JPH07246309A

JPH07246309A - 分離方法

Info

Publication number: JPH07246309A
Application number: JP6039484A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshikawa; 浩志吉川; Kenichi Inoue; 賢一井上
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】難溶性物質を含む排水の量が増大するというよ
うな排水処理の問題が生じない、運転費用の増大になら
ない吸着剤再生と脱着した難溶性物質の回収を行う分離
方法を提供する。【構成】吸着槽の吸着剤に吸着している難溶性の被吸着
物質を水蒸気で脱着させる工程を含む分離方法におい
て、脱着時に吸着槽から排出される難溶性物質蒸気と水
蒸気の混合物である脱着ガスを蒸留器に導いて、濃縮し
た難溶性物質蒸留気と希釈した排水とに分離し、上記難
溶性物質蒸留気は冷却凝縮した後、分離槽に導いて難溶
性物質相と水相とに分離して難溶性物質を回収しつつ水
相を再度蒸留器に戻し、一方、上記排水は逆浸透膜で処
理して透過液を排出し、濃縮液を分離槽または蒸留器に
戻すことを特徴とする構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸着剤に吸着された難
溶性の被吸着物質を水蒸気脱着法で脱着処理して吸着剤
を再生し、脱着した難溶性物質を分離回収する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】各種工場や処理場から発生する難溶性物
質蒸気を含む排ガスの分離方式は、従来より吸収法、凝
縮法、吸着法などが一般的に用いられ、難溶性物質蒸気
の濃度や処理量などの大小により、処理設備の経済性の
見地から最適な方式が選定される。

【０００３】即ち、大処理量の分離には吸収法や吸着法
が、小処理量には凝縮法が各々適しており、高濃度蒸気
には吸収法、凝縮法が、低濃度蒸気には吸着法が適して
いる。従って、大処理量・低濃度蒸気分離を対象とする
場合は、吸着法が最も適した方式として選定される。例
えば塗装工場等の溶剤取扱工場から発生する低濃度溶剤
蒸気含有空気の脱臭などに従来から吸着法が用いられ
る。また、難溶性物質を吸着した吸着剤の再生には水蒸
気脱着法、加熱空気脱着法、窒素ガス脱着法などが用い
られるが、設備費、運転費、安全性などから、従来より
水蒸気脱着法が用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この水蒸気脱
着法では、脱着後の工程である凝縮液化時に水蒸気が液
化して難溶性物質を含む排水となるため、排水による公
害を引き起こす問題またはそれを避けるための排水処理
施設の新設もしくは規模拡大などの設備の問題がある。

【０００５】上記の問題を解決する方法として、凝縮液
化した排水を浸透気化（パーベーパレーション）法で処
理する方法や凝縮液化前に蒸気分離（ベーパーパーミエ
ーション）法で難溶性物質蒸気と水蒸気とを分離する方
法が知られているが、これらの膜分離方法は、運転費で
ある動力費が高くつくこと、現状の分離膜では耐熱性や
耐溶剤性に対する信頼性に欠けるので実用的ではないと
いう欠点を持っている。また、凝縮液化した排水を蒸留
器に導くことなく逆浸透膜で直接処理する方法も提案さ
れているが、逆浸透膜の耐溶剤性が乏しい現状の技術水
準では、高濃度の溶剤を含む排水を逆浸透膜で直接処理
する方法は困難である。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ためになされたものであって、難溶性物質を含む排水の
量が増大するというような排水処理の問題が生じること
がなく、運転費用の増大にならない吸着剤再生工程を含
む分離方法であって、脱着した難溶性物質の分離回収を
行うことができる分離方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の吸着剤の脱着処
理方法は、吸着槽内の吸着剤に吸着している難溶性の被
吸着物質を水蒸気で脱着させる工程を含む分離方法にお
いて、脱着時に吸着槽から排出される難溶性物質蒸気と
水蒸気の混合物である脱着ガスを蒸留器に導いて、濃縮
した難溶性物質蒸留気と希釈した排水とに分離し、上記
難溶性物質蒸留気は冷却凝縮した後、分離槽に導いて難
溶性物質相と水相とに分離して難溶性物質を回収しつつ
水相を再度蒸留器に戻し、一方、上記排水は逆浸透膜で
処理して透過液を排出し、濃縮液を分離槽または蒸留器
に戻すことを特徴とする構成である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の実施例において使用する分離方法
の一例を示す説明図である。図１において、ａは難溶性
物質含有ガスであり、吸着ガスブロワー11により吸着槽
１あるいは２にこの難溶性物質含有ガスａが供給され、
難溶性物質ガスが吸着剤に吸着され、難溶性物質を含ま
ないガスとして吸着排ガスｂが吸着槽１あるいは２から
排出される。上記難溶性とは水に溶解しにくい性質を言
い、例えば難溶性物質としてトルエン、キシレン、ヘキ
サン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジエチルエーテル、
ベンゼンなどが挙げられる。

【０００９】上記吸着操作が一定時間実施された後、脱
着操作に移る。通常、吸着槽は難溶性物質含有ガスａを
常時受け入れて吸着処理が出来るように、即ち脱着操作
中であっても、同時に吸着操作が出来るように２槽以上
が設けられる。具体的には、２槽の場合、吸着槽１が吸
着操作中に吸着槽２が脱着再生操作を完了し、吸着槽２
が吸着操作の間には吸着槽１が脱着再生操作を完了す
る。

【００１０】脱着のプロセスは、脱着操作は吸着槽１あ
るいは２に水蒸気を注入して実施される。水蒸気を注入
すると吸着剤に吸着された難溶性物質が吸着剤より離脱
し、水蒸気と混合されて脱着ガスｄとして吸着槽１ある
いは２より排出される。本発明で用いられる水蒸気は、
吸着剤の耐熱性や難溶性物質の物性や量によって適宜選
定されるが、通常圧力が７kgf/cm²以下の水蒸気が用い
られる。

【００１１】排出された脱着ガスｄは、蒸留器３に導か
れ、ここで脱着に用いた水蒸気の熱を利用して難溶性物
質と水とが、気液平衡によって難溶性物質を濃縮した難
溶性物質蒸留気ｅと希釈した排水ｉとに分離される。な
お、上記難溶性物質が水より低沸点成分である場合は通
常の蒸留が、上記難溶性物質が水より高沸点成分である
場合は共沸点を超える領域即ち難溶性物質が希薄な濃度
での蒸留が行われ、分離される。難溶性物質蒸留気ｅ
は、冷却凝縮器４で難溶性物質の飽和蒸気圧温度以下に
間接冷却され、凝縮液化され水と難溶性物質が混合した
凝縮液ｆとなり、分離槽５に流入する。分離槽５におい
て水と難溶性物質は比重差分離され、難溶性物質相ｈは
回収溶剤として系外に排出され、必要に応じて回収され
る。分離槽５内に溜まった水相ｇは、適宜蒸留器３に移
される。

【００１２】一方、蒸留器３内の排水ｉは冷却器６で冷
却された後、循環タンク７に導かれ、循環ポンプ８によ
って逆浸透膜９に供給される。蒸留器３によって殆どの
難溶性物質が分離されているので、また冷却器６で冷却
されているので逆浸透膜９に供給される微量の難溶性物
質を含む逆浸透膜供給液ｊは、逆浸透膜９への負荷が低
減されている。逆浸透膜９の出口には調圧バルブ10が設
けられており、供給液を加圧することによって、透過液
ｍが得られる。透過液ｍは逆浸透膜供給液ｊよりも更に
難溶性物質濃度が低下した液として系外に排出され、濃
縮液ｋ中の難溶性物質の濃度が分離槽５内に溜まった水
相ｇ中の濃度より高い場合、濃縮液ｋは分離槽５に、低
い場合は蒸留器３に戻される。

【００１３】本発明に用いる機器類は取り扱うガスの性
状に耐性があり、かつ効率よく操作できるものであれば
限定されないが、取扱ガス中への不純成分や第３成分の
混入をできるだけ避けるため、ブロワー11はドライ式
が、冷却凝縮器４や冷却器６は間接熱交換器が適してい
る。

【００１４】本発明に用いる逆浸透膜９は、水にわずか
に溶解した難溶性物質に対する阻止率が高く、かつ効率
よく処理できるものであれば何ら限定されない。逆浸透
膜９のモジュール型式は何ら限定されず、スパイラル
型、中空糸型、プレート＆フレーム型など様々なモジュ
ールを用いることができる。例えば日東電工 (株) 製の
スパイラル型ポリアミド系逆浸透膜モジュール（品名：
ＮＴＲ−７５９ＨＲ）が適している。

【００１５】本発明に用いる吸着槽に充填する吸着剤
は、対象となる被吸着物質である難溶性物質が効率よく
吸着されること、供給される難溶性物質含有ガスａに対
する耐性、脱着処理時を含めた耐熱性などから適宜選定
される。例えば、吸着剤として粒状活性炭、繊維活性
炭、ゼオライトなどが挙げられる。

【００１６】以下、本発明の実施例に基づき、本発明を
さらに詳しく説明する。実施例１図１に示すシステム説明図に従って下記の如く実施し
た。本実施例は、粘着テープ製造工場の粘着剤塗工部か
らのトルエン含有排ガスである局所排気出口ガスを吸着
させる吸着槽を含む装置を組み立て、本発明の分離方法
を適用した例である。図１において、吸着槽１、２には
各々が内径５００ミリ、有効高さ４００ミリで活性炭充
填量２０Kg／槽のSUS304製吸着槽を、蒸留器３には内径
３００ミリ、高さ３５０ミリを、冷却凝縮器４には用役
の冷却水として冷却塔循環水３２℃（水圧２Kg/cm²G ）
を使用してSUS304製多管式間接熱交換器（伝熱面積；２
m²) を、分離槽５には横２００ミリ、奥行き４００ミ
リ、高さ４００ミリの角槽を、冷却器６には用役の冷却
水として冷却塔循環水３２℃（水圧２Kg/cm²G ）を使用
してSUS304製多管式間接熱交換器（伝熱面積；２m²)
を、循環タンク７には内径２５０ミリ、高さ４００ミリ
を、循環ポンプ８には0.75Kw渦巻きポンプを、逆浸透膜
９には日東電工 (株) 製分離膜であるポリアミド系複合
膜スパイラル型モジュールＮＴＲ−７５９ＨＲ−Ｓ２
（膜面積＝1.８ｍ²/本）１本で、逆浸透処理圧力は平均
１０kgf/cm²、逆浸透膜供給流量は5L/minを、吸着ガス
ブロワー11には0.75Kwターボ式ブロワーを使用し、吸着
槽１、２の吸脱着を繰り返すことにより、トルエン含有
排ガス中のトルエン回収を行った。

【００１７】吸脱着の繰り返し時間は、４時間吸着と２
時間脱着として、４時間ごとに吸着槽１、２を切り換え
た。具体的には、吸着ガスブロワー11によって１０００
ppmのトルエン蒸気と1.6vol% の水蒸気と空気の混合ガ
スである４０℃のほぼ大気圧の難溶性物質含有ガスａ
（トルエン含有排ガス）３００m³/hを吸着槽１に供給
し、トルエン蒸気を吸着剤である活性炭に吸着させた。
４時間経過後、配管を切り換え、トルエン含有排ガス３
００m³/hを吸着槽２に供給し、吸着槽１は吸着操作から
脱着操作に切り換えた。脱着操作において、１吸着槽当
たり4.5 kgのトルエンの吸着量に対して水蒸気を３０kg
/h供給し、上記のような順序で脱着を行うことにより、
トルエンの回収率は９５％以上を達成し、逆浸透膜供給
液ｊのトルエン濃度は５０ppm で、逆浸透膜透過液ｍの
トルエン濃度は５ppm であった。また、装置全体の消費
電力は平均1.5kw(200V, ３相）であった。

【００１８】

【発明の効果】本発明により、難溶性物質を含む排水の
量が増大するというような排水処理の問題が生じない、
運転費用の増大にならない方法で吸着剤再生と脱着した
難溶性物質の回収を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する分離方法の一例を示す
説明図である。

【符合の説明】

１吸着槽２吸着槽３蒸留器４冷却凝縮器５分離槽６冷却器７循環タンク８循環ポンプ９逆浸透膜１０調圧バルブ１１吸着ガスブロワーａ難溶性物質含有ガスｂ吸着排ガスｃ水蒸気ｄ脱着ガスｅ難溶性物質蒸留気ｆ凝縮液ｇ水相ｈ難溶性物質相ｉ排水ｊ逆浸透膜供給液ｋ濃縮液ｍ透過液

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着槽内の吸着剤に吸着している難溶性
の被吸着物質を水蒸気で脱着させる工程を含む分離方法
において、脱着時に吸着槽から排出される難溶性物質蒸
気と水蒸気の混合物である脱着ガスを蒸留器に導いて、
濃縮した難溶性物質蒸留気と希釈した排水とに分離し、
上記難溶性物質蒸留気は冷却凝縮した後、分離槽に導い
て難溶性物質相と水相とに分離して難溶性物質を回収し
つつ水相を再度蒸留器に戻し、一方、上記排水は逆浸透
膜で処理して透過液を排出し、濃縮液を分離槽または蒸
留器に戻すことを特徴とする分離方法。