特許 7616485 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(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(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 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

B01D53/04 230

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024518880

(86)(22)【出願日】2023-09-22

(86)【国際出願番号】 JP2023034492

(87)【国際公開番号】W WO2024070945

(87)【国際公開日】2024-04-04

【審査請求日】2024-03-26

(31)【優先権主張番号】P 2022158207

(32)【優先日】2022-09-30

(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】幸田 啓太郎

(72)【発明者】

【氏名】林 敏明

(72)【発明者】

【氏名】岡田 武将

【審査官】小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－２２１４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１１５７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７２６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１７１２２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６４－０２５３２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６３－０４１７０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１４９３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１０７７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４２８８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／０４

(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有機溶剤を吸着除去する吸着材が収容された処理槽を備え、前記処理槽に供給された前記被処理ガスを前記吸着材に接触させて処理ガスを排出する吸着処理と、前記処理槽に供給された脱着用水蒸気により前記吸着材から前記有機溶剤を脱着して脱着ガスを排出する脱着処理とを繰り返す有機溶剤回収装置と、
前記有機溶剤回収装置から排出された前記脱着ガスが通過する発熱部と、補給水が供給される吸熱部とを有し、当該発熱部を通過する前記脱着ガスにて、当該吸熱部の補給水を間接加熱して水蒸気を発生させ、間接加熱後の前記脱着ガスを排出する熱交換器と、
前記熱交換器から排出された前記脱着ガスを冷却して凝縮液を排出する冷却部と、を備えた有機溶剤回収システムであって、
前記熱交換器の前記発熱部に水蒸気を供給して、当該水蒸気で前記補給水を間接加熱して水蒸気を発生させる水蒸気供給部を備え、
前記熱交換器は、前記補給水から発生した水蒸気を、前記脱着用水蒸気の少なくとも一部として前記有機溶剤回収装置に供給する、有機溶剤回収システム。

【請求項2】

前記熱交換器の前記吸熱部の気相部分の圧力を測定する圧力測定部を備え、当該圧力測定部の測定結果により前記発熱部に供給する水蒸気の流量を制御する、請求項１に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項3】

前記熱交換器の前記吸熱部の液相部分の温度を測定する温度測定部を備え、当該温度測定部の測定結果により前記発熱部に供給する水蒸気の流量を制御する、請求項１に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項4】

前記処理槽から排出される前記脱着ガスを前記熱交換器に供給する経路と、
前記処理槽から排出される前記脱着ガスを前記冷却部に供給する経路と、を備え、
前記脱着処理の前期において、前記熱交換器の前記発熱部に水蒸気を供給するとともに、前記冷却部に前記処理槽から排出される前記脱着ガスを供給し、
前記吸着処理の後期において、前記熱交換器の前記発熱部に前記脱着ガスを供給するとともに、前記冷却部に前記発熱部を通過した後の前記脱着ガスを供給する、請求項１から３のいずれか１に記載の有機溶剤回収装置。

【請求項5】

前記有機溶剤回収装置は、前記冷却部から排出される凝縮液を溜める凝縮液溜部を備え、
前記熱交換器は、間接加熱した後の前記脱着ガスが滞留する脱着ガス出口受部と、当該脱着ガス出口受部から未凝縮の前記脱着ガスを前記冷却部に供給する配管経路と、当該脱着ガス出口受部から凝縮液となった前記脱着ガスを前記凝縮液溜部に供給する配管経路と、を備える、請求項１から３のいずれか１に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項6】

前記熱交換器は、前記吸熱部である容器部の内部に前記発熱部である管部を備えた多管式熱交換器である、請求項１から３のいずれか１に記載の有機溶剤回収システム。

【請求項7】

前記水蒸気供給部は、前記有機溶剤回収装置に前記脱着用水蒸気を直接供給する脱着用水蒸気供給部と接続している又は兼用されている、請求項１から３のいずれか１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】

本発明は、有機溶剤回収システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

有機溶剤回収装置は、吸着材で被処理ガスの有機溶剤を吸着する１対の処理槽と、各処理槽に対する被処理ガス供給装置と脱着用ガス供給装置とを設け、処理槽に被処理ガスを供給する吸着工程と脱着用ガスを供給する脱着工程とに切り替える機構が採用されている。

【0003】

ガス処理装置の吸着材として、例えば、活性炭素繊維が使用されている。活性炭素繊維は低濃度の有機溶剤含有ガスを吸着する機能に優れ、吸着材として使用されている。例えば、活性炭素繊維を支持体に固定し、又は自己支持にて円筒状に構成し、芯材内に縦型に配設したガス処理装置が、特開２０１４－１４７８６４号公報（特許文献１）に開示されている。

【0004】

また、実開昭５８－１６１６３６号公報（特許文献２）では活性炭吸着器（処理槽）の脱着蒸気出口に熱交換器の凝縮側を接続すると共に、熱交換器の蒸発側に水を供給し、熱交換器の蒸発側と前記活性炭吸着器の脱着用水蒸気入口を接続したラインに減圧ブロアを介設し、脱着蒸気の熱で蒸発側の水を蒸発させて脱着用水蒸気を発生させることで、水蒸気使用量を削減した活性炭脱着装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１４７８６４号公報

【文献】実開昭５８－１６１６３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

脱着工程において、処理槽から排出される脱着ガスの温度は外気温度や被処理ガスの有機溶剤濃度、被処理ガスの湿度などの変動によって随時変化するため、特許文献２のように熱交換器を介して脱着ガスの熱で脱着用水蒸気を発生させる場合は、脱着用水蒸気の流量を十分確保できない恐れがある。

【0007】

また、脱着工程の前期において、処理槽に供給される脱着用水蒸気の熱は吸着材や処理槽本体、配管、切り替えバルブの加熱に多く消費されるため、結果として処理槽から排出される脱着ガスの温度が低くなる。そのため、特許文献２のように熱交換器を介して脱着ガスの熱で脱着用水蒸気を発生させる場合は、脱着工程の前期において、脱着用水蒸気がほとんど発生させることができない恐れがある。その結果、脱着工程の前期において、脱着用水蒸気の流量を十分確保できない恐れがある。

【0008】

これらの問題により、脱着ガスの熱で脱着用水蒸気を発生させる機構を有する有機溶剤回収装置を考えた場合は、脱着工程中の脱着用水蒸気の流量が安定しないことから、有機溶剤の脱着効率が低下し、有機溶剤の回収効率が低下する恐れがある。

【0009】

また、特許文献において、熱交換器内にある脱着ガスの凝縮水は、処理ガスに含まれる有機溶剤の分解物によって酸性を示す場合がある。蒸気温度に近い高温状態や、乾湿の繰り返しによる高濃度化によって腐食作用が高くなり、熱交換器の部材での孔食などの原因となる。その結果、熱交換器の部材の腐食による脱着ガスの漏洩などの事故を引き起こす恐れがある。

【0010】

そこで本発明では、上記課題に鑑みなされ、その目的は、脱着ガスの熱で脱着用水蒸気を発生させる機構を有し、処理槽へ供給される脱着用水蒸気の流量が十分確保され、有機溶剤の回収効率が向上し、有機溶剤の分解物による部材の腐食が低減される、有機溶剤回収システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の有機溶剤回収システムは、以下の構成を備える。

【0012】

有機溶剤を含有する被処理ガスから有機溶剤を吸着除去する吸着材が収容された処理槽を備え、前記処理槽に供給された前記被処理ガスを前記吸着材に接触させて処理ガスを排出する吸着処理と、前記処理槽に供給された脱着用水蒸気により前記吸着材から前記有機溶剤を脱着して脱着ガスを排出する脱着処理とを繰り返す有機溶剤回収装置と、
前記有機溶剤回収装置から排出された前記脱着ガスが通過する発熱部と、補給水が供給される吸熱部とを有し、当該発熱部を通過する前記脱着ガスにて、当該吸熱部の補給水を間接加熱して水蒸気を発生させ、間接加熱後の前記脱着ガスを排出する熱交換器と、
前記熱交換器から排出された前記脱着ガスを冷却して凝縮液を排出する冷却部と、を備えた有機溶剤回収システムであって、
前記熱交換器の前記発熱部に水蒸気を供給する水蒸気供給部を備え、
前記熱交換器は、前記補給水から発生した水蒸気を、前記脱着用水蒸気の少なくとも一部として前記有機溶剤回収装置に供給する。

【0013】

上記の有機溶剤回収システムは、前記熱交換器の前記吸熱部の気相部分の圧力を測定する圧力測定部を備え、当該圧力測定部の測定結果により前記発熱部に供給する水蒸気の流量を制御してもよい。

【0014】

上記の有機溶剤回収システムは、前記熱交換器の前記吸熱部の液相部分の温度を測定する温度測定部を備え、当該温度測定部の測定結果により前記発熱部に供給する水蒸気の流量を制御してもよい。

【0015】

上記の有機溶剤回収システムは、前記処理槽から排出される前記脱着ガスを前記熱交換器に供給する経路と、前記処理槽から排出される前記脱着ガスを前記冷却部に供給する経路と、を備え、前記脱着処理の前期において、前記熱交換器の前記発熱部に水蒸気を供給するとともに、前記冷却部に前記処理槽から排出される前記脱着ガスを供給し、前記脱着工程の後期において、前記熱交換器の前記発熱部に前記脱着ガスを供給するとともに、前記冷却部に前記発熱部を通過した後の前記脱着ガスを供給してもよい。

【0016】

上記の有機溶剤回収システムでは、前記有機溶剤回収装置は、前記冷却部から排出される凝縮液を溜める凝縮液溜部を備え、前記熱交換器は、間接加熱した後の前記脱着ガスが滞留する脱着ガス出口受部と、当該脱着ガス出口受部から未凝縮の前記脱着ガスを前記冷却部に供給する配管経路と、当該脱着ガス出口受部から凝縮液となった前記脱着ガスを前記凝縮液溜部に供給する配管経路と、を備えてもよい。

【0017】

上記の有機溶剤回収システムでは、前記熱交換器は、前記吸熱部である容器部の内部に前記発熱部である管部を備えた多管式熱交換器であってもよい。

【0018】

上記の有機溶剤回収システムでは、前記水蒸気供給部は、前記有機溶剤回収装置に前記脱着用水蒸気を直接供給する脱着用水蒸気供給部と接続している又は兼用されていてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明に従えば、脱着ガスの熱で脱着用水蒸気を発生させる機構を有し、処理槽へ供給される脱着用水蒸気の流量が十分確保され、有機溶剤の回収効率が向上しつつ、有機溶剤の分解物による熱交換器の部材の腐食が低減される、有機溶剤回収システムの提供を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施の形態１における有機溶剤回収装置の構成を示す概念図である。

【図2】実施の形態１における有機溶剤回収装置の吸着工程及び脱着工程の時間的な切り替わりを示すタイムチャートである。

【図3】実施の形態２における有機溶剤回収装置の構成を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明に基づいた実施の形態の有機溶剤回収システムについて、以下、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

【0022】

ここで、本明細書において有機溶剤とは、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ｏ－ジクロロベンゼン、ｍ－ジクロロベンゼン、フロン－１１２、フロン－１１３、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ、臭化プロピル、ヨウ化ブチル、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、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、炭酸ジエチル、蟻酸エチル、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、アニソール、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、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、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ホロン、アクリロニトリル、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、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、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及びジメチルスルホキシド等を指すが、これらには限定されない。

【0023】

［実施の形態１］
図１を参照して、本実施の形態１の有機溶剤回収システムについて説明する。図１は、実施の形態１の有機溶剤回収システム１Ａの構成を示す図である。

【0024】

有機溶剤回収システム１Ａは、有機溶剤回収装置１００、熱交換器１１５、及び冷却部としてコンデンサ１１１を備える。
有機溶剤回収装置１００は、第１処理槽１０４Ａ、及び、第２処理槽１０４Ｂを備える。第１処理槽１０４Ａは、円筒形状の第１吸着材１０５Ａを含み、第２処理槽１０４Ｂは、円筒形状の第２吸着材１０５Ｂを含む。第１吸着材１０５Ａ及び第２吸着材１０５Ｂは、外側から内側に向けて被処理ガスＩが通過して吸着工程（吸着処理）が実施され、内側から外側に向けて水蒸気が通過して脱着工程（脱着処理）が実施される。第１吸着材１０５Ａ及び第２吸着材１０５Ｂには、例えば、活性炭素繊維や活性炭等が用いられる。

【0025】

第１処理槽１０４Ａ及び第２処理槽１０４Ｂは、被処理ガス導入ライン１０３及び脱着ガスライン１１０に連結されている。被処理ガス導入ライン１０３への連結の開閉、及び、脱着ガスライン１１０への連結の開閉を行なうため、第１処理槽１０４Ａ及び第２処理槽１０４Ｂには、それぞれ、第１自動下ダンパ１０７Ａ及び第２自動下ダンパ１０７Ｂが設けられている。

【0026】

第１処理槽１０４Ａ及び第２処理槽１０４Ｂの上方には、それぞれ、被処理ガスＩの流通を制御する第１自動上ダンパ１０６Ａ及び第２自動上ダンパ１０６Ｂが設けられている。

【0027】

脱着ガスライン１１０には、熱交換器１１５が連結されている。熱交換器１１５は脱着ガスライン１１０が連結される脱着ガス入口チャンバー１１５Ｃを有する。また、熱交換器１１５は熱交換器出口ガスライン１１７、及び、熱交換器凝縮液ライン１１８が連結される脱着ガス出口受部である脱着ガス出口チャンバー１１５Ｄを有する。さらに補給水収容部１１５Ｅには補給水ＶＩが供給される。補給水ＶＩは、例えば、送液ポンプなどによって補給水収容部１１５Ｅに送られる。

【0028】

熱交換器１１５は、脱着ガスライン１１０から供給された脱着ガスによって補給水収容部１１５Ｅ中の補給水ＶＩを間接加熱することにより、当該補給水ＶＩを蒸発させて水蒸気を発生させる。

【0029】

補給水収容部１１５Ｅは、沸点が例えば７０℃以上９７℃以下、好ましくは７５℃以上９５℃以下になるように減圧されており、発生した水蒸気は熱交換器１１５に連結された再生水蒸気ライン１１９を通じ、再生水蒸気としてスチームコンプレッサー１２２に供給される。スチームコンプレッサー１２２は高圧の水蒸気を駆動源（以下、駆動水蒸気）として定圧の水蒸気（以下、吸引水蒸気）を減圧状態にして吸込み、中圧の水蒸気（以下、吐出水蒸気）へ昇圧する機構である。本発明では、スチームコンプレッサー用水蒸気ライン１２１を通じて高圧の水蒸気ＶＩＩＩ（水蒸気Ｖの一部）を駆動水蒸気としてスチームコンプレッサー１２２に供給することで、再生水蒸気ライン１１９を通じて再生水蒸気を吸引水蒸気として吸込み、脱着用水蒸気ライン１０８を通じて水蒸気ＶＩＩＩと再生水蒸気が混合された脱着用水蒸気を吐出水蒸気として排出する。スチームコンプレッサー１２２から排出された脱着用水蒸気は脱着用水蒸気ライン１０８を通じて脱着工程を行っている第１処理槽１０４Ａ及び第２処理槽１０４Ｂに供給される。なお、スチームコンプレッサー１２２は同様の効果を有する圧縮機を代わりに用いても良く、例えばルーツブロワー、ターボブロワーなどがあげられる。

【0030】

補給水収容部１１５Ｅには、水蒸気Ｖの一部である水蒸気ＶＩＩを供給するための水蒸気供給部である熱交換器用水蒸気供給ライン１２０が連結されている。水蒸気ＶＩＩを供給することで、補給水収容部１１５Ｅを所定の圧力以上（例えばゲージ圧で－０．０９９ＭＰａ以上）に保つことができ、スチームコンプレッサー１２２が吸い込む吸引水蒸気、すなわち再生水蒸気の流量を十分確保することができる。結果としてスチームコンプレッサー１２２の吐出水蒸気、すなわち脱着用水蒸気の流量を十分確保することができ、有機溶剤回収装置１００の脱着工程における有機溶剤の脱着効率が高く維持される。また、熱交換器１１５に供給される脱着ガスの温度が低い時間帯において、水蒸気ＶＩＩを供給することで熱交換器１１５本体や補給水収容部１１５Ｅ中の補給水ＶＩを高温の状態に維持することができ、補給水ＶＩを効率よく蒸発させることができる。

【0031】

補給水収容部１１５Ｅには、熱交換器１１５内の圧力を測定する圧力測定部である圧力センサー１１５Ｆが設けられている。また、熱交換器用水蒸気供給ライン１２０上には水蒸気ＶＩＩの流量を調整する調整バルブＶ４が設けられている。

【0032】

熱交換器１１５には水蒸気ＶＩＩの流量を調整する制御部１１５Ｇが設けられている。具体的に、制御部１１５Ｇは圧力センサー１１５Ｆで検出される補給水収容部１１５Ｅの圧力が所定範囲（ゲージ圧で－０．０９９～－０．０８０ＭＰａ程度）に維持されるように、調整バルブＶ４の開度を調整して水蒸気ＶＩＩを供給する。

【0033】

熱交換器１１５は多管式熱交換器が好ましい。多管式熱交換器とは容器部であるシェルと呼ばれる円筒内に多数の管部であるチューブを配列した熱交換器であり、チューブの表面が伝熱面としてはたらき、チューブ１１５Ｂの内側（以下、チューブ側）に流れる流体とチューブ１１５Ｂの外側とシェル１１５Ａの内側との間（以下、シェル側）に流れる流体との熱交換が行われる。つまり、チューブ１１５Ｂが熱を与える発熱部であり、シェル１１５Ａが熱を受け取る吸熱部である。チューブ１１５Ｂは脱着ガス入口チャンバー１１５Ｃと脱着ガス出口チャンバー１１５Ｄを連結する。さらに本発明の熱交換器１１５は、チューブ１１５Ｂが水平方向を向くように配置され、チューブ側が脱着ガスを供給する凝縮側としてはたらき、シェル側が補給水ＶＩ及び水蒸気ＶＩＩを供給する蒸発側としてはたらく。なお、熱交換器として同様の効果を持つものであれば他の方式の熱交換器を代わりに使用してもよく、例えばプレート式やスパイラル式などの構造があげられる。

【0034】

シェル１１５Ａ内では補給水ＶＩがチューブ１１５Ｂの一部と接触する水量で常に滞留している。補給水ＶＩとチューブ１１５Ｂが接触することにより、補給水ＶＩが脱着ガスから受熱して蒸発する。また、チューブ１１５Ｂは補給水を蒸発温度まで加熱する役割も果たすため、補給水ＶＩを加温するための補給水加温設備を別途設ける必要がない。

【0035】

熱交換器１１５は、チューブ１１５Ｂの一部が補給水収容部１１５Ｅ中の補給水ＶＩと接触させないように補給水ＶＩの水面高さを調整することが好ましい。具体的に、チューブ１１５Ｂの一部が補給水ＶＩの水面と再生水蒸気ライン１１９との間の、シェル１１５Ａ内の気相部分に位置する。シェル１１５Ａ内の気相部分に位置するチューブ１１５Ｂによって、再生水蒸気が加熱され、再生水蒸気がスチームコンプレッサー１２２に吸い込まれるまでに凝縮することを防ぐことができる。なお、補給水ＶＩの水面高さを調整する手段として、例えばフロート式、ディスペーサー式、差圧式、静電容量式液面計による制御方法が考えられる。

【0036】

熱交換器１１５の脱着ガス出口チャンバー１１５Ｄは熱交換器出口ガスライン１１７に連結し、コンデンサ１１１と接続される。コンデンサ１１１の内部では、熱交換器１１５で熱交換を終えた脱着ガスと冷却水との熱交換が行われ、脱着ガスが冷却凝縮される。

【0037】

コンデンサ１１１で凝縮した凝縮液はコンデンサ凝縮液ライン１１２を通じて凝縮液溜部であるセパレータ１１３に供給される。セパレータ１１３は、コンデンサ凝縮液ライン１１２から送られた凝縮液を、回収溶剤１１３Ａの層と分離排水１１３Ｂの層とに分離する。分離排水１１３Ｂについては、曝気装置にて曝気後に排水する構成を採用してもよい。

【0038】

脱着ガスライン１１０上に三方式の開閉バルブＶ３を設けている。開閉バルブＶ３の下流側の一方は熱交換器１１５の脱着ガス入口チャンバー１１５Ｃに接続され、下流側のもう一方はコンデンサライン１１６を経由してコンデンサ１１１に接続される。開閉バルブＶ３によって脱着ガスの熱交換器１１５への供給、又はコンデンサ１１１への供給を切り替えることができる。なお、三方式の開閉バルブＶ３の代わりに二方式の開閉バルブを複数用いて同様の切り替え動作を行ってもよい。

【0039】

熱交換器１１５の脱着ガス出口チャンバー１１５Ｄには熱交換器凝縮液ライン１１８が連結されている。熱交換器凝縮液ライン１１８はセパレータ１１３に連結されている。熱交換器１１５のチューブ１１５Ｂで熱交換を終えた脱着ガスは、未凝縮の脱着ガスと凝縮した凝縮液とに分離され、脱着ガス出口チャンバー１１５Ｄに供給される。脱着ガス出口チャンバー１１５Ｄに供給された脱着ガスの凝縮液は熱交換器凝縮液ライン１１８を通じてセパレータ１１３に直接供給される。熱交換器１１５の凝縮液をコンデンサに通さないことで、コンデンサで使用される冷却水の水量を削減することができる。

【0040】

コンデンサ１１１の気相部分及びセパレータ１１３の気相部分には、戻りガスライン１１４が連結されている。戻りガスライン１１４は、被処理ガスライン１０１に導入されている。戻りガスライン１１４から被処理ガスライン１０１に返送されるガスは、被処理ガスＩの流れ方向に対して、対抗流となるように導入されるとよい。

【0041】

被処理ガスライン１０１には、被処理ガス送風機１０２が設けられている。被処理ガス送風機１０２で送り出される被処理ガスＩは、被処理ガス導入ライン１０３を通じて、第１処理槽１０４Ａ及び第２処理槽１０４Ｂに送り込まれる。

【0042】

スチームコンプレッサー１２２の吐出水蒸気、すなわち脱着用水蒸気は、脱着用水蒸気ライン１０８を通じて、第１処理槽１０４Ａ及び第２処理槽１０４Ｂに供給される。第１処理槽１０４Ａには、脱着用水蒸気ライン１０８が連結し、脱着用水蒸気ライン１０８には、第１水蒸気開閉弁Ｖ１が設けられている。第２処理槽１０４Ｂには、脱着用水蒸気ライン１０８が連結し、脱着用水蒸気ライン１０８には、第２水蒸気開閉弁Ｖ２が設けられている。

【0043】

上記構成を有する有機溶剤回収装置１００において、第１自動上ダンパ１０６Ａ、第２自動上ダンパ１０６Ｂ、第１自動下ダンパ１０７Ａ、第２自動下ダンパ１０７Ｂ、第１水蒸気開閉弁Ｖ１、第２水蒸気開閉弁Ｖ２、熱交換器１１５、スチームコンプレッサー１２２、コンデンサ１１１、セパレータ１１３、及び、被処理ガス送風機１０２は、図示しない制御装置により、以下に示すガス処理方法を実現するように運転及び開閉が適宜制御される。

【0044】

（ガス処理方法）
上記構成を有する有機溶剤回収システム１Ａを用いたガス処理方法について説明する。図１において、有機溶剤回収装置１００の第１処理槽１０４Ａは脱着工程が実施され、第２処理槽１０４Ｂは吸着工程が実施される。

【0045】

（第２処理槽１０４Ｂの吸着工程）
有機溶剤含有ガスを含んだ被処理ガスＩは、被処理ガスライン１０１から、被処理ガス送風機１０２にて吸着工程となっている第２処理槽１０４Ｂに送られる。第２自動下ダンパ１０７Ｂは、被処理ガス導入ライン１０３を開放し、脱着ガスライン１１０を閉鎖するように制御される。

【0046】

第２自動上ダンパ１０６Ｂは、第２吸着材１０５Ｂにおける被処理ガスＩの流通を可能とする開状態に制御される。

【0047】

第２処理槽１０４Ｂの第２吸着材１０５Ｂで有機溶剤の吸着が行なわれ、処理ガスＩＩとして、システム外へ導出される。脱着用水蒸気ライン１０８の第２水蒸気開閉弁Ｖ２は、閉状態に制御される。

【0048】

（第１処理槽１０４Ａの脱着工程）
第１処理槽１０４Ａには被処理ガスＩを送ることはなく、第１自動下ダンパ１０７Ａで、被処理ガス導入ライン１０３は閉鎖され、脱着ガスライン１１０が開放された状態に制御される。第１自動下ダンパ１０７Ａは、第１吸着材１０５Ａの外側から内側へのガスの流通が閉鎖される。脱着用水蒸気が、脱着用水蒸気ライン１０８を通じて、第１吸着材１０５Ａの内側から外側への流通を可能に導入される。脱着用水蒸気ライン１０８の第１水蒸気開閉弁Ｖ１は、開状態に制御される。

【0049】

脱着用水蒸気は水蒸気ＶＩＩＩと再生水蒸気とがスチームコンプレッサー１２２で混合されて生成される。水蒸気ＶＩＩＩは水蒸気Ｖの一部である。スチームコンプレッサー１２２はスチームコンプレッサー用水蒸気ライン１２１を通じて供給される水蒸気ＶＩＩＩを駆動源とし、再生水蒸気ライン１１９を通じて減圧状態にした再生水蒸気を吸込み、脱着用水蒸気ライン１０８を通じて水蒸気ＶＩＩＩと再生水蒸気とが混合された脱着用水蒸気を吐出する。

【0050】

第１処理槽１０４Ａ内では、脱着用水蒸気が噴出し、第１吸着材１０５Ａに吸着された有機溶剤が、第１吸着材１０５Ａから脱着される。

【0051】

脱着された有機溶剤と水蒸気が混合された脱着ガスは、脱着工程の前期である第１脱着工程と後期である第２脱着工程とで動作が異なる。図２は、図１に示す実施の形態１の有機溶剤回収装置１００の吸着工程及び脱着工程の時間的な切り替わりを示すタイムチャートである。

【0052】

（第１処理槽１０４Ａの第１脱着工程）
第１処理槽１０４Ａの第１脱着工程（すなわち、図２に示すｔ０～ｔ１の間）においては、三方式の開閉バルブＶ３を操作することによって、脱着ガスがコンデンサライン１１６を通じてコンデンサ１１１に供給される。

【0053】

コンデンサ１１１の内部では、脱着ガスと冷却水との熱交換が行われ、脱着ガスが冷却凝縮される。コンデンサ１１１で凝縮した脱着ガスの凝縮液はコンデンサ凝縮液ライン１１２を通じてセパレータ１１３に供給される。セパレータ１１３において、回収溶剤１１３Ａの層と分離排水１１３Ｂの層とに分離する。

【0054】

（第１処理槽１０４Ａの第２脱着工程）
第１処理槽１０４Ａの第２脱着工程（すなわち、図２に示すｔ１～ｔ２の間）においては、三方式の開閉バルブＶ３を操作することによって、脱着ガスが脱着ガスライン１１０を通って熱交換器１１５へ送られる。

【0055】

脱着ガスは熱交換器１１５のチューブ側へ供給され、熱交換器１１５のシェル側に滞留している補給水ＶＩと熱交換される。具体的に、伝熱面を通じて補給水ＶＩを間接加熱する。

【0056】

熱交換器１１５で補給水ＶＩとの熱交換を終えた脱着ガスは、未凝縮の脱着ガスと凝縮した凝縮液とに分離される。未凝縮の脱着ガスは熱交換器出口ガスライン１１７を通じてコンデンサ１１１に供給される。コンデンサ１１１の内部では、脱着ガスと冷却水との熱交換が行われ、脱着ガスが冷却凝縮される。一方、熱交換器１１５で凝縮した脱着ガスの凝縮液は熱交換器凝縮液ライン１１８を通じてセパレータ１１３に供給される。

【0057】

コンデンサ１１１で凝縮した脱着ガスの凝縮液はコンデンサ凝縮液ライン１１２を通じてセパレータ１１３に供給される。セパレータ１１３において、回収溶剤１１３Ａの層と分離排水１１３Ｂの層とに分離する。

【0058】

第１脱着工程と第２脱着工程において、コンデンサ１１１及びセパレータ１１３内に滞留している戻りガスは、脱着ガスによって押し出され、戻りガスライン１１４を通って被処理ガスライン１０１に導入され、被処理ガスＩに混合される。被処理ガスライン１０１から導入される被処理ガスＩ及び戻りガスは、第２処理槽１０４Ｂに送られる。

【0059】

第２脱着工程では熱交換器１１５のシェル側では脱着ガスがチューブ側に供給されるため、補給水ＶＩの蒸発により水蒸気が発生する。一方で第１脱着工程では脱着ガス入口チャンバー１１５Ｃに、熱交換器用水蒸気供給ライン１２０を通じて水蒸気Ｖの一部である水蒸気ＶＩＩを供給することで、水蒸気ＶＩＩによって補給水ＶＩの蒸発によって水蒸気が発生する。補給水ＶＩの蒸発により発生した水蒸気と水蒸気ＶＩＩとが混合した再生水蒸気が再生水蒸気ライン１１９を通じてスチームコンプレッサー１２２に吸い込まれる。水蒸気ＶＩＩの供給によって、補給水ＶＩの蒸発量が変動する場合においてもスチームコンプレッサー１２２に吸い込まれる再生水蒸気の流量が不足することなく、第１処理槽１０４Ａの脱着工程が効率よく行われる。

【0060】

第１脱着工程において第１処理槽１０４Ａに供給された脱着用水蒸気の熱は第１吸着材１０５Ａや第１処理槽１０４Ａ本体、第１自動上ダンパ１０６Ａ、第１自動下ダンパ１０７Ａ、及び各配管ラインの加熱に多く消費されるため、第１処理槽１０４Ａから排出される脱着ガスの温度は低くなる。そのため、第１脱着工程において熱交換器１１５の脱着ガス入口チャンバー１１５Ｃに水蒸気ＶＩＩを供給し、第１処理槽１０４Ａから排出される脱着ガスが高温の状態（７０～１２０℃程度）になる第２脱着工程に熱交換器１１５の脱着ガス入口チャンバーに水蒸気ＶＩＩを供給しないように制御すれば、脱着工程の前期の再生水蒸気の流量を十分確保できる上に水蒸気ＶＩＩの使用量を削減できるため、好ましい。

【0061】

第１脱着工程から第２脱着工程へ切り替えるタイミングは、第１脱着工程において処理槽から排出される脱着ガスの温度が高温の状態に達するまでの時間をあらかじめ測定しておいて決定すればよい。また、外気温の変動等により処理槽から排出される脱着ガスの温度が高温の状態に達するまでの時間が変動する場合は、処理槽から排出される脱着ガスの温度を測定する温度センサーを設け、温度センサーで検出された脱着ガスの温度が高温の状態に達した時点で自動的に第１脱着工程から第２脱着工程へ切り替えるように制御してもよい。

【0062】

また第一脱着工程において、水蒸気ＶＩＩを脱着ガス入口チャンバー１１５Ｃに供給することで、熱交換器で凝縮した水蒸気ＶＩＩは水となって熱交換器１１５のチューブ１１５Ｂ内を流れるため、脱着ガスの凝縮水に含まれる腐食性のある有機溶剤の分解物を洗い流す／希釈することで、凝縮水の腐食性を低減することができ、熱交換器１１５が高寿命化する。

【0063】

一定時間が経過すると吸着工程と脱着工程が切り替わり、第１処理槽１０４Ａが吸着工程、第２処理槽１０４Ｂが脱着工程となる。このように、吸着工程と脱着工程を交互に行なわれる連続的な処理により、有機溶剤回収装置１００によって、連続的に回収溶剤１１３Ａが回収される。

【0064】

［実施の形態２］
図３を参照して、実施の形態２の有機溶剤回収システムについて説明する。図３は、実施の形態２の有機溶剤回収システム１Ｂの構成を示す図である。

【0065】

実施の形態２の有機溶剤回収システム１Ｂの基本的構成は、上記実施の形態１で説明した有機溶剤回収システム１Ａと同じである。相違点として、実施の形態２の有機溶剤回収システム１Ｂは、補給水収容部１１５Ｅに、熱交換器１１５内の補給水ＶＩの温度を測定する温度測定部である温度センサー１１５Ｈが設けられている。

【0066】

具体的に、制御部１１５Ｇは温度センサー１１５Ｈで検出される補給水収容部１１５Ｅの補給水ＶＩの温度が所定範囲（７０℃～９７℃程度）に維持されるように、調整バルブＶ４の開度を調整して水蒸気ＶＩＩを供給する。

【0067】

実施の形態２の有機溶剤回収システム１Ｂ構成によっても、上記実施の形態１における有機溶剤回収システム１Ａと同様の作用効果を得ることができる。

【0068】

上記で開示された実施の形態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て請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。

【0069】

上記開示における有機溶剤回収装置１００においては、処理槽として、第１処理槽１０４Ａ及び第２処理槽１０４Ｂを用いて、吸着工程と脱着工程を交互に行なう有機溶剤の回収処理について説明したが、この２つの処理槽を用いる有機溶剤回収処理に限定されるものではなく、処理槽は３槽以上あってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明により、省エネルギーで有機溶剤の回収効率が向上しつつ、水蒸気を発生させる機構が腐食されるのを低減する有機溶剤回収システムを提供することが可能となり、産業界へ大いに貢献できる。

【符号の説明】

【0071】

１Ａ，１Ｂ 有機溶剤回収システム、１００ 有機溶剤回収装置、１０１ 被処理ガスライン、１０２ 被処理ガス送風機、１０３ 被処理ガス導入ライン、１０４Ａ 第１処理槽、１０４Ｂ 第２処理槽、１０５Ａ 第１吸着材、１０５Ｂ 第２吸着材、１０６Ａ 第１自動上ダンパ、１０６Ｂ 第２自動上ダンパ、１０７Ａ 第１自動下ダンパ、１０７Ｂ 第２自動下ダンパ、１０８ 脱着用水蒸気ライン、１１０ 脱着ガスライン、１１１ コンデンサ（冷却部）、１１２ コンデンサ凝縮液ライン、１１３ セパレータ（凝縮液溜部）、１１３Ａ 回収溶剤、１１３Ｂ 分離排水、１１４ 戻りガスライン、１１５ 熱交換器、１１５Ａ シェル（吸熱部、容器部）、１１５Ｂ チューブ（発熱部、管部）、１１５Ｃ 脱着ガス入口チャンバー、１１５Ｄ 脱着ガス出口チャンバー（脱着ガス出口受部）、１１５Ｅ 補給水収容部、１１５Ｆ 圧力センサー（圧力測定部）、１１５Ｇ 制御部、１１５Ｈ 温度センサー（温度測定部）、１１６ コンデンサライン、１１７ 熱交換器出口ガスライン、１１８ 熱交換器凝縮液ライン、１１９ 再生水蒸気ライン、１２０ 熱交換器用水蒸気供給ライン（水蒸気供給部）、１２１ スチームコンプレッサー用水蒸気ライン、１２２ スチームコンプレッサー、Ｖ１ 第１水蒸気開閉弁、Ｖ２ 第２水蒸気開閉弁、Ｖ３ 開閉バルブ、Ｖ４ 調整バルブ、Ｉ 被処理ガス、ＩＩ 処理ガス、ＩＩＩ 回収溶剤、ＩＶ 分離排水、Ｖ，ＶＩＩ，ＶＩＩＩ 水蒸気、ＶＩ 補給水

【図1】

【図2】

【図3】