JPS63267362A - オゾンによる脱臭方法 - 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〉 本発明はガス中の悪臭成分をオゾンにより接触的に酸化
分解し無ｑ化する方法に関づる。

〈従来技術とその問題点〉 近年、悪臭公害が社会問題として人さく取り上げられ、
新しい悪臭対策技術が開発実施されている。

従来、脱臭は薬剤洗浄法、吸着法、直燃法、触媒燃焼法
、オゾンによる酸化法等によって実施されているが、そ
れぞれ一長一短があり実用上問題点が多い。薬剤洗浄法
は５門の廃水が光生り゛るため排水コストが高く、吸着
法では吸着剤として多くは活性炭を用いているが、発火
性の危険がありまた短期間で１１！２奥効果が薄れるた
め再生あるいは活性炭の取換え等装置の維持が難しい欠
点がある。

直燃法は燃料が必要となるためランニングコストが高く
つく上に安全上の配慮が必要でなるため、装置が大樹り
になる等の欠点がある。触媒燃焼法は装置の維持も比較
的容易であるけれどｂ、触媒層温度を３００℃〜４５０
℃の未着に保つことが必要となるため、処理に供ザるガ
スが低）晶また（よ可燃物質が低濃度である場合はラン
ニング」ストが高くなる欠点がある。

オゾン酸化法はオゾンの強力な酸化作用を利用しＣ悪臭
成分を処理する方法で、室温程度の低薄３でも処理でき
るため前述した諸方法に比べ、ランニングコストも安い
方？人である。しかしながら、オゾンと悪臭成分との気
相中の反応が遅いために長大な反応器を必要とし、また
、未反応オゾンは排出され、二次公害となる等の欠点を
有している。

前述したような諸方法の欠点を補う方法として２つの方
法が新しく提案されている。第１の方法はオゾン発生器
とオゾン分解フィルターを右した装置で脱臭する方法で
ある（特開昭６１−２９３５８号）。

この方法は未反応オゾンを分解させたのち排気するため
、二次公害の心配はなくなったものの、気相中でオゾン
と悪臭成分とを分解させるため前述したように、反応器
が大容量となるか、あるいは反応器の容量が小さい場合
、処理ガスが充分脱臭されないうちにオゾン分解フィル
ターを通過するため脱臭効果が小さくなる欠点を有して
いる。

また、第２の方法はオゾンと悪臭成分とを接触反応させ
酸化反応を促進させると同時に未反応オゾンをも接触分
解させる「１的で触媒を用いる方法である。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、悪臭成分を除去Ｊるにあたり、長期に
わたり安定した効率のよい脱臭効果が得られ、かつ、未
反応オゾンの排出を実質的になくした脱臭方法を提供す
ることにある。

〈問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記目的に沿って鋭意研究した結果、悪
臭成分含有ガス中の悪臭成分をオゾン存在下、接触的に
分解除去する方法として、触媒の形状に於いて、貫通孔
の相当直径が０．７〜３Ｍ、セル肉厚が０．２〜０．５
　Ｍ　１間口率が５０％以上の範、囲にあるハニカム触
媒を使用し、悪臭成分含有ガス中にオゾンを導入し、悪
臭成分を接触的に分解除去するｊ脱臭方法が実用上効率
のよい脱臭効果が得られ、かつ、未反応オゾンの排出を
実質的になくすることを見い出した。

〈作　　用〉 本発明にかかる脱臭方法の特徴は、触媒の形状に於いて
、貫通孔の相当直径が０．７〜３＃、ヒル肉厚が０．２
〜０．５　ｒｔｍ、１１１０率が５０％以上の範囲にあ
るハニカム触媒を使用し、悪臭成分含有ガス中にオゾン
を導入し、悪臭成分を接触的に分解除去する点にある。

脱臭装置に脱臭触媒を設置する場合、設ｎ場所の制約を
受けることが多く、その場合、触媒反応器をコンパクト
に１にとが必須条件であり、それ故ハニカム状触媒の幾
何学的表面積が大きい方が必要触奴闇が少なくて流み、
好ましい。

しかし、ハニカム状触媒では幾何学的表面を大きくする
につれて必然的に貫通孔の相当直径が小ざくならざるを
得なくなり、その結果、触媒層の圧力損失が増大し、好
ましくない。又、場合によっては、処理ガス中に含まれ
るダストにより、１１通孔が閉塞されやりくなり、経時
的に触媒層の圧力１（１失の増大を沼き、好ましくない
。

本発明者が、オゾン脱臭ハニカム状触媒の形状について
、鋭意研究を重ねた結果、貫通孔の相通直径が０．７〜
３ＩｎＩｎの範囲が好ましいことがわがつた。

触媒の貫通孔の相当直径が、０．７　ｍｔａ未満の場合
、圧力眉失が著しく上昇すると同時に、処理ガス中に含
まれるダストによる閉塞が生じやずくなり好ましくなく
、又、３＃ｌｌｌ＋を越えると触媒の幾１９学的表面積
が低下するので鋭臭率および未反応オゾンの分解効率の
低下を１ｒ′４き好ましくない。

また、触媒の開口率が５０％以上あることが同様の理由
から好ましいことが分った。

本発明においては、オゾンを導入した悪臭成分含有ガス
を触媒層に０．２ｍ／秒〜４０ｍ／秒、りｆましくは０
．３ｍ／秒〜３０ｍ／秒の流速で接触させる。

本発明方法に用いられるハニカム触媒は、触媒組成物と
して下記のＡ成分およびＢ成分からなるものが好ましい
。触媒Ａ成分としてはアルミナ、シリカ、シリカアルミ
ナ、ベントナイト、ケイソウ土、シリコンカーバイド、
チタニア、ジルコニア、マグネシア、コープイライト、
ムライト、話性炭、好ましくはチタンおよびケイ素から
なる二元系複合酸化物、チタンおよびジルコニウムから
なる二元系複合酸化物、チタンおよびリンからなる二元
系複合酸化物、チタン、ケイ素およびジルコニウムから
なる三元系複合酸化物、ブタン、ケイ素およびリンから
なる三元系複合酸化物、チタン、ジルコニウムおよびリ
ンからなる三元系複合酸化物、チタン、ケイ素、ジルコ
ニウムおよびリンからなる四元系複合酸化物等があげら
れ、又、触媒Ｂ成分としては、鉄（Ｆｅ）、コバル］〜
（ＣＯ）、ニッケル（Ｎｉ＞、銀（ＡＱ　＞　、亜鉛（
Ｚｎ　）、銅（Ｃ１ｌ）、白金（ＰＩ）、パラジウム（
Ｐｄ　）、好ましくはマンガン（Ｍｎ　）を使用するこ
とができる。

さらに具体的には、触媒組成物がΔ成分どして、（ａ）
チタンと、（ｂ）ケイ素、ジルコニウムおよびリンより
なる群から選ばれた少なくとも１種の元素とよりなる複
合酸化物およびＢ成分としてマンガン、鉄、コバルト、
ニッケル、銀、白金、パラジウムおよびロジウムよりな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素にりなるもので
あって、Ａ成分の酸化物ｉｏｏｉｍ部に対して、Ｂ成分
はマンガン、鉄、コバルト、ニッケルおよび銀について
は酸化物として１０〜６０．１１部の範囲または白金、
パラジウムおよびロジ【クムについては金属として０．
２〜５重ａ部の範囲であるものが好ましい。

本発明による脱臭方法は、対象として、食品貯蔵庫、こ
み貯蔵所、し尿処理場、下水処理場、ごみ焼却場、クリ
ーニング、印刷工場、ペンキ工場および一般化学工場等
から排出されるガスの処理に使用できる。

悪臭成分として、硫化水素、硫化メチル、メチルメルカ
プタン、二硫化メチル、メチルアミン、ジエチルアミン
、トリエチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、
トリエチルアミン、イソブチルアミン、ピリジン、アセ
トン、メチルエチルケトン、醋酸、アセトアルデヒド、
アクロレイン、フェノール、ベンゼン、キシレン、トル
エン、ブテン類等を挙げることができ、これらの物質は
本発明の脱臭方法により実質的にすべて酸化除去するこ
とができる。

本発明の脱臭方法は、悪臭成分含有ガス中に所定のオゾ
ンを導入し、下流側に設首された触ＦＸＦ２１上で接触
的に悪臭成分を除去する方法である。この方法にＪ３い
て、導入されるオゾンａ度はガス中の悪臭成分の性状、
濃度およびその他の反応条件、例えば反応温度、触媒の
種類および触媒層によって決められるものであるが、悪
臭成分に対してモル比で０．５〜１．　ＯＯＯ倍程度が
好ましく、１〜１０倍の範囲が特に好ましい。

また、反応温度は一１０〜４００℃、とくに０〜３００
℃が好ましく、空間速度は１．０００〜＝１ ５０．０００ｈｒ　　、とくに３．０００〜３０．　Ｏ
Ｏ０１）ｒ−１の範囲が好適である。

〈実　施　例〉 以下に実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではな
い。

実施例１ チタン及びケイ素からなる複合酸化物を以下に述べる方
法で調製した。チタン源として以下の組成を有する硫酸
チタニルの硫酸水溶液を用いた。

Ｔ　ｉ　０３Ｏ４（ＴｉＯ２換］　　　　２５０ＣＪ／
１仝１−１２ＳＯ４１１００σ／ｌ 別に水４００１にアン七ニア水（Ｎｉ−４３，２５％）
２８０１を添加し、これにスノーテックス−ＮＣ８−３
０（日産化学製シリカゾル、ＳｉＯ２として約３０重量
％含有＞２４に９を加えた。えられた溶液中に、上記硫
酸チタニルのＴａＭ水溶液１５３Ｊを水３００１に添加
して稀釈したチタン含硫酸水溶液を撹拌下体々に滴下し
、共沈ゲルを生成した。さらにそのまま１５時間放置し
て静置した。

かくしてえられたＴｌＯ２−８ｉＯ２ゲルを濾過、水洗
後２００℃で１０Ｕ！１間乾燥した。

次いで５５０℃で６時間空気雰囲気下で焼成した。（７
られた粉体の組成はＴｉＯ＋　　：Ｓ　１ｏ２＝４：１
（モル比）で、ＢＥＴ表面積は１８５　ｔｒｉ、／ｑで
あった。ここでえられた粉体を以降ＴＳ−１と呼びこの
粉体を用いて以下に述べる方法で格子状ハニカム脱臭触
媒を調製した。

上記ｒｓ−１扮体１０に３に硝酸マンガンＭｎ（ＮＯ３
）２　　・６１−１２０　３．６６Ｋｇを含む水溶液を
加え、ニーダ−で適当量の水を添加しつつよく混合し、
混練機により充分混練し、均一な混合物を押出し成型機
で外形が縦５０ｍｍ、横５０　ｒｔｖｎ　％長さ１００
ｍの格子状ハニカムに成形し、１５０℃で５時間乾燥し
で、その後３００℃で２ｆｆ￥間空気雰囲気下で焼成し
た。得られたハニカム状触媒はＬ’３１通孔の相当直径
が１．４　ｍｍ、セル肉厚が０．３３　ｔｔｍ、開口率
６４％であり、ぞの触媒組成が酸化物とし−ＣのΦ量比
で丁Ｓ−１：Ｍｎ０２＝９０：１０であった。

実施例２．３ 実施例１にＪｊ　ｌノるのと同じ触媒組成を有する触媒
物質を用い、実施例１におけると同様の方法で触媒形状
の異なるハニカム状触媒を調製した。

１！′７られた触媒の貞通孔の相当直径、セル肉厚およ
び間口率を以下に示す。

相当直径　セル肉厚　開口率 （＃）　　　　（ｍｍ　）　　　　＜％）実施例　２　
　２．３　　　０．４２　　　７０３　１．０　　０．
２５　　６３ 比較例１，２ 実Ｉｈ例１にお【ノるのと同じ触媒組成を有する触媒物
質を用い、実施例１にお（プると同様の方法で触媒形状
の異なるハニカム状触媒を調製した。

得られた触媒の貴通孔の相当直径、セル肉厚Ｊ３よび開
口率を以下に示す。

相当直径　セル肉厚　開口率 （ｓ　）　　　　（ｍｍ　）　　　　（％）比較例　１
　　　５　　　０．４５　　　８２２　０．４　　０．
２５　　３７ 実滴例４ 実施例１〜３及び比較例１．２で１！７られた各触媒に
つき、次のような方法で脱臭率を求めるとともに、その
時の圧力損失を測定した。

パイレックス製反応管に格子状ハニカム触媒２５０　ｃ
ｃを充填し、代表的な悪臭成分であるトリメチルアミン
とメチルメルカプタンをそれぞれ５ｐｐｍ　３右する水
蒸気飽和空気を５Ｎ７Ａ／ｈｒの流速（空間速度２０．
０ＯＯｈｒ”）で触媒層に導入した。

触媒層入口側にオゾンを２０　ｐｐｍ導入し、反応ｔシ
瓜は５°Ｃで、触媒活性が安定層る５００時聞後の脱９
率を求めた。

脱臭率は次式により求めた。

脱臭率（％）− 触媒層出口１１１度 又、上記の条件で圧力Ｊｆｆｉ失を測定した。

１！７られた結果を表−１に示ゴー。

表　−１脱臭率（％）および圧力旧失（＃Ｈ２０）トリ
メチル　　メチルメル　　圧力Ｒ１失　　線　速アミン
の脱　　カプタンの　　（ｓ＋１−１２０）　　　（ｍ
／秒）臭率（％）　　　脱臭率（％） 実流例１　　９９　　　９９　　　　２０　　０．８７
Ｉ１２　　　　９５　　　　　９８　　　　　　　７　
　　０．７９ＩＩ３　　　　９９　　　　　９９　　　
　　　３９　　　０．８９比較例１　　　７８　　　８
２　　　　　１’０．６８！Ｉ　　　２　　　　９９　
　　　　９９　　　　　４００　　　１．５０表−１に
示している如く、本発明の脱臭方法は５℃という低温で
ｂ効率よく脱臭できト■れた脱臭方法であることがわか
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）触媒の形状に於いて、貫通孔の相当直径が０．７
   〜３ｍｍ、セル肉厚が０．２〜０．５ｍｍ、開口率が５
   ０％以上の範囲にあるハニカム触媒を使用し、悪臭成分
   含有ガス中にオゾンを導入し、悪臭成分を接触的に分解
   除去することを特徴とする脱臭方法。