(57)【要約】【課題】第１に、構成が簡単容易であり、設備コスト等に優れると共に、第２に、効率面やランニングコスト等にも優れた、揮発性有機化合物の廃液改質システムを提案する。【解決手段】この改質システムは、予熱器２と改質反応器３とロータリーエンジン５とを、備えており、揮発性有機化合物ＶＯＣの廃液１が供給される。予熱器２は、ＶＯＣ廃液１を加熱して気化し、もってＶＯＣガスと水蒸気を改質反応器３に供給する。改質反応器３は、ロータリーエンジン５からの高温の排気ガス６を利用し、例えば８００℃程度に維持されており、その熱の作用と、内部充填された触媒８の作用とに基づき、ＶＯＣガスと水蒸気を反応させ、もって水素，一酸化炭素，二酸化炭素等に、水蒸気改質する。ロータリーエンジン５は、改質ガス６中の水素や一酸化炭素を燃料として運転され、例えば発電機１７が接続されている。なお予熱器２も、排気ガス６を利用して加熱を実施する。【選択図】図１
2008144614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの高温の排気ガスを利用して、揮発性有機化合物ＶＯＣを改質する改質反応器と、該改質反応器にて生成された改質ガスを燃料とする該エンジンと、を有していることを特徴とする、揮発性有機化合物の廃液改質システム。
【請求項２】
請求項１に記載した揮発性有機化合物の廃液改質システムにおいて、該改質反応器は、該エンジンから導入された排気ガスによる高温下において、触媒のもとで揮発性有機化合物ＶＯＣと水蒸気とを反応させ、もって水素と一酸化炭素や二酸化炭素に水蒸気改質すること、を特徴とする、揮発性有機化合物の廃液改質システム。
【請求項３】
請求項２に記載した揮発性有機化合物の廃液改質システムにおいて、予熱器が、揮発性有機化合物ＶＯＣの廃液を予め加熱して気化し、もって揮発性有機化合物ＶＯＣと水蒸気を該改質反応器に供給し、
該改質反応器は、該エンジンからの排気ガスが導入され、もって内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されており、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなること、を特徴とする、揮発性有機化合物の廃液改質システム。
【請求項４】
請求項３に記載した揮発性有機化合物の廃液改質システムにおいて、揮発性有機化合物ＶＯＣは、メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール，酢酸エチル，酢酸ブチル，トルエン，キシレン，ベンゼン，エタノール，その他の炭化水素系化合物であって、沸点が５０℃以上〜２６０℃未満のものよりなり、その１種又は複数種が選択され、溶剤として使用されると共に廃液として回収，提供され、
水蒸気改質は、揮発性有機化合物ＶＯＣの炭素の結合を切断し又は組み換えて、分子量のより小さい水素と一酸化炭素や二酸化炭素に変換する、水蒸気をガス化剤とした吸熱反応よりなり、
該ロータリーエンジンは、改質ガス中の水素や一酸化炭素を燃料として運転され、該予熱器は、該ロータリーエンジンからの高温の排気ガスが導入されて加熱を実施すること、を特徴とする、揮発性有機化合物の廃液改質システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物の廃液改質システムに関する。すなわち、揮発性有機化合物ＶＯＣの廃液を水素や一酸化炭素等に改質する、改質システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
トルエン，キシレン，その他の揮発性有機化合物ＶＯＣは、例えば溶剤として使用され、グラビア印刷の乾燥工程、その他の印刷，塗布，塗装，接着工程や、その加熱，乾燥，洗浄工程等から排出される排ガスや排液中に、含有されている。
そして、大気汚染，環境破壊を引き起こす浮遊粒子状物質ＳＰＭやオキシダント等の原因物質として知られており、本年４月施行の改正大気汚染防止法において、その排出規制が強化されている。
【０００３】
《従来技術》
そこで、このような揮発性有機化合物ＶＯＣの発生工程には、従来より、その回収装置が付設されていた。
すなわち、この種の排ガスや排液（予め加熱，気化される）は、回収装置に供給され、その揮発性有機化合物ＶＯＣは、まず、活性炭等に吸着せしめられた後、水蒸気等の吹き付けにより脱着され、廃液として回収されていた。回収された廃液は、例えば、揮発性有機化合物ＶＯＣが濃度２０ｗｔ％程度（水８０ｗｔ％程度）よりなり、タンク等に一旦貯留される。
それから廃液は、ａ．蒸留法や高分子膜法により脱水処理して、揮発性有機化合物ＶＯＣを精製化，純粋化，再利用化したり、又はｂ．そのまま、蒸気や助燃剤と共にボイラーやガスタービン等に供給して、燃料化したり、ｃ．触媒を使用して燃焼処理したり、ｅ．（多くの場合遠隔地へと搬送されて、）排水，廃棄処分されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような従来例については、次の問題が指摘されていた。
《第１の問題点》
第１に、設備が大型化，大規模化，複雑化，精緻化し、もって設備コスト等に、問題が指摘されていた。
すなわち、廃液から揮発性有機化合物ＶＯＣを精製，再利用する前記ａの従来例については、蒸留設備，加熱設備，高分子膜，その他の付帯設備，関連設備等が必須的であり、この種設備が一般的に大型，大規模，複雑，精緻であることに鑑み、設備コスト，敷地コスト，精製コスト等が嵩む、という問題があった。
【０００５】
《第２の問題点》
第２に、効率面やランニングコスト等にも、問題が指摘されていた。すなわち、前記ａの従来例については、精製された揮発性有機化合物ＶＯＣが再利用に供されるものの、加熱その他の運転コスト，ランニングコストが嵩むと共に、精製に長時間を要する等、効率も悪かった。
又、ボイラーやガスタービン等に供給して燃料化する前記ｂの従来例や、燃焼処理する前記ｃの従来例についても、大量の助燃剤や触媒を必要とし、運転コスト，ランニングコストが嵩み過ぎる、という難点が指摘されていた。
排水，廃棄処分する前記ｄの従来例については、処分費用面や運搬時間面で、運転コスト，ランニングコスト，効率面に問題が指摘されると共に、環境汚染という問題も指摘されていた。
【０００６】
《その他》
ところで、炭化水素系燃料を水素リッチガスに改質する技術に関しては、次の特許文献１に示されたものがあるが、この技術は、揮発性有機化合物ＶＯＣとローターリーエンジンとの組み合わせについて、具体的に論及，開示したものではない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１２４０４号公報
【０００８】
《本発明について》
本発明の揮発性有機化合物の廃液改質システムは、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、設備コスト等に優れると共に、第２に、効率面やランニングコスト等にも優れた、揮発性有機化合物の廃液改質システムを提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
《請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。請求項１の揮発性有機化合物の廃液改質システムは、エンジンからの高温の排気ガスを利用して、揮発性有機化合物ＶＯＣを改質する改質反応器と、該改質反応器にて生成された改質ガスを燃料とする該エンジンと、を有していることを特徴とする。
次に、請求項２については次のとおり。請求項２の揮発性有機化合物の廃液改質システムでは、請求項１において、該改質反応器は、該エンジンから導入された排気ガスによる高温下において、触媒のもとで揮発性有機化合物ＶＯＣと水蒸気とを反応させ、もって水素と一酸化炭素や二酸化炭素に水蒸気改質すること、を特徴とする。
請求項３については次のとおり。請求項３の揮発性有機化合物の廃液改質システムでは、請求項２において、予熱器が、揮発性有機化合物ＶＯＣの廃液を予め加熱して気化し、もって揮発性有機化合物ＶＯＣと水蒸気を該改質反応器に供給し、該改質反応器は、該エンジンからの排気ガスが導入され、もって内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されており、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなること、を特徴とする。
請求項４については次のとおり。請求項４の揮発性有機化合物の廃液改質システムでは、請求項３において、揮発性有機化合物ＶＯＣは、メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール，酢酸エチル，酢酸ブチル，トルエン，キシレン，ベンゼン，エタノール，その他の炭化水素系化合物であって、沸点が５０℃以上〜２６０℃未満のものよりなり、その１種又は複数種が選択され、溶剤として使用されると共に廃液として回収，提供される。
水蒸気改質は、揮発性有機化合物ＶＯＣの炭素の結合を切断し又は組み換えて、分子量のより小さい水素と一酸化炭素や二酸化炭素に変換する、水蒸気をガス化剤とした吸熱反応よりなる。そして該ロータリーエンジンは、改質ガス中の水素や一酸化炭素を燃料として運転され、該予熱器は、該ロータリーエンジンからの高温の排気ガスが導入されて加熱を実施すること、を特徴とする。
【００１０】
《作用等について》
本発明の揮発性有機化合物ＶＯＣの廃液改質システムは、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）この改質システムは、予熱器と改質反応器とロータリーエンジンとを、備えており、低濃度の揮発性有機化合物ＶＯＣの廃液が、供給される。
（２）そしてＶＯＣ廃液は、まず予熱器にて加熱，気化されるが、この加熱は、ロータリーエンジンからの排気ガスを熱源とする。
（３）気化された水蒸気とＶＯＣガスは、改質反応器に供給される。改質反応器は、ロータリーエンジンの排気ガスの熱量が導入され、６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されている。
（４）そこでＶＯＣガスは、熱と触媒の作用に基づき、水蒸気と反応して改質される。
（５）すなわち例えば、メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール，酢酸エチル，酢酸ブチル，トルエン，キシレン，ベンゼン，エタノール等は、水蒸気と反応して、水素と一酸化炭素や二酸化炭素に、水蒸気改質される。
（６）生成された改質ガスは、燃料としてロータリーエンジンに供給される。
（７）ロータリーエンジンの排気ガスの熱量は、改質反応器そして予熱器へと導入される。
（８）さてこのように、改質反応器の改質ガスを、ロータリーエンジンの燃料として使用すると共に、ロータリーエンジンの排気ガスを、改質反応器や予熱器にて活用する。このシステムでは、このように、その構成がサイクル的，循環的に関連付けられており、その分、設備が簡単容易化される。
（９）このように、その構成設備である改質反応器，ロータリーエンジン，予熱器が関連した系をなしているので、システム運用に無駄がなく効率的である。すなわち、システムのランニング面において、その燃料や熱源が無駄なく生成，使用されており、改質処理時間も短い。
（１０）そこで、本発明の揮発性有機化合物ＶＯＣの廃液改質システムは、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１１】
《第１の効果》
第１に、設備コスト等に優れている。すなわち、本発明の改質システムは、その改質ガスをロータリーエンジンの燃料とすると共に、ロータリーエンジンの排気ガスを、改質反応器や予熱器にて活用する。
そこで、前述したこの種従来例に比し、構成設備が簡単容易化，簡略化，小型化，小規模化され、設備コスト等に優れている。
【００１２】
《第２の効果》
第２に、効率面やランニングコスト等にも優れている。すなわち、本発明の改質システムは、その改質ガスをロータリーエンジンの燃料として再使用，有効利用すると共に、その排気ガスが高温であることに着目して、改質反応器や予熱器の熱源として活用する。
そこで、前述したこの種従来例に比し無駄がなく効率的であり、その分、運転コスト，ランニングコストに優れると共に、改質処理時間も短い。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
《図面について》
以下、本発明の揮発性有機化合物の廃液改質システムを、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１および図２は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供する。そして図１は、構成フロー図であり、図２は、実施例の計測データのグラフである。
【００１４】
《ＶＯＣについて》
本発明は、揮発性有機化合物ＶＯＣの廃液１の改質システムに関する。そこで、まず揮発性有機化合物ＶＯＣについて述べておく。
揮発性有機化合物ＶＯＬＡＴＩＬＥ  ＯＲＧＡＮＩＣ  ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ、略してＶＯＣ（以下この明細書では、単にＶＯＣと言う）は、下記物質，その他の炭化水素系化合物であって、沸点が５０℃以上〜２６０℃未満のものよりなり、主に人工合成され、大気中に飛散した場合に容易に揮発する物質、と定義されている。
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）  ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）  ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＯＨ
・酢酸エチル  ＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ３
・酢酸ブチル  ＣＨ３ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３
・トルエン  ＣＨ５ＣＨ３
・キシレン  ＣＨ４（ＣＨ３）２
・ベンゼン  Ｃ６Ｈ６
・エタノール  Ｃ２Ｈ５ＯＨ
・トリクロロエタン  Ｃ２Ｈ５Ｃｌ３
・リモネン  Ｃ１０Ｈ１６
ＶＯＣは、このようになっている。
【００１５】
《ＶＯＣ廃液１について》
次に、このようなＶＯＣ廃液１について述べる。ＶＯＣは、例えば上記各物質中の１種又は複数種（多くの場合は複数種）が選択され、もって溶剤，その他として使用されると共に、廃液１として回収，提供される。
これらについて、更に詳述する。例えば、印刷，塗布，塗装，接着工程や、その加熱，乾燥，洗浄工程、その他各種の化学処理工程から排出された排ガスや排液中には、例えば溶剤として使用されたＶＯＣが、含有されている。
→そこで、このようなＶＯＣの発生工程には、その回収装置が付設されており、→この種の排ガスや排液（排液の場合は、事前に予め加熱，気化される）は、回収装置に供給される。→回収装置においてＶＯＣは、まず、活性炭等の吸着剤に吸着せしめられた後、→水蒸気や熱風等の吹き付けにより、脱着され、→必要に応じ凝縮用のコンデンサを経由した後、→ＶＯＣ廃液１として回収される。なお排ガスは、このようにクリーン化されて大気放出される。
→回収されたＶＯＣ廃液１は、ＶＯＣの濃度が例えば２０ｗｔ％程度（水８０ｗｔ％程度）よりなる。水を溶媒溶液とし、ＶＯＣを低濃度の溶質成分として、水和状態の水溶液として回収，提供される。
ＶＯＣ廃液１は、このようになっている。
【００１６】
《予熱器２について》
次に、予熱器２について述べる。上述により回収，提供されたＶＯＣ廃液１（供給量例えば２６０ｋｇ／ｈ程度）は、まず予熱器２で気化された後、次工程の改質反応器３に供給される。
この予熱器２について、更に詳述する。予熱器２は、提供されたＶＯＣ廃液１を加熱により気化し、もって水蒸気とＶＯＣガスの混合ガス４を、改質反応器３へと供給する。そのＶＯＣ濃度は、例えば２０ｗｔ％程度である。
又、図示の予熱器２は、改質反応器３から使用済として排出され、まだ高温を維持しているロータリーエンジン５の排気ガス６が、管路７を介して導入され、もって加熱用熱源として使用されている。加熱に使用される排気ガス６の温度、つまり予熱器２の内部温度は、例えば６５０℃程度であり、ＶＯＣガスを得るのに必要十分な温度よりなる。
予熱器２は、このようになっている。
【００１７】
《改質反応器３について》
次に、改質反応器３について述べる。改質反応器３は、予熱器２から供給された混合ガス４を水蒸気改質する。
すなわち改質反応器３は、ロータリーエンジン５からの排気ガス６が、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度で導入されると共に、内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持される。そして、このように高温の排気ガス６を利用し、高温下において触媒８のもとで、ＶＯＣガスと水蒸気とを反応させ、もって、水素と一酸化炭素や二酸化炭素に水蒸気改質して、改質ガス９を生成する。
このような改質反応器３について、更に詳述する。改質反応器３には、予熱器２から管路１０を介して混合ガス４が供給されると共に、ロータリーエンジン５から管路１１を介して、排気ガス６が導入される。改質反応器３は、排気ガス６の経路が内部配設されており、供給された混合ガス４のＶＯＣガスと水蒸気が、経路を通過する排気ガス６の顕熱にて、例えば８００℃程度に維持される。
そこで改質反応器３内では、改質対象である混合ガス４中のＶＯＣガスは、このような熱の作用と、内部充填された触媒８の作用とに基づき、混合ガス４中の水蒸気をガス化剤として反応して、水素，一酸化炭素，二酸化炭素等に変換され、水蒸気改質される。分子量の大きいＶＯＣは、その炭素の結合が切断，組み換えられ、もって分子量のより小さい水素，一酸化炭素，二酸化炭素等に変換される。
反応促進用の改質触媒８としては、ニッケル系のものが代表的に使用され、例えば、ニッケル担持アルミナ粒状触媒（粒度６０〜８０ｍｅｓｈ）が使用されるが、その他、シリカ系，白金系，ロジウム系，ゼオライト系のものも使用可能である。そして触媒８は、例えば粒子固定層として、改質反応器３内に充填される。
改質反応器３は、このようになっている。
【００１８】
《ロータリーエンジン５等について》
次に、ロータリーエンジン５について述べる。エンジンとして代表的に使用されるロータリーエンジン５は、改質反応器３にて生成された改質ガス９の水素や一酸化炭素を燃料として、運転される。
このようなロータリーエンジン５について、更に詳述する。ロータリーエンジン５は、周知のごとく、燃焼室内でローターが偏心回転して、主軸に回転力を伝達する、間欠燃焼式・容積式の内燃機関である。そして、このロータリーエンジン５の燃料として、改質反応器３から管路１０で供給された、改質ガス９中の水素，一酸化炭素，メタン等が使用される。
このロータリーエンジン５への管路１０には、途中に、冷却水１２による冷却部１３と、改質ガス９の圧送兼流量調整用のポンプ１４と、改質ガス９への空気１５の導入量調整用の調節ユニット１６とが、順に介装されている。冷却部１３からは、改質ガス９中に残存していた剰余水蒸気が、凝縮水１７となって排出，除去される。
ロータリーエンジン５の主軸は、隣接設置された発電機１８に連結されており、その駆動が発電用に出力されているが、勿論、電力化以外の駆動エネルギー源として、各種用途に利用可能である。
ロータリーエンジン５の排気ガス６は、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度であり、煙道である管路１１を介して、改質反応器３に導入される。図示の管路１１には、燃焼部１９が介装されている。すなわち、排気ガス６中には燃料の未燃分が残留しているので、燃焼部１９が介装されており、燃焼部１９は、例えば酸化触媒付のワイヤメッシュ構造よりなり、未燃分を捕集，再燃焼させ、もって改質反応器３へと向かう排気ガス６を一段と高温化し、例えば８００℃〜９００℃程度とする。
なお、このようにロータリーエンジン５が代表的に使用されるが、エンジンとして、その他のレシプロエンジン例えばディーゼルエンジンやガスエンジンも使用可能であり、更にガスタービン等も使用可能であるが、これらの場合、その排気ガス６は３００℃〜６００℃程度、例えば３５０℃〜４５０℃程度なので、８００℃以上に高温加熱されて、改質反応器３へと導入される。
ロータリーエンジン５等は、このようになっている。
【００１９】
《ＶＯＣ廃液１のパターンについて》
さて、改質反応器３に予熱器２を介して気化，供給されるＶＯＣ廃液１の構成成分パターンは、様々である。すなわち、ＶＯＣ濃度２０ｗｔ％（水８０ｗｔ％）程度が代表的であるが、そのＶＯＣの構成成分の具体的内訳パターンは、例えば次のとおり様々である。
・パターン１：トルエン４０ｗｔ％，キシレン２０ｗｔ％，イソプロピルアルコール２０ｗｔ％，酢酸エチル２０ｗｔ％
・パターン２：トルエン４０ｗｔ％，キシレン１０ｗｔ％，メチルエチルケトン２０ｗｔ％，イソプロピルアルコール２０ｗｔ％，酢酸ブチル１０ｗｔ％
・パターン３：トルエン３０ｗｔ％，キシレン１０ｗｔ％，メチルエチルケトン３０ｗｔ％，イソプロピルアルコール１０ｗｔ％，酢酸エチル１０ｗｔ％，酢酸ブチル１０ｗｔ％
・パターン４：トルエン３５ｗｔ％，キシレン７ｗｔ％，メチルエチルケトン２２ｗｔ％，イソプロピルアルコール２７ｗｔ％，酢酸エチル９ｗｔ％
ＶＯＣ廃液１については、その他各種の比率や内容の構成成分パターンが考えられる。
【００２０】
《ベンゼンの水蒸気改質反応について》
次に、ＶＯＣの代表例であるベンゼンの水蒸気改質反応について述べる。ベンゼンの場合、改質反応器３では、次の化１，化２の化学反応式により、水蒸気改質が行われる。
【化１】
2008144614.tif 000003
【化２】
2008144614.tif 000004
【００２１】
化１の反応式において、ベンゼンＣ６Ｈ６は、水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、一酸化炭素ＣＯと水素Ｈ２の改質ガス９に水蒸気改質される。ベンゼンと水蒸気の系は、高温付与により系のエンタルピーが上がり、吸熱反応により一酸化炭素と水素の混合気体に完全ガス化されるが、生成水素量（水素収率）は最小である。
これに対し化２の反応式では、ベンゼンＣ６Ｈ６は水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２の改質ガス９に、水蒸気改質される。これは、化１の反応式より多量の水蒸気が作用すると共に、化１の反応式の一酸化炭素も完全に改質された場合であり、吸熱反応により二酸化炭素と水素に完全ガス化され、生成水素量（水素収率）は最大となる。すなわち、この化２の反応式では、化１の反応式で生成された一酸化炭素ＣＯが、発熱反応である下記化３のシフト反応により水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２の混合気体である改質ガス９へと改質，変換される。
【化３】
2008144614.tif 000005
【００２２】
さてそこで、化３のシフト反応が０％の場合は化１の反応式により、化３のシフト反応が１００％の場合は化２の反応式により、水蒸気改質が進行する。しかしこれらは理論上，リミット上であり、実際上は、一酸化炭素濃度を低減する化３のシフト反応の発生程度等に従い、化１と化２の中間の反応式により水蒸気改質が進行する可能性が高く、この場合は、一酸化炭素ＣＯと二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２の混合気体が、改質ガス９として生成される。
そして水蒸気改質に際し、ベンゼン１モル（７８ｇ）に対し理論上必要な水蒸気量は、化１と化２の反応式により６〜１２モル（１０８ｇ〜２１６ｇ）であり、もってベンゼンの炭素１モルに対する重量１３ｇに対する必要水蒸気量は、１８〜３６ｇ（１.４〜２.８倍）として算出される。このような理論上の必要量に対し、実際上の必要量は、通常その１.３倍とされているので、実際上必要な水蒸気量は、その１.８〜３.６倍、最大約４倍程度となる。因に、ベンゼンの発熱量を１００とすると、改質ガス９の発熱量は、１３０程度となる。
なお、上述した化１，化２の反応式の過程においては、次の化４，化５の中間反応も見られる。
【化４】
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【化５】
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【００２３】
すなわち、前述した水蒸気改質の過程で、若干のメタンＣＨ４が、中間生成物として随伴生成されるが、このメタンＣＨ４は、上記化４，化５の反応式により、殆ど一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２，水素Ｈ２等に、分解，水蒸気改質されてしまう。
ベンゼンの水蒸気改質反応は、このように行われる。
【００２４】
《その他のＶＯＣの水蒸気改質反応について》
その他のＶＯＣの水蒸気改質反応については、次のとおり。改質反応器３におけるその他の各ＶＯＣ物質の水蒸気改質反応については、それぞれ、ベンゼンについて上述した所に準じるので、その概略を例示するに留める（なお、下記の各反応式中、上段は水素収率が最小の場合、下段は水素収率が最大の場合である）。
・メチルエチルケトンについて：次の化６の反応式により水蒸気改質が進行し、その１ｇを改質するのに必要な水蒸気量は、理論上、０.７５〜２.００ｇと算出され、もって実際上は、１.０〜２.６ｇ程度となる。
【化６】
2008144614.tif 000008
・イソプロピルアルコールについて：次の化７の反応式により水蒸気改質が進行し、その１ｇを改質するのに必要な水蒸気量は、理論上、０.６〜１.５ｇと算出され、もって実際上は、０.８〜２.０ｇ程度となる。
【化７】
2008144614.tif 000009
・酢酸エチルについて：次の化８の反応式により水蒸気改質が進行し、その１ｇを改質するのに必要な水蒸気量は、理論上、０.４〜１.２ｇと算出され、もって実際上は、０.５〜１.６ｇ程度となる。
【化８】
2008144614.tif 000010
・トルエン：次の化９の反応式により水蒸気改質が進行し、その１ｇを改質するのに必要な水蒸気量は、理論上、１.４〜２.７ｇと算出され、もって実際上は、１.８〜３.５ｇ程度となる。
【化９】
2008144614.tif 000011
・キシレンについて：次の化１０の反応式により水蒸気改質が進行し、その１ｇを改質するのに必要な水蒸気量は、理論上、１.４〜２.８ｇと算出され、もって実際上は、１.８〜３.６ｇ程度となる。
【化１０】
2008144614.tif 000012
その他のＶＯＣの水蒸気改質は、例えばこのように行われる。
【００２５】
《作用等》
本発明のＶＯＣ廃液１の改質システムは、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）この改質システムは、予熱器２と改質反応器３とロータリーエンジン５とを備えている。そして例えば、ＶＯＣ濃度２０ｗｔ％程度と低濃度のＶＯＣ廃液１が、回収，供給される。
【００２６】
（２）供給されたＶＯＣ廃液１は、まず予熱器２にて、加熱，気化される。この加熱は、ロータリーエンジン５から排出され改質反応器３を経由した後の排気ガス６の余熱を利用して、例えば６５０℃程度で実施される。
【００２７】
（３）このようにＶＯＣ廃液１は、予熱器２にて加熱，揮発，気化され、水蒸気とＶＯＣガスの混合ガス４となって、改質反応器３に供給される。改質反応器３には、ロータリーエンジン５からの排気ガス６が、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度で導入されており、内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されている。
【００２８】
（４）そこで、混合ガス４中のＶＯＣガスは、この改質反応器３内において、排気ガス６の熱作用と、内部充填された触媒８の作用とに基づき、水蒸気と反応して改質される。
【００２９】
（５）例えば、メチルエチルケトンＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３，イソプロピルアルコールＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＯＨ，酢酸エチルＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ３，酢酸ブチルＣＨ３ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３，トルエンＣＨ５ＣＨ３，キシレンＣＨ４（ＣＨ３）２，ベンゼンＣ６Ｈ６，エタノールＣ２Ｈ５ＯＨ等は、前述した各化学反応式により、水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２等に、水蒸気改質により変換される。
【００３０】
（６）このように改質，生成された混合気体である改質ガス９は、ロータリーエンジン５に供給される。ロータリーエンジン５は、改質ガス９中の水素や一酸化炭素を燃料として、運転される。
なお改質ガス９については、低カロリーの可能性やカロリー変動の可能性もあるが、ロータリーエンジン５は、レシプロエンジンとは異なり、これらに容易に対応可能である。
すなわちＶＯＣ廃液１は、前述したように様々な構成成分パターンが考えられ、その具体的内容次第では、低カロリーの改質ガス９や、カロリー変動の大きい改質ガス９も予測されるが、ロータリーエンジン５は、その一般的特性に基づき、空気燃料比１３.１〜１５.７程度でも、調整なしで回転数一定の安定運転が可能である。カロリーの補足調整や変動幅調整のための燃料補充は、不要である。
【００３１】
（７）そして、運転されるロータリーエンジン５の排気ガス６は、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度と高温であり、改質反応器３へと排出，導入される。更に、改質反応器３にて使用，排出された排気ガス６は、まだ６５０℃程度と高温を維持しており、予熱器２に導入され加熱用に利用される。
【００３２】
（８）さて、このＶＯＣ廃液１の改質システムは、以上説明したように、改質反応器３からの改質ガス９を、ロータリーエンジン５の燃料として使用すると共に、ロータリーエンジン５の排気ガス６が極めて高温であることに着目して、この排気ガス６を、改質反応器３や予熱器２に持ち込んで活用する。
この改質システムでは、このように、改質反応器３とロータリーエンジン５と予熱器２との間が、有機的に関連付けられている。つまり、その各構成間が、サイクル的，相互補完的，循環的に関係しており、その分だけ設備が、簡単容易化，簡略化，小型化，小規模化される。
【００３３】
（９）この改質システムは、このように、その構成設備である改質反応器３，ロータリーエンジン５，予熱器２間が、有機的，サイクル的，相互補完的，循環的に関連付けられている。そこで、全体のシステム運用に無駄がなく効率的であり、システムのランニング面において、その燃料や熱源が無駄なく生成，使用，有効利用されており、改質処理時間も短い。
すなわち、ＶＯＣ廃液１からＶＯＣ物質を精製したり、ＶＯＣ廃液１を廃棄処分したりするのではなく、ＶＯＣ廃液１をそのまま直に改質して、即燃料化，再使用，有効利用する。このように生成された燃料にて、ロータリーエンジン５を運転すると共に、そのロータリーエンジン５の排気ガス６を、改質用に活用，有効利用する。もって例えば、電力をコスト面に優れて供給可能となる。
【００３４】
（１０）又、このようにＶＯＣ廃液１が、水素，一酸化炭素，二酸化炭素等に水蒸気改質されてしまうので、大気汚染，環境破壊の虞もなくなる。これらの原因物質となる可能性のあるＶＯＣは、改質により不安なく処理されてしまう。
【実施例１】
【００３５】
ここで、本発明のＶＯＣ廃液１の改質システムの実施例について述べておく。表１および図２は、実施例１のテスト結果の計測データの表およびグラフである。この実施例１では、図１に示した改質システムにおいて、触媒８が充填された改質反応器３に対し、ＶＯＣ廃液１を混合ガス４に気化して連続的に供給し、もって水蒸気改質についてテストした。まず、実施例１のテスト条件は、次のとおり。
・供給廃液１のＶＯＣ中のカーボンＣと水Ｈ２Ｏとの比率（ｍｏｌ）：  １
対 ５.３７
・触媒温度（℃）      ：  ８００
・ガス滞留時間（ｍｓ）：  ７１
・触媒（粒子固定層）  ：  ニッケルＮｉ触媒，層高１３ｍｍ，層断面積７８.５ｍｍ２
，層空隙率０.４
・テスト時間（ｍｉｎ）：  ７０
【００３６】
このようなテスト条件のもと、改質反応器３から生成，排出される改質ガス９を、経時的に計測した結果、次の表１および添付の図２に示したように、次のデータが得られた。
・改質ガスの平均組成（ｖｏｌ％）：  Ｈ２  ７０％，  ＣＯ  ９％，  ＣＯ２  ２１％
，ＣＨ４  ０.０５％
・ＶＯＣ改質変換率（％）        ：  ９９.９９（ＶＯＣ残留は検出されず）
・炭素析出                      ：  Ｎｏ coke deposition
・炭化水素（有機物）            ：  Ｎｏ C2-hydrocarbons
実施例１のテスト結果によると、このようにＶＯＣは、所期のごとく水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、上記組成のように、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２，極く僅かのメタンＣＨ４等に、水蒸気改質された。
実施例１では、このような点がデータ的に確認された。
【表１】
2008144614.tif 000013
【実施例２】
【００３７】
実施例２については、次のとおり。実施例２は、図１に示した改質システムのスペックの１例に関する。
・供給廃液１中のＶＯＣと水Ｈ２Ｏの比率（ｗｔ％）：  ２０％  対  ８０％
・そのＶＯＣの構成成分（ｗｔ％）：トルエン８％，キシレン２％，メチルエチルケトン
４％，イソプロピルアルコール４％，酢酸エチル２％
このＶＯＣ廃液１の水蒸気改質について、まず、その化学反応式を求めた。すなわち、このスペックの構成成分量（ｗｔ％）から、個々それぞれのモル分率、そしてそのモル分率に含まれる原子数を計算し、もって全構成成分の平均，合計原子数を算出して、炭素１モル当たりに換算した結果、炭素１モル当たりの全成分の平均実験式は、ＣＨ１.６０６Ｏ０.１３２となった。（従って、炭素１モル当たりの全構成成分の平均，合計分子量は、１２×１＋１×１.６０６＋１６×０.１３２＝１５.７１である。）
そこで、求める化学反応式は、次の化１１となった（その上段は、水素収率が最小の場合、下段は、水素収率が最大の場合である）。
【化１１】
2008144614.tif 000014
【００３８】
この化１１の反応式に基づき、このスペックの水蒸気改質に際し、炭素１モル当たりのＶＯＣ１モル（１２×１＋１×１.６０６＋１６×０.１３２＝１５.７１ｇ）に対し、理論上必要な水蒸気量は、１５.６６〜３３.６６ｇ（ＶＯＣ重量の１.０〜２.１倍）として算出される。そして実際上の必要量は、その１.３倍とすると、ＶＯＣ重量の１.３〜２.７倍、最大約３倍程度となる。
実施例２については、以上のとおり。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る揮発性有機化合物の廃液改質システムについて、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、構成フロー図である。
【図２】同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、実施例の計測データのグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１  ＶＯＣ廃液（廃液）
２  予熱器
３  改質反応器
４  混合ガス
５  ロータリーエンジン（エンジン）
６  排気ガス
７  管路
８  触媒
９  改質ガス
１０  管路
１１  管路
１２  冷却水
１３  冷却部
１４  ポンプ
１５  空気
１６  調節ユニット
１７  凝縮水
１８  発電機
１９  燃焼部
【図１】
2008144614.tif 000015
【図２】
2008144614.tif 000016