(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶主体内部に円筒状の活性炭エレメントを缶主体内壁から所定間隔離して配設した揮発性有機物回収装置を用いる揮発性有機物回収方法であって、
吸着工程にあっては活性炭エレメントと缶主体内壁との間に供給した被処理ガスを活性炭エレメントに透過させる際に被処理ガス中の、少なくとも、スチレン、エチレンクロライド、（メタ）アクリル酸エステル、アクリル酸のいずれかの重合性モノマーを含有する揮発性有機物を活性炭エレメントに吸着除去させて処理済ガスを活性炭エレメントの中心側から取出し、
脱着工程にあっては加熱蒸気を前記吸着工程と逆方向に流して揮発性有機物を活性炭エレメントから脱着させ、
冷却工程においては活性炭エレメントに被処理ガスを供給して活性炭エレメントを冷却すると共に乾燥させる揮発性有機物の回収方法において、
缶主体内壁上部から缶主体内壁を伝って水を流下させ、少なくとも、スチレン、エチレンクロライド、（メタ）アクリル酸エステル、アクリル酸のいずれかの重合性モノマーを回収する、揮発性有機物の回収方法。
【請求項２】
揮発性有機物回収装置を複数用いると共に、各回収装置の吸着工程と脱着工程と冷却工程とを順次遅らせて溶媒を回収する請求項１に記載の揮発性有機物の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、活性炭を用いる、被処理ガス中の揮発性有機物の回収装置及び同装置を用いる揮発性有機物の回収方法に関する。揮発性有機物がスチレン等の重合性モノマーを含む場合は特に本発明の適用は有効である。
【背景技術】
【０００２】  従来、活性炭は吸着材としてガス中の揮発性有機物等の回収用に用いられている。特に近年、通気性円筒状支持体外表面に繊維状活性炭を層状に巻上げた活性炭エレメントが、吸着速度、脱着速度に優れ、更に低濃度領域での吸着特性が優れていることから、主として被処理ガス中に含有される希薄揮発性有機物の吸着除去に使用されている。【０００３】  図３は従来の活性炭エレメントを用いる揮発性有機物回収装置の一例を示すものである。揮発性有機物回収装置３００は、上下を閉塞した円筒状の缶主体７２と、その中に備えられた活性炭エレメント７４とを主要構成とする。活性炭エレメント７４は繊維状活性炭を円筒状に巻上げたものである。【０００４】  吸着工程においては、被処理ガス７６が底蓋８８近傍から缶主体７２内に供給され、次いで活性炭エレメント７４を透過する際に、被処理ガス中の揮発性有機物等が活性炭エレメント７４に吸着除去される。揮発性有機物が除去された処理済ガス８０は、次いで活性炭エレメント７４の中心側中空部７８を通って上蓋８２近傍から外部に放出される。【０００５】  活性炭エレメント７４が揮発性有機物を十分吸着して飽和状態になると、脱着工程に移る。即ち、加熱蒸気供給管８６から加熱蒸気が活性炭エレメント７４の中心側中空部７８に供給される。前記蒸気は活性炭エレメント７４を外方向に向って透過して送られ、活性炭エレメントと缶主体７２内壁との間に移動させられるが、その際活性炭エレメント７４に吸着されていた揮発性有機物が脱着される。これにより活性炭エレメント７４の吸着力が再生される。水蒸気と脱着された揮発性有機物とは、次いで缶主体７２の底蓋８８近傍にからドレン管９２を通って凝縮器（不図示）等に送られ、ここで揮発性有機物と水とに分離され、揮発性有機物が回収される。【０００６】  前記脱着工程が終了すると、冷却工程が開始される。冷却工程は、脱着工程で加熱された活性炭エレメント７４を冷却すると共に、活性炭エレメント７４に含浸されている蒸気由来の凝縮水を蒸発除去する工程である。この冷却工程は、被処理ガス７６を活性炭エレメント７４に送って、被処理ガス７６中の揮発性有機物を活性炭エレメント７４に吸着させながら活性炭エレメントを冷却させることが、通常行われている。【０００７】  乾燥工程終了後、前記吸着工程が開始され、被処理ガス７６の処理が再開される。以後同様の工程が繰返される。【０００８】  通常、２つの揮発性有機物回収装置を用いて、交互に吸着工程、脱着工程及び冷却工程を繰返すことにより、揮発性有機物回収を連続的に行うことが行われている。また更に、２つ以上の揮発性有機物回収装置を用いて、各工程を少しずつ遅らせることにより、揮発性有機物回収を連続的に行うこともなされている。【０００９】  上記揮発性有機物回収装置を用いて揮発性有機物回収を行う場合、その脱着工程において水蒸気が用いられるので、これが冷却されて凝集した水と揮発性有機物とが混合して生じるドレンが底蓋８８に貯留する問題がある。このドレンは、塔底８８に連結したドレン管９２から外部に抜出されるが、通常その一部が缶主体７２の内壁、塔底内壁等に付着して残留し、これを完全に抜取ることは通常困難な場合が多い��このため吸着工程の初期における揮発性有機物吸着効率の低下を生じる問題がある。【００１０】  特に、被処理ガスがスチレン等の重合性モノマーを含有する場合、缶主体７２内壁や、底蓋８８にモノマー重合物が粘着し、これらをドレン管９２から抜出せなくなることがある。この場合は、装置を停止し、分解掃除をする必要があるが、これは極めて煩雑なことである。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、底蓋に滞留する揮発性有機物蒸気、及びドレンを簡単に排出でき、特に揮発性有機物が重合性モノマーである場合においても、重合物の発生を可及的に抑制してドレン排出を容易にし、且つ缶主体内の掃除が容易な揮発性有機物回収装置及び同装置を用いる揮発性有機物の回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  蒸気目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１３】  〔１〕上蓋を有する缶主体内部に円筒状活性炭エレメントを缶主体内壁から所定間隔離して配設すると共に、前記活性炭エレメントの下方に傾斜させたドレン回収溝を有する広蓋を配し、また前記活性炭エレメントの上部側に前記缶主体内壁を流下する水の供給手段を缶主体内壁周方向に沿って設けてなる揮発性有機物回収装置。
【００１４】  〔２〕水供給手段がその下方に、缶主体内壁方向に向うに従って下方に傾いた水ガイドを備えてなる〔１〕に記載の揮発性有機物回収装置。
【００１５】  〔３〕缶主体の底部が、缶主体と着脱自在に連結された〔１〕に記載の揮発性有機物回収装置
〔４〕活性炭エレメントがアクリロニトリル系炭素繊維で形成された〔１〕に記載の揮発性有機物回収装置。
【００１６】  〔５〕缶主体内部に円筒状の活性炭エレメントを缶主体内壁から所定間隔離して配設した揮発性有機物回収装置を用いる揮発性有機物回収方法であって、揮発性有機物吸着工程にあっては活性炭エレメントと缶主体内壁との間に供給した被処理ガスを活性炭エレメントに透過させる際に被処理ガス中の揮発性有機物を活性炭エレメントに吸着除去させて処理済ガスを活性炭エレメントの中心側から取出し、脱着工程にあっては加熱蒸気を前記吸着工程と逆方向に流して揮発性有機物を活性炭エレメントから脱着させ、冷却工程においては活性炭エレメントに被処理ガスを供給して活性炭エレメントを冷却すると共に乾燥させる揮発性有機物の回収方法において、缶主体内壁上部から缶主体内壁を伝って水を流下させることを特徴とする揮発性有機物の回収方法。
【００１７】  〔６〕水の流下を冷却工程において行う〔５〕に記載の揮発性有機物の回収方法。
【００１８】  〔７〕揮発性有機物回収装置を複数用いると共に、各回収装置の吸着工程と脱着工程と冷却工程とを順次遅らせて溶媒を回収する〔５〕に記載の揮発性有機物の回収方法。
【作用】
【００１９】  本発明においては、缶主体内壁に沿って、水を流下させるようにしたので、揮発性有機物が水と共に洗い流され、缶主体内壁に滞留しない。従って、缶主体内壁の揮発性有機物をドレンとして外部に簡単に取出せる。揮発性有機物が重合性のものである場合は、水により冷却されるので、重合速度が低下する。このため短期間に缶内に粘着物が堆積することが避けられ、長期連続運転が可能になる。
【００２０】  以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】  図１は本発明の揮発性有機物回収装置の一例を示すものである。１００は揮発性有機物回収装置で、２は円筒状の缶主体である。前記缶主体２の上部は上蓋４で、下部は底蓋６で、着脱自在に閉塞してある。
【００２２】  前記底蓋６の周縁部には、ドレン溝８が形成してある。ドレン溝８の深さは底蓋６の直径方向の一端側から他端側に向うに従って深くなるように形成してある。即ち本図においては、１０が最深部、１２が最浅部で、ドレン溝の底は傾斜している。
【００２３】  前記底蓋６には、円筒状の活性炭エレメント１４を載置してある。従って、前記底蓋６のドレン溝８の幅に略相当する間隔だけ、缶主体２の内壁と活性炭エレメント１４との間は離れて、これにより外側中空部１６を形成している。
【００２４】  前記活性炭エレメント１４は繊維状活性炭を円筒状に巻上げたものである。繊維状活性炭としては、ピッチ系、レーヨン系、アクリロニトリル系等、任意のものを使用できる。繊維状活性炭は、粒状活性炭と比較し吸脱着速度が桁違いに高く、また塩素系揮発性有機物を分解することが少なく、高純度の揮発性有機物の回収が可能なことから、このような用途に対しては、繊維状活性炭が好ましく、特にアクリロニトリル系繊維状活性炭が好ましい。
【００２５】  前記外側中空部１６の上部には、水供給手段１８が設けてある。図２は、前記水供給手段１８の拡大図で、缶主体２の内周方向に沿って取付けた環状水供給パイプ２０と、前記水供給パイプ２０に取付けた断面略Ｌ字状の水ガイド板２２とからなる。前記水供給パイプ２０の外周には、所定間隔で水吐出孔２４が穿設してあり、この水吐出孔２４から水供給パイプ２０に供給される水が、缶主体２内壁に吹付けるようになっている。ガイド板２２は缶主体２内壁に吹付ける水の飛散を防止し、滴る水を缶主体２内壁に確実に供給し、缶主体内壁を連続的且つ均一に流下させる。
【００２６】  図１中、２６は水供給管で、前記水供給手段１８に水を供給するものである。
【００２７】  前記活性炭エレメント１４の中心側中空部２８の下部には、底蓋６を貫通して加熱蒸気吐出管３０が配設してあり、この加熱蒸気吐出管３０から加熱蒸気を活性炭エレメント１４の中心側中空部２８に供給する。
【００２８】  なお、３２は被処理ガス供給管、３４はドレン管、３６は加熱蒸気供給管、４０は処理済ガス管であり、それぞれバルブ４２、４４、４６、５０を介装している。
【００２９】  次に、上記揮発性有機物回収装置を用いて揮発性有機物を回収する場合につき、説明する。
【００３０】  先ず、吸着工程においては、被処理ガス供給管３２を通して被処理ガスが回収装置１００に送られる。被処理ガスは、空気や、不活性ガス等に揮発性有機物が含有されたものである。揮発性有機物としては、特に制限がなく、ヘキサン等の脂肪族系炭化水素類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、エーテル類、パークレン、トリクレン等の含ハロゲン化合物類、スチレン、エチレンクロライド、（メタ）アクリル酸エステル、アクリル酸等の重合性モノマー等が例示できる。
【００３１】  揮発性有機物の濃度も特に制限がないが、通常５０ｐｐｂ〜５０００ｐｐｍ程度が好ましい。
【００３２】  回収装置１００に供給された被処理ガスは、外側中空部１６から中心側中空部２６に向って活性炭エレメント１４を透過する際に、被処理ガス中の揮発性有機物が活性炭エレメント１４に吸着除去され、処理済ガスになる。この処理済ガスは缶主体２上部の処理済ガス管４０を通って外部に放出される。
【００３３】  被処理ガスの吸着処理が所定時間継続し、活性炭エレメント１４の吸着能力が低下すると、吸着工程は終了し、脱着工程に移行する。
【００３４】  脱着工程においては、被処理ガスの供給が停止された後、加熱蒸気供給管３０から、加熱蒸気が供給され、前記吸着工程とは逆方向に加熱蒸気が送られる。即ち、活性炭エレメント１４の中心側中空部２６内から、外側中空部１６に向って加熱蒸気がエレメント内を透過して送られる。これにより、活性炭エレメント１４に吸着された揮発性有機物が脱着され、ドレン管３４を通って凝縮器（不図示）に送られ、ここで凝縮させられた後、揮発性有機物が回収される。また、揮発性有機物及び加熱蒸気の一部は、凝縮し、缶主体２内壁等に付着し、缶主体２内壁を流下しドレン溝８に集められる。脱着工程が終了すると、冷却工程に入る。
【００３５】  冷却工程においては、被処理ガスが、被処理ガス供給管３２から缶主体２内に供給される。更に、水供給手段１８から缶主体２内壁に向けて水が供給される。
【００３６】  被処理ガスは、吸着工程と同様の経路を経て、即ち活性炭エレメント１４を透過して処理済ガス管４０から外部に放出されるものであるが、前記活性炭エレメント１４を通過する際に、含有する揮発性有機物が吸着除去されると共に、活性炭エレメント１４が冷却、及び乾燥される。
【００３７】  活性炭エレメント１４が冷却されるに従い、加熱蒸気及び脱着揮発性有機物の凝集が起り、缶主体２内壁等に付着したり、内壁等を流下するが、前述のように缶主体２内壁には水が流されている。従って、缶主体２内壁等に凝集する揮発性有機物は効率よく内壁に沿って下方に流され、前記ドレン溝８に集められる。ドレン溝８の底は前述のように傾斜して形成されているので、前記揮発性有機物と水とが混合したドレンは、ドレン溝８の最深部８に集められ、その後ドレン管３４から外部に排出される。
【実施例】
【００３８】実施例１
図１に示す構造の缶を２箇備えた揮発性有機物回収装置を用いて、吸着、スチーム脱着、水洗浄工程を交互に繰返して、５０ｐｐｍのスチレンを含有する被処理ガスを２０ｍ3／ｍｉｎで連続処理した。缶は直径５５０ｍｍ、高さ１１００ｍｍで、その内部にアクリロニトリル系繊維状活性炭を缶当り１１ｋｇ充填した。【００３９】  吸着工程を３０分間、脱着工程を１０分間、水供給工程を２分間行うことを繰返した。【００４０】  脱着工程における脱着スチーム量は２２ｋｇ／ｈｒ、水供給工程における水供給量は４Ｌ／ｍｉｎであった。なお、上記以外に付帯する弁の洗浄に２Ｌ／ｍｉｎ、凝縮器の洗浄に４Ｌ／ｍｉｎを用いた。【００４１】  連続運転３０日が経過したが、缶内のガス流路である外部中空部１６にスチレン重合物の付着はほとんど認められなかった。【００４２】  比較例１
図３に示す缶を用いる以外は実施例１と同様の装置を用いて、実施例１と同様にして被処理ガスの処理を行った。但し、スチーム脱着工程終了後、水供給工程を経ることなく、吸着工程に移行した。【００４３】  連続運転７日後、缶内にスチレン重合物が付着し、ガス流路が閉塞したので、分解掃除を行うことになった。
【発明の効果】
【００４４】  本発明においては、缶主体内壁に沿って水を流下させるようにしたので、冷却工程において缶主体内壁等に付着している揮発性有機物や、蒸気として残留している揮発性有機物を凝縮させ、効率よくドレン溝に送る。
【００４５】  特に、揮発性有機物が重合性モノマーの場合は、缶主体内に残留するモノマーが缶主体内で重合し、高粘度粘着物等を生成する。従って、従来の揮発性有機物回収装置においては長時間の連続運転は困難で、比較的短期間毎に内部の清掃を行う必要がある。本発明装置によれば、モノマーを缶主体内壁等から流下させてしまうので、高粘度粘着物が生成し難く、このため長時間の連続運転が可能になる。
【００４６】  更に、本発明装置は水を流下させるため、凝縮して缶主体内壁等に残留している揮発性有機物量が少ない。従って、吸着工程初期における活性炭エレメントに対する残留揮発性有機物の再吸着を有効に防止でき、活性炭エレメントの吸着容量利用率を高く維持できる。
【００４７】  また、ドレン溝を傾斜して形成したので、確実にドレンを集めて缶外に排出できる。
【００４８】  更に、缶主体は上蓋、底蓋を着脱自在に取付ける構造に構成しているので、管内部の清掃が容易である等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の揮発性有機物回収装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】  図１の揮発性有機物回収装置の水供給手段の拡大図である。
【図３】  従来の揮発性有機物回収装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】  ２、７２      缶主体
４、８２      上蓋
６、８８      底蓋
８    ドレン溝
１０    最深部
１２    最浅部
１４、７４    活性炭エレメント
１６    外側中空部
１８    水供給手段
２０    水供給パイプ
２２    水ガイド板
２４    水吐出孔
２６    水供給管
２８、７８    中心側中空部
３０    加熱蒸気吐出管
３２    被処理ガス供給管
３４、９２    ドレン管
３６、８６    蒸気供給管
４０    処理済ガス管
４２、４４、４６、５０    バルブ
７６    被処理ガス
８０    処理済ガス
１００、３００    揮発性有機物回収装置
【図１】
0005219321.tif 000002
【図２】
0005219321.tif 000003
【図３】
0005219321.tif 000004