われず有効に活用できる吸着容量が減少し、被処理ガスからの有機化合物の除去性能が低下する。また、生成された高沸点の有機化合物は吸脱着素子の細孔内に残存し続けるため、吸脱着素子の頻繁な交換が必要となり、過剰な資源消費や使用済みの吸脱着素子の産業廃棄量が問題となる。
【０００８】
さらに回収した有機化合物に不飽和結合を構造に持つ反応性有機化合物が含まれる場合、回収した有機化合物を精製するための蒸留処理や蒸発濃縮処理で蓄積される熱によって反応性有機化合物が化学反応を起こして分子量が増加し、蒸留装置や蒸発濃縮装置内に固着して装置を破損させるといった問題がある。
【０００９】
したがって、本発明は、被処理ガスに含まれる反応性有機化合物による吸脱着素子の吸着性能低下を従来技術よりも大幅に抑制し、吸脱着素子の交換頻度を低減することで省資源化や産業廃棄量の削減を実現できる有機化合物回収システム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】
【００１０】
本発明者ら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。
有機化合物を含有する被処理ガスから当該有機化合物を回収する有機化合物回収システムであって、
１．細孔を有する吸脱着素子が充填された吸脱着槽を備え、当該脱着素子を用いて被処理ガスから有機化合物を吸着除去して被処理ガスを清浄化して排出するとともに、吸着した有機化合物を第１キャリアガスを用いて脱着する吸脱着処理装置と、前記吸脱着槽から排出された第１キャリアガスを冷却して有機化合物を凝縮回収する凝縮回収装置と、を備え、前記吸脱着素子は、平均細孔径が１７〜４０Åであり、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の５％以上を占めることを特徴とする有機化合物回収システム。
２．前記被処理ガスは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、イソシアネート、およびビニル基を含む有機化合物、のうち少なくとも１つを含有することを特徴とする上記１に記載の有機化合物回収システム。
３．有機化合物を含有する被処理ガスから吸脱着素子を用いて有機化合物を吸着除去し、被処理ガスを清浄化して排出するとともに、吸着した有機化合物をキャリアガスを用いて脱着する有機化合物回収システムであって、細孔を有する第１吸脱着素子が充填された第１吸脱着槽を備えた第１吸脱着処理装置と、前記第１吸脱着槽から排出された第１キャリアガスを冷却して有機化合物を凝縮回収する第１凝縮回収装置と、第２吸脱着素子が充填された第２吸脱着槽を備えた第２吸脱着処理装置と、前記第２吸脱着槽から排出された第２キャリアガスを冷却して有機化合物を凝縮回収する第２凝縮回収装置と、を備え、前記被処理ガスが前記第１吸脱着槽へ供給された後に前記第２吸脱着槽へ供給されるように構成され、前記第１吸脱着素子は、平均細孔径が１７〜４０Åであり、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の５％以上を占めることを特徴とする有機化合物回収システム。
４．前記被処理ガスが、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、イソシアネート、およびビニル基を含む有機化合物、のうち少なくとも１つを含有し、その含有量が全体の有機化合物重量の１／３以下であることを特徴とする上記３に記載の有機化合物回収システム。
５．前記第１吸脱着素子から有機化合物を脱着するために必要とする単位時間当たりの熱量が、前記第２吸脱着素子から有機化合物を脱着するために必要とする単位時間当たりの熱量よりも少ないことを特徴とする上記３または４に記載の有機化合物回収システム。
６．前記第１キャリアガスが加熱水蒸気であることを特徴とする上記１〜５のいずれか１つに記載の有機化合物回収システム。
７．前記第１吸脱着素子が活性炭素繊維であることを特徴とする上記１〜６のいずれか１つに記載の有機化合物回収システム。
８．平均細孔径が１７〜４０Åであり、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の５％以上を占めることを特徴とする活性炭素繊維。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被処理ガスに含まれる反応性有機化合物による吸脱着素子の吸着性能低下を従来技術よりも大幅に抑制し、吸脱着素子の交換頻度を低減することで省資源化および産業廃棄量の低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における有機化合物回収システムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２における有機化合物回収システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。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部分について図中同一の符号とし、その説明は繰り返さない。
【００１４】
〔実施の形態１〕
図１は、本発明の実施の形態１における有機化合物回収システム１００Ａの概略構成図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態における有機化合物回収システム１００Ａについて説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態における有機化合物回収システム１００Ａは、配管ラインＬ１〜Ｌ６と、配管ライン上に設けられた第１吸脱着処理装置１０、第１凝縮回収装置２０、原ガス送風機３０、バルブＶ１〜Ｖ５とを主として備えている。
【００１６】
第１吸脱着処理装置１０は、第１吸脱着素子１１を充填した第１吸脱着槽１２を備えており、有機化合物を含有する被処理ガスから第１吸脱着素子１１を用いて有機化合物を吸着除去し、被処理ガスを清浄化して排出するとともに、吸着した有機化合物を第１キャリアガスを用いて脱着する装置である。
【００１７】
第１キャリアガスとしては、加熱水蒸気、加熱空気、高温に加熱した窒素やアルゴン等の不活性ガスなど、様々な種類のガスを利用することが可能であるが、特に加熱水蒸気を利用すれば、有機化合物回収システム１００Ａをより簡素に構成できる。
【００１８】
第１吸脱着処理装置１０には、被処理ガスまたは第１吸脱着素子１１に吸着した有機化合を脱着させる第１キャリアガスを供給および排出するための配管ラインＬ１〜Ｌ５がそれぞれ接続されている。各配管ラインはバルブＶ１〜Ｌ５によって第１吸脱着槽１２に対する接続状態／非接続状態や被処理ガスの供給経路が切り替えられる。配管ラインＬ１は、第１吸脱着槽１２に被処理ガスを供給するラインであり、配管ラインＬ２は、第１吸脱着槽１２から清浄ガス（処理済ガス）が排出されるラインである。配管ラインＬ４は、第１吸脱着槽１２に第１キャリアガスを供給するラインであり、配管ラインＬ５は、第１吸脱着槽１２から第１キャリアガスが排出されるラインＬ５である。配管ラインＬ３は、被処理ガスを第１吸脱着槽１２を介さずに配管ラインＬ１から配管ラインＬ２に通流させるためのラインである。
【００１９】
第１吸脱着素子１１は、細孔を有しており、被処理ガスを接触させることで被処理ガスに含有される有機化合物を吸着する。したがって、第１吸脱着処理装置１０においては、被処理ガスが配管ラインＬ１から第１吸脱着槽１２に供給されることによって有機化合物が第１吸脱着素子１１に吸着除去され、清浄ガスが配管ラインＬ２から排出される。
【００２０】
また、第１吸脱着素子１１は、高温の第１キャリアガスを接触させることで吸着した有機化合物を脱着する。したがって、第１吸脱着処理装置１０においては、第１吸脱着槽１２へ高温の第１キャリアガスを配管ラインＬ４から供給することで有機化合物が第１吸脱着素子１１から脱着され、第１キャリアガスに移動して配管ラインＬ５から排出される。
【００２１】
第１吸脱着槽１２に第１キャリアガスを供給して第１吸脱着素子１１から有機化合物を脱着している間も被処理ガスが原ガス送風機３０から排出される場合、被処理ガスは第１吸脱着槽１２に供給されずに、配管ラインＬ３を経由して系外へ排出される。被処理ガスを系外に排出しないために第１吸脱着槽を２槽以上設置し、一方の第１吸脱着槽に第１キャリアガスを供給している間、他方の第１吸脱着槽に被処理ガスを供給し、バルブ操作によって第１キャリアガスと被処理ガスとの供給を時間的に交互に行うように構成してもよい。
【００２２】
第１凝縮回収装置２０は、第１コンデンサ２１および第１回収タンク２２を備えている。第１コンデンサ２１は、第１キャリアガスを低温の状態に温度調節することによって第１キャリアガスに含有される有機化合物、反応性有機化合物および水分を冷却凝縮させるものである。また、第１回収タンク２２は、第１コンデンサ２１にて液化された有機化合物、反応性有機化合物および水分を凝縮液として貯留するものである。
【００２３】
また、第１凝縮回収装置２０には、第１回収タンク２２に貯留された有機化合物の凝縮液を外部に排出するための配管ラインが接続されている。
【００２４】
ここで反応性有機化合物とは、吸脱着素子の細孔内に吸着された後、高温の第１キャリアガスから与えられる熱によって化学反応を起こし、分子量が増加する性質を持つ有機化合物を示す。具体的には、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル等のメタクリル酸エステル、イソシアン酸メチル、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等のイソシアネート、塩化ビニル、ギ酸ビニル、酢酸ビニル等のビニル基を含む有機化合物、などが挙げられる。
【００２５】
次に説明するように、第１吸脱着処理装置１０は反応性有機化合物を効率よく吸脱着できるため、有機化合物回収システム１００Ａは上記列挙したような反応性有機化合物を少なくとも１つを含む被処理ガスを処理するのに、好適に用いられる。
【００２６】
第１吸脱着素子１１は、平均細孔径が１７〜４０Åであり、かつ直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の５％以上を占めることが好ましく、平均細孔径が１７〜２５Åであり、かつ直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の５〜５０％以上を占めることがさらに好ましい。本発明の発明者らは鋭意研究した結果、上記範囲に該当する第１吸脱着素子１１が前記反応性有機化合物を最も効率よく吸着でき、かつ反応性有機化合物の化学反応による分子量増加が生じる前に加熱水蒸気等の第１キャリアガスで反応性有機化合物を最も効率よく脱着することができ、第１吸脱着素子１１の吸着性能低下を大幅に抑制できることを確認した。
【００２７】
平均細孔径が１７Åよりも小さく、かつ直径２０Åを超える細孔の細孔容量が全細孔容量の５％以下である場合、第１吸脱着素子の細孔内に反応性有機化合物が残存し続けるため、吸脱着動作を繰り返すことで残存した反応性有機化合物が化学反応を起こし、分子量が増加して高沸点の有機化合物が生成し、第１吸脱着素子を劣化させる。また、平均細孔径が４０Åを超える場合、反応性有機化合物に対する第１吸脱着素子の吸着容量が小さく、被処理ガスから反応性有機化合物およびその他の有機化合物を十分に吸着除去することが困難となる。
【００２８】
平均細孔径および細孔容量は通常の方法にて測定することができる。具体的な測定については実施例に記載する。
【００２９】
第１吸脱着素子１１は、粒状活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナおよび多孔性有機化合物のいずれかを含む吸着材から構成される。なかでも、活性炭素繊維から構成される吸着材が好ましい。活性炭素繊維は、繊維構造のため外表面積が非常に大きく、繊維表面にミクロポアが直接開孔していることからガスとの接触効率が高く、他の吸着材よりも高い吸脱着効率を発揮できる。
【００３０】
〔実施の形態２〕
図２は、本発明の実施の形態２における有機化合物回収システム１００Ｂの構成図である。図２を参照して、本実施の形態における有機化合物回収システム１００Ｂについて説明する。なお、実施の形態１で説明した有機化合物回収システム１００Ａと同じ構成部材については同じ符号を付し説明は繰り返さない。
【００３１】
図２に示すように、有機化合物回収システム１００Ｂは、配管ラインＬ１〜Ｌ１１と、配管ライン上に設けられた第１吸脱着処理装置１０、第１凝縮回収装置２０、原ガス送風機３０、第２吸脱着処理装置４０、第２凝縮回収装置５０、バルブＶ１〜Ｖ１２を主として備えている。
【００３２】
有機化合物回収システム１００Ｂでは、第１吸脱着処理装置１０から排出された処理済ガスは二次処理ガスとして、第２吸脱着処理装置４０に供給される。
【００３３】
第２吸脱着処理装置４０は、第２吸脱着素子Ａ４１を充填した第２吸脱着槽Ａ４２と、第２吸脱着素子Ｂ４３を充填した第２吸脱着槽Ｂ４４とを備えており、有機化合物を含有する二次処理ガスから有機化合物を吸着除去し、二次処理ガスを清浄化して排出するとともに、吸着した有機化合物を第２キャリアガスを用いて脱着する装置である。
【００３４】
第２キャリアガスとしては、加熱水蒸気、加熱空気、高温に加熱した窒素やアルゴン等の不活性ガスなど、様々な種類のガスを利用することが可能であるが、特に加熱水蒸気を利用すれば、有機化合物回収システムＢをより簡素に構成できる。
【００３５】
第２吸脱着処理装置４０には、二次処理ガスまたは第２キャリアガスを供給および排出するための配管ラインＬ２，Ｌ７〜Ｌ１０がそれぞれ接続されている。各配管ラインはバルブＶ６〜Ｖ１２によって第２吸脱着槽Ａ４２または第２吸脱着槽Ｂ４４に対する接続状態／非接続状態や被処理ガスの供給経路が切り替えられる。配管ラインＬ２は、第２吸脱着槽Ａ４２または第２吸脱着槽Ｂ４４に二次処理ガスを供給するラインであり、配管ラインＬ７は、第２吸脱着槽Ａ４２または第２吸脱着槽Ｂ４４から清浄ガス（処理済ガス）が排出されるラインである。配管ラインＬ８は、第２吸脱着槽Ａ４２に第２キャリアガスを供給するラインであり、配管ラインＬ９は、第２吸脱着槽Ｂ４４に第２キャリアガスを供給するラインであり、配管ラインＬ１０は、第２吸脱着槽Ａ４２または第２吸脱着槽Ｂ４４から第２キャリアガスが排出されるラインＬ５である。
【００３６】
第２吸脱着素子Ａ４１および第２吸脱着素子Ｂ４３は、第１吸脱着処理装置１０で被処理ガスから反応性有機化合物が除去された二次処理ガスを接触させることで、二次処理ガスに含有される有機化合物を吸着する。したがって、第２吸脱着処理装置４０においては、二次処理ガスが配管ラインＬ２から第２吸脱着槽Ａ４２または第２吸脱着槽Ａ４４に供給されることによって有機化合物が第２吸脱着素子Ａ４１または第２吸脱着素子Ｂ４３に吸着除去され、清浄ガスが配管ラインＬ７から排出される。
【００３７】
また、第２吸脱着素子Ａ４１および第２吸脱着素子Ｂ４３は、高温の第２キャリアガスを接触させることで吸着した有機化合物を脱着する。したがって、第２吸脱着処理装置４０においては、第２吸脱着槽Ａ４２または第２吸脱着槽Ａ４４へ高温の第２キャリアガスを配管ラインＬ８または配管ラインＬ９から供給することで有機化合物が第２吸脱着素子Ａ４１または第２吸脱着素子Ｂ４３から脱着され、第２キャリアガスに移動して配管ラインＬ１０から排出される。
【００３８】
第２吸脱着槽Ａ４２および第２吸脱着槽Ｂ４４のそれぞれには、上述したバルブの開閉を操作することにより、二次処理ガスと、高温の第２キャリアガスとが、時間的に交互に供給される。これにより、第２吸脱着槽Ａ４２および第２吸脱着槽Ｂ４４は、時間的に交互に吸着槽および脱着槽として機能することになる。これに従って有機化合物が二次処理ガスから第２キャリアガスへ移動されることになる。具体的には、第２吸脱着槽Ａ４２が吸着槽として機能している場合には、第２吸脱着槽Ｂ４４が脱着槽として機能し、第２吸脱着槽Ａ４２が脱着槽として機能している場合には、第２吸脱着槽Ｂ４４が吸着槽として機能する。
【００３９】
なお、図２では第２吸脱着処理装置４０は２組の吸脱着槽によって構成されているが、吸着槽と脱着槽とが別々に設置され、吸脱着素子が吸着槽と脱着槽とを流動して移動ことによって有機化合物の吸着と脱着とを連続的に行うような構成でもよい。また、第２吸脱着処理装置４０が備える吸脱着槽の数に限定はない。
【００４０】
第２吸脱着素子Ａ４１および第２吸脱着素子Ｂ４３は、粒状活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナおよび多孔性有機化合物のいずれかを含む吸着材から構成される。なかでも、活性炭素繊維から構成される吸着材が好ましい。活性炭素繊維は、繊維構造のため外表面積が非常に大きく、繊維表面にミクロポアが直接開孔していることからガスとの接触効率が高く、他の吸着材よりも高い吸脱着効率を発揮できる。
【００４１】
第２凝縮回収装置５０は、第２コンデンサ５１および第２回収タンク５２を備えている。第２コンデンサ５１は、第２キャリアガスを低温の状態に温度調節することによって第２キャリアガスに含有される有機化合物および水分を冷却凝縮させるものである。また、第２回収タンク５２は、第２コンデンサ５１にて液化された有機化合物および水分を凝縮液として貯留するものである。
【００４２】
また、第２凝縮回収装置５０には、第２回収タンク５２に貯留された有機化合物の凝縮液を外部に向けて排出するための配管ラインが接続されている。
【００４３】
実施の形態２においては、第１吸脱着処理装置１０において被処理ガスに含まれる反応性有機化合物の殆んどが吸着除去されるように第１吸脱着処理装置１０の吸着処理と脱着処理の時間を操作する。特に被処理ガス中の反応性有機化合物の含有量が全体の有機化合物重量の１／３以下である場合、反応性有機化合物の殆んどを第１吸脱着処理装置１０で吸着除去し、残りの有機化合物の殆んどは第１吸脱着処理装置で吸着されないため、残りの有機化合物は二次処理ガスに含有された状態で第２吸脱着処理装置４０へ供給され、吸着除去される。したがって、吸着除去された反応性有機化合物は第１凝縮回収装置２０で回収され、第２凝縮回収装置５０ではほとんど回収されない一方で、第２凝縮回収装置５０では反応性有機化合物を含まない有機化合物が回収される。
【００４４】
有機化合物回収システム１００Ｂでは、第１吸脱着処理装置１０で反応性有機化合物の殆んどを吸着除去することができるため、第２吸脱着処理装置４０へ反応性有機化合物が供給され難いため、第２吸脱着素子Ａ４２および第２吸脱着素子Ｂ４４の劣化を大幅に抑制することができる。
【００４５】
また、第２凝縮回収装置５０で回収される凝縮液に反応性有機化合物が殆ど含まれない。そのため、回収した有機化合物を精製するための蒸留処理や蒸発濃縮処理で蓄積される熱量によって反応性有機化合物が化学反応を起こして分子量が増加し、蒸留装置や蒸発濃縮装置内に固着して破損させることがない。
【００４６】
有機化合物回収システム１００Ｂにおいて、第１吸脱着素子１１から有機化合物を脱着するために必要とする単位時間当たりの熱量が、第２吸脱着素子Ａ４２または第２吸脱着素子Ｂ４４から有機化合物を脱着するために必要とする単位時間当たりの熱量よりも小さくなるように設定することが好ましい。第１吸脱着素子１１から有機化合物を脱着するために必要とする単位時間当たりの熱量が、第２吸脱着素子Ａ４２または第２吸脱着素子Ｂ４４から有機化合物を脱着するために必要とする単位時間当たりの熱量以上の場合、第１吸脱着素子１１に残存する僅かな反応性有機化合物へ与えられる熱量が過剰となり、化学反応を起こして分子量が増加し、第１吸脱着素子１１を劣化させることがあるからである。
【実施例】
【００４７】
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例、比較例では、平均細孔径および細孔容量は下記の手法にて測定した。
【００４８】
まず、吸着素子の試料を約３０ｍｇ採取し、１３０℃で１６時間真空乾燥して秤量し、比表面積・細孔分布測定装置Ｇｅｍｉｎｉ２３７５（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製）を使用して測定した。液体窒素の沸点（−１９５．８℃）における窒素ガスの吸着量を相対圧が０．０２〜０．９５の範囲で測定し、試料の吸着等温線を作成した。相対圧０．９５での結果より平均細孔径および全細孔容量を算出した。
【００４９】
直径２０Å以上の細孔の細孔容量の割合は、上記吸着等温線をＢＪＨ法により解析して得られる細孔径−細孔容量分布を用い、次式により算出した。ＢＪＨ法のｔ決定式はＨ,Ｊ式を使用した。
直径２０Å以上である細孔の細孔容量の割合（％）＝（全細孔容量（ｃｍ３／ｇ)−２０Å以下である細孔の細孔容量（ｃｍ３／ｇ））／全細孔容量（ｃｍ３／ｇ）×１００
【００５０】
＜実施例１＞
実施例１では、実施の形態１の構成の有機化合物回収システム１００Ａを用いた。そして、被処理ガスとして酢酸エチル２０００ｐｐｍおよびアクリル酸ｎ−ブチル４０ｐｐｍを含有する３５℃の被処理ガスを風量５Ｎｍ３／ｍｉｎで使用し、第１キャリアガスとして１２０℃の加熱水蒸気を使用し、第１吸脱着素子１２として比表面積が２０００ｍ２／ｇ、平均細孔径が１８Å、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の１０％を占める活性炭素繊維を３ｋｇ使用した。第１吸脱着処理装置１０の吸着処理時間は約２０分、脱着処理時間を４分で行い、１回の吸着処理および脱着処理を１サイクルとしてこれを４００サイクル繰り返した。
【００５１】
＜実施例２＞
実施例２では、実施の形態２の構成の有機化合物回収システム１００Ｂを用いた。そして、被処理ガスとして酢酸エチル２０００ｐｐｍおよびアクリル酸ｎ−ブチル４０ｐｐｍを含有する３５℃の被処理ガスを風量５Ｎｍ３／ｍｉｎ使用し、第１キャリアガスおよび第２キャリアガスとして１２０℃の加熱水蒸気を使用した。
また、第１吸脱着素子１１として比表面積が２０００ｍ２／ｇ、平均細孔径が１８Å、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の１０％を占める活性炭素繊維を１ｋｇ使用した。
また、第２吸脱着素子Ａ４２、第２吸脱着素子Ｂ４４として比表面積が１５００ｍ２／ｇ、平均細孔径が１６．５Å、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の２％を占める活性炭素繊維を１ｋｇずつ使用した。第１吸脱着処理装置１０の吸着処理時間は約２００分、脱着処理時間を４分で行い、第２吸脱着処理装置４０の吸着処理時間は約２０分、脱着処理時間を４分で行い、第２吸脱着処理装置４０の１回の吸着処理および脱着処理を１サイクルとしてこれを４００サイクル繰り返した。
【００５２】
＜比較例１＞
比較例１では、実施例１と同様のシステム用いて、ただし、第１吸脱着素子１１として比表面積が１５００ｍ２／ｇ、平均細孔径が１６．５Å、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の２％を占める活性炭素繊維を３ｋｇ使用し、実施例１と同等の操作を行った。
【００５３】
＜比較例２＞
比較例２では、実施例２と同様のシステムを用いて、ただし、第１吸脱着素子１１として比表面積が１５００ｍ２／ｇ、平均細孔径が１６．５Å、直径２０Å以上である細孔の細孔容量が全細孔容量の２％を占める活性炭素繊維を１ｋｇ使用し、実施例２と同等の操作を行った。
【００５４】
実施例および比較例の結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2018051464.tif 000003
【００５６】
表１から分かるように、実施例１〜２はいずれも比較例１〜２に比べて清浄ガス中の有機化合物濃度の経時的な増加が確認されず、本発明の有機化合物回収システムを用いることで吸脱着素子の吸着性能低下を大幅に低減でき、有機溶剤の高い回収効率が長期間維持できることが実験的に確認された。
【００５７】
なお、上記開示した各実施の形態および各実施例はすべて例示であり制限的なものではない。また、各実施の形態および各実施例で開示した構成を適宜組み合わせた実施の形態や実施例も本発明に含まれる。つまり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって有効であり、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内のすべての変更・修正・置き換え等を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、例えば各種工場や研究施設等から排出される有機化合物を含有する被処理ガスから有機化合物を回収するシステムに有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０    第１吸脱着処理装置
１１    第１吸脱着素子
１２    第１吸脱着槽
２０    第１凝縮回収装置
２１    第１コンデンサ
２２    第１回収タンク
３０    原ガス送風機
４０    第２吸脱着処理装置
４１    第２吸脱着槽Ａ
４２    第２吸脱着素子Ａ
４３    第２吸脱着槽Ｂ
４４    第２吸脱着素子Ｂ
５０    第２凝縮回収装置
５１    第２コンデンサ
５２    第２回収タンク
１００Ａ  有機化合物回収システム
１００Ｂ  有機化合物回収システム
Ｌ１〜１１    配管ライン
Ｖ１〜１２    バルブ
【図１】
2018051464.tif 000004
【図２】
2018051464.tif 000005