JPS6341612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は脱臭装置に関し、特に悪臭を有する
空気をオゾンにより効率よく脱臭するようにした
脱臭装置に関するものである。 従来オゾンによる脱臭装置の最も普遍的なもの
として第１図の系統図に示すものがあつた。図に
おいて、１は悪臭を有する被処理空気、２はこの
被処理空気を水洗するための洗浄塔、３はこの洗
浄塔内に貯留された洗浄水、４はこの洗浄水を吸
引し、洗浄塔２内に噴霧水５を発生させるポン
プ、６は上記洗浄塔２の上部に設られたデミス
タ、７はこのデミスタを通過した被処理空気１を
迂回式のオゾン反応室８に導くダクト、９はオゾ
ン発生器、１０はこのオゾン発生器で発生するオ
ゾン含有気体１１を上記ダクト７内の被処理空気
１に均一に混合するためのダクト７に設けられた
拡散器、１２はこの装置によつて脱臭処理された
処理空気である。 次に動作について説明する。被処理空気１はま
ず洗浄塔２に送られ、ここで被処理空気１中に含
まれる水溶性の悪臭物質が噴霧水５となつた洗浄
水３によつて吸収除去される。次いで被処理空気
１はデミスタ６を通過し、ここで被処理空気１中
に飛沫同伴された水滴が除去され、ダクト７に至
る。洗浄後の被処理空気１は、ダクト７内におい
て拡散器１０から噴出するオゾン含有気体１１と
瞬間的かつ均一に混合されてオゾン反応室８に導
入される。被処理空気１はこのオゾン反応室８内
に数秒ないし１分間滞留した後、脱臭された処理
空気１２となつて系外に排出される。 従来のオゾン脱臭装置は上記のように構成され
ているので、水洗によつて除去されやすい悪臭物
質、例えばアンモニアや抵級アミン類などは洗浄
塔においてかなり良好に除去され、またオゾンと
反応しやすい悪臭物質、例えば窒素酸化物や硫化
メチル、ジメチルアミンなどはオゾン反応室８で
部分的に除去されるが、硫化水素やメチルメルカ
プタン、芳香族系炭化水素などの悪臭物質はオゾ
ンとの反応速度定数が10⁵／mol・min以下であ
り、ppmオーダー以下の濃度ではオゾンとの反応
性が悪いため、その大部分がオゾンと反応せず、
未反応のまま系外に排出されている。また、被処
理空気１中に添加されたオゾン含有気体１１も大
部分が未反応のまま処理空気１２中に混入して排
出されている。さらに洗浄塔内を循環して水溶性
悪臭物質を溶解した洗浄水はそのまま、または希
釈して外部に放流されるなどの手段がとられてお
り、完全な脱臭方法とはいえない。この洗浄水を
脱臭処理して放流する手段も考えられるが、この
ためには別に処理装置を設ける必要があり、処理
に要する費用がかさむという欠点もある。 この発明は上記のような従来のオゾン脱臭装置
の欠点を除くためになされたもので、被処理空気
に微少量のオゾンを添加した後、この混合気体を
活性炭またはセラミツク質等の担体に臭化水素
（HBr）またはよう化水素（HI）を添着した反応
剤充填層に導入することにより、反応剤表面に次
亜臭素酸等を生成させ、生成した次亜臭素酸によ
つて被処理空気中の悪臭物質を除去し、高性能に
脱臭することのできる脱臭装置を提供することを
目的としている。 以下、この発明の一実施例を第２図の系統図に
より説明する。図において、１，７，９〜１２は
上記従来のものと同一または相当するものであ
る。１３はダクト７に接続する反応器、１４はこ
の反応器の内部に充填された多孔質セラミツク担
体に臭化水素を担持させた反応剤からなる反応剤
充填層、１５はこの反応剤充填層の後段に充填さ
れた粒子状の活性炭充填層である。 次に動作について説明する。悪臭を帯びた被処
理空気１はダクト７に流入し、オゾン発生器９で
発生し拡散器１０から噴出するオゾン含有気体１
１と混合された後、反応器１３に導入される。反
応器１３内において、被処理空気１はまず反応剤
充填層１４に導入される。その際被処理空気１中
のオゾンは反応剤の表面に添着されている臭素イ
オン（Br^-）を主として次亜臭素酸（HBrO）に
酸化し、オゾン自身は酸素（O₂）に分解される。
その反応は次の〔１〕式によつて表わされる。 Br^-＋O₃＋H⁺→HBrO＋O₂ 〔１〕 生成した次亜臭素酸は極めて反応性に富み、被
処理空気１中に含まれているアンモニアやトリメ
チルアミン等の窒素系の悪臭成分および硫化水素
やメチルメルカプタン等の硫黄系の悪臭成分を酸
化し、自身は再び臭素イオンに還元される。例え
ば硫化水素またはアンモニアとの反応は次の
〔２〕〜〔５〕式によつて表わされ、それぞれ無
臭または著しく臭気の弱い他の物質、例えば硫
酸、硫黄または窒素、ブロムアミンに酸化され
る。 H₂S＋4HBrO→H₂SO₄＋4HBr 〔２〕 H₂S＋HBrO→Ｓ＋HBr＋H₂O 〔３〕 2NH₃＋3HBrO→N₂＋3H₂O＋3HBr（主反応）
〔４〕 NH₃＋nHBrO→NH₃−nBrn＋nH₂O（副反応）
〔５〕 （但しｎ＝１、２、３） 同様にメチルメルカプタンまたは二硫化メチル
は〔６〕、〔７〕式によりメタンスルフオン酸に酸
化される。 CH₃SH＋3HBrO→CH₃SO₃H＋3HBr 〔６〕 （CH₃）₂S₂＋5HBrO＋H₂O→2CH₃SO₃H＋5HBr
〔７〕 また硫化メチルは〔８〕式によりジメチルスル
ホキシドに酸化される。 （CH₃）₂S＋HBrO→（CH₃）₂SO＋HBr 〔８〕 さらにトリメチルアミンは

〔９〕式によりトリ
メチルアミンオキザミンに酸化される。 （CH₃）₃N＋HBrO→（CH₃）₂NO＋HBr

〔９〕 こうして反応剤充填層１４を通過した後、被処
理空気１は活性炭充填層１５に導入される。この
活性炭充填層１５において、被処理空気１に残存
する未反応オゾン、反応充填層から漏出する次亜
臭素酸および反応剤充填層では除去されにくい炭
化水素類などが吸着除去されて、被処理空気は完
全に脱臭され、処理空気１２となつて系外に排出
される。 第３図は、代表的な悪臭成分である硫化メチル
を処理した場合の結果を示す特性図で、HBrを
添着した４〜６メツシユのアルミナ（細孔容積
0.43ml／ｇ、比表面積140m²／ｇ）を層厚40mmに
充填した直径40mmの反応管に硫化メチル2.7ppm、
オゾン10〜11ppmを含有する空気を流速10／
min（空間速度；約24000hr^-1）で通気したとき、
層厚20mmの位置で得られた硫化メチル除去率を特
性曲線Ａで示し、参照用として活性炭層を、同じ
混合空気を同じ条件で通気したときの結果を特性
曲線Ｂに示したものである。即ち、特性曲線Ａで
は10時間運転後も硫化メチルの除去率は、98.5％
以上で、実験開始時から除去率の低下はみられな
い。一方、特性曲線Ｂでは初期除去率は87％であ
るが10時間後には80％を下まわる様になる。 上記説明は臭化水素に限定して説明したが臭化
水素の代りによう化水素を用いても酸化力の強い
次亜よう素酸等が生成するので、上記の説明はよ
う化水素についても同様にあてはまる。 例えば、よう素イオン換算で0.5％のよう化水
素を添着した８−10メツシユのやしがら破砕炭
（似下HI添着炭とよぶ）充填層に、流化水素
5ppm、オゾン15ppmを含有し、相対湿度70％
（20℃）に調湿した空気を、線速度30cm１秒で通
した場合の破過曲線は第４図のようになる。曲線
ＡおよびA′は各々、層厚２cmおよび４cmにおけ
る破過曲線である。また、曲線ＢおよびB′は参
照用として用いた８−10メツシユのやしがら破砕
炭の破過曲線で、各々層２cmおよび４cmの値を、
曲線Ｃは充填層厚２cmとし、上記よう化水素の場
合と同一条件で臭化リチウムを用いた破過曲線を
夫々示す。 HI添着炭の場合、層厚４cmで破過率５％とな
るのは、約200時間であり、他のものに比べすぐ
れた脱臭能力を持つていることが判る。 また、第５図は第４図の場合と同様に処理時間
の径過による硫化水素の破過率を示すものであ
り、曲線Ｄ、Ｅ及びＦは、臭素イオン換算で４％
の臭化水素、臭化カリウム、臭化リチウムを夫々
添着した８〜10メツシユのやしがら破砕炭を内径
26cmの反応管２cmの高さで充填した充填層へ毎秒
30cmの線速度で、硫化水素5ppm、オゾン15ppm
を含有する相対湿度70％（20℃）の空気を導入し
た場合の破過曲線を示すものである。 この図から明らかな如く、臭化カリウム及び臭
化リチウムを用いたものは、実験開始直後、つま
り硫化水素とオゾンを含んだ空気を導入してすぐ
に、入口側空気中の硫化水素の約30％（15ppm）
が出口側の空気中に洩れ出しているのに対し、本
願実施例の臭化水素は、120時間経て始めて硫化
水素の破過率が30％以上になるものであり、長時
間に亘つて著しい悪臭除去効果を有しているもの
である。 ここで、破過率とは、被処理ガス中の悪臭成分
（例えばH₂S）のどれほどの割合いが処理後のガ
スに含まれるかを意味するものであり、単位は比
率であるため、無次元である。即ち、被処理ガス
中にC₁（ppm）含まれていた悪臭成分が、処理後
のガス中ではC₂（ppm）に減少していたとする
と、破過率はC₂／C₁となる。 一方、反応剤用の担体としては中性ないし酸性
の臭化水素及び沃化水素および次亜臭素酸および
次亜よう素酸ならびに硫酸根等の脱臭反応生成物
と化学反応を起しにくいもので、かつ臭化水素お
よびよう化水素溶液を担持できる比較的表面積の
大きなものであればよく、例えば上記実施例で使
用したシリカーアルミナ系の焼結体以外に、ガラ
ス粒焼結体、炭化硅素磁器、粒子状活性炭または
活性白土等であつてもよい。さらに担体の形状と
しては上述の粒子状のもの以外に各種ハニカム
状、線状、平板状等のものでもよく、反応剤と被
処理空気とが効率よく接触するものであればよ
い。 第２図の実施例においては反応剤層１４の下流
側に活性炭充填層１５を充填した構成としたが、
対象とする臭気によつては活性炭層の代りにアル
カリ洗浄塔またはチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナ
トリウム等の水溶性還元剤を１種類以上溶解した
水溶液を洗浄水とする還元剤洗浄塔を設置して反
応剤充填層１４から微少量漏出してくる未反応オ
ゾンや次亜臭素酸等を除去する構成であつてもよ
い。 以上実施例を挙げて説明したように、この発明
に係る脱臭装置によれば多種類の悪臭成分を含有
する悪臭性空気を簡単な操作で同時にかつ高性能
で除去することが可能となり、実用上の価値は大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はオゾンを用いた従来の脱臭装置の系統
図、第２図はこの発明の一実施例の系統図、第３
図〜第５図は、本発明に係る脱臭性能を示す特性
図である。 図において、１は被処理空気、２は洗浄塔、９
はオゾン発生器、１１はオゾン含有気体、１２は
処理空気、１３は反応器、１４は反応剤充填層、
１５は活性炭充填層である。なお図中同一符号は
それぞれ同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 担体に臭化水素またはよう化水素を担持させ
   た反応剤充填層、オゾン発生器、およびこのオゾ
   ン発生器で発生するオゾン化気体を被処理空気と
   混合して上記反応剤充填層に導入する装置を備え
   たことを特徴とする脱臭装置。 ２ 反応剤充填層の後段にオゾン除去装置を備え
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   脱臭装置。 ３ 反応剤充填層の後段にアルカリ剤または水溶
   性還元剤を含む水溶液を洗浄水とする洗浄塔を備
   えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の脱臭装置。