(57)【要約】【課題】有機溶剤を含む廃液を濃縮した際に発生する蒸気成分を凝縮させることなく、燃焼脱臭処理した後に排気することにより、河川や海洋の汚染を回避することのできる、新規な有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムの開発を技術課題とした。【解決手段】濃縮装置Ｄ１と蒸気処理装置Ｄ２とを具え、濃縮装置Ｄ１において廃液が濃縮される際に発生した蒸気成分Ｖを圧縮ポンプ１０３によって大気圧まで昇圧させた後、蒸気処理装置Ｄ２において燃焼・脱臭処理し、その後、外部に排気することを特徴として成り、蒸気成分Ｖを凝縮させることなく系外に排出することができるため、河川や海洋を汚染してしまうことがない。また蒸気成分Ｖを燃焼・脱臭処理した後に系外に排出するため、大気を汚染してしまうことがない。更に脱臭炉１０５からの気体や炎の逆流を防ぐことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を含んだ廃液から溶媒成分を蒸発させることにより濃縮液を得る濃縮システムにおいて、前記システムは、濃縮装置と蒸気処理装置とを具えて成るものであり、濃縮装置において廃液が濃縮される際に発生した蒸気成分を圧縮ポンプによって大気圧まで昇圧させた後、蒸気処理装置において燃焼・脱臭処理し、その後、外部に排気することを特徴とする有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システム。
【請求項２】
前記蒸気成分の燃焼・脱臭処理は直接燃焼式脱臭炉によって行うことを特徴とする請求項１記載の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システム。
【請求項３】
前記蒸気成分の燃焼・脱臭処理は蓄熱燃焼式脱臭炉によって行うことを特徴とする請求項１記載の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システム。
【請求項４】
前記圧縮ポンプに対する蒸気成分の供給は、ミストを除去した後に行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃液の処理装置に関するものであって、特に有機溶剤を含んだ廃液等を濃縮する際に発生する廃液の蒸気成分を、凝縮液を発生させることなく処理することのできる有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムに係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
近時、有機溶剤を含む廃液等を処理するにあたっては、図５に示すような濃縮システムＳ′が用いられており、濃縮装置Ｄ１′によって溶媒を蒸発させることにより得られた濃縮液は、別のプロセス燃料等として再利用されている。一方、廃液中から蒸発した蒸気成分Ｖは、コンデンサＣ等を用いて凝縮された後、外部へ放出されているが、凝縮液に対しては低沸点の溶剤等が混入するためＢＯＤ、ＣＯＤが高く、多量の水で希釈しなければ河川や海洋へ放出することができなかった。もとよりこのような廃液を河川や海洋に投棄することは好ましいことではなく、近時、特に陸上で処理することが求められてきている。
【０００３】
【解決を試みた技術課題】
本発明はこのような背景からなされたものであって、有機溶剤を含む廃液を濃縮した際に発生する蒸気成分を凝縮させることなく、燃焼脱臭処理した後に排気することにより、河川や海洋の汚染を回避することのできる、新規な有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムの開発を技術課題としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムは、有機溶剤を含んだ廃液から溶媒成分を蒸発させることにより濃縮液を得る濃縮システムにおいて、前記システムは、濃縮装置と蒸気処理装置とを具えて成るものであり、濃縮装置において廃液が濃縮される際に発生した蒸気成分を圧縮ポンプによって大気圧まで昇圧させた後、蒸気処理装置において燃焼・脱臭処理し、その後、外部に排気することを特徴として成るものである。
この発明によれば、蒸気成分を凝縮させることなく系外に排出することができるため、河川や海洋を汚染してしまうことがない。また蒸気成分を燃焼・脱臭処理した後に系外に排出するため、大気を汚染してしまうことがない。更に脱臭炉からの気体や炎の逆流を防ぐことができる。
【０００５】
また請求項２記載の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムは、前記要件に加え、前記蒸気成分の燃焼・脱臭処理は直接燃焼式脱臭炉によって行うことを特徴として成るものである。
この発明によれば、脱臭炉の排気から熱を回収して熱の再利用を図ることができ、ランニングコストが低減される。
【０００６】
更にまた請求項３記載の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムは、前記請求項１記載の要件に加え、前記蒸気成分の燃焼・脱臭処理は蓄熱燃焼式脱臭炉によって行うことを特徴として成るものである。
この発明によれば、少ない燃料で脱臭炉の運転を行うことができるため、ランニングコストが低減される。
【０００７】
更にまた請求項４記載の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムは、前記要件に加え、前記圧縮ポンプに対する蒸気成分の供給は、ミストを除去した後に行うことを特徴として成るものである。
この発明によれば、圧縮ポンプにおいて液圧縮を引き起こした場合に起きてしまう故障を回避することができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムについて図示の実施の形態に基づいて説明する。図中符号Ｓで示すものが本発明の濃縮システムであり、このシステムは濃縮装置Ｄ１及び蒸気処理装置Ｄ２を具えて構成される。
まず前記濃縮装置Ｄ１について説明すると、この装置は加熱缶１と蒸発缶２との間を吹込管路３によって接続して構成される。前記加熱缶１内には長管１１が具えられており、この長管１１内に流入させた液体原料Ｌを、長管１１の外側に供給した加熱媒体からの伝導熱によって沸騰させることにより溶媒成分が蒸発させられるものである。そして濃度の高まった状態の液体成分Ｌ１と蒸気成分Ｖとを前記蒸発缶２内に吹き込み、この蒸発缶２内においてこれら液体成分Ｌ１と蒸気成分Ｖとの分離を行うといった操作を繰り返すことにより、液体原料Ｌの濃縮が行われるものである。
【０００９】
以下前記濃縮装置Ｄ１を構成する諸部材について詳しく説明する。
まず前記加熱缶１について説明すると、このものは密閉性が確保された筐体１０内に、金属等の耐熱素材から成る管路である長管１１を複数本具えるものであり、この長管１１の下端部を筐体１０下部に形成した給液口１２と連通状態とし、一方、長管１１の上端部を筐体１０上部に形成した排出口１３に臨ませて成るものである。なお排出口１３に対しては後述するように先細り形状のダクト３１が接続される。また前記筐体１０の側周部分には蒸気口１４及びドレン口１５が形成される。
【００１０】
次に前記蒸発缶２について説明すると、このものは図２、３に示すように一例として円筒部２０Ａ下部に逆円錐部２０Ｂを接続した形状の中空部材である筐体２０の上部に排気口２１を形成し、下部に結晶排出口２２を形成するとともに、この結晶排出口２２に結晶排出管２５を接続し、更に側周部に流入口２３を形成して成るものである。
【００１１】
そして前記加熱缶１における排出口１３と、蒸発缶２における流入口２３との間を吹込管路３によって連通状態に接続し、また前記加熱缶１における給液口１２と、蒸発缶２内部との間を戻り管路５によって連通状態に接続する。この結果、蒸発缶２、戻り管路５、加熱缶１及び吹込管路３を要素とした循環経路が形成されるものである。なお前記戻り管５は、結晶排出管２５の側周部分を貫通してその内部に至り、上方に屈曲するとともに上端部である取込口５０を逆円錐部２０Ｂ内に位置させて成るものである。
なお前記戻り管路５には濃縮液排出口５１を形成するものであり、バルブ５２を開放することにより、濃縮された状態の液体成分Ｌ１を外部に排出できるように構成する。
【００１２】
ここで前記吹込管路３及び流入口２３の形態について更に詳しく説明するものであり、これらの構成については、一例として本出願人による特許出願である特願２００２−１３５０５５「高速旋回式蒸発装置」に開示されたものを採用するものである。
まず前記吹込管路３は図３に示すように、蒸発缶２に対して円形横断面の接線方向に流路を形成するように接続することにより、蒸発缶２内において液体成分Ｌ１及び蒸気成分Ｖの旋回流を生じさせるように構成される。そして吹込管路３における加熱缶１との接続部位を、先細り状のダクト３１によって構成した。
また前記流入口２３は図３（ｃ）に示すように、垂直辺が水平辺よりも長い長方形状のスリットとするものであり、吹込管路３における蒸発缶２との接続部位の開口断面の形状も、垂直辺が水平辺よりも長い長方形状とし、蒸発缶２内に吹き込む液体成分Ｌ１と蒸気成分Ｖとが薄層状態に成るように構成した。
【００１３】
またこの実施の形態においては、前記蒸発缶２における筐体２０内に液体原料Ｌを供給するものであり、給液タンク８に貯留された液体原料Ｌを、バルブ８１の開度を調整することにより、筐体２０内に配したノズル８２から噴出するものである。
【００１４】
更にまた前記加熱缶１に形成した蒸気口１４には蒸気供給装置９を接続するものであり、ここから筐体１０内に供給された蒸気が、長管１１内に位置する液体原料Ｌ（濃縮後の液体成分Ｌ１も含む）に対して熱を伝導し、その結果蒸気は凝集してドレン口１５から外部に排出される。
【００１５】
次に前記蒸気処理装置Ｄ２について説明すると、このものは図１に示すように、前記蒸発缶２における排気口２１の後段部分に接続される装置であり、液体原料Ｌが濃縮される際に発生した蒸気成分Ｖを燃焼・脱臭処理したうえで外部に排出するための装置である。この実施の形態で示す蒸気処理装置Ｄ２は、一例としてミストセパレータ１０１、ミストセパレータ１０２、圧縮ポンプ１０３、押し込みファン１０４、脱臭炉１０５、廃熱回収ボイラ１０６及び煙突１０７を適宜の管路によって接続して構成されるものである。更に蒸気処理装置Ｄ２の補機としてバルブ１０８、圧力計１０９、三方弁１１０、圧力計１１１、ダンパ１１２、及び冷却ファン１１３が具えられるものである。
【００１６】
以下これら蒸気処理装置Ｄ２の構成要素について順次説明する。
まず前記ミストセパレータ１０１は、円筒容器内に衝突板を具えて成るものであり、容器内に導入されたミスト（霧）を含んだ気体が衝突板にぶつかった際にミストを落下させて気体から分離させる装置である。なお圧縮ポンプ１０３の直前に設けられるミストセパレータ１０２についても同様の構成とする。
【００１７】
また前記圧縮ポンプ１０３は、前記蒸発缶２内において減圧状態となっていた蒸気成分Ｖを大気圧まで昇圧するために用いられるポンプであり、詳細な説明は省略するが、冷却ファンや回転制御盤等を周辺機器として具えて構成されるものである。
【００１８】
また前記押し込みファン１０４は、前記圧縮ポンプ１０３によって昇圧された蒸気成分Ｖを脱臭炉１０５に送り込むために用いられるファンであり、同時に脱臭炉１０５から圧縮ポンプ１０３側への逆火防止を図るものである。
【００１９】
また前記脱臭炉１０５は、重油等を燃焼させて蒸気Ｖに含まれる臭気成分を加熱・酸化分解させるための装置であり、この実施の形態では一例として直接燃焼式の装置を採用した。ここで直接燃焼式の脱臭炉１０５とは公知の装置であって、バーナを有する燃焼室と反応室とを連通状態に具えて構成されるものである。そして前記バーナによって約７００〜８５０℃に昇温された燃焼室内に直接、被処理気体を吹き込み、続いて被処理気体を反応室内に所定時間（２秒前後）滞留させることにより、臭気成分を燃焼分解するものである。なおこの実施の形態で用いた接燃焼式の脱臭炉１０５は熱回収を行わないタイプの装置であり、その排気温度は約８００℃となるものである。
【００２０】
また前記廃熱回収ボイラ１０６は、前記脱臭炉１０５から排気された気体中の熱を回収するための装置であり、ここで回収された熱は蒸気供給装置９に送られて再利用が図られるものである。この実施の形態では一例として脱臭炉１０５の排気熱により水を加熱して蒸気を生成する装置を採用した。
【００２１】
そして前記ミストセパレータ１０１とミストセパレータ１０２との間には、バルブ１０８及び圧力計１０９が設けられ、前記圧力計１０９によって圧縮ポンプ１０３の吸入側の圧力を測定し、この値に基づいて蒸発缶２内が所定の真空度以上にならないように圧縮ポンプ１０３の回転数を制御するものである。またミストセパレータ１０２と圧縮ポンプ１０３との間に三方弁１１０を設けるものであり、この三方弁１１０には外気を導入するための管路と、窒素ガスを導入するための管路とが接続され、そのいずれかを圧縮ポンプ１０３に供給できるように構成される。なお圧縮ポンプ１０３への外気または窒素ガスの供給は、前記バルブ１０８を閉じた状態で行われるものであり、運転停止時に有機溶剤の濃度を下げて爆発防止を図ったり、圧縮ポンプ１０３内部を乾燥するために行われるものである。
【００２２】
また前記圧縮ポンプ１０３と押し込みファン１０４との間には、圧力計１１１及びダンパ１１２が設けられる。そして圧力計１１１によって圧縮ポンプ１０３の吐出側圧力を計測し、その値が所定以上に上昇しないようにダンパ１１２の開度を調節するものである。
【００２３】
また前記廃熱回収ボイラ１０６と煙突１０７との間には冷却ファン１１３が接続されるものであり、廃熱回収ボイラ１０６の排出ガスの温度を更に低下させた状態で煙突１０７から排気するように構成する。
【００２４】
本発明の有機溶剤を含んだ廃液の濃縮システムＳは、一例として上述したように構成されるものであり、以下このシステムによる廃液の濃縮プロセスについて説明する。
〔濃縮装置の起動〕
まず圧縮ポンプ１０３を起動して、濃縮装置Ｄ１内において液体原料Ｌ及び液体成分Ｌ１が循環する経路内の減圧を図る。次いでバルブ８１の開度を調節して、有機溶剤を含んだ廃液を液体原料Ｌとしてノズル８２から蒸発缶２内に供給する。次いで蒸気供給装置９から加熱缶１内に蒸気を供給するものであり、長管１１を加熱した蒸気は凝集し、ドレン口１５から外部に排出される。なお廃液に含まれる有機溶剤としては、プロピルアルデヒド、プロピレングリコール、ジメチルジオキサイド、無水マレイン酸、イソプロパノール、アリルアルコール、酢酸エチル、ジオキサン、ネオペンチルグリコール、１．６ヘキサンジオール、無水フタル酸、イソフタル酸等が挙げられる。
【００２５】
このような状況の下、液体原料Ｌは、戻り管路５を経由して加熱缶１に至って長管１１内に供給され、蒸気から伝導される熱によって長管１１内部で沸騰し、発生した蒸気成分Ｖが長管１１内を上昇する際に液体成分Ｌ１を引き上げることとなる。
そしてこれら蒸気成分Ｖと液体成分Ｌ１とは長管１１内を上昇して排出口１３に至りここから吹込管路３内に入り込むものであり、この実施の形態では、吹込管路３内における蒸気成分Ｖと液体成分Ｌ１との流速が、１００〜２５０ｍ／ｓとなるようにした。
【００２６】
次いで蒸気成分Ｖと液体成分Ｌ１とは、蒸発缶２における流入口２３から筐体２０内に流入する。このとき蒸発缶２内において液体成分Ｌ１の旋回流が生じるものであり、遠心効果により液体成分Ｌ１の発泡を効果的に抑えられるものである。その後液体成分Ｌ１は再び戻り管路５を経由して加熱缶１に送られるものであり、このような循環を継続することにより濃縮が進行するものである。
そして以上のような操作を継続し、液体成分Ｌ１が所望の濃度となった時点でバルブ５２を開放し、濃縮された状態の液体成分Ｌ１を外部に排出するものである。
【００２７】
一方、吹込管路３から蒸発缶２内に至った蒸気成分Ｖは、排気口２１から排出されて蒸気処理装置Ｄ２に送られるものであり、排気口２１の次段に設けたミストセパレータ１０１によってミスト（霧滴）が除去され、続いて圧縮ポンプ１０３の直前に設けたミストセパレータ１０２によって更にミスト（霧滴）が除去された状態で圧縮ポンプ１０３に取り込まれる。
そして蒸気成分Ｖは圧縮ポンプ１０３によって昇圧されるものであり、この実施の形態では一例として蒸発缶２から排出された時点で約０．５気圧だった圧力を約１気圧まで昇圧するようにした。
なおこのとき、圧縮ポンプ１０３に取り込まれた蒸気成分Ｖ中にはミスト（霧滴）がほとんど存在しないため、圧縮ポンプ１０３が液圧縮をして故障してしまうことを回避することができる。
【００２８】
このようにして圧縮ポンプ１０３によって昇圧された蒸気成分Ｖは、押し込みファン１０４の作用により脱臭炉１０５に送られ、ここで燃焼・脱臭されるものである。この結果、蒸気成分Ｖに含まれる有機溶剤等が除去された状態の気体が排気として廃熱回収ボイラ１０６に送られることとなる。
そして廃熱回収ボイラ１０６では、排気中の熱を回収してこの熱を蒸気発生装置９へと送り、熱の再利用が図られるものである。
一方、熱回収が行われた排気は、冷却ファン１１３から供給される外気と混合され、更に温度が低下した状態で煙突１０７から外部に放出されるものである。
【００２９】
なお廃液濃縮システムＳの運転中は、前記圧力センサ１０９によって圧縮ポンプ１０３の吸入側の圧力を測定し、この値に基づいて蒸発缶２内が所定の真空度以上にならないように圧縮ポンプ１０３の回転数を制御するものである。また圧力計１１１によって圧縮ポンプ１０３の吐出側圧力を計測し、その値が所定以上に上昇しないようにダンパ１１２の開度を調節するものである。
【００３０】
そして廃液濃縮システムＳの運転を停止する際には、まずバルブ１０８を閉鎖して濃縮装置Ｄ１と蒸気処理装置Ｄ２との間の流路を分断し、次いで三方弁１１０を切り替えて窒素ガスを導入し、蒸気処理装置Ｄ２内の有機溶剤成分の濃度を下げることにより爆発防止を図る。次いで三方弁１１０を切り替えて外気を導入し、圧縮ポンプ１０３の内部を乾燥させることにより、腐蝕防止を図るようにする。
【００３１】
以上述べたように、本発明の蒸気処理装置Ｄ２を具えて構成された廃液濃縮システムＳによれば、廃液等の液体原料Ｌ１を濃縮した際に発生する蒸気成分Ｖを凝縮させることなく、燃焼脱臭処理した後に排気することが可能となるものであり、従来手法を採った場合に発生していた凝縮水の処理が不要となり、河川や海洋の汚染を回避することが可能となるものである。
【００３２】
【他の実施の形態】
本発明は上述した実施の形態を基本となる実施の形態とするものであるが、本発明の技術的思想に基づいて以下に示すような実施の形態を採ることもできる。
具体的には上述した基本となる実施の形態では、蒸気処理装置Ｄ２を構成する脱臭炉１０５として直接燃焼式の装置を採用したが、蓄熱式の装置を採用することができるものである。前記蓄熱式の脱臭炉１０５とは公知の装置であって、燃焼室並びに二系統の蓄熱体を内蔵した燃焼脱臭炉である。そして被処理気体は、第一の蓄熱体を通過する際にここに蓄えられた熱を受けて昇温した状態で燃焼室に導かれ、ここで更に８００℃前後まで昇温されるとともに燃焼脱臭された後、第二の蓄熱体を通過する際に熱を奪われ、降温されて排気されることなる。そして分配弁によって被処理気体が通過する蓄熱体を交互に切り替えることにより、吸熱作用・放熱作用を交互に担わせるものである。
なおこのような蓄熱式の脱臭炉１０５は、直接加熱式の装置よりも燃料消費量が少なくてすむものである。そしてこの装置からの排気温度は約２２０℃程度とすることができるため、図４に示すように脱臭炉１０５の後段に廃熱回収ボイラ１０６を設ける必要がない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、廃液等の液体原料Ｌ１を濃縮した際に発生する蒸気成分Ｖを凝縮させることなく、燃焼脱臭処理した後に排気することが可能となるものであり、従来手法を採った場合に発生していた凝縮水の処理が不要となり、河川や海洋の汚染を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気処理装置を適用した廃液濃縮システムのブロック図である。
【図２】濃縮装置を示す縦断側面図である。
【図３】蒸気缶に対する戻り管路の接続の様子を示す斜視図、平面図及び側面図である。
【図４】本発明の蒸気処理装置を適用した廃液濃縮システムの他の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】従来の廃液濃縮システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｓ      廃液濃縮システム
Ｄ１    濃縮装置
１      加熱缶
１０    筐体
１１    長管
１２    給液口
１３    排出口
１４    蒸気口
１５    ドレン口
２      蒸発缶
２０    筐体
２０Ａ  円筒部
２０Ｂ  逆円錐部
２１    排気口
２２    結晶排出口
２３    流入口
２５    結晶排出管
３      吹込管路
３１    ダクト
５      戻り管路
５０    取込口
５１    濃縮液排出口
５２    バルブ
６      蒸気循環路
８      給液タンク
８１    バルブ
８２    ノズル
９      蒸気供給装置
９０    圧縮機
Ｄ２    蒸気処理装置
１０１  ミストセパレータ
１０２  ミストセパレータ
１０３  圧縮ポンプ
１０４  押し込みファン
１０５  脱臭炉
１０６  廃熱回収ボイラ
１０７  煙突
１０８  バルブ
１０９  圧力計
１１０  三方弁
１１１  圧力計
１１２  ダンパ
１１３  冷却ファン
Ｃ      コンデンサ
Ｌ      液体原料
Ｌ１    液体成分
Ｖ      蒸気成分
【図１】
2004237235.tif 000003
【図２】
2004237235.tif 000004
【図３】
2004237235.tif 000005
【図４】
2004237235.tif 000006
【図５】
2004237235.tif 000007