特開 2023-132048 濾過装置再生システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023132048

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】濾過装置再生システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/04 20060101AFI20230914BHJP

   C02F 1/28 20230101ALI20230914BHJP

   B01D 53/86 20060101ALI20230914BHJP

【ＦＩ】

B01D53/04 230

C02F1/28 D ZAB

C02F1/28 E

B01D53/86 280

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022037147

(22)【出願日】2022-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】大崎 和隆

【テーマコード（参考）】

4D012

4D148

4D624

【Ｆターム（参考）】

4D012BA01

4D012BA02

4D012BA03

4D012CA11

4D012CB12

4D012CD01

4D012CD02

4D012CE01

4D012CF02

4D012CG01

4D148AA23

4D148AB01

4D148BA30Y

4D148BA31Y

4D148DA01

4D148DA02

4D148DA05

4D148DA20

4D624AA04

4D624AB04

4D624BA02

4D624BA07

4D624BA13

4D624BB01

4D624BC01

4D624CA01

4D624DA03

4D624DA07

(57)【要約】

【課題】吸着濾材を再生する際に濾材から脱離した有機物等を効率よく処理できる濾過装置再生システムを提供すること。
【解決手段】本発明の一態様に係る濾過装置再生システム１は、濾材により気体又は液体中から有機物を除去する濾過装置１０に再生用ガスを供給する再生用ガス供給ライン２０と、前記濾過装置から再生排ガスを排出する再生排ガスライン３０と、前記再生排ガスラインから排出される再生排ガスに燃焼空気を混合した混合ガスを予熱して触媒に接触させることにより再生排ガスに含まれる有機物を燃焼させる触媒燃焼装置６０と、前記触媒燃焼装置に燃焼空気を供給する空気供給ライン７０と、前記触媒での混合ガスの燃焼温度を所定範囲内に維持するよう、前記再生用ガス供給ラインにおける再生用ガスの流量及び前記空気供給ラインにおける再生用ガスの流量の少なくともいずれかを調節する制御装置８０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

濾材により気体又は液体中から有機物を除去する濾過装置に再生用ガスを供給する再生用ガス供給ラインと、
前記濾過装置から再生排ガスを排出する再生排ガスラインと、
前記再生排ガスラインから排出される再生排ガスに燃焼空気を混合した混合ガスを予熱して触媒に接触させることにより再生排ガスに含まれる有機物を燃焼させる触媒燃焼装置と、
前記触媒燃焼装置に燃焼空気を供給する空気供給ラインと、
前記触媒での混合ガスの燃焼温度を所定範囲内に維持するよう、前記再生用ガス供給ラインにおける再生用ガスの流量及び前記空気供給ラインにおける再生用ガスの流量の少なくともいずれかを調節する制御装置と、
を備える、濾過装置再生システム。

【請求項2】

前記再生用ガス供給ラインは、供給される再生用ガスの流量を調節する再生用ガス流量調節部を有し、
前記制御装置は、前記触媒での混合ガスの燃焼温度が所定のガス制限温度を超えると判断される場合に再生用ガスの流量を小さくするよう前記再生用ガス流量調節部を制御するガス流量制御部を有する、請求項１に記載の濾過装置再生システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記濾過装置の予熱完了時に再生用ガスの流量を一旦減少させ、そのた後に再生用ガスの流量を徐々に大きくするよう前記再生用ガス流量調節部を制御する初期制御部をさらに有する、請求項２に記載の濾過装置再生システム。

【請求項4】

前記再生用ガス流量調節部は、並列して設けられ、それぞれ開閉弁を有する複数の流路を含む、請求項２又は３に記載の濾過装置再生システム。

【請求項5】

前記空気供給ライン又は前記触媒燃焼装置は、燃焼空気の流量を調節する空気流量調節部を有し、
前記制御装置は、前記触媒での混合ガスの燃焼温度が所定の空気制限温度未満になると判断される場合に燃焼空気の流量を小さくするよう前記空気流量調節部を制御する空気流量制御部を有する、請求項１から４のいずれかに記載の濾過装置再生システム。

【請求項6】

前記濾材が活性炭である、請求項１から５のいずれかに記載の濾過装置再生システム。

【請求項7】

前記再生用ガスが水蒸気である、請求項１から６のいずれかに記載の濾過装置再生システム。

【請求項8】

前記再生排ガスラインは、前記濾過装置から流出する再生排ガスの凝縮液を系外に排出する排出弁を有し、
前記制御装置は、前記濾過装置から流出する再生排ガス又は凝縮液の温度がその飽和温度に達するまで再生排ガス又は凝縮液を系外に排出するよう前記排出弁を制御する予熱制御部をさらに有する、請求項１から７のいずれかに記載の濾過装置再生システム。

【請求項9】

濾材により気体又は液体中から有機物を除去する濾過装置に再生用ガスを供給する再生用ガス供給ラインと、
前記濾過装置から再生排ガスを排出する再生排ガスラインと、
前記再生排ガスラインから排出される再生排ガスを予熱して触媒に接触させることにより再生排ガスに含まれる有機物を燃焼させる触媒燃焼装置と、
前記触媒での再生排ガスの燃焼温度を所定範囲内に維持するよう、前記再生用ガス供給ラインにおける再生用ガスの流量を調節する制御装置と、
を備える、濾過装置再生システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、濾過装置再生システムに関する。

【背景技術】

【0002】

気体や液体中の有機物等を除去するために活性炭やアルミナ、ゼオライトなどを吸着濾材とした濾過装置（吸着塔）が用いられている。これら濾過装置を使用する場合において、有機物等を吸着して濾過能力が低下した濾材に有機物等の沸点以上の温度を有する水蒸気や空気、窒素、各種廃ガスなどの再生用ガスを濾過装置に挿通することにより、吸着された有機物等を脱離させて吸着濾材を再生する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５－８４４１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

再生用ガスを用いて吸着濾材を再生すると、有機物等を含む再生排ガスが排出される。このような再生排ガスをそのまま大気中に開放・廃棄すると大気汚染や健康被害を招くリスクの観点で好ましくない。有機物等を含む再生排ガスを凝縮させて廃液としてから処理することもできるが、そのような廃液処理は処理コストが大きくなることも多く、水環境の汚染にもつながる。また、再生排ガス中の有機物等を焼却炉等に供給することにより酸化分解して除害する直接燃焼方式も広く利用されているが、直接燃焼方式では８００℃以上に分解温度を保つ必要があり、再生排ガスは１００～５００℃程度であることから、有機物の燃焼分解温度まで再生排ガスを昇温し、安定的な燃焼分解を継続するためには、他の燃料との混焼が必要になって、エネルギーコストが大きくなる。特に吸着濾材の再生用ガスとして水蒸気を用いる場合は、その比熱が大きいために、再生排ガスの昇温にかかるエネルギーコストがより大きくなる。

【0005】

また、貴金属触媒等を用いて有機物等を２００～４００℃程度の比較的低温で酸化分解させる触媒燃焼方式も知られている。触媒燃焼方式では、直接燃焼方式に比べて低温で有機物等を燃焼させることができることから、再生排ガスの昇温にかかるエネルギーコストを抑制できる一方で、有機物の燃焼によって発生する燃焼温度が高くなり過ぎると触媒自体が熱劣化するシンタリングが生じ、安定的な酸化分解を継続できなくなる。特に触媒燃焼させるガスの主成分が水蒸気である場合、触媒のシンタリング発生温度が低くなることも知られており、吸着濾材の再生用ガスとして水蒸気を用いる場合は、その再生排ガスの分解処理に触媒燃焼方式を適用することがより一層難しくなる。

【0006】

このため、本発明は、吸着濾材を再生する際に濾材から脱離した有機物等を効率よく処理できる濾過装置再生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】

【0007】

本発明の一態様に係る濾過装置再生システムは、濾材により気体又は液体中から有機物を除去する濾過装置に再生用ガスを供給する再生用ガス供給ラインと、前記濾過装置から再生排ガスを排出する再生排ガスラインと、前記再生排ガスラインから排出される再生排ガスに燃焼空気を混合した混合ガスを予熱して触媒に接触させることにより再生排ガスに含まれる有機物を燃焼させる触媒燃焼装置と、前記触媒燃焼装置に燃焼空気を供給する空気供給ラインと、前記触媒での混合ガスの燃焼温度を所定範囲内に維持するよう、前記再生用ガス供給ラインにおける再生用ガスの流量及び前記空気供給ラインにおける再生用ガスの流量の少なくともいずれかを調節する制御装置と、を備える。

【0008】

上述の濾過装置再生システムにおいて、前記再生用ガス供給ラインは、供給される再生用ガスの流量を調節する再生用ガス流量調節部を有し、前記制御装置は、前記触媒での混合ガスの燃焼温度が所定のガス制限温度を超えると判断される場合に再生用ガスの流量を小さくするよう前記再生用ガス流量調節部を制御するガス流量制御部を有してもよい。

【0009】

上述の濾過装置再生システムにおいて、前記制御装置は、前記濾過装置の予熱完了時に再生用ガスの流量を一旦減少させ、その後に再生用ガスの流量を徐々に大きくするよう前記再生用ガス流量調節部を制御する初期制御部をさらに有してもよい。

【0010】

上述の濾過装置再生システムにおいて、前記再生用ガス流量調節部は、並列して設けられ、それぞれ開閉弁を有する複数の流路を含んでもよい。

【0011】

上述の濾過装置再生システムにおいて、前記空気供給ライン又は前記触媒燃焼装置は、燃焼空気の流量を調節する空気流量調節部を有し、前記制御装置は、前記触媒での混合ガスの燃焼温度が所定の空気制限温度未満になると判断される場合に燃焼空気の流量を小さくするよう前記空気流量調節部を制御する空気流量制御部を有してもよい。

【0012】

上述の濾過装置再生システムにおいて、前記濾材が活性炭であってもよい。

【0013】

上述の濾過装置再生システムにおいて、前記再生用ガスが水蒸気であってもよい。

【0014】

上述の濾過装置再生システムにおいて、前記再生排ガスラインは、前記濾過装置から流出する再生排ガスの凝縮液を系外に排出する排出弁を有し、前記制御装置は、前記濾過装置から流出する再生排ガス又は凝縮液の温度がその飽和温度に達するまで再生排ガス又は凝縮液を系外に排出するよう前記排出弁を制御する予熱制御部をさらに有してもよい。

【0015】

本発明の別の態様に係る濾過装置再生システムは、濾材により気体又は液体中から有機物を除去する濾過装置に再生用ガスを供給する再生用ガス供給ラインと、前記濾過装置から再生排ガスを排出する再生排ガスラインと、前記再生排ガスラインから排出される再生排ガスを予熱して触媒に接触させることにより再生排ガスに含まれる有機物を燃焼させる触媒燃焼装置と、前記触媒での再生排ガスの燃焼温度を所定範囲内に維持するよう、前記再生用ガス供給ラインにおける再生用ガスの流量を調節する制御装置と、を備える。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、吸着濾材を再生する際に濾材から脱離した有機物等を効率よく処理できる濾過装置再生システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る濾過装置再生システムの構成を示す図である。

【図2】本発明の実施例１における触媒燃焼部の入口温度及び出口温度の測定値の変化を示すグラフである。

【図3】本発明の実施例１における濾過装置への水蒸気供給量の変化を示すグラフである。

【図4】本発明の実施例１における空気流量調整弁の開度の変化を示すグラフである。

【図5】本発明の実施例１における触媒燃焼装置による排蒸気の処理量と消費電力との変化を示すグラフである。

【図6】本発明の実施例１における活性炭濾過塔の各部の温度の変化を示すグラフである。

【図7】本発明の実施例１における触媒燃焼装置の前後での有機物含有量の変化を示すグラフである。

【図8】本発明の実施例２における触媒燃焼部の入口温度及び出口温度の測定値の変化を示すグラフである。

【図9】本発明の実施例２における濾過装置への水蒸気供給量の変化を示すグラフである。

【図10】本発明の実施例２における触媒燃焼装置による排蒸気の処理量と消費電力との変化を示すグラフである。

【図11】本発明の実施例２における活性炭濾過塔の各部の温度の変化を示すグラフである。

【図12】本発明の実施例２における触媒燃焼装置の前後での有機物含有量の変化を示すグラフである。

【図13】本発明の比較例１における触媒燃焼部の入口温度及び出口温度の測定値の変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明をする。図１は、本発明の一実施形態に係る濾過装置再生システム１の構成を示す図である。

【0019】

濾過装置再生システム１は、濾材１１により気体又は液体中から有機物を除去する濾過装置１０の濾材１１を再生する。濾過装置再生システム１は、濾過装置に再生用ガスを供給する再生用ガス供給ライン２０と、濾過装置１０から再生排ガスを排出する再生排ガスライン３０と、濾過装置１０から再生排ガスライン３０に排出される再生排ガスの一部を再生用ガス供給ライン２０に還流させる還流ライン４０と、再生排ガスライン３０に排出される再生排ガス又はその凝縮液を系外に排出するブローライン５０と、再生排ガスライン３０から排出される再生排ガスに燃焼空気を混合した混合ガスを予熱して触媒に接触させることにより再生排ガスに含まれる有機物を燃焼させる触媒燃焼装置６０と、触媒燃焼装置６０に燃焼空気を供給する空気供給ライン７０と、他の構成要素を制御する制御装置８０と、を備える。また、図示しないが、濾過装置１０には有機物を含む気体又は液体を供給・排出するラインや濾材１１を交換可能できる取り出し口を有し得る。

【0020】

濾過装置１０に収容される濾材１１としては、例えば活性炭、アルミナ、ゼオライト等が用いられ、典型的には安価で有機物の吸着性能に優れる活性炭が用いられる。濾材１１として活性炭を用いる場合、有機物の除去から再生の一連のサイクルにおける経済効率の向上が顕著となる。濾過装置１０において除去される有機物としては、各種有機溶媒や工場排水成分、色素、界面活性剤、ＶＯＣ成分などが想定される。

【0021】

再生用ガス供給ライン２０は、濾材１１に吸着されている有機物の沸点よりも高温の再生用ガスを濾過装置１０に供給する。本実施形態の再生用ガス供給ライン２０は、供給される再生用ガスの流量を調節する再生用ガス流量調節部２１と、還流ライン４０から還流する再生排ガスを再生用ガスに導入するためのエゼクタ２２と、再生用ガスを加熱するヒータ２３と、を有する構成とされ得る。また、再生用ガス供給ライン２０は、図示しないが、必要に応じて流量センサ、温度センサ等を有し得る。

【0022】

再生用ガス供給ライン２０から供給される再生用ガスとしては、例えば水蒸気、空気、窒素、近隣設備から排出される高温排ガス等を利用することができる。中でも、比較的熱容量が大きく、取り扱いが容易であり、かつ昇温時には潜熱も利用できる水蒸気が特に好適に利用され得る。また、水蒸気は比較的不活性なガスであることから、濾材１１を損傷したり、脱着した有機物と反応して一酸化炭素などの有毒生成物を発生したりするリスクも小さい。再生用ガス供給ライン２０は、供給源から供給される再生用ガスの温度が不十分である場合には、ヒータ２３によって濾過装置１０に導入するまでに再生用ガスを加熱する。また、再生用ガスとして水蒸気を用いる場合、ボイラ等から供給される飽和蒸気をヒータ２３で過熱蒸気とすることによって、濾過装置１０に過度の耐圧性を要求しないようにできる。

【0023】

再生用ガス流量調節部２１は、開度調整により流量を調節する単一の制御弁によって構成されてもよいが、本実施形態では、並列して配設され、それぞれ予め設定される流量の再生用ガスを通過させる複数の制限流路２１１を有する構成とされている。各制限流路２１１は、それぞれ流路を開閉する開閉弁２１２を有する構成とされ得る。制限流路２１１は、配管及び開閉弁２１２のサイズによって流量を設定するよう構成されてもよく、例えば図示する絞り弁２１３やオリフィス等の制限部材を有してもよい。制限流路２１１の組み合わせにより再生用ガスの供給量を調節することができる。特に、制限流路２１１の少なくとも一部の再生用ガスの流量が他と異なる場合には、それらの組み合わせにより多様な流量を選択できる。また、再生用ガス流量調節部２１が制限流路２１１の組み合わせにより段階的に流量を設定する構成であることにより、流量を迅速に変更できるため、触媒燃焼装置６０における燃焼温度のオーバーシュートを抑制し、触媒の熱劣化を確実に抑制できる。

【0024】

再生排ガスライン３０は、濾過装置１０から排出される再生排ガスを触媒燃焼装置６０に案内する。特に再生用ガスとして水蒸気を用いる場合、再生排ガスライン３０は、再生排ガスが凝縮水を含んでいるか否かを判定するために温度センサ３１を有することが好ましい。再生排ガスの温度が飽和温度以下であれば、濾過装置１０の内部で凝縮水が生じ、再生排ガスが凝縮水を含んでいる可能性があると考えられる。また、再生排ガスライン３０は、再生排ガスの触媒燃焼装置６０への導入を遮断する導入弁３２を有する構成とされ得る。

【0025】

還流ライン４０は、濾過装置１０から排出される再生排ガスの一部を再生用ガス供給ライン２０に還流させる。これにより、再生排ガスの熱エネルギーの一部を回収でき、再生ガスの再利用にもなるので、濾過装置１０の再生に要するエネルギーコストや再生ガスの供給コストを抑制できる。還流ライン４０は、逆止弁４１及び再生用ガス供給ライン２０への再生排ガスの還流を遮断する還流弁４２を有する構成とされ得る。

【0026】

ブローライン５０は、濾過装置１０から流出する再生排ガスに凝縮液が含まれる場合に、触媒燃焼装置６０に凝縮液を導入しないように凝縮液を系外に放出するために用いられる。ブローライン５０は、再生排ガスを遮断する排出弁５１を有する構成とされ得る。凝縮液が触媒燃焼装置６０内に導入されると、凝縮液中に含まれる無機物の焼き付きやスケール化、突沸などの運転障害が発生してしまうおそれがあるが、ブローライン５０から凝縮水を系外に放出することによって、これらの不都合を防止することができる。

【0027】

触媒燃焼装置６０は、再生排ガスに燃焼空気を混合する混合部６１と、再生排ガスに燃焼空気を混合した混合ガスを一定の温度まで予熱する予熱部６２と、予熱した混合ガスを触媒に接触させることにより有機物を燃焼させる触媒燃焼部６３と、混合ガスを燃焼させた燃焼排ガスと燃焼空気との間で熱交換する熱交換部６４と、燃焼排ガスに外気を混合して温度を低下させる冷却部６５と、冷却部６５から外気が混合された燃焼排ガスを吸引して外部に排出する排気ファン６６と、を有する構成とされ得る。

【0028】

混合部６１では、再生排ガスに、再生排ガス中の有機物を燃焼させるために必要な酸素を提供する燃焼空気を混合する。燃焼空気は、燃焼に必要な酸素の供給の役割を果たすと同時に、混合ガス中の有機物濃度を調節することで燃焼排ガスの温度を抑制する希釈空気としても作用する。予熱部６２では、混合ガスを触媒燃焼部６３において燃焼し得る温度まで加熱する。触媒燃焼部６３では、触媒の作用により混合ガス中の有機物を燃焼させる。触媒としては、例えばプラチナ、パラジウム等が用いられ得る。触媒燃焼部６３の内部又は出口には、燃焼温度として燃焼直後の燃焼排ガスの温度を測定する燃焼温度センサ６７が設けられる。熱交換部６４では、予熱部６２に導入される前の燃焼空気と燃焼排ガスとの間で熱交換を行い、予熱部６２の負荷を低減する。冷却部６５では、燃焼排ガスを外気で希釈することにより、排気ファン６６の耐熱温度以下に燃焼排ガスの温度を低下させる。

【0029】

空気供給ライン７０は、触媒燃焼装置６０に供給される燃焼空気の流量を調節する空気流量調節部７１を有することが好ましい。空気流量調節部７１は、図示するような流量調整弁によって形成することができる他、燃焼空気を供給する不図示のファンの回転数調節機構等であってもよい。

【0030】

制御装置８０は、触媒燃焼部６３での混合ガスの燃焼温度を所定範囲内に維持するよう、再生用ガス及び燃焼空気の少なくともいずれかの流量を調節する。本実施形態の制御装置８０は、予熱制御部８１、初期制御部８２、ガス流量制御部８３及び空気流量制御部８４を有する。制御装置８０は、オン－オフ制御や比例制御、フィードバック制御、フィードフォアード制御などの一般的な制御ができるようにプロセッサ、メモリ、入出力インターフェイス等を備え、適切なプログラムを実行するコンピュータ装置等によって構成され得る。また、制御装置８０は、ソフトウェアを利用しない物理回路によって構成されてもよい。予熱制御部８１、初期制御部８２、ガス流量制御部８３及び空気流量制御部８４は、制御装置８０の機能を類別したものであって、物理構成及びプログラム構成において明確に区分できるものでなくてもよい。

【0031】

予熱制御部８１は、濾過装置１０から流出する再生排ガス又は凝縮液の温度がその飽和温度に達するまで再生排ガス又は凝縮液を系外に排出するよう排出弁５１を制御する。これにより、凝縮液が触媒燃焼装置内に導入されることにより予熱部６２において生じ得る無機物の焼き付きやスケール化、突沸等を防止することができる。

【0032】

初期制御部８２は、濾過装置１０の予熱完了時に再生用ガスの流量を一旦減少させ、その後に再生用ガスの流量を徐々に大きくするよう再生用ガス流量調節部２１を制御する。濾過装置１０が低沸点の有機物を多く吸着している場合には、予熱完了時、特に温度センサ３１で検出される再生排ガスの温度が飽和温度に到達する際に再生排ガスが低沸点の有機物を多く含むことにより再生排ガスの触媒燃焼による発熱量が大きくなるので触媒がシンタリングを引き起こす状況になりやすい。このため、初期制御部８２によって、再生用ガスの流量を抑えて再生を開始することで、運転開始直後に混合ガス中に持ち込まれる有機物量を低減し、触媒燃焼部６３における燃焼温度が高くなり過ぎることを防止できる。

【0033】

ガス流量制御部８３は、触媒燃焼部６３における触媒での混合ガスの燃焼温度が所定のガス制限温度を超えると判断される場合に再生用ガスの流量を小さくするよう再生用ガス流量調節部２１を制御する。触媒燃焼部６３における燃焼排ガスの温度が高過ぎる場合には再生用ガスの流量を小さくすることによって、濾材１１から脱離させる有機物の量を低減して発熱量を抑制することにより燃焼温度の上昇を抑制し、触媒のシンタリングを防止できる。

【0034】

空気流量制御部８４は、触媒燃焼部６３における触媒での混合ガスの燃焼温度が所定の空気制限温度未満になると判断される場合に燃焼空気の流量を小さくするよう空気流量調節部を制御する。触媒燃焼部６３における燃焼排ガスの温度、つまり混合ガスの燃焼による温度上昇が低いということは再生排ガス中に含まれる有機物量が小さいことを意味し、燃焼に必要な酸素供給やシンタリングを防止するための熱吸収の役割としての空気供給は少なくて済む。そこで、燃焼排ガスの温度の低下に応じて燃焼空気の流量を小さくすることによって、予熱部６２において混合ガスの予熱に必要なエネルギーを節約できる。空気制限温度は、ガス流量制御部８３と空気流量制御部８４が干渉しないよう、ガス制限温度以下、好ましくはある程度の差を有する温度に設定される。

【0035】

上述のような構成を有する濾過装置再生システム１は、再生用ガス供給ライン２０から濾過装置１０に濾材１１に吸着されている有機物の沸点よりも高温の再生用ガスを供給し、揮発した有機物と再生用ガスとを含む再生排ガスを触媒燃焼装置６０に導入し、燃焼茎と混合して再生排ガス中の有機物を触媒燃焼させることにより分解する。濾過装置再生システム１は、再生用ガス及び燃焼空気の少なくともいずれかの流量を調節することによって、濾材から脱離させる有機の量又は燃焼により生じた熱を吸収する燃焼空気の流量を調整し、燃焼温度を所定範囲内に維持することにより、触媒のシンタリングを防止しながら、高いエネルギー効率を達成できる。

【0036】

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更及び変形が可能である。例として、本発明に係る濾過装置再生システムは、再生用ガス及び燃焼空気のいずれか一方の流量のみの調整により燃焼温度を制御するものであってもよい。このため、本発明に係る濾過装置再生システムは、再生用ガスが例えば空気等十分な酸素を含むガスである場合、触媒燃焼装置に燃焼空気を供給する空気供給ライン及び空気供給ラインの制御に係る構成を備えていなくてもよい。また、図１では排気ファン６６の吸引力により燃焼空気や冷却空気を触媒燃焼装置６０内に取り込むように示しているが、別の例として、コンプレッサーやブロワー等によって燃焼空気や冷却空気を触媒燃焼装置に送気してもよい。

【0037】

また、再生排ガス中に含まれる有機物の種類によって触媒燃焼に必要な温度帯が変わる（一般的には２００～４００℃程度の範囲になる）ことから、予熱部６２での予熱温度、並びにガス制限温度及び空気制限温度（つまり燃焼温度センサ６７で検知される燃焼温度）を再生排ガスの処理途中で一時的又は段階的に上昇や下降をさせてもよい。再生排ガス中に含まれる有機物の燃焼性に応じて燃焼温度を制御することにより、より経済的且つ安定的な燃焼処理が行うことができたり、触媒上に吸着した未燃有機物を燃焼（触媒リセット処理、フラッシング処理等と呼ばれる）させたりすることができる。

【0038】

また、本発明に係る濾過装置再生システムは、触媒燃焼装置の内部、例えば熱交換部と混合部との間等に燃焼空気の流量を調節する空気流量調節部が設けられてもよい。触媒燃焼装置に設けられる空気流量調節部としては、排気ファンの回転数調節機構、排気ファンの風量調節ダンパ等が挙げられる。

【0039】

また、本発明に係る濾過装置再生システムにおいて、還流ライン及びブローラインは必須の構成ではない。

【実施例0040】

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0041】

図１の構成を有する濾過装置再生システムを作成し、その性能を評価する試験を行った。濾過装置としては三浦工業社の活性炭濾過塔「ＷＣ－８０ＡＪ」を、触媒燃焼装置としては田端機械工業社の触媒燃焼装置「ＤＥＯＣＡＴ－２」を用いた。再生用ガス流量調節部は、水蒸気の流量がそれぞれ４ｋｇ／ｈｒ、２ｋｇ／ｈｒ、４ｋｇ／ｈｒ、５ｋｇ／ｈｒとなるよう調整した４つの流路を有し、流路の組み合わせによって４ｋｇ／ｈｒ、６ｋｇ／ｈｒ、８ｋｇ／ｈｒ、１０ｋｇ／ｈｒ又は１５ｋｇ／ｈｒのいずれかの流量を選択できるよう構成した。この濾過装置再生システムを用い、１－ブタノール（沸点１１８℃）及び安息香酸（沸点２４９℃）をそれぞれ水道水１Ｌあたり１０００ｍｇずつ溶解した模擬排水を調製し、これを空間速度１０ＢＶ／ｈｒで１時間通水した活性炭濾過塔を、再生用ガスとして水蒸気を用いて再生する試験を行った。

【0042】

（実施例１）
実施例１として、予熱制御部、初期制御部、ガス流量制御部及び空気流量制御部による制御を有効にして、濾過装置の再生を行った。試験中、活性炭濾過塔の状態を確認するために、ヒータ出口（活性炭濾過塔入口）における水蒸気（再生用ガス）温度、活性炭濾過塔内の上層（再生用ガス入口側）内側、上層外側、中層内側、中層外側、下層内側及び下層外側の温度、並びに活性炭濾過塔入口出口における水蒸気温度をそれぞれ測定した。また、触媒燃焼装置における有機物の分解を確認するために、触媒燃焼装置の入口から再生廃蒸気（再生排ガス）を、触媒燃焼装置の入口から燃焼排ガスを定期的にサンプリングし、これらを凝縮（ドレン化）させてＴＯＣ（全有機炭素）を測定した。

【0043】

濾過装置再生システムの運転は、予熱制御部による制御を行う期間Ｉと、初期制御部、ガス流量制御部及び空気流量制御部により運転を安定させるまでの期間ＩＩと、主に１－ブタノールの燃焼を確認するための期間ＩＩＩと、主に安息香酸の燃焼を確認するための期間ＩＶと、触媒燃焼装置の予熱器を停止して運転停止の準備を行う期間Ｖと、有する運転とした。また、触媒燃焼装置による再生排ガスの燃焼処理の間、２時間ごとに１５分間予熱器の設定温度を短時間上昇（期間ＩＩＩでは４５０℃、期間ＩＶでは５００℃に設定）させることにより触媒温度を一次的に上昇させて触媒をフラッシングする処理を２回行った。なお、２回目のフラッシングまでを期間ＩＩＩ、２回目のフラッシングの終了後を期間ＩＶとした。触媒燃焼装置の予熱器の設定温度（触媒燃焼部入口温度設定値）は、期間ＩＩＩにおいては３００℃、期間ＩＶにおいては４００℃に設定した。

【0044】

ガス流量制御部は、ガス制限温度を５００℃とし、初期制御開始時の水蒸気流量を４ｋｇ／ｈｒとして、混合ガスの燃焼温度（触媒出口温度）を確認しながら水蒸気流量を増大するものとした。空気流量制御部は空気制限温度を上限とし空気制限温度よりも５０℃低い温度まで空気流量調整弁の開度を１００％から４０％（開度下限）まで直線的に変化させるものとし、空気制限温度を期間ＩＩＩにおいて４２５℃、期間ＩＶにおいて４７５℃とした。

【0045】

図２に、触媒燃焼装置における触媒燃焼部の入口温度及び出口温度の測定値の変化を示す。また、図３に濾過装置への水蒸気供給量の変化、図４に空気流量調整弁の開度の変化を示す。これらのグラフから、特に期間ＩＩにおいて初期制御部、ガス流量制御部により触媒温度の過度の上昇が防止され、期間ＩＩＩ及び期間ＩＶにおいて空気流量制御部により触媒温度の過度の低下が防止されていることが分かる。

【0046】

図５に、触媒燃焼装置における排蒸気（再生排ガス）の積算処理量と積算消費電力（電力量）の実測記録を示す。期間ＩＩＩ及び期間ＩＶにおいて排蒸気量（＝積算処理排蒸気量グラフの傾き）は一定であるのに対し、消費電力（＝積算消費電力グラフの傾き）は期間ＩＩＩよりも期間ＩＶにおいて僅かに増大している。

【0047】

図６に、活性炭濾過塔の各部の温度の変化を示す。図６からは、活性炭濾過塔内の濾材の温度が順番に上昇し、最終的には濾材に吸着されている有機物を蒸発させて除去できたと解釈できる。

【0048】

図７に、触媒燃焼装置の前後（排蒸気及び燃焼排ガス）における有機物含有量の変化を示す。図７によれば、排蒸気の有機物量は再生処理開始直後に最高値を示し、徐々に低下する。また、排蒸気の有機物量は期間ＩＶにおいて図６に示された活性炭濾過塔に導入される蒸気温度の上昇（この温度上昇は、濾層全体が１００℃以上となって、エゼクタによって一部循環される蒸気温度も１００℃以上になったことによる）、及び、濾層の高温帯が広がるに伴って上昇している。図６に示された濾層温度の上昇の仕方と活性炭に通水した模擬排水の成分が１－ブタノール（沸点１１８℃）及び安息香酸（沸点２４９℃）であることから、期間ＩＩから期間ＩＩＩにかけて濾過塔から排出された主な有機物は１－ブタノールであり、期間ＩＶで濾過塔から排出された主な有機物は安息香酸であると考えられる。しかしながら、このように排蒸気の有機物量や有機物種が変化しても、触媒燃焼装置において略全ての有機物を燃焼分解できていることが分かる。

【0049】

（実施例２）
実施例２として、空気流量制御部による制御を無効とした以外は、実施例１と同じ条件で濾過装置再生システムの運転を行った。

【0050】

図８に、触媒燃焼部入口温度及び出口温度の変化を、図９に濾過装置への水蒸気供給量の変化を示す。実施例１と比較して、実施例２では、空気量を調整しないために燃焼排ガス温度の低下が緩慢となっているが、ガス流量制御部による水蒸気供給量の調整によって触媒のシンタリングを防止できる範囲内で燃焼温度を制御できている。

【0051】

図１０に、触媒燃焼装置における排蒸気の処理量と消費電力との変化を示す。実施例２では、実施例１と比較して、空気流量制御部による制御を無効としたために２５％程電力消費量が大きくなっている。

【0052】

図１１に、活性炭濾過塔の各部の温度の変化を、図１２に、触媒燃焼装置の前後における有機物含有量の変化を示す。第２実施例のおいても、第１実施例と同様に、濾材に吸着されている有機物を蒸発させ、触媒燃焼装置において略全ての有機物を燃焼分解できていることが分かる。

【0053】

（比較例１）
比較例１として、初期制御部、空気流量制御部及び空気流量制御部による制御を無効とした以外は、実施例１と同じ条件で濾過装置再生システムの運転を試みた。

【0054】

図１３に、触媒燃焼部入口温度及び出口温度の変化を示す。図示するように、比較例１では、触媒燃焼装置に再生排ガスを供給した直後に燃焼排ガス温度、つまり触媒温度が急激に上昇し、シンタリングが発生し得る６００℃に達したため、運転を中止せざるを得なかった。なお、触媒燃焼装置の予熱器の設定温度を３００℃設定しているにも関わらず、触媒燃焼部入口温度が上昇しているのは、触媒燃焼装置内の熱交換部で高温燃焼排ガスと供給燃焼空気との間で熱交換されたためである。

【0055】

以上のように、本発明に係る濾過装置再生システムを用いれば、比較的沸点が低い有機溶媒を多く吸着した濾過装置であっても、触媒のシンタリングを防止しつつ濾材を再生できることが確認できた。

【符号の説明】

【0056】

１ 濾過装置再生システム
１０ 濾過装置
１１ 濾材
２０ 再生用ガス供給ライン
２１ 再生用ガス流量調節部
２２ エゼクタ
２３ ヒータ
２１１ 制限流路
２１２ 開閉弁
２１３ 絞り弁
３０ 再生排ガスライン
３１ 温度センサ
３２ 導入弁
４０ 還流ライン
４１ 逆止弁
４２ 還流弁
５０ ブローライン
５１ 排出弁
６０ 触媒燃焼装置
６１ 混合部
６２ 予熱部
６３ 触媒燃焼部
６４ 熱交換部
６５ 冷却部
６６ 排気ファン
６７ 燃焼温度センサ
７０ 空気供給ライン
７１ 空気流量調節部
８０ 制御装置
８１ 予熱制御部
８２ 初期制御部
８３ ガス流量制御部
８４ 空気流量制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】