JPH0342016A - 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、気体中に含有される悪臭成分を、オゾンを導
入しつつ触媒の存在下で接触酸化分解して除去する脱臭
方法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、悪臭公害が社会問題として大きく取り上げられ、
悪臭の原因となる悪臭成分を取り除く為の脱臭技術が様
々な角度から検討されている。

これまでに実施されている脱臭方法としては（１）水洗
法、（１１）薬剤洗浄法、（ＩＩＩ）吸着法、（■）直
燃法、（Ｖ）触媒燃焼法、（■）オシン酸化法等が知ら
れているが、夫々一長一短があり、実用上次の様な問題
がある。

水洗法および薬剤洗浄法はプロセス的には比較的簡単で
あるが、多量の水を使用するものであり、処理コストが
高いばかりでなく、排水処理の問題も生じる。また脱臭
効率も低い。

吸着法は活性炭等の吸着剤を用いて悪臭成分を除去する
ものであるが、条件によっては吸着熱による発火性の危
険があり、また短期間で脱臭効果が薄れてしまうので、
再生や吸着剤取換え等の維持管理上の問題がある。尚活
性炭の再生法としては水蒸気または加熱した不活性ガス
による脱着再生法が知られているが、水蒸気発生コスト
および発生する排水処理問題、或は不活性ガスの発生お
よび加熱費用等を要し、ランニングコストも決して安価
ではない。

直燃法は炉内温度を７００〜９００℃の高温に維持する
為の燃料が必要であり、ランニングコストが高くなる上
に、Ｎｏ、の発生等２次公害の恐れもあり、また装置が
大損りになるという欠点がある。

触媒燃焼法は装置の維持が比較的容易であるという利点
を有するものの、触媒層を２００〜４５０℃程度の高温
に保つ必要があり、ＩＡ埋に供する気体が低温の場合や
可燃性物質が低濃度である場合には、ランニングコスト
が高くなるという欠点がある。

一方オシン酸化法はオゾンの強力な酸化作用を利用して
悪臭成分を処理する方法であり、室温程度の比較的低温
で実施できるので前記各種方法に比ベランニングコスト
が安く有利な方法である。

しかしながらオゾンと悪臭成分の気相中における反応速
度が小さい為に長大な反応ゾーンを必要とするという欠
点がある。また未反応オゾンは大気中に放出されるので
、光化学スモッグ等の２次公害を発生させる原因になる
という欠点がある。

［発明が解決しようとする課題］ オゾン酸化法における上記欠点を解消する手段として、
触媒を利用する方法が提案されている。

この方法は悪臭成分含有ガス中にオゾンを導入し、触媒
の存在下に悪臭成分を分解処理するものである。この方
法によれば大きな反応スペースが無くとも悪臭成分とオ
ゾンが速やかに反応し、脱臭効率が飛躍的に向上するば
かりでなく、オゾンも完全に分解し、未反応オゾンが大
気中に放出される心配はなくなる。

しかしながら当該方法においても、使用条件によっては
その効果が十分に発揮されないという事態が発生するこ
とがあった。即ち、長期間連続的に使用したり、過酷な
条件下で使用したりすると、触媒の活性が早期に低下す
るという欠点がある。尚悪臭成分にはオゾンによって分
解除去されにくい成分も存在しく例えば、アンモニア、
酢酸、酪酸等）、これらの存在も当該脱臭方法の評価を
下げる原因の１つになっている。

本発明はこうした状況のもとでなされたものであって、
その目的は、悪臭を長期に亘って効率よく除去でき、且
つ比較的安価に実施することのできる脱臭方法を提供す
ることにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成し得た本発明とは、悪臭成分含有ガス中
にオゾンを導入し、触媒の存在下に悪臭成分を分解処理
する脱臭方法において、前記触媒を直接通電加熱して再
生し得る構成とした点に要旨を有する脱臭方法である。

［作用］ 本発明者らは、触媒を用いたオゾン酸化方法を基本とし
、用いる触媒の性能を向上するという観点に立ち様々な
角度から検討を加えた。その結果、用いる触媒自体を直
接通電加熱し得る様な構成とし、脱臭効果および余剰オ
ゾンの処理効果が低下する前に、該触媒を適当な時間通
電加熱して触媒再生しながら使用すれば、脱臭効果およ
び余剰のオゾン処理効果に優れ且つその効果が長期に亘
って安定して発揮されることを見出し、ここに本発明を
完成した。

触媒を用いたオゾン酸化法における触媒活性の低下は、
■触媒上に反応生成物が付着して被毒物質になる、■オ
ゾンによって触媒表面が酸化して、マンガン過酸化物が
生成し、それらが触媒上に蓄積する、■処理ガス中に含
まれるダストや水分が触媒表面に付着する等がその原因
と考えられる。これらの触媒活性低下原因は、触媒を直
接通電加熱して再生し得る構成とすることによって解消
することができる。

また悪臭成分にはオゾンによって分解除去されない成分
が存在することは前述の通りであるが、本発明の構成を
採用すればこれらの成分の除去も可能である。即ち、触
媒の吸着能力を利用して上記成分を一旦触媒上に吸着し
、吸着が飽和に至る時期を見計らって通電加熱して燃焼
処理することによって、上記成分をそのまま外部に排出
することなく処理できる。

一方悪臭成分としてアルコールやアルデヒド等が含まれ
ている場合もあるが、これらの成分はオゾン分解処理に
よって対応する酸まで酸化される。そしてその酸成分が
触媒に吸着され、吸着破過に達すると該酸成分による臭
気が感じられることがあった。しかしながら本発明の構
成を採用すれば、上記と同様にして外部へ排出すること
なく分解処理できる。

本発明で用いる触媒としては、脱臭能力、余剰オゾン分
解能力および吸着能力等を考えると、下記（ａ）〜　（
ｃ）の成分からなるものが最適である。

（ａ）Ｔｉ、ＳＬ、ＡＩ、ＭｇおよびＺｒよりなる群か
ら選択される１　ｆｆｆｉまたは２種以上の元素からな
る触媒成分、 （ｂ）Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｌ、Ａｇ、Ａｕ。

Ｐｔ、ＰｄおよびＲｈよりなる群から選択される１ｆ！
または２　ｆ１以上の元素からなる触媒成分、 （ｃ）金属粉、金属繊維、グラファイトおよび活性炭よ
りなる群から選択される１種または２種以上からなる導
電体。

本発明は触媒を直接通電加熱して再生する機能を有する
脱臭方法であるが、触媒再生時の加熱温度は１００〜２
５０℃に設定するのが良い、これは１００℃未満では高
効率の分解性能を発揮することができず、２５０℃を超
えるとランニングコストが高くなるばかりでなく触媒の
耐久性に問題が生じるからである。

本発明で用いる触媒成分（ａ）は、Ｔｉ、Ｓｔ。

ＡＩ、ＭｇおよびＺｒ等の元素の１種または２種以上を
適当に組み合わせて使用すればよいが、ＴｉとＳｉから
なる２元系複合酸化物、ＴｉとＺｒからなる２元系複合
酸化物、およびＴｉ。

Ｓｉ、Ｚｒからなる３元系複合酸化物のうちの少なくと
もいずれか１種を使用するのが特に好ましく、これらは
常温においても優れた吸着性を示す。

一般にＴｉおよびＳｔからなる２元系複合酸化物は、例
えば「触媒、第１７巻、Ｎｏ、３．７２頁、　１９７５
年号」に見られる如く、固体酸として知られており、構
成する個々の酸化物には見られない顕著な酸性を示し、
また大きい表面積を有する。即ち、ＴｉとＳｔからなる
２元系複合酸化物は、酸化チタンおよび酸化珪素を単に
混合したものではなく、ＴｉおよびＳｌがいわゆる２元
系複合酸化物を形成することによりその特異な特性を発
現させることができる。またＴｉ、Ｚｒからなる２元系
複合酸化物、およびＴｉ、Ｚｒ、Ｓｉからなる３元系複
合酸化物においても、Ｔｉと５１からなる２元系複合酸
化物と同様の性質を有する酸化物となる。尚上記各複合
酸化物は、Ｘ線回折による分析の結果、非晶質若しくは
ほぼ非晶質に近い微細構造を有することが分かっている
。

上記触媒が優れた活性、特に低温（常温）における優れ
た吸着性を示す機構については全てを解明し得た訳では
ないが、上記複合酸化物の諸性質が悪臭成分の吸着に対
して好ましい影響を与えるものと考えられる。

一方触媒成分（ｂ）については、Ｍｎ、Ｆｅ。

Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、ｐｔ、ＰｄおよびＲｈ等の元
素から１　ｆｌまたは２種以上を適当に組み合わせて使
用すればよいが、触媒温度をできるだけ低くするという
観点からすれば、Ａｇ、Ａｕ。

Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈのうち少なくともいずれか１種を使
用するのが望ましい。

尚導電体として使用する金属粉や金属繊維は、ＡＩ、Ａ
ｇ、Ｃｕ等の導電性金属を用い公知の方法によって製造
すればよい、また触媒は直接通電加熱する必要上、一体
止成型する必要があるが、成型形状については特に限定
するものではない。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下
記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。

［実施例］ 触媒を次の様にして調製した。

まずＴｉおよびＳｔからなる複合酸化物を以下の手順で
調製した。

Ｔｉ源として、下記組成の硫酸チタニルの硫酸水溶液を
用いた。

Ｔ　ｉ　ＯＳ　Ｏ４２５０ｇ　／　ｆＬ（Ｔ　ｉ　Ｏ２
換算）全Ｈ２ＳＯ４ｔｔｏｏｇ／ｊ！ 水４００４１にアンモニア水（ＮＨｓ、２５％）２８０
Ｊ２を添加し、これにスノーテックス−ＮＣ５−３０（
日産化学製シリカゲル、５１０２として約３０重量％含
有）を２４ｋｇ加えた溶液を別に準備しておき、これに
上記硫酸水溶液１５３１を水３００Ｊ！に添加して希釈
したチタン含有硫酸水溶液を攪拌下で徐々に滴下し、共
沈ゲルを生成し、更にそのまま１５時間放置して静置し
た。

この様にして得られたＴ　ｉ　Ｏ，−Ｓ　ｉ　Ｏ２ゲル
を濾過、水洗後２００℃で１０時間乾燥した。

次いで５５０℃で空気雰囲気下に６時間焼成した。得ら
れた粉末の組成はＴｉｅ、：ＳｉＯ。

−４：１（モル比）であり、ＢＥＴ表面積は１８５１７
ｇであった。

得られた粉末（以後ＴＳ−１と呼ぶ）を用いて、以下に
述べる手順で櫓状ハニカム触媒を調製した。

上記ＴＳ−１粉末８ｋｇとグラファイト粉末１ｋｇの混
合粉末に、適当量の水を添加してニーダ−でよく混合し
た後、混練機によって十分混練し、均一な混練物を押出
成形して、外形が縦５０＋ｓｍ、横５０　ｍ＋＊、長さ
５０−■の格子状ハニカム（肉厚０．３ａｍ、目開き１
．４ａｍ　）を製作し、１５０℃で５時間乾燥し、その
後３００℃で２時間空気雰囲気下で焼成してハニカム成
形体とした。引続き硝酸マンガン水溶液を含浸せしめ、
乾燥・焼成し、重量比でＴＳ−１：グラファイト：Ｍ、
０２＝８０：１０：１０の触媒を得た。

調製した触媒の分解性能を次の様にして調査した。

ＳＵＳ製反応管に上記格子状ハニカム触媒を１２５ｃｃ
充填し、硫化メチルを、１５ｐｐｍおよびオゾンを１５
ｐｐｍ含有する空気を意温において、流速が６．２５Ｎ
ｍ’　／　ｈｒ　（空間速度５００００ｈｒ−’）にな
る様に前記触媒に導入した。このと＠３月に１回の割合
で触媒温度を２００℃まで直接通電加熱し、２００日後
における硫化メチルの処理効率およびオゾン分解効率を
求めたところ、夫々９５％、９８％であり脱臭性能は殆
ど低下していなかった。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、悪臭成分を長期に亘っ
て効率よく除去できる様になった。又本発明によれば、
触媒自体が発熱体であるので、加熱源を別途設置する必
要がなく、コスト的にもスペース的にも有利である。更
に触媒を他の加熱源で間接的に加熱する場合に比べて熱
効率的に優れ、ランニングコストも安くなる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）悪臭成分含有ガス中にオゾンを導入し、触媒の存
   在下に悪臭成分を分解処理する脱臭方法において、前記
   触媒を直接通電加熱して再生し得る構成にしたことを特
   徴とする脱臭方法。
2. （２）触媒が下記（ａ）〜（ｃ）の成分からなる請求項
   （１）に記載の脱臭方法。 （ａ）Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、ＭｇおよびＺｒよりなる群か
   ら選択される１種または２種以上の元素からなる触媒成
   分、 （ｂ）Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐ
   ｄおよびＲｈよりなる群から選択される１種または２種
   以上の元素からなる触媒成分、 （ｃ）金属粉、金属繊維、グラファイトおよび活性炭よ
   りなる群から選択される１種または２種以上からなる導
   電体。
3. （３）触媒の直接通電加熱温度を１００〜２５０℃とす
   る請求項（１）または（２）に記載の脱臭方法。
4. （４）触媒成分（ａ）が、ＴｉとＳｉの２元系複合酸化
   物、ＴｉとＺｒの２元系複合酸化物、およびＴｉ、Ｓｉ
   、Ｚｒの３元系複合酸化物の少なくとも１種である請求
   項（１）〜（３）のいずれかに記載の脱臭方法。