有機溶剤ガス処理装置および処理方法
【課題】有機溶剤ガスの回収には、空気を冷却、加熱、冷却と複数の冷熱工程を通過させるので、エネルギー消費量が大きく、制御も複雑になるという課題があった。
【解決手段】回転する吸着ロータ２を吸着ゾーン７、再生ゾーン６およびパージゾーン５に分割し、吸着ゾーン７の上流側にクーラーユニット３を設け、まず有機溶剤ガスを再生ゾーン６に通して高濃度としたあと、クーラーユニット３で液化して回収し、冷却された有機溶剤ガス含有空気を吸着ゾーン７に通して浄化し、この浄化空気をパージゾーン５に通過させて冷却する有機溶剤ガス処理装置を提供する。
【解決手段】回転する吸着ロータ２を吸着ゾーン７、再生ゾーン６およびパージゾーン５に分割し、吸着ゾーン７の上流側にクーラーユニット３を設け、まず有機溶剤ガスを再生ゾーン６に通して高濃度としたあと、クーラーユニット３で液化して回収し、冷却された有機溶剤ガス含有空気を吸着ゾーン７に通して浄化し、この浄化空気をパージゾーン５に通過させて冷却する有機溶剤ガス処理装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場などから排出された、有機溶剤を含む排気ガスから溶剤を回収する有機溶剤ガス処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、電池といった電子部品では、一括大量に生産するために、インクジェット法、グラビア法、ダイコーティング法といった印刷工程や塗布工程を利用した製造方法が行われている。これらの工程では、大気圧環境で作業ができるという利点がある一方、使用する材料を液状化しなければならないという制約がある。
【０００３】
材料を液状化するために、さまざまな溶剤が利用される。しかし、これらの溶剤は材料を所定の層として形成した後は不要となるため、気化蒸発させる。すなわち、塗布工程を有する工場からは、溶剤を含んだ大量の排気ガスが排出される。使用される溶剤の中には、１５０℃以上の高沸点の有機溶剤が含まれる場合があり、これらの有機溶剤を含んだ排気ガスをそのまま排出するのは、環境衛生上好ましくない。そこで、排ガス中の高沸点の有機溶剤を回収する有機溶剤ガス処理装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、溶剤を含む被処理ガスを、ゼオライトや活性炭などの吸着剤を有する吸着ロータを用いて、溶剤を含む被処理ガスから溶剤を除去する装置の基本構成が開示されている。この装置は、被処理ガスからの溶剤の除去を連続的に行うための装置である。
【０００５】
図３に、特許文献１に開示された発明の概略を示す。有機溶剤ガス処理装置１００は、吸着ロータ１０１と、冷却除湿手段１０５と、ヒータ１０６と、凝縮器１０７を含む。吸着ロータ１０１は、疎水性ゼオライト等の有機溶剤吸着剤を有しており、吸着ゾーン１０２、パージゾーン１０３および脱着ゾーン１０４に分割されている。
【０００６】
有機溶剤蒸気と空気の混合物である有機溶剤ガス１２０は、まず、吸着ゾーン１０２に送られる。有機溶剤ガス１２０は、吸着ゾーン１０２を通過する際に、有機溶剤成分が吸着剤に吸着され、有機溶剤成分と空気に分離され浄化される。そして吸着ゾーン１０２を出た浄化空気１２１は大気に放出される。
【０００７】
一方、大気中から導入された脱着用空気１２２は、冷却除湿手段１０５を通過され、水分を分離され、低温の乾燥した空気となる。この脱着用空気１２２は、パージゾーン１０３を通過することで、パージゾーン１０３を冷却する。冷却されたパージゾーン１０３の吸着剤は、吸着ゾーン１０２に向かい、有機溶剤ガス１２０から溶剤を除去する。
【０００８】
パージゾーン１０３を通過して、温度が上昇した脱着用空気１２２は、ヒータ１０６でさらに温度を上げて、脱着ゾーン１０４に送られる。脱着ゾーン１０４では、吸着剤の温度が上げられることで、吸着剤が有機溶剤を脱着する。これで、吸着ゾーン１０２で吸着剤に吸着した有機溶剤を吸着剤から脱着させることができる。そして、上記のように、吸着剤はパージゾーン１０３で温度を下げられ、再び有機溶剤を吸着できる状態となり、吸着ゾーン１０２に向かう。
【０００９】
脱着ゾーン１０４を通過した有機溶剤を含む脱着用空気１２２は、凝縮器１０７によって冷却され有機溶剤が凝縮分離される。凝縮された有機溶剤は保管タンク１０８に貯留される。凝縮器１０７を通過して有機溶剤が凝縮分離された脱着用空気１２２は、再び有機溶剤ガス１２０に合流され、吸着ゾーン１０２を通過させる。脱着用空気１２２中に残留している有機溶剤を再度除去するためである。
【００１０】
このように、円筒形状の吸着ロータ１０１を回転させながら、溶剤の吸着・脱着を繰り返すことで、連続的に溶剤の回収を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−０６６５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の溶剤除去のための装置は、連続的に有機溶剤ガスから溶剤を回収できる点で有用な構成を有している。しかし、以下のような課題を有していた。
【００１３】
まず、脱着用空気１２２を冷却してパージゾーン１０３に通し、パージゾーン１０３を通過した脱着用空気１２２をヒータ１０６で加熱して脱着ゾーン１０４へ通し、さらに凝縮器１０７で冷却して有機成分を液化するようにしているため、吸着ロータ１０１の前後に冷却除湿手段１０５、ヒータ１０６をエアリークなく配置する必要があり、その制御も複雑となる。
【００１４】
また、有機溶剤ガス１２０を回収するためには、空気を冷却、加熱、冷却する冷熱工程を通すことになり、エネルギー消費量も大きくなる。
【００１５】
また、凝縮器１０７を通過した冷却された脱着用空気１２２を有機溶剤ガス１２０に混合して処理しているので、吸着ロータ１０１への風量負荷が多くなり、空気温度や処理風量も変動しやすくなり、吸着効率に影響する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記のような課題に鑑みて想到されたものである。すなわち、吸着ロータを用いて行う有機溶剤ガス処理の連続運転において、より簡便な構成で、またエネルギー使用効率の高い有機溶剤ガス処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
【００１７】
具体的には、本発明の有機溶剤ガス処理装置は、
円筒形の両底面をフィルタ面として、前記円筒形の長手方向の回転軸を枢軸とする吸着ロータと、
前記フィルタ面を、吸着ゾーン、再生ゾーンおよびパージゾーンの３つの領域に分割する回転しないゾーンフレームと、
前記吸着ロータを前記吸着ゾーンから前記再生ゾーンの方向に回転させる回転手段と、
前記吸着ゾーンの上流側に配設されたクーラーユニットと、
高温で有機溶剤を含有した被処理ガスを前記再生ゾーンの入口に導く被処理ガス流路と、
前記再生ゾーンの出口から排出された高濃度被処理ガスを前記クーラーユニットまで導く液化ガス流路と、
前記クーラーユニットの出口から排出された低濃度被処理ガスを前記吸着ゾーンの入口まで導く吸着ガス流路と、
前記吸着ゾーンの出口から排出された浄化ガスを前記パージゾーンの入口までガスを導くパージガス流路と、
を有することを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の有機溶剤ガスの処理方法は、
回転する吸着ロータを、吸着ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンに分割し、有機溶剤を含む被処理ガスに前記各ゾーンを順次通過させて前記被処理ガスから有機溶剤を分離する有機溶剤ガスの処理方法において、
高温の前記被処理ガスに前記再生ゾーンを通過させ高濃度の被処理ガスを得るフィルタ再生工程と、
前記高濃度の被処理ガスを冷却し前記有機溶剤を液化して脱離させ低濃度被処理ガスを得る液化工程と、
前記低濃度被処理ガスに前記吸着ゾーンを通過させ浄化空気を得る溶剤吸着工程と、
前記浄化空気の一部に前記パージゾーンを通過させるフィルタパージ工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、従来の構成と比較して、再生ゾーン（従来でいう脱着ゾーン）の上流側の加熱ヒータが不要となり、部品構成や制御装置を簡略化できる。
【００２０】
また、再生ゾーン（従来の脱着ゾーン）を通過したあとのリターン空気と有機溶剤ガスを混合させて吸着ゾーンを通過させることがないので、処理風量を一定に保ち、吸着効率の向上、安定化を図ることができる。
【００２１】
また、塗工機等から排出される高温の有機溶剤ガスを予備冷却するための熱交換器や冷却装置が不要となるので、部品構成や制御装置を簡略化できる。
【００２２】
また、パージゾーンを通過した空気は基本的に浄化された空気であるので、塗工機等へ戻し、再利用することができる。その際、パージゾーンを通過したことで温度が上昇しているので、少し加熱するだけで、塗工機等へ供給する高温空気にすることができる。すなわち、塗工機等と有機溶剤ガス処理装置において、高温気流を循環使用することができ、エネルギーの効率利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１の有機溶剤ガス処理装置を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態２の有機溶剤ガス処理装置を示す概略構成図
【図３】従来の有機溶剤ガス処理装置を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施の形態１）
図１に本実施の形態の有機溶剤ガス処理装置１の構成を示す。本発明の有機溶剤ガス処理装置１は、吸着ロータ２と、クーラーユニット３と、吸着ロータ２を回転させる回転手段４と、工場の塗工機等の再利用地点２７から送られてくる被処理ガスを再生ゾーンに導く被処理ガス流路１０と、再生ゾーンからクーラーユニット３までをつなぐ液化ガス流路１１と、クーラーユニット３から吸着ゾーンまでをつなぐ吸着ガス流路１２と、吸着ゾーンからパージゾーンまでをつなぐパージガス流路１３を含む。
【００２５】
吸着ロータ２は、上面および下面に蓋のない、円筒形のロータ中に疎水性ゼオライトや活性炭等の有機溶剤吸着剤を担持させたフィルタが充填された構造をしている。従って、上面（若しくは下面）方向から気体を流入させると吸着剤を通過し、下面（若しくは上面）方向に気体が抜ける。吸着ロータ２の上面および下面をフィルタ面と呼ぶ。吸着ロータ２は、円筒形の長手方向の対称軸（すなわち、上面および下面の中心を結ぶ軸）を枢軸として回転される。溶剤の吸着および脱着を循環的に行うためである。
【００２６】
吸着ロータ２の上面および下面（フィルタ面）は、パージゾーン５、再生ゾーン６、吸着ゾーン７の３つのゾーンに分割される。ここで分割されるとは、吸着ロータ２上に固定的に３つのゾーンを形成するのではなく、回転する吸着ロータ２の上面および下面に対して固定された３つのゾーンを決めることを意味する。したがって、吸着ロータ２の上面および下面の特定の点を見れば、吸着ロータ２の回転に従って、３つのゾーンを順に通過することになる。
【００２７】
より具体的には、これらの３つのゾーンを形成するのは、回転する吸着ロータ２の上面および下面に対して固定的に設けられたゾーンフレーム８である。ゾーンフレーム８は、回転する吸着ロータ２の上面および下面に平行に設けられた枠である。ゾーンフレーム８は、被処理ガスを吸着ロータ２の上面若しくは下面のどの領域に吹き込むかを決めるものである。
【００２８】
従って、上面若しくは下面の前にその領域の境界を仕切る壁を設けるだけでなく、吸着ロータ２の被処理ガスの入口若しくは出口が吸着ロータ２の上面若しくは下面に形成されていればよい。すなわち、吸着ロータ２のそれぞれのゾーンの上面および下面（フィルタ面）に対して、被処理ガスを送風する送出口があればよい。また、ゾーンフレーム８はそれぞれのゾーンを所定の気密度で仕切るようにしてもよい。
【００２９】
また、吸着ロータ２の上面および下面でゾーンフレーム８は対向して形成される。すなわち、一方の面で被処理ガスの入口とされた領域は、他方の面では、同じ領域の出口とされる。吸着ロータ２内では、被処理ガスはほぼ直進するからである。より具体的な例を示すと、例えば吸着ロータ２の上面側（一方のフィルタ面）で吸着ゾーン７とされた領域は下面側（他方のフィルタ面）でも吸着ゾーン７とされる。
【００３０】
３つのゾーンの並べ方は特に制限されない。しかし、吸着ロータ２は、吸着ゾーン７の次に再生ゾーン６になるように回転させる。吸着ゾーン７で吸着剤に吸着させた有機溶剤を再生ゾーン６で脱離させるからである。
【００３１】
吸着ロータ２を回転させるために、回転手段４（矢印だけで示す）が用意される。回転手段４は、吸着ロータ２の対称軸を枢軸として回転させる。回転させる方法は、ベルト駆動、ギア駆動など特に限定されないが、回転速度は一定の速度であることが必要である。この回転の周期が吸着剤の溶剤の吸着、再生（脱着）、リセット（パージ）の周期を決めるからである。したがって、吸着ロータ２の回転にムラがあると、溶剤の脱着が不十分な状態で吸着剤がパージゾーン５に送られ、浄化ガスとして再利用される空気に有機溶剤成分が混入するおそれもある。
【００３２】
クーラーユニット３は、エバポレータや冷水コイルといった、冷却機能を有する装置であり、空気中の液体を冷却することで凝縮させ除湿する。クーラーユニット３で除去した液体（有機溶剤）は保管タンク９に保管される。
【００３３】
本発明の有機溶剤ガス処理装置１は、従来の装置と比較して、被処理ガスの取り回しが異なる。従って、ガスの通過する流路に特徴がある。流路は具体的にはダクトで形成されるが、建築物の一部を流路として用いてもよい。また、流路は全て密閉されている必要はなく、分岐があってもよい。また必要に応じて開口部分や、熱交換器などが配設されていてもよい。また、流路の周囲には適宜断熱材などを配設してもよい。
【００３４】
流路には、少なくとも、工場等から送られてくる被処理ガスを再生ゾーン６に導く被処理ガス流路１０と、再生ゾーン６からクーラーユニット３までをつなぐ液化ガス流路１１と、クーラーユニット３から吸着ゾーン７までをつなぐ吸着ガス流路１２と、吸着ゾーン７からパージゾーン５までをつなぐパージガス流路１３が形成されている。
【００３５】
なお、本発明の有機溶剤ガス処理装置１においては、大気に放出してよい浄化された被処理ガス（以後「浄化ガス」と呼ぶ。）の一部を、工場の塗工機等の再利用地点２７に戻してエネルギーの再利用を行い、エネルギー効率を向上させることができる。この際に戻す流路を再利用ガス流路２０とする。また、浄化ガスを大気に放出する流路を大気放出流路２１とする。また、図１、２では、記載を省略したが、各流路には、送風圧を得るために送風ファンが適宜配置されてよい。
【００３６】
次に本発明の有機溶剤ガス処理装置１の動作について説明する。被処理ガスは、工場等の再利用地点２７から排出される。特に近年の大量生産では、基材上に機能材料を塗布する工程が、よく行われる。従って、工場の中でも、塗工機（塗布装置）に供給された乾燥のための空気に有機溶剤が混入する場合が多い。また、これらは乾燥のための空気なので、比較的高温である場合が多い。
【００３７】
また、本発明の有機溶剤ガス処理装置１では、被処理ガスの温度は高くてよい。後述するように、最初に吸着ゾーン７を通過させないからである。ただし、吸着ロータ２の耐熱温度以下でなければならない。吸着ロータ２がダメージを負ってしまうからである。より具体的には被処理ガスの温度は、１１０℃から１８０℃に調整されるのがよい。
【００３８】
従来の有機溶剤ガス処理装置では、溶剤の吸着性を向上させるために、この被処理ガスの温度は低下させる必要があった。温度が高いと蒸発しやすいからである。しかし、本発明では、高温の被処理ガスをそのまま脱離ガス（従来技術では脱着用空気）として利用する。そこで、まず被処理ガス流路１０にて、再生ゾーン６に被処理ガスを導入する。
【００３９】
被処理ガス流路１０は、再生ゾーン６の入口に被処理ガスを放出する放出口があればよい。すなわち、少なくとも高温の被処理ガスを放出する放出口を有する流路は被処理ガス流路１０である。
【００４０】
再生ゾーン６は、吸着ロータ２の回転の上流である吸着ゾーン７で、有機溶剤を吸着させた吸着剤が回ってくるゾーンである。この吸着剤に吸着された有機溶剤を高温の被処理ガスで温めて脱離させ、吸着剤を再生する。したがって、これはフィルタ再生工程である。
【００４１】
再生ゾーン６を出た被処理ガスは、吸着剤が吸着させていた溶剤の部分だけ溶剤の含有量が増加する。そこで、再生ゾーン６を出た被処理ガスを高濃度被処理ガスと呼ぶ。高濃度被処理ガスは液化ガス流路１１を通ってクーラーユニット３に至る。液化ガス流路１１は、再生ゾーン６の出口からクーラーユニット３の入口までの流路である。途中に分岐や、開口部、熱交換器を有していてもよい。
【００４２】
クーラーユニット３は、高濃度被処理ガスを冷却し、その含有する有機溶剤を脱離させる。すなわち、本発明の有機溶剤ガス処理装置１では、高温の被処理ガスで吸着剤に吸着した溶剤を脱離させ、その後に被処理ガスを冷却し溶剤を脱離させる。このようにするので、クーラーユニット３が１つだけでよい。なお、高濃度被処理ガスを冷却し含有する有機溶剤を液化するのは液化工程と呼ぶ。
【００４３】
溶剤を脱離させた被処理ガスは、有機溶剤の含有量が低くなっているので、低濃度被処理ガスと呼ぶ。低濃度被処理ガスは、また低温にもなっている。低濃度被処理ガスは吸着ガス流路１２を通って、吸着ゾーン７に送られる。
【００４４】
吸着ガス流路１２は、クーラーユニット３の出口から吸着ゾーン７の入口までの流路である。途中に分岐、開口、熱交換器等を有していてもよい。
【００４５】
吸着ゾーン７では、吸着剤に低濃度被処理ガス中の有機溶剤が吸着され浄化される。そして吸着ゾーン７を通過した低濃度被処理ガスは、浄化ガスとなる。したがって、この工程は溶剤吸着工程と呼ぶ。浄化ガスは大気放出流路２１を通って、大気中に放出される。大気放出流路２１は、吸着ゾーン７から大気に向かう流路である。途中に分岐、開口部、熱交換器等が配置されていてもよい。
【００４６】
なお、大気放出流路２１は、吸着ゾーン７の出口側に入口を有する流路があればよい。すなわち、全ての浄化ガスを工場内で再利用したとしても、吸着ゾーン７の出口側に入口を有する流路があれば、大気放出流路２１となる。
【００４７】
また、浄化ガスの一部は、大気放出流路２１の途中若しくは、直接に吸着ゾーン７の出口側からパージガス流路１３を通って、パージゾーン５に戻される。パージガス流路１３は、吸着ゾーン７からパージゾーン５までの流路である。その一部は大気放出流路２１と重複した部分があってもよい。また、開口、分岐、熱交換器等が間に配設されていてもよい。
【００４８】
パージゾーン５は、再生ゾーン６の次の領域であり、高温の被処理ガスにより吸着剤に吸着した有機溶剤は脱離されている。しかし、吸着剤自体は高温になっているため、そのまま吸着ゾーン７に送ったのでは溶剤の吸着性が悪い。そこで、浄化ガスの一部を用いて、吸着剤を冷却するための領域である。この工程はフィルタパージ工程と呼ぶ。
【００４９】
パージゾーン５を通過した浄化ガスは再生ゾーン６で奪った熱によって温度が若干高くなっている。工場側では温度の高い乾燥空気を欲しているので、この温度の上がった空気を工場側で再利用すればエネルギーの利用効率を高くすることができる。そこで、パージゾーン５を通過し温度の高くなった浄化ガスを本実施の形態では再利用ガスと呼ぶ。再利用ガスは再利用ガス流路２０を通って、工場等の再利用地点２７に返される。
【００５０】
再利用ガス流路２０は、パージゾーン５の出口から再利用地点２７までの流路である。再利用ガス流路２０は、パージゾーン５の出口側に入口のある流路であればよい。また再利用地点２７までの間に分岐、開口、熱交換器などが配設されていてもよい。なお、再利用地点２７は高温の浄化ガスを必要とされる場所であれば、特に限定されるものではない。例えば、他の工場の塗工機や乾燥処理装置といった高温の空気が必要とされる場所であればよい。
【００５１】
再利用ガスは、そもそも浄化ガスであり、また、パージゾーン５を通過しているため、温度が高くなっている。そこで、再利用地点２７で高温の空気を必要とする際には、加熱装置２５を通すことで、わずかなエネルギーで高温の乾燥空気を得る事ができる。例えば、ここで必要とされる高温の空気は温度が１００℃以上の空気である。
【００５２】
なお、本発明では、高温の被処理ガスに最初に再生ゾーン６を通過させ、高濃度被処理ガスとし、高濃度被処理ガスを冷却して有機溶剤を脱離させた後の低濃度被処理ガスに吸着ゾーン７を通過させる。したがって、再生ゾーン６に流入させる被処理ガス流量と、吸着ゾーン７に流入させる低濃度被処理ガス流量を同じにすることができる。
【００５３】
また、本実施の形態の構成は、吸着ロータ２を繰り返し利用するために、被処理ガスとは別の空気若しくはガスを用いる必要が無いため、吸着ロータ２への風量負荷が過多になりにくい。すなわち、無理な運転をしなくても処理量を上げることができる。
【００５４】
また、被処理ガスと低濃度被処理ガスの流量を同じにできるということは、再生ゾーン６と吸着ゾーン７の面積を同じにすることができる。処理風量を一定に保ち、吸着効率を安定化させることができるという効果を奏する。また、クーラーユニット３が１つであり、上記のように３つのゾーンを全て同じ面積にすることができるので、装置全体の運転制御も簡単に行うことができる。
【００５５】
また、吸着ロータ２の観点からは、溶剤吸着工程で吸着剤に有機溶剤を吸着させ、フィルタ再生工程で有機溶剤を脱離させ、フィルタパージ工程で、再び有機溶剤が吸着可能となるように吸着剤が再生される。脱離された有機溶剤は液化工程で回収される。この工程を循環することで、吸着ロータ２は連続的に有機溶剤を処理することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
図２に本実施の形態に係る有機溶剤ガス処理装置３１の構成を示す。実施の形態１と同じ部分については同じ符号で表す。本実施の形態で説明する有機溶剤ガス処理装置３１も吸着ロータ２の使い方は実施の形態１と同じである。すなわち、高温の被処理ガスに最初に再生ゾーン６を通過させ、高濃度となった被処理ガスから有機溶剤を脱離させ、低濃度となった被処理ガスに吸着ゾーン７を通過させて浄化ガスとする。浄化ガスの一部にパージゾーン５を通過させて、吸着ロータ２をリセットする。
【００５７】
実施の形態１と本実施の形態との差異の部分について説明を行う。本実施の形態では、液化ガス流路１１の途中に熱交換器３５が配置されている点、再利用ガスとして浄化ガスをそのまま分岐させるための再利用ガス流路３３が配設されている点、パージゾーン５を通過したガスを高濃度被処理ガスと混合させるための、還流路３７が配設されている点が実施の形態１との違いである。
【００５８】
有機溶剤を除去した浄化ガスの再利用地点２７では、製造のタイミングによって必要な浄化ガスの量が異なる。実施の形態１ではパージゾーン５を通過した浄化ガスだけを再利用できていた。そこでより多くの浄化ガスを再利用できるようにしたのが、本実施の形態である。
【００５９】
具体的には、再利用ガスの分岐を大気放出流路２１から直接分岐させる。このようにすることで、処理される浄化ガスの流量の範囲内で所望の浄化ガスを得る事ができる。大気放出流路２１からの分岐を本実施の形態では再利用ガス流路３３と呼ぶ。本実施の形態の再利用ガス流路３３は実施の形態１の再利用ガス流路２０とほぼ同じであるが、パージゾーン５を通過しているか、通過していないかの違いがある。
【００６０】
再利用ガス流路３３は、熱交換器３５を通過した後、加熱装置２５で加熱される。熱交換器３５は、高濃度被処理ガスが流れる液化ガス流路１１の途中に配設されている。高濃度被処理ガスは高温であるため、この再利用ガスとの間で熱交換が行われると、高温の浄化ガスを所望する再利用ガスの温度は上がる。一方、冷却して有機溶剤を脱離させたい高濃度被処理ガスの温度は下がる。従って、エネルギーの効率的な利用ができる。
【００６１】
なお、熱交換の結果、液化ガス流路１１内で有機溶剤が結露する場合もあるので、熱交換器３５内若しくは熱交換器３５から出た部分で、液化ガス流路１１には液体排泄用のベントを設けてもよい。
【００６２】
パージゾーン５を通過した浄化ガスは、還流路３７によって液化ガス流路１１に合流される。還流路３７はパージゾーン５の出口から液化ガス流路１１の間の流路であって、分岐、開口、熱交換器などが配設されていてもよい。
【００６３】
液化ガス流路１１を通過する高濃度被処理ガスは温度が高いので、パージゾーン５を通過した浄化ガスの一部を混入させて若干温度を下げる。こうすることで、熱交換器３５での冷却効果も加わって、クーラーユニット３の冷却負荷を軽くすることができる。また、本実施の形態では、高温の高濃度被処理ガスの熱を再利用ガスに振り分けているので、実施の形態１と比較して加熱装置２５の消費エネルギーも小さくできる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、液晶パネル、プラズマパネルといった表示装置や電池の製造工場内で発生する高沸点の溶剤を含む排気ガスからの溶剤回収だけでなく、化学合成を行う工場内で発生する排気から高沸点の溶剤を回収する局面においても利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 有機溶剤ガス処理装置
２ 吸着ロータ
３ クーラーユニット
４ 回転手段
５ パージゾーン
６ 再生ゾーン
７ 吸着ゾーン
８ ゾーンフレーム
９ 保管タンク
１０ 被処理ガス流路
１１ 液化ガス流路
１２ 吸着ガス流路
１３ パージガス流路
２０ 再利用ガス流路
２１ 大気放出流路
２５ 加熱装置
２７ 再利用地点
３１ 有機溶剤ガス処理装置
３３ 再利用ガス流路
３５ 熱交換器
３７ 還流路
１００ 有機溶剤ガス処理装置
１０１ 吸着ロータ
１０２ 吸着ゾーン
１０３ パージゾーン
１０４ 脱着ゾーン
１０５ 冷却除湿手段
１０６ ヒータ
１０７ 凝縮器
１０８ 保管タンク
１２０ 有機溶剤ガス
１２１ 浄化空気
１２２ 脱着用空気
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場などから排出された、有機溶剤を含む排気ガスから溶剤を回収する有機溶剤ガス処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、電池といった電子部品では、一括大量に生産するために、インクジェット法、グラビア法、ダイコーティング法といった印刷工程や塗布工程を利用した製造方法が行われている。これらの工程では、大気圧環境で作業ができるという利点がある一方、使用する材料を液状化しなければならないという制約がある。
【０００３】
材料を液状化するために、さまざまな溶剤が利用される。しかし、これらの溶剤は材料を所定の層として形成した後は不要となるため、気化蒸発させる。すなわち、塗布工程を有する工場からは、溶剤を含んだ大量の排気ガスが排出される。使用される溶剤の中には、１５０℃以上の高沸点の有機溶剤が含まれる場合があり、これらの有機溶剤を含んだ排気ガスをそのまま排出するのは、環境衛生上好ましくない。そこで、排ガス中の高沸点の有機溶剤を回収する有機溶剤ガス処理装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、溶剤を含む被処理ガスを、ゼオライトや活性炭などの吸着剤を有する吸着ロータを用いて、溶剤を含む被処理ガスから溶剤を除去する装置の基本構成が開示されている。この装置は、被処理ガスからの溶剤の除去を連続的に行うための装置である。
【０００５】
図３に、特許文献１に開示された発明の概略を示す。有機溶剤ガス処理装置１００は、吸着ロータ１０１と、冷却除湿手段１０５と、ヒータ１０６と、凝縮器１０７を含む。吸着ロータ１０１は、疎水性ゼオライト等の有機溶剤吸着剤を有しており、吸着ゾーン１０２、パージゾーン１０３および脱着ゾーン１０４に分割されている。
【０００６】
有機溶剤蒸気と空気の混合物である有機溶剤ガス１２０は、まず、吸着ゾーン１０２に送られる。有機溶剤ガス１２０は、吸着ゾーン１０２を通過する際に、有機溶剤成分が吸着剤に吸着され、有機溶剤成分と空気に分離され浄化される。そして吸着ゾーン１０２を出た浄化空気１２１は大気に放出される。
【０００７】
一方、大気中から導入された脱着用空気１２２は、冷却除湿手段１０５を通過され、水分を分離され、低温の乾燥した空気となる。この脱着用空気１２２は、パージゾーン１０３を通過することで、パージゾーン１０３を冷却する。冷却されたパージゾーン１０３の吸着剤は、吸着ゾーン１０２に向かい、有機溶剤ガス１２０から溶剤を除去する。
【０００８】
パージゾーン１０３を通過して、温度が上昇した脱着用空気１２２は、ヒータ１０６でさらに温度を上げて、脱着ゾーン１０４に送られる。脱着ゾーン１０４では、吸着剤の温度が上げられることで、吸着剤が有機溶剤を脱着する。これで、吸着ゾーン１０２で吸着剤に吸着した有機溶剤を吸着剤から脱着させることができる。そして、上記のように、吸着剤はパージゾーン１０３で温度を下げられ、再び有機溶剤を吸着できる状態となり、吸着ゾーン１０２に向かう。
【０００９】
脱着ゾーン１０４を通過した有機溶剤を含む脱着用空気１２２は、凝縮器１０７によって冷却され有機溶剤が凝縮分離される。凝縮された有機溶剤は保管タンク１０８に貯留される。凝縮器１０７を通過して有機溶剤が凝縮分離された脱着用空気１２２は、再び有機溶剤ガス１２０に合流され、吸着ゾーン１０２を通過させる。脱着用空気１２２中に残留している有機溶剤を再度除去するためである。
【００１０】
このように、円筒形状の吸着ロータ１０１を回転させながら、溶剤の吸着・脱着を繰り返すことで、連続的に溶剤の回収を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−０６６５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の溶剤除去のための装置は、連続的に有機溶剤ガスから溶剤を回収できる点で有用な構成を有している。しかし、以下のような課題を有していた。
【００１３】
まず、脱着用空気１２２を冷却してパージゾーン１０３に通し、パージゾーン１０３を通過した脱着用空気１２２をヒータ１０６で加熱して脱着ゾーン１０４へ通し、さらに凝縮器１０７で冷却して有機成分を液化するようにしているため、吸着ロータ１０１の前後に冷却除湿手段１０５、ヒータ１０６をエアリークなく配置する必要があり、その制御も複雑となる。
【００１４】
また、有機溶剤ガス１２０を回収するためには、空気を冷却、加熱、冷却する冷熱工程を通すことになり、エネルギー消費量も大きくなる。
【００１５】
また、凝縮器１０７を通過した冷却された脱着用空気１２２を有機溶剤ガス１２０に混合して処理しているので、吸着ロータ１０１への風量負荷が多くなり、空気温度や処理風量も変動しやすくなり、吸着効率に影響する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記のような課題に鑑みて想到されたものである。すなわち、吸着ロータを用いて行う有機溶剤ガス処理の連続運転において、より簡便な構成で、またエネルギー使用効率の高い有機溶剤ガス処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
【００１７】
具体的には、本発明の有機溶剤ガス処理装置は、
円筒形の両底面をフィルタ面として、前記円筒形の長手方向の回転軸を枢軸とする吸着ロータと、
前記フィルタ面を、吸着ゾーン、再生ゾーンおよびパージゾーンの３つの領域に分割する回転しないゾーンフレームと、
前記吸着ロータを前記吸着ゾーンから前記再生ゾーンの方向に回転させる回転手段と、
前記吸着ゾーンの上流側に配設されたクーラーユニットと、
高温で有機溶剤を含有した被処理ガスを前記再生ゾーンの入口に導く被処理ガス流路と、
前記再生ゾーンの出口から排出された高濃度被処理ガスを前記クーラーユニットまで導く液化ガス流路と、
前記クーラーユニットの出口から排出された低濃度被処理ガスを前記吸着ゾーンの入口まで導く吸着ガス流路と、
前記吸着ゾーンの出口から排出された浄化ガスを前記パージゾーンの入口までガスを導くパージガス流路と、
を有することを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の有機溶剤ガスの処理方法は、
回転する吸着ロータを、吸着ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンに分割し、有機溶剤を含む被処理ガスに前記各ゾーンを順次通過させて前記被処理ガスから有機溶剤を分離する有機溶剤ガスの処理方法において、
高温の前記被処理ガスに前記再生ゾーンを通過させ高濃度の被処理ガスを得るフィルタ再生工程と、
前記高濃度の被処理ガスを冷却し前記有機溶剤を液化して脱離させ低濃度被処理ガスを得る液化工程と、
前記低濃度被処理ガスに前記吸着ゾーンを通過させ浄化空気を得る溶剤吸着工程と、
前記浄化空気の一部に前記パージゾーンを通過させるフィルタパージ工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、従来の構成と比較して、再生ゾーン（従来でいう脱着ゾーン）の上流側の加熱ヒータが不要となり、部品構成や制御装置を簡略化できる。
【００２０】
また、再生ゾーン（従来の脱着ゾーン）を通過したあとのリターン空気と有機溶剤ガスを混合させて吸着ゾーンを通過させることがないので、処理風量を一定に保ち、吸着効率の向上、安定化を図ることができる。
【００２１】
また、塗工機等から排出される高温の有機溶剤ガスを予備冷却するための熱交換器や冷却装置が不要となるので、部品構成や制御装置を簡略化できる。
【００２２】
また、パージゾーンを通過した空気は基本的に浄化された空気であるので、塗工機等へ戻し、再利用することができる。その際、パージゾーンを通過したことで温度が上昇しているので、少し加熱するだけで、塗工機等へ供給する高温空気にすることができる。すなわち、塗工機等と有機溶剤ガス処理装置において、高温気流を循環使用することができ、エネルギーの効率利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１の有機溶剤ガス処理装置を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態２の有機溶剤ガス処理装置を示す概略構成図
【図３】従来の有機溶剤ガス処理装置を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（実施の形態１）
図１に本実施の形態の有機溶剤ガス処理装置１の構成を示す。本発明の有機溶剤ガス処理装置１は、吸着ロータ２と、クーラーユニット３と、吸着ロータ２を回転させる回転手段４と、工場の塗工機等の再利用地点２７から送られてくる被処理ガスを再生ゾーンに導く被処理ガス流路１０と、再生ゾーンからクーラーユニット３までをつなぐ液化ガス流路１１と、クーラーユニット３から吸着ゾーンまでをつなぐ吸着ガス流路１２と、吸着ゾーンからパージゾーンまでをつなぐパージガス流路１３を含む。
【００２５】
吸着ロータ２は、上面および下面に蓋のない、円筒形のロータ中に疎水性ゼオライトや活性炭等の有機溶剤吸着剤を担持させたフィルタが充填された構造をしている。従って、上面（若しくは下面）方向から気体を流入させると吸着剤を通過し、下面（若しくは上面）方向に気体が抜ける。吸着ロータ２の上面および下面をフィルタ面と呼ぶ。吸着ロータ２は、円筒形の長手方向の対称軸（すなわち、上面および下面の中心を結ぶ軸）を枢軸として回転される。溶剤の吸着および脱着を循環的に行うためである。
【００２６】
吸着ロータ２の上面および下面（フィルタ面）は、パージゾーン５、再生ゾーン６、吸着ゾーン７の３つのゾーンに分割される。ここで分割されるとは、吸着ロータ２上に固定的に３つのゾーンを形成するのではなく、回転する吸着ロータ２の上面および下面に対して固定された３つのゾーンを決めることを意味する。したがって、吸着ロータ２の上面および下面の特定の点を見れば、吸着ロータ２の回転に従って、３つのゾーンを順に通過することになる。
【００２７】
より具体的には、これらの３つのゾーンを形成するのは、回転する吸着ロータ２の上面および下面に対して固定的に設けられたゾーンフレーム８である。ゾーンフレーム８は、回転する吸着ロータ２の上面および下面に平行に設けられた枠である。ゾーンフレーム８は、被処理ガスを吸着ロータ２の上面若しくは下面のどの領域に吹き込むかを決めるものである。
【００２８】
従って、上面若しくは下面の前にその領域の境界を仕切る壁を設けるだけでなく、吸着ロータ２の被処理ガスの入口若しくは出口が吸着ロータ２の上面若しくは下面に形成されていればよい。すなわち、吸着ロータ２のそれぞれのゾーンの上面および下面（フィルタ面）に対して、被処理ガスを送風する送出口があればよい。また、ゾーンフレーム８はそれぞれのゾーンを所定の気密度で仕切るようにしてもよい。
【００２９】
また、吸着ロータ２の上面および下面でゾーンフレーム８は対向して形成される。すなわち、一方の面で被処理ガスの入口とされた領域は、他方の面では、同じ領域の出口とされる。吸着ロータ２内では、被処理ガスはほぼ直進するからである。より具体的な例を示すと、例えば吸着ロータ２の上面側（一方のフィルタ面）で吸着ゾーン７とされた領域は下面側（他方のフィルタ面）でも吸着ゾーン７とされる。
【００３０】
３つのゾーンの並べ方は特に制限されない。しかし、吸着ロータ２は、吸着ゾーン７の次に再生ゾーン６になるように回転させる。吸着ゾーン７で吸着剤に吸着させた有機溶剤を再生ゾーン６で脱離させるからである。
【００３１】
吸着ロータ２を回転させるために、回転手段４（矢印だけで示す）が用意される。回転手段４は、吸着ロータ２の対称軸を枢軸として回転させる。回転させる方法は、ベルト駆動、ギア駆動など特に限定されないが、回転速度は一定の速度であることが必要である。この回転の周期が吸着剤の溶剤の吸着、再生（脱着）、リセット（パージ）の周期を決めるからである。したがって、吸着ロータ２の回転にムラがあると、溶剤の脱着が不十分な状態で吸着剤がパージゾーン５に送られ、浄化ガスとして再利用される空気に有機溶剤成分が混入するおそれもある。
【００３２】
クーラーユニット３は、エバポレータや冷水コイルといった、冷却機能を有する装置であり、空気中の液体を冷却することで凝縮させ除湿する。クーラーユニット３で除去した液体（有機溶剤）は保管タンク９に保管される。
【００３３】
本発明の有機溶剤ガス処理装置１は、従来の装置と比較して、被処理ガスの取り回しが異なる。従って、ガスの通過する流路に特徴がある。流路は具体的にはダクトで形成されるが、建築物の一部を流路として用いてもよい。また、流路は全て密閉されている必要はなく、分岐があってもよい。また必要に応じて開口部分や、熱交換器などが配設されていてもよい。また、流路の周囲には適宜断熱材などを配設してもよい。
【００３４】
流路には、少なくとも、工場等から送られてくる被処理ガスを再生ゾーン６に導く被処理ガス流路１０と、再生ゾーン６からクーラーユニット３までをつなぐ液化ガス流路１１と、クーラーユニット３から吸着ゾーン７までをつなぐ吸着ガス流路１２と、吸着ゾーン７からパージゾーン５までをつなぐパージガス流路１３が形成されている。
【００３５】
なお、本発明の有機溶剤ガス処理装置１においては、大気に放出してよい浄化された被処理ガス（以後「浄化ガス」と呼ぶ。）の一部を、工場の塗工機等の再利用地点２７に戻してエネルギーの再利用を行い、エネルギー効率を向上させることができる。この際に戻す流路を再利用ガス流路２０とする。また、浄化ガスを大気に放出する流路を大気放出流路２１とする。また、図１、２では、記載を省略したが、各流路には、送風圧を得るために送風ファンが適宜配置されてよい。
【００３６】
次に本発明の有機溶剤ガス処理装置１の動作について説明する。被処理ガスは、工場等の再利用地点２７から排出される。特に近年の大量生産では、基材上に機能材料を塗布する工程が、よく行われる。従って、工場の中でも、塗工機（塗布装置）に供給された乾燥のための空気に有機溶剤が混入する場合が多い。また、これらは乾燥のための空気なので、比較的高温である場合が多い。
【００３７】
また、本発明の有機溶剤ガス処理装置１では、被処理ガスの温度は高くてよい。後述するように、最初に吸着ゾーン７を通過させないからである。ただし、吸着ロータ２の耐熱温度以下でなければならない。吸着ロータ２がダメージを負ってしまうからである。より具体的には被処理ガスの温度は、１１０℃から１８０℃に調整されるのがよい。
【００３８】
従来の有機溶剤ガス処理装置では、溶剤の吸着性を向上させるために、この被処理ガスの温度は低下させる必要があった。温度が高いと蒸発しやすいからである。しかし、本発明では、高温の被処理ガスをそのまま脱離ガス（従来技術では脱着用空気）として利用する。そこで、まず被処理ガス流路１０にて、再生ゾーン６に被処理ガスを導入する。
【００３９】
被処理ガス流路１０は、再生ゾーン６の入口に被処理ガスを放出する放出口があればよい。すなわち、少なくとも高温の被処理ガスを放出する放出口を有する流路は被処理ガス流路１０である。
【００４０】
再生ゾーン６は、吸着ロータ２の回転の上流である吸着ゾーン７で、有機溶剤を吸着させた吸着剤が回ってくるゾーンである。この吸着剤に吸着された有機溶剤を高温の被処理ガスで温めて脱離させ、吸着剤を再生する。したがって、これはフィルタ再生工程である。
【００４１】
再生ゾーン６を出た被処理ガスは、吸着剤が吸着させていた溶剤の部分だけ溶剤の含有量が増加する。そこで、再生ゾーン６を出た被処理ガスを高濃度被処理ガスと呼ぶ。高濃度被処理ガスは液化ガス流路１１を通ってクーラーユニット３に至る。液化ガス流路１１は、再生ゾーン６の出口からクーラーユニット３の入口までの流路である。途中に分岐や、開口部、熱交換器を有していてもよい。
【００４２】
クーラーユニット３は、高濃度被処理ガスを冷却し、その含有する有機溶剤を脱離させる。すなわち、本発明の有機溶剤ガス処理装置１では、高温の被処理ガスで吸着剤に吸着した溶剤を脱離させ、その後に被処理ガスを冷却し溶剤を脱離させる。このようにするので、クーラーユニット３が１つだけでよい。なお、高濃度被処理ガスを冷却し含有する有機溶剤を液化するのは液化工程と呼ぶ。
【００４３】
溶剤を脱離させた被処理ガスは、有機溶剤の含有量が低くなっているので、低濃度被処理ガスと呼ぶ。低濃度被処理ガスは、また低温にもなっている。低濃度被処理ガスは吸着ガス流路１２を通って、吸着ゾーン７に送られる。
【００４４】
吸着ガス流路１２は、クーラーユニット３の出口から吸着ゾーン７の入口までの流路である。途中に分岐、開口、熱交換器等を有していてもよい。
【００４５】
吸着ゾーン７では、吸着剤に低濃度被処理ガス中の有機溶剤が吸着され浄化される。そして吸着ゾーン７を通過した低濃度被処理ガスは、浄化ガスとなる。したがって、この工程は溶剤吸着工程と呼ぶ。浄化ガスは大気放出流路２１を通って、大気中に放出される。大気放出流路２１は、吸着ゾーン７から大気に向かう流路である。途中に分岐、開口部、熱交換器等が配置されていてもよい。
【００４６】
なお、大気放出流路２１は、吸着ゾーン７の出口側に入口を有する流路があればよい。すなわち、全ての浄化ガスを工場内で再利用したとしても、吸着ゾーン７の出口側に入口を有する流路があれば、大気放出流路２１となる。
【００４７】
また、浄化ガスの一部は、大気放出流路２１の途中若しくは、直接に吸着ゾーン７の出口側からパージガス流路１３を通って、パージゾーン５に戻される。パージガス流路１３は、吸着ゾーン７からパージゾーン５までの流路である。その一部は大気放出流路２１と重複した部分があってもよい。また、開口、分岐、熱交換器等が間に配設されていてもよい。
【００４８】
パージゾーン５は、再生ゾーン６の次の領域であり、高温の被処理ガスにより吸着剤に吸着した有機溶剤は脱離されている。しかし、吸着剤自体は高温になっているため、そのまま吸着ゾーン７に送ったのでは溶剤の吸着性が悪い。そこで、浄化ガスの一部を用いて、吸着剤を冷却するための領域である。この工程はフィルタパージ工程と呼ぶ。
【００４９】
パージゾーン５を通過した浄化ガスは再生ゾーン６で奪った熱によって温度が若干高くなっている。工場側では温度の高い乾燥空気を欲しているので、この温度の上がった空気を工場側で再利用すればエネルギーの利用効率を高くすることができる。そこで、パージゾーン５を通過し温度の高くなった浄化ガスを本実施の形態では再利用ガスと呼ぶ。再利用ガスは再利用ガス流路２０を通って、工場等の再利用地点２７に返される。
【００５０】
再利用ガス流路２０は、パージゾーン５の出口から再利用地点２７までの流路である。再利用ガス流路２０は、パージゾーン５の出口側に入口のある流路であればよい。また再利用地点２７までの間に分岐、開口、熱交換器などが配設されていてもよい。なお、再利用地点２７は高温の浄化ガスを必要とされる場所であれば、特に限定されるものではない。例えば、他の工場の塗工機や乾燥処理装置といった高温の空気が必要とされる場所であればよい。
【００５１】
再利用ガスは、そもそも浄化ガスであり、また、パージゾーン５を通過しているため、温度が高くなっている。そこで、再利用地点２７で高温の空気を必要とする際には、加熱装置２５を通すことで、わずかなエネルギーで高温の乾燥空気を得る事ができる。例えば、ここで必要とされる高温の空気は温度が１００℃以上の空気である。
【００５２】
なお、本発明では、高温の被処理ガスに最初に再生ゾーン６を通過させ、高濃度被処理ガスとし、高濃度被処理ガスを冷却して有機溶剤を脱離させた後の低濃度被処理ガスに吸着ゾーン７を通過させる。したがって、再生ゾーン６に流入させる被処理ガス流量と、吸着ゾーン７に流入させる低濃度被処理ガス流量を同じにすることができる。
【００５３】
また、本実施の形態の構成は、吸着ロータ２を繰り返し利用するために、被処理ガスとは別の空気若しくはガスを用いる必要が無いため、吸着ロータ２への風量負荷が過多になりにくい。すなわち、無理な運転をしなくても処理量を上げることができる。
【００５４】
また、被処理ガスと低濃度被処理ガスの流量を同じにできるということは、再生ゾーン６と吸着ゾーン７の面積を同じにすることができる。処理風量を一定に保ち、吸着効率を安定化させることができるという効果を奏する。また、クーラーユニット３が１つであり、上記のように３つのゾーンを全て同じ面積にすることができるので、装置全体の運転制御も簡単に行うことができる。
【００５５】
また、吸着ロータ２の観点からは、溶剤吸着工程で吸着剤に有機溶剤を吸着させ、フィルタ再生工程で有機溶剤を脱離させ、フィルタパージ工程で、再び有機溶剤が吸着可能となるように吸着剤が再生される。脱離された有機溶剤は液化工程で回収される。この工程を循環することで、吸着ロータ２は連続的に有機溶剤を処理することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
図２に本実施の形態に係る有機溶剤ガス処理装置３１の構成を示す。実施の形態１と同じ部分については同じ符号で表す。本実施の形態で説明する有機溶剤ガス処理装置３１も吸着ロータ２の使い方は実施の形態１と同じである。すなわち、高温の被処理ガスに最初に再生ゾーン６を通過させ、高濃度となった被処理ガスから有機溶剤を脱離させ、低濃度となった被処理ガスに吸着ゾーン７を通過させて浄化ガスとする。浄化ガスの一部にパージゾーン５を通過させて、吸着ロータ２をリセットする。
【００５７】
実施の形態１と本実施の形態との差異の部分について説明を行う。本実施の形態では、液化ガス流路１１の途中に熱交換器３５が配置されている点、再利用ガスとして浄化ガスをそのまま分岐させるための再利用ガス流路３３が配設されている点、パージゾーン５を通過したガスを高濃度被処理ガスと混合させるための、還流路３７が配設されている点が実施の形態１との違いである。
【００５８】
有機溶剤を除去した浄化ガスの再利用地点２７では、製造のタイミングによって必要な浄化ガスの量が異なる。実施の形態１ではパージゾーン５を通過した浄化ガスだけを再利用できていた。そこでより多くの浄化ガスを再利用できるようにしたのが、本実施の形態である。
【００５９】
具体的には、再利用ガスの分岐を大気放出流路２１から直接分岐させる。このようにすることで、処理される浄化ガスの流量の範囲内で所望の浄化ガスを得る事ができる。大気放出流路２１からの分岐を本実施の形態では再利用ガス流路３３と呼ぶ。本実施の形態の再利用ガス流路３３は実施の形態１の再利用ガス流路２０とほぼ同じであるが、パージゾーン５を通過しているか、通過していないかの違いがある。
【００６０】
再利用ガス流路３３は、熱交換器３５を通過した後、加熱装置２５で加熱される。熱交換器３５は、高濃度被処理ガスが流れる液化ガス流路１１の途中に配設されている。高濃度被処理ガスは高温であるため、この再利用ガスとの間で熱交換が行われると、高温の浄化ガスを所望する再利用ガスの温度は上がる。一方、冷却して有機溶剤を脱離させたい高濃度被処理ガスの温度は下がる。従って、エネルギーの効率的な利用ができる。
【００６１】
なお、熱交換の結果、液化ガス流路１１内で有機溶剤が結露する場合もあるので、熱交換器３５内若しくは熱交換器３５から出た部分で、液化ガス流路１１には液体排泄用のベントを設けてもよい。
【００６２】
パージゾーン５を通過した浄化ガスは、還流路３７によって液化ガス流路１１に合流される。還流路３７はパージゾーン５の出口から液化ガス流路１１の間の流路であって、分岐、開口、熱交換器などが配設されていてもよい。
【００６３】
液化ガス流路１１を通過する高濃度被処理ガスは温度が高いので、パージゾーン５を通過した浄化ガスの一部を混入させて若干温度を下げる。こうすることで、熱交換器３５での冷却効果も加わって、クーラーユニット３の冷却負荷を軽くすることができる。また、本実施の形態では、高温の高濃度被処理ガスの熱を再利用ガスに振り分けているので、実施の形態１と比較して加熱装置２５の消費エネルギーも小さくできる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、液晶パネル、プラズマパネルといった表示装置や電池の製造工場内で発生する高沸点の溶剤を含む排気ガスからの溶剤回収だけでなく、化学合成を行う工場内で発生する排気から高沸点の溶剤を回収する局面においても利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 有機溶剤ガス処理装置
２ 吸着ロータ
３ クーラーユニット
４ 回転手段
５ パージゾーン
６ 再生ゾーン
７ 吸着ゾーン
８ ゾーンフレーム
９ 保管タンク
１０ 被処理ガス流路
１１ 液化ガス流路
１２ 吸着ガス流路
１３ パージガス流路
２０ 再利用ガス流路
２１ 大気放出流路
２５ 加熱装置
２７ 再利用地点
３１ 有機溶剤ガス処理装置
３３ 再利用ガス流路
３５ 熱交換器
３７ 還流路
１００ 有機溶剤ガス処理装置
１０１ 吸着ロータ
１０２ 吸着ゾーン
１０３ パージゾーン
１０４ 脱着ゾーン
１０５ 冷却除湿手段
１０６ ヒータ
１０７ 凝縮器
１０８ 保管タンク
１２０ 有機溶剤ガス
１２１ 浄化空気
１２２ 脱着用空気
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の両底面をフィルタ面として、前記円筒形の長手方向の回転軸を枢軸とする吸着ロータと、
前記フィルタ面を、吸着ゾーン、再生ゾーンおよびパージゾーンの３つの領域に分割する回転しないゾーンフレームと、
前記吸着ロータを前記吸着ゾーンから前記再生ゾーンの方向に回転させる回転手段と、
前記吸着ゾーンの上流側に配設されたクーラーユニットと、
高温で有機溶剤を含有した被処理ガスを前記再生ゾーンの入り口に導く被処理ガス流路と、
前記再生ゾーンの出口から排出された高濃度被処理ガスを前記クーラーユニットまで導く液化ガス流路と、
前記クーラーユニットの出口から排出された低濃度被処理ガスを前記吸着ゾーンの入り口まで導く吸着ガス流路と、
前記吸着ゾーンの出口から排出された浄化ガスを前記パージゾーンの入り口までガスを導くパージガス流路と、
を有する有機溶剤ガス処理装置。
【請求項２】
前記再生ゾーンと前記吸着ゾーンの面積が同一であることを特徴とする請求項１記載の有機溶剤ガス処理装置。
【請求項３】
前記被処理ガスは、塗工機から排出されたことを特徴とする請求項１または２のいずれかの請求項に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項４】
前記被処理ガスは１１０℃以上１８０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項５】
前記パージゾーンの出口から排出されたパージガスを工場に返す再利用ガス流路を有する請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項６】
前記再生ゾーンと前記吸着ゾーンの通過風量が同一であることを特徴とする請求項５に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項７】
前記パージゾーンの出口から排気された浄化ガスを再び前記液化ガス流路に戻す還流路と、
前記浄化ガスの一部を工場に返す再利用ガス流路と、
前記液化ガス流路の前記還流路の合流点より下流側に、前記高濃度被処理ガスと、前記再利用ガス流路中の浄化ガスとの間で熱交換を行う熱交換器を有する請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項８】
前記再利用ガス流路中にガスを加熱する加熱装置をさらに有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかの請求項に記載の有機溶剤ガス処理装置。
【請求項９】
前記加熱装置は前記ガスを１００℃以上に加熱することを特徴とする請求項８に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項１０】
回転する吸着ロータを、吸着ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンに分割し、有機溶剤を含む被処理ガスを前記各ゾーンに順次通過させて前記被処理ガスから有機溶剤を分離する有機溶剤含有ガスの処理方法において、
高温の前記被処理ガスに前記再生ゾーンを通過させ高濃度被処理ガスを得るフィルタ再生工程と、
前記高濃度被処理ガスを冷却し前記有機溶剤を液化して脱離させ低濃度被処理ガスを得る液化工程と、
前記低濃度被処理ガスに前記吸着ゾーンを通過させ浄化ガスを得る溶剤吸着工程と、
前記浄化ガスの一部に前記パージゾーンを通過させるフィルタパージ工程を含む有機溶剤ガスの処理方法。
【請求項１】
円筒形の両底面をフィルタ面として、前記円筒形の長手方向の回転軸を枢軸とする吸着ロータと、
前記フィルタ面を、吸着ゾーン、再生ゾーンおよびパージゾーンの３つの領域に分割する回転しないゾーンフレームと、
前記吸着ロータを前記吸着ゾーンから前記再生ゾーンの方向に回転させる回転手段と、
前記吸着ゾーンの上流側に配設されたクーラーユニットと、
高温で有機溶剤を含有した被処理ガスを前記再生ゾーンの入り口に導く被処理ガス流路と、
前記再生ゾーンの出口から排出された高濃度被処理ガスを前記クーラーユニットまで導く液化ガス流路と、
前記クーラーユニットの出口から排出された低濃度被処理ガスを前記吸着ゾーンの入り口まで導く吸着ガス流路と、
前記吸着ゾーンの出口から排出された浄化ガスを前記パージゾーンの入り口までガスを導くパージガス流路と、
を有する有機溶剤ガス処理装置。
【請求項２】
前記再生ゾーンと前記吸着ゾーンの面積が同一であることを特徴とする請求項１記載の有機溶剤ガス処理装置。
【請求項３】
前記被処理ガスは、塗工機から排出されたことを特徴とする請求項１または２のいずれかの請求項に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項４】
前記被処理ガスは１１０℃以上１８０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項５】
前記パージゾーンの出口から排出されたパージガスを工場に返す再利用ガス流路を有する請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項６】
前記再生ゾーンと前記吸着ゾーンの通過風量が同一であることを特徴とする請求項５に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項７】
前記パージゾーンの出口から排気された浄化ガスを再び前記液化ガス流路に戻す還流路と、
前記浄化ガスの一部を工場に返す再利用ガス流路と、
前記液化ガス流路の前記還流路の合流点より下流側に、前記高濃度被処理ガスと、前記再利用ガス流路中の浄化ガスとの間で熱交換を行う熱交換器を有する請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項８】
前記再利用ガス流路中にガスを加熱する加熱装置をさらに有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかの請求項に記載の有機溶剤ガス処理装置。
【請求項９】
前記加熱装置は前記ガスを１００℃以上に加熱することを特徴とする請求項８に記載された有機溶剤ガス処理装置。
【請求項１０】
回転する吸着ロータを、吸着ゾーンと、再生ゾーンと、パージゾーンに分割し、有機溶剤を含む被処理ガスを前記各ゾーンに順次通過させて前記被処理ガスから有機溶剤を分離する有機溶剤含有ガスの処理方法において、
高温の前記被処理ガスに前記再生ゾーンを通過させ高濃度被処理ガスを得るフィルタ再生工程と、
前記高濃度被処理ガスを冷却し前記有機溶剤を液化して脱離させ低濃度被処理ガスを得る液化工程と、
前記低濃度被処理ガスに前記吸着ゾーンを通過させ浄化ガスを得る溶剤吸着工程と、
前記浄化ガスの一部に前記パージゾーンを通過させるフィルタパージ工程を含む有機溶剤ガスの処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１７０８５７（Ｐ２０１２−１７０８５７Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３７８６（Ｐ２０１１−３３７８６）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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