JPH02307510A - オゾン分解器 - 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、気体等に含まれるオゾンを分解するためのオ
ゾン分解器に関する。

〈従来の技術〉 気体中に含まれるオゾンは不快臭を発し、喉や肺の粘膜
を刺激するなどして健康にも悪影響を与えるため、環境
衛生上の見地から、これを除去することが求められてい
る。

オゾンの除去方法としては、従来より活性炭、ゼオライ
ト等の多孔性物質を用いる吸着法、Ｍ　ｎ　０２等の触
媒を用いる酸化分解法等が用いられていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来のオゾンの除去方法はいずれも満足
しうるちのではなかった。

すなわち、吸着法の場合は、吸着剤が飽和するたびに再
生、交換等を要し、メンテナンスに多大の労力と費用が
必要であった。

また、酸化分解法では、吸着法の場合のような問題はな
いものの、従来使用されていたオゾン分解用触媒では十
分にオゾンを酸化分解することができないか、あるいは
高負荷条件下（高濃度、高ＳＶ）において触媒が劣化す
るという問題があった。

これらの問題を解消させるために、オゾン含有排ガスの
温度を上げることが考えられるが、昇温コストが高くな
るため実用的ではない。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであって、高
負荷条件下（高濃度、高ＳＶ）においても高い反応速度
でオゾンを酸化分解することができ、しかも経済的なる
オゾン分解器を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明のオゾン分解器は、オゾン分解用触媒および導電
性材料を通気性基材に付着させた触媒層をケーシング内
に装着し、この触媒層の両端に導電線を接続したもので
ある。

すなわち、本発明は、オゾン分解用触媒および導電性材
料を付着させた通気性基材に導電線から通電することに
より、前記導電性材料が抵抗体となって発熱し、これに
よって通気性基材に担持された触媒が加熱されることを
利用したものであって、触媒の加熱により触媒表面での
オゾンの分解が効率よく行われ、高負荷条件下でも触媒
の劣化が防止され、長期間にわたって効果を持続させる
ことができる。しかも、ガス自体を昇温させるものでは
ないため、経済的である。

本発明において使用される通気性基材としては、例えば
ポリエステル等の有機繊維、シリカ繊維、ガラス繊維な
どから作つた織布、さらにポリエステルｍ維、セラミッ
クファイバー、カーボンファイバー等の不織布があげら
れる。これらの基材は１００℃以上、好ましくは１５０
℃以上の耐熱性を有しているのが好ましい。また、波形
、蛇腹形等の任意の形状で使用するために折り曲げ等の
機械的加工性にすぐれたものであるのが好ましい。

さらに、このものは触媒や導電性材料の担持能力にすぐ
れていることが条件とされる。

また、基材の有する通気性は、反応性および圧力損失の
上から重要であり、通気度が１０００Ｃ４・Ｓ〜５０　
ｆｌ　４−ｓ　ｓ空隙率が８５％以上であるのが好まし
い。通気度が前記範囲より小なるときは、反応性は増大
するが、圧力損失が大きくなるため好ましくない。一方
、通気度が過度に大きい場合は、圧力損失はなくなるが
、反応性が低下する傾向にある。

使用される触媒としては、従来よりオゾンの分解能を有
するものとして公知である触媒、例えばＭ　ｎ　Ｏ２、
Ｃｕ　Ｏｓ　Ｆ　ｅ　ｚ　Ｏ３、Ａ　ｇ　２０　％　Ｎ
　１０、Ｃｏ３０４　、Ｐ　ｔ、Ｐｄ等の１種または２
種以上を組み合わせたもの、さらに本発明者らがすでに
出願しているＭｎ０２−ＴｉＯ２、Ｍｎ０２−アルカリ
金属および／またはアルカリ土類金属酸化物、酸化物生
成エンタルピーが１００ｋｃａｌ／ｇ酸素原子以下の金
属を担持したゼオライト触媒をあげることができる。

ここで、触媒の基材への担持量は約５０〜２５０％であ
るのが好ましい。担持率がこの範囲よりも大なるときは
それに見合うオゾン分解効率の改善がなく、経済的に不
利であり、また担持率がこの範囲よりも小なるときは充
分な窒素酸化物除去効果が得られない。

また、導電性材料としては、例えばグラファイト、カー
ボンファイバー、炭化ケイ素、銀、ニッケルクロム合金
、クロムアルミニウム合金、ステンレス等があげられる
。導電性材料の形状は特に制限されるものではなく、粉
体、ウィスカー状、短繊維等の種々の形状で使用するこ
とができる。

導電性材料の付着量は約２０〜６０％であるの好ましく
、これよりも付着量が少ないと、導電性が得られないの
で、十分な発熱が得られず、またこれよりも大なるとき
は触媒とオゾンとの接触を阻害するおそれがある。

前記触媒や導電性材料の付着方法としては、これらの成
分を含有したスラリーに前記基材を浸漬−して付着させ
る方法、不織布基材を用いる場合はその抄成時に前記成
分を含有させる方法等があげられる。

第１図に本発明のオゾン分解器の一例を示す。

第１図のオゾン分解器は、筒形のケーシング１内に、オ
ゾンを含む排ガスの流れ方向（矢印で示す）に沿って複
数の触媒層２を一定間隔で並設したものであり、排ガス
は各触媒層２の面に対して垂直に強制通過される。

第２図は第１図で使用した通気性基材３を示す平面図で
あり、同図ではその本体４の両端に電極５を取付け、こ
れに導電線６が接続される。

第３図は排ガスとの接触効率を高めるために波形の触媒
層２′を使用したほかは第１図に示したオゾン分解器と
同様である。

第４図は第３図で使用した通気性基材８を示す平面図で
あり、同図ではその本体７０両端に電極５を取付け、こ
れに導電線６が接続される。

第５図は触媒層１１を矢印で示す排ガスの流れ方向に対
して垂直な方向に一定間隔で並設したものであり、排ガ
スは各触媒層１１の面に対して平行に強制通過される。

ここで使用する触媒層１１は第１図に示した触媒層２と
同じものが使用可能である。

さらに、第６図は１枚の触媒層９を蛇腹状に折り畳んで
枠形のケーシング１０内に収容したものであり、矢印は
オゾン含有排ガスの流れ方向を示している。触媒層９は
前記と同様に発熱基材の片面または両面にフィルタが重
ね合わされている。

また、発熱基材の両端には図示しない電極が取付けられ
、これにリード線が接続されて、発熱基材を発熱させる
ように構成されている。触媒層９を装着したケーシング
１０はそのままオゾン排出口（図示せず）に取付けられ
るほか、複数個を並設してオゾン含を排ガスが順次通過
するようにしてもよい。

触媒を担持する発熱基材の発熱温度は３０℃以上、好ま
しくは４０℃以上、より好ましくは５０℃以上であるの
が適当である。触媒温度が３０℃を下回ると、オゾンが
触媒と反応し、生成する高原子価酸化物が分解されず、
触媒中に酸素が蓄積するので、分解サイクル速度が徐々
に低下し、その結果分解反応速度（分解活性）が低下す
るため、好ましくない。

また、これらの反応速度が低下しない温度は、触媒活性
成分および単位触媒量へのオゾンの負荷量（単位時間あ
たりのオゾン量）によって決まる。

これらを表す量として、本発明者らは、面積速度（ＡＶ
Ｓａｒｅａ　　ｖｅｒｏｃｉｔｙ　　ｍ’４ＩＩＨｒ・
・・反応量（Ｎ　ｍ’　／　Ｈ）を単位容積の触媒あた
りのガス接触面積（ｒ＋ｔ’４？）で除した値である）
と入口オゾン濃度（ｐｐｍ）との積（以下、ＣＡという
）を用いて表した。例えばＣＡがｔｏｏｏｏｏのとき、
Ｍ　ｎ　０２触媒では、６０℃であり、ＭｎＯｚ−Ａｇ
２０触媒（Ｍｎ０２８０重量％、Ａｇｚ　０２０重量％
）では５５℃、ＭｎＯｚ−Ａｇ２０−Ｔ　ｉ　０２触媒
（Ｍｎ０２７０重量％、Ａｇｚ０１０重量％、Ｔｉ０ｚ
２０重量％）では４０℃である。また、ＣＡが１０００
のとき、上記各触媒でそれぞれ５５℃、５０℃および３
５℃である。

また、オゾン分解率は、同一温度、同一オゾン濃度条件
下ではＡＶによって規定されるが、使用した基材の孔の
大きさや触媒層中での触媒の担持状態等によって変化す
る。

〈実施例〉 次に、実施例をあげて本発明のオゾン分解器を詳細に説
明する。ただし、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 比表面積３２ｍ’／ｇ−平均粒子径５０μであるＭｎ０
ｚ　−Ａｇｚ　０−ＴｉＯ２（ＭｎＯｚ　８０重量％、
Ａｇｚ０１０重量％、ＴｉｏｚｌＯ重量％）の５０ｇと
、５ｉ０２ゾル（日産化学■製のスノーテックスＯ）の
１００ｇと、グラファイト粉末５０ｇ（和光純薬製の導
電性材料）と、水とを充分に混合して濃度１００　ｇ／
Ｎのスラリーを調製した。このスラリーに、ガラスクロ
ス（ユニチカエムグラス社製、Ｌｓ　ｓ　Ｆ　ｔ　１０
０（１、通気度３０１４・８１寸法３０ｓｓＸ　３５ｍ
ｍ）を浸漬し、引き上げた後、ドライヤーにて熱風乾燥
して触媒層を得た。このとき、担持率は１４６％であっ
た。ついで、３５ｍ５辺側に銅電極を取付けた。得られ
た触媒層の抵抗は２１０Ωであった。

このものを、第１図に示すようにしてケーシング１内に
１〜７層となるように並設した。このとき、ガラスクロ
スはガスの流れ方向に対して金網の前面に配置した。１
〜７層までの長さは７０＋ａｍとした。このオゾン分解
器の単一容積あたりのガス接触面積は１００ｍ’４であ
った。

実施例２ 実施例１で用いたと同じスラリーにセラミックファイバ
ーベーパー（オリエンタルアスベスト社製、坪量９０ｇ
１厚さ５ｍｍ、寸法３０麿■Ｘ　３５１ｍｍ）を浸漬し
、ドライヤーにて熱風乾燥して担持率１２５％の触媒層
を得たほかは実施例１と同様にしてオゾン分解器を得た
。ここで、得られた触媒層の抵抗は１９３Ωであった。

オゾン分解試験 実施例１および２で得られた各オゾン分解器を用いてオ
ゾン分解試験を行った。すなわち、エアーをオゾン発生
器に通じて所定濃度のオゾンを含有させた後、オゾン分
解器に導入し、オゾン分解器を通過したエアー中のオゾ
ン濃度をオゾン分析計にて測定し、次式によりオゾン分
解率を求めた。

その結果を次表に示す。

（ＣＩ　−Ｃ２）／Ｃ＋　Ｘ１００ ただし、 ＣＩ・・・オゾン分解器の人口でのオゾン濃度Ｃ２・・
・オゾン分解器の出口でのオゾン濃度このとき、オゾン
分解器内の触媒層には電流を通じさせて次表に示す温度
に加熱した。その他の反応条件およびオゾン分解率も次
表に示す。なお、触媒層の温度およびガス出口温度はは
それぞれ測温抵抗体により測定した。

また、表において、ガス出口温度および入口オゾン濃度
の出口１人口とはオゾン分解器の出口。

入口をそれぞれ意味している。

（以下余白） 表から、触媒層への通電により触媒層の温度を上げるほ
ど、オゾン分解率が高く、その効果が長期間にわたって
持続していることがわかる。

〈発明の効果〉 このように、本発明では、オゾン分解用触媒および導電
性材料を付着させた通気性基材に導電線から通電するこ
とにより、発熱体となって触媒が加熱され、その結果触
媒表面でのオゾンの分解が効率よく行われ、高負荷条件
下でも触媒の劣化力≧防止され、長期間にわたって効果
を持続させることができる。しかも、ガス自体を昇温さ
せるものではないため、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオゾン分解器の一例を示す概略断面図
、第２図は発熱基材の例を示す平面図、第３図は本発明
のオゾン分解器の他の例を示す概略断面図、第４図は第
３図のオゾン分解器に使用する発熱基材を示す概略斜視
図、第５図および第６図はそれぞれ本発明のオゾン分解
器のさらに他の例を示す概略斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、オゾン分解用触媒および導電性材料を通気性基材に
   付着させた触媒層をケーシング内に装着し、この触媒層
   の両端に導電線を接続したことを特徴とするオゾン分解
   器。