(57)【要約】【課題】  安価な吸着剤を用いて、劣化した吸着剤の交換を容易にでき、また、吸着剤から脱離する有機溶剤の濃度を一定に保持できる有機溶剤の処理装置およびその処理方法を提供する。【解決手段】  有機溶剤を含む被処理ガスの通気経路の横断面に区分けした複数の小部屋を形成し、当該小部屋に吸着剤を充填し前記被処理ガスを通気させて有機溶剤の吸着を行い、前記吸着剤に高温空気を通気させて有機溶剤の脱離を行う有機溶剤の処理装置１０である。区分けした前記小部屋毎に設置した前記被処理ガスと前記高温空気の供給を切替える切替え手段２５と、脱離した有機溶剤の濃度が規定値を保持するように個別またはブロック単位で前記切替え手段２５を制御する制御部とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を含む被処理ガスの通気経路の横断面に区分けした複数の小部屋を形成し、当該小部屋に吸着剤を充填し前記被処理ガスを通気させて有機溶剤の吸着を行い、前記吸着剤に高温空気を通気させて有機溶剤の脱離を行う有機溶剤の処理装置であって、区分けした前記小部屋毎に設置した前記被処理ガスと前記高温空気の供給を切替える切替え手段と、脱離した有機溶剤の濃度が規定値を保持するように個別またはブロック単位で前記切替え手段を制御する制御部と、を備えてなることを特徴とする有機溶剤の処理装置。
【請求項２】
前記切替え手段は、前記被処理ガスまたは前記高温空気が通気する開孔部と、前記開孔部を開閉するバルブ部からなり、前記被処理ガスまたは前記高温空気を交互に前記小部屋へ供給する駆動手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載の有機溶剤の処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記吸着剤から脱離した有機溶剤の濃度を検知する検知手段の測定値に基づき前記被処理ガスまたは前記高温空気の供給を切替え制御することを特徴とする請求項１記載の有機溶剤の処理装置。
【請求項４】
有機溶剤を含む被処理ガスの通気経路の横断面に区分けした複数の小部屋を形成し、当該小部屋に吸着剤を充填し前記被処理ガスを通気させて有機溶剤の吸着を行い、前記吸着剤に高温空気を通気させて有機溶剤の脱離を行う有機溶剤の処理方法であって、前記高温空気を区分けした前記小部屋毎に供給し、脱離した有機溶剤の濃度を検知する検知手段の測定値に基づき、有機溶剤の濃度が規定値より低下したときに次の前記小部屋を開放して有機溶剤の濃度維持を図ることを特徴とする有機溶剤の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機溶剤の処理装置およびその処理方法に係り、特に有機溶剤を吸着剤に通気して吸脱着処理する有機溶剤の処理装置およびその処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気中に含有する有機溶剤等の悪臭を吸着剤によって吸着させて濃縮した後に、濃縮した有機溶剤を燃焼等により分解するための処理装置として、特許文献１に示す悪臭物質の濃縮処理装置が開示されている。
【０００３】
この濃縮処理装置は、悪臭の吸着剤として活性炭やゼオライト等を使用している。吸着剤に吸着された悪臭は高温の空気を作用することによって、悪臭を吸着材から脱離することができる。また、脱離後の吸着剤は再利用できる。一方、脱離した悪臭は高温加熱することによって燃焼分解する。
【特許文献１】特開平１０−２４４１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の装置は、吸着剤に特殊なコルゲート加工を施し、ロール状に成形するために吸着材のコストが高いことや、ロール状の吸着材を回転させるため回転応力に対応するための強度が必要であった。また、ロール状の吸着の厚みを増加することによって被処理ガスの滞留時間が増して除去率が向上するが、その都度ロール状の吸着材を製作する必要があり、量産化が困難である。
【０００５】
さらに、吸着剤に脱離できない高沸点成分や粉塵、タールその他の吸着阻害物が付着または吸着して吸着剤の細孔を閉塞するなどした場合にはロール状の吸着剤を交換する必要がある等の問題があった。
上記問題を解決するために粒状の活性炭やゼオライトを用いる方法があるが圧力損失が高く、また、コルゲート加工した吸着剤や押し出し成形によってハニカム状に成形し角柱状にした吸着剤を使用し、２塔式で１塔は吸着、他の１塔は脱理再生する方式がある。
【０００６】
しかし、これらの方式では吸着した有機溶剤等の成分を高温空気を供給して脱着するので、吸着剤の温度上昇に伴って次第に有機溶剤等のガスが脱着される。このため、脱着ガス濃度は時間変化に伴い次第に高濃度となり、有機溶剤等は発熱量を持つ燃料として使用するため、後段の燃焼装置の負荷が一定とならず、安定的な燃焼ができないことや低濃度時には燃料を多量に必要としてランニングコストが高くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に着目して、安価な吸着剤を用いて、劣化した吸着剤の交換を容易にでき、また、吸着剤から脱離する有機溶剤の濃度を一定に保持できる有機溶剤の処理装置およびその処理方法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】
【０００８】
上記の技術課題を解決するため、本発明に係る有機溶剤の処理装置によれば、有機溶剤を含む被処理ガスの通気経路の横断面に区分けした複数の小部屋を形成し、当該小部屋に吸着剤を充填し前記被処理ガスを通気させて有機溶剤の吸着を行い、前記吸着剤に高温空気を通気させて有機溶剤の脱離を行う有機溶剤の処理装置であって、区分けした前記小部屋毎に設置した前記被処理ガスと前記高温空気の供給を切替える切替え手段と、脱離した有機溶剤の濃度が規定値を保持するように個別またはブロック単位で前記切替え手段を制御する制御部と、を備えるようにすればよい。
【０００９】
この場合において、前記切替え手段は、前記被処理ガスまたは前記高温空気が通気する開孔部と、前記開孔部を開閉するバルブ部からなり、前記被処理ガスまたは前記高温空気を交互に前記小部屋へ供給する駆動手段を備えるようにすればよい。また、前記制御部は、前記吸着剤から脱離した有機溶剤の濃度を検知する検知手段の測定値に基づき前記被処理ガスまたは前記高温空気の供給を切替え制御するようにすればよい。
【００１０】
さらに、本発明に係る有機溶剤の処理方法によれば、有機溶剤を含む被処理ガスの通気経路の横断面に区分けした複数の小部屋を形成し、当該小部屋に吸着剤を充填し前記被処理ガスを通気させて有機溶剤の吸着を行い、前記吸着剤に高温空気を通気させて有機溶剤の脱離を行う有機溶剤の処理方法であって、前記高温空気を区分けした前記小部屋毎に供給し、脱離した有機溶剤の濃度を検知する検知手段の測定値に基づき、有機溶剤の濃度が規定値より低下したときに次の前記小部屋を開放して有機溶剤の濃度維持を図るようにすればよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る有機溶剤の処理装置およびその処理方法によれば、有機溶剤を含む被処理ガスの通気経路の横断面に区分けした複数の小部屋を形成し、小部屋に吸着剤を充填し被処理ガスと高温空気の供給を切替える切替え手段を小部屋毎に設置し、脱離した有機溶剤の濃度が規定値を保持するようにした。これにより、吸着剤から離脱する有機溶剤の濃度を一定に保持することができ、処理装置後段に設置した燃焼装置の燃焼用燃料となる濃縮ガスを安定供給できる。
また、吸着剤は大量生産が可能で、使用中の吸着剤が劣化した場合や、除去効率を向上させる場合に、吸着剤の一部交換や追加が容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明に係る有機溶剤の処理装置およびその処理方法の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態に係る有機溶剤の処理装置を示す概略図である。図１（１）に示すように、処理装置１０は有機溶剤を含む被処理ガスの通気経路の横断面に区分けした複数の小部屋を形成している。すなわち、処理装置１０の中層に複数の区分けした小部屋となる吸着室１４を収めた吸着層１６と、吸着層１６の下面に接続する被処理ガスまたは高温空気を流入する供給ユニット１８と、吸着層１６の上面に処理ガスまたは有機溶剤の濃縮ガスが排出する排出ユニット２０とから構成されている。
【００１３】
まず、吸着層１６は複数の区分けした矩形形状の吸着室１４が収められている。本実施形態では７個の吸着室１４ａ〜ｇをそれぞれ縦方向に３段重ねている。また、図１（２）に示すように、吸着室１４は奥行き方向にも複数積層させた構成としている。本実施形態では奥行き方向に３段の吸着室１４ａ（ｉ）、１４ａ（ｉｉ）、１４ａ（ｉｉｉ）を形成した構成としている。
【００１４】
吸着室内は、活性炭を格子状に成形した通気抵抗の小さい吸着剤が複数段挿入されている。吸着剤は被処理ガスが吸着室１４の下面から上面に向けて流通するように内部に鉛直方向に貫通する多数の格子状貫通孔が形成されている。有機溶剤を含む被処理ガスが吸着剤の孔を通過する際に活性炭に有機溶剤が吸着されて処理ガスとなる。吸着室１４ａ〜ｇはそれぞれ縦方向に被処理ガスまたは高温空気が通気するように形成されているため、隣接する吸着室間では横方向に通気されない構成としている。なお吸着剤を有する吸着室１４は区分けした構成としているため、吸着剤が劣化した場合に吸着室の区分けごとに容易に交換できる。
【００１５】
供給ユニット１８は吸着層１６の下面に形成され、上層に被処理ガスが通気する被処理ガスダクト２２と、その下層に脱離用高温空気が通気する高温空気ダクト２４とを有している。被処理ガスダクト２２は側面に配管２３ａを介して被処理ガスを供給するファン２６が接続している。また、高温空気ダクト２４は側面に配管２３ｂを介して高温空気を供給するファン２８が接続している。
【００１６】
排出ユニット２０は吸着層１６の上面に形成され、下層に処理ガスが通気する処理ガスダクト３０と、その上層に濃縮ガスが通気する濃縮ガスダクト３２とを有している。処理ガスダクト３０は側面に配管２３ｃが接続し、配管２３ｃの一方の端部から処理ガスが大気に放出される。また、濃縮ガスダクト３２は側面に配管２３ｄが接続し、装置内部で脱離した濃縮ガスが図示しない燃焼装置に供給される。配管２３ｄは濃縮ガスの濃度を検知する検知器２７を設置してある。
【００１７】
供給ユニット１８は吸着層１６に接する面に被処理ガスと高温空気の供給を切替える切替え手段２５を形成している。切替え手段２５は図１（２）に示すように、複数に区分けした吸着室１４の下面にそれぞれ設置されている。切替え手段２５は被処理ガスダクト２２と高温空気ダクト２４のそれぞれに設けた２つの開口部とこの開口部を開閉する２つのバルブ部からなり、被処理ガスまたは高温空気を交互に吸着室へ供給する駆動手段を備えている。図２は切替え手段のダクトの切替え機構を示す概略図である。
【００１８】
まず、開口部は図２（２）に示すように、吸着室１４と被処理ガスダクト２２との仕切り面３４において被処理ガスが通気する開孔３６と、被処理ガスダクト２２と高温空気ダクト２４との仕切り面４０において高温空気が通気する開孔４２とからなる。被処理ガスが通気する開孔３６の外周は吸着室１４と被処理ガスダクト２２の仕切り面３４でフランジ部３８を形成している。また、高温空気が通気する開孔４２は内部に高温空気が通気するパイプ４４を配設している。パイプ４４は被処理ガスダクト２２内を貫通するように吸着室１４側に形成し、先端部４５の高さはフランジ部３８と同位置にある。また、パイプ４４のもう一方の端部４６は開孔４２から高温空気ダクト２４側にわずかに突出するように形成している。
【００１９】
次に、バルブ部は図２（１）に示すように、前述の開孔３６と開孔４２を閉塞する大バルブ４８と小バルブ５０とからなる。大バルブ４８は開孔３６の直径よりも大きい円盤状で中心にパイプ４４の管径よりも小さい孔５２を有し、開孔３６を閉塞して被処理ガスを遮断する。一方、小バルブ５０は開孔４２の直径よりも大きな円盤状で、開孔４２を閉塞して高温空気を遮断する。
【００２０】
また、大バルブ４８、および小バルブ５０はいずれもその中心を貫通するシャフト５４ａに形成し一体構造となっている。このとき、大バルブ４８は中心の孔５２を閉塞しないように、上面側に３本の支持具５６によってシャフト５４ａに接続している。また、大バルブ４８および小バルブ５０がシャフト５４ａに接続する間隔Ａは、パイプの長さＢよりも長くなるように設定している。
【００２１】
シャフト５４ａはパイプ４４の中央を挿通しており、シャフト５４ａ端部は高温空気ダクト２４の下方に設置した駆動手段となるアクチュエータ５８ａに接続している。シャフト５４ａはアクチュエータ５８ａによって上下方向に作動する。このとき、シャフト５４ａに配設した大バルブ４８および小バルブ５０はシャフト５４ａの動作に倣って開孔３６、４２を遮断および開放し、被処理ガスおよび高温空気が交互に吸着室１４に送気される。すなわち、アクチュエータ５８ａに接続したシャフト５４ａが上昇した状態では、図２（２）に示すように、吸着室１４と被処理ガスダクト２２の仕切り面３４の開孔３６は大バルブ４８が開孔３６から離間して開放される。また、同時に高温空気ダクト２４の開孔４２は小バルブ５０がパイプ４４の端部４６に接触して閉塞される。よって、被処理ガスのみが吸着室１４に送気される。
【００２２】
一方、アクチュエータ５８ａに接続するシャフト５４ａが下降した状態では図２（３）に示すように、仕切り面３４の開孔３６は大バルブ４８が下降してフランジ部３８とパイプ４４の先端部４５と接触し閉塞される。また、同時に高温空気ダクト２４の開孔４２は小バルブ５０がパイプ４４の端部４６から離間して開放される。よって、高温空気のみが吸着室１４に送気される。
【００２３】
なお、吸着層１６上部の排出ユニット２０にも前述同様の切替え手段２５ｂが設けられており、下部の供給ユニット１８に配設した切替え手段２５ａと同様に作動する。すなわち、図２（２）に示すように、供給ユニット１８のシャフト５４ａが上がった状態では、図２（４）に示すように、排出ユニット２０のシャフト５４ｂが下がり、供給ユニット１８の被処理ガスダクト２２から吸着室１４へ被処理ガスが供給され、吸着室１４内部を通気する。吸着室１４を通記した処理ガスは排出ユニット２０の処理ガスダクト３０に排出される。
【００２４】
一方、図２（３）に示すように、供給ユニット１８のシャフト５４ａが下がった状態では、図２（５）に示すように、排出ユニット２０のシャフト５４ｂが上がり、供給ユニット１８の高温空気ダクト２４から吸着室１４へ高温空気が供給され、吸着室１４内部を通気する。吸着室１４を通記した濃縮ガスは排出ユニット２０の濃縮ガスダクト３２に排出される。
【００２５】
以上の構成により、本実施形態に係る有機溶剤の処理装置は次のように作用する。まず、被処理ガス中の有機溶剤を除去する場合は、処理装置１０の被処理ガスダクト２２に接続したファン２６によって被処理ガスをダクト内に供給する。本実施形態では図１（１）に示すように、吸着室１４ｂ〜ｇに被処理ガスを送気する場合について説明する。供給ユニット１８ではアクチュエータ５８ａに接続したシャフト５４ａを上昇させて被処理ガスダクト２２を開放し、また、排出ユニット２０ではアクチュエータ５８ｂに接続したシャフト５４ｂを下降させて処理ガスダクト３０を開放する。これにより、被処理ガスは吸着室１４ｂ〜ｇの活性炭間を通過する際、被処理ガス中の有機溶剤が吸着され処理ガスとなり処理ガスダクト３０から配管２３ｃを経由して大気へ排出される。
【００２６】
一方、吸着剤に吸着した濃縮ガスを脱離し、活性炭を再生する場合は、処理装置１０の高温空気ダクト２４に接続したファン２８によって高温空気を高温空気ダクト２４内に供給する。本実施形態では図１（１）に示すように、吸着室１４ａに高温空気を送気する場合について説明する。供給ユニット１８ではアクチュエータ５８ａに接続したシャフト５４ａを下昇させて高温空気ダクト２４を開放し、また、排出ユニット２０ではアクチュエータ５８ｂに接続したシャフト５４ｂを上昇させて濃縮ガスダクト３２を開放する。これにより、高温空気は吸着室１４ａの活性炭間を通過する際、吸着剤に吸着された有機溶剤が脱離し濃縮ガスとなり濃縮ガスダクト３２へ排出される。濃縮ガスダクト３２へ排出された濃縮ガスは高濃度の有機溶剤を含んでいるため、これを燃焼用灯油として図示しないボイラ等の燃焼装置へ導入し、燃料の一部として利用する。
【００２７】
本処理装置で脱離した濃縮ガスは燃焼装置の燃料として利用している。この場合、吸着室１４から一度に濃縮ガスを脱離すると濃度の濃い有機溶剤が一気に燃焼装置に供給され一度に燃焼してしまう。これは燃料として効率の良い供給方法ではない。よって燃焼装置に供給する脱離した有機溶剤を一定濃度に保持する必要がある。
【００２８】
そこで、濃縮ガスダクト３２と燃焼装置が接続する配管２３ｄに濃縮ガスの濃度を検知する検知手段となる検知器２７を設置する。また、供給ユニット１８および排出ユニット２０の切替え手段２５端部は制御部５９に接続している。制御部５９は複数の切替え手段２５が接続しており、検知器２７が検知した有機溶剤の濃度の測定値に基づき、供給ユニット１８または排出ユニット２０の各ダクトの切替えを制御できる。なお、区分けした吸着室１４の上下に設置した切替え手段２５はそれぞれ連動するように構成している。
【００２９】
図３は脱離した有機溶剤の濃度のタイムラグを示す図である。図３は吸着室１４ａ（ｉ）、１４ａ（ｉｉ）、１４ａ（ｉｉｉ）の高温空気により脱離した有機溶剤の濃度を高温空気供給時間の経過とともに示したものである。任意に設定した一定濃度Ｃ（規定値）の濃縮ガスを燃焼装置に供給するために、まず、吸着室１４ａ（ｉ）を開放して高温空気を供給し有機溶剤の脱離を行う。有機溶剤の濃度が規定値Ｃに達したとき、次の吸着室１４ａ（ｉｉ）を開放して高温空気を供給し有機溶剤の脱離を行う。このように一定濃度Ｃ以上の値になるように複数の吸着室間で脱離時間が重なるように設定する。
【００３０】
よって一定濃度の有機溶剤の処理方法は次のように作用する。高温空気を区分けした小部屋毎に供給する。脱離した有機溶剤の濃度を検知する検知器２７の測定値に基づき、制御部５９は有機溶剤の濃度が規定値より低下したときに次の小部屋を開放して、有機溶剤の濃度維持を図る。これにより、ほぼ一定の濃度の有機溶剤を燃料として燃焼装置に供給し、燃焼装置の燃焼時間を延長することができる。また、その間灯油の供給量を減らして燃料費の削減を図ることが可能となる。
【００３１】
以上説明したように、本処理装置１０によれば、切替え手段２５を制御する制御部５９により、吸着室１４ａ〜ｇのうち一部の吸着室１４に加熱空気を供給すると同時に他の吸着室１４に被処理ガスを供給することが可能となる。また、図１（１）において濃縮ガスの脱離および吸着剤の再生は吸着室１４ａの再生について説明したが隣接する吸着室１４ｂ〜ｇと順次切替えて運転することができる。さらに、吸着室１４は奥行き方向にも積層する構成としているので、吸着室１４ａ（ｉ）、１４ａ（ｉｉ）、１４ａ（ｉｉｉ）を１ブロックとして高温空気の供給を行うこともできる。
【００３２】
図４は切替え手段の第２実施形態を示す図である。これは前述の被処理ガスダクト２２中に設けた高温空気が通気するパイプ４４の替わりに筒状のシールを形成した構成としている。切替え手段は前述同様にバルブ部と開口部から構成されている。まず、バルブ部はシリンダロッド６０の上部に筒状シール６２と、この筒状シール６２と一定の間隔を置いてその下部にバルブ６４を形成し一体構造となっている。また、シリンダロッド６０の下方端部には駆動手段となるシリンダ６６が接続している。
【００３３】
一方、開口部は吸着室１４と被処理ガスダクト２２との仕切り面３４において被処理ガスが通気する開孔６８ａと、被処理ガスダクト２２と高温空気ダクト２４との仕切り面４０において高温空気が通気する開孔６８ｂとからなる。開孔６８ａは筒状シール６２の外周と同径であって、吸着室１４側にフランジ７０ａを形成している。また、開孔６８ｂは筒状シール６２の内径よりも径が小さく、高温空気ダクト２４側にフランジ７０ｂを形成している。ここで前述のシリンダロッド６０に形成した筒状シール６２とバルブ６４の間隔は開孔６８ａ、６８ｂのいずれか一方が開放できる程度の間隔を有するように設定している。
【００３４】
これにより、上下方向に作動するシリンダ６６に伴って、開孔６８ａ、６８ｂは筒状シール６２とバルブ６４によって閉塞および開放できる。なお、吸着層１６上部の排出ユニット２０にも前述同様の切替え手段が設けられており、下部の供給ユニット１８に配設した切替え手段と同様に作動する。上記構成により、その動作は第１実施形態で示した処理装置と同様に作用する。
【００３５】
さらに、図４（１）は吸着室１４ａ（ｉ）、１４ｂ（ｉｉ）を、図４（２）は１４ｂ（ｉ）、１４ｂ（ｉｉ）を示したものであり、濃縮ガスの濃度測定値に基づいて、濃縮ガスが一定濃度以上の規定値を保持するように１４ａ（ｉ）から順次脱着させるようにする。これにより、有機溶剤の濃度維持を図り、燃焼時間を延長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態に係る有機溶剤の処理装置の概略を示す図である。
【図２】切替え手段の切替え機構を示す概略図である。
【図３】脱離した有機溶剤の濃度のタイムラグを示す図である。
【図４】切替え手段の第２実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０………処理装置、１４………吸着室、１６………吸着層、１８………供給ユニット、２０………排出ユニット、２２………被処理ガスダクト、２３………配管、２４………高温空気ダクト、２５………切替え手段、２６………ファン、２７………検知器、２８………ファン、３０………処理ガスダクト、３２………濃縮ガスダクト、３４………仕切り面、３６………開孔、３８………フランジ部、４０………仕切り面、４２………開孔、４４………パイプ、４６………端部、４８………大バルブ、５０………小バルブ、５２………孔、５４………シャフト、５８………アクチュエータ、５９………制御部、６０………シリンダロッド、６２………筒状シール、６４………バルブ、６６………シリンダ、６８………開孔、７０………フランジ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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