(57)【要約】【課題】排ガス中に含まれる可燃性ＶＯＣガスを効率的に除去、分解する可燃性ＶＯＣガス処理装置、可燃性ＶＯＣガス処理システム、可燃性ＶＯＣガス処理方法を提供する。【解決手段】ガス導入部１と、可燃性ＶＯＣガスを吸着する吸着部２と、置換ガスを供給する置換ガス供給部６と、加熱部５と、吸着部２内の可燃性ＶＯＣガス濃度、酸素ガス濃度および温度を検知する検知部１１を備えた可燃性ＶＯＣガス処理装置。可燃性ＶＯＣガスを吸着部２で吸着除去する吸着過程と、可燃性ＶＯＣガスを吸着した吸着部２内の雰囲気中の酸素ガス濃度を８％未満とする脱着準備過程と、吸着部２を加熱して可燃性ＶＯＣガスを脱着する脱着過程と、脱着された可燃性ＶＯＣガスを燃焼させる燃焼過程と、可燃性ＶＯＣガスの燃焼終了後に吸着部２を冷却する冷却過程とを有する可燃性ＶＯＣガス処理方法。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスおよび冷却ガスを吸着部内に導入するガス導入部と、排ガス中の可燃性の揮発性有機化合物ガスを吸着する吸着部と、該吸着部内に酸素ガスを置換する置換ガスを供給する置換ガス供給部と、前記吸着部を加熱するとともに、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスを燃焼する加熱部と、前記吸着部内の可燃性の揮発性有機化合物ガス濃度、酸素ガス濃度および温度を検知する検知部とを備えたことを特徴とする可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置。
【請求項２】
前記加熱部は、前記吸着部を加熱する熱交換部と、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスを燃焼する燃焼部からなり、かつ、前記吸着部と一体化されていることを特徴とする請求項１記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置を少なくとも２つ用いたことを特徴とする可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システム。
【請求項４】
請求項１または２記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置を用いた可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法であって、
ガス導入部から導入された排ガス中の可燃性の揮発性有機化合物ガスを前記吸着部で吸着除去する吸着過程と、可燃性の揮発性有機化合物ガスを吸着した吸着部内の雰囲気を酸素ガス濃度が８％未満の酸素欠乏雰囲気とする脱着準備過程と、酸素欠乏雰囲気下において、吸着部を加熱して可燃性の揮発性有機化合物ガスを脱着する脱着過程と、脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスを酸素ガス濃度８％以上の有酸素雰囲気中で燃焼させる燃焼過程と、可燃性の揮発性有機化合物ガスの燃焼終了後に吸着部を冷却する冷却過程とを有することを特徴とする可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【請求項５】
前記脱着準備過程において、窒素ガス、炭酸ガスおよび酸素を除去した空気のうち少なくとも１種類を前記吸着部内に送入し、酸素ガスを置換することを特徴とする請求項４記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【請求項６】
前記脱着過程において、前記吸着部を加熱する温度を１００〜８００℃とすることを特徴とする請求項４または５記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【請求項７】
前記燃焼過程において、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスを、前記吸着部から前記燃焼部へ送入し、燃焼分解することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【請求項８】
前記燃焼過程において、可燃性の揮発性有機化合物が吸着部から脱着して気化する際の体積膨張、および加熱による可燃性の揮発性有機化合物ガスの体積熱膨張を推力として、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスの前記吸着部から前記燃焼部へ送入を行うことを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【請求項９】
前記燃焼過程において、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスの前記吸着部から前記燃焼部への送入を、前記置換ガス供給部から窒素ガス、炭酸ガスおよび酸素を除去した空気のうち少なくとも１種類を、可燃性の揮発性有機化合物ガスの燃焼中に断続的に前記吸着部内に送入するか、もしくは連続的にかつ送入量を減少あるいは増加させつつ送入するか、または、可燃性の揮発性有機化合物ガスの燃焼終了直前に前記吸着部内に送入することによって行うことを特徴とする請求項４ないし８のいずれかに記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【請求項１０】
請求項４ないし９のいずれかに記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法において、
前記吸着部内の可燃性の揮発性有機化合物ガス濃度を検知して、前記吸着過程から前記脱着準備過程への移行を制御し、前記燃焼過程から前記冷却過程への移行を制御し、前記燃焼過程における前記置換ガスの供給を制御することを特徴とする可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【請求項１１】
請求項４ないし９のいずれかに記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法において、
前記吸着部内の酸素ガス濃度を検知して、前記脱着準備過程から前記脱着過程への移行を制御することを特徴とする可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【請求項１２】
請求項４ないし９のいずれかに記載の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法において、
前記吸着部の温度を検知して、前記吸着部から可燃性の揮発性有機化合物ガスを脱着する際の前記吸着部の温度を制御することを特徴とする可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス中に含まれる可燃性の揮発性有機化合物ガスを効率的に除去、分解する可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置、可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システム、可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷・塗装工場、化学プラント、食品加工業などでは、ベンゼン、トルエンなどの可燃性の揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、以下、「ＶＯＣ」と略すこともある。）が広く用いられてきた。
近年、大気汚染防止法において、ＶＯＣの一部が有害大気汚染物質として、優先取得物質、自主管理物質に指定されて以来、工場などから排出される排ガス中に含まれるＶＯＣガスの排出量を排出基準以下に抑えるために、種々のＶＯＣガスの処理方法が考案されている。
【０００３】
ＶＯＣガスの処理方法としては、排出されたＶＯＣガスを燃焼炉内で直接、燃焼分解する直接燃焼法（特開平１１−８２８７９）、排出されたＶＯＣガスを触媒燃焼炉内で燃焼分解する触媒燃焼法（特開平１０−２６７９２８、特開２００１−９０９３１）、排出されたＶＯＣガスを圧縮し、凝縮液化法で回収する凝縮回収法、排出されたＶＯＣガスを活性炭に吸着させて浄化する吸着除去法（特開平７−２８９８４３）などが挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、直接燃焼法では、排ガス中のＶＯＣガスの濃度が８００ｐｐｍ未満の場合、ＶＯＣガスの燃焼における燃費が非常に悪く、実用的ではない。また、ＶＯＣガスの濃度が爆発下限より高い場合は、防爆対策が必要である。
触媒燃焼法では、排ガス中のＶＯＣガスの濃度が２００ｐｐｍ未満の場合、ＶＯＣガスの自己燃焼のみにより触媒燃焼温度を適正な温度範囲に維持することが困難である。また、燃焼温度が５００℃を超えると、触媒が劣化することがある。
【０００５】
凝縮回収法では、ＶＯＣガスの濃度が５０００ｐｐｍより高くないと、実用的な処理効率が得られない。
吸着除去法では、活性炭に吸着限度があるため、長期間の使用では大量の活性炭を必要とし、活性炭の吸着限度の管理が困難である。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、排ガス中に含まれる可燃性の揮発性有機化合物ガスを効率的に除去、分解する可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置、可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システム、可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、排ガスおよび冷却ガスを吸着部内に導入するガス導入部と、排ガス中の可燃性の揮発性有機化合物ガスを吸着する吸着部と、該吸着部内に酸素ガスを置換する置換ガスを供給する置換ガス供給部と、前記吸着部を加熱するとともに、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスを燃焼する加熱部と、前記吸着部内の可燃性の揮発性有機化合物ガス濃度、酸素ガス濃度および温度を検知する検知部とを備えた可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置によって解決できる。
前記加熱部は、前記吸着部を加熱する熱交換部と、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスを燃焼する燃焼部からなり、かつ、前記吸着部と一体化されていることが好ましい。
前記課題は、上記可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置を少なくとも２つ用いた可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムによって解決できる。
前記課題は、上記可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置を用いた可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法であって、ガス導入部から導入された排ガス中の可燃性の揮発性有機化合物ガスを前記吸着部で吸着除去する吸着過程と、可燃性の揮発性有機化合物ガスを吸着した吸着部内の雰囲気を酸素ガス濃度が８％未満の酸素欠乏雰囲気とする脱着準備過程と、酸素欠乏雰囲気下において、吸着部を加熱して可燃性の揮発性有機化合物ガスを脱着する脱着過程と、脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスを酸素ガス濃度８％以上の有酸素雰囲気中で燃焼させる燃焼過程と、可燃性の揮発性有機化合物ガスの燃焼終了後に吸着部を冷却する冷却過程とを有する可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法によって解決できる。
前記脱着準備過程において、窒素ガス、炭酸ガスおよび酸素を除去した空気のうち少なくとも１種類を前記吸着部内に送入し、酸素ガスを置換することが好ましい。
前記脱着過程において、前記吸着部を加熱する温度を１００〜８００℃とすることが好ましい。
前記燃焼過程において、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスを、前記吸着部から前記燃焼部へ送入し、燃焼分解することが好ましい。
前記燃焼過程において、可燃性の揮発性有機化合物が吸着部から脱着して気化する際の体積膨張、および加熱による可燃性の揮発性有機化合物ガスの体積熱膨張を推力として、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスの前記吸着部から前記燃焼部へ送入を行うことが好ましい。
前記燃焼過程において、前記吸着部から脱着された可燃性の揮発性有機化合物ガスの前記吸着部から前記燃焼部への送入を、前記置換ガス供給部から窒素ガス、炭酸ガスおよび酸素を除去した空気のうち少なくとも１種類を、可燃性の揮発性有機化合物ガスの燃焼中に断続的に前記吸着部内に送入するか、もしくは連続的にかつ送入量を減少あるいは増加させつつ送入するか、または、可燃性の揮発性有機化合物ガスの燃焼終了直前に前記吸着部内に送入することによって行うことが好ましい。
上記可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法において、前記吸着部内の可燃性の揮発性有機化合物ガス濃度を検知して、前記吸着過程から前記脱着準備過程への移行を制御し、前記燃焼過程から前記冷却過程への移行を制御し、前記燃焼過程における前記置換ガスの供給を制御することが好ましい。
上記可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法において、前記吸着部内の酸素ガス濃度を検知して、前記脱着準備過程から前記脱着過程への移行を制御することが好ましい。
上記可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法において、前記吸着部の温度を検知して、前記吸着部から可燃性の揮発性有機化合物ガスを脱着する際の前記吸着部の温度を制御することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置の一例を模式的に示す概略構成図である。
図１において、符号１は、排ガスおよび冷却ガスを、後述の吸着部２内に導入するガス導入部を示し、矢印は液体および気体の流通方向を示す。このガス導入部１は逆止弁または開閉が制御可能な例えば電磁開閉弁などからなり、直接、吸着部２に接続されている。また、吸着部２には、収納部材（図示略）内に排ガス中の可燃性ＶＯＣガスを吸着する顆粒状の吸着材２０が充填されており、吸着部２を加熱する熱交換部３と、吸着部２から脱着された可燃性ＶＯＣガスを燃焼する燃焼器４ａとを備えた燃焼部４とからなる加熱部５と一体に形成されている。また、吸着部２には、この吸着部２内に酸素ガスを置換する置換ガスを供給する置換ガス供給部６が、ガス供給管路７および開閉弁８を介して接続されている。さらに、吸着部２には、燃焼部４の近傍に、吸着部２内の吸着材２０から脱着された可燃性ＶＯＣガスを燃焼部４へ放出する逆止弁などからなる脱着ガス放出部９が設けられている。そして、吸着部２には、吸着部２で可燃性ＶＯＣガスが吸着除去された排ガスを大気中に放出する逆止弁などからなる排ガス放出部１０が、この可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置の上部に設けられている。
また、吸着部２には、吸着部２内の可燃性ＶＯＣガス濃度、酸素ガス濃度および吸着部２の温度をモニタする検知部１１が設けられている。
また、加熱部５の燃焼部４には、燃焼部４で燃焼した可燃性ＶＯＣガスを排出する燃焼ガス排出部１２が連通するように、設けられている。さらに、燃焼ガス排出部１２には、可燃性ＶＯＣガスの燃焼ガス中に含まれる硫黄、塩素などの有害物質を中和除去する後処理部１３が接続されている。また、加熱部５の燃焼部４には、燃焼部４へ可燃性ＶＯＣガスを燃焼させるための燃料を供給する燃料供給部１４が、燃料供給管路１５を介して接続されている。
そして、この例の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置には、上記の各部の動作をモニタし、その動作を制御するシーケンサを有する制御部１６が設けられている。
【０００９】
また、吸着部２と加熱部５は一体に形成されたチャンバ１７からなり、チャンバ１７の外形形状は、例えば、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように円柱状となっている。この例のチャンバ１７では、中央に燃焼ガス排出部１２が配置され、これと中心軸を同じくする吸着部２および熱交換部３が設けられている。熱交換部３は、図２に示すように、吸着部２の間に設けられ、チャンバ１７の長手方向に、吸着部２とほぼ同じ長さで形成されている。熱交換部３の長手方向の長さを、吸着部２の長手方向の長さとほぼ同じとすることにより、熱交換部３による吸着部２の加熱を効率良く行うことができる。さらに、熱交換部３は、図２（ａ）に示すように円環状に形成されていても、図２（ｂ）に示すように複数の円管から構成されていてもよく、熱交換部３の数、大きさなどは、吸着部２の大きさ、熱効率などを考慮して、適宜設定される。また、熱交換部３は、熱伝導性の金属部品や抵抗型電熱器、誘導コイル型電熱器などで形成されている。
そして、燃焼部４は、チャンバ１７の下部に設けられており、吸着部２の下部に設けられた脱着ガス放出部９から放出される可燃性ＶＯＣガスを、効率良く燃焼できるようになっている。また、燃焼部４内に備えられた燃焼器４ａとしては、燃焼式バーナ、抵抗型電熱器、誘導コイル型電熱器、あるいはこれらを組み合せたものなどが用いられるが、この例では、燃焼式バーナを例示する。
【００１０】
また、燃焼ガス排出部１２は、チャンバ１７の中心部に、その上端部１２ａがチャンバ１７の上面１７ａから突出するように設けられた円筒形状のものである。このようにすれば、可燃性ＶＯＣガスの燃焼ガスの装置外への排出を効率良く行うことができる。さらに、燃焼ガス排出部１２は、燃焼部４と連通されており、燃焼部４で燃焼した可燃性ＶＯＣガスの排出を効率良く行うことができるようになっている。
なお、ここでは、各部の長手方向と垂直な断面形状が円形のチャンバ１７、および長手方向と垂直な断面形状が円形の燃焼ガス排出部１２を例示したが、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置にあっては、チャンバ１７または燃焼ガス排出部１２の長手方向と垂直な断面形状は、四角形状、矩形状などであってもよい。
【００１１】
吸着部２の収納部材内に充填される顆粒状の吸着材２０としては、排ガス中の可燃性ＶＯＣガスを選択的に吸着することができる活性炭、ゼオライト、あるいは、撥水性および／または親油性セラミックの焼結体などの多孔質材が挙げられる。吸着材２０は、球形、円柱形、樽形、棒状となっているのが望ましいが、不定形のものでもよい。
吸着材２０は、その自重に応じた量の可燃性ＶＯＣを吸着することが可能である。したがって、想定される可燃性ＶＯＣガスの一回分の処理量に応じて、適宜、吸着材２０の使用量を決定すればよい。
【００１２】
なお、吸着部２は、上記のように顆粒状の吸着材２０が収納部材内に充填されたものに限らず、上記の多孔質体を膜状、板状、格子状などに形成したものであってもよい。
このような膜状、板状、格子状の吸着部２の大きさは、想定される可燃性ＶＯＣガスの一回分の処理量に応じて適宜決定される。
【００１３】
以下、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置の動作を説明しながら、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法について説明する。
まず、印刷・塗装工場、化学プラント、食品加工工場などから排出された、可燃性ＶＯＣガスを含む排ガスを、ガス導入管路１９およびガス導入部１を介して、吸着部２内に送入する。このとき、吸着部２内に送入する前に、あらかじめ、可燃性ＶＯＣガスを含む排ガスを、常温（４０℃以下）程度に冷却しておくことが好ましい。ガス導入部１は、排ガスを吸着部２内に導入するときには開放し、排ガスを導入しないときには閉じている。
次いで、吸着部２内に送入された排ガスが吸着部２内の吸着材２０に接触すると、排ガス中の可燃性ＶＯＣガスが、吸着材２０に選択的に吸着されて、除去される（吸着過程）。この吸着過程において、可燃性ＶＯＣガスが吸着除去された排ガスは、排ガス放出部１０から大気中に放出される。排ガス放出部１０は、排ガスを大気中に放出するときに開放し、排ガスを放出しないときには閉じている。この吸着過程において、可燃性ＶＯＣガスを含む排ガスの吸着部内への送入と、可燃性ＶＯＣガスが吸着除去された排ガスの放出を繰り返して、吸着部２の吸着材２０に、可燃性ＶＯＣガスを吸着限界まで吸着させる。
さらに、吸着過程では、吸着部２内の可燃性ＶＯＣガスの濃度を検知部１１によってモニタし、吸着材２０が可燃性ＶＯＣガスを吸着限界まで吸着したか判定する。
【００１４】
次いで、吸着部２の吸着材２０が可燃性ＶＯＣガスを吸着限界まで吸着した後、置換ガス供給部６から、ガス供給管路７および開閉弁８を介して、吸着部２内に、吸着部２内の酸素ガスを置換する置換ガスを供給して、吸着部２内の雰囲気を酸素ガス濃度が低くされた酸素欠乏雰囲気とする（脱着準備過程）。このとき、吸着部２内の雰囲気中の酸素ガス濃度を８体積％未満とし、好ましくは５体積％未満とする。吸着部２内の雰囲気中の酸素ガス濃度が８体積％以上では、吸着部２内の可燃性ＶＯＣガスが爆発下限を超えた場合、静電気などで可燃性ＶＯＣガスが爆発するおそれがある。このように、吸着部２内の雰囲気中の酸素ガス濃度を８体積％未満とすれば、爆発の危険を回避できるため、後段の脱着過程において、高温、高濃度の状態で可燃性ＶＯＣガスを脱着することができる。
また、置換ガス供給部６から吸着部２内に供給される置換ガスとしては、窒素ガス、炭酸ガスおよび酸素を除去した空気などの不活性なガスのうち少なくとも１種類を用いることが好ましい。これらの置換ガスを、酸素ガスと置換することにより、吸着部２内の可燃性ＶＯＣガスが爆発することを防止することができる。さらに、置換ガスの温度、流量および流速は、吸着材２０に吸着された可燃性ＶＯＣガスが揮発しない程度に、適宜設定される。
【００１５】
次いで、上述の酸素欠乏雰囲気下において、吸着部２内の吸着材２０を熱交換部３で直接加熱して、吸着材２０に吸着されている可燃性ＶＯＣガスを脱着する（脱着過程）。この脱着過程において、吸着部２の温度を検知部１１で検知して、吸着部２から可燃性ＶＯＣガスを脱着する際の吸着部２の温度を、制御部１６で制御する。このように、吸着部２の温度を検知部１１で直接測定することにより、後述のように、吸着部２の温度が低過ぎるか、あるいは高過ぎることによって生じる不具合を防止することができる。また、この脱着過程において、吸着部２内の吸着材２０を加熱する温度を好ましくは１００〜８００℃とし、特に好ましくは３００〜６００℃とする。吸着材２０を加熱する温度を上記範囲とすれば、吸着材２０から可燃性ＶＯＣガスを高濃度で、短時間に脱着することができる。
吸着材２０を加熱する温度が１００℃未満では、可燃性ＶＯＣガスを脱着するのに要する時間が長くなり、吸着材２０に吸着された可燃性ＶＯＣガスを完全に脱着できなくなるなど、脱着の効率が十分ではなくなる場合がある。吸着材２０を加熱する温度が８００℃を超えると、吸着材２０が熱劣化するおそれと、加温エネルギーの負荷が大きくなり不利である。
【００１６】
次いで、吸着部２から脱着された可燃性ＶＯＣガスを、吸着部２から脱着ガス放出部９を介して燃焼部４へ送入し、燃焼部４内の雰囲気を、酸素ガス濃度が８体積％以上、好ましくは１５体積％以上の有酸素雰囲気とし、この可燃性ＶＯＣガスを燃焼部４に備えられている燃焼式バーナからなる燃焼器４ａで燃焼し、分解する（燃焼過程）。このとき、燃焼器４ａには、燃料供給部１４から燃料供給管路１５を介して、可燃性ＶＯＣガスを燃焼するための燃料が供給される。
この燃焼過程において、燃焼部４内の雰囲気中の酸素ガス濃度が８体積％未満では、可燃性ＶＯＣガス濃度の燃焼効率が悪くなり、不完全燃焼となる。
【００１７】
また、この燃焼過程において、可燃性ＶＯＣが吸着部２から脱着されて気化する際の体積膨張、および加熱による可燃性ＶＯＣガスの体積熱膨張を推力として、吸着部２から脱着された可燃性ＶＯＣガスの吸着部２から燃焼部４へ送入を行う。
このように可燃性ＶＯＣの体積熱膨張を推力とすれば、逆止弁などからなる脱着ガス放出部９を開放するだけで、可燃性ＶＯＣガスが吸着部２から燃焼部４へと自動的に送入される。
【００１８】
さらに、この燃焼過程において、吸着部２から脱着された可燃性ＶＯＣガスの吸着部２から燃焼部４へ送入を、置換ガス供給部６から窒素ガス、炭酸ガス、酸素を除去した空気のうち少なくとも１種類を、可燃性ＶＯＣガスの燃焼中に断続的に吸着部２内に送入するか、または、可燃性ＶＯＣガスの燃焼終了直前に吸着部２内に送入することによって行ってもよい。このとき、置換ガスの流量および流速は、可燃性ＶＯＣガスの量、燃焼部４における燃焼効率などを考慮して、適宜設定される。
この方法によれば、置換ガスの送入により、強制的に可燃性ＶＯＣガスが吸着部２から燃焼部４へと送入されるから、可燃性ＶＯＣの体積熱膨張のみを推力とした場合よりも、効率良く送入される。さらに、吸着材２０から脱着された可燃性ＶＯＣガスを吸着部２内に残留することなく、燃焼部４に送入することができる。
【００１９】
次いで、可燃性ＶＯＣガスの燃焼ガスを、燃焼ガス排出部１２を経由して、後処理部１３内に送入し、この燃焼ガス中に含まれている硫黄、塩素などの有害物質を、吸収、吸着または中和して除去する（後処理過程）。次いで、後処理部１３で、硫黄、塩素などの有害物質が除去されて無害化された燃焼ガスは、後処理部１３から、大気中へと放出される。
この後処理過程において、硫黄、塩素などの有害物質を、吸収、吸着または中和する処理剤としては、例えば、亜硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム、石灰、アンモニア、苛性ソーダ、アルカリイオン水、水などの中から選択される１種または２種以上を含むアルカリ性イオン水などが用いられる。
【００２０】
また、可燃性ＶＯＣガスの燃焼終了後に、ガス導入部１から吸着部２内に冷却ガスを送入し、吸着部２内の吸着材２０を冷却する（冷却過程）。冷却ガスとしては、窒素ガス、炭酸ガス、空気などが用いられる。吸着材２０を冷却する温度は、４０℃以下となるようにすることが好ましい。
可燃性ＶＯＣガスは低温であるほど、吸着され易くなる。そこで、吸着部２から脱着された可燃性ＶＯＣガスの燃焼が終了する毎に、吸着部２内の吸着材２０を冷却することにより、吸着材２０が可燃性ＶＯＣガスを吸着する量を多することができる。
【００２１】
本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法では、吸着部２内の可燃性ＶＯＣガス濃度を検知部１１で検知して、吸着過程から脱着準備過程への移行、燃焼過程から冷却過程への移行、燃焼過程における置換ガスの供給を制御する。さらに、吸着部２内の酸素ガス濃度を検知部１１で検知して、脱着準備過程から脱着過程への移行を制御する。
本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法にあっては、吸着部２内の可燃性ＶＯＣガス濃度または酸素ガス濃度の検知結果に基づいて、制御部１６によって各部の制御を行うことができるから、上記の前段の処理過程から、後段の処理過程への移行を自動で行うことができる。また、吸着部２内の可燃性ＶＯＣガス濃度または酸素ガス濃度の検知によって、処理過程が移行するから、各処理過程において処理の完了したことを容易に確認することができる。
【００２２】
また、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムは、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置と同様の構造を有するガス処理装置を少なくとも２つ組み合わされてなるものである。
図３は、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムの一例を模式的に示す図である。
この例では、可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムが、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置と同様の構造を有するがガス処理装置が２つ組み合わされたものとする。
【００２３】
この例の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムは、可燃性ＶＯＣガスを吸着および脱着する第１の吸脱着塔２１、第２の吸脱着塔２２と、これらのそれぞれに一体に設けられた加熱部２３、２４と、加熱部２３、２４に燃料を供給する燃料供給部２５と、第１の吸脱着塔２１内および第２の吸脱着塔２２内に酸素ガスと置換する不活性ガスを供給する不活性ガス供給部２６と、これら各部の動作をモニタし、その動作を制御する制御部２７とから概略構成されている。
【００２４】
次に、この例の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムの動作例を説明する。
この例では、第１の吸脱着塔２１が排ガス中の可燃性ＶＯＣガスを吸着する処理を行う状態（吸着モード）であり、第２の吸脱着塔２２が、この吸脱着塔内に備えられた吸着部に吸着された可燃性ＶＯＣガスを脱着、燃焼する処理を行う状態（脱着、燃焼モード）である。
【００２５】
（吸着モード）
まず、吸着モードの第１の吸脱着塔２１において、バルブ２８を開放し、可燃性ＶＯＣガスを含む排ガスを、第１の吸脱着塔２１内の吸着部へ送入する。このとき、第１の吸脱着塔２１と不活性ガス供給部２６と連結する配管に設けられたバルブ２９は閉じておく。
次いで、可燃性ＶＯＣガスが吸着除去された排ガスは、第１の吸脱着塔２１から、連絡管３０を介して、加熱部２３に送入され、ここから大気中に放出される。このとき、燃料供給バルブ３１は閉じており、燃料供給２５から加熱部２３への燃料の供給は行われずに、加熱部２３内に備えられた燃焼式バーナは休止している。
【００２６】
（脱着、燃焼モード）
まず、第２の吸脱着塔２２内の吸着部に備えられた吸着材が、吸着限界まで可燃性ＶＯＣガスを吸着したら、バルブ３２を閉じて、可燃性ＶＯＣガスを含む排ガスの第２の吸脱着塔２２内への送入を停止する。
次いで、第２の吸脱着塔２２と不活性ガス供給部２６と連結する配管に設けられたバルブ３３を開放し、第２の吸脱着塔２２の吸着部内の雰囲気中の酸素ガス濃度が８体積％未満となるまで、不活性ガス供給部２６から第２の吸脱着塔２２の吸着部内に不活性ガスを送入する。
次いで、燃料供給バルブ３５を開放して、加熱部２３内に備えられた燃焼式バーナを点火し、第２の吸脱着塔２２を加熱する。
次いで、加熱された第２の吸脱着塔２２の吸着部内に備えられた吸着材から可燃性ＶＯＣガスが脱着して、連絡管３４を介して加熱部２４に送入され、加熱部２３内に備えられた燃焼式バーナで燃焼される。
次いで、燃焼処理された可燃性ＶＯＣガスの排ガスは、後処理過程によって、硫黄、塩素などの有害物質が除去された後、大気中に放出される
この脱着、燃焼モードにおいては、あらかじめプログラムされた順序にしたがって、バルブ３３が制御部２７によって自動的に開放され、不活性ガス供給部２６から第２の吸脱着塔２２内へ不活性ガスが送入される。
次いで、第２の吸脱着塔２２の吸着部内の可燃性ＶＯＣガス濃度が所定濃度以下になると、燃料供給バルブ３５を閉じて、加熱部２３内に備えられた燃焼式バーナを停止する。
次いで、バーナ停止後、自然放置もしくは大気送入により冷却し、第２の吸脱着塔２２内の温度が４０℃未満になったら、吸着モードへ移行する。
【００２７】
この例の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムを用いた可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法では、第１の吸脱着塔２１の吸着部内および第２の吸脱着塔２２の吸着部内の可燃性ＶＯＣガス濃度、酸素ガス濃度および温度を検知部３６、３７で検知し、その結果を制御部２７でモニタして、各バルブの開閉の制御を行う。これにより、各処理過程における後段の処理過程への移行を自動的に行うことができる上に、上記「吸着モード」から「脱着、燃焼モード」への移行も自動的に行うことができる。さらに、各処理過程において処理の完了したことを容易に確認することができる。
また、上記「吸着モード」と「脱着、燃焼モード」を、第１の吸脱着塔２１と第２の吸脱着塔２２で交互に実施することで、常時、排ガスに含まれる可燃性ＶＯＣガスの処理が可能となり、効率良く可燃性ＶＯＣガスの処理することができる。
【００２８】
なお、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムにあっては、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置と同様の構造を有するがガス処理装置（この例では、第１の吸脱着塔２１、第２の吸脱着塔２２。）を、さらに多く（３つ以上）組み合わせて用いれば、より効率良く、排ガスに含まれる可燃性ＶＯＣガスの処理を行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置によれば、吸着部を直近から燃焼部で加熱するため、エネルギー効率を大幅に改善できる。
本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムによれば、常時、可燃性ＶＯＣガスの処理が可能となる。
本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理方法によれば、可燃性ＶＯＣガスを高温、高濃度の状態で脱着を可能とし、脱着時間を短縮できる。その結果、可燃性ＶＯＣガスの脱着に要する加熱エネルギーを最小化できる。また、可燃性ＶＯＣガスの脱着するための置換ガスの送入量を大幅に削減することができる。さらに、可燃性ＶＯＣガスの脱着温度を高温にすることが可能であるから、吸着材に吸着された難揮発性の可燃性ＶＯＣまで気化することができるため、その結果として、可燃性ＶＯＣガスの吸着量および脱着量を大きく持続できるため、吸着材の使用量を最小化できる。そして、吸着部内のガス濃度を検知することで、一連の処理過程を自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置の一例を模式的に示す概略構成図である。
【図２】本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理装置を構成するチャンバの構造を示す概略図である。
【図３】本発明の可燃性の揮発性有機化合物ガス処理システムの一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１・・・ガス導入部、２・・・吸着部、３・・・熱交換部、４・・・燃焼部、４ａ・・・燃焼器、５・・・加熱部、６・・・置換ガス供給部、７・・・ガス供給管路、８・・・開閉弁、９・・・脱着ガス放出部、１０・・・排ガス放出部、１１・・・検知部、１２・・・燃焼ガス排出部、１３・・・後処理部、１４・・・燃料供給部、１５・・・燃料供給管路、１６・・・制御部、１７・・・チャンバ、１９・・・ガス導入管路、２０・・・吸着材、２１・・・第１の吸脱着塔、２２・・・第２の吸脱着塔、２３，２４・・・加熱部、２５・・・燃料供給部、２６・・・不活性ガス供給部、２７・・・制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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