(57)【要約】【課題】気体（空気）中に含まれる揮発性有機化合物、いわゆるＶＯＣを安価に、かつ、容易に除去できるようにする。【解決手段】発泡ポリスチレン（発泡スチロール）を充填した充填塔と、その充填塔にＶＯＣを含む気体を供給する供給手段と、前記充填塔から前記発泡ポリスチレンと接触した気体を取り出す取出手段と、前記充填塔から前記発泡ポリスチレンとその充填塔に供給された気体中の揮発性有機化合物との接触により生成された液状のスチレン樹脂を排出する排出手段とからなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物を含有する気体を発泡ポリスチレンに接触させてその気体中から揮発性有機化合物を除去することを特徴とする揮発性有機化合物除去方法。
【請求項２】
請求項１に記載の揮発性有機化合物除去方法において、前記気体中から除去される揮発性有機化合物は、液状のスチレン樹脂に生成させて除去することを特徴とする揮発性有機化合物除去方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の揮発性有機化合物除去方法において、前記気体は、常温に調製後、前記発泡ポリスチレンに接触させるものであることを特徴とする揮発性有機化合物除去方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の揮発性有機化合物除去方法において、前記発泡ポリスチレンは、廃棄された発泡ポリスチレンを利用したものであることを特徴とする揮発性有機化合物除去方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の揮発性有機化合物除去方法において、生成された液状のスチレン樹脂は、発泡ポリスチレンの原料として、燃料又は燃料補助材として、又はその他の材料として再利用されるものであることを特徴とする揮発性有機化合物除去方法。
【請求項６】
発泡ポリスチレンを充填した充填塔と、
前記充填塔に揮発性有機化合物を含む気体を供給する供給手段と、
前記充填塔から前記発泡ポリスチレンと接触した気体を取り出す取出手段と、
前記充填塔から前記発泡ポリスチレンとその充填塔に供給された気体中の揮発性有機化合物との接触により生成された液状のスチレン樹脂を排出する排出手段と、
からなることを特徴とする揮発性有機化合物除去装置。
【請求項７】
請求項６に記載の揮発性有機化合物除去装置において、前記充填塔に供給される気体は、その充填塔に充填された発泡ポリスチレンに対して上向流に流れて接触されるものであることを特徴とする揮発性有機化合物除去装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の揮発性有機化合物除去装置において、前記充填塔に充填された発泡ポリスチレンには、冷却水が散布されることを特徴とする揮発性有機化合物除去装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の揮発性有機化合物除去装置において、前記充填塔から排出される気体は、活性炭を充填した活性炭吸着塔に供給されて吸着処理されることを特徴とする揮発性有機化合物除去装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかに記載の揮発性有機化合物除去装置において、生成された液状のスチレン樹脂は、発泡ポリスチレンの原料として、燃料又は燃料補助材として、又はその他の材料として再利用されるものであることを特徴とする揮発性有機化合物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体中に含まれるトルエンやキシレン等の揮発性有機化合物、いわゆるＶＯＣを気体中から除去するための揮発性有機化合物除去方法、及びそのＶＯＣを気体中から除去するための揮発性有機化合物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体（空気）中に含まれるトルエン等のＶＯＣを除去する方式としては、活性炭吸着方式及び燃焼方式が知られている。これら処理方式のうち、活性炭吸着方式は、活性炭を充填した活性炭吸着塔にＶＯＣを含有する気体を供給し、活性炭に気体に含まれるＶＯＣを吸着させて清澄な気体（空気）を活性炭吸着塔から排出させるように構成されている。また、燃焼方式は、ＶＯＣを含有する気体を燃焼炉に供給して７５０℃以上で焼却処理するように構成されている。
【特許文献１】特になし。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の活性炭吸着方式及び燃焼方式のいずれのＶＯＣ除去方式も処理コストがかさむという欠点があった。すなわち、活性炭吸着方式においては、ＶＯＣがトルエン（Ｃ7 Ｈ8 ）の場合、理論的には活性炭の自重の５０％のトルエンを吸着することが可能であるが、平均的には３５％程度しか吸着することができず、このため活性炭の交換頻度を高くしなければならず、ランニングコストがかさむという問題点を有しているとともに、活性炭吸着塔等の設備費も膨大になるという問題点を有していた。
【０００４】
また、燃焼方式によるＶＯＣ除去においては、焼却炉設備のイニシャルコストが大きいことの他に、常時、焼却炉を所定温度以上に維持しておく必要があるため燃料費等のランニングコストがかさむ欠点があった。例えばＶＯＣを排出する工場が２４時間操業でない場合であっても、焼却炉は連続運転を行う必要があり、ランニングコストがかさむという問題があった。加えて、この燃焼方式の場合は、ＶＯＣの焼却処理に伴ってＣＯ2 ガスが発生するという新たな問題が発生していた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な設備で、しかも低いランニングコストで気体中のＶＯＣを除去処理できる揮発性有機化合物除去方法を提供するとともに、その揮発性有機化合物を処理するための揮発性有機化合物除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る揮発性有機化合物除去方法は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、揮発性有機化合物を含有する気体を発泡ポリスチレンに接触させてその気体中から揮発性有機化合物を除去することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の揮発性有機化合物除去方法おいて、気体中から除去される揮発性有機化合物は、液状のスチレン樹脂に生成させて除去することを特徴としている。そして、その発泡ポリスチレンは、好ましくは粒状化されていることを特徴としている。
本発明の請求項３に記載の揮発性有機化合物除去方法おいて、気体は、常温に調製後、発泡ポリスチレンに接触させるものであることを特徴としている。
本発明の請求項４に記載の揮発性有機化合物除去方法おいて、発泡ポリスチレンは、廃棄された発泡ポリスチレンを利用したものであることを特徴としている。
本発明の請求項５に記載の揮発性有機化合物除去方法において、生成された液状のスチレン樹脂は、発泡ポリスチレンの原料として、燃料又は燃料補助材として、又はその他の材料として再利用されるものであることを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る揮発性有機化合物除去装置は、上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、発泡ポリスチレンを充填した充填塔と、その充填塔に揮発性有機化合物を含む気体を供給する供給手段と、前記充填塔から前記発泡ポリスチレンと接触した気体を取り出す取出手段と、前記充填塔から前記発泡ポリスチレンとその充填塔に供給された気体中の揮発性有機化合物との接触により生成された液状のスチレン樹脂を排出する排出手段と、からなることを特徴としている。そして、その発泡ポリスチレンは、好ましくは粒状化されていることを特徴としている。
本発明の請求項７に記載の揮発性有機化合物除去装置おいて、充填塔に供給される気体は、その充填塔に充填された発泡ポリスチレンに対して上向流に流れて接触されるものであることを特徴としている。
本発明の請求項８に記載の揮発性有機化合物除去装置おいて、充填塔に充填された発泡ポリスチレンには、冷却水が散布されることを特徴としている。そして、その冷却水は、好ましくは循環使用されることを特徴とし、さらに、その生成された液状のスチレン樹脂は、冷却水に浮上させて分離するものであることを特徴としている。
本発明の請求項９に記載の揮発性有機化合物除去装置おいて、充填塔から排出される気体は、活性炭を充填した活性炭吸着塔に供給されて吸着処理されることを特徴としている。
本発明の請求項１０に記載の揮発性有機化合物除去装置おいて、生成された液状のスチレン樹脂は、発泡ポリスチレンの原料として、燃料又は燃料補助材として、又はその他の材料として再利用されるものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の揮発性有機化合物除去方法は、揮発性有機化合物、いわゆるＶＯＣを含有する気体を発泡ポリスチレンに接触させてその気体中からＶＯＣを除去するようにしているので、簡単に、かつ低コストに気体（空気）中からＶＯＣを除去することができる。
本発明の請求項２に記載の揮発性有機化合物除去方法において、気体中から除去されるＶＯＣは、液状のスチレン樹脂に生成させて除去するので、その後の取扱いが容易になる特長があり、その発泡ポリスチレンを粒状化したときは、効率よく固気接触を行うことができる。
本発明の請求項３に記載の揮発性有機化合物除去方法において、気体は、常温に調製後、発泡ポリスチレンに接触させるようにしているので、発泡ポリスチレンを熱から保護することができる。
本発明の請求項４に記載の揮発性有機化合物除去方法において、発泡ポリスチレンは、廃棄された発泡ポリスチレンを利用したものであるので、より低コストに処理することができる。
本発明の請求項５に記載の揮発性有機化合物除去方法において、生成された液状のスチレン樹脂は、発泡ポリスチレンの原料として、燃料又は燃料補助材として、又はその他の材料として再利用されるものであるので、資源の有効利用を図ることができる。
【０００９】
本発明の請求項６に記載の揮発性有機化合物除去装置は、発泡ポリスチレンを充填した充填塔と、その充填塔に揮発性有機化合物、いわゆるＶＯＣを含む気体を供給する供給手段と、前記充填塔から前記発泡ポリスチレンと接触した気体を取り出す取出手段と、前記充填塔から前記発泡ポリスチレンとその充填塔に供給された気体中のＶＯＣとの接触により生成された液状のスチレン樹脂を排出する排出手段とからなるので、簡単に、かつ低コストに気体（空気）中からＶＯＣを除去することができ、その発泡ポリスチレンを粒状化したときは、固気接触を効率よく行わせることができる。
本発明の請求項７に記載の揮発性有機化合物除去装置において、充填塔に供給される気体は、その充填塔に充填された発泡ポリスチレンに対して上向流に流れて接触されるものであるので、固気接触をより効率よく行わせることができる。
本発明の請求項８に記載の揮発性有機化合物除去装置において、充填塔に充填された発泡ポリスチレンには冷却水が散布されるので、気体が冷却され、発泡ポリスチレンを効果的に保護することができる。そして、その冷却水を循環使用したときは、冷却水を節約することができ、さらに、その生成された液状のスチレン樹脂を冷却水に浮上させて分離するようにしたときは、スチレン樹脂を容易に分離して取り出すことができる。
本発明の請求項９に記載の揮発性有機化合物除去装置において、充填塔から排出される気体は、活性炭を充填した活性炭吸着塔に供給されて吸着処理されるので、より高級な処理を行うことができる。しかも、活性炭吸着塔へ供給される気体中のＶＯＣ濃度は低下しているので、活性炭の交換頻度を小さくすることができる。
本発明の請求項１０に記載の揮発性有機化合物除去装置において、生成された液状のスチレン樹脂は、発泡ポリスチレンの原料として、燃料又は燃料補助材として、又はその他の材料として再利用されるものであるので、資源の有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明係る揮発性有機化合物除去方法を実施するための第１の実施の形態に係る揮発性有機化合物除去装置のフローシートである。図中、１は充填塔であって、その下部は開口していて、所定の高さ及び所定の容積を有している。そして、この充填塔１の内部の下部には、後述する発泡ポリスチレン（図１の７参照）が通過しない目開きの多孔板２が設けられているとともに、充填塔１の上部側壁には、蓋付きの開口部３が設けられていて、ここから発泡ポリスチレンを投入できるように構成されている。
【００１１】
なお、上記多孔板２は省略することもできる。この場合は、発泡ポリスチレンの充填層の下部が後述する水槽の水面に没して発泡ポリスチレンの充填層が支持される。すなわち発泡ポリスチレンの充填層が水面に浮く形で支持される。しかし、上述の多孔板２を設けたときは、充填塔１に供給された気体を発泡ポリスチレンの充填層に均一に分散させることができる効果が得られる。
【００１２】
図中、４は水槽であって、この水槽４は、下部が開口した隔壁４′により２つに区分されて２つの水槽４ａ，４ｂに形成されている。そして、一方の水槽４ａには、その水槽４ａの水面よりも少し下に上記充填塔１の下部が位置するように位置決められて設けられている。また、他方の水槽４ｂには、自動弁Ｖの付いた給水管５が設けられている。そして、その自動弁Ｖはレベル計Ｌを介して検出された信号により開閉制御され、水槽４の水位を、常時、一定となるように制御している。
【００１３】
図中、Ｐはポンプであって、水槽４ｂ内の水を充填塔１の上部に設けられている散水管６に供給できるように構成されている。この散水管６に供給された水は、充填塔１を落下して一方の水槽４ａに受け入れられ、その一方の水槽４ａの水は隔壁４′の下部開口を通って他方の水槽４ｂに移動して循環使用されるように構成されている。
【００１４】
図中、Ｂはブロワー（送風機）であって、ＶＯＣ発生源からの気体（空気）を吸引して充填塔１の多孔板２の下方へ供給できるように構成されている。
【００１５】
図中、７は発泡ポリスチレン（発泡スチロールと呼ばれていることもある。）であって、その形状は、上記多孔板２の目開きを通過しない大きさの粒状（塊状も含む）に形成されている。発泡ポリスチレンの粒径は小さい程表面積が大きくなり、固気接触が効率よく行われるので好ましい。また、この充填塔１に充填される発泡ポリスチレン７は、スーパーマーケット等から回収された発泡ポリスチレンの容器を粉砕して作られたもので、廃棄処分された発泡ポリスチレンを利用することができる。もちろん、新品の発泡ポリスチレンであってもよい。
【００１６】
充填塔１に充填される発泡ポリスチレン７の充填量は、ブロワーＢから充填塔１内に供給される気体に含まれるＶＯＣの量、発泡ポリスチレンの粒径等によって決められ、また、気体と発泡ポリスチレン７との接触時間（反応時間）は、気体中に含まれるＶＯＣが発泡ポリスチレン７と反応して液状のポリスチレン樹脂（図１の９参照）を生成できるように決められる。また、この接触時間を確保するために、充填塔１の上部の気体の一部をブロワーＢの吸引側に戻すようにしてもよい。
【００１７】
図中、８は排出管であって、一方の水槽４ａの水面よりも少し上部に設けられていて、この一方の水槽４ａの水面上に生成される液状のポリスチレン樹脂を水槽４外に排出できるように構成されている。
【００１８】
図中、１０は排気管であって、充填塔１の上部に設けられている。そしてこの排気管１０は、活性炭吸着塔２０に接続されている。したがって、この活性炭吸着塔２０に充填されている活性炭２１は、排気管１０から供給される気体中に残存しているＶＯＣを吸着することができ、活性炭吸着塔２０からは、ＶＯＣを含まない気体（空気）を大気へ放出することができる。
【００１９】
なお、上述の例では、充填塔１で処理された気体を活性炭吸着塔２０で再処理するようにしたが、充填塔１で処理された気体中のＶＯＣが所定の放流基準値以下であれば活性炭吸着塔２０を省略し、排気管１０から排出される気体を大気に直接放出することができる。しかし、上述の例のように活性炭吸着塔２０を設けたときは、より清澄な気体を大気に放出できる効果がある。しかも、この活性炭吸着塔２０に供給される気体は、充填塔１で大部分のＶＯＣが除去されているので、高価な活性炭２１の交換頻度を少なくすることができる特長がある。
【００２０】
以下、充填塔１のＶＯＣ除去作用について説明する。トルエン等を使用する工場等のＶＯＣ発生源から発生した気体は、ブロワーＢを介して充填塔１の下部に供給される。トルエン等のＶＯＣを含む気体は、通常、７０℃前後の温度を有しているが、充填塔１の上部から散水される水により、その気体は常温まで冷却される。したがって、充填塔１に充填された発泡ポリスチレン７が熱により損傷を受けることはない。
【００２１】
なお、充填塔１に供給されるＶＯＣを含有した気体の温度が常温の場合は、散水管６からの水の散布を省略することができる。しかし、散水管６から水を散布したときは、発泡ポリスチレン７内に生成された液状のポリスチレン樹脂を水槽４ａ内に効率よく移動させることができる。また、ＶＯＣを含有した気体の発生源に利用可能な冷却媒体が存在するときは、その冷却媒体を利用して充填塔１に供給される気体を予め常温に調製するようにしてもよい。
【００２２】
充填塔１に供給された気体は、発泡ポリスチレン７の充填層を上昇する途中において、気体に含まれるＶＯＣは発泡ポリスチレン７と接触して液状のポリスチレン樹脂を生成し、その生成物は、散水管６から散布された水滴に同伴されて一方の水槽４ａ上に効率よく受け入れられる。生成された液状のポリスチレン樹脂９は、水よりも比重が小さいので水槽４ａ上に集められる。そして、この集められた液状のポリスチレン樹脂９は、排出管８を介して取り出される。例えば、気体中に含まれるＶＯＣがトルエン（Ｃ7 Ｈ8 ）の場合に、発泡ポリスチレン（［−ＣＨ2・ＣＨ（Ｃ6Ｈ5）−］ｎ）と接触して生成される液状のポリスチレン樹脂９の比重は、０．８６９であるので、水槽４ａ上に効率よく集められる。
【００２３】
排出管８から取り出された液状のポリスチレン樹脂９は、再び発泡ポリスチレンの原料とされたり、あるいは高カロリーの性質を利用して燃料又は補助燃料として利用されたり、あるいはその他の原料として有効利用される。
【００２４】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る揮発性有機化合物除去装置のフローシートであり、上記図１に示される揮発性有機化合物除去装置と異なるところは、排気管１０の途中に、充填塔１に充填されていると同じ粒状（塊状を含む）の発泡ポリスチレン３１を充填した発泡ポリスチレン充填塔３０を設けたところにある。
【００２５】
この発泡ポリスチレン充填塔３０は、その内部の下部及び上部に発泡ポリスチレン３１の通過を阻止できる目開きの多孔板３２ａ，３２ｂをそれぞれ有しており、これら多孔板３２ａ，３２ｂ間に蓋付開口部３３から発泡ポリスチレン３１が充填（投入）されるように構成されている。多孔板３２ａ，３２ｂ間に充填される発泡ポリスチレン３１の量は、多孔板３２ａの下部から気体が供給されたときに、両多孔板３２ａ，３２ｂ間で発泡ポリスチレン３１が流動層を形成できるように、両多孔板３２ａ，３２ｂ間の容積よりも発泡ポリスチレン３１の容積が小さくなるように決められている。
【００２６】
上記構成からなる発泡ポリスチレン充填塔３０に排気管１０を介して気体が供給されると、その気体に残存しているＶＯＣは発泡ポリスチレン３１と接触して除去される。発泡ポリスチレン充填塔３０に供給される気体に残存しているＶＯＣの量は、充填塔１に供給される気体中に含まれるＶＯＣに比べて少ないので、液状のポリスチレン樹脂として除去する必要はなく、発泡ポリスチレン３１に付着する形で除去される。
【００２７】
発泡ポリスチレン３１は長時間使用されると新しい発泡ポリスチレンと交換される。この交換は、下部の多孔板３２ａが開閉自在に構成されているので、充填塔１の稼動を一時停止し、その多孔板３２ａを開いて発泡ポリスチレン３１を発泡ポリスチレン充填塔３０の下部に設けられている貯留槽３４に排出した後、開口部３３から新たな発泡ポリスチレン３１を充填する手順で行われる。貯留槽３４に排出された発泡ポリスチレン３１は、充填塔１の発泡ポリスチレン７として利用できる他に、発泡ポリスチレンの原料等として再利用される。
【００２８】
発泡ポリスチレン充填塔３０から排出された気体は、上記図１に示される揮発性有機化合物除去装置と同様に、活性炭吸着塔２０に供給されて吸着処理される。なお、この活性炭吸着塔２０は省略することも可能であるが、この活性炭吸着塔２０を用いたときは、より清澄度の高い気体を大気に放出することができる。
【００２９】
上記第２の実施の形態に係る揮発性有機化合物除去装置の特徴をまとめると、次の通りである。すなわち、この揮発性有機化合物除去装置は、充填塔から排出される気体を発泡ポリスチレンを充填した発泡ポリスチレン充填塔に供給させてその発泡ポリスチレンと接触させることを特徴とし、また、気体と発泡ポリスチレンとの接触は、その発泡ポリスチレンを粒状化して流動接触させるものであることを特徴とし、さらに、その発泡ポリスチレン充填塔から排出される気体は、活性炭を充填した活性炭吸着塔に供給されて吸着処理されることを特徴としている。さらにまた、生成された液状のスチレン樹脂は、発泡ポリスチレンの原料として、燃料又は燃料補助材として、又はその他の材料として再利用されるものであることを特徴としている。
【００３０】
また、上記第２の実施の形態に係る揮発性有機化合物除去装置によって得られる効果をまとめると、次の通りである。すなわち、充填塔から排出される気体は、発泡ポリスチレンを充填した発泡ポリスチレン充填塔に供給されてその発泡ポリスチレンと接触させるので、発泡ポリスチレン充填塔から排出される気体に残留しているＶＯＣを効果的に除去することができ、また、気体と発泡ポリスチレンとの接触は、その発泡ポリスチレンを粒状化して流動接触させるものであるので、固気接触を効率よく行わせることができ、さらに、発泡ポリスチレン充填塔から排出される気体は、活性炭を充填した活性炭吸着塔に供給されて吸着処理されるので、より高級な処理を行うことができる。しかも、活性炭吸着塔へ供給される気体中のＶＯＣ濃度は低下しているので、活性炭の交換頻度を小さくすることができる。さらにまた、生成された液状のスチレン樹脂は、発泡ポリスチレンの原料として、燃料又は燃料補助材として、又はその他の材料として再利用されるので、資源の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る揮発性有機化合物除去装置のフローシートである。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る揮発性有機化合物除去装置のフローシートである。
【符号の説明】
【００３２】
１  充填塔
２  多孔板
３  開口部
４  水槽
５  給水管
６  散水管
７  発泡ポリスチレン（発泡スチロール）
８  排出手段をなす排出管
９  液状のポリスチレン樹脂
１０  取出手段をなす排気管
２０  活性炭吸着塔
２１  活性炭
３０  発泡ポリスチレン充填塔
３１  発泡ポリスチレン
３２ａ，３２ｂ  多孔板
３４  貯留槽
Ｂ  供給手段をなすブロワー
Ｐ  ポンプ
【図１】
2007253049.tif 000003
【図２】
2007253049.tif 000004