JPH03293018A - オゾン含有ガスの浄化装置及び浄化方法 - 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、オゾン含有ガスの浄化装置及び浄化方法に関
する。

［従来の技術］ オゾンは強力な酸化作用を有するため、上水、下水、工
場廃液、有害ガス等の浄化、殺菌、脱硝、脱臭処理等に
広く用いられている。通常これらの処理においては、酸
化処理を充分に行なわせるため過剰のオゾンが使用され
てあり、処理後に未反応のオゾンが余剰として空気中に
排出されている。

また、電子写真複写機等のコロナ放電を伴う装置からも
オゾンが空気中に排出されている。かかるオゾンは、非
常に臭気の強い気体であり、空気中にＱ、ｌｐｐｍ以上
の濃度で存在する場合は人体に悪影響を及ぼすため、環
境衛生上、オゾン含有ガスを浄化し、０．Ｏ５ｐｐｍ以
下の濃度まで無害化することが要望されている。

従来、活性炭を用いてオゾン含有ガスを浄化する方法が
知られている。活性炭は、その優れた吸着性能により、
オゾン含有ガス中のオゾン（０３）を吸着し、酸素原子
（０）を炭素（Ｃ）と反応させて二酸化炭素（ＣＯ２＞
の形で放出する。

また、伯の浄化方法として、アルミナ、シリカ、チタニ
ア等のセラミック粉末からなるペレット担体や、コージ
ェライト、紙等からなるハニカム担体にマンガン、ニッ
ケル、コバルト、クロム、銅、銀、白金、パラジウム、
ロジウム等を担持させたオゾン分解触媒を用いたものも
知られている。このオゾン分解触媒を用いた浄化方法の
中には、セラミック繊維でベレット担体を成形し、かか
るペレット担体にマンガン、鉄等を担持させたものを用
いるものもある（特開昭６２−２０１６４８号公報）。

また、活性炭の表面に銀を展着させたオゾン分解触媒も
知られている（特公昭５６−１７９３９号公報）。オゾ
ン分解触媒は、その優れた分解性能により、オゾン（０
３）を酸素（０２）に分解して放出する。かかるオゾン
分解触媒のうち、ベレット触媒は、ハニカム触媒より反
応面積が小さいため、低濃度域で反応速度が遅延し、般
にｌｐｐｍを超える中濃度から数１１００Ｄｐ以上の高
濃度までのオゾン含有ガス浄化用として用いられている
。一方、反応面積の比較的大きなハニカム触媒は一般に
ＬｐＤｍ以下の低濃度のオゾン含有ガス浄化用として用
いられている。

［発明が解決しようとする課題］ 活性炭のみを用いた浄化方法は、低濃度域であれば、ま
た高濃度域であっても初期段階であれば、活性炭とオゾ
ンとの反応がオゾン分解触媒とオゾンとの反応よりも極
めて速いため、オゾン分解触媒のみを用いた方法より浄
化性能に優れる。しかし、かかる方法では、反応がオゾ
ンを活性炭の表面で直接燃焼させる反応であるため、高
濃度域の初期段階を過ぎた段階から、活性炭の吸着性能
が短期間で低下してしまう欠点がある。従って、かかる
方法により、浄化後のオゾン濃度を長期間にわたってＯ
，ｏ５ｐｐｍ以下にするには、活性炭を頻繁に交換しな
ければならず、コスト高となってしまう。

また、一般に、オゾン含有ガスの浄化方法では、１０〜
２５°Ｃの常温でかつ水中を経由して排出された湿度９
５％以上と飽和状態に近いオゾン含有ガスを浄化してい
る。このため、オゾン分解触媒を用いた浄化方法では、
ガス中の水分がオゾン分解触媒の表面に付着しやすく、
少量の水分で必っても活性が低下してしまう欠点がある
。従って、オゾン分解触媒のみを用いた浄化方法により
、浄化後のオゾン濃度を長期間にわたって０．Ｏ５ｐｐ
ｍ以下にするには、多量のオゾン分解触媒を用いて分解
性能を上げるか、入ガス温度を上昇させて相対湿度を下
げることによりオゾン分解触媒の表面に水分が付着しに
くいようにするかしなければならず、やはりコスト高と
なってしまう。

本発明は、上記従来の不具合に鑑みてなされたものであ
って、低濃度域から高濃度域までのオゾン含・有ガスを
優れた耐久性能を有しかつ低コストでＯ，ｏ５ｐｐｍ以
下に浄化できる浄化装置及び浄化方法を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のオゾン含有ガスの浄化装置は、オゾン含有ガス
を浄化する浄化装置において、前記浄化装置は、上流側
にオゾン分解触媒が配設され、 下流側に活性炭が配設されていることを特徴とするもの
である。

本発明の浄化装置は、オゾン含有ガスを吸入して浄化後
に排出する容器と、この容器の上流側に充填されるオゾ
ン分解触媒と、容器の下流側に充填される活性炭とで構
成することができる。容器の入口側とオゾン分解触媒と
の間、オゾン分解触媒と活性炭との間及び活性炭と容器
の出口側との間においては、未充填の空間を設けること
か好ましい。かかる未充填の空間によりオゾン含有ガス
の流速を均一化でき、浄化性能を向上させることができ
るからである。特に、オゾン分解触媒と活性炭との間に
設けることのできる未充填の空間は１、オゾン分解触媒
の充填容積の１，７３以上の容積であることか望ましい
。

容器）は単一のものであってもよく、２個に分割された
ものであってもよい。

オゾン分解触媒としては、ニッケル、マンカン、コバル
ト、銅、鉛、クロム、鉄等の金属酸化物又はこれらの複
合体からなるペレット触媒やハニカム触媒を採用するこ
とかできる。また、アルミナ、シリカ、チタニア、コー
ジェライト等のセラミッりの粉末又は繊維からなるベレ
ット担体ヤハニカム担体にニッケル、マンガン、コバル
ト、銅、鉛、クロ１１、鉄等の金属酸化物又はこれらの
複合体を担持ざゼたペレット触媒ヤハニカム触媒を採用
することもできる。ベレット触媒を用いることが低コス
トの点で望ましい。

このオゾン分解触媒には、銀、白金、パラジウム、ロジ
ウムから選ばれた少なくとも一種の触媒成分を担持させ
ることが浄化性能を向上させる点で好ましい。また、紙
からなるベレット担体ヤハニカム担体又は担体としての
活性炭に触媒成分を担持させたオゾン分解触媒を用いる
こともできる。

活性炭としては、市販の種々の活性炭例えば破砕炭を採
用することができる。

本発明のオゾン含有ガスの浄化方法は、オゾン含有ガス
をオゾン分解触媒と接触さぜる第１工程と、 該第１工程を経た該オゾン含有ガスを活性炭に吸着させ
る第２工程とからなることを特徴とするものである。

第１工程では、オゾン含有ガスを上記オゾン分解触媒と
接触させ、オゾンを酸素に分解する。

第２工程では、第１工程を経たオゾン含有ガスを上記活
性炭に吸着させ、第１工程で残ったオゾンの酸素原子を
炭素と反応させて二酸化炭素にする。

［作用］ 本発明の浄化装置及び浄化方法では、オゾン含有ガスは
、まずオゾン分解触媒と接触する。このとき、オゾン含
有ガス中の水分によってオゾン分解触媒の活性が低下し
ても、オゾン含有ガスは高濃度でオゾン分解触媒に供給
されるため、そのオゾン分解触媒によって大部分のオゾ
ンが分解され、残った低濃度のオゾンを活性炭が吸着す
る。このため、この浄化装置及び浄化方法では、オゾン
分解触媒と活性炭とが互いの欠点をカバーし、かつ互い
の優れた分解性能及び吸着性能を同時に発揮する。また
、このとき、オゾン分解触媒の分解性能を上げる必要が
なく、オゾン分解触媒に水分が付着しにくくなるように
する必要がなく、かつ活性炭を頻繁に交換する必要もな
い。

オゾン分解触媒としてペレット触媒を用いる場合には、
ベレット形状への成形が容易であるため、さらに低コス
トである。また、ペレット触媒にあける小さな反応面積
に起因する低濃度域での反応速度の遅延は、低濃度域の
吸着性能に優れた下流側の活性炭により解決される。

［実施例コ 以下、本発明を浄化装置に具体化した実施例を比較例と
ともに説明する。

（実施例１） 実施例１の浄化装置は、第１図に示１−ように、容器１
と、この容器１の上流側に充填されたペレット触媒２と
、容器１の下流側に充填された活性炭３とからなる。

容器１としては、内径５．５ｃｍ、長さ９０Ｃｍの円筒
状のものを用意した。

ペレット触媒２は、無定形二酸化マンガン粉末（平均粒
径１０μ７７Ｌ）９９重量部と、アルミナ粉末（平均粒
径０．０１μＴｒＬ）からなるバインダ５Ｏ重量部とを
混練後、ディスクペレツタを用いて直径３ｍｍ、長さ５
ｍｍに押出し成形し、これを３００℃で乾燥することに
より、得たものである。

活性炭３としては、市販品の１０〜２０メツシユの破砕
炭を用意した。

そして、容器１の上流側にベレット触ｔｉＸ２を０゜６
、ｌｌ充填し、容器１の下流側に活性炭３を０．６ｇ充
填し、実施例１の浄化装置を組付けた。なお、容器］の
入口側とペレット触媒２どの間、ペレット触媒２と活性
炭３との間及び活性炭３と容器１の出口側との間には、
それぞれ０．４９以上の未充填の空間が設けられている
。

（実施例２） 実施例２の浄化装置は、ペレット触媒２の代わりにペレ
ット触媒２１を用いたものである。他の構成は実施例１
の浄化装置と同じである。

ペレット触媒２１は、ペレット触［２を塩化パラジウム
溶液中に浸漬することによりペレット触媒２にパラジウ
ムを１ｇ／ｆＪ担持させたものである。

（比較例１） 比較例１の浄化装置は、容器１に活性炭３のみを１．８
Ｊ充填したものである。容器１及び活性炭３は実施例１
で使用したものと同じものである。

なお、容器１の入口側と活性炭３との間及び活性炭３と
容器１の出口側との間には、それぞれ０゜４５２以上の
未充填の空間が設けられている。

（比較例２） 比較例２の浄化装置は、容器１にベレット触媒２のみを
１．２ｊ充填したものである。容器１及びベレット触媒
２は実施例１で使用したものと同じものである。なお、
容器１の入口側とベレット触媒２との間及びベレット触
媒２と容器１の出口側との間には、それぞれ０．４９以
上の未充填の空間が設けられている。

（比較例３） 比較例３の浄化装置は、容器１にベレット触媒２のみを
１．８ｇ充填したものである。容器１及びベレット触媒
２は実施例１で使用したものと同じものである。なお、
容器１の入口側とベレット触媒２との間及びベレット触
ｗ２と容器１の出口側との間には、それぞれ０．４９以
上の未充填の空間が設けられている。

（比較例４） 比較例４の浄化装置は、容器１の上流側に活性炭３を０
．６５２充填し、容器１の下流側にベレット触媒２を０
．６５２充填したものである。容器１、活性炭３及びベ
レット触媒２は実施例１で使用したものと同じものであ
る。なお、容器１の入口側と活性炭３との間、活性炭３
とベレット触媒２との間及びベレット触媒２と容器１の
出口側との間には、それぞれ０．４５２以上の未充填の
空間が設けられている。

（比較例５） 比較例５の浄化装置は、容器１の上流側に活性炭３をＣ
Ｌ　６５１！充填し、容器１の下流側にベレット触媒２
１を０．６５！充填したものである。容器１、活性炭３
及びベレット触媒２１は実施例２で使用したものと同じ
ものであり、他の構成は比較例４の浄化装置と同じであ
る。

（評価） 第１図に示すように、各浄化装置の上流に流量計４を装
備し、かかる流量計４からオゾン含有ガスをオゾン濃度
２０００ｐｐｍ、エアー一定、流量１ＯＮ／ｍｉｎ、温
度２５℃、湿度９０％の条件で容器１内に供給した。そ
して、各浄化装置から排出されるガスのオゾン出口濃度
（ｐｐｍ）と耐久時間（Ｈｒ）とを測定した。結果を第
２図にボす。

第２図に示されるように、実施例１．２の浄化装置は、
１０００時間後であっても目標レベルの０、Ｏ５ｐｐｍ
を充分に下回り、優れた耐久性能を有して浄化できるこ
とがわかる。また、実施例２の浄化装置の方か実施例１
のものよりヤヤ浄化性能に優れていることがわかる。従
って、実施例１．２の浄化装置では、高濃度域のオゾン
含有ガスを優れた耐久性能を有しかつ低コストで０．Ｏ
５ｐｐｍ以下に浄化できることがわかる。

一方、活性炭３のみを１．５倍充填した比較例１の浄化
装置は、初期段階で０．００１ｐｐｍ以下の優れた浄化
性能を示すが、数１０時間を超えた段階で０．Ｏ５ｐｐ
ｍを超えてしまうことがわかる。ベレット触媒２のみを
用いた比較例２及び比較例３の浄化装置は、ベレット触
媒２の充填量が多いほど浄化性能に優れることがわかる
が、いずれも数１０〜数１００時間程度で０．０５ｐＤ
ｍを超えてしまうことがわかる。ベレット触媒２．２１
及び活性炭３を実施例１及び実施例２の浄化装置と逆に
充填した比較例４及び比較例５の浄化装置は、初期段階
で優れた浄化性能を示すが、いずれも１０００時間程度
で０．Ｏ５ｐｐｍを超えてしまうことかわかる。従って
、比較例１〜５の浄化装置では、いずれも耐久性能に劣
り、浄化が高コストとなることがわかる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のオゾン含有ガスの浄化装
置及び浄化方法では、オゾン含有ガスをまずオゾン分解
触媒と接触させてオゾンを分解することにより低濃度と
してから、残った低濃度のオゾンを活性炭に吸着させる
ため、優れた耐久性能を有して、低濃度域から高濃度域
までのオゾン含有ガスを０．０５ｐＤｍ以下に浄化でき
る。

また、このとき、オゾン分解触媒の分解性能を上げたり
、オゾン分解触媒に水分が付着しにくくなるようにする
必要がなく、かつ活性炭を頓繁に交換する必要もないた
め、低いコストで浄化を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例及び比較例の浄化装置を示す模式断面図
、第２図は実施例及び比較例の浄化性能を示すグラフで
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）オゾン含有ガスを浄化する浄化装置において、 前記浄化装置は、上流側にオゾン分解触媒が配設され、 下流側に活性炭が配設されていることを特徴とするオゾ
   ン含有ガスの浄化装置。
2. （２）オゾン含有ガスをオゾン分解触媒と接触させる第
   １工程と、 該第１工程を経た該オゾン含有ガスを活性炭に吸着させ
   る第２工程とからなることを特徴とするオゾン含有ガス
   の浄化方法。