JPH0252021A - ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガス処理装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課Ｂ］従来、
アンモニア等の悪臭ガス成分を含んだ空気を清浄化する
ものとしては、活性炭等を内蔵した脱臭器が知られてい
る。ところが、活性炭を単独で前記悪臭ガス成分を含む
空気流中に配置しても、特に流速が速い場合等には、効
率的な脱臭を行えず、聞苦な脱臭効果を確認し難いとい
う問題がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、そ
の目的は悪臭ガス成分を確実に除去して、空気を清浄化
することが可能なガス処理装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明では、高電圧の印加に
基づいて無声放電を発生する強誘電体によって形成され
、その無声放電によって悪臭ガス成分に分解反応を誘起
するガス処理層と、余剰悪臭ガス成分及びその有害分解
生成物を処理可能な反応層とを悪臭ガス成分の通路内に
並設している。

反応層は、余剰悪臭ガス成分及びその有害分解生成物に
還元反応を誘起する活性炭、あるいは窒素酸化物分解触
媒及びオゾン分解触媒を備えることが好ましい。

また、ガス処理層及び反応層は密接させることが望まし
い。

［作用］ 本発明によれば、ガス処理層及び反応層の両端間若しく
はガス処理層のみに高電圧を印加すると、ガス処理層に
無声放電が発生する。その状態で、悪臭ガス成分を含む
空気が両層を通過すると、ガス処理層において悪臭ガス
成分に分解反応が誘起されて酸化分解されると共に、そ
の分解生成物及び余剰悪臭ガス（Ｊ厚惠奥ガスの場合）
成分が反応層にて吸着、分解又は還元されて、空気が浄
化される。そして、両層を密接することにより悪臭ガス
成分の除去がより一層効率的に行われる。

特に、無声放電による分解反応によって生じた窒素酸化
物及びオゾンは、窒素酸化物分解触媒及びオゾン分解触
媒によって分解浄化される。

〔実施例］ 以下、本発明を具体化した第一実施例を図面に従って詳
細に説明する。第１図に示すように、ガラス等の絶縁体
によって形成された円筒管１の通路ｌｃ内には、空気通
過孔を備えた一対の銅製電価２，３が所定間隔を隔てて
収容され、一方の電極２が空気導入０１ａｌに、他方の
１５３が空気排出口１ｂｌ！Ｉに配置されている１両電
極２，３の間には金網からなる区画壁４が配設されてい
る。

導入側電極２と区画を４との間に設けたガス処理層５は
、チタン酸バリウム等の強請ｔ＃によってほぼ球状に形
成された多数の粒子（粒径的３ｍｍ）によって構成され
、各粒子間には導入ＩＦＩｔ［＝２から区画壁４に亙っ
て連通ｒる多数の細孔状空隙が形成されている。

排出側を極３と区画壁４との間に設けた反応層６はほぼ
球形粒子状の活性炭粒子（粒径３〜５ｍｍ）によって構
成され、各粒子間には区画壁４がら排出側ｔｉ３に亙っ
て連通ずる多数の細孔状空隙が形成されている。また、
前記両＠１２．３には交′？Ｌ電１７が接続され、その
交流電源７により、両ｔｉ２．３間に５ＫＶ程度の高電
圧が印加された時、各強誘電体粒子の周囲に無声放電が
生じる。

上記のように構成された装置において、両ｔ５２．３開
に高電圧が印加された状態で、アンモニア（ＮＨｓ）等
の悪臭ガス成分を含む空気がポンプ、ファン等の送風装
置によって円筒管１の導入口１ａから円筒管１の通路１
ｃ内に導入されると、強誘電体粒子の周囲に生じる無声
放電により、悪臭ガス成分が分解される。悪臭ガス成分
がアンモニアの場合、分解生成物としては、オゾン（０
３）、二酸化窒素（Ｎｏ２＞、−酸化窒素（Ｎｏ＞等が
発生する。この分解生成物は活性炭粒子によって還元さ
れ、従って、円筒管１の排出口１ｂからは悪臭が除去さ
れた清浄な空気が排出される。

尚、前記悪臭ガス成分としては−アンモニア以外に、メ
チルメルカプタン、硫化水素、トリメチルアミン、アセ
トアルデヒド、スチレン、β−フェニルエチルアルコー
ル、イソ吉草酸、γ−ウンデカラクトン、スカトール、
硫化メチル及び二硫化メチル等があげられる。そして、
強誘電体としてはチタン酸バリウム以外に、チタン酸ス
トロンチウム、チタン酸すず、メタニオブ酸鉛、メタタ
ンタル敢リチウム等を使用することができる。また、無
声放電の発生範囲は、電圧、誘″ｌＳ体の比誘電率及び
電極間距離の三つの要因によって決定されるが、前記電
極２．３間距離を約２０ｍｍに設定した場合、比誘電率
は６００以上、電圧は１〜５ＫＶの範囲内であることが
望ましい。

更に、第２図に示すように、区画壁４としての金網を排
出側電極として使用することも可能である。また、第１
図及び第２図に示す装置において、ガス処理層５の厚さ
ｔｌを１０ｍｍとした場合には、反応層６の厚さｔ２を
それと同等に設定すれば、十分なガス処理能力を得られ
るが、５０ｍｍ程度まで増加させることによって、ガス
処理能力をより一層向上させることができる。

（実験例１） 第１図に示す装置において、次の表１に示す条件下でガ
ス処理実験を行い、導入口１ａ及び排出口１ｂで採取し
たガスの濃度を測定した。その結果を表２に示す。

表１ 装置形状 円筒管内径 電極間距離 ガス処理層の厚さ 反応層の厚さ 印加電圧 強誘電体 比誘ｔ１２ 処理対象 ガス供給量 口 ２０〜６０１１ １０〜５０１１ ５、ＯＫＶ チタン酸バリウム ５０Ｏ Ｎ　Ｈｚガス ３０　Ｊ　／ｈ 表２−１ （ｔ２：１０　　ｎｎ＞ 導入口濃度ｐｐｍ 排出口濃度１）ｌ）１ 処理率駕 ＮＨ３ ＮＨ３Ｏｓ ［０２ Ｎ。

４４２．５７０ ２０　　６　　　　２．５　７０ 表２−２ （ｔ２：３０　　ｎｎ） 表２−３ （ｔ２：５０　　ＩＩＩＮ） ｏｏ　　　　　ｏ　　　　　。

〈実験例２） また、第２図に示すように、区画壁４と導入側＠極２と
の間に電圧を印加して、前記と同様の実験を行った。そ
の結果を表３に示す、尚、この場合の測定条件は前記の
場合と同様である。

験を行った。その結果を表４に示す。

表４ （ｔ２＋１０　１ａｌｌ） 侵入口濃度１）Ｉｌｌ 排出口濃度１）１１１ 処理率％ 表３　　　（ｔ２：１０　ｎｎ） ＮＨ。

ＮＨ，０゜ Ｎ。

導入口濃度Ｄｌ）１ 排出口濃度ｐρ１ 処理率Ｘ ＮＨ３ ＮＨｓ　　　Ｏｓ Ｏ２ Ｎ。

３１０　　　　　　　　９　　４　　　　２．５７０　
　　　　　９７４４０　　　　　　　２０　　６　　　
　２．５１００　　　　　　９５（比較例） 第３図に示すように、還元反応層６をガス処理層５から
所定距Ｍ（約６０ｍｍ）だけ離間した位置に配置して、
前記と同様の測定条件下で比較試上記の結果から明らか
なように、反応層６をガス処理層５から離間して配置し
た場合には、導入口濃度が高いと、ＮＨｓガスの処理率
が９０％以下に低下し活性炭本来の吸着機能のみとなる
が、両層を密接配置した場合には、電圧印加位置にかか
わらず、９５％以上の処理率が得られた。１な、特に実
験例１においては、反応層６の厚みを５０ｍｍまで増加
し活性炭も含めて積極的に放電域に入れることにより還
元反応が進み、導入口１ａのＮ　Ｈｊ　Ａ度が５００ｐ
ｐｍ以下の時、Ｎ　Ｈｓのみならず、分解生成物もすべ
て除去できた。従って、排出口１ｂからは悪臭ガス成分
を含まない清浄な空気が排出される。

一方、前記Ｎ　Ｈｓ及びそれ以外の悪臭ガス成分につい
て、濃度２００ｐｐｍ、処理量２層のガスを第１図に示
す装！に供給して前記と同様の実験を行い、排出口１ｂ
で採取した空気の臭いを人の臭覚による官能試験で判定
した。その結果を表５に示す。

（以下余白） 表５ 成分基 アンモニア メチルメルカプタン 硫化水素 トリメチルアミン アセトアルデヒド スチレン β−フェニルエチルアルコール イソ吉草酸 γ−ウンデカラクトン スカトール 硫化メチル 二硫化メチル 上記の表５において、◎は脱臭効果が良く感じられる場
合を示し、○は脱臭効果がある程度怒じられる場合を示
す。

次に１本発明を具体化した第二実施例について説明する
。第６図に示すように、第二実施例のガス処理装置にお
いては前記第一実施例の反応層６が窒素酸化物（ＮＯｘ
）分解触媒層１０とオゾン（０３）分解触媒層１１とか
ら構成され、それらが互いに近接して配置されている。

即ち、Ｎ　Ｏｘ分解！］［Ｊｌｌｏは、アルミナ、シリ
カ等のセラミクス担体から構成されるＮ　Ｏｘ分解触媒
をほぼ球状に形成した多数の粒子（粒径的３ｍｍ）によ
って構成され、各粒子間には区画壁４から０３分解触媒
層１１に亙って連通ずる多数の細孔状空隙が形成されて
いる。

また、Ｏ１分解触媒層１１は、第７図に示すような、ア
ルミナ、シリカ、金属酸化物等の構造材よりなるコルゲ
ートハニカム構造の板状触媒１２を多数層状に重ねて構
成されており、この板状触［１２の断面三角形状のセル
１３がＮ　Ｏｘ分解触媒層１０から排出側ｔｉ３に亙っ
て連通ずるように設置されている。尚、前記板状触媒１
２の厚さＣは１　、　（Ｉｎ、構造材の厚さａは０．３
１１ｎであり、断面三角形状のセルの底辺長すは３．３
ｎ１である。

上記のように構成されたガス処理装置において、前記第
一実施例同様に両＠極２，３間に高電圧が印加された状
態で、アンモニア等の悪臭ガス成分を含む空気がポンプ
、ファン等の送風装置によって円筒管１の導入口１ａか
ら円筒管１の通路ＩＣ内に導入されると、強誘電体粒子
の周囲に生じる無声放電により、悪臭ガス成分が分解さ
れる。

悪臭ガス成分がアンモニアの場合、分解及び放電生成物
としてオゾン＜０３）、二酸化窒素（Ｎ０２）、−酸化
窒素（Ｎｏ）等が発生する。Ｎ０２及びＮｏは前記Ｎ　
Ｏｘ分解触媒層１０を通過する際に還元され、０．は０
１分解触媒層１１を通過する際に分解されて、円筒管１
の排出口１ｂからは悪臭が除去された清浄な空気が排出
される。

（実験例３） 第６図に示す装置からＮ　Ｏｘ分解触媒層１０及び０１
分解触媒層１１を取り除いたガス処理ＮＩ５のみを有す
る装置を用いた場合（条件Ａ）と、第６図に示す装置を
用いた場合（条件Ｂ）とを対比させながら、次の表６に
示す条件下でガス処理実験を行い、排出口１ｂで採取し
たガスの濃度を測定した。その結果を表７に示す０表７
において、ｒ＜０．１　、はガス検知器の測定限界で０
．１ｐｐｎ＋未満であることを示す。

表６ 装置形状 円筒管内径 ＠極間距離 ガス処理層の厚さ Ｎ　ＯＸ分解触媒層の厚さ Ｏ１分解触媒層の厚さ 印加電圧 強誘電体 比ｙ４を率 処理対象 ガス供給量　ｖｇ ０１６ｍ ４０〜４８ｎ＋ｎ ｔｌ　　　　　　　　　２０ｉＩｌ ｔ３　　　　　１０〜１８ｎ１１ ｔ４　　　　　　　　１０ｉｎ ９．０ＫＶ チタン酸バリウム 室内空気 ５００〜２０００　ｎＪ　／ｍａｎ ガス処理装置の設置環境 気温 湿度 ２０　　Ｃ ６０％ＲＨ 表７−１ （ｔ３：１０　　＋＋ｎ） Ｖｇｌ、１！　　／１ａｉｎ Ａ／Ｂ 排出口濃度り＋１１ ０ｓ　　　Ｎ（ｈ　　Ｎ。

く０．１ ３．５　　２．５ ＜０．１ ｓ　　＜ｏ、ｉ １２　　＜０．１　＜０．１ ＜０．１　＜０．１　＜０．１ 表７−２ （ｔ３：１８　　ＩＢｌ） ６．７　５　　＜０．１ くＯ４１＜０．１　＜０．１ （実験例４） 第６図に示す装置にアンモニア原奥約６１１ｐＩｍのガ
スを供給し、前記実験例３と同櫟にして脱臭試験を行っ
た。ガス供給量Ｖｇが１２００　ｒｉｊ　／ｍｉｎ及び
２０００　ｎｊ　／ｌ１ｉｎの条件でガス処理を行った
が、いずれの場合らＮｌ（、、０，、ＮＯ２及びＮＯは
ガス検出器の検出限界以下であり、官能試験によっても
全く異臭を感じなかった。

上記試肋結巣かち明らかなように−Ｎ　Ｈｉガスを含む
空気はガス処理層５における放電プラズマ処理によって
ＮＯｘ及び０３等に分解又は放電生成される。各分解及
び放電生成物はＮ　Ｏｘ分解触媒層１０及びＯｓ分解触
媒層１１において更に接触分解されて、ＮＨ，含有ガス
は清浄化される。

表７−１及び表７−２から、Ｎ　Ｏｘ分解触媒層の厚さ
ｔ３が厚い程、ＮＯＸの分解効率が高いことがわかる。

一般に、Ｎ　Ｏｘ分解触媒等の触媒は比較的高温度にお
いて活性を示し、外部からの熱供給下において触媒作用
を示す、しかし、第６図のガス処理装置のＮ　Ｏｘ分解
ｊ！＊媒層１０及び０３分解触媒層１１は特に外部から
の熱供給を受けなくとも分解触媒として優れた活性を示
している。これは、分解及び放電生成物分子が放電プラ
ズマによって励起された状態で触媒表面に吸着されるた
め、あるいは触媒そのものが放電プラズマによって活性
化されるために、熱によるエネルギーの供給を必要とし
ないためと考えられる。

また、表７−１に示す測定条件Ａの場合の実験結果を比
較してわかるように、ガス供給量が１２００１１　／ｉ
ｉｎ以下の領域では、ガス供給量が増加するに伴い０３
発生量が減少する一方、ＮＯ□発生量が増加するのに対
し、ガス供給量が１２００　ｒｘｊ　／ｎｉｎを超えた
領域では、ガス供給量が増加するに伴い０３発生量が増
加する一方、Ｎ　Ｏｘ発生量が減少している。これはガ
ス供給量が１２００　ｎＪ　／ｍｉｎ以下の少ない領域
では、放電時の電力損失によるガス処理層５の高温化に
よって０３３発生押さえられると共に、Ｎ　Ｏ２発生が
促進されるのに対し、ガス供給量が１２００　ｎｊ　／
ｎｉｎを超えると、ガス流による冷却効果の向上によっ
てガス処理層５の高温化が抑制されて、０１１発生促進
されると共に、ＮＯ２発生が押さえられるためと考えら
れる。

尚、本発明は前記第−及び第二実施例に限定されるもの
ではなく、次の態様で具体化することら可能である。

ｆａ）第４図に示すように、通路１ｃ内に導入制電８ｉ
！２に対向する針状電８ｉ２８を設け、その針状電極８
と排出側電極３とに直流電圧を印加して、両電極間３．
８で放電させるようにすること、この場合、両を極間３
，８間の放電によって通Ｎｌｃにおける空気中の塵埃が
帯電され、その塵埃を電気的に捕集することができる。

（ｂ）第５図に示すように、通ＦＲ１１Ｃ内において導
入制電１１７１２と針状ｔ５８との間に金網よりなる集
［極９を設けると共に、画電極８，９間に直流電圧を印
加すること、この場合、両ｔｔｉｍ８．９間の放電によ
り、通路ｌｃ内の塵埃が帯電され、その結果、集ｍ電極
９によって効率的に捕集される。

（Ｃ）ガス処理層５や反応層６を導入側から排出側に連
続する多数の空隙を命えたブロック状に形成すること。

ｆｄ）第二実施例におけるＮ　Ｏｘ分解触媒層１０と０
、分解触媒層１１の配置順序を逆にすること。

あるいは一方の分解触媒層のみとすること。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は悪臭ガス成分を確実に分
解除去して、空気を清浄化することができるという優れ
た効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明を具体化したガス処理装置の第一実
施例を示し、第１図は培体断面図、第２図は変形例にお
けるガス処理装置の培体断面図、第３図は比較例におけ
るガス処理装置の培体断面図、第４図及び第５図は別の
変形例を示すガス処理装置の培体断面図、第６，７図は
本発明の第二実施例を示し、第６図は路体断面図−第７
（２１は板状触媒の断面図である。 １ｃ・・・通路、５・・・ガス処理装置、６・・・反応
層、１０・・・窒素酸化物分解触媒、１１・・・オゾン
分解触媒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高電圧の印加に基づいて無声放電を発生する強誘電
   体によって形成され、その無声放電によって悪臭ガス成
   分に分解反応を誘起するガス処理層（５）と、余剰悪臭
   ガス成分及びその有害分解生成物を処理可能な反応層（
   ６）とを悪臭ガス成分の通路（１ｃ）内に並設したこと
   を特徴とするガス処理装置。 ２　前記反応層（６）は余剰悪臭ガス成分及びその有害
   分解生成物に還元反応を誘起するものからなる請求項１
   に記載のガス処理装置。 ３　前記反応層（６）は活性炭よりなる請求項２に記載
   のガス処理装置。 ４　前記反応層（６）は窒素酸化物分解触媒（１０）を
   備える請求項１に記載のガス処理装置。 ５　前記反応層（６）はオゾン分解触媒（１１）を備え
   る請求項１又は４に記載のガス処理装置。 ６　前記ガス処理層（５）及び反応層（６）が密接され
   ている請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス処理
   装置。