(57)【要約】【課題】脱着時における水蒸気の凝縮を抑制しながらも高い処理能力を得る。【解決手段】処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、加圧状態で、吸着剤に吸着された揮発性有機化合物を水蒸気を用いて吸着剤から脱着して水蒸気に混入させ、揮発性有機化合物が混入した水蒸気を燃焼器で燃焼させる揮発性有機化合物の処理方法において、吸着及び脱着を行う容器１１内を少なくとも一部が吸着剤で形成された分離部材（１２，１３，１４）によって内側室Ａと外側室Ｂとに分割し、吸着及び脱着を行う容器を保温し、吸着の際には、処理対象ガスを内側室Ａに供給して分離部材（１２，１３，１４）を通って外側室Ｂへ抜けさせ、脱着の際には、水蒸気を外側室Ｂに供給して分離部材（１２，１３，１４）を通って内側室Ａへ抜けさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、
加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、
前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気を燃焼器で燃焼させる
揮発性有機化合物の処理方法において、
前記吸着及び脱着を行う容器内を少なくとも一部が前記吸着剤で形成された分離部材によって内側室と外側室とに分割し、
前記吸着及び脱着を行う容器を保温し、
前記吸着の際には、前記処理対象ガスを前記内側室に供給して前記分離部材を通って前記外側室へ抜けさせ、
前記脱着の際には、前記水蒸気を前記外側室に供給して前記分離部材を通って前記内側室へ抜けさせる
ことを特徴とする揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項２】
前記吸着及び脱着を行う容器を所定温度の流体で覆って当該容器を保温する
ことを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項３】
前記流体は、前記燃焼器の排ガスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項４】
前記吸着の完了後に、前記容器内に高温の圧縮空気と水蒸気との混合ガスを供給することにより前記容器内を加温することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項５】
前記吸着剤の雰囲気温度が所定温度に達したら、前記混合ガスの供給を停止することを特徴とする請求項４に記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項６】
前記吸着剤の雰囲気温度が所定温度に達し、且つ、前記容器内において前記水蒸気が凝縮して生成するドレンが再蒸発した段階で、前記混合ガスの供給を停止することを特徴とする請求項４に記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項７】
前記加温の際には、前記混合ガスを前記外側室に供給して前記分離部材を通って前記内側室へ抜けさせることを特徴とする請求項４から６の何れかに記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項８】
前記脱着の完了後に、前記容器内に空気を供給することにより前記容器内を冷却することを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項９】
前記冷却の際には、前記空気を前記内側室に供給して前記分離部材を通って前記外側室へ抜けさせることを特徴とする請求項８に記載の揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１０】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を所定の吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して前記水蒸気内に混入させる吸着・脱着装置において、
前記吸着及び脱着を行う容器と、少なくとも一部が前記吸着剤で形成され前記容器内を内側室と外側室とに分割する分離部材と、前記容器を保温する保温手段と、を備え、前記処理対象ガスを前記内側室に供給して前記分離部材を通って前記外側室へ抜けさせ、前記水蒸気を前記外側室に供給して前記分離部材を通って前記内側室へ抜けさせる
ことを特徴とする吸着・脱着装置。
【請求項１１】
前記保温手段は、前記容器をジャケットで覆い当該ジャケットと前記容器との間に所定温度の流体を流すことを特徴とする請求項１０に記載の吸着・脱着装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の吸着・脱着装置と、
前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気を燃焼させる燃焼器と、
を備えることを特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項１３】
前記流体は、前記燃焼器の排ガスであることを特徴とする請求項１２に記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状の揮発性有機化合物を処理する処理方法、吸着・脱着装置及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トルエンやキシレン等の各種揮発性有機化合物を取り扱う工場では、揮発性有機化合物を含むガス（処理対象ガス）を処理するための処理設備を設けている。この処理設備における揮発性有機化合物の処理方法は、上記の処理対象ガスを吸着・脱着装置に供給して揮発性有機化合物を活性炭等の吸着剤に吸着させ、また吸着剤が吸着した揮発性有機化合物を水蒸気で吸着剤から脱着して揮発性有機化合物を水蒸気に混入させる。そして、揮発性有機化合物が混入した水蒸気を凝縮させ、またこの凝縮水を蒸留して揮発性有機化合物と水とを分離させ、このようにして得られた揮発性有機化合物を燃焼させて分解する。
【０００３】
このような従来の処理方法では、処理設備の設置に要する費用の他、当該設備の運転に要する費用も嵩む。この問題を解決する技術として、例えば下記特許文献１〜３には、工場内に既存の設備として設置されているガスタービンを利用することにより、大きな追加費用を必要とすることなく揮発性有機化合物を分解処理する技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１の発明では、揮発性有機化合物から発生する有害物質を捕集し、ガスタービンの空気取入口に供給し、圧縮機において空気と共に圧縮し、有害物質を含む圧縮空気を燃焼器に供給するとともに燃料ガスを供給して燃焼させてタービンを駆動する。有害物質は、燃焼器において燃焼して無害化され、ガスタービンの排気とともに大気中に排出される。特許文献２、３の発明では、揮発性有機化合物の廃液を燃焼器に直接供給するとともに燃料ガスを供給して燃焼させることによりタービンを駆動する。有害物質の廃液は、燃焼器において燃焼して無害化され、ガスタービンの排気とともに大気中に排出される。
【特許文献１】特開２００３−３２２３２４号公報
【特許文献２】特開２００４−０３６４９２号公報
【特許文献３】特開２００４−１８４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した揮発性有機化合物の処理方法では、水蒸気を用いることにより吸着剤から揮発性有機化合物を脱着するものなので、脱着時に水蒸気の一部が凝縮して凝縮水となる。この凝縮水はドレン水として吸着・脱着装置から排出されるが、凝縮水には揮発性有機化合物が多少含まれている。揮発性有機化合物のより完全な分解処理を実現するためには、上記ドレン水に含まれる揮発性有機化合物についても分解処理を施す必要があるが、そのためにはドレン水に含まれる揮発性有機化合物を分解処理するために排水処理設備を別途設ける必要があり、この分、設備コストが上昇するという問題がある。特に、排水処理設備の規模はドレン水の水量が多い程大きくする必要があるので、ドレン水の水量が多い程、排水処理設備の設備コストが上昇する。
【０００６】
そこで、本出願人は、この水蒸気の凝縮を抑制或いは防止する技術、即ち、圧縮空気を吸着・脱着装置に供給し、高圧環境で稼動させるものを開発した。しかし、吸着・脱着装置を高圧に耐えるものにすると、容器の肉厚が厚くなり、容器の熱容量が増大するので、脱着工程に先立つ加温工程において、温度上昇に時間がかかることとなる。加温工程において時間を要すると、吸着・脱着装置の処理能力が低下するので、処理能力を向上させるために吸着・脱着装置の容量を大きくしたり活性炭を増量したりすることとなり、コストアップするという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、脱着時における水蒸気の凝縮を抑制しながらも高い処理能力を得ることを目的とし、更には、揮発性有機化合物の処理に掛かるコストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、揮発性有機化合物の処理方法に係る第１の手段として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気を燃焼器で燃焼させる揮発性有機化合物の処理方法において、前記吸着及び脱着を行う容器内を少なくとも一部が前記吸着剤で形成された分離部材によって内側室と外側室とに分割し、前記吸着及び脱着を行う容器を保温し、前記吸着の際には、前記処理対象ガスを前記内側室に供給して前記分離部材を通って前記外側室へ抜けさせ、前記脱着の際には、前記水蒸気を前記外側室に供給して前記分離部材を通って前記内側室へ抜けさせる方法を採用した。
【０００９】
また、揮発性有機化合物の処理方法に係る第２の手段として、上記第１の手段において、前記吸着及び脱着を行う容器を所定温度の流体で覆って当該容器を保温する方法を採用した。
【００１０】
揮発性有機化合物の処理方法に係る第３の手段として、上記第１又は２の手段において、前記流体は、前記燃焼器の排ガスである方法を採用した。
【００１１】
揮発性有機化合物の処理方法に係る第４の手段として、上記第１から３の何れかの手段において、前記吸着の完了後に、前記容器内に高温の圧縮空気と水蒸気との混合ガスを供給することにより前記容器内を加温する方法を採用した。
【００１２】
揮発性有機化合物の処理方法に係る第５の手段として、上記第４の手段において、前記吸着剤の雰囲気温度が所定温度に達したら、前記混合ガスの供給を停止する方法を採用した。
【００１３】
揮発性有機化合物の処理方法に係る第６の手段として、上記第４の手段において、前記吸着剤の雰囲気温度が所定温度に達し、且つ、前記容器内において前記水蒸気が凝縮して生成するドレンが再蒸発した段階で、前記混合ガスの供給を停止する方法を採用した。
【００１４】
揮発性有機化合物の処理方法に係る第７の手段として、上記第４から６の何れかに記載の手段において、前記加温の際には、前記混合ガスを前記外側室に供給して前記分離部材を通って前記内側室へ抜けさせる方法を採用した。
【００１５】
揮発性有機化合物の処理方法に係る第８の手段として、上記第１から７の何れかの手段において、前記脱着の完了後に、前記容器内に空気を供給することにより前記容器内を冷却する方法を採用した。
【００１６】
揮発性有機化合物の処理方法に係る第９の手段として、上記第８の手段において、前記冷却の際には、前記空気を前記内側室に供給して前記分離部材を通って前記外側室へ抜けさせる方法を採用した。
【００１７】
更に、本発明では、吸着・脱着装置に係る第１の手段として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を所定の吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して前記水蒸気内に混入させる吸着・脱着装置において、前記吸着及び脱着を行う容器と、少なくとも一部が前記吸着剤で形成され前記容器内を内側室と外側室とに分割する分離部材と、前記容器を保温する保温手段と、を備え、前記処理対象ガスを前記内側室に供給して前記分離部材を通って前記外側室へ抜けさせ、前記水蒸気を前記外側室に供給して前記分離部材を通って前記内側室へ抜けさせるものを採用した。
【００１８】
また、吸着・脱着装置に係る第２の手段として、上記第１の手段において、前記保温手段は、前記容器をジャケットで覆い当該ジャケットと前記容器との間に所定温度の流体を流すものを採用した。
【００１９】
更に、本発明では、揮発性有機化合物の処理システムに係る第１の手段として、上記吸着・脱着装置に係る第１又は２の手段に記載の吸着・脱着装置と、前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気を燃焼させる燃焼器と、を備えるものを採用した。
【００２０】
そして、揮発性有機化合物の処理システムに係る第２の手段として、上記第１の手段において、前記流体は、前記燃焼器の排ガスであるものを採用した。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、加圧状態に耐える容器とするため当該容器の肉厚が厚くなって容器の熱容量が増大しても、この容器を保温し、更に、容器内を、少なくとも一部が吸着剤で形成された分離部材によって内側室と外側室とに分離し、吸着の際には処理対象ガスを内側室に供給して分離部材を通って外側室へ抜けさせ、脱着の際には水蒸気を外側室に供給して分離部材を通って内側室へ抜けさせるので、吸着の際には吸着剤が常温程度の処理対象ガスにさらされるために冷却されて吸着性能を良好に発揮でき、脱着の際には吸着剤が高温の水蒸気にさらされるために加温されて脱着性能を良好に発揮でき、更に、容器が保温されていることによって容器内の温度を上昇させる熱量を容器に奪われることを抑制できる。したがって、脱着時における水蒸気の凝縮を抑制しながらも、高い処理能力を得ることができる。
また、第３の手段によれば、燃焼器の排ガスを利用して容器を保温するので、上記構成を低コストで実現することができるため、揮発性有機化合物の処理に掛かるコストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における揮発性有機化合物の処理を必要とする工場内に構築される揮発性有機化合物の処理システムの概要を示す模式図である。本システムは、吸着・脱着装置１、ガスタービン２、熱交換器３、制御部４を備えている。
吸着・脱着装置１は、処理対象ガスである揮発性有機化合物（ＶＯＣ：volatile organic compounds）含有ガスに含まれるＶＯＣを吸着剤に吸着させるとともに、吸着剤を加圧された水蒸気で脱着して水蒸気に混入させる装置である。吸着剤には、例えば活性炭が使用される。詳細は後述する。
【００２３】
ガスタービン２は、圧縮機５、燃焼器６、タービン７を備えている。圧縮機５は、吸気した空気に加圧して圧縮空気とし、燃焼器６に供給する。燃焼器６は、圧縮機５から供給される圧縮空気と燃料ガスとを混合して燃焼させて燃焼ガスを発生させ、タービン７へ排出する。また、燃焼器６は、吸着・脱着装置１にてＶＯＣを混入された水蒸気を供給され、この水蒸気を燃料ガスとともに燃焼させる。タービン７は、燃焼器６から供給される燃焼ガスの運動エネルギー及び圧力エネルギーによって回転駆動されて、圧縮機５の駆動力と、ガスタービン２外部の負荷８の駆動力とを発生する。そして、ガスタービン２から排出される燃焼ガス（排ガス）の一部は吸着・脱着装置１へ排出され、残りは熱交換器３へ排出される。
熱交換器３は、ガスタービン２から供給される燃焼ガスの保有する熱を利用して水蒸気を生成する。熱交換器３が生成した水蒸気の一部は、工場のプロセス用として使用され、残りの水蒸気は、吸着・脱着装置１に供給される。
【００２４】
制御部４は、内部メモリに記憶された制御プログラム及び各種制御用データ等に基づいて、本システムの全体動作を制御するものである。即ち、制御部４は、各種制御用データ等に基づいて制御演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）及び上記各部（吸着・脱着装置１、ガスタービン２、熱交換器３）とのデータ授受を行う各種入出力インターフェース回路等から構成されており、上記各部を統括的に制御する。
【００２５】
吸着・脱着装置１について詳細に説明する。吸着・脱着装置１は、浄化容器１１、活性炭層１２、上仕切板１３、下仕切板１４、吸気口１５、排気口１６、水蒸気取入口１７、ＶＯＣ混入水蒸気取出口１８、ジャケット１９、排ガス取入口２０、排ガス排出口２１、開閉弁２２〜２９、エジェクタ３０を備えている。本実施形態における分離部材は、活性炭層１２、上仕切板１３、下仕切板１４により構成されている。また、本実施形態における保温手段は、ジャケット１９、排ガス取入口２０、排ガス排出口２１、開閉弁２８、開閉弁２９及びガスタービン２により構成されている。
図２は、吸着・脱着装置１の浄化容器１１及びジャケット１９の一部（図１にＸとして示す）の断面図である。また、図３は、吸着・脱着装置１の寸法を示す表である。
【００２６】
浄化容器１１は、円筒状の部材の開口をドーム状の部材で閉じたような形状の金属製容器である。活性炭層１２は、活性炭が円筒状に形成されたものであって、浄化容器１１の円筒状部分と軸方向を合わせた状態で、浄化容器１１に収納されている。上仕切板１３は、円盤状の部材であって、活性炭層１２の一方の開口端を閉じている。下仕切板１４は、ドーナツ型の板状部材であって、内周部が活性炭層１２の他方の開口端に固定され、外周縁が浄化容器１１の内周面に固定されている。このような活性炭層１２、上仕切板１３及び下仕切板１４によって、浄化容器１１内が、内側室Ａと外側室Ｂとに分割される。
【００２７】
吸気口１５は、浄化容器１１の下端に設けられており、ＶＯＣ含有ガス及び空気を取り入れる。排気口１６は、浄化容器１１の上端に設けられており、浄化されたガスを排出する。水蒸気取入口１７は、浄化容器１１の上端に設けられており、水蒸気又は水蒸気と圧縮空気との混合気体を取り入れる。ＶＯＣ混入水蒸気取出口１８は、浄化容器１１の下端に設けられており、ＶＯＣ含有ガスから分離されたＶＯＣが混入した水蒸気を排出する。
【００２８】
ジャケット１９は、図２に示すように、ドラム缶状の容器１９ａの表面を断熱材１９ｂで覆ったものであって、浄化容器１１を収納している。排ガス取入口２０は、ジャケット１９の上端近傍に設けられており、ガスタービン２の排ガスをジャケット１９内に取り入れる。排ガス排出口２１は、ジャケット１９の下端近傍に設けられており、ジャケット１９内の排ガスを排出する。
【００２９】
開閉弁２２は、吸気口１５にＶＯＣ含有ガスを導く流路に設けられており、制御部４により制御されて開閉する。制御部４は、開閉弁２２を開閉制御することにより、吸気口１５へのＶＯＣ含有ガスの供給／遮断を制御する。
開閉弁２３は、排気口１６から排出される浄化ガスの流路に設けられており、制御部４により制御されて開閉する。制御部４は、開閉弁２３を開閉制御することにより、排気口１６からの排気／遮断を制御する。
開閉弁２４は、水蒸気取入口１７に水蒸気を導く流路に設けられており、制御部４により制御されて開閉する。制御部４は、開閉弁２４を開閉制御することにより、水蒸気取入口１７への水蒸気の供給／遮断を制御する。開閉弁２５は、水蒸気取入口１７に圧縮空気を導く流路に設けられており、制御部４により制御されて開閉する。制御部４は、開閉弁２５を開閉制御することにより、水蒸気取入口１７への圧縮空気の供給／遮断を制御する。
【００３０】
開閉弁２６は、ＶＯＣ混入水蒸気取出口１８から排出されるＶＯＣが混入した水蒸気の流路に設けられており、制御部４により制御されて開閉する。制御部４は、開閉弁２６を開閉制御することにより、ＶＯＣ混入水蒸気取出口１８からの排気／遮断を制御する。
開閉弁２７は、吸気口１５に空気を導く流路に設けられており、制御部４により制御されて開閉する。制御部４は、開閉弁２７を開閉制御することにより、吸気口１５への空気の供給／遮断を制御する。
開閉弁２８は、排ガス取入口２０に排ガスを導く流路に設けられており、制御部４により制御されて開閉する。制御部４は、開閉弁２８を開閉制御することにより、排ガス取入口２０への排ガスの供給／遮断を制御する。開閉弁２９は、排ガス排出口２１から排出される排ガスの流路に設けられており、制御部４により制御されて開閉する。制御部４は、開閉弁２９を開閉制御することにより、排ガス排出口２１からの排気／遮断を制御する。
【００３１】
エジェクタ３０は、水蒸気及び圧縮空気の流路における開閉弁２４及び開閉弁２５と水蒸気取入口１７との間に設けられており、水蒸気によって駆動され、開閉弁２５が開状態であるとき、圧縮空気を強制抽気し、水蒸気と圧縮空気との混合気体を排出する。
【００３２】
上記のように構成された処理システムによってＶＯＣを処理する方法について説明する。図４及び図５は、吸着・脱着装置１の各工程における様子を示す模式図であって、図４（ａ）は吸着工程、図４（ｂ）は加圧・加温工程、図５（ａ）は脱着工程、図５（ｂ）は冷却工程を示している。吸着・脱着装置１は、これらの各工程を繰り返し行うことにより、ＶＯＣ含有ガスからＶＯＣを除去する。
【００３３】
まず、制御部４は、開閉弁２２〜２７を閉状態とすると共に、開閉弁２８及び開閉弁２９を開状態とし、ジャケット１９内にガスタービン２の排ガスを供給させて、浄化容器１１を外側から温めさせる。ここで、ガスタービン２の排ガスは、２００℃程度である。浄化容器１１が十分温まった状態で、制御部４は、図４（ａ）に示す吸着工程を行うべく、開閉弁２２及び開閉弁２３を何れも開状態とし、ＶＯＣを含む排ガスを、吸気口１５から浄化容器１１の内側室Ａ内へ供給させると共に、排気口１６からの浄化されたガスの排気を促す。この吸着工程において、ＶＯＣを含む排ガスは、活性炭層１２を通過する際にＶＯＣが活性炭に吸着されるために浄化され、浄化されたガスが外側室Ｂへ抜ける。
次に、制御部４は、図４（ｂ）に示す加圧・加温工程を行うべく、開閉弁２２及び開閉弁２３を閉状態にすると共に、開閉弁２４、開閉弁２５及び開閉弁２６を開状態とし、水蒸気と圧縮空気とを取り込んでエジェクタ３０により混合した混合ガスを、水蒸気取入口１７から浄化容器１１の外側室Ｂへ供給させると共に、ＶＯＣ混入水蒸気取出口１８からＶＯＣが混入した水蒸気を排出させる。この加圧・加温工程では、圧力１８ｋｇ／ｍ２で１８０〜２００℃の水蒸気と、圧力１１ｋｇ／ｍ２で３８０℃の圧縮空気とが混合された高圧・高温の混合ガスが外側室Ｂに供給され、活性炭層１２を通過して内側室Ａへ抜けることにより、浄化容器１１内が加圧・加温され、活性炭層１２の雰囲気が加温され、活性炭層１２が加温される。
【００３４】
浄化容器１１内が十分に加圧・加温されると、制御部４は、図５（ａ）に示す脱着工程を行うべく、開閉弁２５を閉状態とし、開閉弁２４及び開閉弁２６はそのまま開状態として、水蒸気が外側室Ｂから内側室Ａへと流れるようにする。この脱着工程では、活性炭に吸着されたＶＯＣは、所定温度に加温された環境下において、活性炭層１２を通過する水蒸気の作用によって活性炭から脱着され、水蒸気に混入した状態で、ＶＯＣ混入水蒸気取出口１８から排出される。ＶＯＣ混入水蒸気取出口１８から排出されたＶＯＣが混入した水蒸気は、燃焼器６に供給され、燃料ガスと共に燃焼する。ＶＯＣは、燃焼器６内で燃焼して無害化し、タービン７を回転駆動した後の燃焼ガスとして排出される。
次に、制御部４は、図５（ｂ）に示す冷却工程を行うべく、開閉弁２４及び開閉弁２６を閉状態とすると共に、開閉弁２７及び開閉弁２３を開状態とし、空気を吸気口１５から浄化容器１１の内側室Ａへ供給させると共に、排気口１６から浄化ガスを排出させる。この冷却工程では、内側室Ａから外側室Ｂへと抜ける空気が、活性炭層１２を通過することによって活性炭層１２の雰囲気が冷却され、活性炭層１２が冷却される。この際、内側室Ａの温度は低下するが、浄化容器１１は、ジャケット１９内を流れる排ガスによって温められているので、略一定の温度を保つ。
【００３５】
図６は、吸着・脱着装置１の２種類の稼動例を示す表である。図７は、吸着工程終了時の吸着・脱着装置１の高さ方向の温度分布を示すグラフであり、図８は、脱着工程終了時の吸着・脱着装置１の高さ方向の温度分布を示すグラフであって、それぞれ（ａ）は図６例１のもの、（ｂ）は図６例２のものである。そして、図９は、排気口１６付近における各部の時間的温度変化と、吸気口１５付近における気体の時間的温度変化とを示すグラフであり、（ａ）は図６例１のもの、（ｂ）は図６例２のものである。
図７及び図８に示すように、各工程における温度分布は、吸着・脱着装置１の上方へ行くにつれて緩やかに下降している。また、何れの工程においても、ジャケット１９の断熱材１９ｂの外側の温度は一定値を取っている。
【００３６】
図９に浄化容器内気体としたグラフは、浄化容器１１内の吸気口１５付近における気体温度の工程遷移による変化を示している。このグラフは、略２０℃の値を取る期間と、１６０〜１８０℃の値を取る期間とを繰り返している。即ち、冷却工程及び吸着工程で略２０℃の値を取り、続く加圧・加温工程及び脱着工程で１６０〜１８０℃の値を取り、これを繰り返している。このグラフが示すように、浄化容器１１内の気体の温度は工程遷移によって変化するが、他のグラフが示すように、ジャケット１９と浄化容器１１との間を流れるガスタービン２の排ガスと、ジャケット１９の容器１９ａと、浄化容器１１の内壁及び外壁の温度は、工程遷移に従って多少上下するものの、１４０℃前後で略一定した値を取っている。
【００３７】
上記のように、浄化容器１１が、加圧状態に耐えるために肉厚が厚いものであって熱容量が大きくても、本実施形態によれば、浄化容器１１の周囲を排ガスで覆って保温することによって、浄化容器１１内を流れる気体の温度変化にかかわらず、浄化容器１１の温度を高めに保つことができる。このため、浄化容器１１を加温する際に浄化容器１１に熱量を奪われて温度上昇に時間がかるということがなくなり、短時間で温度上昇させることができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、活性炭層１２を加温する加圧・加温工程においては、上述のように浄化容器１１の温度が高めに保たれることによって浄化容器１１の温度上昇を待つ必要がなく、高温・高圧の水蒸気を外側室Ｂに供給して活性炭層１２を通過させて内側室Ａに抜けさせるので、活性炭層１２が高温の水蒸気にさらされるため、活性炭層１２の雰囲気を素早く高温にし、活性炭層１２を素早く加温することができる。
更に、本実施形態によれば、加圧・加温工程で加温された活性炭層１２からＶＯＣを脱着させる脱着工程においては、高温の水蒸気を外側室Ａに供給して活性炭層１２を通過させて外側室Ｂに抜けさせるので、活性炭層１２の雰囲気を高い温度に保つことができる。このため、脱着性能を良好に発揮させることができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、活性炭層１２を冷却する冷却工程においては、空気を内側室Ａに供給して活性炭層１２を通過させて外側室Ｂに抜けさせるので、浄化容器１１が高温であっても、活性炭層１２が空気にさらされるため、活性炭層１２の雰囲気を素早く低温にし、活性炭層１２を素早く冷却することができる。
そして、本システムによれば、冷却工程で冷却された活性炭層１２にＶＯＣを吸着させる吸着工程においては、常温のＶＯＣ含有ガスを内側室Ａに供給して活性炭層１２を通過させて外側室Ｂに抜けさせるので、浄化容器１１が高温であっても、活性炭層１２の雰囲気は低い温度に保つことができる。このため、吸着性能を良好に発揮させることができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、浄化容器１１の保温に排ガスを利用するので、低コストで浄化容器１１の保温を実現し、低コストで吸着及び脱着の性能を良好に発揮させることができるため、揮発性有機化合物の処理に掛かるコストを低減することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、ジャケット１９内にガスタービン２の排ガスを流すことにより浄化容器１１を温めているが、実施にあたってはこの構成及び方法に限らず、例えば、別途ヒーター等を設けることにより浄化容器１１を温めるようにしてもよい。
また、本実施形態では、ガスタービン２を備える工場内に構築される揮発性有機化合物の処理システムを例として説明し、ガスタービン２が備える燃焼器６でＶＯＣを燃焼させて処理しているが、実施にあたってはこの構成及び方法に限らず、例えば、揮発性有機化合物の処理システムがボイラー等を備える工場内に構築されるのであれば、ボイラーが備える燃焼器等、他の燃焼器によってＶＯＣを燃焼させて処理するようにしてもよい。
更に、本実施形態では、浄化容器１１内が十分に加圧・加温されると脱着工程へ遷移するが、実施にあたって、加圧・加温工程において微量の水蒸気の凝縮があった場合には、水蒸気が最蒸発した段階で脱着工程へ遷移するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態における揮発性有機化合物の処理を必要とする工場内に構築される揮発性有機化合物の処理システムの概要を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における吸着・脱着装置の浄化容器及びジャケットの一部の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における吸着・脱着装置の寸法を示す表である。
【図４】本発明の一実施形態における吸着・脱着装置の各工程における様子を示す模式図であって、（ａ）は吸着工程、（ｂ）は加圧・加温工程を示す。
【図５】本発明の一実施形態における吸着・脱着装置の各工程における様子を示す模式図であって、（ａ）は脱着工程、（ｂ）は冷却工程を示す。
【図６】本発明の一実施形態における２種類の稼動例を示す表である。
【図７】本発明の一実施形態における吸着工程終了時の吸着・脱着装置の高さ方向の温度分布を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態における脱着工程終了時の吸着・脱着装置の高さ方向の温度分布を示すグラフである。
【図９】本発明の一実施形態における排気口付近の各部の時間的温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１…吸着・脱着装置、  ２…ガスタービン、  ３…熱交換器、  ４…制御部、  ５…圧縮機、  ６…燃焼器、  ７…タービン、  ８…負荷、  １１…浄化容器、  １２…活性炭層、  １３…上仕切板、  １４…下仕切板、  １５…吸気口、  １６…排気口、  １７…水蒸気取入口、  １８…混入水蒸気取出口、  １９…ジャケット、  １９ａ…容器、  １９ｂ…断熱材、  ２０…排ガス取入口、  ２１…排ガス排出口、  ２２〜２９…開閉弁、  ３０…エジェクタ、  Ａ…内側室、  Ｂ…外側室
【図１】
2008020079.tif 000003
【図２】
2008020079.tif 000004
【図３】
2008020079.tif 000005
【図４】
2008020079.tif 000006
【図５】
2008020079.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008020079.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008020079.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月13日(2007.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、
加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、
前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気を燃焼器で燃焼させる揮発性有機化合物の処理方法において、
前記吸着及び脱着を行う容器内を少なくとも一部が前記吸着剤で形成された分離部材によって内側室と外側室とに分割し、
前記吸着及び脱着を行う容器を外側から保温し、
前記吸着の際には、前記処理対象ガスを前記内側室に供給して前記分離部材を通って前記外側室へ抜けさせ、
前記脱着の際には、前記水蒸気を前記外側室に供給して前記分離部材を通って前記内側室へ抜けさせることを特徴とする揮発性有機化合物の処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を所定の吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して前記水蒸気内に混入させる吸着・脱着装置において、
前記吸着及び脱着を行う容器と、少なくとも一部が前記吸着剤で形成され前記容器内を内側室と外側室とに分割する分離部材と、前記容器を外側から保温する保温手段と、を備え、前記処理対象ガスを前記内側室に供給して前記分離部材を通って前記外側室へ抜けさせ、前記水蒸気を前記外側室に供給して前記分離部材を通って前記内側室へ抜けさせることを特徴とする吸着・脱着装置。