(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の独立した通路を有しその通路間で熱交換を行う熱交換器と吸着ゾーン、脱着ゾーン、パージゾーンに分割された第１及び第２の吸着ローターとを備え、有機溶剤蒸気を含有する被処理ガスを冷却手段に通して結露除湿し、冷却手段を通過した被処理ガスを前記熱交換器の一方の通路を介して前記第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過させ、前記第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過した被処理ガスを前記熱交換器の他方の通路を介して前記第２吸着ローターの吸着ゾーンを通過させ、第１及び第２の吸着ローターそれぞれのパージゾーンを通過した外気がそれぞれヒーターを通過して加熱され、第１及び第２の吸着ローターそれぞれの脱着ゾーンに送られるようにした有機溶剤蒸気処理装置。
【請求項２】
第１吸着ローターの脱着ゾーンに送る脱着空気量より第２吸着ローターの脱着ゾーンに送る脱着空気量を少なくした請求項１記載の有機溶剤蒸気処理装置。
【請求項３】
第１吸着ローターの回転速度は第２吸着ローターの回転速度より速くした請求項１記載の有機溶剤蒸気処理装置。
【請求項４】
複数の独立した通路を有しその通路間で熱交換を行う熱交換器と第１及び第２の吸着ローターとを備え、有機溶剤蒸気を含有する被処理ガスを冷却手段に通して結露除湿し、冷却手段を通過した被処理ガスを前記熱交換器の一方の通路を介して前記第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過させ、前記第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過した被処理ガスを前記熱交換器の他方の通路を介して前記第２吸着ローターの吸着ゾーンを通過させるようにするとともに、前記第１の吸着ローターの脱着ゾーンを通過したガスを前記冷却手段の入口に戻すようにした有機溶剤蒸気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばメタノールやエタノール等の極性の強い有機溶剤の蒸気を濃縮除去する有機溶剤蒸気処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場などから有機溶剤蒸気が発生する場合、その有機溶剤蒸気を空気中から除去して大気放出する必要がある。有機溶剤蒸気を空気中から除去する手段として、触媒による分解や燃焼処理がある。
【０００３】
しかし空気中の有機溶剤蒸気濃度が低い場合、上記の何れの処理も困難であるため、有機溶剤蒸気を一旦吸着剤に吸着させ、それを脱着する手段によって濃縮することが行われている。そしてその吸着剤への吸着・脱着の手段として２塔式や流動層式あるいは吸着ローター式などが開発された。
【０００４】
この中で、吸着ローター式の有機溶剤蒸気処理装置は大容量の空気の処理が可能でかつ他の手段より安価であるため、急速に普及している。またこのような有機溶剤蒸気処理装置は、二酸化炭素や窒素ガスなどのガス中に混合した有機溶剤蒸気を取り除くためにも使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような有機溶剤蒸気処理装置は、処理の対象となる有機溶剤蒸気がトルエンやキシレンのように極性の弱い物質であると、吸着剤として疎水性の材料を用いれば、有機溶剤蒸気と湿気とが被処理ガス中に混在していても、吸着剤は湿気を吸着せずに有機溶剤蒸気を主に吸着する。
【０００６】
しかし処理の対象となる有機溶剤蒸気がたとえばメタノールやエタノール等の極性の強い物質であると、吸着特性が水分と似ており有機溶剤蒸気と湿気とが被処理ガス中に混在していると、有機溶剤蒸気は水分とともに吸着剤に吸着されてしまい、有機溶剤蒸気の吸着効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は湿気を多量に含んでいるガスからも極性の強い有機溶剤蒸気を効果的に除去することが可能な有機溶剤蒸気処理装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本件発明は以上のような課題を解決するため、被処理ガスを冷却手段に通して結露除湿し、冷却手段を通過した被処理ガスを熱交換器の一方の通路を介して相対湿度を低下させて第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過させ、第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過した被処理ガスを熱交換器の他方の通路を介して相対湿度を上げて第２吸着ローターの吸着ゾーンを通過させるようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数の独立した通路を有しその通路間で熱交換を行う熱交換器と第１及び第２の吸着ローターとを備え、被処理ガスを冷却手段に通して結露除湿し、冷却手段を通過した被処理ガスを熱交換器の一方の通路を介して第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過させ、第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過した被処理ガスを熱交換器の他方の通路を介して第２吸着ローターの吸着ゾーンを通過させるようにしたものであり、冷却手段によって除湿し相対湿度の上がったガスを熱交換器で温度を上げて相対湿度を下げて吸着効果を上げ、第１吸着ローターの吸着ゾーンを通過して温度の上がったガスを熱交換器で温度を下げ第２吸着ローターでの吸着効果を上げるという作用を有する。
【００１０】
【実施例】
以下本発明の有機溶剤蒸気処理装置の実施例１について図に沿って詳細に説明する。図１は本発明の有機溶剤蒸気処理装置の実施例のフロー図である。１及び２はそれぞれ第１及び第２吸着ローターであり、例えばセラミック紙をハニカム状に形成しそれにゼオライトを担持したものや、活性炭紙をハニカム状に形成したものである。
【００１１】
第１吸着ローター１及び第２吸着ローター２はそれぞれ吸着ゾーン３，４、脱着ゾーン５，６、パージゾーン７，８に分割されている。第１吸着ローター１及び第２吸着ローター２はそれぞれギヤドモーター（図示せず）によって矢印方向に回転駆動される。
【００１２】
９は冷却手段であり、冷凍機（図示せず）より送られた温度３〜１０℃の冷水を通す熱交換器である。１０は互いに独立した一方の通路１３、他方の通路１４の２つの気体通路を有しその２つの気体間で熱交換を行う熱交換器であり、例えば図２に示すような直交型熱交換器である。１１及び１２はそれぞれヒーターであり、ここに送られるガスを熱するものである。
【００１３】
そして被処理ガスは冷却手段９を通り熱交換器１０の一方の通路１３を通過して第１吸着ローター１の吸着ゾーン３に入る。吸着ゾーン３を出たガスは熱交換器１０の他方の通路１４を通過して第２吸着ローター２の吸着ゾーン４に入る。
吸着ゾーン４を出たガスは製品ガスとして使用先へ送られる。
【００１４】
第１吸着ローター１及び第２吸着ローター２それぞれのパージゾーン７，８には外気が送られ、パージゾーン７，８を通過した空気はそれぞれヒーター１１，１２を通過して第１吸着ローター１及び第２吸着ローター２それぞれの脱着ゾーン５，６に送られる。脱着ゾーン５，６を通過した空気は燃焼装置や触媒などの処理装置に送られる。
【００１５】
本発明の有機溶剤蒸気処理装置の実施例１のものは上記のように構成され、以下その動作について説明する。先ず、冷却手段９に例えば濃度５００ｐｐｍのメタノール蒸気が絶対湿度５０ｇ／ｋｇの湿気を有する二酸化炭素の中に混合した被処理ガスが送られ、冷却手段９で１８℃まで冷却され、絶対湿度１５ｇ／ｋｇになるまで除湿されるとともにメタノール蒸気の一部も凝縮除去される。
【００１６】
冷却手段９を出た被処理ガスは、熱交換器１０の一方の通路１３を通って２７℃まで温度が上昇する。これによって熱交換器１０の一方の通路１３を出た被処理ガスの条件は、メタノール蒸気濃度４００ｐｐｍ、相対湿度６５％となる。
【００１７】
そして第１吸着ローター１の吸着ゾーン３に入り、メタノールが吸着される。
つまり、被処理ガスの相対湿度１００％では吸着ゾーン３でのメタノールの吸着が効果的に行われないが、被処理ガスの相対湿度は６５％まで下がっているため、処理ガスのメタノール蒸気濃度は１００ｐｐｍにまで下がる。また湿気も一部吸着され相対湿度は３５％となる。
【００１８】
第１吸着ローター１の吸着ゾーン３を出る時に、被処理ガスは吸着熱によって温度が上昇し３５℃になる。この被処理ガスは熱交換器１０の他方の通路１４に入って、一方の通路１３を通過するガスと熱交換して３０℃まで温度が下がる。
この時の被処理ガスの相対湿度は５０％である。
【００１９】
温度が下がって吸着の容易になった被処理ガスは第２吸着ローター２の吸着ゾーン４に入る。ここで被処理ガス中のメタノールが吸着され、二酸化炭素中のメタノール濃度１０ｐｐｍとなって再び二酸化炭素製品ガスとして利用される。
【００２０】
第１吸着ローター１及び第２吸着ローター２それぞれのパージゾーン７，８には外気が送られ、パージゾーン７，８を通過した空気はそれぞれヒーター１１，１２を通過して２００℃に近い温度まで加熱され、第１吸着ローター１及び第２吸着ローター２それぞれの脱着ゾーン５，６に送られる。脱着ゾーン５，６を通過した空気は高濃度のメタノールを含んでおり燃焼装置や触媒などの処理装置に送られる。
【００２１】
ここで第１吸着ローター１は高濃度の有機溶剤蒸気を吸着し第２吸着ローター２は濃度の下がった有機溶剤蒸気を吸着して清浄なガスを作るものであるため、第１吸着ローター１の脱着空気量より第２吸着ローター２の脱着空気量を少なくし、第１吸着ローター１は濃縮倍率を低く第２吸着ローター２は濃縮倍率を高くするとよい。またこのため第１吸着ローター１は第２吸着ローター２より回転速度を速く設定してもよい。
【００２２】
以下本発明の有機溶剤蒸気処理装置の実施例２について図３に沿って詳細に説明する。図３は本発明の有機溶剤蒸気処理装置の実施例のフロー図である。この実施例２のものは上記実施例１のものと第１吸着ローター１、第２吸着ローター２、吸着ゾーン３，４、脱着ゾーン５，６、パージゾーン７，８、冷却手段９、熱交換器１０、ヒーター１１，１２、一方の通路１３、他方の通路１４は同じ構成要素であり、重複した説明を省略する。
【００２３】
上記実施例１のものと、この実施例２のものはフローが相違している。つまり実施例１のものは第１吸着ローター１のパージゾーン７に外気を通すようにしたのであるが、実施例２のものは第１吸着ローター１のパージゾーン７に熱交換器１０の一方の通路１３を通過した被処理ガスを通すようにしている。
【００２４】
また実施例１のものは第１吸着ローター１の脱着ゾーン５を通過した被処理ガスを燃焼装置などの処理装置へ送るようにしているが、実施例２のものは第１吸着ローター１の脱着ゾーン５を通過した被処理ガスを冷却手段９の入口へ戻すようにしている。
【００２５】
このように実施例２のものは第１吸着ローター１の脱着ゾーン５を通過しメタノール蒸気の濃度が高くなり湿度の上がった被処理ガスが冷却手段９の入口へ戻るため、冷却手段９の入口のメタノール蒸気の濃度が高くなり湿度も上がって、冷却手段９でのメタノール蒸気及び湿気の凝縮除去効果が高くなる。
【００２６】
さらに実施例２のものは第１吸着ローター１の脱着ゾーン５を通過した被処理ガスを冷却手段９の入口へ戻すようにしているため、第１吸着ローター１を通して被処理ガスが外部に出ず、被処理ガスとして二酸化炭素中に有機溶剤蒸気が混合したガスを処理する場合、二酸化炭素が第１吸着ローター１を通して外部に出ない。
【００２７】
以上の実施例１及び２では被処理ガスとして二酸化炭素中に有機溶剤蒸気が混合したガスを処理する場合について説明したが、被処理ガスとして空気中に有機溶剤蒸気が混合したものであっても同様に処理することができる。この場合は、空気から有機溶剤蒸気が除かれた後に大気放出が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の有機溶剤蒸気処理装置は上記の如く構成したので、２つの吸着ゾーンに入る前に被処理ガスは有機溶剤蒸気の吸着し易い条件になるため、極性の強い有機溶剤蒸気を湿気を多量に含んでいるガスからも効果的に除去することが可能となる。しかも熱交換器によってその条件を作ることができるため、特別なエネルギーも不用なものである。
【００２９】
さらに本発明の有機溶剤蒸気処理装置は、第１吸着ローターの脱着空気量より第２吸着ローターの脱着空気量を少なくし、それぞれの吸着ローターの濃縮率も異ならせることによって効率的に有機溶剤蒸気の濃縮を行うことができる。しかも第２吸着ローターの脱着エネルギーも少なくて済む。
【００３０】
また第１吸着ローターの回転速度は第２吸着ローターの回転速度より速くしたため、より効果的にそれぞれの吸着ローターの濃縮率も異ならせることができる。
【００３１】
実施例２のものは第１吸着ローター１の脱着ゾーン５を通過した被処理ガスを冷却手段９の入口へ戻すようにしているため、第１吸着ローター１を通して被処理ガスが外部に出ず、被処理ガスとして二酸化炭素などの不活性ガス中に有機溶剤蒸気が混合したガスを処理する場合、不活性ガスが第１吸着ローター１を通して外部に漏れず、製品ガスの量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機溶剤蒸気処理装置の実施例１を示すフロー図である。
【図２】本発明に用いられる熱交換器の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の有機溶剤蒸気処理装置の実施例２を示すフロー図である。
【符号の説明】
１  第１吸着ローター
２  第２吸着ローター
３，４  吸着ゾーン
５，６  脱着ゾーン
７，８  パージゾーン
９  冷却手段
１０  熱交換器
１１，１２  ヒーター
１３  一方の通路
１４  他方の通路
【図１】
0004523146.tif 000002
【図２】
0004523146.tif 000003
【図３】
0004523146.tif 000004