JPH02107338A - 汚染ガス分解用触媒体及びその用途 - 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〕 本発明は汚染ガス除去用設備に係わシ、特に冷Ｒ庫、空
気調節機等の空気循環系の脱臭に好適な空気浄化用触媒
体に関する。

〔従来の技術〕

従来、冷蔵庫及び空気調節機等の脱臭方法としては活性
炭等の脱臭剤を用いる方法が一般的に行われていた。ま
た各Ｓ製造工場等から排出される汚染ガス、すなわち悪
臭、有害ガスに関しては活性炭等の吸着剤による方法以
外に、酸化触媒層を通してこれらの有害成分を分解する
方法も用いられている。この場合、処理の対象となる排
ガスの温度を触媒が有効に作用する温度以上に加熱する
必要があるが、触媒層のハニカム状発熱体を用いて触媒
コンバーター自体を通電加熱して効率を上げる方法（％
開昭５５−２２８９０号）も提案されている。また、酸
化チタン若しくは酸化亜鉛の存在下で窒素酸化物を含む
気体に紫外線を照射することにより有害ガスの処理を行
う方法（％開昭６１１５５１２５号）も提案されている
ｅ、また、オゾンを用いて悪臭成分を酸化分解する方法
（特開昭５４−６０２８９号）も提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はそれぞれ利点はめるものの悪臭成分の除
去効率が不充分である、電気エネルギーの消費が多すぎ
る、装置が大炎シになるなどの欠点がめった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を改良し、簡
単に確実に効率良く汚染ガスを除去できる汚染ガス分解
用触媒体及びその用途を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は汚染ガス分
解用触媒体に関する発明でアシ、発熱可能な基体上に、
汚染ガスを光分解する能力を有する触媒及び／又は汚染
ガスを加熱分解する能力を有する触媒が担持されている
ことを特徴とする。

第２の発明は汚染ガス除去装置に関する発明であって、
上記した触媒体に、汚染ガスを吸着する能力を有する材
料が担持されていることを特徴とする。

第５の発明は、他の汚染ガス除去装置に関する発明であ
って、汚染ガス含有流中に設置される汚染ガス除去装置
において、該装置が、該含有流の上流側に配置した汚染
ガスを吸着する能力を有する材料と、下流側に配置した
該第１の発明の触媒体との組合せからなることを特徴と
する。

第４の発明は、汚染ガスの除去を必要とする機器に関す
る発明であって、当該機器において汚染ガス含有流の流
通する箇所に、上記第２又は第５の発明の汚染ガス除去
装置が設置され−〔いることを特徴とする。

第５の発明は、前記の汚染ガス除去装置の使用方法に関
する発明であって、 汚染ガス含有流を第２又は第３の発明の汚染ガス除去装
置に所定時間流通させて汚染ガスを吸着させ、その後吸
着体を加熱して吸着された汚染ガスを遊離させると共に
、該第１の発明の触媒体を光照射及び／又は加熱して前
記の遊離した汚染ガスを所定時間分解して再生を行うこ
とを特徴とする。

本発明における基体としては、例えば加熱により発熱す
る材料からなる発熱可能なものが用いられ、その典型的
なものとして、通常知られているハニカム構造や網目状
構造や板の積層構造を持つセラミックス及び／又は金属
体が用いられる。材質は特に限定されないが本発明の目
的を達成するためには熱源等、例えば通電により発熱す
ることが必要で、例えばＳｉＣ％ＢａＴｉ０ｍ、安定化
ジルコニア、各種ペロブスカイト型酸化物、　Ｎｉ−Ｃ
ｒなどが使用できる。

また、本発明においては触媒体の加熱及び／又は光照射
は連続的に行う必要はなく、吸着剤への汚染成分の吸着
により吸着能力が低下した後、あるいは低下する直前な
る所足時間後に実施すれば良く間欠的に行うことで充分
目的を達成することができる。

本発明で使用する汚染ガスの吸着能を有する材料の例に
は活性炭があシ、光分解能を有する触媒の例には、酸化
チタンがある。これらの成分はお互いに良く混合してい
る方が効果が大きい。性能を上げるために更に各種の金
属酸化物、例えばＭＯｏ、、ＷＯｈ８ｎＯ１、ＺｎＯ１
硫化物、例えばｚｎｓ　。

ＣａＳ　、又は貴金属、例えばｐｔ％Ｐ（Ｌ、　Ｒｕな
どを加えるのも良い。また基体の貫通孔内壁にアルミナ
、シリカ等の高い比表面積を有する物質をコーティング
した後、触媒成分をコーティングする方法も良い。

また１本発明においては、触媒体の再生時の加熱による
汚染成分、特に悪臭成分の加熱分解、例えば加熱酸化分
解機能を上げるために、各種の加熱分解触媒成分、例え
ばｐｔ、ｐａなどの貴金属、酸化マンガン、酸化コバル
ト、酸化ニッケル、酸化鉄、各種のペロブスカイトなど
を触媒体に加えるのも良い。これらの添加成分を加えた
触媒体では吸着能力が低下した場合の再生を通電加熱の
みで、光照射を省くこともめる程度可能である。

また、触媒体の再生時には空気などのガスを流しながら
行うことも可能であるし、低濃度の悪臭成分を含むガス
を流しながら行うこともできる。

もちろん、ガスを流さないで行うことも可能である。ま
た触媒活性の強い場合には、光照射と加熱の一方のみで
もよい。

〔作　用〕

本発明においては、汚染成分、例えば悪臭成分（例えば
炭化水素、硫黄化合物、。窒素化合物など）はまず触媒
体中の吸着剤に吸着除去される。この吸着剤成分の１つ
としては活性炭が好ましい。吸着剤への汚染成分の吸着
が飽和してしまうと機能が失われ、取替え、又は再生が
必要となる。本発明においては吸着剤成分と同時に又は
後続して汚染成分の光分解活性又は加熱分解活性を持つ
触媒成分が触媒体に含まれているため、再生時に元、好
ましくは紫外光を触媒体に照射することにより及び／又
は加熱により吸着剤に吸着された汚染成分が分解除去さ
れる。したがって、触媒体（又は吸着剤）の吸着能が回
復し、繰返し汚染成分の除去に使用することができる。

この場合触媒体が吸着剤のみから成っている場合には上
記したように、ある一定量の汚染成分を吸着除去した後
は浄化作用が失われる。

また光触媒成分のみでは、処理ガス流通時に絶えず光を
照射しておかないと汚染成分が分解されないため効率が
悪いが、本発明の方法では光照射は間欠的で良いため、
エネルギー効率が良い。

更に本発明の１例においては、これら吸着−光分解用触
媒の基体にセラミックス及び／又は金属からなる通電に
より発熱する材料を用いるところに特徴がめる。再生時
には光照射以外に通電により基体を加熱し触媒体の温度
を上昇させることにより、吸着剤成分に吸着された汚染
成分が脱離し光分解触媒成分の方へ移動し分解され易く
なると共に、熱による分解も起こシ易くなるため効率が
良い。

この場合、加熱は光照射と同じく触媒体の再生時のみで
良いため、従来のような処理ガスを流しながら絶えず通
電加熱により触媒体で汚染成分を分解する方法と比べて
も、電力消費が少なくて済み経済的である。また冷蔵庫
のように加熱が好ましくない装置、器具への適用も可能
でるる。

本発明の汚染ガス除去装置を利用するのが好適な機器の
例としては、冷蔵庫、空気調節機、空気浄化器及び排ガ
ス浄化器などが挙けられる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定さ゛れない。

実施例１ 一体型基体としてＢａＴ１０３　　を素材とした２０ｍ
×２０■、長さ２０■、セル数〜４０個／ｃｒｎ”のハ
ニカムを用意した。このハニカム状基体を活性炭と酸化
チタンを１＝１で含有するスラリーに浸漬し、過剰のス
ラリーを切った後、１５０℃で２時間乾燥し、その後空
気中、５００℃で２時間焼成した。このときのコーテイ
ング量は基体に対しｔデぼ２０重量％である。この触媒
を箱型の反応槽に設置し、悪臭ガス成分の代衣例として
ここではジメチルスルフィド１１００ｐｐ、残空気の模
擬ガスを２ｔ／分の割合で流し、入口側と出口側のジメ
チルスルフィドを分析した。始めは出口側のジメチルス
ルフィド濃度は検出限界以下であったが、約６０分で出
口側にジメチルスルフィドの流出が起こシ始めたので、
飽和吸着に達したことがわかった。そこでキセノンラン
プで２５０　ｎｍの紫外光をハニカム表面に照射すると
共に、ハニカム表面に通電し、基体を２００〜５００℃
に１０分間加熱した。このようにして触媒に吸着したジ
メチルスルフィドを脱離、分解した後、再び模擬ガスを
流して、ジメチルスルフィドの吸着試験を繰返した。そ
の結果、２回目以降は最初の試験時の吸着量の約８５％
を示しており、触媒体は、光照射及び通電加熱によりほ
ぼ再生されており、繰返し使用が可能であることがわか
った。

比較例１ 実施例１と同様の試験において、再生時に光照射のみで
通電加熱しない場合の性能を調べたところ吸着剤の再生
が充分でなく、２回目の吸着量は最初の時に比べ約５０
％に低下していた。また、通電加熱のみでは、２回目の
吸着ｔけ最初の時の６５％でｓｂ、かなシ再生が行われ
ているものの、更に光照射も行ったものに比べて再生が
充分でない。

実施例２ 本実施例では、ＳｉＣを素材とした２０■×２０箇、長
さ２０■、セル数４０個／ｃｒｙ’のハニカムを用意し
た。このハニカム状基体を、活性炭と酸化チタンを１：
１で含有するスラリーに浸漬し、過剰のスラリーを切っ
た後、１５０℃で２時間乾燥し、その後空気中、５００
℃で２時間焼成した。

このときのコーテイング量は基体に対しほぼ１０重ｉｔ
チである。この触媒体の性能を実施例１と同様の方法で
試験した。その結果、飽和吸着後の通電による２００〜
３００℃の加熱及び紫外光の照射により容易に触媒体の
吸着能が回復しており、２回目以降〜１０回目までの吸
着量も１回目のほぼ８５％以上に達していた。

比較例２ 実施例２のＳｉＣハニカム状基体に活性炭のみを１０重
量外コーティングした触媒体を用意し、実施例１と同様
の方法でジメチルスルフィドの除去性能を試験した。そ
の結果、飽和吸着後の通電による２００〜３００℃の加
熱及び紫外光の照射による触媒体の吸着性能の回復は充
分ではなく、２回目の吸着１−Ｆｉ最初の時の４５％・
に過ぎなかった。

したがって光触媒活性を持つ触媒成分も含有する必要が
あることがわかる。

比較例５ 実施例２のＳｌ、Ｃハニカム状基体に酸化チタンのみを
１０重量慢コーティングした触媒体を用意し、実施例１
と同様の方法でジメチルスルフィドの除去性能を試験し
７た。その結果約５分で出口側にジメチルスルフィドの
流出が起こった。この結果より酸化チタンのみでは悪臭
成分の吸着能力が低く実用的でないことがわかった。

実施例３ 一体型基体としてＮｉ−Ｃｒ板をベースとし表面にＡｔ
　を溶射した基板を材料に２０　ｍ　Ｘ　２０■、長さ
２０ｍ、セル数４０個／−のハニカムを用意した。この
ハニカム状基体を市販の活性アルミナを用いて調製した
スラリー中に浸漬、引上げた後００℃で２時間乾燥し、
その後５００℃で２時間焼成した。この操作を４回繰返
したところ、アルミナは約２０重′Ｉｋ％付着した。こ
のアルミナで被覆したハニカムを、実施例１で用いた活
性炭と酸化チタンを１：１で含有するスラリーに浸漬し
、過剰のスラリーを切った後、１５０℃で２時間乾燥し
、その後空気中、５００℃で２時間焼成した。

このときのコーテイング量は基体に対し約１０重ｉｉ％
である。

この触媒体を実施例１と同様の方法で試験した。

その結果、ジメチルスルフィドの流出が起こるまで約３
０分かか夛吸着量も充分にあることがわかった。また、
その後の通電による５００〜４００℃の加熱及び紫外光
の照射によりジメチルスルフイドの吸着除去性能もほぼ
回復し、２回目以降の吸着量も１回目の約８５％を示し
、繰返し使用できることがわかった。

実施例４ 実施例２で用いたＳｉＣ素材のハニカム状基体に活性炭
と酸化チタンと酸化亜鉛を５０：４０：１０の割合で含
有するスラリーをコーテイング後、空気中、５００℃で
２時間焼成した。このときのコ−ティングｉｊｋは基体
に対しほぼ１０重ｔチである。

この触媒体の性能を実施例１と同様の方法で試験した。

その結果、飽和吸着後の通電による２００〜３００℃の
加熱及び紫外光の照射により容易に触媒体の吸着能が回
復しておシ、２回目以降の吸着量も１回目の９０％以上
に達していた。

実施例５ 本実施例では、悪臭成分としてジメチルスルフィドの代
シにメチルメルカプタンを用いて、他は実施例１と同様
の方法で試験した。その結果、メチルメルカプタンの場
合もジメチルスルフィドの場合とほぼ同じく効率良く吸
着除去が可能でかつ、通電加熱及び紫外光照射による再
生も可能であった。

実施例６ 実施例１で用いたものと同じ触媒体を、塩化白金酸、塩
化ルテニウムの水溶液中に各々浸漬し、引上げた後、１
５０℃で２時間乾燥し、その後水素気流中で５００℃２
時間処理した。白金、ルテニウムはそれぞれ金属換算で
１ｌＬ１重量％担持されている。この触媒体を実施例１
と同様の方法で性能を試験した。その結果、飽和吸着後
の通電加熱及び紫外光の照射による触媒体の吸着能の回
復は実施例１の場合よシも高く、２回目の吸着量Ｆｉ１
回目の吸着量の約９０％を示した。

実施例７ 本実施例では通電加熱による悪臭成分の酸化分解機能も
上げるために、実施例１と同様の触媒体に、それぞれ酸
化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化鉄を５
重量慢担持した触媒体を調製した。その後実施例１と同
様の方法で性能を試験した。その結果、いずれの触媒体
においても、飽和吸着後の通電加熱及び紫外光の照射に
よる触媒体の吸着能の回復は良好で、２回目の吸着量は
１回目の８５％以上を示した。またこれらの触媒体は悪
臭成分の酸化分解機能を高めたため、光照射なしの通電
加熱のみでもかなシ再生が進み、いずれの触媒体でも２
回目の吸着量は１回目の７０〜７５％を示した。

〔発明の効果〕

本発明によればガス中の汚染成分、特に悪臭成分を効率
良く分解除去できる。特に触媒体（吸着剤）の再生を効
率良く行うことが可能である。

特許出願人　株式会社　日立製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発熱可能な基体上に、汚染ガスを光分解する能力を
   有する触媒及び／又は汚染ガスを加熱分解する能力を有
   する触媒が担持されていることを特徴とする汚染ガス分
   解用触媒体。 ２、該基体が、加熱により発熱する材料からなるもので
   ある請求項１記載の汚染ガス分解用触媒体。 ３、該基体が、通電により発熱するセラミックス及び／
   又は金属からなるものである請求項１記載の汚染ガス分
   解用触媒体。 ４、請求項１記載の触媒体に、汚染ガスを吸着する能力
   を有する材料が担持されていることを特徴とする汚染ガ
   ス除去装置。 ５、汚染ガス含有流中に設置される汚染ガス除去装置に
   おいて、該装置が、該含有流の上流側に配置した汚染ガ
   スを吸着する能力を有する材料と、下流側に配置した請
   求項１記載の触媒体との組合せからなることを特徴とす
   る汚染ガス除去装置。 ６、汚染ガスの除去を必要とする機器において、汚染ガ
   ス含有流の流通する箇所に、請求項４又は５に記載の汚
   染ガス除去装置が設置されていることを特徴とする機器
   。 ７、該機器が、冷蔵庫、空気調節機、空気浄化器又は排
   ガス浄化器である請求項６記載の機器。 ８、汚染ガス含有流を請求項４又は５記載の汚染ガス除
   去装置に所定時間流通させて汚染ガスを吸着させ、その
   後吸着体を加熱して吸着された汚染ガスを遊離させると
   共に、請求項１記載の触媒体を光照射及び／又は加熱し
   て前記の遊離した汚染ガスを所定時間分解して再生を行
   うことを特徴とする汚染ガス除去装置の使用方法。 ９、該加熱を、加熱ガス流及び／又は通電発熱により行
   う請求項８記載の使用方法。