(57)【要約】【課題】本発明は、最大限にエネルギーを有効利用することができる揮発性有機化合物含有排ガスの浄化・回収・濃縮方法および装置の提供。【解決手段】乾燥施設から排出される揮発性有機化合物を含んだ排ガスのエネルギーを最大限に有効利用するための揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法において、必要な排ガス温度（熱エネルギー）を、その排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度と湿度より決定し、その決められた温度以上の排ガスの保有するエネルギーを、当該排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の予備加熱等に利用することを特徴とする揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥施設から排出される水より沸点が高く水に溶解する揮発性有機化合物を含んだ排ガスのエネルギーを最大限に有効利用するための揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法において、必要な排ガスの保有する熱エネルギーの最小量、即ち最も低い排ガス温度を、その排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度と湿度より決定し、外部から温熱エネルギーあるいは冷熱エネルギーを与えることなく、必要なエネルギーはポンプ・送風機を駆動するためのエネルギーのみで、その決められた温度にてガスを浄化するとともに液化回収した揮発性有機化合物を濃縮することができる揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法。
【請求項２】
乾燥施設から排出される水より沸点が高く水に溶解する揮発性有機化合物を含んだ排ガスのエネルギーを最大限に有効利用するための揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法において、必要な排ガスの保有する熱エネルギーの最小量、即ち最も低い排ガス温度を、その排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度と湿度より決定し、その決められた温度以上の排ガスの保有するエネルギーを、当該排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の予備加熱等に利用することを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法。
【請求項３】
上記において、必要な排ガス温度を、その排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度と湿度から決まる露点以上、望むべくは湿球温度以上とすることを特徴とする請求項１または２に記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法。
【請求項４】
上記において、吸収媒体として水を用い、その供給制御を回収液の濃度と液面の計測を以って行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法。
【請求項５】
乾燥施設から排出される揮発性有機化合物を含んだ排ガスと空気（あるいは窒素等の不活性ガス）との熱交換部および１〜数ブロックからなる気液接触機構を持つ揮発性有機化合物濃縮回収部から構成される揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮装置において、空気（あるいは窒素等の不活性ガス）を熱交換部を介して乾燥施設に導入する手段、乾燥施設から揮発性有機化合物含有排ガスを熱交換部を介して濃縮・回収部に導入する手段、回収部において浄化ガス排出手段と揮発性有機化合物含有処理液を貯留する手段、該貯留液を濃縮部に循環供給する手段、貯留部に設けられた液面測定、濃度測定手段および回収濃縮液として系外に排出するための排出手段よりなることを特徴とする、揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮装置。
【請求項６】
上記において、空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度・湿度を測定するための温湿度計を熱交換部より前段に設けることを特徴とする、請求項５に記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮装置。
【請求項７】
上記の揮発性有機化合物濃縮回収部において、その上部に吸収媒体を散布させる手段を設けることを特徴とする、請求項５または６に記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスの持つ熱エネルギーを最大限に有効利用することができる揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法および装置の提供に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００６年４月、改正大気汚染防止法に基づく揮発性有機化合物の排出規制が施行され、排ガスに含有する揮発性有機化合物の排出基準が定められている。現時点では殆どの場合、送風機または排風機の風量が一定量以上の場合に適用されることとなったが、より一層の自主的な削減努力が求められることは必然であり、また有限な資源を有効に活用する面からもその再利用については今後の技術開発の大きな課題の一つとなっている。
【０００３】
現在では、熱風乾燥機などから排出される揮発性有機化合物を含有する排ガスを浄化し、この揮発性有機化合物を回収・再利用する方法として一般的に採用されている手法は、冷却法、あるいは冷却法と吸着法とを組み合わせたものが殆どである（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３を参照）。
揮発性有機化合物の一例としてＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰという）を挙げて説明すると、その方法は、排ガスを最初に冷却して、凝縮できるだけのＮＭＰを液化回収し、液化しきれないＮＭＰは、吸着法により吸着除去する。吸着したＮＭＰは高温少量のガスで熱を与えて脱着させ、濃縮したガスを更に冷却して回収率を高めるというものある。
上記の方法では、外部から冷熱、温熱エネルギーを与えるものであり、エネルギーを有効利用するために熱交換器を駆使してエネルギーの使用量を削減している。しかしながら、特に、排ガスの元となるキャリアガスは、大気からフィルターを通した清浄空気を使うことがほとんどであり、その清浄空気を乾燥用ガスとして加温するエネルギーは、非常に大きなものとなる。
空気の比熱が０．２４ｋｃａｌ／ｋｇ・℃、加温しなければいけない温度を１００℃、大気空気の比重を１．２８ｋｇ／Ｎｍ３、大気空気の温度を２０℃、乾燥用ガスの流量を２４０Ｎｍ３／ｍｉｎとする。その場合、２４０Ｎｍ３／ｍｉｎ×６０ｍｉｎ／ｈｒ×１．２８ｋｇ／Ｎｍ３×０．２４ｋｃａｌ／ｋｇ・℃×（１００℃−２０℃）＝３５３８９４ｋｃａｌの熱が必要となる。これは、電力換算では、４１２ｋｗ以上、スチーム換算では、６５５ｋｇ／ｈｒ以上（水の蒸発潜熱を５４０ｋｃａｌ／ｋｇとした場合)に相当するものである。
この冷却法と吸着法を組み合わせた方法では、必要なエネルギーを削減する観点では、ガスの冷却に清浄空気との熱交換を実施し、第一予備加熱を実施、脱着後の濃縮ガスの温度を下げるために、第一予備加熱後の空気と熱交換し第二予備加熱を実施することで、清浄空気を加温するためのエネルギーの節減化を達成している。
【０００４】
また、出願人の開発にかかる手法で、水により排ガス中の揮発性有機化合物を吸収させ、熱エネルギーで吸収した水溶液の水分を蒸発することで回収した液を濃縮する方法および装置（特許文献４参照）がある。この方法および装置では、排ガス中の揮発性有機化合物の回収率は９９％以上であり、最大の特徴として、４５℃以上の排ガスの持つ熱エネルギー以外に、外部からエネルギーを与えなくても、液化した揮発性有機化合物を濃縮することができることであり、揮発性有機化合物がＮＭＰの場合では、その８０ｗｔ％以上まで濃縮して、濃縮液として回収している。〔なお、８０ｗｔ％以上の８０という数値については、再生するためのコストの関係より、蒸留精製である場合、必ず回収液から水分を除去する工程が必要となるが、８０ｗｔ％以上の濃縮液であれば、水分除去に必要な付加的なコスト（エネルギー）に大きな差がないということ、そして８５ｗｔ％以下（水分が１５ｗｔ％以上）であれば引火点がなくなり、非危険物として扱うことが出来るため安全性も高いことなどで、８０ｗｔ％という数値が通常採用されている。〕。しかしながら、この先行特許にかかるガス回収方法（装置）は、排ガスの熱エネルギーしか使わないというのが最大の特徴であったが、その熱エネルギーには下限があり、特許文献４中にも記載されているように、「４５℃以上の排ガスを対象とし、排ガスが４５℃未満の場合は外部から熱エネルギーを与えなければならない」というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３８１４４号公報
【特許文献２】特開２００７−４４５９５号公報
【特許文献３】特開２００７−８３２３８号公報
【特許文献４】特開２００８−１１４２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願人にかかる前記先行特許では、上記したように、水吸収法による排ガス回収・濃縮方法を提案したが、この提案では、排ガス温度が４５℃未満である場合には熱エネルギーを追加する必要があり、他方、少量での水で効率よく気液接触を行うためにはこのための装置が過大になる等の問題点があった。また、その他の前記先行特許では、必ず排ガスの熱エネルギー以外に外部からの熱エネルギーを必要とするため、エネルギーの削減には限界があった。
そこで本発明では、これらの問題点を解消すべく鋭意研究の結果、少量の水の使用でも、元々排出される排ガス温度よりも低い温度で、排ガスを浄化すると共に濃縮も可能とし、ポンプ、ブロアー等の動力に用いられる以外のエネルギーを使用しない浄化・回収・濃縮方法の提供にある。例えば、４５℃未満の排ガスである場合、スチーム等の外部から熱エネルギーを補助する必要があったが、本発明のシステムでは、乾燥用に吸気する空気の温度のみで、必要な排ガス温度を決定することが可能であり、冬場等の吸気する空気の温度が低い場合でも、また夏場等の吸気する温度が高い場合でも、吸気の温度より高い温度であれば、余剰の熱を他に有効利用できるため更なる省エネルギー化を達成できることが可能となった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１は、乾燥施設から排出される水より沸点が高く水に溶解する揮発性有機化合物を含んだ排ガスのエネルギーを最大限に有効利用するための揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法において、必要な排ガスの保有する熱エネルギーの最小量、即ち最も低い排ガス温度を、その排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度と湿度より決定し、外部から温熱エネルギーあるいは冷熱エネルギーを与えることなく、必要なエネルギーはポンプ・送風機を駆動するためのエネルギーのみで、その決められた温度にてガスを浄化するとともに液化回収した揮発性有機化合物を濃縮することができる揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法。
本発明の第２は、乾燥施設から排出される水より沸点が高く水に溶解する揮発性有機化合物を含んだ排ガスのエネルギーを最大限に有効利用するための揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法において、必要な排ガスの保有する熱エネルギーの最小量、即ち最も低い排ガス温度を、その排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度と湿度より決定し、その決められた温度以上の排ガスの保有するエネルギーを、当該排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の予備加熱等に利用することを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法。
本発明の第３は、上記において、必要な排ガス温度を、その排ガスの元となる加温前の空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度と湿度から決まる露点以上、望むべくは湿球温度以上とすることを特徴とする請求項１または２に記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法に関する。
本発明の第４は、上記において、吸収媒体として水を用い、その供給制御を回収液の濃度と液面の計測を以って行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮方法に関する。
本発明の第５は、乾燥施設から排出される揮発性有機化合物を含んだ排ガスと空気（あるいは窒素等の不活性ガス）との熱交換部および１〜数ブロックからなる気液接触機構を持つ揮発性有機化合物濃縮回収部から構成される揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮装置において、空気（あるいは窒素等の不活性ガス）を熱交換部を介して乾燥施設に導入する手段、乾燥施設から揮発性有機化合物含有排ガスを熱交換部を介して濃縮・回収部に導入する手段、回収部において浄化ガス排出手段と揮発性有機化合物含有処理液を貯留する手段、該貯留液を濃縮部に循環供給する手段、貯留部に設けられた液面測定、濃度測定手段および回収濃縮液として系外に排出するための排出手段よりなることを特徴とする、揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮装置に関する。
本発明の第６は、上記において、空気（あるいは窒素等の不活性ガス）の温度・湿度を測定するための温湿度計を熱交換部より前段に設けることを特徴とする、請求項５に記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮装置に関する。
本発明の第７は、上記の揮発性有機化合物濃縮回収部において、その上部に吸収媒体を散布させる手段を設けることを特徴とする、請求項５または６に記載の揮発性有機化合物ガスの浄化・揮発性有機化合物の回収・濃縮装置に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下の効果が達成できる。
（１）回収した液は水分を含むが、回収液中の水分値は任意に調整できる。蒸留再生の視点からの場合には８０ｗｔ％以上揮発性有機化合物を含んでいることが望ましい。
（２）吸収するための装置を多段で設けることにより浄化後のガス濃度は０．１×１０−４ｖｏｌ％未満にすることができる。
（３）水の供給量の調整法以外は多段の気液接触装置と同じであり、単純な機構で構成できる。対象となる揮発性有機化合物の種類、回収率（浄化率）、濃縮率の目標値に応じて、必要な段数を自由に増減することができる。
（４）元々排出される排ガス温度よりも低い温度で、排ガスを浄化すると共に濃縮も可能である他、ポンプ、ブロアー等の動力以外のエネルギーを使用しないため、必要とする排ガスエネルギーの余剰分は、乾燥用キャリアガスとして吸気するガスの予備加熱等に利用することができる。
（５）装置の全体構成が、縦型、横型と設置場所に応じて任意に設計することができる。
（６）縦型の場合、特開２００４−２３０２６５および／または特開２００８−１１４２０３に記載されている方法・装置を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のプロセスフローの概略を示す。
【図２】本発明のプレート式熱交換器を使用したときのフロー図を示す。
【図３】本発明の、熱媒体を介したプレートフィン式熱交換器を使用したときのフロー図を示す。
【図４】本発明の塔型の装置を使用して浄化・濃縮操作を行うときのフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明についての基本的な要件について説明する。
本発明の揮発性有機化合物の浄化方法は、水による吸収法であり、従って、対象とする揮発性有機化合物は水より沸点が高く水に溶解する化合物であることが前提となる。このような対象揮発性有機化合物は、ＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）、ＮＥＰ（Ｎ−エチル−２−ピロリドン）、ＤＭＦ（Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド）、ＤＭＡｃ（Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ＥＧ（エチレングリコール）、ＤＥＧ（ジエチレングリコール）、ＴＥＧ（トリエチレングリコール）、ＰＧ（プロピレングリコール）、ＢＤＧ（ブチルジグリコール）、１，４−ＢＤ（１，４−ブタンジオール）、ＭＥＡ（モノエタノールアミン）、ＤＧＭＥ（ジエチレングリコールモノメチルエーテル）よりなる群から選ばれた溶剤である。
特に、このような揮発性有機化合物が含有される排ガスが発生される乾燥施設としては、リチウムイオン２次電池の製造工程の一部である乾燥施設（ＮＭＰ、ＮＥＰが対象）、乾式合成樹脂製造工程の一部である乾燥施設（ＤＭＦ、ＤＭＡｃが対象）、液晶製造工程の一部である施設（ＢＤＧ、ＭＥＡ、ＤＭＳＯが対象）、その他ポリマー（樹脂）の乾燥施設等々であり、本発明の浄化方法はこのような施設での利用が好適である。
【００１１】
本発明のプロセスフローを図１に基づいて説明する。「乾燥用元ガス」として吸気する外気は、フィルターを介して熱交換器に導入され、加熱された後、「乾燥用ガス」として乾燥施設に導入される。被乾燥物に含まれる揮発性有機化合物を蒸発乾燥した後で、揮発性有機化合物を含んだ「排ガス」として排出される。この排ガスは、熱交換器を介して排ガス浄化・濃縮装置に導入されて、「浄化ガス」および揮発性有機化合物を含んだ「回収」が得られる。なお、この図１の「乾燥用元ガス」→「乾燥用ガス」→「排ガス」→「浄化ガス」流れにおいて、該ガスはその通過・経由した場所によって温度や組成、濃度が代わるものであるからこのような呼称で表現をしている。
本発明のプロセスにおいて、「温度と湿度から決まる露点」とは、元となる吸気する空気の温度と湿度が分かれば、この水蒸気圧を推算する計算式より、その空気中に含まれている水分値が算出でき、この空気中の水分値が分かれば、その空気をどこまで冷やしていくと、水分が露出するかも水蒸気圧を計算する式から算出できる。例えば飽和水蒸気圧を計算する式Ａがあるとする。Ａ式で必要な変数は、温度Ｔと湿度Ｒ％であるため、Ａ（Ｔ）×Ｒ％でそのときの蒸気圧が算出できる。一方、その露点Ｔ′を決定するには、Ａ（Ｔ）×Ｒ％で算出した蒸気圧＝Ａ（Ｔ′）となるＴ′を見つければ良いこととなり、露点の算出が可能である。
湿球温度は、通風のある水で湿った（あるいは氷で覆われた）表面において、純粋に蒸発のみによる冷却によって達成されうる最低の温度のことである。相対湿度１００％に達していない空気の場合、湿球温度は、乾球温度（気温計）よりも低く、露点は、湿球温度よりも低くなる。湿球温度を推算する式もあり、その空気が持つ水蒸気圧とその空気（本ケースの場合、排ガス）の温度が分かれば湿球温度も計算も可能である。
上記フィルターには、微粒子除去フィルター、塩害防止フィルター等があり、一般に市販されているもので十分である。
上記熱交換器には、プレートフィン式熱交換器、エロフィン式熱交換器、プレート式熱交換器、多管式熱交換器等、ガスの加温、冷却、熱交換に使用可能な全ての熱交換器が使用できる。特に好ましいのは、プレート式熱交換器である。
また、上記排ガス浄化・濃縮装置に関しては、多段式の水吸収式浄化装置が使用できる。多段式の水吸収式浄化装置の形状は、本発明実施例で示すような横型でも、また、例えば上記で示した特開２００４−２３０２６５または特開２００８−１１４２０３に記載されている塔型でも使用が可能である。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００１３】
実施例１
本発明のプロセスについて図２のフローに基づき更に詳細に説明する。本実施例においては揮発性有機化合物がＮＭＰである場合について説明する。
大気中の空気は、微粒子除去フィルター、塩害防止用フィルターを介して、送風機に取り込まれ、その後、プレート式熱交換器を介して、乾燥施設に導入される。熱交換器を経由したガスは、加温された後、乾燥用ガスとして乾燥施設に導入され、ＮＭＰを蒸発し、ＮＭＰ含有排ガスとして排出される。
本実施例では、ガス流量２００ｋｇ／ｍｉｎ（１５５Ｎｍ３／ｍｉｎ）、乾燥施設から排出された直後のガス温度１００℃、乾燥後のガス中ＮＭＰ濃度０．１ｖｏｌ％、元となる大気中の空気の温度２０℃、相対湿度６０％Ｒｈ、プレート式熱交換器の伝熱面積２００ｍ２、熱交換器の総括伝熱係数５０ｋｃａｌ／（ｍ２・℃・ｈ）とする。なお、本実施例においては熱交換を考慮し、伝熱面積を２００ｍ２以上にしても、熱交換の温度差は大きく変化しないこと、２００ｍ２以上の熱交換器になると製作コストも上がり、熱交換器そのものの寸法も大きくなってしまうことより、温度差、コスト、寸法を加味して伝熱面積を２００ｍ２とした。
【表１】
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伝熱面積２００ｍ２の熱交換器を使用することにより、２０℃の空気と１００℃の排ガスは熱交換され、排ガスは３８℃まで下がり、２０℃の空気は排ガスと同量であるため２０℃＋（１００℃−３８℃）＝８２℃まで予備加熱できた。２００ｋｇ／ｍｉｎのガスを１００℃まで加温するためのエネルギーは、２００ｋｇ／ｍｉｎ×（１００℃−２０℃）×０．２４ｋｃａｌ／（ｋｇ・℃）×６０ｍｉｎ／ｈｒ＝２３０４００ｋｃａｌ／ｈｒであり、８２℃の空気を１００℃まで加温するためのエネルギーは、２００ｋｇ／ｍｉｎ×（１００℃−８２℃）×０．２４ｋｃａｌ／（ｋｇ・℃）×６０ｍｉｎ／ｈｒ＝５１８４０ｋｃａｌ／ｈｒであるため、ここで、（１−５１８４０／２３０４００）×１００＝７７．５％のエネルギーを削減できた。この３８℃まで下がった排ガスをガス浄化・回収濃縮装置に導入する。
吸収媒体として水を使用しているため、吸収した後のＮＭＰを濃縮するためには、水分を蒸発しないといけない。元の大気中の空気の温度と湿度を考慮すると、本排ガスは、１．４ｖｏｌ％の水分しか含まれておらず、この水分値と３８℃という温度とから、理論的には、その条件の湿球温度である２１．２℃、相対湿度１００％Ｒｈという条件で浄化ガスを排出することが出来る。そのときの浄化ガスの水分含有率は２．４８ｖｏｌ％であり、十分に水を蒸発させることが可能である。水の物質収支だけに着目すると、２０℃、６０％Ｒｈの絶対湿度は、０．００８７ｋｇ（水分）／ｋｇ（乾燥空気）であるため、元々の空気２００ｋｇ／ｍｉｎに含まれる水分は、２００×０．００８７／（１．００８７）＝１．７２ｋｇ／ｍｉｎである。絶対湿度は、湿度図表で調べるか、あるいは、水蒸気圧の計算式から求めることが可能である。ここで元々の空気の水分を除いた乾燥空気の質量は、１９８．２８ｋｇ／ｍｉｎとなる。一方、２１．２℃、１００％Ｒｈの絶対湿度は、０．０１５８ｋｇ（水分）／ｋｇ（空気）であり、乾燥空気の質量は、変わらないため、１９８．２８×０．０１５８＝３．１３ｋｇ／ｍｉｎの水を浄化ガス中に排出することができる。したがって、時間当たりにすると、（３．１３−１．７２）×６０＝８４．６ｋｇ／ｈｒの水を蒸発することが可能であり、その量だけは、吸収水として給水可能であることが分かる。
このように理論的に水の補給量は、排ガスの温度と元となる空気の温度及び湿度から求められるが、実際の操作では、その理論さえ理解していれば、水の給水量を決めるのは、容易である。即ち、３８℃でも十分に水が蒸発するという事実があるため、多段式気液接触型のガス浄化・回収濃縮装置では、循環液の液量が水の蒸発と共に減少していく。図２中の液面計２でその管理を行い、ある液面Ａ以下になったら、Ａよりも高い液面である液面Ｂまで水を給水するように吸収溶媒の入り口についている自動バルブ３を開閉する。一方、排ガスの入る一次側の気液接触部は、濃度計により回収液濃度を監視しながら、液面計１で液面の減少を確認し、液濃度が８０ｗｔ％に達しているが液面が低い場合、液濃度が８０ｗｔ％に達してない場合、あるいは、液面が低い場合には、自動バルブ２を開閉し、液面を調整する。当然、一次側から２段目の液面は減るが、液面差より３段目、４段目から自動的に液が流れていくため、液面計２の監視で各段の液面の減少を確認することができる。
一次側１段目の気液接触部からの回収液濃度が８０ｗｔ％に達し、且つ液面が液面Ｃ以上になったら、自動バルブ１の開閉で回収液として８０ｗｔ濃縮液を抜き出す。また、液面計１の液面は減少するため自動バルブ２が開き、２段目から水が補給、それに伴い、液面計２の液面が下がるので、自動バルブ３の開閉により液面計２の液面が保たれる。このような制御によって、とくに給水量を演算することなく、回分操作で水を補給することができる。したがって、大気中の温度と湿度、熱回収後の温度から理論的に水を蒸発することが可能であれば、本方法は成立し、大気中の温度と湿度で、水を給水しながら濃縮する本制御の可否の判断ができる。判断が否である場合、熱回収率を少し下げれば制御は可能となる。否の場合は、温度計の温度から、熱交換器のバイパスについている調整弁を開くことで、排ガス温度を上げることができるため、万が一、３８℃で濃縮できない場合（トラブルで、排ガスに多量の水分が含まれてしまった場合等）でも、バイパスを調整し、装置の入り口温度を監視することで、浄化・回収濃縮操作に問題を起こすことはない。
気液接触部を多段に設けることにより、浄化ガス中のＮＭＰ濃度は、限りなくゼロに近づけることが可能である。本実施例での浄化ガスＮＭＰ濃度は、５×１０−４ｖｏｌ％であった。理論的には、各気液接触部で理論段１段相当の性能が出れば、０．１×１０−４ｖｏｌ％未満まで下げることも可能である。
【００１４】
実施例２
図３は、実施例１で示した図２において、プレート式熱交換器に代えてプレートフィン式熱交換器を使用した本発明の実施形態の１例を示したものであり、熱媒体の流量を調整することで、排ガス温度の温度制御が可能である。
【００１５】
実施例３
図４は、実施例１で示した図２において、浄化・濃縮操作を特開２００４−２３０２６５または特開２００８−１１４２０３で示した塔型の装置を使用した本発明の実施形態の１例を示したものであり、気液接触部を上下方向に積むこと、塔頂から吸収水を流し、塔下部から排ガスを送り込むことによる気液の向流接触により、多段の気液接触の効果与えたため、吸収媒体である水の量が少量でも、効率よくＮＭＰを吸収することができたため、設置面積の縮小化、機器点数を削減することができた。
【００１６】
上記の各実施例で詳述したように、本発明では、外部から全く熱エネルギーを得ることなく、液化回収したＮＭＰを濃縮し、且つ乾燥用ガスの加温の省エネルギー化を達成している。
エネルギー節減的な効果について、以下の表で先行技術との関連を比較・整理する。
比較条件としては、乾燥用ガスは大気中からの空気で温度２０℃、湿度６０％Ｒｈの条件から１００℃まで加温する。排ガスは、ＮＭＰ濃度０．１ｖｏｌ％、温度１００℃となっており、どちらもガス流量２００ｋｇ／ｍｉｎとしたときの場合である。なお、下記表２で示されている各方法の操作条件は、本発明は実施例１および２に記載の通りの条件、、冷却＋吸着法では排ガスの熱回収及び装置内の熱回収により、２０℃の空気を５０℃まで上げる、回収液濃度は、８０ｗｔ％という前提である。また、それぞれの例において単純スクラバーは、熱回収せずに浄化ガス濃度を２０×１０−４ｖｏｌ％以下に下げるため、循環液の濃度を２０ｗｔ％で管理することを前提としている。
【表２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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