JPH0474031B2

JPH0474031B2 -

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Publication number: JPH0474031B2
Application number: JP63306761A
Authority: JP
Priority date: 1988-12-03
Filing date: 1988-12-03
Publication date: 1992-11-25
Also published as: JPH02152473A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］この発明は有毒ガスの除去方法及び装置に関す
る。さらに詳しくは、この発明は大気中の塩化シ
アンの除去に特に有効な活性炭フイルタに関す
る。［従来の技術］金属又は金属化合物を含浸させた活性炭が有毒
ガス除去用のフイルタとして用いられることはよ
く知られている。第１次大戦中及び第２次大戦中
においては、銅及び酸化銅を含浸させた活性炭を
含むガスマスクがシアン化水素除去用に用いられ
た。最近では、シアン化水素や塩化シアンといつ
た有毒物質を除去するのに、銅、銀及びクロムが
活性炭と共に使用されている。銅を含浸させた活
性炭はウエツトルライト（whetlerite）と呼ばれ
るが、これはこの活性炭を開発したシー・ウエツ
ツエル（C.Whetzel）の名に因んだものである。軍用の空気フイルタでは種々の化合物を含浸さ
せた活性炭を使用している。なお、このような場
合に用いられる化合物は活性炭だけでは容易に制
御できない特定の有毒ガスを除去するのに有効な
化合物である。アメリカ合衆国においては、使用
現場で活性炭にクロム系触媒を適用したものが塩
化シアン蒸気の除去用に用いられている。しかし
ながら、触媒を使用するに当つては次のような多
くの問題点がある。すなわち、１触媒は温度や湿度に関する一定の条件下で経
時的に効力を失う。２触媒生成の条件（活性炭の種類や処理方法を
含む）は厳しく、そのような条件の設定が困難
である。３クロムには発癌性があり、活性炭の粉塵を吸
込むと危険である。そのため、塩化シアン除去用のフイルタのエー
ジング（経時変化）特性を改良するために、長年
にわたつて多くの組成物についての研究がなされ
た。これらの組成物は基本的にはクロム含浸生成
物にアミンを添加したものである。この場合にお
いて、数多くの種類のアミンの中でも、トリエチ
レンジアミン（TEDA）が最も有効という結果
が出ている。イギリス軍はここ10年間、ガスマス
クにおける塩化シアン除去効率を高めるために、
クロム塩と組合わせてTEDAを使用している。先行技術調査の結果、ガスを選択的に吸着する
活性炭の吸着能を向上させるための種々の物質を
開示している特許文献が発見された。まず、アイベ（Aibe）等の米国特許第4212852
号にはバナジウム、モリブデン又はタングステン
の化合物を吸着させた活性炭を用いてアンモニ
ア、アミド、硫化水素等を含むガスを脱臭する方
法が開示されている。エバンズ（Evans）の米国特許第4111833号に
はTEDAとヨウ素及びカリウムの混合物とを含
浸させた活性炭が開示されている。この活性炭は
原子炉の流出ガス（effluent stream）中のヨウ
素の除去に使用されるものである。デイツ（Deite）等の米国特許第4040802号には
TEDA等の第３アミンと、ヨウ素又は臭素とを
含浸させた活性炭が開示されている。この活性炭
は原子炉の流出ガス中のヨウ化メチルの除去に使
用されるものである。マーチン（Martin）等の米国特許第3739550号
にはバナジウム化合物と、カリウム化合物、リチ
ウム化合物及びバナジウム化合物のうちの少なく
とも１つとを含有する混合触媒を含浸させた活性
炭が開示されている。この活性炭は炭酸ガス（廃
ガスを含む）の脱硫に用いられる。イギリス国特許第1123822号にはピペラジン又
はTEDAを含浸させた活性炭が開示されている。
この活性炭は原子炉の流出ガス中のヨウ素の除去
に用いられるものである。キース（Kieth）等の米国特許第3355317号に
はコバルト、銅、亜鉛、鉄及びモリブデンの酸化
物を適用した活性炭が開示されている。この活性
炭はタバコの煙中のシアン化水素の除去に用いら
れる。ブラセツト（Blacet）等の米国特許第2920050
号及び第2920051号には銅、クロム、銀及びモリ
ブデンを含浸剤として含有させたウエツトルライ
ト型のフイルタが開示されている。上記先行技術文献の外に、オフイス・オブ・サ
イエンテイフイツク・リサーチ・アンド・デイベ
ロツプメント（OSRD）による「ミリタリー・プ
ロブレムズ・ウイズ・エアロゾル・アンド・ノン
パーシステント・ガシズ（Military Problems
with Aerosols and Nonpersistent Gases）」と
題された1946年米国政府の広範な研究報告（第１
巻）がある。これには有毒ガスを除去するために
開発された活性炭が開示されている。この活性炭
は種々の物質を含浸させたもので、主としてガス
マスクに適用されるものである。また、グラベンステツタ（Grabenstetter）等
の執筆による1946年のOSRD報告の第４章には
銅、銀及びクロムとモリブデン又はバナジウムと
を含浸剤として用いた活性炭が開示されている。
この活性炭はシアン化水素及び塩化シアンの除去
に用いられる。さらに、この報告書には多種類の
有機化合物を含浸させた活性炭も開示されてい
る。ここで用いられている有機化合物にはジエチ
レントリアミン等のアミンが含まれる。［発明の概要］この発明はクロム等の発癌性物質を使用してい
ないウエツトルライト型吸着材に関するものであ
る。トリエチレンジアミンを含浸させた活性炭は
クロムを用いなくても塩化シアンの除去効率が高
く、特にガスマスクへの適用に適していることが
判明した。また、この活性炭には別の有毒ガスや
蒸気を除去するために銀や銅を含浸させることが
できる。また、この発明はウエツトルライト型のフイル
タ材を用いて大気等の中に含まれる塩化シアンを
除去する方法に関する。ここで使用するフイルタ
材は銅及び銀の水溶性塩の水溶液を含浸させた活
性炭（AS型）である。この活性炭には従来のク
ロムの代りにトリエチレンジアミン（TEDA）
がさらに含浸されている。実験によりクロムに代
るTEDAの最適含浸量及び最適含浸方法を検討
した結果、TEDAを重量比で４〜６％含浸させ
ると、塩化シアンの除去効率に関し米軍仕様を満
足するフイルタ材が得られることがわかつた。な
お、このフイルタ材の性能は従来のクロムを用い
た活性炭（ASC型）に比べても劣るものではな
かつた。また、TEDAを含浸させたフイルタに
おける性能の経時変化はクロムを用いたものに比
べ極めて小さいこともわかつた。活性炭に含浸させる溶液中の各成分の量は次の
通りである。銅：炭酸銅として用いた場合、重量比で最高20
％、最適量は７〜15％銀：硝酸銀として用いた場合、重量比で最高
0.5％、最適量は0.03〜0.1％トリエチレンジアミン：重量比で1.0〜7.5％、
最適量は２〜６％この発明において用いられる前駆（precursor）
フイルタ材は前記ブラセツト等の２つの特許（第
2920050号及び第2920051号）に開示されている方
法で調製できる。すなわち、活性炭粒子に銅及び
銀の各溶液を含浸させた後、これを乾燥させる。
なお、銅及び銀を含浸させる方法及び含浸溶液の
調製方法については、前記グラベンステツタ等の
1946年のOSRD報告に開示されている。金属塩溶
液を含浸させた活性炭は流動床、オーブン又は空
気流により、約200〜600〓（93.3〜315.6℃）で
乾燥される。なお、この乾燥温度は約350〜450〓
（176.7〜232.2℃）が望ましい。また、金属塩を
含浸させた活性炭は最初225〜275〓（107.2〜
135.0℃）の低温で乾燥した後350〜600〓（176.7
〜232.2℃）の高温で処理するのが望ましい。次
に、上記金属塩を含浸させた活性炭にはTEDA
が含浸される。TEDAは水溶液として含浸され、
含浸後、活性炭は150〜300〓（65.6〜148.9℃）
で乾燥される。［実施例］以下の記載はクロムを使用することなく大気中
の塩化シアンを除去することを目的とするこの発
明の実施例を詳細に説明するものである。ここに
記載されている例は実際に行なつた実験の結果に
基づくものである。なお、これらの例は一例にす
ぎず、発明を制限するものと解釈されるべきでは
ない。すなわち、当業者が容易に考え得る変更は
全てこの発明の範囲内にあると考えられる。含浸用試料の調製試料は銅及び銀を含浸させたウエツトルライト
型のフイルタ材（AS型）にトリエチレンジアミ
ン（TEDA）を添加することによつて調製され
た。まず、最初の組の試料（No.83−003〜83−013）
には、種々の前駆活性炭が用いられるとともに各
活性炭には異なる量のTEDAが含浸された。こ
れにより、活性炭の種類やTEDAの量が塩化シ
アンの保持にどのように影響するかを知ることが
できる。ベースとなる物質の含浸、乾燥及び加熱
処理という一連の操作及びTEDAの含浸操作に
ついては以下に述べられているとおりであるが、
全ての含浸操作を終了した活性炭を使用して、ク
ロムの存在しない状態下における塩化シアンの保
持時間（life）に及ぼされるTEDAの効果を評価
した。可溶性の銅及び銀の塩を含有する溶液を活性炭
に含浸させた。こうして得られた活性炭は約7.5
％の銅及び約0.05％の銀を含んでいた。次に、こ
の活性炭を強制空気オーブン内において、300〜
370〓（148.9〜187.8℃）で乾燥させた。 AS型の活性炭を乾燥させた後TEDAを含浸さ
せた。TEDAは水溶液として添加され、その添
加量は重量比で1.5〜7.5％とした。なお、TEDAを含浸させるに当つて、一部の
試料についてはスプレー法を使用し、他の一部の
試料については浸漬法を使用した。いずれの含浸
法においても含浸後の生成物は110℃で３時間か
けて乾燥された。次に、第２の組の試料（No.83−102〜83−112）
は、TEDAを含浸させたAS型の活性炭である
が、前駆活性炭の熱処理法として第１表に示すよ
うな条件の流動床を用いて調製した試料である。
流動床による熱処理法は強制空気オーブンによる
処理に比べてアンモニア性に優れている。

【表】次に、上記試料の評価結果について説明する。第２表に示すように、第１の組の試料No. 0.03
〜0.07はAS型の活性炭にTEDAをスプレー法に
よつて含浸させたものであり、その含浸率は1.5
〜7.5％である。なお、前駆のAS型ウエツトルラ
イトは強制空気オーブンを用いた従来の方法で調
製されたものである。TEDAの効果が最大とな
るのはTEDAの含浸率が4.5％以上の場合である。
このような含浸率においては、調製直後の各試料
における塩化シアンの保持時間は40分以上であ
り、エージングによつて効果の低下は見られな
い。

【表】第２の組の試料No. 102〜112についての結果は
第３表に示されている。これらの試料は全て６％
のTEDAが含浸されている。しかしながら、こ
れら試料の熱処理温度は275〜800〓（135〜426.7
℃）の間でそれぞれ異なる。また、パージガスと
しての空気及び煙道ガスの効果がテストされた。これらの試料については、８種類の試料の調製
直後における塩化シアンの保持時間の平均値は
42.9分であつた。また、エージング後におけるそ
の平均値は39.8分であつた。

【表】上記のように、AS型のウエツトルライトに含
浸剤としてTEDAを用いると、塩化シアンの保
持性が向上する。従つて、TEDAをクロムの代
りに使用することによつて、クロムの使用に伴う
問題点を克服できる。ここでは、ほんの一例について説明したが、こ
の発明はその精神を逸脱しない限り、特許請求の
範囲内においては上説明に基づいて様々に変更し
て実施できるものである。なお、上記実施例においては、AS型のウエツ
トルライトを例に挙げたが、その理由はこれが最
も適用範囲が広い物質であるからにすぎない。空
気中の塩化シアン除去に対するTEDAの有効性
は十分に実証されたので、TEDAの適用対象と
なる物質はAS型に限定されない。

Claims

【特許請求の範囲】１空気中の塩化シアンを活性炭を用いて除去す
る方法であつて、前記活性炭には一定量のトリエ
チレンジアミンが含浸されている方法。２前記トリエチレンジアミンの含浸率が重量比
で1.0％から7.5％の間である特許請求の範囲第１
項記載の方法。３前記トリエチレンジアミンの含浸率が重量比
で４％から６％の間である特許請求の範囲第１項
記載の方法。４前記活性炭には重量比で最高20％の銅がさら
に含浸されている特許請求の範囲第１，２及び３
項のいずれか１項記載の方法。５前記活性炭には重量比で最高0.5％の銀がさ
らに含浸されている特許請求の範囲第１，２及び
３項のいずれか１項記載の方法。６前記活性炭には銅及び銀がさらに含浸されて
いる特許請求の範囲第１，２及び３項のいずれか
１項記載の方法。７前記活性炭には重量比で５％から20％の銅及
び重量比で0.03％から0.1％の銀がさらに含浸さ
れている特許請求の範囲第１，２及び３項のいず
れか１項記載の方法。８空気中の塩化シアンガスを除去するためのガ
スマスクであつて、そのハウジング内に活性炭が
収容され、前記活性炭にはクロムが存在しない状
態下で塩化シアンを有効に除去するためのトリエ
チレンジアミンが一定量含浸されているガスマス
ク。９前記活性炭には重量比で最高20％の銅がさら
に含浸されている特許請求の範囲第８項記載のガ
スマスク。１０銅の含浸率が重量比で５％から20％の間で
ある特許請求の範囲第９項記載のガスマスク。１１前記活性炭には重量比で最高0.5％の銀が
さらに含浸されている特許請求の範囲第８項記載
のガスマスク。１２銀の含浸率が重量比で0.03％から0.1％の
間である特許請求の範囲第１１項記載のガスマス
ク。１３前記活性炭には銅及び銀がさらに含浸され
ている特許請求の範囲第８項記載のガスマスク。１４トリエチレンジアミンの含浸率が重量比で
1.0％から7.5％の間である特許請求の範囲第８，
９，１０，１１，１２及び１３項のいずれか１項
記載のガスマスク。１５トリエチレンジアミンの含浸率が重量比で
２％から６％の間である特許請求の範囲第８，
９，１０，１１，１２及び１３項のいずれか１項
記載のガスマスク。１６空気中の塩化シアンを除去するための活性
炭であつて、銅及び銀が含浸されるとともに一定
量のトリエチレンジアミンが含浸されている活性
炭。