JP2016000189A - 空気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記臭気浄化手段の上流側に、前記空気取込口に連通して設けられ、空気中に含まれる臭気成分を一時吸着して、該臭気浄化手段に流入する空気中の臭気成分の含有率変動を平準化する緩衝吸着材を出し入れ可能に備えた入口側ガス処理手段とを有している。
また、前記処理ユニットの前記処理板材は、前記枠組みに間隔を設けて立設状態で取付けられ、しかも、空気の流れ方向に隣り合う一方の前記処理ユニットの隣り合う前記処理板材の中間位置に他方の前記処理ユニットの前記処理板材が位置してもよい。
そして、前記太陽光取込窓に光透過型色素増感太陽電池を取付け、該光透過型色素増感太陽電池で発電した電力を前記発光器に供給することが好ましい。
ここで、前記緩衝吸着材は、臭気成分中の特定臭気物質を吸着して消臭する処理剤を含有していることが好ましい。
ここで、前記後処理吸着材は、ゼオライトペレット層、セピオライトペレット層、シリカゲルペレット層、及び活性炭ペレット層のいずれか1又は2以上の組合せとすることができる。
また、光透過型色素増感太陽電池で発電した電力を充電し、夜間に充電した電力により発光器を点灯させると、汚泥処理場のように24時間連続して臭気成分が発生する場合にも対応することができる。
更に、臭気成分が夜間発生しない状況では、夜間に発光器を点灯させることで、吸着材に捕捉された臭気成分を第2の光触媒層で分解除去することにより、吸着材の再生処理を行うことができる。
そして、臭気酸化処理手段を入口側ガス処理手段の上流側に設置すれば、空気に含まれる臭気成分の含有量を入口側ガス処理手段による吸着除去が可能なレベルまで低下させることができ、臭気酸化処理手段を入口側ガス処理手段と臭気浄化手段の中間部に設置すれば、入口側ガス処理手段による吸着除去がなされなかった臭気成分を臭気浄化手段に流れ込む前に分解除去することができるので、夜間や雨天等の光触媒が活性化しない場合でも、臭気成分を含まない空気を空気浄化装置から排出することができる。
図1、図2、図3に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る空気浄化装置10は、空気取込口11、空気排出口12、及び開閉可能な太陽光取込窓13が設けられ、内部に空気取込口11と空気排出口12をつなぐ空気流通経路35が設けられた函体14を備えた臭気浄化手段17を有している。
また、符号30、31は、傾斜台29の幅方向(長手方向に直交する方向)の両側にそれぞれ設けられた長さ調整可能な脚部である。
ここで、空気の流れ方向に隣り合うゼオライト系処理ユニット39、40は、波板の山部37と谷部38の繰返し周期の位相が互いに半波長ずれた関係となっている。なお、処理板材16を枠組み36、36aに取付ける際、光触媒層15が設けられた面(表面)が、全て同一側(太陽光取込窓13を介して太陽光が照射される側)に向くように並べ、隣り合う処理板材16の間の面角度は、例えば、10°以上40°以下である。
なお、ゼオライトペレット層43、セピオライトペレット層44、及びシリカゲルペレット層45に加えて、活性炭ペレット層を加えてもよい。
また、ゼオライトペレット層46、セピオライトペレット層47、及びシリカゲルペレット層48に加えて、活性炭ペレット層を加えてもよい。
空気浄化装置10は、臭気浄化手段17の上流側に入口側ガス処理手段19を有している。このため、複合臭空気の発生量が時間的に大きく変動する場合、複合臭空気は入口側ガス処理手段19を経由して臭気浄化手段17に導入されることになるので、硫化水素の一部はゼオライトペレット層43で吸着消臭され、硫化水素を除く臭気成分は緩衝吸着材18で一時吸着される(アルデヒド系臭気成分はセピオライトペレット層44で効率的に吸着され、アミン系臭気成分はシリカゲルペレット層45で効率的に吸着され、揮発性有機物質臭気成分及び低級脂肪酸系臭気成分はゼオライトペレット層43、セピオライトペレット層44、シリカゲルペレット層45で一様に吸着される)。その結果、臭気浄化手段17に流入する複合臭空気に含まれる臭気成分の含有率(臭気濃度)の変動を、臭気浄化手段17の処理能力範囲内の変動にする(平準化する)ことができる。これにより、発生源で複合臭空気の発生量が大きく変動しても(急増しても)、臭気浄化手段17の大型化を図らず、更に、複合臭空気をタンク等に一旦貯留することを行わないで、変動に迅速に対応して臭気成分の安定した除去を連続的に行うことが可能となる。
また、入口側ガス処理手段19の緩衝吸着材18を構成しているゼオライトペレット層43、セピオライトペレット層44、及びシリカゲルペレット層45はいずれも出し入れ可能なので、複合臭空気の臭気成分構成の変化に応じて最適の種類構成とすることが可能で、出口側ガス処理手段21の後処理吸着材20を構成しているゼオライトペレット層46、セピオライトペレット層47、シリカゲルペレット層48はいずれも出し入れ可能なので、分解過程で発生する中間生成物構成の変化に応じて最適の種類構成とすることが可能になる。
なお、発生源で臭気成分の発生が停止する時間帯が、太陽光による光触媒の活性化が期待できない時間帯(例えば、夜間)となる場合は、臭気浄化手段17内に可視光を発光する発光器を予め設置しておき、臭気成分が混入した空気を臭気浄化手段17内に流入させる際、発光器で発生させた可視光で光触媒を活性化する。
ここで、第2の実施の形態に係る空気浄化装置64は、第1の実施の形態に係る空気浄化装置10と比較して、入口側ガス処理手段19の上流側に、臭気成分を含んだ空気の一例であるビル内汚水処理施設から排出される悪臭を含んだ排ガスに過酸化水素水を噴霧して排ガス中の臭気成分(悪臭成分)と過酸化水素を接触させる臭気酸化処理手段65が設けられていることが特徴となっている。このため、空気浄化装置10と同一の構成要素には同一の符号を付し、臭気酸化処理手段65についてのみ詳細に説明する。
また、臭気成分の酸化にオゾンを使用することもできる。オゾンを使用する場合は、排ガスを入口側ガス処理手段19に搬送する配管内にオゾンを吹込むことにより臭気成分の一部を酸化して除去することができる。
図8(A)に示す臭気浄化手段と、臭気浄化手段の上流側に、臭気浄化手段の空気取込口に連通して設けられた入口側ガス処理手段とを有する空気浄化装置を作製した。
ここで、臭気浄化手段内には、図8(B)に示すように8個のパスから構成される空気流通経路が設けられ、上流側の1パス〜5パスにはゼオライト系処理ユニットを390個、下流側の6パス〜8パスにはセピオライト系処理ユニットを224個それぞれ挿入した。また、ゼオライト系処理ユニット及びセピオライト系処理ユニットはそれぞれ、図4の構成に倣って6枚の処理板材(縦90mm、横300mm、厚さ5mm)から構成され、ゼオライト系処理ユニットの処理板材は、ゼオライト粉末(最大粒径が0.2mm)77質量%とセメント23質量%からなるボードを、セピオライト系処理ユニットの処理板材は、セピオライト粉末(最大粒径が75μm)65質量%とセメント35質量%からなるボードをそれぞれ撥水剤(メチルトリメトキシシラン)に浸漬させて疎水化処理を施した後、一方の面(太陽光に照射される表面側)に高速フレーム溶射により二酸化チタンの光触媒層を設けることにより作製した。
また、入口側ガス処理手段は、内径が100mm、高さが500mmの収納槽(下部に流量調整弁を備えた空気流入口、上部に臭気浄化手段の空気取込口に連通する空気流出口が形成されている)の内部の中間高さ位置に通気性の棚板を設け、棚板上に直径が6mmで長さが6〜15mmの円柱状のゼオライトペレットを厚さ100mm充填してゼオライトペレット層を形成することにより作製した。
図9から、入口側ガス処理手段に流入する空気中のVOC濃度が大きく変動しても、臭気浄化手段(空気取込口)に流入する空気中のVOC濃度を低減できることが分かり、臭気浄化手段から排出される空気中のVOC濃度を、入口側ガス処理手段に流入する空気中のVOC濃度の略1/10以下に低減できることが分かる。
塗装工場で発生するVOCを含む空気を、流量調整弁によって装置内の流速を2.0m/秒に調整して実施例1の臭気浄化手段の空気取込口へ供給しながら、臭気浄化手段に流入する空気中のVOC濃度(ppm)と、臭気浄化手段から排出される空気中のVOC濃度(ppm)をそれぞれ測定した。測定結果を図10に示す。図10から、臭気浄化手段に供給する空気中のVOC濃度が略0〜450ppmの範囲で変動した場合、臭気浄化手段から排出される空気中のVOC濃度の最大値は略200ppm程度となることが分かる。
図11に示すように、臭気浄化手段と、臭気浄化手段の上流側に、臭気浄化手段の空気取込口に連通して設けられた入口側ガス処理手段とを有する空気浄化装置を作製した。
ここで、臭気浄化手段の構成は、実施例1の臭気浄化手段と同じである。
また、入口側ガス処理手段は、縦1500mm、横1000mm、高さが1200mmの収納槽(下部に流量調整弁を備えた空気流入口、上部に臭気浄化手段の空気取込口に連通する空気流出口が形成されている)の内部の中間高さ位置に通気性の棚板を設け、棚板上に直径が6mmで長さが6〜15mmの円柱状のゼオライトペレットを厚さ200mm充填してゼオライトペレット層を形成し、ゼオライトペレット層の上に直径が2.5mmで長さが3〜10mmの円柱状のゼピオライトペレットを厚さ200mm充填してゼピオライトペレット層を形成することにより作製した。
更に、臭気浄化手段(空気取込口)に流入する排気ガス及び臭気浄化手段(空気排出口)から排出される排気ガスの臭気センサを用いた臭気成分分析結果を図15に示す。図15から、臭気浄化手段によりアルデヒドの臭気濃度が50%強低減されており、感覚的にも臭気濃度の低減を達成できることが分かる。
例えば、第1の実施の形態では、硫化水素(特定臭気物質の一例)を吸着して消臭する処理剤を、一部の処理ユニットを構成する処理板材にのみ付着させたが、全ての処理ユニットを構成する処理板材に処理剤を付着させてもよい。
また、第2の実施の形態に係る空気浄化装置を、ビル内汚水処理施設から排出される排ガス中の悪臭除去に用いたが、一般の下水処理場から排出され得る排ガス中の悪臭の除去に対しても適用できる。更に、入口側ガス処理手段を臭気浄化手段内に配置することもできる。
Claims (15)
- 空気取込口、空気排出口、及び開閉可能な太陽光取込窓が設けられ、内部に該空気取込口と該空気排出口をつなぐ空気流通経路が設けられた函体、及び該空気流通経路に沿って並べて配置され、臭気成分を吸着する吸着材を含有し、前記太陽光取込窓を介して太陽光が照射される表面側に、太陽光で活性化されて前記吸着材に吸着された臭気成分を分解する光触媒層が設けられた通気性の処理板材を備えた臭気浄化手段と、
前記臭気浄化手段の上流側に、前記空気取込口に連通して設けられ、空気中に含まれる臭気成分を一時吸着して、該臭気浄化手段に流入する空気中の臭気成分の含有率変動を平準化する緩衝吸着材を出し入れ可能に備えた入口側ガス処理手段とを有することを特徴とする空気浄化装置。 - 請求項1記載の空気浄化装置において、前記空気流通経路に挿入可能な幅を有する短尺の枠組みに複数の前記処理板材が該処理板材の長手方向を該空気流通経路内の空気の流れ方向に合わせて取付けられて形成された処理ユニットが、前記太陽光取込窓を開けた状態で前記空気流通経路内に出し入れ可能に並べて設置されていることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項2記載の空気浄化装置において、前記処理ユニットの前記処理板材は、前記枠組みに空気の流れに沿って山部と谷部を有する波形板状に並べて取付けられ、しかも、空気の流れ方向に隣り合う一方の前記処理ユニットの隣り合う山部の中間位置に他方の前記処理ユニットの谷部が位置することを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項2記載の空気浄化装置において、前記処理ユニットの前記処理板材は、前記枠組みに間隔を設けて立設状態で取付けられ、しかも、空気の流れ方向に隣り合う一方の前記処理ユニットの隣り合う前記処理板材の中間位置に他方の前記処理ユニットの前記処理板材が位置することを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項2〜4のいずれか1項に記載の空気浄化装置において、前記処理ユニットの一部又は全部には、該処理ユニットが有する前記処理板材に、臭気成分中の特定臭気物質を吸着して消臭する処理剤を付着させていることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項2〜5のいずれか1項に記載の空気浄化装置において、前記処理ユニットは、前記吸着材としてゼオライトを含有する前記処理板材を有するゼオライト系処理ユニット、該吸着材としてセピオライトを含有する前記処理板材を有するセピオライト系処理ユニット、及び前記吸着材としてシリカゲルを含有する前記処理板材を有するシリカゲル系処理ユニットのいずれか1又は2以上の組合せからなることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の空気浄化装置において、前記処理板材の裏面側には第2の光触媒層が形成され、該処理板材の裏面側に配置された発光器からの光照射により該第2の光触媒層が活性化して臭気成分を分解することを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項7記載の空気浄化装置において、前記太陽光取込窓に光透過型色素増感太陽電池を取付け、該光透過型色素増感太陽電池で発電した電力を前記発光器に供給することを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の空気浄化装置において、前記処理板材の表面及び裏面には、前記吸着材の粒サイズを超える長さで生じる凹凸が形成されていることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の空気浄化装置において、前記緩衝吸着材は、ゼオライトペレット層、セピオライトペレット層、シリカゲルペレット層、及び活性炭ペレット層のいずれか1又は2以上の組合せからなることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項10記載の空気浄化装置において、前記緩衝吸着材は、臭気成分中の特定臭気物質を吸着して消臭する処理剤を含有していることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の空気浄化装置において、前記函体の前記空気排出口には、前記臭気浄化手段を通過した臭気成分及び臭気成分の分解過程で発生した中間生成物を吸着する後処理吸着材を出し入れ可能に備えた出口側ガス処理手段が設けられていることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項12記載の空気浄化装置において、前記後処理吸着材は、ゼオライトペレット層、セピオライトペレット層、シリカゲルペレット層、及び活性炭ペレット層のいずれか1又は2以上の組合せからなることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の空気浄化装置において、前記入口側ガス処理手段内に清浄な空気を送込む空気吹込み手段が設けられていることを特徴とする空気浄化装置。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の空気浄化装置において、前記入口側ガス処理手段の上流側に又は前記入口側ガス処理手段と前記臭気浄化手段の中間部に、臭気成分を含んだ空気に過酸化水素又はオゾンを接触させる臭気酸化処理手段が設けられていることを特徴とする空気浄化装置。
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