(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に吸着剤を有する少なくとも３個以上の吸着塔と、前記各吸着塔に流路切替手段を介して各々接続された吸着前の気体を吸入する吸着入口経路、吸着後の気体を排出する吸着出口経路、脱着させるための周囲空気を吸入する脱着入口経路、脱着後の前記周囲空気を排出する脱着出口経路と、前記吸着塔および前記各経路内の気体を搬送するための送風手段と、制御器とを備え、前記制御器が前記流路切替手段と前記送風手段を制御することにより、各々の前記吸着塔において、吸着入口経路〜吸着塔〜吸着出口経路に有機溶剤蒸気を含有する気体を流通させる吸着モードと、脱着入口経路〜吸着塔〜脱着出口経路に気体を流通させる脱着モードの運転をそれぞれ切替え、前記吸着モードで運転する吸着塔の個数が、前記脱着モードで運転する吸着塔の個数より多くなるように制御され、かつ、前記吸着モードで運転する吸着塔内を流通する気体の流量が、前記脱着モードで運転する吸着塔内を流通する気体の流量よりも多くなるように制御され、前記吸着入口経路から吸入された有機溶剤蒸気を濃縮し前記脱着出口経路から排出し、
前記脱着モードでは、前記吸着塔内の前記吸着剤に吸着された有機溶剤を熱によって脱着させ、
前記各吸着塔には、さらに流路切替手段を介して冷却入口経路と冷却出口経路とを接続し、前記吸着塔が前記脱着モードの運転から前記吸着モードの運転へと移行する間の時間帯を、前記冷却入口経路〜前記吸着塔〜前記冷却出口経路に気体を流通させる冷却モードとして運転し、前記冷却モードで運転される吸着塔を含め、少なくとも４個以上の吸着塔で構成され、
前記冷却出口経路から排出される気体の熱を前記脱着入口経路へ吸入される気体に伝える熱回収手段を設けた、有機溶剤濃縮装置。
【請求項２】
熱回収手段として、冷却出口経路から排出される気体と脱着入口経路へ吸入される気体とを熱交換させる熱交換器を設けた、請求項１記載の有機溶剤濃縮装置。
【請求項３】
熱回収手段として、冷却出口経路から排出される気体の全てまたは一部を脱着入口経路へ直接吸入する吸入口を設けた、請求項１記載の有機溶剤濃縮装置。
【請求項４】
吸着塔内の吸着剤近傍に加熱手段を設け、脱着を行うための前記吸着剤の加熱を、前記加熱手段によって行い、前記加熱手段は、ヒートポンプの放熱器であり、冷却入口経路内に前記ヒートポンプの吸熱器を備え、前記冷却入口経路内の気体の熱を吸着塔内の吸着剤に移動させる、請求項１〜３のいずれかに記載の有機溶剤濃縮装置。
【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（ＶＯＣ）としての有機溶剤蒸気を、発生源から除去するための有機溶剤回収システムにおいて、前段処理などに使用される有機溶剤濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気汚染防止の観点から、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の排出抑制、すなわち有機溶剤蒸気の発生源からの大気拡散防止が求められている。これを解決するために、種々の有機溶剤回収システムが開発されてきた。一般に有機溶剤回収システムは、前段の有機溶剤蒸気を濃縮する有機溶剤濃縮装置と、後段の濃縮された有機溶剤を液化する液化装置とから構成されている。そして、濃縮、液化されて回収された有機溶剤は、再び有機溶剤蒸気の発生源へ戻されるものである。
【０００３】
従来、この有機溶剤回収システムに使用される有機溶剤濃縮装置は、内部に吸着剤を有する複数の吸着塔のうち、１塔の吸着剤に有機溶剤を吸着させた後、１塔の吸着剤から有機溶剤を脱着させて濃縮していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その装置と動作について、図６を参照しながら説明する。
【０００５】
図６において、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、内部に吸着剤１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを有する吸着塔（Ａ塔、Ｂ塔、Ｃ塔）で、それぞれ下端を、電磁弁１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃを介して廃ガス経路１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３に、また、電磁弁１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを介して回収ガス経路１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４に、接続されている。一方、吸着塔１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの上端は、電磁弁１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃを介して放散ガス経路１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃに、また、電磁弁１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃを介して加熱空気経路１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６に、また、電磁弁１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃを介して空気供給経路１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７に、それぞれ接続されている。加熱空気経路１０６には、空気を加熱するための加熱装置１２１が、回収ガス経路１０４には吸着塔１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ内の気体を排出するための真空ポンプ１２２が設けられ、真空ポンプ１２２の下流には、後段の処理装置としての冷却装置１２３が接続されている。
【０００６】
つぎに、図６における動作を説明する。理解しやすくするために、まずＡ塔である吸着塔１０１ａの動作から説明する。はじめに、電磁弁１１３ａと電磁弁１１５ａを開く。そして、有機溶剤発生源（図示せず）から導かれた有機溶剤蒸気を含む空気は、廃ガス経路１０３、１０３ａから吸着塔１０１ａを通る際に、吸着剤１０２ａによって有機溶剤が吸着され、清浄空気となって放散ガス経路１０５ａから外部へ排出される（吸着モード）。その後、電磁弁１１３ａと電磁弁１１５ａを閉じ、電磁弁１１６ａと電磁弁１１４ａを開き、加熱装置１２１で加熱された空気が、加熱空気経路１０６、１０６ａから吸着塔１０１ａを通る際に、熱により吸着剤１０２ａから有機溶剤を脱着（離脱）させ、真空ポンプ１２２の動力によって吸着塔１０１ａ内を負圧にしながら、有機溶剤蒸気を含む空気を回収ガス経路１０４ａ、１０４から冷却装置１２３へと搬送する（脱着モード）。冷却装置１２３では、脱着された有機溶剤蒸気を冷却、凝縮させ、液化することによって有機溶剤液体として回収し、必要に応じて有機溶剤発生源へ戻す。その後、電磁弁１１６ａと電磁弁１１４ａを閉じ、電磁弁１１７ａを開き、負圧になった吸着塔Ａ塔１０１ａ内に空気供給経路１０７、１０７ａから冷却用空気を導入する（冷却モード）。
【０００７】
この一連の動作は、吸着塔１０１ａが吸着モード〜脱着モード〜冷却モードと移行する間に、Ｂ塔である吸着塔１０１ｂは脱着モード〜冷却モード〜吸着モードと移行し、Ｃ塔である吸着塔１０１ｃは冷却モード〜吸着モード〜脱着モードと移行し、常に吸着、脱着、冷却の各モードを、いずれかの吸着塔で分担して運転するよう制御されている。これによって、発生源からの有機溶剤蒸気は、吸脱着による濃縮を経て、後段の処理装置へ送られるものである。
【特許文献１】特許第３４２１９２３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来の有機溶剤濃縮装置における濃縮倍率は、吸着モードにおいて吸着塔を通過する気体の流量Ｑ１と、脱着モードにおいて吸着塔を通過する気体の流量Ｑ２との比、Ｑ１／Ｑ２で表される。例えば、吸着モードの流量に対し脱着モードの流量が１／２であった場合、吸着された有機溶剤が全て脱着したとして、脱着後の有機溶剤蒸気の平均濃度は２倍となり、濃縮倍率が２倍になったと表現することができる。そして、脱着時にある程度の流量がないと十分脱着しないことから、脱着モードの流量を大幅に減少させることはできず、濃縮倍率には限界があった。例えば、塩化メチレンの場合、これまで濃縮倍率は５倍程度が限界とされていた。この程度の濃縮倍率では、後段の処理装置としての冷却装置１２３でかなり冷却しないと塩化メチレンの液化回収ができないことから、冷却装置１２３が大型化し、コストも高くなるという課題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、濃縮倍率を高めることにより、冷却装置を小型化する、もしくは冷却装置を不要にして、有機溶剤回収システムを大幅にシンプルで小型化、低コスト化できる有機溶剤濃縮装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の有機溶剤濃縮装置は、上記目的を達成するために、内部に吸着剤を有する少なくとも３個以上の吸着塔と、各吸着塔に流路切替手段を介して各々接続された吸着前の気体を吸入する吸着入口経路、吸着後の気体を排出する吸着出口経路、脱着させるための周囲空気を吸入する脱着入口経路、脱着後の前記周囲空気を排出する脱着出口経路と、吸着塔および各経路内の気体を搬送するための送風手段と、制御器とを備え、制御器が流路切替手段と送風手段を制御することにより、各々の吸着塔において、吸着入口経路〜吸着塔〜吸着出口経路に有機溶剤蒸気を含有する気体を流通させる吸着モードと、脱着入口経路〜吸着塔〜脱着出口経路に気体を流通させる脱着モードの運転をそれぞれ切替え、吸着モードで運転する吸着塔の個数が、脱着モードで運転する吸着塔の個数より多くなるように制御され、かつ、吸着モードで運転する吸着塔内を流通する気体の流量が、脱着モードで運転する吸着塔内を流通する気体の流量よりも多くなるように制御され、吸着入口経路から吸入された有機溶剤蒸気を濃縮し脱着出口経路から排出し、前記脱着モードでは、前記吸着塔内の前記吸着剤に吸着された有機溶剤を熱によって脱着させ、前記各吸着塔には、さらに流路切替手段を介して冷却入口経路と冷却出口経路とを接続し、前記吸着塔が前記脱着モードの運転から前記吸着モードの運転へと移行する間の時間帯を、前記冷却入口経路〜前記吸着塔〜前記冷却出口経路に気体を流通させる冷却モードとして運転し、前記冷却モードで運転される吸着塔を含め、少なくとも４個以上の吸着塔で構成され、前記冷却出口経路から排出される気体の熱を前記脱着入口経路へ吸入される気体に伝える熱回収手段を設けたものである。
【００１１】
この手段により、濃縮倍率を高くすることができる。その結果、システムを小型化、低コスト化することができる。また、真空ポンプなどを使わずに、装置のコストを安価にすることができる。また、吸着モードまでに吸着剤を十分冷却することができ、吸着性能を確保することができる。また、加熱に要するエネルギーを低減させることができる。
【００２０】
また、他の手段は、熱回収手段として、冷却出口経路から排出される気体と脱着入口経路へ吸入される気体とを熱交換させる熱交換器を設けたものである。
【００２１】
これにより、簡単な構成で熱回収を可能とし、加熱に要するエネルギーを低減させることができる。
【００２２】
また、他の手段は、熱回収手段として、冷却出口経路から排出される気体の全てまたは一部を脱着入口経路へ直接吸入する吸入口を設けたものである。
【００２３】
これにより、熱回収効率を高め、さらに加熱に要するエネルギーを低減させることができる。
【００２４】
また、他の手段は、吸着塔内の吸着剤近傍に加熱手段を設け、脱着を行うための吸着剤の加熱を、加熱手段によって行い、加熱手段がヒートポンプの放熱器であり、冷却入口経路内にヒートポンプの吸熱器を備え、冷却入口経路内の気体の熱を吸着塔内の吸着剤に移動させるものである。
【００２５】
これにより、効率良く吸着剤を加熱し、加熱に要するエネルギーを低減させることができる。また、効率良く吸着剤を加熱すると同時に、冷却モードにおける冷却効果を向上させ、吸着モードまでに吸着剤を十分冷却することができ、吸着性能を確保することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、濃縮倍率を高めることにより、冷却装置を小型化する、もしくは冷却装置を不要にして、有機溶剤回収システムを大幅にシンプルで小型化、低コスト化できる有機溶剤濃縮装置を提供するものである。
【００４１】
また、吸着性能を十分確保することができる、加熱に要するエネルギーを低減させることができる、装置のコストを安価にすることができる、などの効果も奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の請求項１記載の発明は、吸着モードで運転する吸着塔の個数Ｎ１が、脱着モードで運転する吸着塔の個数Ｎ２より多くなるように制御され、かつ、吸着モードで運転する吸着塔内を流通する気体の流量Ｑ１が、脱着モードで運転する吸着塔内を流通する気体の流量Ｑ２よりも多くなるように制御されているため、濃縮倍率を（Ｎ１／Ｎ２）×（Ｑ１／Ｑ２）に高めるという作用を有する。その結果、システムを小型化、低コスト化することができる。また、脱着モードで吸着塔内の吸着剤に吸着された有機溶剤を熱によって脱着させるため、真空ポンプなどを使わずに、装置のコストを安価にするという作用を有する。また、各吸着塔にさらに流路切替手段を介して冷却入口経路と冷却出口経路とを接続し、吸着塔が脱着モードの運転から吸着モードの運転へと移行する間の時間帯を、冷却入口経路〜吸着塔〜冷却出口経路に気体を流通させる冷却モードとして運転し、冷却モードで運転される吸着塔を含め、少なくとも４個以上の吸着塔で構成されたため、吸着モードまでに吸着剤を十分冷却することができ、吸着性能を確保するという作用を有する。また、冷却出口経路から排出される気体の熱を脱着入口経路へ吸入される気体に伝える熱回収手段を設けたため、加熱に要するエネルギーを低減させるという作用を有する。
【００４７】
本発明の請求項２記載の発明は、熱回収手段として、冷却出口経路から排出される気体と脱着入口経路へ吸入される気体とを熱交換させる熱交換器を設けたため、簡単な構成で熱回収を可能とし、加熱に要するエネルギーを低減させるという作用を有する。
【００４８】
本発明の請求項３記載の発明は、熱回収手段として、冷却出口経路から排出される気体の全てまたは一部を脱着入口経路へ直接吸入する吸入口を設けたため、熱回収効率を高め、さらに加熱に要するエネルギーを低減させるという作用を有する。
【００４９】
本発明の請求項４記載の発明は、吸着塔内の吸着剤近傍に加熱手段を設け、脱着を行うための吸着剤の加熱を、加熱手段によって行うため、効率良く吸着剤を加熱し、加熱に要するエネルギーを低減させるという作用を有する。また、加熱手段がヒートポンプの放熱器であり、冷却入口経路内にヒートポンプの吸熱器を備え、冷却入口経路内の気体の熱を吸着塔内の吸着剤に移動させるため、効率良く吸着剤を加熱すると同時に、冷却モードにおける冷却効果を向上させ、吸着モードまでに吸着剤を十分冷却することができ、吸着性能を確保するという作用を有する。
【００５７】
以下、本発明の実施の形態および参考の形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００５８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における有機溶剤濃縮装置のシステム構成図である。
【００５９】
図１において、１ａ〜１ｆは、内部に吸着剤２ａ〜２ｆと吸着剤２ａ〜２ｆ近傍に設けられた加熱手段としてのヒータ３ａ〜３ｆをＡ塔、Ｂ塔、Ｃ塔、Ｄ塔、Ｅ塔、Ｆ塔それぞれで有する吸着塔で、本実施の形態１では、吸着塔は６塔の構成となっている。加熱手段としては、ヒータ３ａ〜３ｆが安価な手段であるが、他の加熱方法であってもよい。
【００６０】
各々の吸着塔１ａ〜１ｆの、一端（図１では吸着塔上部）には、吸着入口経路４ａ〜４ｆが、流路切替手段としての電磁弁１４ａ〜１４ｆを介して合流経路の吸着入口経路４へ、脱着出口経路５ａ〜５ｆが、流路切替手段としての電磁弁１５ａ〜１５ｆを介して合流経路の脱着出口経路５へ、冷却入口経路６ａ〜６ｆが、流路切替手段としての電磁弁１６ａ〜１６ｆを介して合流経路の冷却入口経路６へ、それぞれ接続されている。
【００６１】
また、前記各々の吸着塔１ａ〜１ｆの、他端（図１では吸着塔下部）には、吸着出口経路７ａ〜７ｆが、流路切替手段としての電磁弁１７ａ〜１７ｆを介して合流経路の吸着出口経路７へ、脱着入口経路８ａ〜８ｆが、流路切替手段としての電磁弁１８ａ〜１８ｆを介して、合流経路の脱着入口経路８へ、それぞれ接続されている。
【００６２】
なお、配管本数を減らし装置のコストを安価にする目的で、吸着出口経路７ａ〜７ｆと吸着出口経路７は、冷却出口経路としての機能を持たせた共用経路の構成としているが、流路切替手段を追加して冷却出口経路を別途単独経路として構成してもよい。また、各流路切替手段は、電磁弁以外の手段、例えば電動ボールバルブやダクト開閉ダンパーのようなものであってもよい。
【００６３】
２１は、吸着出口経路７（合流経路）に設けられた送風手段としての吸着経路送風機、２２は、脱着入口経路８（合流経路）に設けられた送風手段としての脱着経路送風機である。２３は、熱回収手段としての熱交換器で、冷却出口経路を兼ねた吸着出口経路７（合流経路）から排出される気体と、脱着入口経路８（合流経路）へ吸入される気体とを熱交換できるように構成されている。２４は、流路切替手段としての各電磁弁１４ａ〜１４ｆ、１５ａ〜１５ｆ、１６ａ〜１６ｆ、１７ａ〜１７ｆ、１８ａ〜１８ｆ、送風手段としての吸着経路送風機２１および脱着経路送風機２２、加熱手段としてのヒータ３ａ〜３ｆなどを制御する制御器である。
【００６４】
つぎに、図１における動作を説明する。理解しやすくするために、まず、Ａ塔である吸着塔１ａの動作から説明する。
【００６５】
はじめに、電磁弁１４ａと電磁弁１７ａを開く。有機溶剤発生源（図示せず）から、吸着経路送風機２１によって吸入された有機溶剤蒸気を含む空気は、吸着入口経路４、吸着入口経路４ａから吸着塔１ａを通る際に、吸着剤２ａによって有機溶剤が吸着され、清浄空気となって吸着出口経路７ａ、吸着出口経路７から外部へ排出される（吸着モード）。所定の時間が経過した後、電磁弁１４ａと電磁弁１７ａを閉じ、ヒータ３ａに通電し吸着剤２ａを加熱する（加熱モード）。この時、ヒータ３ａは吸着塔１ａ内の吸着剤２ａ近傍に設けられているため、効率良く吸着剤２ａを加熱し、加熱に要するエネルギーを低減させることができる。
【００６６】
つぎに、電磁弁１８ａと電磁弁１５ａを開く。脱着経路送風機２２によって吸入された周囲空気は、脱着入口経路８、８ａから吸着塔１ａを通る際に、熱により吸着剤２ａから有機溶剤が脱着（離脱）され、濃縮有機溶剤蒸気となって脱着出口経路５ａ、脱着出口経路５から排出される（脱着モード）。排出された濃縮有機溶剤蒸気は、有機溶剤回収システムとしての後段の冷却装置（図示せず）に送られ、冷却、凝縮、液化されることによって有機溶剤液体として回収し、必要に応じて有機溶剤発生源へ戻す。あるいは、濃縮倍率が高い場合は、液化せずに濃縮蒸気として直接有機溶剤発生源へ戻すことも可能である。
【００６７】
その後、電磁弁１８ａと電磁弁１５ａを閉じ、電磁弁１６ａと電磁弁１７ａを開き、吸着経路送風機２１によって、周囲空気を冷却入口経路６、冷却入口経路６ａから吸着塔１ａ、冷却出口経路を兼ねた吸着出口経路７へと流通させ、加熱された吸着剤２ａを冷却させる（冷却モード）。ここで、吸着出口経路７から排出される気体は熱を持っており、熱回収手段としての熱交換器２３で脱着入口経路８へ吸入される気体に熱を伝えることにより、脱着モードの加熱に要するエネルギーを低減させることができる。
【００６８】
なお、気体と気体の熱交換を行う熱交換器２３は、比較的簡単な構成で熱回収を可能としコストを安価にすることができるが、他の熱回収手段であってもよい。冷却モードが終了した後、再び吸着モードに戻り、これらの運転モードを繰り返すものである。
【００６９】
本実施の形態１は、６塔の吸着塔から構成されており、Ａ塔である吸着塔１ａ以外の吸着塔１ｂ〜１ｆも、同様に一連の、吸着モード〜加熱モード〜脱着モード〜冷却モードを実行するが、各々の吸着塔は時間帯をずらして実行する。一例として、ある時間帯Ｕにおいては、吸着塔１ａ、吸着塔１ｂ、吸着塔１ｃの３塔が吸着モード、吸着塔１ｄが加熱モード、吸着塔１ｅが脱着モード、吸着塔１ｆが冷却モードとなっている。これら６塔（Ａ塔、Ｂ塔、Ｃ塔、Ｄ塔、Ｅ塔、Ｆ塔）の吸着塔１ａ〜１ｆの時間帯別（Ｕ〜Ｖ〜Ｗ〜Ｘ〜Ｙ〜Ｚ）の動作パターンを図２に示す。
【００７０】
つぎに、本実施の形態１において、有機溶剤蒸気の濃縮倍率を高める作用について説明する。図２における時間帯Ｕの吸着モードにおいて、有機溶剤発生源から吸着入口経路４へ吸入する有機溶剤蒸気を含む空気の流量をＱとすると、吸着入口経路４ａ、４ｂ、４ｃから吸着塔１ａ、吸着塔１ｂ、吸着塔１ｃへ分配される流量はＱ／３となる。本発明では、吸着モードで運転する各吸着塔１ａ、吸着塔１ｂ、吸着塔１ｃの１個の吸着塔内を流通する気体の流量が、脱着モードで運転する吸着塔１ｅ内を流通する気体の流量よりも多くなるように制御されている。有機溶剤の一例として、前述の塩化メチレンの場合、濃縮倍率は５倍程度が限界とされており、本実施の形態１においても、濃縮倍率が５倍、すなわち脱着モードで運転する吸着塔１ｅ内を流通する気体の流量が、吸着モードで運転する各吸着塔１ａ、吸着塔１ｂ、吸着塔１ｃの１個の吸着塔内を流通する気体の流量の１／５になるように設定されている。この時、脱着モードにおいて、吸着塔１ｅから脱着出口経路５へ排出される濃縮有機溶剤蒸気を含む空気の流量は、Ｑ／３×１／５＝Ｑ／１５となり、有機溶剤発生源からの吸入流量Ｑに対して１／１５の流量、つまり吸着された有機溶剤が全て脱着したとして１５倍の濃縮倍率を得ることができる。このことから、本発明においては、吸着モードで運転する吸着塔の個数をＮ１、脱着モードで運転する吸着塔の個数をＮ２、吸着モードで運転する吸着塔内を流通する気体の流量をＱ１、脱着モードで運転する吸着塔内を流通する気体の流量をＱ２とした場合、濃縮倍率は（Ｎ１／Ｎ２）×（Ｑ１／Ｑ２）に高めることができるものである。
【００７１】
このように、従来に比べて濃縮倍率を大幅に高めた結果、有機溶剤回収システムとしての後段の冷却装置において、液化させるための冷却、凝縮能力が小さくて済み、冷却装置を小型化、低コスト化することができる。あるいは、濃縮の目的によっては液化せずに濃縮蒸気として直接有機溶剤発生源へ戻すことも可能である。一例として、有機溶剤発生源が金属部品の脱脂洗浄工程で、有機溶剤が塩化メチレンの場合、従来の技術（５倍程度の濃縮）では、回収するためには液化するしか手段はなかったが、前述の如く濃縮倍率を１５倍程度まで高めれば、液化せずに濃縮蒸気を直接洗浄工程の高濃度蒸気が充満している槽内に戻しても、洗浄工程上何ら問題がない（濃縮倍率が低いと、蒸気洗浄に必要な濃度が確保できない）。このような場合は、冷却装置そのものが不要となり、有機溶剤回収システムを大幅にシンプル化でき、さらに小型で低コストのシステムを提供することができるものである。
【００７２】
つぎに、効果的加熱、冷却方法について説明する。吸着、脱着性能を確保するためには、脱着モードで如何に効果的に吸着剤２ａ〜２ｆを加熱し、吸着モードまでに如何に効果的に吸着剤２ａ〜２ｆを冷却することができるかが肝要である。そのために、本実施の形態１では、脱着モード終了後に冷却モードを設けている。これによって、つぎの吸着モードまでに吸着剤２ａ〜２ｆを十分冷却することができ、吸着性能を十分確保することができる。また、本実施の形態１では、脱着モードの前に加熱モードを設けている。加熱モードでは、例えば、Ｄ塔である吸着塔１ｄの出入口すなわち電磁弁１４ｄ、１５ｄ、１６ｄ、１７ｄ、１８ｄを全て閉塞し、脱着出口経路５ｄから気体を排出させずに、吸着剤２ｄを加熱している。これは、脱着モード以外で濃縮有機溶剤蒸気を排出せずに、有機溶剤濃縮装置からの排出流量を極力少なくして濃縮倍率を高めるためである。一方、加熱モードにおける加熱動作は、加熱モードの開始時刻にヒータ３ｄに通電し加熱動作を開始させる。そして、加熱モードの途中から脱着モードの終了時刻までの適当な時刻にヒータ３ｄの通電を終了する。このヒータ３ｄの通電時間の設定は、脱着モードで脱着が十分行われるための吸着剤２ｄの温度上昇条件と、吸着モードまでの冷却モードで冷却が十分行われるための吸着剤２ｄの温度下降条件とから決定される。一例として、ある条件においては、加熱モードの終了時にヒータ３ｄの通電を終了した場合、脱着モードではヒータ３ｄの余熱（オーバーシュート）で吸着剤２ｄが脱着に必要な温度まで昇温でき、かつ冷却モードの時間内に吸着に必要な常温に近い温度まで冷却することができ、脱着性能と吸着性能を十分確保することができた。また、ヒータ３ｄの通電時間を必要最小限とすることにより、加熱に要するエネルギーを低減させるという効果もある。これらのヒータ３ｄ通電時間の設定は、制御器２４に搭載したタイマーで行ってもよいし、吸着塔１ａ〜１ｆ内の温度を検知して、制御器２４でフィードバック制御してもよい。なお、ヒータ３ｄの加熱立ち上りが早く、吸着剤２ｄの温度が瞬時に脱着に必要な温度まで昇温可能な場合は、加熱モードを行わず（その場合、実施の形態１は吸着塔が５塔の構成となる）、脱着モードの全てまたは一部の時間帯に、ヒータ３ｄに通電することが有効である。これにより、ヒータ３ｄの通電時間をさらに必要最小限とし、加熱に要するエネルギーを低減させることができる。
【００７３】
以上のように、本実施の形態１では、有機溶剤蒸気の濃縮を吸着剤への吸着と熱による脱着によって行っている。この方式は、真空ポンプなどを使わずに行うため、装置を比較的安価に製作することができるが、本発明における濃縮倍率を高める作用は、真空ポンプを使って吸着剤を減圧し脱着させる、いわゆる圧力スイング方式においても有効である。
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図３は、本発明の実施の形態２における有機溶剤濃縮装置のシステム構成図である。
【００７５】
図３の実施の形態２では、熱回収手段として、冷却出口経路を兼ねる吸着出口経路７から排出される気体の一部を脱着入口経路８へ直接吸入する吸入口３１を設けたものである。この方式は、吸着出口経路７から排出される気体の熱を、脱着入口経路８へ吸入される気体に伝える方式において、熱交換せずに直接気体を吸入させることにより熱回収効率を高め、脱着に要する加熱エネルギーを低減させるという効果を発揮するものである。
【００７６】
（実施の形態３）
実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図４は、本発明の実施の形態３における有機溶剤濃縮装置のシステム構成図である。
【００７７】
図４の実施の形態３では、加熱手段として吸着塔１ａ〜１ｆ内にヒートポンプユニット３２に接続された放熱器３３ａ〜３３ｆを備え、冷却入口経路６内にヒートポンプユニット３２に接続された吸熱器３４を備え、ヒートポンプユニット３２の運転により、冷却入口経路６内の空気の熱を吸着塔１ａ〜１ｆ内の吸着剤２ａ〜２ｆに移動させるものである。この方式は、加熱源にヒートポンプを用いることにより、吸着剤２ａ〜２ｆを効率よく加熱するとともに、冷却入口経路６内の空気を常温より冷やすことにより、冷却モードにおける冷却効果を向上させ、吸着モードまでに吸着剤２ａ〜２ｆを十分冷却することができ、吸着性能を確保することができるものである。
【００７８】
（参考の形態１）
実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図５は、本発明の参考の形態１における有機溶剤濃縮装置のシステム構成図である。
【００７９】
図５の参考の形態１では、各吸着塔１ａ〜１ｆに、循環ファン３５ａ〜３５ｆを有する循環経路３６ａ〜３６ｆが接続されている。加熱モードでは、例えば、Ｄ塔である吸着塔１ｄの電磁弁１４ｄ、１５ｄ、１６ｄ、１７ｄ、１８ｄを全て閉塞し、脱着出口経路５ｄから気体を排出させずに、吸着剤２ｄを加熱しているが、参考の形態１では、吸着塔１ｄ内の気体を循環ファン３５ｄで循環経路３６ｄ内に循環させることにより、吸着剤２ｄを均一に加熱し、短時間で脱着に必要な温度まで昇温でき、加熱に要するエネルギーを低減させるという効果を発揮するものである。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）としての有機溶剤蒸気を、発生源から除去するための有機溶剤回収システムにおいて、前段処理などに使用される有機溶剤濃縮装置として有用である。また、有機溶剤以外の物質の吸脱着、濃縮装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態１の有機溶剤濃縮装置を示すシステム構成図
【図２】同有機溶剤濃縮装置の動作パターン図
【図３】本発明の実施の形態２の有機溶剤濃縮装置を示すシステム構成図
【図４】本発明の実施の形態３の有機溶剤濃縮装置を示すシステム構成図
【図５】本発明の参考の形態１の有機溶剤濃縮装置を示すシステム構成図
【図６】従来の有機溶剤濃縮装置を示すシステム構成図
【符号の説明】
【００８２】
１ａ〜１ｆ      吸着塔
２ａ〜２ｆ      吸着剤
３ａ〜３ｆ      ヒータ
４              吸着入口経路
４ａ〜４ｆ      吸着入口経路
５              脱着出口経路
５ａ〜５ｆ      脱着出口経路
６              冷却入口経路
６ａ〜６ｆ      冷却入口経路
７              吸着出口経路
７ａ〜７ｆ      吸着出口経路
８              脱着入口経路
８ａ〜８ｆ      脱着入口経路
１４ａ〜１４ｆ  電磁弁
１５ａ〜１５ｆ  電磁弁
１６ａ〜１６ｆ  電磁弁
１７ａ〜１７ｆ  電磁弁
１８ａ〜１８ｆ  電磁弁
２１            吸着経路送風機
２２            脱着経路送風機
２３            熱交換器
２４            制御器
３１            吸入口
３２            ヒートポンプユニット
３３ａ〜３３ｆ  放熱器
３４            吸熱器
３６ａ〜３６ｆ  循環経路
【図１】
0004770527.tif 000002
【図２】
0004770527.tif 000003
【図３】
0004770527.tif 000004
【図４】
0004770527.tif 000005
【図５】
0004770527.tif 000006
【図６】
0004770527.tif 000007