JP4087816B2 - 有害ガス除去吸着剤及びそれを用いた吸収缶 - Google Patents

Description

本発明は有害ガス除去吸着剤及びそれを用いた吸収缶に関し、特に、土壌汚染対策法で規制されている特定有害物質を吸着除去する吸着剤及びそれを用いた吸収缶に関する。

有害ガスを除去するために活性炭を使用することは古くから知られている。また、活性炭単体では除去できない有害ガスを物理吸着と化学反応によって除去する目的で活性炭に種々の反応物質を担持（含浸・添着）させた吸着剤も知られている。後者を開示する公知刊行物の例としては、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４及び特許文献１５がある。これらはそれぞれ水銀等特定の有害ガス（蒸気も含む）の除去には有効だが、汚染土壌からの有害ガスのように種々の有害ガスが混在しうる対象に対しては利用し難いものである。

現在の土壌汚染対策法に示された有害ガスのほとんどないしすべてに対応できる吸着剤は現在までのところ開発されていない。

特公平１−５７６１８号公報 特公平１−５９００９号公報 特公平１−５９０１０号公報 特公平２−１１３００号公報 特公平２−５０７７１公報 特公平４−２４０９２号公報 特公平４−２４０９３号公報 特公平４−６４７３４号公報 特公平８−１７９３８号公報 特許第３４５２９２３号公報 特開昭６１−２３８３３７号公報 特開昭６２−１１４６３２号公報 特開平３−１１４５３４号公報 特開平９−２３９２６５号公報 特開平１０−１７４８４２号公報

本発明の目的は、土壌汚染対策法で規制されている特定有機物質のガス状物質（蒸気も含む有害ガス、以下有害ガスと称する）の全般的除去に適用しうる吸着剤及び吸収缶並びに土壌汚染対策法で規制されている特定有害物質全般の除去に適用しうる吸収缶を提供することにある。

本発明は、第１に、銅化合物を７〜１０重量％、銀化合物を０．０１〜０．５重量％、クロム化合物を１〜３重量％担持してなる比表面積が５００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の活性炭をヨウ素化合物の水溶液中で含浸処理した後乾燥させてヨウ素化合物を１〜２重量％担持した吸着剤をつくり、該吸着剤を防毒マスク吸収缶ケースに充填することを特徴とする防毒マスク吸収缶の製造方法である。

本発明は、第２に、ヨウ素化合物の水溶液中で含浸処理する前の活性炭が、銅化合物、銀化合物及びクロム化合物に加え３重量％以下のトリエチレンジアミンも予め担持されている上記の方法である。

本発明は、第３に、吸着缶が防じん用フィルタを具備してなる上記の方法である。

本発明により、土壌汚染対策法で規制されている特定有害物質を効果的に除去可能となり、汚染土壌の処理作業等での作業者の安全性を高めることが可能となる。

本発明の吸着剤は、銅化合物、銀化合物、クロム化合物及び所望によりトリエチレンジアミンを予め担持（含浸・添着と同義）した比表面積が５００ｃｍ^２／ｇ以上の活性炭にさらにヨウ素化合物を担持したものであるが、ヨウ素化合物担持前の活性炭自体が５０ｃｃの容積において有機ガス用直結式小型防毒マスク吸収缶として国家検定規格（防毒マスクの規定、労働安全衛生法（昭和４７年法律第５７号）第４２の規定：平成１３年９月１８日改訂 厚生労働省告示２９９号）を満たすものである。

それぞれの担持成分の量は銅化合物７．０〜１０．０％、銀化合物０．０１〜０．５％、クロム化合物１．０〜３．０％、トリエチレンジアミン０．０〜３．０％が好ましい。

銅化合物、銀化合物、クロム化合物の担持は適宜公知の方法で行いうる。通常、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩等の加熱によって分解ガスを発生するタイプの水溶性の上記金属塩の水溶液に活性炭を含浸し乾燥・熱処理することによって担持する。上記の金属成分及びトリエチレンジアミンは通常混合物の形で含浸させる。

本発明においては予め上記成分を活性炭に担持した後にヨウ素化合物を担持することが重要である。

予め上記成分を担持させた活性炭にさらに担持させるヨウ素化合物の例としては、ヨウ化銅、ヨウ化銀、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等があり、これらも通常、水溶液の形で担持される。その担持量は１．０〜２．０％が好ましい。ヨウ素化合物を担持することによって、活性炭の初期除毒能の低下をほぼ１／２までに抑えた上、さらなるガス吸着能力を付与することができる。

本発明の吸着剤は土壌汚染対策法で規制された有害ガスを効果的に吸着することができ、それを用いた吸収缶は前記した防毒マスクの規格を満足するものとなる。またこの吸収缶に防じんフィルタを設けることによって共存しうる粒状物質も効果的に除去することができる。土壌汚染対策法で規制された特定有機物質には有害ガスの他に、鉛、六価クロム、カドミウム等の粒状物質が含まれており、防じんフィルタを併用してこれらを除去できることから、本発明の防じんフィルタ付き吸収缶は土壌汚染対策法で規制されている実質上すべての特定有害物質に対応することが可能となる。防じんフィルタとしては上記したような粒状物質を除去しうるガラス繊維不織布等の適宜のフィルタを用いうる。吸収缶の構造や形状も適宜周知のものを用いうる。

次ぎに本発明を実施例で例証する。

評価は前記した防毒マスクの規格に従った。その一部を以下に要約する。

除毒能力試験：
吸収缶に、シクロヘキサン３００ｐｐｍの流量で通じ、吸収缶の下流側の透過濃度が５ｐｐｍに達するまでの時間を測定する。この場合において試験湿度は５０±５％とする。判定基準：５０分以上

防じん機能を有する吸収缶の性能：
防毒マスクの規格では防じん機能を有する吸収缶の区分として、固体粒子に対する呼吸保護を目的としたＳ区分、固体粒子とオイルミストからの呼吸保護を目的としたＬ区分が規定されている。また、各区分には性能毎（捕集効率、通気抵抗）に一、二、三の３つのランクが定められている。本発明において目標としたＬ三区分の規定は以下のとおりである。

粒子捕集効率試験：
粒子捕集効率測定器に装着した吸収缶の内側へ、フタル酸ジオクチル含有空気（フタル酸ジオクチルのミストの粒径分布の中央値が０．１５μｍ以上０．２５μｍ以下で、その幾何標準偏差が１．６以下であって、かつ、フタル酸ジオクチルの濃度が１００ｍｇ／ｍ^３以下で、その変動が±１５％以下のものをいう。）を８５ｌｐｍの流量で通じ、吸収缶に供給されるフタル酸ジオクチルが２００ｍｇに達するまでの経過において、吸収缶通過前及び通過後のフタル酸ジオクチルの濃度を散乱光方式によるフタル酸ジオクチル濃度測定器により連続的に測定する。
判定基準：９９．９％以上

通気抵抗試験：
通気抵抗試験器に吸収缶（吸気弁を備えた吸収缶については、吸気弁を含む。）を装着し、空気を４０ｌｐｍの流量で通じ、吸収缶の内外の圧力差を測定する。
判定基準：３７０Ｐａ以下（直結式小型吸収缶の防じん機能（Ｌ三区分）を有するものの場合）

実施例：
樹脂製のバットに、１００ｃｃの溶媒にヨウ化カリウム１．０〜３．０ｇを溶かし、この溶液に表１に示す量の銅化合物、銀化合物、クロム化合物、トリエチレンジアミンを担持した比表面積５００ｃｍ^２／ｇ以上を有する活性炭１００ｇを入れる。次に活性炭をこの溶液に常温で３時間放置し、乾燥機で２５℃〜６０℃にて１２０〜１２時間予備乾燥させる。その後１００℃で１２時間乾燥させる。この工程によって製造された活性炭のヨウ素担持量は１．０〜３．０％となる。この活性炭の担持物質の割合はＥＰＭＡによって分析される。

尚、ヨウ素化合物を銅化合物、クロム化合物、銀化合物と混合するとヨウ化金属（ヨウ化銀、ヨウ化銅、ヨウ化クロム）が生成してしまい、ガス性能の低下をもたらすことから、ヨウ素化合物と他の金属化合物を担持した後に担持する必要がある。

上記の活性炭を、内径φ７５の容器に約５０ｃｃ充填してガス性能を測定した。試験ガスとしては、土壌汚染の原因物質として検出頻度の多い揮発性有機化合物、青酸、水銀、ヒ化水素、フッ化水素の５種類を使用した。また、揮発性有機化合物に対する性能評価方法として、有機ガス用防毒マスクの規格の試験ガスであるシクロヘキサンを用いた。試験はすべて温度２０℃、相対湿度５０％ＲＨ、流量３０ｌｐｍで実施した。なお、試験ガス濃度及び破過濃度はシクロヘキサン、青酸、水銀、ヒ化水素、フッ化水素、塩素、塩化水素、二酸化硫黄、硫化水素の順にそれぞれ３００ｐｐｍと５ｐｐｍ、３００ｐｐｍと４．７ｐｐｍ、３ｍｇ／ｍ^３と０．０５ｍｇ／ｍ^３、１０ｐｐｍと０．０５ｐｐｍ、１００ｐｐｍと３ｐｐｍ、２００ｐｐｍと１ｐｐｍ、３００ｐｐｍと５ｐｐｍ、３００ｐｐｍと５ｐｐｍ、２００ｐｐｍと１０ｐｐｍとした。

試験ガスの定量分析は、シクロヘキサンと青酸ガスは水素イオン化検出器（ＦＩＤ）付きガスクロマトグラフで、水銀、ヒ化水素、フッ化水素、塩素、塩化水素、二酸化硫黄、硫化水素は検知管で行った。尚、青酸ガスの破過基準は青酸とその副生成物であるジシアンの合計で行った。表２に試験結果を示す。試験結果から本発明はすべての試験ガスに対して有効な吸着能力を有することが確認され、土壌汚染対策法における特定有害物質用の吸着剤となることが証明された。

本発明の吸着剤を防毒マスク用の吸収缶ケースに充填すれば、土壌汚染処理作業用において有効な防毒マスク用吸収缶となる。また、この吸収缶の上流側または下流側にガラス繊維を主成分として成型されたメカニカルフィルタまたは羊毛に静電樹脂を担持させた静電フィルタを取り付けることによって、表３の通り防毒マスクの規格におけるＬ三区分のフィルタを具備した吸収缶の基準を満足する。

更に本発明の吸着剤を局所排気装置などのガス吸着層に充填すれば、汚染土壌を加熱浄化処理する際の排ガス処理フィルタにもなり得る。

Claims (3)

1. 銅化合物を７〜１０重量％、銀化合物を０．０１〜０．５重量％、クロム化合物を１〜３重量％担持してなる比表面積が５００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の活性炭をヨウ素化合物の水溶液中で含浸処理した後乾燥させてヨウ素化合物を１〜２重量％担持した吸着剤をつくり、該吸着剤を防毒マスク吸収缶ケースに充填することを特徴とする防毒マスク吸収缶の製造方法。
2. ヨウ素化合物の水溶液中で含浸処理する前の活性炭が、銅化合物、銀化合物及びクロム化合物に加え３重量％以下のトリエチレンジアミンも予め担持している請求項１に記載の方法。
3. 吸収缶が防じん用フィルタを具備している請求項１又は２記載の方法。