JP3570267B2

JP3570267B2 - Adsorption treatment member, adsorption treatment apparatus and adsorption treatment method using the same

Info

Publication number: JP3570267B2
Application number: JP02049199A
Authority: JP
Inventors: 多恵子清水; 剛志西嶋
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: JP2000218122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理ガスを一方向に通過させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理する吸着処理用部材並びにそれを用いた吸着処理装置及び吸着処理方法に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両室内には、燃料やオイル等の分解ガス、タバコに由来する燃焼生成物、内装用ボード類や車内装備の接合等に用いられる接着剤や断熱用発泡樹脂等から揮散する有機化合物等の悪臭又は無臭有毒な気体成分が存在している。また、住居内においても、タバコに由来する燃焼生成物はもとより、シックハウスが問題になっているように断熱材や合板材の接着剤から揮散する有害気体成分が存在している。このような気体成分中には、通常、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド等のカルボニル基含有化合物が含まれている。
【０００３】
上記悪臭又は無臭有毒な気体成分を除去する方法としては、例えば特開平１０−１９３９６２号公報に示されているように、活性炭等の物理的吸着剤を利用する吸着処理方法がよく用いられているが、この方法では、特に上記カルボニル基含有化合物の吸着除去能力が不十分となる。また、活性炭等の物理的吸着剤は微細孔を多数有しており、この微細孔が吸着サイトとなって、この吸着サイト内に被処理ガス中の被吸着成分を捕捉することにより吸着除去能力を発揮するが、被処理ガス中に水分が含まれていると、その水分を吸収してしまうため、吸着サイトが水分で飽和され易くなり、物理的吸着剤の吸着能力が十分に発揮されないという問題がある。したがって、上記公報のように活性炭を入れた脱臭部によりエバポレータから飛散する凝縮水を受け止める構成では、飛散した凝縮水は活性炭により良好に吸着されるが、活性炭の吸着能力は低下してしまう。
【０００４】
そこで、従来、例えば特開平９−３１３８２８号公報に示されているように、活性炭やゼオライト等の担体に、アミン系やアンモニア系の化合物からなるアルデヒド類除去用薬剤を担持させた化学的吸着剤を用いることにより、アルデヒド類を除去して空気を清浄化するようにすることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記提案例のものでは、アルデヒド類を吸着処理することはできるものの、以下のような問題点がある。すなわち、アルデヒド類除去用薬剤のうち、トリエタノールアミン、ピリジン及びヘキサメチレンテトラミンは常温でアンモニアのような刺激臭を有し、カゼイン、カゼインナトリウム及びグリシンは常温で臭気を有し、尿素及びチオ尿素は高温（８０〜１００℃）で異臭を発し、これは水分の存在で激しくなる。また、アミン系又はアンモニア系の塩の場合は、臭気の問題は生じないものの、水分の作用により解離して、腐食性の高い酸イオンを生成したり（硫酸アンモニウム、ＥＤＴＡ、２Ｎａ等）、酸を遊離したり（ポリアリルアミン塩酸塩、硫酸アミノグアニジン、硝酸グアニジン、硫酸ヒドロヒシルアミン等）するという問題がある。さらに、ジメチルヒダントインの場合は、臭気や腐食の問題は生じないが、昇華性を有するために吸着剤としては使用し難いものである。このように、上記提案例のものはアルデヒド類除去用薬剤自体にかなり大きな問題があって、実用的ではない。
【０００６】
また、たとえ上記のようなものを含む種々の化学的吸着剤を使用したとしても、この化学的吸着剤は化学反応によって被吸着成分を吸着するものであるため、被吸着成分が限定されると共に、化学反応用物質の全てが消費されてしまうと、それ以上の吸着処理を行うことはできず、多様な被吸着成分を長期に亘って吸着させるようにする上で改良の余地がある。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸着処理部材に対して被処理ガスを一方向に通過させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理する場合に、多様な被吸着成分を効率良く吸着することができるようにすると共に、吸着能力の経時変化を出来る限り抑制し、特に被吸着成分がアルデヒド類やケトン類のようなカルボニル基含有化合物を、臭気や腐食の問題が全くない化学的吸着剤を用いて効率良く吸着処理しようとすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分（カルボニル基含有化合物）と化学的に反応する吸着性化合物（一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物）と、水分を吸収する吸水性物質（上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記被処理ガス中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、該被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する物質）とを有する化学的吸着剤が充填された化学的吸着剤層と、物理的吸着剤が充填された物理的吸着剤層とを備え、この化学的吸着剤層を、物理的吸着剤層よりも被処理ガスの通気方向の上流側に配設するようにした。
【０００９】
具体的には、この発明では、被処理ガスを一方向に通過させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理する吸着処理用部材を対象とする。
【００１０】
そして、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分と化学的に反応する吸着性化合物と、水分を吸収する吸水性物質とを有する化学的吸着剤が充填された化学的吸着剤層と、物理的吸着剤が充填された物理的吸着剤層とを備え、上記吸着性化合物は、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物であり、上記吸着性化合物と反応する被吸着成分は、カルボニル基含有化合物であり、上記吸水性物質は、上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記被処理ガス中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、該被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する物質であり、上記化学的吸着剤層は、上記物理的吸着剤層よりも上記被処理ガスの通気方向の上流側に配設されているものとする。
【００１１】
このことにより、吸着性化合物によりアルデヒド類やケトン類のようなカルボニル基含有化合物を確実に吸着することができると共に、アミン系やアンモニア系の化合物とは異なり、吸着性化合物自体が臭気を発したり腐食性の高いイオンを生成したりすることはなく、しかも、昇華性を有していないので、何の問題もなく吸着処理用に使用することができる。しかも、化学的吸着剤の吸水性物質により水分が吸収され、この吸水性物質により吸収した水分を吸着性化合物に確実に供給することができるので、その水分により被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応が促進され、化学的吸着剤による吸着能力を向上させることができる。また、化学的吸着剤の吸水性物質により水分が吸収されることで、被処理ガスが水分を含んでいても、その水分は上流側の化学的吸着剤層によりブロックされ、その下流側の物理的吸着剤層へ供給される水分量が低減する。このため、物理的吸着剤の吸着サイトが水分によって飽和され難くなり、その吸着性能を十分に発揮させることができる。また、化学的吸着剤層及物理的吸着剤層の両方を備えているので、一方の吸着剤のみでは吸着能力が不十分な被吸着成分であっても他方の吸着剤に吸着させることができ、多様な気体成分を吸着除去することができる。さらに、一方の吸着剤の吸着能力が低下しても他方の吸着剤により全体として吸着能力が低下するのを抑制することができる。よって、カルボニル基含有化合物を含む種々の被吸着成分に対して長期に亘って吸着能力を高レベルに維持することができる。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、化学的吸着剤層と物理的吸着剤層とが互いに隣接するように配設されているものとする。
【００１３】
このことで、両吸着剤層を備えることによる吸着効率向上効果をより一層高めることができると共に、両吸着剤層間の仕切り等を省略してもよく、吸着処理用部材のコンパクト化を図ることができると共に、被処理ガスの通気抵抗を低減することができる。
【００１４】
請求項３の発明では、被処理ガスを一方向に通過させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理する吸着処理用部材を対象とする。
【００１５】
そして、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分と化学的に反応する吸着性化合物と、水分を吸収する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とが混合された混合層を備え、上記吸着性化合物は、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物であり、上記吸着性化合物と反応する被吸着成分は、カルボニル基含有化合物であり、上記吸水性物質は、上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記被処理ガス中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、該被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する物質であり、上記混合層の両吸着剤の各濃度は、上記被処理ガスの通気方向の上流側において化学的吸着剤の方が高くかつ下流側において物理的吸着剤の方が高くなるように、被処理ガスの通気方向に連続的又は非連続的に変化しているものとする。この発明により、請求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１６】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、吸着処理用部材は、化学的吸着剤と物理的吸着剤とを内包するシート状部材を有するフィルタ部材であるものとする。こうすることで、吸着処理用部材を吸着処理装置等に容易に組み込むことができる。
【００１７】
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１つの発明において、吸水性物質は、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であるものとする。そして、請求項６の発明では、請求項５の発明において、吸水性無機物質は、Ｈ型ゼオライトであるものとする。一方、請求項７の発明では、請求項５の発明において、吸水性ポリマーは、アクリル酸又はその塩系、アクリルアミド系、マレイン酸系、エチレンオキサイド系、ビニルアルコール系の単独又は共重合体、変性澱粉及び変性セルロースよりなる群から選択される少なくとも１種であるものとする。これらの発明により、吸水性が良好な吸水性物質の具体的材料が容易に得られる。
【００１８】
請求項８の発明では、請求項１〜７のいずれか１つの発明において、吸着性化合物は、レゾルシンであるものとする。このことで、カルボニル基含有化合物を吸着するのに最も適した具体的材料が容易に得られる。
【００１９】
請求項９の発明では、請求項１〜８のいずれか１つの発明において、化学的吸着剤は、さらに結合剤を有し、上記結合剤の重量が、上記吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定されているものとする。
【００２０】
このことにより、結合剤により吸着性化合物と吸水性物質とが結合されると共に、吸水性物質同士も結合され、取り扱い性に優れた粒状体を容易に形成することができる。そして、この結合剤の重量は、吸水性物質の重量に対して１．３％よりも小さいと、粒状体を形成しても僅かな力で破砕されてしまう一方、８％よりも大きいと、結合剤により吸着性化合物及び吸水性物質が覆われて化学的吸着剤の吸着能力が低下するので、１．３〜８％に設定している。
【００２１】
請求項１０の発明では、請求項９の発明において、結合剤の重量が、吸水性物質の重量に対して１．３〜３％に設定されているものとする。こうすることで、粒状体の破砕を抑制しつつ、化学的吸着剤の吸着能力を確実に確保することができる。
【００２２】
請求項１１の発明では、請求項９又は１０の発明において、結合剤は、ポリビニルアルコールであるものとする。このことで、少量の結合剤で強度の優れた粒状体が得られる。
【００２３】
請求項１２の発明では、請求項１〜１１のいずれか１つの発明において、化学的吸着剤は、さらに弱酸性物質又は弱塩基性物質を有するものとする。
【００２４】
このようにすることで、弱酸性物質又は弱塩基性物質が触媒となって、被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応を促進させる。特に、吸着性化合物がレゾルシンである場合には、アルデヒド等に対する捕捉効果をより一層高めることができる。
【００２５】
請求項１３の発明では、請求項１〜１２のいずれか１つの発明において、物理的吸着剤は、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ベントナイト、ケイソウ土及びボーキサイトよりなる群から選択される少なくとも１種であるものとする。この発明により、吸着能力の高い物理的吸着剤の具体的材料が容易に得られる。
【００２６】
請求項１４の発明は、吸着処理装置の発明であり、この発明では、吸着処理装置は、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の吸着処理用部材が配設された吸着処理部を備えているものとする。このことにより、長期に亘って吸着能力が安定したコンパクトな吸着処理装置が得られ、車両室内や住宅内等に容易に設置することができる。
【００２７】
請求項１５の発明では、請求項１４の発明において、吸着処理装置は、さらに吸着処理部に対して被処理ガスを供給するファンを備えているものとする。こうすることで、吸着処理用部材に対して被処理ガスをスムーズに導入しかつ一方向に通過させて、吸着処理を良好に行うことができる。
【００２８】
請求項１６の発明では、請求項１４又は１５の発明において、吸着処理装置は、空調装置に付設されているものとする。このことで、空調装置を作動させることにより車両や住宅の室内を容易に清浄化することができる。
【００２９】
請求項１７の発明では、請求項１４〜１６のいずれか１つの発明において、吸着処理用部材は、吸着処理部に対して着脱可能に取り付けられているものとする。この発明により、吸着処理用部材の吸着能力が低下しても、容易に新しいものと交換することができる。
【００３０】
請求項１８の発明は、吸着処理方法の発明であり、この発明では、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の吸着処理用部材に対して被処理ガスを一方向に通過させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理するようにする。このことにより、請求項１〜１３のいずれかの発明と同様の作用効果が得られる。
【００３１】
請求項１９の発明では、請求項１８の発明において、吸着処理用部材に対して被処理ガスと共に水分を供給するようにする。
【００３２】
この発明により、かなり乾燥した環境下においても、水分が物理的吸着剤に影響を及ぼすのを抑制しつつ、被処理ガス中の被吸着成分と化学的吸着剤の吸着性化合物との反応を促進させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る吸着処理用部材としてのフィルタ部材１を示し、このフィルタ部材１は、被処理ガスを一方向（同図に矢印で示すように左側から右側方向）に通過させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理するものである。このフィルタ部材１は、化学的吸着剤１２，１２，…が充填された化学的吸着剤層２と、物理的吸着剤１３，１３，…が充填された物理的吸着剤層３とを備え、この化学的吸着剤層２は、物理的吸着剤層３よりも被処理ガスの通気方向の上流側に配設されている。
【００３４】
上記フィルタ部材１は、上記化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを内包するシート状の通気性部材１６（シート部材）を有している。つまり、化学的吸着剤層２は、和紙や不織布等のように内部に繊維を有する２つの通気性部材１６，１６間に化学的吸着剤１２が挟持されて形成されていると共に、物理的吸着剤層３は、同様に、物理的吸着剤１３が２つの通気性部材１６，１６間に挟持されて形成されている。そして、化学的吸着剤層２と物理的吸着剤層３とは互いに隣接するように配設されている。
【００３５】
尚、化学的吸着剤層２と物理的吸着剤層３との間の通気性部材１６は、図１のように２枚とする必要はなくて、１枚であってもよく、図２に示すように、通気性部材１６を介さずに両層２，３が隣接するように構成してもよい。こうすれば、吸着処理用部材をコンパクトにすることができると共に、被処理ガスの通気抵抗を低減することができる。また、図３に示すように、両層２，３を僅かに離間させて、両層２，３間に空間を設けるようにしてもよい。
【００３６】
そして、図４に示すように、化学的吸着剤層２と物理的吸着剤層３との間に、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とが混合された混合層５を設け、この混合層５の両吸着剤１２，１３の各濃度を、被処理ガスの通気方向の上流側において化学的吸着剤１２の方が高くかつ下流側において物理的吸着剤１３の方が高くなるように、被処理ガスの通気方向に連続的又は非連続的に変化させてもよい。つまり、化学的吸着剤１２の濃度を下流側に向かって連続的又は非連続的に減少させる一方、物理的吸着剤１３の濃度を下流側に向かって連続的又は非連続的に増大させて、上流側で化学的吸着剤１２の方を物理的吸着剤１３よりも高濃度に設定し、下流側で物理的吸着剤１３の方を化学的吸着剤１２よりも高濃度に設定するようにしてもよい。また、このような混合層５を設ける場合に、化学的吸着剤層２及び物理的吸着剤層３を設けないでその混合層５のみとしてもよい。
【００３７】
さらに、上記フィルタ部材１の形状としては、図示したような平板状のものに限定されず、被処理ガスとの接触面積と通気抵抗とを考慮して適宜変更することが可能であり、波形状や葛折状に形成されたものや、公知の形状のものとすることができる。
【００３８】
上記フィルタ部材１の化学的吸着剤１２は、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分と反応する吸着性化合物と、水分を吸収する吸水性物質とを有している。この吸水性物質は、吸着性化合物に対して非反応性でかつ被処理ガス中の水分を吸収する性質を有するものであればその種類は特に限定されないが、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であることが望ましい。上記吸水性物質は、水分存在下で行われる吸着性化合物と被吸着成分との化学反応の場として用いられ、その吸水性によって空気中の水分を吸収するので、反応媒体となる水分を外部から補わなくても反応を効率良く行わせることが可能である。また、上記吸水性物質は、上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であり、これにより、取り扱い易くなると共に、反応場の提供の観点からも好ましい。
【００３９】
上記吸水性無機物質としては、一般に無機質担体として用いられるシリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ケイソウ土、活性炭等が好ましいものとして例示され、これらは単独で使用しても２種以上を混合して使用してもよい。ゼオライトは、イオンタイプによってＮａ型とＨ型（プロトン型）とに分類されるが、カルボニル基含有化合物との反応性が高いという観点からは、Ｈ型ゼオライトの方が好ましい。このＨ型ゼオライトは、吸水性無機物質として最適なものである。尚、後述の如く、吸着性化合物と共に弱酸性物質や弱塩基性物質を併用した場合には、水分を吸収したときにこれらの弱酸性物質や弱塩基性物質に由来して生じる酸やアルカリによって、吸着処理装置や付帯機器の酸腐食やアルカリ腐食が生じることも懸念されるので、吸水性物質として、Ｈ型ゼオライト等の固体酸性物質やＮａ型ゼオライト等の固体塩基性物質を使用することが推奨される。
【００４０】
上記吸水性ポリマーとしては、アクリル酸又はその塩系、アクリルアミド系、マレイン酸系、エチレンオキサイド系、ビニルアルコール系の単独又は共重合体、変性澱粉、変性セルロース等が好ましいものとして例示され、より好ましい具体例としては、ポリアクリル酸塩、アクリル酸とビニルアルコールやアクリル酸エステルとの共重合体又はその塩、アクリルアミド系重合体、ポリエチレンオキサイド、マレイン酸−イソブチレン共重合体の塩、澱粉やカルボキシルセルロースのアクリル酸塩グラフト変性物等が挙げられ、これらは単独で使用することもでき、２種以上を適宜に組み合わせて使用することもできる。
【００４１】
上記吸着性化合物としては、水分の存在下で吸着能力を発揮する化合物を用いる。すなわち、被処理ガス中の被吸着成分が、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド等のカルボニル基含有化合物である場合に、吸着性化合物としてそのカルボニル基に対して付加反応性を示す活性水素を有するものを用いることで、化学反応によってカルボニル基含有化合物を吸着除去することができる。このようにカルボニル基に対して付加反応性を示す吸着性化合物としては、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物を用いる。具体的には、ヒドロキシ安息香酸、オイゲノール、３，５−，２，５−，３，４−キシレノール等の一価フェノール、レゾルシン、ビスフェノールＡ、カテコール等の二価フェノール、ピロガロール、プルプリン、ナリンギン等の三価フェノール、ルチン等の四価フェノール等が挙げられる。
【００４２】
上記のようにカルボニル基に対して付加反応性を示す吸着性化合物により、カルボニル基含有化合物に対して高レベルの吸着処理効率が得られると共に、この吸着反応は水分の存在下で進行するため、空気中の水分によって吸着性能が阻害されることはない。しかも、アミン系やアンモニア系の化合物とは異なり、吸着性化合物自体が臭気を発したり腐食性の高いイオンを生成したりすることはなく、また、昇華性を有していないので、実用上何の問題もない。さらに、吸着性化合物の選択によっては、カルボニル基含有化合物以外の悪臭成分や、無臭の有害成分の吸着処理も可能である。
【００４３】
上記吸着性化合物のうち多価フェノールに属するレゾルシンは、カルボニル基含有化合物に対して非常に優れた反応性を示すことから、吸着性化合物として最適なものである。特にレゾルシンと共に、蓚酸等の弱酸性物質や、炭酸ナトリウム等の弱塩基性物質を併用すると、アルデヒド等に対する捕捉効果が一段と高められ、より一層優れた吸着処理効果を発揮する。これは、上記弱酸性物質や弱塩基性物質がレゾルシンとアルデヒド等（特にホルムアルデヒド）との反応の触媒として作用するためと考えられ、この効果は、レゾルシン以外の一価フェノールや多価フェノールを吸着性化合物として使用する際にも有効に発揮される。
【００４４】
上記吸着性化合物が液状である場合は、後述の如く造粒すればよく、固体である場合も、水やメタノール等の適当な溶媒に溶解して造粒することが望ましい。この溶媒は、造粒後に加熱処理を行うことで除去することができる。但し、水は、反応媒体となるので、粒状体中に残存していてもよい。尚、粒状体中に水が残存していなくても、吸水性物質が空気中の湿分を吸収することによって補われるため、水分の補給の必要はないが、吸着処理の初期段階から高レベルの吸着能力を発揮させるには、当初から適量の水分を吸水性物質に吸収させておくようにすることが望ましい。
【００４５】
上記吸着性化合物と吸水性物質との重量比は、吸着処理活性、飽和担持量、求められる吸着能力等を考慮して設定すればよいが、吸着性化合物の重量を吸水性物質の重量に対して０．１〜５０％に設定することが望ましい。これは、吸着性化合物の重量が吸水性物質の重量に対して０．１％よりも小さいと、吸着能力が十分に発揮されない一方、５０％よりも大きいと、吸着性化合物の使用量の割には吸着能力が向上しないからである。また、吸着性化合物を多く加え過ぎると、造粒する場合に造粒性が悪化する傾向が見られるからである。この重量比のより好ましい上限値は２０％であり、さらに好ましい上限値は１０％である。一方、より好ましい下限値は、吸着性能の観点から５％である。
【００４６】
上記吸水性物質は、通常、微粉末で提供されるので、この微粉末の状態で用いてもよいが、取り扱い性が悪く、しかも、化学的吸着剤１２を通気性部材１６，１６に挟持して用いる際、通気性部材１６の目が粗い場合にはその通気孔から抜け落ちることがある。したがって、結合剤を用いて吸着性化合物と吸水性物質とを結合すると共に、吸水性物質同士をも結合することが望ましい。つまり、造粒して粒状体を形成すればよく、結合剤により吸水性物質に吸着性化合物を容易に担持させることもできる。
【００４７】
上記結合剤の重量は、吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定することが好ましい。これは、結合剤の重量が吸水性物質の重量に対して１．３％よりも小さいと、造粒して粒状体を形成しても僅かな力で破砕されてしまう一方、８％よりも大きいと、結合剤により吸着性化合物及び吸水性物質が覆われて吸着能力が低下するからである。また、後述の如く、結合剤として水溶性ポリマーを用いて吸着性化合物の水溶液を添加して造粒作業を行う場合に、その水溶性ポリマーの重量が吸水性物質の重量に対して８％を越えると、系の粘度が上昇すると共に粘着性を帯びて、造粒作業が困難になるためである。この重量比のより好ましい上限値は５％であり、さらに好ましい上限値は３％である。
【００４８】
上記結合剤としては、水溶性ポリマーが適している。この水溶性ポリマーを使用すれば、有機溶剤を使用することなく造粒作業を行うことができるからである。また、上述の如く吸着性化合物の代表例がフェノール系化合物であって、水溶性のものが多いため、水に溶解させたポリマーと吸着性化合物とを、吸水性物質と共に混合して造粒することにより、簡単に粒状体を形成することができるからである。水溶性ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられるが、このうち、比較的少ない使用量でも強度の優れた粒状体が得られるという観点からポリビニルアルコールが最適である。尚、吸水性物質との濡れ性が劣る場合には、少量の界面活性剤を添加して造粒を行ってもよい。
【００４９】
上記結合剤により造粒する方法としては、吸着性化合物、吸水性物質及び結合剤を一度に混合して造粒する方法、吸着性化合物と吸水性物質とを混合してから若干量の結合剤を添加して予備造粒を行った後、所定量となるように結合剤を添加して本造粒する方法、結合剤及び吸水性物質のみからなる粒状体を形成した後、吸着性化合物の水溶液又はアルコール溶液に浸漬する方法等が採用可能である。尚、造粒手段としては、押出成形や高速混合造粒等の公知の手段を用いればよい。
【００５０】
上記造粒により形成した粒状体の大きさは、用途に応じて適宜に設定され、特に限定はされないが、吸着処理効率に影響する粒状体の表面積、通気抵抗及び取り扱い性の観点から、平均粒径を０．１〜１ｍｍに設定することが好ましい。尚、公知の造粒手段により得られる粒状体の平均粒径が１ｍｍよりも大きい場合には、粉砕して篩い分けを行えば、容易に上記範囲のものが得られる。
【００５１】
このように化学的吸着剤１２として粒状体のものを用いると、取り扱い性が向上すると共に、特に吸水性物質が通気性部材１６の通気孔から抜け落ちるような不具合もない。また、結合剤の重量を、吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定することで、良好な吸着性能が得られると共に、化学的吸着剤１２を通気性部材１６，１６間に挟持してから、加圧により例えば波形状に形成する場合であっても、その化学的吸着剤１２が破砕してしまうようなことはない。
【００５２】
一方、物理的吸着剤１３としては、微細孔を有して被処理ガス中の被吸着成分を物理的に吸着し得るものであれば特に限定はされないが、特に活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ベントナイト、ケイソウ土、ボーキサイト等が適している。この中でも、活性炭及びシリカゲルが効果的であり、最も好ましいのは活性炭である。この活性炭は、種々の被吸着成分に対する吸着能力が高く、特に炭化水素系のガスを効果的に取り除くことができる。
【００５３】
上記化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３との量は、特に限定されないが、両吸着剤の量を同程度にするか、又は物理的吸着剤１３の方を多くすることが好ましい。
【００５４】
図５は、上記フィルタ部材１を用いた循環処理タイプの吸着処理装置２１を示し、この吸着処理装置２１は、吸込口２３と吹出口２４とを有する装置本体２２を備え、この装置本体２２内の吹出口２４近傍に吸着処理部２５が設けられ、この吸着処理部２５に上記フィルタ部材１が配設されている。このフィルタ部材１の上流側（吸込口２３側）には、除塵フィルタ２７を挟んで送風用のファン２８が設けられ、このファン２８により被処理ガスを除塵フィルタ２７及びフィルタ部材１に対してスムーズに導入しかつ吸込口２３側から吹出口２４側へと一方向に通過させる。尚、図５中、２９は、被処理ガスの汚染度合いを検出するセンサーであり、このセンサー２９により汚染度が所定値以上になったことを検出したときに上記ファン２８を作動させるようにしている。
【００５５】
上記吸着処理装置２１を、車両の室内天井部若しくは後部座席の後方又は住居内の適所等に設置しておけば、その吸着処理部２５のフィルタ部材１が化学的吸着剤層２及び物理的吸着剤層３の両方を備えて、この化学的吸着剤層２が物理的吸着剤層３よりも被処理ガスの通気方向の上流側に配設されている（又は、混合層５を備えて、この混合層５の上流側において化学的吸着剤１２の方が高濃度に、下流側において物理的吸着剤１３の方が高濃度にそれぞれ設定されている）ので、室内に存在する悪臭成分や無臭の有害成分等の多様な成分を吸着除去することができると共に、被処理ガスが水分を含んでいても、その水分は上流側の化学的吸着剤層２によりブロックされ、その下流側の物理的吸着剤層３へ供給される水分量が低減して、物理的吸着剤１３の吸着能力を十分に発揮させることができる。特に、化学的吸着剤１２を、レゾルシン等の吸着性化合物と、Ｈ型ゼオライト等の吸水性物質とを有するものとすれば、被処理ガス中の水分は吸水性物質により殆ど吸収されて、水分による物理的吸着剤１３の吸着能力の低減をより一層有効に抑えることができると共に、吸水性物質により吸収した水分が吸着性化合物に供給されることにより、アルデヒド等のカルボニル基含有化合物を効果的に吸着除去することができる。
【００５６】
図６は、上記吸着処理装置２１と同様の吸着処理装置５１を付設した車両空調装置４１を示し、この空調装置４１は、その空調ダクト４２内に、冷媒蒸発時の気化熱によって空調用空気を冷却するエバポレータ４３と、該エバポレータ４３の下流側に設けられ、エンジンの冷却水を利用して空調用空気を加熱するヒータ４４とを備えている。このヒータ４４の直ぐ上流側には、ヒータ４４を通過させる風量を調整する調整ダンパー４５が設けられている。上記空調ダクト４２の上流端には、外気導入口４６と内気導入口４７，４７とが設けられ、切替ダンパー４８により外気及び内気のいずれかが空調ダクト４２内に導入されるようになっている。一方、空調ダクト４２の下流端には、空調空気を車両室内に吹き出す吹出口４９，４９が設けられている。
【００５７】
そして、上記エバポレータ４３の上流側に吸着処理装置５１が設けられている。つまり、吸着処理装置５１の装置本体５２が上記空調ダクト４２の中間部に接続され、この装置本体５２内の吸着処理部５５に上記フィルタ部材１が配設されている。この吸着処理装置５１の上流側には、風量を調整するためのファン５８が設けられている。このファン５８は、もともと空調装置４１に備えられたものではあるが、上記吸着処理装置２１のファン２８と同様に、吸着処理部５５に対して被処理ガスを供給する役目も果たしており、外気又は内気をこのファン５８の上流側に設けた除塵フィルタ５７を通して吸着処理装置５１並びにエバポレータ４３及びヒータ４４に送り込むようになっている。したがって、清浄されかつ空調された空気が吹出口４９，４９から車両室内に吹き出される。尚、フィルタ部材１とエバポレータ４３とは、エバポレータ４３からの凝縮水がフィルタ部材１に飛散しないように十分な間隔をあけて配設されている。また、フィルタ部材１と除塵フィルタ５７とを分離しないで積層状態にしてもよく、フィルタ部材１の通気性部材１６に除塵フィルタ５７の機能を兼用させるようにしてもよい。このように通気性部材１６に除塵フィルタ５７の機能を兼用させれば、構造を簡略化することができると共に、空調用空気の通気抵抗を低減することができる。
【００５８】
上記吸着処理装置２１や車両空調装置４１に付設された吸着処理装置５１のフィルタ部材１は、長寿命化されているとはいえ、やがては吸着能力が低下するので、新しいものと交換する必要がある。このとき、この交換作業を容易に行えるようにするために、吸着処理部２５，５５に対して着脱可能に取り付けられていることが望ましい。この場合、例えば、フィルタ部材１をカセット内に装填しておく一方、装置本体２２，５２の吸着処理部２５，５５のフィルタ部材１に対応する部位に開閉可能な装填用孔を形成しておき、この装填用孔から上記カセットを着脱するように構成すればよい。
【００５９】
尚、上記実施形態におけるフィルタ部材１の化学的吸着剤１２は、吸水性物質が被処理ガス中の被吸着成分を吸着する際に水分を必要とするが、空気中の湿分を吸水性物質が吸収することによって反応の場に存在し得た水分でも、吸着性化合物と被処理ガス中の被吸着成分との反応が行われて優れた吸着性能を発揮するので、被処理ガスに水分を加えてフィルタ部材１を通過させる必要はない。但し、非常に乾燥した環境下であれば、加湿手段を設けて、フィルタ部材１に対して被処理ガスと共に水分を供給するように構成してもよい。このようにしても、上述の如く、その水分によって物理的吸着剤１３の吸着能力が低下するということはない。
【００６０】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００６１】
先ず、本発明の化学的吸着剤がアセトアルデヒドをどの程度吸着除去し得るかを以下の実施例１〜４で示す。
【００６２】
（実施例１）
図７に示すように、化学的吸着剤１２を内容量１０００ｃｃのフラスコ７１内に入れ、このフラスコ７１内にアセトアルデヒドを注射器７２を用いて１０００ｐｐｍとなるように注入して密閉した。このとき、上記化学的吸着剤１２は、以下の方法で調整した吸着剤Ａ〜Ｄを用いた。そして、２０〜３０℃下で１時間放置した後、アセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００６３】
〔吸着剤の調整〕
吸着剤Ａ：吸着性化合物としてのオイゲノール１ｇを、吸水性物質としてのシリカゲル（平均粒径０．０５〜０．２ｍｍ）１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ａを調整した。
【００６４】
吸着剤Ｂ：吸着性化合物としての３，５−キシレノール１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｂを調整した。
【００６５】
吸着剤Ｃ：吸着性化合物としてのレゾルシン１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｃを調整した。
【００６６】
吸着剤Ｄ：吸着性化合物としてのピロガロール１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｃを調整した。
【００６７】
上記吸着剤Ａ〜Ｄのアセトアルデヒド除去率（重量％）の結果を表１に示す。このことより、いずれの吸着剤Ａ〜Ｄもアセトアルデヒドに対して優れた吸着性能を有していることが判る。
【００６８】
【表１】

【００６９】
（実施例２）
上記実施例１の吸着剤Ｃと同様に、レゾルシンを吸着性化合物として用いて下記の方法により吸着剤Ｅ〜Ｈを調整し、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００７０】
〔吸着剤の調整〕
吸着剤Ｅ：レゾルシン１ｇを、蓚酸０．２ｇ及び上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｅを調整した。
【００７１】
吸着剤Ｆ：レゾルシン１ｇを、炭酸ナトリウム０．２ｇ及び上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｅ（錠剤）を調整した。
【００７２】
吸着剤Ｇ：レゾルシン１ｇを、Ｈ型ゼオライト［ＺＳＭ−５（ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝７５）、粒径５〜１０μｍ］１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｆ（錠剤）を調整した。
【００７３】
吸着剤Ｈ：レゾルシン１ｇを、Ｎａ型ゼオライト（平均粒径５〜１０μｍ）１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｆ（錠剤）を調整した。
【００７４】
上記吸着剤Ｅ〜Ｈのアセトアルデヒド除去率（％）の結果を表２に示す（尚、上記実施例の吸着剤Ｃについても併せて示す）。このことより、レゾルシンと共に少量の弱酸性物質や弱塩基性物質を添加すると、アセトアルデヒドに対する吸着性能をより一層高くすることができ、特に弱酸性物質を添加すればその効果は顕著となることが判る。また、これら弱酸性物質や弱塩基性物質を添加すると、吸水時に酸やアルカリ劣化を招く虞れがあるが、Ｈ型ゼオライトやＮａ型ゼオライトを使用すれば、これら弱酸性物質や弱塩基性物質を添加しなくても吸着効果を高めることができ、酸やアルカリ劣化の問題を確実に解消することができる。
【００７５】
【表２】

【００７６】
（実施例３）
多価フェノールとしてカテコール、プルプリン、ナリンギン及びルチンをそれぞれ１ｇ用意し、これを、各々、上記Ｈ型ゼオライト１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｉ〜Ｌ（錠剤）を調整した。そして、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００７７】
上記吸着剤Ｉ〜Ｌのアセトアルデヒド除去率（％）の結果を表３に示す。このことより、このいずれの吸着剤Ｉ〜Ｌについてもアセトアルデヒドに対して優れた吸着性能を有していることが判る。
【００７８】
【表３】

【００７９】
（実施例４）
上記実施例２の吸着剤Ｇと同様に、レゾルシン１ｇとＨ型ゼオライト（吸着剤Ｇと同じもの）１０ｇを用いて吸着剤Ｍ〜Ｑを調整した。但し、結合剤として、ポリビニルアルコールを５段階に変化させて添加した。つまり、ポリビニルアルコールの重量を、Ｈ型ゼオライトに対して１．７％（吸着剤Ｍ）、２％（吸着剤Ｎ）、２．５％（吸着剤Ｏ）、３％（吸着剤Ｐ）、５％（吸着剤Ｑ）とした。そして、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。但し、この実施例４では、アセトアルデヒド除去率を５分毎に３０分経過するまで調べた。
【００８０】
この結果を、図８に示す。尚、比較のために、活性炭の場合の結果を併せて示す。このことより、ポリビニルアルコールの添加量が多くなると、吸着能力が経時的に低下する割合が多くなり、吸着能力の観点からは、ポリビニルアルコールの添加量が少ない方が良好であることが判る。特に３％以下であれば、全く問題はない。しかし、ポリビニルアルコールの重量をＨ型ゼオライトに対して５％にしたとしても、活性炭に比べると低下率は非常に少ない。
【００８１】
（実施例５）
次に、図９（ａ）に示すように、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを併用し、化学的吸着剤層２を物理的吸着剤層３よりも上流側に配設した場合の効果を調べた。
【００８２】
すなわち、化学的吸着剤１２として上記実施例２の吸着剤Ｇと同じもの（レゾルシン＋Ｈ型ゼオライト）を、物理的吸着剤１３として活性炭をそれぞれ使用し、この化学的吸着剤１２（０．１ｇ）を細いガラス管７５の中の上流側（同図の左側）に、物理的吸着剤１３（０．１ｇ）を下流側（同図の右側）にそれぞれ装填した。尚、化学的吸着剤層２の上流側及び物理的吸着剤層３の下流側には通気性部材１６，１６を設けているが、両層２，３間には通気性部材等は介装されていない。
【００８３】
一方、比較のために、図９（ｂ）に示すように、上記化学的吸着剤１２（０．１ｇ）を下流側に、上記物理的吸着剤１３（０．１ｇ）を上流側にそれぞれ装填したものと、図９（ｃ）に示すように、上記化学的吸着剤１２（０．１ｇ）と物理的吸着剤１３（０．１ｇ）とを略均一に混合した状態で装填したものとを作製した。
【００８４】
そして、上記各ガラス管７５内に、トルエン濃度が１００ｐｐｍとなるように調整した湿度８０％の空気を上流側から流速０．６ｍ／ｓで流し、下流側においてトルエン濃度を経時的に測定することでトルエンの除去率を調べた。
【００８５】
この結果を図１０に示す。尚、図１０の（ａ）〜（ｃ）は、図９の（ａ）〜（ｃ）の場合にそれぞれ対応している。このことより、化学的吸着剤層を物理的吸着剤層よりも上流側に配設した方が、他の場合に比べてトルエンの吸着性能が良好であることが判る。これは、上流側の化学的吸着剤のＨ型ゼオライトにより水分が吸収されて、物理的吸着剤における活性炭の水分によるトルエン吸着能力の低減が抑えられたからである。尚、この試験は、加速的に行っている（トルエン濃度１００ｐｐｍ）ものであり、実際の使用環境下ではその寿命にかなりの差が生じる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、吸着処理部材が、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分（カルボニル基含有化合物）と化学的に反応する吸着性化合物（一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物）と、水分を吸収する吸水性物質（上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記被処理ガス中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、該被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する物質）とを有する化学的吸着剤が充填された化学的吸着剤層と、物理的吸着剤が充填された物理的吸着剤層とを備えるようにし、この化学的吸着剤層を、物理的吸着剤層よりも被処理ガスの通気方向の上流側に配設するか、又は、吸着処理用部材が上記化学的吸着剤と物理的吸着剤とが混合された混合層を備えるようにし、この混合層の両吸着剤の各濃度を、被処理ガスの通気方向の上流側において化学的吸着剤の方が高くかつ下流側において物理的吸着剤の方が高くなるように、被処理ガスの通気方向に連続的又は非連続的に変化させたことにより、アルデヒド類やケトン類のようなカルボニル基含有化合物を確実に吸着することができると共に、物理的吸着剤の吸着サイトが水分によって飽和され難くなり、その吸着性能を十分に発揮させることができ、カルボニル基含有化合物を含む多様な被吸着成分に対して吸着能力を長期間安定的にかつ高レベルに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る吸着処理用部材としてのフィルタ部材を示す断面図である。
【図２】フィルタ部材の他の形態を示す図１相当図である。
【図３】フィルタ部材のさらに他の形態を示す図１相当図である。
【図４】フィルタ部材のさらに他の形態を示す図１相当図である。
【図５】本発明の吸着処理用部材としてのフィルター部材を用いた吸着処理装置を示す概略断面図である。
【図６】本発明の吸着処理用部材としてのフィルター部材を用いた吸着処理装置を付設した車両空調装置を示す概略断面図である。
【図７】実施例１〜４の試験の要領を示す概略説明図である。
【図８】実施例４の試験の結果を示すグラフである。
【図９】実施例５の試験の要領を示す概略説明図である。
【図１０】実施例５の試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１フィルタ部材（吸着処理用部材）
２化学的吸着剤層
３物理的吸着剤層
５混合層
１２化学的吸着剤
１３物理的吸着剤
１５通気性部材（シート状部材）
２１，５１吸着処理装置
２５，５５吸着処理部
２８，５８ファン
４１空調装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to a technical field related to an adsorption processing member for adsorbing a component to be adsorbed in a gas to be treated by passing the gas to be treated in one direction, an adsorption apparatus and an adsorption method using the same.
[0002]
[Prior art]
In general, in the interior of a vehicle such as an automobile, decomposition gases such as fuels and oils, combustion products derived from tobacco, adhesives used for bonding interior boards and in-vehicle equipment, and foamed resin for heat insulation are volatilized. Odorous or odorless toxic gas components such as organic compounds are present. In addition, even in a house, there are harmful gas components volatilized from the heat insulating material and the adhesive of the plywood material as in the case of a sick house as well as the combustion products derived from tobacco. Such gas components usually contain carbonyl group-containing compounds such as formaldehyde, acetaldehyde, acrolein, and benzaldehyde.
[0003]
As a method for removing the odorous or odorless toxic gas component, for example, as shown in JP-A-10-193962, an adsorption treatment method using a physical adsorbent such as activated carbon is often used. However, in this method, in particular, the ability to adsorb and remove the carbonyl group-containing compound becomes insufficient. In addition, physical adsorbents such as activated carbon have a large number of micropores, and these micropores serve as adsorption sites, and the components to be adsorbed in the gas to be treated are trapped in the adsorption sites to remove and remove them. However, if moisture is contained in the gas to be treated, the moisture is absorbed, so that the adsorption site is easily saturated with moisture, and the adsorption capacity of the physical adsorbent is not sufficiently exhibited. There's a problem. Therefore, in the configuration as described in the above publication, in which the condensed water scattered from the evaporator is received by the deodorizing section containing the activated carbon, the scattered condensed water is well adsorbed by the activated carbon, but the adsorption ability of the activated carbon is reduced.
[0004]
Therefore, conventionally, as shown in, for example, JP-A-9-313828, a chemical adsorbent in which an agent for removing aldehydes composed of an amine-based or ammonia-based compound is supported on a carrier such as activated carbon or zeolite. It has been proposed to remove aldehydes and purify the air by using phenol.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above proposed example, although the aldehydes can be adsorbed, there are the following problems. That is, among the agents for removing aldehydes, triethanolamine, pyridine and hexamethylenetetramine have a pungent odor like ammonia at room temperature, casein, sodium caseinate and glycine have an odor at room temperature, and urea and thiourea. Emits off-flavors at high temperatures (80-100 ° C.), which are exacerbated by the presence of moisture. In the case of amine-based or ammonia-based salts, although there is no odor problem, they dissociate by the action of moisture to form highly corrosive acid ions (ammonium sulfate, EDTA, 2Na, etc.) There is a problem of release (polyallylamine hydrochloride, aminoguanidine sulfate, guanidine nitrate, hydrohistylamine sulfate, etc.). Further, in the case of dimethylhydantoin, odor or corrosion does not occur, but it is difficult to use as an adsorbent due to its sublimability. Thus, the above proposed example is not practical because the aldehyde removing agent itself has a considerable problem.
[0006]
Even if various chemical adsorbents including those described above are used, since the chemical adsorbent adsorbs the component to be adsorbed by a chemical reaction, the component to be adsorbed is limited and If all of the chemical reaction substances are consumed, no further adsorption treatment can be performed, and there is room for improvement in adsorbing various components to be adsorbed over a long period of time.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to allow a gas to be treated to pass through an adsorption member in one direction so as to adsorb the components to be adsorbed in the gas to be treated. In this case, various adsorbed components can be efficiently adsorbed, and changes in adsorption ability with time are suppressed as much as possible. Particularly, the adsorbed components are carbonyl group-containing compounds such as aldehydes and ketones. To Uses a chemical adsorbent that has no odor or corrosion problems Effective The purpose is to perform the adsorption treatment efficiently.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the invention of claim 1, An adsorbent compound (at least one selected from the group consisting of monohydric phenols, polyhydric phenols, and derivatives thereof) that chemically reacts with the component to be adsorbed (carbonyl-containing compound) in the gas to be treated in the presence of moisture And a water-absorbing substance that absorbs moisture (a water-absorbing support material that supports the adsorptive compound, absorbs moisture in the gas to be treated, and reacts with the adsorptive compound with the adsorptive compound). A chemical adsorbent having a substance that replenishes moisture as a reaction medium between the component to be adsorbed and the adsorptive compound in the processing gas) With chemical adsorbent layer Packed with physical adsorbent A physical adsorbent layer is provided, and the chemical adsorbent layer is disposed on the upstream side of the physical adsorbent layer in the gas flow direction of the gas to be treated.
[0009]
More specifically, the present invention is directed to an adsorption processing member that allows a gas to be treated to pass in one direction and adsorbs a component to be adsorbed in the gas to be treated.
[0010]
And Filled with a chemical adsorbent having an adsorptive compound that chemically reacts with the component to be adsorbed in the gas to be treated in the presence of moisture and a water-absorbing substance that absorbs moisture With chemical adsorbent layer Packed with physical adsorbent A physical adsorbent layer, The adsorptive compound is at least one compound selected from the group consisting of monohydric phenols, polyhydric phenols and derivatives thereof, and the component to be adsorbed that reacts with the adsorptive compound is a carbonyl group-containing compound. The water-absorbing substance is a water-absorbing support material that supports the adsorptive compound, absorbs moisture in the gas to be treated, and absorbs the adsorptive compound in the gas to be treated. It is a substance that replenishes water as a reaction medium between components and adsorptive compounds, The chemical adsorbent layer is disposed upstream of the physical adsorbent layer in the gas flow direction of the gas to be treated.
[0011]
This allows Adsorbent compounds can reliably adsorb carbonyl group-containing compounds such as aldehydes and ketones, and unlike amine-based or ammonia-based compounds, the adsorptive compounds themselves emit odors and are highly corrosive Since it does not generate ions and has no sublimability, it can be used for adsorption treatment without any problem. Moreover, water is absorbed by the water-absorbing substance of the chemical adsorbent, and the water absorbed by the water-absorbing substance can be reliably supplied to the adsorptive compound. The reaction with the adsorptive compound is promoted, and the ability to adsorb by the chemical adsorbent can be improved. In addition, by absorbing water by the water-absorbing substance of the chemical adsorbent, Even if the gas to be treated contains water, the water is blocked by the chemical adsorbent layer on the upstream side, and the amount of water supplied to the physical adsorbent layer on the downstream side is reduced. For this reason, the adsorption site of the physical adsorbent is less likely to be saturated with moisture, and the adsorption performance can be sufficiently exhibited. In addition, since both the chemical adsorbent layer and the physical adsorbent layer are provided, even if the adsorbed component has insufficient adsorption capacity with only one adsorbent, it can be adsorbed by the other adsorbent. In addition, various gas components can be adsorbed and removed. Furthermore, even if the adsorbing capacity of one adsorbent is reduced, the adsorbing capacity of the other adsorbent can be prevented from lowering as a whole. Therefore, Including carbonyl group-containing compounds The adsorption capacity of various components to be adsorbed can be maintained at a high level for a long period of time.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the chemical adsorbent layer and the physical adsorbent layer are provided so as to be adjacent to each other.
[0013]
Thus, the effect of improving the adsorption efficiency by providing both the adsorbent layers can be further enhanced, and the partition between the two adsorbent layers may be omitted, and the member for adsorption treatment can be made compact. In addition to this, the gas flow resistance of the gas to be treated can be reduced.
[0014]
The invention according to claim 3 is directed to an adsorption processing member for passing a gas to be treated in one direction and adsorbing a component to be adsorbed in the gas to be treated.
[0015]
And Contains an adsorbent compound that chemically reacts with the component to be adsorbed in the gas to be treated in the presence of moisture, and a water-absorbing substance that absorbs moisture With chemical adsorbent , With a mixed layer mixed with a physical adsorbent, The adsorptive compound is at least one compound selected from the group consisting of monohydric phenols, polyhydric phenols and derivatives thereof, and the component to be adsorbed that reacts with the adsorptive compound is a carbonyl group-containing compound. The water-absorbing substance is a water-absorbing support material that supports the adsorptive compound, absorbs moisture in the gas to be treated, and absorbs the adsorptive compound in the gas to be treated. It is a substance that replenishes water as a reaction medium between components and adsorptive compounds, The concentration of each of the adsorbents in the mixed layer is such that the chemical adsorbent is higher on the upstream side in the gas flow direction of the gas to be treated and the physical adsorbent is higher on the downstream side in the gas flow direction. Are continuously or discontinuously changed in the ventilation direction. According to this invention, the same function and effect as those of the first invention can be obtained.
[0016]
In the invention of claim 4, any one of claims 1 to 3 One In the invention, the member for adsorption treatment is a filter member having a sheet-like member containing a chemical adsorbent and a physical adsorbent. This makes it possible to easily incorporate the adsorption processing member into an adsorption processing apparatus or the like.
[0017]

Claim

5 In the invention of the claim, Any one of 1-4 In the invention, the water-absorbing substance is at least one of a water-absorbing inorganic substance and a water-absorbing polymer. And claims 6 In the invention of the claim, 5 In the invention, the water-absorbing inorganic substance is an H-type zeolite. Meanwhile, claims 7 In the invention of the claim, 5 In the invention, the water-absorbing polymer, acrylic acid or a salt thereof, acrylamide, maleic acid, ethylene oxide, vinyl alcohol homopolymer or copolymer, at least selected from the group consisting of modified starch and modified cellulose It is assumed to be one type. According to these inventions, specific materials of the water-absorbing substance having good water absorption can be easily obtained.
[0018]
Claim 8 In the invention of the claim, Any one of 1-7 In the invention, the adsorptive compound is resorcin. Thus, a specific material most suitable for adsorbing the carbonyl group-containing compound can be easily obtained.
[0019]

Claim

9 In the invention of the claim, 1 ~ 8 Any of One In the invention, the chemical adsorbent further has a binder, and the weight of the binder is set to 1.3 to 8% with respect to the weight of the water-absorbing substance.
[0020]
Thus, the adsorbent compound and the water-absorbing substance are bound by the binder, and the water-absorbing substances are also bound to each other, so that a granular material excellent in handleability can be easily formed. If the weight of the binder is less than 1.3% with respect to the weight of the water-absorbing substance, the particles are crushed by a small force even if they are formed, while if they are more than 8%, Since the adsorbing compound and the water-absorbing substance are covered with the binder and the adsorbing ability of the chemical adsorbent is reduced, the content is set to 1.3 to 8%.
[0021]

Claim

10 In the invention of the claim, 9 In the invention, the weight of the binder is set to 1.3 to 3% based on the weight of the water-absorbing substance. By doing so, it is possible to reliably secure the adsorption capacity of the chemical adsorbent while suppressing the crushing of the granular material.
[0022]
Claim 11 In the invention of the claim, 9 Or 10 In the invention, the binder is polyvinyl alcohol. Thus, a granular material having excellent strength can be obtained with a small amount of the binder.
[0023]

Claim

12 In the invention of the claim, 1 ~ 11 Any of One In the invention, the chemical adsorbent further has a weakly acidic substance or a weakly basic substance.
[0024]
By doing so, the weakly acidic substance or the weakly basic substance serves as a catalyst to promote the reaction between the component to be adsorbed in the gas to be treated and the adsorptive compound. In particular, when the adsorptive compound is resorcin, the effect of capturing aldehydes and the like can be further enhanced.
[0025]
Claim Thirteen In the invention, claims 1 to 12 Any of One In the invention, the physical adsorbent is at least one selected from the group consisting of activated carbon, silica gel, zeolite, alumina, bentonite, diatomaceous earth, and bauxite. this According to the present invention, a specific material of a physical adsorbent having a high adsorption capacity can be easily obtained.
[0026]
Claim 14 Is an invention of an adsorption treatment device, and in this invention, the adsorption treatment device is the invention of claims 1 to 5. Thirteen Any of One And a suction processing section provided with the suction processing member described in (1). This makes it possible to obtain a compact adsorption processing apparatus having a stable adsorption capacity for a long period of time, and can be easily installed in a vehicle room, a house, or the like.
[0027]
Claim Fifteen In the invention of the claim, 14 In the present invention, the adsorption processing apparatus further includes a fan for supplying the gas to be processed to the adsorption processing section. By doing so, the gas to be treated can be smoothly introduced into the adsorption processing member and allowed to pass in one direction, so that the adsorption processing can be favorably performed.
[0028]

Claim

16 In the invention of the claim, 14 Or Fifteen In the present invention, it is assumed that the adsorption treatment device is attached to an air conditioner. Thus, the interior of the vehicle or the house can be easily cleaned by operating the air conditioner.
[0029]
Claim 17 In the invention of the claim, 14 ~ 16 Any of One In the first aspect of the invention, it is assumed that the suction processing member is detachably attached to the suction processing section. According to the present invention, even if the suction capacity of the suction processing member is reduced, it can be easily replaced with a new one.
[0030]
Claim 18 Is an invention of an adsorption treatment method, in this invention, claims 1 to Thirteen Any of One The gas to be treated is passed in one direction to the member for adsorption treatment described in (1) to adsorb the components to be adsorbed in the gas to be treated. Thereby, Claims 1 to 1 Thirteen The same operation and effect as those of the invention can be obtained.
[0031]
Claim 19 In the invention of the claim, 18 In the present invention, moisture is supplied to the adsorption treatment member together with the gas to be treated.
[0032]
By this invention Or Even in a rather dry environment, it is possible to promote the reaction between the component to be adsorbed in the gas to be treated and the adsorptive compound of the chemical adsorbent while suppressing the influence of water on the physical adsorbent. .
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a filter member 1 as a member for adsorption treatment according to an embodiment of the present invention. The filter member 1 moves a gas to be treated in one direction (from left to right as indicated by an arrow in FIG. 1). The component to be adsorbed in the gas to be treated is adsorbed by passing through. The filter member 1 includes a chemical adsorbent layer 2 filled with

chemical adsorbents

12, 12,... And a physical adsorbent layer 3 filled with

physical adsorbents

13, 13,. The chemical adsorbent layer 2 is disposed upstream of the physical adsorbent layer 3 in the gas flow direction of the gas to be treated.
[0034]
The filter member 1 has a sheet-shaped gas-permeable member 16 (sheet member) containing the chemical adsorbent 12 and the physical adsorbent 13. In other words, the chemical adsorbent layer 2 is formed by sandwiching the chemical adsorbent 12 between two air-permeable members 16 having fibers therein, such as Japanese paper or nonwoven fabric, and is also provided with physical adsorption. Similarly, the agent layer 3 is formed by sandwiching the physical adsorbent 13 between the two

permeable members

16, 16. And, the chemical adsorbent layer 2 and the physical adsorbent layer 3 are disposed so as to be adjacent to each other.
[0035]
Note that the number of the gas permeable members 16 between the chemical adsorbent layer 2 and the physical adsorbent layer 3 does not need to be two as in FIG. 1 but may be one. As shown, the two

layers

2 and 3 may be configured to be adjacent to each other without interposing the air-permeable member 16. With this configuration, the adsorption processing member can be made compact, and the gas flow resistance of the gas to be processed can be reduced. Further, as shown in FIG. 3, a space may be provided between the two

layers

2 and 3 by slightly separating the two

layers

2 and 3.
[0036]
Then, as shown in FIG. 4, between the chemical adsorbent layer 2 and the physical adsorbent layer 3, a mixed layer 5 in which the chemical adsorbent 12 and the physical adsorbent 13 are mixed is provided. The respective concentrations of the two

adsorbents

12 and 13 in the mixed layer 5 are adjusted so that the chemical adsorbent 12 is higher on the upstream side in the gas flow direction of the gas to be treated and the physical adsorbent 13 is higher on the downstream side. Alternatively, the gas to be treated may be changed continuously or discontinuously in the ventilation direction. That is, while decreasing the concentration of the chemical adsorbent 12 continuously or discontinuously toward the downstream side, increasing the concentration of the physical adsorbent 13 continuously or discontinuously toward the downstream side, The chemical adsorbent 12 is set at a higher concentration on the upstream side than the physical adsorbent 13, and the physical adsorbent 13 is set at a higher concentration on the downstream side than the chemical adsorbent 12. Is also good. When such a mixed layer 5 is provided, only the mixed layer 5 may be provided without providing the chemical adsorbent layer 2 and the physical adsorbent layer 3.
[0037]
Further, the shape of the filter member 1 is not limited to the flat plate as shown in the figure, and can be appropriately changed in consideration of the contact area with the gas to be treated and the ventilation resistance. It can be formed in a zigzag shape or in a known shape.
[0038]
The chemical adsorbent 12 of the filter member 1 has an adsorbent compound that reacts with a component to be adsorbed in a gas to be treated in the presence of moisture, and a water-absorbing substance that absorbs moisture. The type of the water-absorbing substance is not particularly limited as long as it is non-reactive with the adsorptive compound and has a property of absorbing moisture in the gas to be treated. Desirably, at least one of them is used. The water-absorbing substance is used as a place for a chemical reaction between the adsorptive compound and the component to be adsorbed in the presence of moisture, and absorbs water in the air by its water absorption, so that water serving as a reaction medium is externally supplied. The reaction can be performed efficiently without supplementing. In addition, the water-absorbing substance Is , A water-absorbing support material that supports the adsorptive compound And this It is preferable from the viewpoint of easy handling and provision of a reaction field.
[0039]
As the above-mentioned water-absorbing inorganic substance, silica gel, zeolite, alumina, diatomaceous earth, activated carbon and the like, which are generally used as an inorganic carrier, are exemplified as preferred ones. These may be used alone or in combination of two or more. Is also good. Zeolites are classified into Na type and H type (proton type) depending on the ion type. From the viewpoint of high reactivity with a carbonyl group-containing compound, H type zeolites are more preferable. This H-type zeolite is optimal as a water-absorbing inorganic substance. As described below, when a weakly acidic substance or a weakly basic substance is used in combination with the adsorptive compound, the acid or alkali generated from these weakly acidic or weakly basic substances when absorbing moisture is used. Since there is a concern that acid corrosion or alkali corrosion of the adsorption treatment device or auxiliary equipment may occur, it is possible to use a solid acidic substance such as H-type zeolite or a solid basic substance such as Na-type zeolite as the water-absorbing substance. Recommended.
[0040]
Examples of the water-absorbing polymer include acrylic acid or a salt thereof, acrylamide, maleic acid, ethylene oxide, and vinyl alcohol-based homo- or copolymers, modified starch, and modified cellulose. Specific examples include polyacrylates, copolymers of acrylic acid and vinyl alcohol or acrylate or salts thereof, acrylamide polymers, polyethylene oxide, maleic acid-isobutylene copolymer salts, starch and carboxycellulose. And the like. These may be used alone or in an appropriate combination of two or more.
[0041]
As the above-mentioned adsorptive compound, a compound which exhibits an adsorption ability in the presence of moisture is used. Ie When the component to be adsorbed in the gas to be treated is a carbonyl group-containing compound such as formaldehyde, acetaldehyde, acrolein, and benzaldehyde, a compound having active hydrogen having an addition reactivity to the carbonyl group as the adsorbing compound is used. Use By The carbonyl group-containing compound can be adsorbed and removed by a chemical reaction. As described above, the adsorptive compound exhibiting addition reactivity to the carbonyl group includes at least one compound selected from the group consisting of monohydric phenols, polyhydric phenols, and derivatives thereof. Using You. Specifically, monohydric phenols such as hydroxybenzoic acid, eugenol, 3,5-, 2,5-, 3,4-xylenol, dihydric phenols such as resorcinol, bisphenol A and catechol, pyrogallol, purpurin, naringin, etc. And tetravalent phenols such as rutin.
[0042]
As described above, the adsorptive compound exhibiting addition reactivity to the carbonyl group enables a high-level adsorption treatment efficiency to be obtained for the carbonyl group-containing compound, and the adsorption reaction proceeds in the presence of moisture. Adsorption performance is not hindered by moisture in the air. Furthermore, unlike amine-based or ammonia-based compounds, the adsorptive compound itself does not emit odor or generate highly corrosive ions, and has no sublimability, so that it is practically impossible to No problem. Further, depending on the selection of the adsorptive compound, it is also possible to carry out adsorption treatment of malodorous components other than the carbonyl group-containing compound and odorless harmful components.
[0043]
Among the above adsorptive compounds, resorcin, which belongs to polyhydric phenol, exhibits extremely excellent reactivity with carbonyl group-containing compounds, and is therefore the most suitable as an adsorptive compound. In particular, when a weakly acidic substance such as oxalic acid or a weakly basic substance such as sodium carbonate is used together with resorcinol, the effect of capturing aldehydes and the like is further enhanced, and a more excellent adsorption treatment effect is exhibited. This is thought to be because the weakly acidic substance or the weakly basic substance acts as a catalyst for the reaction between resorcinol and aldehydes (especially formaldehyde). This effect is due to the adsorption of monohydric phenols and polyhydric phenols other than resorcinol. It is also effective when used as a sexual compound.
[0044]
When the adsorptive compound is in a liquid state, it may be granulated as described below. Even when the adsorbent compound is in a solid form, it is desirable to dissolve it in a suitable solvent such as water or methanol and granulate it. This solvent can be removed by performing heat treatment after granulation. However, since water serves as a reaction medium, it may remain in the granular material. Even if no water remains in the granular material, the water-absorbing substance is supplemented by absorbing the moisture in the air, so there is no need to supply water. In order to exhibit the adsorbing ability, it is desirable that an appropriate amount of water be absorbed by the water-absorbing substance from the beginning.
[0045]
The weight ratio of the adsorptive compound and the water-absorbing substance may be set in consideration of the adsorption treatment activity, the amount of saturated support, the required adsorption capacity, and the like.However, the weight of the adsorptive compound is based on the weight of the water-absorbing substance. It is desirable to set it to 0.1 to 50%. This is because if the weight of the adsorptive compound is less than 0.1% with respect to the weight of the water-absorbing substance, the adsorptive capacity is not sufficiently exhibited, while if it is more than 50%, the use amount of the adsorptive compound is reduced. This is because the adsorption capacity does not improve. Also, if too much of the adsorptive compound is added, the granulation tends to deteriorate when granulating. A more preferred upper limit of this weight ratio is 20%, and a still more preferred upper limit is 10%. On the other hand, a more preferred lower limit is 5% from the viewpoint of adsorption performance.
[0046]
Since the water-absorbing substance is usually provided in the form of fine powder, it may be used in the form of the fine powder. However, the handleability is poor, and the chemical adsorbent 12 is sandwiched between the gas

permeable members

16, 16. When used, if the air-permeable member 16 has a coarse mesh, it may fall out of the air hole. Therefore, it is desirable to use a binder to bind the adsorptive compound and the water-absorbing substance, and also to bind the water-absorbing substances to each other. In other words, it is only necessary to form granules by granulation, and the binder can easily carry the adsorptive compound on the water-absorbing substance.
[0047]
The weight of the binder is preferably set to 1.3 to 8% based on the weight of the water-absorbing substance. This is because if the weight of the binder is less than 1.3% with respect to the weight of the water-absorbing substance, even if granulated to form granules, it is crushed by a small force, while it is more than 8%. If it is large, the adsorptive compound and the water-absorbing substance are covered with the binder, so that the adsorptivity is reduced. In addition, as described below, when a water-soluble polymer is used as a binder and an aqueous solution of an adsorptive compound is added to perform a granulation operation, the weight of the water-soluble polymer is 8% of the weight of the water-absorbing substance. If it exceeds, the viscosity of the system increases and the system becomes tacky, which makes the granulation work difficult. A more preferred upper limit of this weight ratio is 5%, and a still more preferred upper limit is 3%.
[0048]
A water-soluble polymer is suitable as the binder. If the water-soluble polymer is used, the granulation operation can be performed without using an organic solvent. In addition, as described above, a typical example of the adsorptive compound is a phenolic compound, and since many are water-soluble, a polymer dissolved in water and the adsorptive compound are mixed with the water-absorbing substance and granulated. Thereby, the granular material can be easily formed. Examples of the water-soluble polymer include polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, and carboxymethyl cellulose. Among them, polyvinyl alcohol is most suitable from the viewpoint that a granular material having excellent strength can be obtained with a relatively small amount of use. If the wettability with the water-absorbing substance is poor, granulation may be performed by adding a small amount of a surfactant.
[0049]
Examples of the method of granulating with the binder include a method of mixing and granulating the adsorptive compound, the water-absorbing substance and the binder at once, and a method of mixing the adsorptive compound and the water-absorbing substance and then adding a small amount of the binder. After performing preliminary granulation by adding a binder, a method of adding a binder so as to have a predetermined amount to form a granule consisting of only the binder and the water-absorbing substance, and then forming A method of dipping in an aqueous solution or alcohol solution can be adopted. As the granulation means, known means such as extrusion molding and high-speed mixing granulation may be used.
[0050]
The size of the granules formed by the above granulation is appropriately set according to the application, and is not particularly limited, but from the viewpoint of the surface area of the granules that affect the adsorption treatment efficiency, the ventilation resistance, and the handleability, the average particle size is reduced. It is preferable to set the diameter to 0.1 to 1 mm. In the case where the average particle diameter of the granular material obtained by a known granulating means is larger than 1 mm, the particles in the above range can be easily obtained by crushing and sieving.
[0051]
When a granular material is used as the chemical adsorbent 12 as described above, the handleability is improved, and there is no problem that the water-absorbing substance particularly falls out of the ventilation hole of the gas-permeable member 16. In addition, by setting the weight of the binder to 1.3 to 8% with respect to the weight of the water-absorbing substance, good adsorption performance can be obtained, and the chemical adsorbent 12 can be moved between the gas

permeable members

16, 16. Even if it is formed into, for example, a corrugated shape by pressurization after being sandwiched, the chemical adsorbent 12 is not crushed.
[0052]
On the other hand, the physical adsorbent 13 is not particularly limited as long as it has fine pores and can physically adsorb the component to be adsorbed in the gas to be treated, but in particular activated carbon, silica gel, zeolite, alumina, Bentonite, diatomaceous earth, bauxite and the like are suitable. Among them, activated carbon and silica gel are effective, and most preferred is activated carbon. This activated carbon has a high adsorption capacity for various components to be adsorbed, and can particularly effectively remove hydrocarbon-based gases.
[0053]
The amounts of the chemical adsorbent 12 and the physical adsorbent 13 are not particularly limited, but it is preferable to make the amounts of both adsorbents the same or to increase the amount of the physical adsorbent 13.
[0054]
FIG. 5 shows a circulating treatment type adsorption treatment device 21 using the filter member 1. The adsorption treatment device 21 includes a device main body 22 having a suction port 23 and an air outlet 24. The suction processing section 25 is provided in the vicinity of the blow-out port 24, and the filter member 1 is disposed in the suction processing section 25. On the upstream side of the filter member 1 (on the side of the suction port 23), a fan 28 for blowing air is provided with a dust filter 27 interposed therebetween, and the fan 28 allows the gas to be processed to be smoothly fed to the dust filter 27 and the filter member 1. And passed in one direction from the suction port 23 side to the blowout port 24 side. In FIG. 5, reference numeral 29 denotes a sensor for detecting the degree of contamination of the gas to be treated. When the sensor 29 detects that the degree of contamination has reached a predetermined value or more, the fan 28 is operated. I have.
[0055]
If the above-mentioned adsorption processing device 21 is installed in an appropriate place in the dwelling, such as in the interior of a vehicle, behind a rear seat or in a dwelling, the filter member 1 of the adsorption processing unit 25 can be used to remove the chemical adsorbent layer 2 and the physical adsorption. The chemical adsorbent layer 2 is disposed on the upstream side of the physical adsorbent layer 3 in the gas flow direction of the gas to be treated (or the mixed layer 5 is provided, (The chemical adsorbent 12 is set at a higher concentration on the upstream side of the mixed layer 5 and the physical adsorbent 13 is set at a higher concentration on the downstream side.) A variety of components such as harmful components can be adsorbed and removed, and even if the gas to be treated contains moisture, the moisture is blocked by the chemical adsorbent layer 2 on the upstream side and the physical The amount of water supplied to the adsorbent layer 3 is reduced, It is possible to sufficiently exhibit the adsorbing capacity of the adsorbent 13. In particular, if the chemical adsorbent 12 has an adsorbing compound such as resorcinol and a water-absorbing substance such as H-type zeolite, the water in the gas to be treated is almost absorbed by the water-absorbing substance, Can effectively suppress the decrease in the adsorption capacity of the physical adsorbent 13 due to the above, and the water absorbed by the water-absorbing substance is supplied to the adsorbing compound, so that the carbonyl group-containing compound such as aldehyde can be effectively reduced. Can be adsorbed and removed.
[0056]
FIG. 6 shows a vehicle air conditioner 41 provided with an adsorption processing device 51 similar to the adsorption processing device 21. The air conditioning device 41 supplies air for air conditioning to the air conditioning duct 42 by the heat of vaporization at the time of refrigerant evaporation. The evaporator 43 includes an evaporator 43 for cooling, and a heater 44 provided downstream of the evaporator 43 to heat air-conditioning air using cooling water of the engine. Immediately upstream of the heater 44, an adjustment damper 45 for adjusting the amount of air passing through the heater 44 is provided. At the upstream end of the air conditioning duct 42, an outside air introduction port 46 and inside

air introduction ports

47, 47 are provided, and either the outside air or the inside air is introduced into the air conditioning duct 42 by the switching damper 48. . On the other hand, at the downstream end of the air conditioning duct 42,

outlets

49, 49 for blowing out the conditioned air into the vehicle compartment are provided.
[0057]
An adsorption processing device 51 is provided upstream of the evaporator 43. That is, the apparatus main body 52 of the adsorption processing apparatus 51 is connected to the intermediate portion of the air conditioning duct 42, and the filter member 1 is disposed in the adsorption processing section 55 in the apparatus main body 52. A fan 58 for adjusting the air volume is provided upstream of the adsorption processing device 51. Although this fan 58 is originally provided in the air conditioner 41, it also serves to supply a gas to be processed to the adsorption processing unit 55, like the fan 28 of the adsorption processing apparatus 21, and serves to supply outside air or The inside air is sent to the adsorption processing device 51, the evaporator 43 and the heater 44 through a dust filter 57 provided on the upstream side of the fan 58. Therefore, the clean and air-conditioned air is blown out of the

outlets

49, 49 into the vehicle interior. Note that the filter member 1 and the evaporator 43 are arranged at a sufficient interval so that condensed water from the evaporator 43 does not scatter to the filter member 1. Further, the filter member 1 and the dust removal filter 57 may be stacked without being separated, and the function of the dust removal filter 57 may be shared by the gas permeable member 16 of the filter member 1. If the function of the dust filter 57 is also used for the air permeable member 16 in this way, the structure can be simplified and the air flow resistance of the air-conditioning air can be reduced.
[0058]
Although the filter member 1 of the adsorption processing apparatus 51 attached to the adsorption processing apparatus 21 or the vehicle air conditioner 41 has a long life, the adsorption capacity eventually decreases, so it is necessary to replace it with a new one. is there. At this time, in order to easily perform this replacement work, it is desirable that the exchange work is detachably attached to the suction processing units 25 and 55. In this case, for example, while the filter member 1 is loaded in the cassette, a loading hole that can be opened and closed is formed in a portion corresponding to the filter member 1 of the adsorption processing sections 25 and 55 of the apparatus

main bodies

22 and 52. What is necessary is just to comprise so that the said cassette can be attached / detached from this loading hole.
[0059]
The chemical adsorbent 12 of the filter member 1 in the above-described embodiment needs moisture when the water-absorbing substance adsorbs the component to be adsorbed in the gas to be treated, but removes moisture in the air from the water-absorbing substance. Absorbs water, which can be present in the reaction field, the adsorbable compound reacts with the component to be adsorbed in the gas to be treated, and exhibits excellent adsorption performance. In addition, there is no need to pass through the filter member 1. However, if the environment is very dry, a humidifying means may be provided to supply the filter member 1 with moisture together with the gas to be treated. Even in this case, as described above, the adsorption capacity of the physical adsorbent 13 does not decrease due to the moisture.
[0060]
【Example】
Next, a specific embodiment will be described.
[0061]
First, the following Examples 1 to 4 show how much the chemical adsorbent of the present invention can adsorb and remove acetaldehyde.
[0062]
(Example 1)
As shown in FIG. 7, the chemical adsorbent 12 was placed in a flask 71 having a content of 1000 cc, and acetaldehyde was injected into the flask 71 to a concentration of 1000 ppm using a syringe 72, followed by sealing. At this time, the chemical adsorbents 12 used were the adsorbents A to D prepared by the following method. And after leaving at 20-30 degreeC for 1 hour, the removal rate of acetaldehyde was investigated.
[0063]
(Adjustment of adsorbent)
Adsorbent A: 1 g of eugenol as an adsorptive compound is pulverized and mixed with 10 g of silica gel (average particle size of 0.05 to 0.2 mm) as a water-absorbing substance to obtain a powdery adsorbent A having a particle size of 5 to 50 μm. It was adjusted.
[0064]
Adsorbent B: 1 g of 3,5-xylenol as an adsorptive compound was pulverized and mixed together with 10 g of the above silica gel to prepare a powdery adsorbent B having a particle size of 5 to 50 μm.
[0065]
Adsorbent C: 1 g of resorcinol as an adsorbent compound was pulverized and mixed with 10 g of the above silica gel to prepare a powdery adsorbent C having a particle size of 5 to 50 μm.
[0066]
Adsorbent D: 1 g of pyrogallol as an adsorptive compound was pulverized and mixed with 10 g of the above silica gel to prepare a powdery adsorbent C having a particle size of 5 to 50 μm.
[0067]
Table 1 shows the results of the acetaldehyde removal rates (% by weight) of the adsorbents A to D. This indicates that all of the adsorbents A to D have excellent adsorption performance for acetaldehyde.
[0068]
[Table 1]

[0069]
(Example 2)
As in the case of the adsorbent C of Example 1, resorcinol was used as an adsorbent compound to adjust the adsorbents E to H by the following method, and the removal rate of acetaldehyde was examined in the same manner as in Example 1 above.
[0070]
(Adjustment of adsorbent)
Adsorbent E: 1 g of resorcinol was pulverized and mixed with 0.2 g of oxalic acid and 10 g of the above silica gel to prepare a powdery adsorbent E having a particle size of 5 to 50 μm.
[0071]
Adsorbent F: 1 g of resorcinol was pulverized and mixed with 0.2 g of sodium carbonate and 10 g of the above silica gel, followed by tableting to prepare an adsorbent E (tablet) of the same size.
[0072]
Adsorbent G: 1 g of resorcinol was added to H-type zeolite [ZSM-5 (SiO _Two / Al _Two O _Three = 75), particle size of 5 to 10 µm] and mixed with 10 g, followed by tableting to prepare an adsorbent F (tablet) of the same size.
[0073]
Adsorbent H: 1 g of resorcinol was stirred and mixed with 10 g of Na-type zeolite (average particle size of 5 to 10 μm), and then tableted to prepare an adsorbent F (tablet) of the same size.
[0074]
Table 2 shows the results of the acetaldehyde removal rates (%) of the adsorbents E to H (the adsorbent C of the above example is also shown). From this, it can be seen that when a small amount of a weakly acidic substance or a weakly basic substance is added together with resorcinol, the adsorption performance for acetaldehyde can be further increased, and the effect becomes remarkable especially when a weakly acidic substance is added. . In addition, when these weakly acidic substances or weakly basic substances are added, there is a possibility that acid or alkali deterioration may occur when water is absorbed. However, when H-type zeolites or Na-type zeolites are used, these weakly acidic substances or weakly basic substances are used. Can be increased without the addition of acid, and the problem of acid or alkali deterioration can be reliably solved.
[0075]
[Table 2]

[0076]
(Example 3)
1 g of catechol, purpurin, naringin, and rutin were prepared as polyhydric phenols, and each was mixed with 10 g of the above-mentioned H-type zeolite under stirring and then tableted to prepare adsorbents I to L (tablets) of the same size. did. Then, the removal rate of acetaldehyde was examined in the same manner as in Example 1 above.
[0077]
Table 3 shows the results of the acetaldehyde removal rates (%) of the adsorbents I to L. This indicates that all of the adsorbents I to L have excellent adsorption performance for acetaldehyde.
[0078]
[Table 3]

[0079]
(Example 4)
Adsorbents M to Q were prepared using 1 g of resorcinol and 10 g of H-type zeolite (the same as adsorbent G) in the same manner as in the case of adsorbent G of Example 2 above. However, polyvinyl alcohol was added in five steps as a binder. That is, the weight of polyvinyl alcohol was 1.7% (adsorbent M), 2% (adsorbent N), 2.5% (adsorbent O), 3% (adsorbent P), based on the H-type zeolite. 5% (adsorbent Q). Then, the removal rate of acetaldehyde was examined in the same manner as in Example 1 above. However, in Example 4, the acetaldehyde removal rate was checked every 5 minutes until 30 minutes passed.
[0080]
The result is shown in FIG. In addition, the result in the case of activated carbon is also shown for comparison. From this fact, it can be seen that when the amount of polyvinyl alcohol added increases, the rate at which the adsorption capacity decreases with time increases, and from the viewpoint of the adsorption capacity, the smaller the amount of polyvinyl alcohol added, the better. In particular, if it is 3% or less, there is no problem at all. However, even if the weight of polyvinyl alcohol is set to 5% with respect to the H-type zeolite, the rate of decrease is very small as compared with activated carbon.
[0081]
(Example 5)
Next, as shown in FIG. 9A, the chemical adsorbent 12 and the physical adsorbent 13 are used in combination, and the chemical adsorbent layer 2 is disposed upstream of the physical adsorbent layer 3. The effect of the case was investigated.
[0082]
That is, the same (resorcinol + H-type zeolite) as the adsorbent G of Example 2 was used as the chemical adsorbent 12 and activated carbon was used as the physical adsorbent 13, and the chemical adsorbent 12 (0.1 g) was used. Was loaded on the upstream side (left side in the figure) of the thin glass tube 75, and the physical adsorbent 13 (0.1 g) was loaded on the downstream side (right side in the figure). The air-

permeable members

16 and 16 are provided on the upstream side of the chemical adsorbent layer 2 and on the downstream side of the physical adsorbent layer 3, but the air-permeable members and the like are interposed between the

layers

2 and 3. It has not been.
[0083]
On the other hand, for comparison, as shown in FIG. 9B, the chemical adsorbent 12 (0.1 g) was loaded on the downstream side, and the physical adsorbent 13 (0.1 g) was loaded on the upstream side. As shown in FIG. 9 (c), the above-mentioned one and the one in which the chemical adsorbent 12 (0.1 g) and the physical adsorbent 13 (0.1 g) are substantially uniformly mixed are loaded. Produced.
[0084]
Then, air with a humidity of 80% adjusted so that the toluene concentration becomes 100 ppm flows from the upstream side at a flow rate of 0.6 m / s into each of the glass tubes 75, and the toluene concentration is measured with time on the downstream side. The removal rate of toluene was examined.
[0085]
The result is shown in FIG. 10A to 10C respectively correspond to the cases of FIGS. 9A to 9C. From this, it can be seen that when the chemical adsorbent layer is disposed on the upstream side of the physical adsorbent layer, the toluene adsorption performance is better than in other cases. This is because the water is absorbed by the H-type zeolite as the chemical adsorbent on the upstream side, and the decrease in the ability of the activated carbon to adsorb toluene by the water in the physical adsorbent is suppressed. This test is performed at an accelerated rate (toluene concentration: 100 ppm), and there is a considerable difference in service life under an actual use environment.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the suction processing member An adsorptive compound (at least one selected from the group consisting of monohydric phenols, polyhydric phenols and derivatives thereof) that chemically reacts with the component to be adsorbed (carbonyl-containing compound) in the gas to be treated in the presence of moisture. Kind of compound) and a water-absorbing substance that absorbs moisture (a water-absorbing support material that supports the adsorptive compound, absorbs moisture in the gas to be treated, and A chemical adsorbent having a substance that replenishes moisture as a reaction medium between the component to be adsorbed and the adsorptive compound in the gas to be treated) With chemical adsorbent layer Packed with physical adsorbent Physical adsorbent layer, and the chemical adsorbent layer is disposed on the upstream side of the physical adsorbent layer in the gas flow direction of the gas to be treated, or the adsorption treatment member is the above The mixed layer in which the chemical adsorbent and the physical adsorbent are mixed is provided, and the respective concentrations of both adsorbents in the mixed layer are adjusted so that the chemical adsorbent is located on the upstream side in the gas flow direction of the gas to be treated. By changing the flow direction of the gas to be treated continuously or discontinuously so that the physical adsorbent is higher at the downstream side and higher, Along with being able to reliably adsorb carbonyl group-containing compounds such as aldehydes and ketones, It becomes difficult for the adsorption site of the physical adsorbent to be saturated with moisture, and the adsorption performance can be sufficiently exhibited, Including carbonyl group-containing compounds The adsorption capacity for various components to be adsorbed can be maintained stably and at a high level for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a filter member as an adsorption processing member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1, showing another embodiment of a filter member.
FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1, showing still another embodiment of the filter member.
FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1, showing still another embodiment of the filter member.
FIG. 5 is a schematic sectional view showing an adsorption processing apparatus using a filter member as an adsorption processing member of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a vehicle air conditioner provided with an adsorption processing device using a filter member as the adsorption processing member of the present invention.
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing the procedure of a test in Examples 1 to 4.
FIG. 8 is a graph showing the results of the test of Example 4.
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing the procedure of a test in Example 5.
FIG. 10 is a graph showing the results of the test of Example 5.
[Explanation of symbols]
1 Filter members (members for adsorption treatment)
2 Chemical adsorbent layer
3 Physical adsorbent layer
5 Mixed layer
12 Chemical adsorbent
13 Physical adsorbent
15 Breathable members (sheet-like members)
21,51 Adsorption treatment device
25, 55 suction processing unit
28,58 fans
41 Air conditioner

Claims

A member for adsorption treatment for passing a gas to be treated in one direction and adsorbing components to be adsorbed in the gas to be treated,
A chemical adsorbent layer filled with a chemical adsorbent having an adsorptive compound that chemically reacts with a component to be adsorbed in the gas to be treated in the presence of moisture and a water-absorbing substance that absorbs moisture ; A physical adsorbent layer filled with a physical adsorbent,
The adsorptive compound is at least one compound selected from the group consisting of monohydric phenols, polyhydric phenols and derivatives thereof,
The component to be adsorbed that reacts with the adsorptive compound is a carbonyl group-containing compound,
The water-absorbing substance is a water-absorbing support material that supports the adsorptive compound, absorbs moisture in the gas to be treated, and reacts with the adsorptive compound to a component to be adsorbed in the gas to be treated. And a substance that replenishes water as a reaction medium between
The adsorption treatment member, wherein the chemical adsorbent layer is disposed upstream of the physical adsorbent layer in the gas flow direction of the gas to be treated.

The member for adsorption treatment according to claim 1,
A member for adsorption treatment, wherein a chemical adsorbent layer and a physical adsorbent layer are arranged adjacent to each other.

A member for adsorption treatment for passing a gas to be treated in one direction and adsorbing components to be adsorbed in the gas to be treated,
A mixture of a chemical adsorbent having a adsorptive compound that chemically reacts with a component to be adsorbed in a gas to be treated in the presence of moisture, a water-absorbing substance that absorbs moisture, and a physical adsorbent With layers,
The adsorptive compound is at least one compound selected from the group consisting of monohydric phenols, polyhydric phenols and derivatives thereof,
The component to be adsorbed that reacts with the adsorptive compound is a carbonyl group-containing compound,
The water-absorbing substance is a water-absorbing support material that supports the adsorptive compound, absorbs moisture in the gas to be treated, and reacts with the adsorptive compound to a component to be adsorbed in the gas to be treated. And a substance that replenishes water as a reaction medium between
The concentration of each of the adsorbents in the mixed layer is set such that the chemical adsorbent is higher on the upstream side in the gas flow direction of the gas to be processed and the physical adsorbent is higher on the downstream side in the gas flow direction. Characterized in that it changes continuously or discontinuously in the ventilation direction.

Adsorption treatment member according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a filter member having a sheet-like member which encloses the chemical adsorbent and the physical adsorbent.

The member for adsorption treatment according to any one of claims 1 to 4,
The member for adsorption treatment , wherein the water-absorbing substance is at least one of a water-absorbing inorganic substance and a water-absorbing polymer .

The member for adsorption treatment according to claim 5,
The member for adsorption treatment , wherein the water-absorbing inorganic substance is H-type zeolite .

The member for adsorption treatment according to claim 5 ,
The water-absorbing polymer is at least one selected from the group consisting of acrylic acid or a salt thereof, acrylamide-based, maleic acid-based, ethylene oxide-based, vinyl alcohol-based homo- or copolymer, modified starch and modified cellulose. A member for adsorption treatment characterized by the above-mentioned.

The member for adsorption treatment according to any one of claims 1 to 7 ,
The adsorptive compound is resorcinol, the member for adsorption treatment.

The member for adsorption treatment according to any one of claims 1 to 8 ,
The chemical adsorbent further has a binder,
A member for adsorption treatment , wherein the weight of the binder is set to 1.3 to 8% with respect to the weight of the water-absorbing substance .

The member for adsorption treatment according to claim 9 ,
A member for adsorption treatment , wherein the weight of the binder is set to 1.3 to 3% based on the weight of the water-absorbing substance .

The member for adsorption treatment according to claim 9 or 10 ,
The member for adsorption treatment , wherein the binder is polyvinyl alcohol .

The member for adsorption treatment according to any one of claims 1 to 11 ,
A member for adsorption treatment , wherein the chemical adsorbent further comprises a weakly acidic substance or a weakly basic substance .

The member for adsorption treatment according to any one of claims 1 to 12 ,
A member for adsorption treatment, wherein the physical adsorbent is at least one selected from the group consisting of activated carbon, silica gel, zeolite, alumina, bentonite, diatomaceous earth, and bauxite .

An adsorption processing apparatus comprising an adsorption processing unit provided with the adsorption processing member according to any one of claims 1 to 13.

15. The adsorption processing apparatus according to claim 14, further comprising a fan for supplying a gas to be processed to the adsorption processing unit.

The adsorption treatment device according to claim 14 or 15, wherein the adsorption treatment device is attached to an air conditioner.

In the adsorption treatment apparatus according to any one of claims 14 to 16 ,
An adsorption processing apparatus, wherein the adsorption processing member is detachably attached to the adsorption processing section.

14. An adsorption process, wherein a gas to be treated is passed in one direction to the member for adsorption treatment according to any one of claims 1 to 13, and a component to be adsorbed in the gas to be treated is adsorbed. Method.

The adsorption treatment method according to claim 18 ,
An adsorption treatment method comprising supplying moisture together with a gas to be treated to an adsorption treatment member.