JPH04277014A - 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、気体等の中に含まれる
、臭気を発生する成分（以下、「有臭成分」という）を
除去するための脱臭方法に関する。

【従来の技術】従来、気体中に含まれる有臭成分を除去
する方法として、活性炭、ゼオライト等の多孔質物質を
用いる吸着脱臭法、酸止剤又は還元剤を用いる湿式処理
脱臭法、オゾン分解脱臭法等の種々の脱臭方法が提案さ
れている。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の各脱臭方法（以下、「従来方法」という）はいずれ
も、充分に満足のいく脱臭方法であるとは言い難い。す
なわち、吸着脱臭法には、吸着剤が吸着能力を発揮する
期間が有限であるため、再生等することを要し、脱臭装
置のメンテナンスに多大の労力及び費用が必要となると
いう問題がある。また、湿式処理脱臭法には、酸化剤等
の薬液の処理が煩雑であるという問題がある。最後のオ
ゾン分解脱臭法には、上記のような問題は無いものの、
有臭成分の酸化分解による除去が充分でないこと及び呼
吸器障害等の公害を防止する上で、脱臭処理後の気体中
に含まれるオゾンを分解する必要があること等の問題が
あった。本発明は、従来のオゾン分解脱臭法が有してい
たこれらの問題を解決するためである。従来方法に比べ
て有臭成分の分解除去能力に優れると共に、脱臭処理後
に未反応のオゾンが殆ど残留しないオゾン分解脱臭触媒
を既に種々提案している。しかしながらこれらの触媒を
用いてもガス中に微量の窒素酸化物や低級脂肪酸などの
酸性物質が含まれる時、これが触媒中に蓄積もしくは触
媒成分と反応し、触媒が劣化するあるいは蓄積した臭気
物質が処理ガス中に含まれるなどという問題点を本発明
者らが見出した。本発明は、これらの問題点を解決する
ためになされたものである。なお本発明にかかる触媒は
、公知の触媒に比して初期性能及び耐久性に優れ、上記
成分を含有しない場合においても非常に有効であること
はいうまでもないものである。また、本発明は既に本発
明者らが出願している特願平２−２４８４３にかかる発
明を改良したものである。すなわち本発明にかかる反応
は反応律速が固体内拡散であるため反応が触媒表面部に
おいてのみ進行するため触媒構造として触媒成分を触媒
表面近傍にのみ担持するコート型が最も好ましいことを
本発明者らが見出し既に提案している。しかしながらこ
れらの方法も例えばハニカム構造体のセル数／ｉｎｃｈ
２が大きくなるにしたがってその製造が難しくなるとい
う問題点を有していた。本発明は、これらの問題点をも
解決することを可能にしたもので、すなわちコート厚み
を低減することが可能となったため成形触媒とりわけ低
ピッチハニカムの生産性に優れると同時に臭気成分分解
能力及び長期耐久性に優れた触媒を用いる脱臭方法を提
供することを目的とする。

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明にかかるオゾン脱臭触媒は活性炭を含有する担
体をＢａｓｅとして、オゾン脱臭能を有する活性種を担
持させてなることを特徴としている。オゾン脱臭能を有
する触媒活性種として既に本発明者らが提案しているよ
うなＴｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｏ
、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ｗなどの種々の金属、及び金属酸
化物もしくは硫酸塩の少なくとも１種以上からなるもの
、あるいはこれらに活性炭、酸性粘土を含有させたもの
などを挙げることができる。こうした触媒としては、例
えば担持されるべき金属酸化物を用いて表せば、ＭｎＯ
２、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３を主成分とするもの及
びＭｎＯ２−ＴｉＯ２、ＭｎＯ２−ＣｕＯ、ＭｎＯ２−
Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２−Ａｇ２Ｏ、ＮｉＯ−Ｃｏ３Ｏ４
、ＮｉＯ−ＴｉＯ２、ＮｉＯ−ＭｎＯ２、ＮｉＯ−Ａｇ
２Ｏ、ＮｉＯ−ＭｏＯ３、ＮｉＯ−ＷＯ３、ＮｉＯ−Ｓ
ｎＯ２等を主成分とするもの及びＭｎＯ２−Ａｇ２Ｏ−
ＴｉＯ２、ＭｎＯ２−ＣｕＯ−Ａｇ２Ｏ、ＮｉＯ−Ｍｎ
Ｏ２−Ａｇ２Ｏ、ＮｉＯ−ＭｎＯ２−ＴｉＯ２等を主成
分とするものが例示される。本発明方法において用いら
れる触媒の形状は特に限定されず、例えばハニカム状、
ペレット状、円柱状、板状、パイプ状等、種々の形状の
ものを用いることができる。このうち活性炭を含有する
担体は、主に、混練法によって製造することが出来る。 担体の製造においては、賦形性を与えるために成形助剤
を添加したり、機械強度等を向上させるために無機繊維
等の補強剤、有機バインダー等を適宜添加したりしても
よい。これらの担体中に含まれる活性炭は、１０ｗｔ％
以上が好ましく２０ｗｔ％以上がより好ましい。１０ｗ
ｔ％以下とすると担体のオゾン分解能が著しく低下する
ため、高分解能を得るためにはコート厚みを厚くする必
要がある。これらの担体の上に担持される触媒活性種は
、主にウォシュコート法などによって製造することが出
来る。これらのコート厚みは、５〜１００μが好ましく
、１０〜５０μがより好ましい。５μ以下とすると分解
活性が低下し１００μ以上とすると分解活性の向上がな
く圧損のみが上昇する。又、上記発明方法により除去せ
んとする有臭成分としては、アンモニア、トリメチルア
ミン、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二
硫化メチル、アセトアルデヒド、スチレン、メチルエチ
ルケトン、アクロレイン、プロピオンアルデヒド、ブチ
ルアルコール、フェノール、クレゾール、ジフェニルエ
ーテル、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、メチルアミン、
ジメチルアミン、スカトール、ジメチルチオエーテル、
ジメチルメルカプタン、塩化水素、塩化アルカリが例示
される。また、本発明方法が実施される分野としては、
例えば、人間もしくは動物の生活空間、し尿処理場、下
水処理場、ゴミ焼却処理場、印刷工場、メッキ工場、一
般化学工場等から排出される排気ガスの脱臭処理が挙げ
られる。脱臭の際に上記触媒と共存させるオゾン（Ｏ３
）は、除去せんとする有臭成分の種類及び濃度、その他
反応温度、触媒の種類及び量等によって適宜量用いられ
る。例えば、有臭成分としてＨ２Ｓを含有する被脱臭気
体の場合は、Ｈ２Ｓ１モルあたりＯ３１〜２モルを共存
させることが好ましく、ＮＨ３を含有する被脱臭気体の
場合は、ＮＨ３１モルあたりＯ３１〜３モルを共存させ
ることが好ましい。また、メチルメルカプタンを含有す
る被脱臭気体の場合は、メチルメルカプタン１モルあた
りＯ３１〜４モルを共存させることが好ましい。被脱臭
気体中に含まれる有臭成分の濃度が高い場合、除去率を
向上させるためにＯ３を上記好敵量を超えて共存させて
も良い。但し、多すぎる場合には、脱臭処理後に余剰の
Ｏ３が残留する場合があるのでこの様なことが無いよう
に過剰のＯ３を共存させないように配慮する必要がある
。脱臭の際の反応温度は、０〜４０℃が好ましく、１０
〜３０℃がより好ましい。０℃未満の場合、反応速度が
遅くなるからであり、４０℃を超える場合、新たに昇温
のためのエネルギーを必要とし不経済である。しかしガ
ス温度が４０℃以上の場合、本発明方法がこれらのガス
を処理することができるのは当然である。また、触媒と
反応ガスとの接触は、５〜５０の面積速度（ＡＶ：ａｒ
ｅａ　　ｖｅｌｏｃｉｔｙ）で行うことが好ましい。こ
れは、面積速度が５未満であると触媒が多く必要になる
からであり、面積速度が５０を超えると効率が低く所定
の分解率が得られないからである。ここで、面積速度と
は、反応量（Ｎｍ２／ｕ、ｕ：Ｈｒ）を単位容積の触媒
あたりのガス接触面積（ｍ２／ｍ３）で除した値である
。

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。但し本発明は、下記の実施例に限定されるもので
はない。 Ａ．触媒の調製 実施例１ 蛙目粘土を１００℃にて１８時間乾燥後、スクリーンが
０．５ｍｍφであるサンプルミルにて粉砕した。これら
の粉砕物を８ｋｇ、活性炭を２ｋｇ、メチルセルロース
系バインダー（ユケン工業　　ＹＢ−３２）０．８ｋｇ
と水を加え、混合後ニーダーで充分に混練を行った。こ
れらの坏土を、ハニカム押出用ダイスを装着したオーガ
スクリュー式押出機に投入し、ハニカム状物を常温にて
通風乾燥後、Ｎ２気流中で５℃／時間の昇温速度で５０
０℃迄昇温し、昇温後３時間キープした後１０℃／時間
の降温速度で冷却し、開口率６４％、ピッチ１．０ｍｍ
のハニカム状担体を得た。次に比表面積が６７ｍ２／ｇ
であるＭｎＯ２、１ｋｇに５００ｍｌの水と少量のバイ
ンダーを加え、更にガラスビーズ２５０ｇを加えて、３
０分間攪拌混合した後、ビーズを分離し、スラリーを得
た。このスラリーに水３００ｍｌを加えて希釈した後、
上述したハニカム状担体を適切な大きさに切り出したも
のを浸漬し、過剰のスラリーを除去して乾燥し、ＭｎＯ
２を平均厚み３１μ担持した触媒を得た。なお、厚みの
算定はＥＰＭＡによる線分析によりｎ数を１０としてそ
の平均値を求めることにより行なった。以下同様の方法
により厚を求めた。 実施例２ 実施例１において、ＭｎＯ２、１ｋｇのうち２００ｇを
ＴｉＯ２にかえ、さらに希釈水を５００ｍｌとすること
以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ２−ＴｉＯ２（重
量比８０：２０）をこの時コート回数を調節し、担持し
た触媒を得た。このときコート回数を調節しコート厚み
を４μ、８μ、１３μ、２５μ、３８μに変えた５種類
の触媒を得た。 実施例３ 実施例１において、ＭｎＯ２，１ｋｇのうち１００ｇを
Ａｇ２Ｏにかえる以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ
２−Ａｇ２Ｏ（重量比９０：１０）を平均厚み４３μで
担持した触媒を得た。実施例４ 実施例１の方法において、蛙目粘土粉砕物を５ｋｇ、活
性炭を５ｋｇ、メチルセルロース系バインダー（ユケン
工業　　ＹＢ−３２）を１ｋｇとすること以外実施例１
にしたがいハニカム状担体を得た。この担体を実施例２
で用いたものと同様のスラリーで処理しコート回数を調
節しコート厚みが５μ、１０μ、１８μ、２９μ、４３
μの５種類の触媒を得た。 実施例５ 実施例１において、ＭｎＯ２、１ｋｇのうち４００ｇを
比表面積が３８ｍ２／ｇであるＦｅ２Ｏ３、１００ｇを
Ａｇ２Ｏにかえる以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ
２−Ｆｅ２Ｏ３−Ａｇ２Ｏ（重量比５０：４０：１０）
を平均厚み５０μで担持した触媒を得た。 実施例６ 実施例１において、ＭｎＯ２、１ｋｇのうち２００ｇを
活性炭（武田薬品製白鷺Ａ）１００ｇをＴｉＯ２にかえ
る以外は実施例１と同様にして、ＭｎＯ２−活性炭−Ｔ
ｉＯ２（重量比７０：２０：１０）を平均厚み３８μで
担持した触媒を得た。 実施例７ 実施例１において、ＭｎＯ２にかえて比表面積が５５ｍ
２／ｇ、ＣｕＯを用いること以外は実施例１と同様にし
て、ＣｕＯを平均厚み４９μ担持した触媒を得た。 実施例８ 実施例４において、担体を押出し成形する際に、蛙目粘
土を１８ｋｇ、活性炭を２ｋｇとすること以外は実施例
４と同様にしてＭｎＯ２を平均厚み５７μ担持した触媒
を得た。 比較例１ 実施例１において、担体を押出し成形する際に、蛙目粘
土を２０ｋｇとし、活性炭を加えないこと以外は実施例
１と同様にしてＭｎＯ２を平均厚み５０μ担持した触媒
を得た。 参考例 比表面積４８ｍ２／ｇのＭｎＯ２３０ｇと、四塩化チタ
ンとシリンゾルとの混合物（ＴｉＯ２：ＳｉＯ２が１：
１）７０ｇとを撹拌混合しつつ、アンモニアガスを吹き
込んで中和反応を行い、スラリー状の沈殿物を生成させ
た。得られた沈殿物を充分に水洗した後、温度５００℃
で３時間焼成、粉砕して比表面積１６２ｍ２／の三元触
媒ＭｎＯ２−ＴｉＯ２−ＳｉＯ２（重量比３５：３０：
３５）パウダーを得た。以下、実施例１と同様にしてＳ
ｉＯ２ＭｎＯ２−ＴｉＯ２（重量比３５：３０：３５）
を担持率９９％で担持した三元触媒を得た。 Ｂ．触媒活性匪試験 上記実施例１〜１５で得た触媒について、第１図にその
フローシートを示すような試験装置を用いて下記反応条
件で触媒活性試験を行った。図に於いて、（１）は触媒
層であり、該触媒層（１）に導入された被脱臭気体中に
含まれる有臭成分は、オゾン発生器（２）から触媒層（
１）に導かれたオゾン（Ｏ３）によって分解される。 分解脱臭後の気体の一部はオゾン分析計（３）に導かれ
て、そこで残留オゾン　　（Ｏ３）の定量分析がなされ
る。また、分解脱臭後の気体の残部は有臭成分分析計（
４）に導かれる。有臭成分分析計（４）は、ガスクロマ
トグラフからなり、これらの機器にて前記各有臭成分の
定量分析がなされるようになっている。オゾン分解率（
％）及び有臭成分分解率（％）は、それぞれオゾン分析
計（３）、有臭成分分析計（４）にて測定される触媒層
（２）の入口及び出口における濃度より次式を用いて算
出される。 （反応条件） 空間速度：２０，０００／Ｈｒ 反応温度：２０℃ 人口オゾン濃度：１０ｐｐｍ 有臭成分 メチルカプタン，メチルアミン，アセトアルデヒド，ア
ンモニア，硫化水素：各５ｐｐｍ プロピオン酸：１ｐｐｍ この条件下において、初期、１０時間、１００時間経過
後の各オゾン及び有臭成分分解率を測定し、触媒の劣化
を調べた。結果を表−１に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有臭成分をオゾンを用いて触媒上で接触酸化分解する方
   法において、触媒が活性炭を含有する担体にオゾン脱臭
   能を有する活性物質が５〜１００μの厚みで担持されて
   いる触媒を使用することを特徴とするオゾンを用いた脱
   臭方法。