JP5547145B2 - ベンゼン分解処理装置 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して、本実施形態にかかるベンゼン分解処理装置について説明する。図1(a)は、ベンゼン分解処理機能を有するドラフトチャンバーシステム10の概略構成図である。この実施形態ではドラフトチャンバーシステム10がベンゼン分解処理装置に相当する。例示したドラフトチャンバーシステム10は、チャンバー本体11と、排気ユニット12と、排気ダクト13と、ベンゼン分解触媒1と、ヒータユニット14と、ヒータスイッチ15と、温度センサ16と、制御部17とを有している。
次に、図2(a)〜図4を参照して、ベンゼン分解触媒1について詳細に説明する。ここで、図2(a)は、ベンゼン分解触媒1が有する基材5の表面における白金ナノ粒子2、酸素吸蔵物質3、多孔質物質4の構造を説明するための模式図である。図2(b)は、ベンゼン分解触媒1の構成成分の一例を示す表である。図3は、基材5の表面の一部を示す斜視図である。図4は、基材5の全体構造を示す斜視図である。
前述の作用効果を確認するため、ベンゼン分解触媒1によるベンゼンの分解確認試験を行った。以下、図5及び図6を参照しつつ、分解確認試験について説明する。図5は、分解確認試験に用いた実験装置20を示す模式図である。図6は、分解確認試験の実験手順を説明するための図である。
前述したように、ベンゼンの濃度はベンゼン分解触媒1のベンゼン分解性能を評価する上で重要なパラメータとなる。そこで、ベンゼンの濃度を異ならせた場合における、ベンゼンの分解率と反応温度との関係、並びに、反応速度と反応温度との関係について確認した。確認結果を図7(a),(b)に示す。
被処理流体の空間速度SVもまたベンゼン分解触媒1のベンゼン分解性能を評価する上で重要なパラメータとなる。そこで、空間速度SVを異ならせた場合における、ベンゼンの分解率と反応温度との関係、並びに、反応速度と反応温度との関係についても確認をした。確認結果を図8(a),(b)に示す。
また、ベンゼン分解触媒1による触媒燃焼反応によって、ベンゼンがCO2に転化していることを確認すべく、ベンゼンの分解確認試験を行った。
ここで、ベンゼン分解触媒1とベンゼン分解性能を比較するため、市販の白金系触媒についても、ベンゼン分解触媒1と同様に、実験装置20による分解確認試験を行った。尚、図10は、被処理流体中のベンゼンの濃度を300ppm、空間速度SVを12000h−1とした場合の、反応温度とベンゼンの分解率との関係を示している。また、この分解確認試験は、ベンゼン分解性能をより確実に比較するため、ベンゼン分解触媒1に担持される白金ナノ粒子2と、市販の白金触媒とが同等の密度となる条件の下で行っている。
次に、図1を参照して、ドラフトチャンバーシステム10によるベンゼンの分解処理について説明する。
前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
Claims (7)
- 導入された処理対象ガスに含まれるベンゼンを、ベンゼン分解触媒にて触媒燃焼させることによって分解処理するベンゼン分解処理装置であって、
前記ベンゼン分解触媒の温度を検出する温度検出部と、
前記ベンゼン分解触媒を加熱するヒータ部と、
前記温度検出部での検出温度が前記ベンゼン分解触媒における好適反応温度範囲よりも低い場合に、前記ヒータ部を動作させて前記ベンゼン分解触媒を加熱する温度制御部と、を備え、
前記ベンゼン分解触媒は、
白金ナノ粒子を含む触媒成分と、
酸素を吸蔵するとともに放出する酸素吸蔵物質と、
前記触媒成分及び前記酸素吸蔵物質を担持する多孔質物質と、前記多孔質物質が表面にコーティングされる基材と、
を備えることを特徴とするベンゼン分解処理装置。 - 導入された処理対象ガスに含まれるベンゼンを、ベンゼン分解触媒にて触媒燃焼させることによって分解処理するベンゼン分解処理装置であって、
前記ベンゼン分解触媒の温度を検出する温度検出部と、
前記処理対象ガスの導入量を調整する導入量調整部と、
前記温度検出部での検出温度が前記ベンゼン分解触媒における好適反応温度範囲よりも低い場合に、前記処理対象ガスの導入量を増やすように前記導入量調整部を制御し、前記温度検出部での検出温度が前記ベンゼン分解触媒における好適反応温度よりも高い場合に、前記処理対象ガスの導入量を減らすように前記導入量調整部を制御するガス導入量制御部と、を備え、
前記ベンゼン分解触媒は、
白金ナノ粒子を含む触媒成分と、
酸素を吸蔵するとともに放出する酸素吸蔵物質と、
前記触媒成分及び前記酸素吸蔵物質を担持する多孔質物質と、前記多孔質物質が表面にコーティングされる基材と、
を備えることを特徴とするベンゼン分解処理装置。 - 前記酸素吸蔵物質は、CeO2-ZrO2であることを特徴とする請求項1又は2に記載のベンゼン分解処理装置。
- 前記多孔質物質は、Al2O3であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のベンゼン分解処理装置。
- 前記触媒成分の白金ナノ粒子は、平均粒子径が2.5nmであることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のベンゼン分解処理装置。
- 前記基材は、シート状のベース部と、前記ベース部の表面から立ち上がった複数の突出片とを含んでいることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のベンゼン分解処理装置。
- 前記ベース部は、短尺辺と長尺辺とを有する矩形帯状であり、
前記基材は、一方の前記短尺辺を中心として螺旋状に巻回された形状に設けられていることを特徴とする請求項6に記載のベンゼン分解処理装置。
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