JP4082516B2 - Method and apparatus for removing harmful gases - Google Patents

Method and apparatus for removing harmful gases Download PDF

Info

Publication number
JP4082516B2
JP4082516B2 JP2004261183A JP2004261183A JP4082516B2 JP 4082516 B2 JP4082516 B2 JP 4082516B2 JP 2004261183 A JP2004261183 A JP 2004261183A JP 2004261183 A JP2004261183 A JP 2004261183A JP 4082516 B2 JP4082516 B2 JP 4082516B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photocatalyst
light
nox
air
harmful gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004261183A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004358470A (en
Inventor
敏昭 藤井
和彦 坂本
弘明 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Ebara Corp
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp, Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2004261183A priority Critical patent/JP4082516B2/en
Publication of JP2004358470A publication Critical patent/JP2004358470A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4082516B2 publication Critical patent/JP4082516B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明は、気体中の有害ガスの除去方法及び装置に係り、特に、大気中のNOxを含む有害ガスを除去する方法及び装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for removing harmful gases in gas, and more particularly, to a method and apparatus for removing harmful gases containing NOx in the atmosphere.

従来の技術を、各種の工業や産業におけるNOx、SOx及びタバコ臭等の有害ガスを例に説明する。
先ず、各種の工業及び産業における排ガス及び自動車の排ガスの大気中への放出については、公害防止の観点から法的その他の規制措置がとられており、特に窒素酸化物及び硫黄酸化物については、酸性雨や光化学スモッグの原因物質としてその排出は厳しく制限されている。排出規制の対象とされている排ガス中の窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)の処理技術は、従来多くの方式が提案されているが、実用的には種々の課題がある。たとえば、従来の排ガスの脱硝技術としては、アンモニア添加による還元法、触媒を使用する還元法、放射線照射法等が提案されている。
The conventional technology will be described by taking harmful gases such as NOx, SOx and tobacco odor in various industries and industries as examples.
First, regarding the release of exhaust gases from various industries and industries and the exhaust gases of automobiles into the atmosphere, legal and other regulatory measures have been taken from the viewpoint of pollution prevention, especially for nitrogen oxides and sulfur oxides, Its emission is severely limited as a causative agent of acid rain and photochemical smog. Many methods for treating nitrogen oxide (NOx) and sulfur oxide (SOx) in exhaust gas, which are subject to emission regulations, have been proposed in the past, but there are various problems in practical use. For example, as a conventional denitration technology for exhaust gas, a reduction method by adding ammonia, a reduction method using a catalyst, a radiation irradiation method, and the like have been proposed.

従来のこれらの方法は、夫々次のような問題点がある。(a)アンモニア添加による還元法:脱硝効果が低い。(b)触媒を使用する還元法:連続的に使用した場合触媒性能が低下する。触媒として金属、貴金属を用いているので、省資源の観点から見直す必要がある。ダストの酸性物質の影響を受けやすい。(c)放射線照射法:硝安や硫安のような二次生成物を大量に生ずるので、別途副生成物の処理が必要である。また、これらのいずれの方法もアンモニアの添加を行うので、脱硝反応で消費されないアンモニアはリークアンモニアとして排出され、二次公害となる。また、アンモニアの使用、省資源の観点から見直す必要がある。   These conventional methods have the following problems, respectively. (A) Reduction method by adding ammonia: Denitration effect is low. (B) Reduction method using a catalyst: When continuously used, the catalyst performance decreases. Since metals and precious metals are used as catalysts, it is necessary to review from the viewpoint of resource saving. Susceptible to the acidic substance of dust. (C) Radiation irradiation method: Since secondary products such as ammonium nitrate and ammonium sulfate are produced in large quantities, it is necessary to separately treat by-products. In addition, since ammonia is added in any of these methods, ammonia that is not consumed in the denitration reaction is discharged as leaked ammonia, resulting in secondary pollution. Moreover, it is necessary to review from the viewpoint of the use of ammonia and resource saving.

また、これらの有害ガスは、一度大気中へ放出されると除去困難であり、大気中においても除去できる新規方法及び装置の出現が期待されている。
次に、家庭や事務所において、喫煙により発生したNOxを含む有害ガス(臭気性ガスを含む)について説明する。これらの物質は、一般にいわゆるタバコ臭として問題にされており、臭気はもちろんその有害性(例、発ガン性)のため、捕集・除去の要求が近年特に高まっている。これらの捕集・除去には、活性炭や植物精油を使用したもの等種々の除去材を使用する方法や装置の提案があるが、これらの除去材はいずれも性能が不十分であり、新規方法・装置の出現が期待されている。
Moreover, once these harmful gases are released into the atmosphere, it is difficult to remove them, and new methods and devices that can be removed even in the atmosphere are expected to emerge.
Next, harmful gas (including odorous gas) containing NOx generated by smoking in a home or office will be described. These substances are generally regarded as a problem as a so-called tobacco odor, and the demand for collection / removal has increased particularly in recent years due to their harmfulness (eg, carcinogenicity) as well as odor. For the collection and removal of these, there are proposals for methods and devices that use various removal materials such as those using activated carbon and plant essential oils, but these removal materials are all inadequate in performance.・ Appearance of equipment is expected.

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決し、取扱い易く、コンパクトで安価で、しかも大気中においても効果的なNOxを含む有害ガスの除去方法とその装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a method and apparatus for removing harmful gas containing NOx that is easy to handle, is compact and inexpensive, and is effective even in the atmosphere. .

上記課題を解決するために、本発明では、道路上で大気中のNOxを含む有害ガスを除去する方法において、前記道路上に、大気中で光が照射される壁面を設け、該壁面に表面が凸凹状をなし、光触媒を担持させた光透過性支持体を配備し、該支持体照射させることを特徴とする有害ガスの除去方法としたものである。
また、本発明では、道路上で大気中のNOxを含む有害ガスを除去する装置において、前記道路上に、大気中で光が照射される壁面を設け、該壁面に表面が凸凹状をなす光透過性支持体を配備し、該光透過性支持体の光が照射される凸凹状表面に光触媒を担持させたことを特徴とする有害ガスの除去装置としたものである
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, in a method for removing harmful gas containing NOx in the atmosphere on a road, a wall on which light is irradiated in the atmosphere is provided on the road, and the surface is provided on the wall. There to name an uneven, deploying a light transmissive support having supported thereon a photocatalyst, it is obtained by a method of removing harmful gas, characterized in Rukoto to irradiate light to the support.
In the present invention, an apparatus for removing harmful gas containing NOx in the atmosphere on the road, on the road, a wall light in air is irradiated provided, the front surface forms an uneven shape on the wall surface deploying a light transmissive support is obtained by a device for removing noxious gases light of the light transmissive support is characterized in that by supporting an uneven surface in the photocatalyst is irradiated.

本発明によれば、光触媒の支持体として、凹凸状の表面を有する光透過性のガラス材を用いたことにより、次のような効果を奏した。
(ア) 凹凸状の支持体であるので、光反応(照射)の面積が増大した。また、光が該凹凸表面で散乱されるので、有効に光触媒に吸収された。
これにより、有害ガスの処理効率が向上し、効果的に処理された。
(イ) 支持体がガラス材であるので、光触媒への紫外光及び/又は可視光の光照射を処理物を介さずに、光触媒の裏面より直接できるので、処理装置の構造を利用分野によってより効果的に自由度大に選択することができる。
また、これにより太陽光も適宜に利用できる。
すなわち、従来の表面のみからの照射だと、時間経過により光触媒表面に固体状物質などが付着した場合、その部分は全くデッドスペースとなり性能劣化した。また、従来法は処理物を介して照射されるので、処理物により性能が影響を受け、また処理物によっては、処理物が光を吸収してしまい、光が有効に利用できなかった。
(ウ) 通常、NOxは処理困難な物質であるので、NOxを指標に処理を行えば、他の共存有害ズカも同時に処理できるので、実用上制御、管理が容易である。
本発明では、前記したように、性能が処理物によらず、長時間安定に維持できた。
According to the present invention, the use of the light-transmitting glass material having an uneven surface as the support for the photocatalyst has the following effects.
(A) Since it is an uneven support, the area of photoreaction (irradiation) increased. Moreover, since light was scattered on the uneven surface, it was effectively absorbed by the photocatalyst.
As a result, the processing efficiency of the harmful gas was improved and the processing was effectively performed.
(B) Since the support is a glass material, the photocatalyst can be irradiated with ultraviolet light and / or visible light directly from the back surface of the photocatalyst without passing through the treated material. It is possible to effectively select a large degree of freedom.
Moreover, sunlight can also be utilized suitably by this.
That is, in the case of irradiation from only the conventional surface, when a solid substance or the like adheres to the surface of the photocatalyst over time, the portion becomes a dead space and performance deteriorates. In addition, since the conventional method is irradiated through the processed material, the performance is affected by the processed material, and depending on the processed material, the processed material absorbs light, and the light cannot be effectively used.
(C) Normally, NOx is a substance that is difficult to process, and if it is processed using NOx as an indicator, other coexisting harmful zuka can be processed at the same time, so that it is practically easy to control and manage.
In the present invention, as described above, the performance could be stably maintained for a long time regardless of the processed material.

次に、本発明の各構成を詳細に説明する。
本発明において、照射する光は紫外光及び/又は可視光が使用でき、太陽光でも人工光でもよい。
本発明で用いる光触媒は、表面を凹凸状(粗面化)とした光透過性支持体の表面に担持させて用いる。こうすることで、触媒担持体に光を照射することにより光触媒による反応速度が著しく向上する。ここで光の照射は、前記支持体の表面に被覆した光触媒に、該支持体内部に導入した光、すなわち、被覆した触媒に対して裏面から光を照射するのがよい。
上記の光触媒による作用が効果的になる理由は、次の2つの効果に起因するものである。
1つは、平滑表面状支持体を用いる場合に比べて、本発明では表面の凹凸状支持体によって光反応面積が一層増大することである。他の1つは、光が該表面の凹凸で散乱されるために、有効に光触媒としての半導体によって吸収されることである。
Next, each configuration of the present invention will be described in detail.
In the present invention, ultraviolet light and / or visible light can be used as irradiation light, and it may be sunlight or artificial light.
The photocatalyst used in the present invention is used while being supported on the surface of a light-transmitting support having a rough surface (roughened). By so doing, the reaction rate by the photocatalyst is significantly improved by irradiating the catalyst carrier with light. Here, the light irradiation is preferably performed by irradiating the photocatalyst coated on the surface of the support from the back surface with respect to the light introduced into the support, that is, the coated catalyst.
The reason why the action of the photocatalyst is effective is due to the following two effects.
One is that the photoreactive area is further increased by the surface irregular support in the present invention as compared to the case of using a smooth surface support. The other is that the light is scattered by the irregularities on the surface, so that it is effectively absorbed by the semiconductor as the photocatalyst.

光透過性支持体の材料としては、紫外光及び/又は可視光透過率が大きなもので有れば何でも用いることができるが、特に耐光性に優れた石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、ソーダライムガラスなどのガラス材を好適に用いることができる。形状は、板状、シート状、曲面状、柱状、棒状、線状、網状、格子状、ファイバー状等が使用できる。光透過性支持体の厚さや太さは、薄いほどあるいは細ければ細い程良いが、強度的には0.1mm以上の厚さ、あるいはφ0.1mm以上であることが望ましい。また、上限は無いが、厚いほど、また太くなるほどファイバーの体積当りの光反応効率は低下することになるが、用途によっては10mm程度でも使用することができる。   Any material can be used as the material for the light-transmitting support as long as it has a high transmittance for ultraviolet light and / or visible light. In particular, quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, and soda having excellent light resistance. A glass material such as lime glass can be preferably used. As the shape, a plate shape, a sheet shape, a curved surface shape, a columnar shape, a rod shape, a linear shape, a net shape, a lattice shape, a fiber shape and the like can be used. The thinner or thinner the light-transmitting support is, the better. However, in terms of strength, it is desirable that the thickness is 0.1 mm or more, or φ0.1 mm or more. Further, although there is no upper limit, the photoreaction efficiency per volume of the fiber decreases as the thickness increases and the thickness increases, but even about 10 mm can be used depending on the application.

なお、光透過性支持体表面の粗面化法としては、特に限定されず、HF水溶液による化学的エッチング及び研磨材による物理的なスリ加工などを用いれば良い。凹凸のディメンジョンとしては、紫外光及び/又は可視光を散乱するために、約200nm以上が必要になる。しかし、凹凸サイズが大きすぎると、反応表面積が小さくなることから、効率は低下することになる。その結果、上限は0.1mmであることが望ましい。
凹凸状の光透過性支持体上に担持する光触媒の種類は、対象となる有害ガス及び光源の種類などを考慮の上、選定することができる。光触媒活性の高さと化学的な安定性から、現在最も広範に用いられている光触媒はTiOであり、本発明に好適に使用することができる。しかしながら、本発明に使用される光触媒はこれに限定されることなく、従来光触媒として知られているものは如何なるものでも使用することができる。
The method for roughening the surface of the light-transmitting support is not particularly limited, and chemical etching using an HF aqueous solution and physical abrasion using an abrasive may be used. The uneven dimension needs to be about 200 nm or more in order to scatter ultraviolet light and / or visible light. However, if the uneven size is too large, the reaction surface area becomes small, and the efficiency is lowered. As a result, the upper limit is desirably 0.1 mm.
The type of the photocatalyst supported on the uneven light-transmitting support can be selected in consideration of the target harmful gas, the type of the light source, and the like. Because of its high photocatalytic activity and chemical stability, the most widely used photocatalyst at present is TiO 2 and can be suitably used in the present invention. However, the photocatalyst used in the present invention is not limited to this, and any known photocatalyst can be used.

通常半導体材料が効果的であり容易に入手出来、加工性も良いことから好ましい。
効果や経済性の面から、Se,Ge,Si,Ti,Zn,Cu,Al,Sn,Ga,In,P,As,Sb,C,Cd,S,Te,Ni,Fe,Co,Ag,Mo,Sr,W,Cr,Ba,Pbのいずれか、又はこれらの化合物、又は合金、又は酸化物が好ましく、これらは単独で、又は二種類以上を複合して用いる。
例えば、元素としてはSi,Ge,Se、化合物としてはAlP,AlAs,GaP,AlSb,GaAs,InP,GaSb,InAs,InSb,CdS,CdSe,ZnS,MoS,WTe,CrTe,MoTe,CuS,WS、酸化物としてはTiO,Bi,CuO,CuO,ZnO,MoO,InO,AgO,PbO,SrTiO,BaTiO,Co,Fe,NiO等がある。
Usually, semiconductor materials are preferable because they are effective, easily available, and have good workability.
From the aspect of effect and economy, Se, Ge, Si, Ti, Zn, Cu, Al, Sn, Ga, In, P, As, Sb, C, Cd, S, Te, Ni, Fe, Co, Ag, Any of Mo, Sr, W, Cr, Ba, and Pb, or a compound, alloy, or oxide thereof is preferable. These are used alone or in combination of two or more.
For example, the elements Si, Ge, Se, AlP as compounds, AlAs, GaP, AlSb, GaAs , InP, GaSb, InAs, InSb, CdS, CdSe, ZnS, MoS 2, WTe 2, Cr 2 Te 3, MoTe , Cu 2 S, WS 2 , oxides include TiO 2 , Bi 2 O 3 , CuO, Cu 2 O, ZnO, MoO 3 , InO 3 , Ag 2 O, PbO, SrTiO 3 , BaTiO 3 , Co 3 O 4. , Fe 2 O 3 , NiO, and the like.

光触媒膜の厚みは、薄すぎると、光を十分に吸収できない。一方、厚すぎると、膜中で生じた光キャリヤーが表面まで拡散できないために、触媒活性が低下する。従って、最適値が存在することになる。その値は、用いる光触媒の種類によって異なるが、数nm〜数μmの範囲になる。
上記の光触媒の使用においては、電場下で行うと効果的である。電場の強さは、1V/cm〜10kV/cm、通常10V/cm〜1kV/cmである。
電場は、光触媒の近傍に線状、網状、棒状、格子状など、適宜の電極材を設置し、該光触媒との間に電圧を印加することにより設定でき、光触媒や電極材の形状などにより、適宜予備試験を行い、適正条件を選び行うことができる。
光触媒の種類や厚み、電場の有無やその強さは、利用分野、処理対象物質の種類や濃度、光源の種類、光触媒の支持体の種類や形状、要求性能等により適宜予備試験を行い決めることができる。
If the photocatalyst film is too thin, it cannot absorb light sufficiently. On the other hand, if it is too thick, the photocarrier generated in the film cannot be diffused to the surface, so that the catalytic activity is lowered. Therefore, there exists an optimum value. The value varies depending on the type of photocatalyst used, but is in the range of several nm to several μm.
The use of the photocatalyst is effective when carried out in an electric field. The strength of the electric field is 1 V / cm to 10 kV / cm, usually 10 V / cm to 1 kV / cm.
The electric field can be set by installing an appropriate electrode material such as a line, net, rod, lattice, etc. in the vicinity of the photocatalyst, and applying a voltage between the photocatalyst, depending on the shape of the photocatalyst or electrode material, Appropriate conditions can be selected by conducting preliminary tests as appropriate.
The type and thickness of the photocatalyst, the presence or absence of electric field, and its strength should be determined by conducting preliminary tests as appropriate according to the application field, the type and concentration of the substance to be treated, the type of light source, the type and shape of the photocatalyst support, the required performance, etc. Can do.

次に、光源について説明する。
光源は、光触媒を励起する波長を有するものであれば、何れでも良く、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノン灯等が使用でき、また利用先によっては、太陽光が適宜利用できる。
光源の位置は、適用分野、光源の種類、装置形状により適宜に選択することができる。 また、利用先によっては、適宜周知の有害ガス除去手段と組合せて用いることができる。周知の有害ガス除去手段としては、活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、イオン交換フィルター(繊維)、有機高分子ポリマー(有機高分子ビーズ)などがある。
Next, the light source will be described.
Any light source may be used as long as it has a wavelength that excites the photocatalyst, and a low-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, or the like can be used.
The position of the light source can be appropriately selected depending on the application field, the type of light source, and the device shape. Further, depending on the use destination, it can be used in combination with known harmful gas removing means as appropriate. Known harmful gas removal means include activated carbon, activated carbon fiber, zeolite, ion exchange filter (fiber), and organic polymer polymer (organic polymer beads).

また、本発明者らがすでに提案した複合酸化物系触媒を用いる手段(特開平6−194895号、特開平6−205930号各公報)も、利用分野によっては適宜に用いることができる。これらの用い方として、通常処理有害ガスが比較的高い場合、あるいは処理ガスの種類が多い場合、予めこれらの手段である程度有害ガスの除去を行い、次に本発明の手段により除去を行う。これにより、濃度の高い被処理気体や、多成分系の複雑な有害ガスも高効率に処理でき、超清浄な気体や空間を効果的に得ることができる。
本発明は、NOxの処理に効果的である。NOxは、他の有害ガスの中で最も安定で、通常法では処理困難である。本発明でNOxが容易に処理できることからNOxに共存する他の有害ガス、例えば、NH、有機Cl化合物、炭化水素、タバコ臭、カビ臭成分などは容易に処理される。
Further, means using the composite oxide catalyst already proposed by the present inventors (Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-194895 and 6-205930) can be appropriately used depending on the application field. As a method of using these, when the processing harmful gas is usually relatively high or there are many kinds of processing gases, the harmful gas is removed to some extent by these means in advance, and then removed by the means of the present invention. Thereby, the gas to be processed having a high concentration and the complex harmful gas of a multi-component system can be processed with high efficiency, and an ultra-clean gas and space can be obtained effectively.
The present invention is effective for the treatment of NOx. NOx is the most stable of other harmful gases and is difficult to process by conventional methods. Since NOx can be easily treated in the present invention, other harmful gases coexisting with NOx, such as NH 3 , organic Cl compounds, hydrocarbons, tobacco odor, and mold odor components, are easily treated.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1
高速道路の壁面に光触媒を組込み有害ガスを除去する概略図を図2に示す。
図2において、高速道路40では、高速で走行する車15からNOxが排出されている。該道路40には壁面16があり、壁面の一部はガラスで成り、該ガラス表面は凹凸状となしTiO が被覆された光触媒担持体8となっている。
該光触媒担持体8には、その裏面及び/又は表面から太陽光17が照射され、NOxが除去される。NOxは、光触媒により硝酸に変換し、光触媒表面に付着するが、時々の降雨により該硝酸は光触媒上より洗い流され、ピット18より回収され、別途水処理装置により、周知の方法でN にまで還元される。
19は、高速道路を支える架台である。
太陽光による光触媒への照射17の位置は、時間経過により変化するが、本触媒は表面照射、裏面照射いずれでも効果があるので、太陽光が有効利用できる。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
FIG. 2 shows a schematic view of incorporating a photocatalyst into the highway wall surface to remove harmful gases.
In FIG. 2, on the highway 40, NOx is discharged from the vehicle 15 traveling at high speed. The road 40 has a wall surface 16, a part of the wall surface is made of glass, and the glass surface is uneven, and is a photocatalyst carrier 8 coated with TiO 2 .
The photocatalyst carrier 8 is irradiated with sunlight 17 from the back surface and / or front surface thereof, and NOx is removed. NOx is converted to nitric acid by the photocatalyst and adheres to the surface of the photocatalyst. However, the nitric acid is washed off from the photocatalyst by occasional rainfall, recovered from the pit 18, and separately up to N 2 by a well-known method using a water treatment device. Reduced.
Reference numeral 19 denotes a frame that supports the highway.
Although the position of irradiation 17 on the photocatalyst by sunlight changes with time, since the present catalyst is effective for both surface irradiation and backside irradiation, sunlight can be used effectively.

参考例1
有害ガス除去装置の基本構成図を図1に示し、これを用いて病院における空気清浄について説明する。
図1において、喫煙2等に起因した微粒子(粒子状物質)及び有害ガス(臭気性ガスを含み、例えば、アルデヒド類、ケトン類、ピリジン類、ピロール類、ニトリル類、窒素酸化物、アンモニア等)3が発生している。
Reference example 1
A basic configuration diagram of the harmful gas removal apparatus is shown in FIG. 1, and air cleaning in a hospital will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, fine particles (particulate matter) and harmful gases (including odorous gases such as aldehydes, ketones, pyridines, pyrroles, nitriles, nitrogen oxides, ammonia, etc.) resulting from smoking 2 and the like. 3 has occurred.

空気清浄は、室の側面の中央部に設置された前処理フィルタ4、静電フィルタ5、活性炭6、イオン交換フィルタ7、及び本発明の光触媒を担持させた光触媒担持体8、紫外線ランプ9、ファン10よりなる空気清浄器11にて実施される。
上記光触媒担持体8は、表面が凹凸状の多数の棒状(ロッド)石英ガラスに、TiOを被覆したもので、紫外線ランプ9からの紫外線は棒状石英ガラスの中を通して、該石英ガラス表面のTiOを励起し、光触媒として活性化する。図1(b)に、図1(a)のA−A′断面図を示す。12は汚染空気の流れ、13は空気清浄器11により清浄化された清浄空気を示す。
The air cleaning is performed by the pretreatment filter 4, the electrostatic filter 5, the activated carbon 6, the ion exchange filter 7, and the photocatalyst carrier 8 carrying the photocatalyst of the present invention, the ultraviolet lamp 9, This is carried out by an air purifier 11 comprising a fan 10.
The photocatalyst carrier 8 is obtained by coating a large number of rod-shaped (rod) quartz glass with an uneven surface with TiO 2 , and ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 9 pass through the rod-shaped quartz glass, and the TiO 2 on the surface of the quartz glass. 2 is excited and activated as a photocatalyst. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. Reference numeral 12 denotes a flow of contaminated air, and reference numeral 13 denotes clean air cleaned by the air purifier 11.

この空気清浄器11においては、喫煙等に起因した微粒子は、前処理フィルタ4で先ず粗い粒子状物質が除去され、次いで静電フィルタ5で残った微粒子が除去される。一方、喫煙に起因する有害ガスは、先ず活性炭6でアルデヒド類やケトン類のような主として中性物質及び酸性物質が除去される。次に、イオン交換フィルタ(カチオン型)7で、アンモニアのような主としてアルカリ性物質が除去される。
イオン交換フィルタは、本発明者らがすでに提案したものを適宜用いることができる。(例、特開昭63−12315号、特開昭63−77557号、特開昭63−97246号、特開平2−59018号各公報)
次に、これらのフィルタでは除去できないNOx及びリークした前記の有害ガスが光触媒にて除去される。光触媒では、主にNOxが硝酸に変換され、固定化されることにより除去される。
In the air purifier 11, the particulate matter resulting from smoking or the like is first removed from the coarse particulate matter by the pretreatment filter 4, and then the remaining particulate matter is removed by the electrostatic filter 5. On the other hand, harmful gases resulting from smoking are first removed mainly by activated carbon 6 from neutral substances and acidic substances such as aldehydes and ketones. Next, mainly an alkaline substance such as ammonia is removed by an ion exchange filter (cation type) 7.
As the ion exchange filter, those already proposed by the present inventors can be appropriately used. (For example, JP-A-63-12315, JP-A-63-77557, JP-A-63-97246, JP-A-2-59018)
Next, NOx that cannot be removed by these filters and the leaked harmful gas are removed by a photocatalyst. In the photocatalyst, NOx is mainly converted into nitric acid and is removed by immobilization.

光触媒担持体8の光触媒上でNOxから変換された硝酸は、長時間運転した場合、光触媒の性能を劣化させ、かつ長時間運転により、後方に飛散する場合があるので、光触媒の近傍及び/又はその後方に生成物である硝酸の捕集フィルタ(捕集材)、例えばイオン交換繊維(アニオン型)、活性炭、活性炭素繊維、ガラス繊維を適宜設置すると、光触媒の効果が持続し、かつ、万一後方へ流出した場合でも捕集できるので、装置の種類、処理有害ガスの濃度、用いる他の有害成分の除去材の種類、要求性能などによっては好ましい。上記捕集フィルタの設置は、適宜予備試験を行い決めることができる。
光触媒は、低濃度の有害ガスを極低濃度あるいは検出限界濃度以下まで、処理するのに好適である。そのために、本例のように周知の方法で予め低濃度まで処理し、最終処理を光触媒で行うと実用上効果的に処理できる。
空気清浄器11により、臭気濃度(官能試験の値)50〜1,000のタバコ臭を含む空気12は、臭気濃度10以下、及び有害ガスとしてのNOxは5ppb以下、NHは10ppb以下となり、清浄空気13が得られる。
The nitric acid converted from NOx on the photocatalyst of the photocatalyst carrier 8 deteriorates the performance of the photocatalyst when operated for a long time and may be scattered backward by the long-time operation. If the filter for collecting nitric acid as a product (collecting material), for example, ion exchange fiber (anion type), activated carbon, activated carbon fiber, or glass fiber is appropriately installed on the rear side, the effect of the photocatalyst is maintained, and Since it can be collected even if it flows backward, it is preferable depending on the type of apparatus, the concentration of the processing harmful gas, the type of the removal material for other harmful components used, the required performance, and the like. The installation of the collection filter can be determined by conducting a preliminary test as appropriate.
The photocatalyst is suitable for treating a low concentration of harmful gas to a very low concentration or below a detection limit concentration. For this reason, it is possible to effectively treat practically by treating to a low concentration in advance by a known method as in this example and performing the final treatment with a photocatalyst.
By the air cleaner 11, the air 12 containing a tobacco odor with an odor concentration (sensory test value) of 50 to 1,000 is an odor concentration of 10 or less, NOx as a harmful gas is 5 ppb or less, NH 3 is 10 ppb or less, Clean air 13 is obtained.

参考例2
図1の空気清浄器を用いた脱臭効果及びNOx除去性能を以下に示す。
空気清浄器を設置した待合室1の体積は約30mであり、該清浄器内の空気流量は100リットル/minとした。前処理フィルタ4の直下約1mの位置で10本タバコを喫煙したとき、該フィルタ直前の位置12で採取したサンプル空気は、目視でタバコ煙が認められ、臭気濃度は官能試験(3点比較法)で500であった。
また、NOx、NHを測定したところ、夫々2ppm、2ppmであった。測定法は、化学発光方式である。
Reference example 2
The deodorizing effect and NOx removal performance using the air cleaner of FIG. 1 are shown below.
The volume of the waiting room 1 in which the air cleaner is installed is about 30 m 3 , and the air flow rate in the cleaner is 100 liters / min. When 10 cigarettes were smoked at a position of about 1 m directly under the pretreatment filter 4, the sample air collected at the position 12 immediately before the filter was visually recognized as tobacco smoke, and the odor concentration was determined by a sensory test (three-point comparison method). ) Was 500.
In addition, it was measured NOx, NH 3, and each 2ppm, was 2ppm. The measurement method is a chemiluminescence method.

光透過性支持体としては、表面を研磨した平滑表面石英製ロッド(直径5.0mm)を用意し、表面を研磨砂によるスリ加工を行い、粗面化した。
チタン(IV)プロポキシド28.39gを18.43gの無水エタノールに添加し、室温で約3分間攪拌した後に、氷冷した(溶液A)。また、別にエタノール(18.43g)、水(1.8g)、塩酸(0.29g)の混合水溶液を調製した(溶液B)。溶液Aを攪拌しながら、溶液Bをビュレットを用いてゆっくりと滴下することにより、均一混合溶液とした(溶液C)。
前記石英製ロッドを溶液C中に浸漬した後に、ディッピング装置を用いて、1.8cm/分の一定速度で引き上げた。空気中で十分に乾燥させた後に、500℃で10分間焼成して、本発明の光触媒担持体を得た。得られた光触媒担持体であるTiO被覆石英製ロッドの模式図を、図3に示した。
As a light-transmitting support, a smooth surface quartz rod having a polished surface (diameter: 5.0 mm) was prepared, and the surface was ground by polishing with sand.
Titanium (IV) propoxide (28.39 g) was added to 18.43 g of absolute ethanol, stirred at room temperature for about 3 minutes, and then ice-cooled (solution A). Separately, a mixed aqueous solution of ethanol (18.43 g), water (1.8 g) and hydrochloric acid (0.29 g) was prepared (Solution B). While stirring the solution A, the solution B was slowly dropped using a burette to obtain a uniform mixed solution (solution C).
After the quartz rod was immersed in the solution C, it was pulled up at a constant speed of 1.8 cm / min using a dipping device. After sufficiently drying in air, it was calcined at 500 ° C. for 10 minutes to obtain a photocatalyst carrier of the present invention. A schematic diagram of the resulting TiO 2 -coated quartz rod as the photocatalyst carrier is shown in FIG.

図3は、本発明の光触媒39の作用を示す説明図である。
光透過性支持体Aの表面には、光触媒膜32が担持されている。光透過性支持体Aから導入された光33は、凹凸化された支持体Aの表面の作用で効果的に光触媒膜32に吸収される。
光触媒膜32が、禁制帯の幅以上のエネルギーを持つ光を吸収すると電子は伝導帯34に励起され、価電子帯35に正孔37ができる。このようにして、価電子帯35の正孔37は酸化力を、伝導帯34の励起電子36は還元力を持つ。38は被処理物であり、被処理物は上記作用の力により分解される。
被覆TiOの厚みは30mmである。
光源は、高圧水銀灯である。
用いた性能試験用空気清浄器の大きさ: 50×50×60cm
FIG. 3 is an explanatory view showing the action of the photocatalyst 39 of the present invention.
A photocatalytic film 32 is supported on the surface of the light-transmissive support A. The light 33 introduced from the light transmissive support A is effectively absorbed by the photocatalyst film 32 by the action of the surface of the support A that has been roughened.
When the photocatalytic film 32 absorbs light having energy greater than the width of the forbidden band, electrons are excited to the conduction band 34 and holes 37 are formed in the valence band 35. In this way, the holes 37 in the valence band 35 have an oxidizing power, and the excited electrons 36 in the conduction band 34 have a reducing power. Reference numeral 38 denotes an object to be processed, and the object to be processed is decomposed by the force of the above action.
The thickness of the coated TiO 2 is 30 mm.
The light source is a high-pressure mercury lamp.
Size of air cleaner for performance test used: 50 × 50 × 60 cm

結 果
この空気を空気清浄器11を運転して清浄化すると、該清浄器11出口直線の位置13における空気の臭気濃度は、官能試験で最大でも10以下であった。また、ここで吐出空気には、目視ではタバコ煙は認められなかった。また、NOxとNH濃度は、夫々5ppb以下であった。
As a result, when this air was cleaned by operating the air purifier 11, the odor concentration of air at the position 13 of the straight line of the outlet of the purifier 11 was 10 or less at the maximum in the sensory test. In addition, no tobacco smoke was visually observed in the discharged air. The NOx and NH 3 concentrations were 5 ppb or less, respectively.

参考例3
図1に示した空気清浄器11から、活性炭6及びイオン交換フィルタ7を取り外し、該清浄器にNOxを含むトンネル換気排ガスを50リットル/minで導入し、NOxの除去性能を化学発光方式のNOx計で調べた。
NOx濃度: 1〜3ppm
空気清浄器大きさ: 50×50×60cm
光触媒及び光源: 参考例4と同じもの。
結 果
清浄器出口のNOx濃度は、10〜30ppbであった。
なお、比較例として、石英ロッドを粗面化しないで、同様にTiOを被覆して試験したところ、清浄器出口のNOx濃度は、0.3〜0.5ppmであった。
Reference example 3
The activated carbon 6 and the ion exchange filter 7 are removed from the air purifier 11 shown in FIG. 1, and tunnel exhaust gas containing NOx is introduced into the purifier at 50 liters / min. I examined it in total.
NOx concentration: 1-3ppm
Air cleaner size: 50 × 50 × 60cm
Photocatalyst and light source: Same as in Reference Example 4.
Results The NOx concentration at the outlet of the purifier was 10 to 30 ppb.
In addition, as a comparative example, when the quartz rod was not roughened and was similarly coated with TiO 2 and tested, the NOx concentration at the purifier outlet was 0.3 to 0.5 ppm.

次に、本発明を適用する利用分野と用途を示す。
(1)家庭、事務所、病院におけるNOx、タバコ、カビ臭、トイレ臭、各種薬品臭の処理。
(2)トンネルや高速道路における自動車の排ガス処理。
(3)半導体工業、薬品工業、食品工業、農林産業、医療、精密機械工業におけるクリーンルーム及びその周辺における各種有害ガス(例、NOx,炭化水素)の処理。
(4)大気中のNOx(NO,NO,NO)、SOxの処理。
(5)水処理場におけるストリッピングによるNOxを含む放出ガス(NOx、有機Cl化合物)の処理。
Next, application fields and applications to which the present invention is applied will be described.
(1) Treatment of NOx, tobacco, mold odor, toilet odor and various chemical odors at home, office and hospital.
(2) Car exhaust gas treatment in tunnels and highways.
(3) Treatment of various harmful gases (eg, NOx, hydrocarbons) in the clean room and its surroundings in the semiconductor industry, pharmaceutical industry, food industry, agriculture and forestry industry, medical care, precision machinery industry.
(4) NOx in the atmosphere (NO, NO 2, N 2 O), the processing of the SOx.
(5) Treatment of emission gas (NOx, organic Cl compound) containing NOx by stripping in a water treatment plant.

(a)は病院における空気清浄に用いた有害ガス除去装置の基本構成図で、(b)は(a)のA−A′断面図。(A) is a basic block diagram of the harmful gas removal apparatus used for the air cleaning in a hospital, (b) is AA 'sectional drawing of (a). 高速道路の壁面に本発明を適用した概略図。Schematic which applied this invention to the wall surface of a highway. 本発明の光触媒の作用を示す説明図。Explanatory drawing which shows the effect | action of the photocatalyst of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:病院の待合室、2:タバコ、3:有害ガス、4:前処理フィルタ、5:静置フィルタ、6:活性炭、7:イオン交換フィルタ、8:光触媒担持体、9:紫外線ランプ、10:ファン、11:空気清浄器、12:汚染空気、13:清浄空気、15:自動車、16:道路壁面、17:太陽光、18:ピット、19:架台、31:支持体凹凸面、32:光触媒膜、33:光、34:伝導帯、35:価電子帯、36:励起電子、37:正孔、38:有害ガス、39:光触媒担持体、40:道路、A:光透過性支持体   1: Hospital waiting room 2: Cigarette 3: Hazardous gas 4: Pretreatment filter 5: Static filter 6: Activated carbon 7: Ion exchange filter 8: Photocatalyst carrier 9: UV lamp 10: Fan, 11: Air purifier, 12: Contaminated air, 13: Clean air, 15: Automobile, 16: Road wall surface, 17: Sunlight, 18: Pit, 19: Mount, 31: Uneven surface of support, 32: Photocatalyst Membrane, 33: Light, 34: Conduction band, 35: Valence band, 36: Excited electron, 37: Hole, 38: Harmful gas, 39: Photocatalyst carrier, 40: Road, A: Light transmissive support

Claims (2)

道路上で大気中のNOxを含む有害ガスを除去する方法において、前記道路上に、大気中で光が照射される壁面を設け、該壁面に表面が凸凹状をなし、光触媒を担持させた光透過性支持体を配備し、該支持体照射させることを特徴とする有害ガスの除去方法。 A method for removing harmful gas containing NOx in the atmosphere on the road, on the road, a wall light in air is irradiated is provided, the surface wall surfaces to name an uneven, was supported photocatalyst deploying a light transmissive support, a method of removing harmful gas, characterized in Rukoto to irradiate light to the support. 道路上で大気中のNOxを含む有害ガスを除去する装置において、前記道路上に、大気中光が照射される壁面を設け、該壁面に表面が凸凹状をなす光透過性支持体を配備し、該光透過性支持体の光が照射される凸凹状表面に光触媒を担持させたことを特徴とする有害ガスの除去装置。 An apparatus for removing harmful gas containing NOx in the atmosphere on the road, on the road, a wall light in air is irradiated provided, the front surface to the wall surface of the light transmitting substrate that forms an uneven deployed, device for removing noxious gases light of the light transmissive support is characterized in that by supporting photocatalyst on uneven surfaces to be irradiated.
JP2004261183A 2004-09-08 2004-09-08 Method and apparatus for removing harmful gases Expired - Fee Related JP4082516B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004261183A JP4082516B2 (en) 2004-09-08 2004-09-08 Method and apparatus for removing harmful gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004261183A JP4082516B2 (en) 2004-09-08 2004-09-08 Method and apparatus for removing harmful gases

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6174898A Division JPH0810576A (en) 1994-07-05 1994-07-05 Removing method of harmful gas and device therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004358470A JP2004358470A (en) 2004-12-24
JP4082516B2 true JP4082516B2 (en) 2008-04-30

Family

ID=34056532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004261183A Expired - Fee Related JP4082516B2 (en) 2004-09-08 2004-09-08 Method and apparatus for removing harmful gases

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4082516B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004358470A (en) 2004-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5449443A (en) Photocatalytic reactor with flexible supports
Monge et al. Nitrogen dioxide removal and nitrous acid formation on titanium oxide surfaces—an air quality remediation process?
EP2075512A1 (en) Air purifier
KR20060107021A (en) Device and method for treatment of odor and hazardous air pollutant
JP3402385B2 (en) Gas cleaning method and apparatus
KR100841965B1 (en) An apparatus for recovering heavy metals using photocatalyst and method using thereof
JP2000287544A (en) Controlling agent for tree and controlling of tree
JP2989031B2 (en) Method and apparatus for removing hydrocarbon
JP4082516B2 (en) Method and apparatus for removing harmful gases
JPH0810576A (en) Removing method of harmful gas and device therefor
JP2004358469A (en) Method and apparatus for removing harmful gas
JPH06190236A (en) Method of purifying gas and device therefor
JP3529122B2 (en) Hazardous gas removal method and equipment
WO2012036231A1 (en) Glass with photocatalytic function
JP3476302B2 (en) Method and apparatus for removing harmful gas
KR100529372B1 (en) An Apparatus For Removing Heavy Metals Using Photocatalyst And Method Using Thereof
JP4150450B2 (en) Catalytic reaction apparatus and catalyst excitation method
JP3429522B2 (en) Conveying device having gas cleaning means
JP3483208B2 (en) Apparatus for removing nitrogen oxides from the atmosphere by diffusion scrubber method and its use
JPH10180044A (en) Fluid purifier utilizing photocatalyst
JP3518784B2 (en) Method and apparatus for removing harmful components in gas
JP3521748B2 (en) Air purification filter and air purifier
JP3446985B2 (en) Gas cleaning method and apparatus
JP2002126451A (en) Device for removing nitrogen oxides in air
JP2000167435A (en) Generating method of negative ion and device therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071206

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110222

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees