JPH0368419A - 脱臭装置とそれを用いた空気清浄装置 - Google Patents

脱臭装置とそれを用いた空気清浄装置

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JPH0368419A
JPH0368419A JP1202851A JP20285189A JPH0368419A JP H0368419 A JPH0368419 A JP H0368419A JP 1202851 A JP1202851 A JP 1202851A JP 20285189 A JP20285189 A JP 20285189A JP H0368419 A JPH0368419 A JP H0368419A
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JP
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adsorbent
oxidation catalyst
deodorizing device
heating
odor components
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JP1202851A
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Masae Kawashima
川島 正栄
Reiji Naka
礼司 中
Teruo Tsunoda
角田 照夫
Shoichi Kitahata
北畠 正一
Hisao Yamashita
寿生 山下
Akira Kato
明 加藤
Hiroshi Kawagoe
川越 博
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

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] 本発明は脱臭装置とそれを用いた空気清浄装置に関する
ものである。
[従来の技術] 従来の脱臭装置としては、空気流路と直交するように脱
臭用フィルタユニットを設置し、この脱臭用フィルタユ
ニットに装着する吸着剤としては、例えば粒状活性炭あ
るいは二価鉄イオン吸着剤等を用いて脱臭するようにな
っている。この種の装置として関連するものには、例え
ば特開昭61−268930号広報が挙げられる。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術においては、一定時間使用し活性炭等の脱
臭吸着剤が劣化してくると当然のことながらこの吸着剤
を交換せざるを得なかった。この交換においては、脱臭
剤の劣化の度合いの判断が困難で、早すぎるとまだ吸着
能力があるにも拘らず廃棄してしまうとか、逆に遅すぎ
ると既に吸着能力が無くなっているのに放置してしまう
ということになり、経済的にも性能的にも問題があった
また、交換すること自体わずられしく手間がかかること
でもあった。
したがって、本発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解消し、活性炭等の吸着剤の劣化防止のために吸
着剤をクリーニングつまり、再生する手段を備えた改良
された脱臭装置とそれを用いた空気清浄装置を提供する
ことにあり、これにより、長期間メインテナンスフリー
で安定して使用可能な装置を実現しようというものであ
る。
[課題を解決するための手段] 上記目的は、空気中の臭気成分を吸着剤を通して除去す
る脱臭装置において、臭気成分を吸着する吸着剤と、前
記吸着剤の表面または近傍に加熱により活性化され臭気
成分を酸化分解する酸化触媒と、これら吸着剤及び酸化
触媒を所定温度に加熱する加熱手段とを具備してなる脱
臭装置により、達成される。
そして、好ましくは、上記吸着剤を少なくとも1対の酸
化触媒層で挟み込み、さらにその外側に隣接して加熱ヒ
ーターを設置し、通風順序が加熱ヒーター、酸化触媒層
、吸着剤、酸化触媒層及び加熱ヒーターの順となるよう
直列に配列してなる脱臭装置により。
さらにまた好ましくは、上記吸着剤表面を酸化触媒層で
被覆してなる脱臭装置により、達成される。
また、空気清浄装置としては、空気導入口と排出口との
間に上記の脱臭装置を配設してなり、しかも前記脱臭装
置の空気排出口側における臭気成分を検出するガス検出
手段と、このガス検出手段の検出出力にもとずいて前記
脱臭装置の加熱手段を所定時間駆動させるオン−オフ制
御手段とを具備してなる空気清浄装置により、達成され
る。
なお、さらに装置構成を単純化するために、このガス検
出手段の代わりに、タイマーを設置し。
このタイマーからの出力により一定時間間隔で加熱手段
をオンーオフ邸動させるようにしてもよい。
上記吸着剤としては、周知の例えば活性炭、ゼオライト
、多孔質セラミックス、シリカゲルの単体か、またはそ
の複合体などが、また、形状としては、ハニカム状、ス
ポンジ状、あるいは網状、織物繊維状、板状、粒状等の
成形体が用いられる。
また、上記酸化触媒としては、その活性成分が周知の例
えばコバルト、マンガン、銅、鉄、ニッケル、銀、白金
、パラジウムの中から選ばれた少なくとも1種を含有す
るものが、また、その形状としては、上記吸着剤と同等
のものが用いられる。
なお、触媒活性成分の種類によっては、上記吸着剤の表
面に付着させても良い。
[作用] 本発明の脱臭装置は熱により活性化される酸化触媒と、
臭気成分を吸着する吸着剤と、酸化触媒と吸着剤を加熱
する加熱手段とを組合わせたものであり、通常の脱臭運
転の場合は加熱せず吸着剤部に通風させて吸着により臭
気成分を除去して脱臭する。一定時間使用後は、吸着剤
のクリーニング再生として通風を停止し、加熱手段によ
り吸着剤および酸化触媒を一定時間加熱する。この加熱
により吸着剤の吸着保持量が低下するので、すでに吸着
剤に吸着されていた臭気成分の一部又は全部(加熱処理
条件による)は温度上昇と共に除除に吸着剤から放出さ
れる。放出された臭気成分は加熱により活性化している
酸化触媒の酸化作用により酸化分解されて除去される。
また、通風運転時に加熱すれば、吸着剤は吸着保持量が
低下しているので吸着せず、直接酸化触媒が臭気成分を
酸化分解する。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図〜第3図にょり説明す
る。
第1図おいて、5は空気清浄装置本体、1は空気中の粉
塵を除去する静電フィルター、2は本発明の脱臭装置、
3は送風ファン、4は風向板である。静電フィルターl
は、放電線11と集塵電極12とからなっており、放電
線11と集塵電極12との間に数KVの電圧を印加し、
コロナ放電を発生させて通風空気中の粉塵を帯電させ、
集塵電極12に静電気力で引きつけて集塵する構造とむ
っている。
脱臭装置2は、第2図の組立構成斜視図に示した如く、
酸化触媒21で吸着剤22をサンドイッチするような形
で設置し、さらにその外側に電熱線の加熱ヒータ23を
加熱手段として設置した構造となっている。この構造に
より初めに酸化触媒21が加熱されて活性化し1次に吸
着剤22が加熱されるので、吸着剤22の臭気成分の放
出は常に酸化触媒21が活性化された後に行なわれ、臭
気成分を漏れなく分解し無臭化できる。
酸化触媒21としては、例えば臭気ガスとしてアセトア
ルデヒドガスを対象とした場合は、酸化コバルト系(C
o O、(: 0304)を添着したアルミナハニカム
を用いることができる。
なお、酸化コバルト系触媒の製造方法は、例えば硝酸コ
バルト(Co (No−) a)の水溶液に。
アルミナハニカムを浸漬して硝酸コバルトを付着させ、
予a乾燥後約300℃で硝酸コバルトを熱分解、酸化す
ることにより得られる。
なお、酸化コバルト系触媒の担体の形状は本実施例のよ
うに必ずしもハニカム構造である必要はなく、スポンジ
状、網状1w&維状、板状、粒状であってもよい、また
、材質は形状とのかねあいで金属にセラミック被環処理
したもの、あるいはセラミックスそのものを使用するこ
とができる。
吸着剤22としては、例えばハニカム状に形成された活
性炭を用いることができるが、形状的にはスポンジ状、
網状、繊維状、板状1粒状であってもよい、また、活性
炭以外にも材質としては。
ゼオライト、多孔質セラミックス、シリカゲルの単体ま
たは複合体をも用いることができる。
さらにまた、本実施例においては吸着剤22と酸化触媒
21を別々に設置しているが、吸着剤の表面に酸化触媒
層を設けるようにしてもよい、この場合には、酸化触媒
が吸着剤と一体構造になることから構成が単純化され、
コンパクトな脱臭装置を実現することが可能となり望ま
しい。
第1表に本実施例による空気清浄装置を用いた5つの運
転パターン例を示し、以下、各パターン毎に運転内容を
詳述する。
以下め〈白 第1表:運転パターン 注)○印:スイッチON(通電〉 一印:スイッチ0FF (1)除塵、脱臭、暖房: 室内空気を通風すると、まず静電フィルター1で粉塵が
除去され、加熱ヒータ23により酸化触媒21が加熱さ
れて活性化し、通風する空気中の臭気成分を酸化分解す
る。なお、吸着剤22は、加熱されているので吸着能が
低下しており、脱臭は吸着ではなく酸化触媒21の酸化
分解により行なわれる。また、加熱ヒータ23により通
風空気は加熱されることになり、室内暖房としても使用
することができる。
(2)除塵、脱臭: 室内空気を通風すると、まず静電フィルター1で粉塵が
除去され、次に吸着剤22により臭気成分が吸着除去さ
れて脱臭される。なお、酸化触媒21は加熱されておら
ず常温であるので、あまり活性でなく酸化分解はほとん
ど起こらない。
(3)脱臭、暖房: 室内空気を通風すると、加熱されて活性化した酸化触媒
21が臭気成分を酸化分解する。なお、吸着剤22は加
熱されているので吸着能が低下しており、脱臭は主とし
て前記の酸化触媒21の酸化分解により行なわれる。ま
た、加熱ヒータ23により通風空気は加熱されることに
なり、室内暖房としても使用することができる (4)脱臭: 室内空気を通風すると、吸着剤22により臭気成分は吸
着除去されて脱臭される。なお、酸化触媒21は常温で
あるのであまり活性でなく、酸化分解はほとんど起こら
ない。
(5)吸着剤クリーニング: 室内空気は通風せずに加熱ヒータ23に通電して吸着剤
22と酸化触媒21を加熱することにより、吸着剤22
の吸着していた臭気成分を放出させ、放出させた臭気成
分を加熱により活性化している酸化触媒21で酸化分解
して除去し、吸着剤22のクリーニング(再生)を行な
う。
以上、5つの運転パターンの例について説明したが、こ
れら運転パターンの内、(2)または(4)の運転後は
、いずれも吸着剤を再生するために(5)の吸着剤クリ
ーニング運転を行なう必要がある。
次に、第3図によりさらに吸着剤のクリーニングについ
て詳述する。吸着剤の吸着量と温度の関係は、第3図の
グラフに示す通りであり、低温では吸着保持量が大きく
、高温になるにしたがい小さくなる。吸着剤に通風して
臭気成分を吸着した後、加熱してこの臭気成分を脱着放
出させクリーニングする場合には、吸着時の温度Aにお
ける吸着保持量aから、加熱によるクリーニング時の温
度Bにおける吸着保持mbを差し引いた分量(a−b)
だけ吸着剤は臭気成分を放出することになる。
この温度Bは、酸化触媒21を活性化し、しかも放出さ
れた臭気成分を酸化分解できる温度であることが必要で
ある。例えば酸化コバルト系触媒を用いて、臭気成分と
してアセトアルデヒドを対象とする場合には、この触媒
は約50℃以上で活性化されるので、加熱ヒータ23の
容量と、加熱ヒーター周囲部分の使用材質の関係から5
0℃以上の適当な温度に保持すればよい。
なお、臭気成分としてのアセトアルデヒドは、酸化コバ
ルト系触媒により、次の反応式のように酸化されるもの
と考えられる。
2CH,CHO+502−$4C○、+4H,0この反
応式かられかるように、触媒による酸化反応生成物は、
炭酸ガスと水であり、吸着剤22に活性炭を使用した場
合、活性炭は炭酸ガス及び水の吸着力が弱いので酸化触
媒21で酸化して生じた生成物を再度吸着するというこ
とはほとんどなく、また、生成物は無臭であることから
外部に放出しても何ら問題がない。加熱して吸着剤22
をクリーニングした後、加熱を停止すると吸着剤の温度
は再び室温に低下し、加熱により放出した臭気成分量(
a−b)の分だけ吸着能力が回復する。
なお、本実施例においては、加熱手段として電熱線の加
熱ヒーター23を設けているが、触媒の加熱源としては
必ずしも電熱線でなくてもよく、例えばヒートポンプ式
のルームエアコンデショナに脱臭装置を設置する場合に
は、ヒートポンプ運転における熱交換器の熱を利用して
加熱源としても同様の効果が得られる。
[発明の効果] 本発明によれば、脱臭性能を長期間にわたり良好に保持
し得る吸着剤の再生機能付き脱臭装置を実現することが
できるようになったので、従来のように頻繁に吸着剤を
交換する必要がなくなった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の空気清浄装置の縦断面図、
第2図は脱臭装置部分の組立斜視図、第3図は吸着剤の
吸着保持量と温度の関係を表わす特性曲線図である。 符号の説明

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、空気中の臭気成分を吸着剤を通して除去する脱臭装
    置において、臭気成分を吸着する吸着剤と、前記吸着剤
    の表面または近房に加熱により活性化され臭気成分を酸
    化分解する酸化触媒と、これら吸着剤及び酸化触媒を所
    定温度に加熱する加熱手段とを具備してなる脱臭装置。 2、上記吸着剤を少なくとも1対の酸化触媒層で挟み込
    み、さらにその外側に隣接して加熱ヒーターを設置し、
    通風順序が加熱ヒーター、酸化触媒層、吸着剤、酸化触
    媒層及び加熱ヒーターの順となるよう直列に配列してな
    る請求項1記載の脱臭装置。 3、上記吸着剤表面を酸化触媒層で被覆してなる請求項
    1記載の脱臭装置。 4、空気導入口と排出口との間に請求項1、2もしくは
    3記載の脱臭装置を配設してなり、しかも前記脱臭装置
    の空気排出口側における臭気成分を検出するガス検出手
    段と、このガス検出手段の検出出力にもとずいて前記脱
    臭装置の加熱手段を所定時間駆動させるオン−オフ制御
    手段とを具備してなる空気清浄装置。 5、上記ガス検出手段の代わりに、タイマーを設け、前
    記タイマーの出力により上記加熱手段を所定時間間隔で
    駆動させるオン−オフ制御手段とした請求項4記載の空
    気清浄装置。
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