(57)【要約】【課題】脱着時における水蒸気の凝縮を抑制あるいは防止することにより揮発性有機化合物の処理に掛かるコストを低減する。【解決手段】処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を所定の吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して水蒸気内に混入させる吸着装置と、揮発性有機化合物が混入した水蒸気を燃焼器で燃焼させるガスタービンと、該ガスタービンから排出される燃焼ガスの熱を利用して水蒸気を生成する水蒸気生成装置とを備え、ガスタービンから排出される圧縮空気を吸着装置に供給することにより揮発性有機化合物の脱着時の吸着装置内における水蒸気の凝縮を抑制する。【選択図】図１
2007196200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を所定の吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して前記水蒸気内に混入させる吸着装置と、
前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気を燃焼器で燃焼させるガスタービンと、を備え、
圧縮空気を用いることにより前記揮発性有機化合物の脱着時の前記吸着装置内における前記水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制することを特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項２】
前記ガスタービンから抽気される圧縮空気を吸着装置に供給することにより水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制することを特徴とする請求項１記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項３】
吸着装置から排出された圧縮空気を燃焼器に供給して燃焼用空気として使用することを特徴とする請求項１または２記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項４】
吸着装置を経由することなく燃焼器に直接供給する水蒸気の流量を調節する蒸気バイパス制御弁をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項５】
蒸気バイパス制御弁と吸着装置との間に所定の吸気装置を設け、該吸気装置を吸着装置に供給される水蒸気で駆動することによりガスタービンの圧縮空気を吸着装置内に供給することを特徴とする請求項４記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項６】
吸着装置における水蒸気の供給口に所定の吸気装置を設け、該吸気装置を吸着装置に供給される水蒸気で駆動することにより圧縮空気を吸着装置内に供給することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項７】
吸気装置はエゼクタであることを特徴とする請求項５または６記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項８】
ガスタービンから抽気される燃焼ガスの熱を利用して水蒸気を生成する水蒸気生成装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項９】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、
圧縮空気を用いて水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制する状態、かつ、加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、
前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気をガスタービンの燃焼器で燃焼させる
ことを特徴とするガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１０】
圧縮空気はガスタービンによって生成されたものであることを特徴とする請求項９記載のガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１１】
揮発性有機化合物の吸着剤からの脱着に供された圧縮空気を燃焼器に供給して燃焼用空気として使用することを特徴とする請求項９または１０記載のガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１２】
水蒸気の一部を揮発性有機化合物の脱着に供することなく燃焼器に直接供給することを特徴とする請求項９〜１１いずれかに記載のガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１３】
圧縮空気を用いて水蒸気の凝縮を抑制する状態は、水蒸気を用いて揮発性有機化合物を吸着剤から脱着する前工程で、圧縮空気を用いて加熱することであることを特徴とする請求項９〜１２いずれかに記載のガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１４】
圧縮空気を用いて水蒸気の凝縮を抑制する状態は、水蒸気と圧縮空気とを混合して揮発性有機化合物の脱着に供することであることを特徴とする請求項９〜１２いずれかに記載のガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状の揮発性有機化合物をガスタービンを用いて処理する処理方法及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トルエンやキシレン等の各種揮発性有機化合物を取り扱う工場では、揮発性有機化合物を含む排ガスを処理するための処理設備を設けている。この処理設備における揮発性有機化合物の処理方法は、上記排ガスを吸着装置に供給して揮発性有機化合物を活性炭等の吸着剤に吸着させ、また吸着剤が吸着した揮発性有機化合物を水蒸気で吸着剤から脱着して揮発性有機化合物を水蒸気に混入させる。そして、揮発性有機化合物が混入した水蒸気を凝縮させ、またこの凝縮水を蒸留して揮発性有機化合物と水とを分離させ、このようにして得られた揮発性有機化合物を燃焼させて分解する。
【０００３】
このような従来の処理方法では、処理設備の設置に要する費用の他、当該設備の運転に要する費用も嵩む。例えば下記特許文献１〜３には、工場内に既存の設備として設置されているガスタービンを利用することにより、大きな追加費用を必要とすることなく揮発性有機化合物を分解処理する技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１の発明では、揮発性有機化合物から発生する有害物質を捕集し、ガスタービンの空気取入口に供給し、圧縮機において空気と共に圧縮し、有害物質を含む圧縮空気を燃焼器に供給するとともに燃料ガスを供給して燃焼させてタービンを駆動する。有害物質は、燃焼器において燃焼して無害化され、ガスタービンの排気とともに大気中に排出される。特許文献２、３の発明では、揮発性有機化合物の廃液を燃焼器に直接供給するとともに燃料ガスを供給して燃焼させることによりタービンを駆動する。有害物質の廃液は、燃焼器において燃焼して無害化され、ガスタービンの排気とともに大気中に排出される。
【特許文献１】特開２００３−３２２３２４号公報
【特許文献２】特開２００４−０３６４９２号公報
【特許文献３】特開２００４−１８４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した揮発性有機化合物の処理方法では、水蒸気を用いることにより吸着剤から揮発性有機化合物を脱着するものなので、脱着時に水蒸気の一部が凝縮して凝縮水となる。この凝縮水はドレン水として吸着装置から排出されるが、凝縮水には揮発性有機化合物が多少含まれている。揮発性有機化合物のより完全な分解処理を実現するためには、上記ドレン水に含まれる揮発性有機化合物についても分解処理を施す必要があるが、そのためにはドレン水に含まれる揮発性有機化合物を分解処理するために排水処理設備を別途設ける必要があり、この分、設備コストが上昇するという問題がある。特に、排水処理設備の規模はドレン水の水量が多い程大きくする必要があるので、ドレン水の水量が多い程、排水処理設備の設備コストが上昇する。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、脱着時における水蒸気の凝縮を抑制あるいは防止することにより揮発性有機化合物の処理に掛かるコストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、揮発性有機化合物の処理システムに係る第１の解決手段として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を所定の吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して前記水蒸気内に混入させる吸着装置と、前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気を燃焼器で燃焼させるガスタービンと、を備え、圧縮空気を用いることにより前記揮発性有機化合物の脱着時の前記吸着装置内における前記水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制する、という手段を採用する。
【０００８】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第２の解決手段として、上記第１の手段において、前記ガスタービンから抽気される圧縮空気を吸着装置に供給することにより水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制する、という手段を採用する。
【０００９】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、吸着装置から排出された圧縮空気を燃焼器に供給して燃焼用空気として使用する、という手段を採用する。
【００１０】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、吸着装置を経由することなく燃焼器に直接供給する水蒸気の流量を調節する蒸気バイパス制御弁をさらに備える、という手段を採用する。
【００１１】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第５の解決手段として、上記第４の手段において、蒸気バイパス制御弁と吸着装置との間に所定の吸気装置を設け、該吸気装置を吸着装置に供給される水蒸気で駆動することによりガスタービンの圧縮空気を吸着装置内に供給する、という手段を採用する。
【００１２】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第６の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、吸着装置における水蒸気の供給口に所定の吸気装置を設け、該吸気装置を吸着装置に供給される水蒸気で駆動することにより圧縮空気を吸着装置内に供給する、という手段を採用する。
【００１３】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第７の解決手段として、上記第５または第６の手段において、吸気装置はエゼクタである、という手段を採用する。
【００１４】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第８の解決手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、ガスタービンから抽気される燃焼ガスの熱を利用して水蒸気を生成する水蒸気生成装置をさらに備える、という手段を採用する。
【００１５】
一方、本発明では、ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第１の解決手段として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、圧縮空気を用いて水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制する状態、かつ、加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気をガスタービンの燃焼器で燃焼させる、という手段を採用する。
【００１６】
ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第２の解決手段として、上記第１の手段において、圧縮空気はガスタービンによって生成されたものである、という手段を採用する。
【００１７】
ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、揮発性有機化合物の吸着剤からの脱着に供された圧縮空気を燃焼器に供給して燃焼用空気として使用する、という手段を採用する。
【００１８】
ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、水蒸気の一部を揮発性有機化合物の脱着に供することなく燃焼器に直接供給する、という手段を採用する。
【００１９】
ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、圧縮空気を用いて水蒸気の凝縮を抑制する状態は、水蒸気を用いて揮発性有機化合物を吸着剤から脱着する前工程で、圧縮空気を用いて加熱することである、という手段を採用する。
【００２０】
ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第６の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、圧縮空気を用いて水蒸気の凝縮を抑制する状態は、水蒸気と圧縮空気とを混合して揮発性有機化合物の脱着に供することである、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、圧縮空気を用いて水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制する状態で吸着剤に吸着された揮発性有機化合物を水蒸気を用いて吸着剤から脱着するので、揮発性有機化合物が混入した凝縮水を処理するための設備を設ける必要がなく、あるいはこの設備の規模を小さく抑えることができる。したがって、この分従来よりも設備コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の最良な実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る揮発性有機化合物処理システムＡ１のシステム構成図である。この図１において、符号１は吸着装置、２はガスタービン、３は水蒸気生成装置、４は圧縮機、５は燃焼器、６はタービン、７は負荷、８は蒸気バイパス制御弁、９は蒸気噴射制御弁、１０は処理対象ガス供給弁、１１は処理済ガス排出弁、１２は蒸気供給弁、１３は水蒸気排出弁、１４は冷却空気用ファン、１５は冷却空気供給弁、１６は圧縮空気供給弁、１７はエゼクタである。
【００２３】
吸着装置１は、図示するように処理対象ガス及び水蒸気の供給経路に対して並列に設けられており、後述するように処理対象ガスに対する揮発性有機化合物除去処理を交互に行うものである。各々の吸着装置１は、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を内部の吸着剤に吸着させることによって処理対象ガスから揮発性有機化合物を除去し、吸着剤に吸着した揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して水蒸気に混入させる。吸着剤には、例えば活性炭が使用される。
【００２４】
また、吸着装置１は、処理対象ガスが外部から供給される一方、水蒸気が水蒸気発生装置３から供給され、処理対象ガスから揮発性有機化合物が除去された処理済ガスを外部に排出する一方、水蒸気に揮発性有機化合物が混入した化合物混入水蒸気をガスタービン２の燃焼器５に排出する。また、吸着装置１には、上記吸着剤を冷却するために冷却空気用ファン１４を介して外部から冷却用の空気（冷却用空気）が供給されるように構成されている。
【００２５】
ガスタービン２は、圧縮機４と燃焼器５とタービン６とから構成されている。圧縮機４とタービン６とは、図示するように負荷７と軸結合している。圧縮機４は、外部から供給された空気を加圧して圧縮空気を燃焼器５及び圧縮空気供給弁１６に供給する。燃焼器５は、蒸気噴射制御弁９、水蒸気排出弁１３及びエゼクタ17を介して吸着装置１から供給された化合物混入水蒸気及び上記圧縮空気に、外部から供給された燃料ガスを混合させて燃焼させるものであり、高圧の燃焼ガスをタービン６に排出する。タービン６は、この燃焼ガスの運動エネルギ及び圧力エネルギによって回転駆動され、負荷７に回転動力を供給する一方、回転駆動後の燃焼ガスを水蒸気生成装置３に排出する。化合物混入水蒸気は、加圧状態のまま燃焼器５の燃焼領域に供給され、燃料ガスとともに燃焼する。なお、負荷７は例えば発電機である。
【００２６】
水蒸気生成装置３は、外部から供給された水をガスタービン２から供給された燃焼ガスの熱を利用して加熱して加圧状態の水蒸気を生成するものであり、一種の熱交換器である。この水蒸気生成装置３は、例えば排熱回収ボイラである。水蒸気生成装置３が生成した加圧状態の水蒸気は、工場のプロセス用として外部に供給される一方、蒸気供給弁１２、蒸気噴射制御弁９及びエゼクタ１７に供給される。
【００２７】
蒸気バイパス制御弁８は、蒸気供給弁１２の入口側（つまり水蒸気生成装置３の水蒸気排出口、エゼクタ１７の入口側）とエゼクタ１７の出口側との間に設けられた制御弁であり、水蒸気生成装置３から吸着装置１に供給される水蒸気の一部を吸着装置１を経由することなく蒸気噴射制御弁９に直接供給する、つまり水蒸気生成装置３から排出される水蒸気の一部を吸着装置１をバイパスして蒸気噴射制御弁９に供給するためのものである。
【００２８】
蒸気噴射制御弁９は、上記蒸気バイパス制御弁８とガスタービン２（正確には燃焼器５）との間に設けられており、ガスタービン２への水蒸気の噴射量を調節する。処理対象ガス供給弁１０は、吸着装置において処理対象ガスの供給口に設けられた開閉弁であり、吸着装置１への処理対象ガスの供給／遮断を行う。
【００２９】
処理済ガス排出弁１１は、吸着装置１において処理済ガスの排出口に設けられた開閉弁であり、吸着装置１からの処理済ガスの排出／遮断を行う。蒸気供給弁１２は、吸着装置１において水蒸気の供給口に設けられた開閉弁であり、吸着装置１への水蒸気の供給／遮断を行う。水蒸気排出弁１３は、吸着装置１において化合物混入水蒸気の排出口に設けられた開閉弁であり、吸着装置１からエゼクタ１７への化合物混入水蒸気の排出／遮断を行う。
【００３０】
冷却空気用ファン１４は、冷却用空気を吸着装置１に供給するための動力源である。冷却空気供給弁１５は、上記冷却空気用ファン１４と冷却用空気を吸着装置１との間に設けられた開閉弁であり、冷却用空気の吸着装置１への供給／遮断を行う。圧縮空気供給弁１６は、吸着装置１において圧縮空気の供給口に設けられた開閉弁であり、吸着装置１への圧縮空気の供給／遮断を行う。
【００３１】
エゼクタ１７は、水蒸気生成装置３の水蒸気排出口と蒸気噴射制御弁９の入力端（つまり蒸気バイパス制御弁８の出力端）との間に設けられた水蒸気駆動の吸気装置であり、周知の霧吹きの原理を用いて吸着装置１内の圧縮空気を吸気するものである。すなわち、エゼクタ１７は、水蒸気生成装置３から供給された水蒸気の流れを利用して、水蒸気排出弁１３を介して吸着装置１内の圧縮空気を吸気して水蒸気中に混入させる。
【００３２】
次に、このように構成された揮発性有機化合物処理システムＡ１の動作について、図２に示す状態遷移図を参照して詳しく説明する。
【００３３】
図２では、閉状態の開閉弁を黒く塗り潰したシンボルで、また開状態の開閉弁を白抜きのシンボルで表している。本揮発性有機化合物処理システムＡ１は、この図２に示すように、各開閉弁（処理対象ガス供給弁１０、処理済ガス排出弁１１、蒸気供給弁１２、水蒸気排出弁１３、冷却空気供給弁１５及び圧縮空気供給弁１６）の開閉状態に応じて各工程（吸着工程、加圧工程、加温工程、脱着工程、パージ工程及び冷却工程）が設定され、各開閉弁の開閉状態が順次変化することによって吸着工程→加圧工程→加温工程→脱着工程→パージ工程→冷却工程→吸着工程の順に各工程を順次繰り返す。
【００３４】
吸着工程では、処理対象ガス供給弁１０及び処理済ガス排出弁１１が開状態に、また蒸気供給弁１２、水蒸気排出弁１３、冷却空気供給弁１５及び圧縮空気供給弁１６が閉状態にそれぞれ設定され、処理対象ガスが処理対象ガス供給弁１０を介して吸着装置１に供給され、処理済ガスが処理済ガス排出弁１１を介して外部に排出される。吸着装置１に供給された処理対象ガスは、吸着装置１内の吸着剤によって揮発性有機化合物が吸着・除去され、揮発性有機化合物が除去された処理済ガスとして処理済ガス排出弁１１を介して外部に排出される。
【００３５】
このような吸着工程が終了すると、本揮発性有機化合物処理システムＡ１は、圧縮空気供給弁１６のみが開状態とされて加圧工程に移行する。この加圧工程では、ガスタービン２の圧縮機４から排出された圧縮空気が圧縮空気供給弁１６を介して吸着装置１に順次供給されて、吸着装置１内が加圧される。
【００３６】
そして、このように吸着装置１内が加圧されると、本揮発性有機化合物処理システムＡ１は、圧縮空気供給弁１６及び水蒸気排出弁１３のみが開状態とされ、加温工程に移行する。この加温工程では、圧縮機４によって１００〜４００°Ｃに加熱された圧縮空気が圧縮空気供給弁１６を介して吸着装置１に順次供給されると共に、吸着装置１内の圧縮空気が水蒸気排出弁１３、エゼクタ１７及び蒸気噴射制御弁９を介してガスタービン２の燃焼器５に順次排出される。この結果、吸着装置１内は一定の加圧状態を維持しつつ１００°Ｃ以上まで加熱される。
【００３７】
このように上記加温工程では、圧縮機４から排出された圧縮空気が内部に吸着剤が充填された吸着装置１内を経由して燃焼器５に排出される。ここで、特に吸着装置１における圧力損失に起因して、吸着装置１内を所定の短時間内に１００°Ｃ以上とするために必要な流量の圧縮空気を吸着装置１から燃焼器５に供給することが困難であるが、本揮発性有機化合物処理システムＡ１は、エゼクタ１７を設けることによりこのような問題を解決している。すなわち、エゼクタ１７は、蒸気バイパス制御弁８を介して水蒸気生成装置３から供給される水蒸気の流れを利用して圧縮空気を吸着装置１内から強制排気させ、十分な流量の圧縮空気が吸着装置１内を通過させる。
【００３８】
このような加温工程が終了すると、本揮発性有機化合物処理システムＡ１は、蒸気供給弁１２及び水蒸気排出弁１３のみが開状態とされて脱着工程に移行する。この脱着工程では、水蒸気生成装置３から供給された水蒸気が蒸気供給弁１２を介して吸着装置１に順次供給されると共に、水蒸気の作用によって吸着剤から脱着した揮発性有機化合物を含む水蒸気、つまり化合物混入水蒸気が水蒸気排出弁１３、エゼクタ１７及び蒸気噴射制御弁９を介して吸着装置１から燃焼器５に排出される。
【００３９】
ここで、脱着工程の前工程である加温工程において、吸着装置１内は１００°Ｃ以上まで加熱されているので、脱着工程において水蒸気を吸着装置１内に供給しても、水蒸気は吸着装置１内で凝縮することなく気体状態を維持する。したがって、本揮発性有機化合物処理システムＡ１では、吸着装置１において水蒸気の凝縮による凝縮水が生成されないので、当該凝縮水をドレン水として処理する設備を設ける必要がない。
【００４０】
このような脱着工程において揮発性有機化合物が吸着剤から十分に脱着すると、水蒸気排出弁１３及び圧縮空気供給弁１６のみが開状態に設定されてパージ工程に移行する。このパージ工程では、圧縮空気が圧縮空気供給弁１６を介して吸着装置１内に供給されると共に水蒸気排出弁１３を介して吸着装置１から排出される。この結果として、吸着装置１内に残留する水蒸気が圧縮空気によって吸着装置１から排出されると共に吸着装置１内が乾燥状態とされる。
【００４１】
このようなパージ工程が終了すると、本揮発性有機化合物処理システムＡ１は、処理済ガス排出弁１１及び冷却空気供給弁１５のみが開状態に設定されて冷却工程に移行する。この冷却工程では、冷却空気用ファン１４から排出された空気が冷却空気供給弁１５を介して吸着装置１に供給されると共に処理済ガス排出弁１１を介して外部に排出されることにより、吸着装置１内が常温まで冷却される。そして、このような冷却工程を経ることにより吸着装置１内が常温環境となった状態で、上述した吸着工程が実施される。
【００４２】
このような本実施形態によれば、脱着工程の前工程として加温工程を設けているので、水蒸気が吸着装置１内で凝縮して凝縮水となることを防止することが可能であり、よって吸着装置１でドレン水が全く発生しない。したがって、ドレン水を処理する設備を設ける必要がなく、この分だけ設備コストを低減させることができる。
また、加温工程において吸着装置１から排出された圧縮空気は少量ながら揮発性有機化合物を含んでいるが、本実施形態では、この揮発性有機化合物を含む圧縮空気を燃焼器５に供給するので、圧縮空気に含まれた揮発性有機化合物を分解処理するための設備が不要であり、この分だけ設備コストを低減させることができる。
【００４３】
なお、本揮発性有機化合物処理システムＡ１では、吸着装置１から排出された化合物混入水蒸気に加え、蒸気バイパス制御弁８を経由した水蒸気が蒸気噴射制御弁９を介して燃焼器５に供給される。すなわち、本揮発性有機化合物処理システムＡ１では、蒸気バイパス制御弁８を設けるので、燃焼用水蒸気量と化合物吸着用水蒸気量とを個別に設定することが可能である。
【００４４】
例えば燃焼用水蒸気量が流量Ｒ1であり、化合物吸着用水蒸気量が流量Ｒ2（但しＲ1＞Ｒ2）であった場合、流量Ｒ1と流量Ｒ2との差流量を蒸気バイパス制御弁８を介して蒸気噴射制御弁９に供給することにより、燃焼用水蒸気量及び化合物吸着用水蒸気量の何れについても要求を満足することができる。なお、Ｒ1＜Ｒ2の場合も考えられるが、この場合は、化合物吸着用水蒸気量をガスタービン２で処理しきれない状態であり現実的でない。
【００４５】
〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係る揮発性有機化合物処理システムＡ２のシステム構成図である。この揮発性有機化合物処理システムＡ２は、図１の揮発性有機化合物処理システムＡ１と比較すると分かるように、エゼクタ１７の配置箇所が上述した第１実施形態の揮発性有機化合物処理システムＡ１とは相違する。本揮発性有機化合物処理システムＡ２は、このようにエゼクタ１７の配置箇所以外の構成については第１実施形態の揮発性有機化合物処理システムＡ１と同一なので、以下では相違点についてのみ説明する。
【００４６】
本揮発性有機化合物処理システムＡ２のエゼクタ１７は、図３に示すように吸着装置１における水蒸気の供給口（つまり吸着装置１と蒸気供給弁１２との間）に設けられており、蒸気供給弁１２を介して吸着装置１に供給される水蒸気によって駆動されるものである。また、このエゼクタ１７には、圧縮空気供給弁１６を介して圧縮機４から排出された圧縮空気が供給されており、当該圧縮空気は、蒸気供給弁１２を介して吸着装置１に供給される水蒸気の流れによって吸着装置１に強制抽気される。
【００４７】
図４は、このような本揮発性有機化合物処理システムＡ２の状態遷移図である。
吸着工程では、処理対象ガス供給弁１０及び処理済ガス排出弁１１のみが開状態に設定され、処理対象ガスが処理対象ガス供給弁１０を介して吸着装置１に供給され、処理済ガスが処理済ガス排出弁１１を介して外部に排出される。このような吸着工程の後工程である加圧工程では、圧縮空気供給弁１６のみが開状態とされ、圧縮空気が圧縮空気供給弁１６を介して吸着装置１に供給されて吸着装置１内が加圧される。
【００４８】
そして、吸着装置１内が加圧された後の脱着工程では、蒸気供給弁１２、水蒸気排出弁１３及び圧縮空気供給弁１６のみが開状態とされ、水蒸気が吸着装置１に順次供給されると共に化合物混入水蒸気が吸着装置１から順次排出され、さらにエゼクタ１７の作用によって１００〜４００°Ｃの圧縮空気が吸着装置１に順次供給される。すなわち、本揮発性有機化合物処理システムＡ２では、１００°Ｃ程度の水蒸気に１００〜４００°Ｃの圧縮空気を混合して吸着装置１に供給するので、水蒸気を圧縮空気によって加熱することができると共に水蒸気の分圧を低下させて凝縮温度を低下させることができる。
【００４９】
したがって、本揮発性有機化合物処理システムＡ２によれば、脱着工程の初期段階、つまり水蒸気と圧縮空気とからなる混合ガスの吸着装置１への供給開始時には水蒸気が多少凝縮するものの、この供給開始時以降では吸着装置１内における水蒸気の凝縮が大幅に抑制されるので、吸着装置１から排出されるドレン水の水量を従来よりも大幅に減少させることができる。したがって、ドレン水の処理設備を小型化することができるので、この分だけ設備コストを低減させることができる。
【００５０】
また、図４と図２とを比較して分かるように、本揮発性有機化合物処理システムＡ２によれば、脱着工程では水蒸気と圧縮空気とからなる混合ガスを吸着装置１に供給するので、個別の加温工程を必要としない。したがって、この工程定数が少ない分、処理対象ガスの処理効率を向上させることができる。
【００５１】
なお、本発明の基本要旨は、ガスタービン２が生成する圧縮空気（つまり高圧かつ高温の空気）を吸着装置１に供給することにより揮発性有機化合物の脱着時の吸着装置１内における水蒸気の凝縮を抑制あるいは防止する点にある。したがって、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
【００５２】
（１）上記各実施形態では、ガスタービン２の圧縮機４が生成した圧縮空気を用いて吸着装置１内における水蒸気の凝縮を抑制あるいは防止するが、このような圧縮空気は、圧縮機４が生成したものに限定されない。専用の圧縮機生成装置を備え、当該圧縮機生成装置が生成した圧縮空気を用いて水蒸気の凝縮を抑制あるいは防止するようにしても良い。
（２）上記各実施形態では、吸気装置としてエゼクタ１７を用いたが、これ以外の吸気装置を用いても良い。吸気装置として、例えばターボチャージャを採用することが考えられる。
【００５３】
（３）本出願人は、PCT/JP2005/015061として、揮発性有機化合物の吸着/脱着原理が本発明と同一の「ガスタービンを用いた揮発性有機化合物処理方法及び揮発性有機化合物処理システム」を国際出願している。この国際出願には、吸着装置を複数設け、交互に切り替えて運転すること、吸着工程の前処理として処理対象ガス中に含まれる揮発性有機化合物を濃縮する濃縮工程を設けることが記載されている。このような国際出願に記載された技術を本発明に適用することが考えられる。
【００５４】
（４）上記各実施形態では、蒸気噴射制御弁９を水蒸気の流れ方向において蒸気バイパス制御弁８の下流側（つまり蒸気バイパス制御弁８とガスタービン２との間）に設けたが、蒸気噴射制御弁９を蒸気バイパス制御弁８の上流側（つまり水蒸気生成装置３と蒸気バイパス制御弁８との間）に設けても良い。このような構成においても、上述したと同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる揮発性有機化合物処理システムの特徴的構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係わる揮発性有機化合物処理システムの動作状態の変化を示す状態遷移図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係わる揮発性有機化合物処理システムの特徴的構成を示すシステム構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係わる揮発性有機化合物処理システムの動作状態の変化を示す状態遷移図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ１，Ａ２…揮発性有機化合物処理システム、１…吸着装置、２…ガスタービン、３…水蒸気生成装置、４…圧縮機、５…燃焼器、６…タービン、７…負荷、８…蒸気バイパス制御弁、９…蒸気噴射制御弁、１０…処理対象ガス供給弁、１１…処理済ガス排出弁、１２…蒸気供給弁、１３…水蒸気排出弁、１４…冷却空気用ファン、１５…冷却空気供給弁、１６…圧縮空気供給弁、１７…エゼクタ
【図１】
2007196200.tif 000003
【図２】
2007196200.tif 000004
【図３】
2007196200.tif 000005
【図４】
2007196200.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月19日(2007.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を所定の吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して前記水蒸気内に混入させる吸着装置と、
前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気を燃焼器で燃焼させるガスタービンと、を備え、
前記ガスタービンから抽気される圧縮空気を吸着装置に供給することにより前記揮発性有機化合物の脱着時の前記吸着装置内における水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制することを特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項２】
吸着装置から排出された圧縮空気を燃焼器に供給して燃焼用空気として使用することを特徴とする請求項１記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項３】
吸着装置を経由することなく燃焼器に直接供給する水蒸気の流量を調節する蒸気バイパス制御弁をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項４】
蒸気バイパス制御弁と吸着装置との間に所定の吸気装置を設け、該吸気装置を水蒸気で駆動することによりガスタービンの圧縮空気を吸着装置内に供給することを特徴とする請求項３記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項５】
吸着装置における水蒸気の供給口に所定の吸気装置を設け、該吸気装置を吸着装置に供給される水蒸気で駆動することにより圧縮空気を吸着装置内に供給することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項６】
吸気装置はエゼクタであることを特徴とする請求項４または５記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項７】
ガスタービンから抽気される燃焼ガスの熱を利用して水蒸気を生成する水蒸気生成装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項８】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、
圧縮空気を用いて予め加熱した状態、かつ、加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、
前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気をガスタービンの燃焼器で燃焼させる
ことを特徴とするガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項９】
処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、
加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を圧縮空気と混合された水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、
前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気をガスタービンの燃焼器で燃焼させる
ことを特徴とするガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１０】
圧縮空気はガスタービンによって生成されたものであることを特徴とする請求項８または９記載のガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１１】
揮発性有機化合物の吸着剤からの脱着に供された圧縮空気を燃焼器に供給して燃焼用空気として使用することを特徴とする請求項８〜１０いずれかに記載のガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【請求項１２】
水蒸気の一部を揮発性有機化合物の脱着に供することなく燃焼器に直接供給することを特徴とする請求項８〜１１いずれかに記載のガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、揮発性有機化合物の処理システムに係る第１の解決手段として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を所定の 吸着剤に吸着させ、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して前記水蒸気内に混入させる吸着装置と、前記揮発性有機化 合物が混入した前記水蒸気を燃焼器で燃焼させるガスタービンと、を備え、前記ガスタービンから抽気される圧縮空気を吸着装置に供給することにより前記揮発性有機化合物の脱着時の前記吸着装置内における前記水蒸気の凝縮を防止あるいは抑制する、という手段を採用する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第２の解決手段として、上記第１の手段において、吸着装置から排出された圧縮空気を燃焼器に供給して燃焼用空気として使用する、という手段を採用する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、吸着装置を経由することなく燃焼器に直接供給する水蒸気の流量を調節する蒸気バイパス制御弁をさらに備える、という手段を採用する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、蒸気バイパス制御弁と吸着装置との間に所定の吸気装置を設け、該 吸気装置を吸着装置に供給される水蒸気で駆動することによりガスタービンの圧縮空気を吸着装置内に供給する、という手段を採用する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第５の解決手段として、上記第４の手段において、吸着装置における水蒸気の供給口に所定の吸気装置 を設け、該吸気装置を吸着装置に供給される水蒸気で駆動することにより圧縮空気を吸着装置内に供給する、という手段を採用する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第６の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、吸気装置はエゼクタである、という手段を採用する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
揮発性有機化合物の処理システムに係る第７の解決手段として、上記第５または第６の手段において、ガスタービンから抽気される燃焼ガスの熱を利用して水蒸気を生成する水蒸気生成装置をさらに備える、という手段を採用する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
一方、本発明では、ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第１の解決手段として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、圧縮空気を用いて予め加熱した状態、かつ、加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気をガスタービンの燃焼器で燃焼させる、という手段を採用する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第２の解決手段として、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、加圧状態で、前記吸着剤に吸着された前記揮発性有機化合物を圧縮空気と混合された水蒸気を用いて前記吸着剤から脱着して前記水蒸気に混入させ、前記揮発性有機化合物が混入した前記水蒸気をガスタービンの燃焼器で燃焼させる、という手段を採用する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の手段において、圧縮空気はガスタービンによって生成されたものである、という手段を採用する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
ガスタービンを用いた揮発性有機化合物の処理方法に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、揮発性有機化合物の吸着剤からの脱着に供された圧縮空気を燃焼器に供給して燃焼用空気として使用する、という手段を採用する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
吸着装置１は、図示するように処理対象ガス及び水蒸気の供給経路に設けられており、後述するように処理対象ガスに対する揮発性有機化合物除去処理を行うものである。吸着装置１は、処理対象ガスに含まれる揮発性有機化合物を内部の吸着剤に吸着させることによって処理対象ガスから揮発性有機化合物を除去し、吸着剤に吸着した揮発性有機化合物を加圧環境下で水蒸気を用いて脱着して水蒸気に混入させる。吸着剤には、例えば活性炭が使用される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
なお、本揮発性有機化合物処理システムＡ１では、吸着装置１から排出された化合物混入水蒸気に加え、蒸気バイパス制御弁８を経由した水蒸気が蒸気噴射制御弁９を介して燃焼器５に供給される。すなわち、本揮発性有機化合物処理システムＡ１では、蒸気バイパス制御弁８を設けるので、燃焼用水蒸気量と化合物脱着用水蒸気量とを個別に設定することが可能である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
例えば燃焼用水蒸気量が流量Ｒ1であり、化合物脱着用水蒸気量が流量Ｒ2（但しＲ1＞Ｒ2）であった場合、流量Ｒ1と流量Ｒ2との差流量を蒸気バイパス制御弁８を介して蒸気噴射制御弁９に供給することにより、燃焼用水蒸気量及び化合物脱着用水蒸気量の何れについても要求を満足することができる。なお、Ｒ1＜Ｒ2の場合も考えられるが、この場合は、化合物脱着用水蒸気量をガスタービン２で処理しきれない状態であり現実的でない。