JPH03202163A - 電気集塵機及び脱臭方法 - 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 本発明は電気集塵機から発生する臭気の除去方法及び脱
臭装置を備えた電気集塵機に関する。

従来の技術 電気集塵機は電気力を用いた集塵機で、一般にコロナ放
電を利用したイオン荷電粒子のクーロン力により、集塵
し、室内を適度なイオン状態に保つ。

人体に最も有害といわれる０、００１ミクロンまでの微
細な埃や、バクテリアやウィルスなどの雑菌も埃ととも
に吸いとり、更に発生するオゾンの強力な酸化力により
脱臭及び殺菌を行い、室内を清潔に保つ空気清浄機であ
る。

しかしながら、空気又は酸素の中で放電されるため、常
にオゾン（ｏ３）を生じ、その持っている特有の臭いに
よって容易に感知される。又脱臭の点ではオゾンではＮ
Ｈ３系の脱臭能力がない。

通常電気集塵機によって発生するオゾンは０．０５〜０
．１０ｐｐｍであるが、特有の不快臭及び健康上のため
、ｏ、ｏｓｐｐｍ以下、好ましくは０．０２Ｐｐ１１以
下に迄、除去することが望まれている。

脱０３方法としては、 （１）活性炭による吸着、（２）シリカゲルによる吸着
、（３）　ＭｎＤ　ｃａｔを用いる方法があるが、（１
）　ノ方法は発火の危険性があること、（２）の方法は
水を同時に吸着すること、（３）の方法は反応に８０〜
１００℃の加熱が必要なこと、等のため、いずれも電気
集塵機に採用するには問題があった。

発明が解決しようとする課題 本発明は、新規な脱臭装置を用い、簡易にもの脱臭を行
うこと及びオゾンで脱臭出来ない石油ストーブ等に起因
する排ガス（ＮＨ３，ＮｏＸ、　ＳＯＸ等）を除去する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、 １、電気集塵機の排気部にＦｅ、　Ｍｎ、　Ｎｉ、　Ｚ
刀、及びＣｒからなる群から選ばれた１種又は２種以上
の金属からなる通気性体で表面をアスコルビン酸、並び
にグルコン酸、クエン酸、酒石酸、タンニン酸、及び没
食子酸からなる群から選ばれた多塩基酸（アスコルビン
酸を含む、以下同じ。）の１種又は２種以上で処理した
フィルターを設置することにより、排気を脱臭すること
を特徴とする脱臭方法。

２、通気性体が三次元網目状のＦｅ、　Ｍｎ、　Ｎｉ、
　Ｚｎ、及びＣｒからなる群から選ばれた１種又は２種
以上の金属の三次元網目状多孔体であり、且つ焼結した
ものである請求項１記載の方法。

３、電気集塵機の排気部にＦｅ、　Ｉｎ、　Ｎｉ、Ｚｎ
、及びＣｒからなる群から選ばれた１種又は２種以上の
金属からなる通気性体で表面を多塩基酸で処理したフィ
ルターを設置してなる脱臭機能を右する電気集塵機。

４、電気集塵機の排気部に通気性体の表面を多塩基酸で
処理し、さらにその表面を塩基性物質又は及び水酸化鉄
で処理したフィルターを設置することにより、排気を脱
臭することを特徴とする脱臭方法。

５、電気集塵機の排気部に通気性体の表面を多塩基酸で
処理し、さらにその表面を塩基性物質又は及び水酸化鉄
で処理したフィルターを設置してなる脱臭機能を有する
電気集塵機。

６、電気集塵機の排気部に、三次元網目状の不織布にＦ
ｅ、　Ｍｎ、　Ｎｉ、　Ｚｎ、又はＣｒをメッキ又は溶
射し、さらにその表面を多塩基酸で処理したフィルター
を設置することにより、排気を脱臭することを特徴とす
る脱臭方法。

である。

以下詳細に説明する。

作用 本発明は、Ｆｅ、　Ｋｎ、　、Ｎｉ、　Ｚｎ、及びＣｒ
からなる群から選ばれた１種又は２種以上の金属を担持
体としてその表面をアスコルビン酸、並びにクエン酸、
グルコン酸、酒石酸、タンニン酸、及び没食子酸からな
る群（アルコルビン酸を含めて、以下多塩基酸ともいう
。）から選らばれた１種又は２種以上の多塩基酸で処理
すると、Ｆｅ、　Ｉｎ、　Ｎｉ、Ｚｎ、　Ｃｒあるいは
多塩基酸はそれ自体では脱臭力はないが、ＮＨ３，Ｈ２
Ｓ系臭気ガスに脱臭効果を発揮するだけでなく、脱へ効
果を発揮する。この反応機構については不明であるが、
下記のように多塩基酸が鉄等の金属と反応生成物、たと
えば錯体を生成し、以下のような作用で脱臭効果が生ず
るものと思われる。

Ｆｅ、　Ｍｎ、　）ｌｉ、　Ｚｎ、　Ｃｒの１種又は２
種以上からなる金属と多塩基酸が共存すると、例えばＮ
Ｈ３を強力に脱臭することについては、特願平１−１３
５９８１３号、特願平１−１８２５７９号で詳細に述べ
た。

即ち金属を多塩基酸処理すると、金属の表面に金属と多
塩基酸の反応生成物が生成する。例えばＦｅをアルコル
ビン酸で処理すると、鉄−アルコルビン酸反応生成物が
鉄の表面に生成する。

これがＮＨ３ガスに接触すると、−次的にはＮＨ３ガス
が反応生成物に吸着し、吸着物となるが、金属鉄、大気
中０２、湿度の相互作用によって吸着物中のＮＨ３が鳥
、Ｈ，Ｏに酸化分解除去されるため、ＮＨ３吸収力は長
期間に渡って続くことになる。

又、この鉄及び鉄・アスコルビン酸反応生成物− が大気中でオゾンガスに接触すると、屯→も＋・ＯＨと
なり、このＯＨラジカルが反応生成物中のＦｅ’＋イオ
ンと配位結合して、吸着する。長期間オゾンガスと接触
して鉄・アスコルビン酸反応生成物中のアスコルビン酸
がデヒドロ化アスコルビン酸となると金属鉄と大気中も
、湿分の相互作用によって、アスコルビン酸に還元再生
され、再び新たに鉄−アスコルビン酸反応生成物を生成
し、新たに脱オゾン反応に参画し、長期間に渡って脱オ
ゾン効果が続く。

多塩基酸には多種類あるが我々の実験では、アスコルビ
ン酸、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、タンニン酸、没
食子酸はほぼ同等の脱臭効果、脱オゾン効果があること
が判った。この他ＥＤＴＡ、ＮＴＡ（りんご酸）、ピロ
リン酸等も実験したが、効果は半分以下であった。

又、金属としては、ＭｎあるいはＦｅとＩｎからなる合
金等は、Ｆｅと同等以上の効果があり、特に、Ｈ２Ｓ系
の脱臭については、肚が含まれてくると強力になる事が
判った。又、Ｎｉ、　Ｚｎ、　Ｃｒ又はそれらの合金に
ついても同様の効果がある。

本発明では、多塩基酸の担持体となる金属を通気性のあ
る状態とした多孔体とし、その表面を多塩基酸処理する
ものである。

通気性ある状態の多孔体としては、例えば、金属ウール
をたばねたものとか、板状のものに小孔を多数あけた多
孔板とか、ハニカム状のものとか、色々あるが特に空気
との接触面積を拡大する点と、多塩基酸処理した時に、
金属−多塩基酸反応生成物が金属の表面に強固に担持さ
れ易くする点で金属粉末を三次元網目状有機物（例えば
ウレタンホーム）に塗着し焼結した焼結三次元金属多孔
体が好ましい。又炭素ｍ維、有機高分子ａｍ等の不織布
に、Ｆｅ、　Ｍｎ、　Ｘｉ、　Ｚｎ、　Ｃｒの金属を電
気メッキ又は溶射した金属多孔体も好ましい。

多塩基酸処理の方法としては通気性体をモル濃度が０゜
ｌ〜５モル／立の多塩基酸水溶液に浸漬し乾燥するか、
この溶液を通気性体に吹付け、乾燥すること等によって
、通気性体の表面に金属と多塩基酸の反応生成物を生成
する処理が出来る。

０．１モル／文未満では反応生成量が少なくて効果がな
い。５モル／見超では通気性体の通気孔がふさがったり
、反応生成物に粘着性が出たりして好ましくなく、Ｃｈ
ｉ〜３モル／立がさらに好ましい領域である。

なお、通気性体は、焼結の有無を問わないが、焼結した
ものは、特に脱臭、脱オゾン効果が優れている。

さらに本発明者等は、Ｆｅ、　Ｉｎ、　Ｎｉ、　Ｚｎ、
及びＣｒからなる群から選ばれた１種又は２種以上の金
属よりなる三次元網目状多孔体と多塩基酸とによって得
られる脱臭力について更に研究した結果、下記の新たな
知見を得た。

Ｆｅ、　Ｍｎ、　Ｎｉ、　Ｚｎ、　Ｃｒからなる群から
選ばれた１種又は２種以上の金属よりなる三次元網目状
多孔体と多塩基酸類とよりなるフィルターに、更に固体
状の塩基性物質（アルカリ）又は及び水酸化鉄を介在さ
せると、更に強い脱臭力が得られる０本発明者はＣａＯ
やＧａ（ＯＨ）やＮａ２１：０３やＮｇＯやＮｇ（ＯＨ
）２等塩基性物質の粉末を有機系溶剤例えばエタノール
に混合して、この混合物を、三次元網目状多孔体の鉄の
骨格上に多塩基酸を配した後乾燥した後でその上に更に
吹きつけたが、Ｈ２Ｓ　、　ＮＨ３に対する脱臭力が顕
著に向上する事を知見した。この０ 際、アルカリは多量の水を含まない固体状である事が好
ましく、従って吸湿潮解し難いアルカリが適当である。

アルカリを介在させると脱臭力が向上する理由は、本発
明で生成すると考えられる脱臭薬剤は、アルカリ性の環
境において臭気と更に活発に化学反応することによると
考えられる。尚アルカリが固体状ではなく、吸湿潮解性
の水分を含有するアルカリの場合は、中和して多塩基酸
を急速に消耗させるために好ましくない。

又水酸化鉄は水酸化鉄を含有する物質又は水酸化鉄を生
成する物質を用いてもよく、例えばＦｅＳＯ４とＣａ（
ＯＨ）２を等モル混合したものを使用しても良く、得ら
れた水酸化鉄と石膏の混合物にエタノール等の溶媒を加
え、３次元多孔体の鉄の骨格上に多塩基酸を配した後乾
燥した後、これをその上に更に吹きつけると、水酸化鉄
により特にＨ２Ｓ　、　０Ｈ３ＳＨ等の硫黄化合物系ガ
スの分解除去能力が強化される事が判った。水酸化鉄含
有物質は塩基性物質と同時に吹きつけても効果がある。

１ 次に三次元網目状多孔体の製造方法の例を説明する。

例えば特願昭８３−１６５８８４号や、特願昭８３−１
８５８８５号や特願昭８３−１９７８５３号には、鉄の
焼結体の骨格よりなる三次元網目状多孔体の製造方法が
記載されている。これらの三次元網目状多孔体は、鉄粉
や表面を酸化した鉄粉や酸化鉄粉や炭素粉や合金金属粉
等を結合剤と混練して、混練物を例えばウレタンフオー
ムの骨格に塗着し、これを熱処理する。この熱処理の加
熱によってウレタンフオームは消失し、塗着した混線物
は鉄粉の焼結した骨格となって、三次元網目状鉄系多孔
体が得られる。

第１図はこの方法で得られた三次元網目状多孔体の例を
示す模式図で、鉄の焼結体の骨格１が３次元に連通する
空孔２を形成している０本発明者等の知見では、鉄粉や
、表面を酸化した鉄粉や、酸化鉄粉に代えて、あるいは
これ等と共にＭｎ、　Ｘｉ等の他金属粉やフェロＭｎ、
　Ｎｉ粉や酸化Ｍｎ、　Ｎｉ粉を用いると、同様の方法
でＭｎ、　ＮｉあるいはＦｅ、　Ｍｎ、　Ｘｉ２ の合金等よりなる焼結体の骨格を有する三次元網目状多
孔体がえられる。これ等は本発明の三次元網目状多孔体
として使用できる。

また特願昭８３−２１０８４２号には、骨格の母材が鉄
の焼結体で、骨格の被覆材がマンガンの焼結体で形成さ
れている三次元網目状多孔体が記載されている。これは
鉄粉と結合剤とを混練した混線物を例えばウレタンフオ
ームの骨格に塗着し、ざらにＭｎ粉と結合剤とを混練し
た混線物を塗着し、熱処理して製造するが、これも本発
明の網目状多孔体として使用できる。

また特願昭８３−２５５９１１１２号には、例えば鉄粉
と石灰石粉末や有機物粉末等の熱分解剤粉とを結合剤と
混練した混線物をウレタンフオームの骨格に塗着し、熱
処理して製造した鉄の触媒担体が記載されている０本発
明者の知見では、鉄粉に代えであるいは鉄粉と共にマン
ガン粉やフェロマンガン粉を用いると、同様の方法でＭ
ｎあるいはＦｅとＮｎよりなる焼結体の骨格を有する三
次元網目状多孔体が得られる。Ｎｉ、　Ｚｎ、　Ｃｒ系
についても同様であ３ る。

第２図はこのような方法で得られた三次元網目状多孔体
の例を示す模式図である。この三次元網目状多孔体は、
焼結骨格ｌが三次元網目状多孔体のマクロ空孔２を形成
すると共に、Ｆｅ、　Ｍｎ、　Ｘｉ、Ｚｎ、　Ｃｒ等よ
りなる焼結体の骨格ｌに、例えば石灰石粉末が熱分解で
００２ガスを発生した痕跡の多数のミクロ空孔３が形成
されている０本発明者等の知見では、この多孔体は本発
明の脱臭フィルターの製造に用いる三次元網目状多孔体
として極めて好ましい。

更に本願の三次元網目状多孔体は、本願出願人等が平成
１年４月１８日に特許出願した「貫通気泡型鉄系多孔体
およびその製造方法」によっても得られる。即ちこの方
法では、有機高分子球体を型枠内に密着して充填し、充
填した有機高分子球体の隙間に例えば鉄粉と結合剤とを
混練した混線物を流し込み、以後熱処理を行う、この熱
処理によって宥機高分子球体は消失して空孔を形成し。

混線物は焼結金属の骨格となる。

４ 鉄粉に代えであるいは鉄粉と共にマンガン粉やフェロマ
ンガン粉を用いると、あるいは特願昭ｆ１３−２５５９
１３２号に記載の如く石灰石粉等の熱分解削粉を併せ用
いると、同様の方法でＦｅやＩｎやあるいはＦｅとＭｎ
とよりなる焼結体の骨格を有する三次元網目状多孔体が
得られるが、これ等も本発明の三次元網目状多孔体とし
て使用することができる。

Ｎｉ、　Ｚｎ、　Ｃｒ系についても同様である。

又三次元網目状多孔体は、炭素繊維、ガラス繊維、有機
高分子繊維等からなる不織布を導電処理、例えばＮｉの
無電解メッキを薄くした後、Ｆｅ、Ｍｎ、　Ｎｉ、　Ｚ
ｎ、　（Ｅｒ等を電解メッキ処理しても得られる。ある
いは又上記不織布にＦｅ、　Ｉｎ、　Ｘｉ、　Ｚｎ、　
Ｃｒ等を低温溶射（パンメタルエンジニアリングに、Ｋ
。

製、ＰＭＥアーク溶射器）することによっても得られる
。

本発明ではこのようにして得られた三次元網目状多孔体
を脱臭フィルターとして、電気集塵機の排気側に設置す
ることにより、電気集塵機から発生するオゾンを除去し
、必要に応じＮＨ３系ガス、５ ＮＯｘ　、　ＳＯｘ等もあわせて除去することができる
。

実施例１ 次の成分からなる粒鉄（Ｃ：４．３Ｌ　Ｓｉ：０．１％
、にｎ：０．４％、Ｐ：０．０１％、Ｓ：０．０２％、
残Ｆｅ）を湿式粉砕し、平均粒径が１ＯＩＬの表面を酸
化した鉄粉（Ｃ：４、Ｏｚ、０：８．５Ｘ、　Ｍｎ：０
．３８％、　Ｓｉ：０．１％、Ｐ：０−０１％、Ｓ：０
．０２％、残Ｆｅ）を製造した。この鉄粉を、ＣＭＣと
水で混線し空孔径が２關のウレタンフオームにスプレー
法にて塗着し、乾燥（１００℃）、脱脂（２００℃）、
自己還元（８００℃）、焼結（１１００℃）の熱処理を
窒素雰囲気中で行い、三次元網目状多孔体を製造した。

この多孔体の成分は（Ｃ：０−０５％、５ｉＯ００５％
、Ｍｎ：０．３８Ｌ　Ｐ：０．００９＄、　Ｓ：０．０
１５％、　０：０．０１％）であった。この三次元網目
状の鉄の焼結骨格上に、含浸法によってＬ−アスコルビ
ン酸ヲ配してオゾン、　ＮＨ３ガス用の脱臭フィルター
を製作した。

また前記の三次元網目状の鉄の焼結体の骨格上にアスコ
ルビン酸を配し大気中で乾燥後、更にその上にＧａ（Ｏ
Ｈ）２とエタノールの混線物を吹きつ６ け、オゾン、ＮＨ３，Ｈ２Ｓガス用の脱臭フィルターを
製作した。これ等の脱臭フィルター（３Ｘ２Ｘ５厚■）
を用いて、第３図に示した脱臭試験装置により、脱臭性
能を調べた。５は脱臭器、６は脱臭フィルター、７は臭
気ガス、８は循環ポンプ、９はサンプル採取孔を示す。

２　ｐｐｍのへ濃度の排気ガスが、０．ｌｐｐｍ０３濃
度に迄、脱へされ、８５％の高い脱臭率が得られた。

実施例２ 実施例１における多孔体の製造工程で、表面酸化鉄粉を
塗着乾燥後、さらに平均粒径５ＩＬの金属Ｉｎ粉と、体
積比で５０％の平均粒径１０ＩＬのプラスチック粉末を
ＣＨＣと水とで混練し、上塗り塗着した。

その後、実施例１と同様の熱処理を実施して、骨格の内
層が鉄で外層が極めて多孔質なマンガンからなる複層焼
結金属多孔体を得た。

この複層焼結金属多孔体を、３０％アスコルビン酸溶液
に含浸し、金属多孔体骨格の気泡部や空孔部に十分含浸
させた後、乾燥し、アスコルビン酸７ と金属の反応生成物を骨格表面に生成させた脱オゾン、
ＮＨ３−脱臭フイルターを製作した。この脱臭フィルタ
ーを第４図に示す電気集塵機の排気部に設置したところ
フィルターを通過したガスはオゾン臭がなかった。第４
図において１１は設電様。

１２は集塵極、１３は高圧電源、１４は脱オゾン、ＮＨ
３フィルターを示す。

実施例３ 炭素繊維からなる不織布に無電解Ｎｊメッキを施し、Ｎ
ｉ膜厚ＩＩＬｍとなるよう繊維上にメッキした後、塩化
Ｚｎ　（５０ｇ／Ｊｌ）　、塩化アンモン（１７０ｇ／
ｉ　）からなるＺｎメッキ浴内に漬け１５Ａの電流を流
し、炭素繊維の表面に２０１Ｌ厚みのＺｎを電解メツ苓
で添着したＺｍの多孔体を作り、これを０．２モル／文
のタンニン酸に、６０℃×３０分含浸した後、大気中で
乾燥し、第５図の装置で集塵・脱臭試験をした所、集塵
効率１ド以下粉塵で８３％、脱オゾン率９６％、脱ＮＨ
３率９５％、脱Ｈ２Ｓ率９３％と良好な結果を示した。

８ 実施例４ 実施例３で試作したタンニン酸処理Ｚｎ不織布に、Ｆｅ
５Ｏｏ　、アスコルビン酸、Ｃａ（ＯＨ）２を０．３モ
ル、０．１モル、０．４モルの混合比率で少ｉの水で混
合し、水酸化鉄を生成させたコロイド状溶液をエチルア
ルコールで稀釈したものを吹付は乾燥したものを製作し
た。

このものを第５図の装置で集塵脱臭試験した所、集塵効
率ｌＩＬ以下粉塵で８９％、脱オゾン率９５％、脱ＮＨ
３率８５％、脱Ｈ，Ｓ率８７％、脱メチルメルカプタン
率８３％と特に硫黄系化合物除去能力に秀れた結果を得
た。

発明の効果 本発明では、脱臭薬剤は鉄あるいはマンガンあるいはニ
ッケルなどの金属の骨格自体を反応させて常に生成され
ているため、長期間に亘って使用出来る。本発明では電
気集塵機の集塵効果及び放電で発生するオゾンによる脱
臭、細菌効果を生かしつつ、障害であったオゾン臭を除
去し、オゾンでは除去出来ないＮＨ３系の脱臭も可能な
らしめた９ 空気清浄機である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、三次元網目状多孔体（焼結金属多孔体）の鉄
の焼結体の骨格の例を示す説明図、第２図は、気泡と空
気とを形成した三次元網目状多孔体の骨格の例を示す説
明図、第３図は、脱臭試験法の説明図、第４図及び第５
図は多孔体脱オゾン、ＮＨ３フィルターを設置した電気
集塵機の概念図である。 １・・・骨格、２・・・（マクロ）空孔、３・・・ミク
ロ空孔、５・・・脱臭器、６・・・脱臭フィルタ、７・
・・臭気ガス、８・・・循環ポンプ、９・・・サンプル
採取孔、１１・・・電気集塵機集塵極、１２・・・電気
集塵機集塵極、１３・・・高圧電源、１４・・・多孔体
脱オゾン、ＮＨ３フィルター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気集塵機の排気部にＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、及
   びＣｒからなる群から選ばれた１種又は２種以上の金属
   からなる通気性体で表面をアスコルビン酸、並びにグル
   コン酸、クエン酸、酒石酸、タンニン酸、及び没食子酸
   からなる群から選ばれた多塩基酸（アスコルビン酸を含
   む。以下同じ。）の１種又は２種以上で処理したフィル
   ターを設置することにより、排気を脱臭することを特徴
   とする脱臭方法。 ２、通気性体が三次元網目状のＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ
   、及びＣｒからなる群から選ばれた１種又は２種以上の
   金属の三次元網目状多孔体であり、且つ焼結したもので
   ある請求項１記載の方法。 ３、電気集塵機の排気部にＦｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、及
   びＣｒからなる群から選ばれた１種又は２種以上の金属
   からなる通気性体で表面を多塩基酸で処理したフィルタ
   ーを設置してなる脱臭機能を有する電気集塵機。 ４、電気集塵機の排気部に通気性体の表面を多塩基酸で
   処理し、さらにその表面を塩基性物質又は及び水酸化鉄
   で処理したフィルターを設置することにより、排気を脱
   臭することを特徴とする脱臭方法。 ５、電気集塵機の排気部に通気性体の表面を多塩基酸で
   処理し、さらにその表面を塩基性物質又は及び水酸化鉄
   で処理したフィルターを設置してなる脱臭機能を有する
   電気集塵機。 ６、電気集塵機の排気部に、三次元網目状の不織布にＦ
   ｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、又はＣｒをメッキ又は溶射し、
   さらにその表面を多塩基酸で処理したフィルターを設置
   することにより、排気を脱臭することを特徴とする脱臭
   方法。