(57)【要約】【課題】ヒータや透過膜を用いることなく効率よくＶＯＣを再生・回収する。【解決手段】ＶＯＣ除去液再生・回収装置であって、ＶＯＣ除去液を噴霧するノズルを内部に配した真空容器と、当該真空容器内部を減圧してＶＯＣを真空蒸発させる真空ポンプと、当該真空容器内に蒸発促進気体を導入する気体導入機構と、処理後のＶＯＣ除去液を排出する排液機構と、を含めて構成する。噴霧と真空蒸発の組み合わせにより効率よくＶＯＣを再生・回収することができる。【選択図】図１
2011224469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＯＣ除去液中に含まれるＶＯＣを除去してＶＯＣ除去液を再生・回収するＶＯＣ除去液再生・回収装置であって、
ＶＯＣ除去液を噴霧するポンプ及びノズルと、
当該ノズルを内部に配した真空容器と、
当該真空容器内部を減圧してＶＯＣ除去液に含まれるＶＯＣを真空蒸発させる真空ポンプと、
当該真空容器内に蒸発促進気体を導入する気体導入機構と、
当該真空容器から処理後のＶＯＣ除去液を排出する排液機構と、
を含めて構成してあるＶＯＣ除去液再生・回収装置。
【請求項２】
前記真空容器内における前記ノズルと前記排液機構との間に、ＶＯＣ除去液の少なくとも一部と接触し接触したＶＯＣ除去液の通過を妨げずに一時的に保持するトラップを配してある
ことを特徴とする請求項１記載のＶＯＣ除去液再生・回収装置。
【請求項３】
前記トラップは、連続気泡フォーム体を含めて構成してある
ことを特徴とする請求項２記載のＶＯＣ除去液再生・回収装置。
【請求項４】
当該真空ポンプには、排気に含まれるＶＯＣを処理するＶＯＣ処理機構を接続してある
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のＶＯＣ除去液再生・回収装置。
【請求項５】
ＶＯＣ除去液中に含まれるＶＯＣを除去してＶＯＣ除去液を再生・回収するＶＯＣ除去液再生・回収方法であって、
真空容器内においてＶＯＣ除去液を噴霧するとともに真空ポンプによって減圧し、さらに、蒸発促進気体を当該真空容器内に導入することによってＶＯＣ除去液に含まれるＶＯＣを真空蒸発させる
ことを特徴とするＶＯＣ除去液再生・回収方法。
【請求項６】
ＶＯＣ除去液の少なくとも一部を接触したＶＯＣ除去液の通過を妨げずに一時的に保持するトラップに噴霧する
ことを特徴とする請求項５記載のＶＯＣ除去液再生・回収方法。
【請求項７】
前記トラップは、連続気泡フォーム体を含めて構成してある
ことを特徴とする請求項６記載のＶＯＣ除去液再生・回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）を除去するために用いられたＶＯＣ除去液（以下、適宜、単に「除去液」という）から、そこに含まれるＶＯＣを除去し、除去液を回収するためのＶＯＣ除去液再生・回収装置及び再生・回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１が示すＶＯＣ除去装置（以下、適宜「従来の装置１」という）には、ＶＯＣ（排ガス）に接触させた除去液（吸収液）を回収する吸収液回収槽が設けられている。吸収液回収槽にはヒータが設けられ、ヒータの加温によって除去液からＶＯＣを蒸発除去するように構成されている。一方、脱気膜を用いた除去液回収機構として、特許文献２に記載された装置（以下、適宜「従来の装置２」という）がある。従来の装置２は、処理すべき液を気体透過膜の一方の側に導入し、他方の側の気相を減圧することにより、液中に含有される気体ないし揮発性物質を気相室へ除去するモジュールにより構成されている。従来の装置２は、さらに、減圧した気相室に搬送ガスとしての空気を導入するためのエアブリーダーが設けられている。特許文献２には、エアブリーダーは、脱気を促進するための手段であって、そこから導入されたガスが、気体透過膜を透過した揮発性物質を効率よく運び去るような位置に設けられることが好ましい、との記載、さらに、気体透過膜として、平膜、中空糸膜、管状膜の非多孔質膜や多孔質膜を適用できる、との記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７３１５７号公報（段落００１７、００１８参照）
【特許文献２】特許第２９４９７３２号公報（第３頁第５欄及び第６欄参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の装置１は、除去液（吸収液）回収のためにヒータを用いているため、消費電力が大きくその分だけ余計にＣＯ２を排出するという課題がある。また、従来の装置２は気体透過膜を必要とするので、透過する際に揮発物質等が受ける悪影響により処理効率が悪いという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した２つの課題を解決するために発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ヒータを使用せずに効率的にＶＯＣ除去液を再生・回収できる技術を開発した。その詳しい内容については、項を改めて説明する。なお、いずれかの請求項記載の発明を説明するに当たって行う用語の定義等は、その記載順や発明のカテゴリーの違いに関わらず、その性質上可能な範囲において他の請求項記載の発明にも適用があるものとする。
【０００６】
（請求項１記載の発明の特徴）
請求項１記載の発明に係るＶＯＣ除去液再生・回収装置（以下、適宜「請求項１の装置」という）は、ＶＯＣ除去液中に含まれるＶＯＣを除去してＶＯＣ除去液を再生・回収する装置であって、ＶＯＣ除去液を噴霧する送液ポンプ及びノズルと、当該ノズルを内部に配した真空容器と、当該真空容器内部を減圧してＶＯＣ除去液に含まれるＶＯＣを真空蒸発させる真空ポンプと、当該真空容器内に蒸発促進気体を導入する気体導入機構と、当該真空容器から処理後のＶＯＣ除去液を排出する排液機構と、を含めて構成してある。
【０００７】
請求項１の装置によれば、送液ポンプによって圧送されたＶＯＣ除去液が、真空容器内においてノズルから噴霧される。真空ポンプの働きにより真空容器内は減圧され、これによってＶＯＣ除去液からＶＯＣが真空蒸発する。ＶＯＣ除去液は噴霧によって霧状になっているので単に貯留してあるものに比べてその表面積が飛躍的に拡大している。これと相まって、気体導入機構を介した蒸発促進気体の導入が、真空蒸発の効率をよくする。すなわち、ＶＯＣ除去液の再生・回収が効率よく行われる。ここで、「真空蒸発」とは、気相の圧力を減圧してＶＯＣ除去液から揮発性物質等を分離する方法のことをいう。蒸発の一種であるが、常圧蒸発のように温度を上昇させて揮発性物質等を分離する方法とはことなり、熱を必要とせず、ＶＯＣ除去液の回収に当たって冷却する必要もない。もっとも、加温を完全排除する趣旨ではない。ＶＯＣ除去液や含有される揮発性物質等の種類、さらに、処理環境の違い等にもよるが、ＶＯＣ除去液を加温（たとえば、４０〜８０℃）することにより、真空蒸発をより効果的に行いうる場合もある。
【０００８】
（請求項２記載の発明の特徴）
請求項２記載の発明に係るＶＯＣ除去液再生・回収装置（以下、適宜「請求項２の装置」という）は、請求項１の装置の好ましい態様として、前記真空容器内における前記ノズルと前記排液機構との間に、ＶＯＣ除去液の少なくとも一部と接触し接触したＶＯＣ除去液の通過を妨げずに一時的に保持するトラップを配してある。ここで、「トラップ」は、たとえば、網状のもの、多孔体、連続気泡フォーム体、溢れるように構成した皿状のもの、がある。
【０００９】
請求項２の装置によれば、請求項１の装置の作用効果に加え、トラップの存在によりＶＯＣ除去液が真空容器内に留まる時間がトラップされている時間だけ長くなる。長くなった分だけ、ＶＯＣが真空蒸発しやすくなり、それが、ＶＯＣ除去液の再生効率をさらに押し上げる。
【００１０】
（請求項３記載の発明の特徴）
請求項３記載の発明に係るＶＯＣ除去液再生・回収装置（以下、適宜「請求項３の装置」という）は、請求項２の装置の好ましい態様として、前記トラップは、連続気泡フォーム体（たとえば、ウレタンフォーム）を含めて構成してある。
【００１１】
請求項３の装置によれば、請求項２の装置の作用効果に加え、連続気泡フォーム体はそのセル壁の総面積がたいへん広いので、それに付着したＶＯＣ除去液の総表面積もたいへん広くなる。広くなった分だけＶＯＣ蒸発が促進され、それによって、ＶＯＣ除去液再生が効率よく行われる。
【００１２】
（請求項４記載の発明の特徴）
請求項４記載の発明に係るＶＯＣ除去液再生・回収装置（以下、適宜「請求項４の装置」という）は、請求項１ないし３いずれかの装置の好ましい態様として、当該真空ポンプには、排気に含まれるＶＯＣを処理するＶＯＣ処理機構を接続してある。
【００１３】
請求項４の装置によれば、請求項１ないし３いずれかの装置の作用効果に加え、処理機構を設けることにより真空ポンプの排気に含まれるＶＯＣを処理（たとえば、再生・回収、燃焼）することができる。特に、再生・回収した場合は、ＶＯＣの再生・回収ができるようになる。
【００１４】
（請求項５記載の発明の特徴）
請求項５記載の発明に係るＶＯＣ除去液再生・回収方法（以下、適宜「請求項５の方法」という）は、ＶＯＣ除去液中に含まれるＶＯＣを除去するためのＶＯＣ除去液再生・回収方法であって、真空容器内においてＶＯＣ除去液を噴霧するとともに真空ポンプによって減圧し、さらに、蒸発促進気体を当該真空容器内に導入することによってＶＯＣ除去液に含まれるＶＯＣを真空蒸発させる。
【００１５】
請求項５の方法によれば、再生・回収対象となるＶＯＣ除去液が真空容器内において噴霧され、これとともに、真空ポンプの働きにより真空容器内が減圧される。これによってＶＯＣ除去液からＶＯＣが真空蒸発する。真空容器内への蒸発促進気体の導入は、ＶＯＣの真空蒸発を促進する。ＶＯＣ除去液は噴霧によって霧状になっているので単に貯留してあるものに比べてその表面積が飛躍的に拡大している。これと相まって、気体導入機構を介した蒸発促進気体の導入が、真空蒸発の効率をよくする。すなわち、ＶＯＣ除去液の再生・回収が効率よく行われる。
【００１６】
（請求項６記載の発明の特徴）
請求項６記載の発明に係るＶＯＣ除去液再生・回収方法（以下、適宜「請求項６の方法」という）は、請求項５の方法の好ましい態様として、ＶＯＣ除去液の少なくとも一部を接触したＶＯＣ除去液の通過を妨げずに一時的に保持するトラップに噴霧する。ここで、「トラップ」は、たとえば、網状のもの、多孔体、連続気泡フォーム体、溢れるように構成した皿状のもの、がある。
【００１７】
請求項６の方法によれば、請求項５の方法の作用効果に加え、トラップの存在によりＶＯＣ除去液が真空容器内に留まる時間がトラップされている時間だけ長くなる。長くなった分だけ、ＶＯＣが真空蒸発しやすくなり、それが、ＶＯＣ除去液の再生効率をさらに押し上げる。
【００１８】
（請求項７記載の発明の特徴）
請求項７記載の発明に係るＶＯＣ除去液再生・回収方法（以下、適宜「請求項７の方法」という）は、請求項６の方法の好ましい態様として、前記トラップは、連続気泡フォーム体（たとえば、ウレタンフォーム）を含めて構成してある。
【００１９】
請求項７の装置によれば、請求項６の装置の作用効果に加え、連続気泡フォーム体はそのセル壁の総面積がたいへん広いので、それに付着したＶＯＣ除去液の総表面積もたいへん広くなる。広くなった分だけＶＯＣ蒸発が促進され、それによって、ＶＯＣ除去液再生が効率よく行われる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によればヒータが不要であるため、用いているものに比べ電力を消費しない分ＣＯ２排出が少ない。また、気体透過膜を必要としないので、透過する際に揮発物質等が受ける悪影響を受けない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＶＯＣ除去液再生・回収装置の概略断面図である。
【図２】ＶＯＣ再生・回収実験の結果を示す図である。
【図３】ＶＯＣ再生・回収実験の結果を示す図である。
【図４】ＶＯＣ再生・回収実験の結果を示す図である。
【図５】ＶＯＣ再生・回収実験の結果を示す図である。
【図６】ＶＯＣ再生・回収実験の結果を示す図である。
【図７】ＶＯＣ再生・回収実験の概念図である。
【図８】ＶＯＣ再生・回収実験の実験装置を示す図である。
【図９】ＶＯＣ再生・回収実験の結果を示す図である。
【図１０】ＶＯＣ再生・回収実験の結果を示す図である。
【図１１】ＶＯＣ除去液を噴霧するＶＯＣ再生・回収の実験装置を示す図である。
【図１２】ＶＯＣ除去液を噴霧するＶＯＣ再生・回収の実験装置を示す図である。
【図１３】ＶＯＣ再生・回収実験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、適宜「本実施形態」という）について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るＶＯＣ除去液再生・回収装置１（以下、適宜「再生・回収装置１」という）は、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）が含まれたＶＯＣ除去液（以下、適宜「被処理除去液」という）から、そのＶＯＣを除去してＶＯＣ除去液（以下、適宜「再生除去液」という）を再生・回収する方法を実施する装置である。
【００２３】
（ＶＯＣ除去液再生・回収装置の概略構造）
図１に示す再生・回収装置１は、貯留タンク３、送液ポンプ５、ノズル７、真空容器９、真空ポンプ１１、気体導入機構１３、排液機構１５と、から概ね構成してある。貯留タンク３は、被処理除去液Ｌｄを貯留するタンクである。貯留タンク３は、外部から注入された被処理除去液Ｌｄを貯留するようになっているが、必要がなければ省略してもよい。たとえば、貯留タンク３の代わりにＶＯＣ除去装置（図示を省略）から直接、被処理除去液Ｌｄを取り出したり、被処理除去液Ｌｄの送液管（図示を省略）の途中に設けたりすることができる。送液ポンプ５は、貯留タンク３に貯留されている被処理除去液Ｌｄを取り出してノズル７へ圧送するためのものである。ノズル７は、圧送された被処理除去液Ｌｄを真空容器９内で噴霧するためのものである。真空ポンプ１１の排気側にはＶＯＣ処理機構１９を取り付けてある。
【００２４】
（真空容器の構造）
真空容器９は接続した真空ポンプ１１によって内部が減圧されるようになっている筒状容器である。真空容器９内の上部には上述したノズル７を配してあり、その下部には気体導入機構１３を、さらに最下部には排液機構１５をそれぞれ配してある。これらに加え本実施形態では、真空容器９の高さ方向の途中に霧トラップ１７を、同じく上部には霧トラップ１７´をそれぞれ設けてある。
【００２５】
（トラップの構造）
本実施形態の霧トラップ１７は、連続気泡フォーム体１７ａと、それを下支えする支持体１７ｂと、により構成してある。連続気泡フォーム体１７ａには、ポリウレタンフォーム（スポンジ）を採用した。ここで、ポリウレタンフォームを採用したのは、それが軽量であり安価に入手できるので最適と考えたからである。さらに、ポリウレタンフォームによって構成した連続気泡フォーム体１７ａは、その一辺を１mの立方体である場合（すなわち、容積１立方メートル）に、その単位容積当たり１４９０ｍ２という膨大な表面積（セル壁の総面積）を有し、空隙率も０．９７でＶＯＣ除去液の通過抵抗もほとんどないという利点もある。これに伴い、そのセル壁に付着する被処理除去液Ｌｄの総面積も（付着しない部分があるとしても）膨大となり、これが、効率のよいＶＯＣの真空蒸発を実現する。従来のセラミック製ガス吸着用多孔体と比較して軽量・安価（概ね１／１０以下）であり、ウレタンフォームは非常に使い勝手がよい。もっとも隣接気泡間のセル壁が相互に連通している気泡構造の気泡体であって、被処理除去液Ｌｄがそのセル壁に付着可能なものであれば、ポリウレタンフォーム以外のフォームを適宜採用することを妨げない。なお、霧トラップ１７´は、真空容器９噴霧された除去液が真空ポンプ１１に入らない様にブロックするために設けてある。霧トラップ１７´には、上記した連続気泡フォーム１７ａと同様にポリウレタンフォームを採用したが、霧トラップの目的が達成できる限り他の連続気泡フォームその他の部材を採用してもよい。
【００２６】
支持体１７ｂは、網状の部材であって真空容器９内部を横断するように取り付けてある。網状にしたのは、被処理除去液Ｌｄが過度に滞留せずに連続気泡フォーム体１７ａから滴下できるようにするためである。したがって、支持体１７ｂの網目は、連続気泡フォーム体１７ａを下支えするのに十分であり、かつ、ＶＯＣ除去液の滴下が円滑に行われる程度の粗さであることが必要である。そのような目的が達成できるのであれば、この支持体１７ｂは、網状のもの以外の、たとえば、簀の子状のもの、パンチングメタルのような多数の小穴を形成した板部材、によって構成することもできる。連続気泡フォーム体１７ａが充分に自立可能な硬さを持っている場合、連続気泡フォーム体以外の自立可能な部材をトラップとして採用した場合等、支持体１７ｂが不要であれば、これを省略して構わない。
【００２７】
（除去液の噴霧）
ノズル７は、連続気泡フォーム体１７ａの上部に位置させ、噴霧した被処理除去液Ｌｄが満遍なく行き渡るように噴霧角や連続気泡フォーム体１７ａとの距離、噴霧圧力、噴霧粒径等を調整する。ノズル７の個数は、これを１個としたが、真空容器９の容積や被処理除去液Ｌｄの単位時間当たりの処理量等に合わせて、適宜増やすこともできる。
【００２８】
（気体導入機構の構造）
気体導入機構１３は、リーク弁である。真空ポンプ１１を駆動させて真空容器９内を減圧した状態でこのリーク弁を開放すると、蒸発促進用気体（本実施形態では空気）を真空容器９内へ吸引導入するようになっている。ここで、図１に示すリーク弁を設ける代わりに、ノズル７を介して蒸発促進用気体を真空容器９内に導入するように構成してもよい。リーク弁とノズル７の両者によって気体導入を行ってもよい。これらの場合のノズル７は、被処理除去液を噴霧する機能と気体導入機構１３の機能を兼ね備えることになる。
【００２９】
（本実施形態の作用効果）
再生・回収装置１によれば、貯留タンク３内に貯留されていた被処理除去液Ｌｄは送液ポンプ５によって圧送されて真空容器９内のノズル７から噴霧される。一方、真空ポンプ１１の働きにより真空容器９内は減圧され、これによって被処理除去液ＬｄからＶＯＣが真空蒸発する。被処理除去液Ｌｄは噴霧によって霧状になっているので単に貯留してあるものに比べてその表面積が飛躍的に拡大している。霧状の被処理除去液Ｌｄはやがて連続気泡フォーム体１７ａに到着してそのセル壁に付着する。セル壁に付着した被処理除去液Ｌｄは、その表面積をさらに拡大する。拡大に拡大を重ねた被処理除去液Ｌｄの表面積は膨大となる。これらと相まって、気体導入機構１３を介した蒸発促進気体（空気）の導入が、真空蒸発の効率をよくする。すなわち、被処理除去液Ｌｄの回収（再生除去液Ｌｃへの転換）が効率よく行われる。被処理除去液Ｌｄは、連続気泡フォーム体１７ａを通過（下降）しながら再生除去液Ｌｃとなり、連続気泡フォーム体１７ａ及び支持体１７ｂを通過して滴下する。滴下した再生除去液Ｌｃは排液機構１５を介して真空容器９外へ排出され、再利用に供される。真空蒸発したＶＯＣは真空ポンプ１１に吸引され、その後、ＶＯＣ処理機構１９によって処理される。本実施形態のＶＯＣ処理機構１９は、ＶＯＣを回収して再利用可能とする処理を行うようになっている。又、ＶＯＣの再利用が不要であれば、ＶＯＣを単に除去処理する。
【００３０】
（真空蒸発法の実験結果）
気体導入機構１３について付け加える。真空蒸発（空気流動真空蒸発）に際して気体導入機構であるリーク弁を介した空気を導入することにより、処理効率を高めることができる理由は、次の通りである。すなわち、ＶＯＣを含んだＶＯＣ除去液を再生させる従来の方法としては図２（ａ）に示す膜分離によるＰＶ法(パーベーパレーション法)がある。しかし、この方法ではＶＯＣ除去液からのTolueneの回収率０．０２７％と非常に低い値となり、リアルタイムでのＶＯＣ除去液の再生は困難である。
【００３１】
図２（ａ）に示したシリコン膜やPTFE膜を用いたＰＶ法では、ＶＯＣ除去液中に含まれるＶＯＣが蒸発する際に膜の透過抵抗があるためにＶＯＣ蒸発量が少なくリアルタイムで除去液からＶＯＣを回収することができない。そこで、図２（ｂ）に示すように膜の透過抵抗を小さくするために多孔質の膜を用いることでＶＯＣ蒸発量を多くすることができた。すなわち、図３に示すように、図２（ａ）に示すＰＶ法によるToluene蒸発濃度は約７０ｐｐｍで安定し、回収率は０．０２７％であった。一方、図４に示すように、PTFE多孔質膜を用いた真空蒸発法によるToluene蒸発濃度は約２００ｐｐｍで安定した。このときの回収率は０．０７７％であり、ＰＶ法の場合に比べて３倍に向上したが、リアルタイムでのTolueneの回収は困難であった。
【００３２】
以上、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す方法では、数十Ｐａ以下と高真空にするために空気の流動が無く蒸発したＶＯＣを効率良く回収することができなかった。空気流動真空蒸発法は、図２（ｃ）に示したように、真空容器をリークして空気を導入して真空度を低くした状態で、空気の流動によって蒸発したＶＯＣをぬぐって回収する方法である。本法では、図５に示すように、Toluene蒸発には数千Ｐａのような比較的低真空が好ましい。さらに図６に示すように、空気流動真空蒸発法によればToluene蒸発濃度は約３６００ｐｐｍで安定し、このときの回収率は６９％であった。本法により、ＶＯＣ回収率６９％と飛躍的に向上し、リアルタイムでの除去液の再生が可能となった。
【００３３】
（空気流動真空蒸発法による除去液からのToluene理論的回収率の算出）
数１に示したＡｎｔｏｉｎｅの式より各温度によるTolueneの飽和蒸気圧（Psat）を算出することができる。これより25℃におけるTolueneの飽和蒸気圧は3792Pa（28.45mmHg）と算出される。
【００３４】
【数１】
2011224469.tif 000003
【００３５】
本実験において、ＶＯＣ除去液にはDEHA（Di-2-ethylhexyl Adipate）を用いている。もしToluene/DEHAが理想溶液と仮定すれば25℃で1g/LのTolueneが溶解しているDEHA溶液と平衡な気相の全圧Πは数２のラウールの法則に従う。DEHAの分圧はToluene分圧に比べれば小さい値であり無視できる。これよりToluene/DEHA溶液の理論平衡濃度はTolueneの分圧のみ考慮することで算出できる（Toluene分子量92、DEHA分子量351）。
【００３６】
【数２】
2011224469.tif 000004
【００３７】
Toluene/DEHAは非理想溶液であるので、Tolueneのモル分率（XT）、活量係数（γ）、温度を考慮することでTolueneの平衡蒸気圧を数３によって算出できる。Toluene/DEHA＝1g/Lの場合における各温度での算出したToluene/DEHA溶液におけるToluene理論気相平衡蒸気圧の結果を表１に示す。
【００３８】
【数３】
2011224469.tif 000005
【００３９】
【表１】
2011224469.tif 000006
【００４０】
表1に示すように、Toluene/DEHA溶液（1g/L）での25℃におけるTolueneの平衡蒸気圧（PT）は、8.1Paであり、本装置での任意の真空度における理論Tolueneの気相平衡濃度（CT）は数４で表される。
【００４１】
【数４】
2011224469.tif 000007
【００４２】
図７に空気流動真空蒸発法による装置の概略を示す。真空容器内におけるTolueneの最大蒸発量（M）は、容器内のToluene気相平衡濃度（CT）と導入空気流量（v）との積となり数５で表される。又、Toluene気相平衡濃度（CT）は数４で表されるので、25℃での真空容器内におけるTolueneの最大蒸発量（M）は数６で表される。
【００４３】
【数５】
2011224469.tif 000008
【００４４】
【数６】
2011224469.tif 000009
【００４５】
一方、除去液からのToluene回収率（y）は、数７によって表される。除去液（DEHA）中Toluene濃度は1g/Lであり、数７に数６を代入すると25℃における除去液からのToluene理論回収率（y）は数８で表される。
【００４６】
【数７】
2011224469.tif 000010
【００４７】
【数８】
2011224469.tif 000011
【００４８】
数８より、除去液からのToluene理論回収率（y）は、導入空気流量（v）に比例し、容器内の真空度（P）と除去液流量（m）に反比例する。そして、導入空気流量（v）と容器内の真空度（P）は、使用する真空容器と真空ポンプによって決定される。
【００４９】
（空気流動蒸発真空法による除去液中ＶＯＣの回収実験）
まず、回収実験に用いた実験装置について説明する。図８に、空気流動真空蒸発法による除去液（DEHA）中Toluene分離回収の実験装置の概要と概観を示した。ステンレス製真空容器(45L)内にセットした多孔質PTFE膜セル１０枚には、ガラス製の分注器を利用してTolueneを溶け込ませた除去液(DEHA)を均等に導入した。真空容器内をスクリュー型ドライ真空ポンプTDA-051(大晃機械工業(株)製、排気速度 700L/min)で減圧し、多孔質PTFE膜を境界面として、除去液(DEHA)からのToluene蒸発濃度の測定を行った。また、除去液が真空ポンプに入るのを防ぐためにEVトラップを設置した。Tolueneの測定方法は、真空ポンプから排気された試料ガスをTVOC計 PID VX500(Industrial Scientific Corporation製)を用いて行った。
【００５０】
（実験による蒸発係数（β）の算出）
排気ガス中トルエン平衡濃度（C）は、数９で表される。
【数９】
2011224469.tif 000012
【００５１】
数９より、図９に示した１/Pに対するCの傾きはPsat×β×x×106で表される。よって蒸発係数（β）は、図９の傾き/（Psat×x×106）より求められる。多孔質PTFE膜セル１０枚（除去液流量，m=120mL/min）の場合、Psat＝4118Pa（26.6℃）、x＝4.33×10-3より、β＝6.18×106/106/4118/（4.33×10-3）＝0.35と求められる。
【００５２】
図１０に、本実験装置による除去液(DEHA)中の酢酸エチルの回収率と除去液流量との関係を示した。除去液流量が50mL/min 程度(多孔質PTFE膜セル１枚当たり除去液流量5mL/min)であれば、除去液からの酢酸エチルの回収率は60％と高く、リアルタイムでの除去液の再生が可能であるが、除去液流量400mL/min(多孔質PTFE膜セル１枚当たり除去液流量40mL/min)と大きくなると回収率は20％程度に低下し、多孔質PTFE膜セル内の除去液からの酢酸エチルの蒸発が除去液流量の増加と共に大きくならないことが判った。この結果から、多孔質PTFE膜セルを用いて除去液中酢酸エチルを蒸発回収する最適な除去液流量は、多孔質PTFE膜セル１枚(蒸発表面積400cm2)当たり除去液流量5mL/minであり、除去液流量を大きくするためには、除去液流量に応じて多孔質PTFE膜セル数を増やす必要がある。
【００５３】
そこで、除去液流量の拡大を図るために、除去液をステンレス製真空容器(45L)内で噴霧する方法を検討した。その結果、図１０に示されている様に、除去液流量400mL/minにおいても除去液中の酢酸エチルの回収率は90％以上となり、多孔質PTFE膜セル１０枚の場合と比較して、リアルタイムで処理できる除去液流量を１桁近く拡大できることが判った。これは、除去液を噴霧することで、除去液は50μm程度の微小なミストとなり、除去液1Lが50μmの霧となった場合、その表面積は120m2となり、蒸発表面積が飛躍的に拡大した為である。
【００５４】
（除去液噴霧による除去液中ＶＯＣの回収実験）
空気流動真空蒸発法(真空蒸発法)において、除去液中のＶＯＣの蒸発を効率良く行うには、真空容器内に多孔質PTFE膜セルを設置して使用するよりは、除去液を真空容器内で噴霧することが有利であることが判った。そこで、図１１と図１２に、噴霧ノズルを用いた除去液噴霧方式による除去液中のＶＯＣ分離回収の実験装置の概略を示した。
【００５５】
ステンレス製真空容器(45L)の上板に噴霧ノズルを取り付け、真空容器の上部には噴霧された除去液が真空ポンプに入らない様に、ブロックとしてPUF（ポリウレタンフォーム）を設置し、下部にもPUFを設置して噴霧された除去液（DEHA）を回収する。真空容器内をスクロール型ドライ真空ポンプGVS-500（アネスト岩田(株)製）２台で減圧し、除去液からのＶＯＣ分離回収実験を行った。除去液が真空ポンプに入るのを防ぐためにEVトラップを設置した。Tolueneの測定方法は、真空ポンプから排気された試料ガスをTVOC計 PID VX500(Industrial Scientific Corporation製)を用いて行った。また、排気された試料ガスは、テドラーバックにも採取し、GC-MS QP2010(SHIMADZU製)によってＶＯＣ濃度の測定を行った。図１２に示す実験装置は、図１に示すＶＯＣ回収・再生装置に該当する。
【００５６】
空気流動真空蒸発法によるToluene理論回収率(ｙ)は、数８に記されている様に、導入空気流量と圧力の比(v/P)に比例し、除去液流量(ｍ)に反比例する。ここで、v/Pは真空ポンプの性能に依存する値であり、v/Pが大きいほど回収率も大きくなる。実際に、図１２に示す実験装置を用いて、除去液中のTolueneの分離回収実験を行った。
【００５７】
実験結果を表２に記す。除去液中のToluene濃度1g/L、除去液流量0.4L/minの場合、導入空気流量10L/min、圧力（真空度）1400Paで53.1%のToluene回収率が得られ、空気流動真空蒸発法を用いることで除去液中のTolueneのリアルタイムでの分離回収を行うことが可能となった。また、実験結果を基に、Toluene回収率と導入空気流量と圧力の比(v/P)とを図１３にプロットした。数８に示される様に、Toluene回収率と導入空気流量と圧力の比(v/P)との間には直線関係が得られ、v/Pが大きいほど回収率も大きくなることが確認できた。また、Toluene回収率の実験値は、理論的Toluene回収率の８割程度の値となり、数８により、本法のToluene回収率（ｙ）を推定することは可能と言える。
【００５８】
【表２】
2011224469.tif 000013
【符号の説明】
【００５９】
１          ＶＯＣ除去液再生・回収装置
３          貯留タンク
５          送液ポンプ
７          ノズル
９          真空容器
１１          真空ポンプ
１３          気体導入機構
１５          排液機構
１７          霧トラップ
１７ａ        連続気泡フォーム体（ポリウレタンフォーム）
１７ｂ        支持体
１９          ＶＯＣ処理機構
Ｌｄ          被処理除去液（ＶＯＣ除去液）
Ｌｃ          再生除去液（ＶＯＣ除去液）
【図１】
2011224469.tif 000014
【図３】
2011224469.tif 000015
【図４】
2011224469.tif 000016
【図５】
2011224469.tif 000017
【図６】
2011224469.tif 000018
【図９】
2011224469.tif 000019
【図１０】
2011224469.tif 000020
【図１３】
2011224469.tif 000021
【図２】
2011224469.tif 000022
【図７】
2011224469.tif 000023
【図８】
2011224469.tif 000024
【図１１】
2011224469.tif 000025
【図１２】
2011224469.tif 000026