(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】P2024172232
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】VOCガス濃縮処理装置の吸着材のサンプリング方法
(51)【国際特許分類】
B01D 53/06 20060101AFI20241205BHJP
B01D 53/44 20060101ALI20241205BHJP
B01D 53/83 20060101ALI20241205BHJP
【FI】
B01D53/06 100
B01D53/44 110
B01D53/83 ZAB
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023089810
(22)【出願日】2023-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】722014321
【氏名又は名称】東洋紡エムシー株式会社
(72)【発明者】
【氏名】板山 繁
(72)【発明者】
【氏名】坂口 瞬
【テーマコード(参考)】
4D002
4D012
【Fターム(参考)】
4D002AB03
4D002BA04
4D002CA05
4D002DA41
4D002DA45
4D002EA08
4D002HA10
4D012BA02
4D012BA03
4D012CA11
4D012CA12
4D012CC03
4D012CC05
4D012CC06
4D012CD01
4D012CG01
4D012CK10
(57)【要約】
【課題】VOCガス濃縮処理装置において、被処理ガスの処理性能の低下の要因が吸着素子にあるか分析調査するために、短時間で容易にサンプリングができる方法を提供する。
【解決手段】 本発明にかかるサンプリング方法により、VOCガス濃縮処理装置の性能低下の要因が吸着素子由来のものであるか短時間で容易に吸着判断することが可能になる。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理ガスが含有する揮発性有機溶剤を吸着素子にて吸着除去するVOCガス濃縮処理装置において、当該吸着素子の劣化状況及び付着物質状況を判断するためのサンプリング方法であって、
前記吸着素子に含まれる吸着材の一部を抜き取る工程を含む、ことを特徴とするサンプリング方法。
【請求項2】
前記吸着材は、活性炭及び/又はゼオライトの含有シートであることを特徴とする請求項1に記載のサンプリング方法。
【請求項3】
前記吸着素子は、金属状の折り曲げ板で構成されたカートリッジに垂直方向へ前記吸着材が積層した構成であることを特徴とする請求項2に記載のVOC濃縮処理システム。
【請求項4】
前記吸着素子の金枠を工具で分解して、積層された前記吸着材を数枚抜き取る工程を含むことを特徴とする請求項3に記載のサンプリング方法。
【請求項5】
前記吸着素子の前記吸着材を抜き取った跡に、同寸法の吸着材を積層して補充し、金枠を復旧する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載のサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、揮発性有害物質(VOC)を含有する被処理ガスからVOCを吸着除去し、当該被処理ガスを清浄化するガス濃縮処理装置における吸着材のサンプリング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、大風量で低濃度の有機溶剤を含むガス(被処理ガス)を清浄化する装置として、濃縮装置が知られている。従来の濃縮装置では、被処理ガスをハニカム構造体の吸着素子に通気して、被処理ガスを吸着素子に吸着させる。吸着された被処理物質を、少量の加熱ガスを用いて、吸着素子より脱着する。脱着された小風量、高濃度の被処理物質を含むガスを、燃焼装置などの二次処理装置で処理することで、排ガス処理のトータルコストを削減することができる。
【0003】
上述の処理方法を用いたVOCガス濃縮処理装置に使用される吸着素子は、例えば中空円柱状筒の側面に配置させた吸着ローターを利用した中空円柱状ローター型(シリンダー型)のガス濃縮処理装置が、特許文献1や特許文献2に開示されている。
【0004】
上述の吸着素子は、ゼオライトまたは活性炭を含有したシートを作成し、平板状のライナーと波板状のフルートとを順に積層したハニカム構造体が、特許文献3に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開昭63-84616号公報
【特許文献2】国際公開公報2016/189958
【特許文献3】特開2019-209269号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みなされ、その目的は、平板状のライナーと波板状のフルートとを順に積層したハニカム構造体を吸着素子としたVOCガス処理装置において、被処理ガスの処理性能の低下の要因が吸着素子にあるか分析調査するために短時間で容易にサンプリングができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
吸着素子は多孔性の構造を有し、被処理ガスに含まれる組成によっては重合物、粉塵、その他化合物によるに細孔閉塞等が多孔性構造に影響を及ぼし、吸着処理性能が低下する可能性がある。また長期的に吸着処理及び再生処理を繰り返し行う場合でも当該重合物、粉塵、その他化合物が細孔に蓄積していき、または細孔内で化学変化し難脱着性成分に変化することで徐々に細孔を閉塞させ吸着処理性能が低下する可能性もある。
【0008】
その他、被処理ガスの処理性能低下の要因として装置のシール等の機械的な劣化や破損、また運転条件等の変化による装置起因によるものもある。
【0009】
VOCガス濃縮処理装置における被処理ガス中のVOC除去性能に低下がみられた場合、吸着素子の劣化によるものか、装置起因によるものなのか判断する必要であり、吸着素子にあると考えた場合、概吸着素子を交換する必要があるが、吸着素子のコスト及び交換
により発生するコストが大きいため、事前に性能低下要因が吸着素子によるものであるか確認を行う必要がある。
【0010】
そこで、本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は以下の通りである。
【0011】
1.被処理ガスが含有する揮発性有機溶剤を吸着素子にて吸着除去するVOCガス濃縮処理装置において、当該吸着素子の劣化状況及び付着物質状況を判断するためのサンプリング方法であって、前記吸着素子に含まれる吸着材の一部を抜き取る工程を含む、ことを特徴とするサンプリング方法。
本発明により、ガス処理装置の性能低下の要因が吸着素子由来のものであるかを、容易に短時間で判断することができる。
2.前記吸着材は、活性炭及び/又はゼオライトの含有シートであることを特徴とする上記1に記載のサンプリング方法。
3.前記吸着素子は、金属状の折り曲げ板で構成されたカートリッジに垂直方向へ前記吸着材が積層した構成であることを特徴とする上記1または2に記載のサンプリング方法。4.前記吸着素子の金枠を工具で分解して、積層された前記吸着材を数枚抜き取る工程を含むことを特徴とする上記1~3のいずれか1に記載のサンプリング方法。
5.前記吸着素子の前記吸着材を抜き取った跡に、同寸法の吸着材を積層して補充し、金枠を復旧する工程を含む、、ことを特徴とする上記1~4のいずれか1に記載のサンプリング方法。
本発明により、吸着素子を再度使用できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明にかかるサンプリング方法により、ガス処理装置の性能低下の要因が吸着素子由来のものであるかを、容易に短時間で判断することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本発明の実施の形態のガス濃縮処理システムの構成の一例を示す図である。
【
図2】本発明の実施の形態の吸着素子の構成の一例を示す正面図である。
【
図3】本発明の実施の形態の吸着素子の構成の一例を示す側面図である。
【
図4】本発明の実施の形態のガス濃縮処理システムに配設する吸着素子の一例を示す図である。
【
図5】本発明の実施の形態の吸着素子のサンプリング方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する構成、部分、材料等については、同じ符号を付し、一度説明したものは適宜省略する。
【0015】
図1は、本実施の形態のVOCガス濃縮処理システムの一例を示す構成図である。
図1に示すように、VOCガス濃縮処理システム1は、処理ガス送風機3と、吸着素子4と、駆動機5と脱着送風機10と、ヒーター11とを備えている。本実施形態では吸着素子4は、吸着ゾーン(吸着領域)6と脱着ゾーン(脱着領域)12とに区分されて使用される筒状吸着体であり、その筒軸回りに回転されて使用される。尚、駆動機5はVOCガス濃縮処理システム1のケース内に配置されても、ケース外にモーターを配置してもよく、特に限定されるものではない。
【0016】
VOCガス濃縮処理システム1は、工場等から排出され処理ガス送風機3で送られてきた非処理ガス2を、筒状吸着体である吸着素子4をその筒軸回りに回転させて、吸着素子
4の吸着ゾーン6に導入する。これにより、被処理ガス2中の有機溶剤ガスを吸着処理し、清浄ガス8として排出ライン7より外部に排出する。これとともに、脱着送風機10より導入されヒーター11により加熱された外気または清浄ガスの一部9を吸着素子4の脱着ゾーン12に導入して、有機溶剤を脱着処理して吸着素子4を再生させ、吸着素子4の脱着ゾーン12より排出された濃縮ガス13として取り出す。尚、脱着ゾーン12の下流側に排気ファンを設け濃縮ガス13を積極的に排気させてもよく、特に限定されるものではない。
【0017】
図2は、本実施の形態のVOCガス濃縮処理システムに配設する吸着素子4の正面図の一例を示す構成図である。吸着素子4は、金属状の折り曲げ板で構成されたカートリッジ14に垂直方向へ吸着材17を積層させ構成されている。吸着材17は平板状のライナーと波板状のフルートを順に積層したハニカム構造体のブロック形状である。
【0018】
図3は、本実施の形態のVOCガス処理システムに配設する吸着素子4の側面図の一例を示す構成図である。吸着材17を積層した側面は金属製の側板20で覆われている。
【0019】
図4は、本実施の携帯のVOCガス濃縮処理システムに配設する吸着素子4の状態を示す。
図4に示すと通り、吸着素子4(ブロック形状)を中空円筒状に配置し、それを回転させることで吸着ゾーン6にて被処理ガスの吸着を、脱着ゾーン12にて吸着素子の脱着を連続して行うことができる、
【0020】
図5は本実施の形態の吸着素子のサンプリング方法の一例を示す図である。まずVOCガス処理システム内に円筒状に配設した吸着素子4を取り外す。続いて金属状の折り曲げ板で構成されたカートリッジ14の留具15と天板16を、工具を用いて取外し、吸着材17を数枚抜き取る。吸着材を抜き取った後は、新品の吸着材19を補充し、カートリッジの外壁部分を補修して再度、VOCガス濃縮処理システムに再設置する。
【0021】
上述でサンプリングした吸着素子の特性の評価は下記の方法により測定できる。
【0022】
(全酸性基量)
表面酸性基量はBoehm滴定法により測定する。
活性炭試料約1gに対し0.01molの水酸化ナトリウム水溶液を60ml加え、25℃で約2時間浸透させる。活性炭試料と溶液を濾紙で通過分離した濾液を25ml採取した。濾液に指示薬としてフェノールフタレインを適量加え、撹拌しながら0.01mlの塩酸を滴下して、中和した時点での残留塩基量を滴定し、以下の式で全酸性基量を算出する。
全酸性基量(meq/g)=(D×50×K)/(W×25)
D:吸着塩基性量(ml)
K:塩酸濃度(mol/l)
W:活性炭素試料
【0023】
(BET比表面積)
BET比表面積は、液体窒素の沸点(-195.8℃)雰囲気下、相対圧力0.0~0.15の範囲で上昇させたときの試料への窒素吸着量を数点測定し、BETプロットにより料単位質量あたりの表面積(m2/g)を求める。
【0024】
(細孔容積)
細孔容積は、相対圧0.95における窒素ガスの気体吸着法により測定する。
【0025】
(平均細孔径)
平均細孔径は、以下の式で求める。
dp=40000Vp/S(ただし、dp:平均細孔径(Å))
Vp:細孔容積(cc/g)
S:BET比表面積(m2/g)
【0026】
以上において説明した本実施形態のサンプリング方法を実現でき、吸着材の評価を行うができる。
【0027】
上記開示した実施の形態、各変形例はすべて例示であり制限的なものではない。また、実施の形態、各変形例を適宜組み合わせた形態も本発明の範疇に含まれる。つまり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって有効であり、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内のすべての変更・修正・置き換え等を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【0028】
本発明のサンプリング方法によれば、VOCガス濃縮処理装置の吸着素子を容易にサンプリングできるため、被処理ガスの処理性能の低下の要因が吸着素子にあるかを分析調査するために短時間で容易に判断することが可能であり、サンプリング後も吸着素子を再利用可能となる。
【符号の説明】
【0029】
1:VOCガス処理システム
2:、処理ガス送風機
3:処理ガス送風機
4:吸着素子
5:駆動機
6:吸着ゾーン(吸着領域)
7:排出ライン
8:清浄ガス
9:外気または清浄ガスの一部
10:脱着送風機
11:ヒーター
12:脱着ゾーン(脱着領域)
13:濃縮ガス
14:カートリッジ
15:留具
16:天板
17:吸着材
18:シール材
19:交換用の吸着材
20:側板