揮発性有機化合物の処理システム
【課題】第１に、揮発性有機化合物を、エンジン燃料として効率的に有効利用すると共に、第２に、しかもこれが、設備コストやランニングコスト等にも優れつつ実現される、揮発性有機化合物の処理システムを提案する。
【解決手段】この処理システムは、濃縮装置４，エンジン２，回収装置５等を、備えてなる。そして濃縮装置４は、揮発性有機化合物を吸着し、その吸着された揮発性有機化合物を熱風９吹付けにより脱着し、濃縮ガス８を生成する。回収装置５は、濃縮装置４から濃縮ガス８が供給され、含有された揮発性有機化合物をフィルターに吸着し、吸着された揮発性有機化合物をスチーム１１吹付けにより脱着して、濃縮ガス１２を生成する。エンジン２は、濃縮装置４又は回収装置５から供給される濃縮ガス８又は１２中の揮発性有機化合物を、燃料として使用する。
【解決手段】この処理システムは、濃縮装置４，エンジン２，回収装置５等を、備えてなる。そして濃縮装置４は、揮発性有機化合物を吸着し、その吸着された揮発性有機化合物を熱風９吹付けにより脱着し、濃縮ガス８を生成する。回収装置５は、濃縮装置４から濃縮ガス８が供給され、含有された揮発性有機化合物をフィルターに吸着し、吸着された揮発性有機化合物をスチーム１１吹付けにより脱着して、濃縮ガス１２を生成する。エンジン２は、濃縮装置４又は回収装置５から供給される濃縮ガス８又は１２中の揮発性有機化合物を、燃料として使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物の処理システムに関する。すなわち、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含有した排気ガスを、エンジン燃料として利用する処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
トルエン，キシレン，酢酸エチル，酢酸ブチル，ＩＰＡ，ＭＥＫ，その他の揮発性有機化合物は、例えば溶剤として使用され、グラビア印刷，その他の印刷，塗布，塗装，接着の各工程や、これらの加熱工程，乾燥工程，洗浄工程等から排出される排気ガスや排液中に、含有されている。
そして、大気汚染，環境破壊を引き起こす浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）や光化学オキシダントの原因物質として知られており、健康への悪影響が深刻化している状況に鑑み、最近の改正大気汚染防止法において、その排出規制が一段と強化されている。
【０００３】
《従来技術》
そこで、このような揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の発生工程には、従来より、ＶＯＣ回収装置が付設されていた。代表的なＶＯＣ回収装置については、次のとおり。
すなわち、揮発性有機化合物を含有した排気ガスや排液（予め加熱，気化される）は、ＶＯＣ回収装置に供給される。→そして、含有された揮発性有機化合物が、まず活性炭等の吸着剤に吸着せしめられた後、→スチーム吹き付けにより脱着され、廃液として回収される。
→このような操作が、複数のＶＯＣ回収装置を使用して、バッチ式に連続処理される。→そして、回収されたＶＯＣ廃液は、揮発性有機化合物が例えば濃度２０ｗｔ％程度（水８０ｗｔ％程度）よりなり、タンク等に一旦貯留される。
→それからＶＯＣ廃液は、次のように処理されていた。すなわちａ．蒸留法や高分子膜法により脱水処理して、揮発性有機化合物を精製，純粋化，再利用化処理したり、又はｂ．蒸気や助燃剤と共にボイラーやガスタービン等に供給して燃焼処理したり、触媒を使用して燃焼処理したり、又はｃ．（多くの場合遠隔地へと搬送されて、）廃棄処理，土壌微生物処理されていた。
なお、前記ＶＯＣ回収装置を経由することなく、揮発性有機化合物を含有した排気ガスを、そのまま直接、上記ｂに準じて燃焼処理することも行われていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
≪問題点≫
ところで、このような従来例については、処理コストつまり処理のための設備コストやランニングコストに、問題が指摘されていた。まず、揮発性有機化合物を精製，再利用処理する上記ａの従来例については、蒸留設備，加熱設備，高分子膜等の付帯設備が必須的となり、この種の付帯設備が大型，大規模，複雑，精緻であることに鑑み、設備コストが嵩むという問題があった。更に、加熱その他のランニングコストが嵩み、精製処理に長時間を要する等の問題も指摘されていた。
又、燃焼処理する前記ｂの従来例については、大量の助燃剤や触媒を必要とし、運転コスト，ランニングコストが嵩み過ぎる、という問題が指摘されていた。廃棄処理する前記ｃの従来例については、運搬コスト，ランニングコストｃに問題が指摘されると共に、環境汚染という問題も指摘されていた。
ところで、一般的な炭化水素系燃料を水素リッチガスに改質して利用せんとする技術として、例えば次の特許文献１に示されたものが開示されているが、この技術は、揮発性有機化合物とエンジンとの組み合わせを、具体的に開示したものではない。つまり、揮発性有機化合物を濃縮して、ロータリーエンジンの燃料として利用せんとしたものではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２４０４号公報
【０００６】
《本発明について》
本発明の揮発性有機化合物の処理システムは、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、揮発性有機化合物を、エンジン燃料として効率的に有効利用すると共に、第２に、しかもこれが、設備コストやランニングコストに優れつつ実現される、揮発性有機化合物の処理システムを提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。
請求項１の揮発性有機化合物の処理システムは、揮発性有機化合物を含有した排気ガスの処理システムであって、濃縮装置とエンジンとを有している。
そして該濃縮装置は、供給された該排気ガスについて、含有された該揮発性有機化合物を濃縮して、濃縮ガスを生成する。該エンジンは、該濃縮ガスを利用して駆動されること、を特徴とする。
請求項２については、次のとおり。請求項２の揮発性有機化合物の処理システムでは、請求項１おいて、該濃縮装置は、該揮発性有機化合物を吸着すると共に、吸着された該揮発性有機化合物を熱風吹付けにより脱着し、もって、該揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程度に濃縮された該濃縮ガスを生成すること、を特徴とする。
【０００８】
請求項３については、次のとおり。請求項３の揮発性有機化合物の処理システムでは、請求項２において、該エンジンは、該濃縮装置から供給される該濃縮ガス中の該揮発性有機化合物を、直接そのまま燃料として使用すること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。請求項４の揮発性有機化合物の処理システムは、請求項２において、更に回収装置を備えている。
そして該回収装置は、該濃縮装置から該濃縮ガスが供給され、含有された該揮発性有機化合物をフィルターに吸着すると共に、吸着された該揮発性有機化合物をスチーム吹付けにより脱着する。該エンジンは、該回収装置から供給される該濃縮ガス中の該揮発性有機化合物を、燃料として使用すること、を特徴とする。
【０００９】
請求項５については、次のとおり。請求項５の揮発性有機化合物の処理システムでは、請求項３又は４において、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなると共に、その主軸が、隣接付設された発電機に連結されていること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。請求項６の揮発性有機化合物の処理システムでは、請求項５において、該エンジンは、その排ガスの熱風を、該濃縮装置に脱着用として供給すること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。請求項７の揮発性有機化合物の処理システムは、請求項３又は４において、更に燃焼装置を備えている。そして該燃焼装置は、該濃縮装置から供給される該濃縮ガスを燃焼せしめ、もって燃焼熱に基づく熱風を、該濃縮装置に脱着用として供給すること、を特徴とする。
【００１０】
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）この処理システムは、濃縮装置，エンジン，回収装置，燃焼装置，発電機等を、備えている。
（２）そして、揮発性有機化合物を含有した排気ガスが、濃縮装置に供給される。
（３）濃縮装置では、揮発性有機化合物が吸着され、熱風吹付けにより脱着される。
（４）もって、揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程に濃縮された濃縮ガスが、生成される。
（５）この濃縮ガスは、そのまま直接、又は回収装置を経由して、ロータリーエンジン等のエンジンに供給される。
（６）なお回収装置では、揮発性有機化合物が吸着され、スチーム吹付けにより脱着される。
（７）濃縮装置の脱着用の熱風としては、濃縮ガスを燃焼させる燃焼装置の熱量、又はエンジンの高温排ガスが利用される。
（８）さて、本発明の処理システムは、揮発性有機化合物を濃縮して、その可燃成分をエンジン燃料として活用する。揮発性有機化合物を単に除去するのではなく、そのエンタルピーを引き出して有効活用する。
（９）又、本発明の処理システムは、濃縮装置，エンジンを中心に、回収装置，燃焼装置，発電機等を備えた簡単な構成よりなり、濃縮装置の熱風としては、濃縮ガスの燃焼装置やエンジン排ガスが利用される。この処理システムでは、各構成がサイクル的，循環的に関係付けられている。
（１０）さてそこで、本発明の揮発性有機化合物の処理システムは、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１１】
《第１の効果》
第１に、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を、エンジン燃料として効率的に有効利用する。すなわち、本発明の処理システムでは、揮発性有機化合物を濃縮して、エンジンの燃料として利用し、電力その他のエネルギー源として活用する。
浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）や光化学オキシダントの原因物質としての揮発性有機化合物を、前述したこの種従来例のようにＶＯＣ回路装置で回収して、燃焼処理や廃棄処理するのではなく、そのまま濃縮して効率良く有効活用する。
すなわち、本発明の処理システムは、従来例のように揮発性有機化合物を単に除去するシステムではなく、揮発性有機化合物の持っている熱エネルギー、系の保存しているエンタルピーを引き出し放出させて、有効に使う熱化学再生システムよりなる。
【００１２】
≪第２の効果≫
第２に、しかもこれは、設備コストやランニングコストに優れつつ、実現される。すなわち、本発明の処理システムは、濃縮装置やエンジンを中心に構成され、適宜、回収装置，燃焼装置，発電機等を配設してなる。もって、比較的簡単な構成よりなると共に、これらがサイクル的，循環的，相互補完的に関係付けられており、システム運用に無駄がなく効率的である。
すなわち、前述したこの種従来例のように、精製，再利用のための蒸留設備，加熱装置，高分子膜等や、大型，大規模，複雑，精微な設備を要せず、設備が簡単化，簡略化，小型化，小規模化される等、設備コストに優れている。
そして、濃縮装置で使用される熱風も、揮発性有機化合物の濃縮ガスやエンジンの排ガスを活用して生成される等、運転コスト，ランニングコストにも優れている。従来例のように、加熱コストが嵩んだり、大量の助燃剤や触媒を要することがなく、更に、処理に長時間を要したり、運搬コストや環境汚染の問題も生じない。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
《図面について》
以下、本発明の揮発性有機化合物の処理システムを、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１，図２，図３は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供し、構成フロー図である。そして、図１は第１例を、図２は第２例を、図３は第３例を示す。
【００１４】
《揮発性有機化合物等について》
本発明は、揮発性有機化合物の処理システムに関する。そこで、まず揮発性有機化合物について述べておく。
揮発性有機化合物（ＶＯＬＡＴＩＬＥ ＯＲＧＡＮＩＣ ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ、略してＶＯＣ）は、代表的には、下記物質その他の炭化水素系化合物であって（なおこの外、フロン系化合物も可能）、沸点が５０℃以上〜２６０℃未満よりなり、主に人工合成され、大気中に飛散した場合に容易に気化，揮発する液状物質、と定義される。
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ，ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３）
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ，ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＯＨ）
・酢酸エチル（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ３）
・酢酸ブチル（ＣＨ３ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３）
・トルエン（ＣＨ５ＣＨ３）
・キシレン（ＣＨ４（ＣＨ３）２）
・ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）
・エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）
・トリクロロエタン（Ｃ２Ｈ５Ｃｌ３）
・リモネン（Ｃ１０Ｈ１６）
【００１５】
そして揮発性有機化合物は、上記各物質中の１種又は複数種（多くの場合は複数種）が選択され、もって溶剤，その他として使用される。
例えば、グラビア印刷，その他の印刷，塗布，塗装，接着の各工程や、これらの加熱，乾燥工程，洗浄工程、その他各種の化学処理工程から排出された排気ガスや排液中には、例えば溶剤として使用された揮発性有機化合物が、含有されている。
このような揮発性有機化合物の発生工程に、本発明の処理システムが付設されており、揮発性有機化合物を含有した排気ガス１が供給される。
なお第１に、揮発性有機化合物を含有した廃液は、事前に加熱，気化され、揮発性有機化合物を含有した排気ガス１として、この処理システムに供給される。例えば、後述するロータリーエンジン等のエンジン２の排気ガス３の熱量を利用した予熱器にて、廃液は加熱，気化，排気ガス１化される。
なお第２に、排気ガス１中に含有される揮発性有機化合物は、上述したように複数種よりなることが多いが、その構成成分の具体的内訳パターンは、例えば次のとおり様々である。勿論、下記の他、様々な内容や比率の構成成分パターンがある。
・パターン１：トルエン４０ｗｔ％，キシレン２０ｗｔ％，イソプロピルアルコール２０ｗｔ％，酢酸エチル２０ｗｔ％
・パターン２：トルエン４０ｗｔ％，キシレン１０ｗｔ％，メチルエチルケトン２０ｗｔ％，イソプロピルアルコール２０ｗｔ％，酢酸ブチル１０ｗｔ％
・パターン３：トルエン３０ｗｔ％，キシレン１０ｗｔ％，メチルエチルケトン３０ｗｔ％，イソプロピルアルコール１０ｗｔ％，酢酸エチル１０ｗｔ％，酢酸ブチル１０ｗｔ％
・パターン４：トルエン３５ｗｔ％，キシレン７ｗｔ％，メチルエチルケトン２２ｗｔ％，イソプロピルアルコール２７ｗｔ％，酢酸エチル９ｗｔ％
・パターン５：酢酸エチル５９ｗｔ％，酢酸ブチル１３ｗｔ％，イソプロピルアルコール２２ｗｔ％，メチルエチルケトン６ｗｔ％
揮発性有機化合物等については、以上のとおり。
【００１６】
≪処理システムの概要について≫
以下、本発明のシステム処理について、説明する。この処理システムは、揮発性有機化合物を含有した排気ガス１を、処理対象とする。
そして、濃縮装置４とエンジン２を中心に構成されており、更に適宜、回収装置５，燃焼装置６，発電機７等が、付設されている。
処理システムは、概略このように構成されている。以下、その各構成について、詳細に説明する。
【００１７】
≪濃縮装置４について≫
まず、濃縮装置４について説明する。濃縮装置４は、供給された排気ガス１について、含有された揮発性有機化合物を濃縮して、濃縮ガス８を生成する。すなわち濃縮装置４は、揮発性有機化合物を吸着すると共に、吸着された揮発性有機化合物を熱風９の吹付けにより脱着し、もって、揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程度に濃縮された濃縮ガス８を生成する。
このような濃縮装置４について、更に詳述する。揮発性有機化合物を含有した空気つまり排気ガス１は、送風機やプレフィルター等が介装された管路を介して、濃縮装置４に供給される。
濃縮装置４は、例えば、軸を中心にローター回転可能なハニカム構造体よりなる。そして排気ガス１は、そのセル壁にて区画形成された多数のセル空間を通過しつつ、セル壁外表面に塗布された吸着剤に、揮発性有機化合物が吸着される。
もって排気ガス１は、揮発性有機化合物が吸着，除去され、クリーン化された浄化エアー１０となって、大気放出される。これに対し、吸着された揮発性有機化合物は、ハニカム構造体の回転変位に伴い、熱風９が吹き付けられて脱着され、濃縮ガス８となって排出される。
濃縮ガス８は、排気ガス１と比較すると、揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程度、代表的には約３倍〜１０倍程度となっている。例えば、濃度０．６ｗｔ％程度であったものが、６ｗｔ％程度に濃縮される。
濃縮装置４は、このようになっている。
【００１８】
≪回収装置５について≫
次に、回収装置５について説明する。回収装置５は、濃縮装置４から濃縮ガス８が供給され、含有された揮発性有機化合物をフィルターに吸着すると共に、吸着された揮発性有機化合物をスチーム１１の吹付けにより脱着する。
このような回収装置５について、更に詳述する。回収装置５は、例えば活性炭フィルター等の吸着剤フィルターを備えており、濃縮装置４から管路にて供給された濃縮ガス８は、濃縮含有されていた揮発性有機化合物が、この吸着剤フィルターに吸着，除去され、もってクリーン化された浄化エアー１０となって、大気放出される。
そして、吸着剤フィルターに吸着された揮発性有機化合物は、バッチ式にてスチーム１１が吹き付けられて脱着，回収，精製され、もって濃縮ガス８が、新たな濃縮ガス１２となって排出される。なお吸着剤フィルターは、スチーム１１の吹付け毎に再生されて、再使用される。
回収装置５は、このようになっている。
【００１９】
≪燃焼装置６について≫
次に、燃焼装置６について説明する。燃焼装置６は、濃縮装置４から供給される濃縮ガス８を燃焼せしめて、燃焼熱に基づく熱風９を、濃縮装置４に脱着用として供給する。
すなわち燃焼装置６は、濃縮装置４から管路にて供給された濃縮ガス８に含有され濃縮された揮発性有機化合物を、予熱した後、直後燃焼せしめる。図示例では、この燃焼には触媒が使用され、必要に応じ液化天然ガス等が、補助燃料１３として使用される。
そして、燃焼による熱量が、濃縮装置４へと送風，供給される外気の熱交換に使用され、もって外気が、脱着用加熱空気つまり熱風９となって、濃縮装置４へ導入される。
燃焼装置６は、このようになっている。
【００２０】
《エンジン２について》
次に、エンジン２について説明する。エンジン２は、濃縮ガス８又は１２を利用して駆動される。
すなわちエンジン２は、濃縮装置４から供給される濃縮ガス８中の揮発性有機化合物を、直接そのまま燃料として使用して駆動されるか、又は、回収装置５から供給される濃縮ガス１２中の揮発性有機化合物を、燃料として使用して駆動される。
そしてエンジン２は、代表的にはロータリーエンジンよりなると共に、その主軸が、隣接付設された発電機７に連結されている。なお、エンジン２の排ガス３を、熱風９として濃縮装置４に脱着用として供給することも可能である。
【００２１】
このようなエンジン２について、更に詳述する。エンジン２としては、ロータリーエンジンが代表的に使用され、濃縮装置４更には回収装置５から管路にて供給される濃縮ガス８，１２を、燃料として駆動される。
すなわちエンジン２は、濃縮ガス８、１２に含有された炭化水素系化合物等よりなる揮発性有機化合物の可燃成分、つまり炭素（黒鉛）や水素を、その燃料として使用して、運転される。なお、回収装置５からエンジン２への管路には、途中に冷却水１４による冷却部１５が介装されており、濃縮ガス１２中の水蒸気が、濃縮水として排出，除去される。
エンジン２の代表例であるロータリーエンジンは、周知のごとく、燃焼室内でローターが偏心回転して、主軸に回転力を伝達する、間欠燃焼式・容積式の内燃機関である。そして主軸が、隣接設置された発電機７に連結されており、その駆動が発電用に出力されるが、勿論、電力以外の駆動エネルギー源としても、各種用途に利用可能である。
なお第１に、ロータリーエンジンの排ガス３は、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度である。
なお第２に、このようなロータリーエンジンが、エンジン２として代表的に使用されるが、その他のレシプロエンジン例えばディーゼルエンジンやガスエンジンも使用可能であり、更に、ガスタービン等も使用可能であるが、これらの場合、その排ガス３は３００℃〜６００℃程度、例えば３５０℃〜４５０℃程度である。
なお第３に、このようなエンジン２特にロータリーエンジンの高温の排ガス３を、熱風９として、凝縮装置４に脱着用として供給することが可能である。この場合、前述した燃焼装置６は使用されないことが多いが、両者の併用も可能である。
なお第４に、エンジン２の燃料としては、必要に応じ、液化天然ガス等が補助燃料１３として使用される。
エンジン２は、このようになっている。
【００２２】
≪図示例について≫
次に、図示例について説明する。まず、図１に示した例の処理システムでは、濃縮装置４から排出された濃縮ガス８は、途中で分岐される。そして一方が、一方のエンジン２に直接供給されると共に、他方が、回収装置５に供給された後、濃縮ガス１２として他方のエンジン２に供給されるようになっている。
図２の例の処理システムでは、濃縮装置４から排出された濃縮ガス８は、すべてが回収装置５を経由し、濃縮ガス１２としてエンジン２に供給されるようになっている。
図３の例の処理システムでは、濃縮装置４からの濃縮ガス８は、すべてエンジン２に直接供給されるようになっている。
又、図１，図２，図３の例共に、濃縮装置４から排出された濃縮ガス８は、更に分岐されて燃焼装置６にも供給され、もって熱風９が生成されて、濃縮装置４に脱着用として供給されている。なお、このような図示例によらず又は図示例に追加して、エンジン２からの排ガス３を、熱風９として濃縮装置４に供給することも可能である。
図示例は、このようになっている。
【００２３】
《作用等》
本発明の揮発性有機化合物の処理システムは、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）この処理システムは、濃縮装置４とエンジン２を備えており、更に回収装置５，燃焼装置６，発電機７等が、適宜付設されている。
【００２４】
（２）そして、揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）を含有した排気ガス１は、濃縮装置４に供給される。揮発性有機化合物の濃度は、例えば０．６ｗｔ％程度である。
揮発性有機化合物としては、メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール，酢酸エチル，酢酸ブチル，トルエン，キシレン，ベンゼン，エタノール，トリクロロエタン，リモネン等が、代表的である。
【００２５】
（３）濃縮装置４では、供給された排気ガス１について、含有された揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）が、吸着された後、熱風９吹付けにより脱着される。
【００２６】
（４）もって濃縮装置４から、揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）が脱着，濃縮された濃縮ガス８が、生成，排出される。濃縮ガス８は、揮発性有機化合物の濃度が例えば６ｗｔ％程度であり、揮発性有機化合物の含有率が、処理前の排気ガス１に比し約２倍〜５０倍程度、代表的には約３倍〜１０倍程度となっている。
【００２７】
（５）濃縮装置４から排出された濃縮ガス８は、そのまま直接、ロータリーエンジン等のエンジン２に燃料として供給されるか、又は、回収装置５を経由し濃縮ガス１２としてエンジン２に燃料として供給される。
【００２８】
（６）なお回収装置５では、濃縮ガス８中の揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）が吸着された後、スチーム１１吹付けにより脱着し、もって濃縮ガス１２が排出する。
【００２９】
（７）又、濃縮装置４において脱着用に使用される熱風９は、燃焼装置６の熱量、又はエンジン２の高温の排ガス３が利用される。燃焼装置６は、濃縮装置４からの濃縮ガス８を燃焼させて、燃焼熱を生成する。
【００３０】
（８）さて、本発明の処理システムは、このように、排気ガス１に含有された揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）を濃縮し、もって、その炭素や水素等の可燃成分を、エンジン２の燃料として活用する。
すなわち、揮発性有機化合物を単に除去するのではなく、即燃料化して再使用，有効利用する。揮発性有機化合物の保存しているエンタルピーを引き出して、有効活用する。
【００３１】
（９）又、本発明の処理システムは、濃縮装置４，エンジン２を中心に、回収装置５，燃焼装置６，発電機７等を備えた比較的簡単な構成よりなる。
濃縮装置４における脱着用の熱風９は、濃縮ガス８を使用した燃焼装置６や、エンジン２の排ガス３を利用して、生成される。この処理システムでは、各構成がサイクル的，循環的，相互補完的に関係付けられている。
本発明の作用等は、このようになっている。
【実施例】
【００３２】
ここで、本発明の処理システムの実施例、つまりそのスペックの１例について、述べておく。
まず（１）、このスペックにおいて、システムに供給される排気ガス１は、揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスを、０．６ｗｔ％弱程度含有している。
すなわち、この混合ＶＯＣガスの構成成分は、実測値で酢酸エチル：３，５３９ｐｐｍ，酢酸ブチル：１，１２４ｐｐｍ，イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）：９４２ｐｐｍ，メチルエチルケトン（ＭＥＫ）：２４４ｐｐｍであり、計５，８４９ｐｐｍであった。
次に（２）、このスペックの構成成分量から、混合ＶＯＣガスの構成成分それぞれについて、その分子式，分子量を基に、モル分率そしてそのモル分率に含まれる原子数を算出した。
そしてこれに基づき、各構成成分である炭素原子（Ｃ），水素原子（Ｈ），酸素原子（Ｏ）の合計原子数を算出し、炭素１原子当たりに換算した。その結果、炭素１原子当たりの平均分子式（平均実験式）は、ＣＨ２．１１Ｏ０．４３となった（その平均，合計分子量は、２０．９９である）。
従って（３）、揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３の炭素１原子当たりの燃焼反応式は、次の化１となった。
【化１】
【００３３】
次に（４）、概略値（潜熱等は無視）として、ＣＨ２．１１Ｏ０．４３の１モル当たりの燃焼熱を求めた。その可燃成分は、炭素原子（黒鉛）１モルと、水素分子２．１１／２モルとする。すると、それぞれの燃焼方程式は、次の化２，３となり、もって、この揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３全体の燃焼方程式は、化４となった。そして、この１モル当たりの熱量１６６．１３ｋｃａｌは、メタンの７８％に相当する。
【００３４】
【化２】
【化３】
【化４】
【００３５】
そして（５）、このＣＨ２．１１Ｏ０．４３を完全燃焼するに足る必要空気量（排気ガス１中の空気量）を求める。
理論上必要な空気量は、上記化４において必要な酸素量１．３１５モルのほかに、窒素分子が加わり、６．２６モルとなる。空気比を１．３とすると、概略８モルになる。
【００３６】
次に（６）、この必要空気量８モルを加えた排気ガス１（濃縮ガス８，１２）中について、混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３の濃度を求める。
空気の平均分子量は約２９であるから、ＣＨ２．１１Ｏ０．４３の完全燃焼に必要なその重量は、２９×８＝２３２ｇ／ｍｏｌとなる。従って、混合ＶＯＣガスつまりＣＨ２．１１Ｏ０．４３の濃度（ｗｔ％）は、その分子量２０．９９を、ガス全量（２３２＋２０．９９）で除して、８％となった。
従って濃縮装置４において、０．６％程度の混合ＶＯＣガス（を含有した排気ガス１）を、６〜８％程度の混合ＶＯＣガス（を含有した濃縮ガス８，１２）に、濃縮できれば良いことになる。
いずれにせよ、この揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３を、完全燃焼するのに足る必要空気量は、排気ガス１そして濃縮ガス８，１２中の空気量で、十分に賄えることになる。２１（２５４＋Ｘ）＝０．０６
【００３７】
最後に（７）、流量を勘案した発熱量について検討しておく。例えば、排気ガス１そして濃縮ガス８，１２の流量を、１０，０００Ｎｍ３／ｈで、揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３の濃度を、６％とする。すると、１０，０００Ｎｍ３／ｈの６％つまり６００Ｎｍ３／ｈが、前記化４の式の１モル当たり１６６．１３ｋｃａｌを、発生することになる。
従って、１０，０００Ｎｍ３／ｈの発熱量は、（６００×１，０００）／２２．４（ｌ／ｍｏｌ）×１６６（ｋｃａｌ）＝４４４６，４３×１，０００（ｋｃａｌ）＝１，０６０ＭＪとなる。
実施例については、以上のとおり。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る揮発性有機化合物の処理システムについて、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第１例の構成フロー図である。
【図２】本発明に係る揮発性有機化合物の処理システムについて、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第２例の構成フロー図である。
【図３】本発明に係る揮発性有機化合物の処理システムについて、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第３例の構成フロー図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 排気ガス
２ エンジン
３ 排ガス
４ 濃縮装置
５ 回収装置
６ 燃焼装置
７ 発電機
８ 濃縮ガス
９ 熱風
１０ 浄化エアー
１１ スチーム
１２ 濃縮ガス
１３ 補助燃料
１４ 冷却水
１５ 冷却部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物の処理システムに関する。すなわち、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含有した排気ガスを、エンジン燃料として利用する処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
《技術的背景》
トルエン，キシレン，酢酸エチル，酢酸ブチル，ＩＰＡ，ＭＥＫ，その他の揮発性有機化合物は、例えば溶剤として使用され、グラビア印刷，その他の印刷，塗布，塗装，接着の各工程や、これらの加熱工程，乾燥工程，洗浄工程等から排出される排気ガスや排液中に、含有されている。
そして、大気汚染，環境破壊を引き起こす浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）や光化学オキシダントの原因物質として知られており、健康への悪影響が深刻化している状況に鑑み、最近の改正大気汚染防止法において、その排出規制が一段と強化されている。
【０００３】
《従来技術》
そこで、このような揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の発生工程には、従来より、ＶＯＣ回収装置が付設されていた。代表的なＶＯＣ回収装置については、次のとおり。
すなわち、揮発性有機化合物を含有した排気ガスや排液（予め加熱，気化される）は、ＶＯＣ回収装置に供給される。→そして、含有された揮発性有機化合物が、まず活性炭等の吸着剤に吸着せしめられた後、→スチーム吹き付けにより脱着され、廃液として回収される。
→このような操作が、複数のＶＯＣ回収装置を使用して、バッチ式に連続処理される。→そして、回収されたＶＯＣ廃液は、揮発性有機化合物が例えば濃度２０ｗｔ％程度（水８０ｗｔ％程度）よりなり、タンク等に一旦貯留される。
→それからＶＯＣ廃液は、次のように処理されていた。すなわちａ．蒸留法や高分子膜法により脱水処理して、揮発性有機化合物を精製，純粋化，再利用化処理したり、又はｂ．蒸気や助燃剤と共にボイラーやガスタービン等に供給して燃焼処理したり、触媒を使用して燃焼処理したり、又はｃ．（多くの場合遠隔地へと搬送されて、）廃棄処理，土壌微生物処理されていた。
なお、前記ＶＯＣ回収装置を経由することなく、揮発性有機化合物を含有した排気ガスを、そのまま直接、上記ｂに準じて燃焼処理することも行われていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
≪問題点≫
ところで、このような従来例については、処理コストつまり処理のための設備コストやランニングコストに、問題が指摘されていた。まず、揮発性有機化合物を精製，再利用処理する上記ａの従来例については、蒸留設備，加熱設備，高分子膜等の付帯設備が必須的となり、この種の付帯設備が大型，大規模，複雑，精緻であることに鑑み、設備コストが嵩むという問題があった。更に、加熱その他のランニングコストが嵩み、精製処理に長時間を要する等の問題も指摘されていた。
又、燃焼処理する前記ｂの従来例については、大量の助燃剤や触媒を必要とし、運転コスト，ランニングコストが嵩み過ぎる、という問題が指摘されていた。廃棄処理する前記ｃの従来例については、運搬コスト，ランニングコストｃに問題が指摘されると共に、環境汚染という問題も指摘されていた。
ところで、一般的な炭化水素系燃料を水素リッチガスに改質して利用せんとする技術として、例えば次の特許文献１に示されたものが開示されているが、この技術は、揮発性有機化合物とエンジンとの組み合わせを、具体的に開示したものではない。つまり、揮発性有機化合物を濃縮して、ロータリーエンジンの燃料として利用せんとしたものではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２４０４号公報
【０００６】
《本発明について》
本発明の揮発性有機化合物の処理システムは、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、揮発性有機化合物を、エンジン燃料として効率的に有効利用すると共に、第２に、しかもこれが、設備コストやランニングコストに優れつつ実現される、揮発性有機化合物の処理システムを提案することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。
請求項１の揮発性有機化合物の処理システムは、揮発性有機化合物を含有した排気ガスの処理システムであって、濃縮装置とエンジンとを有している。
そして該濃縮装置は、供給された該排気ガスについて、含有された該揮発性有機化合物を濃縮して、濃縮ガスを生成する。該エンジンは、該濃縮ガスを利用して駆動されること、を特徴とする。
請求項２については、次のとおり。請求項２の揮発性有機化合物の処理システムでは、請求項１おいて、該濃縮装置は、該揮発性有機化合物を吸着すると共に、吸着された該揮発性有機化合物を熱風吹付けにより脱着し、もって、該揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程度に濃縮された該濃縮ガスを生成すること、を特徴とする。
【０００８】
請求項３については、次のとおり。請求項３の揮発性有機化合物の処理システムでは、請求項２において、該エンジンは、該濃縮装置から供給される該濃縮ガス中の該揮発性有機化合物を、直接そのまま燃料として使用すること、を特徴とする。
請求項４については、次のとおり。請求項４の揮発性有機化合物の処理システムは、請求項２において、更に回収装置を備えている。
そして該回収装置は、該濃縮装置から該濃縮ガスが供給され、含有された該揮発性有機化合物をフィルターに吸着すると共に、吸着された該揮発性有機化合物をスチーム吹付けにより脱着する。該エンジンは、該回収装置から供給される該濃縮ガス中の該揮発性有機化合物を、燃料として使用すること、を特徴とする。
【０００９】
請求項５については、次のとおり。請求項５の揮発性有機化合物の処理システムでは、請求項３又は４において、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなると共に、その主軸が、隣接付設された発電機に連結されていること、を特徴とする。
請求項６については、次のとおり。請求項６の揮発性有機化合物の処理システムでは、請求項５において、該エンジンは、その排ガスの熱風を、該濃縮装置に脱着用として供給すること、を特徴とする。
請求項７については、次のとおり。請求項７の揮発性有機化合物の処理システムは、請求項３又は４において、更に燃焼装置を備えている。そして該燃焼装置は、該濃縮装置から供給される該濃縮ガスを燃焼せしめ、もって燃焼熱に基づく熱風を、該濃縮装置に脱着用として供給すること、を特徴とする。
【００１０】
《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）この処理システムは、濃縮装置，エンジン，回収装置，燃焼装置，発電機等を、備えている。
（２）そして、揮発性有機化合物を含有した排気ガスが、濃縮装置に供給される。
（３）濃縮装置では、揮発性有機化合物が吸着され、熱風吹付けにより脱着される。
（４）もって、揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程に濃縮された濃縮ガスが、生成される。
（５）この濃縮ガスは、そのまま直接、又は回収装置を経由して、ロータリーエンジン等のエンジンに供給される。
（６）なお回収装置では、揮発性有機化合物が吸着され、スチーム吹付けにより脱着される。
（７）濃縮装置の脱着用の熱風としては、濃縮ガスを燃焼させる燃焼装置の熱量、又はエンジンの高温排ガスが利用される。
（８）さて、本発明の処理システムは、揮発性有機化合物を濃縮して、その可燃成分をエンジン燃料として活用する。揮発性有機化合物を単に除去するのではなく、そのエンタルピーを引き出して有効活用する。
（９）又、本発明の処理システムは、濃縮装置，エンジンを中心に、回収装置，燃焼装置，発電機等を備えた簡単な構成よりなり、濃縮装置の熱風としては、濃縮ガスの燃焼装置やエンジン排ガスが利用される。この処理システムでは、各構成がサイクル的，循環的に関係付けられている。
（１０）さてそこで、本発明の揮発性有機化合物の処理システムは、次の効果を発揮する。
【発明の効果】
【００１１】
《第１の効果》
第１に、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を、エンジン燃料として効率的に有効利用する。すなわち、本発明の処理システムでは、揮発性有機化合物を濃縮して、エンジンの燃料として利用し、電力その他のエネルギー源として活用する。
浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）や光化学オキシダントの原因物質としての揮発性有機化合物を、前述したこの種従来例のようにＶＯＣ回路装置で回収して、燃焼処理や廃棄処理するのではなく、そのまま濃縮して効率良く有効活用する。
すなわち、本発明の処理システムは、従来例のように揮発性有機化合物を単に除去するシステムではなく、揮発性有機化合物の持っている熱エネルギー、系の保存しているエンタルピーを引き出し放出させて、有効に使う熱化学再生システムよりなる。
【００１２】
≪第２の効果≫
第２に、しかもこれは、設備コストやランニングコストに優れつつ、実現される。すなわち、本発明の処理システムは、濃縮装置やエンジンを中心に構成され、適宜、回収装置，燃焼装置，発電機等を配設してなる。もって、比較的簡単な構成よりなると共に、これらがサイクル的，循環的，相互補完的に関係付けられており、システム運用に無駄がなく効率的である。
すなわち、前述したこの種従来例のように、精製，再利用のための蒸留設備，加熱装置，高分子膜等や、大型，大規模，複雑，精微な設備を要せず、設備が簡単化，簡略化，小型化，小規模化される等、設備コストに優れている。
そして、濃縮装置で使用される熱風も、揮発性有機化合物の濃縮ガスやエンジンの排ガスを活用して生成される等、運転コスト，ランニングコストにも優れている。従来例のように、加熱コストが嵩んだり、大量の助燃剤や触媒を要することがなく、更に、処理に長時間を要したり、運搬コストや環境汚染の問題も生じない。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
《図面について》
以下、本発明の揮発性有機化合物の処理システムを、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１，図２，図３は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供し、構成フロー図である。そして、図１は第１例を、図２は第２例を、図３は第３例を示す。
【００１４】
《揮発性有機化合物等について》
本発明は、揮発性有機化合物の処理システムに関する。そこで、まず揮発性有機化合物について述べておく。
揮発性有機化合物（ＶＯＬＡＴＩＬＥ ＯＲＧＡＮＩＣ ＣＯＭＰＯＵＮＤＳ、略してＶＯＣ）は、代表的には、下記物質その他の炭化水素系化合物であって（なおこの外、フロン系化合物も可能）、沸点が５０℃以上〜２６０℃未満よりなり、主に人工合成され、大気中に飛散した場合に容易に気化，揮発する液状物質、と定義される。
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ，ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＨ３）
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ，ＣＨ３ＣＨ（ＣＨ３）ＯＨ）
・酢酸エチル（ＣＨ３ＣＯＯＣＨ２ＣＨ３）
・酢酸ブチル（ＣＨ３ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３）
・トルエン（ＣＨ５ＣＨ３）
・キシレン（ＣＨ４（ＣＨ３）２）
・ベンゼン（Ｃ６Ｈ６）
・エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）
・トリクロロエタン（Ｃ２Ｈ５Ｃｌ３）
・リモネン（Ｃ１０Ｈ１６）
【００１５】
そして揮発性有機化合物は、上記各物質中の１種又は複数種（多くの場合は複数種）が選択され、もって溶剤，その他として使用される。
例えば、グラビア印刷，その他の印刷，塗布，塗装，接着の各工程や、これらの加熱，乾燥工程，洗浄工程、その他各種の化学処理工程から排出された排気ガスや排液中には、例えば溶剤として使用された揮発性有機化合物が、含有されている。
このような揮発性有機化合物の発生工程に、本発明の処理システムが付設されており、揮発性有機化合物を含有した排気ガス１が供給される。
なお第１に、揮発性有機化合物を含有した廃液は、事前に加熱，気化され、揮発性有機化合物を含有した排気ガス１として、この処理システムに供給される。例えば、後述するロータリーエンジン等のエンジン２の排気ガス３の熱量を利用した予熱器にて、廃液は加熱，気化，排気ガス１化される。
なお第２に、排気ガス１中に含有される揮発性有機化合物は、上述したように複数種よりなることが多いが、その構成成分の具体的内訳パターンは、例えば次のとおり様々である。勿論、下記の他、様々な内容や比率の構成成分パターンがある。
・パターン１：トルエン４０ｗｔ％，キシレン２０ｗｔ％，イソプロピルアルコール２０ｗｔ％，酢酸エチル２０ｗｔ％
・パターン２：トルエン４０ｗｔ％，キシレン１０ｗｔ％，メチルエチルケトン２０ｗｔ％，イソプロピルアルコール２０ｗｔ％，酢酸ブチル１０ｗｔ％
・パターン３：トルエン３０ｗｔ％，キシレン１０ｗｔ％，メチルエチルケトン３０ｗｔ％，イソプロピルアルコール１０ｗｔ％，酢酸エチル１０ｗｔ％，酢酸ブチル１０ｗｔ％
・パターン４：トルエン３５ｗｔ％，キシレン７ｗｔ％，メチルエチルケトン２２ｗｔ％，イソプロピルアルコール２７ｗｔ％，酢酸エチル９ｗｔ％
・パターン５：酢酸エチル５９ｗｔ％，酢酸ブチル１３ｗｔ％，イソプロピルアルコール２２ｗｔ％，メチルエチルケトン６ｗｔ％
揮発性有機化合物等については、以上のとおり。
【００１６】
≪処理システムの概要について≫
以下、本発明のシステム処理について、説明する。この処理システムは、揮発性有機化合物を含有した排気ガス１を、処理対象とする。
そして、濃縮装置４とエンジン２を中心に構成されており、更に適宜、回収装置５，燃焼装置６，発電機７等が、付設されている。
処理システムは、概略このように構成されている。以下、その各構成について、詳細に説明する。
【００１７】
≪濃縮装置４について≫
まず、濃縮装置４について説明する。濃縮装置４は、供給された排気ガス１について、含有された揮発性有機化合物を濃縮して、濃縮ガス８を生成する。すなわち濃縮装置４は、揮発性有機化合物を吸着すると共に、吸着された揮発性有機化合物を熱風９の吹付けにより脱着し、もって、揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程度に濃縮された濃縮ガス８を生成する。
このような濃縮装置４について、更に詳述する。揮発性有機化合物を含有した空気つまり排気ガス１は、送風機やプレフィルター等が介装された管路を介して、濃縮装置４に供給される。
濃縮装置４は、例えば、軸を中心にローター回転可能なハニカム構造体よりなる。そして排気ガス１は、そのセル壁にて区画形成された多数のセル空間を通過しつつ、セル壁外表面に塗布された吸着剤に、揮発性有機化合物が吸着される。
もって排気ガス１は、揮発性有機化合物が吸着，除去され、クリーン化された浄化エアー１０となって、大気放出される。これに対し、吸着された揮発性有機化合物は、ハニカム構造体の回転変位に伴い、熱風９が吹き付けられて脱着され、濃縮ガス８となって排出される。
濃縮ガス８は、排気ガス１と比較すると、揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程度、代表的には約３倍〜１０倍程度となっている。例えば、濃度０．６ｗｔ％程度であったものが、６ｗｔ％程度に濃縮される。
濃縮装置４は、このようになっている。
【００１８】
≪回収装置５について≫
次に、回収装置５について説明する。回収装置５は、濃縮装置４から濃縮ガス８が供給され、含有された揮発性有機化合物をフィルターに吸着すると共に、吸着された揮発性有機化合物をスチーム１１の吹付けにより脱着する。
このような回収装置５について、更に詳述する。回収装置５は、例えば活性炭フィルター等の吸着剤フィルターを備えており、濃縮装置４から管路にて供給された濃縮ガス８は、濃縮含有されていた揮発性有機化合物が、この吸着剤フィルターに吸着，除去され、もってクリーン化された浄化エアー１０となって、大気放出される。
そして、吸着剤フィルターに吸着された揮発性有機化合物は、バッチ式にてスチーム１１が吹き付けられて脱着，回収，精製され、もって濃縮ガス８が、新たな濃縮ガス１２となって排出される。なお吸着剤フィルターは、スチーム１１の吹付け毎に再生されて、再使用される。
回収装置５は、このようになっている。
【００１９】
≪燃焼装置６について≫
次に、燃焼装置６について説明する。燃焼装置６は、濃縮装置４から供給される濃縮ガス８を燃焼せしめて、燃焼熱に基づく熱風９を、濃縮装置４に脱着用として供給する。
すなわち燃焼装置６は、濃縮装置４から管路にて供給された濃縮ガス８に含有され濃縮された揮発性有機化合物を、予熱した後、直後燃焼せしめる。図示例では、この燃焼には触媒が使用され、必要に応じ液化天然ガス等が、補助燃料１３として使用される。
そして、燃焼による熱量が、濃縮装置４へと送風，供給される外気の熱交換に使用され、もって外気が、脱着用加熱空気つまり熱風９となって、濃縮装置４へ導入される。
燃焼装置６は、このようになっている。
【００２０】
《エンジン２について》
次に、エンジン２について説明する。エンジン２は、濃縮ガス８又は１２を利用して駆動される。
すなわちエンジン２は、濃縮装置４から供給される濃縮ガス８中の揮発性有機化合物を、直接そのまま燃料として使用して駆動されるか、又は、回収装置５から供給される濃縮ガス１２中の揮発性有機化合物を、燃料として使用して駆動される。
そしてエンジン２は、代表的にはロータリーエンジンよりなると共に、その主軸が、隣接付設された発電機７に連結されている。なお、エンジン２の排ガス３を、熱風９として濃縮装置４に脱着用として供給することも可能である。
【００２１】
このようなエンジン２について、更に詳述する。エンジン２としては、ロータリーエンジンが代表的に使用され、濃縮装置４更には回収装置５から管路にて供給される濃縮ガス８，１２を、燃料として駆動される。
すなわちエンジン２は、濃縮ガス８、１２に含有された炭化水素系化合物等よりなる揮発性有機化合物の可燃成分、つまり炭素（黒鉛）や水素を、その燃料として使用して、運転される。なお、回収装置５からエンジン２への管路には、途中に冷却水１４による冷却部１５が介装されており、濃縮ガス１２中の水蒸気が、濃縮水として排出，除去される。
エンジン２の代表例であるロータリーエンジンは、周知のごとく、燃焼室内でローターが偏心回転して、主軸に回転力を伝達する、間欠燃焼式・容積式の内燃機関である。そして主軸が、隣接設置された発電機７に連結されており、その駆動が発電用に出力されるが、勿論、電力以外の駆動エネルギー源としても、各種用途に利用可能である。
なお第１に、ロータリーエンジンの排ガス３は、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度である。
なお第２に、このようなロータリーエンジンが、エンジン２として代表的に使用されるが、その他のレシプロエンジン例えばディーゼルエンジンやガスエンジンも使用可能であり、更に、ガスタービン等も使用可能であるが、これらの場合、その排ガス３は３００℃〜６００℃程度、例えば３５０℃〜４５０℃程度である。
なお第３に、このようなエンジン２特にロータリーエンジンの高温の排ガス３を、熱風９として、凝縮装置４に脱着用として供給することが可能である。この場合、前述した燃焼装置６は使用されないことが多いが、両者の併用も可能である。
なお第４に、エンジン２の燃料としては、必要に応じ、液化天然ガス等が補助燃料１３として使用される。
エンジン２は、このようになっている。
【００２２】
≪図示例について≫
次に、図示例について説明する。まず、図１に示した例の処理システムでは、濃縮装置４から排出された濃縮ガス８は、途中で分岐される。そして一方が、一方のエンジン２に直接供給されると共に、他方が、回収装置５に供給された後、濃縮ガス１２として他方のエンジン２に供給されるようになっている。
図２の例の処理システムでは、濃縮装置４から排出された濃縮ガス８は、すべてが回収装置５を経由し、濃縮ガス１２としてエンジン２に供給されるようになっている。
図３の例の処理システムでは、濃縮装置４からの濃縮ガス８は、すべてエンジン２に直接供給されるようになっている。
又、図１，図２，図３の例共に、濃縮装置４から排出された濃縮ガス８は、更に分岐されて燃焼装置６にも供給され、もって熱風９が生成されて、濃縮装置４に脱着用として供給されている。なお、このような図示例によらず又は図示例に追加して、エンジン２からの排ガス３を、熱風９として濃縮装置４に供給することも可能である。
図示例は、このようになっている。
【００２３】
《作用等》
本発明の揮発性有機化合物の処理システムは、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）この処理システムは、濃縮装置４とエンジン２を備えており、更に回収装置５，燃焼装置６，発電機７等が、適宜付設されている。
【００２４】
（２）そして、揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）を含有した排気ガス１は、濃縮装置４に供給される。揮発性有機化合物の濃度は、例えば０．６ｗｔ％程度である。
揮発性有機化合物としては、メチルエチルケトン，イソプロピルアルコール，酢酸エチル，酢酸ブチル，トルエン，キシレン，ベンゼン，エタノール，トリクロロエタン，リモネン等が、代表的である。
【００２５】
（３）濃縮装置４では、供給された排気ガス１について、含有された揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）が、吸着された後、熱風９吹付けにより脱着される。
【００２６】
（４）もって濃縮装置４から、揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）が脱着，濃縮された濃縮ガス８が、生成，排出される。濃縮ガス８は、揮発性有機化合物の濃度が例えば６ｗｔ％程度であり、揮発性有機化合物の含有率が、処理前の排気ガス１に比し約２倍〜５０倍程度、代表的には約３倍〜１０倍程度となっている。
【００２７】
（５）濃縮装置４から排出された濃縮ガス８は、そのまま直接、ロータリーエンジン等のエンジン２に燃料として供給されるか、又は、回収装置５を経由し濃縮ガス１２としてエンジン２に燃料として供給される。
【００２８】
（６）なお回収装置５では、濃縮ガス８中の揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）が吸着された後、スチーム１１吹付けにより脱着し、もって濃縮ガス１２が排出する。
【００２９】
（７）又、濃縮装置４において脱着用に使用される熱風９は、燃焼装置６の熱量、又はエンジン２の高温の排ガス３が利用される。燃焼装置６は、濃縮装置４からの濃縮ガス８を燃焼させて、燃焼熱を生成する。
【００３０】
（８）さて、本発明の処理システムは、このように、排気ガス１に含有された揮発性有機化合物（ＶＯＣガス）を濃縮し、もって、その炭素や水素等の可燃成分を、エンジン２の燃料として活用する。
すなわち、揮発性有機化合物を単に除去するのではなく、即燃料化して再使用，有効利用する。揮発性有機化合物の保存しているエンタルピーを引き出して、有効活用する。
【００３１】
（９）又、本発明の処理システムは、濃縮装置４，エンジン２を中心に、回収装置５，燃焼装置６，発電機７等を備えた比較的簡単な構成よりなる。
濃縮装置４における脱着用の熱風９は、濃縮ガス８を使用した燃焼装置６や、エンジン２の排ガス３を利用して、生成される。この処理システムでは、各構成がサイクル的，循環的，相互補完的に関係付けられている。
本発明の作用等は、このようになっている。
【実施例】
【００３２】
ここで、本発明の処理システムの実施例、つまりそのスペックの１例について、述べておく。
まず（１）、このスペックにおいて、システムに供給される排気ガス１は、揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスを、０．６ｗｔ％弱程度含有している。
すなわち、この混合ＶＯＣガスの構成成分は、実測値で酢酸エチル：３，５３９ｐｐｍ，酢酸ブチル：１，１２４ｐｐｍ，イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）：９４２ｐｐｍ，メチルエチルケトン（ＭＥＫ）：２４４ｐｐｍであり、計５，８４９ｐｐｍであった。
次に（２）、このスペックの構成成分量から、混合ＶＯＣガスの構成成分それぞれについて、その分子式，分子量を基に、モル分率そしてそのモル分率に含まれる原子数を算出した。
そしてこれに基づき、各構成成分である炭素原子（Ｃ），水素原子（Ｈ），酸素原子（Ｏ）の合計原子数を算出し、炭素１原子当たりに換算した。その結果、炭素１原子当たりの平均分子式（平均実験式）は、ＣＨ２．１１Ｏ０．４３となった（その平均，合計分子量は、２０．９９である）。
従って（３）、揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３の炭素１原子当たりの燃焼反応式は、次の化１となった。
【化１】
【００３３】
次に（４）、概略値（潜熱等は無視）として、ＣＨ２．１１Ｏ０．４３の１モル当たりの燃焼熱を求めた。その可燃成分は、炭素原子（黒鉛）１モルと、水素分子２．１１／２モルとする。すると、それぞれの燃焼方程式は、次の化２，３となり、もって、この揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３全体の燃焼方程式は、化４となった。そして、この１モル当たりの熱量１６６．１３ｋｃａｌは、メタンの７８％に相当する。
【００３４】
【化２】
【化３】
【化４】
【００３５】
そして（５）、このＣＨ２．１１Ｏ０．４３を完全燃焼するに足る必要空気量（排気ガス１中の空気量）を求める。
理論上必要な空気量は、上記化４において必要な酸素量１．３１５モルのほかに、窒素分子が加わり、６．２６モルとなる。空気比を１．３とすると、概略８モルになる。
【００３６】
次に（６）、この必要空気量８モルを加えた排気ガス１（濃縮ガス８，１２）中について、混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３の濃度を求める。
空気の平均分子量は約２９であるから、ＣＨ２．１１Ｏ０．４３の完全燃焼に必要なその重量は、２９×８＝２３２ｇ／ｍｏｌとなる。従って、混合ＶＯＣガスつまりＣＨ２．１１Ｏ０．４３の濃度（ｗｔ％）は、その分子量２０．９９を、ガス全量（２３２＋２０．９９）で除して、８％となった。
従って濃縮装置４において、０．６％程度の混合ＶＯＣガス（を含有した排気ガス１）を、６〜８％程度の混合ＶＯＣガス（を含有した濃縮ガス８，１２）に、濃縮できれば良いことになる。
いずれにせよ、この揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３を、完全燃焼するのに足る必要空気量は、排気ガス１そして濃縮ガス８，１２中の空気量で、十分に賄えることになる。２１（２５４＋Ｘ）＝０．０６
【００３７】
最後に（７）、流量を勘案した発熱量について検討しておく。例えば、排気ガス１そして濃縮ガス８，１２の流量を、１０，０００Ｎｍ３／ｈで、揮発性有機化合物の混合ＶＯＣガスであるＣＨ２．１１Ｏ０．４３の濃度を、６％とする。すると、１０，０００Ｎｍ３／ｈの６％つまり６００Ｎｍ３／ｈが、前記化４の式の１モル当たり１６６．１３ｋｃａｌを、発生することになる。
従って、１０，０００Ｎｍ３／ｈの発熱量は、（６００×１，０００）／２２．４（ｌ／ｍｏｌ）×１６６（ｋｃａｌ）＝４４４６，４３×１，０００（ｋｃａｌ）＝１，０６０ＭＪとなる。
実施例については、以上のとおり。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る揮発性有機化合物の処理システムについて、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第１例の構成フロー図である。
【図２】本発明に係る揮発性有機化合物の処理システムについて、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第２例の構成フロー図である。
【図３】本発明に係る揮発性有機化合物の処理システムについて、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第３例の構成フロー図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 排気ガス
２ エンジン
３ 排ガス
４ 濃縮装置
５ 回収装置
６ 燃焼装置
７ 発電機
８ 濃縮ガス
９ 熱風
１０ 浄化エアー
１１ スチーム
１２ 濃縮ガス
１３ 補助燃料
１４ 冷却水
１５ 冷却部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物を含有した排気ガスの処理システムであって、濃縮装置とエンジンとを有しており、
該濃縮装置は、供給された該排気ガスについて、含有された該揮発性有機化合物を濃縮して、濃縮ガスを生成し、該エンジンは、該濃縮ガスを利用して駆動されること、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】
請求項１に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、該濃縮装置は、該揮発性有機化合物を吸着すると共に、吸着された該揮発性有機化合物を熱風吹付けにより脱着し、もって、該揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程度に濃縮された該濃縮ガスを生成すること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、該エンジンは、該濃縮装置から供給される該濃縮ガス中の該揮発性有機化合物を、直接そのまま燃料として使用すること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項４】
請求項２に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、更に回収装置を備えており、該回収装置は、該濃縮装置から該濃縮ガスが供給され、含有された該揮発性有機化合物をフィルターに吸着すると共に、吸着された該揮発性有機化合物をスチーム吹付けにより脱着し、
該エンジンは、該回収装置から供給される該濃縮ガス中の該揮発性有機化合物を、燃料として使用すること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなると共に、その主軸が、隣接付設された発電機に連結されていること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項６】
請求項５に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、該エンジンは、その排ガスの熱風を、該濃縮装置に脱着用として供給すること、を特徴とする該揮発性有機化合物の処理システム
【請求項７】
請求項３又は４に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、更に燃焼装置を備えており、該燃焼装置は、該濃縮装置から供給される該濃縮ガスを燃焼せしめ、もって燃焼熱に基づく熱風を、該濃縮装置に脱着用として供給すること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項１】
揮発性有機化合物を含有した排気ガスの処理システムであって、濃縮装置とエンジンとを有しており、
該濃縮装置は、供給された該排気ガスについて、含有された該揮発性有機化合物を濃縮して、濃縮ガスを生成し、該エンジンは、該濃縮ガスを利用して駆動されること、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】
請求項１に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、該濃縮装置は、該揮発性有機化合物を吸着すると共に、吸着された該揮発性有機化合物を熱風吹付けにより脱着し、もって、該揮発性有機化合物の含有率が、約２倍〜５０倍程度に濃縮された該濃縮ガスを生成すること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、該エンジンは、該濃縮装置から供給される該濃縮ガス中の該揮発性有機化合物を、直接そのまま燃料として使用すること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項４】
請求項２に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、更に回収装置を備えており、該回収装置は、該濃縮装置から該濃縮ガスが供給され、含有された該揮発性有機化合物をフィルターに吸着すると共に、吸着された該揮発性有機化合物をスチーム吹付けにより脱着し、
該エンジンは、該回収装置から供給される該濃縮ガス中の該揮発性有機化合物を、燃料として使用すること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなると共に、その主軸が、隣接付設された発電機に連結されていること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【請求項６】
請求項５に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、該エンジンは、その排ガスの熱風を、該濃縮装置に脱着用として供給すること、を特徴とする該揮発性有機化合物の処理システム
【請求項７】
請求項３又は４に記載した揮発性有機化合物の処理システムにおいて、更に燃焼装置を備えており、該燃焼装置は、該濃縮装置から供給される該濃縮ガスを燃焼せしめ、もって燃焼熱に基づく熱風を、該濃縮装置に脱着用として供給すること、を特徴とする揮発性有機化合物の処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１２１５１３（Ｐ２０１０−１２１５１３Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９５６２７（Ｐ２００８−２９５６２７）
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【出願人】（５００５６１９３１）三井造船プラントエンジニアリング株式会社 (41)
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【出願人】（５０５２５２６９８）株式会社アイエムイー総合研究所 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【出願人】（５００５６１９３１）三井造船プラントエンジニアリング株式会社 (41)
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【出願人】（５０５２５２６９８）株式会社アイエムイー総合研究所 (14)
【Ｆターム（参考）】
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