JPH0639276A - 吸着剤及び吸着装置 - Google Patents

吸着剤及び吸着装置

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JPH0639276A
JPH0639276A JP4198205A JP19820592A JPH0639276A JP H0639276 A JPH0639276 A JP H0639276A JP 4198205 A JP4198205 A JP 4198205A JP 19820592 A JP19820592 A JP 19820592A JP H0639276 A JPH0639276 A JP H0639276A
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JP
Japan
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adsorbent
cobalt oxide
mordenite
ratio
bed
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JP4198205A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Akama
弘 赤間
Masahiro Nitta
昌弘 新田
Yoshiki Ueda
美喜 上田
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸性及び塩基性の有害・悪臭成分に共に有効
に作用し、吸着容量が極めて大きく且つ再生の容易な吸
着剤を提供する。 【構成】 SiO2/Al23比が10〜60であるプ
ロトン交換型モルデナイトと、酸化コバルトを担持した
Al23及びSiO2の少なくとも一方との混合物から
なる吸着剤。 【効果】 酸性及び塩基性双方の悪臭成分を含有するガ
スを効率よく処理することが可能であり、300℃程度
の温度に加熱することにより繰り返し再生が可能なため
経済的効果も非常に大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス中のアンモニア、
アミン類、アルデヒド類、チオール類、スルフィド類、
有機酸等の有害・悪臭成分を効率良く除去する吸着剤及
び吸着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アンモニア、アミン類、アルデヒド類、
チオール類、スルフィド類、有機酸類等の有害・悪臭成
分は、微量(ppm以下)でも強い臭気を示すため、その
処理には完全除去性能に優れた方法が求められる。低濃
度の有害・悪臭成分を含んだガスを処理する場合には、
吸着法が有効である。吸着法では一定期間毎に吸着剤の
再生あるいは交換が必要となる。したがって、より吸着
容量が大きく、再生の容易な吸着剤が望まれる。
【0003】吸着剤としてよく用いられるのは活性炭で
あり、これには通常、酸、塩基および触媒を添着させ
て、活性炭の物理吸着能に加えて、化学反応性ないし化
学吸着能を付与することによって脱臭効果の増大が図ら
れている(特開昭55−51422号公報、特公昭55
−20732号公報、特公昭57−2368号公報及び
特公昭60−57888号公報等)。また、活性炭ある
いは修飾(添着)活性炭では性能不十分であるとして、
各種化学反応を利用して臭気物質を無臭物質あるいは臭
気レベルの低い物質に転化させる数々の脱臭剤が提案さ
れている。たとえば、鉄系化合物−アスコルビン酸系の
脱臭剤はよく知られている(特公昭61−43091号
公報、特開昭59−132937号公報及び特開昭58
−156539号公報等)。この他にも、酸化チタン、
酸化ジルコニウム、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化ア
ルミニウム等に銅、亜鉛、ニッケル、スズ、コバルト、
銀、モリブデン又はマグネシウム等の酸化物を担持して
なる脱臭剤が多数提案されている(特開昭63−154
178号公報、特開昭63−183065号公報、特開
昭63−186656号公報、特開昭63−24616
7号公報及び特開昭63−252157号公報等)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、低濃度の有害
・悪臭成分を含んだ大容量のガスを処理する場合にも十
分な性能を有し、かつ経済的にも満足できる実用的な吸
着剤は未だ得難いのが現状である。さらには、有害・悪
臭成分には、中性化合物のほか酸性及び塩基性の化合物
があり、これら双方に共に有効に作用するオールラウン
ドな吸着剤に対するニーズも高い。
【0005】本発明の目的は、このような情勢を鑑み鋭
意研究した結果から得られたものであり、中性はもちろ
ん酸性及び塩基性の有害・悪臭成分に共に有効に作用
し、吸着容量が極めて大きく且つ再生の容易な実用的な
吸着剤及び吸着装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、二酸化珪素と酸化アルミニウムの比(SiO
2/Al23)が10〜60であるプロトン交換型モル
デナイトと、酸化コバルトを担持した酸化アルミニウム
及び酸化コバルトを担持した二酸化珪素の少なくとも一
方との混合物からなることを特徴とする吸着剤である。
ここで、プロトン交換型モルデナイトは30wt%以下
の酸化コバルトが担持されたものがよい。また、処理対
象であるガス中の酸性悪臭と塩基性悪臭との比率に応じ
て、プロトン交換型モルデナイトと、酸化アルミニウム
及び二酸化珪素の少なくとも一方に担持された酸化コバ
ルトとの比率を変えた複数の組合せから成るものがよ
い。
【0007】また本発明は、処理ガスの通路に設けられ
る吸着剤層と、この吸着剤層の下流位置に設けられた燃
焼触媒層と、この燃焼触媒層の温度を触媒が作動する温
度以上に昇温する触媒層昇温手段と、燃焼触媒層の作動
時の排熱を前記吸着剤層に供給してこの吸着剤を昇温す
る吸着剤昇温手段と、を備えた吸着装置であって、吸着
剤は前記のいずれかの吸着剤で形成されたことを特徴と
するものである。
【0008】
【作用】ゼオライトは活性炭とともによく用いられる吸
着剤であり、吸着容量が大きいことに加えて耐熱性の高
いことが特徴である。ゼオライトの重要な特性の一つに
酸性(固体酸性)がある。そのため、特に塩基性のアン
モニア、アミン類をよく吸着する。本発明者らは、種々
のゼオライトについて検討し、SiO2/Al23比が
10以上60以下のプロトン交換型モルデナイトが極め
て優れた性能を示すことを見いだした。SiO2/Al2
3比の値があまり大きいと、酸性が強くなる反面酸点
数は少なくなる。すなわち、塩基性悪臭分子をより強く
引き付けるが、吸着できる分子数が減少する。さらに、
強い酸性は吸着剤の再生をより困難なものにする。Si
2/Al23比が10〜60の範囲にあれば、酸性の
強さと酸点数が最適となるものと考えられる。また、種
々のゼオライト中でモルデナイトが特に優れた吸着性能
を示す理由は明確ではないが、比較的大きな1次元的細
孔構造を有するために悪臭分子を取り込む速度が早いた
めと思われる。
【0009】ゼオライトは塩基性のアンモニア、アミン
類をよく吸着できるが、チオール類のような酸性悪臭の
吸着能は低い。そこで、本発明者らはゼオライトの酸性
悪臭の吸着能改善に取り込み、ゼオライトを酸化コバル
トと複合化することにより、酸性及び塩基性双方の悪臭
除去に有効な吸着剤を作ってみた。酸化コバルトはそれ
自身が酸性及び塩基性双方の吸着性能に優れている。酸
化コバルトは比表面積の高い該モルデナイトに分散担持
され、該モルデナイトの優れた塩基性悪臭の吸着能がさ
らに改善できる。しかし、酸性悪臭に対しては、この酸
化コバルトとモルデナイトの複合系吸着剤は実用的に十
分満足な性能を達成できたとはいえなかった。これは、
モルデナイトの固体酸性によって酸化コバルトの酸性悪
臭の吸着能が低下したためと思われた。
【0010】本発明に係る吸着剤は、酸化コバルトを担
持した酸化アルミニウム及び二酸化珪素の少なくとも一
方と、二酸化珪素と酸化アルミニウムの比(SiO2
Al23)が10〜60であるプロトン交換型モルデナ
イトとの混合物から構成される。酸性の弱い高比表面積
の担体であるアルミナまたはシリカに酸化コバルトを分
散担持することにより、十分実用的な酸性悪臭吸着能を
達成した。さらに、本吸着剤は、酸化コバルトを用いた
ことにより、100℃以上で悪臭分子を分解する能力も
有しており、脱着特性も著しく良好である。
【0011】
【実施例】本発明において用いられる吸着剤の形状は、
適用するケースに応じて、粒状、球粒、円柱状、ハニカ
ム状、板状、中空円柱状などの形で使用するが、処理ガ
スの接触効率が高くかつ圧損の小さくなるような形状を
選択する。
【0012】また、本吸着剤は耐熱性に優れており、加
熱処理により繰り返し使用が可能である。したがって、
本吸着剤は加熱処理が可能なシステムにおいて用いるの
が好ましい。本発明に係る吸着剤が用いられる吸着装置
の構成の1例を図1に示した。この装置は、吸着剤層と
一体化させたした熱交換器1と、補助燃焼炉2及び燃焼
触媒層3からなる。燃焼触媒は、パラジウムや白金等の
貴金属成分をアルミナに担持したものが一般によく用い
られる。悪臭成分を含有したガスは吸着剤層に送られ、
悪臭成分が吸着されて除去される。吸着剤上に悪臭物質
が濃縮され、吸着容量が飽和に達する前に、触媒層昇温
手段である補助燃焼炉2を起動させるようになってい
る。補助燃焼炉2の起動により燃焼触媒層3の温度を触
媒が作動する温度まで昇温した後、その排熱を吸着剤昇
温手段である熱交換器1を介して吸着剤層に伝える構造
である。これにより吸着剤上の悪臭物質は一部分解ある
いは燃焼されながら脱着し、さらに触媒触媒層3に送ら
れてそこで完全に燃焼除去される。このとき、同時に吸
着剤が再生される。
【0013】本発明に係る吸着剤は、酸性悪臭と塩基性
悪臭双方に効果的だが、ガス中の酸性悪臭と塩基性悪臭
との比率に応じて、該プロトン交換型モルデナイトと、
アルミナ及び/またはシリカ担持酸化コバルトとの比率
を変えると効率よく悪臭を処理することができる。
【0014】次に、本発明を実施例を用いてさらに詳細
に説明する。実施例1 SiO2/Al23比が23のプロトン交換型モルデナ
イトを酢酸コバルト水溶液に含浸し、温度120℃で4
時間乾燥した後、電気炉で400℃、2時間焼成するこ
とにより、酸化コバルトを8wt%担持したモルデナイ
ト粉末を得た。比表面積が221m2/gのγアルミナ
を酢酸コバルト水溶液に含浸し、電気炉で500℃、2
時間焼成することにより、該γアルミナに酸化コバルト
粉末を20wt%担持させた。上記モルデナイト担持酸
化コバルト及びγアルミナ担持酸化コバルト粉末は、プ
レス成形後に破砕して10〜20meshに整粒し、
1:1の容積比で混合して吸着剤となした。
【0015】実施例2 実施例1のモルデナイトを、SiO2/Al23比が3
2のプロトン交換型モルデナイトとして同様にして吸着
剤となした。γアルミナ担持酸化コバルトは、実施例1
と同じである。
【0016】実施例3 実施例1のモルデナイトを、SiO2/Al23比が1
0のプロトン交換型モルデナイトとして同様にして吸着
剤となした。γアルミナ担持酸化コバルトは、実施例1
と同じである。
【0017】実施例4 実施例1のモルデナイトを、SiO2/Al23比が4
7のプロトン交換型モルデナイトとして同様にして吸着
剤となした。γアルミナ担持酸化コバルトは、実施例1
と同じである。
【0018】比較例1 実施例1のモルデナイトを、SiO2/Al23比が5
のプロトン交換型モルデナイトとして同様にして吸着剤
となした。γアルミナ担持酸化コバルトは、実施例1と
同じである。
【0019】比較例2 実施例1のモルデナイトを、SiO2/Al23比が5
3のプロトン交換型モルデナイトとして同様にして吸着
剤となした。γアルミナ担持酸化コバルトは、実施例1
と同じである。
【0020】比較例3 実施例1のモルデナイトを、SiO2/Al23比が6
5のプロトン交換型モルデナイトとして同様にして吸着
剤となした。γアルミナ担持酸化コバルトは、実施例1
と同じである。
【0021】比較例4 実施例1のモルデナイトを、SiO2/Al23比が1
23のプロトン交換型モルデナイトとして同様にして吸
着剤となした。γアルミナ担持酸化コバルトは、実施例
1と同じである。
【0022】実施例5 実施例1のγアルミナを比表面積が284m2/gのシ
リカとして同様に吸着剤となした。
【0023】試験例 実施例1〜5及び比較例1〜3の吸着剤4mlを内径2
0mmのパイレックスガラス製反応管に充填し、常圧固
定床流通式装置でアンモニア(NH3)及びメタンチオ
ール(CH3SH)の吸着特性を調べた。試験条件を以
下に示す。 空間速度:30000h~1 吸着温度:25℃ NH3濃度:20ppm CH3SH濃度:20ppm (残 空気) NH3、(CH33N及びCH3SHをそれぞれ20pp
m含んだ空気流を空間速度30000h~1で吸着剤層に
流通させ、一定時間毎に悪臭除去率を測定する。分析は
ガスクロ(FID)を用い、悪臭除去率は次式(数1)
で計算する。
【0024】
【数1】
【0025】図2に本発明の前記実施例1〜5及び比較
例1〜3の各吸着剤と、さらに活性炭の悪臭除去性能を
示した。ここで、悪臭除去性能はモルデナイトのSiO
2/Al23比に対するNH3、CH3SH除去率(%)
で示した。ここで、NH3、CH3SHの各除去率(%)
は、ガス流通20時間後の除去率で示した。本発明に係
る吸着剤は長時間高い悪臭除去性能を維持することが分
かる。
【0026】また、本吸着剤は飽和吸着量に達した後、
温度300℃で4時間処理し、引き続いて再度吸着試験
を行うと再び元の吸着性能を示した。本吸着剤は容易に
再生が可能であることが分かる。
【0027】
【発明の効果】本発明に係る吸着剤を用いれば、酸性及
び塩基性双方の悪臭成分を含有するガスを効率よく処理
することが可能であり、また300℃程度の温度に加熱
することにより繰り返し再生が可能なため吸着剤及び吸
着装置として経済的効果も非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る吸着剤が用いられる吸着装置の一
例を示した構成図である。
【図2】本発明の実施例及び比較例の吸着剤のアンモニ
ア及びメタンチオール除去性能を示した図である。
【符号の説明】
1 熱交換器 2 補助燃焼炉 3 燃焼触媒層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二酸化珪素と酸化アルミニウムの比(S
    iO2/Al23)が10〜60であるプロトン交換型
    モルデナイトと、酸化コバルトを担持した酸化アルミニ
    ウム及び酸化コバルトを担持した二酸化珪素の少なくと
    も一方との混合物からなることを特徴とする吸着剤。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の吸着剤において、プロ
    トン交換型モルデナイトは30wt%以下の酸化コバル
    トが担持されたことを特徴とする吸着剤。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の吸着剤において、処理
    対象であるガス中の酸性悪臭と塩基性悪臭との比率に応
    じて、プロトン交換型モルデナイトと、酸化アルミニウ
    ム及び二酸化珪素の少なくとも一方に担持された酸化コ
    バルトとの比率を変えた複数の組合せから成ることを特
    徴とする吸着剤。
  4. 【請求項4】 処理ガスの通路に設けられる吸着剤層
    と、この吸着剤層の下流位置に設けられた燃焼触媒層
    と、この燃焼触媒層の温度を触媒が作動する温度以上に
    昇温する触媒層昇温手段と、燃焼触媒層の作動時の排熱
    を前記吸着剤層に供給してこの吸着剤を昇温する吸着剤
    昇温手段と、を備えた吸着装置であって、吸着剤は請求
    項1〜3のいずれかに記載の吸着剤で形成されたことを
    特徴とする吸着装置。
JP4198205A 1992-07-24 1992-07-24 吸着剤及び吸着装置 Pending JPH0639276A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8136480B2 (en) 2004-10-14 2012-03-20 Tama-Tlo, Ltd. Physical vapor deposition system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8136480B2 (en) 2004-10-14 2012-03-20 Tama-Tlo, Ltd. Physical vapor deposition system

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