WO2022163607A1 - ガス処理装置及びガス検知装置 - Google Patents

ガス処理装置及びガス検知装置 Download PDF

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WO2022163607A1
WO2022163607A1 PCT/JP2022/002537 JP2022002537W WO2022163607A1 WO 2022163607 A1 WO2022163607 A1 WO 2022163607A1 JP 2022002537 W JP2022002537 W JP 2022002537W WO 2022163607 A1 WO2022163607 A1 WO 2022163607A1
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WO
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gas
volatile organic
formaldehyde
intermediate product
concentration
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Application number
PCT/JP2022/002537
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬祐 内藤
Original Assignee
ウシオ電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Application filed by ウシオ電機株式会社 filed Critical ウシオ電機株式会社
Priority to JP2022578388A priority Critical patent/JPWO2022163607A1/ja
Publication of WO2022163607A1 publication Critical patent/WO2022163607A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38—Removing components of undefined structure
    • B01D53/44—Organic components

Definitions

  • the present invention relates to a gas treatment apparatus and a gas detection apparatus, and more particularly to a gas treatment apparatus for treating gas containing volatile organic compounds and a gas detection apparatus for detecting whether volatile organic compounds are contained.
  • Patent Document 1 gas treatment is performed by irradiating oxygen contained in a gas to be treated with ultraviolet light in a predetermined wavelength band to generate ozone and reacting a volatile organic compound with ozone. A device is described.
  • the amount of emission control for volatile organic compounds is specified individually according to the toxicity of the substance, but in many cases the concentration is very low, generally 1 ppm or less.
  • the processing capacity of the gas treatment apparatus gradually deteriorates due to the deterioration of the ultraviolet light source over time and the adhesion of dirt to the area where the ultraviolet light is emitted, and the like.
  • Volatile organic compounds in amounts exceeding the emission regulation amount may be discharged from the gas treatment equipment without realizing it.
  • the amount of volatile organic compounds supplied suddenly increases, and the gas treatment equipment cannot process all the volatile organic compounds that flow in, resulting in exceeding the emission regulation amount from the gas treatment equipment. A large amount of volatile organic compounds may also be emitted.
  • formaldehyde which is a type of volatile organic compound
  • formaldehyde is highly toxic to the human body. It is stipulated in the "Recommendation of Allowable Concentration (2020)” (Japan Society for Occupational Health), and this value is also recommended by the Ministry of Health, Labor and Welfare.
  • formaldehyde can be detected using a commercially available gas sensor, it is difficult to continuously monitor formaldehyde with a concentration of 0.1 ppm or less with the capabilities of the gas sensor at the time of filing the application.
  • the method of detecting low-concentration formaldehyde is defined by the JIS standard as a method of collecting it with a DNPH filter and analyzing it with a liquid chromatograph (JIS A 1963 Quantification of formaldehyde in indoor air-passive sampling).
  • JIS A 1963 Quantification of formaldehyde in indoor air-passive sampling JIS A 1963 Quantification of formaldehyde in indoor air-passive sampling.
  • the measurement methods specified in this document require knowledge and skills to operate the equipment used for measurement and to handle the gas to be measured. Can not.
  • the measurement method has the problem that it takes several hours or more to obtain the measurement results.
  • the gas treatment equipment should be designed so that the treatment capacity of the gas treatment equipment is lowered before volatile organic compounds begin to be discharged from the gas outlet at a concentration exceeding the permissible concentration. It is required to be able to detect that the amount of volatile organic compounds introduced is approaching the upper limit of the amount that can be treated.
  • the present invention provides a gas treatment apparatus and a gas detection apparatus that can detect a decrease in processing capacity and the presence of volatile organic compounds before volatile organic compounds with a permissible concentration or more begin to be discharged. for the purpose.
  • the gas treatment device of the present invention is a gas introduction port for introducing a gas to be treated in which a volatile organic compound is mixed in the air; a processing region in which ozone is supplied to the processing target gas; a gas discharge port for discharging the gas to be processed that has passed through the processing region; and a gas sensor for detecting an intermediate product generated in the oxidative decomposition reaction process of the gas to be processed that has passed through the processing region.
  • Equation (1) shows the process of reaction between ozone and hydroxyl ions (OH ⁇ ) present in water to produce hydroperoxide radicals ( ⁇ HO 2 ) and superoxide anions (O 2 ⁇ ).
  • Equation (2) shows the process of reaction between ozone and hydroperoxide radicals to generate oxygen and hydroxyl radicals.
  • the hydroxy radicals generated in the treatment area have a stronger oxidizing power than ozone, and can react with the volatile organic compounds introduced from the gas inlet to decompose the volatile organic compounds.
  • Volatile organic compounds are decomposed into final products such as carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O) through an oxidative decomposition reaction process with hydroxyl radicals.
  • the amount of ozone in the treatment area decreases or the amount of volatile organic compounds increases, the amount of hydroxy radicals generated in the treatment area decreases relative to the amount of volatile organic compounds flowing in. . Then, a part of the intermediate product produced by the reaction between the volatile organic compound and the hydroxyl radical, which is to be further reacted with the hydroxyl radical and processed into the final product, remains as it is without reacting with the hydroxyl radical. It begins to be gradually discharged from the gas outlet.
  • the remaining intermediates that do not react with the hydroxyl radical due to the decrease in the supply amount of ozone Products can be detected. That is, it is possible to detect a decrease in the amount of supplied ozone or an increase in the amount of volatile organic compounds before volatile organic compounds having a concentration higher than the permissible concentration are discharged from the gas outlet.
  • the intermediate product may be carbon monoxide (CO).
  • Gas sensors that detect carbon monoxide are commercially available that can continuously detect low concentrations compared to gas sensors that detect volatile organic compounds. Further, among gas sensors for detecting carbon monoxide on the market, there are sensors capable of detecting extremely low concentration of ppb level.
  • the intermediate product is carbon monoxide
  • a gas treatment device that can detect even a slight decrease in processing capacity compared to a configuration that directly detects the amount and concentration of volatile organic compounds. can be constructed inexpensively.
  • the volatile organic compound contained in the gas to be treated is one or more selected from the group consisting of formaldehyde, acetaldehyde, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, xylene, orthophthalaldehyde, ethylene oxide, and nicotine. I don't mind.
  • formaldehyde is converted into final products such as carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O) by the oxidative decomposition process of the following formulas (3) to (5). is decomposed into
  • carbon monoxide (CO) is produced as an intermediate product as shown in the following formula (4).
  • the above gas treatment device A light source capable of irradiating ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less is provided in the processing region,
  • the process target gas may be supplied with the ozone generated by being irradiated with the ultraviolet light while flowing through the process region.
  • Oxygen is contained in the air, and when the oxygen in the air is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less, ozone is generated through the processes of the following equations (6) to (7).
  • ozone can be generated from oxygen contained in the air introduced from the gas inlet, and ozone can be supplied into the processing area at any time.
  • the above gas treatment device A signal output unit may be provided for outputting a warning signal when the detected amount or detected concentration of the intermediate product detected by the gas sensor is equal to or greater than a predetermined reference value.
  • a system that combines a blocking device that automatically blocks the flow path of volatile organic compounds when a warning signal is received, an alarm that sounds an alarm, a display device that displays evacuation instructions, etc. is constructed. be able to.
  • managers and workers in the factory can recognize that it is time to replace the ultraviolet light source and that volatile organic compounds may begin to be discharged from the gas outlet in the near future. can do.
  • the gas detection device of the present invention is A gas detection device for detecting whether or not a flowing gas containing air contains a volatile organic compound, a gas introduction port for introducing the flowing gas; a processing region in which ozone is supplied to the flowing gas; and a gas sensor that is provided downstream of the processing area and that detects an intermediate product generated in the oxidative decomposition reaction process of the flowing gas.
  • the amount of hydroxyl radicals generated in the treatment area is adjusted. If the flowing gas introduced into the gas inlet port contains a volatile organic compound, the intermediate product produced in the oxidative decomposition reaction process between the volatile organic compound and the hydroxyl radical is transferred to the rear stage of the processing region. flow towards.
  • the intermediate product may be carbon monoxide (CO).
  • the volatile organic compound contained in the flowing gas is formaldehyde; It may be one that detects formaldehyde at 0.1 ppm or less.
  • Formaldehyde which is a type of volatile organic compound, is highly toxic to the human body among volatile organic compounds, and it is recommended that the controlled concentration/permissible concentration in the working environment be 0.1 ppm or less.
  • the gas detection device having the above configuration can detect even formaldehyde of 0.1 ppm or less, which has been considered difficult until now.
  • the present invention it is possible to realize a gas treatment device and a gas detection device that can detect a decrease in processing capacity and the presence of volatile organic compounds before volatile organic compounds with a permissible concentration or more begin to be discharged.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is drawing which shows typically the structure of one Embodiment of a gas treatment apparatus.
  • 2 is a diagram schematically showing a state in which the output of an ultraviolet light source is reduced in the gas treatment apparatus of FIG. 1;
  • 2 is a diagram schematically showing a state in which the output of an ultraviolet light source is reduced in the gas treatment apparatus of FIG. 1;
  • 4 is a graph showing the relationship between the amount of hydroxyl radicals produced and the concentration of each substance in the gas discharged from the gas outlet. It is drawing which shows typically the whole experimental system used for verification.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is drawing which shows typically the structure of one Embodiment of a gas detection apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an embodiment of a gas treatment device 1.
  • the gas treatment device 1 includes a housing 10 , a signal output section 16 and an alarm device 17 .
  • the housing 10 has a processing area 11 for processing the processing target gas Gx formed inside, and has a gas introduction port 12 for introducing the processing target gas Gx into the processing region 11 from the outside, and a processing A gas discharge port 13 for discharging the processing target gas Gx that has passed through the region 11 from the inside of the housing 10 is provided.
  • an ultraviolet light source 14 is provided within the processing area 11 of the housing 10 , and a gas sensor 15 is provided between the gas outlet 13 and the ultraviolet light source 14 .
  • the gas Gx to be processed contains volatile organic compounds and air, and in this embodiment, the volatile organic compound is formaldehyde G1.
  • air contains oxygen G2 and water G3. , and water G3 ( ⁇ ).
  • the ultraviolet light source 14 irradiates the oxygen G2 contained in the air flowing through the processing region 11 with the ultraviolet light L1, and the process shown in FIG. Ozone G4 ( ⁇ ) is supplied into the area 11 .
  • the ultraviolet light source 14 provided in the gas treatment apparatus 1 of the present embodiment is an excimer lamp that emits ultraviolet light L1 having a peak wavelength of 172 nm in the emission spectrum.
  • a light source other than an excimer lamp may be used as long as it can irradiate UV light.
  • the formulas (6) to (7) are shown again. O 2 + h ⁇ ⁇ O( 1 D) + O( 3 P) (6)
  • the ultraviolet light L1 with a wavelength of 172 nm is quickly absorbed by the oxygen G2 contained in the air, so it reaches only within a range of about 10 mm from the ultraviolet light source 14. Therefore, in FIG. 1 , the separation distance between the housing 10 and the ultraviolet light source 14 is illustrated large, but a part of the processing region 11 is It does not matter if it is narrowly configured.
  • the gas sensor 15 is a sensor that detects an intermediate product in the process of decomposing formaldehyde G1.
  • intermediate product refers to the reaction between supplied ozone, oxygen radicals (O( 1 D), O( 3 P)) and hydroxyl radicals generated by ozone, and volatile organic compounds. It refers to the products generated in the middle of the chain of oxidative decomposition reactions that occur between them.
  • the intermediate product will be described in detail in the explanation of the processing steps to be described later.
  • It is a sensor that detects G8 (indicated by a grid-shaped hatched circle in the drawing).
  • an electrochemical sensor or a semiconductor sensor can be adopted as the gas sensor 15 for detecting carbon monoxide G8, for example.
  • the signal output unit 16 outputs a warning signal S1 to the alarm device 17 when the gas sensor 15 detects that the concentration of the intermediate product contained in the flowing gas is equal to or higher than a predetermined reference value.
  • the alarm device 17 is configured to emit an alarm sound when the alarm signal S1 output from the signal output unit 16 is input, as shown in FIG.
  • the signal output unit 16 is configured to output a warning signal S1 when it detects that the amount of the intermediate product, not the concentration of the intermediate product detected by the gas sensor 15, is greater than or equal to a predetermined reference value. It doesn't matter if
  • the warning signal S1 output from the signal output unit 16 is input to the alarm device 17 to issue an alarm.
  • the display device may be configured to display a warning screen when the signal S1 is output.
  • a control unit for controlling the introduction of the target gas Gx to the gas treatment device 1 is provided, and when the warning signal S1 is output from the signal output unit 16, the control unit automatically stops the introduction of the target gas Gx. It may be configured to allow Further, for example, if the decrease in the processing capacity of the gas treatment device 1 is considered to be due to dirt adhering to the area of the ultraviolet light source 14 that emits the ultraviolet light L1, and the output of the lamp can be further increased, It may be configured such that the output of the lamp is temporarily increased to maintain the normal processing capacity of the gas treatment apparatus 1 .
  • the electrical signal output from the gas sensor 15 may be directly monitored by an oscilloscope or the like without the signal output unit 16 .
  • the ozone G4 supplied into the processing region 11 reacts with the water G3 introduced from the gas inlet 12, and the hydroxyl radicals G5 (lattice in (indicated by the hatched figure). As described above, many reactions other than formulas (1) and (2) can occur in a chain reaction. Illustrated. Just to be sure, the formulas (1) and (2) are shown again. O 3 + OH ⁇ ⁇ HO 2 + O 2 ⁇ (1) O3+ .HO2 ⁇ 2O2 +.OH ( 2 )
  • Hydroxy radicals G5 generated in the treatment area 11 convert formaldehyde G1 into final products carbon dioxide G6 (o) and carbon dioxide G6 (o) as shown in FIG. It is decomposed to water G7 ( ⁇ ) and the like.
  • the equations (3) to (5) are shown again.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which the output of the ultraviolet light source 14 is reduced in the gas treatment apparatus 1 of FIG. 1, and FIG. It is drawing which shows typically the state where the output of the light source 14 fell.
  • the reaction of the above formula (5) is less likely to occur.
  • part of the carbon monoxide G8 flows toward the gas outlet 13 side without reacting with the hydroxyl radicals G5.
  • the gas sensor 15 detects the carbon monoxide G8 flowing from the vicinity of the ultraviolet light source 14 toward the gas outlet 13 side. At this time, if the concentration of carbon monoxide G8 detected by the signal output unit 16 is equal to or higher than the reference value, the signal output unit 16 outputs a warning signal S1 to the alarm device 17, and as shown in FIG. device 17 issues an alarm.
  • FIG. 4 is a graph schematically showing the relationship between the amount of hydroxyl radicals G5 produced and the concentration of each substance in the gas discharged from the gas discharge port 13.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 4 indicates the concentration of each substance contained in the gas discharged from the gas outlet 13 in the configuration shown in FIG. , relative values are shown when the amount of hydroxyl radical G5 required for the reactions of the above formulas (3) to (5) is 100.
  • the graph shown in FIG. 4 shows the relationship when formaldehyde G1 mixed with air and adjusted to have a concentration of 10 ppm is introduced from the gas inlet 12 of the gas treatment device 1. .
  • the concentration of formaldehyde G1 increases and the concentration of carbon monoxide, which had been increasing, decreases. This is because the reaction of the above formula (3) gradually becomes less likely to occur and carbon monoxide is less likely to be produced.
  • carbon monoxide G8 discharged from the gas outlet 13 can be detected before formaldehyde G1 having a concentration exceeding the allowable concentration is discharged from the gas outlet 13. That is, it is possible to detect a decrease in the supply amount of ozone G4 or an increase in the amount of volatile organic compounds before volatile organic compounds having a concentration higher than the allowable concentration are discharged from the gas outlet 13 .
  • a warning signal S1 is output from the signal output unit 16, and the alarm 17 emits a warning sound.
  • the operator or manager can recognize the timing of replacement of the ultraviolet light source 14 and the danger of leakage of volatile organic compounds.
  • the controlled concentration/permissible concentration in factories, etc. should be 0.1 ppm or less. That is, as shown in FIG. 4, it is necessary to issue a warning or stop the introduction of volatile organic compounds before the concentration of formaldehyde G1 contained in the gas discharged from the gas discharge port 13 exceeds 0.1 ppm. There is Therefore, the detection range of the concentration of carbon monoxide G8 is preferably set within the range A1 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the entire experimental system used for this verification.
  • the experimental system used for this verification includes a fume hood 50, a flow meter 51, and an ozone filter 52.
  • the gas treatment apparatus 1 having the configuration shown in FIG. It is connected between the filter 52 and the filter 52 .
  • the fume hood 50 includes a hot plate 50a on which a petri dish containing formalin is placed to generate formaldehyde G1, air containing oxygen G2 and water G3, and gas It also has a blower 50b for delivering the gas that has flowed through the processing apparatus 1 to the outside of the experimental system.
  • the rotation speed of the blower 50b is automatically controlled by an inverter (not shown) so that the numerical value indicated by the flow meter 51 becomes a predetermined numerical value.
  • the blower 50b starts blowing air, and as shown in FIG. sent in.
  • the petri dish containing formalin is heated by the hot plate 50a to generate formaldehyde G1 in the fume hood 50.
  • the formaldehyde G1 is mixed with air containing oxygen G2 and water G3, and introduced into the flow meter 51 as the gas to be treated Gx.
  • the concentration of formaldehyde G1 contained in the process target gas Gx is adjusted by the set temperature of the hot plate 50a.
  • the flow rate of the target gas Gx is measured by the flow meter 51, it is introduced into the gas treatment device 1 and processed.
  • the treated gas Gy discharged from the gas treatment device 1 passes through the ozone filter 52 to remove ozone (not shown) generated in the gas treatment device 1 .
  • the exhaust gas Gz from which ozone has been removed by passing through the ozone filter 52 is discharged outside the experimental system from the exhaust port 53 by the blower 50b.
  • the flow path length of the treatment area 11 was set to 1100 mm.
  • the ultraviolet light source 14 is a cylindrical excimer lamp with an effective emission length of 540 mm and an inner diameter of ⁇ 26 mm. 13 with a smaller flow path diameter.
  • the power supplied to the ultraviolet light source 14 was 250W.
  • the flow rate of the target gas Gx was set so that the display of the flow meter 51 was 1.8 m 3 /min.
  • the concentrations of formaldehyde G1 contained in the air were 0 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm, and 200 ppm.
  • Substances to be measured are formaldehyde (HCHO), carbon monoxide (CO), and final product carbon dioxide (CO 2 ). and measured using a gas FT-IR (Bruker: MATRIX-MG5).
  • the excimer lamp which is the ultraviolet light source 14 is supplied with a power of 250 W under any concentration condition of the formaldehyde G1. generated. Therefore, the higher the concentration of formaldehyde G1, the larger the amount of hydroxyl radicals required for the decomposition reaction of formaldehyde G1, and above a certain concentration, the hydroxyl radicals become insufficient.
  • the volatile organic compound is formaldehyde G1 and the intermediate product is carbon monoxide G8, but the target volatile organic compound and intermediate product are not limited to these combinations.
  • the case where the volatile organic compound is isopropyl alcohol and the intermediate product is acetic acid (CH 3 COOH) will be shown.
  • Isopropyl alcohol is decomposed into final products, such as carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O), through the decomposition process of formulas (8) to (12) below.
  • isopropyl alcohol is decomposed.
  • the gas sensor 15 By detecting acetic acid, which is an intermediate product, with the gas sensor 15, the amount or concentration of isopropyl alcohol equal to or greater than the specified value is detected without being treated, and before it starts to be discharged from the gas discharge port 13, the gas treatment device 1 can process the acetic acid. Decrease in ability can be detected.
  • the gas sensor for detecting acetic acid for example, a catalytic combustion type or PID type gas sensor or the like can be adopted.
  • Table 2 below shows examples of combinations of volatile organic compounds and intermediate products to be treated, including the above examples.
  • the combinations of volatile organic compounds and intermediate products shown in Table 2 above are combinations that allow more accurate measurement of the concentration of intermediate products generated during the decomposition process than volatile organic compounds. is.
  • the gas treatment device 1 can also be applied to combinations of volatile organic compounds and intermediate products other than those described above, and is not limited to the combinations shown in Table 2 above.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of one embodiment of the gas detection device 60.
  • the gas detection device 60 includes a housing 10, a signal output section 16, and an alarm device 17, as shown in FIG.
  • the housing 10 has a processing area 11 in which ozone is supplied to the flowing gas Gt.
  • an ultraviolet light source 14 is provided in the processing region 11 of the housing 10 as means for supplying ozone, and between the gas outlet 13 and the processing region 11, that is, the processing A gas sensor 15 is provided behind the region 11 .
  • the flowing gas Gt contains volatile organic compounds and air, and in this embodiment, the volatile organic compound is formaldehyde G1.
  • air contains oxygen G2 and water G3. , and water G3 ( ⁇ ).
  • the ultraviolet light source 14 irradiates the oxygen G2 contained in the air flowing through the processing region 11 with the ultraviolet light L1, and the process shown in FIG. Ozone G4 ( ⁇ ) is supplied into the area 11 .
  • the ultraviolet light source 14 provided in the gas detection device 60 of the present embodiment is an excimer lamp that emits ultraviolet light L1 having a peak wavelength of 172 nm in the emission spectrum.
  • a light source other than an excimer lamp may be used as long as it can irradiate UV light.
  • the formulas (6) to (7) are shown again. O 2 + h ⁇ ⁇ O( 1 D) + O( 3 P) (6) O( 1 D) + O 2 ⁇ O 3 (7)
  • the ultraviolet light L1 with a wavelength of 172 nm is quickly absorbed by the oxygen G2 contained in the air, so it reaches only within a range of about 10 mm from the ultraviolet light source 14. Therefore, in FIG. 6, the distance between the housing 10 and the ultraviolet light source 14 is shown to be large, but a part of the processing area 11 is It does not matter if it is narrowly configured.
  • the gas sensor 15 is a sensor that detects intermediate products in the oxidative decomposition reaction process of formaldehyde G1.
  • the intermediate products are as shown in Table 2 above.
  • the gas sensor 15 provided in the gas detection device 60 of the present embodiment is carbon monoxide G8 generated as an intermediate product in the oxidative decomposition reaction process of formaldehyde G1 (indicated by a grid hatched circle in the drawing). It is a sensor that detects As the gas sensor 15 for detecting carbon monoxide G8, for example, an electrochemical sensor, a semiconductor sensor, or the like can be employed.
  • the signal output unit 16 outputs a warning signal S1 to the alarm device 17 when the gas sensor 15 detects that the concentration of the intermediate product contained in the flowing gas is equal to or higher than a predetermined reference value. . This makes it possible to detect the presence of volatile organic compounds contained in the flowing gas.
  • the ozone G4 supplied into the processing region 11 reacts with the water G3 introduced from the gas inlet 12, and the hydroxyl radicals G5 (lattice in (indicated by the hatched figure). As described above, many reactions other than the formulas (1) and (2) can occur in a chain reaction. Illustrated. Just to be sure, the formulas (1) and (2) are shown again. O 3 + OH- ⁇ HO 2 + O 2 - (1) O3+ .HO2 ⁇ 2O2 +.OH ( 2 )
  • the hydroxyl radicals G5 generated within the treatment region 11 are used for the reaction with the formaldehyde G1 in the formula (3) above.
  • Hydroxy radicals G5 generated in the treatment region 11 further decompose formaldehyde G1 into final products such as carbon dioxide G6 ( ⁇ ) and water G7 ( ⁇ ) through the decomposition reaction process of formula (5) described above. process. Just to make sure, the expression (5) is reprinted. CO + OH ⁇ CO 2 + H (5)
  • the hydroxyl radicals G5 generated within the treatment region 11 are consumed by the reaction with carbon monoxide G8 in formula (5) above.
  • carbon monoxide G8 which is an intermediate product
  • the electric power supplied to the ultraviolet light source 14 is adjusted so that the formaldehyde G1 introduced from the gas introduction port 12 is less likely to react with the above-described formula (5).
  • the amount of hydroxyl radicals generated in 11 may be adjusted. Also, by reducing the humidity in the processing area 11, the environment may be adjusted so that oxygen radicals rather than hydroxyl radicals are likely to be generated.
  • the gas detection device 60 detects the carbon monoxide G8 flowing toward the gas outlet 13 side with the gas sensor 15 provided at the rear stage of the processing area 11, thereby indirectly detecting the formaldehyde G1 in the flowing gas Gt. can be detected to contain
  • the intermediate product to be detected is preferably carbon monoxide that can be detected with high accuracy by a commercially available gas sensor.
  • the volatile organic compound to be used may be other than formaldehyde G1, and the intermediate product to be detected may be other than carbon monoxide.
  • the gas detection device 60 can be applied to, for example, a combination of isopropyl alcohol as the volatile organic compound and acetic acid as the intermediate product, as described above in the explanation of the gas treatment device 1 .
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of another embodiment of the gas treatment device 1.
  • the gas treatment apparatus 1 is provided with a discharge-type ozonizer 70 that generates ozone G4 from oxygen G2 contained in the gas to be treated Gx by generating discharge between electrodes 70a. I do not care.
  • the gas treatment apparatus 1 is provided with a supply port for introducing ozone G4 in a part of the wall surface of the housing 10, and is configured such that the ozone G4 is directly supplied from a cylinder in which ozone G4 is stored. There may be. It should be noted that each of the configurations described above can also be employed in the gas detection device 60 .
  • the gas detection device 60 may be installed in an environment where the concentration of formaldehyde G1 in the space is 0.1 ppm or less, and may be used to detect whether the space contains formaldehyde G1.
  • the gas detection device 60 configured as described above, it is possible to detect formaldehyde G1 at a concentration of 0.1 ppm or less, which has been considered difficult until now.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of another embodiment of the gas treatment device 1.
  • the gas treatment device 1 may be provided with the gas sensor 15 behind the gas discharge port 13 .
  • the housing 10 can be disassembled or the housing 10 can be used as a duct. Only the gas sensor 15 can be easily replaced without removing it from the system.
  • the gas sensor 15 and the housing 10 are arranged so as to be separated from each other, but the gas sensor 15 may be arranged so as to contact the housing 10 .
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing an example of an embodiment of the gas treatment device 1.
  • the gas treatment apparatus 1 decomposes the gas to be treated Gx containing volatile organic compounds discharged from the fume hood 50, and returns it to the fume hood 50 as the treated gas Gy. It may be provided as an element constituting the flow path.
  • the fume hood 50 and the gas treatment device 1 are configured as separate bodies, but the gas treatment device 1 may be incorporated into the fume hood 50 and configured integrally. do not have.
  • the plurality of gas sensors 15 detect the processed gas Gy that has passed through the processing region 11 in the housing 10. It may be placed in a position where it flows.
  • the gas sensor 15 is arranged in the fume hood 50 as shown in FIG. It doesn't matter if it is.
  • the blower 50b When the fume hood 50 starts operating, the blower 50b operates to generate an air current flowing in the direction indicated by the dashed arrow in FIG.
  • the gas treatment device 1 takes in the gas to be treated Gx flowing from the intake port 50c, performs a predetermined treatment, and discharges the treated gas Gy. Then, the treated gas Gy discharged from the gas treatment device 1 flows into the fume hood 50 from the ejection port 50d.
  • the treated gas Gy that has flowed into the fume hood 50 is mixed with formaldehyde G1, oxygen G2 and water G3 taken in from outside the fume hood 50, and flows into the gas treatment device 1 again from the intake port 50c as the gas to be treated Gx.
  • the formaldehyde G1 in the fume hood 50 is sequentially treated by repeating the above operation.
  • any of the gas sensors 15 detects carbon monoxide, which is an intermediate product, due to a decrease in the processing capacity of the gas treatment device 1, a warning signal is sent from the corresponding signal output unit 16 to the alarm device 17. S1 is output.
  • the treated gas Gy is not discharged to the outside of the fume hood 50, it is possible to detect a decrease in the processing performance of the gas treatment device 1 and to suppress even the slightest leakage of volatile organic compounds.
  • this embodiment is described in the form of the fume hood 50, for example, a laboratory or the like configured to circulate the treated gas Gy via the duct and the gas treatment apparatus 1 Application to a predetermined space is also envisioned.
  • Reference Signs List 1 gas treatment device 10: housing 11: treatment area 12: gas introduction port 13: gas discharge port 14: ultraviolet light source 15: gas sensor 16: signal output unit 17: alarm 50: fume hood 50a: hot plate 50b: blower 50c: Intake port 50d: Jet port 51: Flow meter 52: Ozone filter 53: Exhaust port 60: Gas detector 70: Ozonizer 70a: Electrode G1: Formaldehyde G2: Oxygen G3: Water G4: Ozone G5: Hydroxy radical G6: Dioxide Carbon G7: Water G8: Carbon monoxide Gt: Flowing gas Gx: Gas to be treated (flowing gas) Gy: Treated gas Gz: Exhaust gas L1: Ultraviolet light

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Abstract

許容される濃度以上の揮発性有機化合物が排出され始める前に、処理能力の低下や揮発性有機化合物の存在を検知できるガス処理装置及びガス検知装置。　揮発性有機化合物が空気に混在してなる処理対象ガスを導入するガス導入口と、処理対象ガスに対してオゾンが供給される処理領域と、処理領域を通過した前記処理対象ガスを排出するガス排出口と、処理領域を通過した処理対象ガスの酸化分解反応過程で生成される中間生成物を検知するガスセンサとを備える。

Description

ガス処理装置及びガス検知装置
　本発明は、ガス処理装置及びガス検知装置に関し、特に揮発性有機化合物を含むガスを処理するためのガス処理装置、及び揮発性有機化合物が含まれるか否かを検知するガス検知装置に関する。
　従来、地球環境や人体に影響を及ぼす可能性があるガスが問題視されており、自動車や工場等における排ガスに対しては、一定の規制が設けられている。また、屋内においても、実験設備や医療現場等、特定の薬剤を利用する可能性がある場所においては、揮発性有機化合物の排出規制が設けられているところが多い。
　近年では、揮発性有機化合物の排出規制量を遵守すべく、揮発性有機化合物を分解処理する装置の開発が行われており、その構成の一つとして、特に紫外光を用いた処理装置が開発されている。例えば、下記特許文献１には、処理対象ガスに含まれる酸素に所定の波長帯の紫外光を照射することでオゾンを発生させ、揮発性有機化合物をオゾンと反応させることによって処理を行うガス処理装置が記載されている。
国際公開第２０１９／１３１１２４号
　揮発性有機化合物の排出規制量は、物質の有害性に応じて個別に規定されているが、概ね１ｐｐｍ以下と非常に低い濃度であることが多い。ところが、上述したようなガス処理装置は、紫外光源の経時的な劣化や、紫外光が出射される領域に汚れが付着すること等によって、徐々にガス処理装置の処理能力が低下し、人が気付かないうちに、ガス処理装置から排出規制量を超える量の揮発性有機化合物が排出されてしまう場合がある。また、工場の稼働状況等に応じて、急に揮発性有機化合物の供給量が増加し、ガス処理装置が流れ込んでくる揮発性有機化合物を処理しきれずに、ガス処理装置から排出規制量を超える量の揮発性有機化合物が排出されてしまう場合もある。
　ここで、揮発性有機化合物の一種であるホルムアルデヒドを例に挙げて説明する。ホルムアルデヒドは、揮発性有機化合物の中でも、人体に対する毒性が強く、労働環境における管理濃度／許容濃度を０．１ｐｐｍ以下とすることが、例えば、産業衛生学雑誌2020; 62(5): 198-230 「許容濃度等の勧告（2020年度）」（日本産業衛生学会）において定められており、厚生労働省においてもこの数値が推奨されている。
　しかしながら、ホルムアルデヒドは、市販のガスセンサを用いて検知することが可能ではあるものの、本願出願時におけるガスセンサの能力では、濃度が０．１ｐｐｍ以下のホルムアルデヒドを連続的にモニタリングすることが難しい。
　また、ＰＩＤ（Ｐｈｏｔｏｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）方式のセンサを用いることで高精度に測定することも可能ではあるが、ＰＩＤ方式のセンサを用いる場合は、多様なガスを検出してしまうため、信頼性が問題視される。
　なお、低濃度のホルムアルデヒドを検知する方法は、ＤＮＰＨフィルタに捕集して液体クロマトグラフで分析する方法が、ＪＩＳ規格で規定されている（ＪＩＳ Ａ １９６３ 室内空気中のホルムアルデヒドの定量－パッシブサンプリング）。しかしながら、ここに規定されているような測定方法は、測定に用いる装置の操作や、測定対象とするガスの取り扱い等の知識やスキルが求められ、知識やスキルを有する測定者がいないと測定ができない。また、知識やスキルを有する測定者がいる場合であっても、当該測定方法は、測定結果が出るまで数時間以上要してしまうという課題も存在する。
　つまり、ホルムアルデヒドを直接検知する方法は、許容濃度として規定されている濃度以下のホルムアルデヒドを精度よく検出することが難しく、測定に長い時間を要する場合や、信頼性に乏しい結果となってしまう場合もある。このため、上述したような各方法では、測定が完了した時には、ガス処理装置から排出されるホルムアルデヒドの濃度が、すでに許容濃度を超えていた、という状態となってしまうおそれがある。
　ここまでは、ホルムアルデヒドを例に挙げて説明したが、揮発性有機化合物にはホルムアルデヒド以外にも人体に対する毒性が強い物質が存在する。このため、ガス処理装置は、労働環境等の安全性を確保するために、揮発性有機化合物がガス排出口から許容濃度を超える濃度で排出され始める前に、ガス処理装置の処理能力が低下していることや、導入される揮発性有機化合物の量が処理可能な量の上限に近付いていることを検知できることが求められている。
　本発明は、上記課題に鑑み、許容される濃度以上の揮発性有機化合物が排出され始める前に、処理能力の低下や揮発性有機化合物の存在を検知できるガス処理装置及びガス検知装置を提供することを目的とする。
　本発明のガス処理装置は、
　揮発性有機化合物が空気に混在してなる処理対象ガスを導入するガス導入口と、
　前記処理対象ガスに対してオゾンが供給される処理領域と、
　前記処理領域を通過した前記処理対象ガスを排出するガス排出口と、
　前記処理領域を通過した前記処理対象ガスの酸化分解反応過程で生成される中間生成物を検知するガスセンサとを備えることを特徴とする。
　処理領域内に供給されたオゾンは、ガス導入口から導入される空気中に存在する水と反応し、下記（１）～（２）式の過程により、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成する。（１）式は、オゾンと水中に存在する水酸イオン（ＯＨ-）が反応し、ヒドロペルオキシドラジカル（・ＨＯ2）とスーパーオキシドアニオン（Ｏ2 -）を生成する過程を示す。（２）式は、オゾンとヒドロペルオキシドラジカルが反応し、酸素とヒドロキシラジカルを生成する過程を示す。なお、（１）式や（２）式以外にも多くの反応が連鎖的に生じ得るが、ここでは代表的な２つの反応式のみを記載している。
　Ｏ3 ＋ ＯＨ- → ・ＨＯ2 ＋ Ｏ2 -　‥‥（１）
　Ｏ3 ＋ ・ＨＯ2 → ２Ｏ2 ＋ ・ＯＨ　‥‥（２）
　処理領域内で生成されたヒドロキシラジカルは、オゾンよりも酸化力が強く、ガス導入口から導入される揮発性有機化合物と反応して揮発性有機化合物を分解処理することができる。そして、揮発性有機化合物は、ヒドロキシラジカルとの酸化分解反応過程を経て、最終生成物である二酸化炭素（ＣＯ2）や水（Ｈ2Ｏ）等にまで分解処理される。
　しかし、処理領域内のオゾンの量が低下したり、揮発性有機化合物の量が増加したりすると、処理領域では流れ込んでくる揮発性有機化合物に対して、生成されるヒドロキシラジカルの量が少なくなる。そうすると、揮発性有機化合物とヒドロキシラジカルとの反応によって生成されて、さらにヒドロキシラジカルと反応して最終生成物へと処理されるべき中間生成物の一部が、ヒドロキシラジカルと反応することなく、そのままガス排出口から徐々に排出され始める。
　その後、処理領域内のオゾンの量がさらに低下したり、揮発性有機化合物の量がさらに増加したりすると、ガス導入口から導入された揮発性有機化合物の一部が、ヒドロキシラジカルと反応することなく、そのままガス排出口から徐々に排出され始める。そして、ガス排出口から排出される揮発性有機化合物の濃度は、処理領域内のオゾンの量の低下や、揮発性有機化合物の量の増加に伴って上昇し、いずれ許容濃度を超える濃度の揮発性有機化合物がガス排出口から排出されるようになる。
　そこで、上記構成とすることで、ガス排出口から許容濃度を超える濃度の揮発性有機化合物が排出される前に、オゾンの供給量の低下に起因してヒドロキシラジカルと反応せずに残存した中間生成物を検知することができる。つまり、ガス排出口から許容濃度よりも高い濃度の揮発性有機化合物が排出されるようになる前に、オゾンの供給量の低下や揮発性有機化合物の増加を検知することができる。
　上記ガス処理装置において、
　前記中間生成物は、一酸化炭素（ＣＯ）であっても構わない。
　一酸化炭素を検知するガスセンサは、揮発性有機化合物を検知するガスセンサに比べて、低い濃度を連続的に検知可能なものが市販されている。さらに、市販されている一酸化炭素を検知するガスセンサの中には、ｐｐｂレベルの非常に低い濃度を検知可能なセンサが存在する。
　つまり、中間生成物が一酸化炭素であることで、揮発性有機化合物の量や濃度を直接検知するような構成と比較して、僅かな処理能力の低下も検知することができるガス処理装置を、安価に構成することができる。
　上記ガス処理装置において、
　前記処理対象ガスに含まれる前記揮発性有機化合物は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、キシレン、オルトフタルアルデヒド、エチレンオキサイド、及びニコチンからなる群に属する一種又は二種以上であっても構わない。
　上述の揮発性有機化合物のうち、一例として、ホルムアルデヒドは、下記（３）～（５）式の酸化分解処理過程により、最終生成物である二酸化炭素（ＣＯ2）や水（Ｈ2Ｏ）等にまで分解処理される。揮発性有機化合物がホルムアルデヒドの場合は、下記（４）式に示すように、中間生成物として一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。
　ＨＣＨＯ ＋ ・ＯＨ → ・ＣＨＯ ＋ Ｈ2Ｏ　‥‥（３）
　・ＣＨＯ ＋ Ｏ2 → ＣＯ ＋ ・ＨＯ2　‥‥（４）
　ＣＯ ＋ ・ＯＨ → ＣＯ2 ＋ Ｈ　‥‥（５）
　なお、それぞれの分解処理過程の説明は省略するが、それぞれの揮発性有機化合物と中間生成物との組み合わせは、「発明を実施するための形態」において示される。
　上記ガス処理装置は、
　前記処理領域内に波長２００ｎｍ以下の紫外光を照射可能な光源を備え、
　前記処理対象ガスは、前記処理領域内を通流中に前記紫外光が照射されることで生成された前記オゾンが供給されるものであっても構わない。
　空気中には酸素が含まれており、空気中の酸素に波長が２００ｎｍ以下の紫外光が照射されると、下記（６）～（７）式の過程によりオゾンが生成される。
　Ｏ2 ＋ ｈν → Ｏ（1Ｄ） ＋ Ｏ（3Ｐ）　‥‥（６）
　Ｏ（1Ｄ） ＋ Ｏ2 → Ｏ3　‥‥（７）
　したがって、上記構成とすることで、ガス導入口から導入されてくる空気に含まれる酸素からオゾンを生成し、随時処理領域内にオゾンを供給することができる。
　上記ガス処理装置は、
　前記ガスセンサによって検知された前記中間生成物の検知量又は検知濃度が所定の基準値以上である場合には、警告信号を出力する信号出力部を備えていても構わない。
　上記構成とすることで、警告信号を受信した時に、揮発性有機化合物の流路を自動遮断する遮断装置、警報を鳴らす警報器や退避指示を表示する表示装置等とを組み合わせたシステムを構築することができる。このようなシステムを構築することで、工場内の管理者や作業者等が、紫外光源の交換時期や、近いうちに揮発性有機化合物がガス排出口から排出され始める可能性があることを認識することができる。
　本発明のガス検知装置は、
　空気を含む通流ガス中に揮発性有機化合物が含まれるか否かを検知するためのガス検知装置であって、
　前記通流ガスを導入するガス導入口と、
　前記通流ガスに対してオゾンが供給される処理領域と、
　前記処理領域の後段に設けられ、前記通流ガスの酸化分解反応過程で生成される中間生成物を検知するガスセンサと、を備えたことを特徴とする。
　処理領域内に供給するオゾンの量を調整することで、処理領域内で生成されるヒドロキシラジカルの量が調整される。そして、ガス導入口に導入される通流ガスに揮発性有機化合物が含まれていた場合は、揮発性有機化合物とヒドロキシラジカルとの酸化分解反応過程で生じた中間生成物が処理領域の後段に向かって通流する。
　そこで、上記構成とすることで、中間生成物を検知することで、間接的に通流ガスに揮発性有機化合物が含まれているか否かを検知することができる。
　上記ガス検知装置において、
　前記中間生成物は一酸化炭素（ＣＯ）であっても構わない。
　上記ガス検知装置において、
　前記通流ガス中に含まれる前記揮発性有機化合物はホルムアルデヒドであり、
　０．１ｐｐｍ以下のホルムアルデヒドを検出するものであっても構わない。
　揮発性有機化合物の一種であるホルムアルデヒドは、揮発性有機化合物の中でも、人体に対する毒性が強く、労働環境における管理濃度／許容濃度を０．１ｐｐｍ以下とすることが推奨される。
　上述したように、一酸化炭素を検知するガスセンサは、市販されている一酸化炭素を検知するガスセンサの中には、ｐｐｂレベルの非常に低い濃度を検知可能なセンサが存在する。つまり、ガス検知装置は、上記構成とすることで、これまで困難とされた０．１ｐｐｍ以下のホルムアルデヒドであっても検知することができる。
　本発明によれば、許容される濃度以上の揮発性有機化合物が排出され始める前に、処理能力の低下や揮発性有機化合物の存在を検知できるガス処理装置及びガス検知装置が実現される。
ガス処理装置の一実施形態の構成を模式的に示す図面である。 図１のガス処理装置において、紫外光源の出力が低下した状態を模式的に示す図面である。 図１のガス処理装置において、紫外光源の出力が低下した状態を模式的に示す図面である。 ヒドロキシラジカルの生成量と、ガス排出口から排出されるガス中のそれぞれの物質の濃度との関係を示すグラフである。 検証に用いた実験系全体を模式的に示す図面である。 ガス検知装置の一実施形態の構成を模式的に示す図面である。 ガス処理装置の別実施形態の構成を模式的に示す図面である。 ガス処理装置の別実施形態の構成を模式的に示す図面である。 ガス処理装置の実施態様の一例を模式的に示す図面である。
　以下、本発明のガス処理装置及びガス検知装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。
　［ガス処理装置］
　まずは、ガス処理装置１の構成について説明する。図１は、ガス処理装置１の一実施形態の構成を模式的に示す図面である。図１に示すように、ガス処理装置１は、筐体１０と、信号出力部１６と、警報器１７とを備える。
　筐体１０は、図１に示すように、内側に処理対象ガスＧｘを処理する処理領域１１が形成されており、外側から処理領域１１に処理対象ガスＧｘを導入するガス導入口１２と、処理領域１１を通過した処理対象ガスＧｘを筐体１０内から排出するガス排出口１３とを備える。そして、筐体１０の処理領域１１内には、図１に示すように、紫外光源１４が設けられており、ガス排出口１３と紫外光源１４との間に、ガスセンサ１５が設けられている。
　処理対象ガスＧｘは、揮発性有機化合物と空気とを含み、本実施形態では揮発性有機化合物がホルムアルデヒドＧ１である場合で説明される。また、空気には、酸素Ｇ２と水Ｇ３が含まれており、図１では、図面の都合上、処理対象ガスＧｘに含まれる物質のうち、ホルムアルデヒドＧ１（●）と、酸素Ｇ２（■）と、水Ｇ３（▲）とを図示している。
　紫外光源１４は、処理領域１１内を通流中の空気に含まれる酸素Ｇ２に紫外光Ｌ１を照射し、上述した（６）～（７）式の過程によって、図１に示すように、処理領域１１内にオゾンＧ４（□）を供給する。なお、本実施形態のガス処理装置１が備える紫外光源１４は、発光スペクトルにおけるピーク波長が１７２ｎｍの紫外光Ｌ１を出射するエキシマランプとしたが、紫外光源１４は、処理領域１１内に波長２００ｎｍ以下の紫外光を照射可能な光源であれば、エキシマランプ以外の光源であっても構わない。念のため、（６）～（７）式を再掲する。
　Ｏ2 ＋ ｈν → Ｏ（1Ｄ） ＋ Ｏ（3Ｐ）　‥‥（６）
　Ｏ（1Ｄ） ＋ Ｏ2 → Ｏ3　‥‥（７）
　波長が１７２ｎｍの紫外光Ｌ１は、空気に含まれる酸素Ｇ２によってすぐに吸収されてしまうため、紫外光源１４から約１０ｍｍ程度の範囲までしか到達しない。したがって、図１においては、筐体１０と紫外光源１４との離間距離が大きく図示されているが、処理対象ガスＧｘが紫外光源１４の周辺を通流するように、処理領域１１の一部が狭く構成されていても構わない。
　ガスセンサ１５は、ホルムアルデヒドＧ１の分解処理過程における中間生成物を検知するセンサである。なお、本発明における「中間生成物」とは、供給されたオゾンや、オゾンによって生成される酸素ラジカル（Ｏ（1Ｄ）、Ｏ（3Ｐ））やヒドロキシラジカルと、揮発性有機化合物との間で生じる連鎖的な酸化分解反応の途中過程で生成される生成物を指す。中間生成物については、後述される処理工程の説明において詳述されるが、本実施形態のガス処理装置１が備えるガスセンサ１５は、ホルムアルデヒドＧ１の分解処理過程で中間生成物として発生する一酸化炭素Ｇ８（図面では〇に格子状のハッチングを施した図形で示される）を検出するセンサである。一酸化炭素Ｇ８を検知するガスセンサ１５は、例えば、電気化学方式や半導体方式等のセンサを採用し得る。
　信号出力部１６は、ガスセンサ１５が検知した、通流するガス中に含まれる中間生成物の濃度が所定の基準値以上であることを検出すると、警報器１７に対して警告信号Ｓ１を出力する。警報器１７は、信号出力部１６から出力された警告信号Ｓ１が入力されると、後述される図２に示すように、警告音を発するように構成されている。なお、信号出力部１６は、ガスセンサ１５が検知した中間生成物の濃度ではなく、中間生成物の量が所定の基準値以上であることを検知した時に、警告信号Ｓ１を出力するように構成されていても構わない。
　本実施形態では、信号出力部１６から出力される警告信号Ｓ１が、警報器１７に入力されて警報を発する構成としたが、警報器１７の代わりに表示装置を備え、信号出力部１６から警告信号Ｓ１が出力されると、当該表示装置が警告画面を表示するように構成されていてもよい。
　また、ガス処理装置１へ処理対象ガスＧｘの導入を制御する制御部を設け、信号出力部１６から警告信号Ｓ１が出力されると、当該制御部が自動的に処理対象ガスＧｘの導入を停止させるように構成されていても構わない。また、例えば、ガス処理装置１の処理能力の低下が、紫外光源１４の紫外光Ｌ１を出射する領域に付着した汚れによるものと考えられ、ランプの出力をさらに上げることができるような場合は、一時的にランプの出力を上げて、ガス処理装置１の正常時の処理能力を維持するように構成されていても構わない。なお、信号出力部１６を備えず、ガスセンサ１５が出力する電気信号を、オシロスコープ等で直接モニタする構成であっても構わない。
　［ガス処理過程］
　次は、ガス処理過程について説明する。図１に示すように、ガス導入口１２から導入されたホルムアルデヒドＧ１と空気（酸素Ｇ２と水Ｇ３）とを含む処理対象ガスＧｘは、紫外光源１４の周辺を通流する。この時、紫外光源１４から出射される紫外光Ｌ１が、酸素Ｇ２に照射され、上記（６）～（７）式の過程によって処理領域１１内にオゾンＧ４が供給される。
　処理領域１１内に供給されたオゾンＧ４は、ガス導入口１２から導入される水Ｇ３と反応し、上述した（１）～（２）式の過程等により、ヒドロキシラジカルＧ５（図面では□に格子状のハッチングを施した図形で示される）を生成する。なお、上述したように、（１）式や（２）式以外にも多くの反応が連鎖的に生じ得るが、図１では、模式的に単にオゾンＧ４からヒドロキシラジカルＧ５が生成されるように図示されている。念のため、（１）～（２）式を再掲する。
　Ｏ3 ＋ ＯＨ- → ・ＨＯ2 ＋ Ｏ2 -　‥‥（１）
　Ｏ3 ＋ ・ＨＯ2 → ２Ｏ2 ＋ ・ＯＨ　‥‥（２）
　処理領域１１内で発生したヒドロキシラジカルＧ５は、上述した（３）～（５）式の分解処理過程により、図１に示すように、ホルムアルデヒドＧ１を最終生成物である二酸化炭素Ｇ６（〇）や水Ｇ７（△）等にまで分解処理する。念のため、（３）～（５）式を再掲する。
　ＨＣＨＯ ＋ ・ＯＨ → ・ＣＨＯ ＋ Ｈ2Ｏ　‥‥（３）
　・ＣＨＯ ＋ Ｏ2 → ＣＯ ＋ ・ＨＯ2　‥‥（４）
　ＣＯ ＋ ・ＯＨ → ＣＯ2 ＋ Ｈ　‥‥（５）
　上記（３）～（５）式に示すように、処理領域１１内で発生したヒドロキシラジカルＧ５は、上記（３）式のホルムアルデヒドＧ１との反応と、上記（５）式の一酸化炭素Ｇ８との反応に用いられる。
　紫外光源１４の出力が十分高い状態では、処理領域１１内に十分な量のオゾンＧ４が生成され、上記（３）式及び上記（５）式の処理に必要な量のヒドロキシラジカルＧ５が生成される。そして、ホルムアルデヒドＧ１は、最終生成物である二酸化炭素Ｇ６や水Ｇ７にまで分解処理され、図１に示すように、これらの最終生成物がガス排出口１３からガス処理装置１の外側へと排出される。
　経時的な劣化等により紫外光源１４の出力が低下し始めると、上記（６）～（７）式の反応が発生する頻度が少なくなり、処理領域１１内に供給されるオゾンＧ４の量が低下する。そうすると、上記（１）～（２）式の反応が発生する頻度が少なくなり、処理領域１１内に供給されるヒドロキシラジカルＧ５の量が低下する。
　図２は、図１のガス処理装置１において、紫外光源１４の出力が低下した状態を模式的に示す図面であり、図３は、図１のガス処理装置１において、図２よりもさらに紫外光源１４の出力が低下した状態を模式的に示す図面である。紫外光源１４の出力が低下し、処理領域１１内に供給されるヒドロキシラジカルＧ５の量が低下すると、上記（５）式の反応が起こりにくくなる。そうすると、図２に示すように、一酸化炭素Ｇ８の一部が、ヒドロキシラジカルＧ５と反応しないままガス排出口１３側に向かって通流するようになる。
　そして、紫外光源１４周辺からガス排出口１３側に向かって通流する一酸化炭素Ｇ８は、ガスセンサ１５によって検知される。この時、信号出力部１６が検知した一酸化炭素Ｇ８の濃度が基準値以上であった場合は、信号出力部１６が警報器１７に警告信号Ｓ１を出力し、図２に示すように、警報器１７が警報を発する。
　紫外光源１４の出力がさらに低下し、処理領域１１内に供給されるヒドロキシラジカルＧ５の量がさらに低下すると、上記（３）式と上記（５）式のいずれの反応もが起こりにくくなる。そうすると、図３に示すように、ホルムアルデヒドＧ１の一部が、ヒドロキシラジカルＧ５と反応しないままガス排出口１３に向かって通流するようになる。
　つまり、紫外光源１４の出力が低下してくると、まず、ガス排出口１３から一酸化炭素Ｇ８が排出されるようになり、さらに紫外光源１４の出力が低下すると、ガス排出口１３から、ホルムアルデヒドＧ１が排出されるようになる。
　ここで、ガス排出口１３から排出される物質の濃度と、ヒドロキシラジカルの生成量との関係を説明する。図４は、ヒドロキシラジカルＧ５の生成量と、ガス排出口１３から排出されるガス中のそれぞれの物質の濃度との関係を模式的に示すグラフである。図４に示すグラフの縦軸は、図１に示す構成において、ガス排出口１３から排出されるガスに含まれる各物質の濃度を示し、横軸は、ガス導入口１２から導入されるホルムアルデヒドＧ１に対して、上述の（３）～（５）式の反応に必要なヒドロキシラジカルＧ５の量を１００としたときの、相対値を示している。なお、図４に示すグラフは、ガス処理装置１のガス導入口１２から、空気と混在して、濃度が１０ｐｐｍとなるように調整されたホルムアルデヒドＧ１が導入された場合の関係が示されている。
　まずは、ヒドロキシラジカルの生成量が高い状態、すなわち、紫外光源１４の出力が高い状態から説明する。図４に示すように、紫外光源１４の出力が低下し、ヒドロキシラジカルＧ５の生成量が１００の状態から低下してくると、二酸化炭素Ｇ６の濃度が減少するとともに、一酸化炭素Ｇ８の濃度が上昇する。これは、上記（５）式の反応が徐々に起こりにくくなることによる。
　さらに紫外光源１４の出力が低下し、ヒドロキシラジカルＧ５の生成量が低下するにつれて、ホルムアルデヒドＧ１の濃度が上昇し、上昇していた一酸化炭素の濃度が下降するようになる。これは、上記（３）式の反応が徐々に起こりにくくなり、一酸化炭素が生成されにくくなることによる。
　上記構成とすることで、ガス排出口１３から許容濃度を超える濃度のホルムアルデヒドＧ１が排出される前に、ガス排出口１３から排出される一酸化炭素Ｇ８を検知することができる。つまり、ガス排出口１３から許容濃度よりも高い濃度の揮発性有機化合物が排出されるようになる前に、オゾンＧ４の供給量の低下や、揮発性有機化合物の増加を検知することができる。
　そして、基準値以上の濃度の一酸化炭素Ｇ８を検知した場合、信号出力部１６から警告信号Ｓ１が出力されて、警報器１７が警告音を発するため、ガス排出口１３から許容濃度を超える濃度のホルムアルデヒドＧ１が排出される前に、作業者や管理者が紫外光源１４の交換時期や、揮発性有機化合物の漏洩の危険を認識することができる。
　なお、上述したように、ホルムアルデヒドの場合は、工場等における管理濃度／許容濃度を０．１ｐｐｍ以下とすることが推奨・規定されている。つまり、図４に示すように、ガス排出口１３から排出されるガスに含まれるホルムアルデヒドＧ１の濃度が０．１ｐｐｍを超える前に警告を発したり、揮発性有機化合物の導入を停止したりする必要がある。したがって、一酸化炭素Ｇ８の濃度の検知範囲は、図４に示す範囲Ａ１内に設定されることが好ましい。
　［検証］
　ヒドロキシラジカルの生成量が低下してきたときに、ガス排出口１３から排出されるガスが、許容濃度を超える濃度のホルムアルデヒドＧ１を含むようになる前に、一酸化炭素Ｇ８を検知可能であることを確認する検証実験を行った。以下、本検証について説明する。
　（実験系の構成）
　まずは、実験系の構成について説明する。図５は、本検証に用いた実験系全体を模式的に示す図面である。図５に示すように、本検証に用いた実験系は、ヒュームフード５０と、流量計５１と、オゾンフィルタ５２とを備え、図１に示す構成のガス処理装置１が、流量計５１とオゾンフィルタ５２との間に接続されている。
　また、ヒュームフード５０は、図５に示すように、ホルムアルデヒドＧ１を発生させるためにホルマリンが入ったシャーレが載置されるホットプレート５０ａと、酸素Ｇ２と水Ｇ３とを含む空気を取り込むとともに、ガス処理装置１を通流したガスを実験系の外側に配出するためのブロワ５０ｂとを備えている。ブロワ５０ｂは、不図示のインバータによって、流量計５１が示す数値が所定の数値となるように回転数が自動制御される。
　まず、ブロワ５０ｂが送風動作を開始し、図５に示すように、ヒュームフード５０の外側から取り込まれた酸素Ｇ２と水Ｇ３とを含む空気が、ヒュームフード５０に接続された流路内に順次送り込まれる。
　その後、ヒュームフード５０内において、ホルマリンが入ったシャーレがホットプレート５０ａによって加熱されて、ヒュームフード５０内にホルムアルデヒドＧ１を発生する。そして、ホルムアルデヒドＧ１が、酸素Ｇ２と水Ｇ３とを含む空気と混合されて、処理対象ガスＧｘとして流量計５１に導入される。なお、処理対象ガスＧｘに含まれるホルムアルデヒドＧ１の濃度は、ホットプレート５０ａの設定温度によって調整される。
　処理対象ガスＧｘは、流量計５１で流量が測定された後、ガス処理装置１に導入されて処理される。ガス処理装置１から排出された処理済みガスＧｙは、オゾンフィルタ５２を通過することで、ガス処理装置１内で発生したオゾン（不図示）が取り除かれる。オゾンフィルタ５２を通過することでオゾンが取り除かれた排出ガスＧｚは、ブロワ５０ｂによって排気口５３から実験系の外側に排出される。
　（検証方法）
　ガス処理装置１としては、処理領域１１の流路長を１１００ｍｍとした。
　紫外光源１４は、有効発光長が５４０ｍｍ、内径がφ２６ｍｍの円筒状のエキシマランプとし、紫外光Ｌ１の光路長が１０ｍｍとなるように、処理領域１１の一部をガス導入口１２やガス排出口１３より流路径を小さく構成した。
　紫外光源１４（エキシマランプ）に供給する電力は、２５０Ｗとした。
　処理対象ガスＧｘの流量は、流量計５１の表示が１．８ｍ3／ｍｉｎになるように設定された。
　空気に含まれるホルムアルデヒドＧ１の濃度は、０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍとした。
　測定対象とする物質は、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）、最終生成物である二酸化炭素（ＣＯ2）とし、これらの濃度は、排気口５３から排出される排出ガスＧｚを捕集し、ガスＦＴ－ＩＲ（ブルカー：ＭＡＴＲＩＸ－ＭＧ５）を用いて測定した。
　（結果）
　ホルムアルデヒドＧ１のそれぞれの濃度の場合において、ガス排出口１３から排出される排出ガスＧｚに含まれる、それぞれの物質の濃度は、下記の表１のようになった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　処理対象ガスＧｘの濃度が１０ｐｐｍの場合、ほぼ全てのＨＣＨＯが、最終生成物である二酸化炭素にまで処理された。
　ガス導入口１２から導入される処理対象ガスＧｘの濃度が５０ｐｐｍ、及び１００ｐｐｍの場合、中間生成物である一酸化炭素の一部が、ガス排出口１３から排出された。なお、これらの条件では、２０ｐｐｍ以上の濃度で一酸化炭素の存在は確認されたが、ホルムアルデヒドＧ１の濃度は規定値以下であった。
　ガス導入口１２から導入される処理対象ガスＧｘの濃度が２００ｐｐｍでは、濃度が０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドＧ１が検知された。
　紫外光源１４であるエキシマランプは、いずれのホルムアルデヒドＧ１の濃度の条件においても、２５０Ｗの電力が供給されるため、処理領域１１内には、多少の誤差はあるものの、ほぼ同量のヒドロキシラジカルが生成されると考えられる。したがって、ホルムアルデヒドＧ１の濃度が高い条件ほど、ホルムアルデヒドＧ１の分解反応に必要なヒドロキシラジカルの量が大きくなり、ある濃度以上になると、ヒドロキシラジカルが不足することになる。
　そして、ガス導入口１２から導入されるホルムアルデヒドＧ１に対して、処理領域１１内で生成されるヒドロキシラジカルが不足してくると、処理されなかったホルムアルデヒドＧ１が許容濃度を超える濃度で排出される前に、中間生成物である一酸化炭素Ｇ８がガス排出口１３から排出される。
　以上より、ホルムアルデヒドＧ１の濃度が５０ｐｐｍ以上では、上述した（５）式に示す反応に必要なヒドロキシラジカルが不足し、排気口５３からホルムアルデヒドＧ１が排出される前に、中間生成物である一酸化炭素が排出されることが確認される。そして、ホルムアルデヒドＧ１の濃度が２００ｐｐｍ以上となると、上述した（３）式に示す反応に必要なヒドロキシラジカルが不足し、排気口５３からホルムアルデヒドＧ１が排出されることが確認される。
　［ホルムアルデヒド以外の揮発性有機化合物の処理］
　上述の実施例では、揮発性有機化合物がホルムアルデヒドＧ１、中間生成物が一酸化炭素Ｇ８の場合を説明したが、対象とする揮発性有機化合物、及び中間生成物はこれらの組み合わせに限られない。ここでは、上述の実施例とは異なる例の一つとして、揮発性有機化合物がイソプロピルアルコール、中間生成物が酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）の場合を示す。
　イソプロピルアルコールは、下記（８）～（１２）式の分解処理過程により、最終生成物である二酸化炭素（ＣＯ2）や水（Ｈ2Ｏ）等にまで分解処理される。
　Ｃ3Ｈ8Ｏ ＋ ２Ｏ ／ ２・ＯＨ → Ｃ3Ｈ6Ｏ ＋ ２・ＯＨ／２Ｈ2Ｏ　‥‥（８）
　Ｃ3Ｈ6Ｏ ＋ ・ＯＨ → ＣＨ3ＣＯＯＨ ＋ ・ＣＨ3　‥‥（９）
　ＣＨ3ＣＯＯＨ ＋ ・ＯＨ → ＣＯ2 ＋ ＣＨ3 ＋ Ｈ2Ｏ　‥‥（１０）
　ＣＨ3ＣＯＯＨ ＋ ・ＯＨ → ＣＨ3ＣＯＯ ＋ Ｈ2Ｏ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 → ＣＯ ＋ ＣＨ3Ｏ　‥‥（１１）
　・ＣＨ3Ｏ ＋ Ｏ → ＨＣＨＯ ／ ・ＣＨ3 ＋ Ｏ2　‥‥（１２）
　以上のようにして、イソプロピルアルコールは分解処理される。そして、中間生成物である酢酸をガスセンサ１５によって検出することで、イソプロピルアルコールが処理されずに規定値以上の量、又は濃度でガス排出口１３から排出され始める前に、ガス処理装置１の処理能力が低下を検知することができる。なお、酢酸を検出するガスセンサは、例えば、接触燃焼方式、又はＰＩＤ方式のガスセンサ等を採用し得る。
　それぞれの詳細な分解処理経路は説明しないが、処理対象となる揮発性有機化合物と中間生成物の組み合わせの例を、上述の例も含めて下記の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上の表２に示す揮発性有機化合物と中間生成物の組み合わせは、揮発性有機化合物よりも、分解処理の過程で生成される中間生成物の濃度をより高精度に測定可能な組み合わせを示すものである。なお、ガス処理装置１は、上記以外の揮発性有機化合物と中間生成物の組み合わせにも適用可能であり、上の表２に示された組み合わせに限定されるものではない。
　［ガス検知装置］
　本発明のガス検知装置６０の構成につき、ガス処理装置１と異なる箇所を中心に説明する。
　図６は、ガス検知装置６０の一実施形態の構成を模式的に示す図面である。ガス検知装置６０は、図６に示すように、筐体１０と、信号出力部１６と、警報器１７とを備える。
　筐体１０は、図６に示すように、内側に通流ガスＧｔに対してオゾンが供給される処理領域１１が形成されており、外側から処理領域１１に通流ガスＧｔを導入するガス導入口１２と、処理領域１１を通過した通流ガスＧｔを筐体１０内から排出するガス排出口１３とを備える。そして、筐体１０の処理領域１１内には、図６に示すように、オゾンを供給する手段として紫外光源１４が設けられており、ガス排出口１３と処理領域１１との間、すなわち、処理領域１１の後段に、ガスセンサ１５が設けられている。
　通流ガスＧｔは、揮発性有機化合物と空気とを含み、本実施形態では揮発性有機化合物がホルムアルデヒドＧ１である場合で説明される。また、空気には、酸素Ｇ２と水Ｇ３が含まれており、図６では、図面の都合上、通流ガスＧｔに含まれる物質のうち、ホルムアルデヒドＧ１（●）と、酸素Ｇ２（■）と、水Ｇ３（▲）とを図示している。
　紫外光源１４は、処理領域１１内を通流中の空気に含まれる酸素Ｇ２に紫外光Ｌ１を照射し、上述した（６）～（７）式の過程によって、図６に示すように、処理領域１１内にオゾンＧ４（□）を供給する。なお、本実施形態のガス検知装置６０が備える紫外光源１４は、発光スペクトルにおけるピーク波長が１７２ｎｍの紫外光Ｌ１を出射するエキシマランプとしたが、紫外光源１４は、処理領域１１内に波長２００ｎｍ以下の紫外光を照射可能な光源であれば、エキシマランプ以外の光源であっても構わない。念のため、（６）～（７）式を再掲する。
　Ｏ2 ＋ ｈν → Ｏ（1Ｄ） ＋ Ｏ（3Ｐ）　‥‥（６）
　Ｏ（1Ｄ） ＋ Ｏ2 → Ｏ3　‥‥（７）
　波長が１７２ｎｍの紫外光Ｌ１は、空気に含まれる酸素Ｇ２によってすぐに吸収されてしまうため、紫外光源１４から約１０ｍｍ程度の範囲までしか到達しない。したがって、図６においては、筐体１０と紫外光源１４との離間距離が大きく図示されているが、通流ガスＧｔが紫外光源１４の周辺を通流するように、処理領域１１の一部が狭く構成されていても構わない。
　ガスセンサ１５は、ホルムアルデヒドＧ１の酸化分解反応過程における中間生成物を検知するセンサである。なお、中間生成物については、上述の表２の通りである。一例として、本実施形態のガス検知装置６０が備えるガスセンサ１５は、ホルムアルデヒドＧ１の酸化分解反応過程で中間生成物として発生する一酸化炭素Ｇ８（図面では〇に格子状のハッチングを施した図形で示される）を検出するセンサである。一酸化炭素Ｇ８を検知するガスセンサ１５は、例えば、電気化学方式や半導体方式等のセンサを採用し得る。
　信号出力部１６は、ガスセンサ１５が検知した、通流するガス中に含まれる中間生成物の濃度が所定の基準値以上であることを検出すると、警報器１７に対して警告信号Ｓ１を出力する。これにより、通流ガス中に含まれる揮発性有機化合物の存在を検知することができる。
　［中間生成物の生成過程］
　ガスセンサ１５で検知される中間生成物の生成過程について説明する。ガス導入口１２から導入された揮発性有機化合物（ここではホルムアルデヒドＧ１）と空気（酸素Ｇ２と水Ｇ３）とを含む通流ガスＧｔは、紫外光源１４の周辺を通流する。この時、紫外光源１４から出射される紫外光Ｌ１が、酸素Ｇ２に照射され、上記（６）～（７）式の過程によって処理領域１１内にオゾンＧ４が供給される。
　処理領域１１内に供給されたオゾンＧ４は、ガス導入口１２から導入される水Ｇ３と反応し、上述した（１）～（２）式の過程等により、ヒドロキシラジカルＧ５（図面では□に格子状のハッチングを施した図形で示される）を生成する。なお、上述したように、（１）式や（２）式以外にも多くの反応が連鎖的に生じ得るが、図６では、模式的に単にオゾンＧ４からヒドロキシラジカルＧ５が生成されるように図示されている。念のため、（１）～（２）式を再掲する。
　Ｏ3 ＋ ＯＨ- → ・ＨＯ2 ＋ Ｏ2 -　‥‥（１）
　Ｏ3 ＋ ・ＨＯ2 → ２Ｏ2 ＋ ・ＯＨ　‥‥（２）
　処理領域１１内で発生したヒドロキシラジカルＧ５は、上述した（３）～（４）式の分解反応過程により、図６に示すように、ホルムアルデヒドＧ１を一酸化炭素にまで分解処理する。念のため、（３）～（４）式を再掲する。
　ＨＣＨＯ ＋ ・ＯＨ → ・ＣＨＯ ＋ Ｈ2Ｏ　‥‥（３）
　・ＣＨＯ ＋ Ｏ2 → ＣＯ ＋ ・ＨＯ2　‥‥（４）
　上記（３）～（４）式に示すように、処理領域１１内で発生したヒドロキシラジカルＧ５は、上記（３）式のホルムアルデヒドＧ１との反応に用いられる。
　処理領域１１内で発生したヒドロキシラジカルＧ５は、さらに、上述した（５）式の分解反応過程により、ホルムアルデヒドＧ１を最終生成物である二酸化炭素Ｇ６（〇）や水Ｇ７（△）等にまで分解処理する。念のため、（５）式を再掲する。
　ＣＯ ＋ ・ＯＨ → ＣＯ2 ＋ Ｈ　‥‥（５）
　上記（５）式に示すように、処理領域１１内で発生したヒドロキシラジカルＧ５は、上記（５）式の一酸化炭素Ｇ８との反応で消費される。つまり、ヒドロキシラジカルＧ５の生成量が不足する状態とすることで、中間生成物である一酸化炭素Ｇ８が生成されやすくなる。
　そこで、ガス検知装置６０は、ガス導入口１２から導入されるホルムアルデヒドＧ１に対して、上述した（５）式の反応が起こりにくくなるように、紫外光源１４に供給する電力を調整され、処理領域１１内に発生させるヒドロキシラジカルの生成量を調整してもよい。また、処理領域１１における湿度を低減することによって、ヒドロキシラジカルではなく酸素ラジカルが生成されやすい環境に調整してもよい。
　このような調整がなされることで、ガス導入口１２から導入される通流ガスＧｔにホルムアルデヒドＧ１が含まれていた場合、図６に示すように、ホルムアルデヒドＧ１の酸化分解反応過程で生じ、その後ヒドロキシラジカルと反応せずに残存した中間生成物である一酸化炭素Ｇ８が、ガス排出口１３側、すなわち、処理領域１１の後段に向かって通流する。
　また、ガス排出口１３から排出される物質の濃度と、ヒドロキシラジカルの生成量との関係は、図４で説明のとおりである。そして、一酸化炭素Ｇ８を検知した場合、信号出力部１６から警告信号Ｓ１が出力されて、ガス排出口１３にホルムアルデヒドＧ１が存在することを検知することができる。
　ガス検知装置６０は、ガス排出口１３側に向かって通流する一酸化炭素Ｇ８を、処理領域１１の後段に設けられたガスセンサ１５で検知することで、間接的に通流ガスＧｔにホルムアルデヒドＧ１が含まれていることを検知することができる。
　なお、ガス検知装置６０についても、ガス処理装置１の場合と同様に、検知対象となる中間生成物は、市販のガスセンサで高精度に検知可能な一酸化炭素であることが好ましいが、検知対象とする揮発性有機化合物は、ホルムアルデヒドＧ１以外であってもよく、検出する中間生成物は、一酸化炭素以外であっても構わない。ガス検知装置６０は、例えば、ガス処理装置１の説明で上述したように、揮発性有機化合物がイソプロピルアルコール、中間生成物が酢酸という組み合わせ等にも適用できる。
　［別実施形態］
　以下、別実施形態につき説明する。
　〈１〉　図７は、ガス処理装置１の別実施形態の構成を模式的に示す図面である。ガス処理装置１は、図７に示すように、電極７０ａ間で放電を発生さることで、処理対象ガスＧｘに含まれる酸素Ｇ２からオゾンＧ４を生成する放電式のオゾナイザ７０が設けられていても構わない。また、ガス処理装置１は、筐体１０の壁面の一部に、オゾンＧ４を導入するための供給口が設けられ、オゾンＧ４が貯留されたボンベからオゾンＧ４を直接供給されるような構成であってもよい。なお、上述の各構成は、ガス検知装置６０においても採用し得る。
　ガス検知装置６０は、空間におけるホルムアルデヒドＧ１の濃度が０．１ｐｐｍ以下の環境下に設置して、空間内にホルムアルデヒドＧ１が含まれるか否かの検知を行うように用いても構わない。
　上記構成のガス検知装置６０によれば、これまで困難とされた０．１ｐｐｍ以下の濃度のホルムアルデヒドＧ１を検知することができる。
　〈２〉　図８は、ガス処理装置１の別実施形態の構成を模式的に示す図面である。図８に示すように、ガス処理装置１は、ガスセンサ１５が、ガス排出口１３の後段に設けられていても構わない。当該構成によれば、ホルムアルデヒドＧ１やその他の物質等によってガスセンサ１５が汚染され、中間生成物の検知感度が低下してきたと想定される場合等に、筐体１０を分解したり、筐体１０をダクトから取り外したりすることなく、ガスセンサ１５のみを簡単に交換することができる。
　なお、図８に示す構成では、ガスセンサ１５と筐体１０とが離間するように配置されているが、ガスセンサ１５は、筐体１０と接触するように配置されていても構わない。
　〈３〉　図９は、ガス処理装置１の実施態様の一例を模式的に示す図面である。図９に示すように、ガス処理装置１は、ヒュームフード５０から排出される揮発性有機化合物が含まれる処理対象ガスＧｘを分解処理し、処理済みガスＧｙとしてヒュームフード５０内に戻すための循環流路を構成する要素として設けられていても構わない。なお、図９に示す構成では、ヒュームフード５０とガス処理装置１が別体として構成されているが、ガス処理装置１がヒュームフード５０内に組み込まれて、一体的に構成されていても構わない。
　また、本実施態様のように、処理済みガスＧｙに含まれる中間生成物をより高精度に検知するため、複数のガスセンサ１５が、筐体１０内の処理領域１１を通過した処理済みガスＧｙが通流する位置に配置されていても構わない。なお、ガスセンサ１５は、処理領域１１を通過した処理対象ガスＧｘが通流する位置、すなわち、処理済みガスＧｙが通流する位置であれば、図９に示すように、ヒュームフード５０内に配置されていても構わない。
　ここで、本実施態様の動作について簡単に説明する。ヒュームフード５０の運転が開始すると、ブロワ５０ｂが動作し、図９において破線矢印で示す方向に流れる気流を発生させる。ガス処理装置１は、吸気口５０ｃから流れ込む処理対象ガスＧｘを取り込み、所定の処理を実施して処理済みガスＧｙを排出する。そして、ガス処理装置１から排出された処理済みガスＧｙは、噴出口５０ｄからヒュームフード５０内に流れ込む。
　ヒュームフード５０に流れ込んだ処理済みガスＧｙは、ホルムアルデヒドＧ１や、ヒュームフード５０外から取り込まれた酸素Ｇ２や水Ｇ３と混ざり、処理対象ガスＧｘとして再び吸気口５０ｃからガス処理装置１に流れ込む。その後は、上述の動作が繰り返されることで、ヒュームフード５０内のホルムアルデヒドＧ１が順次処理される。そして、ガス処理装置１の処理能力の低下等により、いずれかのガスセンサ１５が中間生成物である一酸化炭素を検知した場合には、対応する信号出力部１６から警報器１７に対して警告信号Ｓ１が出力される。
　上記態様によれば、処理済みガスＧｙをヒュームフード５０外に排出しないため、ガス処理装置１の処理能力低下を検知できるとともに、揮発性有機化合物のごく僅かな漏洩をも抑制することができる。
　なお、本実施態様は、ヒュームフード５０の態様で説明されているが、例えば、ダクトと、ガス処理装置１とを介して、処理済みガスＧｙが循環するように構成された、実験室等の所定の空間に対して適用することも想定される。
　〈４〉　上述したガス処理装置１、ガス検知装置６０が備える構成、及びそれぞれの実施態様は、あくまで一例であり、本発明は、図示された各構成に限定されない。
　　　　１　　　　：　　ガス処理装置
　　　１０　　　　：　　筐体
　　　１１　　　　：　　処理領域
　　　１２　　　　：　　ガス導入口
　　　１３　　　　：　　ガス排出口
　　　１４　　　　：　　紫外光源
　　　１５　　　　：　　ガスセンサ
　　　１６　　　　：　　信号出力部
　　　１７　　　　：　　警報器
　　　５０　　　　：　　ヒュームフード
　　　５０ａ　　　：　　ホットプレート
　　　５０ｂ　　　：　　ブロワ
　　　５０ｃ　　　：　　吸気口
　　　５０ｄ　　　：　　噴出口
　　　５１　　　　：　　流量計
　　　５２　　　　：　　オゾンフィルタ
　　　５３　　　　：　　排気口
　　　６０　　　　：　　ガス検知装置
　　　７０　　　　；　　オゾナイザ
　　　７０ａ　　　：　　電極
　　　　Ｇ１　　　：　　ホルムアルデヒド
　　　　Ｇ２　　　：　　酸素
　　　　Ｇ３　　　：　　水
　　　　Ｇ４　　　：　　オゾン
　　　　Ｇ５　　　：　　ヒドロキシラジカル
　　　　Ｇ６　　　：　　二酸化炭素
　　　　Ｇ７　　　：　　水
　　　　Ｇ８　　　：　　一酸化炭素
　　　　Ｇｔ　　　：　　通流ガス
　　　　Ｇｘ　　　：　　処理対象ガス（通流ガス）
　　　　Ｇｙ　　　：　　処理済みガス
　　　　Ｇｚ　　　：　　排出ガス
　　　　Ｌ１　　　：　　紫外光
 

Claims (8)

  1. 　揮発性有機化合物が空気に混在してなる処理対象ガスを導入するガス導入口と、
    　前記処理対象ガスに対してオゾンが供給される処理領域と、
    　前記処理領域を通過した前記処理対象ガスを排出するガス排出口と、
    　前記処理領域を通過した前記処理対象ガスの酸化分解反応過程で生成される中間生成物を検知するガスセンサとを備えることを特徴とするガス処理装置。
  2. 　前記中間生成物は、一酸化炭素（ＣＯ）であることを特徴とする請求項１に記載のガス処理装置。
  3. 　前記処理対象ガスに含まれる前記揮発性有機化合物は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、キシレン、オルトフタルアルデヒド、エチレンオキサイド及びニコチンからなる群に属する一種又は二種以上であることを特徴とする請求項２に記載のガス処理装置。
  4. 　前記処理領域内に波長２００ｎｍ以下の紫外光を照射可能な光源を備え、
    　前記処理対象ガスは、前記処理領域内を通流中に前記紫外光が照射されることで生成された前記オゾンが供給されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
  5. 　前記ガスセンサによって検知された前記中間生成物の検知量又は検知濃度が所定の基準値以上である場合には、警告信号を出力する信号出力部を備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のガス処理装置。
  6. 　空気を含む通流ガス中に揮発性有機化合物が含まれるか否かを検知するためのガス検知装置であって、
    　前記通流ガスを導入するガス導入口と、
    　前記通流ガスに対してオゾンが供給される処理領域と、
    　前記処理領域の後段に設けられ、前記通流ガスの酸化分解反応過程で生成される中間生成物を検知するガスセンサとを備えたことを特徴とするガス検知装置。
  7. 　前記中間生成物は一酸化炭素（ＣＯ）であることを特徴とする請求項６に記載のガス検知装置。
  8. 　前記通流ガス中に含まれる前記揮発性有機化合物はホルムアルデヒドであり、
    　０．１ｐｐｍ以下のホルムアルデヒドを検出することを特徴とする請求項６又は７に記載のガス検知装置。
     
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