JP3526892B2 - ホルムアルデヒド含有ガスの浄化方法 - Google Patents
ホルムアルデヒド含有ガスの浄化方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホルムアルデヒド含有
ガスの浄化処理方法に関するもので、より詳細には、塗
装排ガス等に含有され、従来捕捉の困難であったホルム
アルデヒドを有効に捕捉し、浄化する方法に関する。特
に、本発明は、低濃度のホルムアルデヒドを含む有機溶
剤排ガスを疎水性ゼオライトを担持したフィルターを用
いて効果的に浄化する方法を提供するものである。
ガスの浄化処理方法に関するもので、より詳細には、塗
装排ガス等に含有され、従来捕捉の困難であったホルム
アルデヒドを有効に捕捉し、浄化する方法に関する。特
に、本発明は、低濃度のホルムアルデヒドを含む有機溶
剤排ガスを疎水性ゼオライトを担持したフィルターを用
いて効果的に浄化する方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】工場等から排出される炭化水素類は、光
化学スモッグの発生要因である。また、それらの多くは
有臭であり、工場が住宅地に隣接している場合にはしば
しば悪臭公害として捉えられることがある。
化学スモッグの発生要因である。また、それらの多くは
有臭であり、工場が住宅地に隣接している場合にはしば
しば悪臭公害として捉えられることがある。
【０００３】これら炭化水素類を含む排ガスの浄化方法
としては、吸着式溶剤回収法（吸着剤に吸着させて回収
する方法）、酸化分解法（高温に加熱し酸化分解させる
方法）等が広範に行われてきた。これらの方法が急速に
普及したのは排ガスを浄化するという目的と同時に、炭
化水素類を溶剤またはエネルギーとして回収できるとい
う経済的なメリットがあったためと考えられる。
としては、吸着式溶剤回収法（吸着剤に吸着させて回収
する方法）、酸化分解法（高温に加熱し酸化分解させる
方法）等が広範に行われてきた。これらの方法が急速に
普及したのは排ガスを浄化するという目的と同時に、炭
化水素類を溶剤またはエネルギーとして回収できるとい
う経済的なメリットがあったためと考えられる。
【０００４】しかし、近年環境保全の立場から、こうい
った経済的なメリットを期待出来ない排ガスに対して
も、その浄化に取り組まなければならない状況になって
いる。すなわち、低濃度の排ガス浄化が、特に臭気対策
として必要になっている。なかでも、化学工場、塗装工
場、飼料工場などの排ガスに数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ含ま
れるホルムアルデヒドについてはこれまで有効な対策が
なかった。
った経済的なメリットを期待出来ない排ガスに対して
も、その浄化に取り組まなければならない状況になって
いる。すなわち、低濃度の排ガス浄化が、特に臭気対策
として必要になっている。なかでも、化学工場、塗装工
場、飼料工場などの排ガスに数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ含ま
れるホルムアルデヒドについてはこれまで有効な対策が
なかった。
【０００５】炭化水素濃度がメタン換算で５０００ｐｐ
ｍ以下の場合は、多量の補助燃料が必要となるため経済
性が失われる。
ｍ以下の場合は、多量の補助燃料が必要となるため経済
性が失われる。
【０００６】この様な低濃度の炭化水素排ガスを経済的
に浄化する方法として、ハニカム式濃縮装置により連続
的に排ガス中の炭化水素を濃縮し、濃縮された小風量の
排ガスを小型の回収装置或いは酸化分解装置で処理する
方式がある。しかし、炭化水素排ガス中にホルムアルデ
ヒドが含まれる場合には、その沸点が−１９．５℃と低
く吸着剤に捕捉されにくいためその処理が困難であっ
た。
に浄化する方法として、ハニカム式濃縮装置により連続
的に排ガス中の炭化水素を濃縮し、濃縮された小風量の
排ガスを小型の回収装置或いは酸化分解装置で処理する
方式がある。しかし、炭化水素排ガス中にホルムアルデ
ヒドが含まれる場合には、その沸点が−１９．５℃と低
く吸着剤に捕捉されにくいためその処理が困難であっ
た。
【０００７】従来、溶剤を含む排ガスの浄化には吸着剤
として活性炭が広範に使用されてきた。しかし、活性炭
自体は可燃性の物質であり活性炭を吸着剤として使用す
る排ガス浄化装置には潜在的に火災や爆発などの危険が
あった。
として活性炭が広範に使用されてきた。しかし、活性炭
自体は可燃性の物質であり活性炭を吸着剤として使用す
る排ガス浄化装置には潜在的に火災や爆発などの危険が
あった。
【０００８】この様な排ガス浄化装置の潜在的な危険を
回避する方法として、不燃性の吸着剤を使用することが
考えられ、新しい吸着剤として疎水性を高めたゼオライ
トが使用され始めている（特表昭６０−５０１４９５号
公報および特開昭６４−８５１１３号公報）。
回避する方法として、不燃性の吸着剤を使用することが
考えられ、新しい吸着剤として疎水性を高めたゼオライ
トが使用され始めている（特表昭６０−５０１４９５号
公報および特開昭６４−８５１１３号公報）。
【０００９】ケトン系有機溶剤含有ガスの浄化に際して
再生過程で触媒性を示さないゼオライト系吸着剤とし
て、特開平４−２１０２３５号公報では、水熱処理した
疎水性ゼオライトを、特開平４−２４４２３０号公報で
はアルカリ金属イオン型の疎水性ゼオライトを提供して
いる。また、特開平５−２３５８６号公報は、高沸点成
分を含む排ガスの浄化に対して、吸着剤として固体酸量
０．１mmol/g以下でＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3モル比５０以上
のゼオライトを提供している。
再生過程で触媒性を示さないゼオライト系吸着剤とし
て、特開平４−２１０２３５号公報では、水熱処理した
疎水性ゼオライトを、特開平４−２４４２３０号公報で
はアルカリ金属イオン型の疎水性ゼオライトを提供して
いる。また、特開平５−２３５８６号公報は、高沸点成
分を含む排ガスの浄化に対して、吸着剤として固体酸量
０．１mmol/g以下でＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3モル比５０以上
のゼオライトを提供している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、疎水性ゼオラ
イトの排ガス浄化装置への適用に関する応用研究は始ま
ったばかりであり、特にその吸着特性については未だ十
分に解明されているとは言い難い。
イトの排ガス浄化装置への適用に関する応用研究は始ま
ったばかりであり、特にその吸着特性については未だ十
分に解明されているとは言い難い。
【００１１】一般的には、空気中の有機物は疎水性ゼオ
ライト結晶内の細孔に捕捉されるので、ゼオライト結晶
単位容積当たりの細孔の占める容積（以下、空隙率とい
う）の大きいものほど有機化合物を多く吸着すると考え
られる。実際に大部分の有機溶剤排ガスについてこのこ
とが確認され、通常は空隙率が０．２６８ｍｌ／ｇとゼ
オライトの中でも最も大きいフォージャサイト型ゼオラ
イトが最も一般的に使用されている。
ライト結晶内の細孔に捕捉されるので、ゼオライト結晶
単位容積当たりの細孔の占める容積（以下、空隙率とい
う）の大きいものほど有機化合物を多く吸着すると考え
られる。実際に大部分の有機溶剤排ガスについてこのこ
とが確認され、通常は空隙率が０．２６８ｍｌ／ｇとゼ
オライトの中でも最も大きいフォージャサイト型ゼオラ
イトが最も一般的に使用されている。
【００１２】そこで本発明者らも、疎水性のフォージャ
サイト型ゼオライトを吸着剤としたハニカム式濃縮装置
でホルムアルデヒドを含む排ガスの浄化を試みた。しか
しホルムアルデヒドの濃度が５０ｐｐｍ以下領域ではホ
ルムアルデヒドは吸着されず、ホルムアルデヒドを含む
排ガスの浄化がまったく行われないことが判明した。
サイト型ゼオライトを吸着剤としたハニカム式濃縮装置
でホルムアルデヒドを含む排ガスの浄化を試みた。しか
しホルムアルデヒドの濃度が５０ｐｐｍ以下領域ではホ
ルムアルデヒドは吸着されず、ホルムアルデヒドを含む
排ガスの浄化がまったく行われないことが判明した。
【００１３】本発明者らは、ホルムアルデヒドを含む有
機溶剤排ガスの最適な疎水性ゼオライトを用いたハニカ
ム式濃縮装置による浄化方法を提供すべく鋭意検討を重
ねた。
機溶剤排ガスの最適な疎水性ゼオライトを用いたハニカ
ム式濃縮装置による浄化方法を提供すべく鋭意検討を重
ねた。
【００１４】その結果、ＳｉＯ2／Ａｌ 2 Ｏ3モル比１０
０以上のＺＳＭ−５型ゼオライトを５０ｋｇ／ｍ3以上
の量で有するハニカム構造フィルターが、ホルムアルデ
ヒドの吸着に有効であることを見いだした。
０以上のＺＳＭ−５型ゼオライトを５０ｋｇ／ｍ3以上
の量で有するハニカム構造フィルターが、ホルムアルデ
ヒドの吸着に有効であることを見いだした。
【００１５】即ち、本発明の目的は、低濃度のホルムア
ルデヒドを含む有機溶剤排ガスを疎水性ゼオライトのフ
ィルターを用いて効果的に浄化する方法を提供するにあ
る。
ルデヒドを含む有機溶剤排ガスを疎水性ゼオライトのフ
ィルターを用いて効果的に浄化する方法を提供するにあ
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ホルムアルデ
ヒドを含有するガスの浄化に最適な、ＳｉＯ2 ／Ａｌ 2
Ｏ3 モル比１００以上のＺＳＭ−５型ゼオライトを５０
ｋｇ／ｍ3 以上の量で有するハニカム構造フィルターに
０．２〜０．５秒間接触させる方法を提供するものであ
る。
ヒドを含有するガスの浄化に最適な、ＳｉＯ2 ／Ａｌ 2
Ｏ3 モル比１００以上のＺＳＭ−５型ゼオライトを５０
ｋｇ／ｍ3 以上の量で有するハニカム構造フィルターに
０．２〜０．５秒間接触させる方法を提供するものであ
る。
【００１７】
【作用】ゼオライト結晶の基本構造は、ＳｉＯ4とその
置換体のＡｌＯ4それぞれの四面体で、それらがお互い
に頂点の酸素原子を共有し、３次元方向に発達した結晶
構造を形成している。その結果、ゼオライト結晶は他の
鉱物にみられないような非常に大きな空洞や孔路を有し
ている。これらの細孔の入口径はゼオライトによってこ
となるが、通常３〜９オングストロームであり、種々の
分子を細孔内部に捕捉することができる。また、結晶内
部にはＡｌＯ4 の負電荷を補うために陽イオンが存在し
ている。この陽イオンによって形成された静電場の影響
により極性分子や分極性分子を選択的に吸着する。汎用
の吸着剤として一般的に使用されているＡ型ゼオライ
ト、Ｘ型ゼオライト等のＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3モル比は２
〜５と低く、これらのゼオライトは有機化合物よりも水
を選択的に吸着する。したがって、有機溶剤を含む排ガ
スの浄化用吸着剤としては適当ではない。
置換体のＡｌＯ4それぞれの四面体で、それらがお互い
に頂点の酸素原子を共有し、３次元方向に発達した結晶
構造を形成している。その結果、ゼオライト結晶は他の
鉱物にみられないような非常に大きな空洞や孔路を有し
ている。これらの細孔の入口径はゼオライトによってこ
となるが、通常３〜９オングストロームであり、種々の
分子を細孔内部に捕捉することができる。また、結晶内
部にはＡｌＯ4 の負電荷を補うために陽イオンが存在し
ている。この陽イオンによって形成された静電場の影響
により極性分子や分極性分子を選択的に吸着する。汎用
の吸着剤として一般的に使用されているＡ型ゼオライ
ト、Ｘ型ゼオライト等のＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3モル比は２
〜５と低く、これらのゼオライトは有機化合物よりも水
を選択的に吸着する。したがって、有機溶剤を含む排ガ
スの浄化用吸着剤としては適当ではない。
【００１８】ゼオライトはＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3モル比２
０以上で親水性を失い、次第に疎水性を示すようにな
る。このように疎水性を示すゼオライトは、有機溶剤を
含む排ガスの浄化に対して、活性炭と同様に疎水性吸着
剤として有用である。特に、水分が共存する系でも有機
溶剤に対する吸着容量の低下が小さく一定の吸着性能を
示すため気象条件によってその性能が低下する事はな
い。
０以上で親水性を失い、次第に疎水性を示すようにな
る。このように疎水性を示すゼオライトは、有機溶剤を
含む排ガスの浄化に対して、活性炭と同様に疎水性吸着
剤として有用である。特に、水分が共存する系でも有機
溶剤に対する吸着容量の低下が小さく一定の吸着性能を
示すため気象条件によってその性能が低下する事はな
い。
【００１９】本発明者らは、前述のごとくホルムアルデ
ヒドを含む有機溶剤排ガスの浄化という課題に対して、
当初疎水性のフォージャサイト型ゼオライトを吸着剤と
したハニカム式溶剤濃縮装置を使用して検討を重ねた。
しかし、一般的な有機溶剤は吸着できるのに、ホルムア
ルデヒドだけは全く吸着されず、十分な排ガス浄化がで
きなかった。
ヒドを含む有機溶剤排ガスの浄化という課題に対して、
当初疎水性のフォージャサイト型ゼオライトを吸着剤と
したハニカム式溶剤濃縮装置を使用して検討を重ねた。
しかし、一般的な有機溶剤は吸着できるのに、ホルムア
ルデヒドだけは全く吸着されず、十分な排ガス浄化がで
きなかった。
【００２０】そこで、種々の結晶構造を有する疎水性ゼ
オライトについてホルムアルデヒドの吸着等温線を測定
した。その結果、これまでの知見では予測できなかった
ことであるが、ＺＳＭ−５型の結晶構造を有する疎水性
ゼオライトのみが特異的に高いホルムアルデヒドの吸着
特性を示すことがわかった。
オライトについてホルムアルデヒドの吸着等温線を測定
した。その結果、これまでの知見では予測できなかった
ことであるが、ＺＳＭ−５型の結晶構造を有する疎水性
ゼオライトのみが特異的に高いホルムアルデヒドの吸着
特性を示すことがわかった。
【００２１】有機化合物の疎水性ゼオライトにおける吸
着サイトは、結晶内の細孔であるが、その表面は結晶構
造に関係なく酸素原子で形成されている。従って、この
ＺＳＭ−５型に対するホルムアルデヒドの特異的な吸着
はその特殊な細孔構造によるものではないかと推定され
る。
着サイトは、結晶内の細孔であるが、その表面は結晶構
造に関係なく酸素原子で形成されている。従って、この
ＺＳＭ−５型に対するホルムアルデヒドの特異的な吸着
はその特殊な細孔構造によるものではないかと推定され
る。
【００２２】ちなみに、一例として、フォージャサイト
型のゼオライト結晶の空孔率は０．２６８ｍｌ／ｇであ
り、ＺＳＭ−５型の場合は０．１９９ｍｌ／ｇである。
また、窒素吸着法により求めた比表面積はフォージャサ
イト型で約７００ｍ2 ／ｇ、ＺＳＭ−５型で約３００ｍ
2 ／ｇである。疎水性ゼオライトは実質的に珪素と酸素
から形成されており、吸着剤の表面状態によって吸着力
が決まるならば、低濃度でもＺＳＭ−５型に対してフォ
ージャサイト型の疎水性ゼオライトは常に高い吸着量を
示すはずである。しかし、フォージャサイト型の疎水性
ゼオライトは５０ｐｐｍ以下の濃度域でホルムアルデヒ
ドを全く吸着しないにもかかわらず、ＺＳＭ−５型のそ
れは常温でたしかにホルムアルデヒドを吸着する。たと
えば、５０ｐｐｍのホルムアルデヒドを、３０℃におい
て、疎水性のＺＳＭ−５型ゼオライトは約１．５ｇ／１
００ｇ吸着するが、疎水性のフォージャサイト型は０．
１ｇ／１００ｇ以下の吸着量しか示さない。
型のゼオライト結晶の空孔率は０．２６８ｍｌ／ｇであ
り、ＺＳＭ−５型の場合は０．１９９ｍｌ／ｇである。
また、窒素吸着法により求めた比表面積はフォージャサ
イト型で約７００ｍ2 ／ｇ、ＺＳＭ−５型で約３００ｍ
2 ／ｇである。疎水性ゼオライトは実質的に珪素と酸素
から形成されており、吸着剤の表面状態によって吸着力
が決まるならば、低濃度でもＺＳＭ−５型に対してフォ
ージャサイト型の疎水性ゼオライトは常に高い吸着量を
示すはずである。しかし、フォージャサイト型の疎水性
ゼオライトは５０ｐｐｍ以下の濃度域でホルムアルデヒ
ドを全く吸着しないにもかかわらず、ＺＳＭ−５型のそ
れは常温でたしかにホルムアルデヒドを吸着する。たと
えば、５０ｐｐｍのホルムアルデヒドを、３０℃におい
て、疎水性のＺＳＭ−５型ゼオライトは約１．５ｇ／１
００ｇ吸着するが、疎水性のフォージャサイト型は０．
１ｇ／１００ｇ以下の吸着量しか示さない。
【００２３】この様に、ＺＳＭ−５ゼオライトはホルム
アルデヒドに対して格段に優れた吸着性を示すことが判
明したので、さらにハニカム式濃縮装置への適用につい
て検討を行った。
アルデヒドに対して格段に優れた吸着性を示すことが判
明したので、さらにハニカム式濃縮装置への適用につい
て検討を行った。
【００２４】ハニカム式濃縮装置は、一例として、ハニ
カム構造を有するセラミック繊維のローターに疎水性ゼ
オライトを担持した主要部からなり、このローターは、
吸着部と再生部とにシールで区分され、ローターの各部
分は吸着部と再生部とに交互に出入りする構造になって
いる。ローターは低速で回転し、疎水性ゼオライトに吸
着されたホルムアルデヒドや有機溶剤は再生部で熱風に
より連続的に脱着される。このため、吸着部のローター
は常にホルムアルデヒドや有機溶剤を吸着することがで
きる。
カム構造を有するセラミック繊維のローターに疎水性ゼ
オライトを担持した主要部からなり、このローターは、
吸着部と再生部とにシールで区分され、ローターの各部
分は吸着部と再生部とに交互に出入りする構造になって
いる。ローターは低速で回転し、疎水性ゼオライトに吸
着されたホルムアルデヒドや有機溶剤は再生部で熱風に
より連続的に脱着される。このため、吸着部のローター
は常にホルムアルデヒドや有機溶剤を吸着することがで
きる。
【００２５】このハニカム式濃縮装置のローターとし
て、疎水性ＺＳＭ−５型ゼオライトを担持したものを製
作し、ホルムアルデヒドを含む有機溶剤排ガスの浄化に
適用した。
て、疎水性ＺＳＭ−５型ゼオライトを担持したものを製
作し、ホルムアルデヒドを含む有機溶剤排ガスの浄化に
適用した。
【００２６】ハニカムローターにおける疎水性ゼオライ
トの量、即ちローター単位容積当たりの重量（ｋｇ／ｍ
3 ）は、ローターの有機溶剤保持量および濃縮倍率を決
定する因子であり、特に重要である。ローターに吸着さ
れた有機溶剤は、再生部においてローターから脱着され
るが、このとき熱風とローターの間で熱交換が行われる
ので、吸着された有機溶剤あたりの再生に必要な熱風量
はゼオライトの容積あたりの量が多いほど少なくてす
み、濃縮倍率も高く取れる。実際には、５０ｋｇ／ｍ3
以上の量があれば、十分な浄化性能及び経済的な有機溶
剤濃縮性能が達成される。
トの量、即ちローター単位容積当たりの重量（ｋｇ／ｍ
3 ）は、ローターの有機溶剤保持量および濃縮倍率を決
定する因子であり、特に重要である。ローターに吸着さ
れた有機溶剤は、再生部においてローターから脱着され
るが、このとき熱風とローターの間で熱交換が行われる
ので、吸着された有機溶剤あたりの再生に必要な熱風量
はゼオライトの容積あたりの量が多いほど少なくてす
み、濃縮倍率も高く取れる。実際には、５０ｋｇ／ｍ3
以上の量があれば、十分な浄化性能及び経済的な有機溶
剤濃縮性能が達成される。
【００２７】また、疎水性ＺＳＭ−５型ゼオライトを担
持したローターにおいて、排ガスのローター内における
滞留時間、すなわち接触時間が０．２〜０．５秒の条件
で、最も効率良くホルムアルデヒドが除去された。接触
時間が０．２秒以下の場合は、ローター部におけるホル
ムアルデヒド分子の拡散過程が律速となり、ホルムアル
デヒドの吸着が十分に行われなかったと考えられる。一
方、０．５秒以上の場合は排ガスの浄化は申し分なく達
成されるものであるが、接触時間を長くするということ
は一定の処理ガス量に対して大型のローターを必要とす
ることであり、過大な設備投資につながるので好ましく
ない。
持したローターにおいて、排ガスのローター内における
滞留時間、すなわち接触時間が０．２〜０．５秒の条件
で、最も効率良くホルムアルデヒドが除去された。接触
時間が０．２秒以下の場合は、ローター部におけるホル
ムアルデヒド分子の拡散過程が律速となり、ホルムアル
デヒドの吸着が十分に行われなかったと考えられる。一
方、０．５秒以上の場合は排ガスの浄化は申し分なく達
成されるものであるが、接触時間を長くするということ
は一定の処理ガス量に対して大型のローターを必要とす
ることであり、過大な設備投資につながるので好ましく
ない。
【００２８】ローターの再生温度は、共存する有機溶剤
の種類にもよるが、ホルムアルデヒドだけであれば１０
０℃以上の温度で行えば良い。
の種類にもよるが、ホルムアルデヒドだけであれば１０
０℃以上の温度で行えば良い。
【００２９】
【発明の好適態様】本発明において、ホルムアルデヒド
含有ガスとしては、ホルムアルデヒドを比較的低濃度で
含む任意のガス、例えば、化学工場、塗装工場、飼料工
場などの排ガスに適用することができる。
含有ガスとしては、ホルムアルデヒドを比較的低濃度で
含む任意のガス、例えば、化学工場、塗装工場、飼料工
場などの排ガスに適用することができる。
【００３０】本発明は、これらのガスの内でも、全有機
溶剤濃度がメタン換算で５００〜５０００ｐｐｍであ
り、かつホルムアルデヒド濃度が５〜１００ｐｐｍであ
る排ガス、特に塗料やインクの乾燥乃至焼き付け排ガス
の処理に有用である。
溶剤濃度がメタン換算で５００〜５０００ｐｐｍであ
り、かつホルムアルデヒド濃度が５〜１００ｐｐｍであ
る排ガス、特に塗料やインクの乾燥乃至焼き付け排ガス
の処理に有用である。
【００３１】塗料やインクの樹脂分としては、各種樹脂
が使用されているが、樹脂の主成分や樹脂の硬化剤成分
として、或いは樹脂の変性剤成分として、フェノール−
ホルムアルデヒド樹脂や、メラミン−ホルムアルデヒド
樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂が使用されているこ
とが多い。
が使用されているが、樹脂の主成分や樹脂の硬化剤成分
として、或いは樹脂の変性剤成分として、フェノール−
ホルムアルデヒド樹脂や、メラミン−ホルムアルデヒド
樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂が使用されているこ
とが多い。
【００３２】塗料乃至インクの乾燥乃至焼き付け工程で
は、樹脂の重縮合により、或いは樹脂の熱分解により、
樹脂中のホルムアルデヒドが発生する。このホルムアル
デヒドは、濃度が比較的低いものであるが、本発明によ
れば、このホルムアルデヒドを有効に除去することがで
きる。
は、樹脂の重縮合により、或いは樹脂の熱分解により、
樹脂中のホルムアルデヒドが発生する。このホルムアル
デヒドは、濃度が比較的低いものであるが、本発明によ
れば、このホルムアルデヒドを有効に除去することがで
きる。
【００３３】また、有機溶剤成分の含有量の低い排ガス
としては、水性塗料乃至インクの乾燥乃至焼き付け排ガ
スや、無溶剤型乃至低溶剤型の塗料乃至インクからの排
ガスが挙げられる。水性塗料乃至インクの場合、溶剤の
主たるものは勿論水であるが、樹脂分の水に対する溶解
性や分散性を向上させ、塗料等に造膜性を付与するた
め、極性有機溶媒等が必ず含有されている。無溶剤型乃
至低溶剤型の塗料乃至インクでは、液状の樹脂分が、紫
外線、放射線、触媒等の作用により硬化して、緻密な被
覆となるものであるが、基体への濡れ性や塗装性等を高
めるために、若干の溶剤が希釈剤として含まれている場
合がほとんどである。また、無溶剤型乃至低溶剤型の塗
料では、塗膜の硬化は紫外線等により行われるとして
も、塗膜の硬化を完結させ、塗膜の歪を取り除くため、
熱処理を行うのが一般的である。従って、排出される排
ガスには、低濃度の有機溶剤成分が含有されているが、
本発明によれば、この様な塗料乃至インクの処理時の排
ガスから、低濃度の有機溶剤成分をも同時に除去するこ
とができる。
としては、水性塗料乃至インクの乾燥乃至焼き付け排ガ
スや、無溶剤型乃至低溶剤型の塗料乃至インクからの排
ガスが挙げられる。水性塗料乃至インクの場合、溶剤の
主たるものは勿論水であるが、樹脂分の水に対する溶解
性や分散性を向上させ、塗料等に造膜性を付与するた
め、極性有機溶媒等が必ず含有されている。無溶剤型乃
至低溶剤型の塗料乃至インクでは、液状の樹脂分が、紫
外線、放射線、触媒等の作用により硬化して、緻密な被
覆となるものであるが、基体への濡れ性や塗装性等を高
めるために、若干の溶剤が希釈剤として含まれている場
合がほとんどである。また、無溶剤型乃至低溶剤型の塗
料では、塗膜の硬化は紫外線等により行われるとして
も、塗膜の硬化を完結させ、塗膜の歪を取り除くため、
熱処理を行うのが一般的である。従って、排出される排
ガスには、低濃度の有機溶剤成分が含有されているが、
本発明によれば、この様な塗料乃至インクの処理時の排
ガスから、低濃度の有機溶剤成分をも同時に除去するこ
とができる。
【００３４】本発明で用いるＺＳＭ−５型ゼオライト
は、ＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3のモル比が１００以上、特に２
００乃至５０００の範囲にあるのがよい。このＺＳＭ−
５型ゼオライトは、上記シリカ分及びアルミナ分に加え
て、ナトリウム等のアルカリ金属分を含有していてもよ
く、またアルカリ金属分が水素に置換された水素型ゼオ
ライトであってもよい。
は、ＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3のモル比が１００以上、特に２
００乃至５０００の範囲にあるのがよい。このＺＳＭ−
５型ゼオライトは、上記シリカ分及びアルミナ分に加え
て、ナトリウム等のアルカリ金属分を含有していてもよ
く、またアルカリ金属分が水素に置換された水素型ゼオ
ライトであってもよい。
【００３５】このＺＳＭ−５型ゼオライトのＢＥＴ法比
表面積は、一般に３００乃至４００ｍ2 ／ｇの範囲にあ
り、一方細孔容積は、０．１８〜０．２１ｃｃ／ｇの範
囲にあることが望ましい。また、その粒子径は、一般に
１乃至５μｍの範囲内にある。
表面積は、一般に３００乃至４００ｍ2 ／ｇの範囲にあ
り、一方細孔容積は、０．１８〜０．２１ｃｃ／ｇの範
囲にあることが望ましい。また、その粒子径は、一般に
１乃至５μｍの範囲内にある。
【００３６】ＺＳＭ−５型ゼオライトは、それ自体公知
の方法、例えば、シリカ源、アルミナ源、アルカリ金属
成分及び水を、塩基性有機窒素化合物をテンプレートと
して水熱処理する方法や、テンプレートを用いることな
く、水性コロイドシリカゾル、アルミン酸アルカリ、及
び水酸化アルカリを水熱処理する方法等により得られ
る。
の方法、例えば、シリカ源、アルミナ源、アルカリ金属
成分及び水を、塩基性有機窒素化合物をテンプレートと
して水熱処理する方法や、テンプレートを用いることな
く、水性コロイドシリカゾル、アルミン酸アルカリ、及
び水酸化アルカリを水熱処理する方法等により得られ
る。
【００３７】ＺＳＭ−５型ゼオライトのハニカム式フィ
ルターとしては、既に指摘した通り、ハニカム構造を有
するセラミック繊維のローターに疎水性ゼオライトを担
持させたものが有利に使用されるが、これに限定される
ことなく、他のハニカム基体にＺＳＭ−５型ゼオライト
を担持させたものや、ＺＳＭ−５型ゼオライトを、必要
によりクレイ等の無機成形助剤や樹脂等の有機成形助剤
と共に、ハニカムに成形したものを用いることもでき
る。
ルターとしては、既に指摘した通り、ハニカム構造を有
するセラミック繊維のローターに疎水性ゼオライトを担
持させたものが有利に使用されるが、これに限定される
ことなく、他のハニカム基体にＺＳＭ−５型ゼオライト
を担持させたものや、ＺＳＭ−５型ゼオライトを、必要
によりクレイ等の無機成形助剤や樹脂等の有機成形助剤
と共に、ハニカムに成形したものを用いることもでき
る。
【００３８】ＺＳＭ−５型ゼオライトのハニカムへの充
填量は、５０ｋｇ／ｍ3 以上、特に７０乃至１５０ｋｇ
／ｍ3 の範囲にあることが好ましい。ＺＳＭ−５型ゼオ
ライトの充填量が余り大きくなりすぎると、ガスの圧損
が増大し、コストも高くなるので好ましくない。
填量は、５０ｋｇ／ｍ3 以上、特に７０乃至１５０ｋｇ
／ｍ3 の範囲にあることが好ましい。ＺＳＭ−５型ゼオ
ライトの充填量が余り大きくなりすぎると、ガスの圧損
が増大し、コストも高くなるので好ましくない。
【００３９】ハニカム式ローターの径は、特に制限はな
いが、一般に４００乃至６０００ｍｍ程度のものが適当
であり、吸着部と脱着部との面積比率は、一般に７：１
乃至３：１の範囲にあるのがよい。ローターの回転速度
は、１．５乃至８回転／時間、特に２乃至５回転／分の
範囲で変化させることができる。
いが、一般に４００乃至６０００ｍｍ程度のものが適当
であり、吸着部と脱着部との面積比率は、一般に７：１
乃至３：１の範囲にあるのがよい。ローターの回転速度
は、１．５乃至８回転／時間、特に２乃至５回転／分の
範囲で変化させることができる。
【００４０】処理ガスは、ホルムアルデヒドや有機溶剤
の吸着性の点で、ハニカムフィルターに、６０℃以下、
特に４０℃以下の温度で供給することが好ましい。勿
論、排ガスが上記温度よりも高温である場合には、冷却
し、または排ガス中にタール分や粉塵が含有されている
場合には集塵操作を行うことができる。
の吸着性の点で、ハニカムフィルターに、６０℃以下、
特に４０℃以下の温度で供給することが好ましい。勿
論、排ガスが上記温度よりも高温である場合には、冷却
し、または排ガス中にタール分や粉塵が含有されている
場合には集塵操作を行うことができる。
【００４１】本発明において、この処理により、全有機
溶剤濃度を１００ｐｐｍ以下となし、かつ同時にホルム
アルデヒド濃度を５ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
溶剤濃度を１００ｐｐｍ以下となし、かつ同時にホルム
アルデヒド濃度を５ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【００４２】脱着は１００℃以上、特に１３０乃至２５
０℃の温度で、また吸着剤の吸着平衡特性によっても相
違するが、脱着−吸着の温度差が３０乃至４５０℃、特
に８０乃至２００℃となるように、吸着処理を行うこと
が好ましい。脱着用高温キャリアーガスは、処理用ガス
の一部を、上記温度に加熱して、用いるのが好ましい。
０℃の温度で、また吸着剤の吸着平衡特性によっても相
違するが、脱着−吸着の温度差が３０乃至４５０℃、特
に８０乃至２００℃となるように、吸着処理を行うこと
が好ましい。脱着用高温キャリアーガスは、処理用ガス
の一部を、上記温度に加熱して、用いるのが好ましい。
【００４３】吸着工程からの脱着ガスは、有機成分が高
濃度に濃縮されており、有機成分の濃度は、一般に爆発
下限界値の３０％以下の範囲であり、濃縮の程度は、５
乃至１５倍のオーダーである。このため、この濃縮ガス
は、少ない燃料での混燃で、或いは触媒との接触による
酸化で容易に処理を行えるという利点を与える。
濃度に濃縮されており、有機成分の濃度は、一般に爆発
下限界値の３０％以下の範囲であり、濃縮の程度は、５
乃至１５倍のオーダーである。このため、この濃縮ガス
は、少ない燃料での混燃で、或いは触媒との接触による
酸化で容易に処理を行えるという利点を与える。
【００４４】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。
【００４５】（ハニカム式濃縮試験装置）装置の概略図
を図１に示す。本実施例で使用するローター式吸着装置
１は、吸着剤ローター２からなっており、この吸着剤ロ
ーター２は、吸着域３、脱着域４及び冷却域５をこの順
序に横切るように設けられている。
を図１に示す。本実施例で使用するローター式吸着装置
１は、吸着剤ローター２からなっており、この吸着剤ロ
ーター２は、吸着域３、脱着域４及び冷却域５をこの順
序に横切るように設けられている。
【００４６】ホルムアルデヒド及び有機溶剤含有ガス６
を、吸着域３に供給して、有機成分を吸着剤ローター２
に吸着させ、前記ガスの一部を冷却域５に供給し、この
ガス７を熱交換器８により高温に加熱し、この高温ガス
９を、前記吸着装置の脱着域４に供給し、有機成分を脱
着して、有機成分の濃縮ガス１０を生成させる。
を、吸着域３に供給して、有機成分を吸着剤ローター２
に吸着させ、前記ガスの一部を冷却域５に供給し、この
ガス７を熱交換器８により高温に加熱し、この高温ガス
９を、前記吸着装置の脱着域４に供給し、有機成分を脱
着して、有機成分の濃縮ガス１０を生成させる。
【００４７】この有機成分の濃縮ガス１０を、接触式排
気処理装置１１に供給し、濃縮ガス中の有機成分を酸化
燃焼させることにより、大気中に放出可能なガスに転化
する。このガスは高温であるので、前述した熱交換器８
に供給し、脱着用高温ガスへの加熱に利用する。
気処理装置１１に供給し、濃縮ガス中の有機成分を酸化
燃焼させることにより、大気中に放出可能なガスに転化
する。このガスは高温であるので、前述した熱交換器８
に供給し、脱着用高温ガスへの加熱に利用する。
【００４８】試験装置ハニカムローター２の直径は６０
０ｍｍφであった。ローター２の約７５％は吸着部であ
り、残り約２５％は再生部（脱着域４及び冷却域５）で
ある。ローターは４ｒｐｍで回転し、再生部には１８０
℃の熱風が供給され、ホルムアルデヒド及び有機溶剤を
吸着した部分は連続的に再生される。
０ｍｍφであった。ローター２の約７５％は吸着部であ
り、残り約２５％は再生部（脱着域４及び冷却域５）で
ある。ローターは４ｒｐｍで回転し、再生部には１８０
℃の熱風が供給され、ホルムアルデヒド及び有機溶剤を
吸着した部分は連続的に再生される。
【００４９】実施例１
ＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3モル比が１０００のＺＳＭ−５型ゼ
オライトを１００ｋｇ／ｍ3で担持したハニカムロータ
ーを用い有機溶剤排ガスの浄化試験を行った。排ガスの
温度、組成を表１に示す。
オライトを１００ｋｇ／ｍ3で担持したハニカムロータ
ーを用い有機溶剤排ガスの浄化試験を行った。排ガスの
温度、組成を表１に示す。
【００５０】ローターへの排ガス接触時間を変えたとき
の排ガス中の全有機溶剤濃度（以下ＴＨＣという）およ
びホルムアルデヒド濃度を表２に示す。この結果から、
接触時間が０．２秒以上であれば、ホルムアルデヒドを
含む排ガスの浄化が有効に行われることがわかる。
の排ガス中の全有機溶剤濃度（以下ＴＨＣという）およ
びホルムアルデヒド濃度を表２に示す。この結果から、
接触時間が０．２秒以上であれば、ホルムアルデヒドを
含む排ガスの浄化が有効に行われることがわかる。
【００５１】比較例１
ＳｉＯ2／Ａｌ 2Ｏ3モル比が５０００のフォージャサイ
ト型ゼオライトを１００ｋｇ／ｍ3で担持したハニカム
ローターを用い、実施例１と同様に有機溶剤排ガスの浄
化実験を行った。結果を表３に示す。ＴＨＣ濃度は低下
しているがホルムアルデヒドはほとんど除去されていな
いことがわかる。
ト型ゼオライトを１００ｋｇ／ｍ3で担持したハニカム
ローターを用い、実施例１と同様に有機溶剤排ガスの浄
化実験を行った。結果を表３に示す。ＴＨＣ濃度は低下
しているがホルムアルデヒドはほとんど除去されていな
いことがわかる。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
【表３】
【００５５】
【発明の効果】この発明により、従来困難であったホル
ムアルデヒド含有ガスの浄化が可能になった。特に、ホ
ルムアルデヒドの濃度が５０ｐｐｍ以下である有機溶剤
排ガスがハニカム式濃縮装置において可能になった意義
は大きい。すなわち、人体に有害なホルムアルデヒドの
放出が抑制するため経済的で、装置の発火などの危険性
のない方法が提供された。
ムアルデヒド含有ガスの浄化が可能になった。特に、ホ
ルムアルデヒドの濃度が５０ｐｐｍ以下である有機溶剤
排ガスがハニカム式濃縮装置において可能になった意義
は大きい。すなわち、人体に有害なホルムアルデヒドの
放出が抑制するため経済的で、装置の発火などの危険性
のない方法が提供された。
【図１】本発明の実施例に用いた装置の概略配置図であ
る。
る。
１ ローター式吸着装置
２ 吸着剤ローター
３ 吸着域
４ 脱着域
５ 冷却域
６ ホルムアルデヒド及び有機溶剤含有ガス
７ 冷却域からのガス
８ 熱交換器
９ 高温ガス
１０ 有機成分の濃縮ガス
１１ 接触式排気処理装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 森下 悟
神奈川県綾瀬市寺尾台４丁目２番15号
(72)発明者 野田 志知
神奈川県座間市入谷４−3011−６東建座
間ハイツ２−510
(72)発明者 小峰 高吉
神奈川県横浜市泉区新橋1029−19
(56)参考文献 特開 平４−250846（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01D 53/34 - 53/90,53/06
B01J 20/18,20/28
Claims (2)
- 【請求項１】 ホルムアルデヒド含有ガスをＳｉＯ2 ／
Ａｌ 2 Ｏ3 モル比１００以上のＺＳＭ−５型ゼオライト
を５０ｋｇ／ｍ3以上の量で有するハニカム構造フィル
ターに０．２〜０．５秒間接触させることを特徴とする
ホルムアルデヒド含有ガスの浄化方法。 - 【請求項２】 全有機溶剤濃度がメタン換算で５００〜
５０００ｐｐｍであり、かつホルムアルデヒド濃度が５
〜１００ｐｐｍであるホルムアルデヒド含有ガスを、前
記接触により、全有機溶剤濃度を１００ｐｐｍ以下とな
し、かつ同時にホルムアルデヒド濃度を５ｐｐｍ以下と
する請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23040593A JP3526892B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | ホルムアルデヒド含有ガスの浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23040593A JP3526892B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | ホルムアルデヒド含有ガスの浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0780248A JPH0780248A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3526892B2 true JP3526892B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=16907374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23040593A Expired - Fee Related JP3526892B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | ホルムアルデヒド含有ガスの浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526892B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108905559A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-30 | 浙江柯迈环境建设有限公司 | 一种装修用甲醛去除剂及其制备方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19716877C1 (de) * | 1997-04-22 | 1998-12-10 | Schedler Johannes | Verfahren zur adsorptiven Abgasreinigung |
| US8366803B2 (en) * | 2007-04-23 | 2013-02-05 | Enbion Inc. | Air cleaner having regenerative filter, and method for regenerative of air cleaner filter |
| JP2009082797A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Toyobo Co Ltd | 有機溶剤含有ガス処理システム |
| JP2010201316A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Jg Environmental Technology Co Ltd | 濃縮ローターシステムに用いる運転最適化制御方法及び装置 |
| FR2953153B1 (fr) * | 2009-11-27 | 2013-12-06 | Irma | Zeolithe hydrophobe echangee avec un metal de transition en tant qu'adsorbant d'aldehydes |
| JP5744488B2 (ja) * | 2010-11-29 | 2015-07-08 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス処理装置 |
| CN107952289A (zh) * | 2016-10-17 | 2018-04-24 | 秦素洁 | 一种具有甲醛净化功能的过滤网及其制备方法 |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP23040593A patent/JP3526892B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108905559A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-30 | 浙江柯迈环境建设有限公司 | 一种装修用甲醛去除剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0780248A (ja) | 1995-03-28 |
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