JPS63224715A - 排気の浄化処理方法 - 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、工場等の臭気、ガスの発生源より大気中に排
出される臭気、ガスを吸着除去し、所謂、公害の原因を
除去する排気の浄化処理方法に関する。

従来の技術 工場の煙突等から大気中に排出される気体中には、臭気
、ガスが混入しており、これが公害の原因となっている
。

従来、上記臭気、ガスを処理する方法とじては大別する
と、燃焼法と、オゾンの酸化作用とマスキング効果を用
いた気相処理法と、活性炭等による吸着法が採用されて
いる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、燃焼法は臭気、ガスの成分を加熱酸化するので
、ＮＯＸ、ＳＯＸ等、大気汚染が発生し、また硫黄、ハ
ロゲンタール、金属等の触媒毒により性能が低下し、寿
命が短縮し、更に処理量が大きいときには膨大なエネル
ギーを必要とする等の問題がある。またオゾンによる気
相処理法では、アンモニアに対して処理効果がなく、オ
ゾンを過剰に使用すると、毒性のある残留オゾンを除去
するために更に活性炭を必要とするので、高価となる。

また活性炭による吸着法では、活性炭が親水性臭気、ガ
スを吸着することができないので、この親水性臭気、ガ
ス成分を予め除去しなければ低連度域における安定した
吸着効果を期待することができない。また工場等より発
生する臭気、ガスの元となる悪臭物質は硫化水素が主で
、アルデヒド、アンモニア等が発生原因となっている。

一方、活性炭は比較的分子量の大きい有機化合物の吸着
には有効であるが、−上記のように分子量の小さい硫化
水素等の吸着にはあまり効果がなかった。またいずれの
処理法においても、広範囲の臭気、ガスの吸着に有効で
ないので、臭気、ガスの種類に対応して処理法を組合わ
せる必要があり、処理工程が複雑で、処理時間を要し、
処理コストが増大する等の問題があった。

そこで、本発明は、排気中の各種臭気、ガスを効果的に
吸着除去することができ、公害の発生を防止することが
でき、また処理工程を簡易化することができ、従って処
理時間の短縮、処理コストの低下を図ることができるよ
うにした排気の浄化処理方法を提供しようとするもので
ある。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、臭気、ガスの発生源からの気体を疎水性吸着性及
び親木性吸着性を有すると共に電荷を有し、造粒連続孔
体である吸着剤を納めた吸着塔に通過させ、臭気、ガス
を吸着剤に吸着させるようにしたものである。

作用 上記技術的手段による作用は次のようになる。

吸着剤は疎水性吸着と親水性吸着の性能、即ち液相、気
相の両方の吸着性能を持つと共に電荷を持っているので
、この吸着剤を納めた吸着塔に臭気、ガスを含んだ排気
を通過させることにより、吸着剤に臭気、ガスを吸着さ
せることができる。そして上記性質の吸着剤を用いるこ
とにより排気中の疎水性中性物質は勿論のこと、酸性悪
臭成分、塩基性悪臭成分及び親水性物質等の各種臭気、
ガスを効果的に吸着することができるので、処理工程を
簡単にすることができる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す概略説明図である。

第１図において、１は臭気、ガスの発生源、２は発生源
ｌより排気管３を通って気体を送る送風機、４は送風機
２により排気管３を通って送られる気体を通過させる吸
着塔で、吸着剤５が充填されている。

而して発生源１からの気体を送風機２により排気管３を
通って吸着塔４へ流入させ、吸着塔４内の吸着剤５に気
体中の臭気、ガスを吸着させ、処理後の気体を煙突等よ
り大気中に排出する。

上記吸着剤５は疎水性吸着性及び親水性吸着性を有する
と共に電荷を有している。この吸着剤５の詳細について
説明すると、吸着剤５は、石炭フライアッシュ及びセメ
ントを主原料とし、塩化アンモニウム、塩化カリウム、
塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、
硫酸ナトリウム、クエン酸及び塩化コ／旬しトを添加し
、ＳｉＯ午・Ａｌ２Ｏ４の四面体が酸素原子を共有して
酸素環を形成し、これを連続させた三次元骨組構造とな
り、−１価の電荷を持った造粒連続孔体であり、必要に
応じて電磁場が与えられ、また必要に応じて表面に過マ
ンガン酸カリウムが担持される。

そして主原料である石炭フライアツシ、１０００ｋｇと
セメント５０〜２００ｋｇに対し、塩化アンモニウム０
．０４〜０．０５％、塩化カリウム０．０７〜０．０９
５％、塩化マグネシウム０．０１５〜０．０２％、塩化
ナトリウム０．０１５〜０．０２％、塩化カルシウム０
．０１５〜０．０２％、硫酸ナトリウム０゜００１〜０
．００２％、クエン酸ｏ、ｏｏ。

５〜０．００１％、塩化コバルトＱ　、　０００１〜０
．０００２％の配合比で用い、電磁場を与える場合には
、カオリンナイト５〜２０％、酸化バリウムｏ、ｏｏｔ
〜０．Ｏ１％の配合比で用い、また過マンガン酸カリウ
ムを用いる場合には、０．００２〜０．０１％の配合比
で用いる。

石炭フライアッシュとセメントの水溶液による混合によ
りセメントが液相の時にカルシウムイオン反応を活発に
させると共に、セメントの固化反応を阻害している高分
子化合物であるフミン酸等を塩化アンモニウム、硫酸ナ
トリウム、クエン酸と反応させて除去し、石炭フライア
ッシュの主成分であるＳｉＯ２、ＡＩｚ０３　、　Ｍｇ
Ｏ１Ｋ　、　Ｎａの粒子とセメントのカルシウムとを反
応させてセメントの水利凝結反応を正常にする。

塩化ナトリウム、塩化カリウムの働きによりセメントの
カルシウムイオンに浸透性を与えることにより凝結され
た硬化体はセメント固化物とは逆の造粒連続孔体となる
。このとき、塩化カルシウムをセメントと反応させるこ
とによりセメントの水利凝結時間を短縮させることがで
き、カルシウムイオンと塩化マグネシウムを反応させる
ことによりセメントの収縮を防止することができ、塩化
コバルトを用いることにより上記各反応を活発化させる
ことができる。この造粒連続孔体の化学組成は５ｉＯｚ
５０〜７０％、ＡＩｚ０３１　０〜３　０％、ＭｇＯ２
〜３％、　Ｃａ０　１　０〜２０％、Ｎａ５〜１０％で
あッテ、ＳｉＯ＋＊　　Ａｌ２Ｏ４四面体が酸素原子を
共有して酸素環を形成させ、これを連続させた三次元骨
組構造となり、孔径が５０Ａ〜３００λで比表面積が１
０　ｍ’　／ｇ〜１５ｒｆ／ｇとなり、この中の幾つか
のＳｉがＡ１で置換されることにより一１価の電荷を生
じ、これを中和する形でＮａ”、Ｋ＋、Ｃａ＋＋等の陽
イオンを内部に有するアルミケイ酸化合物となる。この
造粒連続孔体の製造に際し、必要に応じ電磁場が与えら
れるが、このとき、カオリンナイトと酸化バリウムによ
り電磁場を与えたときの磁力の持続力の低下を防止する
ことができる。また造粒連続孔体の表面に過マンガン酸
カリウムを担持させることにより臭気の離脱を防止し、
造粒連続孔体の比表面積を増大することができる。

ここで、塩化アンモニウムが０．０４％より少ないと過
マンガン酸カリウムを除く各成分が溶解し難く、０．０
５％より多いと造粒連続孔体の強度が低下する。塩化カ
リウムが０．０７％より少ないとセメントのカルシウム
イオンの浸透能力に劣り、０．０９５％より多いと溶解
し難いばかりでなく、カルシウムイオンに浸透性を与え
る効果が向上しない。塩化マグネシウムが０．０１５％
より少ないと造粒連続孔体に収縮クラックが発生し、０
．０２％より多いと造粒連続孔体が膨張する。塩化ナト
リウムが０．０１５％より少ないとセメントのカルシウ
ムイオンの浸透能力に劣り、０．０２％より多いと溶解
し難いばかりでなく、カルシウムイオンに浸透力を与え
る効果が向上しない。塩化カルシウムが０．０１５％よ
り少ないと、造粒連続孔体の強度を促進させることがで
きず、０゜０２％より多いと破水現象により造粒連続孔
体を破壊するおそれがある。硫酸ナトリウムがｏ、ｏｏ
ｔ％より少ないとセメントを急速硬化させることができ
ず、０．００２％より多いとセメントの強度の長期安定
性に劣る。クエン酸が０．０００５％より少ないと過マ
ンガン酸カリウムを除く各成分が溶解し難く、０．００
１％より多いと造粒連続孔体の強度が低下する。

塩化コバルトが０．０００１％より少ないと過マンガン
酸カリウムを除く各成分のイオン活動を活発にすること
ができず、０．０００２％より多いと効果が向上しない
ばかりでなく、高価となる。また必要に応じて添加する
カオリンナイト、酸化バリウム、過マンガン酸カリウム
の中、カオリンナイトが５％より少ないとアルミ成分及
び微量元素が不足して置換能力が低下し、２０％より多
いと配合比でＡｌ２Ｏ３が不足して効力が低下する。酸
化バリウムが０．００１％より少ないと電磁場を与えた
ときに磁力の永続性が無くなり、０．０１％より多いと
効力が低下するばかりでなく、高価となる。過マンガン
酸カリウムが０．００２％より少ないと酸化能力に劣り
、０．０１％より多くしても効果が向上しない。

また主原料である石炭フライアッシュ中に含まれる５ｉ
０２、Ａｌ２Ｏ３の成分が不足する場合にはベントナイ
ト、粘土により補充し、また造粒連続孔体としての強度
を大きくする必要がある場合にはセメント量を増し、骨
材として砂を用いればよく、この場合、砂は石炭フライ
アッシュ１０００ｋｇに対し、２０〜４０％用いるのが
望ましい。

上記吸着剤５はミクロ孔とマクロ孔による造粒連続孔体
に構成されているので、水、気体を良好に流通させるこ
とができ、しかも全体として空隙、即ち比表面積が大き
い。また疎水性吸着と親水性吸着の性能、所謂、液相、
気相両方の吸着性能を持つと共に、Ｎａ＋、　Ｋ＋、Ｃ
ａ”＋等の陽イオンを電気的に捕捉している。而して吸
着剤５と接触している気体の中に含まれている臭気、ガ
スが多数のミクロ孔、マクロ孔に入り込んで吸着され、
過マンガン酸カリウムによりその吸着された臭気の離脱
を防止することができる。アルカリ悪臭成分と酸性悪臭
成分に対する本発明に用いる吸着剤５の反応式を下記に
示す。

〔アルカリ悪臭成分に対する反応式〕

Ｎ）＋３　＋Ａ−ＨＮＨ４−Ａ （ＣＨ３）３　＋Ａ−Ｈ−−−一−−−一−−一）（Ｃ
Ｈ３）ａ　ＮＨ−ＡＨｔ　Ｓ　＋　Ｂ　−ＯＨＢ−ＨＳ
　＋　Ｈ２０ＣＨ３ＳＨ＋Ｂ−ＯＨ−〉ＣＨ３Ｓ−Ｂ＋
Ｈ２０〔酸性悪臭成分に対する反応式〕 Ｎ　Ｏ＋　Ｋ　Ｍ　ｎ　Ｏ４ＫＮ　Ｏ３＋に１１０２３
Ｈｚ　Ｓ＋８ＫＭ　ｎｏ４−一→３ＫＺＳＯ４＋８Ｍｎ
０　ｚ＋　２ＫＯＨ＋２　Ｈ２０ＣＨ３ＳＨ＋２ＫＭｎ
Ｏ４−−→ＣＨ３ＳＯ３Ｋ＋２ＮＩ＋０２　＋ＫＯＨ３
（Ｃ）１３）ｚ　Ｓ＋４ＫＭｎＯ１＋＋２ＨｚＯ−＋　
３（ＯＨ３）ｚ　ＳＯｚ＋４Ｍｎ０ｚ＋４ＫＱＨまた本
発明に用いる吸着剤５に上記のように電磁場を与えるこ
とによって上記の本来の吸着効果を促進させることがで
き、電荷と電磁場を与えることにより大気中の臭気物質
を吸引吸着することができる。

上記吸着剤５は気体中の臭気、ガスの濃度と、気体との
接触時間等により適宜使用量を選択すればよい。

次に本発明に用いる吸着剤５の具体例について説明する
。

石炭フライアッシュ１０００ｋｇ、ポルトランドセメン
ト１３０ｋｇ、砂３００ｋｇに対し、塩化アンモニウム
４００ｇ、塩化カリウム９００ｇ、塩化マグネシウム１
７５ｇ、塩化ナトリウム１７５ｇ、塩化カルシウム１７
５ｇ、硫酸ナトリウム１５ｇ、クエン酸７．５ｇ、塩化
コバル）１．５ｇの配合比となるようにして選定した。

上記配合比により次のようにして吸着剤５を製造した。

石炭プライアッシュｌｏｏｏｋｇと、混合して粉末化し
である塩化アンモニウム４００ｇ及び塩化カリウム６０
０ｇを水１５０Ｍに溶解し、ミキサーで混合して２０℃
（５〜８０’Ｃの間で適宜選択することができる）で乾
燥させ、石炭フライアッシュに吸着されているイオンを
中和させた。次に二次処理として、上記−次処理後の石
炭フライアッシュに砂３００ｋｇ１ｌＯえて混合し、続
いてポルトランドセメン）１３０ｋｇを加えて混合した
。続いて混合して粉末化しである塩化カリウム３００ｇ
、塩化マグネシウム１７５ｇ、塩化ナトリウム１７５ｇ
、塩化カルシウム１７５ｇ、硫酸ナトリウム１５ｇ、ク
エン酸７．５ｇ及び塩化コバルト１．５ｇを水１ｏｏｚ
の中に溶解して水溶液にし、この水溶液を上記混合中の
ミキサーの中にスプレーにより添加し、混合して８０°
Ｃ（５〜８００Ｃの間で適宜選択することができ、温度
を高くすることにより硬化を促進させることができる）
で乾燥させた。これにより造粒連続孔体を形成すること
ができた（造粒連続孔体の表面に添着する過マンガン酸
カリウムは吸着効果自体には影響を及ぼさないので、こ
れを添着しなかった。）。

このようにして製造した吸着剤５である造粒連続孔体を
模式的に表わすと第２図に示すようになり、この造粒連
続孔体は５ｉ０４　＊　Ａｌｚ０４四面体が酸素原子を
共有して酸素環を形成させ、これを連続させた三次元骨
組構造となっており、孔５ａ（小）、５ｂ（大）の径が
５０人〜３００λであり、比表面積が１０〜１５ｍ’／
ｇであった。石炭フライアッシュの比表面積は０゜９〜
１　ｍ’　／　ｇであるので、上記吸着剤５はこれを大
幅に増大することができた。

次に上記吸着剤５である造粒連続孔体を用いた本発明の
試験例と従来の活性炭を用いた比較試験例について説明
する。

上記のように工場等より発生する臭気、ガスの元となる
悪臭物質は硫化水素であるので、この硫化水素の吸着試
験を下記要領で行った。

〔試験装置〕

試料ガスを封入したデトラーパック（１００文）を送風
機に接続し、この送風機をカラム（２２１１１１＋１Φ
）に接続し、カラムには吸着剤５または活性炭を充填し
、この方ラムを流量計に接続した。

〔試験条件〕

試料ガス　　　　；Ｈａｓ ガス濃度　　　　；１５０ｐｐｍ、１ｌ１００ｐｐの２
種類 ガス流速　　　　；　ｌ　Ｏ＋＋ｌ／ｓｅｃカラムに対
する 吸着剤５若しく は活性炭の充填量、１０ｇ、２０ｇの２種類カラムの温
度　　；２５℃±１°Ｃ 空塔速度　　　　；　２　、６　ｃｍ／ｓｅｅ」二記試
験条件及び装置でＨａｓの破過時間を試験した結果は下
表の通りである。

上記試験結果から明らかなようにガス濃度１１００　ｐ
ｐｍにおいて吸着剤５、活性炭をそれぞれ１０ｇ用いた
場合の破過時間を比較すると、活性炭を用いた場合が１
．４時間、吸着剤５を用いた場合が５時間であり、吸着
剤５を用いた場合の方が活性炭を用いた場合よりも顕著
に吸着効果に優れており、その他の場合にも吸着剤５を
用いた場合の方が活性炭を用いた場合よりも吸着効果に
優れていることを推測することができる。また吸着剤５
は硫化水素以外の臭気、ガスをも吸着することができる
ことを試験により確認しており、その例を示すと下表の
通りである。

上記のように発生源ｌの臭気、ガスを含む気体を送風機
２により吸着塔４の吸着剤５に通過させ、臭気、ガスを
吸着剤５に吸着させ、無臭、無害化して大気中に排出す
るので、空気の汚染等、公害の原因を除去することがで
きる。

なお、本発明に用いる吸着剤５に電磁場を与えるには、
上記二次処理工程において、カオリンナイト２００ｋｇ
、酸化バリウム１ｋｇを添加し、二次処理工程の反応途
中で電磁場を与えればよく、このように電磁場を与える
ことにより上記吸着効果を更に向上させることができる
。また上記二次処理後、三次処理として、粉末化しであ
る過マンガン酸カリウム５０ｇを水１００１に溶解して
加え、ミキサーで混合し、２０℃（５〜８０°Ｃで適宜
選択することができる）で乾燥させることにより過マン
ガン酸カリウムを担持した吸着剤を製造することができ
、これによりガス、臭気の離脱を防止することができる
。

発明の効果 以上要するに本発明によれば、吸着剤が疎水性吸着と親
木性吸着の性能、即ち液相、気相の両方の吸着性能を持
つと共に電荷を持っているので、この吸着剤を納めた吸
着塔に各種の臭気、ガスを含んだ排気を通過させること
により、これを効果的に吸着することができる。

従ってフローシステムを簡単にすることができ、処理に
要する時間を短縮することができ、処理コストの低下を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排気の浄化処理方法の一実施例を示す
概略説明図、第２図は本発明に用いる吸着剤を示す模式
図である。 ｌ・・・臭気、ガスの発生源、２・・・送風機、４・・
・吸着塔、５・・・吸着剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 臭気、ガスの発生源からの気体を疎水性吸着性及び親水
   性吸着性を有すると共に電荷を有し、造粒連続孔体であ
   る吸着剤を納めた吸着塔に通過させ、臭気、ガスを吸着
   剤に吸着させることを特徴とする排気の浄化処理方法。