JP2019058655A - 湿式脱臭装置及び脱臭方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 硫黄系臭気成分及びアルデヒド臭気成分を含む臭気性ガスを効果的に脱臭する湿式脱臭装置及び脱臭方法を提供する。【解決手段】 湿式脱臭装置の脱臭塔内の循環薬液槽に貯留する塩化ナトリウムを含む薬液を循環させ、循環する流路に電解槽を備え、電気分解により薬液中に次亜塩素酸ナトリウムを発生させるとともに薬液のｐＨを６．５〜７．５に保ち、塩素除去剤を含有する第１の充填層と酸化触媒を含有する第２の充填層に薬液を噴射し、第２の充填層上で薬液と臭気性ガスとを反応させ、硫黄系臭気成分とアルデヒド臭気成分とを除去するとともに、第１の充填層において塩素を除去することで、１台の装置で効率よく硫黄系臭気成分とアルデヒド臭気成分とを除去する。【選択図】 図１

Description

本発明は、アルデヒド系臭気成分を含む臭気性ガスを処理する湿式脱臭装置及び脱臭方法に関する。

し尿や下水汚泥、食品廃棄物等の有機性廃棄物のバイオマスをメタン発酵させて得られるガス（バイオガス）を燃料として発電し、エネルギーを回収するシステムが提案されている。バイオガスを用いた発電システムは、有機性廃棄物を有効活用できる優れた発電システムである。
しかしながら、バイオガスを製造するための発酵過程においては、硫黄系臭気成分やアルデヒド系臭気成分を含む臭気性ガスが発生するため、バイオガス発電の普及には、これらの臭気成分を排除する脱臭装置が不可欠である。
硫黄系臭気成分の脱臭装置としては、従来から水酸化ナトリウムと次亜塩素酸ナトリウムとの混合液を処理塔に循環し、ガス中の硫化水素等の硫黄系臭気成分を除去する湿式脱臭装置が知られている（特許文献１、２）。
アルデヒド系臭気成分の脱臭装置としては、重亜硫酸ソーダ水溶液を用いた湿式脱臭装置が知られている（特許文献３）。

特開昭５５−１４２５２３号公報 特開昭５７−１５９５２４号公報 特開平１１−１９７４４８号公報

しかしながら、従来の次亜塩素酸ナトリウムを用いた脱臭装置においては、硫化水素等の硫黄系臭気成分を除去することはできるものの、アルデヒド系臭気成分を効率的に除去することは困難であった。そのため、アルデヒド系臭気成分の除去のためには、別途重亜硫酸ソーダや亜硫酸ソーダ水溶液を用いた湿式脱臭装置を備える必要があり、複数の脱臭装置を用いる必要がある。このような脱臭装置においては、場合によってはＳＯｘが発生するという問題がある。

本発明は、アルデヒド臭気成分を含む臭気性ガスの脱臭、さらに硫黄系臭気成分とアルデヒド臭気成分とを含む臭気性ガスを効率的に脱臭することを可能にする湿式脱臭装置及び脱臭方法を提供することを目的とする。

本発明に係る湿式脱臭装置の一実施形態は、
脱臭塔と、電解槽と、電解槽用制御装置と、第１の循環ポンプとを備え、
前記脱臭塔は、その内部に第１の充填層、第２の充填層及び循環薬液槽を備え、
前記第１の充填層は、塩素除去剤を含有し、前記第２の充填層上に配され、
前記第２の充填層は、酸化触媒を含有し、前記循環薬液槽上に配され、
前記循環薬液槽は、薬液を貯留するとともに、第１の配管を介して、前記脱臭塔の外部に配した前記第１の循環ポンプに接続され、
前記第１の循環ポンプは、第２の配管を介して、前記脱臭塔の外部に配した前記電解槽に接続され、
前記電解槽用制御装置は、前記電解槽と電気的に接続され、
前記電解槽は第３の配管を介して前記脱臭塔に接続され、
前記薬液は、塩化ナトリウムと次亜塩素酸ナトリウムを含有する水溶液であり、
前記次亜塩素酸ナトリウムは、電気分解生成次亜塩素酸ナトリウムであることを特徴とする。

本発明に係る湿式脱臭装置の一実施形態は、
前記薬液のｐＨ値が、６．５〜７．５の範囲内であることを特徴とする。

ここで、電気分解生成次亜塩素酸ナトリウムとは、塩化ナトリウムの水溶液を電気分解することにより生成された次亜塩素酸ナトリウムのことをいい、本発明では、塩化ナトリウムの水溶液を電解槽で電気分解することにより生成する。
薬液が供給された第２の充填層においては、硫黄系臭気成分とアルデヒド系臭気成分とを除去することができる。薬液に電気分解生成次亜塩素酸ナトリウムを用い、さらに臭気性ガスの性状に合わせて無機酸を注入することで、安定してｐＨ値が、６．５〜７．５という低い値の範囲に維持、制御することができ、その結果硫黄系臭気成分とアルデヒド系臭気成分とを効率的に除去することができる。
また、第２の充填層上に位置する第１の充填層では、次亜塩素酸ナトリウムの分解により生じる塩素を除去することができる。
また本発明に係る湿式脱臭装置においては、１台の装置で硫黄系臭気成分とアルデヒド臭気成分を除去でき、さらに次亜塩素酸ナトリウムは電気分解で供給できるため、巨大な薬液タンクを必要とせず、省スペース化が可能である。
また、塩化ナトリウムの電気分解により次亜塩素酸ナトリウムを供給するため市販の次亜塩素酸ナトリウムを用いる必要がなく、さらに重亜硫酸ソーダを必要とせず、これらの薬液の購入、保管、管理にかかるコストが発生せず、脱臭装置のランニングコストも軽減できる。

また、本発明に係る湿式脱臭装置の一実施形態は、
前記脱臭塔は、その内部において前記第１の充填層の上部に配置された薬液噴射部を備え、
前記前記電解槽と前記第１の循環ポンプとを接続する前記第２の配管の経路に設けられた分岐点において、第４の配管が分岐し、
前記第４の配管は、前記薬液噴射部に接続されていることを特徴とする。

このような構成とすることにより、１台の循環ポンプを使用し、薬液の循環と、電解槽への供給を行うことができ、装置の製造コストの低減、省スペース化を実現することができる。

また、本発明に係る湿式脱臭装置の一実施形態は、
前記脱臭塔は、その内部において前記第１の充填層の上部に配置された薬液噴射部を備え、
前記第３の配管は、前記薬液噴射部に接続されていることを特徴とする。

このような構成とすることで、さらに装置構成を単純化することができ、装置コストの低減、省スペース化を図ることができる。

また、本発明に係る湿式脱臭装置の一実施形態は、
前記脱臭塔の外部に配した第２の循環ポンプをさらに備え、
前記脱臭塔は、その内部において前記第１の充填層の上部に配された薬液噴射部を備え、
前記循環薬液槽は、第５の配管を介して、前記第２の循環ポンプが接続され、
前記第２の循環ポンプは、第６の配管を介して、前記薬液噴射部に接続されていることを特徴とする。

このような構成とすることで、循環する薬液の、薬液噴射部に供給する流量と電解槽に供給する流量とを２台の循環ポンプにより独立して制御することができ、流量制御の自由度が向上し、処理対象のガスの発生状況（発生量、臭気成分濃度）に合わせて柔軟な対応を取ることができる。

また、本発明に係る湿式脱臭装置の一実施形態は、
前記電解槽に接続された前記第２の配管に次亜塩素酸ナトリウム濃度計が設置され、
前記次亜塩素酸ナトリウム濃度計の出力信号線が前記電解槽用制御装置に接続されていることを特徴とする。

このような構成とすることで、薬液中の次亜塩素酸ナトリウム濃度を電解槽用制御装置により制御し、薬液のｐＨ値を所定の範囲に維持することができ、効率よく脱臭することができる。

本発明に係る臭気性ガスの脱臭方法は、
湿式脱臭装置の脱臭塔に硫黄系臭気成分とアルデヒド系臭気成分を含む臭気性ガスを導入する工程と、
塩化ナトリウム水溶液を含有する薬液を循環ポンプにより前記脱臭塔内に循環させる工程と、
前記薬液の塩化ナトリウム水溶液を電解槽において電気分解し、前記薬液中に次亜塩素酸ナトリウムを生成するとともに、前記薬液のｐＨ値を６．５〜７．５の範囲に維持する工程と、
前記薬液を塩素除去剤を含有する第１の充填層と酸化触媒を含有する第２の充填層に噴射する工程と、
前記第２の充填層表面において、前記臭気性ガスと前記薬液とを反応させ、前記臭気性ガスに含まれる硫黄系臭気成分とアルデヒド系臭気成分を除去する工程と、
前記第１の充填層において、塩素を除去する工程と
を含むことを特徴とする。

このような臭気性ガスの脱臭方法とすることで、硫黄系臭気成分とアルデヒド系臭気成分を同時に脱臭することが可能となり、効率的に臭気ガスを脱臭することができる。

本発明に係る湿式脱臭装置によれば、従来の次亜塩素酸ナトリウムを用いた脱臭装置において、除去が困難であったアルデヒド系臭気成分を硫黄系臭気成分とともに効率的に除去することが可能となる。
なお、本発明に係る湿式脱臭装置は、バイオマス関連の施設に限らず使用できる。

第１の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図。 第２の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図。 第３の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図。 ｐＨ値に対する有効塩素存在率を示す図。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態における湿式脱臭装置の構成を示す。以下、図１を参照し、本実施形態の湿式脱臭の構成について説明する。

＜装置構成＞
脱臭塔１のガス流入口２から、処理対象であるアルデヒド系の臭気成分、例えばアセトアルデヒド、及び硫黄系の臭気成分、例えば硫化水素、を含む臭気性のガス３が取り入れられ、ガス３は脱臭塔１の上方へと移動する。
例えば有機廃棄物の発酵過程で発生したガス３は、ファン（図示しない）等で輸送され、例えば配管で構成されたガス流入口２を介して脱臭塔１内へ導入される。

薬液噴射部４からは、後述する方法により生成された次亜塩素酸ナトリウムを含有する薬液５（図示しない）が放出（噴射）される。
放出された薬液５は、薬液噴射部４の下方に位置する第１の充填層７及び第２の充填層８へ供給される。
第１の充填層７は、塩素を除去可能な充填剤を含み、塩素を除去可能な充填剤として、例えば活性炭等が使用できるが、それに限らず塩素を除去可能な素材を使用できる。

第１の充填層７の直下に配された第２の充填層８は、多孔性湿式セラミック等からなる酸化触媒を含み、第２の充填層８の触媒作用により、その表面において、薬液５とガス３とが化学的に反応する。その後ガス３は、第１の充填層７を通り塩素が除去された後、ガス放出口６から脱臭塔１外に放出される。
特に酸化能力が高い酸化触媒としては、多孔性湿式セラミック酸化触媒を好適に使用することができる。多孔性湿式セラミック酸化触媒は、焼成後水に不溶でかつ酸化触媒能力を有する触媒成分の物質と、焼成後セラミック基材となる天然粘土鉱物と、焼成後に多孔性構造を作る添加物とを主成分として混合し、成形後焼成して得ることができる。

ガス３と反応した薬液５は、第２の充填層８の下方にある循環薬液槽９に貯留される。循環薬液槽９に設けられた排出口１０は、配管１１により、循環ポンプ１２の入口に接続されている。
循環ポンプ１２の出口（薬液５の吐出部）には、配管１３が接続され、分岐点１４において、配管１５と配管１６とに分岐される。

分岐点１４において、分岐した一方の配管１５は、取り入れ口１７を介し、薬液噴射部４に接続されている。さらに、分岐した他方の配管１６は、電解槽１８の入口に接続されている。

電解槽１８の出口には、配管１９の一端が接続され、配管１９の他端は、脱臭塔１内に導入され、循環薬液槽９の上部に位置する。

従って、本実施形態における湿式脱臭装置は、循環薬液槽９、配管１１、循環ポンプ１２、配管１３、配管１５、薬液噴射部４から構成される流路（薬液の第１の循環経路）と、循環薬液槽９、配管１１、循環ポンプ１２、配管１３、配管１６、電解槽１８、配管１９から構成される流路（薬液の第２の循環経路）の、２つの流路（循環経路）を備える。
薬液５は、これら２つの流路を循環する。

電解槽１８と電解槽用制御装置２０（以下、制御装置２０と称す）とは、電源線２１により接続され、電解槽１８は、電源線２１を介して、上記制御装置２０から電力が供給される。従って、電解槽１８に投入される電力は、制御装置２０により制御される。
なお、制御装置２０は、電解槽１８に内蔵されていても良い。

薬液５は、塩化ナトリウム水溶液を含む。制御装置２０が電解槽１８に電力を供給すると、後述するように薬液５の塩化ナトリウム水溶液は電気分解され、次亜塩素酸ナトリウムが生成される。電解槽１８の出口は、配管１９を介して脱臭塔１に接続されており、薬液５は、次亜塩素酸ナトリウムが混合された後、配管１９を経由して、脱臭塔１の循環薬液槽９に流入する。
すなわち、薬液５としては、装置の初期稼働時には、塩化ナトリウム水溶液を用い、電解槽１８を作動させることにより次亜塩素酸ナトリウムを供給する。薬剤として安価で保存の容易な塩化ナトリウムを使用するものであり、材料費及び管理費が抑えられ、ランニングコストも低減できる。

なお、図１において、電気分解された薬液５を、配管１５に流入するように、電解槽１８の出口に接続された配管１９を、配管１５に合流させても良い。
しかしこの場合、電解槽１８において、圧力損失が発生するため、配管１５内の薬液５と配管１９内の圧力とが同じになるよう、補助のポンプを電解槽１８の下流に設けるか、配管１９と配管１５との合流点と、分岐点１４との間の配管１５部分に圧力調整器を設置する等の追加の処置が必要になる。

電解槽１８において塩化ナトリウム水溶液が電気分解されると、（式１）の反応により、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム及び水素が生成される。
ＮａＣｌ＋Ｈ_２Ｏ → ＮａＯＨ＋ＮａＯＣｌ＋Ｈ_２ （式１）
発生した水素は、ガス放出口６から脱臭塔１外に放出され、爆発限界以下に十分希釈され大気に放出される。
なお、電解槽１８としては、上記のとおり、塩化ナトリウム水溶液から次亜塩素酸ナトリウムを発生することができるものであれば良い。方式は、無隔膜型、有隔膜型のいずれを使用しても良いが、例えば、構造の簡単な無隔膜型を使用することができる。

次亜塩素酸ナトリウムの濃度は、配管１３の途中に設けられた濃度計２２により計測され、所定の範囲、例えば４００〜５００［ｐｐｍ］になるように、制御装置２０により制御される。すなわち、次亜塩素酸ナトリウムの濃度計測値は、濃度計２２から出力され、濃度信号ライン２３を介して制御装置２０に入力される。制御装置２０は、次亜塩素酸ナトリウムの濃度を電解槽１８に供給する電力により制御することができ、具体的には、入力された濃度の計測値が、所定の範囲を下回ると、電解槽１８に電力を供給し、所定の範囲を上回ると電力の供給を停止する。

薬液５のｐＨ値は、電解槽１８によって、生成される次亜塩素酸ナトリウムの濃度により制御することが可能であり、従って制御装置２０により制御される。ｐＨ値の次亜塩素酸ナトリウムの濃度依存性をデータとして収集しておけば、薬液５のｐＨ値を、例えば７．０〜７．５の所定の範囲に維持できる次亜塩素酸ナトリウムの濃度の範囲を確定することができ、次亜塩素酸ナトリウムの濃度によりｐＨ値を制御することができる。
このように電解槽１８により、リアルタイムで次亜塩素酸ナトリウムの濃度を制御するため、薬液５のｐＨ値を所定の範囲に維持することが可能である。

循環薬液槽９には、ｐＨ計２４が設置されており、循環薬液槽９に貯留されている薬液５のｐＨ値をモニターすることができる。
電解槽１８への電力制御による循環薬液槽９内の薬液５のｐＨ値の制御は、上記のように濃度計２２の出力値を制御装置２０に入力するか、またはｐＨ計２４の出力値を制御装置２０に入力し、マイコン等により自動で行っても良い。また、ｐＨ値の変動が少ない場合、またはｐＨ値の変動の周期が長い場合、オペレータにより手動でｐＨ値の制御を行ってもよい。

なお、濃度信号ライン２３は有線であっても無線であっても良い。無線の場合、電磁気的手法により制御装置２０と、信号を接続する。

＜脱臭性能＞
以下、本湿式脱臭装置の脱臭性能について説明する。

次亜塩素酸ナトリウムは不安定であり、ｐＨが低く（中性から酸性領域）なると次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が遊離する。この次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）は、塩化水素（ＨＣｌ）と酸素に分解し、さらに生成された塩化水素（ＨＣｌ）と次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）とが反応し、塩素（Ｃｌ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）を生成する。

次亜塩素酸ナトリウムを安定して存在させるには、そのｐＨ値は、１１程度の高いｐＨに維持する必要がある。そのため、従来の湿式脱臭装置においては、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液には、水酸化ナトリウムが添加され、アルカリ性に保持されている。さらに、市販の次亜塩素酸ナトリウムは、薬液を安定化させるためにアルカリを含む溶液により提供されていたため、ｐＨ値を下げることも困難であった。

上記のように低いｐＨ領域においては、塩素が発生するうえに、次亜塩素酸ナトリウムが不安定であり低いｐＨ値を維持すること自体困難であった。そのため、低いｐＨ領域での脱臭特性についての研究はなされていなかった。また、次亜塩素酸ナトリウムによる脱臭装置においては、アルデヒド系臭気成分を除去できるという実証データもなく、実際に（少なくとも実使用レベルで）アルデヒド系臭気成分を除去できると考えられていなかった。

発明者らは、電気分解により得られた次亜塩素酸ナトリウムを用い、従来最適であると考えられていたｐＨとは異なり、低いｐＨにおける脱臭効果について研究を行った。
すなわち、次亜塩素酸ナトリウムを、電気分解により生成し補充し、発生する塩素を後段で除去することで、敢えて、次亜塩素酸ナトリウムが不安定にしか存在しえないような低いｐＨ領域において脱臭性能を調査した。
その結果、ｐＨ６．５〜７．５において、アルデヒド系臭気成分に対して、十分な除去効果があることを初めて見出した。

表１、表２は、硫黄系臭気成分とアルデヒド臭気成分とを含むガスに対する脱臭性能について、薬液５のｐＨ値依存性を示す。各臭気成分に対して、脱臭装置の出口濃度を測定している。
表１において、実施例１はｐＨ値は７．１、比較例はｐＨ値８．５であり、表２において実施例２はｐＨ値は７．４、比較例はｐＨ値８．５である。表１と表２では、測定日が異なり、比較例は異なる日で２回測定している。

表１。

表２。

表１、表２に示すように、硫黄系臭気成分の出口濃度は、比較例の硫化水素の濃度がやや高いが、いずれのｐＨ値においても、硫黄系臭気成分の除去効果が認められる。
しかし、アルデヒド系臭気成分については、表１、２ともにｐＨ８．５の比較例においては、除去効果が見られないのに対して、ｐＨ７．１及び７．４の実施例１及び２においては、ともに十分な除去効果が確認できる。

表３は、脱臭装置の出口の塩素臭気成分濃度のｐＨ依存性を、塩素を除去する第１の充填層７が無い場合と有る場合とで比較して示す。（表３中、”ＮＤ”は検出限界以下であることを示す。）

表３。

第１の充填層７が無い場合、ｐＨが８．０以下では塩素臭気濃度が増加し始め、特にｐＨ７．５以下での濃度が高い。これは、上述のようにｐＨ値が８以下になると、次亜塩素酸ソーダが自己分解して塩素を発生し始めるからである。このように、ｐＨ値を７．０〜７．５に設定することで、硫黄臭気成分とアルデヒド臭気成分とを効率的に除去が可能となるものの、副作用として塩素臭気成分が増大する。
なお、ｐＨ値を７．０より低い値とする場合については後述する。

これに対して第１の充填層７がある場合、塩素臭気の脱臭装置の出口濃度は、いずれのｐＨ値においても検出限界以下（ＮＤ）である。
第１の充填層７を第２の充填層８上に配することで、発生した塩素を効果的に除去することができる。

さらに、本発明の脱臭装置においては、低いｐＨにおいて硫黄系臭気成分を除去することにより、配管への硫黄の固着（硫黄スケール）を防止することができる。
次亜塩素酸ナトリウムにより硫化水素を除去する反応には、以下の２つの反応がありうる。式２で表される反応が生じた場合、固体の硫黄が析出し、配管の閉塞を起こす虞があるが、式３で表される反応が生じた場合、固体の硫黄は析出しない。
Ｈ_２Ｓ＋ＮａＣｌＯ→Ｓ＋ＮａＣｌ＋Ｈ_２Ｏ （式２）
Ｈ_２Ｓ＋２ＮａＯＨ＋４ＮａＣｌＯ→Ｎａ_２ＳＯ_４＋２Ｈ_２Ｏ＋４ＮａＣｌ （式３）

ｐＨ値を下げ８以下とすると式２と比較し式３の反応の方が優先的となり、硫黄スケールの発生を低減できる。本発明の脱臭装置においては、次亜塩素酸ナトリウム濃度を電解槽１８の投入電力を制御し、ｐＨが７．０〜７．５に維持するため、硫黄スケールの発生も低減できる。その結果、配管の定期洗浄頻度を軽減し、ランニングコストを低減することも可能である。

なお、薬液５に使用される塩化ナトリウム（食塩）の濃度は、電気分解により次亜塩素酸ナトリウムが生成できればよく、０．３％以上あればよく、海水と同じ３．５％程度であっても良い。電解槽１８の処理能力に依存して決定することができる。

また、図１に示す装置構成においては、薬液５の流路は、循環薬液槽９、配管１１、配管１３を経由して、分岐点１４において配管１５と配管１６とに分岐されるため、１つの循環ポンプ１２により、薬液噴射部４と電解槽１８とに薬液５を輸送することができる。
そのため、従来の湿式脱臭装置と異なり、薬液を貯蔵するためのタンクを必要とせず、ポンプも１台で良い。

配管１５と配管１６とにおいて、薬液５の流量の分配を確定するため、配管１５と配管１６にバルブ２５及びバルブ２６を設置し、両バルブの開度により、それぞれの配管に流れる薬液５の流量を制御することができる。例えば、配管１５と配管１６とを流れる薬液５の流量比を１０：３に設定する。
配管１５と配管１６に設けられた流量計２７及び流量計２８は、配管１５と配管１６を流れる薬液５の流量を監視する。

このように使用する循環ポンプは、１台の循環ポンプ１２のみであるが、バルブ２５及びバルブ２６の開度により、それぞれ独立して流量を制御することができ、循環ポンプを２台使用する場合と比較し、装置コストを低減することができ、また省スペース化も実現できる。

電解槽１８において生成する次亜塩素酸ナトリウムの量は、電解槽１８に投入する電力により制御することができるが、電解槽１８を流れる薬液５の流量によっても制御することができる。すなわち、配管１６に流れる薬品５の流量を増減することにより、次亜塩素酸ナトリウムの量を増減することができる。
例えば、電解槽１８の処理能力の経年劣化に合わせて、流量を調整することも可能である。

なお、薬液５中において、ガスとの反応により生成される各種の塩の濃度（反応生成塩濃度）を下げるために、循環する薬液量の一定量、例えば３％、の薬液５を排し、新たに塩化ナトリウムを補充しても良い。
一定量の薬液５の排出は、循環ポンプ１２の下流側、例えば配管１５の途中で、配管１６と同様の分岐配管及びバルブを設け、バルブ開度で流量を調整し、薬液５の一部（例えば３％）を排出すれば良い。排出された薬液５に含有されている塩化ナトリウム量は、循環薬液槽９に、固形もしくは水溶液の形態で補充すればよい。

（実施形態２）
図１に示す湿式脱臭装置の構成は、循環ポンプ１２の下流側で、薬液５の流路を分岐し、薬液５の一部を電解槽１８に導入して電気分解し、次亜塩素酸ナトリウムを生成していた。

薬液５の流路については、循環ポンプ１２の下流側で分岐せず、電解槽１８と循環ポンプ１２を直列に接続しても良い。

図２に示すとおり、配管１３の一端は、循環ポンプ１２の出口に接続されており、配管１３の他端は電解槽１８の入口に接続されている。そして、電解槽１８の出口には、配管１５が接続されている。
薬液５は、循環ポンプ１２により、循環薬液槽９、配管１１、循環ポンプ１２、配管１３、電解槽１８、配管１５及び薬液噴射部４の順に、循環する。

配管１３の途中には濃度計２２が設けられており、配管１３を流れる薬液５の次亜塩素酸ナトリウムの濃度を計測する。濃度計２２による次亜塩素酸ナトリウムの濃度の計測値に従って、制御装置２０が電解槽１８に電力を供給する。

本実施形態においては、循環ポンプ１２と電解槽１８と薬液噴射部４とが直列に接続されているため、薬液５の流量は全て同じになり、電解槽１８には、循環する薬液５の全量が流入する。そのため、実施形態１の装置構成と比較し、処理能力の大きい電解槽１８が必要になるが、配管１３において分岐することが無く、分岐配管への流量を制御するバルブは不要であり、単純な構成とすることができる。その結果、図１に示される装置と比較し、省スペース化を実現することができる。

（実施形態３）
湿式脱臭装置の構成として、図３に示すとおり、電解槽１８に薬液５を供給するための循環ポンプと、薬液噴射部４に薬液５を供給する循環ポンプとを別個に設け、それぞれの循環ポンプにおいて薬液５を循環させる流路を独立して設けても良い。

図３に示すとおり、循環薬液槽９の排出口２９には配管３０の一端が接続されており、配管３０の他端は第１の循環ポンプ３１の入口に接続されている。
第１の循環ポンプ３１の出口には、配管３２の一端が接続され、配管３２の他端は、電解槽１８の入口に接続されている。
電解槽１８の出口には、配管３３が接続されており、配管３３の他端は脱臭塔１内部において、循環薬液槽９の上部に配されている。

第１の循環ポンプ３１により、循環薬液槽９の薬液５は、配管３０及び配管３２を経由して電解槽１８に流入し、その後配管３３を経由して、脱臭塔１内の循環薬液槽９に戻る。
配管３２には、濃度計２２が接続されており、濃度計２２により計測された次亜塩素酸ナトリウムの濃度は、制御装置２０に濃度信号ライン２３によって出力される。

一方、第２の循環ポンプ３４は、配管３６により、循環薬液槽９の排出口３５と接続され、さらに配管３７を介して脱臭塔１内の薬液噴射部４に接続されている。
従って、第２の循環ポンプ３４により、循環薬液槽９の薬液５は、配管３６、配管３７を経由し、脱臭塔１内の薬液噴射部４から放出（噴射）され、その後第１の充填層７及び第２の充填層８を経由して循環薬液槽９に戻る。

次亜塩素酸ナトリウムの生成量は、濃度計２２の出力に従って、制御装置２０によって電解槽１８の投入電力をコントロールすることにより、制御できる。
また、次亜塩素酸ナトリウムの生成量は、第１の循環ポンプ３１による電解槽１８への薬液５の流量によっても制御することができる。

このように、循環薬液槽９の薬液５は、２つの循環流路に従って輸送され、循環する流量は独立に制御することができるため、臭気性のガス３の発生量、臭気成分の濃度、ガス流入口２から導入するガス３の流量等に応じて、柔軟に対応することが容易となる。

（実施形態４）
上記実施形態においては、電解槽１８による電気分解により、循環する薬液５のｐＨ値を制御していた。しかし、処理対象であるアルデヒド系の臭気成分を含むガス３の、例えば硫化水素の濃度が低い場合、電解槽１８の電力制御のみでは、ｐＨ値が７に近づく程、ｐＨ値の制御が困難になることがある。

このような場合、さらに、ｐＨ計２４と連動して硫酸などの無機酸注入によりｐＨ値の制御を行うことができる。
無機酸は、例えば脱臭塔１の循環薬液槽９の上部に薬品注入口を設けることにより、薬品注入口から注入することが可能となる。
具体的には、ｐＨ計２４により循環薬液槽９の薬液５のｐＨ値をモニターし、上限の閾値以上となった場合、無機酸を注入しｐＨ値を７程度、若しくはそれ以下に下げ、さらに電解槽１８の電力制御により、ｐＨ値を所定の範囲内になるように制御を行う。
なお、上限の閾値として、処理を行うガス３の性状等に合わせて、例えば７．０〜７．５の範囲内で設定し、ｐＨ値を７．０より低い値を実現できるように無機酸注入することができるが、これに限定するものではない。

上記のような電解槽１８により電気分解した次亜塩素酸ナトリウムを用いた脱臭方法により、ｐＨ値を７．０よりさらに下げた場合においても、硫黄系臭気成分及びアルデヒド系臭気成分の脱臭は可能であることを確認した。
ただし、このような低いｐＨ値においては発生する塩素が増大するという問題が生じる。

しかし、本発明に係る脱臭装置は、第１の充填層７により、上記塩素の問題を解消できる。
表４は、第１の充填層７を備えた本発明に係る脱臭装置に対して、希薄な硫酸を注入し、薬液５のｐＨ値を６．６まで低下させた時の脱臭装置の出口の塩素臭気成分濃度のｐＨ依存性を示す。ｐＨ値が６．６まで塩素の出口濃度は検出限界以下（ＮＤ）であることが理解できる。

表４。

なお、ｐＨ値の調整は電解槽１８の電力制御により行うことができるため、無機酸の注入量を精密に制御することによってｐＨ値を所望の値に合わせ込むこと（ｐＨ値の微調整）は、必ずしも必要としない。
例えばｐＨ値が上限の閾値以上となった場合、ｐＨ計２４と連動したマイコン等が薬液ポンプを作動させ、予め設定された規定量の無機酸を自動的に注入するか、オペレータが人的に無機酸を注入したり、例えば臭気性ガス３の性状や発生量の時間的変動が少ない場合、オペレータやマイコン等により定期的に無機酸注入を行い、さらに電解槽１８の電力制御により、ｐＨ値を所望の値に合わせ込む（微調整する）ことも可能である。無機酸の注入量を薬液ポンプにより制御することにより薬液５のｐＨ値を調整する場合と比べ、ｐＨ値の正確な制御を容易に行うことができる。

また、硫黄系臭気成分、例えば硫化水素の濃度が高く、硫化水素が薬液５に溶け込んだ際にｐＨ値が下限閾値以下になった場合に、電解槽１８の電力制御のみによってｐＨ値を迅速に上げることが困難な場合、苛性ソーダ等のアルカリ溶液を注入するように制御してもよい。

このように、本実施形態により、無機酸を注入することで、さらに広範囲のｐＨ値の制御が可能となり、ｐＨ値６．５〜７．５の範囲において、塩素の発生を防止しながら、硫黄系臭気成分及びアルデヒド系臭気成分の脱臭を実現することができる。

ここで、ｐＨ値が６．５〜７．５の範囲において好適に作用する理由について補足的に説明する。
図４は、ｐＨ値に対する有効塩素存在率を示す図である。
次亜塩素酸（HOCl）の酸化力は次亜塩素酸イオン(OCl-)より約８０倍高いと考えられている。図４より明らかなことは、
（１）ｐＨ＝７．５を境に、アルカリ側では「次亜塩素酸ソーダ」の存在比率が高くなり、酸性側では「次亜塩素酸」の存在比率が高くなることが理解される。
（２）すなわち、本発明においては、薬液のｐＨ値の範囲をｐＨ＝６．５〜７．５の範囲とするのは、殺菌力の強い「次亜塩素酸」リッチとなる条件で使用していることを意味する。
（３）なお、濃度の測定器は、従来通りの「次亜塩素酸ソーダ」測定器、「残留塩素濃度計」のいずれも（換算しながら）使用可能である。

なお、本実施形態は、上記他のいずれの実施形態にも適用が可能であることは言うまでもない。

このように、本実施形態においては、硫黄系臭気成分を含まない臭気性ガスに対しても、アルデヒド系臭気成分を脱臭可能なｐＨ値に薬液５を制御することが可能である。
すなわち、アルデヒド系臭気成分を含むが、硫黄系臭気成分を含まない臭気性ガスに対しても適応可能である。

本発明に係る湿式脱臭装置は、硫黄系臭気成分及びアルデヒド臭気成分を含有する臭気性ガスを効率的に脱臭することができ、例えばバイオマス発電の発酵過程で発生するガスの硫黄系臭気成分及びアルデヒド臭気成分を同時に脱臭することができ、さらに硫黄系臭気成分を含まずアルデヒド臭気成分を含有する臭気性ガスを脱臭することもでき、その産業上の利用可能性は極めて大きい。

１ 脱臭塔
２ ガス流入口
３ ガス
４ 薬液噴射部
５ 薬液
６ ガス放出口
７ 第１の充填層
８ 第２の充填層
９ 循環薬液槽
１０ 排出口
１１ 配管
１２ 循環ポンプ
１３ 配管
１４ 分岐点
１５ 配管
１６ 配管
１７ 取り入れ口
１８ 電解槽
１９ 配管
２０ 制御装置
２１ 電源線
２２ 濃度計
２３ 濃度信号ライン
２４ ｐＨ計
２５ バルブ
２６ バルブ
２７ 流量計
２８ 流量計
２９ 排出口
３０ 配管
３１ 第１の循環ポンプ
３２ 配管
３３ 配管
３４ 第２の循環ポンプ
３５ 排出口
３６ 配管
３７ 配管

Claims (7)

1. 脱臭塔と、電解槽と、電解槽用制御装置と、第１の循環ポンプとを備え、
   前記脱臭塔は、その内部に第１の充填層、第２の充填層及び循環薬液槽を備え、
   前記第１の充填層は、塩素除去剤を含有し、前記第２の充填層上に配され、
   前記第２の充填層は、酸化触媒を含有し、前記循環薬液槽上に配され、
   前記循環薬液槽は、薬液を貯留するとともに、第１の配管を介して、前記脱臭塔の外部に配した前記第１の循環ポンプに接続され、
   前記第１の循環ポンプは、第２の配管を介して、前記脱臭塔の外部に配した前記電解槽に接続され、
   前記電解槽用制御装置は、前記電解槽と電気的に接続され、
   前記電解槽は第３の配管を介して前記脱臭塔に接続され、
   前記薬液は、塩化ナトリウムと次亜塩素酸ナトリウムを含有する水溶液であり、
   前記次亜塩素酸ナトリウムは、電気分解生成次亜塩素酸ナトリウムであることを特徴とする湿式脱臭装置。
2. 前記薬液のｐＨ値が、６．５〜７．５の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の湿式脱臭装置。
3. 前記脱臭塔は、その内部において前記第１の充填層の上部に配置された薬液噴射部を備え、
   前記前記電解槽と前記第１の循環ポンプとを接続する前記第２の配管の経路に設けられた分岐点において、第４の配管が分岐し、
   前記第４の配管は、前記薬液噴射部に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の湿式脱臭装置。
4. 前記脱臭塔は、その内部において前記第１の充填層の上部に配置された薬液噴射部を備え、
   前記第３の配管は、前記薬液噴射部に接続されていることを特徴とするる請求項１又は２記載の湿式脱臭装置。
5. 前記脱臭塔の外部に配した第２の循環ポンプをさらに備え、
   前記脱臭塔は、その内部において前記第１の充填層の上部に配された薬液噴射部を備え、
   前記循環薬液槽は、第５の配管を介して、前記第２の循環ポンプが接続され、
   前記第２の循環ポンプは、第６の配管を介して、前記薬液噴射部に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の湿式脱臭装置。
6. 前記電解槽に接続された前記第２の配管に次亜塩素酸ナトリウム濃度計が設置され、
   前記次亜塩素酸ナトリウム濃度計の出力信号線が前記電解槽用制御装置に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の湿式脱臭装置。
7. 湿式脱臭装置の脱臭塔に硫黄系臭気成分とアルデヒド系臭気成分を含む臭気性ガスを導入する工程と、
   塩化ナトリウム水溶液を含有する薬液を循環ポンプにより前記脱臭塔内に循環させる工程と、
   前記薬液の塩化ナトリウム水溶液を電解槽において電気分解し、前記薬液中に次亜塩素酸ナトリウムを生成するとともに、前記薬液のｐＨ値を６．５〜７．５の範囲に維持する工程と、
   前記薬液を塩素除去剤を含有する第１の充填層と酸化触媒を含有する第２の充填層に噴射する工程と、
   前記第２の充填層表面において、前記臭気性ガスと前記薬液とを反応させ、前記臭気性ガスに含まれる硫黄系臭気成分とアルデヒド系臭気成分を除去する工程と、
   前記第１の充填層において、塩素を除去する工程と
   を含むことを特徴とする臭気性ガスの脱臭方法。

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