浓缩装置及浓缩系统
技术领域
本实用新型属于吸附含有机溶剂的待处理气体，并浓缩该吸附的有机溶剂的浓缩装置及浓缩系统的技术领域。
背景技术
存在使含有机溶剂的待处理气体吸附到吸附材，变成洁净空气而排出的技术。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题
寻求更加有效处理含有机溶剂的待处理气体的浓缩装置和浓缩系统。
解决问题的技术方案
本实用新型的构成如下。
1.一种浓缩装置，其特征在于，具备有：由吸附元件构成的吸附转子，将所述吸附转子分隔为吸附所通过的待处理气体中所含的待处理物质的吸附区域、以及令吸附的待处理物质脱附的脱附区域的分隔体，令所述吸附转子旋转的旋转装置，将待处理气体导入所述吸附区域的待处理气体供给装置，将加热气体导入所述脱附区域的加热气体供给装置。
2.根据上述1所述的浓缩装置，其特征在于，具备有：从所述吸附区域分隔出净化区域的分隔体，和向所述净化区域供给净化气体的净化气体供给装置；所述净化区域中对刚进行所述脱附后的所述吸附转子进行净化。
3.根据上述1或2所述的浓缩装置，其特征在于，所述吸附元件至少包含活性炭、活性碳纤维、沸石、活性氧化铝中的一个。
4.根据上述1～3任意一项所述的浓缩装置，其特征在于，所述吸附元件具有蜂巢状结构。
5.一种浓缩系统，其特征在于，上述1～4任意一项的浓缩装置与下述(A)～(N)装置中的至少一个装置相连接。
(A)预吸附单元
(B)卷筒式过滤器单元
(C)中效过滤器
(D)气体冷却器
(E)气体加热器
(F)催化剂氧化装置
(G)直接燃烧装置
(H)蓄热式燃烧装置
(I)水蒸气脱附式溶剂回收装置
(J)氮气脱附式溶剂回收装置
(K)冷凝装置
(M)缓冲器装置
(N)所述浓缩装置
实用新型的效果
根据本实用新型，能够提供一种有效处理含有机溶剂的待处理气体的浓缩装置和浓缩系统。
附图说明
[图1]表示不具有净化区域的浓缩装置的结构图。
[图2]表示具有净化区域的浓缩装置的结构图。
[图3]表示具有净化区域，将待处理气体以外的气体作为净化气体供给的浓缩装置的结构图。
[图4]表示吸附元件的结构图。
[图5]表示由预吸附单元+浓缩装置组成的浓缩系统的图。
[图6]表示由卷筒式过滤器+中效过滤器+预吸附单元+浓缩装置组成的浓缩系统的图。
[图7]表示由气体冷却器+气体加热器+浓缩装置组成的浓缩系统的图。
[图8]表示由浓缩装置+催化剂燃烧装置组成的浓缩系统的图。
[图9]表示由浓缩装置+催化剂燃烧装置组成的浓缩系统的图。
[图10]表示由浓缩装置+蓄热式燃烧装置组成的浓缩系统的图。
[图11]表示由浓缩装置+水蒸气脱附式溶剂回收装置组成的浓缩系统的图。
[图12]表示由浓缩装置+氮气脱附式溶剂回收装置组成的浓缩系统的图。
[图13]表示由浓缩装置+冷凝装置组成的浓缩系统的图。
[图14]表示由浓缩装置+缓冲器装置组成的浓缩系统的图。
[图15]表示由浓缩装置+浓缩装置组成的浓缩系统的图。
[图16]表示具有多个吸附转子的浓缩装置的图。
[图1的标记说明]
100浓缩装置、101待处理气体、102送风机、103净化气体、104分配出的净化气体、105加热器、105A水蒸气入口、105B水蒸气出口、105C板片、105D水蒸气配管、105E脱附用供给气体入口、105F加热气体出口、106加热气体、107吸附转子、107a吸附区域、107b脱附区域、107c旋转方向、107d分隔体、108浓缩气体、109送风机
[图2的标记说明]
200浓缩装置、201待处理气体、202送风机、203净化气体、204净化气体(分出的待处理气体)、205加热器、205A水蒸气入口、205B水蒸气出口、205C板片、205D水蒸气配管、205E脱附用供给气体入口、205F加热气体出口、206加热气体、207吸附转子、207a吸附区域、207b脱附区域、207c旋转方向、207d分隔体、207e净化区域、208浓缩气体、209送风机、210净化后气体
[图3的标记说明]
300浓缩装置、301待处理气体、302送风机、303净化气体、304净化气体、305加热器、305A水蒸气入口、305B水蒸气出口、305C板片、305D水蒸气配管、305E脱附用供给气体入口、305F加热气体出口、306加热气体、307吸附转子、307a吸附区域、307b脱附区域、307c旋转方向、307d分隔体、308浓缩气体、309送风机、310净化后气体、311送风机
[图4的标记说明]
400吸附元件、400a波纹片、400b片
[图5的标记说明]
500浓缩装置、501处理气体输送线路、502预吸附单元、503吸附材填充容器、505浓缩装置待处理气体
[图6的标记说明]
600浓缩装置、601处理气体输送线路、602自动卷取式卷筒过滤器单元、603中效过滤器单元、604活性炭单元、605送风机、606浓缩装置待处理气体、602A卷筒式过滤器、602B放卷轴、602C滤材、602D卷取轴、602E芯棒、602F支撑格架、603A中效过滤器、604A活性炭填充容器
[图7的标记说明]
700浓缩装置、701冷却器、701A冷却水入口、701B冷却水出口、701C板片、701D冷却水配管、701E处理气体入口、701F处理气体出口、702气体加热器、702A水蒸气入口、702B水蒸气出口、702C板片、702D水蒸气配管、702E处理气体入口、702F处理气体出口、703处理气体输送线路、704送风机、705气体冷却器气体加热器连接线路、706浓缩装置待处理气体输送线路
[图8的标记说明]
800无加热器的浓缩装置、801浓缩气体排出线路、802送风机、803第1热交换器、804第2热交换器、805送风机、806浓缩装置的待处理气体的一部分或净化气体加热气体供给源、807加热气体供给线路、808催化剂燃烧装置、809催化剂、810燃烧器、811燃烧源(LPG+空气)供给线路、812无害化空气排出线路
[图9的标记说明]
900无气体加热器的浓缩装置、901浓缩气体、902送风机、903第1热交换器、904第2热交换器、905送风机、906浓缩装置的待处理气体的一部分或净化气体加热气体供给源、907加热气体、908催化剂燃烧装置、909燃烧器、910燃烧源(LPG+空气)、911无害化空气
[图10的标记说明]
1000浓缩装置、1001浓缩气体、1002送风机、1003蓄热式燃烧装置、1004蓄热材料、1005浓缩气体供给线路、1006无害化空气线路、1007送风机、1008无害化空气、1009净化线路、1010燃烧/排出/净化切换阀、1011燃烧器、1012燃烧源(LPG+空气)
[图11的标记说明]
1100浓缩装置、1101浓缩气体、1102气体冷却器、1123A冷却水入口、1123B冷却水出口、1123C板片、1123D冷却水配管、1123E浓缩气体入口、1123F浓缩气体出口、1103冷却后浓缩气体、1104溶剂回收装置、1105送风机、1106浓缩气体供给线路、1107吸附槽A、1108吸附槽B、1109A吸附材A、1109B吸附材B、1110吸附槽A自动上风门、1111吸附槽B自动上风门、1112吸附槽A自动下风门、1113吸附槽B自动下风门、1114吸附槽脱附出口气体、1115冷凝器、1115A冷凝液、1115B冷却水入口、1115C冷却水出口、1117分离器、1117A冷凝液、1117B冷凝液再气化气体、1117C冷凝液排出线路、1118冷凝液再气化气体线路、1119水蒸气供给源
[图12的标记说明]
1200浓缩装置、1201浓缩气体、1202冷却后浓缩气体、1203氮气脱附式溶剂回收装置、1204气体加热器、1205浓缩气体入口、1206浓缩气体出口、1207冷却水入口、1208冷却水出口、1209板片、1210冷却水配管、1211送风机、1203返回气体线路、201第1吸附材A、202第1吸附材B、203冷凝器、204分离器、205第2吸附材脱附用气体加热器、205A水蒸气入口、205B水蒸气出口、205C板片、205D水蒸气配管、205E冷凝器出口气体的入口、205F冷凝器出口气体的出口、206第2吸附材、207载体气体循环送风机、208第1吸附材脱附用气体加热器、208A水蒸气入口、208B水蒸气出口、208C板片、208D水蒸气配管、208E第2吸附材出口气体/载体气体的入口、208F第1吸附材脱附气体的出口、209第2吸附材用气体冷却器、209A冷却水入口、209B冷却水出口、209C板片、209D冷却水配管、209E凝结器出口气体的入口、209F凝结器出口气体的出口、L1吸附浓缩处理装置吸附入口气体、L2吸附浓缩处理装置吸附出口气体、L3除湿装置吸附入口气体、L4除湿装置吸附出口气体、L5吸附浓缩处理装置脱附入口气体、L6含有有机溶剂的浓缩气体、L7有机溶剂回收装置吸附出口气体、L8除湿装置脱附入口气体、L9除湿装置脱附出口气体、L10第1吸附材脱附入口气体、L11第1吸附材脱附出口气体、L12冷凝器出口气体、L13第2吸附材吸附入口气体、L14第2吸附材脱附用气体加热器入口气体、L15第2吸附材脱附入口气体、L16第2吸附材出口气体、V201第1吸附槽A自动下风门、V202第1吸附槽B自动下风门、V203第1吸附槽A自动上风门、V204第1吸附槽B自动上风门、V205第1吸附槽A脱附入口阀、V206第1吸附槽B脱附入口阀、V207第2吸附材吸附入口阀、V208第2吸附材脱附入口阀
[图13的标记说明]
1300浓缩装置、1301浓缩装置待处理气体、1303浓缩气体、1304气体冷却器、1304A冷却水入口、1304B冷却水出口、1304C浓缩气体入口、1304D冷凝液出口、1304E板片、1308F冷却水配管、1304G冷凝液排出线路、1305分离器、1305A冷凝液、1305B冷凝液再气化气体、1305C冷凝液排出线路
[图14的标记说明]
1400浓缩装置、1401浓缩气体、1402缓冲器装置、1402A吸附材、1402B金属网、1403浓度均化气体
[图15的标记说明]
1500第1浓缩装置、1501第2浓缩装置、1502第1浓缩气体、1503第2送风机、1504第2浓缩装置入口气体、1505气体冷却器、1505A冷却水入口、1505B冷却水出口、1505C板片、1505D冷却水配管、1505E第1浓缩气体入口、1505F第1浓缩气体出口
[图16的标记说明]
1600浓缩装置、1601第1吸附转子、1602第2吸附转子、1603加热气体、1604加热气体供给管道、1605浓缩气体排出管道、1606浓缩气体、1607处理气体、1608净化气体
具体实施方式
参照图1至图4，对本实用新型所涉及的浓缩装置进行详细说明。另外，以下所示实施方式中，对于相同或共通的部分，在附图中标注相同的标记，对其不再重复说明。
图1是本实施方式所涉及的浓缩装置100的图。吸附转子107是由图4所示的吸附元件400构成的圆盘状转子。
利用图1，对浓缩装置100浓缩待处理气体的一例进行说明。吸附转子107被分隔体107d分隔为吸附区域107a和脱附区域107b。通过未图示的驱动装置(旋转装置)使得吸附转子107沿旋转方向107c旋转，从而吸附元件400能够在吸附区域107a和脱附区域107b移动。对于移动到吸附区域107a的吸附元件400，通过送风机102，通入待处理气体101而使待处理物质吸附到吸附元件400上，排出净化气体103。
对于移动到脱附区域107d的吸附元件400，通过送风机109，通入风量小于待处理气体101的加热气体106，令吸附的待处理物质脱附，使得浓缩了待处理物质的浓缩气体108从吸附转子107排出。一系列的操作通过吸附转子107旋转而连续地实施，从而能够实现从待处理气体101中除去和浓缩待处理物质。
加热气体106是利用加热器105对氮气、非活性气体、外部空气等气体进行加热并供给到脱附区域107d的，但也可以利用加热器105对部分的净化气体103、即分配出的净化气体104进行加热并供给到脱附区域107d。这是因为温湿度稳定。此外，加热气体106的通入方向可以与待处理气体101的通入方向相同，但是优选如图1所示，与待处理气体101的通入方向相对地通入。这是因为脱附效率会提高。加热器105图示的是利用水蒸气的加热装置，但也可以是电加热器。
图2及图3是具有净化区域207e、307e的浓缩装置200、300的例子。净化区域207e、307e是由吸附区域207a、307a与脱附区域207b、307b之间的分隔体207d、307d所分隔出的区域。刚刚通过脱附区域207b、307b之后的吸附元件400的温度比较高，存在吸附性能会暂时较低的情况。因此，对于移动到净化区域207e、307e的吸附元件400，供给净化气体204、304，可以降低吸附元件400的温度、防止吸附性能下降。
净化气体的供给方法有多种。图2的浓缩装置200中采用的方法是，将部分待处理气体201、即分配出的待处理气体作为净化气体204供给到净化区域207e，将通过后的净化后气体210供给到加热器205，作为加热气体206。图3的浓缩装置300中采用的方法是，将待处理气体以外的气体，例如外部空气作为净化气体304，通过送风机311供给到净化区域307e，将通过后的净化后气体310供给到加热器305，作为加热气体306。
吸附转子107、207、307中所使用的吸附元件400具有多个空气流路，是包含可以通过通入待处理气体而吸附待处理气体中含有的待处理物质、可以通过通入少量的加热气体而脱附待处理物质的吸附材的部件。图4显示的是吸附元件400的形状。波纹片400a及片400b贴合形成具有多个贯通口的蜂巢状片，将蜂巢状片加工为圆盘状后形成吸附转子。吸附材有活性炭、活性碳纤维、沸石、活性氧化铝等。
待处理气体101、201、301是含有作为待处理物质的有机溶剂的气体。有机溶剂例如有：甲苯、二甲苯、乙苯、苯、三甲基苯、二甲氧基甲烷、正己烷、2-庚烷、甲基环戊烷、N-庚烷、戊烷、异戊烷、癸烷、萘烷、二氯甲烷、氯乙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、氯乙烯单体、1,1,2-三氯乙烷、氯仿、二氯苯、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、2-甲基-1-丁醇、1-氨基-2-丙醇、二丙酮醇、甲氧基丙醇、乙二醇、PGME、PGMEA、丙酮、MEK、MIBK、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯、丁酸丁酯、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、乳酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚、甲基环己烷、二丙二醇甲醚、丁基溶纤剂、丁基溶纤剂乙酸酯、苯酚、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、乙烯基环己烷、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、MMA、DMF、DMAc、NMP、DMSO、柠檬烯、乙酸、丙酸、甲醛、乙醛、氨等。
接着，利用图5至图16对本实用新型所涉及的浓缩系统的实施方式进行说明，所述浓缩系统使用上述所说明的本实用新型所涉及的浓缩装置。以下所示浓缩系统中的浓缩装置，其构成与具有图4的吸附元件的吸附转子的图1至图3中任意一个浓缩装置100、200、300相同，根据实施方式，有的构成中省略了图1至图3中任意一个浓缩装置中的加热器。因此，以下的浓缩系统说明中，省略浓缩装置的说明。
图5是作为与进行预处理的预吸附单元502组合的举例。通过预吸附单元502内所具备的粒状活性炭等吸附材对浓缩装置500的劣化成分进行预吸附，从而能够保持较长的吸附转子更换周期。
待处理气体中含有粉尘或漆雾时，如图6所示，进一步设置卷筒式过滤器单元及中效过滤器单元，能够通过除尘来抑制蜂巢状结构的堵塞。虽然图6中是3个单元相连接而成，但也可以分成3个由管道连接。
图7是作为与进行预处理的冷却器和加热器组合的举例。浓缩装置中能够调湿、调温至最适合的吸附条件。根据调湿条件，也可以在冷却器与加热器之间设置除雾器等的捕捉水滴的过滤器。
从浓缩装置排出的浓缩气体连接到图8、图9、图10所示的燃烧装置，能够氧化分解有机溶剂。如图所示，燃烧装置的加热可举出燃烧器，但也可以是电加热器。此外，如图所示，也可以通过与燃烧气体的热交换，对燃烧装置和浓缩装置的脱附气体进行预热。图8所示的催化剂有白金/钯等。图10所示的蓄热材料有陶瓷等。
从浓缩装置排出的浓缩气体，可以利用图11、图12、图13所示的溶剂回收装置、氮气脱附式溶剂回收装置、利用气体冷却器与分离器的冷凝系统中的任一种来液化回收有机溶剂。溶剂回收装置可以使用例如日本专利第5982796号、氮气脱附式溶剂回收装置可以使用例如日本专利第5482776号所记载的装置。
为了抑制从浓缩装置排出的浓缩气体的浓度波动，可以连接图14所示的缓冲设备。图14所示缓冲设备中所填充的吸附材有活性炭、沸石、活性氧化铝等。
而且，在处理气体负荷大时，可以采用以下构成：图15所示的将浓缩装置串联排列而成的系统结构、图16所示的将2个以上的吸附转子设置在一个浓缩装置内部的构成。
