JPS5815165B2 - 可燃性で、フイルタ−に吸着可能な蒸気状又はガス状不純物の空気流又はガス流の精製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶剤で汚染された空気流もしくはガス気流を
吸着フィルタに通し、吸着フィルタが溶剤により一定に
負荷された後、脱着用ガスを用い向流で脱着し、引続き
脱着用ガスを脱着溶剤とともに冷却し、次いで凝縮した
脱着溶剤を凝縮水とともに残存脱着用ガスから分離する
ことにより溶剤で汚染された空気流もしくはガス気流か
ら溶剤を回収する方法に関する。

公知の、空気又は他のキャリアーガスを浄化する方法及
び装置においては、有害なガス状又は蒸気状物質を除去
、又は廃棄することは、従来非常な困難又はもはや甘受
できない高費用を伴ってのみ可能であったにすぎない。

先ず、大気の空気で強力に希釈することによってこれら
の物質を処理することが試みられ、定置の装置において
高気層中の放出もこれに属する。

しかし、これではこの問題の根本的な解決とはならなか
った、それというのも大気の空気での強力な希釈、又は
高気層中への放出は実際に人里能れた風のある地域では
採用しうるが、人口が密でかつこのような空気の汚染物
が大量に発生する無風地域では採用できないからである
。

廃ガス中の最も有害で許容できないガス分を排除するた
めに、これらの汚染物が可燃性のガス及び蒸気、ことに
溶剤蒸気である限り、従来該不純物を吸着フィルター、
例えば活性炭層により分離するか、又は後燃焼装置に導
通して無害な物質に変換（その際、理想的な場合には純
粋な炭化水素はすべて燃焼して二酸化炭素と水になる）
することが試みられた。

更にこの場合、触媒を使用することにより燃焼温度を引
き下げようと試みた。

しかし、どちらの方法によってもこれまで目指した目的
は得られなかった、それというのもどちらの場合にもや
っかいなガス又は蒸気の除去はもはや支持不可能な費用
を要してのみ可能であるにすぎなかったからである。

活性炭フィルターだけの使用は、例えば汚染物の濃度が
空気ｌｎｍ３につき約５ｍｇを越えない場合にのみ経済
的に支持できる、それというのもこれよりも高い濃度の
場合には吸着物質がすぐに飽和されてしまうからである
。

空気中の汚染溶剤を触媒中で後燃焼する処理法は、例え
ばこれら不純物の割合が空気ｌｎｍ３につき約１００ｍ
ｇより小さくない場合にのみ経済的である。

燃焼過程に関係する全物質を必要な反応温度まで加熱す
るにはこの割合は尚著しく高すぎる。

しかし、ガス混合物の温度が低すぎる場合においては不
燃性のガス成分が純粋な空気の側へ達するのを回避する
ために、ガス混合物を付加的に加熱して、燃焼を支持し
なければならない。

従って、燃焼工程の廃ガス熱を熱交換器によって回収し
、補助的加熱装置によって付加的な熱を供給することが
試みられた。

しかし、このためにこの種の装置は非常に高価なものと
なり、従来の触媒的後燃焼装置を用いて、ｌｎｍ３につ
き約１００〜以下の濃度で大抵は有害か、又は悪臭のす
る空気汚染物を除去することはもはや間尺に合わない。

従って、空気ｌｎｍ３につき約５〜〜１００〜の濃度範
囲においては、従来空気汚染溶剤を除去する満足し得る
解決策は存在しなかった。

広い濃度範囲（ｍ９からＩまで）をカバーするために開
発された、溶剤で汚染された空気流又はガス気流を吸着
フィルタを用いて浄化する方法においては空気流又はガ
ス流を吸着フィルターにより浄化し、このフィルタをそ
れが溶剤汚染物で特定の負荷率に到達した後にはじめに
加熱された空気を用い向流で脱着し、脱着物を触媒を用
いる後燃焼装置内で燃焼し、空気残部と燃焼脱着物との
混合物の一部を、フィルターを再び空気流又はガス流の
浄化に使用することができる程度にフィルターの負荷が
低下するまで、再びフィルターに通す。

しかしながら、この場合いわゆる触媒毒、例えば有機燐
化合物が発生し、これにより装置は徐々に効力を失なう
。

他の方法は製造工程からの溶剤の経済的な回収法である
が、該工程においては溶剤は蒸気とじて生じ、操業監視
規定に基づき制御されなければならない。

溶剤蒸気を無害化する公知方法においては、吸引濾過さ
れた空気／ガス／蒸気混合物流から環境空気と一緒に吸
引濾過された溶剤蒸気を吸着し、それによって分離する
ために、殊に活性炭フィルターが吸着体として使用され
る。

引続く活性炭からの脱着は、操業技術的にバッチ操業で
活性炭を再び吸収可能にするために公知方法により蒸発
で行なう。

脱着物からの該蒸気回収の可能性のために、以後の処理
、例えば水溶性溶剤、即ちアルコール、アセトン等の場
合における後続の蒸留処理が必要でない場合には普通更
に脱着物を冷却して水から分離する。

この公知方法の著しい欠点は、脱着物と水との混合及び
そのために必要となる、脱着に使用した水蒸気から生じ
る水から脱着物を分離するための高価な装置である。

本発明の目的は、公知方法の前記欠点を回避し、著しい
工業費用をかけずに実施可能であり、汚染溶剤が僅かな
場合においても経済的に使用可能である、溶剤で汚染さ
れた空気流もしくはガス気流から溶剤を回収する方法を
開発することである。

この目的は本発明により、最初に述べた形式の方法にお
いて、脱着を、脱着用ガスとして石炭、コークスもしく
は炭化水素の化学量論的燃焼によってつくられた、酸素
を含まないがまだ還元作用を有しない不活性ガスを用い
て実施し、脱着溶剤を水の露点以上の温度に冷却するこ
とによりほとんど無水状態で回収し、なお溶剤を含有す
る不活性ガスを改めて吸着工程に供給することによって
達成される。

連続的操業において及び（又は）個々の吸着体の大きさ
を経済的に構成して、廃ガス容積流を中断せずに精製処
理するため、精製すべき空気流及び不活性ガス流を交互
に別の吸着フィルターに導通するのが有利である。

更に、脱着に使用した不活性ガスを凝縮水及び脱着物の
分離後に浄化すべき空気流又はガス流に戻し、それと一
緒をこ吸着作動中にある吸着体に通すことができ、これ
により前に分離された物質の蒸気状残分は純粋な空気内
に達せず、更に分離することができる。

最後に、全く無水の脱着物を得、それにより冷動径のそ
の他の分離工程を省略するためには、製造された不活性
ガスを吸着フィルターに導入する前に乾燥により水を遊
離するか、もしくは吸着フィルターに導入する前に不活
性ガス流の乾燥及び冷却を実施するのが有利である。

次に、本発明方法を実施するための一装置の原理を添附
図面につき説明する。

装置は実質的にバーナ１、吸着体２、冷却器３、分離装
置４で構成される。

純粋な空気流は５、粗空気流は６、脱着流は７、不活性
ガス及び残膜着物の戻りは８で示す。

破線は不作動下にある導管を表わす。これらの破線が実
線と合う場所に切換弁又は三方弁が設けられている。

本発明方法は、石炭、コークス等、液体及びガス状炭化
水素、並びに都市ガス、コークスガス、溶鉱炉ガス、低
温乾留ガス等の化学量論的又は化学量論的以下の燃焼に
よる不活性ガスによる脱着から開始され、従って引続く
脱着物を凝縮するための冷却において最小の技術的費用
をかけるにすぎない、それというのもこの場合、脱着さ
れた物質は水を含まないか、もしくは少量の割合で含む
にすぎないか、又は燃焼ガスを脱着に使用する前に最小
の費用で乾燥することができるからである。

このような不活性ガス脱着と引続く脱着物の冷却とを組
合せることによる特別な利点はエネルギーが工程節約さ
れることである。

すなわち一度は脱着前に水を蒸発する必要がなくなるこ
とでありもう一つは脱着物の冷却及び凝縮に際して脱着
物に水分が含まれていないためにその分の冷却処理が不
必要となることである。

この全利点は周知のように水の蒸発熱が非常に大きい時
に更に本発明を有利にする。

この組合せの驚くべき経済性の例として、精密機械部品
を清浄する、辺縁吸引濾過器を有する大アセトン浴を挙
げる。

このような装置においては、例えば毎日（二回にわたり
）アセトン約７００１ｙが希釈されて空中に放出される
。

このアセトン蒸気は従来は操業監視規定に相応して、十
分に空気混和して浮遊させるか、又は環境への影響範囲
外へ排出することにより無害化する方法で制御されて来
た。

従来の常用で公知の種類の回収装置は費用をカバーする
程働かず、回収装置への投資は他の方法に比べて妥当な
ものとは認められなかったので、この溶剤分もまた相殺
される。

本発明による方法の組合せによる回収装置の設備投資は
、従来の公知脱着方法に引続いて必要となる精留装置の
設備投資よりも約イ低い。

この費用比較の結果、かかる場合には本発明による溶剤
回収の装置の組合せに驚くべき利点が存在することは明
らかである。

すなわち経済性境界値はイ以下に引下げられる。

従来のこの経済性境界値は吸引濾過された全廃ガス混合
物中の吸引濾過された溶剤蒸気の割合約３９ ／ ｍ″
であった。

本発明による装置の組合せを使用した場合には、経済性
境界値は吸引濾過された廃ガス混合物中に含まれる溶剤
の割合Ｌ２９／ｒｒｔであるにすぎない。

該例において、本発明により不活性ガス脱着処理及び後
続する冷却及び凝縮処理用の装置を組合せて使用及び設
備した場合には従来消失されるアセトンと相殺された費
用の約４０％を節約することができる。

最後に、高沸点を有する物質を処理する場合に更に大き
な利点が得られる。

高沸点を有する物質を脱着する問題は操業技術的に従来
の方法による水蒸気の使用におけるよりも不活性ガスの
使用において困難が少ない。

当該沸騰温度よりも高い必要のある、放出剤（ガス又は
蒸気）の温度は不活性ガスを使用した場合著しく低コス
トである。

例えば２０８℃で沸騰するテトラリン１ｋｇを脱着する
ためには、２３０℃の過熱蒸気的８ｋｇが必要である。

それに対して、都市ガスの燃焼による保護ガス（不活性
ガス）での脱着を４５０℃で実施するのは比較的容易に
可能である。

放出すべき物質は脱着温度が高ければ高い程迅速に脱着
され、この高温は例えば前記都市ガスの場合には自動的
に既に得られる。

ここに挙げた例の場合、設備投資は水蒸気脱着装置の設
備投資の約２５％にすぎない。

水蒸気の脱着能に支配的なのは水の蒸発熱（及び凝縮熱
）ではなく、洗浄ガスの容積流の温度及び大きさである
。

従って、本発明による不活性ガス脱着と引続く脱着物の
冷却及び凝縮との組合せは、同一の吸着された物質で比
較して脱着時間及び脱着物の収量に関して従来の公知で
使用されていた方法よりはるかに優れている。

次に、本発明の実施態様を列挙する。

１、可燃性で、フィルターに吸着可能な蒸気状又はガス
状不純物の空気流又はガス流を吸着フィルターにより精
製し、あらかじめ可燃性不純物を負荷した後吸着フィル
ターを有利には石炭、コークス及び炭化水素の燃焼によ
り製造される不活性ガス流との向流中で脱着し、引続き
脱着物を有する不活性ガスを冷却し、次いで凝縮水を伴
なう凝縮された脱着物を残りの不活性ガス流から分離す
ることを特徴とする、可燃性で、フィルターに吸着可能
な蒸気状又はガス状不純物の空気流又はガス流の精製法
。

２、精製すべき空気流及び不活性ガス流を交互に別の吸
着フィルターに導通することを特徴とする、前記第１項
記載による方法。

３、脱着に使用した不活性ガスを凝縮された水及び脱着
物の分離後に、精製すべき空気流又はガス流とともに交
互に吸着作動中にある吸着体を介して戻すことを特徴と
する、前記第１項及び第２項記載による方法。

４、不活性ガスを吸着フィルターに導入する前に乾燥す
ることを特徴とする、前記第１〜３項中の１項以上によ
る方法。

５、不活性ガスを吸着フィルターに導入する前に冷却し
かつ乾燥することを特徴とする前記第１〜３項中の１項
以上による方法。

【図面の簡単な説明】

添附図面は本発明を実施するためのフローシートである
。 １・・・・・・バーナ、２・・・・・・吸着体、３・・
・・・・冷却器、４・・・・・・分離装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶剤で汚染された空気流もしくはガス気流を吸着フ
   ィルタに通し、吸着フィルタが溶剤により一定に負荷さ
   れた後、脱着用ガスを用い向流で脱着し、引続き脱着用
   ガスを脱着溶剤とともに冷却し、次いで凝縮した脱着溶
   剤を凝縮水とともに残存脱着用ガス気流から分離するこ
   とにより溶剤で汚染された空気流もしくはガス気流から
   溶剤を回収する方法において、脱着を、脱着用ガスとし
   て石炭、コークスもしくは炭化水素の化学量論的燃焼に
   よってつくられた、酸素を含まないがまだ還元作用を有
   しない不活性ガスを用いて実施し、脱着溶剤を水の露点
   以上の温度に冷却することによりほとんど無水の状態で
   回収し、なお溶剤を含有する不活性ガスを改めて吸着工
   程に供給することを特徴とする溶剤で汚染された空気流
   もしくはガス気流から溶剤を回収する方法。