(57)【要約】【課題】有機溶剤、特に処理中により沸点の高い物質へと化学変化する有機溶剤を含有する排ガスの処理方法において、吸着材の長期間の使用を可能としつつ、安定し、且つ、優れた分離性能を発現し得る排ガスの処理方法を提供すること。【解決手段】有機溶剤を含有する排ガスを、ゼオライトからなる吸着材に接触させ、該吸着材に前記有機溶剤を吸着させた後に脱着させる工程を含む排ガスの処理方法であって、前記排ガスを前記吸着素子に接触させる前に、前記排ガス中の有機溶剤の液状成分を除去する手段を有することを特徴とする排ガスの処理方法。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を含有する排ガスを、ゼオライトからなる吸着材に接触させ、該吸着材に前記有機溶剤を吸着させた後に脱着させる工程を含む排ガスの処理方法であって、前記排ガス中の有機溶剤の液状成分の吸着材への飛来を阻止する手段を有することを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項２】
前記有機溶剤が、アミン系の有機溶剤であることを特徴とする請求項１に記載の排ガスの処理方法。
【請求項３】
前記有機溶剤の液状成分の吸着材への飛来を阻止する手段が、クーラー、ヒーター、ミストセパレーターから選ばれる手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガスの処理方法。
【請求項４】
前記有機溶剤の液状成分の吸着材への飛来を阻止する手段が、クーラー及び／又はミストセパレーターの後にヒーターを直列に接続してなる手段であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排ガスの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の有機溶剤を除去する等の排ガスの処理方法に関するものであり、詳しくは、半導体の製造工程や液晶の製造工程等において排出される排ガス中の有機溶剤であって、特に沸点の高い物質に変化し易い有機溶剤を除去する排ガスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排ガスの処理方法として、例えば特許文献１には、吸着材として活性炭を用い、排ガスを直接吸着・脱着処理する方法が開示され、また、特許文献２には吸着材としてゼオライトを用い、排ガスを直接吸着・脱着処理する方法が開示されている。
このように、従来、有機溶剤を吸着除去する際、吸着材としては活性炭もしくはゼオライトを使用し、排ガスを直接吸着・脱着処理する方法が用いられてきた。
【０００３】
しかし、ある種の有機溶剤、例えば処理中に沸点の高い化合物に化学変化する有機溶剤を含有する排ガスの場合には、吸着素子に使用される吸着材の吸着性能が、吸着・脱着処理時に、著しい性能低下を引き起こし、有機溶剤を十分に分離することが不能となったり、吸着材を短期間で交換せざるをえないという問題を生じていた。
【０００４】
このため、例えば、排ガスを吸着素子にて吸着処理した後の脱着処理において、脱着時間を長くする等の脱着操作を強化し、処理性能の低下を防ぐ方法が用いられている。
【０００５】
しかし、上記の如き処理中に沸点の高い化合物に化学変化する有機溶剤を含有する排ガスを処理する場合においては、脱着時間を長くすることにより脱着操作を強化しても、吸着材の処理性能が低下し、有機溶剤を長期に亙り安定して分離除去することが不可能であった。
【０００６】
このように、例えば処理中に沸点の高い物質に化学変化する有機溶剤を含有する排ガスを被処理排ガスとする場合に、吸着材の処理性能の低下を生じず、このような有機溶剤をも、十分に分離し得る排ガスの処理方法は存在しないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５４−９１６６号公報
【特許文献２】特開平１０−３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであって、特に処理中により沸点の高い難脱着物質へと化学変化する有機溶剤を含有する排ガスを処理する場合に、吸着材の長期間の使用と有機溶剤の安定し且つ優れた分離を可能とする排ガスの処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決することを目的に、排ガス中のかような有機溶剤の処理中での化学変化の実態を究明し、特にかかる排ガスの吸着・脱着処理前の排ガスの前処理方法に関して鋭意検討した。
【００１０】
その結果、吸着素子に使用される吸着材が著しく性能低下する現象が発生した際には、前記排ガス中の有機溶剤の液状成分が多量に混入されていること、並びに、活性炭を吸着材とする吸着素子では、前記有機溶剤の液状成分を除去しても、前記有機溶剤のガス状成分が、吸着素子に接触すれば、活性炭吸着材の性能低下が起こるが、ゼオライトを吸着材とする吸着素子では、前記有機溶剤の液状成分を除去すれば、前記有機溶剤のガス状成分が吸着素子に飛来しても、ゼオライト吸着材の性能低下が起こらないことを見出した。
【００１１】
また、上記の有機溶剤の液状成分の吸着素子への飛来を阻止する手段として、排ガスを吸着素子に接触させる前に、クーラーによる凝縮、ヒーターによる気化、ミストセパレータによるミストの除去等の排ガスの前処理を施すことにより、かような有機溶剤の安定し且つ良好な分離性能及び吸着材の繰り返し使用が可能となることを見出した。
【００１２】
本発明者らは、上記の知見を基に、さらに重ねて検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
即ち、本発明は、有機溶剤を含有する排ガスを、ゼオライトを吸着材とする吸着素子に接触させ、該吸着素子に前記有機溶剤を吸着させた後に脱着させる工程を含む排ガスの処理方法であって、前記排ガスを前記吸着素子に接触させる前に、前記排ガス中の有機溶剤の液状成分を除去する手段を有する排ガスの処理方法を提供するものである。
【００１４】
本発明の排ガスの処理方法の好ましい実施態様は、前記有機溶剤が、処理中に沸点の高い化合物に化学変化する有機溶剤である。
【００１５】
本発明の排ガスの処理方法の好ましい実施態様は、前記有機溶剤が、アミン系の有機溶剤である。
【００１６】
本発明の排ガスの処理方法の好ましい実施態様は、前記有機溶剤の液状成分の除去手段が、クーラー、ヒーター、ミストセパレーターから選ばれる手段である。
【００１７】
本発明の排ガスの処理方法の好ましい実施態様は、前記有機溶剤の液状成分の除去手段が、クーラー又は／及びミストセパレーターの後にヒーターを直列に接続してなる手段である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の有機溶剤ガスの処理方法は、有機溶剤を含有する排ガスを、ゼオライトからなる吸着材に接触させ、概吸着材に前記有機溶剤を吸着させた後に脱着させる工程を含む排ガスの処理方法において、前記排ガスを前記吸着材に接触させる前に、前記排ガス中の有機溶剤の液状成分を除去する手段を有する為、吸着材の性能低下を防ぎ、吸着材の長期に亙る利用可能とし、且つ、優れた分離性能を安定して発現することを可能とする効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の耐熱性吸着素子の形状であるハニカム状の形状を示す。
【図２】図２はハニカム状吸着素子を使用し、素子を吸着ゾーンと脱着ゾーンにわけて、吸・脱着操作を繰り返し連続的に有機溶剤を除去する排ガス処理方法を示す。
【図３】図３は本発明の耐熱性吸着素子の吸着性能を評価する装置を示す。
【図４】図４は実施例及び比較例２にて示す内容の排ガス処理方法のフローを示す。
【図５】図５は比較例１にて示す内容の排ガス処理方法のフローを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の排ガスの処理方法は、有機溶剤を含有する排ガスを処理対象とするものである。特に、本発明は、より沸点の高い物質へと化学変化する有機溶剤を含有する排ガスに好適に用いられる。これらの有機溶剤は、特に限定されるものではなく、例えば、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系有機溶剤や、モノエタノールアミン、エチルモノエタノールアミン等のアミン系有機溶剤が挙げられる。中でも、モノエタノールアミン等の比較的蒸気圧の低い有機溶剤は、排ガス中に液状成分として吸着素子に飛来する場合が多く、特に好適に本発明を適用することができる。
【００２１】
本発明の排ガスの処理方法は、ゼオライトからなる吸着材を用いることが必要である。上記の如き有機溶剤をガス状態で吸着材に接触させた場合、吸着材として活性炭を用いた場合には、性能低下を生じるのに対して、ゼオライトを用いた場合には、性能低下を生じないからである。
【００２２】
本発明の排ガスの処理方法に用いられるゼオライトの種類は、特に限定されるものではなく、例えば、天然に産出されるゼオライトや吸着性能の高い人工的に合成された合成ゼオライトが好適に用いられるが、有機溶剤ガスの高吸着除去するには、後者の合成ゼオライトがより好ましい。なお、合成ゼオライトには、水分を多く吸着する吸水性のゼオライトと水分を多く吸着しない疎水性のゼオライトがあるが、有機溶剤を高吸着除去するには、水よりも有機溶剤を選択的に吸着する疎水性ゼオライトが特に好ましい。また、疎水性ゼオライトとして、Ｙ型ゼオライト、モルデナイト型ゼオライト、ＺＳＭ−５型ゼオライト等が好適に用いられるが、対象とする有機溶剤により最適な種類を選定して用いる。
【００２３】
本発明の排ガスの処理方法に用いられる吸着材の本発明への適用方法は特に限定されるものではないが、例えば、吸着材を造粒した物を充填した吸着素子、吸着材をハニカム状構造に成形した吸着素子（図１）として本発明に適用される。
【００２４】
本発明の排ガスの処理方法は、吸着材に有機溶剤を吸着させた後に脱着させる工程を含む排ガスの処理方法であることが必要である。吸着材を長期間使用し、有機溶剤を分離するためである。
【００２５】
本発明の排ガスの処理方法は、排ガスを吸着材に接触させる前に、排ガス中の有機溶剤の液状成分を除去する手段を有していることが必要である。かような有機溶剤の液状成分が、吸着材の著しい性能低下を引き起こす原因となるからである。
【００２６】
本発明の排ガスの処理方法に用いられる有機溶剤の液状成分の除去手段は、特に限定されるものではなく、例えば、クーラーによる冷却操作にて有機溶剤を冷却凝縮し、有機溶剤の液状成分を成長させ除去する手段や、ミストセパレーター等により有機溶剤の液状成分をエレメントと衝突させることにより除去する手段や、ヒーターによる加熱操作により、有機溶剤の液状成分を気化させガス状成分とする手段が好適に用いられる。なお、好ましくは、クーラー又はミストセパレーターの後ろにヒーターを直列に接続する手段が有機溶剤の液状成分の除去をより確実なものとでき、特に、クーラー及びミストセパレーターの両者を共に直列に設置した後ろにヒーターを設置すれば液状成分の除去を極めて確実なものとできる。
【００２７】
本発明における有機溶剤を含有する排ガスを、ゼオライトを吸着材とする吸着素子に接触させ、該吸着素子に有機溶剤を吸着させた後に脱着させる工程を含む排ガスの処理方法は、例えば、ハニカム状吸着素子を吸着ゾーンと脱着ゾーンにわけて、吸着ゾーンに排ガスを通気し、排ガス中の有機溶剤を吸着除去する操作と、一方で、脱着ゾーンに少量の加熱空気を通気し、吸着された有機溶剤を脱着する操作を連続的に繰り返して有機溶剤を除去する排ガス処理方法（図２）があるが、有機溶剤を含有する排ガスを、ゼオライトを吸着材とする吸着素子に接触させ、該吸着素子に有機溶剤を吸着させた後に脱着させる工程を含む排ガス処理方法であれば良く、特にこれらに限定されるものではない。また、脱着された有機溶剤は、例えば、燃焼装置により酸化分解処理し清浄空気とする。
【００２８】
本発明における有機溶剤ガスの処理方法の諸特性の測定方法は次の通りである。
（１）吸着性能（吸着率ｑ及びＱ）の測定（ＪＩＳ−Ｋ−１４７４に準ずる）
吸着試験用Ｕ字管に吸着素子を入れ温度２５℃±０．５℃に調合した溶剤蒸気吸着性能試験装置（図３）に３０００ｐｐｍのトルエン混合空気を流し３０分間吸着させ、吸着素子の重量増加を測定する。吸着率ｑ及びＱは次式で求める。
ｑ及びＱ＝Ｐ／Ｓ×１００
ここで  Ｐは吸着素子の増量（ｇ）
Ｓは吸着素子の質量（ｇ）
実施例、比較例で示すゼオライト及び活性炭素材吸着素子のブランクの吸着率は、
ゼオライト吸着素子  Ｑ＝８．０（％）
活性炭素材吸着素子  Ｑ＝２５．０（％）
（２）劣化率（吸着性能の低下）の測定
経過時間後の劣化率ＲＥ（％）は次式で求まる。
ＲＥ＝（１−経過時間後の吸着率／ブランクの吸着率）×１００
【実施例】
【００２９】
以下の実施例および比較例に基づいて本発明の有機溶剤ガスの処理方法について詳細に説明する。
（実施例）
モノエタノールアミンの液状成分が含まれる濃度３００ｐｐｍの排ガスを、ゼオライト吸着材をハニカム状に加工した吸着素子を使用し、素子を吸着ゾーンと脱着ゾーンに分けて、吸着ゾーンに上記排ガスを通気してモノエタノールアミンを吸着除去する操作と、一方で、脱着ゾーンに、吸着ゾーンに通気する風量に対して、１／５の風量の１８０℃の加熱空気を通気し、モノエタノールアミンを脱着する操作を連続的に行った。上記操作を行う排ガス処理装置（図２）において、排ガス処理装置にて処理する事前に、クーラー、ミストセパレーター、ヒーターを設置した（図４に処理フローを示す）。この処理方法では、排ガス処理装置にて処理する事前に、クーラー、ミストセパレーター、ヒーターにより、冷却及びセパレート効果で液状成分を除去もしくは加熱により液状成分がガス状成分となって飛来し、排ガス処理装置の手前の処理ガス成分は、モノエタノールアミンが２０ｐｐｍのガス状成分となる。実際に、目視にて確認した結果、排ガスラインに液状成分の含有は見られなかった。この処理方法において一定時間吸・脱着操作を連続的に行い、一定時間後のゼオライト吸着素子の吸着性能の経時変化を測定した。モノエタノールアミンの液状成分が含有されない為、２４時間後、８００時間後の吸着性能の低下はなく良好な結果を得た（表１）。
【００３０】
（比較例１）
モノエタノールアミンの液状成分が含まれる濃度１００ｐｐｍの排ガスを、ゼオライト吸着材をハニカム状に加工した吸着素子を使用し、素子を吸着ゾーンと脱着ゾーンに分けて、吸着ゾーンに上記排ガスを通気してモノエタノールアミンを吸着除去する操作と、一方で、脱着ゾーンに、吸着ゾーンに通気する風量に対して、１／５の風量の１８０℃の加熱空気を通気し、モノエタノールアミンを脱着する操作を連続的に行った。上記操作を行う排ガス処理装置（図２）において、排ガス処理装置にて処理する事前に、クーラー、ミストセパレーター、ヒーターを設置しなかった（図５に処理フローを示す）。この処理方法では、排ガス処理装置にて処理する事前に、モノエタノールアミンの液状成分の処理が行われていない為、排ガス処理装置の手前の処理ガス成分は、モノエタノールアミンが１００ｐｐｍのガス状と液状の混合成分となる。実際に、目視にて確認した結果、排ガスラインに液状成分の含有が確認できた。この処理方法において一定時間吸・脱着操作を連続的に行い、一定時間後のゼオライト吸着素子の吸着性能の経時変化を測定した。モノエタノールアミンの液状成分が含有されている為、２４時間において約２．５％、８００時間後において約１４％の吸着性能の低下が見られ、実施例に対して、ゼオライト吸着素子の吸着性能の低下が起きた（表１）。また、この吸着材に付着した成分を分析したところ、モノエタノールアミンが化学変化したより沸点の高い難脱着物質であるアミド化合物の付着が見られた。
【００３１】
（比較例２）
モノエタノールアミンの液状成分が含まれる濃度３００ｐｐｍの排ガスを、活性炭吸着材をハニカム状に加工した吸着素子を使用し、素子を吸着ゾーンと脱着ゾーンに分けて、吸着ゾーンに上記排ガスを通気してモノエタノールアミンを吸着除去する操作と、一方で、脱着ゾーンに、吸着ゾーンに通気する風量に対して、１／５の風量の１３０℃の加熱空気を通気し、モノエタノールアミンを脱着する操作を連続的に行った。上記操作を行う排ガス処理装置（図２）において、排ガス処理装置にて処理する事前に、クーラー、ミストセパレーター、ヒーターを設置した（図４に処理フローを示す）。この処理方法では、排ガス処理装置にて処理する事前に、クーラー、ミストセパレーター、ヒーターにより、冷却及びセパレート効果で液状成分を除去もしくは加熱により液状成分がガス状成分となって飛来し、排ガス処理装置の手前の処理ガス成分は、モノエタノールアミンが２０ｐｐｍのガス状成分となる。実際に、目視にて確認した結果、排ガスラインに液状成分の含有は見られなかった。この処理方法において一定時間吸・脱着操作を連続的に行い、一定時間後の活性炭吸着素子の吸着性能の経時変化を測定した。モノエタノールアミンの液状成分は含有されないが、活性炭素材の場合、モノエタノールアミンのガス状成分が含有された場合でも、２４時間後において約１５％、８００時間後において約３０％の吸着性能の低下が見られた（表１）。また、この吸着材に付着した成分を分析したところ、モノエタノールアミンが化学変化したより沸点の高い難脱着物質であるアミド化合物の付着が見られた。
【００３２】
【表１】
2009160583.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の有機溶剤ガスの処理方法は、有機溶剤を含有する排ガスを、ゼオライトからなる吸着材に接触させ、概吸着材に前記有機溶剤を吸着させた後に脱着させる工程を含む排ガスの処理方法において、前記排ガスを前記吸着材に接触させる前に、前記排ガス中の有機溶剤の液状成分を除去する手段を有する為、吸着材の性能低下を防ぎ、吸着材の長期に亙る利用可能とし、且つ、優れた分離性能を安定して発現することを可能とするため、産業界に寄与することが大である。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ１、Ａ２        温度調節用蛇管
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３  共通すり合わせ濾過板付ガス洗浄瓶（２５０ｍｌ）
Ｃ                混合瓶（球内径６０ｍｍ二球連続式）
Ｄ                吸着試験用Ｕ字管
Ｅ                三方コック
Ｆ１              溶剤蒸気発生空気流量計
Ｆ２              希釈空気用流量計
Ｎ                恒温槽又は恒温水槽
Ｈ                余剰ガス出口
Ｉ                乾燥空気入口
Ｊ                排気口
Ｋ１，Ｋ２        ガス流量調節コック
Ｌ                溶剤
２ａ              フルート部
２ｂ              ライナー部 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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