JP6812613B2 - 酸化エチレン除去方法 - Google Patents
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Description
また、活性炭は、比較的高濃度の酸化エチレンを吸着するが、酸化エチレン濃度が低下したガスを流し続けると置換排出によって活性炭から酸化エチレンが脱着しやすいという問題があった。このため、活性炭を吸着材として用いた連続処理は困難であった。
[1] 酸化エチレンを含む気体を、CaA型ゼオライト、及び酸性物質を添着した活性炭の順に供給して、前記気体中の前記酸化エチレンを吸着除去する、酸化エチレン除去方法。
[2] 前記酸性物質が、硫酸、又は臭素である、前項[1]に記載の酸化エチレン除去方法。
[3] 前記気体が、HFC134a、HFC125のうち、少なくとも1つを含む、前項[1]又は[2]に記載の酸化エチレン除去方法。
[4] 前記気体と、水分を含む空気とを混合して混合ガスとした後、前記混合ガスを、CaA型ゼオライト、及び酸性物質を添着した活性炭の順に供給して、前記混合ガス中の前記酸化エチレンを吸着除去する、前項[1]乃至[3]のいずれか一項に記載の酸化エチレン除去方法。
[5] 前記空気中の水分濃度が、1.0〜4.0(%)である、前項[4]に記載の酸化エチレン除去方法。
[6] 前記気体が、酸化エチレンを含む燻蒸ガスを燻蒸空間内に封入して燻蒸処理した後、前記燻蒸空間から排出されるガスである、前項[1]乃至[5]のいずれか一項に記載の酸化エチレン除去方法。
また、CaA型ゼオライトに次いで、酸性物質を添着した活性炭を用いて酸化エチレンを吸着除去することにより、気体中の酸化エチレン濃度をより低濃度(例えば、50ppm以下)にすることができる。
先ず、本発明の一実施形態である酸化エチレン除去方法に用いることが可能な酸化エチレン除去装置の構成について、燻蒸処理に適用する場合を一例として説明する。
図1は、本発明の一実施形態である酸化エチレン除去方法を行う際に使用する、燻蒸処理設備兼酸化エチレン除去装置の構成を模式的に示す系統図である。
また、吸着塔22内には、第1吸着材23及び第2吸着材24が導入口側からこの順に充填されている。
排出部13は、燻蒸処理が終了後、燻蒸室11内から燻蒸ガス及び水分を含んだ空気を含む混合ガスを、第1のガス排出ライン17−1に排出するために、燻蒸室11の下方寄りに設けられている。
第1吸着剤23の大きさとしては、特に限定されないが、例えば、球状の場合には直径が1.0〜5.0mmの範囲であることが好ましい。また、第1吸着剤23がペレット状の場合には、直径が1.0〜2.0mm、長さが1.0〜3.0mmの範囲であることが好ましい。
第2吸着剤24の大きさとしては、特に限定されないが、例えば、球状の場合には直径が1.0〜5.0mmの範囲であることが好ましい。また、第2吸着剤24がペレット状の場合には、直径が1.0〜4.0mm、長さが1.0〜5.0mmの範囲であることが好ましい。
なお、酸性物質の添着に用いる活性炭の比表面積は、賦活をすることにより、調整することができる。
また、酸性物質の添着に用いる活性炭の比表面積の測定方法は、特に限定されないが、市販のガス吸着量測定装置(カンタクローム・インスツルメンツ・ジャパン合同会社製、「Autosorb−iQ」)を用いて、測定した際の値を用いることができる。
次に、本実施形態の酸化エチレン除去方法について説明する。
本実施形態の酸化エチレン除去方法は、気体中に含まれる酸化エチレンを、CaA型ゼオライトによって吸着除去するものである。以下、本実施形態の酸化エチレン除去方法を、上述した除去装置1を用いた燻蒸処理に適用する場合を一例として説明する。
次いで、燻蒸処理が終了した後、排気装置18を稼働して、燻蒸空間11Aに存在する燻蒸ガスを、燻蒸空間11Aから排出部13を介して第1のガス排出ライン17−1内に排出する。
このため、排出部13からは、燻蒸空間11Aから排出された燻蒸ガス(酸化エチレン及び希釈用ガスを含むガス)と、水分を含む空気とが混合された混合ガスが排出される。
なお、排出部13から排出される混合ガス中の酸化エチレンの濃度は、例えば、500ppm〜1.5体積%程度である。また、上記混合ガスに含まれる酸化エチレンの濃度は、燻蒸空間11Aに水分を含む空気が導入されるにつれて低下する。
なお、空気中の水分濃度は、市販されている家庭用の湿度計等を用いて測定することができる。
(実験例1)
図2は、実験例1の吸着材として用いたCaA型ゼオライトの吸着性能を評価するための評価装置の構成を示す図である。図2において、図1に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
CaA型ゼオライト23としては、ペレット状(直径1.5mm、長さ2〜3mm)のCaA型ゼオライト(東ソー株式会社製、「SA−500A」)を用いた。
分析計34は、島津製作所株式会社製のガスクロマトグラフGC−8Aを用いた。ガスクロマトグラフGC−8Aは、カラムであるHayeSep P(Φ3.2mm×4m)と、水素炎イオン化検出器(FID)と、を有する。
また、カラムの温度は、200℃とした。
表1に示すように、酸化エチレンの濃度が0.60%のときの飽和吸着量は、2.2mol/kgであった。また、脱着率は0.2%であった。
図3は、実験例2の吸着材として用いた酸性物質を添着した活性炭の吸着性能を評価するための評価装置の構成を示す図である。図3において、図1、図2に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
また、酸性物質を添着した活性炭24としては、破砕状(4.8〜2.4mm)のものを用いた。
第1の実験では、混合ガス供給ライン28を介して、酸性物質を添着した活性炭24(1.8mol/Lの硫酸を添着した活性炭)に、0.04%の酸化エチレン、0.1%のHFC134a、及び2.2%の水分を含む空気が混合され、かつ温度が25℃とされた混合ガスを18NL/minの供給量で大気圧にて供給し、混合ガス排出ライン29から排出される混合ガスに含まれる酸化エチレンの濃度変化を混合ガス排出ライン29に接続した分析計32で連続的に測定した。
図4は、実験例3の吸着材として用いた活性炭の吸着性能を評価するための評価装置の構成を示す図である。図4において、図1、図2に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
実験例3では、第1の実験として、実験例1と同様な評価を行った。
次に、第2の実験として、実験例2と同様な評価を行った。
次に、第1及び第2の実験で取得した酸化エチレンの濃度変化のデータに基づいて、酸化エチレンの濃度が0.60%のときの飽和吸着量と脱着率、酸化エチレンの濃度が0.04%のときの飽和吸着量と脱着率と、を算出した。この結果を表3に示す。
表1及び表3の結果から、酸化エチレンの濃度が高い場合(酸化エチレンの濃度が0.60%の場合)には、活性炭41よりもCaA型ゼオライト23の方が酸化エチレンの吸着性能が優れており、かつ脱着率を極力低減できることが確認できた。
実施例1として、図1に示すような、燻蒸処理設備兼酸化エチレン除去装置10を用いて、CaA型ゼオライト23及び酸性物質を添着した活性炭24よりなる2層構造の吸着材の吸着性能を評価した。
吸着塔22の上部に実験例1で説明したCaA型ゼオライト23を、充填高150mm分(2.22kg)充填し、吸着塔22の下部に実験例2で説明した酸性物質を添着した活性炭24を充填高180mm分(2.4kg)充填した。
また、実施例1は、酸性物質を添着した活性炭24として、1.8mol/Lの硫酸を添着した活性炭を用いた。
そして、酸性物質を添着した活性炭24(1.8mol/Lの硫酸を添着した活性炭)を流通後の混合ガス中に含まれる酸化エチレンの濃度は、燻蒸ガス排出開始から2時間後に10ppm検出された後、37ppmまで一旦上昇したが、その後下降し20時間後には1ppmとなった。
比較例1では、CaA型ゼオライト23、および酸性物質を添着した活性炭24の替わりとなる活性炭41を用いて、実施例1と同様の評価を行った。活性炭41は、吸着塔22に充填高970mm分(9.3kg)充填した。そして、活性炭41を流通後の混合ガス中に含まれる酸化エチレンの濃度を、分析計32(図示していない)を用いて連続的に測定した。
実験例1〜3、実施例1及び比較例1の結果から、混合ガスが供給される側に配置されたCaA型ゼオライト23と、混合ガスが排出される側に配置された酸性物質を添着した活性炭24と、をこの順に用いることにより、CaA型ゼオライト23に吸着した酸化エチレンの脱着を抑制でき、かつ少ない量の吸着材(この場合、CaA型ゼオライト23及び酸性物質を添着した活性炭24)で酸化エチレンの除去処理を効率良く行うことができる。また、排出される混合ガスに含まれる酸化エチレンの濃度を極めて低濃度(50ppm以下)にすることができる。
Claims (6)
- 酸化エチレンを含む気体を、CaA型ゼオライト、及び酸性物質を添着した活性炭の順に供給して、前記気体中の前記酸化エチレンを吸着除去する、酸化エチレン除去方法。
- 前記酸性物質が、硫酸、又は臭素である、請求項1に記載の酸化エチレン除去方法。
- 前記気体が、HFC134a、HFC125のうち、少なくとも1つを含む、請求項1又は2に記載の酸化エチレン除去方法。
- 前記気体と、水分を含む空気とを混合して混合ガスとした後、前記混合ガスを、CaA型ゼオライト、及び酸性物質を添着した活性炭の順に供給して、前記混合ガス中の前記酸化エチレンを吸着除去する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の酸化エチレン除去方法。
- 前記空気中の水分濃度が、1.0〜4.0(%)である、請求項4に記載の酸化エチレン除去方法。
- 前記気体が、酸化エチレンを含む燻蒸ガスを燻蒸空間内に封入して燻蒸処理した後、前記燻蒸空間から排出されるガスである、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の酸化エチレン除去方法。
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