JPH0616846B2 - 腐敗臭気ガス酸化脱臭用湿式セラミック酸化触媒および同触媒を用いた脱臭方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来の技術〕 現在、数多くの脱臭方法が提唱されているが、いづれの
方法も一長一短があり画一的な方法で全ての悪臭を処理
する事は出来ない。

従って現在では脱臭は下記の様な「吸着法」「洗浄法」
の単独ないしは組合わせで行われ、いづれの場合も３〜
４基の脱臭塔が必要である。即ち一般的に脱臭には次の
組合わせが多く用いられる。

洗浄３段＋吸着１段（４塔式） 「酸洗浄塔」＋「アルカリ洗浄塔」＋「次亜塩素酸ソー
ダ洗浄塔」＋「活性炭塔」 洗浄２段＋吸着１段（３塔式） 「酸洗浄塔」＋「アルカリ−次亜鉛素酸ソーダ洗浄塔」
＋「活性炭塔」 洗浄２段＋吸着３段 「酸洗浄塔」＋「アルカリ洗浄塔」＋「酸性ガス用吸着
塔」＋「アルカリ性ガス用吸着塔」＋「中性ガス用吸着
塔」 吸着３段 「酸性ガス用吸着塔」＋「アルカリ性ガス用吸着塔」＋
「中性ガス用吸着塔」 そして洗浄塔の充填物としては磁器製のラシヒリングや
ポリプロピレン等のプラスチック製の種々の形状のもの
が使用されている。

又廃ガス等を加熱して酸化分解する乾式酸化反応の触媒
としては、金属酸化物を含有するセラミック酸化触媒が
知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常脱臭には、上記の様に３〜４基の洗浄塔あるいは吸
着塔を直列に用いるために設置スペース、荷重、建設
費、維持管理の面でかなりのボリュームが必要であり、
よりボリュームの小さい脱臭装置の開発が望まれてい
た。

又従来酸化洗浄液による脱臭方法に使用されていた磁器
製の充填物は、複雑な形状とすることは成形上困難であ
り、プラスチック製のものは非多孔性であるために洗浄
液の保持率が低いという難点があった。

本発明者はその臭気成分が、硫酸水素、メチルメルカプ
タン、硫化メチル、二硫化メチル、アンモニア等であ
り、臭気濃度が低い腐敗臭等の脱臭のための洗浄法で
は、効率の良い充填物を用いれば脱臭塔は１塔だけで十
分であるという判断のもとに、本発明において通常のプ
ラスチック充填物等を用いた３塔式に対し、１塔式で同
等の脱臭効果を奏する性能の良い充填物およびそれを用
いた脱臭方法を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は上記の課題を解決するため鋭意研究を行った
結果、臭気ガスの酸化による脱臭において、乾式酸化の
触媒は表面積が大きければ良く、酸化触媒成分は担体に
コーティング又は含浸されれば良いが、洗浄液を使用す
る本願の様な湿式酸化の触媒は、表面積の他に吸水率、
圧縮強度等が問題であり、それらを大きくするために
は、金属酸化物等と天然粘土鉱物と焼成後多孔性構造を
作る添加物とを混合、成形後焼成し、多孔性で表面積が
大きく、吸水率が大であり、しかも触媒成分がセラミッ
ク中に混在する様にすれば、例えば、下記の様な腐敗臭
気ガス成分の酸化反応が効率良く行われることを見出し
た。

H₂S+4NaClO+2NaOH→Na₂SO₄+4NaCl+2H₂O CH₃SH+3NaClO+NaOH→CH₃SO₃Na+3NaCl+H₂O 2NH₃+3NaClO→N₂+3NaCl+3H₂O 即ち構成成分に酸化触媒能力を有する物質を含有し、多
孔性でかつ表面積が大きく、吸水率が大であり、常時循
環液の散布及び風圧を受けたり、点検、充填時に人の荷
重を受けてもそれらに耐えられ、耐薬品性および物理的
強度が大きい充填物を見出し、本発明に到達したもので
ある。

即ち本発明は、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メ
チル、二硫化メチル、アンモニア等を含有する下水、し
尿、ゴミ処理場、化製場等から発生する腐敗臭気などの
比較的低濃度の臭気の脱臭についてなされたものであ
り、下記の様な金属酸化物および焼成後金属酸化物と
なり得る金属塩類から選ばれた一種以上と、焼成後セ
ラミック基材となる天然粘土鉱物と、焼成後多孔性構
造を作る添加物とを主成分として混合し、成形後焼成し
て得た、多孔性湿式セラミック酸化触媒および該触媒を
用いた脱臭方法に関するものである。

本願発明の触媒の構成成分について詳述すると、 触媒成分 本願発明に係る物質としては発明の目的から言ってセラ
ミック焼成後は水に不溶で、かつ酸化触媒能力を有する
物質である必要がある。これらの物質としては、鉄、コ
バルト、ニッケル、亜鉛、銅、鉛、モリブデン、チタ
ン、タングステン、クロム、マンガン、バナジウム等の
酸化物及び焼成後該金属酸化物と成り得る金属塩類とし
て上記金属の炭酸塩、アンモニウム塩、塩化物、水酸化
物、硫酸塩、硝酸塩等が利用できる。

セラミック基剤 焼成後セラミック基剤と成り得る長石、タルク、モンモ
リロナイト、コーディエライト、ムライト、天然ゼオラ
イト等の天然粘土鉱物が利用できる。

添加物 焼成後、多孔性構造を得るために、焼成後多孔性となる
珪藻土、焼成後空洞となるオガクズ、ウドン粉、くるみ
粉、竹粉等が利用できる。

その他 成形後焼成までの型くずれ防止用のバインダーとして
は、アクリル、酢酸ビニル、スチレン等の単独又は共重
合エマルジョン、ゼラチン、寒天、メチルセルロース等
の粘結剤、ポリビニルアルコール等の高分子化合物が利
用できる。

上記成分〜の配合割合は、重量部で ５〜８０部 ２０〜９５部 ０．１〜３０部 ０〜４０部 の範囲で調整することができる。しかしながら性能上か
ら望ましいのは １０〜４０部 ２０〜６０部 ５〜１０部 ０〜１０部 である。

成形は押出し、プレス加工、いづれで行っても良く、形
状についてはペレット状、球状、棒状、管状、ハニカム
状、レンコン状等色々な形状に成形可能であるが表面積
を広げる目的のため、ハニカム状、レンコン状が望まし
い。

焼成温度は８００℃〜１３５０℃で可能であるが、望ま
しくは９５０℃〜１１５０℃の範囲で行う。

本発明の洗浄式脱臭方法において使用する酸化洗浄液と
しては、次亜塩素酸塩水溶液、次亜臭素酸塩水溶液、過
酸化水素水などの酸化液があげられる。

実施例 以下実施例をあげて本願発明を説明する。

実施例−１ 下記成分〜、 を良く混合し、この混合物にバインダーとして固形分
５０％の酢ビーアクリル樹脂のエマルジョンを１０部、
さらに水を２０部加え混練する。

押出し成形後１２０℃で乾燥し、１１００℃で焼成し、
セラミック触媒を得た。これを試料−Ａとする。

実施例−２ 下記成分，、 を良く混合し、この混合物に２％−ポリビニルアルコ
ール水溶液１０部、さらに４０％のウドン粉スラリー
２０部を加え、混練する。プレス成形後１２０℃で乾燥
し、１１５０℃で焼成し、セラミック触媒を得た。これ
を試料−Ｂとする。

実施例−３ 下記成分〜、 を良く混合し、この混合物に水６０部を加え混練する。
押出し成形後１２０℃で乾燥し、950℃で焼成し、セラ
ミック触媒を得た。これを試料−Ｃとする。

上記実施例で得たセラミック酸化触媒の物性値は下表の
通りであり、本発明の触媒（試料Ａ，Ｂ，Ｃ）の吸水率
および表面積が、洗浄塔で使用されていた従来の充填物
に比較して、格別高いことが明らかである。

実施例−４ 本願のセラミック酸化触媒を使用して実機テストを行っ
た。実機テストは下水処理場で行い、既設の洗浄３段式
脱臭装置と本願の１塔式脱臭装置を使用して、下水臭気
ガスの脱臭効果の比較を、臭気ガス成分である硫化水
素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル、
アンモニアの入口および出口の濃度を機器分析により、
および臭気濃度は３点比較式臭袋法による官能試験によ
り測定して行った。

添付図面は腐敗臭気ガスの酸化洗浄液および本願発明の
セラミック酸化触媒を用いて、下水臭気ガスを酸化洗浄
化する脱臭装置（１塔式）の一例を示すものである。以
下図面にしたがって、本願発明のセラミック酸化触媒を
使用した洗浄式脱臭方法を説明する。

図面において１は送風機であり、これにより送り込まれ
た下水臭気ガスは入口を経て洗浄塔（脱臭塔）２に入
り、洗浄塔２を上昇し、本願セラミック充填物３上で酸
化洗浄液循環槽５から循環用ポンプ６を経て、噴霧ノズ
ル１３を経て供給された次亜塩素酸塩水溶液と接触し洗
浄され、さらに上昇しミストキャッチャー４を経て出口
より排出される。

酸化洗浄液（次亜塩素酸塩水溶液）の塩素濃度は塩素濃
度計１１で検知し、所定濃度になる様に次亜塩素酸塩水
溶液貯槽７からポンプ９を経て循環配管ラインに注入さ
れる。酸化洗浄液のペーハー制御はペーハー計１２によ
り検知し、所定ペーハーになる様に水酸化ナトリウム水
溶液貯槽８からポンプ１０を経て循環配管ラインに注入
される。

運転条件として、次亜塩素酸塩水溶液の塩素濃度は８０
０ppm±４０ppmになる様に塩素濃度計により制御し、ペ
ーハー値は９．５〜１０．５になる様にペーハー計によ
りON-OFF制御した。仕様比較は下表の通りである。

本発明の触媒即ち試料−Ａ，Ｂ，Ｃを使用した実機テス
トによる脱臭効果は下表に示す通りである。

表中、入口、出口の臭気濃度はppmで表わし、臭気濃度
は３点比較式臭袋法で測定した官能試験によるものであ
り、ＫＧａは物質容量係数（Kg-mol/Hr・m³・atm）表わ
す。

比較例は「酸洗浄塔」＋「アルカリ洗浄塔」＋「次亜塩
素酸ソーダ洗浄塔」の３塔直列の洗浄式脱臭装置を使用
し、充填物としてはプラスチック製ネットリングを使用
した例である。

上記テストの結果 イ．機器分析・官能試験結果共、本願実施例１，２，３
の触媒を充填物とした１塔式脱臭装置は一般充填物を使
用した３塔式脱臭装置と同等の脱臭効果を示しており、 ロ．ＫＧａ値の比較に於いても一般充填物では４００以
下であるが、本願では硫化水素に対して１５００、アン
モニアに対し７００と高い値を得ていることが明らかで
ある。この事はコンパクトな脱臭装置を設計することが
可能であることを示している。

〔発明の効果〕

本発明の触媒即ち、多孔性で表面積が大きく、吸水率が
大であり、さらに耐薬品性、物理的強度が大きい触媒を
充填物としたために、従来複数の洗浄塔および又は吸着
塔を必要としていた脱臭方法において、ただ一基の脱臭
塔のみで従来と同程度の脱臭効果を上げることが出来
る。その結果、洗浄塔、吸着塔、薬液貯溜槽の基数を減
らし、又洗浄塔の高さを低くすることが出来るため、該
機器の設置スペース、荷重を少なくでき、ひいては脱臭
装置を入れる建物の建設費をも安くできるという多大な
経済効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本願発明のセラミック酸化触媒を用いた脱臭装置
を示す図面である。 図中、１は送風機、２は洗浄塔（脱臭塔）、３はセラミ
ック充填物（セラミック酸化触媒）、４はミスト・キャ
ッチャー、５は酸化洗浄液循環槽、６は循環用ポンプ、
７は次亜塩素酸塩水溶液貯槽、８は水酸化ナトリウム水
溶液貯槽、９はポンプ、１０はポンプ、11は塩素濃度
計、１２はペーハー計、１３は噴霧ノズルを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチ
   ル、二硫化メチル、アンモニア等を含有する腐敗臭気ガ
   スの酸化洗浄液による脱臭に使用し、鉄、コバルト、
   ニッケル、亜鉛、銅、鉛、モリブデン、チタン、タング
   ステン、クロム、マンガン、バナジウムの酸化物および
   焼成後該金属酸化物となる金属塩類の群から選ばれた一
   種以上と、焼成後セラミック基材となる天然粘土鉱物
   と焼成後多孔性構造を作る添加物とを主成分として混
   合し、成形後焼成して得た多孔性湿式セラミック酸化触
   媒。
2. 【請求項２】鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、
   鉛、モリブデン、チタン、タングステン、クロム、マン
   ガン、バナジウムの酸化物および焼成後該金属酸化物と
   なる金属塩類の群から選ばれた一種以上と、焼成後セ
   ラミック基材となる天然粘土鉱物と焼成後多孔性構造
   を作る添加物とを主成分として混合し、成形後焼成して
   得た多孔性湿式セラミック酸化触媒に、硫化水素、メチ
   ルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル、アンモニ
   ア等を含有する腐敗臭気ガスおよび酸化洗浄液を接触さ
   せて、該臭気成分を酸化分解し脱臭することを特徴とす
   る腐敗臭気ガスの脱臭方法。