有機溶剤回収システム
【課題】有機溶剤が十分に吸着除去された排ガスのみを排気する。
【解決手段】有機溶剤を可逆的に吸着および脱着可能な吸着素子を有する有機溶剤濃縮装置２００と、有機溶剤濃縮装置２００により有機溶剤が濃縮された排ガスを冷却して有機溶剤を凝縮させて回収する冷却回収装置とを備える。吸着素子は、所定の温度以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、所定の温度より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着する。有機溶剤濃縮装置２００は、所定の温度以上の排ガスを通流される脱着部、および、所定の温度より低い排ガスを通流される吸着部を含む。有機溶剤回収システムは、吸着部を通流した所定の温度より低い排ガスのうち、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスＧ１０ａのみを系外に排気する。
【解決手段】有機溶剤を可逆的に吸着および脱着可能な吸着素子を有する有機溶剤濃縮装置２００と、有機溶剤濃縮装置２００により有機溶剤が濃縮された排ガスを冷却して有機溶剤を凝縮させて回収する冷却回収装置とを備える。吸着素子は、所定の温度以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、所定の温度より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着する。有機溶剤濃縮装置２００は、所定の温度以上の排ガスを通流される脱着部、および、所定の温度より低い排ガスを通流される吸着部を含む。有機溶剤回収システムは、吸着部を通流した所定の温度より低い排ガスのうち、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスＧ１０ａのみを系外に排気する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶剤回収システムに関し、特に、排ガスから有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスから有機溶剤を回収する有機溶剤含有ガス処理システムを開示した先行文献として特許文献１がある。特許文献１に記載された有機溶剤含有ガス処理システムにおいては、吸着材を含有した吸着素子により有機溶剤含有ガス中の有機溶剤を吸着除去させると共に、一方で吸着した有機溶剤を加熱空気により脱着させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４４５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸着素子の有機溶剤を吸着する性能は、吸着素子の温度が高くなると低くなる。そのため、排ガスの温度によっては吸着素子の吸着性能が十分に発揮されずに有機溶剤の吸着除去が不十分となる場合がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、有機溶剤が十分に吸着除去された排ガスのみを排気することができる、有機溶剤回収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】
【０００６】
本発明に基づく有機溶剤回収システムは、有機溶剤を含有する排ガスを循環させつつ排ガスから有機溶剤を分離して回収する有機溶剤回収システムである。有機溶剤回収システムは、有機溶剤を可逆的に吸着および脱着可能な吸着素子を有する有機溶剤濃縮装置と、有機溶剤濃縮装置により有機溶剤が濃縮された排ガスを冷却して有機溶剤を凝縮させて回収する冷却回収装置とを備える。吸着素子は、所定の温度以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、所定の温度より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着する。有機溶剤濃縮装置は、所定の温度以上の排ガスを通流される脱着部、および、所定の温度より低い排ガスを通流される吸着部を含む。有機溶剤回収システムは、吸着部を通流した所定の温度より低い排ガスのうち、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスのみを系外に排気する。
【０００７】
好ましくは、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスの一部のみを系外に排気し、排ガスの残部を系内で循環させる。
【０００８】
本発明の一形態においては、有機溶剤濃縮装置が、回転軸および回転軸の周囲に吸着素子が位置して回転軸の軸方向に排ガスを通流される筒状吸着体を含む。所定の温度以上の排ガスは、筒状吸着体の軸方向の一方端側から筒状吸着体の一部に通流される。所定の温度より低い排ガスは、筒状吸着体の軸方向の他方端側から筒状吸着体の他の一部に通流される。筒状吸着体が回転軸を中心に回転されることにより、一部が脱着部となり、かつ、他の一部が吸着部となる。
【０００９】
好ましくは、有機溶剤濃縮装置が、筒状吸着体の一方端側の端部に、吸着部を通流して有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスのみを排気する排気部を有する。
【００１０】
本発明の一形態においては、排気部が、回転軸を中心に筒状吸着体に対して移動可能である。
【００１１】
好ましくは、有機溶剤濃縮装置が、脱着部と吸着部との間に、吸着部を通流した所定の温度より低い排ガスを通流されるパージ部をさらに有する。筒状吸着体が回転軸を中心に回転されることにより、筒状吸着体の一部が脱着部の終端と吸着部の始端との間でパージ部となる。パージ部に排ガスが通流されることにより、パージ部の吸着素子が冷却される。パージ部を通流された排ガスは、冷却回収装置により冷却された排ガスと混合されて吸着部に通流される。
【００１２】
本発明の一形態においては、パージ部を通流された排ガスの一部は、脱着部または冷却回収装置に通流される。パージ部を通流された排ガスの残部は、冷却回収装置により冷却された排ガスと混合されて吸着部に通流される。吸着部に通流される排ガスの残部と冷却された排ガスとの流量比を調節することにより、吸着部に通流される排ガスの温度を調節する。
【００１３】
好ましくは、有機溶剤濃縮装置におけるパージ部の吸着部に対する割合は、５％以上５０％以下である。
【００１４】
本発明の一形態においては、有機溶剤は、ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、またはｎ−デカンである。
【００１５】
本発明の一形態においては、上記の所定の濃度が５０ｐｐｍである。
好ましくは、吸着素子が、活性炭または疎水性ゼオライトを含有している。
【００１６】
本発明の一形態においては、上記の所定の温度が５０℃である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、有機溶剤が十分に吸着除去された排ガスのみを排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１に係る有機溶剤回収システムの構成を示す系統図である。
【図２】同実施形態に係る有機溶剤濃縮装置の構造を通流される排ガスとともに示す斜視図である。
【図３】同実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、吸着処理され後の排ガスの有機溶剤濃度によって吸着部を複数の吸着領域に区分けして示す筒状吸着体の側面図である。
【図４】同実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、吸着処理され後の排ガスの有機溶剤濃度を吸着部の吸着領域ごとに示す図である。
【図５】同実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、排ガスを系外に排出するためのチャンバーを配置した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る有機溶剤回収システムの構成を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態１に係る有機溶剤回収システムについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００２０】
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る有機溶剤回収システムの構成を示す系統図である。図１に示すように、本発明の実施形態１に係る有機溶剤回収システム１には、各種工場または研究施設などに設けられて、有機溶剤を含有する排ガスを排出する生産設備１０００が含まれている。
【００２１】
本実施形態に係る有機溶剤回収システム１は、生産設備１０００から排出された有機溶剤を含有する排ガスを循環させつつ排ガスから有機溶剤を分離して回収する有機溶剤回収システムである。
【００２２】
有機溶剤回収システム１においては、生産設備１０００と有機溶剤濃縮装置２００と冷却器３００および回収タンク４００を有する冷却回収装置と熱交換器６００と給気ヒータ１００とが接続されている。以下、各構成の機能を説明する。
【００２３】
有機溶剤濃縮装置２００は、有機溶剤を可逆的に吸着および脱着可能な吸着素子を有する。吸着素子は、所定の温度以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、所定の温度より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着する。
【００２４】
本実施形態においては、活性炭を含有する吸着素子を用いたが、疎水性ゼオライトを含有する吸着素子を用いてもよい。活性炭および疎水性ゼオライトを含有する吸着素子を用いた場合には、約５０℃以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、約５０℃より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着する。また、本実施形態の排ガスは、ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびｎ−デカンなどの有機溶剤を含有する排ガスである。
【００２５】
有機溶剤濃縮装置２００は、所定の温度以上の排ガスを通流される脱着部２１、および、所定の温度より低い排ガスを通流される吸着部２２を含む。本実施形態においては、有機溶剤濃縮装置２００は、脱着部２１と吸着部２２との間に、吸着部２２を通流した所定の温度より低い排ガスを通流されるパージ部２３をさらに有する。ただし、有機溶剤濃縮装置２００は、パージ部２３を有さなくてもよい。
【００２６】
冷却回収装置は、上述の通り冷却器３００および回収タンク４００を有し、有機溶剤濃縮装置２００により有機溶剤が濃縮された排ガスを冷却して有機溶剤を凝縮させて回収する。冷却器３００は、冷却水などを用いて排ガスを冷却して凝縮させることにより、有機溶剤を高濃度に含有する回収液と、有機溶剤を低濃度に含有する排ガスとを分離する。有機溶剤を高濃度に含有する回収液は、回収タンク４００に回収される。
【００２７】
熱交換器６００においては、異なる配管を通流される排ガス同士の間で熱交換が行なわれる。給気ヒータ１００は、生産設備１０００に給気される排ガスを所定の温度まで加熱する。
【００２８】
以下、各構成の接続関係について説明する。
生産設備１０００と有機溶剤濃縮装置２００とは、配管Ｌ１により接続され、配管Ｌ１にはバルブＶ１１１が設けられている。配管Ｌ１は、有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１に接続されている。
【００２９】
有機溶剤濃縮装置２００と熱交換器６００とは、配管Ｌ５により接続されている。配管Ｌ５は、有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１に接続されている。配管Ｌ１の生産設備１０００とバルブＶ１１１との間の位置に、配管Ｌ５と繋がった配管Ｌ９が接続されている。配管Ｌ９にはバルブＶ１１２が設けられている。
【００３０】
熱交換器６００と冷却器３００とは、配管Ｌ７により接続されている。冷却器３００と回収タンク４００とは、配管Ｌ６により接続されている。冷却器３００と有機溶剤濃縮装置２００とは、配管Ｌ２により接続されている。配管Ｌ２は、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に接続されている。
【００３１】
有機溶剤濃縮装置２００と熱交換器６００とは、配管Ｌ３により接続されている。配管Ｌ３にはバルブＶ１１３が設けられている。配管Ｌ３の有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２とバルブＶ１１３との間の位置に、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３に繋がった配管Ｌ１０が接続されている。配管Ｌ１０にはバルブＶ１１４が設けられている。配管Ｌ２には、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３に繋がった配管Ｌ１１が接続されている。
【００３２】
熱交換器６００と給気ヒータ１００とは、配管Ｌ８により接続されている。給気ヒータ１００と生産設備１０００とは、配管Ｌ４により接続されている。有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２には、排ガスを系外に排気するための配管Ｌ１２が接続されている。配管Ｌ１２には、配管Ｌ８に繋がった配管Ｌ１３が接続されている。配管Ｌ１３にはバルブＶ１１７が設けられている。
【００３３】
図１においては、簡単のため、熱交換器６００を２つ図示しているが、設けられる熱交換器は１つでよい。熱交換器６００は、配管Ｌ３，Ｌ８間の熱エネルギーと、配管Ｌ５，Ｌ７間の熱エネルギーとを交換することができる。
【００３４】
以下、有機溶剤回収システム１を循環する排ガスの流動経路について説明する。
図１に示すように、生産設備１０００から排出された排ガスＧ１の少なくとも一部は、配管Ｌ１内を通過して有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１に通流される排ガスＧ１ａとなる。排ガスＧ１の残部は、配管Ｌ９内を通過して脱着部２１を通流せずに配管Ｌ５内に到達する排ガスＧ１ｂとなる。
【００３５】
たとえば、排ガスＧ１は、風量が３８０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が１８３０ｐｐｍ、温度が１１０℃である。排ガスＧ１ａと排ガスＧ１ｂとの流量比は、バルブＶ１１１およびバルブＶ１１２の開閉により調節される。
【００３６】
排ガスＧ１ａは、有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１を通流することにより排ガスＧ２となる。排ガスＧ１ａは、５０℃以上の温度であるため、脱着部２１の吸着素子が吸着していた有機溶剤を脱着させる。なお、排ガスＧ１ａの温度が５０℃より低くなる場合には、排ガスＧ１ａを昇温させるための再生ヒータを配管Ｌ１の区間に設けてもよい。
【００３７】
その結果、排ガスＧ２の有機溶剤濃度は、排ガスＧ１ａの有機溶剤濃度より高くなる。たとえば、排ガスＧ２は、風量が３８０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が２７６３ｐｐｍ、温度が９４℃である。この場合、バルブＶ１１２は完全に閉鎖されている。
【００３８】
排ガスＧ２は、排ガスＧ１ｂと混合されて熱交換器６００に通流されることにより、熱を放出して排ガスＧ３となる。たとえば、排ガスＧ３は、風量が３８０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が２７６３ｐｐｍ、温度が７１℃である。
【００３９】
排ガスＧ３は、冷却器３００に通流されて冷却されることにより、含有していた有機溶剤の一部を凝縮されて分離される。本実施形態においては、冷却器３００により分離されて回収タンク４００に回収されるＮＭＰ（ｎ−メチル−２−ピロリドン）の濃度は、９７ｗｔ％である。
【００４０】
冷却器３００を通流された排ガスＧ４は、温度が５０℃以下となるように冷却されている。たとえば、排ガスＧ４は、風量が３８０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が１０００ｐｐｍ、温度が３７℃である。排ガスＧ４はパージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂと混合されて排ガスＧ５になって、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流される。排ガスＧ５が５０℃以下の温度となるように、排ガスＧ６ｂの排ガスＧ４への混合量が調節される。
【００４１】
たとえば、排ガスＧ６ｂは、風量が３０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が５００ｐｐｍ、温度が１００℃である。たとえば、排ガスＧ５は、風量が４１０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が９６３ｐｐｍ、温度が４２℃である。
【００４２】
排ガスＧ５は、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２を通流することにより含有する有機溶剤を吸着される。吸着部２２を通流した排ガスの一部は、パージ部２３に通流される排ガスＧ６ａとなる。吸着部２２を通流した排ガスのうち、含有する有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスは外部に通じる配管Ｌ１２内に送られる。吸着部２２を通流した排ガスの残部は、熱交換器６００に通流される排ガスＧ７となる。たとえば、排ガスＧ７は、風量が３４２ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が３０ｐｐｍ、温度が４８℃である。
【００４３】
排ガスＧ７は、熱交換器６００に通流されることにより、熱を吸収して排ガスＧ８となる。たとえば、排ガスＧ８は、風量が３４２ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が３０ｐｐｍ、温度が７１℃である。
【００４４】
排ガスＧ８は、給気ヒータ１００に通流されることにより昇温されて排ガスＧ９となる。たとえば、排ガスＧ９は、風量が３４２ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が３０ｐｐｍ、温度が１２０℃である。排ガスＧ９は、生産設備１０００で新たに排気された排ガスと混合されて排ガスＧ１となって系内を循環する。
【００４５】
有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２から配管Ｌ１２内に送られた排ガスの一部は、配管Ｌ１３内を通過して熱交換器６００を通流せずに配管Ｌ８内に到達する排ガスＧ１０ｂとなる。有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２から配管Ｌ１２内に送られた排ガスの残部は、外部に排気される排ガスＧ１０ａとなる。たとえば、排ガスＧ１０ａは、風量が３８ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が５ｐｐｍ、温度が４３℃である。この場合、バルブＶ１１７は完全に閉鎖されている。
【００４６】
以下、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置２００の構造について説明する。
図２は、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置の構造を通流される排ガスとともに示す斜視図である。なお、図２においては、後述するチャンバーは図示していない。
【００４７】
図２に示すように、本実施形態の有機溶剤濃縮装置２００はローター式であり、回転軸２１１および回転軸２１１の周囲に吸着素子が位置して回転軸２１１の軸方向に排ガスを通流される筒状吸着体２１０を含む。回転軸２１１は、図示しないアクチュエータなどにより回転駆動される。
【００４８】
具体的には、筒状吸着体２１０は、ハニカム構造の吸着素子が同心円状に複数の層に亘って積層されている。図２において、紙面の手前側に位置する筒状吸着体２１０の端部を、筒状吸着体２１０の回転軸２１１の軸方向における一方端２１４とする。一方、紙面の奥側に位置する筒状吸着体２１０の端部を、筒状吸着体２１０の回転軸２１１の軸方向における他方端２１５とする。
【００４９】
所定の温度である５０℃以上の排ガスＧ１ａは、筒状吸着体２１０の一方端２１４側から筒状吸着体２１０の一部である脱着部２１に通流されて排ガスＧ２となる。
【００５０】
所定の温度である５０℃より低い排ガスＧ５は、筒状吸着体２１０の他方端２１５側から筒状吸着体２１０の他の一部である吸着部２２に通流される。吸着部２２に通流されて有機溶剤が所定の濃度である５０ｐｐｍ以下となった排ガスの一部である排ガスＧ１０ａは系外に排気される。残りの排ガスＧ７，Ｇ６ａ，Ｇ１０ｂは、排気されずに再び系内を循環する。
【００５１】
筒状吸着体２１０が回転軸２１１を中心に回転されることにより、筒状吸着体２１０の一部が脱着部２１となり、かつ、筒状吸着体２１０の他の一部が吸着部２２となる。また、筒状吸着体２１０の一部が脱着部２１の終端と吸着部２２の始端との間でパージ部２３となる。本実施形態においては、筒状吸着体２１０の上半分が吸着部２２となり、下半分のうちの一部が脱着部２１となり、脱着部２１と吸着部２２との間の斜め下方の一部がパージ部２３となる。
【００５２】
筒状吸着体２１０は、回転軸２１１を回転中心として、図中の矢印２０１で示す方向に所定の速度で回転する。これにより、筒状吸着体２１０の吸着素子は、吸着部２２から脱着部２１に移動し、脱着部２１からパージ部２３を経て再び吸着部２２に移動する。このように筒状吸着体２１０を回転させながら排ガスを処理することにより、吸着処理と脱着処理とパージ処理とを同時に行ないつつ、連続的に有機溶剤の回収を行なうことができる。
【００５３】
パージ部２３は、パージ部２３に所定の温度より低い排ガスが通流されることにより、パージ部２３の吸着素子を冷却するために設けられている。パージ部２３の吸着部２２に対する割合は、５％以上５０％以下であることが好ましい。この割合が５％より小さい場合、吸着素子を所望の温度まで冷却することができない。この割合が５０％より大きい場合、筒状吸着体における有機溶剤の吸着処理を行なう部分の割合が小さくなりすぎて有機溶剤の回収効率が低下する。
【００５４】
図３は、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、吸着処理され後の排ガスの有機溶剤濃度によって吸着部を複数の吸着領域に区分けして示す筒状吸着体の側面図である。
【００５５】
図４は、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、吸着処理され後の排ガスの有機溶剤濃度を吸着部の吸着領域ごとに示す図である。図４においては、縦軸に吸着処理後の排ガスに含まれる有機溶剤の濃度を、横軸に吸着領域を示している。
【００５６】
図３に示すように、吸着部２２は４つの吸着領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に区分けされる。吸着領域Ａ１は、筒状吸着体２１０の回転方向において、吸着部２２の中で最も脱着部２１に近い領域であって、十分に吸着素子が冷却されていない領域である。本実施形態においては、パージ部２３を設けて吸着素子の冷却を行なっているが、吸着領域Ａ１，Ａ２では吸着素子の冷却が十分ではない。
【００５７】
吸着領域Ａ２は、吸着領域Ａ１に比較して吸着素子は冷却されているが、吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度を所定の濃度Ｌ以下に低減可能な程度にまで吸着素子が冷却されていない領域である。所定の濃度Ｌは、系外に排気可能な排ガスの有機溶剤の許容濃度である。上述の通り、本実施形態においては、所定の濃度Ｌは５０ｐｐｍである。
【００５８】
吸着領域Ａ３は、吸着素子が十分に冷却されて吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度を所定の濃度Ｌ以下に低減可能な領域である。吸着領域Ａ４は、吸着素子が十分に冷却されて吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度を所定の濃度Ｌ以下に低減可能な領域である。ただし、筒状吸着体２１０の回転速度が遅い場合には、吸着領域Ａ４において吸着素子が飽和して破過することがある。
【００５９】
図４に示すように、吸着領域Ａ１に位置する吸着素子による吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度は、所定の濃度Ｌを大幅に超えている。吸着領域Ａ２に位置する吸着素子による吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度は、所定の濃度Ｌを越えている。吸着領域Ａ３および吸着領域Ａ４に位置する吸着素子による吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度は、所定の濃度Ｌ以下となっている。仮に、吸着領域Ａ４において破過が起きた場合、図４に示す吸着領域Ａ４における有機溶剤濃度が所定の濃度Ｌより高くなる。
【００６０】
本実施形態の有機溶剤回収システム１においては、有機溶剤が所定の濃度Ｌ以下となった排ガスのみを系外に排気する。言い換えると、筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ３，Ａ４を通流された排ガスのみを系外に排気する。吸着領域Ａ４において破過が起きている場合には、筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ３を通流された排ガスのみを系外に排気する。
【００６１】
図５は、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、排ガスを系外に排出するためのチャンバーを配置した状態を示す斜視図である。なお、図５においては、排ガスを系内で循環させるためのチャンバーは図示していない。
【００６２】
図５に示すように、筒状吸着体２１０の一方端２１４側の端部に、吸着領域Ａ３を通流された排ガスＧ１０ａを排気するための排気部であるチャンバー２１２が配置される。チャンバー２１２には、排気筒２１３が接続されている。排気筒２１３は、図１に示す配管Ｌ１２に相当する。なお、排気部はチャンバーに限られず、配管など排気可能な構造を有するものであればよい。
【００６３】
筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ３を通流されて有機溶剤が所定の濃度Ｌ以下となった排ガスＧ１０ａは、チャンバー２１２内から排気筒２１３を通過して系外に排気される。本実施形態においては、吸着領域Ａ３に対応する位置にチャンバー２１２を配置したが、吸着領域Ａ３と吸着領域Ａ４との両方に対応する位置にチャンバー２１２を配置してもよいし、吸着領域Ａ４に対応する位置のみにチャンバー２１２を配置してもよい。
【００６４】
この構成により、有機溶剤が十分に吸着除去されて所定の濃度Ｌ以下の有機溶剤を含む排ガスのみを排気できるため、環境への負荷を低減することができる。
【００６５】
また、筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ１を通流されて有機溶剤濃度の高い排ガスは系外に排気されないため、系外に排気される排ガスの平均有機溶剤濃度を低減することができる。そのため、有機溶剤回収システム１から系外に排気される排ガスの平均有機溶剤濃度を所定の濃度Ｌ以下にするために必要な筒状吸着体２１０の大きさを小さくすることができる。よって、有機溶剤回収システム１の小型化を図ることができる。
【００６６】
チャンバー２１２は、回転軸２１１を中心に筒状吸着体２１０に対して移動可能に設けられてもよい。この場合、筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ３および吸着領域Ａ４の中で最も有機溶剤濃度が低くなる吸着領域の位置に対応してチャンバー２１２の位置を変更することができる。この構成により、有機溶剤濃度を最も低くすることができる吸着領域を通流された排ガスのみを系外に排気することができる。
【００６７】
本実施形態においては、図１に示すバルブＶ１１７を開いて、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスのうちの一部である排ガスＧ１０ａを排気し、残部である排ガスＧ１０ｂを系内で循環させることができる。この場合、系外に排気される排ガスＧ１０ａの風量が減少するため、有機溶剤濃縮装置システムから排気される有機溶剤の総量を低減することができる。その結果、排気される排ガスに含まれる有機溶剤濃度のみならず、排出される有機溶剤の総量を調節することができる。
【００６８】
なお、本実施形態における有機溶剤回収システム１においては、排ガスＧ１の温度の一例として１１０℃を想定した場合を示しているが、生産設備から排出される排ガスＧ１の温度としては、５０℃〜２００℃が想定される。
【００６９】
以下、本発明の実施形態２に係る有機溶剤回収システムについて説明する。なお、実施形態２に係る有機溶剤回収システムは、有機溶剤濃縮装置のパージ部と繋がった配管の経路のみ実施形態１の有機溶剤回収システムと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
【００７０】
(実施形態２)
図６は、本発明の実施形態２に係る有機溶剤回収システムの構成を示す系統図である。図６に示すように、本発明の実施形態２に係る有機溶剤回収システム１０においては、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３と繋がった配管Ｌ１１と配管Ｌ５とが配管Ｌ１４により接続されている。配管Ｌ１４にはバルブＶ１１５が設けられている。
【００７１】
配管Ｌ１４のバルブＶ１１５と配管Ｌ１１との間の位置に、配管Ｌ１のバルブＶ１１１と有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１との間の位置に繋がった配管Ｌ１５が接続されている。配管Ｌ１５にはバルブＶ１１６が設けられている。
【００７２】
上記のように接続することにより、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂの一部を、排ガスＧ１ａと混合して有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１に通流させることが可能になる。また、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂの一部を、排ガスＧ２と混合して熱交換器に通流させて排ガスＧ３として冷却回収装置に通流させることが可能になる。さらに、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂの残部を、排ガスＧ４と混合して排ガスＧ５として有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流させることが可能になる。
【００７３】
バルブＶ１１５およびバルブＶ１１６の開閉を調節して、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流される排ガスＧ６ｂの残部と冷却された排ガスＧ４との流量比を調節することにより、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流される排ガスＧ５の温度を調節することができる。
【００７４】
有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流される排ガスＧ５の温度を調節することにより、筒状吸着体２１０の吸着部２２における吸着領域Ａ３，Ａ４の吸着部２２に占める割合を所望の割合とすることが可能となる。
【００７５】
具体的には、パージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂを全く混合せずに排ガスＧ５を吸着部２２に通流することにより、排ガスＧ５の温度が低いため吸着部２２における吸着領域Ａ３，Ａ４の吸着部２２に占める割合を高くすることができる。逆に、パージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂを全て混合して排ガスＧ５として吸着部２２に通流することにより、排ガスＧ５の温度が高くなるため吸着部２２における吸着領域Ａ３，Ａ４の吸着部２２に占める割合を低くすることができる。このようにしても、系外に排気する排ガスが系内の全体の排ガスに占める割合である排気割合を調節することができる。この場合、チャンバー２１２の大きさおよび配置を変更可能にされていることが好ましい。
【００７６】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、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。
【符号の説明】
【００７７】
１，１０ 有機溶剤回収システム、２１ 脱着部、２２ 吸着部、２３ パージ部、１００ 給気ヒータ、２００ 有機溶剤濃縮装置、２１０ 筒状吸着体、２１１ 回転軸、２１２ チャンバー、２１３ 排気筒、２１４ 一方端、２１５ 他方端、３００ 冷却器、４００ 回収タンク、６００ 熱交換器、１０００ 生産設備、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 吸着領域、Ｇ１，Ｇ１ａ，Ｇ１ｂ，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６ａ，Ｇ６ｂ，Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９，Ｇ１０ａ，Ｇ１０ｂ 排ガス、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５ 配管、Ｖ１１１，Ｖ１１２，Ｖ１１３，Ｖ１１４，Ｖ１１５，Ｖ１１６，Ｖ１１７ バルブ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶剤回収システムに関し、特に、排ガスから有機溶剤を回収する有機溶剤回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスから有機溶剤を回収する有機溶剤含有ガス処理システムを開示した先行文献として特許文献１がある。特許文献１に記載された有機溶剤含有ガス処理システムにおいては、吸着材を含有した吸着素子により有機溶剤含有ガス中の有機溶剤を吸着除去させると共に、一方で吸着した有機溶剤を加熱空気により脱着させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４４５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸着素子の有機溶剤を吸着する性能は、吸着素子の温度が高くなると低くなる。そのため、排ガスの温度によっては吸着素子の吸着性能が十分に発揮されずに有機溶剤の吸着除去が不十分となる場合がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、有機溶剤が十分に吸着除去された排ガスのみを排気することができる、有機溶剤回収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】
【０００６】
本発明に基づく有機溶剤回収システムは、有機溶剤を含有する排ガスを循環させつつ排ガスから有機溶剤を分離して回収する有機溶剤回収システムである。有機溶剤回収システムは、有機溶剤を可逆的に吸着および脱着可能な吸着素子を有する有機溶剤濃縮装置と、有機溶剤濃縮装置により有機溶剤が濃縮された排ガスを冷却して有機溶剤を凝縮させて回収する冷却回収装置とを備える。吸着素子は、所定の温度以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、所定の温度より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着する。有機溶剤濃縮装置は、所定の温度以上の排ガスを通流される脱着部、および、所定の温度より低い排ガスを通流される吸着部を含む。有機溶剤回収システムは、吸着部を通流した所定の温度より低い排ガスのうち、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスのみを系外に排気する。
【０００７】
好ましくは、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスの一部のみを系外に排気し、排ガスの残部を系内で循環させる。
【０００８】
本発明の一形態においては、有機溶剤濃縮装置が、回転軸および回転軸の周囲に吸着素子が位置して回転軸の軸方向に排ガスを通流される筒状吸着体を含む。所定の温度以上の排ガスは、筒状吸着体の軸方向の一方端側から筒状吸着体の一部に通流される。所定の温度より低い排ガスは、筒状吸着体の軸方向の他方端側から筒状吸着体の他の一部に通流される。筒状吸着体が回転軸を中心に回転されることにより、一部が脱着部となり、かつ、他の一部が吸着部となる。
【０００９】
好ましくは、有機溶剤濃縮装置が、筒状吸着体の一方端側の端部に、吸着部を通流して有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスのみを排気する排気部を有する。
【００１０】
本発明の一形態においては、排気部が、回転軸を中心に筒状吸着体に対して移動可能である。
【００１１】
好ましくは、有機溶剤濃縮装置が、脱着部と吸着部との間に、吸着部を通流した所定の温度より低い排ガスを通流されるパージ部をさらに有する。筒状吸着体が回転軸を中心に回転されることにより、筒状吸着体の一部が脱着部の終端と吸着部の始端との間でパージ部となる。パージ部に排ガスが通流されることにより、パージ部の吸着素子が冷却される。パージ部を通流された排ガスは、冷却回収装置により冷却された排ガスと混合されて吸着部に通流される。
【００１２】
本発明の一形態においては、パージ部を通流された排ガスの一部は、脱着部または冷却回収装置に通流される。パージ部を通流された排ガスの残部は、冷却回収装置により冷却された排ガスと混合されて吸着部に通流される。吸着部に通流される排ガスの残部と冷却された排ガスとの流量比を調節することにより、吸着部に通流される排ガスの温度を調節する。
【００１３】
好ましくは、有機溶剤濃縮装置におけるパージ部の吸着部に対する割合は、５％以上５０％以下である。
【００１４】
本発明の一形態においては、有機溶剤は、ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、またはｎ−デカンである。
【００１５】
本発明の一形態においては、上記の所定の濃度が５０ｐｐｍである。
好ましくは、吸着素子が、活性炭または疎水性ゼオライトを含有している。
【００１６】
本発明の一形態においては、上記の所定の温度が５０℃である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、有機溶剤が十分に吸着除去された排ガスのみを排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１に係る有機溶剤回収システムの構成を示す系統図である。
【図２】同実施形態に係る有機溶剤濃縮装置の構造を通流される排ガスとともに示す斜視図である。
【図３】同実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、吸着処理され後の排ガスの有機溶剤濃度によって吸着部を複数の吸着領域に区分けして示す筒状吸着体の側面図である。
【図４】同実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、吸着処理され後の排ガスの有機溶剤濃度を吸着部の吸着領域ごとに示す図である。
【図５】同実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、排ガスを系外に排出するためのチャンバーを配置した状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る有機溶剤回収システムの構成を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態１に係る有機溶剤回収システムについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００２０】
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る有機溶剤回収システムの構成を示す系統図である。図１に示すように、本発明の実施形態１に係る有機溶剤回収システム１には、各種工場または研究施設などに設けられて、有機溶剤を含有する排ガスを排出する生産設備１０００が含まれている。
【００２１】
本実施形態に係る有機溶剤回収システム１は、生産設備１０００から排出された有機溶剤を含有する排ガスを循環させつつ排ガスから有機溶剤を分離して回収する有機溶剤回収システムである。
【００２２】
有機溶剤回収システム１においては、生産設備１０００と有機溶剤濃縮装置２００と冷却器３００および回収タンク４００を有する冷却回収装置と熱交換器６００と給気ヒータ１００とが接続されている。以下、各構成の機能を説明する。
【００２３】
有機溶剤濃縮装置２００は、有機溶剤を可逆的に吸着および脱着可能な吸着素子を有する。吸着素子は、所定の温度以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、所定の温度より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着する。
【００２４】
本実施形態においては、活性炭を含有する吸着素子を用いたが、疎水性ゼオライトを含有する吸着素子を用いてもよい。活性炭および疎水性ゼオライトを含有する吸着素子を用いた場合には、約５０℃以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、約５０℃より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着する。また、本実施形態の排ガスは、ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよびｎ−デカンなどの有機溶剤を含有する排ガスである。
【００２５】
有機溶剤濃縮装置２００は、所定の温度以上の排ガスを通流される脱着部２１、および、所定の温度より低い排ガスを通流される吸着部２２を含む。本実施形態においては、有機溶剤濃縮装置２００は、脱着部２１と吸着部２２との間に、吸着部２２を通流した所定の温度より低い排ガスを通流されるパージ部２３をさらに有する。ただし、有機溶剤濃縮装置２００は、パージ部２３を有さなくてもよい。
【００２６】
冷却回収装置は、上述の通り冷却器３００および回収タンク４００を有し、有機溶剤濃縮装置２００により有機溶剤が濃縮された排ガスを冷却して有機溶剤を凝縮させて回収する。冷却器３００は、冷却水などを用いて排ガスを冷却して凝縮させることにより、有機溶剤を高濃度に含有する回収液と、有機溶剤を低濃度に含有する排ガスとを分離する。有機溶剤を高濃度に含有する回収液は、回収タンク４００に回収される。
【００２７】
熱交換器６００においては、異なる配管を通流される排ガス同士の間で熱交換が行なわれる。給気ヒータ１００は、生産設備１０００に給気される排ガスを所定の温度まで加熱する。
【００２８】
以下、各構成の接続関係について説明する。
生産設備１０００と有機溶剤濃縮装置２００とは、配管Ｌ１により接続され、配管Ｌ１にはバルブＶ１１１が設けられている。配管Ｌ１は、有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１に接続されている。
【００２９】
有機溶剤濃縮装置２００と熱交換器６００とは、配管Ｌ５により接続されている。配管Ｌ５は、有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１に接続されている。配管Ｌ１の生産設備１０００とバルブＶ１１１との間の位置に、配管Ｌ５と繋がった配管Ｌ９が接続されている。配管Ｌ９にはバルブＶ１１２が設けられている。
【００３０】
熱交換器６００と冷却器３００とは、配管Ｌ７により接続されている。冷却器３００と回収タンク４００とは、配管Ｌ６により接続されている。冷却器３００と有機溶剤濃縮装置２００とは、配管Ｌ２により接続されている。配管Ｌ２は、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に接続されている。
【００３１】
有機溶剤濃縮装置２００と熱交換器６００とは、配管Ｌ３により接続されている。配管Ｌ３にはバルブＶ１１３が設けられている。配管Ｌ３の有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２とバルブＶ１１３との間の位置に、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３に繋がった配管Ｌ１０が接続されている。配管Ｌ１０にはバルブＶ１１４が設けられている。配管Ｌ２には、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３に繋がった配管Ｌ１１が接続されている。
【００３２】
熱交換器６００と給気ヒータ１００とは、配管Ｌ８により接続されている。給気ヒータ１００と生産設備１０００とは、配管Ｌ４により接続されている。有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２には、排ガスを系外に排気するための配管Ｌ１２が接続されている。配管Ｌ１２には、配管Ｌ８に繋がった配管Ｌ１３が接続されている。配管Ｌ１３にはバルブＶ１１７が設けられている。
【００３３】
図１においては、簡単のため、熱交換器６００を２つ図示しているが、設けられる熱交換器は１つでよい。熱交換器６００は、配管Ｌ３，Ｌ８間の熱エネルギーと、配管Ｌ５，Ｌ７間の熱エネルギーとを交換することができる。
【００３４】
以下、有機溶剤回収システム１を循環する排ガスの流動経路について説明する。
図１に示すように、生産設備１０００から排出された排ガスＧ１の少なくとも一部は、配管Ｌ１内を通過して有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１に通流される排ガスＧ１ａとなる。排ガスＧ１の残部は、配管Ｌ９内を通過して脱着部２１を通流せずに配管Ｌ５内に到達する排ガスＧ１ｂとなる。
【００３５】
たとえば、排ガスＧ１は、風量が３８０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が１８３０ｐｐｍ、温度が１１０℃である。排ガスＧ１ａと排ガスＧ１ｂとの流量比は、バルブＶ１１１およびバルブＶ１１２の開閉により調節される。
【００３６】
排ガスＧ１ａは、有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１を通流することにより排ガスＧ２となる。排ガスＧ１ａは、５０℃以上の温度であるため、脱着部２１の吸着素子が吸着していた有機溶剤を脱着させる。なお、排ガスＧ１ａの温度が５０℃より低くなる場合には、排ガスＧ１ａを昇温させるための再生ヒータを配管Ｌ１の区間に設けてもよい。
【００３７】
その結果、排ガスＧ２の有機溶剤濃度は、排ガスＧ１ａの有機溶剤濃度より高くなる。たとえば、排ガスＧ２は、風量が３８０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が２７６３ｐｐｍ、温度が９４℃である。この場合、バルブＶ１１２は完全に閉鎖されている。
【００３８】
排ガスＧ２は、排ガスＧ１ｂと混合されて熱交換器６００に通流されることにより、熱を放出して排ガスＧ３となる。たとえば、排ガスＧ３は、風量が３８０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が２７６３ｐｐｍ、温度が７１℃である。
【００３９】
排ガスＧ３は、冷却器３００に通流されて冷却されることにより、含有していた有機溶剤の一部を凝縮されて分離される。本実施形態においては、冷却器３００により分離されて回収タンク４００に回収されるＮＭＰ（ｎ−メチル−２−ピロリドン）の濃度は、９７ｗｔ％である。
【００４０】
冷却器３００を通流された排ガスＧ４は、温度が５０℃以下となるように冷却されている。たとえば、排ガスＧ４は、風量が３８０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が１０００ｐｐｍ、温度が３７℃である。排ガスＧ４はパージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂと混合されて排ガスＧ５になって、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流される。排ガスＧ５が５０℃以下の温度となるように、排ガスＧ６ｂの排ガスＧ４への混合量が調節される。
【００４１】
たとえば、排ガスＧ６ｂは、風量が３０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が５００ｐｐｍ、温度が１００℃である。たとえば、排ガスＧ５は、風量が４１０ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が９６３ｐｐｍ、温度が４２℃である。
【００４２】
排ガスＧ５は、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２を通流することにより含有する有機溶剤を吸着される。吸着部２２を通流した排ガスの一部は、パージ部２３に通流される排ガスＧ６ａとなる。吸着部２２を通流した排ガスのうち、含有する有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスは外部に通じる配管Ｌ１２内に送られる。吸着部２２を通流した排ガスの残部は、熱交換器６００に通流される排ガスＧ７となる。たとえば、排ガスＧ７は、風量が３４２ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が３０ｐｐｍ、温度が４８℃である。
【００４３】
排ガスＧ７は、熱交換器６００に通流されることにより、熱を吸収して排ガスＧ８となる。たとえば、排ガスＧ８は、風量が３４２ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が３０ｐｐｍ、温度が７１℃である。
【００４４】
排ガスＧ８は、給気ヒータ１００に通流されることにより昇温されて排ガスＧ９となる。たとえば、排ガスＧ９は、風量が３４２ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が３０ｐｐｍ、温度が１２０℃である。排ガスＧ９は、生産設備１０００で新たに排気された排ガスと混合されて排ガスＧ１となって系内を循環する。
【００４５】
有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２から配管Ｌ１２内に送られた排ガスの一部は、配管Ｌ１３内を通過して熱交換器６００を通流せずに配管Ｌ８内に到達する排ガスＧ１０ｂとなる。有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２から配管Ｌ１２内に送られた排ガスの残部は、外部に排気される排ガスＧ１０ａとなる。たとえば、排ガスＧ１０ａは、風量が３８ＮＣＭＮ、有機溶剤濃度が５ｐｐｍ、温度が４３℃である。この場合、バルブＶ１１７は完全に閉鎖されている。
【００４６】
以下、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置２００の構造について説明する。
図２は、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置の構造を通流される排ガスとともに示す斜視図である。なお、図２においては、後述するチャンバーは図示していない。
【００４７】
図２に示すように、本実施形態の有機溶剤濃縮装置２００はローター式であり、回転軸２１１および回転軸２１１の周囲に吸着素子が位置して回転軸２１１の軸方向に排ガスを通流される筒状吸着体２１０を含む。回転軸２１１は、図示しないアクチュエータなどにより回転駆動される。
【００４８】
具体的には、筒状吸着体２１０は、ハニカム構造の吸着素子が同心円状に複数の層に亘って積層されている。図２において、紙面の手前側に位置する筒状吸着体２１０の端部を、筒状吸着体２１０の回転軸２１１の軸方向における一方端２１４とする。一方、紙面の奥側に位置する筒状吸着体２１０の端部を、筒状吸着体２１０の回転軸２１１の軸方向における他方端２１５とする。
【００４９】
所定の温度である５０℃以上の排ガスＧ１ａは、筒状吸着体２１０の一方端２１４側から筒状吸着体２１０の一部である脱着部２１に通流されて排ガスＧ２となる。
【００５０】
所定の温度である５０℃より低い排ガスＧ５は、筒状吸着体２１０の他方端２１５側から筒状吸着体２１０の他の一部である吸着部２２に通流される。吸着部２２に通流されて有機溶剤が所定の濃度である５０ｐｐｍ以下となった排ガスの一部である排ガスＧ１０ａは系外に排気される。残りの排ガスＧ７，Ｇ６ａ，Ｇ１０ｂは、排気されずに再び系内を循環する。
【００５１】
筒状吸着体２１０が回転軸２１１を中心に回転されることにより、筒状吸着体２１０の一部が脱着部２１となり、かつ、筒状吸着体２１０の他の一部が吸着部２２となる。また、筒状吸着体２１０の一部が脱着部２１の終端と吸着部２２の始端との間でパージ部２３となる。本実施形態においては、筒状吸着体２１０の上半分が吸着部２２となり、下半分のうちの一部が脱着部２１となり、脱着部２１と吸着部２２との間の斜め下方の一部がパージ部２３となる。
【００５２】
筒状吸着体２１０は、回転軸２１１を回転中心として、図中の矢印２０１で示す方向に所定の速度で回転する。これにより、筒状吸着体２１０の吸着素子は、吸着部２２から脱着部２１に移動し、脱着部２１からパージ部２３を経て再び吸着部２２に移動する。このように筒状吸着体２１０を回転させながら排ガスを処理することにより、吸着処理と脱着処理とパージ処理とを同時に行ないつつ、連続的に有機溶剤の回収を行なうことができる。
【００５３】
パージ部２３は、パージ部２３に所定の温度より低い排ガスが通流されることにより、パージ部２３の吸着素子を冷却するために設けられている。パージ部２３の吸着部２２に対する割合は、５％以上５０％以下であることが好ましい。この割合が５％より小さい場合、吸着素子を所望の温度まで冷却することができない。この割合が５０％より大きい場合、筒状吸着体における有機溶剤の吸着処理を行なう部分の割合が小さくなりすぎて有機溶剤の回収効率が低下する。
【００５４】
図３は、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、吸着処理され後の排ガスの有機溶剤濃度によって吸着部を複数の吸着領域に区分けして示す筒状吸着体の側面図である。
【００５５】
図４は、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、吸着処理され後の排ガスの有機溶剤濃度を吸着部の吸着領域ごとに示す図である。図４においては、縦軸に吸着処理後の排ガスに含まれる有機溶剤の濃度を、横軸に吸着領域を示している。
【００５６】
図３に示すように、吸着部２２は４つの吸着領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に区分けされる。吸着領域Ａ１は、筒状吸着体２１０の回転方向において、吸着部２２の中で最も脱着部２１に近い領域であって、十分に吸着素子が冷却されていない領域である。本実施形態においては、パージ部２３を設けて吸着素子の冷却を行なっているが、吸着領域Ａ１，Ａ２では吸着素子の冷却が十分ではない。
【００５７】
吸着領域Ａ２は、吸着領域Ａ１に比較して吸着素子は冷却されているが、吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度を所定の濃度Ｌ以下に低減可能な程度にまで吸着素子が冷却されていない領域である。所定の濃度Ｌは、系外に排気可能な排ガスの有機溶剤の許容濃度である。上述の通り、本実施形態においては、所定の濃度Ｌは５０ｐｐｍである。
【００５８】
吸着領域Ａ３は、吸着素子が十分に冷却されて吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度を所定の濃度Ｌ以下に低減可能な領域である。吸着領域Ａ４は、吸着素子が十分に冷却されて吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度を所定の濃度Ｌ以下に低減可能な領域である。ただし、筒状吸着体２１０の回転速度が遅い場合には、吸着領域Ａ４において吸着素子が飽和して破過することがある。
【００５９】
図４に示すように、吸着領域Ａ１に位置する吸着素子による吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度は、所定の濃度Ｌを大幅に超えている。吸着領域Ａ２に位置する吸着素子による吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度は、所定の濃度Ｌを越えている。吸着領域Ａ３および吸着領域Ａ４に位置する吸着素子による吸着処理後の排ガスの有機溶剤濃度は、所定の濃度Ｌ以下となっている。仮に、吸着領域Ａ４において破過が起きた場合、図４に示す吸着領域Ａ４における有機溶剤濃度が所定の濃度Ｌより高くなる。
【００６０】
本実施形態の有機溶剤回収システム１においては、有機溶剤が所定の濃度Ｌ以下となった排ガスのみを系外に排気する。言い換えると、筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ３，Ａ４を通流された排ガスのみを系外に排気する。吸着領域Ａ４において破過が起きている場合には、筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ３を通流された排ガスのみを系外に排気する。
【００６１】
図５は、本実施形態に係る有機溶剤濃縮装置において、排ガスを系外に排出するためのチャンバーを配置した状態を示す斜視図である。なお、図５においては、排ガスを系内で循環させるためのチャンバーは図示していない。
【００６２】
図５に示すように、筒状吸着体２１０の一方端２１４側の端部に、吸着領域Ａ３を通流された排ガスＧ１０ａを排気するための排気部であるチャンバー２１２が配置される。チャンバー２１２には、排気筒２１３が接続されている。排気筒２１３は、図１に示す配管Ｌ１２に相当する。なお、排気部はチャンバーに限られず、配管など排気可能な構造を有するものであればよい。
【００６３】
筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ３を通流されて有機溶剤が所定の濃度Ｌ以下となった排ガスＧ１０ａは、チャンバー２１２内から排気筒２１３を通過して系外に排気される。本実施形態においては、吸着領域Ａ３に対応する位置にチャンバー２１２を配置したが、吸着領域Ａ３と吸着領域Ａ４との両方に対応する位置にチャンバー２１２を配置してもよいし、吸着領域Ａ４に対応する位置のみにチャンバー２１２を配置してもよい。
【００６４】
この構成により、有機溶剤が十分に吸着除去されて所定の濃度Ｌ以下の有機溶剤を含む排ガスのみを排気できるため、環境への負荷を低減することができる。
【００６５】
また、筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ１を通流されて有機溶剤濃度の高い排ガスは系外に排気されないため、系外に排気される排ガスの平均有機溶剤濃度を低減することができる。そのため、有機溶剤回収システム１から系外に排気される排ガスの平均有機溶剤濃度を所定の濃度Ｌ以下にするために必要な筒状吸着体２１０の大きさを小さくすることができる。よって、有機溶剤回収システム１の小型化を図ることができる。
【００６６】
チャンバー２１２は、回転軸２１１を中心に筒状吸着体２１０に対して移動可能に設けられてもよい。この場合、筒状吸着体２１０の吸着領域Ａ３および吸着領域Ａ４の中で最も有機溶剤濃度が低くなる吸着領域の位置に対応してチャンバー２１２の位置を変更することができる。この構成により、有機溶剤濃度を最も低くすることができる吸着領域を通流された排ガスのみを系外に排気することができる。
【００６７】
本実施形態においては、図１に示すバルブＶ１１７を開いて、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスのうちの一部である排ガスＧ１０ａを排気し、残部である排ガスＧ１０ｂを系内で循環させることができる。この場合、系外に排気される排ガスＧ１０ａの風量が減少するため、有機溶剤濃縮装置システムから排気される有機溶剤の総量を低減することができる。その結果、排気される排ガスに含まれる有機溶剤濃度のみならず、排出される有機溶剤の総量を調節することができる。
【００６８】
なお、本実施形態における有機溶剤回収システム１においては、排ガスＧ１の温度の一例として１１０℃を想定した場合を示しているが、生産設備から排出される排ガスＧ１の温度としては、５０℃〜２００℃が想定される。
【００６９】
以下、本発明の実施形態２に係る有機溶剤回収システムについて説明する。なお、実施形態２に係る有機溶剤回収システムは、有機溶剤濃縮装置のパージ部と繋がった配管の経路のみ実施形態１の有機溶剤回収システムと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
【００７０】
(実施形態２)
図６は、本発明の実施形態２に係る有機溶剤回収システムの構成を示す系統図である。図６に示すように、本発明の実施形態２に係る有機溶剤回収システム１０においては、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３と繋がった配管Ｌ１１と配管Ｌ５とが配管Ｌ１４により接続されている。配管Ｌ１４にはバルブＶ１１５が設けられている。
【００７１】
配管Ｌ１４のバルブＶ１１５と配管Ｌ１１との間の位置に、配管Ｌ１のバルブＶ１１１と有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１との間の位置に繋がった配管Ｌ１５が接続されている。配管Ｌ１５にはバルブＶ１１６が設けられている。
【００７２】
上記のように接続することにより、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂの一部を、排ガスＧ１ａと混合して有機溶剤濃縮装置２００の脱着部２１に通流させることが可能になる。また、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂの一部を、排ガスＧ２と混合して熱交換器に通流させて排ガスＧ３として冷却回収装置に通流させることが可能になる。さらに、有機溶剤濃縮装置２００のパージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂの残部を、排ガスＧ４と混合して排ガスＧ５として有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流させることが可能になる。
【００７３】
バルブＶ１１５およびバルブＶ１１６の開閉を調節して、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流される排ガスＧ６ｂの残部と冷却された排ガスＧ４との流量比を調節することにより、有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流される排ガスＧ５の温度を調節することができる。
【００７４】
有機溶剤濃縮装置２００の吸着部２２に通流される排ガスＧ５の温度を調節することにより、筒状吸着体２１０の吸着部２２における吸着領域Ａ３，Ａ４の吸着部２２に占める割合を所望の割合とすることが可能となる。
【００７５】
具体的には、パージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂを全く混合せずに排ガスＧ５を吸着部２２に通流することにより、排ガスＧ５の温度が低いため吸着部２２における吸着領域Ａ３，Ａ４の吸着部２２に占める割合を高くすることができる。逆に、パージ部２３を通流された排ガスＧ６ｂを全て混合して排ガスＧ５として吸着部２２に通流することにより、排ガスＧ５の温度が高くなるため吸着部２２における吸着領域Ａ３，Ａ４の吸着部２２に占める割合を低くすることができる。このようにしても、系外に排気する排ガスが系内の全体の排ガスに占める割合である排気割合を調節することができる。この場合、チャンバー２１２の大きさおよび配置を変更可能にされていることが好ましい。
【００７６】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、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。
【符号の説明】
【００７７】
１，１０ 有機溶剤回収システム、２１ 脱着部、２２ 吸着部、２３ パージ部、１００ 給気ヒータ、２００ 有機溶剤濃縮装置、２１０ 筒状吸着体、２１１ 回転軸、２１２ チャンバー、２１３ 排気筒、２１４ 一方端、２１５ 他方端、３００ 冷却器、４００ 回収タンク、６００ 熱交換器、１０００ 生産設備、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 吸着領域、Ｇ１，Ｇ１ａ，Ｇ１ｂ，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６ａ，Ｇ６ｂ，Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９，Ｇ１０ａ，Ｇ１０ｂ 排ガス、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５ 配管、Ｖ１１１，Ｖ１１２，Ｖ１１３，Ｖ１１４，Ｖ１１５，Ｖ１１６，Ｖ１１７ バルブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を含有する排ガスを循環させつつ排ガスから有機溶剤を分離して回収する有機溶剤回収システムであって、
有機溶剤を可逆的に吸着および脱着可能な吸着素子を有する有機溶剤濃縮装置と、
前記有機溶剤濃縮装置により有機溶剤が濃縮された排ガスを冷却して有機溶剤を凝縮させて回収する冷却回収装置と
を備え、
前記吸着素子は、所定の温度以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、前記所定の温度より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着し、
前記有機溶剤濃縮装置は、前記所定の温度以上の排ガスを通流される脱着部、および、前記所定の温度より低い排ガスを通流される吸着部を含み、
前記吸着部を通流した前記所定の温度より低い排ガスのうち、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスのみを系外に排気する、有機溶剤回収システム。
【請求項２】
有機溶剤が前記所定の濃度以下となった前記排ガスの一部のみを系外に排気し、前記排ガスの残部を系内で循環させる、請求項１に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項３】
前記有機溶剤濃縮装置が、回転軸および該回転軸の周囲に前記吸着素子が位置して前記回転軸の軸方向に排ガスを通流される筒状吸着体を含み、
前記所定の温度以上の排ガスは、前記筒状吸着体の前記軸方向の一方端側から前記筒状吸着体の一部に通流され、
前記所定の温度より低い排ガスは、前記筒状吸着体の前記軸方向の他方端側から前記筒状吸着体の他の一部に通流され、
前記筒状吸着体が前記回転軸を中心に回転されることにより、前記一部が前記脱着部となり、かつ、前記他の一部が前記吸着部となる、請求項１または２に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項４】
前記有機溶剤濃縮装置が、前記筒状吸着体の前記一方端側の端部に、前記吸着部を通流して有機溶剤が所定の濃度以下となった前記排ガスのみを排気する排気部を有する、請求項３に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項５】
前記排気部が、前記回転軸を中心に前記筒状吸着体に対して移動可能である、請求項４に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項６】
前記有機溶剤濃縮装置が、前記脱着部と前記吸着部との間に、前記吸着部を通流した前記所定の温度より低い排ガスを通流されるパージ部をさらに有し、
前記筒状吸着体が前記回転軸を中心に回転されることにより、前記筒状吸着体の一部が前記脱着部の終端と前記吸着部の始端との間で前記パージ部となり、
前記パージ部に前記排ガスが通流されることにより、前記パージ部の前記吸着素子が冷却され、
前記パージ部を通流された前記排ガスは、前記冷却回収装置により冷却された排ガスと混合されて前記吸着部に通流される、請求項３から５のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項７】
前記パージ部を通流された前記排ガスの一部は、前記脱着部または前記冷却回収装置に通流され、
前記パージ部を通流された前記排ガスの残部は、前記冷却回収装置により冷却された排ガスと混合されて前記吸着部に通流され、
前記吸着部に通流される前記排ガスの前記残部と前記冷却された排ガスとの流量比を調節することにより、前記吸着部に通流される排ガスの温度を調節する、請求項６に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項８】
前記有機溶剤濃縮装置における前記パージ部の前記吸着部に対する割合は、５％以上５０％以下である、請求項６または７に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項９】
前記有機溶剤は、ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、またはｎ−デカンである、請求項１から８のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１０】
前記所定の濃度が５０ｐｐｍである、請求項９に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１１】
前記吸着素子が、活性炭または疎水性ゼオライトを含有している、請求項１から１０のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１２】
前記所定の温度が５０℃である、請求項１１に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１】
有機溶剤を含有する排ガスを循環させつつ排ガスから有機溶剤を分離して回収する有機溶剤回収システムであって、
有機溶剤を可逆的に吸着および脱着可能な吸着素子を有する有機溶剤濃縮装置と、
前記有機溶剤濃縮装置により有機溶剤が濃縮された排ガスを冷却して有機溶剤を凝縮させて回収する冷却回収装置と
を備え、
前記吸着素子は、所定の温度以上の排ガスを通流されると吸着していた有機溶剤を脱着し、かつ、前記所定の温度より低い排ガスを通流されると排ガス中の有機溶剤を吸着し、
前記有機溶剤濃縮装置は、前記所定の温度以上の排ガスを通流される脱着部、および、前記所定の温度より低い排ガスを通流される吸着部を含み、
前記吸着部を通流した前記所定の温度より低い排ガスのうち、有機溶剤が所定の濃度以下となった排ガスのみを系外に排気する、有機溶剤回収システム。
【請求項２】
有機溶剤が前記所定の濃度以下となった前記排ガスの一部のみを系外に排気し、前記排ガスの残部を系内で循環させる、請求項１に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項３】
前記有機溶剤濃縮装置が、回転軸および該回転軸の周囲に前記吸着素子が位置して前記回転軸の軸方向に排ガスを通流される筒状吸着体を含み、
前記所定の温度以上の排ガスは、前記筒状吸着体の前記軸方向の一方端側から前記筒状吸着体の一部に通流され、
前記所定の温度より低い排ガスは、前記筒状吸着体の前記軸方向の他方端側から前記筒状吸着体の他の一部に通流され、
前記筒状吸着体が前記回転軸を中心に回転されることにより、前記一部が前記脱着部となり、かつ、前記他の一部が前記吸着部となる、請求項１または２に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項４】
前記有機溶剤濃縮装置が、前記筒状吸着体の前記一方端側の端部に、前記吸着部を通流して有機溶剤が所定の濃度以下となった前記排ガスのみを排気する排気部を有する、請求項３に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項５】
前記排気部が、前記回転軸を中心に前記筒状吸着体に対して移動可能である、請求項４に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項６】
前記有機溶剤濃縮装置が、前記脱着部と前記吸着部との間に、前記吸着部を通流した前記所定の温度より低い排ガスを通流されるパージ部をさらに有し、
前記筒状吸着体が前記回転軸を中心に回転されることにより、前記筒状吸着体の一部が前記脱着部の終端と前記吸着部の始端との間で前記パージ部となり、
前記パージ部に前記排ガスが通流されることにより、前記パージ部の前記吸着素子が冷却され、
前記パージ部を通流された前記排ガスは、前記冷却回収装置により冷却された排ガスと混合されて前記吸着部に通流される、請求項３から５のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項７】
前記パージ部を通流された前記排ガスの一部は、前記脱着部または前記冷却回収装置に通流され、
前記パージ部を通流された前記排ガスの残部は、前記冷却回収装置により冷却された排ガスと混合されて前記吸着部に通流され、
前記吸着部に通流される前記排ガスの前記残部と前記冷却された排ガスとの流量比を調節することにより、前記吸着部に通流される排ガスの温度を調節する、請求項６に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項８】
前記有機溶剤濃縮装置における前記パージ部の前記吸着部に対する割合は、５％以上５０％以下である、請求項６または７に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項９】
前記有機溶剤は、ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、またはｎ−デカンである、請求項１から８のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１０】
前記所定の濃度が５０ｐｐｍである、請求項９に記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１１】
前記吸着素子が、活性炭または疎水性ゼオライトを含有している、請求項１から１０のいずれかに記載の有機溶剤回収システム。
【請求項１２】
前記所定の温度が５０℃である、請求項１１に記載の有機溶剤回収システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３９６７０（Ｐ２０１２−１３９６７０Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３５（Ｐ２０１１−１１３５）
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【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７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
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