專利名稱：含有有機溶劑的空氣的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)進行含有有機溶劑的待處理空氣的處理的含有有機溶劑的空氣的處理方法，更具體地說涉及一種含有有機溶劑的空氣的處理方法，在該方法中，同時且連續(xù)進行吸附除去工序、還原工序和燃燒工序，其中，該吸附除去工序利用安放著沸石等吸附劑的吸附構件吸附除去待處理空氣中的有機溶劑；該還原工序將吸附了有機溶劑的該吸附構件還原；該燃燒工序使由于吸附構件的還原而產生的含有高濃度有機溶劑的空氣中的有機溶劑燃燒。
背景技術：
從液晶、半導體、LED、等離子體顯示器、樹脂或涂料等的生產工序、或者印刷、涂裝或清洗等設備排出含有例如鹵化烴、甲苯、醋酸乙酯等有機溶劑的空氣(以下也記載為含有有機溶劑的空氣)。由于該有機溶劑有害，所以必須用適當?shù)姆椒ǔピ撋a工序或印刷、涂裝或清洗等設備的排出空氣中的有機溶劑。
因此，以往一直都使用如下的含有有機溶劑的空氣的處理方法利用具有設置了安放著沸石等吸附劑的吸附構件的吸附裝置、和填充了氧化催化劑的燃燒爐的含有有機溶劑的空氣的處理系統(tǒng)，同時且連續(xù)地進行吸附除去工序、還原工序和燃燒工序，其中，該吸附除去工序把含有有機溶劑的待處理空氣通入吸附構件，吸附并除去待處理空氣中的該有機溶劑；該還原工序把還原空氣通入吸附了有機溶劑的吸附構件，來還原該吸附構件；該燃燒工序把由該還原工序產生的濃縮空氣供給燃燒爐，使該濃縮空氣中的有機溶劑燃燒掉。
參照圖4來說明現(xiàn)有的含有有機溶劑的空氣的處理方法，圖4是現(xiàn)有的含有有機溶劑的空氣的處理方法的流程圖。圖4中，現(xiàn)有的含有有機溶劑的空氣的處理系統(tǒng)50具有設置有被分割為吸附區(qū)和還原區(qū)的吸附構件的吸附裝置41；填充著氧化催化劑的燃燒爐42。在該吸附裝置41中，把待處理空氣I通入該吸附區(qū)，吸附并除去待處理空氣I中的有機溶劑，同時把還原空氣J通入還原區(qū)，還原吸附了有機溶劑的吸附構件。還原吸附構件用的還原空氣J從該吸附裝置41作為含有高濃度有機溶劑的濃縮空氣而被排出，該濃縮空氣通過濃縮空氣送氣管47向燃燒爐42供給。并且，在燃燒爐42中，使?jié)饪s空氣中的有機溶劑燃燒，從而除去濃縮空氣中的有機溶劑，并且從該燃燒爐42把燃燒爐排放氣體L排放出去。
這樣，用現(xiàn)有的含有有機溶劑的空氣的處理方法，在吸附裝置41處理待處理空氣I而產生的吸附處理空氣K、和該燃燒爐排放氣體L都被排放到大氣中。
由于在該燃燒爐中用氧化催化劑燃燒有機溶劑，所以會引起極大的發(fā)熱，而將該氧化催化劑烤至高溫。通常，采用白金催化劑作為該氧化催化劑，所以，該氧化催化劑的使用溫度的上限是500℃，一旦氧化催化劑的溫度超過500℃，就會引起該催化劑的性能下降(熱劣化)。因此，為了使氧化催化劑的溫度不超過500℃，必須控制該氧化催化劑的溫度。測定燃燒爐的排放氣體的溫度，根據排放氣體的溫度來調節(jié)供給該燃燒爐的空氣的溫度，從而控制氧化催化劑的溫度。供給燃燒爐的空氣的溫度通常是250～300℃。
在上述現(xiàn)有的含有有機溶劑的空氣的處理方法中，一旦供給燃燒爐的空氣中的有機溶劑的濃度過高，就不能在燃燒爐中使有機溶劑完全燃燒。也就是說，用燃燒爐可處理的空氣中的有機溶劑的濃度(含量)存在上限。
從該生產工序等排放出來的含有有機溶劑的空氣、即待處理空氣中的有機溶劑的濃度當然會變動，當該待處理空氣中的有機溶劑的濃度變高時，在燃燒爐中被處理的空氣中的有機溶劑的濃度也變高。在供給燃燒爐的空氣中的有機溶劑的濃度上升小的情況下，取入外部氣體而使有機溶劑的濃度降下來，可以降到燃燒爐的處理極限濃度以下，從而來應對。但是，因工序故障引起的濃度變動的濃度上升顯著，所以必須取入極多的外部氣體來稀釋，然而燃燒爐的處理量有限，所以被取入的外部氣體的量有限，因此存在通過取入外部氣體進行稀釋而無法應對的情況。
這種情況下，由于超過該燃燒爐的處理極限濃度的含有有機溶劑的空氣被送到燃燒爐中，所以在該燃燒爐中不能完全燃燒有機溶劑，未燃燒的有機溶劑混入到燃燒爐的排放氣體中。因此，存在含有未燃燒的有機溶劑的燃燒爐的排放氣體被排放到大氣中的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以應對待處理空氣中的有機溶劑濃度的急劇變動的含有有機溶劑的空氣的處理方法，也就是提供這樣一種含有有機溶劑的空氣的處理方法，即使有機溶劑的濃度急劇變動也不會增加向大氣中排放的處理后的空氣中的有機溶劑的含量。
為解決上述現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明的發(fā)明人潛心研究的結果發(fā)現(xiàn)只要把在吸附裝置中處理后的吸附處理空氣和在燃燒爐中處理后的燃燒爐排放氣體混合起來而得到混合空氣，再用氧化分解過濾器等對該混合空氣進行氧化分解，即使燃燒爐的排放氣體中的有機溶劑的含量急劇變動，凈化空氣中的有機溶劑的含量也不會增加，而能夠穩(wěn)定地進行處理；從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明(1)提供一種含有有機溶劑的空氣的處理方法，具有吸附除去工序、還原工序和燃燒工序；其中，該吸附除去工序把含有有機溶劑的待處理空氣通入吸附構件，吸附除去該待處理空氣中的該有機溶劑；該還原工序把還原空氣通入吸附了該有機溶劑的該吸附構件，來使該吸附構件還原；該燃燒工序把該還原工序中產生的濃縮空氣供給到燃燒爐內，使該濃縮空氣中的該有機溶劑燃燒；同時進行該吸附除去工序、該還原工序和該燃燒工序，其特征在于，把由該吸附除去工序產生的吸附處理空氣與由該燃燒工序產生的燃燒爐排放氣體混合起來而得到混合空氣，然后氧化分解該混合空氣中的該有機溶劑。
本發(fā)明(2)提供的是本發(fā)明(1)記載的含有有機溶劑的空氣的處理方法，其特征在于，使外部氣體流入所述燃燒爐排放氣體中而將該外部氣體與所述燃燒爐排放氣體混合起來，同時將所述燃燒爐排放氣體的一部分取出，作為所述還原空氣而返送回去。
按照本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法，能夠提供一種可以應對待處理空氣中有機溶劑濃度的急劇變動的含有有機溶劑的空氣的處理方法，即，提供這樣一種含有有機溶劑的空氣的處理方法，即使有機溶劑的濃度急劇變動也不會增加向大氣中排放的處理后的空氣中的有機溶劑的含量。


圖1是表示本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法的實施例的流程圖。
圖2是表示設置在吸附裝置內部的吸附構件的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法中，把燃燒爐排放氣體作為還原空氣返送回去的情況的方式例的流程圖。
圖4是表示現(xiàn)有的含有有機溶劑的空氣的處理方法的流程圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法中，具有吸附除去工序、還原工序和燃燒工序，其中，該吸附除去工序把含有有機溶劑的待處理空氣通入吸附構件，將該待處理空氣中的有機溶劑吸附除去；該還原工序把還原空氣通入吸附了該有機溶劑的該吸附構件，使吸附構件還原；該燃燒工序把該還原工序中產生的濃縮空氣供給到燃燒爐中，使該濃縮空氣中的該有機溶劑燃燒，同時進行該吸附除去工序、該還原工序和該燃燒工序，其特征是，把由該吸附除去工序產生的吸附處理空氣與由該燃燒工序產生的燃燒爐排放氣體混合起來而得到混合空氣，然后氧化分解該混合空氣中的該有機溶劑。
參照圖1來說明本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法。圖1是表示本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法的實施例的流程圖。在圖1中，含有有機溶劑的空氣處理系統(tǒng)20具有同時進行待處理空氣A中的有機溶劑的吸附除去和吸附了有機溶劑的吸附構件的還原的吸附裝置1、填充了氧化催化劑的燃燒爐2、氧化分解過濾器3、把待處理空氣A供給吸附裝置1的吸附區(qū)的待處理空氣供給管7、連接吸附裝置1的吸附區(qū)與氧化分解過濾器3的吸附處理空氣送氣管8、將外部氣體D1供給吸附裝置1的凈化區(qū)的凈化空氣供給管13、從吸附處理空氣送氣管8分支出來而連接到吸附裝置1的凈化區(qū)(purge zone)的凈化空氣排出管14、把還原空氣B供給吸附裝置1的還原區(qū)的還原空氣供給管9、連接吸附裝置1的還原區(qū)與燃燒爐2的濃縮空氣送氣管10、從吸附處理空氣送氣管8分支出來而連接到燃燒爐2的燃燒爐排放氣體送氣管11和從氧化分解過濾器3向大氣放出凈化空氣C的凈化空氣放出管12。此外，在吸附處理空氣送氣管8上附設有第一送氣扇4；在濃縮空氣送氣管10上附設有第二送氣扇5；在燃燒爐排放氣體送氣管11上附設有第三送氣扇6。
第一送氣扇4吸引待處理空氣A并送到吸附裝置1的吸附區(qū)，將待處理空氣A中的有機溶劑吸附在吸附裝置1的吸附構件上，由此來進行的吸附除去工序。待處理空氣A在通過吸附裝置1時，有機溶劑被除去，并作為吸附處理空氣E從吸附裝置1被排放出去。然后，通過第一送氣扇4把吸附處理空氣送到氧化分解過濾器3。通常，供給到吸附裝置1時的待處理空氣A的溫度是0～50℃，最好是20～30℃，吸附處理空氣E的溫度通常是20～60℃。另外，如圖1所示，在含有有機溶劑的空氣處理系統(tǒng)20中，在吸附裝置1的吸附構件中設置凈化區(qū)，并向凈化區(qū)供給外部氣體D1，冷卻在還原區(qū)被加熱了的吸附構件，通過凈化空氣排氣管14把凈化區(qū)的排出空氣G混合到吸附處理空氣中，但設置凈化區(qū)來進行凈化是任意的。
此外，與吸附除去工序同時，第二送氣扇5吸引還原空氣B并送到吸附裝置1的還原區(qū)，將吸附裝置1的吸附構件吸附的有機溶劑移動到還原空氣中，由此進行還原吸附構件的還原工序。還原空氣B在通過吸附裝置1時，從吸附構件收取有機溶劑，并作為含有有機溶劑的濃縮空氣F從吸附裝置1排放出去。然后，通過第二送氣扇5把濃縮空氣F送到燃燒爐2中。通常，供給到吸附裝置1時的還原空氣的溫度是120～300℃，最好是180～200℃。
然后，把濃縮空氣F送到燃燒爐2中，進行使?jié)饪s空氣F中的有機溶劑燃燒的燃燒工序。通過進行燃燒工序來除去濃縮空氣F中的有機溶劑。通常，供給到燃燒爐2時的濃縮空氣F的溫度是30～70℃，燃燒爐排放氣體H的溫度通常是300～600℃。
在本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法中，同時進行吸附除去工序、還原工序和燃燒工序；通過第三送氣扇6把由燃燒工序產生的燃燒爐排放氣體H送到吸附處理空氣送氣管8中，并混合到吸附處理空氣E中而得到混合空氣，然后，用氧化分解過濾器3將混合空氣氧化分解而除去混合空氣中的有機溶劑。通過氧化分解過濾器3的混合空氣成為凈化空氣C，并從凈化空氣放出管12被排放到大氣中。通常，供給到氧化分解過濾器3時的凈化空氣的溫度是100～150℃。另外，通過把吸附處理空氣和燃燒爐排放氣體混合起來就能夠使混合空氣達到規(guī)定的溫度，同時，進一步混合外部氣體也能夠調節(jié)混合空氣的溫度。
在本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法中，由于把燃燒爐排放氣體混合到有機溶劑含量少的吸附處理空氣中，所以，即使因工序故障等而使燃燒爐排放氣體中的有機溶劑的含量急劇增高，混合空氣中的有機溶劑的含量的變化也不大。因此，即使在工序故障時，由于混合空氣中的有機溶劑的含量不會超過氧化分解過濾器的處理能力，所以用氧化分解過濾器能夠進行恰當?shù)奶幚?，該凈化空氣中的有機溶劑的含量也不會變高。因此，采用本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法，向大氣中排放的凈化空氣中的有機溶劑的含量極少，而且其變動也不大。
此外，通常，供給到氧化分解過濾器時的混合空氣的溫度是100～150℃，吸附處理空氣的溫度通常是30～50℃，燃燒爐排放氣體的溫度通常是300～600℃，所以即使不加熱混合空氣也能夠使混合空氣的溫度達到規(guī)定的溫度，因此，熱效率變高。
此外，由于吸附處理空氣也用氧化分解過濾器來處理，所以與現(xiàn)有的處理含有有機溶劑的空氣的系統(tǒng)相比，能夠減少凈化空氣中的有機溶劑的含量。
在吸附裝置1的內部安裝有圖2所示的吸附構件21。吸附構件21具有用來使待處理空氣A、還原空氣B和凈化用的外部氣體D1通過的通氣空腔。此外，在吸附構件21中安放著沸石等吸附劑。而且，吸附構件21的待處理空氣A的供給側的開口面27a被隔板22分割為吸附區(qū)24、還原區(qū)23和凈化區(qū)28；還原氣體D1的供給側的開口面27b也被隔板分割為吸附區(qū)24、還原區(qū)23和凈化區(qū)28。此外，吸附構件通過未圖示的轉軸安裝在吸附裝置1上，以便可用馬達26轉動。
從開口面27a側把待處理空氣A通到吸附區(qū)24，從而將待處理空氣A中的有機溶劑吸附在安放于吸附構件21中的吸附劑上，吸附并除去了有機溶劑的吸附處理空氣E從開口面27b被排放出去。然后，馬達26使吸附構件21轉動，從而使在吸附區(qū)24吸附了有機溶劑的吸附劑移動到該還原區(qū)23。而且，將加熱后的還原空氣B從開口面27b側送到還原區(qū)23，從而有機溶劑從吸附劑移動到還原空氣B中，使吸附劑還原，然后從開口面27a把含有有機溶劑的濃縮空氣F排放出去。接著，通過馬達26使吸附構件21轉動，被還原的吸附劑向凈化區(qū)28移動，被外部氣體D1冷卻。然后，被冷卻了的吸附構件再次移動到吸附區(qū)24。
不特別限定吸附構件21，可列舉的有例如在把由陶瓷纖維、玻璃纖維等纖維織布或無紡布形成為波紋狀的蜂窩結構而得到的多孔纖維質載體上安放著吸附劑的吸附構件，或者在將鋁箔等金屬箔形成為波紋狀的蜂窩結構而得到的金屬蜂窩載體上安放著吸附劑的吸附構件等。不特別限定該吸附劑，可列舉的有例如沸石、活性炭、氧化硅膠、活性氧化鋁等。
不特別限定填充在該燃燒爐2內的氧化催化劑，可列舉的有例如把白金、鈀、錳、鐵等安放在堇青石載體上的催化劑。
此外，在圖1所示的含有有機溶劑的空氣的處理系統(tǒng)20中，采用氧化過濾器來氧化分解混合空氣中的有機溶劑，但是，作為氧化過濾器，可以列舉的有把白金等貴金屬或鈀、錳、鎳等過渡金屬作為金屬催化劑單獨或組合起來安放在氧化鋁、二氧化硅等多孔陶瓷、碳纖維、碳紙之類的載體上的氧化過濾器，但是并不限定于此，此外可以列舉的有活性炭、沸石、氧化硅膠、活性氧化鋁等。
待處理空氣A的供給量對還原空氣B的供給量的比(待處理空氣A/還原空氣B)最好為3～15，特別優(yōu)選5～10。提高了下述效果待處理空氣A的供給量對還原空氣B的供給量的比處于上述的范圍內，由此，即使待處理空氣中的有機溶劑的含量發(fā)生變動，凈化空氣中的有機溶劑的含量的變化也不大。
此外，如圖3所示，采用本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法可以使外部氣體流入燃燒爐排放氣體中而把外部氣體與燃燒爐排放氣體混合起來，同時，可以提取出燃燒爐排放氣體的一部分，作為還原空氣送返回去。圖3是本發(fā)明的含有有機溶劑的空氣的處理方法中，把燃燒爐排放氣體作為還原空氣返送回去的情況的方式例的流程圖。含有有機溶劑的空氣處理系統(tǒng)40具有在燃燒爐2的后段從燃燒爐排放氣體送氣管11分支出來的外部氣體供給管33、在外部氣體供給管33的分叉點之后的后段從燃燒爐排放氣體送氣管11分支并連接在吸附裝置1的還原區(qū)的燃燒爐排放氣體返送管31；此外，與上述的含有有機溶劑的空氣的處理系統(tǒng)20是一樣的。在外部氣體供給管33上附設有第一閥門34，而在燃燒爐排放氣體返送管31上附設有第二閥門32。
并且，調節(jié)第二閥門32，從燃燒爐排放氣體送氣管11提取出燃燒爐排放氣體的一部分(以下也稱為返送燃燒爐排放氣體B2)，并將其作為還原空氣，用燃燒爐排放氣體返送管31返送到吸附裝置1的還原區(qū)去進行吸附除去工序、還原工序、燃燒工序和用氧化過濾器3的混合空氣的氧化分解。此外，在送返回燃燒爐排放氣體的同時，調節(jié)第一閥門34，從外部氣體供給管33取入與燃燒爐排放氣體的送返量同量的外部氣體D2，并混合到燃燒爐排放氣體內。
一旦待處理空氣中的有機溶劑的濃度因工序故障而急劇升高，燃燒爐排放氣體中的有機溶劑的濃度也會升高，但是此時的燃燒爐排放氣體中的有機溶劑的濃度是作為吸附構件的還原空氣沒有問題的程度的濃度，所以能夠將燃燒爐排放氣體(返送燃燒爐排放氣體B3)用作還原空氣。
由于用來還原吸附裝置1的吸附構件的還原空氣通常是180～300℃，所以在將外部氣體用作還原空氣的情況下，在供給吸附裝置1之前必須把外部氣體加熱?？墒牵谒突厝紵隣t排放氣體，作為還原空氣使用的情況下，用外部氣體把300～600℃的燃燒爐排放氣體的溫度降低，用作溫度調節(jié)，所以不必進行加熱。因此，熱效率高這一方面，將燃燒爐排放氣體的一部分用作還原空氣返送回去是很好的方法。
下面，列舉實施例來更具體地說明本發(fā)明，但是這僅僅是示例，并不限定本發(fā)明。
(實施例1)用圖3所示的含有有機溶劑的空氣處理系統(tǒng)，按表1所示的條件處理含有有機溶劑的空氣，其結果示于表2。
·吸附裝置1載體準備在由二氧化硅氧化鋁纖維制成的紙(厚度0.2mm、空隙率90％)構成的直徑400mm、通氣方向長度400mm的轉子形狀的蜂窩結構載體。
被安放的吸附劑ZSM-5型沸石(組分Al0.64Si95.36O192)吸附區(qū)、還原區(qū)和凈化區(qū)之比3∶1∶1·燃燒爐2
填充催化劑堇青石安放白金催化劑填充層直徑0.5m×長度1m·氧化分解過濾器3鎳安放多孔陶瓷直徑0.5m、厚度100mm表1


1)所包含的有機溶劑甲苯、異丙胺、丁酮和醋酸乙酯
表2


權利要求
1.一種含有有機溶劑的空氣的處理方法，包括如下工序吸附除去工序，將含有有機溶劑的待處理空氣通入吸附構件，將該待處理空氣中的該有機溶劑吸附除去；還原工序，把還原空氣通入吸附有該有機溶劑的該吸附構件，將該吸附構件還原；燃燒工序，向燃燒爐供給在該還原工序中產生的濃縮空氣，使該濃縮空氣中的該有機溶劑燃燒，同時進行該吸附除去工序、該還原工序以及該燃燒工序，其特征在于，將由該吸附除去工序產生的吸附處理空氣與由該燃燒工序產生的燃燒爐排放氣體混合起來而得到混合空氣，然后將該混合空氣中的該有機溶劑氧化分解。
2.根據權利要求1所述的含有有機溶劑的空氣的處理方法，其特征在于，使外部氣體流入所述燃燒爐排放氣體中而將該外部氣體與所述燃燒爐排放氣體混合起來，同時將所述燃燒爐排放氣體的一部分抽出，作為所述還原空氣而返送回去。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含有有機溶劑的空氣的處理方法，可以應對待處理空氣中有機溶劑的濃度的急劇變動，即本發(fā)明提供一種即使有機溶劑的濃度急劇變動、凈化空氣(向大氣中排放的處理后的空氣)中的有機溶劑的含量也不增加的含有有機溶劑的空氣的處理方法。該含有有機溶劑的空氣的處理方法是同時進行吸附除去工序、還原工序和燃燒工序的含有有機溶劑的空氣的處理方法，其特征在于，把由該吸附除去工序產生的吸附處理空氣與由該燃燒工序產生的燃燒爐排放氣體混合起來得到混合空氣，然后氧化分解該混合空氣中的有機溶劑。
文檔編號B01D53/04GK101053736SQ20071008552
公開日2007年10月17日 申請日期2007年3月7日 優(yōu)先權日2006年3月7日
發(fā)明者黑澤正司, 山下勝宏, 出口智廣 申請人:霓佳斯株式會社