(57)【要約】【課題】高濃度の有機溶剤を直列多段吸着方式にて処理する場合において、第１吸着工程での吸着熱による水分蒸発に対する次工程の第２吸着工程への影響を阻止出し、高処理性能を維持させる。【解決手段】最初に１段目の第１吸着工程に高濃度有機溶剤の被処理ガスを通すと、高濃度の有機溶剤を吸着させることにより、吸着熱が発生する。吸着熱の発生により吸着材に吸着していた水分が蒸発を行うと共に吸着材だけでなく出口の処理済ガスの温度をも上昇させる。第２吸着工程に入る第１吸着工程の処理済ガスを外気にて希釈することにより風量を増加せしめるとともに相対湿度が下げることにより第２吸着工程での希釈後の処理済ガスによる乾燥を強化させる。【選択図】図１
2004105806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着材で被処理ガスを吸着処理する吸着槽を有する有機溶剤処理装置を用いて、有機溶剤含有ガス中に含まれる有機溶剤を直列２段もしくはそれ以上の直列多段吸着方式において１段目吸着槽と２段目吸着槽との間に２段目処理前にて１段目処理済ガスを外気よって希釈して風量を増加する手段を設けたことを特徴とする直列多段吸着方式の有機処理処理装置。
【請求項２】
前記希釈に使用する外気を加熱手段により外気の相対湿度を制御する加熱機構を設けることを特徴とする請求項１記載の有機溶剤処理装置。
【請求項３】
該吸着材が活性炭素繊維または粒状活性炭であることを特徴とする請求項１及び２に記載の有機溶剤処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、大気への有機溶剤の飛散を最小限として、有機溶剤を最大限に回収することを可能とした有機溶剤処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、有害大気汚染物質に対する排出濃度規制が強化されてきており、有機溶剤処理装置からの排ガス中の有機溶剤濃度を最大限に低減することが望まれている。
【０００３】従来、上記処理装置には吸着材として活性炭素繊維や粒状活性炭が充填されている吸着槽が２基以上設けられている他に、各吸着槽に対する有機溶剤が含有した被処理ガスを供給する手段と水蒸気を噴出する脱着手段とを設け、前記吸着槽にて被処理ガスを吸着処理する吸着工程と脱着手段にて脱着を行う脱着工程とを交互に切り替える手段が設けて構成してあった。
【０００４】吸着に関与する細孔が粒状活性炭ではマクロポアであるのに対し
活性炭素繊維ではミクロポアであることなどから、有機溶剤の吸着・脱着速度が活性炭素繊維の方が速く、また脱着時間が短時間で終了するため回収溶剤の品質が良いことが挙げられる。また、吸着材を水蒸気にて脱着を行うと、一旦吸着材が湿ることにより、吸着性能を長期間の運転において維持するには吸着材を次の脱着までに乾燥させる必要がある。この乾燥が不十分であると運転が進むに連れ吸着材の湿る部分が広がり、吸着性能を大幅に低下させる。活性炭素繊維は粒状活性炭に比べ乾燥が極めて速く行われることから、吸着工程が乾燥を兼ねるケースが一般的であった。
【０００５】しかしながら、被処理ガスの有機溶剤濃度が増すに連れ、処理風量当たりの吸着材の多くなることから、乾燥を吸着工程で兼ねることは困難となっていき、下記の様々な対策が取られてきた。
（１）単独にて乾燥工程を設ける：乾燥用の吸着槽をもう１槽追加する必要がある
ことから、装置が大型化となる上、処理系統が複雑になる問題がある。
（２）被処理ガスの吸着前温度を上げる（特許文献１参照）：吸着温度を上げるに
従い、吸着効率が低下する問題がある。
（３）被処理ガスの吸着前相対湿度を下げる：水分除去の付属装置が必要である。
（４）被処理ガスを希釈して風量を増加させる（特許文献１参照）：吸着する有機
溶剤濃度が下がるため、吸着効率も下がる。
【０００６】これらの対策を行っても、吸着工程特に吸着初期においては乾燥が十分でなく、吸着材が湿っており高温であることから吸着能力が完全に回復していないため処理済ガス中に有機溶剤が漏れだすことがあった。また、吸着材の取付部の隙間や充填による隙間が極微量ではあるが発生するため、これらの隙間から被処理ガスが漏れ出すなどにより、１段のみの吸着工程での除去性能は９８〜９９％が限界となり、さらに除去性能を高めるには直列接続の多段吸着処理を行う必要があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５８−９２４４４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】近年の環境認識の向上に伴い、排出ガス中の有機溶剤含有量の規制が強化されたことから、有機溶剤含有量の低減化が活発となって来ている。被処理ガスの有機溶剤濃度が高濃度の場合においては、除去性能が９９％以上を求められるため、直列多段処理を行うケースが増して来ている。直列多段処理の順序としては、被処理ガスを最初に吸着処理する１段目の工程を第１吸着工程とし、その後に処理効率が上がるに従い処理経路に直列に接続された吸着処理工程を２段目（第２吸着工程）、３段目（第３吸着工程）と増していくことになる。尚、脱着効率を落とさないために、脱着は吸着処理の１段目である第１吸着工程が終了した後に行うことが最良であり、直列２段吸着処理の例に取ると、特定の吸着槽での処理サイクルは脱着→第２吸着工程→第１吸着工程→脱着となる。
【０００９】しかし、直列２段以上の処理の場合、第１吸着工程では高濃度有機溶剤の吸着熱により、吸着材に吸着していた水分が蒸発し、この水分が次工程の第２吸着工程に移り、第２吸着工程での乾燥を阻害させてしまう。さらに、この水分が第１吸着工程と第２吸着工程との間で循環し、最終的には吸着材の乾燥不良となり、吸着材が湿りだし最終的には濡れることにより吸着効率が大幅に低下する。
【００１０】この吸着熱は有機溶剤濃度に比例することから、濃度が高ければ高い程吸着熱の発生量が増し、吸着材の温度上昇、処理済ガスの温度上昇、及び水分の蒸発などが発生するため、第１吸着工程の吸着材の吸着効率を低下させるだけでなく、後工程である第２吸着工程へ悪影響を及ぼすことを考慮して細心の注意を払って装置設計に取り組む必要があった。また、被処理ガスが高濃度で低風量の場合に顕著となる。吸着熱の発生を抑制する方法としては、被処理ガスの有機溶剤濃度を希釈などにより下げる方法があるが、吸着濃度が下がることにより吸着効率も低下することから吸着材量を多くしなければならず、装置が大型化となり、コスト及び設置場所などにおいて問題となっていた。
【００１１】最近、第１吸着工程と第２吸着工程との間に第１吸着工程から飛散した水分を冷却・加熱機構により除去する方法（特開２００１−１７９０４１）が実施されているが、水分を凝縮させるには露点まで冷却に必要なエネルギー及び加熱に必要なエネルギーは処理済ガスの風量に比例していくことから、ランニングコストの面で問題であった。
【００１２】本発明は高濃度処理において、第１吸着工程での吸着熱による水分蒸発に対する次工程の第２吸着工程への影響を阻止出し、高処理性能を維持することが出来る有機溶剤処理装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は高濃度処理での多段直列処理方式において、第１吸着工程から高濃度有機溶剤の被処理ガスの吸着処理での吸着熱にて蒸発した水分により後工程の第２吸着工程で乾燥不足とならないように、第２吸着工程前において第２吸着工程に入る処理済ガスを外気により希釈し風量を増すことにより、吸着材の湿りを防ぐことである。
【００１４】高濃度有機溶剤の被処理ガスを直列多段吸着にて処理を行う場合、まず最初に１段目の第１吸着工程に高濃度有機溶剤の被処理ガスを通すと、高濃度の有機溶剤を吸着させることにより、吸着熱が発生する。吸着熱の発生により吸着材に吸着していた水分が蒸発を行うと共に吸着材だけでなく出口の処理済ガスの温度をも上昇させる。第２吸着工程に入る第１吸着工程の処理済ガスを外気にて希釈することにより風量を増加せしめるとともに相対湿度が下げることにより第２吸着工程での希釈後の処理済ガスによる乾燥を強化させる。
【００１５】さらに、外気の温度が低い冬場又は外気の相対湿度が高い雨天時や夏場において外気を加熱することにより、年間を通して第２吸着工程の乾燥条件を安定させることが出来る。
【００１６】第１吸着工程の処理済ガスと外気との混合割合は吸着材の量、ガス成分の種類、処理済ガスの風量、温湿度等によって適宜決定される。例えば、吸着材の量に対して処理済ガスの風量が少ない場合や処理済ガスの温湿度が高い場合には外気の混合割合を増やしていき、第２吸着工程終了迄に吸着材を乾燥させる。
【００１７】この結果、本発明のシステムは連続的に高濃度有機溶剤含有ガスを高効率に除去することが可能となり非常に操作性に優れるとともに、長期間にわたっての高性能を維持することが可能となった。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１にて説明する。有機溶剤含有ガスＡは送風機１にて自動ダンパー１１の開閉により第１吸着工程となっている吸着槽２に送られ、有機溶剤は吸着槽２内の吸着材を通過中に吸着されて被処理ガスとなって排出される。しかしこの被処理ガス中には第１吸着工程で漏れだした有機溶剤が含まれていることから、さらに吸着処理を行うため、第２吸着工程へ送風機５にて送られ、第２吸着工程にて処理後清浄ガスとなって系外へ排出される。第２吸着工程後、第１吸着工程が終了した吸着槽は脱着工程に切り替わり
自動ダンパー１１で封鎖され、吸着槽２内に水蒸気を噴出して、すでに吸着材に吸着された有機溶剤を脱着する。脱着された有機溶剤と水蒸気はコンデンサー６に送られて凝縮し、凝縮した有機溶剤は回収溶剤として得られる。
【００１９】有機溶剤含有ガスＡ（被処理ガス）が高濃度である場合、第１吸着工程において高濃度の有機溶剤の吸着により多量の吸着熱が発生し、吸着材に吸着していた水分が蒸発を行うと共に吸着材だけでなく出口の処理済ガスの温度をも上昇させる。第１吸着工程の出口の処理済ガスを外気により希釈を行うことにより、第２吸着工程に流れる被処理ガスの風量を増し、第２吸着工程での希釈後の処理済ガスによる乾燥を強化させる。
【００２０】さらに乾燥を強化させるには、外気を加熱手段４により昇温し、第２吸着工程の吸着材の乾燥を大幅に促進させる。加熱温度上昇幅としては、＋５〜＋１５℃内が望ましい。
【００２１】第１吸着工程と第２吸着工程間で処理済ガスを外気によて希釈を行うことにより、第１吸着工程からの水分蒸発による吸着材の湿りを防止したものである。この結果、長期間の連続運転においても、常時系外に排出されるガス濃度は低濃度でかつ一定化することが可能となった。
【００２２】
【実施例】図１に示す有機溶剤処理装置を基本フローとして、以下に活性炭素繊維を吸着材として使用した有機溶剤処理装置での実施例を示す。［実施例１］塩化メチレンを１００００ｐｐｍ含む４０℃の溶剤混合ガスを、風量７０Ｎｍ３／分で送風機１、吸着槽２、外気導入、送風機５、吸着槽２の順に流し被処理ガスの吸着処理を行った。吸着時間８分間及び脱着時間６分間にて切替を行い、脱着された塩化メチレンと水蒸気はコンデンサー６へ送られ、コンデンサー７にて凝縮し、塩化メチレンを回収した。
【００２３】外気を３０Ｎｍ３／分導入により第２吸着工程入口の処理ガスの風量が１００Ｎｍ３／分、温度が３７℃、露点２０℃となり、第１吸着工程出口中の塩化メチレン出口濃度は平均１８０ｐｐｍ（除去率９８．２％）、第２吸着工程出口中の塩化メチレン出口濃度は平均１２ｐｐｍ（除去率９０．５％）となった。
【００２４】［実施例２］塩化メチレンを１００００ｐｐｍ含む４０℃の溶剤混合ガスを、風量７０Ｎｍ３／分で送風機１、吸着槽２、外気導入と加熱手段４、送風機５、吸着槽２の順に流し被処理ガスの吸着処理を行った。吸着時間８分間及び脱着時間６分間にて切替を行い、脱着された塩化メチレンと水蒸気はコンデンサー６へ送られ、コンデンサー７にて凝縮し、塩化メチレンを回収した。
【００２５】外気を３０Ｎｍ３／分導入すると共に、加熱手段により２５℃から３５℃に昇温することにより、第２吸着工程入口の処理ガスは風量が１００Ｎｍ３／分、温度が４０℃、露点２０℃となり、第１吸着工程出口中の塩化メチレン出口濃度は平均１４０ｐｐｍ（除去率９８．６％）、第２吸着工程出口中の塩化メチレン出口濃度は平均５ｐｐｍ（除去率９４．９％）となった。
【００２６】［比較例］塩化メチレンを１００００ｐｐｍ含む４０℃の溶剤混合ガスを、風量７０Ｎｍ３／分で送風機１、吸着槽２、送風機５、吸着槽２の順に流し被処理ガスの吸着処理を行った。吸着時間８分間及び脱着時間６分間にて切替を行い、脱着された塩化メチレンと水蒸気はコンデンサー６へ送られ、コンデンサー６にて凝縮し、塩化メチレンを回収した。
【００２７】加熱手段及び冷却手段が無く第１吸着工程出口の処理済ガスを４１℃と上昇し、第１吸着工程出口中の塩化メチレン出口濃度は平均８００ｐｐｍ（除去率９２．０％）、第２吸着工程出口中の塩化メチレン出口濃度は平均９０ｐｐｍ（除去率８８．８％）となった。
【００２８】実施例１、実施例２、比較例の処理結果を下記の表１に示す。
【表１】
2004105806.tif 000003
【００２９】
【発明の効果】以上の様に本発明の有機溶剤処理装置によれば、高濃度による直列多段吸着処理において、第１吸着工程と第２吸着工程との間に処理ガスを外気にて希釈を行うことにより、第１吸着工程での高濃度吸着による吸着熱にて飛散する水分に対して、第２吸着工程に流れる希釈後の処理ガスの風量を増し、相対湿度を下げて、吸着材の乾燥を十分に行うことにより、連続的に安定な高除去の処理が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機溶剤処理装置の実施例の基本処理フロー図
【図２】有機溶剤処理装置の比較例の基本処理フロー図
【符号の説明】
１：送風機
２：吸着槽
３：外気導入フィルター
４：加熱手段
５：送風機
６：コンデンサー
１１：自動ダンパー
１２：水蒸気弁
１３：脱着ガス弁
Ａ：有機溶剤被処理ガス
Ｂ：第１吸着工程出口ガス
Ｃ：第２吸着工程入口ガス
Ｄ：清浄ガス
Ｅ：外気
【図１】
2004105806.tif 000004
【図２】
2004105806.tif 000005