(57)【要約】 【課題】      工場などから排出される大量の処理空気から、トルエンに代表される水難溶性または水不溶性のＶＯＣを除去する装置であって、処理効率がよく、二酸化炭素を排出しないなど環境調和型であり、かつ低ランニングコストであるＶＯＣの除去回収装置を提供する。【解決方法】  ＶＯＣを含有する処理空気から前記揮発性有機化合物を除去する装置であって、（１）前記処理空気を取り入れる取入口と、（２）所定の平均分子量を有する無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を高速噴霧して、前記取入口より取り入れた前記処理空気と前記吸収液とを接触させる噴霧混合部と、（３）該噴霧混合部を通過した前記処理空気を排出空気として排出する排出口と、を具備する気液接触槽を有する揮発性有機化合物の除去装置  によって上記題を解決することができる。【選択図】    図１
2005342573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水難溶性または水不溶性の揮発性有機化合物を含有する処理空気から前記揮発性有機化合物を除去する装置であって、
前記処理空気を取り入れる取入口と、
無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧して、前記取入口より取り入れた前記処理空気と前記吸収液とを接触させる噴霧混合部と、
該噴霧混合部を通過した前記処理空気を排出空気として排出する排出口と、
を具備する気液接触手段を有する揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項２】
前記無水ポリアルキレングリコールの平均分子量が２００未満である請求項１に記載の揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項３】
前記吸収液の噴霧速度が１５ｍ／ｓｅｃ以上２５ｍ／ｓｅｃ以下である請求項１または２に記載の揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項４】
前記揮発性有機化合物が芳香族炭化水素である請求項１から３のいずれか１項に記載の揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項５】
前記揮発性有機化合物の処理空気中の含有量が、１ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下である請求項１から４のいずれか１項に記載の揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項６】
前記吸収液に溶解した前記揮発性有機化合物を脱気する脱気部と、
前記脱気された揮発性有機化合物を吸着するガス吸着部と、
を具備するガス回収手段と、
前記脱気処理を施した吸収液を前記気液接触手段に送る吸収液循環機構と、
を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項７】
前記ガス吸着部の基材が多糖類である請求項６に記載の揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項８】
前記脱気部において前記吸収液の脱水を行うことを特徴とする請求項６または７に記載の揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項９】
前記排出口と管路により連接し、前記排出空気を取り入れる吸引口と、
水の噴射を利用して負圧を発生し、前記排出空気を前記吸引口より吸引するとともに、前記排出空気を前記噴射した水と接触させ、前記排出空気に含まれる水溶性成分を前記水に溶解するエジェクタと、
該エジェクタを通過した前記排出空気を大気開放する開放口と、
を有する水流式浄化手段をもつ請求項１から８のいずれか１項に記載の揮発性有機化合物の除去装置。
【請求項１０】
油煙または可塑剤を含有する処理空気から前記油煙または可塑剤を除去する装置であって、
前記処理空気を取り入れる取入口と、
無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧して、前記取入口より取り入れた前記処理空気と前記吸収液とを接触させる噴霧混合部と、
該噴霧混合部を通過した前記処理空気を排出空気として排出する排出口と、
を具備する気液接触手段を有する油煙または可塑剤の除去装置。
【請求項１１】
水難溶性または水不溶性の揮発性有機化合物を含有する処理空気から前記揮発性有機化合物を除去する方法であって、
平均分子量が２００未満の無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧し、前記処理空気と前記吸収液とを接触させる揮発性有機化合物の除去方法。
【請求項１２】
水難溶性または水不溶性の揮発性有機化合物を含有する処理空気から前記揮発性有機化合物を除去する方法であって、
平均分子量が２００未満の無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧し、前記処理空気と前記吸収液とを接触させる第一工程と、
前記吸収液に溶解した前記揮発性有機化合物を脱気し、かつ該脱気された揮発性有機化合物を、多糖類を基材とするガス吸着部にて吸着する第二工程と、
前記第一工程を経た処理空気を、噴霧した水と接触させ、前記処理空気の水溶性成分を除去する第三工程と、
からなる揮発性有機化合物の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルエンやベンゼン等の芳香族炭化水素に代表される揮発性有機化合物（以下、「ＶＯＣ」と呼ぶ。）、油煙（煤）または可塑剤により汚染された空気より、かかる成分を効率的に除去する装置および除去方法に関するものである。なお、本発明においては、ＶＯＣは水難溶性または水不溶性のものを主たる除去の対象とする。
【背景技術】
【０００２】
新築または改装住宅では、ＶＯＣやダニアレルゲンを原因とする体調不良や健康障害などの、いわゆるシックハウス症候群が問題となっている。また、塗装業、印刷業または製造業などに代表される工場からの排出空気にも、トルエン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド（以下、「ＤＭＦ」と呼ぶ。）、メチルエチルケトン（以下、「ＭＥＫ」と呼ぶ。）、などのＶＯＣが含まれており、隣接住民にシックハウス症候群と同様の症状が認められるという問題が発生している。また、油煙や可塑剤の排出もまた、環境悪化を引き起こす要因として問題視されている。
【０００３】
特に工場からの排出量が多い物質のひとつであるトルエンの除去方法については、従来から提案され、また実施されている代表的なものとして以下の５つを挙げることができる。
【０００４】
第一の方法は燃焼方式であり、一般的に普及している。燃焼方式には直接燃焼方式と蓄熱燃焼方式があり、いずれも高温場でＶＯＣを酸化分解するものである。しかし、温度条件によってはダイオキシンが発生する可能性があること、燃焼によりＣＯ2が生じること、また塩素を含むＶＯＣの場合、燃焼によって発生する塩化水素の除去が必要であるなどの問題点があるほか、ランニングコストが高いことが欠点といえる。
【０００５】
第二の方法は光触媒方式である。酸化チタンなどの触媒作用により低温度でＶＯＣを処理できるという利点があるが、ＶＯＣの除去には大量の紫外線が必要であり、処理速度が遅いという問題点がある。また、処理空気中に触媒劣化物質が混入している場合は前処理装置の設置などの対策も必要となる。
【０００６】
第三の方法は冷却・凝集方式である。燃焼方式と比較して、有害物質が発生する問題は少ないものの、高濃度・低風量の場合に限られるという問題がある。
【０００７】
第四の方法は吸着方式であり、特に物理的な吸着方式が一般的に普及している。物理的吸着方式は、主に活性炭やゼオライトなどの吸着剤に処理空気を接触させ、含有するＶＯＣを吸着させる方式である。かかる方式では、吸着後に蒸気などを用いた加熱により吸着したＶＯＣを脱離・回収できるという利点があるが、吸着剤の細孔がすぐに飽和したり、一度吸着した物質が再放出されたりするなどの問題があった。一方、化学的吸着方式としては、シクロデキストリン水溶液に処理空気を通し、シクロデキストリンの環状構造が形成する空洞にＶＯＣを包摂化合物として水素結合により取り込むことでこれを除去する方法が知られている。
【０００８】
第五の方法は灯油などの高沸点溶剤に代表される有機物による吸収方式である。ＶＯＣを吸収した高沸点溶剤は燃料として使用することもでき、また吸収したＶＯＣを回収・再利用することもできるなどの利点も多い。しかし、この方式を利用した従来の処理装置においては、処理空気を効率よく溶剤に接触させることが困難であり、処理効率は高くないという問題点があった。
【０００９】
そこで本方式を改良した、各種揮発性有機化合物を除去するための発明が提案されている。例えば、先行文献１(特許文献１：特開２０００−１５７８３４号公報)にはグリコールモノアルキルエーテルまたは炭素数１０以上の常温液状オレフィンによってトルエンなどの有機溶剤ガスを吸収・除去する方法の発明が記載されている。また、トルエン以外の揮発性有機化合物を除去する発明としては、先行文献２(特許文献２：特開平１１−３４７３６０号公報)にはダイオキシン類を大量の水蒸気とともにグリコール類等にて吸収する方法の発明が、先行文献３(特許文献３：特開２００２−２７３１５７号公報)にはトリクロロエチレンをポリエチレングリコール水溶液にて溶解、除去する方法の発明が、それぞれ記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１５７８３４号公報
【特許文献２】特開平１１−３４７３６０号公報
【特許文献３】特開２００２−２７３１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の課題は、各種工場から排出される処理空気のうち、特にトルエンに代表される水難溶性または水不溶性のＶＯＣ、油煙および可塑剤（以下、「ＶＯＣ等」と言う。）に対する吸収容量が大きく、ＶＯＣ等の含有量の大小に拘らず、該成分を効率的に除去することができ、かつＶＯＣ等の除去にあたっては、二酸化炭素を発生しないなど環境調和型である新たなＶＯＣ等除去装置およびＶＯＣ等の除去方法を提供することにある。但し、上記ＶＯＣ等は、ＤＭＦやＭＥＫ等の水溶性の揮発性有機化合物を吸収・除去の対象から積極的に除外するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、前記の課題に対し、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、吸収液として比較的低分子量の無水ポリアルキレングリコールが、工場から排出される処理空気のうち、特にトルエンに代表される水難溶性または水不溶性のＶＯＣ等に対する吸収容量が著しく大きい点、ＤＭＦやＭＥＫ等のＶＯＣ成分も好適に吸収および除去をすることができる点、処理空気中のＶＯＣ等含有量の大小に拘らず吸収できる点、更には吸収したＶＯＣの離脱が容易であって、再生を容易になし得る点に着目し、これらの知見に基いて上記の課題を解決し、大量の処理空気より、トルエン等の芳香族炭化水素に代表される水難溶性または水不溶性のＶＯＣ等を効率的に除去することのできる本発明の完成に至った。
【００１２】
かくして、本発明によれば、
水難溶性または水不溶性の揮発性有機化合物を含有する処理空気から前記揮発性有機化合物を除去する装置であって、
前記処理空気を取り入れる取入口と、
無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧して、前記取入口より取り入れた前記処理空気と前記吸収液とを接触させる噴霧混合部と、
該噴霧混合部を通過した前記処理空気を排出空気として排出する排出口と、
を具備する気液接触手段を有する揮発性有機化合物の除去装置
が提供される。
【００１３】
また本発明は、以下の各発明も提供するものである。
（１）前記無水ポリアルキレングリコールの平均分子量が２００未満である揮発性有機化合物の除去装置。
（２）前記吸収液の噴霧速度が１５ｍ／ｓｅｃ以上２５ｍ／ｓｅｃ以下である揮発性有機化合物の除去装置。
（３）前記揮発性有機化合物が芳香族炭化水素である揮発性有機化合物の除去装置。
（４）前記揮発性有機化合物の処理空気中の含有量が、１ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下である揮発性有機化合物の除去装置。
（５）前記吸収液に溶解した前記揮発性有機化合物を脱気する脱気部と、
前記脱気された揮発性有機化合物を吸着するガス吸着部と、
を具備するガス回収手段と、
前記脱気処理を施した吸収液を前記気液接触手段に送る吸収液循環機構と、
を有する揮発性有機化合物の除去装置。
（６）前記ガス吸着部の基材が多糖類である揮発性有機化合物の除去装置。
（７）前記脱気部において前記吸収液の脱水を行うことを特徴とする揮発性有機化合物の除去装置。
（８）前記排出口と管路により連接し、前記排出空気を取り入れる吸引口と、
水の噴射を利用して負圧を発生し、前記排出空気を前記吸引口より吸引するとともに、前記排出空気を前記噴射した水と接触させ、前記排出空気に含まれる水溶性成分を前記水に溶解するエジェクタと、
該エジェクタを通過した前記排出空気を大気開放する開放口と、
を有する水流式浄化手段をもつ揮発性有機化合物の除去装置。
（９）油煙または可塑剤を含有する処理空気から前記油煙または可塑剤を除去する装置であって、
前記処理空気を取り入れる取入口と、
無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧して、前記取入口より取り入れた前記処理空気と前記吸収液とを接触させる噴霧混合部と、
該噴霧混合部を通過した前記処理空気を排出空気として排出する排出口と、
を具備する気液接触手段を有する油煙または可塑剤の除去装置。
【００１４】
更に本発明は、本願第一の発明と要旨を共通する以下の各関連発明も併せて提供するものである。
（１０）水難溶性または水不溶性の揮発性有機化合物を含有する処理空気から前記揮発性有機化合物を除去する方法であって、
平均分子量が２００未満の無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧し、前記処理空気と前記吸収液とを接触させる揮発性有機化合物の除去方法。
（１１）水難溶性または水不溶性の揮発性有機化合物を含有する処理空気から前記揮発性有機化合物を除去する方法であって、
平均分子量が２００未満の無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧し、前記処理空気と前記吸収液とを接触させる第一工程と、
前記吸収液に溶解した前記揮発性有機化合物を脱気し、かつ該脱気された揮発性有機化合物を、多糖類を基材とするガス吸着部にて吸着する第二工程と、
前記第一工程を経た処理空気を、噴霧した水と接触させ、前記処理空気の水溶性成分を除去する第三工程と、
からなる揮発性有機化合物の除去方法。
【発明の効果】
【００１５】
前記の各発明にかかる揮発性有機化合物の除去装置によれば、水難溶性または水不溶性のＶＯＣ等を含有する工場排気（処理空気）に対し、所定の平均分子量を持つ無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液を噴霧し、これと接触させることでＶＯＣ等を溶解および除去することが可能となる。ここで、気液接触手段においては、処理空気を単純に液体の吸収液中を通過させるバブリング方式ではなく、吸収液を噴霧化し、処理空気との接触面積を大きくする噴霧方式を採用することでＶＯＣの吸収液への効率的な溶解を実現している。またかかる噴霧を高速で行うことにより、噴霧混合部の背後には負圧が生じるため、処理空気を効率よく気液接触手段に吸引・導入することができる。これらの効果により、気液接触手段の規模を従来品よりも小さなものとすることができ、装置のランニングコストを抑えることが期待できる。
【００１６】
また、無水ポリアルキレングリコールにＶＯＣ等を吸収させる第一工程に加え、ＶＯＣを溶解して吸収効率の落ちた吸収液を脱気し、かつ脱気したＶＯＣをガス吸着部にて吸着・除去する第二工程、更には第一工程では除去されなかった水溶性のガス成分を取り除くため、第一工程を経た処理空気に対して水を噴霧し、これを除去する第三工程までを施すことにより、水溶性、水難溶性、水不溶性を問わず揮発性有機化合物の除去および回収までを一貫して行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について図面を用いて詳しく説明する。但し、本発明は以下の実施の形態のみに限定されるものではない。図１に、本発明にかかるＶＯＣ等の除去装置の第一の形態を示す。１は本発明にかかる揮発性有機化合物の除去装置、２は気液接触手段の具体例である気液接触槽、５はＶＯＣ等を含有する処理空気である。
【００１８】
気液接触槽２は、処理空気５を取り入れる取入口２−１、ＶＯＣ等を溶解・吸収する無水ポリアルキレングリコールよりなる吸収液２−２、吸収液の噴霧混合部２−３と、その噴霧口２−３−１および噴霧された噴霧吸収液２−３−２、噴霧混合部２−３の下方で広く開口し、吸収液を受ける吸収液槽２−５、運転初期、または吸収液の揮発により吸収液槽の水位が下がってきた場合に吸収液を適宜補充する吸収液タンク２−６、吸収液を噴霧口まで汲み上げ、所定の噴霧圧を負荷する噴霧ポンプ２−７、噴霧口直下に設けられ、ＶＯＣと噴霧吸収液２−３−２との接触効率を向上する接触強化部２−８、噴霧吸収液２−３−２の飛散を防止するとともに、揮発した吸収液の液化を促す飛散防止部２−９、ＶＯＣ等の除去処理が終了した処理空気を排出する排出口２−１０からなる。
【００１９】
ここで、取入口２−１は工場の排気ダクトなどに連接し、ＶＯＣ等の混合した処理空気５を大気に漏らすことなく気液接触槽２に導入することが望ましい。但し、吸収液２−２を噴霧口２−３−１より高速で噴霧することにより、ベルヌーイの原理に従って噴霧混合部２−３の背後には負圧が生じ、処理空気５は効率的に取入口２−１に吸引されることとなるため、上の要求を満足することができる。
【００２０】
噴霧混合部２−３では、吸収液２−２は噴霧口２−３−１より噴霧され、噴霧吸収液２−３−２となるとともに処理空気５と接触させる。かかる噴霧方式を用いたのは、液体として蓄えられた吸収液中に処理空気を単純に通過させるバブリング方式では溶解反応が速やかに行われず、処理空気中のＶＯＣの多くが除去されないまま排出されてしまうためである。すなわち、吸収液２−２を霧状にして噴射することにより、処理空気５との接触面積を増し、ＶＯＣの溶解を促すと同時に、上述のように負圧を利用して処理空気５を効率的に取入口２−１に吸引することを可能としている。また、処理空気５に含まれることのある粉塵などもここで除去することができる。噴霧口２−３−１の数量は特に限定されないが、噴霧混合部２−３を通過する処理空気５が適切に噴霧吸収液２−３−２と接触するように、複数個の噴霧口２−３−１を平面内に分散配置してもよい。
【００２１】
また、かかる噴霧方式を用いたことにより、従来のＶＯＣ等除去装置と比較してその処理効率が向上するため、同等のＶＯＣ等処理能力を実現する場合、本発明により装置の小型化およびランニングコストの削減を図ることができる。
【００２２】
吸収液２−２に用いる物質としては、本発明にて処理・回収を目的とするＶＯＣであるトルエンに代表される芳香族炭化水素を好適に溶解し、かつＤＭＦやＭＥＫなどの水溶性ＶＯＣをも溶解することから、無水ポリアルキレングリコールが好適に用いられる。本明細書において、「無水ポリアルキレングリコール」とは、実質的に無水状態のポリアルキレングリコールであり、少量の水分が存在してもトルエン等の水難溶性のＶＯＣを十分均質状態で吸収できるものであり、除去の目的が達成できるものを包含する。また、無水ポリアルキレングリコールは、油煙、およびフタル酸エステルやアジピン酸エステル等に代表される可塑剤を好適に吸収、除去することもできる。
【００２３】
無水ポリアルキレングリコールとしては、入手性や対環境性などの要請から、無水ポリエチレングリコールが更に好適に用いられる。また、ポリアルキレングリコールの平均分子量は２００未満であり、特に、１００以上２００未満が好適に用いられる。平均分子量が１００未満では揮発性が高く、前記飛散防止部２−９を通過し、排出される吸収液の割合が多くなり、また２００以上では粘性が高く、噴霧口２−３−１より高速で噴霧することが困難だからである。
【００２４】
ここで、吸収液２−２の噴霧速度は１５ｍ／ｓｅｃ〜２５ｍ／ｓｅｃとすることが好適である。１５ｍ／ｓｅｃ以下の噴射速度では噴霧口の背後に十分な負圧が発生せず、取入口２−１より好適に処理空気５を取り入れることができない。また、２５ｍ／ｓｅｃ以上の噴射速度を実現するには噴霧ポンプ２−７の噴射圧が過大となるからである。
【００２５】
以上を具備する本発明にかかるＶＯＣ除去装置により、処理空気に対するＶＯＣの含有量のレンジが広範によらず、これを除去することが可能となる。具体的には、１ｐｐｍ程度の低濃度から、５００ｐｐｍ程度の高濃度のＶＯＣまでを好適に除去することができる。これは、従来の活性炭やゼオライトによる吸着方式に比べ、本発明にかかる無水ポリアルキレングリコールの噴霧によるＶＯＣの吸収・除去方式はＶＯＣの吸収効率が高いため、低濃度のＶＯＣを逃さず吸収することも、高濃度のＶＯＣを漏れなく吸収することも、いずれも好適に行うことができるからである。
【００２６】
噴霧口２−３−１の直下には接触強化部２−８が設けられ、噴霧吸収液２−３−２へのＶＯＣの溶解反応を更に促進する。接触強化部２−８は、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、活性炭、ゼオライトまたは比表面積の大きい無機多孔性材料などから選択した１種以上の材料を所定の厚さにわたって敷き詰めることで、これを通過する処理空気５の進行を邪魔し、噴霧吸収液２−３−２との接触時間を長くする、いわゆるスクラバー方式を実現するものである。
【００２７】
噴霧混合部２−３や接触強化部２−８にてＶＯＣ等を溶解した吸収液２−２は、吸収液槽２−５に一旦蓄えられる。蓄えられた吸収液２−２は、主として噴霧ポンプ２−７によって再び噴霧口２−３−１に汲み上げられるか、または吸収液タンク２−６により新たな吸収液と交換される。またごく一部は吸収液槽２−５より揮発するが、かかる揮発した吸収液の多くは、飛散防止部２−９から排出口２−１０に至るまでに冷却され、再度液化して吸収液槽２−５に戻ることとなる。但し、わずかに排出口２−１０より排出された吸収液についても、後述する水流式浄化装置４を併用することにより取り除くことができる。
【００２８】
また、吸収液２−２に吸収した油煙を除去するため、吸収液槽２−５に蓄えられた吸収液２−２は噴霧ポンプ２−７に送られるに際し、図示しない油煙除去手段、例えばフィルター、を通過させることが好ましい。
【００２９】
以上の構成要素のうち、接触強化部２−８および飛散防止部２−９は気液接触の効率を高めたり、吸収液の飛散・排出を防いだりするための、付加的な要素である。また、本発明は、ＶＯＣ等を溶解した吸収液を速やかに吸収液タンク２−６に送り、吸収液を再度噴霧ポンプ２−７を通じて噴霧することのない構成としてもよい。その場合は、噴霧ポンプ２−７については必ずしも吸収液２−２を吸収液槽２−５より汲み上げるための機能までは必要なく、吸収液タンク２−６から供給される吸収液に所定の噴射圧を負荷できるだけの機能および荷重出力があればよい。また、噴霧ポンプ２−７には圧力計を設け、噴霧吸収液２−３−２の量を処理空気５の流入量に応じて適宜調整しても良い。
【００３０】
図２に、本発明にかかるＶＯＣ等の除去装置の第二の形態として、ガス回収手段の具体例であるガス回収槽３を更に具備した場合を例示する。即ち、かかる形態では、吸収液２−２よりＶＯＣを脱気・回収するガス回収部３と、吸収液循環機構６を第一の形態に加えたものであり、気液接触槽２は第一の形態と共通する。
【００３１】
脱気部３−１は吸収液循環機構６と接続し、吸収液２−２からＶＯＣ成分を脱気する部位である。図２では気液接触槽２とガス回収槽３とを別装置として示してあるが、これらは槽を共有する一の装置として構成し、かかる槽内で吸収液を循環させる方式とすることもできる。すなわち、気液接触槽２とガス回収槽３は、二つの異なる処理を行う機能単位を二つに分割したものであって、装置が外観上、二以上の部位に識別できるかどうかということは本発明の構成とは無関係である。
【００３２】
脱気部３−１には、脱気装置３−５が設けられている。脱気方法としては、吸収液２−２に空気やヘリウムなどのガスを吹き込み、溶解したＶＯＣ成分を置換・脱気するエアレーション法、減圧することでヘンリーの法則に従い、溶解ガスを気化する減圧法、吸収液を加熱・蒸留する蒸留法、超音波を印加することで溶解ガスの微小気泡の排出を促進する超音波法などがあり、特に限定されない。図２では、装置の簡略化の観点からエアレーション法を採用し、脱気装置３−５としてエアレーションブロアを図示してある。
【００３３】
また、気液接触槽２の取入口２−１から取り込まれた処理空気５に水蒸気が含まれている場合、吸収液槽２−５に蓄えられる吸収液２−２は、徐々に無水ポリアルキレングリコールからポリアルキレングリコール水溶液へと変化し、水難溶性または水不溶性のＶＯＣの吸収効率が低下する。よって脱気部３−１では、溶解しているＶＯＣのみならず、混入した水成分も脱水除去することが望ましい。脱水の方法は特に限定されるものではないが、ポリアルキレングリコールと水の沸点の相違を利用し、吸収液を過熱脱水することが簡便であり、好適である。
【００３４】
以上のように吸収液２−２は脱気され、再生吸収液３−２と脱気ガス３−３に分離される。図示しない脱気ガス３−３は浮上し、脱気部３−１の上方に設けられたガス吸着部３−４にて吸着・回収される。
【００３５】
ガス吸着部３−４は、脱気ガス３−３として高濃度に濃縮されたＶＯＣを好適に吸着する素材からなる。吸着したトルエンなどのＶＯＣを再利用することを考慮すると、吸着したＶＯＣを、回収後、容易に脱離することのできる素材であることが更に好ましく、多糖類、特にデンプンを好適に用いることができる。図２ではガス吸着部３−４として、デンプンを基材とするマットを成形し、これを互いに所定の間隔をもって対向して配置し、浮上した脱気ガス３−３との接触面積を多く確保している。ここで、ガス吸着部３−４にデンプン等の多糖類を用いたのは、同部に活性炭やゼオライトを用いる場合に比べＶＯＣをより効率よく吸着および回収することが可能だからである。これは多糖類とＶＯＣとの間に働く水素結合力に起因するものと考えられる。
【００３６】
一方、再生吸収液３−２は吸収液循環機構６にて気液接触槽２に送ることで、吸収液としての再利用が可能となる。よって、本発明では厖大な吸収液を要することなく、大量の処理空気からＶＯＣを除去・回収することができる。
【００３７】
吸収液循環機構６は、気液接触槽２からガス回収槽３にむけて吸収液２−２を、逆にガス回収槽３から気液接触槽２にむけて再生吸収液３−２を、それぞれ送るための機構である。気液接触槽２とガス回収槽３とが図２の如く分離された装置の場合は、例えば複数本のパイプと、駆動ポンプの組み合わせによって所定の溶液を目的の方向に送る吸収液循環機構６を構成することができる。また、複数本のパイプのそれぞれに整流弁を設け、所定の方向にのみ溶液を流す形態とすることで駆動ポンプを不要とする、または補助的に用いるのみとする形態を採ることもできる。後者の場合、吸収液槽２−５内の吸収液２−２と、脱気部３−１内の再生吸収液３−２の間に水位差が生じると、その圧力差を駆動源として液量の均整化が図られるため、いずれか一方の溶液の水位をモニタするだけで液のオーバーフローを防止することができるという利点もある。
【００３８】
再生吸収液３−２の送り先としては、図示したように吸収液槽２−５とする場合と、吸収液タンク２−６とする場合とがある。噴霧ポンプ２−７によって吸収液２−２を汲み上げ、これを噴霧する形態の場合は前者または後者のいずれか、噴霧する吸収液２−２を吸収液タンク２−６から供給し、噴霧ポンプ２−７は供給された液を噴霧するだけの機能を有するとする場合は後者、をそれぞれ採用できる。
【００３９】
また、気液接触槽２とガス回収槽３とが外観上ひとつの装置として構成され、内部で吸収液の槽を共有する場合は、噴霧混合部２−３や接触強化部２−８の直下とは隔離した位置に脱気部３−１を設けることになり、吸収液循環機構６は槽内の吸収液全体を循環させる回転フィンや、ジェット発生装置などの形態を採ることができる。
【００４０】
図３に、本発明にかかるＶＯＣ等の除去装置の第三の形態として、水流式浄化手段である水流式浄化装置４を具備した場合を例示する。即ち、かかる形態では、気液接触槽２の排出口２−１０から排出される処理空気５を直接大気に開放するのではなく、水流式浄化装置４に再吸引し、水の噴流によって更にＶＯＣ等の吸着および除去を徹底して行うものであり、気液接触槽２およびガス吸収槽３については第二の形態と共通である。特に、ＤＭＦ、ＭＥＫなどのＶＯＣ成分はポリアルキレングリコールのみならず水に対しても溶解性があるため、水流式浄化装置４の導入により、これらの成分のうち気液接触槽２で除去しきれなかったものを好適に吸収・除去することができる。また、該装置４では吸収液２−２の揮発成分も同時に除去し、大気開放も防ぐこともできる。
【００４１】
水流式浄化装置４は、気液接触槽２の排出口２−１０と図示しない管路により連接し、まず排出口２−１０より排出された処理空気５を、吸引口４−１より吸引する。ここで、該管路の形状、素材などは特に限定されるものではないが、排出口２−１０との接合部は、処理空気５が漏れ出さぬよう、気密性を有することが好ましい。但し、後述する吸引効果がある程度働くため、厳密な機密性まで要求されるものではない。一方、該管路と吸引口４−１の接合部については、かかる吸引効果がより強く働くため、気密性の要求は緩やかである。
【００４２】
吸引口４−１にはエジェクタ４−２が連接している。エジェクタ４−２には内部に水噴射ノズル４−３が設けられており、同ノズルでは水噴射ポンプ４−４によって汲み上げられた水が噴射される。そのため、同ノズルの背後では負圧が生じ、処理空気５の、前記管路から吸引口４−１を経由したエジェクタ４−２内部への吸引が促進する。
【００４３】
吸引された処理空気５はエジェクタ４−２内で、噴射された水と接触し水溶性成分が該水に溶解する。そのため、気液接触槽２の吸収液２−２では主として水難溶性または水不溶性のＶＯＣ成分を除去し、水溶性成分は水流式浄化装置４にて取り除くという構成とすることができる。
【００４４】
処理空気５と接触し、気液接触槽２で除去されずに残った水溶性のＶＯＣ成分または可塑剤、および油煙を溶解、吸収した水は、受水槽４−５に蓄えられると、連接する水噴射ポンプ４−４によって汲み上げられ、再び水噴射ノズル４−３から噴射される。但し、かかる水に溶解したＶＯＣの濃度が一定以上とならぬよう、受水槽４−５には給水タンク４−６より新たな水を適宜供給する。また、新たな水の供給により受水槽４−５内の水位が所定以上となったときは、オーバーフロー管４−７より溢れ出た水を排出することができる。
【００４５】
一方、水溶性のＶＯＣ成分等を溶解、除去された処理空気５は、排気口４−８より大気へと開放される。
【００４６】
このほか、例えばエジェクタ４−２の内部に、噴霧混合部２−３の如く、噴射された水と処理空気５の接触を促す接触強化部を設けてもよい。また、受水槽４−５の内部に、吸収した可塑剤や油煙を除去する除去装置、例えば油煙フィルター、を設けたり、オーバーフロー管４−７から排出された水よりＶＯＣ等を脱気または除去し、かかる処理後の水を再度受水槽４−５または給水タンク４−６に戻すサイクルを取り入れたりすることもできる。更に、水噴射ポンプ４−４からの出力荷重、または水噴射ノズル４−３のノズル断面積や断面形状を、処理空気５の流入量に応じて適宜調整しても良い。
【００４７】
また、これ以外にも、例えば第三の実施の形態よりガス回収槽３および吸収液循環機構６を除き、気液接触槽２と水流式浄化装置４、および両者を連接する管路のみからなる構成とすることでも、本発明の目的を達成することができる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
上記第一の実施の形態、および図１に記載された本発明にかかるＶＯＣ除去装置を用いて、処理空気よりＶＯＣを除去する実験を行った。実験パラメータは以下のとおりである。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
ＶＯＣ成分および濃度            トルエン    ４００ｐｐｍ
処理空気温度、湿度              ２５℃、Ｄｒｙ
処理空気流量                    ５．５ｍ３／ｓｅｃ
吸収液                          無水ポリエチレングリコール
ポリエチレングリコール含有率    ９９．５％以上
吸収液温度                      ２５℃
吸収液平均分子量                １８０
吸収液噴霧速度                  ２０ｍ／ｓｅｃ
噴霧口基数                      ３基
噴霧吸収液流量                  各基３ｋｇ／ｍｉｎ          
【００４９】
かかる試験環境にて、処理空気よりＶＯＣ成分（トルエン）の吸着、除去を行ったところ、排出口２−１０から排出される処理空気内のＶＯＣ濃度は平均８０ｐｐｍ以下となった。以上より、本発明にかかるＶＯＣ除去装置は従来の同種装置と比較し、極めて高い濃度のＶＯＣを処理対象としても、これを好適に除去することができることが分かる。
【００５０】
（実施例２）
実施例１の実験パラメータのうち、ＶＯＣの濃度を１０ｐｐｍとし、その他の条件を不変としてＶＯＣの除去実験を行った。結果として、排出口２−１０から排出される処理空気内のＶＯＣ濃度は各基共ほぼ０ｐｐｍとなった。以上より、本発明にかかるＶＯＣ除去装置によって、低濃度のＶＯＣについてもこれを好適に除去することができることが分かる。よって実施例１とあわせ、本発明は幅広いＶＯＣ含有量の処理空気に対して用いることができるものと言える。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明にかかる揮発性有機化合物の除去装置によれば、工場などから大量に排出される処理空気について、効率よく、かつ低ランニングコストで、これに含有するＶＯＣ、油煙および可塑剤を除去することができる。ＶＯＣとしては、トルエン、ＤＭＦ、ＭＥＫなどシックハウス症候群の原因と考えられている代表的な化合物に限らず、ダイオキシン類、スルホンアミド類、硫化水素などを対象とすることもでき、幅広い利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明にかかる揮発性有機化合物の除去装置の、第一の実施の形態を表すモデル図である。
【図２】本発明にかかる揮発性有機化合物の除去装置の、第二の実施の形態を表すモデル図である。
【図３】本発明にかかる揮発性有機化合物の除去装置の、第三の実施の形態を表すモデル図である。
【符号の説明】
【００５３】
１          揮発性有機化合物の除去装置
２          気液接触槽
２−１      取入口
２−２      吸収液
２−３      噴霧混合部
２−３−１  噴霧口
２−３−２  噴霧吸収液
２−５      吸収液槽
２−６      吸収液タンク
２−７      噴霧ポンプ
２−８      接触強化部
２−９      飛散防止部
２−１０    排出口
３          ガス回収槽
３−１      脱気部
３−２      再生吸収液
３−３      脱気ガス
３−４      ガス吸着部
３−５      脱気装置
４          水流式浄化装置
４−１      吸引口
４−２      エジェクタ
４−３      水噴射ノズル
４−４      水噴射ポンプ
４−５      受水槽
４−６      給水タンク
４−７      オーバーフロー管
５          処理空気
６          吸収液循環機構
【図１】
2005342573.tif 000003
【図２】
2005342573.tif 000004
【図３】
2005342573.tif 000005