特許 7435934 有機溶剤回収システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】有機溶剤回収システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/04 20060101AFI20240214BHJP

   C07B 63/00 20060101ALI20240214BHJP

   B01D 5/00 20060101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

B01D53/04 230

C07B63/00 G

B01D5/00 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023570452

(86)(22)【出願日】2023-07-14

(86)【国際出願番号】 JP2023026042

【審査請求日】2023-11-14

(31)【優先権主張番号】P 2022115757

(32)【優先日】2022-07-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】722014321

【氏名又は名称】東洋紡エムシー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 武将

(72)【発明者】

【氏名】林 敏明

【審査官】中村 泰三

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２２／０５４７３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２２／０１４０１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／１３２０７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０９－１７３７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０８２８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－００５９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９３４２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５／００、５３／０２－１２

Ｃ０７Ｂ ６３／００

Ｃ０７Ｃ ７／００－１３

Ｄ０６Ｆ ４３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機溶剤を含有する被処理ガスから前記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、
前記被処理ガスは、第一被処理ガスと、含有する前記有機溶剤の濃度が前記第一被処理ガスよりも低い第二被処理ガスとを含み、
前記第一被処理ガスを冷却することで、前記第一被処理ガスに含有される前記有機溶剤を凝縮させて、含有する前記有機溶剤の濃度が低減された冷却処理ガスとして排出する、凝縮回収装置と、
前記冷却処理ガスと前記第二被処理ガスとを合流させて第三被処理ガスとする合流部と、
前記第三被処理ガスに含有される前記有機溶剤を吸着および脱着する吸脱着素子を有し、前記第三被処理ガスの導入による前記吸脱着素子への前記有機溶剤の吸着と、脱着用ガスの導入による前記吸脱着素子からの前記有機溶剤の脱着と、を交互に行なう吸脱着処理装置と、を備える、有機溶剤回収システム。

【請求項2】

前記第二被処理ガスの風量を前記第一被処理ガスの風量で除した商をＡとし、前記第一被処理ガスに含有される前記有機溶剤の濃度を前記第二被処理ガスに含有される前記有機溶剤の濃度で除した商をＢとし、前記凝縮回収装置における前記第一被処理ガスに含有される前記有機溶剤の回収率をＣ（％）とした場合に、
０＜（Ａ÷Ｂ÷Ｃ）≦０．０３３
を満たす、請求項１に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項3】

前記吸脱着処理装置から排出された前記脱着用ガスを冷却することで、前記脱着用ガスに含有される前記有機溶剤を凝縮させて回収する、第二凝縮回収装置を備える、請求項１または請求項２に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項4】

前記脱着用ガスは水蒸気である、請求項３に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項5】

前記脱着用ガスは不活性ガスである、請求項１または請求項２に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項6】

前記脱着用ガスが循環する循環経路をさらに備え、前記吸脱着処理装置および前記第二凝縮回収装置は前記循環経路に設けられる、請求項３に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項7】

前記循環経路に設けられ、前記第二凝縮回収装置から排出された前記脱着用ガスを加熱する加熱部をさらに備える、請求項６に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項8】

前記第三被処理ガスの温度を検出して伝送する温度伝送器をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の有機溶剤回収システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、有機溶剤回収システムに関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開２０２１／１３２０７１号（特許文献１）には、被処理ガスに含まれる有機溶剤の一部を凝縮回収装置で凝縮させた後、未凝縮の有機溶剤を吸脱着素子で吸着して、被処理ガスから有機溶剤を回収する、有機溶剤回収システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０２１／１３２０７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

被処理ガスに含有される有機溶剤を吸脱着素子を用いて回収する場合、吸脱着素子から有機溶剤を脱着するときの熱によって、回収する有機溶剤の品質が低下することがある。

【0005】

本開示では、回収する有機溶剤の品質を向上できる、有機溶剤回収システムが提案される。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示では、以下の有機溶剤回収システムが提案される。
（第１項）有機溶剤を含有する被処理ガスは、第一被処理ガスと、含有する有機溶剤の濃度が第一被処理ガスよりも低い第二被処理ガスとを含んでいる。被処理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は、凝縮回収装置と、合流部と、吸脱着処理装置と、を備えている。凝縮回収装置は、第一被処理ガスを冷却することで、第一被処理ガスに含有される有機溶剤を凝縮させて、含有する有機溶剤の濃度が低減された冷却処理ガスとして排出する。合流部は、冷却処理ガスと第二被処理ガスとを合流させて第三被処理ガスとする。吸脱着処理装置は、第三被処理ガスに含有される有機溶剤を吸着および脱着する吸脱着素子を有している。吸脱着処理装置は、第三被処理ガスの導入による吸脱着素子への有機溶剤の吸着と、脱着用ガスの導入による吸脱着素子からの有機溶剤の脱着と、を交互に行なう。

【0007】

（第２項）第１項に記載の有機溶剤回収システムにおいて、第二被処理ガスの風量を第一被処理ガスの風量で除した商をＡとし、第一被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度を第二被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度で除した商をＢとし、凝縮回収装置における第一被処理ガスに含有される有機溶剤の回収率をＣ（％）とした場合に、０＜（Ａ÷Ｂ÷Ｃ）≦０．０３３を満たしてもよい。

【0008】

（第３項）第１項または第２項に記載の有機溶剤回収システムは、第二凝縮回収装置を備え、第二凝縮回収装置は、吸脱着処理装置から排出された脱着用ガスを冷却することで、脱着用ガスに含有される有機溶剤を凝縮させて回収してもよい。

【0009】

（第４項）第３項に記載の有機溶剤回収システムにおいて、脱着用ガスは水蒸気であってもよい。

【0010】

（第５項）第１項から第３項のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システムにおいて、脱着用ガスは不活性ガスであってもよい。

【0011】

（第６項）第３項、第４項、または第３項を引用する第５項のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システムは、脱着用ガスが循環する循環経路をさらに備え、吸脱着処理装置および第二凝縮回収装置は循環経路に設けられてもよい。

【0012】

（第７項）第６項に記載の有機溶剤回収システムは、循環経路に設けられ、第二凝縮回収装置から排出された脱着用ガスを加熱する加熱部をさらに備えてもよい。

【0013】

（第８項）第１項から第７項のいずれか１項に記載の有機溶剤回収システムは、第三被処理ガスの温度を検出して伝送する温度伝送器をさらに備えてもよい。

【発明の効果】

【0014】

本開示の有機溶剤回収システムによれば、回収する有機溶剤の品質を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態の有機溶剤回収システムの構成を概略的に示す図である。

【図2】第２実施形態の有機溶剤回収システムの構成を概略的に示す図である。

【図3】本開示の有機溶剤回収システムによるエネルギー削減率を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。実施形態から任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも、当初から予定されている。

【0017】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の有機溶剤回収システム１の構成を概略的に示す図である。有機溶剤回収システム１は、有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を分離して回収するシステムである。

【0018】

本開示の有機溶剤回収システムは、熱履歴によって分解する可能性のある有機溶剤の処理に対して好適である。より具体的には、有機溶剤は、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、ペンタクロロエタン、ジクロロプロパン、ｏ－ジクロロベンゼン、ｍ－ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ブロモプロパン、臭化メチル、フロン－１１２、フロン－１１３、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）、ヨウ化メチル等のハロゲン系有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ビニル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、酪酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸２－ヒドロキシエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル、炭酸ジエチル等のエステル系有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセチル等のケトン系有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル、エポキシド等のエーテル系有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、アクリロニトリル等のニトリル系有機溶剤であってもよい。

【0019】

また、上記した有機溶剤以外に、比較的分解しにくい有機溶剤が被処理ガスの一部に含まれてもよい。より具体的には、有機溶剤は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、２－ブタノール、イソブタノール、ｔ－ブタノール、アリルアルコール、ペンタノール、ヘプタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のアルコール系有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、フェノール、ｏ－クレゾール、ｍ－クレゾール、ｐ－クレゾール、キシレノール等のフェノール系有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、ｎ－ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｎ－ヘプタン、ｎ－オクタン、ｎ－ノナン、イソノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、テトラデカン、デカリン等の炭化水素系有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、ベンゼン、トルエン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン、ｏ－キシレン、エチルベンゼン、１，３，５－トリメチルベンゼン等の芳香族系有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどであってもよい。

【0020】

図１に示されるように、有機溶剤を含有する被処理ガスは、第一被処理ガスと、第二被処理ガスとを含む。第一被処理ガスは、比較的高濃度の有機溶剤を含有する。第一被処理ガスは、第一被処理ガス排出設備９１から排出される。第二被処理ガスは、比較的低濃度の有機溶剤を含有する。第二被処理ガスが含有する有機溶剤の濃度は、第一被処理ガスが含有する有機溶剤の濃度よりも低い。第二被処理ガスは、第二被処理ガス排出設備９２から排出される。

【0021】

第一被処理ガス排出設備９１と第二被処理ガス排出設備９２とは、たとえば生産設備である。生産設備は、たとえばフィルム塗工機である。第一被処理ガスはたとえば、フィルム塗工機の上流側からの排気ガスである。第二被処理ガスはたとえば、フィルム塗工機の下流側からの排気ガスである。第一被処理ガスに含まれる有機溶剤と、第二被処理ガスに含まれる有機溶剤とは、同じであってもよく、異なってもよい。第一被処理ガスに含まれる有機溶剤と、第二被処理ガスに含まれる有機溶剤とは、混合しても危険のない物質である。

【0022】

図１に示されるように、有機溶剤回収システム１は、凝縮回収装置１０と、吸脱着処理装置５０とを主に備えている。

【0023】

第一被処理ガス排出設備９１から排出される第一被処理ガスは、第１流路Ｆ１を経由して凝縮回収装置１０に導入される。第１流路Ｆ１は、第一被処理ガスを凝縮回収装置１０に導入する経路である。凝縮回収装置１０は、凝縮部２０を有している。凝縮部２０は、冷却部２１と、分離部２２と、チャンバ２３を有している。

【0024】

冷却部２１は、冷却部２１を通過する第一被処理ガスを冷却する。冷却部２１は、第一被処理ガスを冷却することによって、第一被処理ガスに含有される有機溶剤の一部を凝縮させる。好ましくは冷却部２１は、第一被処理ガスに含有される有機溶剤の半分以上を凝縮させる。分離部２２は、第一被処理ガスから、凝縮された液体状の有機溶剤を分離する。

【0025】

冷却部２１が第一被処理ガスを冷却する手段は、特に限定されない。冷却部２１はたとえば、冷却水、冷水、ブラインなどの冷媒と、第一被処理ガスと、の熱交換によって第一被処理ガスを冷却する熱交換器であってもよい。冷媒の流量および温度などの冷却条件は、第一被処理ガスに含有される有機溶剤に応じて、適宜決めることができる。

【0026】

分離部２２が液体状の有機溶剤を分離する手段は、特に限定されない。分離部２２はたとえば、デミスター、フィルタ、メッシュなどの液滴を接触して捕捉する網目状構造体を用いてもよい。

【0027】

チャンバ２３は、一定容量の空間を有する構造体である。分離部２２において有機溶剤が分離された第一被処理ガスは、中空空間であるチャンバ２３を通過する。チャンバ２３から、含有する有機溶剤の濃度が低減された冷却処理ガスが排出される。冷却処理ガスには、未凝縮の有機溶剤が含まれている。凝縮回収装置１０から排出された冷却処理ガスは、第３流路Ｆ３を経由して流れる。第３流路Ｆ３は、凝縮回収装置１０から合流部１００への冷却処理ガスの経路である。

【0028】

凝縮回収装置１０は、回収タンク３０を有している。回収タンク３０は、分離部２２の下方に配置されている。分離部２２と回収タンク３０とは、第８流路Ｆ８によって接続されている。冷却部２１で凝縮され分離部２２で捕捉された液体状の有機溶剤は、重力の作用によって、第８流路Ｆ８を経由して、回収タンク３０に集液される。回収タンク３０内には、液体状の有機溶剤が貯留する液貯留部３２と、液貯留部３２の上方の気層部３１とが形成されている。第８流路Ｆ８の径は、第３流路Ｆ３の径よりも小さくてもよい。

【0029】

液貯留部３２に貯留されている液体状の有機溶剤が、回収液Ｌ３として回収される。回収液Ｌ３の流路に、図示しないポンプが設けられていてもよい。回収タンク３０には、図示しない液面計が設けられていてもよい。回収タンク３０内の有機溶剤の液面レベルが上限に到達したことを液面計が検知すると、ポンプを起動させて回収液Ｌ３の回収が開始されてもよい。液体状の有機溶剤が回収タンク３０から流出すると、回収タンク３０内の有機溶剤の液面レベルが低下する。有機溶剤の液面レベルが下限に到達したことを液面計が検知すると、ポンプを停止させて回収液Ｌ３の回収を停止してもよい。

【0030】

第３流路Ｆ３には、冷却処理ガス送風機４０が設けられている。冷却処理ガスは、冷却処理ガス送風機４０で送り出されて、合流部１００に送り込まれる。

【0031】

第二被処理ガス排出設備９２から排出される第二被処理ガスは、第２流路Ｆ２を経由して合流部１００に導入される。第２流路Ｆ２は、第二被処理ガスを、冷却処理ガスとの合流点である合流部１００に導入する経路である。合流部１００は、第一被処理ガスに含有される有機溶剤の一部が凝縮回収された後の冷却処理ガスと、第二被処理ガスと、を合流させて、第三被処理ガスとする。

【0032】

合流部１００の出口に、フィルタ１０１が配置されている。フィルタ１０１は、後述する第三被処理ガス送風機４２に導入される前に、ガスに含まれる比較的粗い塵埃を捕集するためのフィルタである。フィルタ１０１を収容する筐体が、合流部１００として用いられてもよい。合流部１００は、箱状の形状を有していてもよい。箱状の合流部１００の第一面（たとえば、端面）に第３流路Ｆ３が接続され、箱状の合流部の第二面（たとえば、天井面）に第２流路Ｆ２が接続されてもよい。ガスの流れ方向におけるフィルタ１０１の上流側で、冷却処理ガスと第二被処理ガスとが合流してもよい。箱状の筐体に第２流路Ｆ２と第３流路Ｆ３とを繋げて合流部１００にすることで、合流部１００を容易に加工可能である。

【0033】

合流部１００から、冷却処理ガスと第二被処理ガスとを混合させたガスである第三被処理ガスが排出される。合流部１００から排出された第三被処理ガスは、第４流路Ｆ４を経由して流れる。第４流路Ｆ４は、合流部１００から吸脱着処理装置５０への第三被処理ガスの経路である。

【0034】

第４流路Ｆ４に、第三被処理ガスを加温するガスヒーター４１が設けられている。第三被処理ガスの湿度が高すぎると、吸脱着処理装置５０が十分な性能を発揮できないことがある。ガスヒーター４１によって第三被処理ガスの温度を上げることで、第三被処理ガスの湿度を下げて、吸脱着処理装置５０の性能向上が図れる。第４流路Ｆ４には、第三被処理ガス送風機４２が設けられている。第三被処理ガスは、第三被処理ガス送風機４２で送り出されて、吸脱着処理装置５０に送り込まれる。

【0035】

温度伝送器７０は、第４流路Ｆ４を流れる第三被処理ガスの温度を検出する。温度伝送器７０は、ガスヒーター４１よりも上流側（合流部１００に近い側）の、第三被処理ガスの温度を検出する。温度伝送器７０は、検出した第三被処理ガスの温度を、図示しない制御装置に伝送する。温度伝送器７０が検出し伝送する第三被処理ガスの温度に基づいて、冷却部２１に供給される冷媒の流量および温度を調整するフィードバック制御が行なわれる。

【0036】

ガス中に含有される有機溶剤の飽和濃度は、そのガスの温度で決まる。ガスの温度が低いほど、ガス中に含有され得る有機溶剤の濃度が低くなる。第三被処理ガスの温度をモニタリングすることで、第三被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度が爆発下限界温度以下であるかどうかを判断できる。第三被処理ガスの温度に基づいて、第三被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度が爆発下限界温度以下となるように、冷却部２１における第一被処理ガスの冷却を制御することができる。これにより、爆発下限界濃度を超える濃度の有機溶剤を含む第三被処理ガスが第三被処理ガス送風機４２に送られて、空気雰囲気下で第三被処理ガスが発火する可能性を、低減できる。

【0037】

吸脱着処理装置５０は、第１処理槽５１を有している。第１処理槽５１には、中空円筒形状の吸脱着素子５２が収容されている。第１処理槽５１の下部に、ダンパ５５が設けられている。第１処理槽５１の、吸脱着素子５２の上方に、ダンパ５６が設けられている。吸脱着処理装置５０は、第２処理槽５３を有している。第２処理槽５３には、中空円筒形状の吸脱着素子５４が収容されている。第２処理槽５３の下部に、ダンパ５７が設けられている。第２処理槽５３の、吸脱着素子５４の上方に、ダンパ５８が設けられている。

【0038】

吸脱着素子５２，５４に対して径方向外側から内側へ向けて第三被処理ガスが通過することにより、吸脱着素子５２，５４に第三被処理ガスが接触する。このとき、第三被処理ガスに含有される有機溶剤が吸脱着素子５２，５４に吸着される。これにより第三被処理ガスが清浄化される。清浄化された清浄ガスＧ９は、第５流路Ｆ５から外部に排出される。第５流路Ｆ５は、吸脱着処理装置５０で有機溶剤の吸着処理が行なわれ清浄化された後の清浄ガスＧ９を、有機溶剤回収システム１の外部に排出する経路である。

【0039】

系外から吸脱着処理装置５０に、脱着用ガスＧ８が導入される。第６流路Ｆ６は、加熱気体である脱着用ガスを吸脱着処理装置５０に供給する経路である。脱着用ガスＧ８は、水蒸気であってもよい。または、脱着用ガスＧ８は、不活性ガスであってもよく、加熱空気であってもよい。

【0040】

切換弁６３，６４は、第１処理槽５１への脱着用ガスの供給および停止と、第２処理槽５３への脱着用ガスの供給および停止とを切り換える。切換弁６３は、第１処理槽５１への脱着用ガスの経路に設けられている。切換弁６３は、第１処理槽５１への脱着用ガスの経路の開閉を切り換える。切換弁６４は、第２処理槽５３への脱着用ガスの経路に設けられている。切換弁６４は、第２処理槽５３への脱着用ガスの経路の開閉を切り換える。切換弁６３，６４は、開閉弁である。切換弁６３，６４は、電磁弁または電動弁であってもよい。

【0041】

吸脱着素子５２，５４に対して径方向内側から外側へ向けて脱着用ガスが通過することにより、吸脱着素子５２，５４に吸着された有機溶剤が吸脱着素子５２，５４から脱着する。

【0042】

第１処理槽５１と第２処理槽５３とのいずれか一方に、第三被処理ガスが供給されて、第三被処理ガスに含有される有機溶剤を吸着する処理が行なわれる。このとき、第１処理槽５１と第２処理槽５３とのいずれか他方には、脱着用ガスが供給されて、吸脱着素子５２，５４に吸着した有機溶剤を脱着する処理が行なわれる。吸脱着素子５２，５４への有機溶剤の吸着と、吸脱着素子５２，５４からの有機溶剤の脱着と、が交互に行なわれる。

【0043】

具体的に、ダンパ５５は、第１処理槽５１への第三被処理ガスの経路の開閉を切り換える。ダンパ５６は、第１処理槽５１から排出される清浄ガスの経路の開閉を切り換える。ダンパ５７は、第２処理槽５３への第三被処理ガスの経路の開閉を切り換える。ダンパ５８は、第２処理槽５３から排出される清浄ガスの経路の開閉を切り換える。ダンパ５５～５８による経路の開閉の切り換えと、切換弁６３，６４の開閉とが、互いに連動している。

【0044】

ダンパ５５で第１処理槽５１への第三被処理ガスの経路を開放するとともに、ダンパ５６で第１処理槽５１からの清浄ガスの経路を開放する。このとき、ダンパ５７で第２処理槽５３への第三被処理ガスの経路を閉塞させるとともに、ダンパ５８で第２処理槽５３からの清浄ガスの経路を閉塞させる。かつ、切換弁６３を閉状態にして第１処理槽５１への脱着用ガスの経路を閉塞させ、切換弁６４を開状態にして第２処理槽５３への脱着用ガスの経路を開放する。これにより、第１処理槽５１に第三被処理ガスを通過させて、第三被処理ガスに含有される有機溶剤を吸脱着素子５２で吸着する処理と、第２処理槽５３に脱着用ガスを通過させて、吸脱着素子５４から有機溶剤を脱着する処理と、が同時に行なわれる。

【0045】

ダンパ５７で第２処理槽５３への第三被処理ガスの経路を開放するとともに、ダンパ５８で第２処理槽５３からの清浄ガスの経路を開放する。このとき、ダンパ５５で第１処理槽５１への第三被処理ガスの経路を閉塞させるとともに、ダンパ５６で第１処理槽５１への脱着用ガスの経路を閉塞させる。かつ、切換弁６４を閉状態にして第２処理槽５３への脱着用ガスの経路を閉塞させ、切換弁６３を開状態にして第１処理槽５１への脱着用ガスの経路を開放する。これにより、第２処理槽５３に第三被処理ガスを通過させて、第三被処理ガスに含有される有機溶剤を吸脱着素子５４で吸着する処理と、第１処理槽５１に脱着用ガスを通過させて、吸脱着素子５２から有機溶剤を脱着する処理と、が同時に行なわれる。

【0046】

吸脱着素子５２，５４に含まれる吸着材としては、たとえば、粒状、粉体状、繊維状、ハニカム状の活性炭、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナなどを用いることができる。特に活性炭素繊維（ＡＣＦ）が用いることが好ましい。たとえば、ＡＣＦを支持体に固定し、または自己支持にて円筒状に構成し、芯材内に縦型に配設することで、吸脱着素子５２，５４を形成することができる。

【0047】

吸脱着処理装置５０には、第７流路Ｆ７が接続されている。吸脱着素子５２，５４から有機溶剤を脱着する処理をした後の脱着用ガスは、第７流路Ｆ７を経由して吸脱着処理装置５０から排出される。第７流路Ｆ７に、第二凝縮回収装置８０が設けられている。脱着用ガスの流れ方向において、第二凝縮回収装置８０は、吸脱着処理装置５０の下流側に設けられている。第二凝縮回収装置８０は、脱着用ガスに含有される有機溶剤の一部を凝縮させて回収する。第二凝縮回収装置８０は、第二凝縮部８１と、第二回収タンク８２とを有している。

【0048】

第二凝縮回収装置８０に導入される脱着用ガスには、吸脱着素子５２，５４から脱着した有機溶剤が含まれている。第二凝縮部８１は、吸脱着処理装置５０から排出された脱着用ガスを冷却することによって、脱着用ガスに含まれる有機溶剤の一部を凝縮させる。凝縮した液体状の有機溶剤は、第二回収タンク８２に集液される。第二回収タンク８２に貯留される液体状の有機溶剤が、回収液Ｌ４として回収される。

【0049】

上記では吸脱着処理装置５０は中空円筒形状の吸脱着素子が収容された処理槽を２つ備えている構成を説明したが、吸脱着処理装置５０が備える処理槽の数に限定はない。また、吸脱着処理装置５０として、例えば特開昭６１－１６７４３０に示されるようなディスク型の吸脱着処理装置、例えば特開昭６３－８４６１６に示されるような縦置きシリンダー型の吸脱着処理装置、または、例えばＷＯ２０１６／１８９９５８、ＷＯ２０１７／１７０２０７に示されるような横置きシリンダー型の吸脱着処理装置、を備えたシステムとしてもよい。

【0050】

第二凝縮回収装置８０から、含有する有機溶剤の濃度が低減された戻りガスが排出される。第７流路Ｆ７は、第４流路Ｆ４に接続されている。戻りガスは、第７流路Ｆ７を経由して、第４流路Ｆ４に戻され、第三被処理ガスに混合される。

【0051】

［第２実施形態］
図２は、第２実施形態の有機溶剤回収システム１の構成を概略的に示す図である。第１実施形態では、脱着用ガスを、含有する有機溶剤を凝縮回収した後に戻りガスとして第４流路Ｆ４に戻す例について説明した。この例に替えて、図２に示されるように、有機溶剤回収システム１は、脱着用ガスＧ８が循環する循環経路Ｃ１を備えてもよい。

【0052】

吸脱着処理装置５０および第二凝縮回収装置８０（具体的には、第二凝縮部８１）は、循環経路Ｃ１に設けられている。循環経路Ｃ１を流れる脱着用ガスＧ８の流れ方向において、第二凝縮回収装置８０は、吸脱着処理装置５０の下流側に設けられている。この場合、脱着用ガスＧ８は、不活性ガスであってもよい。たとえば脱着用ガスＧ８は、窒素ガスであってもよい。

【0053】

循環経路Ｃ１にはまた、脱着用ガス送風機６１と、脱着ヒーター６２とが設けられている。循環経路Ｃ１を流れる脱着用ガスＧ８の流れ方向において、脱着用ガス送風機６１は、吸脱着処理装置５０の上流側に設けられている。脱着用ガスＧ８は、脱着用ガス送風機６１で送り出されて、吸脱着処理装置５０に送り込まれる。脱着用ガスＧ８の流れ方向において、脱着ヒーター６２は、脱着用ガス送風機６１の下流側かつ吸脱着処理装置５０の上流側に設けられている。脱着ヒーター６２は、吸脱着処理装置５０に導入される前の脱着用ガスＧ８を加熱する。脱着ヒーター６２は、第二凝縮回収装置８０から排出された低温状態の脱着用ガスＧ８を加熱する。

【0054】

第２実施形態の吸脱着処理装置５０には、ダンパは設けられていない。吸脱着処理装置５０に導入される第三被処理ガスの経路である第４流路Ｆ４に、切換弁６５Ａ，６６Ａが設けられている。第三被処理ガスから有機溶剤が除去された清浄ガスＧ９の経路である第５流路Ｆ５に、切換弁６５Ｂ，６６Ｂが設けられている。吸脱着処理装置５０に導入される脱着用ガスＧ８の経路に、切換弁６３Ａ，６４Ａが設けられている。吸脱着処理装置５０から排出された脱着用ガスＧ８の経路に、切換弁６３Ｂ，６４Ｂが設けられている。各切換弁の開閉による経路の開閉の切換が、連動している。

【0055】

切換弁６６Ａを開にして第２処理槽５３への第三被処理ガスの経路を開放するとともに、切換弁６６Ｂを開にして第２処理槽５３からの清浄ガスの経路を開放する。このとき、切換弁６５Ａを閉にして第１処理槽５１への第三被処理ガスの経路を閉塞させるとともに、切換弁６５Ｂを閉にして第１処理槽５１からの清浄ガスの経路を閉塞させる。かつ、切換弁６３Ａを開にして第１処理槽５１へ脱着用ガスを導入する経路を開放し、切換弁６３Ｂを開にして第１処理槽５１から脱着用ガスを排出する経路を開放する。切換弁６４Ａを閉にして第２処理槽５３へ脱着用ガスを導入する経路を閉塞させ、切換弁６４Ｂを閉にして第２処理槽５３から脱着用ガスを排出する経路を閉塞させる。

【0056】

これにより、第２処理槽５３に第三被処理ガスを通過させて、第三被処理ガスに含有される有機溶剤を吸脱着素子５４で吸着する処理と、第１処理槽５１に脱着用ガスを通過させて、吸脱着素子５２から有機溶剤を脱着する処理と、が同時に行なわれる。

【0057】

切換弁６５Ａを開にして第１処理槽５１への第三被処理ガスの経路を開放するとともに、切換弁６５Ｂを開にして第１処理槽５１からの清浄ガスの経路を開放する。このとき、切換弁６６Ａを閉にして第２処理槽５３への第三被処理ガスの経路を閉塞させるとともに、切換弁６６Ｂを閉にして第２処理槽５３からの清浄ガスの経路を閉塞させる。かつ、切換弁６４Ａを開にして第２処理槽５３へ脱着用ガスを導入する経路を開放し、切換弁６４Ｂを開にして第２処理槽５３から脱着用ガスを排出する経路を開放する。切換弁６３Ａを閉にして第１処理槽５１へ脱着用ガスを導入する経路を閉塞させ、切換弁６３Ｂを閉にして第１処理槽５１から脱着用ガスを排出する経路を閉塞させる。

【0058】

これにより、第１処理槽５１に第三被処理ガスを通過させて、第三被処理ガスに含有される有機溶媒を吸脱着素子５２で吸着する処理と、第２処理槽５３に脱着用ガスを通過させて、吸脱着素子５４から有機溶剤を脱着する処理と、が同時に行なわれる。

【0059】

凝縮回収装置１０は、冷却部２１から分離部２２へ第一被処理ガスが流れる方向と、分離部２２からチャンバ２３へ第一被処理ガスが流れる方向と、が交差する、Ｌ字状の構造を有してもよい。このとき分離部２２の下方に、凝縮した有機溶剤を受ける漏斗状の受け部が設けられてもよい。これにより、凝縮した有機溶剤の液滴が凝縮部２０から第２流路Ｆ２へ流出して吸脱着処理装置５０へ到達することを抑制できる。

【0060】

［作用および効果］
上述した説明と一部重複する記載もあるが、本実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。

【0061】

図１，２に示されるように、有機溶剤回収システム１によって処理される被処理ガスは、第一被処理ガス排出設備９１から排出される第一被処理ガスと、第二被処理ガス排出設備９２から排出される第二被処理ガスとを含んでいる。第一被処理ガスが含有する有機溶剤の濃度よりも、第二被処理ガスが含有する有機溶剤の濃度の方が低い。高濃度の有機溶剤を含有する第一被処理ガスを凝縮回収装置１０に供給して、凝縮回収装置１０で第一被処理ガスに含有される有機溶剤の大半を凝縮させて回収する。未凝縮の有機溶剤を含む冷却処理ガスを、凝縮回収装置１０から排出する。合流部１００は、冷却処理ガスと、低濃度の有機溶剤を含有する第二被処理ガスとを合流させて、第三被処理ガスとする。第三被処理ガスを吸脱着処理装置５０に供給して、第三被処理ガスから、第三被処理ガスが含有する有機溶剤を吸脱着素子５２，５４で吸着除去し、清浄ガスを排出する。

【0062】

高濃度の有機溶剤を含有する第一被処理ガスから、有機溶剤を凝縮させることによって回収する。凝縮回収装置１０で回収される有機溶剤は、加熱されることがないため、分解しない。熱履歴によって分解する可能性のある有機溶剤が第一被処理ガスに多く含まれている場合に、回収される有機溶剤の着色、物性変化などが生じることを抑制できるので、回収される有機溶剤の品質を向上することができる。したがって、回収した有機溶剤を有効に再利用することができる。

【0063】

また、第一被処理ガスから有機溶剤の一部を除去した後に第二被処理ガスと合流させることで、吸脱着処理装置５０に供給される第三被処理ガスに含まれる有機溶剤の濃度が低減される。そのため、吸脱着処理装置５０に充填される吸脱着素子５２，５４の重量を低減でき、吸脱着処理装置５０が小型化する。さらに第二凝縮回収装置８０も小型化することから、有機溶剤回収システム１全体として省スペース化を達成できる。

【0064】

従来のシステムでは、第一被処理ガスと第二被処理ガスとを合流させた後に、吸脱着素子で有機溶剤を吸着回収してから排気する。従来のシステムでは、第一被処理ガスと第二被処理ガスとの混合ガスに含まれる有機溶剤の濃度が、有機溶剤を効率的に凝縮回収できる所定の濃度よりも低くなるので、混合ガスから有機溶剤を凝縮回収できない。従来のシステムでは、第一被処理ガスと第二被処理ガスとに含まれる有機溶剤の全量を、吸脱着素子で吸着除去する必要がある。そのため、吸脱着素子の重量が大きくなる。

【0065】

実施形態の有機溶剤回収システム１では、第一被処理ガスに含まれる有機溶剤の一部を凝縮回収装置１０で凝縮回収した後の、未凝縮の有機溶剤を、吸脱着素子５２，５４で吸着除去することになる。従来のシステムに比べて、実施形態の有機溶剤回収システム１では、吸脱着素子５２，５４の重量が大幅に削減されている。そのため、吸脱着素子５２，５４から有機溶剤を脱着するためのエネルギーが大幅に削減されるので、省エネルギー化を達成できる。

【0066】

ここで、従来のシステムと比較したエネルギー削減を実現するための有機溶剤回収システム１の運転条件について説明する。図３は、本開示の有機溶剤回収システム１によるエネルギー削減率を示すグラフである。第二被処理ガスの風量を第一被処理ガスの風量で除した商をＡとする。第一被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度を、第二被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度で除した商を、Ｂとする。凝縮回収装置１０における、第一被処理ガスに含有される有機溶剤の回収率をＣ（単位：％）とする。回収率Ｃは、第一被処理ガスに含有される有機溶剤のうち、凝縮回収装置１０において回収される有機溶剤の割合を示す。

【0067】

図３のグラフにおける横軸は、対数表示した（Ａ÷Ｂ÷Ｃ）の値を示す。図３のグラフにおける縦軸は、エネルギー削減率（単位：％）を示す。第一被処理ガス中の有機溶剤を凝縮回収した後に第二被処理ガスと合流させて第三被処理ガスとし、第三被処理ガス中の有機溶剤を吸着除去する、実施形態の有機溶剤回収システム１に、有機溶剤を回収する処理のために投入されるエネルギー量をＥとする。第一被処理ガスと第二被処理ガスとを合流させて吸脱着処理装置で有機溶剤を回収する従来の有機溶剤回収システムに、有機溶剤を回収する処理のために投入されるエネルギー量をＥ０とする。この場合、エネルギー削減率は、（１－Ｅ／Ｅ０）×１００で表される。

【0068】

エネルギー削減率が０％より大きければ、従来のシステムと比較して投入されるエネルギー量が削減されており、省エネルギー化を達成できるので従来のシステムよりも有利であるということになる。図３のグラフに示されるように、（Ａ÷Ｂ÷Ｃ）の値が０より大きく０．０３３以下の範囲で、省エネルギー化を達成できる。

【0069】

つまり、図３に示されるように、第一被処理ガスと第二被処理ガスとを含む被処理ガスから、実施形態の有機溶剤回収システム１によって有機溶剤を回収する場合には、計算式０＜（Ａ÷Ｂ÷Ｃ）≦０．０３３を満たす運転条件とすることで、エネルギー使用量を削減でき、従来のシステムよりもエネルギー使用を抑えることができる。なお、従来のシステムは、凝縮回収装置１０を備えておらず、凝縮回収装置１０における回収率Ｃは０％であるので、上記の計算式を使うことはできない。

【0070】

図１，２に示されるように、有機溶剤回収システム１は、吸脱着処理装置５０から排出された脱着用ガスを冷却することで、脱着用ガスに含有される有機溶剤を凝縮させて回収する、第二凝縮回収装置８０を備えてもよい。第三被処理ガスが含有する有機溶剤を吸脱着素子５２，５４で吸着除去し、吸脱着処理装置５０に脱着用ガスを導入して吸脱着素子５２，５４から有機溶剤を脱着させる。吸脱着処理装置５０から排出された脱着用ガスに含有する有機溶剤を、第二凝縮回収装置８０で凝縮させて回収する。これにより、有機溶剤回収システム１による有機溶剤の回収率を向上することができる。

【0071】

被処理ガスに含有される有機溶剤が熱履歴によって分解しやすい成分を含んでいる場合に、第二凝縮回収装置８０を備える構成とすることで、吸脱着素子５２，５４から脱着した有機溶剤をそのまま凝縮回収することができる。分解しやすい成分をシステム入口の第１流路Ｆ１に戻すことなく、第二凝縮回収装置８０で凝縮回収することができる。

【0072】

脱着用ガスは、水蒸気であってもよい。高温の水蒸気を吸脱着処理装置５０に導入することで、吸脱着素子５２，５４に吸着された有機溶剤を、確実に吸脱着素子５２，５４から脱着させることができる。被処理ガスに含有される有機溶剤が熱履歴によって分解しやすい成分を含んでいる場合に、第二凝縮回収装置８０を備える構成とするとともに脱着用ガスとして水蒸気を用いることで、水蒸気で吸脱着素子５２，５４から脱着した有機溶剤をそのまま凝縮回収することができる。分解しやすい成分をシステム入口の第１流路Ｆ１に戻すことなく、第二凝縮回収装置８０で凝縮回収することができる。

【0073】

脱着用ガスは、不活性ガスであってもよい。図２に示されるように、不活性ガスを脱着ヒーター６２で加熱して吸脱着処理装置５０に導入することで、吸脱着素子５２，５４に吸着された有機溶剤を、確実に吸脱着素子５２，５４から脱着させることができる。比較的熱分解しにくい成分の有機溶剤が被処理ガスに含有されている場合には、脱着用ガスとして不活性ガスを用いることで、吸脱着処理装置５０から排出された脱着用ガスを、システム入口の第１流路Ｆ１に戻して、脱着用ガスに含まれる有機溶剤を凝縮回収装置１０で凝縮回収することが可能である。

【0074】

図２に示されるように、脱着用ガスＧ８が循環する循環経路Ｃ１に、吸脱着処理装置５０および第二凝縮回収装置８０が設けられてもよい。循環経路Ｃ１を循環する脱着用ガスＧ８で、有機溶剤を吸脱着素子５２，５４から脱着させ、脱着用ガスＧ８をシステム入口には戻さずに、第二凝縮回収装置８０で凝縮回収することができる。

【0075】

図２に示されるように、第二凝縮回収装置８０から排出された脱着用ガスＧ８を加熱する脱着ヒーター６２が、循環経路Ｃ１に設けられてもよい。脱着用ガスＧ８を脱着ヒーター６２で加熱して吸脱着処理装置５０に導入することで、吸脱着素子５２，５４に吸着された有機溶剤を、確実に吸脱着素子５２，５４から脱着させることができる。

【0076】

図１，２に示されるように、温度伝送器７０は、第三被処理ガスの温度を検出して伝送してもよい。第三被処理ガスの温度に基づいて、冷却部２１に供給される冷媒の流量および温度を調整するフィードバック制御をすることで、第三被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度を、爆発下限界温度以下に確実に維持することができる。

【実施例】

【0077】

以下、実施例について説明する。まず、高濃度の有機溶剤を含む第一被処理ガスと、第一被処理ガスよりも低濃度の有機溶剤を含む第二被処理ガスとを準備した。実施例および比較例の有機溶剤回収システムで処理される第一被処理ガスおよび第二被処理ガスの条件は、表１の通りとした。

【0078】

【表1】

【0079】

実施例の有機溶剤回収システムは、上述した実施形態の通りとした。すなわち、第一被処理ガスに含有される有機溶剤を凝縮回収装置で凝縮させて回収し、未凝縮の有機溶剤を含む冷却処理ガスと低濃度の有機溶剤を含有する第二被処理ガスとを合流させて吸脱着処理装置に供給して有機溶剤を吸脱着素子で吸着除去し、吸脱着処理装置から排出された脱着用ガスに含有される有機溶剤を第二凝縮回収装置で回収する態様とした。

【0080】

一方、比較例の有機溶剤回収システムは、従来のシステムに従った、第一被処理ガスと第二被処理ガスとを混合した後に、実施例と同じ吸脱着処理装置と第二凝縮回収装置とで有機溶剤を回収する態様とした。

【0081】

凝縮回収装置における、有機溶剤を凝縮させるための設定温度は、－１９℃とした。吸脱着処理装置における、吸脱着素子から有機溶剤を脱着させるための脱着用ガスとして、水蒸気を用いた。水蒸気の温度は常圧で１２０℃、水蒸気の使用量は３４ｋｇ／ｍｉｎとした。第二凝縮回収装置における、有機溶剤を凝縮させるための設定温度は、３２℃とした。この条件下で、実施例および比較例の有機溶剤回収システムを用いて有機溶媒を回収する処理を実行するときに、各機器で消費されるエネルギー量を、表２に示した。

【0082】

なお、本実施例では第二被処理ガスの風量を第一被処理ガスの風量で除した商Ａ＝３０、第一被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度を第二被処理ガスに含有される有機溶剤の濃度で除した商Ｂ＝１００、凝縮回収装置１０における第一被処理ガスに含有される有機溶剤の回収率Ｃ＝９０であり、Ａ÷Ｂ÷Ｃ＝０．００３であった。

【0083】

【表2】

【0084】

表２に示されるように、実施例の有機溶剤回収システムにおいて各機器で消費されるエネルギー量の合計値に対して、比較例の有機溶剤回収システムにおいて各機器で消費されるエネルギー量の合計値は、２．５倍以上であった。したがって、実施例の有機溶剤回収システムによって、従来のシステムに従った比較例よりもエネルギー使用を大幅に抑えながら高品質な有機溶剤を回収できることが示された。

【0085】

今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、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ことが意図される。

【符号の説明】

【0086】

１ 有機溶剤回収システム、１０ 冷却凝縮装置、２０ 凝縮部、２１ 冷却部、２２ 分離部、２３ チャンバ、３０ 回収タンク、３１ 気層部、３２ 液貯留部、４０ 冷却処理ガス送風機、４１ ガスヒーター、４２ 第三被処理ガス送風機、５０ 吸脱着処理装置、５１ 第１処理槽、５２，５４ 吸脱着素子、５３ 第２処理槽、５５～５８ ダンパ、６１ 脱着用ガス送風機、６２ 脱着ヒータ－、６３，６３Ａ，６３Ｂ，６４，６４Ａ，６４Ｂ，６５Ａ，６５Ｂ，６６Ａ，６６Ｂ 切換弁、７０ 温度伝送器、８０ 第二凝縮回収装置、８１ 第二凝縮部、８２ 第二回収タンク、９１ 第一被処理ガス排出設備、９２ 第二被処理ガス排出設備、１００ 合流部、１０１ フィルタ、Ｃ１ 循環流路、Ｆ１ 第１流路、Ｆ２ 第２流路、Ｆ３ 第３流路、Ｆ４ 第４流路。

【要約】

回収する有機溶剤の品質を向上できる有機溶剤回収システムを提供する。有機溶剤を含有する被処理ガスは、第一被処理ガスと、含有する有機溶剤の濃度が第一被処理ガスよりも低い第二被処理ガスとを含んでいる。凝縮回収装置（１０）は、第一被処理ガスを冷却することで、第一被処理ガスに含有される有機溶剤を凝縮させて、含有する有機溶剤の濃度が低減された冷却処理ガスとして排出する。合流部（１００）は、冷却処理ガスと第二被処理ガスとを合流させて第三被処理ガスとする。吸脱着処理装置（５０）は、第三被処理ガスに含有される有機溶剤を吸着および脱着する吸脱着素子（５２，５４）を有している。吸脱着処理装置（５０）は、第三被処理ガスの導入による吸脱着素子（５２，５４）への有機溶剤の吸着と、脱着用ガスの導入による吸脱着素子（５２，５４）からの有機溶剤の脱着と、を交互に行なう。

【図1】

【図2】

【図3】