VOC処理のアオシマシステムエンジニアリング

VOC処理 Volatile Organic Compounds

VOC処理装置の導入ポイント

VOC処理装置を導入する前に検討すべき問題

(1)排出源の整理統合を行う
乾燥炉、局所排気、棟内換気等々の複数の排出源がある場合は、整理統合して排出源の数を少なくする必要があります。

(2)VOCの濃度の低い排気を処理する必要は法的にはありませんので、VOC濃度の高い部分のみの処理を行う。
例えば、乾燥炉の後半部分や換気用等の低VOC濃度の排気は従来の煙導排気を行うなど。

排出源排出状況を見直すことにより、VOC処理装置の小型化と効率的な高濃度VOC処理の実現を目指す。

乾燥炉内ダクティング変更

一般的にコーティング用・ラミネート用塗工機の乾燥炉の排気能力は、通常使用での2〜3倍の能力を有しております。
また、乾燥炉の設計では、前半部分が溶剤乾燥、後半部分でキュアリングを行うことを前提に給気・排気のバランス設計等が行なわれています。(図1 参照)

表-1にある加工条件下での、各乾燥ゾーンの風量及びVOC濃度の実測値を示します。前半部分(Pre〜3Zone)で総排気量の2/3を、VOC量は99.5%を占める結果となっております。加工条件によって、数値的な違いは発生しますが、この傾向は大きく変わることはありません。

加工内容を分析し、測定結果に基づいて乾燥炉のダクティング変更が可能となれば、VOCの処理装置は2/3に小型化され、VOCの処理濃度は約1.5倍程度高めることが可能となります。(表1の場合)

図-1 一般的な乾燥炉内の溶剤濃度分布 図-2 ダクティング変更例(排気系分離)
表1:乾燥炉各ゾ−ンの風量及びVOC濃度の測定例(ドライラミ機 表面塗工)
  Pre 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4 Zone 5 Zone 冷風 総排気
風量(Nm3/min) 10 55 30 20 20 15 25 175
VOC濃度(ppmC) 2,200 8,510 1,240 430 110 30 10 3,077
  115(Nm3/min) 4,660(ppmC) 60(Nm3/min) 44(ppmC)  

VOC処理方法

VOC処理方法には溶剤回収方式と燃焼方式とがあり、燃焼方式の中に直接燃焼、酸化触媒式、蓄熱式、MGT燃料方式があります。

  方式 処理方法 効率
(%)
初期
投資
エネルギー
回収
ランニング
費用
CO2
削減
問題点
燃焼方式 直接燃焼
バーナーによる直接加熱。
処理温度は650〜760℃
≧98 × × ×
多大なランニング費用が掛かる
酸化触媒
燃焼
触媒を使用し、低温で接着酸化。
処理温度は300〜600℃
≧95 ×
触媒毒の影響を受ける
触媒保護のため前処理材が必要
蓄熱式
燃焼
蓄熱体により熱交換後、燃焼室で酸化。
処理温度800〜900度
≧98 ▲〜○ ×〜○ ×〜▲
稼働状況の変動によって、ランニング費用が大きく変わる
燃料方式 MGT燃料
ガスタービン内で直接加熱後、触媒で酸化。
電気と蒸気のコージェネ
≧98 × ▲〜◎ ▲〜◎
初期投資の回収可能
処理能力が低い
溶剤回収 溶剤回収
多孔質に吸着させ、加熱・冷却して回収
≧90 ×
再生溶剤 

再生溶剤 
混合溶剤の場合は再生溶剤の利用が困難

燃焼式VOC処理装置の選定ポイント

排気風量とVOC濃度が常に連続的に且つ一定濃度で排出される場合は、蓄熱式脱臭装置(自然領域での運転を前提)とMGT(マイクロガスタービン)燃料方式の選定が良いと言えます。

VOCの排出量は生産設備の稼働状況により常に変動します。つまり常時、一定濃度のVOCが連続的に排出されていないのが一般的です。またVOCの排出は連続排出ではなく、間歇的に排出されているのがほとんどです。また、1直稼働と2直24時間連続稼働では、VOC処理設備の起動・停止回数が大きく変わるため、どの方式が最適化は、工場のVOCの排出状況(溶剤種、風量、濃度、時間的変動)や工場のエネルギー使用実態及び会社の環境方針によって大きくも変わってきます。

ライフサイクルコストの緻密な検討と将来、稼働変動が発生してもそれらに対応出来る、フレキシブルな処理装置の導入が必要となります。

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