JP2000237529A - 臭気成分処理装置及び処理方法 - Google Patents

臭気成分処理装置及び処理方法

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JP2000237529A
JP2000237529A JP11037158A JP3715899A JP2000237529A JP 2000237529 A JP2000237529 A JP 2000237529A JP 11037158 A JP11037158 A JP 11037158A JP 3715899 A JP3715899 A JP 3715899A JP 2000237529 A JP2000237529 A JP 2000237529A
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gas
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ozone
discharge
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Yosuke Maeda
洋輔 前田
Shigeo Saiki
茂夫 斉木
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Takuma Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理空気中の臭気成分の処理を経済的かつ
効率的に行うこと。 【解決手段】 流速が7m/s以上30m/s以下の範
囲に保たれている臭気成分を含有した被処理ガスに放電
を行うことで、前記臭気成分を酸化分解することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫化水素、メチル
メルカプタン等の臭気成分を含有する被処理ガスが通過
するガス流通部に、被処理ガスに対し放電を行う放電部
を設けた臭気成分処理装置あるいは被処理ガスの臭気成
分濃度を低減させる臭気成分処理方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、被処理ガス中における硫化水素等
の臭気成分の処理は、放電により発生したオゾンを用い
て臭気成分の酸化処理を促進することで行われていた。
大容量の臭気成分を含有したガスを、オゾンを用いて酸
化処理する場合は、被処理ガスを処理する被処理ガス処
理部とは別個の場所で酸素含有気体中放電を行いオゾン
を発生させ、その発生オゾンを被処理ガス処理部中の被
処理ガスに混入させ臭気成分を酸化処理していた。この
ような処理方法を行うには、一対の電極間に誘電体を配
置して無声放電を可能に構成したオゾナイザーを臭気成
分処理装置として用い、乾燥空気などの酸素含有ガスを
前記一対の電極間に供給してオゾンを発生させ、そのオ
ゾンを臭気成分を含有した被処理ガスに供給し、臭気成
分を酸化処理可能に構成していた。また、小容量の臭気
成分を含有したガスを、オゾンを用いて酸化処理する場
合は、被処理ガス処理部中の被処理ガスに直接放電を行
い、被処理ガスにて直接オゾンを発生させ、被処理ガス
における臭気成分とオゾンの反応を行うことで、臭気成
分の酸化処理を行っていた。このような方法を行う装置
としては高純度アルミナセラミックの裏面に面状の誘導
電極を、表面に線状の放電電極を設け、この誘導電極と
放電電極の間に電圧を印加させ、放電電極よりセラミッ
ク表面にグロー放電を発生させるオゾナイザーを用い、
誘導電極と放電電極の間に臭気成分を含有する被処理ガ
スを通過させ、被処理ガス中で直接オゾンを発生させ、
臭気成分を酸化処理可能に構成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、オゾンにより
被処理空気中の臭気成分の処理を行う場合、オゾンの酸
化能力は比較的高いとはいえ、臭気成分とオゾンの反応
性は低く、被処理ガス中のオゾン濃度はその臭気成分の
反応当量の数倍必要であった。特に比較的高濃度の臭気
成分を処理する場合、該高濃度臭気成分の数倍のオゾン
量が必要となり、高濃度のオゾンを発生させるためのオ
ゾナイザに使用される放電電気量は、オゾナイザによる
オゾンの発生効率の低さとあいまって、巨大なものであ
り経済的に問題が指摘される場合があった。
【0004】また、大容量の臭気成分を含有したガスを
処理する場合、被処理ガス中の臭気成分とオゾンの反応
の促進を図るため、被処理ガスとオゾンの混合攪拌や、
水噴霧等の酸化分解反応を促進するための手段を別途設
けるが必要があった。また、小容量の臭気成分を含有し
たガスを処理する場合では、放電により発生可能なオゾ
ン量にはある程度限界があるため、被処理ガス中の臭気
成分量が多いと、臭気成分に対する反応当量の数倍のオ
ゾンを発生させることは困難な場合があり、そのため被
処理ガス処理部に導入される被処理ガスの処理量を制限
し、被処理ガスに対するオゾン量を上昇させることで臭
気成分を処理する場合があった。また、オゾンにより被
処理空気中の臭気成分の処理を行う場合、反応当量以上
のオゾンを供給するので、多量の余剰未反応オゾンを処
理する必要があり、オゾン処理剤の経費も別途必要な場
合があった。そこで、本発明の課題は、被処理空気中の
臭気成分の処理を経済的かつ効率的に行うことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
オゾンを用いた被処理ガス中の臭気成分処理の問題に鑑
み、新たな被処理ガス中の臭気成分の処理を考え鋭意研
究したところ、臭気成分を含有した被処理ガスを特定の
流速に保ち、係る被処理ガスに放電を行うことで、前記
臭気成分の酸化分解処理を極めて効率的かつ経済的に行
えることを実験的に知見し、この知見に基づいて本発明
を完成させた。即ち、この目的を達成するための本発明
臭気成分処理装置の特徴構成は、臭気成分を含有した被
処理ガスが通過するガス流通部に、その被処理ガスに対
して放電を行う放電部を設けた臭気成分処理装置であっ
て、前記放電部を通過する被処理ガスの流速を7m/s
以上30m/s以下の範囲に保つ流速調整機構を有する
ことにある。また、前記放電部の下流側に、臭気成分と
酸素の反応を行う気相反応槽を有し、前記気相反応槽内
での前記被処理空気の流速が1m/s以下となるように
前記気相反応槽を形成してある構成を採用しても良い。
また、この目的を達成するための本発明臭気成分処理方
法の特徴構成は、流速が7m/s以上30m/s以下の
範囲に保たれている臭気成分を含有した被処理ガスに放
電を行うことで、前記臭気成分を酸化分解処理すること
にある。
【0006】[作用]本発明者らは、臭気成分を含有した
被処理ガスが通過するガス流通部に、その被処理ガスに
対して放電を行う放電部を設けた臭気成分処理装置を用
い、前記放電部を通過する被処理ガスの流速を7m/s
以上30m/s以下の範囲に保たれた状態にて、その被
処理ガスに放電を行った場合、被処理ガス中の臭気成分
が酸化され分解処理が促進される事実に基づいて本発明
を完成させた。即ち、理論に拘泥するつもりはないが、
かかる現象は、流速が7m/s以上30m/s以下の範
囲に保たれている臭気成分を含有した被処理ガスに放電
を行った場合、放電により放出された電子が臭気成分分
子及び被処理ガス中の酸素分子にエネルギを与え、臭気
成分分子及び酸素分子が活性状態にされた後、順次高速
で放電部から離脱するため、電子と基底状態の分子との
衝突確率が上昇する事により、効率よく活性分子が生成
されるため、被処理ガス中の臭気成分が効率よく反応し
酸化分解が促進されるものと考えられる。更には、臭気
成分中には窒素が存在するが、放電により与えられた電
子が窒素分子にエネルギを与え、窒素分子を活性状態に
し、活性状態の窒素分子が、基底状態の酸素分子や臭気
成分分子と衝突することで、酸素分子や臭気成分分子に
エネルギを与え、それらの分子を活性状態にし、臭気成
分と酸素の反応を促進することがあるものと考えられ
る。
【0007】また、本件発明者は、放電部を流れる被処
理空気の流速がある範囲では、活性状態分子の発生量と
流速に相関関係が存在することを見出した。即ち、被処
理空気の流速を上昇させ、放電部を流れる被処理空気の
流速が7m/s以上となると、放電により与えられた電
子と、被処理ガス中における基底状態の酸素分子や臭気
成分等との衝突効率が上昇し、活性状態分子の生成効率
が良くなる傾向が存在する。一方、放電部を流れる被処
理空気の流速が25m/s以上では、被処理空気中の活
性状態分子の生成効率に飽和傾向がある場合があるた
め、被処理空気の流速を上昇させることに使用する臭気
成分処理装置の装置電力の供給増加にもかかわらず、被
処理空気中の活性状態分子の発生、即ち、被処理空気中
の臭気成分の酸化分解処理効率の上昇は微量であり、結
果として臭気成分処理装置全体としてみれば経済的な臭
気成分の分解処理がなされていないことになる。更に、
放電部を流れる被処理空気の流速が30m/s以上で
は、高速で流れる空気によって放電が阻害され却って分
解効率が悪くなる。これらの現象は電源差の性能によっ
て若干変化するが、いずれの場合も分解効率のピークは
7m/s〜30m/sの中にある。従って、被処理ガス
中の臭気成分を経済的かつ効率的に酸化分解処理するた
めには、放電を行う放電部を流れる被処理ガスの流速を
7m/s以上30m/s以下の範囲に保つことが好適と
考えられる。
【0008】尚、臭気成分となる被酸化物質が存在しな
い清浄空気の場合は放電による副生成物としてオゾンが
発生する場合があるが、被処理空気中に一定濃度以上の
被酸化物質である臭気成分が存在する場合はオゾンは発
生しないか、発生したとしても発生量は極わずかとな
る。これは、被処理空気中に一定濃度以上の臭気成分が
存在する場合は、放電により与えられた電子が被処理空
気中の酸素及び臭気成分を活性状態にさせ、活性状態の
酸素同士が反応することでオゾンを生成するよりも早
く、活性状態の酸素と活性状態の臭気成分が反応する傾
向が強いからと考えられている。
【発明の効果】従って、被処理空気中の酸素と臭気成分
を直接反応させて、被処理空気中の臭気成分を酸化分解
処理することが可能となり、後述の実施の形態で示すよ
うに、本願発明臭気成分処理装置は、オゾンを用いた臭
気成分処理装置と比較し、臭気成分処理装置全体に使用
する電力エネルギに対する臭気成分の分解効率は非常に
上昇したものとなった。また、本願発明では、活性状態
の酸素がオゾンに変化するよりも臭気成分と反応し酸化
分解処理する反応がより進行するため、副反応生成物と
してのオゾン発生量を非常に少く抑制することが可能と
なった。
【0009】
【発明の実施の形態】本願発明臭気成分処理装置は、被
処理ガスを装置内部に導入する被処理ガス導入口2、臭
気成分を含有した被処理ガスが通過するガス流通部A、
被処理ガスを装置外部に排出する被処理ガス排気口5で
基本構成されている。ガス流通部Aには、複数の放電部
3と、ガス流通部Aのうち放電部3近傍の被処理ガス流
路である放電ガス流通部7、複数設けられた放電部3に
均等に被処理ガスを分配導入させるために設けられてい
る分配ダクト1と、放電部3を通過した被処理ガス中の
活性状態の酸素と活性状態の臭気成分の充分な反応を行
うための気相反応槽8と、被処理ガスに放電を行うこと
で発生する微量のオゾンを分解処理するための触媒槽6
と、ガス流通部Aにおける被処理ガスの流れを一定に形
成するための誘引ファン4が含有されている。
【0010】臭気成分の一例としての硫化水素(H
2S)を含有した被処理ガスは、被処理ガス導入口 2よ
り装置内部に導入され、分配ダクト1に導入される。被
処理ガスは、分配ダクト1により複数設けられた放電部
3に均等に分配導入される。被処理ガスの処理風量が比
較的多い場合であっても、経済的に被処理空気に放電を
行うことができるように、放電部3は複数設けられてい
る。即ち、多量の被処理空気を処理するためには、放電
ガス流通部7の断面積を大きくする方が望ましいが、放
電ガス流通部7の断面積の拡大と同じく、放電部3の電
極間距離を拡大した場合、放電部3に一定の電場を供給
するために、放電部3に印可する電圧を上昇させる必要
が生じ、結果として装置全体に供給する電力が増大す
る。そのため、放電部3に印可する電圧を上昇させず
に、放電部3に一定の電場を供給するため、放電部3は
複数設けられているのである。被処理空気の処理風量が
4000m3/hの時は、0.1m×0. 25mの開口
面積の放電部3を4個設置するのが好適である。このよ
うに、放電部3を複数にしてそれぞれの場所で放電を行
い被処理ガスにほぼ均一に電子の放射を行うことができ
るため、効率よく酸素及び硫化水素を活性状態にでき
る。
【0011】放電部3にはそれぞれ放電電極が設置され
ており、被処理ガスはそこで放電電極からの電子の照射
を受ける。放電により与えられた電子が被処理ガス中の
硫化水素および酸素にエネルギを与えることにより、硫
化水素と酸素が活性状態となる。また、放電により与え
られた電子が被処理ガス中の窒素にエネルギを与え、活
性状態の窒素分子は基底状態の酸素分子や硫化水素と衝
突することによりエネルギを与え、それらを活性状態に
させる。
【0012】放電部3の下流には気相反応槽8が設けら
れており、気相反応槽8は放電部3の容積と比較し十分
に大きな箱状となっている。即ち、気相反応槽8内での
前記被処理空気の流速が1m/s以下となるように前記
気相反応槽8が形成されている。狭小な高圧放電部を通
過した被処理空気は気相反応槽8で一挙に膨張拡張さ
れ、活性分子と臭気成分が混合される。また、被処理ガ
ス中の活性状態の酸素、硫化水素並びに窒素等が前記気
相反応槽周壁に到達し難い構造となっており、生成した
活性状態の酸素、硫化水素並びに窒素等が気相反応槽周
壁に衝突することによるエネルギの喪失を防ぎやすい構
造となっている。
【0013】被処理ガスが気相反応槽8に導入される
と、活性状態の酸素、硫化水素等が気相反応槽8内で拡
散混合され、硫化水素と酸素の反応が充分に促進され、
水と硫黄に酸化分解される。
【0014】気相反応槽8の下流側には、被処理ガスに
放電を行うことで副生成物として発生する微量のオゾン
を吸着処理するための触媒槽6が設けられている。触媒
槽6に用いられている触媒は、吸着剤であるアルミナシ
リカゲルを主体に活性炭を配合、成形したもので、オゾ
ンが活性炭と反応することで、二酸化炭素と酸素に分解
処理される。
【0015】前記放電部3を通過する被処理ガスの流れ
を一定に形成するための誘引ファン4が触媒槽6の下流
側に設けられている。誘引ファン4は、被処理ガスの流
速の調節を行う流速調整機構としての役割を果たし、放
電部2を通過する被処理ガスの流速を7m/s以上30
m/s以下の範囲に保つように、誘引ファン4のファン
回転数を調整することができる。
【0016】本発明に係る臭気成分を活性状態にするこ
とで臭気成分を処理する臭気成分処理装置と、従来のオ
ゾンを用いる臭気成分処理装置の臭気成分を処理するに
当たる放電エネルギの利用効率を比較した。臭気成分と
して単位体積あたり硫化水素を0.14ppm、メチル
メルカプタンを0.23ppm、硫化メチルを5.3p
pm含有した処理風量2000m3/hの被処理空気
を、 オゾンを用いる臭気成分処理装置で処理を行う場
合、反応に必要なオゾンの理論上の値は通常約11.2
ppmである。オゾンを用いる臭気成分処理装置で、臭
気成分を処理する場合、上記必要な理論オゾン量の5倍
必要とすると、240g/hのオゾン発生能力が必要と
なる。尚、理論オゾン量の数倍程度のオゾン量が必要と
されるのは、自己分解による消失や臭気成分と未反応の
まま排泄されてしまうからである。オゾンナイザのオゾ
ン発生能力を40g/KWとした場合、その時の消費電
力量は6KWとなる。一方、同一成分濃度、同一処理風
量の被処理空気を、臭気成分を活性状態にすることで臭
気成分を処理する臭気成分処理装置で処理を行う場合、
その時の消費電力量は1KWに過ぎない。更には、オゾ
ンを用いる臭気成分処理装置で臭気成分の処理を行う場
合、理論オゾン量の数倍程度投入した過剰のオゾンを処
理する必要があり、過剰のオゾンを処理するための触媒
を設けるためのコストが必要となるばかりでなく、過剰
のオゾンが触媒により処理されずに、装置外部に排出さ
れ場合は人体に有害である。従って、本発明に係る臭気
成分を活性状態にすることで臭気成分を処理する臭気成
分処理装置は、従来のオゾンを用いる臭気成分処理装置
と比較して、放電エネルギの利用効率が優れているとい
える。
【0017】[別実施の形態]上記発明の実施の形態で
は、被処理ガス中の臭気成分として硫化水素を例示した
が、メチルメルカプタン、トリメチルアミン、アセトア
ルデヒド等も除去可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係る臭気成分処理装置を表す図
【符号の説明】
1 分配ダクト 2 被処理空気導入口 3 放電部 4 誘引ファン 5 被処理排気口 6 触媒槽 7 放電ガス流通部 8 気相反応槽 A ガス流通部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 臭気成分を含有した被処理ガスが通過す
    るガス流通部に、その被処理ガスに対して放電を行う放
    電部を設けた臭気成分処理装置であって、 前記放電部を通過する被処理ガスの流速を7m/s以上
    30m/s以下の範囲に保つ流速調整機構を有する臭気
    成分処理装置。
  2. 【請求項2】 前記放電部の下流側に、臭気成分と酸素
    の反応を行う気相反応槽を有し、前記気相反応槽内での
    前記被処理空気の流速が1m/s以下となるように前記
    気相反応槽を形成してある請求項1記載の臭気成分処理
    装置。
  3. 【請求項3】 流速が7m/s以上30m/s以下の範
    囲に保たれている臭気成分を含有した被処理ガスに放電
    を行うことで、前記臭気成分を酸化分解する臭気成分処
    理方法。
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