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CN1610576A - 含有挥发性碳化氢的排气的处理方法及实施该方法的装置 - Google Patents

含有挥发性碳化氢的排气的处理方法及实施该方法的装置 Download PDF

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CN1610576A
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Abstract

本发明的课题在于，第1，提供将在排气中混合的挥发性碳化氢去除，实现零排放的排气处理方法和装置，第2，提供下述的排气方法和装置，其中，在作为含有挥发性碳化氢的气体，以“含有以回收为目的的有用成分的多成分系碳化氢气体”，或“含有不纯气体，甚至污染气体的惰性气体”为对象时，从该气体中，单独分离、回收“仅所需成分”或“惰性气体”，期待作为“高纯度成分”或“高纯度惰性气体”再次使用。为了实现上述课题，本发明的特征在于采用交替地进行吸附和解吸的吸附装置，作为吸附剂，将经过预先涂敷的中细孔活性炭(由细孔径主要为中细孔(20～40)形成的阻燃性的活性炭)单独的，或与同样经过预先涂敷的疏水性硅胶和/或合成沸石一起使用。

Description

含有挥发性碳化氢的排气的处理方法及实施该方法的装置
技术领域
本发明涉及一种含有挥发性碳化氢的排气的处理方法，以及用于实施该方法的装置。
具体来说，本发明是关于，第1、通过吸附解吸法，从含有挥发性碳化氢的排气中，分离挥发性碳化氢，将该气体作为清洁气体，从吸附塔的排出口取出，并排放到大气中的含有挥发性碳化氢的排气的处理方法和用于实施该方法的装置。
另外，本发明是关于，第2、(1)含有上述挥发性碳化氢的排气，以“含有以回收为目的的有用成分的多成分系碳化氢气体”为对象，从该气体中，仅仅以分离回收(单独分离回收)所需成分为目的排气的处理方法和用于实施该方法的装置；(2)含有上述挥发性碳化氢的排气，以“含有挥发性碳化氢的不纯全体，甚至污染气体的惰性气体”为对象，用于通过吸附解吸法，从包含该不纯气体，甚至污染气体的惰性气体中，分离挥发性碳化氢，形成清洁惰性气体，将其从吸附塔的排出口回收的含有上述挥发性碳化氢的排气(含有挥发性碳化氢的不纯气体，甚至污染气体的惰性气体)的处理方法和用于实施该方法的装置。
背景技术
“本发明与背景技术之间的关系”
象前述那样，第1，通过吸附解吸法，从含有挥发性碳化氢的排气中，分离挥发性碳化氢，将该气体作为清洁气体，从吸附塔的排出口抽出，并排放到大气中的含有挥发性碳化氢的排气的处理方法和用于实施该方法的装置。
更具体地说，在过去，为了防止公害，并且满足法律义务规定的排出浓度的规定值，通过吸附法，去除排气中的挥发性碳化氢的方式几乎是公知的(比如，参照JP特开平9-47635号文献，JP特开平9-57060号文献，JP特开平9-215908号文献，JP特开平11-71584号文献，JP特开平11-77495号文献)。
这些公知的方法所使用的吸附剂为颗粒状活性炭，纤维状活性炭，疏水性硅胶，合成沸石这4种。就活性炭而言，虽然在过去被最为广泛的使用，但是在具有优良的吸附性能的同时，相反其解吸性能却较差，大部分是依靠蒸汽来进行加热解吸。直至最近，人们才开发了可仅用净化气体来解吸，或可仅用真空方式来解吸的新型活性炭。在中国市场上销售的此类新型活性炭，是在褐炭、泥炭的基础上作成的；而在荷兰，是把橄榄的种子作为原材料，通过磷酸处理使其产生活性而形成的。该类型的细孔的直径为纳米的等级，所以也可将其称为“纳米孔碳”。
本发明涉及，采用一种在解吸中不必使用蒸汽的活性炭，将其单独或将其与被广泛使用的疏水性硅胶，合成沸石进行组合来使用的新型吸附方法的“含有挥发性碳化氢的排气的处理方法和用于实施该方法的装置”。
具体来说是涉及，用于对排气中包含的乙烯，丙烯，苯，甲苯，甲基乙基甲酮，三氯乙烯，辛二烯，己烯等的挥发性碳化氢进行吸附处理，使在该气体中伴有的挥发性碳化氢的浓度最好处在10ppm以下排出的方法和装置。
此外，本发明如前述所记是关于，第2，(1)含有上述挥发性碳化氢的排气，以“含有以回收为目的的有用成分的多成分系碳化氢气体”为对象，从该气体中，仅仅以分离回收(单独分离回收)所需成分为目的排气的处理方法和用于实施该方法的装置；(2)含有上述挥发性碳化氢的排气，以“含有挥发性碳化氢的不纯全体，甚至污染气体的惰性气体”为对象，用于通过吸附解吸法，从包含该不纯气体，甚至污染气体的惰性气体中，分离挥发性碳化氢，形成清洁惰性气体，将其从吸附塔的排出口回收的含有上述挥发性碳化氢的排气(含有挥发性碳化氢的不纯气体，甚至污染气体的惰性气体)的处理方法和用于实施该方法的装置。
对上述(1)的处理方法和用于实施该方法的装置，现举“合成橡胶的制造时的排气的处理实例”作为具体的一个实例进行说明。
众所周知，制造合成橡胶时，乙烯、丙烯或丁二烯等多种烯烃类碳化氢，被单独或将它们组合后聚合用来作为原料气体，由此获得丁基橡胶、丁二烯橡胶，或乙丙橡胶等制品。但是，在上述聚合反应时所产生的排气中，同时存在有可废弃的气体(副产物的气体)和应回收的气体(未反应气体)。比如，在某种聚合反应系统中，排气中同时存在有乙烯和丁烯。此时，打算回收而再次使用的为未反应的乙烯气体，打算废弃的为副产物的丁烯气体，另外，再次使用的未反应乙烯必须按照纯度大于99.9％以上的程度回收。
但是，在已有技术中，目前的情况是由于在未进行液化处理，就能直接以气相的状态来进行分离回收的技术还没有，故对其进行焚烧处理。
本发明涉及下述的排气的处理方法和用于实施该方法的装置，该方法的目的在于进行以含有上述未反应乙烯这样的有用成分的多成分系碳化氢气体为对象，从该气体中仅分离回收(单独分离回收)高纯度的有用成分。
另一方面，如对上述(2)的处理方法和用于实施该方法的装置进行具体描述，则其涉及含有在惰性气体的存在下进行反应，或通过惰性气体(比如，氮气)对制品进行清洗时所产生的不纯气体，甚至是污染气体(挥发性的反应物质、未反应原料物质、或反应生成物等的不纯气体，甚至污染气体)，比如乙烯、丙烯、苯、甲苯、甲基乙基甲酮、三氯乙烯，辛二烯，己烯等挥发性不纯气体，甚至污染气体的惰性气体的提纯处理；涉及，使伴随在该惰性气体中的上述不纯气体，甚至污染气体的成分浓度控制在100ppm以下，最好在10ppm以下，换言之，最好惰性气体的纯度在99％以上，以使该惰性气体能被再利用的上述方法和装置。在这里所说的“惰性气体”指氮、碳酸气体、氦、氙、也可是氟里昂气体等，在单独状态下明显缺乏活性的化学物质的统称。
背景技术
目前，我国(日本)所采用的化学商品多达2万种，多数制作于化学工厂，石油化学工厂，制药工厂等。从相关的制造工序中直接向外部排放的气体，含有如上述所记的各种挥发性碳化氢。另外，通过上述工序获得的产品，在贮藏、运送、装货、卸货时与空气混合，同样也会被排放到大气中。
另一方面，上述化学商品中的大部分，是将基础化学物质的芳香族系、脂肪族系、杂环状系、有机卤素系的基础有机药品作为原料来使用，在催化剂的条件下使其反应，获得所需的制品。在此时的反应步骤中，反应多数是在氮、碳酸气体、一氧化碳、氦气这样的惰性气体存在的条件下进行的。此时，反应结束后，已使用的惰性气体因受到反应生成物的污染而无法再次使用。目前，通常是就这样进行废弃处理。
此外，同样在半导体制造工厂等处，蚀刻所采用的腐蚀剂(比如，ルテニウムジオクジエン等)与上述相同，多数都是由废弃处理困难的气体成分形成。或者，希望从石油化学工艺的反应过程中所产生的反应类气体中，分离不需要的不纯气体，获得高纯度所需成分的事例也是有的。
但是，如果将由挥发性碳化氢污染的排气(包含“被污染的惰性气体”。下面相同)直接排放到大气中，由于同时伴随有作为不纯气体甚至是污染气体的，大气公害的元凶物质的一种的，苯、甲苯、二氯甲烷、甲基乙基甲酮、三氯乙烯、氟里昂等有害气体，故违反排出浓度的法规。因此，目前在上述的各工厂，对于上述气体的处理，也都在苦思焦虑。
在过去，对上述排气的处理是按照下述方法来进行的，即，把含有杂质甚至是污染的气体，通过水，甚至酸、碱进行清洗后，用沸点较高的泡沫油(sponge oil)(比如，重油)对上述气体进行清洗，或依照原来方式，采用活性炭吸附混合的不纯气体，然后，在转效之前，取出该活性炭，进行工业废物处理。
另外，如果混合的污染气体为包含二烯类这样的聚合成分的排气，则不能够使用原来方式中的活性炭，故在此情况时，为了达到各地方自治体的条例所规定的排放浓度以下，通过大气来稀薄污染气体的这种不彻底方式直接排放到大气中。
但是，用水清洗，酸、碱清洗，或重油清洗，以及原来方式中用于活性炭再生而采用的蒸汽时，均不可缺少排水处理设备。
即使是用活性污泥处理，BOD的值虽然符合排水基准，但是COD的值不降低，故必须需要大量的曝气。此时，不纯气体，甚至是污染气体混在废水中被排放出，随曝气再次被释放到大气中。该浓度还依赖于曝气的量，通常该浓度在100ppm以下，比较稀薄，达到地方自治体原先制定的“排出浓度限制值在250ppm以下(在东京都处)”，由此，不产生问题。
但是，在平成14年4月(2002年4月)以后决定实施的“关于掌握特定化学物质向外的排出量和改善管理的法律”，即所谓的“PRTR法”，不是过去惯用的排出浓度的规定，而是工厂整体的排出总量规定，不能够象前述那样，在曝气时，以较小浓度排放到大量的空气中。
针对上述的状况，本发明人等根据下述的“防止公害的观点”，完成了本发明，该“防止公害的观点”指采用不同于过去的新型吸附剂，对包含挥发性碳化氢的排气进行处理，去除混合于排气中的醇类、芳香族、石蜡类、烯烃类等，实现零排放。另外，本发明人等根据下述的观点，完成了本发明，该观点指作为上述含有挥发性碳化氢的排气，以“含有以回收为目的的有用成分的多成分系碳化氢气体”为对象，或以“不纯气体，甚至包含污染气体的惰性气体”为对象，从该气体中，将“所需成分”，或“惰性气体”进行“分离，回收，再利用的观点”。
因为排气中包含的挥发性碳化氢多种多样，或为汽油挥发气，或为可溶于水中的醇类，或为富于聚合性的烯烃气体的。因此，作为实现上述目的吸附剂的选择方案，必须细心注意进行。
但是，针对前述那样的目的，作为分离排气中的污染成分的方法，到目前采用过低温分离、蒸馏、吸收等各种方式。
另外，就吸附分离法来说，本领域广泛使用的公知的方法为：
(1)气体分离膜法+吸附法；
(2)采用活性炭，沸石，疏水性硅胶等的吸附法；
比如，不但在前述的JP特开平9-47635号文献，JP特开平9-57060号文献，JP特开平9-215908号文献，JP特开平11-71584号文献，JP特开平11-77495号文献中，而且在JP特开平57-14687号文献，JP特开昭57-42319号文献，JP特开昭59-50715号文献，JP特公昭59-50716号文献中进行了具体描述。
此外，包括惯用的吸附，解吸的切换方式在内的上述吸附法，并不是特别新的，但是，如果排气所包含的污染成分中，既有甲烷、乙烷这样的沸点极低的成分，也有戊烷、己烷那样沸点较高的成分，成份范围较广时，作为被采用的吸附剂，仅用功能上有制约的单一的吸附剂，是难于应对的。比如，以使用过去惯用的活性炭的情况作为实例，在所混合的污染气体(污染成分)为二烯类，烯烃类等时，与位于活性炭内的多数活性点接触，上述化合物容易聚合，由于伴随有因该聚合热量而着火，爆炸的危险性，故在法规上是被禁止使用的。
本发明的目的
本发明是针对上述问题而作出的，第1(第1目的)，其目的(课题)在于提供一种从排气中将混合的挥发性碳化氢去除，实现零排放的“从含有挥发性碳化氢的排气中分离出该碳化氢的处理方法和用于实施该方法的装置”，在该方法中，在预先涂敷的状态，单独使用由孔径主要为中尺度的孔(20～40)形成的阻燃性的活性碳(在下面称为“MPC”)，或者同时使用同样预先涂敷的疏水性硅胶和/或合成沸石。
另外，本发明，第2(第2目的)，目的在于提供一种“从含有挥发性碳化氢的排气中分离出该碳化氢的处理方法和用于实施该方法的装置”，在该方法中，采用下述相适合的吸附方式。与上述第1相同，在预先涂敷的状态，单独使用MPC，或者，同时使用同样预先涂敷的疏水性硅胶和/或合成沸石。
(1)作为含有挥发性碳化氢的排气，以“含有以回收为目的的有用成分的多成分系碳化氢气体”为对象，从该气体中，仅仅单独分离回收所需成分，将其作为“高纯度成分”，再次使用，即，有效地分离以回收为目的含有有用的多成分系碳化氢气体中的“所需成分”。
(2)作为含有挥发性碳化氢的排气，以“含有不纯气体，甚至是污染气体的惰性气体”为对象，从该气体中，单独分离、回收惰性气体，将其作为“高纯度惰性气体”，再次使用，即，有效地分离含有不纯气体，甚至是污染气体的惰性气体中的“不纯气体，甚至是污染气体”。
发明的公开方案
本发明中所述，通过吸附法，分离排气中含有的挥发性碳化氢(污染气体)的处理方法作为实现上述第1和第2目的(课题)的技术方案，其特征在于“采用交替地进行吸附和解吸的‘具有吸附剂层的吸附装置’，该吸附剂层为用上述污染气体预先涂敷而形成的MPC的单一填充层；或为，同时采用以同样方式通过污染气体预先涂敷而形成的合成沸石和/或疏水性硅胶与MPC的组合而形成的多层填充层，使混合有污染气体的排气通过该吸附剂层以吸附污染成分，然后作为实质上不含污染成分的清洁气体取出”。
即，本发明涉及的含有挥发性碳化氢的排气的处理方法为，采用交替地进行吸附和解吸的“具有吸附剂层的吸附装置”，使含有挥发性碳化氢的排气从吸附装置的一方通过，将挥发性碳化氢吸附于该吸附装置内的吸附剂层，从该吸附装置出口中，取出实质上不含有挥发性碳化氢的排气，在此期间，将另一吸附装置切换到解吸状态，将在先被吸附的挥发性碳化氢取出到系统之外，其特征在于：
上述吸附剂层为，用上述污染气体预先涂敷而形成的MPC的填充层；或，将以同样方式预先涂敷而形成的疏水性硅胶和/或合成沸石，与上述MPC组合而形成的多层填充层；在解吸时，同时采用真空泵和净化气体，吸附与解吸的切换时间在1～30分钟的范围内，并且将所获得的净化排气取出到系统之外，由此，可实现上述第1和第2目的。
另外，本发明所采用的“中细孔活性炭(MPC)”是指“由细孔的孔径主要具有纳米等级的中细孔形成的阻燃性的活性炭”。
此外，本发明还包括作为上述“含有挥发性碳化氢的排气”，以“含有以回收为目的的有用成分的多成分系碳化氢气体”，或“含有不纯气体，甚至污染气体的惰性气体”为对象的情况，因此，特别的是，可实现上述第2目的。
还有，本发明的含有挥发性碳化氢的排气的处理方法(用于从排气中，分离挥发性碳化氢，形成清洁气体，或取出所需的成分气体，甚至是惰性气体处理方法)的特征在于：
·对上述净化排气进行冷却处理，将此时的未冷凝气体返回到上述吸附装置的入口；
·对送入上述吸附装置的“含有挥发性碳化氢的排气”进行加压，或预先对其进行冷却处理，然后，对其进行吸附处理。
另一方面，本发明的装置涉及一种用于实施上述含有挥发性碳化氢的排气的处理方法的装置，其特征在于其具有下述结构，
·将吸附装置内的吸附剂层分离为吸附特性不同的多个独立的固体吸附剂层，并且以重合方式设置上述多个独立的吸附剂层；
·在上述吸附装置内的多个独立的吸附剂层之间，分别埋设有排气导管，该导管与真空泵连接；
·吸附装置内的吸附剂层被填充于多个可通气的圆筒围绕的空间内。
附图的简要说明：
图1为本发明的一个实施例的，含有挥发性碳化氢的排气的处理方法的流程图；
图2为本发明的另一实施例的，氮气回收系统的流程图；
图3为表示本发明涉及的装置的一个实例的吸附塔的纵向剖视图；
图4为表示本发明涉及的装置的另一实例的吸附塔的纵向剖视图；
图5为表示本发明涉及的装置的还一实例的吸附塔的纵向剖视图；
图6为进一步说明图5的吸附塔的图，其中，图6(A)为沿图5中的A-A线的剖视图，图6(B)为图5的部分放大细部图；
图7为表示GF-4(中细孔活性炭)的转效曲线的曲线图。
(用于实施发明的优选形式)
下面对本发明的实施例进行描述，在此之前，对本发明进行更具体的描述。
在过去公知的“采用活性炭吸附法”所采用的活性炭中，无数的细孔由微孔构成，以较大进深扩散侵入到细微孔内的排气中的挥发性碳化氢，以及作为活性炭的组成要素的炭壁，通过较强的范德瓦耳氏(Waals)力，形成牢固的C-C键，但是，亲和力较强的另一面，由于产生所谓的毛细管凝结，故产生超过凝结热的极大的吸附热量，使用简单的同时，也有火灾的危险性的担心。
另外，人们还知道，为了使导致毛细管凝结的挥发性碳化氢，从微孔脱离，必须使用蒸汽这样的加热方式，而无法通过真空泵，净化的简单方式，进行解吸。另外，关于此点如上述所说，当混合的挥发性碳化氢(污染气体；污染成分)为二烯烃类、烯烃类的场合，在位于活性炭内的多个活性点发生接触反应，上述成分容易发生聚合，通过该聚合热量，伴随有着火、爆炸的危险性。
为了解决上述问题，本发明人等发现，代替过去广泛使用的上述活性炭，而采用由细孔的大小为主要具有纳米级的中细孔形成的阻燃性的活性炭(MPC)，或将公知的非燃性固体吸附剂，具体来说，合成沸石和/或疏水性硅胶与MPC并用，此外，预先采用预先涂敷方式，将位于这些吸附剂的细微孔内的活性点封闭，由此，可避免伴随吸附挥发性碳化氢时产生的上述危险性。
一般，吸附剂的细孔由微孔，中细孔，大孔这3种孔形成，微孔的平均大小在3～10的范围内，中细孔在20～60的范围内，大孔在60～100的范围内，相对不同的各自孔径，吸附挥发性碳化氢、水分的机理(mechanism)也不同。
即，朝向微孔的吸附为表面扩散，朝向中细孔的吸附为细孔扩散。大孔是与机理(mechanism)无关的，是为了分子进出用的通气孔。比如，在普通的活性炭中，该微孔的表面积能到达每克1000～2000m2，而疏水性硅胶主要由中细孔形成，中细孔的表面积为每克400～600m2。
极端地说，为了使上述的分子侵入微孔、中细孔，特别是侵入微孔，必须需要极大的能量，一般来说，其吸附热，具有蒸发潜热的1.5倍的发热。经实验确认，该热量是由在上述微孔内，挥发性碳化氢(HC)产生毛细管凝结而产生，如果其位于中细孔内，则难于产生毛细管凝结，因为正如前述所说，由于细微孔内表面积较小，故温度上升不到危险的程度。
在此也可以说，其中隐藏有，在解吸时，即使不加热，仅通过常温的净化气体，或真空泵来吸引，便可将碳化氢(HC)从细孔内部脱离的可能性。
着眼于这样类型剂的特性，为了从MPC的细孔内部简单且短时间内使HC脱离，本发明人等在过去提倡的吸附剂的预先涂敷(预先吸附)是为极重要的吸附解吸方式。下面对此理由进行具体描述
即，如果在吸附颗粒中，吸附成分的挥发性碳化氢(HC)未预先位于细微孔内，则初次吸附颗粒内的进入孔中的HC的扩散速度并不那么快。特别是，向具有1000m2/g以上的表面积的细孔内的扩散速度(侵入速度)，还取决于供给气体中的HC浓度，但数秒～数十秒是需要的。显然，还与吸附剂的种类有较大关系。
也就是说，无论“表面扩散”，还是“细微扩散”，对于滑入细微孔内部的速度，或在毛细管内部凝结(液化)的速度，当压力在常压下时，其为浓度与接触时间的函数，不那么快地进入细孔内的深部。当流动的气体和吸附剂数次接触的期间，把位于孔内的空气排除，本身逐渐地侵入孔中。当使用其细孔为微孔占主导的活性炭时，在对象这样吸附的HC进行解吸时，必须加热，通常是用蒸气使其全部排出，然后，对附着水分进行干燥，等处于排空的状态后，再重新进行吸附，由此，吸附解吸需要花费较长的时间。
极端地说，由于入口气体中的HC具有较高的速度，故在进入细微孔内之前就直接穿过吸附剂表面，从吸附塔的出口处排出。即，如果在没有经过所定的预先涂敷的步骤就进行处理的情况下，对于吸附塔的出口气体浓度，正如本发明人等将疏水性硅胶用作吸附剂时的实验结果所得知的那样，入口气体中的HC(甲醇)浓度约为5000PPM，与此同时，相对应的出口气体中的HC浓度异常地高，达到1200PPM。其原因不外忽在于入口气体中所包含的HC的上升速度，与要进入吸附剂中的细微孔内的HC的吸附速度之间的平衡被破坏的结果。为了进行吸附，毛细管必须凝结。换言之，如果在向细孔内进行吸附之前，预先用HC对细孔内部进行预先涂敷，则排气中的水分，以及HC均不会在细孔内使毛细管凝结。
象过去的研究人员等所进行的那样，如果站在重视侵入排空的细孔的速度，加快该速度的立场，则只有“增加排气中的HC浓度吗？”，或“减慢上升速度吗？”，即，是否“增加接触时间”，或“加压”。或者，只有采用可接纳HC的微孔的数量较多的，即，每克的吸附表面积尽可能宽的吸附剂。
本发明人等未对加快侵入该细孔内的(扩散)速度的方式进行研究，而是一直以来，对在吸附剂表面进行预先涂敷的HC和在吸附塔中上升的排气中的HC的亲和力进行了重点研究。其原因在于：通过微孔构成的活性炭按照法规，无法对含有1％以上的HC浓度的排气进行处理，且对解吸通常的惯例是采用蒸汽，因此，为了经历这些步骤，即将滑入微孔内部的HC全部取出到系统之外后，使其变成没有水分的排空的状态后返回至吸附，吸附与解吸的切换时间需要“1～6个小时”的较长回旋。
为了解决上述缺点，本发明人等还考虑尝试早先提出的预先涂敷的方式，但特别是在对含有较浓的HC的排气进行处理时，由微孔构成的活性炭的预先涂敷是极危险的作业，尽管罕见，但是在一、二个商业生产设备中，借鉴过去的意外事故，在氮气流中花费12小时，慢慢地进行预先涂敷处理的实例也是有的。象这样，为了避免伴随毛细管凝结而产生的吸附热的危险性，本发明人等并没有按照一直以来研究提出的“平衡模式”，“冷凝模式”的构思来解决，而是“根据在吸附时，预先充满于细微孔内的HC(凝结液)和在吸附塔中上升的排气中的HC之间的溶解现象”，“根据在解吸时，从充满于吸附剂中的凝结液中HC的蒸发现象”来考虑被称为表面扩散、细孔扩散的更深层次吸附的内容。也就是本发明人等提出的“预先涂敷模式”。在该模式中，关于解吸步骤，表面扩散由净化来主导，细孔扩散由真空来主导。
如果考虑为不是如该“预先涂敷模式”所示的那样，对于细微孔内的物质移动现象，起主导作用的是以所谓的表面扩散、细微孔扩散的机理(mechanism)为主，假设是以溶解、蒸发现象占主导的话，则作为约束吸附速度的因素所必需的物性值不是总物质移动系数(Kfav)，而是通过每个吸附剂颗粒的表面来移动的每个HC分子的物质移动系数(扩散系数)的值，对于该值，因苯、戊烷等分别具有各自值，故需要建立数据库。
该模式与公知的平衡模式、冷凝模式不同，如前述那样被预先涂敷了的HC，必须以极限量保存于颗粒内部。不能超过必要程度的切削，或剥离该层。为此，重要的是在于不要过度地进行净化，或过度地施加真空，理想的来说，最好只让与溶于预先涂敷了的HC(凝结液)中的排气中的HC相当量的HC通过真空、净化方式来进行解吸。
但是，在实际装置中，因为无法按照所需那样，对预先涂敷于吸附剂层中的HC的量进行控制，为了使由于通过净化、真空方式剥离的孔的深度，或在孔内叠置的HC的厚度复原到原始程度，故这也是使净化排气中的未冷凝气体返回成为原料气体的理由。
作为代替该方式的另一方式是，将在解吸时获得的净化排气中所包含的较浓的HC气体的一部分作为净化气体，排出解吸塔内的空气、水分，将其置换为HC气体的，即实施所谓的“环流浓缩操作(置换净化)”。该方法在下述方面是一有效方式，即对于在排气中的HC为可溶于水中的醇类时，仅选择醇吸附于吸附剂中。
另一方面，如果说到“过度解吸会是什么样？”，因为在如前述那样变空的部分中，不存在HC，由此，将通过它的上升气体中的HC拉到细孔内的亲和力，即，使其溶解的力没有作用，所以吸附变得仅仅依赖于HC分子在细孔内的扩散速度，在上升气体的速度较快时，供给气体中的HC分子便穿过吸附剂颗粒的表面，从吸附塔的出口排出。在实验中，以及在实际装置中，对“5分-5分”的转换与“15分-15分”的转换进行比较，显然后者的“15分-15分”的转换的情况较差。当然，如果速度极慢，则细微孔内的扩散速度和接触时间适合，并非不能侵入颗粒内部，但是在现实中的实际装置中，充裕的有无暂且不说，一般来说是按照相关物质收支综合后被设计成最合适的，故操作规程手册的大范围条件改变是不允许。
也就是说，只要其是使用预先用HC埋入到吸附剂中的细孔后的吸附剂颗粒内的中细孔区域，则“5分-5分”的切换为细孔内可接纳HC的量到极限限度的时间。该限度最大为10分钟左右。
概括的来讲，本发明的理论支柱为，由下述3个方面构成，
(1)吸附剂的预先涂敷(预先吸附)；
(2)未冷凝气体的返回；
(3)吸附与解吸切换时的快速转化；
这些内容在本发明人等提出的申请，即，在先提出的JP特开平9-47635号文献，JP特开平11-71584号文献等中进行了描述，是公知的。
但是，在这些文献中，对于作为本发明的特征的“采用中细孔活性炭(MPC)的处理方法和装置”，没有任何涉及。
如以上所描述的那样，通过吸附剂颗粒表面的细孔的HC的物质移动现象，可以说成是还原到称为HC分子的凝结、蒸发的单纯的模式。
象这样，按照本发明，吸附解吸变为仅依赖于充满于吸附剂的中细孔内的HC(凝结液)和排气中的HC(气体)之间的物质移动，故显然，限度是取决于可接纳HC的能力。因此，吸附与解吸的切换时间必然变短。此时间一般越短越好，但是，受到电磁阀的耐用年数的限制，其下限值为“1分钟”。此外，对于其上限值，如果时间变长，则必须要求极大的吸附剂量，故本发明人等从经济方面考虑，将该时间限定在“30分钟”。
本发明的实施方式
下面对本发明的优选实施方式进行描述，在吸附与解吸的切换操作中，最好在吸附时，将送入吸附装置中的包含挥发性碳化氢的排气保持在加压状态，另外，也同样希望对该排气最好进行冷却，以起到使排气中包含的水分凝结的效果。
此外，最好在解吸时，对净化气体进行加热，另外，最好使用空气和/或氮作为该净化气体，甚至可将净化排气的一部分再次用作净化气体，还有，最好对解吸时的净化气体(空气和/或氮)进行除湿处理。因为常压下净化气体中包含的水分，如在真空泵按照25托(TORR)运转的情况下，膨胀约30倍，故真空泵无法保持规定的25托(TORR)。因此对净化气体进行除湿处理的优点有以下两点，即通过除去水分，(a)减轻用于再生的真空泵的负荷；(b)事先防止在解吸时，侵入吸附剂层内的水分的毛细管凝结。
作为净化气体，采用净化排气中的较浓的挥发性碳化氢的一部分，在于清除出毛细管凝结的水分、空气，置换到预先涂敷状态，既被称为“置换净化，甚至环流浓缩”的公知方式，在本发明中，因与中细孔活性炭(MPC)结合使用，因此获得了显著的效果。
另外，本发明的优选的实施方式还有将对净化排气进行冷却时的未冷凝气体返回到吸附装置的入口，或将该气体直接返回到吸附剂层中。
即，在未冷凝气体的浓度小于吸附装置的入口气体的时候，如果使该气体返回，将其混入到入口气体中，则可能造成白白地减小入口气体的浓度的结果。于是，与较浓的入口气体分离，从吸附塔的塔底部导入，而入口气体则从吸附塔的中间部，供给到吸附剂层。在相反的情况时，即，在未冷凝气体的浓度高于入口气体时，也可与该气体混合，但最好直接将未冷凝气体返回到吸附剂层的中间部。其结果是，净化排气中的碳化氢浓度进一步增加。该方式对于非常低温(比如，0℃以下)的挥发性高的碳化氢、氟里昂气体时特别有效。通常，在吸附为常压，解吸为25mmHG的减压情况下，浓缩度不会超过约30倍。
此外，本发明的优选实施方式还在于，把导入吸附装置中的包含挥发性碳化氢的排气预先用吸收液或清洗水进行处理后，或在对其进行加压后，对其进行吸附处理。
在吸附时，使用填充了固体吸附剂的吸附剂层，在解吸时，还同时采用净化气体，通过真空泵对其抽吸，这一点是公知的，但是，本发明人等从上述固体吸附剂中，特别选择使用了可真空解吸的中细孔活性炭(MPC)，作为一个实施方式，由于(a)具有将上述吸附装置内的吸附剂层分离为吸附特性不同的多个独立的吸附剂层，且将该多个独立的吸附剂层重合放置的构造(此处，最好在各吸附剂层间，埋设排气导管，将该导管与真空泵连接)；(b)将上述吸附装置内的吸附剂填充于由多个可通气的圆筒围绕的空间内，使废弃气体的流动方向为辐射流程(Radiant Flow)，因此，每小时，可处理数千、数万立方米的大量气体，成功获得了在过去的方法中未呈现的显著的吸附解吸效果。
作为本发明所采用的吸附剂，不论是吸附孔径以中细孔为主体的活性炭(MPC)填充于单层中的层，还是将合成沸石和/或疏水性硅胶与该活性炭(MPC)并用而形成的多层填充层，不论何时，均在预先涂敷的状态下使用。
作为预先涂敷剂，最好采用与被处理气体的“混有污染气体(挥发性碳化氢)的排气”中的污染气体同种的成分气体。
作为本发明所采用的固体吸附剂的优选实施方式，在排气中包含的挥发性碳化氢仅为汽油挥发气，或仅为苯、甲苯这样的芳香族时，可采用由中细孔活性炭(MPC)的单一层构成的吸附剂层，但是在处理应去除的碳化氢由甲烷、乙烯、丙烯这样的沸点极低的气体，与戊烷、己烯、苯等这样沸点较高的气体混合而形成的排气时，最好将合成沸石和/或疏水性硅胶与MPC并用，叠置成多层。此时，重要的是在选择吸附剂需要细心注意。
举一个具体的例子，在排气中包含的挥发性碳化氢限于甲烷、乙烯这样的低沸点的化合物时，采用MPC的单独层；在高沸点的碳化氢，低沸点的碳化氢共存的场合，采用MPC、氧化硅的比例较高的Y型合成沸石或氧化铝比例较高的合成沸石(東ソ公司的商品名称：ゼオラム)、A型的疏水性硅胶和/或B型的疏性性硅胶。然后，在最顶层，设置MPC，接着，依次设置上述合成沸石(ゼオラム)、A型的疏水性硅胶和/或B型疏水性硅胶。
这样设置的原因在于：MPC的吸附孔径为20～40的范围内，A型的疏水性硅胶的孔径为30，另外，B型的疏水性硅胶的孔径为60，实验结果表示，事实上在甲烷、乙烯、丙烯这样的相对压力较低时，上述MPC、A型疏水性硅胶(30)的吸附量较大。而对于戊烷、己烯、苯这样的高沸点的碳化氢气体的吸附，B型疏水性硅胶(平均孔径为60)容易吸附、解吸。另外，上述MPC和合成沸石(ゼオラム)虽然是亲水性的，但如果不存在水，则具有选择吸附低沸点的甲烷、乙烯的性质。
另外，最好在最顶层设置MPC的原因在于：普通的活性炭在RH(相对湿度)约40％时产生水分的毛细管凝结，与此相比，MPC具有即使在RH为60％时仍不发生毛细管凝结的特性，如果在普通的湿度范围内，则不选择水进行吸附，并且，相对甲烷、乙烯、丙烯这样的极低沸点的挥发性碳化氢，具有在其它的固体吸附剂中未呈现的显著的吸附性能。
本发明的吸附解吸方法的目的在于(1)把到目前为止被广泛应用的大气中的气体状碳化氢，变成法的规定值以下再排出。另外，该方法的目的还在于(2-1)从含有以回收为目的的有用成分的多成分系碳化氢气体中，回收高纯度的有用成分；(2-2)比如，从制造聚丙烯这样的聚合物时被废弃的污染气体(包含挥发性碳化氢的污染氮气)中，回收高纯度的惰性气体(氮气)，但是，分离操作的本身，如同蒸馏操作、吸收操作等，也是适用于污染气体的加工方法的单位操作之一，如前述的那样，从混合于排气中的多成分系气体中，通过吸附操作，对所需成分进行单独分离；或从上述污染气体中，对惰性气体进行单独分离，被称作为新的分离技术也不为过。
可是，如果把每个手法单独地提出来看，基本上是属于公知的技术，但是，通过采用下述的方法，该方法指新采用中细孔活性炭(MPC)，或将其与公知的疏水性硅胶、合成沸石组合，填充成多层等的新方法，则发现作为排气中的挥发性碳化氢的处理方法，与低温分离、化学液体清洗，或吸收液的处理方法相比较，获得非常卓越的效果。
下面参照图3～6，对本发明涉及的装置的实施方法进行描述。图3为表示本发明涉及的装置的一个实例的吸附塔的纵向剖视图。此外，图4为本发明涉及的装置的另一实例的吸附塔，图4(A)为该吸附塔的剖视图，图4(B)为该图4(A)中的C部分的放大细部图。另外，图5和图6为本发明涉及的还一实例的吸附塔。其中，图5为该吸附塔的纵向剖视图，图6为对图5的吸附塔进一步说明的图，图6(A)为沿图5中的A-A线的剖视图，图6(B)为图5的部分放大细部图。
表示本发明涉及的装置的一实例的吸附塔10，如图3所示的那样，由下述的结构构成，其中，吸附剂层被分割设置为独立的11a，11b，11c这3层，分别在各吸附剂层11a，11b，11c的底部空间部中，设置排气导管12a，12b，12c，该排气导管12a，12b，12c与真空泵13相连接。本发明的优选的实施方式由下述的结构形成，其中，在上述吸附剂层11a(最顶层的吸附剂层)中设置MPC，在吸附剂层11b中设置上述合成沸石(ゼオラム)，在吸附剂层11c中设置疏水性二氧化硅。另外，在图3中，标号14a，14b，14c表示空气(净化气体)用导管。另外，标号1表示“排气的供给线”，标号8表示“空气(净化气体)供给线”，标号8-1表示“净化排气线”，标号9表示“排放到大气中的气体线”。
表示本发明涉及的装置的另一实例的吸附塔20，如图4(A)所示的那样，由填充有MPC的吸附剂层21形成。另外，采用下述的结构，其中，在该吸附剂层21中埋入图4(B)所示的“具有多个孔25的环24”，该环24通过排气导管22a，22b，22c，分别与真空泵23相连接(真空泵23在图中表示为1台，但是可对应于各排气导管22a，22b，22c，设置多台真空泵。)。此外，在图4(A)中，标号1表示“排气的供给线”，标号8表示“空气(净化气体)供给线”，标号8-1表示“净化排气线”，标号9表示“排放到大气中的气体线”。
表示本发明涉及的装置的还一实例的吸附塔30，如图5和图6(A)、(B)所示的那样，由下述的结构形成，填充了吸附剂的吸附塔30内的吸附剂层31，被设置于由多个可通气的圆筒32(由可通气的外筒32a和32b构成的双重圆筒)围绕的空间内。另外，让排气如图6(B)所示的箭头线那样，通过吸附剂层31的内部，如此，可扩大排气的通过面积。
以上主要对本发明的「作为清洁气体而排放到大气中用的“含有挥发性碳化氢的排气的处理”所涉及的实施方法」进行了描述，而在下面，根据图2，对本发明的「含有挥发性碳化氢的排气为“含有不纯气体，甚至污染气体的惰性气体”时，为了将该惰性气体作为清洁气体而回收的处理所涉及的实施方式」进行描述。
另外，图2为本发明的一个“氮气回收系统的基本流程图”的实施例。该流程图涉及基于本发明的大型的商业生产设备的运转，即，其是关于将从在氮气(惰性气体)存在的条件下进行化学反应的反应槽中连续地排出的“污染氮”取出到系统之外，再次使其循环而使用的流程图。
预先通过冷却器52，对从在存在氮气(惰性气体)的条件下，进行化学反应的反应槽51中，经过C-1(含有不纯气体的氮气线)，排出的污染氮进行冷却，然后通过循环压缩机53，对其进行压缩。
经压缩的污染氮通过水分离器54，通过冷却器55而冷却，对其含有的大部分饱和水分进行冷凝，然后去除。去除掉水分后的高压下的污染氮，通过过滤器(滤布)56，对所包含的灰尘、雾进行过滤处理，接着，将其送向吸附塔57A(57B)。
该吸附塔57A(57B)为上述的图3、图4所示的吸附塔10，或吸附塔20。作为吸附剂，采用经预先涂敷处理的中细孔活性炭(MPC)，或将同样地经过涂敷处理的合成沸石和/或疏水性硅石和上述中细孔活性炭(MPC)一并使用。
吸附塔为两座交替地进行切换运转的塔，通过电磁阀，交替地切换吸附与解吸。切换时间在1～30分钟的范围内，在吸附塔57A的吸附完成的时刻，自动地将该吸附塔57A的入口气体管的电磁阀“断开”，切换到吸附塔57B，继续进行吸附操作。
在吸附时，从吸附塔57A(57B)排出的高纯度的氮，通过过滤器(活性炭)58，进行最终地提纯处理，然后从C-2(高纯度氮气线)，将其返回到反应槽51，进行循环再使用。
另一方面，切换后的吸附塔57A，将与真空泵59连接的管(图中未示出)的电磁阀(图中未示出)“打开”，使真空泵59运转，沿着D-1(净化空气线)，输入净化用空气。真空泵59的排气气体，通过D-2(净化排空气线)，送入到冷凝器60中。
通过冷凝器60进行水冷却，由分离器61实现气液分离后，液化了的不纯气体、甚至污染气体通过泵62，取出到系统之外「参照D-4(回收液线)」，未冷凝的气体从D-3(未冷凝气体线)，作为废弃气体进行处理。另外，作为该未冷凝的气体的处理方法，也可根据公知的方法，返回到吸附塔57A(57B)的入口。
如上述具体描述的那样，本发明采用“吸附·解附操作”作为使惰性气体进行再利用的手段，并且以“经预先涂敷处理的中细孔活性炭(MPC)，或将上述中细孔活性炭(MPC)和经过涂敷处理的合成沸石和/或疏水性硅石一并使用”作为吸附剂层，所以并不是专门是以回收不纯气体为目的。因此，如果为了提高氮气的精制度大量地采用净化空气的话，会对真空泵造成负荷，使该泵负载量变大，因此应不依赖净化空气，通过增快每个吸附剂内的“细孔内的扩散速度”的方式，提供一种使用尽可能小的负荷量的真空泵来实现所需目的的具有经济效应的新的惰性气体的单独分离方法，和用于实施该方法的装置。
实施例
下面列举本发明的实施例，对本发明进行具体描述，但是本发明不只限于以下的第1～第3实施例。
「第1实施例：作为清洁空气排放到大气中的实例」
第1实施例涉及下述方法的实施的实例，在该方法中，如图1所示的那样，采用由填充有吸附剂的吸附塔(解吸塔)7a，7b，真空泵4，净化用的空气线8，8a，8b，排放气体的供给线1，未冷凝气体的返回线6等形成的工作标准(labor scale)的实验装置，对排气中包含的挥发性碳化氢进行处理。另外，图1中的标号2a，2b，3a，3b，9，9a，9b表示电磁阀，标号5表示气液分离器。
在本第1实施例中，作为填充于吸附塔中的中细孔活性炭(MPC)，采用日本ノリット公司生产的商品名称为“GF-40”的产品。该活性炭的细孔主要由其直径为20～30的中细孔形成，吸附剂的粒径约为3mm。另外，所填充的量约为1kg(一侧)。
根据图1对第1实施例进行具体描述，从排放气体的供给线1中，按照每分钟20L的比例，将包含5000PPM的甲醇的RH(相对湿度)为50％的空气送向吸附塔7a。
在对吸附塔7a进行操作之前，首先，作为预先涂敷用的方式，求出转效曲线。其结果列于图7中。另外，该图7为表示GF-40(中细孔活性炭)的转效曲线的曲线图，该图是针对下述条件下制作的曲线的图，即“在D(直径)为1.3cm，L(长度)为18cm的吸附塔中，填充6.6g的上述‘GF-40’，按照2L/分的比例，使其吸附甲醇，在吸附结束(各浓度的峰值时)后，不进行真空解吸，仅仅通过空气净化进行解吸”。
根据图7，预先涂敷5000PPM的甲醇所需要的时间约为200分钟(3.3个小时)。同样，也对吸附塔7b中，进行预先涂敷操作，在确认对两个吸附塔7a，7b完全进行预先涂敷后，导入上述排气，开始进行吸附解吸操作。
该吸附与解吸的切换时间为5分钟，在刚开始运转后，从吸附塔7a的出口出来的气体中的挥发性碳化氢浓度为4000～5000PPM，但是，浓度逐渐降低，降低到100PPM以下的程度需要约2～3个小时。另外，从验证的成果可知，上述预先涂敷中的发热为，在吸附剂层处的温度约为60℃，在实际应用方面完全没有问题。
在解吸时所采用的真空泵4为堀技研工业社生产的摇动式干燥型，真空度达到在15～25mmHg(3.3Kpa)的范围内，另外，在吸引时，同时采用净化气体(空气)。对于净化空气的量，净化系数(α)为1.0。
在气液分离器5中，通过制冷剂(氟里昂气体)，将来自真空泵4的净化排放气体冷却到0～5℃，未冷凝的甲醇气体通过返回线6，返回到吸附塔的入口的排放气体中。另外，标号2a，2b表示用于每5分钟，切换吸附塔与解吸塔的电磁阀，此外，同样，标号9为作为清洁排放气体通过电磁阀9a、9b，排放到大气中的气体线。
通过以上的操作获得的实验结果如下所述。
供给气体：20L/分
吸附塔入口气体组成：排气中的甲醇  5000PPM
                    水分  RH 50％
吸附塔出口气体组成：排放气体中的甲醇  20PPM
                    水分  RH 45％
根据上述的实验结果可知，中细孔活性炭几乎不吸附排气中的水分，直接使排气穿过。
在此场合，在商业规模的大型生产设备中，在对大容量的排放气体进行处理时，“是否吸附？”2％左右的水分成为较大问题，如果在进行吸附的场合下，该水分的体积在解吸时的高真空下，膨胀10倍，因此，解吸所必需的真空泵的负荷量大大地超过经济允许的限度。但是，在有MPC的场合，已经判明没有这种障碍。
「第2实施例：从污染氮中回收高纯度氮的实例」
第2实施例的目的在于通过氮对发泡，甚至曝气处理后的污染氮进行回收，以便提高从石油化学工场内的反应层获得的制品的纯度。特别是，以大量地包含应处理的气体为丙烷，丙烯这样的低沸点活性炭的污染氮为对象的实例。
即，该气体(污染氮)的组分如下所述。
N2(氮)     88％
C3(丙烷)   2％
C3(丙烯)   5％
C4(丁烷)   1％
C5(戊烷)   1％
C6(己烯)   3％
第2实施例所采用的吸附剂为中细孔活性炭(日本ノリット公司生产的商品名称：GF40-45：颗粒)和B型疏水性硅胶(富士シリシア化学公司生产的商品名称：キャリアクトQ-6：10～20筛孔(mesh)状颗粒)。
吸附塔，采用图3所示的「将吸附塔内的吸附剂层分离成“单独的吸附剂层”，将该吸附剂层重叠配置的吸附塔」，在上层，填充3kg的上述中细孔活性炭，而在底层，填充10kg的B型疏水性硅胶。
在确认两个吸附剂层的预先涂敷(采用己烷的预先吸附)完成后，按照50L/分的比例，从吸附塔的底部，供给上述气体(污染氮)，在5分钟后切换到解吸操作。即，将吸附与解吸的切换时间设定在5分钟。解吸塔的吸引压力为20托(torr)，净化气体(空气)的量为2L/分。经净化系数换算，其约为1.5。
按照以上的条件进行操作的结果，获得的回收氮的纯度在99.9％以上。
「第3实施例：“甲醇/二氯甲烷共同吸附”的实验实例」
吸附塔容量为高度27cm，直径为8.5cm的吸附解吸装置，其中，将吸附剂填充到“10cm×8.5cm”的高度。
吸附剂，使用的是日本ノリット公司生产的商品名称「GF-45」(中细孔活性炭)与富士シリシア化学公司生产的商品名「キャリアクトQ6」(疏水性硅胶)，通过甲醇和二氯甲烷的混合气体，对这两种吸附剂进行预先涂敷。将其多层的填充到上述吸附解吸装置中。其顺序是：在底层，填充“Q6”，在其上，覆盖“GF-45”。
实验条件如下所述。
即，甲醇的浓度为6.1vol％，二氯甲烷的浓度为18vol％，相对湿度(RH)为50％的空气和炭化氢(HC)的混合气体，通过以下的条件进行处理。
入口气体量＝1L/分                  真空度＝15～25托(TORR)
净化气体量＝0.03L/分
得到的结果是，出口气体中的甲醇浓度为“5PPM”，二氯甲烷的浓度为“0PPM”。通过实验已经确认，如果采用中细孔活性炭，则可实现基本为零的排放。
「比较实例：对应第3实施例的比较实验实例」
在上述第3实施例所采用的吸附解吸装置中，改变吸附剂，即，将按照与第3实施例相同的方式预先涂敷的富士シリシア化学公司生产的商品名「キャリアクトQ6」(疏水性硅胶)填充于底部，将同样经过预先涂敷的東ソ—公司的商品名称为“Y型ゼオラィト390HUD”重叠的填充在其上，按照与上述第3实施例相同的实验条件，进行操作。
根据获得结果可知，在吸附塔的出口气体中的甲醇浓度为“200PPM”，二氯甲烷的浓度为“100PPM”，在不采用中细孔活性炭的比较实例(现有方法的多层填充方式)中，极难使出口气体中的碳化氢浓度在100PPM以下。
产业上的利用可能性
本发明的特征在于“在根据吸附解吸法的含有挥发性碳化氢的排气的处理方法中，吸附剂层为填充了通过上述挥发性碳化氢预先涂敷而形成的中细孔活性炭(MPC)的层，或为同样经过预先涂敷而成的疏水性硅胶和/或合成沸石与上述中细孔活性炭(MPC)进行组合而形成的多层填充层，在解吸时，同时采用真空泵和净化气体，吸附与解吸的切换时间在1～30分钟的范围内，并且将所获得的净化排气取出到系统之外”。由此而取得的实质上不含有挥发性碳化氢成分的清洁气体，可向大气排放。
另外，在本发明中，在作为上述“含有挥发性碳化氢的排放气体”，特别是以“含有以回收为目的的有用成分的多成分系碳化氢的排气”，或是在以“含有不纯气体，甚至污染气体的惰性气体”为对象的情况下，从该气体中，单独分离、回收所需成分或是惰性气体，可以期待作为“高纯度成分，或是高纯度惰性气体”，有效地进行再次使用。
此外，本发明中，由于吸附剂采用通过挥发性碳化氢事先预先涂敷而形成的“中细孔活性炭(MPC)”，故在通常的湿度范围，不选择吸附水，并且对于甲烷、乙烯、丙烯这样的沸点极低的挥发性碳化氢，本发明具有其它的固体吸附剂所没有的显著的吸附性能。

Claims (8)

1.一种对包含挥发性碳化氢的排气的处理方法，该方法包括下述步骤：采用吸附和解吸交替地进行的“具有吸附剂层的吸附装置”，使含有挥发性碳化氢的排放气体通过其中一个吸附装置，使挥发性碳化氢吸附于该吸附装置内的吸附剂层，从该吸附装置的出口取出实质上不包含挥发性碳化氢的排气，在此期间，将另一吸附装置切换到解吸状态，将在先吸附的挥发性碳化氢取出到系统之外，其特征在于：
上述吸附剂层为填充了通过上述挥发性碳化氢预先涂敷而形成的中细孔活性炭(MPC)的层，或为同样经过预先涂敷而成的疏水性硅胶和/或合成沸石与上述中细孔活性炭(MPC)进行组合而形成的多层填充层，在解吸时，同时采用真空泵和净化气体，吸附与解吸的切换时间在1～30分钟的范围内，并且将所获得的净化排气取出到系统之外。
2.根据权利要求1所述的含有挥发性碳化氢的排气的处理方法，其特征在于上述“含有挥发性碳化氢的排气”为含有以回收为目的的有用成分的多成分系挥发性碳化氢气体。
3.根据权利要求1所述的包含挥发性碳化氢的排气的处理方法，其特征在于上述“含有挥发性碳化氢的排气”为含有不纯气体，甚至污染气体的惰性气体。
4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的包含挥发性碳化氢的排气的处理方法，其特征在于对上述净化排气进行冷却处理，将此时的未冷凝气体返回到上述吸附装置的入口。
5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的含有挥发性碳化氢的排气的处理方法，其特征在于对送入上述吸附装置的“含有挥发性碳化氢的排气”进行加压，或是预先对其进行冷却处理后，对其进行吸附处理。
6.一种用于实施含有挥发性碳化氢的排气的处理方法的装置，其为实施权利要求1～5中的任何一项所述的方法的装置，其特征在于其具有下述结构，在该结构中，根据吸附特性的不同，将吸附装置内的吸附剂层分离为多个独立的固体吸附剂层，并且以重叠方式设置上述多个独立的吸附剂层。
7.根据权利要求6所述的，用于实施单独分离惰性气体的方法的装置，其特征在于其由下述结构形成，其中，在上述吸附装置内的多个独立的吸附剂层之间，分别埋设有排气导管，该导管与真空泵连接而成。
8.根据权利要求1～5中的任何一项所述的，用于实施对含有挥发性碳化氢的排气的处理方法的装置，其特征在于吸附装置内的吸附剂层，填充于多个可通气的圆筒围绕的空间内。
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