JP6139180B2 - 揮発性有機化合物処理装置の運用方法 - Google Patents

Description

この発明は、揮発性有機化合物を含むガスを排出する前に、ガスから揮発性有機化合物を処理するにあたり、その処理作業の効率を向上させる運用方法に関する。

工場から発生する排ガスには、そのまま大気中に排出すると問題を起こす揮発性有機化合物が含まれる場合がある。この場合、排ガスを大気中に排出する前に、含有している揮発性有機化合物を処理しなければならない。その方法として、活性炭等の吸着剤を内蔵した吸着塔で、排ガス中に含まれる揮発性有機化合物を吸着剤に吸着させ、ガス中の濃度を低減させて大気へ排出し、その後、吸着剤から揮発性有機化合物を脱着させて吸着塔を再利用可能にするとともに、揮発性有機化合物を処理するという吸脱着方式が一般的である。

上記の脱着には、揮発性有機化合物を含まないガスを吸着剤に接触させることが必要である。一基の吸着塔で脱着と同時に吸着することはできないので、脱着は速やかに実行することが好ましい。脱着を速める方法としては、脱着用のガスを大量に導入する方法、真空ポンプで吸引して圧力を低下させる方法、吸熱反応である脱着を促進するために高温の脱着用水蒸気を導入する方法などがある。

高温の脱着用水蒸気を導入するには、その加熱のために燃料を大量に消費してしまうので、燃料を節約する方法が検討されている。特許文献１には、この回収した揮発性有機化合物を含む脱着用水蒸気を燃焼炉に誘導し、揮発性有機化合物を燃料として燃焼させ（請求項１）、その燃焼熱を利用して、脱着用水蒸気の加熱を行うこと（請求項２）が記載されている。

しかし、揮発性有機化合物を含有する排ガスを吸着塔の下方から導入して、処理済みのガスを上方から排出するのに対して、脱着用水蒸気を吸着剤層の上方から導入して、吸着剤層の全部分で脱着させて、吸着剤層の下方側から抜き出すのでは、脱着用水蒸気が吸着剤層を通過するのに時間がかかりすぎてしまう。それはつまり、燃焼炉において脱着用水蒸気を生成するための加熱開始から、有機化合物が水蒸気に同伴して抜き出されて、燃焼炉（水蒸気生成装置）に到達するまでに時間が掛かりすぎてしまう。それまでの間は回収した揮発性有機化合物を燃料として用いることができず、ＬＮＧガスなどの別の燃料を使用しなければならず、無駄が生じていた。

これに対し、脱着用水蒸気の吸着塔への供給口を両端方向に分かれた複数段からなるものとして、そのうちの最も吸着塔の一端側の供給口を、吸着塔の内部に吸着層が占める位置の側面に設け、吸着塔の一端側に位置する供給口から開放して脱着用水蒸気を吸着層の途中から導入し、脱着させて揮発性有機化合物を取り込んだ有機化合物含有水蒸気を吸着塔の前記一端側から抜き出す手法が、特許文献２に記載されている。この手法によると、真っ先に水蒸気を供給する供給口が排出口に近いため、吸着層の上層の一部で脱着された有機溶剤が、速やかに排出口に到達し、燃焼炉まで到達するために必要な時間が短縮される。その分、燃焼炉に有機溶剤が到達するまでに別途供給しなければならなかった燃料の消費を少なくすることができる。

特開２００７−２２２７３６号公報 特開２０１１−２２６６９０号公報

しかしながら、脱着開始直後は吸着層の吸着剤が冷えているため、脱着初期に導入された脱着用水蒸気は吸着塔内で凝縮して液体となってしまい、脱着された有機溶剤を燃焼炉まで搬送する圧力を十分に生じさせなかった。このため、有機溶剤が脱着されているにも拘わらず、それを燃焼炉に到達させるには、水蒸気が凝集せずに導入された圧力をほぼ失わずに燃焼炉へと押し出すことができる程度に、吸着層が暖まるまで待たなければならなかった。

そこでこの発明は、加熱した脱着用水蒸気を用いて吸着塔から揮発性有機化合物を脱着し、脱着した揮発性有機化合物を燃焼炉で燃焼させるにあたり、脱着開始から燃料として利用可能にするまでのタイムラグをさらに短縮して、燃料の無駄を抑制することを目的とする。

この発明は、脱着に用いる脱着用ガスとして、常温常圧にて気体である成分を含む押出ガスを水蒸気と混合した混合ガスを、吸着塔に導入させることで上記の課題を解決したのである。このような混合ガスとすると、吸着層に接触して冷却されることで水蒸気が凝集して水になっても、押出ガスはガスのままであるため、吸着塔に供給されるガスの圧力が一部低減されながらも、外へ押し出す圧力を確保できる。すると、混合ガスによって加熱されて脱着された揮発性有機化合物を、吸着層を抜けてすぐに吸着塔の排出口から押し出し、同伴して、燃焼炉へと向かわせることができる。これにより、脱着開始から燃焼炉に揮発性有機化合物が到着するまでの時間が、従来は水蒸気が凝集されずに済む温度まで吸着層が加熱されるまで待機していた時間の分だけ短縮されて、より速やかに燃料として利用可能になり、別途燃料を消費する量を削減することができる。

上記押出ガスとして、燃焼炉で生じた高温ガスを熱交換器に導入し水蒸気を生じた後の排ガスを利用できるように配管を設けてもよいし、高温ガスそのものを利用できるように配管を設けてもよいし、両方を利用できるように配管を設けても良い。高温ガス及び排ガスの主な成分は、炭化水素の燃焼により生じる水と二酸化炭素であり、このうちの二酸化炭素は常温常圧では凝縮せず気体のままである。従って、混合ガスに含めて吸着塔に導入すると、水蒸気が水になる一方で二酸化炭素はガスのままなので、吸着塔内の内圧が高まり、揮発性有機化合物を燃焼炉に向けて押し出し、又は同伴して運ぶことができる。

上記混合ガスは、排ガス又は高温ガスを導入する配管と、熱交換器から生じる水蒸気を導入する配管を繋げることで混合させることができるが、この混合ガスが、十分に脱着が可能となる温度まで加熱できるように、熱交換器を含む経路で循環可能となるように配管を設けておくとよい。排ガスや高温ガスが含まれていても、水蒸気が十分に暖まっていないと、吸着塔に導入しても脱着が十分に進行せずに水だけが増えてしまうことになりかねないからである。ここで、導入までに循環する経路内の温度が１５０度以上となっていることが望ましい。

この混合ガスを吸着塔に導入するにあたっては、少なくとも吸着塔に底部だけでなく、吸着層が存在する領域である側面にも供給口を設けて、二つ以上の供給口から導入可能としておき、吸着層の、脱着した揮発性有機化合物を供出する側に近い、すなわち供出口に近い供給口から上記混合ガスを導入するとよい。上記混合ガスを用いたとしても、吸着層の全域を通過しなければならない他方の端部側から導入したのでは、供出口まで揮発性有機化合物が到達するまでに時間が掛かりすぎてしまう。このため、吸着層の上記一端側のごく一部だけを通過して速やかに供出口に到達した揮発性有機化合物を燃焼炉に送り込めるようにしておくことが望ましい。

この発明を、揮発性有機化合物を含有するガスを処理する吸着塔で実施することにより、揮発性有機化合物の除去に用いる燃料の消費を抑え、省エネを図ることができる。

この発明を実施する吸着塔及びその周辺装置の概念図 この発明を実施する脱着工程のフロー図 この発明を実施する吸着工程及び脱着工程のフロー図 実施例比較例における吸着塔及びその周辺装置の概念図 実施例における、燃焼炉温度のグラフ 比較例における、燃焼炉温度のグラフ

以下、この発明の実施形態を説明する。この発明は、揮発性有機化合物含有ガスの濃度を低減させて大気中へ排出可能とし、その分の揮発性有機化合物を回収して燃料として使用する揮発性有機化合物処理装置にかかるものである。図１はこの発明にかかる揮発性有機化合物処理装置の全体像の例を示す。

この発明で処理する揮発性有機化合物とは、常圧で加熱することで気体になり得る有機化合物であり、特に常温で液体であるものが吸着処理しやすい。例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の炭素数が１〜８程度のアルコール、トルエン、ベンゼンなどの芳香族有機化合物などの、炭化水素系の溶剤が挙げられる。

この発明を実施する揮発性有機化合物処理装置は、吸着塔１１と、燃焼炉１３と、熱交換器１４と、それらを繋ぐ配管とからなる。

吸着塔１１は、略円筒形であり、内部は下方側の端部近傍に設けた一枚の多孔板２０で仕切ってある。この多孔板上に、揮発性有機化合物を吸着し、加熱により脱着できる吸着剤を充填させた吸着層１２を設けている。この吸着剤としては、例えば活性炭などが挙げられる。

吸着塔１１の吸着層１２より上端側には、揮発性有機化合物含有ガスＡの導入口１７が設けてあり、吸着層１２より下端側には、揮発性有機化合物を吸着剤に吸着されて濃度が低下した処理後ガスＢの排出口１８が設けてある。排出口１８は大気中へ放出するものである。

また、吸着塔１１の吸着層１２を設けた部分の側面と下端とに、複数段（図１では合計３段）からなる脱着用水蒸気Ｆの供給口１５ａ〜１５ｃが設けてある。最上段の供給口１５ａは吸着層１２の上下方向中央よりも上で吸着層１２の上端の多孔板２０よりも下に位置しており、最下段の供給口１５ｃは吸着層１２の下端よりも下に位置している。また、有機化合物を脱着した水蒸気有機化合物同伴ガスＫを抜き出すための供出口１６が、吸着層１２の上端よりも上端側に設けてある。

燃焼炉１３は、上記脱着用水蒸気Ｆを生成するための熱を発生させるものであり、燃料Ｄを供給する燃料供給口２１と、吸着塔１１の供出口１６から送られてきた水蒸気有機化合物同伴ガスＫを供給する含有ガス供給口２２、バーナ（図示せず）、煙突６１、内部温度を測定する燃焼炉温度センサ２４を有する。この燃焼炉１３で発生した熱が、発生した高温ガスＬとして、高温ガス供出路４１を通り、熱交換器１４へ供給される。高温ガスＬは有機化合物が燃焼したものであるため、水蒸気と二酸化炭素を主な成分とする。このうち二酸化炭素は常温常圧にて気体であり、後述する配管を通じて吸着塔１１に供給されても、吸着剤に吸着されず、かつ吸着剤と接して冷却されても凝縮せずに揮発性有機化合物を移送させることができる。また、水蒸気が含まれているため、後述する脱着用水蒸気を節約することができる。さらに、燃焼により酸素が減少しているため、吸着剤の劣化を軽減することができる。

熱交換器１４には、水蒸気の元となる水Ｅを供給する水供給口２６を備え、水Ｅを加熱して得られた脱着用水蒸気Ｆを吸着塔１１の供給口１５ａ〜１５ｃへ供給する、脱着用水蒸気供給路２５と、脱着用水蒸気供給路２５の内部温度を測定する水蒸気温度センサ２８とを有する。なお、水供給口２６は、脱着用水蒸気供給路２５内に水Ｅを噴霧する機能を有している。また、熱交換器１４に供給された高温ガスＬは、水Ｅに熱を渡して冷却され、より低温の排ガスＭとなって、排ガス放出路５３から放出される。なお、排ガスＭの成分は上記の高温ガスＬと同じである。

熱交換器１４で生じた水蒸気Ｆが抜き出される脱着用水蒸気供給路２５は、途中で分岐（２７ａ，２７ｂ）しており、一の分岐２７ｂは大気への開放口２９に繋がるとともに、分岐２７ａと熱交換器１４の間で循環経路を形成している。また、燃焼炉１３から熱交換器１４へ通じる高温ガス供出路４１は、途中で分岐する高温ガス分岐点４３を有している。この分岐した他方である高温ガス導入路４２は脱着用水蒸気供給路２５に通じており、水蒸気Ｆに高温ガスＬを混合可能となっている。さらに、熱交換器１４から排ガス放出路５３へ排出される排ガスＭの排ガス排出路５１は、途中で分岐する排ガス分岐点５４を有している。この分岐した他方である排ガス導入路５２は脱着用水蒸気供給路２５に通じており、水蒸気Fに排ガスＭを混合可能となっている。したがって、水蒸気Ｆには高温ガスＬと排ガスＭの両方を混合可能である。

さらに図示しないが、脱着用水蒸気供給路２５には、別途、常温常圧では気体であるガスを導入できる配管を有していても良い。このようなガスとしては、例えば空気、窒素、アルゴンなどが挙げられる。さらに、これらのガスは吸着剤に吸着されないため、吸着塔１１内に供給されても揮発性有機化合物を確実に移送させることができる。なお、この中では特に窒素を用いると安全性が高い。これらは常温で導入するものでもよいが、排ガスＭや高温ガスＬなどによって暖められた上で導入する配管に供給するものであると、脱着用水蒸気Ｆを含む混合ガスＧの温度を高く保つことが出来るので好ましい。

この発明にかかる揮発性有機化合物処理装置は、まず、吸着塔１１に導入された揮発性有機化合物含有ガスＡに含まれる揮発性有機化合物を、吸着層１２の吸着剤に吸着させる。吸着層１２を通過した処理後ガスＢは排出口から出て大気中へ放出される。この吸着作業を一定時間が経過するまで、又は、吸着能が一定以下になるまで行う。なお、吸着能の低下を検知して吸着を止めるには、排出口１８に揮発性有機化合物の検出装置（図示せず）を設け、そこで処理後ガスＢに含まれる揮発性有機化合物の濃度を測定し、予め定めた値以上になったら、吸着層１２の吸着能が限界に達していると解釈して導入口１７の弁へ閉める命令を出す制御回路を設ける。

一方、吸着を終える前から脱着の準備を進めておく。脱着用水蒸気Ｆは即座に供給開始できるものではないので、吸着終了後から加熱を始めると、脱着が始まるまでの間にタイムラグが生じてしまい、本来必要な吸着工程が止まってしまうためである。なお、吸着塔１１が二基以上ある場合は、一方で吸着工程を止めても他方で吸着工程を行うことができるが、その場合は常に脱着用水蒸気Ｆを用意していることとなる。

この脱着工程を図２のフローを用いて説明する。まず、燃焼炉１３で燃料Ｄの燃焼を開始し、脱着用水蒸気供給路２５の循環経路内の空気を、経路中に設けたファン（図示せず）で循環させる（Ｓ１１）。この時の空気温度を水蒸気温度センサ２８で検知し、水蒸気が生成できる設定温度Ｔ１以上になったことを水制御回路３０が確認したら（Ｓ１２）、分岐２７ａから熱交換器１４へ戻る脱着用水蒸気供給路２５中への水Ｅの水供給口２６の弁を開放し、水Ｅを噴霧して熱交換器１４内で水蒸気を生成させる（Ｓ１３）。熱交換器１４では、水蒸気温度センサ２８で生成する水蒸気の温度を検知しておき、脱着用水蒸気Ｆが脱着に好適な温度Ｔ２になるまで（Ｓ１４）、又は吸着が終了するまで、開放口２９への弁を開放して、大気中へ放出する（Ｓ１５）。脱着は吸熱反応であるため、十分に高温の水蒸気でなければ脱着が速やかに進行しないからである。なお、ここで脱着用水蒸気Ｆとは、過熱水蒸気又は飽和水蒸気である。また、分岐２７ａで分岐する一部の脱着用水蒸気Ｆは水供給口２６の経路へと通じて、熱交換器１４へ循環する。

また、脱着用水蒸気供給路２５には、高温ガス導入路４２から高温ガスＬが導入可能であり、排ガス導入路５２から排ガスＭが導入可能である。一方だけを導入してもよいし、両方を導入してもよい。ただし、脱着用水蒸気Ｆが十分に暖まるまでこれらの導入路の弁を閉鎖しておくことが望ましい。

高温ガスＬの温度は特に限定されないが、６５０℃以上であると熱交換器１４にて水蒸気を生成しやすく、７００℃以上であると好ましい。一方で、高温すぎると装置を傷めやすいため、９００℃以下であるとよく、８５０℃以下であると好ましく、８００℃以下であるとより好ましい。燃焼炉１３から直接排出されるガスが高温である場合には、空気と混合することで温度を低下させて、上記の温度範囲に調整してから熱交換器１４へ導入するとよい。また、排ガスＭの温度は熱交換器の設定にもよるが、１５０℃以上、３００℃以下程度であるとよい。それぞれの導入路（４２，５２）を介していずれのガスを導入する場合でも、脱着に求められる温度よりは基本的に高温であるため、これらの導入によって、混合により得られる混合ガスＧの温度上昇に必要な熱量を節約することができる。

吸着塔１１での吸着が終了し、脱着用水蒸気Ｆが所定の温度Ｔ２以上になったら（Ｓ１４）、開放口制御回路３１は、開放口２９への弁を閉じるとともに、高温ガス導入路４２、排ガス導入路５２、その他の気体の導入路、若しくはそれらの複数の弁を開放して、脱着用水蒸気Ｆに、常温常圧で気体である成分を混合させ、混合ガスＧを生じさせる（Ｓ１６）。次いで、最も供出口１６に近い供給口１５ａへの混合ガスＧの弁を開放する（Ｓ１７）。供給口１５ａに供給された混合ガスＧは、吸着層１２の上層部分に吸着した揮発性有機化合物を脱着させて、水蒸気有機化合物同伴ガスＫとなって供出口１６から供出させる（Ｓ１８）。このとき、混合ガスＧに含まれる二酸化炭素などの、常温常圧で気体であるガスは凝縮しないため、脱着した揮発性有機化合物の成分は、供給口１５ａからガスが供給される圧力に押され、又は同伴されて、速やかに供出口１６から供出されることになる。またここで、供給口１５ａは吸着層１２の上端に近いほど、脱着した水蒸気有機化合物同伴ガスＫが吸着層１２を抜けて上方の供出口１６に到達するまでの時間は短くなる。ひいては、その供出口１６から燃焼炉１３へ通じる含有ガス供給口２２に水蒸気有機化合物同伴ガスＫが到達する（Ｓ１９）までの時間も短縮される。

水蒸気有機化合物同伴ガスＫが燃焼炉１３に到達すると（Ｓ１９）、燃焼炉１３に供給される可燃物の合計量が増えるので、燃焼炉１３内の温度が上昇する。この温度上昇を燃焼炉温度センサ２４で検知する。燃料Ｄのみの燃焼の際の温度上昇の誤差分を上回るとして規定する規定の温度Ｔ３を燃料制御回路３３に予め規定しておき、燃焼炉温度センサ２４の検知温度がＴ３以上となったら（Ｓ２０）、水蒸気有機化合物同伴ガスＫの到達により、可燃物が増えたとみなして、燃料供給口２１へ供給される燃料Ｄの弁を絞り、燃料Ｄを節約する（Ｓ２１）。

ただし、水蒸気有機化合物同伴ガスＫに含まれる有機化合物は、供給口１５ａ付近に吸着した揮発性有機化合物が徐々に脱着されていくにつれて減っていくので、順次供出口１６に近い側の供給口１５ｂ、１５ｃの弁を開放していき、燃焼炉１３に供給される揮発性有機化合物の量が過度に低下しないようにする。この開放するタイミングは、最も供出口１６側にある供給口１５ａを開放してからの経過時間によって決定しておいてもよいし、燃焼炉１３の燃焼炉温度センサ２４が予め規定した温度低下を示す、すなわち、燃やすべき可燃物の量が減少したことを検知したら、順次開放するようにしてもよい。温度低下を検知する場合、可燃物が減少して対処すべきと考えられる炉内温度Ｔ４を予め規定した供給口制御回路３２が、燃焼炉温度センサ２４の温度低下を検知したら（Ｓ２２）、供給口１５ｂ〜１５ｃの未開放の弁のうち、供出口１６側（上端側）にある弁を開放する（Ｓ２３〜Ｓ２４）。一つの弁を開放して、一旦炉内温度が上昇したら、再び炉内温度を監視し、温度低下を検知したら次の弁を開放する。仮に、図１よりもさらに多段に亘って供給口１５Ｘがある場合は、これを全ての供給口が開くまで続ける（Ｓ２５）。なお、次の弁を開放したら、それまで開放していた供給口の弁は閉鎖する。

供給口１５Ｘを全て開放してから、吸着層１２における脱着が十分に進行する時間ｔ１が経過したら（Ｓ２６）、供給口１５Ｘを全て閉鎖して脱着を終了する（Ｓ２７）。また、吸着塔１１が一基である場合には、燃料Ｄを供給する燃料供給口２１の弁を閉めて、燃焼炉１３での燃焼を終了する（Ｓ２８）。また、合わせて供出口１６の弁も閉じる。熱交換器１４でなお生成する余剰の脱着用水蒸気Ｆは、開放口２９の弁を開放して大気中へ放出する（Ｓ２９）。さらに、高温ガス導入路４２、排ガス導入路５２の弁も閉鎖する（Ｓ３０）。

以上で吸着塔１１の脱着は終了し、再び吸着層１２での吸着が可能な状態になったので、揮発性有機化合物含有ガスＡの導入口１７を開放して吸着を開始し、一定時間吸着した後、上記と同様の手順で脱着を行う。

なお、この発明を実施する際の実施形態は、吸着塔１１に設ける供給口１５ａ〜１５ｃ、供出口１６，導入口１７、排出口１８の位置は、上下方向が逆でもよい。また、原理上は吸着塔１１が水平方向を向いた、図の形態から９０度回転した形態でも実施可能である。吸着塔１１がいずれの方向を向いているにせよ、吸着塔１１への揮発性有機化合物含有ガスＡを導入する導入口１７と、水蒸気有機化合物同伴ガスＫを供出する供出口１６とが、吸着塔１１の一方の端部側（一端側）にあり、処理後ガスＢを排出する排出口１８が、他方の端部側（他端側）に位置する形態は変わらない。なおかつ、この両端方向に、供給口１５ａ、１５ｂ、……１５ｘが複数段に分かれて設けられており、そのうちの最も一端側、すなわち最も供出口１６に近い側の供給口１５ａが、吸着塔１１の内部に吸着層１２が占める位置の側面に設けるものとしてあれば、本発明は有効に実施可能である。その最も一端側に位置する供給口１５ａから開放することで、上記混合ガスＧを吸着層１２の途中から導入し、脱着させた揮発性有機化合物を、押出ガスにより速やかに前記の一端側にある供出口１６へと抜き出すことができる。

また、別の実施形態として、吸着塔１１を二基備えた実施形態が挙げられる。吸着塔１１が一基である前記の実施形態では、脱着をしている間は揮発性有機化合物含有ガスＡの処理ができないので、一時的に処理を停止して蓄えておかなければならないが、吸着塔１１を二基備えていると、一基で吸着を終えて脱着へ移行する間に、もう一基で吸着を開始することができるので、脱着に要する時間が吸着可能な時間よりも短ければ、揮発性有機化合物含有ガスＡの処理を停止することなく続けることができる。この実施形態を実現するには、各々の吸着塔１１への供給、排出等を行う口をそれぞれ設けて、個々の弁を独立に動作可能とするように前記の制御回路を用意する。

このような吸着塔１１を二基備えた実施形態での吸着及び脱着の手順を図３に示す。まず、吸着塔αでの吸着終了とともに、吸着塔βでの吸着を開始する。吸着塔βの吸着能が低下しきるまでに、吸着塔αの吸着層１２に対して脱着を開始する。まず供給口１５ａを開放して混合ガスＧを導入し（Ｓ１７）、最初の水蒸気有機化合物同伴ガスＫが到達して燃焼炉１３の温度が上昇したら、燃料Ｄの供給量を低減させる（Ｓ２１）。その後、燃焼炉１３の温度低下（Ｓ２２）を検知するとともに、順次供給口１５ｂ〜１５ｃを開放して（Ｓ２３，Ｓ２４）、吸着層１２の脱着を進行させる。脱着が十分に進行したら、吸着塔αへの混合ガスＧの導入を停止する（Ｓ４１）。燃焼炉１３には水蒸気有機化合物同伴ガスＫが到達しなくなるので、足りなくなった燃焼物質分を補うために、一旦燃料Ｄの供給量を回復させ（Ｓ４２）、燃焼を維持する。また、この間脱着用水蒸気Ｆは常に生成しているが、供給口１５ａ〜１５ｃは全て閉ざされているので、分岐２７ａから熱交換器１４に循環させておくか、適宜開放口２９から開放する。そして、吸着塔βでの吸着が終了したら、脱着により機能を回復した吸着塔αでの吸着を開始し、その間に吸着塔βへの混合ガスＧの供給を開始して、同様に脱着を行う。

次に、この発明を実際に実施した例により、この発明をより具体的に示す。
吸着塔寸法：６３０Ｗ×８００Ｌ×１０５５Ｈ、充填部：６３０Ｗ×８００Ｌ×７００Ｈ（体積：３５２．８Ｌ）、活性炭重量：１５１．７ｋｇ（白鷺Ｓ２ｘ ４／６）である吸着塔を、図４に示すような構成とした。具体的には、熱交換器１４から出た脱着用水蒸気に、排ガス導入路５２から排ガスを混合しうるものとし、混合ガスを、吸着塔に供給できるよう弁を設けている。また、吸着塔の供出口１６から供出された揮発性有機化合物を含むガスは、燃焼炉１３へと送られる。なお、供給口１５は、側面（１５ａ）と底面（１５ｃ）の二箇所のみである。

（実施例）
予め吸着塔１１に、揮発性有機化合物としてトルエンを含むガスを流し、吸着剤である活性炭に十分にトルエンを吸着させた。それと並行して、燃焼炉１３で燃料を燃焼させて、７３５℃に温度調整した高温ガスを熱交換器１４に導入して水蒸気を生成した。熱交換器１４から排出される２００〜２５０℃の排ガスと混合して混合ガスを生じさせた。混合比は体積流量比で水蒸気：排ガス＝６：１〜１：１とし、混合ガスの温度は１４０〜１５０℃となった。

吸着完了後、吸着塔１１の供給口１５ａから混合ガスを導入し、トルエンを含んだ水蒸気有機化合物同伴ガスＫを塔頂部の供出口１６から排出した。また、導入開始から１０分経過後に底部の供給口１５ｃからも混合ガスの導入を開始した。このときの燃焼炉の温度変化を図５に示す。導入から７分経過後には、燃焼炉１３の温度が上昇しはじめておりこの時点で揮発性有機化合物が燃焼炉に到達していることが示された。また、導入から１５分後には吸着層全体から脱着された揮発性有機化合物が到着し始めたと思われる温度上昇が検出されたが、その上昇は緩やかなものとなった。

（比較例）
実施例１において、排ガスを混合せず、混合ガスと同量の脱着用水蒸気を供給するようにした以外は同様の手順により脱着を行った。その際の燃焼炉の温度変化を図６に示す。側面から水蒸気を導入しているにも拘わらず、１７分経過するまで燃焼炉の温度上昇が見られず、脱着したはずの揮発性有機化合物が燃焼炉に到達するまでに待ち時間が生じることが示された。また、１７分経過後の温度上昇は急激であり、燃焼炉へ供給する燃料の量を速やかに抑制しなければ、燃焼炉を傷めるおそれがあった。

１１ 吸着塔
１２ 吸着層
１３ 燃焼炉
１４ 熱交換器
１５ａ〜１５ｃ 供給口
１６ 供出口（水蒸気有機化合物同伴ガス）
１７ 導入口（揮発性有機化合物含有ガス）
１８ 排出口（処理後ガス）
２０ 多孔板
２１ 燃料供給口
２２ 含有ガス供給口
２４ 燃焼炉温度センサ
２５ 脱着用水蒸気供給路
２６ 水供給口
２７ａ，２７ｂ 分岐
２８ 水蒸気温度センサ
２９ 開放口
３０ 水制御回路
３１ 開放口制御回路
３２ 供給口制御回路
３３ 燃料制御回路
４１ 高温ガス供出路
４２ 高温ガス導入路
４３ 高温ガス分岐点
５１ 排ガス排出路
５２ 排ガス導入路
５３ 排ガス放出路
５４ 排ガス分岐点
６１ 煙突
Ａ 揮発性有機化合物含有ガス
Ｂ 処理後ガス
Ｄ 燃料
Ｅ 水
Ｆ 脱着用水蒸気
Ｇ 混合ガス
Ｈ 排出水蒸気
Ｋ 水蒸気有機化合物同伴ガス
Ｌ 高温ガス
Ｍ 排ガス

Claims (4)

1. 揮発性有機化合物を吸着する吸着剤を充填した吸着層を内部に有し、上記吸着層から上記揮発性有機化合物を脱着させる脱着用ガスを供給させ得る吸着塔と、
   脱着した上記揮発性有機化合物を燃料の一部として利用可能な燃焼炉と、
   上記燃焼炉で生成した高温ガスと水とを熱交換して水蒸気を生成する熱交換器とを有し、
   上記脱着用ガスとして、常温常圧にて気体である成分を含む押出ガスを上記水蒸気と混合した混合ガスを用い、
   上記高温ガスを上記熱交換器にて熱交換させた後の排ガスを上記押出ガスとして供給させる配管を有し、
   上記混合ガスが所定温度に達した後に上記吸着塔へ供給可能とする、有機化合物処理装置。
2. 上記燃焼炉で生成した高温ガスを、上記押出ガスとして供給させる配管を有する請求項１に記載の有機化合物処理装置。
3. 上記熱交換器を含む経路にて上記混合ガスを循環可能とする請求項１又は２に記載の有機化合物処理装置。
4. 脱着用水蒸気の吸着塔への供給口を両端方向に分かれた複数段からなるものとして、
   そのうちの最も吸着塔の一端側の供給口を、吸着塔の内部に吸着層が占める位置の側面に設けた、請求項１乃至３のいずれかに記載の有機化合物処理装置を運用する方法であり、
   吸着塔の一端側に位置する供給口から開放して上記混合ガスを吸着層の途中から導入し、脱着させて揮発性有機化合物を取り込んだ水蒸気有機化合物同伴ガスを吸着塔の前記一端側から抜き出して上記燃焼炉へ供給する、
   有機化合物処理装置の運用方法。
   

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