JPS6218207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は活性炭による溶剤回収装置の吸脱着方
法の改良に関し、更に詳しくは再生脱着工程終了
後の高温、高湿の吸着槽を、吸着工程に切替える
初期に発生する溶剤を含む白煙と水滴の飛散を防
止した吸脱着方法に関する。

２槽あるいは多槽からなる固定層型活性炭吸着
槽を使用して原ガス中の溶剤を吸着し、次いで活
性炭層に水蒸気を通じて吸着された溶剤を脱着回
収する方法及び装置は多数知られている。これら
の溶剤回収装置は基本的に吸着工程、脱着工程、
乾燥工程、冷却工程、及び溶剤精製工程からな
る。上記工程のうち乾燥と冷却の装置は送風機、
加熱器、弁、ダクトで構成され、脱着終了後の吸
着槽にかなり多量の加熱空気を通じて活性炭層の
水分を乾燥し、次いで冷風に切り換えて冷却を行
なうもので、処理風量が大きいためかなりの設備
費及び運転費を要し、又操作が煩雑になる。

しかしこの乾燥・冷却工程を省略しても溶剤の
回収率に実質的な悪影響を与えないことから、近
時この乾燥、冷却工程を省略することが一般に行
なわれている。しかしながら、一般の溶剤回収装
置では脱着工程終了直後の活性炭吸着層は水蒸気
による脱着のために、吸着槽内は水蒸気で飽和
し、使用活性炭量の約40〜50wt％の水分を含
み、約100℃の高温状態に保たれているので、従
来法のように乾燥、冷却工程を行なつた場合でも
乾燥工程開始直後の数分間はげしい白煙を発生
し、その凝縮による水滴を装置の周辺に撒き散ら
した。まして最近のように乾燥冷却を省略した吸
着方法では、高温の吸着槽に溶剤の入つたガスが
入るので白煙や水滴の外に、とくに破過する溶剤
濃度は大きく問題であつた。この白煙発生を含む
弊害は公害上の見地から改善が切望されている。

本発明は従来の溶剤回収装置に簡単な機構を付
設することによつて、再生直後の吸着槽に原ガス
を通じ、活性炭層の減湿と冷却を行うことによつ
て惹き起される上記欠点を一挙に解決する産業上
有利な吸着方法の提供を目的とする。

本発明は通常の吸着工程の所要時間に比して脱
着工程の所要時間は約１／２であり、次の吸着工程開 始迄に充分の余裕時間があり、又この脱着から吸
着への切替時の高濃度溶剤、及び水滴を伴うはげ
しい白煙発生時間は初期の３〜４分間に過ぎない
こと、及び水蒸気を含むかなり熱いガスを予定の
吸着工程を半ば終了した水分が蒸発し、温度の下
つている別の吸着槽に少量導入しても吸着帯の移
動は僅かであり、溶剤の破過は実質的に生じない
と云う知見から本発明を完成した。

本発明の特徴は、水蒸気による脱着工程終了後
の吸着槽に、吸着工程続行中のあるいは終了直前
の他方の吸着槽に導入されている原ガスの全部、
若しくは一部を弁の開度調節によつてこの脱着工
程終了後の吸着槽に通した後の排ガスを、そのま
まあるいは冷却したのち、他の正規の吸着工程中
のあるいは終了直前の吸着槽を通して、上部より
排出し、次いで所定時間経過後、弁を切替えて脱
着工程終了後の吸着槽を次の吸着工程開始のため
に待機状態とするか、あるいは脱着工程終了後の
吸着槽を待機させずに続いて吸着工程に切替える
ことからなる。このように原ガスを脱着工程終了
後の吸着槽に所定時間、所定風量を通じ、その排
出ガスを他の吸着槽を一旦通して排出することに
より、高温で水分の多い吸着槽は冷却減湿され、
吸着工程切替え時の初期の白煙発生、高濃度溶剤
の放出は防止される。

次に本願の構成及び作用を図を用いて説明す
る。第１図は２槽式の吸着装置に本発明を適用し
た原理的な実施例である。第１図に於いて通常の
吸着方法として回収されるべき溶剤を含む原ガス
は、原ガスブロワー３によりガス冷却器４で原ガ
ス中の水分を凝縮、分離したのち、通常20〜30℃
の温度で弁２１から吸着槽１に入り吸着槽１内の
活性炭層で溶剤を吸着したのち排ガスは弁２２よ
り排出管１１を経て大気に放出される。この吸着
工程の所要時間は、装置の型式や吸着すべき溶剤
の種類量などによつて異なるが通常は約１時間で
ある。吸着槽１が吸着工程を開始すると、既に吸
着工程を完了している他方の吸着槽２の脱着工程
が続いて始まる。吸着槽２の脱着工程は吸着槽２
内の活性炭層に吸着された溶剤を水蒸気によつて
追い出す工程である。

この操作は先ず弁１９が開き、次いで蒸気弁１
６が開いて水蒸気導管６より吸着槽２内に水蒸気
を導入する。水蒸気圧力は脱着すべき溶剤の種類
や装置の大きさによつて異なるがゲージ圧で通常
２〜８Kg／cm²の水蒸気が用いられる。吸着槽２に
水蒸気が導入されると水蒸気による熱と置換によ
つて活性炭層に吸着されていた溶剤は追い出され
て水蒸気と一緒に凝縮冷却器で凝縮し、冷却され
てデカンター９に至り、ここで分液され、上層の
溶剤と下層の微量の溶剤を溶解する水は夫々次の
精製工程に送られて別途処理される。

この脱着工程の所要時間は吸着工程のそれの約
1/2であり、通常の１時間の吸着に対して脱着の
所要時間は30分である。それ故吸着槽２が次の吸
着を開始するまで約30分の休止時間がある。２槽
以上の吸着槽からなる通常の溶剤回収装置では、
上記のような吸着と脱着の工程を交互に又は順次
に繰返す。

上述のように脱着工程を終了した吸着槽２は次
の脱着工程を開始する迄のこの休止時間を利用し
て乾燥と冷却を行なうことが以前は行なわれてい
たが、溶剤の回収率と吸着現象そのものに実質的
な悪影響がないことから、最近の溶剤回収装置で
は、コストの関係から、この乾燥、冷却工程を省
略することが行なわれている。乾燥、冷却の工程
はブロワーガス加熱器、ダクト、弁を吸着系統と
別途に設けダクトの口径が大きく、従つて、建設
費と維持費が装置全体のコストに対してかなり比
率を占めるものである。更にこの乾燥、冷却工程
を行なつた場合でも乾燥工程開始の初期２〜３分
間ははげしい白煙を放出する。これは吸着工程を
終了した直後の吸着槽に水蒸気が充満し、且つ内
部の活性炭層が水分を多量に含んでいるため乾燥
のために導入される熱風によつて、水蒸気や水分
が追い出されるためである。

一方、乾燥、冷却工程を省略した場合は、脱着
工程終了後約30分間休止して次の吸着工程を開始
するが、吸着槽はかなり容積が大きく30分間の放
置では殆んど冷却されない。従つて当然吸着工程
の開始にあたつてはげしい白煙を発生する。

この際の白煙は前述の乾燥工程開始時の白煙に
比して量、質ともに異なる。乾燥用の熱風は比較
的温度が高く且つ溶剤を含まないが、乾燥、冷却
工程を省略して吸着を行なう場合は導入される原
ガスは常温に近いので白煙の量も稍多く又吸着槽
が冷却する迄原ガスに含まれる溶剤は吸着され
ず、活性炭層を破過して大気に放出される傾向が
あり、瞬間的には原ガス中の溶剤濃度と排出ガス
の溶剤濃度が殆んど等しくなる。このように排ガ
ス中に溶剤が存在する時間と濃度は白煙を発生す
る時間とその濃度に略比例する。この白煙発生時
間は３〜４分間であり、やがて時間の軽過と共に
吸着槽は冷却して正常の吸着に復帰する。このよ
うな排ガスが原ガス中の溶剤濃度に近い溶剤を排
出する時間はごく僅かであるので、全体的な溶剤
回収率に与える影響は実質的に少ない。

以上のような工程が従来の一般的溶剤回収装置
では行なわれている。併し溶剤や水滴を含む白煙
の発生は公害防止の見地から望ましくなく、又最
近ケトン類やTHFの如き高価な溶剤の回収には
とくに僅かな回収率の向上も考慮されるようにな
つた。こゝに於いて本発明は簡単な設備を付設す
ることによつて、上記問題を解決した。即ち第１
図に於いて、今吸着槽１が吸着工程を同時に吸着
槽２が脱着工程を開始して30分を経過したとす
る。設定した吸着時間を60分とすると、吸着槽１
は吸着工程を半ば終了して水分蒸発のためにかな
り冷却し、吸着槽２は脱着工程を丁度終了したこ
とになる。吸着槽１内の活性炭量は所定の溶剤を
吸着するに必要な量の３倍程度の充分な吸着余裕
をもつて設計されているから、吸着開始30分後で
は吸着帯の溶剤濃度の極く稀薄な先端は吸着槽１
内の活性炭層下部の1/3に達する程度で、残りの
上部2/3は殆んど吸着に使われていない。このよ
うに吸着槽１が吸着工程を半ば終了し、吸着槽２
が脱着工程を開始して30分経過したときの弁の状
態は原ガス２１、排気弁２２は夫々開、蒸気弁１
６、脱着蒸気弁１９、は夫々開であり、その他の
弁は全て閉である。次いで吸着槽１の状態はその
まゝで吸着槽２は脱着工程を終了する。即ち蒸気
弁１６、脱着蒸気弁１９は順次閉となる。次いで
吸着槽２に本発明の冷却工程を行なう。

このために第１図に示すように冷却排ガス導管
１２，１３及び冷却排ガス弁１７，１８からなる
冷却排ガスの導入径路を配設する。脱着工程終了
後の吸着槽２の冷却のために冷却排ガス弁１７，
１８及び原ガス弁２０を順次開とする。このよう
にして吸着槽２に原ガスを通じると原ガス中の溶
剤は吸着され冷却排ガスは吸着槽２内の活性炭層
の水分を奪いこの蒸発によつて吸着槽２は次第に
冷却する。吸着槽２に通じる原ガス量は白煙発生
の時間から原ガス量の約1/15程度で充分目的を達
する。この操作を行なうために吸着槽１の原ガス
弁２１を全閉して、約４分間吸着槽２に原ガスを
通じて吸着槽２で吸着と冷却を行ないこの水分と
熱を有するガスを吸着槽１を通して排気管１１よ
り大気に排出する。

この際に冷却排ガス導管１３の途中にガス冷却
器（図示せず）を設けてこの冷却排ガス中の水分
を凝縮分離し、ガス冷却を行なうことも出来る。
このように吸着槽２に所定時間、全量の原ガスを
通じたのち、冷却排ガスを吸着槽１を通して排気
管１１から排気するかわりに原ガス弁２１を全閉
せずに適宜の開度に開き、原ガス弁２０は全開又
は適宜の開度に調節して吸着槽１と吸着槽２の両
方例えば原ガス流量比で約15：２になるように、
同時に原ガスを通じ、吸着槽２を冷却した冷却排
ガスは同じく冷却排ガス導管１２，１３，１４を
通して原ガス弁２１から入る原ガスに合して吸着
槽１で吸着を行ない排気弁１１から大気に放出す
ることも出来る。この際も前記と同様に冷却排ガ
ス導管１３の途中にガス冷却器（図示せず）を設
けることが出来る。

以上の２つの方法のうち後者即ち同時に２つの
吸着槽１，２に並列に原ガスを通じることは冷却
排ガス導管１２〜１４、弁１７，１８及び冷却器
（図示せず）が小さくなつてとくに有利であり、
原ガス量の比が上記比率の場合に最も小さく出来
る。上記２方法のいづれの場合も、一回のサイク
ルで吸着層１に入るべき規定の原ガス総量の約1/
１５の量の原ガスを吸着槽２に通したあとは、吸着
槽１は正規の吸着工程に復帰し、吸着槽２は次の
吸着工程に切替えのために待機する。この冷却工
程を行なつても最初に設定した吸着、脱着のタイ
ムスケジユールは狂を生じることはなく、排ガス
中に白煙の発生や溶剤の破過を来すことはない。

第２図は本発明の他の実施例である。吸着槽
１，２に按分された原ガスの内脱着工程を終了し
た吸着槽２を通過した原ガスからの水蒸気や水滴
を含む排ガスは、冷却排ガス導管１２，１３の先
から原ガスブロワー３の吸引側に送られ、他の原
ガスと合一して原ガス冷却器４を通つて水分を凝
縮し、冷却したのち吸着槽１及び吸着槽２の両方
に同時に再び按分されて送られるように構成され
る。その他については第１図の実施例と同様であ
る。この場合も冷却ガス導管１３の途中にガス冷
却器（図示せず）を設けることは有益である。第
２図の工程を用いると吸着槽２を通過したあとの
冷却排ガス導管は単純化される。

第３図は吸着槽２を通過する冷却排ガスを冷却
排ガス導管１２，１３を経て、既設の脱着蒸気導
管７、凝縮冷却器８及びデカンター９を通して原
ガスブロワー３に循環する実施例を示すものであ
る。この場合は既設の脱着蒸気導管７、凝縮冷却
器８等によつてガス流速は規制され、全量の原ガ
スを通すことは出来ない。遮断弁２４は吸着槽１
或いは２の冷却工程中のみ開いて、それ以外は閉
とする。その他の一般的な説明は図１，２の場合
と同様である。

上述の説明に於いて再生脱着後の吸着槽２に通
すべき冷却用の原ガスは原理的には全量の原ガス
を通すことが出来るが、冷却の目的からは原ガス
全量の約１／１２〜１／１５を通すことで目的は達成さ
れるの で、前述の次の吸着開始迄の余裕時間内に冷却が
完了するような少ない流量を用いる方が有利であ
る。このガス流量は例えばトルエン50Kg／Ｈの回
収にあたり、原ガス濃度を0.5Vol％とすると原ガ
スの全量は2620m³（20℃）／Ｈとなりトルエン蒸
気を除いた空気は2600m³（20℃）／Ｈとなるの
で、この場合冷却用の原ガスとして180〜200m³
（20℃）を約30分間に通せばよい。このようにし
て導管径や弁を小さくして設備のコストを下げ吸
着槽２を出た冷却排ガス用のガス冷却器を不必要
と、又図２及３に於ける原ガス冷却器４や凝縮冷
却器８の負荷を小さく出来る。又弁１７，１７′
あるいは１８，１８′はまとめて夫々一個の切替
弁とすることも出来る。

以上のように本発明によれば簡単な設備の付設
によつて容易な操作で溶剤回収装置の吸着開始時
に発生する高濃度溶剤の破過、白煙及び水滴の大
気への放出を防止することが出来て産業上又環境
保護の立場から極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要点を示す実施例であり、第
２図は脱着工程終了後の吸着槽を通過した冷却排
ガスを原ガスブロワーの吸引側に導いて吸引冷却
したのち他の吸着槽に通して排気するように構成
した他の実施例であり、又第３図は脱着工程終了
後の吸着槽を通過した冷却排ガスを既設の凝縮冷
却器及びデカンターを通して原ガスブロワーの吸
引側に導いて吸引冷却したのち他の吸着槽に通し
て大気に排気するように構成した別の実施例であ
る。 １…吸着槽、２…吸着槽、３…原ガスブロワ
ー、４…原ガス冷却器、５…原ガス導管、６…水
蒸気導管、７…脱着蒸気導管、８…凝縮冷却器、
９…デカンター、１０…排気管、１１…排気管、
１２…冷却排ガス導管、１３…冷却排ガス導管、
１４…冷却排ガス導管、１５…排気弁、１６…蒸
気弁、１７…冷却排ガス弁、１８…冷却排ガス
弁、１９…脱着蒸気弁、２０…原ガス弁、２１…
原ガス弁、２２…排気弁、２３…冷却排ガス導
管、２４…遮断弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の活性炭吸着槽を交替に用いて原ガス
   である気相中の溶剤を吸着し、次いで水蒸気を用
   いて該吸着溶剤を脱着する操作を繰返す方法にお
   いて、脱着再生した吸着槽に原ガスの少なくとも
   一部を通して得られる排気の全部若しくは一部を
   そのまゝあるいは冷却した後他の吸着槽に通して
   から大気中に放散し、次いで切替えて通常量の排
   気をそのまゝ大気中に放散することを特徴とする
   吸脱着方法。 ２ 脱着再生した吸着槽に原ガスの少なくとも一
   部を通して得られる排気の全てが他の吸着槽に送
   られる特許請求の範囲第１項に記載する吸脱着方
   法。 ３ 脱着再生した吸着槽に原ガスの一部を通して
   得られる排気が原ガスブロワーの吸引側へ送ら
   れ、原ガスと混合される特許請求の範囲第１項に
   記載する吸脱着方法。