(57)【要約】【課題】有機溶剤回収処理装置において、水蒸気脱着工程により反応性の高い有機溶剤を処理する場合において、より高品質な回収溶剤を得ることができる有機溶剤回収装置を提供する。【解決手段】吸着材を充填した吸着槽を２基以上備えた有機溶剤回収装置の各吸着槽が、有機溶剤を含有する被処理ガスを導入し、有機溶剤を該吸着槽で吸着処理し有機溶剤濃度が減少した処理済みガスを排出する吸着工程と、該吸着槽における吸着処理が完了した後に、前記有機溶剤回収装置の吸着槽へ水蒸気を導入し、吸着材から有機溶剤を脱着し、それによって吸着材を再生する脱着工程を交互に繰り返す有機溶剤回収装置において、脱着工程後に吸着材を冷却する工程を設けたことを特徴とする有機溶剤回収装置。【選択図】図１
2011194398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着材を充填した吸着槽を２基以上備えた有機溶剤回収装置の各吸着槽が、
有機溶剤を含有する被処理ガスを導入し、有機溶剤を該吸着槽で吸着処理し有機溶剤濃度が減少した処理済みガスを排出する吸着工程と、
該吸着槽における吸着処理が完了した後に、前記有機溶剤回収装置の吸着槽へ水蒸気を導入し、吸着材から有機溶剤を脱着し、それによって吸着材を再生する脱着工程を、
交互に繰り返す有機溶剤回収装置において、
脱着工程後に吸着材を冷却する工程を設けたことを特徴とする有機溶剤回収装置。
【請求項２】
吸着材を冷却する工程において、空気、または不活性ガスを用いる請求項１記載の有機溶剤回収装置。
【請求項３】
吸着材を冷却する工程において、吸着材の温度を６０℃以下にする請求項１または２記載の有機溶剤回収装置。
【請求項４】
吸着材を冷却する工程において、吸着材の冷却時間を全再生工程時間の５０％以上とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機溶剤回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応性の高い有機溶剤（例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤や酢酸エチルなどのエステル系溶剤）を含有するガスの処理に好適な有機溶剤回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機溶剤を回収・再利用し、かつ有機溶剤が大気中へ放出することを防ぐ処理装置として、従来より、吸着材として粒状活性炭あるいは活性炭素繊維を充填させた吸着槽を２基以上有し、各吸着槽が有機溶剤含有被処理ガスを供給する吸着工程と、吸着材に吸着された有機溶剤を吸着材に水蒸気を噴出することにより脱着する脱着工程を交互に行なう有機溶剤回収装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記の処理装置では、反応性の高い有機溶剤（例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤や酢酸エチルなどのエステル系溶剤）を含有する被処理ガスを処理する場合において、脱着工程で水蒸気を用いて脱着を行っているため、脱着工程後の吸着材の温度が高温状態で保持されてしまい、その後の待機時間中に吸着材に残存した反応性の高い有機溶剤が分解されてしまい、回収溶剤中に被処理有機溶剤分解生成物が増加してしまう問題点があった。また、吸着初期においても高温の吸着材へ有機溶剤含有被処理ガスが導入されることにより、反応性の高い有機溶剤が分解されてしまい、回収溶剤中に被処理有機溶剤分解生成物が増加してしまう問題点があった。
【０００４】
かかる問題点を解決するために、脱着工程において水蒸気に換えて窒素を用いた処理装置が提案されている。しかし、かかる解決法においても窒素と同時に加熱空気を用いて脱着させるため、吸着材は高温状態となり、待機時間中および吸着初期において反応性の高い有機溶剤が分解されてしまい、回収溶剤中に被処理有機溶剤分解生成物が増加してしまう問題点が依然としてあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−６６６０５号公報
【特許文献２】特開平８−４７６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、反応性の高い有機溶剤である、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤や酢酸エチルなどのエステル系溶剤を含有するガスを処理する場合において、有機溶剤の分解を抑制することができる有機溶剤回収装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は以下の構成からなる。
１．吸着材を充填した吸着槽を２基以上備えた有機溶剤回収装置の各吸着槽が、
有機溶剤を含有する被処理ガスを導入し、有機溶剤を該吸着槽で吸着処理し有機溶剤濃度が減少した処理済みガスを排出する吸着工程と、
該吸着槽における吸着処理が完了した後に、前記有機溶剤回収装置の吸着槽へ水蒸気を導入し、吸着材から有機溶剤を脱着し、それによって吸着材を再生する脱着工程を、
交互に繰り返す有機溶剤回収装置において、
脱着工程後に吸着材を冷却する工程を設けたことを特徴とする有機溶剤回収装置。
２．吸着材を冷却する工程において、空気、または不活性ガスを用いる上記１記載の有機溶剤回収装置。
３．吸着材を冷却する工程において、吸着材の温度を６０℃以下にする上記１または２記載の有機溶剤回収装置。
４．吸着材を冷却する工程において、吸着材の冷却時間を全再生工程時間の５０％以上とする上記１〜３のいずれかに記載の有機溶剤回収装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の有機溶剤回収装置を用いることで、反応性の高い有機溶剤である、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤や酢酸エチルなどのエステル系溶剤を吸着材に吸着させた後に、水蒸気を用いて吸着材から有機溶剤を脱着させることにより、高温となった吸着槽内の吸着材の温度を、冷却することにより温度を下げ、その結果として、上記反応性の高い有機溶剤の分解を抑え、回収溶剤中の分解生成物量を減らし、回収溶剤の品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による有機溶剤回収装置の一例を示したものである。
【図２】一般的な有機溶剤回収装置の一例を示したものである。
【図３】一般的な２基吸着槽を有する有機溶剤回収装置の１サイクルの吸着槽の各工程運転時間および本発明装置の１サイクルの吸着槽の各工程運転時間を示したものである。
【図４】冷却工程の有無による吸着槽内の吸着材の温度変化を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者は、吸着材を充填した吸着槽を２基以上有する有機溶剤回収処理装置において、反応性の高い有機溶剤である、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤や酢酸エチルなどのエステル系溶剤を含有する被処理ガスを吸着槽に導入し、上記有機溶剤を該吸着槽にて吸着処理して有機溶剤濃度が減少した処理ガスを排出し、該吸着槽における吸着処理が完了した後に、該有機溶剤回収処理装置の吸着槽へ水蒸気を導入し、吸着材から有機溶剤を脱着し、それによって吸着材を再生し、再生の際に発生する有機溶剤含有水蒸気を凝縮、分離することで回収する際に、脱着工程後に吸着材に残存した反応性の高い有機溶剤である、例えば、ケトン系溶剤やエステル系溶剤が、吸着槽内の吸着材が、水蒸気脱着によって高温に加熱され、その後、次工程である吸着工程までの待機状態に高温下で保持されていることにより、上記反応性の高い残存有機溶剤の待機状態での分解を促進し、回収溶剤中の分解生成物量を増加させ、回収溶剤の品質を低下させることに大きく影響することを見出した。
【００１１】
また、待機状態に高温下で保持されていた吸着材により、吸着工程を開始すると、吸着材が高温な吸着開始後の初期において、被処理ガス中の反応性の高い有機溶剤である、例えば、ケトン系溶剤やエステル系溶剤が、吸着時に分解されてしまい、回収溶剤中の分解生成物量を増加させ、回収溶剤の品質を低下させることに大きく影響することも見出した。
【００１２】
本発明は、これらの点に着目し、吸着槽を冷却することにより、上記反応性の高い有機溶剤の分解を抑制し、回収溶剤中の分解生成物量を減少させ、回収溶剤の品質を向上させることを可能とすることを見出したものである。
【００１３】
そこで、本発明においては、吸着材を充填した吸着槽を２基以上有する有機溶剤回収処理装置において、有機溶剤を含有する被処理ガスを導入し、有機溶剤を該吸着槽にて吸着処理して有機溶剤濃度が減少した処理ガスを排出し、該吸着槽における吸着処理が完了した後に、該有機溶剤回収処理装置の吸着槽へ水蒸気を導入し、吸着材から有機溶剤を脱着し、それによって吸着材を再生し、再生の際に発生する有機溶剤含有水蒸気を凝縮、分離することで回収する有機溶剤回収処理装置において、水蒸気脱着後の該吸着槽中の吸着材温度を下げるために、冷却工程を設けることを特徴とする。
【００１４】
上記、吸着材を冷却する工程は、新たに外気ファンを取り付け、外気を吸着槽内に取り込むことで吸着材を冷却することができる。また、外気の代わりに窒素などの不活性ガスを使用してもよい。不活性ガスを使用することで該吸着槽内の酸素濃度を減らし、脱着工程にて該吸着材に残存した有機溶剤の酸化分解をより抑制することが可能である。
【００１５】
吸着材を冷却する工程においては、吸着材温度を６０℃以下にすることが好ましい。吸着材の６０℃以下の温度に下げることで、該吸着材に付着した有機溶剤の分解をより抑制することができるからである。
【００１６】
吸着材を冷却する工程においては、吸着材の冷却時間を全再生工程時間の５０％以上とすることが好ましい。これは、全再生工程時間中の冷却時間が短いと、相対的に脱着時間が長くなることで脱着工程中の回収溶剤の分解が顕著となり冷却工程による回収溶剤の分解抑制効果が十分発揮できなくなるからである。
【００１７】
ケトン系溶剤やエステル系溶剤は、非常に反応性に富んでおり、容易に酸化分解、若しくは加水分解されうる。そのため、水蒸気脱着式溶剤回収装置を用いてケトン系溶剤やエステル系溶剤を処理する場合においては、吸着材が水蒸気脱着工程後から吸着工程までの待機状態にその温度が高温状態で移行するため、残存した上記有機溶剤が高温雰囲気下に晒される結果となる。また、水蒸気脱着後の高温のままの吸着材に、次工程である吸着工程で被処理ガスが導入されることとなる。そのため、上記反応性の高い有機溶剤が分解されてしまい、回収溶剤中に分解生成物を含有させることとなり、回収溶剤の品質を低下させてしまっていた。そこで本発明の有機溶剤回収装置を使用することで、ケトン系溶剤やエステル系溶剤といった反応性の高い有機溶剤の分解を抑制し、高品質な回収溶剤を得ることが可能となったのである。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態を図１にて説明する。有機溶剤含有被処理ガス２は送風機３にて、吸着工程となっている吸着槽７に、自動下ダンバー５または６より送られ、有機溶剤は吸着工程の吸着槽７内の吸着材８の通過中に吸着されて、処理済みガスとなって自動上ダンパー１０または１１を通り、排気口９へ送られて大気中に放出される。
【００１９】
一方、脱着工程となっている吸着槽７内の吸着材８に吸着された有機溶剤は、水蒸気ライン１２より導入された水蒸気によって脱着され、回収ライン１３を通じてコンデンサー１６へ導入され凝縮され、凝集された有機溶剤は回収溶剤１５として得られる。なお、脱着工程後の吸着材８は、吸脱着工程切替により、次の吸着工程に切り替わるまでは待機状態となる。
【００２０】
上記脱着工程後の待機状態に、送風機１８より外気１７を、送風ライン１９を通じて待機状態の吸着槽７へ導入し、次の吸着工程に切り替わるまでの間に吸着材８を冷却する。
なお、送風機を用いて外気を導入する際に、外気に変えて不活性ガスを使用してもよい。不活性ガスを使用することで吸着槽内の酸素濃度を低減させ、酸化分解をさらに抑制することができるからである。
【実施例】
【００２１】
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
【００２２】
[実施例１]
図１に示される本発明の有機溶剤回収システムにおいて、以下に示す条件で被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収・分析をした。なお、本発明がこれに限定されるものではない。
【００２３】
ケトン系有機溶剤の一種であるメチルエチルケトンを４０００ｐｐｍ含む４５℃の溶剤混合ガスを、風量４．０Ｎｍ３/分で送風機３にて吸着槽７に送り、吸着材８により吸着処理を行った。吸着時間は９分間、脱着時間は２分間、送風機１８により導入される外気１７を用いた冷却時間は２分間、待機時間は５分間となるよう、吸着槽を切り替えた。水蒸気により脱着されたメチルエチルケトンと水蒸気はコンデンサー１６へ送られ、コンデンサー１６にて凝縮し、メチルエチルケトンを回収した。
回収したメチルエチルケトン中の酢酸濃度をガスクロマトグラフィー（島津製作所社製）を用いてＧＣ分析した。その結果より算出したメチルエチルケトン負荷量に対する酢酸生成量は０．１６ｇ/ｋｇ−ＭＥＫであった。
【００２４】
[実施例２]
図１に示される本発明の有機溶剤回収システムにおいて、以下に示す条件で被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収・分析をした。尚、本発明がこれに限定されるものではない。
【００２５】
エステル系有機溶剤の一種である酢酸エチルを２１００ｐｐｍ含む４５℃の溶剤混合ガスを、風量６．０Ｎｍ３/分で送風機３にて吸着槽７に送り、吸着材８により吸着処理を行った。吸着時間は１０分間、脱着時間は２分間、送風機１８により導入される外気１７を用いた冷却時間は８分間となるよう、吸着槽を切り替えた。水蒸気１２により脱着された酢酸エチルと水蒸気はコンデンサー１６へ送られ、コンデンサー１６にて凝縮し、酢酸エチルを回収した。
回収した酢酸エチル中の酢酸濃度をガスクロマトグラフィー（島津製作所社製）を用いてＧＣ分析した。その結果より算出した酢酸エチル負荷量に対する酢酸生成量は０．２０ｇ/ｋｇ−酢酸エチルであった。
【００２６】
[実施例３]
図１に示される本発明の有機溶剤回収システムにおいて、以下に示す条件で被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収・分析をした。尚、本発明がこれに限定されるものではない。
【００２７】
エステル系有機溶剤の一種である酢酸エチルを２１００ｐｐｍ含む４５℃の溶剤混合ガスを、風量６．０Ｎｍ３/分で送風機３にて吸着槽７に送り、吸着材８により吸着処理を行った。吸着時間は１０分間、脱着時間は５分間、送風機１８により導入される外気１７を用いた冷却時間は５分間となるよう、吸着槽を切り替えた。水蒸気１２により脱着された酢酸エチルと水蒸気はコンデンサー１６へ送られ、コンデンサー１６にて凝縮し、酢酸エチルを回収した。
回収した酢酸エチル中の酢酸濃度をガスクロマトグラフィー（島津製作所社製）を用いてＧＣ分析した。その結果より算出した酢酸エチル負荷量に対する酢酸生成量は０．３２ｇ/ｋｇ−酢酸エチルであった。
【００２８】
[実施例４]
図１に示される本発明の有機溶剤回収システムにおいて、以下に示す条件で被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収・分析をした。尚、本発明がこれに限定されるものではない。
【００２９】
エステル系有機溶剤の一種である酢酸エチルを２１００ｐｐｍ含む４５℃の溶剤混合ガスを、風量６．０Ｎｍ３/分で送風機３にて吸着槽７に送り、吸着材８により吸着処理を行った。吸着時間は１０分間、脱着時間は８分間、送風機１８により導入される外気１７を用いた冷却時間は２分間となるよう、吸着槽を切り替えた。水蒸気１２により脱着された酢酸エチルと水蒸気はコンデンサー１６へ送られ、コンデンサー１６にて凝縮し、酢酸エチルを回収した。
回収した酢酸エチル中の酢酸濃度をガスクロマトグラフィー（島津製作所社製）を用いてＧＣ分析した。その結果より算出した酢酸エチル負荷量に対する酢酸生成量は０．６０ｇ/ｋｇ−酢酸エチルであった。
【００３０】
[比較例１]
図２に示される一般的な有機溶剤回収システムにおいて、以下に示す条件で被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収・分析をした。
【００３１】
ケトン系有機溶剤の一種であるメチルエチルケトンを４０００ｐｐｍ含む４５℃の溶剤混合ガスを、風量４．０Ｎｍ３/分で送風機３にて吸着槽７に送り、吸着材８により吸着処理を行った。吸着時間は９分間、脱着時間は２分間、待機時間７分間となるよう、吸着槽を切り替えた。水蒸気１２により脱着されたメチルエチルケトンと水蒸気はコンデンサー１６へ送られ、コンデンサー１６にて凝縮し、メチルエチルケトンを回収した。
回収したメチルエチルケトン中の酢酸濃度をガスクロマトグラフィー（島津製作所社製）を用いてＧＣ分析した。その結果より算出したメチルエチルケトン負荷量に対する酢酸生成量は０．５８ｇ/ｋｇ−ＭＥＫであった。
【００３２】
[比較例２]
図２に示される一般的な有機溶剤回収システムにおいて、以下に示す条件で被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収・分析をした。
【００３３】
エステル系有機溶剤の一種である酢酸エチルを２１００ｐｐｍ含む４５℃の溶剤混合ガスを、風量６．０Ｎｍ３/分で送風機３にて吸着槽７に送り、吸着材８により吸着処理を行った。吸着時間は１０分間、脱着時間は２分間、待機時間は８分間となるよう、吸着槽を切り替えた。水蒸気１２により脱着された酢酸エチルと水蒸気はコンデンサー１６へ送られ、コンデンサー１６にて凝縮し、酢酸エチルを回収した。
回収した酢酸エチル中の酢酸濃度をガスクロマトグラフィー（島津製作所社製）を用いてＧＣ分析した。その結果より算出した酢酸エチル負荷量に対する酢酸生成量は０．４０ｇ/ｋｇ−酢酸エチルであった。
【００３４】
[比較例３]
図２に示される一般的な有機溶剤回収システムにおいて、以下に示す条件で被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収・分析をした。
【００３５】
エステル系有機溶剤の一種である酢酸エチルを２１００ｐｐｍ含む４５℃の溶剤混合ガスを、風量６．０Ｎｍ３/分で送風機３にて吸着槽７に送り、吸着材８により吸着処理を行った。吸着時間は１０分間、脱着時間は５分間、待機時間は５分間となるよう、吸着槽を切り替えた。水蒸気１２により脱着された酢酸エチルと水蒸気はコンデンサー１６へ送られ、コンデンサー１６にて凝縮し、酢酸エチルを回収した。
回収した酢酸エチル中の酢酸濃度をガスクロマトグラフィー（島津製作所社製）を用いてＧＣ分析した。その結果より算出した酢酸エチル負荷量に対する酢酸生成量は０．４４ｇ/ｋｇ−酢酸エチルであった。
【００３６】
[比較例４]
図２に示される一般的な有機溶剤回収システムにおいて、以下に示す条件で被処理ガスを処理し、有機溶剤を回収・分析をした。
【００３７】
エステル系有機溶剤の一種である酢酸エチルを２１００ｐｐｍ含む４５℃の溶剤混合ガスを、風量６．０Ｎｍ３/分で送風機３にて吸着槽７に送り、吸着材８により吸着処理を行った。吸着時間は１０分間、脱着時間は８分間、待機時間は２分間となるよう、吸着槽を切り替えた。水蒸気１２により脱着された酢酸エチルと水蒸気はコンデンサー１６へ送られ、コンデンサー１６にて凝縮し、酢酸エチルを回収した。
回収した酢酸エチル中の酢酸濃度をガスクロマトグラフィー（島津製作所社製）を用いてＧＣ分析した。その結果より算出した酢酸エチル負荷量に対する酢酸生成量は０．６０ｇ/ｋｇ−酢酸エチルであった。
【００３８】
実施例１〜４、及び比較例１〜４の処理結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2011194398.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の有機溶剤回収装置は、ケトン系やエステル系有機溶剤を水蒸気脱着を用いて回収する場合に発生する分解を抑制することで、より高品質の回収溶剤を提供できるため、産業の発達に寄与すること大である。
【符号の説明】
【００４１】
１．有機溶剤回収装置
２．有機溶剤含有被処理ガス
３．送風機
４．送風ダクト
５．下ダンパー
６．下ダンパー
７．吸着槽
８．吸着材
９．排気口
１０．上ダンパー
１１．上ダンパー
１２．水蒸気ライン
１３．回収ライン
１４．溶剤回収部
１５．セパレーター
１６．コンデンサー
１７．外気
１８．送風機
１９．送風ライン
【図１】
2011194398.tif 000004
【図２】
2011194398.tif 000005
【図３】
2011194398.tif 000006
【図４】
2011194398.tif 000007