有機溶剤含有ガス処理システム
【課題】より少ないエネルギー使用量で、有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を回収し、清浄化された処理液を排出する。
【解決手段】有機溶剤含有ガス処理システム１は、有機溶剤回収部１０および排水処理部２０を備える。有機溶剤回収部１０は、被処理ガス（Ｇ１）が導入されることにより処理ガス（Ｇ２）を排出し加熱ガス（Ｇ３）が導入されることにより脱着ガス（Ｇ４）を排出する濃縮装置１１と、脱着ガス（Ｇ４）の一部を凝縮させて凝縮液（Ｅ１）として排出する凝縮器３４と、凝縮液（Ｅ１）を分液して１次処理液（Ｅ２）および分離排水（Ｅ３）を排出する分液装置３６とから構成される。排水処理部２０は、分離排水（Ｅ３）が導入されることにより清浄化された２次処理液（Ｅ４）を排出し加熱ガス（Ｇ６）が導入されることにより脱着ガス（Ｇ７）を排出する。加熱ガス（Ｇ６）は脱着ガス（Ｇ４）の残部を含む。
【解決手段】有機溶剤含有ガス処理システム１は、有機溶剤回収部１０および排水処理部２０を備える。有機溶剤回収部１０は、被処理ガス（Ｇ１）が導入されることにより処理ガス（Ｇ２）を排出し加熱ガス（Ｇ３）が導入されることにより脱着ガス（Ｇ４）を排出する濃縮装置１１と、脱着ガス（Ｇ４）の一部を凝縮させて凝縮液（Ｅ１）として排出する凝縮器３４と、凝縮液（Ｅ１）を分液して１次処理液（Ｅ２）および分離排水（Ｅ３）を排出する分液装置３６とから構成される。排水処理部２０は、分離排水（Ｅ３）が導入されることにより清浄化された２次処理液（Ｅ４）を排出し加熱ガス（Ｇ６）が導入されることにより脱着ガス（Ｇ７）を排出する。加熱ガス（Ｇ６）は脱着ガス（Ｇ４）の残部を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶剤含有ガス処理システムに関し、特に、有機溶剤を含有するガスから有機溶剤を除去し、清浄化された処理液を排出する有機溶剤含有ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種工場や研究施設等から排出されるガス（以下、被処理ガスという）は有機溶剤を含有している。有機溶剤には塩素系の有機化合物などが含まれている。被処理ガスを大気中にそのまま排出することはできない。有機溶剤含有ガス処理システムは、被処理ガス中に含まれる有機溶剤を除去し、清浄化された処理液を排出する（たとえば下記の特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４９０４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２９７３９号公報
【特許文献３】特開２００９−２７３９７５号公報
【特許文献４】特開２００９−２６２１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、より少ないエネルギー使用量で、有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を除去し、清浄化された処理液を排出することが可能な有機溶剤含有ガス処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムは、有機溶剤を回収する有機溶剤回収部と、上記有機溶剤回収部から排出された分離排水を清浄化する排水処理部とを備えた有機溶剤含有ガス処理システムである。
【０００６】
上記有機溶剤回収部は、第１吸着素子を含み、上記第１吸着素子に上記有機溶剤を含有する被処理ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記第１吸着素子に吸着させるとともに清浄化された処理ガスを排出する第１吸着部と、上記第１吸着素子に第１加熱ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記第１吸着素子から脱着させるとともに上記有機溶剤を含有する第１脱着ガスを排出する第１脱着部と、を有する濃縮装置と、上記第１脱着部から排出された上記第１脱着ガスの一部が導入され、上記第１脱着ガスの上記一部を凝縮させて凝縮液として排出する凝縮器と、上記凝縮液が導入され、比重差に基づいて上記凝縮液を分液し、分液された上記凝縮液の一方を上記有機溶剤を含有する１次処理液として回収するとともに、分液された上記凝縮液の他方を上記１次処理液に比べて低濃度の上記有機溶剤を含有する上記分離排水として排出する分液装置と、から構成される。
【０００７】
上記排水処理部は、第２吸着素子を含み、上記第２吸着素子に上記分離排水が導入されることによって上記有機溶剤を上記第２吸着素子に吸着させるとともに清浄化された２次処理液を排出する第２吸着部と、上記第２吸着素子に第２加熱ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記第２吸着素子から脱着させるとともに上記有機溶剤を含有する第２脱着ガスとして排出する第２脱着部と、から構成され、上記第２加熱ガスは、上記濃縮装置における上記第１脱着部から排出された上記第１脱着ガスの残部を含む。
【０００８】
好ましくは、上記第２脱着ガスは、上記濃縮装置における上記第１脱着部から排出された上記第１脱着ガスの上記一部とともに上記凝縮器に導入される。
【０００９】
好ましくは、上記排水処理部は、上記第２吸着素子にガスを吹き付けることによって上記第２吸着素子に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する。
【００１０】
好ましくは、上記第１吸着素子は、筒状に形成されるとともに筒軸周りに回転可能に構成され、上記第１吸着素子が上記筒軸周りに回転することによって、上記第１吸着部において上記被処理ガス中の上記有機溶剤を吸着した上記第１吸着素子は連続的に上記第１脱着部に移行する。
【００１１】
好ましくは、上記第１吸着素子は、ハニカム構造を有している、好ましくは、上記第２吸着素子は、活性炭、活性炭素繊維、およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、より少ないエネルギー使用量で、有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を除去し、清浄化された処理液を排出することが可能な有機溶剤含有ガス処理システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システムを示すシステム構成図である。
【図２】実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システムに用いられる濃縮装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１５】
図１は、実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１を示すシステム構成図である。図２は、有機溶剤含有ガス処理システム１に用いられる濃縮装置１１を示す斜視図である。図１を参照して、有機溶剤含有ガス処理システム１は、有機溶剤回収部１０と排水処理部２０とを備えている。
【００１６】
［有機溶剤回収部１０］
有機溶剤回収部１０は、濃縮装置１１、送風機３０、加熱装置３２、凝縮器３４、および分液装置３６から構成される。
【００１７】
（濃縮装置１１）
図２を参照して、濃縮装置１１は、第１吸着素子としての吸着素子１３を含んでいる。吸着素子１３は、筒状に形成されるとともに、筒軸１５周りに矢印Ａ方向に回転可能に構成される。吸着素子１３は、活性炭、活性炭素繊維またはゼオライト等のうちいずれかまたは複数を含んでいるとよい。吸着素子１３は、ハニカム構造を有しているとよい。
【００１８】
濃縮装置１１は、第１吸着部としての吸着部１２および第１脱着部としての脱着部１４を有している。吸着素子１３が回転することによって、吸着素子１３は吸着部１２および脱着部１４を連続的に順次通過する。当該通過によって、吸着素子１３は吸着部１２（吸着状態）および脱着部１４（脱着状態）に交互に移行する。当該移行は、バッチ式の濃縮装置などによって実現されてもよい。バッチ式の濃縮装置においては、ダンパーまたはバルブの操作によって吸着素子１３が吸着部１２（吸着状態）および脱着部１４（脱着状態）に順次切り替えられる。
【００１９】
図１および図２（主として図１）を参照して、吸着部１２は、配管ラインＬ１を通して各種工場等（図示せず）に接続されている。配管ラインＬ１の途中には、凝縮器３４（詳細は後述する）から延びる配管ラインＬ８が合流している。吸着部１２には、各種工場等から排出された被処理ガス（Ｇ１）と凝縮器３４から排出された未凝縮ガス（Ｇ５）との混合ガスが導入される。配管ラインＬ８にはバルブＶ８が設けられている。バルブＶ８の流量調節によって、吸着部１２には被処理ガス（Ｇ１）のみが導入されてもよい。
【００２０】
吸着部１２における吸着素子１３は、上記の混合ガスに接触する。混合ガスに含有される有機溶剤は、吸着素子１３に吸着される。混合ガスは清浄化され、吸着部１２に接続された配管ラインＬ２から処理ガス（Ｇ２）として排出される。
【００２１】
吸着部１２において有機溶剤を吸着した吸着素子１３は、脱着部１４に移行する。ここで、送風機３０から、不活性ガスまたは水蒸気などが配管ラインＬ３を通して加熱装置３２に供給される。加熱装置３２が不活性ガスまたは水蒸気などを加熱することによって、第１加熱ガスとしての加熱ガス（Ｇ３）が生成される。脱着部１４に移行した吸着素子１３には、配管ラインＬ４を通してこの加熱ガス（Ｇ３）が供給される。加熱ガス（Ｇ３）の温度は、上記の被処理ガス（Ｇ１）と未凝縮ガス（Ｇ５）とからなる混合ガスの温度に比べて高い値に設定されるとよい。
【００２２】
上記の処理ガス（Ｇ２）が通流される配管ラインＬ２と送風機３０とは接続されていてもよい。当該接続によって、清浄化された処理ガス（Ｇ２）の一部または全部から加熱ガス（Ｇ３）が生成されることができる。
【００２３】
脱着部１４における吸着素子１３は、加熱ガス（Ｇ３）に接触する。吸着素子１３に吸着していた有機溶剤は、吸着素子１３から脱着される。有機溶剤を高濃度に含有する第１脱着ガスとしての脱着ガス（Ｇ４）は、脱着部１４から配管ラインＬ５に排出される。
【００２４】
配管ラインＬ５の下流側は、配管ラインＬ６および配管ラインＬ７に分岐している。脱着ガス（Ｇ４）の一部は、配管ラインＬ６を通して凝縮器３４に導入される。脱着ガス（Ｇ４）の残部は、配管ラインＬ７を通して排水処理部２０（詳細は後述する）における加熱装置３８に導入される。凝縮器３４および加熱装置３８への脱着ガス（Ｇ４）の導入量は、バルブＶ６およびバルブＶ７の流量調節によってそれぞれ制御される。
【００２５】
（凝縮器３４・分液装置３６）
配管ラインＬ６の途中には、排水処理部２０（詳細は後述する）から延びる配管ラインＬ２２が合流している。凝縮器３４には、脱着部１４から配管ラインＬ６に排出された脱着ガス（Ｇ４）の一部と、排水処理部２０から配管ラインＬ２２に排出された第２脱着ガスとしての脱着ガス（Ｇ７）との混合ガスが導入される。配管ラインＬ２２にはバルブＶ２２が設けられている。バルブＶ２２の流量調節によって、凝縮器３４には脱着部１４からの脱着ガス（Ｇ４）の一部のみが導入されることもできる。
【００２６】
凝縮器３４は、冷却水などを用いて上記の混合ガスを凝縮させる。上記の混合ガスは、凝縮液（Ｅ１）と未凝縮ガス（Ｇ５）とに分離される。未凝縮ガス（Ｇ５）は、凝縮器３４から配管ラインＬ８に排出される。未凝縮ガス（Ｇ５）は、配管ラインＬ１を流れる被処理ガス（Ｇ１）と混合され、吸着部１２へと導入されるとよい。未凝縮ガス（Ｇ５）の温度は凝縮器３４の冷却によって低下している。被処理ガス（Ｇ１）が未凝縮ガス（Ｇ５）とともに吸着部１２へ導入されることによって、吸着部１２における吸着効率が向上する。
【００２７】
凝縮液（Ｅ１）は、凝縮器３４から配管ラインＬ９に排出され、分液装置３６に導入される。分液装置３６への凝縮液（Ｅ１）の導入量は、配管ラインＬ９に設けられたバルブＶ９によって調節されることができる。分液装置３６に導入された凝縮液（Ｅ１）は、比重差に基づいて、有機溶剤を高濃度に含有する１次処理液（Ｅ２）と有機溶剤をわずかに含有する分離排水（Ｅ３）とに分液される。１次処理液（Ｅ２）は、分液装置３６から配管ラインＬ１０に排出された後、回収タンクなど（図示せず）によって回収される。分離排水（Ｅ３）は、分液装置３６から配管ラインＬ１１に排出される。
【００２８】
［排水処理部２０］
分離排水（Ｅ３）の有機溶剤の含有量は、上記の分液によって大幅に減少している。排水処理部２０は、分離排水（Ｅ３）をさらに清浄化する。
【００２９】
排水処理部２０は、処理槽２１と、処理槽２２と、加熱装置３８とを有している。処理槽２１および処理槽２２は、第２吸着素子としての吸着素子２３，２４をそれぞれ収容している。吸着素子２３，２４は、有機溶剤を含有する液体に接触することによって、当該液体中の有機溶剤を吸着する。吸着素子２３，２４は、高温のガスに接触することによって、吸着した有機溶剤を脱着する。
【００３０】
吸着素子２３，２４は、活性炭、活性炭素繊維、またはゼオライト等のうちいずれかまたは複数を含んでいるとよい。好適には、吸着素子２３，２４としては、粒状、粒体状、またはハニカム状などの活性炭またはゼオライトが利用されるが、より好適には、活性炭素繊維が利用される。活性炭素繊維は、表面にミクロ孔を有する繊維状構造を有しているため、液体との接触効率が高く、特に液体中の有機溶剤に対する吸着速度が速くなり、他の吸着素子に比べて極めて高い吸着効率を実現できる。
【００３１】
吸着素子２３，２４として利用可能な活性炭素繊維の物性は、特に限定されるものではないが、ＢＥＴ比表面積が７００〜２０００ｍ２／ｇ、細孔容積が０．４〜０．９ｃｍ３／ｇ、平均細孔径が１７〜１８Åのものが好ましい。これは、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ２／ｇ未満、細孔容積が０．４ｍ３／ｇ未満、平均細孔径が１７Å未満のものでは、有機溶剤の吸着量が低くなるためであり、またＢＥＴ比表面積が２０００ｍ２／ｇを超え、細孔容積が０．９ｍ３／ｇを超え、平均細孔径が１８Åを超えるものでは、細孔径が大きくなることで分子量の小さな物質等の吸着能力が低下したり、強度が弱くなったり、素材のコストが高くなって経済的に不利になったりするためである。
【００３２】
有機溶剤含有ガス処理システム１においては、分離排水（Ｅ３）を通流する配管ラインＬ１１の下流側が、配管ラインＬ１３および配管ラインＬ１２に分岐している。配管ラインＬ１３は処理槽２１に接続される。処理槽２１には、配管ラインＬ１３に対応するように配管ラインＬ１５が設けられる。配管ラインＬ１２は処理槽２２に接続される。処理槽２２には、配管ラインＬ１２に対応するように配管ラインＬ１４が設けられる。配管ラインＬ１５および配管ラインＬ１４は、合流して配管ラインＬ１６に接続される。
【００３３】
加熱装置３８には、配管ラインＬ１７が接続される。配管ラインＬ１７の途中には、配管ラインＬ２３が合流しているとよい。配管ラインＬ１７の下流側は、配管ラインＬ１９および配管ラインＬ１８に分岐している。配管ラインＬ１９は処理槽２１に接続される。処理槽２１には、配管ラインＬ１９に対応するように配管ラインＬ２１が設けられる。配管ラインＬ１８は処理槽２２に接続される。処理槽２２には、配管ラインＬ１８に対応するように配管ラインＬ２０が設けられる。配管ラインＬ２１および配管ラインＬ２０は、合流して配管ラインＬ２２に接続される。配管ラインＬ２２は、途中で配管ラインＬ２４に分岐しているとよい。
【００３４】
配管ラインＬ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ１９，Ｌ２０，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４には、バルブＶ１２，Ｖ１３，Ｖ１４，Ｖ１５，Ｖ１７，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２０，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４がそれぞれ設けられる。
【００３５】
処理槽２１および処理槽２２は、バルブＶ１２〜Ｖ１５およびバルブＶ１８〜Ｖ２１の開閉操作によって、交互に吸着部（吸着状態）および脱着部（脱着状態）として機能する。処理槽２１が吸着部として機能している場合には、処理槽２２は脱着部として機能する。処理槽２１が脱着部として機能している場合には、処理槽２２は吸着部として機能する。排水処理部２０においては、バルブＶ１２〜Ｖ１５およびバルブＶ１８〜Ｖ２１の開閉操作によって、吸着部および脱着部が経時的に交互に切り替わるように構成されている。
【００３６】
以下具体的に説明する。処理槽２１が吸着部として機能し、処理槽２２が脱着部として機能している場合、配管ラインＬ１１を流れる分離排水（Ｅ３）は、配管ラインＬ１３を通して処理槽２１にのみ導入される。吸着素子２３は有機溶剤を含有する分離排水（Ｅ３）に接触する（図中実線で示す矢印参照）。分離排水（Ｅ３）中の有機溶剤は吸着素子２３に吸着される。分離排水（Ｅ３）は清浄化され、配管ラインＬ１５から配管ラインＬ１６を通して２次処理液（Ｅ４）として排出される。
【００３７】
一方、加熱装置３８は、濃縮装置１１からの脱着ガス（Ｇ４）の残部を加熱することによって、配管ラインＬ１７に第２加熱ガスとしての加熱ガス（Ｇ６）を排出する。加熱ガス（Ｇ６）は、配管ラインＬ１８を通して処理槽２２にのみ導入される。吸着素子２４は、加熱ガス（Ｇ６）に接触する（図中実線で示す矢印参照）。吸着素子２４に吸着していた有機溶剤は、吸着素子２４から脱着される。有機溶剤を含有する第２脱着ガスとしての脱着ガス（Ｇ７）は、処理槽２２から配管ラインＬ２０を通して配管ラインＬ２２に排出される。
【００３８】
処理槽２１が脱着部として機能し、処理槽２２が吸着部として機能する場合には、配管ラインＬ１１を流れる分離排水（Ｅ３）は、配管ラインＬ１２を通して処理槽２２にのみ導入される。吸着素子２４は有機溶剤を含有する分離排水（Ｅ３）に接触する（図中点線で示す矢印参照）。分離排水（Ｅ３）中の有機溶剤は吸着素子２４に吸着される。分離排水（Ｅ３）は清浄化され、配管ラインＬ１４から配管ラインＬ１６を通して２次処理液（Ｅ４）として排出される。
【００３９】
一方、加熱装置３８は、濃縮装置１１からの脱着ガス（Ｇ４）の残部を加熱することによって、配管ラインＬ１７に第２加熱ガスとしての加熱ガス（Ｇ６）を排出する。加熱ガス（Ｇ６）は、配管ラインＬ１９を通して処理槽２１にのみ導入される。吸着素子２３は、加熱ガス（Ｇ６）に接触する（図中点線で示す矢印参照）。吸着素子２３に吸着していた有機溶剤は、吸着素子２３から脱着される。有機溶剤を含有する第２脱着ガスとしての脱着ガス（Ｇ７）は、処理槽２１から配管ラインＬ２１を通して配管ラインＬ２２に排出される。
【００４０】
上記のようにして排出された２次処理液（Ｅ４）の有機溶剤の含有量は、排水処理部２０の清浄化によって分離排水（Ｅ３）の有機溶剤の含有量に比べてさらに大幅に低下している。２次処理液（Ｅ４）は、通常の下水として処理されることが可能となっている。
【００４１】
上記のようにして排水処理部２０から排出された脱着ガス（Ｇ７）を通流する配管ラインＬ２２は、配管ラインＬ６に接続されているとよい。脱着ガス（Ｇ７）は、濃縮装置１１における脱着部１４から排出された脱着ガス（Ｇ４）の一部とともに、凝縮器３４において冷却および凝縮されることができる。
【００４２】
処理槽２１が吸着部から脱着部に切り替わるまでの間（または処理槽２２が吸着部から脱着部に切り替わるまでの間）に、脱水処理（パージ処理）が実施されてもよい。処理槽２１が吸着部から脱着部に切り替わる際、バルブＶ１７，Ｖ１５，Ｖ１３，Ｖ２２が閉塞される。バルブＶ２３，Ｖ１９，Ｖ２１，Ｖ２４が開放される。配管ラインＬ２３および配管ラインＬ１９を通して、処理槽２１に空気などのガス（Ｇ８）が導入される。吸着素子２３にガス（Ｇ８）が吹きつけられる。吸着素子２３の表面に付着した余剰の水分は吹き飛ばされ、除去排水（Ｅ５）として処理槽２１から排出される。
【００４３】
除去排水（Ｅ５）は、配管ラインＬ２１を通して配管ラインＬ２４に排出される。除去排水（Ｅ５）を通流する配管ラインＬ２４は、配管ラインＬ１１に接続されているとよい。除去排水（Ｅ５）は、分液装置３６から排出された分離排水（Ｅ３）とともに、再び排水処理部２０において清浄化されることが可能となる。
【００４４】
（作用・効果）
有機溶剤含有ガス処理システム１は、吸着素子２２，２３の脱着処理のために、濃縮装置１１（脱着部１４）から排出された脱着ガス（Ｇ４）の残部を効果的に活用している。脱着ガス（Ｇ４）は、脱着部１４における脱着作用によって高温となっている。高温の脱着ガス（Ｇ４）を活用することによって、吸着素子２２，２３の脱着処理のために必要なエネルギーは少なくてすむ。
【００４５】
加熱装置３８は、脱着ガス（Ｇ４）を所望の温度に達するまで加熱する。脱着ガス（Ｇ４）が脱着部１４から排出された時点で所望の温度に達している場合には、加熱装置３８を設けない（または加熱装置３８を駆動させない）ことも可能である。
【００４６】
有機溶剤含有ガス処理システム１によれば、有機溶剤回収部１０のバックアップ装置として排水処理部２０が機能する。排水処理部２０から排出される２次処理液（Ｅ４）は、ほとんど有機溶剤を含有しておらず、通常の下水として処理されることが可能となっている。
【００４７】
有機溶剤回収部１０および排水処理部２０において吸着処理および脱着処理が交互に連続的に繰り返される。有機溶剤含有ガス処理システム１によれば、長期にわたってシステムを停止させることなく被処理ガス（Ｇ１）の清浄化を連続的に行なうことができる。
【００４８】
［実施例］
図１を参照して、有機溶剤含有ガス処理システム１を使用して行なった性能試験およびその結果について説明する。
【００４９】
当該試験において用いた被処理ガス（Ｇ１）としては、水分およびフェノール（Phenol）系の有機溶剤を含む。被処理ガス（Ｇ１）の水成分については、湿度（ＲＨ）が５０％、流量が５８．３ｋｇ／ｈｒである。被処理ガス（Ｇ１）の有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が１００ｐｐｍ、流量が２ｋｇ／ｈｒである。
【００５０】
被処理ガス（Ｇ１）とともに吸着部１２に導入される未凝縮ガス（Ｇ５）の水成分については、流量が６７．０ｋｇ／ｈｒである。未凝縮ガス（Ｇ５）の有機溶剤（フェノール）成分については、濃度４０ｐｐｍ、流量が０．１ｋｇ／ｈｒである。
【００５１】
被処理ガス（Ｇ１）と未凝縮ガス（Ｇ５）とが混合されることによって得られる混合ガスの各成分を測定したところ、水成分については湿度が５２％、流量が５９．３ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については濃度が９５ｐｐｍ、流量が２．１ｋｇ／ｈｒである。
【００５２】
この混合ガスは濃縮装置１１の吸着部１２に導入される。清浄化された処理ガス（Ｇ２）は吸着部１２から排出される。処理ガス（Ｇ２）の各成分を測定したところ、水成分については、湿度が５６．０ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が６ｐｐｍ、流量が０．１ｋｇ／ｈｒである。処理ガス（Ｇ２）は十分に清浄化されていることがわかる。
【００５３】
有機溶剤を吸着した脱着部１４における吸着素子１３に対して、加熱ガス（Ｇ３）が導入される。脱着部１４から脱着ガス（Ｇ４）が排出される。この脱着ガス（Ｇ４）の一部とともに、排水処理部２０からの脱着ガス（Ｇ７）が凝縮器３４に導入される。脱着ガス（Ｇ７）の各成分を測定したところ、水成分については流量１２．２ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が１５００ｐｐｍ、流量が０．２９ｋｇ／ｈｒである。
【００５４】
脱着ガス（Ｇ４）の一部と脱着ガス（Ｇ７）とは混合されて混合ガスを形成する。この混合ガスの各成分を測定したところ、水成分については、流量が８９．５ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が１０００ｐｐｍ、流量が２．０ｋｇ／ｈｒである。この混合ガスは凝縮器３４に導入される。
【００５５】
凝縮器３４において上記の混合ガスは冷却される。凝縮器３４からは、冷却によっては凝縮しなかった未凝縮ガス（Ｇ５）が排出される。上述のとおり、未凝縮ガス（Ｇ５）の水成分については、流量が６７．０ｋｇ／ｈｒである。未凝縮ガス（Ｇ５）の有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が４０ｐｐｍ、流量が０．１ｋｇ／ｈｒである。未凝縮ガス（Ｇ５）は、被処理ガス（Ｇ１）とともに吸着部１２に導入される。
【００５６】
凝縮器３４の冷却によって得られた凝縮液（Ｅ１）の各成分を測定したところ、水成分については流量が４．０ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については流量が１．９ｋｇ／ｈｒである。
【００５７】
凝縮液（Ｅ１）は、分液装置３６によって分液される。分液によって得られる１次処理液（Ｅ２）の各成分を測定したところ、水成分についてはほとんど含まれておらず（流量が０．０５ｋｇ／ｈｒ）、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が１．６８ｋｇ／ｈｒである。有機溶剤が、１次処理液（Ｅ２）として適切に回収可能なことがわかる。
【００５８】
分液によって得られる分離排水（Ｅ３）の各成分を測定したところ、水成分については流量が４ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については濃度が１００００ｍｇ／Ｌ、流量が０．０４ｋｇ／ｈｒである。分液装置３６の分液によっても、分離排水（Ｅ３）には有機溶剤が微量に含まれていることがわかる。
【００５９】
分離排水（Ｅ３）は、排水処理部２０の吸着部（処理槽２１または処理槽２２）に導入される。当該吸着部における吸着によって、分離排水（Ｅ３）は清浄化されて２次処理液（Ｅ４）として排出される。２次処理液（Ｅ４）の各成分を測定したところ、水成分については流量が３．０ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が０．５ｍｇ／Ｌ、流量が１．５ｍｇ／ｈｒである。排水処理部２０の清浄化によって、２次処理液（Ｅ４）としては、通常の下水として処理されることが可能となっていることがわかる。
【００６０】
上述のとおり、加熱装置３８による脱着処理によって排水処理部２０から排出される脱着ガス（Ｇ７）の各成分は、水成分については、流量が１２．２ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤成分については、濃度が１５００ｐｐｍ、流量が０．２９ｋｇ／ｈｒである。加熱装置３８によって、吸着素子２３，２４に対して適切に脱着処理が実施されていることがわかる。
【００６１】
また、濃縮装置１１から排出された高温の脱着ガス（Ｇ４）を排水処理部２０の脱着処理に活用しない場合には、加熱ガスの加温に水蒸気を年間８７００ｈｒ稼動した場合の水蒸気の使用量は約３１ｔ／年であるのに対して、濃縮装置１１から排出された高温の脱着ガス（Ｇ４）を排水処理部２０の脱着処理に活用した場合には、同条件下において、水蒸気の使用量は約２ｔ／年である。これにより、高温の脱着ガス（Ｇ４）を活用することによって、吸着素子２２，２３の脱着処理のために必要なエネルギーが少なくてすむことが確認できた。
【００６２】
以上、本発明に基づいた実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１ 有機溶剤含有ガス処理システム、１０ 有機溶剤回収部、１１ 濃縮装置、１２ 吸着部、１３，２３，２４ 吸着素子、１４ 脱着部、１５ 筒軸、２０ 排水処理部、２１ 処理槽、２２ 処理槽、３０ 送風機、３２，３８ 加熱装置、３４ 凝縮器、３６ 分液装置、Ａ 矢印、Ｌ１〜Ｌ２４ 配管ライン、Ｖ６〜Ｖ９，Ｖ１２〜Ｖ１５，Ｖ１７〜Ｖ２４ バルブ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶剤含有ガス処理システムに関し、特に、有機溶剤を含有するガスから有機溶剤を除去し、清浄化された処理液を排出する有機溶剤含有ガス処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種工場や研究施設等から排出されるガス（以下、被処理ガスという）は有機溶剤を含有している。有機溶剤には塩素系の有機化合物などが含まれている。被処理ガスを大気中にそのまま排出することはできない。有機溶剤含有ガス処理システムは、被処理ガス中に含まれる有機溶剤を除去し、清浄化された処理液を排出する（たとえば下記の特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４９０４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２９７３９号公報
【特許文献３】特開２００９−２７３９７５号公報
【特許文献４】特開２００９−２６２１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、より少ないエネルギー使用量で、有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を除去し、清浄化された処理液を排出することが可能な有機溶剤含有ガス処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に基づく有機溶剤含有ガス処理システムは、有機溶剤を回収する有機溶剤回収部と、上記有機溶剤回収部から排出された分離排水を清浄化する排水処理部とを備えた有機溶剤含有ガス処理システムである。
【０００６】
上記有機溶剤回収部は、第１吸着素子を含み、上記第１吸着素子に上記有機溶剤を含有する被処理ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記第１吸着素子に吸着させるとともに清浄化された処理ガスを排出する第１吸着部と、上記第１吸着素子に第１加熱ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記第１吸着素子から脱着させるとともに上記有機溶剤を含有する第１脱着ガスを排出する第１脱着部と、を有する濃縮装置と、上記第１脱着部から排出された上記第１脱着ガスの一部が導入され、上記第１脱着ガスの上記一部を凝縮させて凝縮液として排出する凝縮器と、上記凝縮液が導入され、比重差に基づいて上記凝縮液を分液し、分液された上記凝縮液の一方を上記有機溶剤を含有する１次処理液として回収するとともに、分液された上記凝縮液の他方を上記１次処理液に比べて低濃度の上記有機溶剤を含有する上記分離排水として排出する分液装置と、から構成される。
【０００７】
上記排水処理部は、第２吸着素子を含み、上記第２吸着素子に上記分離排水が導入されることによって上記有機溶剤を上記第２吸着素子に吸着させるとともに清浄化された２次処理液を排出する第２吸着部と、上記第２吸着素子に第２加熱ガスが導入されることによって上記有機溶剤を上記第２吸着素子から脱着させるとともに上記有機溶剤を含有する第２脱着ガスとして排出する第２脱着部と、から構成され、上記第２加熱ガスは、上記濃縮装置における上記第１脱着部から排出された上記第１脱着ガスの残部を含む。
【０００８】
好ましくは、上記第２脱着ガスは、上記濃縮装置における上記第１脱着部から排出された上記第１脱着ガスの上記一部とともに上記凝縮器に導入される。
【０００９】
好ましくは、上記排水処理部は、上記第２吸着素子にガスを吹き付けることによって上記第２吸着素子に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する。
【００１０】
好ましくは、上記第１吸着素子は、筒状に形成されるとともに筒軸周りに回転可能に構成され、上記第１吸着素子が上記筒軸周りに回転することによって、上記第１吸着部において上記被処理ガス中の上記有機溶剤を吸着した上記第１吸着素子は連続的に上記第１脱着部に移行する。
【００１１】
好ましくは、上記第１吸着素子は、ハニカム構造を有している、好ましくは、上記第２吸着素子は、活性炭、活性炭素繊維、およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、より少ないエネルギー使用量で、有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を除去し、清浄化された処理液を排出することが可能な有機溶剤含有ガス処理システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システムを示すシステム構成図である。
【図２】実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システムに用いられる濃縮装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１５】
図１は、実施の形態における有機溶剤含有ガス処理システム１を示すシステム構成図である。図２は、有機溶剤含有ガス処理システム１に用いられる濃縮装置１１を示す斜視図である。図１を参照して、有機溶剤含有ガス処理システム１は、有機溶剤回収部１０と排水処理部２０とを備えている。
【００１６】
［有機溶剤回収部１０］
有機溶剤回収部１０は、濃縮装置１１、送風機３０、加熱装置３２、凝縮器３４、および分液装置３６から構成される。
【００１７】
（濃縮装置１１）
図２を参照して、濃縮装置１１は、第１吸着素子としての吸着素子１３を含んでいる。吸着素子１３は、筒状に形成されるとともに、筒軸１５周りに矢印Ａ方向に回転可能に構成される。吸着素子１３は、活性炭、活性炭素繊維またはゼオライト等のうちいずれかまたは複数を含んでいるとよい。吸着素子１３は、ハニカム構造を有しているとよい。
【００１８】
濃縮装置１１は、第１吸着部としての吸着部１２および第１脱着部としての脱着部１４を有している。吸着素子１３が回転することによって、吸着素子１３は吸着部１２および脱着部１４を連続的に順次通過する。当該通過によって、吸着素子１３は吸着部１２（吸着状態）および脱着部１４（脱着状態）に交互に移行する。当該移行は、バッチ式の濃縮装置などによって実現されてもよい。バッチ式の濃縮装置においては、ダンパーまたはバルブの操作によって吸着素子１３が吸着部１２（吸着状態）および脱着部１４（脱着状態）に順次切り替えられる。
【００１９】
図１および図２（主として図１）を参照して、吸着部１２は、配管ラインＬ１を通して各種工場等（図示せず）に接続されている。配管ラインＬ１の途中には、凝縮器３４（詳細は後述する）から延びる配管ラインＬ８が合流している。吸着部１２には、各種工場等から排出された被処理ガス（Ｇ１）と凝縮器３４から排出された未凝縮ガス（Ｇ５）との混合ガスが導入される。配管ラインＬ８にはバルブＶ８が設けられている。バルブＶ８の流量調節によって、吸着部１２には被処理ガス（Ｇ１）のみが導入されてもよい。
【００２０】
吸着部１２における吸着素子１３は、上記の混合ガスに接触する。混合ガスに含有される有機溶剤は、吸着素子１３に吸着される。混合ガスは清浄化され、吸着部１２に接続された配管ラインＬ２から処理ガス（Ｇ２）として排出される。
【００２１】
吸着部１２において有機溶剤を吸着した吸着素子１３は、脱着部１４に移行する。ここで、送風機３０から、不活性ガスまたは水蒸気などが配管ラインＬ３を通して加熱装置３２に供給される。加熱装置３２が不活性ガスまたは水蒸気などを加熱することによって、第１加熱ガスとしての加熱ガス（Ｇ３）が生成される。脱着部１４に移行した吸着素子１３には、配管ラインＬ４を通してこの加熱ガス（Ｇ３）が供給される。加熱ガス（Ｇ３）の温度は、上記の被処理ガス（Ｇ１）と未凝縮ガス（Ｇ５）とからなる混合ガスの温度に比べて高い値に設定されるとよい。
【００２２】
上記の処理ガス（Ｇ２）が通流される配管ラインＬ２と送風機３０とは接続されていてもよい。当該接続によって、清浄化された処理ガス（Ｇ２）の一部または全部から加熱ガス（Ｇ３）が生成されることができる。
【００２３】
脱着部１４における吸着素子１３は、加熱ガス（Ｇ３）に接触する。吸着素子１３に吸着していた有機溶剤は、吸着素子１３から脱着される。有機溶剤を高濃度に含有する第１脱着ガスとしての脱着ガス（Ｇ４）は、脱着部１４から配管ラインＬ５に排出される。
【００２４】
配管ラインＬ５の下流側は、配管ラインＬ６および配管ラインＬ７に分岐している。脱着ガス（Ｇ４）の一部は、配管ラインＬ６を通して凝縮器３４に導入される。脱着ガス（Ｇ４）の残部は、配管ラインＬ７を通して排水処理部２０（詳細は後述する）における加熱装置３８に導入される。凝縮器３４および加熱装置３８への脱着ガス（Ｇ４）の導入量は、バルブＶ６およびバルブＶ７の流量調節によってそれぞれ制御される。
【００２５】
（凝縮器３４・分液装置３６）
配管ラインＬ６の途中には、排水処理部２０（詳細は後述する）から延びる配管ラインＬ２２が合流している。凝縮器３４には、脱着部１４から配管ラインＬ６に排出された脱着ガス（Ｇ４）の一部と、排水処理部２０から配管ラインＬ２２に排出された第２脱着ガスとしての脱着ガス（Ｇ７）との混合ガスが導入される。配管ラインＬ２２にはバルブＶ２２が設けられている。バルブＶ２２の流量調節によって、凝縮器３４には脱着部１４からの脱着ガス（Ｇ４）の一部のみが導入されることもできる。
【００２６】
凝縮器３４は、冷却水などを用いて上記の混合ガスを凝縮させる。上記の混合ガスは、凝縮液（Ｅ１）と未凝縮ガス（Ｇ５）とに分離される。未凝縮ガス（Ｇ５）は、凝縮器３４から配管ラインＬ８に排出される。未凝縮ガス（Ｇ５）は、配管ラインＬ１を流れる被処理ガス（Ｇ１）と混合され、吸着部１２へと導入されるとよい。未凝縮ガス（Ｇ５）の温度は凝縮器３４の冷却によって低下している。被処理ガス（Ｇ１）が未凝縮ガス（Ｇ５）とともに吸着部１２へ導入されることによって、吸着部１２における吸着効率が向上する。
【００２７】
凝縮液（Ｅ１）は、凝縮器３４から配管ラインＬ９に排出され、分液装置３６に導入される。分液装置３６への凝縮液（Ｅ１）の導入量は、配管ラインＬ９に設けられたバルブＶ９によって調節されることができる。分液装置３６に導入された凝縮液（Ｅ１）は、比重差に基づいて、有機溶剤を高濃度に含有する１次処理液（Ｅ２）と有機溶剤をわずかに含有する分離排水（Ｅ３）とに分液される。１次処理液（Ｅ２）は、分液装置３６から配管ラインＬ１０に排出された後、回収タンクなど（図示せず）によって回収される。分離排水（Ｅ３）は、分液装置３６から配管ラインＬ１１に排出される。
【００２８】
［排水処理部２０］
分離排水（Ｅ３）の有機溶剤の含有量は、上記の分液によって大幅に減少している。排水処理部２０は、分離排水（Ｅ３）をさらに清浄化する。
【００２９】
排水処理部２０は、処理槽２１と、処理槽２２と、加熱装置３８とを有している。処理槽２１および処理槽２２は、第２吸着素子としての吸着素子２３，２４をそれぞれ収容している。吸着素子２３，２４は、有機溶剤を含有する液体に接触することによって、当該液体中の有機溶剤を吸着する。吸着素子２３，２４は、高温のガスに接触することによって、吸着した有機溶剤を脱着する。
【００３０】
吸着素子２３，２４は、活性炭、活性炭素繊維、またはゼオライト等のうちいずれかまたは複数を含んでいるとよい。好適には、吸着素子２３，２４としては、粒状、粒体状、またはハニカム状などの活性炭またはゼオライトが利用されるが、より好適には、活性炭素繊維が利用される。活性炭素繊維は、表面にミクロ孔を有する繊維状構造を有しているため、液体との接触効率が高く、特に液体中の有機溶剤に対する吸着速度が速くなり、他の吸着素子に比べて極めて高い吸着効率を実現できる。
【００３１】
吸着素子２３，２４として利用可能な活性炭素繊維の物性は、特に限定されるものではないが、ＢＥＴ比表面積が７００〜２０００ｍ２／ｇ、細孔容積が０．４〜０．９ｃｍ３／ｇ、平均細孔径が１７〜１８Åのものが好ましい。これは、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ２／ｇ未満、細孔容積が０．４ｍ３／ｇ未満、平均細孔径が１７Å未満のものでは、有機溶剤の吸着量が低くなるためであり、またＢＥＴ比表面積が２０００ｍ２／ｇを超え、細孔容積が０．９ｍ３／ｇを超え、平均細孔径が１８Åを超えるものでは、細孔径が大きくなることで分子量の小さな物質等の吸着能力が低下したり、強度が弱くなったり、素材のコストが高くなって経済的に不利になったりするためである。
【００３２】
有機溶剤含有ガス処理システム１においては、分離排水（Ｅ３）を通流する配管ラインＬ１１の下流側が、配管ラインＬ１３および配管ラインＬ１２に分岐している。配管ラインＬ１３は処理槽２１に接続される。処理槽２１には、配管ラインＬ１３に対応するように配管ラインＬ１５が設けられる。配管ラインＬ１２は処理槽２２に接続される。処理槽２２には、配管ラインＬ１２に対応するように配管ラインＬ１４が設けられる。配管ラインＬ１５および配管ラインＬ１４は、合流して配管ラインＬ１６に接続される。
【００３３】
加熱装置３８には、配管ラインＬ１７が接続される。配管ラインＬ１７の途中には、配管ラインＬ２３が合流しているとよい。配管ラインＬ１７の下流側は、配管ラインＬ１９および配管ラインＬ１８に分岐している。配管ラインＬ１９は処理槽２１に接続される。処理槽２１には、配管ラインＬ１９に対応するように配管ラインＬ２１が設けられる。配管ラインＬ１８は処理槽２２に接続される。処理槽２２には、配管ラインＬ１８に対応するように配管ラインＬ２０が設けられる。配管ラインＬ２１および配管ラインＬ２０は、合流して配管ラインＬ２２に接続される。配管ラインＬ２２は、途中で配管ラインＬ２４に分岐しているとよい。
【００３４】
配管ラインＬ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ１９，Ｌ２０，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４には、バルブＶ１２，Ｖ１３，Ｖ１４，Ｖ１５，Ｖ１７，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２０，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４がそれぞれ設けられる。
【００３５】
処理槽２１および処理槽２２は、バルブＶ１２〜Ｖ１５およびバルブＶ１８〜Ｖ２１の開閉操作によって、交互に吸着部（吸着状態）および脱着部（脱着状態）として機能する。処理槽２１が吸着部として機能している場合には、処理槽２２は脱着部として機能する。処理槽２１が脱着部として機能している場合には、処理槽２２は吸着部として機能する。排水処理部２０においては、バルブＶ１２〜Ｖ１５およびバルブＶ１８〜Ｖ２１の開閉操作によって、吸着部および脱着部が経時的に交互に切り替わるように構成されている。
【００３６】
以下具体的に説明する。処理槽２１が吸着部として機能し、処理槽２２が脱着部として機能している場合、配管ラインＬ１１を流れる分離排水（Ｅ３）は、配管ラインＬ１３を通して処理槽２１にのみ導入される。吸着素子２３は有機溶剤を含有する分離排水（Ｅ３）に接触する（図中実線で示す矢印参照）。分離排水（Ｅ３）中の有機溶剤は吸着素子２３に吸着される。分離排水（Ｅ３）は清浄化され、配管ラインＬ１５から配管ラインＬ１６を通して２次処理液（Ｅ４）として排出される。
【００３７】
一方、加熱装置３８は、濃縮装置１１からの脱着ガス（Ｇ４）の残部を加熱することによって、配管ラインＬ１７に第２加熱ガスとしての加熱ガス（Ｇ６）を排出する。加熱ガス（Ｇ６）は、配管ラインＬ１８を通して処理槽２２にのみ導入される。吸着素子２４は、加熱ガス（Ｇ６）に接触する（図中実線で示す矢印参照）。吸着素子２４に吸着していた有機溶剤は、吸着素子２４から脱着される。有機溶剤を含有する第２脱着ガスとしての脱着ガス（Ｇ７）は、処理槽２２から配管ラインＬ２０を通して配管ラインＬ２２に排出される。
【００３８】
処理槽２１が脱着部として機能し、処理槽２２が吸着部として機能する場合には、配管ラインＬ１１を流れる分離排水（Ｅ３）は、配管ラインＬ１２を通して処理槽２２にのみ導入される。吸着素子２４は有機溶剤を含有する分離排水（Ｅ３）に接触する（図中点線で示す矢印参照）。分離排水（Ｅ３）中の有機溶剤は吸着素子２４に吸着される。分離排水（Ｅ３）は清浄化され、配管ラインＬ１４から配管ラインＬ１６を通して２次処理液（Ｅ４）として排出される。
【００３９】
一方、加熱装置３８は、濃縮装置１１からの脱着ガス（Ｇ４）の残部を加熱することによって、配管ラインＬ１７に第２加熱ガスとしての加熱ガス（Ｇ６）を排出する。加熱ガス（Ｇ６）は、配管ラインＬ１９を通して処理槽２１にのみ導入される。吸着素子２３は、加熱ガス（Ｇ６）に接触する（図中点線で示す矢印参照）。吸着素子２３に吸着していた有機溶剤は、吸着素子２３から脱着される。有機溶剤を含有する第２脱着ガスとしての脱着ガス（Ｇ７）は、処理槽２１から配管ラインＬ２１を通して配管ラインＬ２２に排出される。
【００４０】
上記のようにして排出された２次処理液（Ｅ４）の有機溶剤の含有量は、排水処理部２０の清浄化によって分離排水（Ｅ３）の有機溶剤の含有量に比べてさらに大幅に低下している。２次処理液（Ｅ４）は、通常の下水として処理されることが可能となっている。
【００４１】
上記のようにして排水処理部２０から排出された脱着ガス（Ｇ７）を通流する配管ラインＬ２２は、配管ラインＬ６に接続されているとよい。脱着ガス（Ｇ７）は、濃縮装置１１における脱着部１４から排出された脱着ガス（Ｇ４）の一部とともに、凝縮器３４において冷却および凝縮されることができる。
【００４２】
処理槽２１が吸着部から脱着部に切り替わるまでの間（または処理槽２２が吸着部から脱着部に切り替わるまでの間）に、脱水処理（パージ処理）が実施されてもよい。処理槽２１が吸着部から脱着部に切り替わる際、バルブＶ１７，Ｖ１５，Ｖ１３，Ｖ２２が閉塞される。バルブＶ２３，Ｖ１９，Ｖ２１，Ｖ２４が開放される。配管ラインＬ２３および配管ラインＬ１９を通して、処理槽２１に空気などのガス（Ｇ８）が導入される。吸着素子２３にガス（Ｇ８）が吹きつけられる。吸着素子２３の表面に付着した余剰の水分は吹き飛ばされ、除去排水（Ｅ５）として処理槽２１から排出される。
【００４３】
除去排水（Ｅ５）は、配管ラインＬ２１を通して配管ラインＬ２４に排出される。除去排水（Ｅ５）を通流する配管ラインＬ２４は、配管ラインＬ１１に接続されているとよい。除去排水（Ｅ５）は、分液装置３６から排出された分離排水（Ｅ３）とともに、再び排水処理部２０において清浄化されることが可能となる。
【００４４】
（作用・効果）
有機溶剤含有ガス処理システム１は、吸着素子２２，２３の脱着処理のために、濃縮装置１１（脱着部１４）から排出された脱着ガス（Ｇ４）の残部を効果的に活用している。脱着ガス（Ｇ４）は、脱着部１４における脱着作用によって高温となっている。高温の脱着ガス（Ｇ４）を活用することによって、吸着素子２２，２３の脱着処理のために必要なエネルギーは少なくてすむ。
【００４５】
加熱装置３８は、脱着ガス（Ｇ４）を所望の温度に達するまで加熱する。脱着ガス（Ｇ４）が脱着部１４から排出された時点で所望の温度に達している場合には、加熱装置３８を設けない（または加熱装置３８を駆動させない）ことも可能である。
【００４６】
有機溶剤含有ガス処理システム１によれば、有機溶剤回収部１０のバックアップ装置として排水処理部２０が機能する。排水処理部２０から排出される２次処理液（Ｅ４）は、ほとんど有機溶剤を含有しておらず、通常の下水として処理されることが可能となっている。
【００４７】
有機溶剤回収部１０および排水処理部２０において吸着処理および脱着処理が交互に連続的に繰り返される。有機溶剤含有ガス処理システム１によれば、長期にわたってシステムを停止させることなく被処理ガス（Ｇ１）の清浄化を連続的に行なうことができる。
【００４８】
［実施例］
図１を参照して、有機溶剤含有ガス処理システム１を使用して行なった性能試験およびその結果について説明する。
【００４９】
当該試験において用いた被処理ガス（Ｇ１）としては、水分およびフェノール（Phenol）系の有機溶剤を含む。被処理ガス（Ｇ１）の水成分については、湿度（ＲＨ）が５０％、流量が５８．３ｋｇ／ｈｒである。被処理ガス（Ｇ１）の有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が１００ｐｐｍ、流量が２ｋｇ／ｈｒである。
【００５０】
被処理ガス（Ｇ１）とともに吸着部１２に導入される未凝縮ガス（Ｇ５）の水成分については、流量が６７．０ｋｇ／ｈｒである。未凝縮ガス（Ｇ５）の有機溶剤（フェノール）成分については、濃度４０ｐｐｍ、流量が０．１ｋｇ／ｈｒである。
【００５１】
被処理ガス（Ｇ１）と未凝縮ガス（Ｇ５）とが混合されることによって得られる混合ガスの各成分を測定したところ、水成分については湿度が５２％、流量が５９．３ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については濃度が９５ｐｐｍ、流量が２．１ｋｇ／ｈｒである。
【００５２】
この混合ガスは濃縮装置１１の吸着部１２に導入される。清浄化された処理ガス（Ｇ２）は吸着部１２から排出される。処理ガス（Ｇ２）の各成分を測定したところ、水成分については、湿度が５６．０ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が６ｐｐｍ、流量が０．１ｋｇ／ｈｒである。処理ガス（Ｇ２）は十分に清浄化されていることがわかる。
【００５３】
有機溶剤を吸着した脱着部１４における吸着素子１３に対して、加熱ガス（Ｇ３）が導入される。脱着部１４から脱着ガス（Ｇ４）が排出される。この脱着ガス（Ｇ４）の一部とともに、排水処理部２０からの脱着ガス（Ｇ７）が凝縮器３４に導入される。脱着ガス（Ｇ７）の各成分を測定したところ、水成分については流量１２．２ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が１５００ｐｐｍ、流量が０．２９ｋｇ／ｈｒである。
【００５４】
脱着ガス（Ｇ４）の一部と脱着ガス（Ｇ７）とは混合されて混合ガスを形成する。この混合ガスの各成分を測定したところ、水成分については、流量が８９．５ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が１０００ｐｐｍ、流量が２．０ｋｇ／ｈｒである。この混合ガスは凝縮器３４に導入される。
【００５５】
凝縮器３４において上記の混合ガスは冷却される。凝縮器３４からは、冷却によっては凝縮しなかった未凝縮ガス（Ｇ５）が排出される。上述のとおり、未凝縮ガス（Ｇ５）の水成分については、流量が６７．０ｋｇ／ｈｒである。未凝縮ガス（Ｇ５）の有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が４０ｐｐｍ、流量が０．１ｋｇ／ｈｒである。未凝縮ガス（Ｇ５）は、被処理ガス（Ｇ１）とともに吸着部１２に導入される。
【００５６】
凝縮器３４の冷却によって得られた凝縮液（Ｅ１）の各成分を測定したところ、水成分については流量が４．０ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については流量が１．９ｋｇ／ｈｒである。
【００５７】
凝縮液（Ｅ１）は、分液装置３６によって分液される。分液によって得られる１次処理液（Ｅ２）の各成分を測定したところ、水成分についてはほとんど含まれておらず（流量が０．０５ｋｇ／ｈｒ）、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が１．６８ｋｇ／ｈｒである。有機溶剤が、１次処理液（Ｅ２）として適切に回収可能なことがわかる。
【００５８】
分液によって得られる分離排水（Ｅ３）の各成分を測定したところ、水成分については流量が４ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については濃度が１００００ｍｇ／Ｌ、流量が０．０４ｋｇ／ｈｒである。分液装置３６の分液によっても、分離排水（Ｅ３）には有機溶剤が微量に含まれていることがわかる。
【００５９】
分離排水（Ｅ３）は、排水処理部２０の吸着部（処理槽２１または処理槽２２）に導入される。当該吸着部における吸着によって、分離排水（Ｅ３）は清浄化されて２次処理液（Ｅ４）として排出される。２次処理液（Ｅ４）の各成分を測定したところ、水成分については流量が３．０ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤（フェノール）成分については、濃度が０．５ｍｇ／Ｌ、流量が１．５ｍｇ／ｈｒである。排水処理部２０の清浄化によって、２次処理液（Ｅ４）としては、通常の下水として処理されることが可能となっていることがわかる。
【００６０】
上述のとおり、加熱装置３８による脱着処理によって排水処理部２０から排出される脱着ガス（Ｇ７）の各成分は、水成分については、流量が１２．２ｋｇ／ｈｒ、有機溶剤成分については、濃度が１５００ｐｐｍ、流量が０．２９ｋｇ／ｈｒである。加熱装置３８によって、吸着素子２３，２４に対して適切に脱着処理が実施されていることがわかる。
【００６１】
また、濃縮装置１１から排出された高温の脱着ガス（Ｇ４）を排水処理部２０の脱着処理に活用しない場合には、加熱ガスの加温に水蒸気を年間８７００ｈｒ稼動した場合の水蒸気の使用量は約３１ｔ／年であるのに対して、濃縮装置１１から排出された高温の脱着ガス（Ｇ４）を排水処理部２０の脱着処理に活用した場合には、同条件下において、水蒸気の使用量は約２ｔ／年である。これにより、高温の脱着ガス（Ｇ４）を活用することによって、吸着素子２２，２３の脱着処理のために必要なエネルギーが少なくてすむことが確認できた。
【００６２】
以上、本発明に基づいた実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１ 有機溶剤含有ガス処理システム、１０ 有機溶剤回収部、１１ 濃縮装置、１２ 吸着部、１３，２３，２４ 吸着素子、１４ 脱着部、１５ 筒軸、２０ 排水処理部、２１ 処理槽、２２ 処理槽、３０ 送風機、３２，３８ 加熱装置、３４ 凝縮器、３６ 分液装置、Ａ 矢印、Ｌ１〜Ｌ２４ 配管ライン、Ｖ６〜Ｖ９，Ｖ１２〜Ｖ１５，Ｖ１７〜Ｖ２４ バルブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を回収する有機溶剤回収部と、前記有機溶剤回収部から排出された分離排水を清浄化する排水処理部とを備えた有機溶剤含有ガス処理システムであって、
前記有機溶剤回収部は、
第１吸着素子を含み、前記第１吸着素子に前記有機溶剤を含有する被処理ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記第１吸着素子に吸着させるとともに清浄化された処理ガスを排出する第１吸着部と、前記第１吸着素子に第１加熱ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記第１吸着素子から脱着させるとともに前記有機溶剤を含有する第１脱着ガスを排出する第１脱着部と、を有する濃縮装置と、
前記第１脱着部から排出された前記第１脱着ガスの一部が導入され、前記第１脱着ガスの前記一部を凝縮させて凝縮液として排出する凝縮器と、
前記凝縮液が導入され、比重差に基づいて前記凝縮液を分液し、分液された前記凝縮液の一方を前記有機溶剤を含有する１次処理液として回収するとともに、分液された前記凝縮液の他方を前記１次処理液に比べて低濃度の前記有機溶剤を含有する前記分離排水として排出する分液装置と、から構成され、
前記排水処理部は、
第２吸着素子を含み、前記第２吸着素子に前記分離排水が導入されることによって前記有機溶剤を前記第２吸着素子に吸着させるとともに清浄化された２次処理液を排出する第２吸着部と、前記第２吸着素子に第２加熱ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記第２吸着素子から脱着させるとともに前記有機溶剤を含有する第２脱着ガスとして排出する第２脱着部と、から構成され、
前記第２加熱ガスは、前記濃縮装置における前記第１脱着部から排出された前記第１脱着ガスの残部を含む、
有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項２】
前記第２脱着ガスは、前記濃縮装置における前記第１脱着部から排出された前記第１脱着ガスの前記一部とともに前記凝縮器に導入される、
請求項１に記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項３】
前記排水処理部は、前記第２吸着素子にガスを吹き付けることによって前記第２吸着素子に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する、
請求項１または２に記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項４】
前記第１吸着素子は、筒状に形成されるとともに筒軸周りに回転可能に構成され、
前記第１吸着素子が前記筒軸周りに回転することによって、前記第１吸着部において前記被処理ガス中の前記有機溶剤を吸着した前記第１吸着素子は連続的に前記第１脱着部に移行する、
請求項１から３のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項５】
前記第１吸着素子は、ハニカム構造を有している、
請求項１から４のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項６】
前記第２吸着素子は、活性炭、活性炭素繊維、およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含む、
請求項１から５のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項１】
有機溶剤を回収する有機溶剤回収部と、前記有機溶剤回収部から排出された分離排水を清浄化する排水処理部とを備えた有機溶剤含有ガス処理システムであって、
前記有機溶剤回収部は、
第１吸着素子を含み、前記第１吸着素子に前記有機溶剤を含有する被処理ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記第１吸着素子に吸着させるとともに清浄化された処理ガスを排出する第１吸着部と、前記第１吸着素子に第１加熱ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記第１吸着素子から脱着させるとともに前記有機溶剤を含有する第１脱着ガスを排出する第１脱着部と、を有する濃縮装置と、
前記第１脱着部から排出された前記第１脱着ガスの一部が導入され、前記第１脱着ガスの前記一部を凝縮させて凝縮液として排出する凝縮器と、
前記凝縮液が導入され、比重差に基づいて前記凝縮液を分液し、分液された前記凝縮液の一方を前記有機溶剤を含有する１次処理液として回収するとともに、分液された前記凝縮液の他方を前記１次処理液に比べて低濃度の前記有機溶剤を含有する前記分離排水として排出する分液装置と、から構成され、
前記排水処理部は、
第２吸着素子を含み、前記第２吸着素子に前記分離排水が導入されることによって前記有機溶剤を前記第２吸着素子に吸着させるとともに清浄化された２次処理液を排出する第２吸着部と、前記第２吸着素子に第２加熱ガスが導入されることによって前記有機溶剤を前記第２吸着素子から脱着させるとともに前記有機溶剤を含有する第２脱着ガスとして排出する第２脱着部と、から構成され、
前記第２加熱ガスは、前記濃縮装置における前記第１脱着部から排出された前記第１脱着ガスの残部を含む、
有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項２】
前記第２脱着ガスは、前記濃縮装置における前記第１脱着部から排出された前記第１脱着ガスの前記一部とともに前記凝縮器に導入される、
請求項１に記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項３】
前記排水処理部は、前記第２吸着素子にガスを吹き付けることによって前記第２吸着素子に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する、
請求項１または２に記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項４】
前記第１吸着素子は、筒状に形成されるとともに筒軸周りに回転可能に構成され、
前記第１吸着素子が前記筒軸周りに回転することによって、前記第１吸着部において前記被処理ガス中の前記有機溶剤を吸着した前記第１吸着素子は連続的に前記第１脱着部に移行する、
請求項１から３のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項５】
前記第１吸着素子は、ハニカム構造を有している、
請求項１から４のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【請求項６】
前記第２吸着素子は、活性炭、活性炭素繊維、およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含む、
請求項１から５のいずれかに記載の有機溶剤含有ガス処理システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−５５８２２（Ｐ２０１２−５５８２２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２００９７４（Ｐ２０１０−２００９７４）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
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