JPH04256419A - セラミックス触媒による脱臭方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙・パルプ工場から発
生する悪臭ガスをフェライト系セラミックス（以下、セ
ラミックス触媒という）により脱臭する方法に関し、詳
しくは塩素又は塩素酸塩を含有する水かあるいはアルカ
リ水溶液をセラミックス触媒に接触させた後、又は接触
させながら悪臭ガスと接触させることにより、悪臭物質
を酸化・分解して脱臭するセラミックス触媒による脱臭
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、悪臭の脱臭法としては、燃焼脱臭
法，薬液洗浄脱臭法，物理吸着剤や化学吸着剤の使用に
よる方法，生物脱臭法，オゾン法など種々の方法が提案
され実施されているが、環境基準値以下とするためには
、多量のエネルギーや高価な薬品類を多量に使用しなけ
ればならず、コスト高となる欠点がある。

【０００３】悪臭防止法施行令による悪臭物質は、アン
モニア，メチルメルカプタン，硫化水素，硫化メチル，
二酸化メチル，トリメチルアミン，アセトアルデヒド及
びスチレンの８物質であり、紙・パルプ産業に関係する
規制物質は硫化水素，メチルメルカプタン，硫化メチル
等であり、これらは主に代表的な化学パルプであるＫＰ
（クラフトパルプ）製造工程で発生する。

【０００４】この対策としては、黒液の酸化処理，低臭
気型ボイラーの採用，臭気排水脱臭処理，臭気性ガスの
捕集・燃焼などが実施されてはいるが、不完全で臭気が
残り、この対策に苦慮しているのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、紙・パルプ
工場から発生する俗称「ターペンチン」を主成分とする
悪臭ガス、即ち硫化水素，メチルメルカプタン，ジメチ
ルスルファイド（硫化ジメチル），ジメチルジスルファ
イド等のアミン系の悪臭物質を含有する悪臭ガスを、比
較的簡単な装置で連続的にほぼ完全に脱臭処理する方法
の開発を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、紙・パルプ工
場から発生する悪臭物質である硫化水素，メチルメルカ
プタン，ジメチルスルファイド及びジメチルジスルファ
イドを含有する悪臭ガスをセラミックス触媒と接触させ
、活性化した含塩素水あるいは含塩素アルカリ水溶液と
気−液接触させることにより、上記悪臭物質を酸化・分
解させて脱臭する方法を提供するものである。

【０００７】即ち、第１の発明（２工程よりなる）は、
紙・パルプ工場から発生する悪臭ガスをセラミックス触
媒により脱臭処理するに際し、（１）該悪臭ガスをアル
カリ溶液と接触させてＳ化合物（硫化水素）を除去する
第１工程と（２）ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯを構
造成分とし、機能成分としてＭｎ，Ｆｅ，Ｔｉ，Ｃａ，
Ｋ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｂａ，Ｙ及びＧｄ
の酸化物の群から選ばれる少なくとも３種をそれぞれ０
．１ｗｔ％以上でかつ該機能成分としての金属酸化物の
合計量が０．３〜３０．０ｗｔ％であるセラミックス触
媒を所定形状に成形後、反応塔内に装着し、塩素又は塩
素酸塩のうち少なくとも１種を含有する水を該反応塔の
上部から散布して上記セラミックス触媒と接触させて活
性化させると共に、第１工程からの悪臭ガスを該反応塔
下部から送入して上記の活性化された含塩素水（あるい
は塩素酸塩）と接触させて該悪臭ガス中の悪臭物質を酸
化・分解する第２工程と、からなることを特徴とするセ
ラミックス触媒による脱臭方法である。

【０００８】また、第２の発明は、紙・パルプ向上から
発生する悪臭ガスをセラミックス触媒により脱臭処理す
るに際し、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯを構造成分
とし、機能成分としてＭｎ，Ｆｅ，Ｔｉ，Ｃａ，Ｋ，Ｃ
ｏ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｂａ，Ｙ及びＧｄの酸化
物の群から選ばれる少なくとも３種をそれぞれ０．１ｗ
ｔ％以上でかつ該機能成分としての金属酸化物の合計量
が０．３〜３０．０ｗｔ％であるセラミックス触媒を所
定形状に成形後、反応塔内に装着し、塩素又は塩素酸塩
のうち少なくとも１種を含有するアルカリ水溶液を上記
反応塔の上部から散布して該セラミックス触媒と接触さ
せて活性化させ、一方上記悪臭ガスを該反応塔下部から
送入して上記活性化されたアルカリ水溶液と接触させて
該悪臭ガス中の悪臭物質を酸化・分解させて無臭化する
ことを特徴とするセラミックス触媒による脱臭方法であ
る。次に、本発明法を詳細に説明する。

【０００９】上記のように、従来からアルカリ溶液や次
亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を使用する薬液洗浄脱臭法が
提案され検討されて来たが、高価な薬剤を多量に使用す
る割りには脱臭効果が悪く、実用化されるに至らなかっ
た。

【００１０】本発明等は長期にわたる研究の結果、上記
のような構造成分と機能成分とからなるフェライト系セ
ラミックスを開発し、このセラミックスが２分子のＣｌ
２やＮａＣｌＯを含む水溶液に触媒的に作用して、塩酸
（ＨＣｌ），次亜塩素酸（ＨＣｌＯ），一酸化塩素（Ｃ
ｌ２Ｏ）及びクローリンダイオキサイド（ＣｌＯ２）を
生成せしめることにより、これらが悪臭物質であるメチ
ルメルカプタンやジメチルスルファイド，ジメチルジス
ルファイドを酸化して無臭化させるとの知見を得て本発
明をなすに至ったのである。

【００１１】

【００１２】上記（１）式及び（２）式の反応は極めて
遅く、通常の状態では容易に右方向へは進行せず、ほと
んどが２分子の塩素又は次亜塩素酸の形で水中に溶存し
、不安定で微震動でも水面から揮発してしまう。

【００１３】しかし、上記のセラミックス触媒と接触せ
しめることにより、（１），（２）式の右方向への反応
が著しく促進され、極めて短時間で塩素（ＨＣｌ）と次
亜塩素酸（ＨＣｌＯ）とに変換する。更に、（３），（
４）式の反応も該セラミックス触媒の存在によって右方
向へ進行し、一酸化塩素（Ｃｌ２Ｏ）やクローリンダイ
オキサイド（ＣｌＯ２）を生成するのである。これらは
比較的安定であり、強力な酸化力と殺菌力を有するので
ある。

【００１４】また、アルカリ剤としてはＮａＯＨ，ＫＯ
Ｈを始め、Ｃａ化合物，炭酸塩等でもよい。

【００１５】第１の発明は２工程からなり、第１工程で
悪臭ガスをアルカリ水溶液で洗浄して、悪臭物質である
Ｓ化合物（Ｈ２Ｓ）を中和除去すると共に、ガス中に微
量含まれている油分やダスト類を捕集し除去する。後述
の実施例でも明らかなように、Ｈ２Ｓは第１工程で完全
に除去されるのである。（第１塔）

【００１６】第１工程で循環しているアルカリ溶液の濃
度は、適宣径路内からサンプリングし、所定のアルカリ
濃度（ｐＨは１２又はそれ以上）に保持し、定期的に一
部抜き出して浄液する。

【００１７】なお、まず油分は比重分離し、良質部はタ
ーピネオイルの原料とし、残分は燃焼炉で燃焼させ、熱
エネルギー源としてもよい。また、Ｈ２Ｓはアルカリと
反応してＮａ２Ｓとなっているので、Ｋ・Ｐ製造工程の
チップ蒸解用の白液（ＮａＯＨとＮａ２Ｓとの混合液）
の原料として回収する。

【００１８】第２工程は、第１工程と同様に通常竪型反
応塔に数段の上記セラミックス製の棚状接触層（セラミ
ックス充填層でもよい）を形成させ、あらかじめ所定濃
度に調整した含塩素水（ヌは含塩素酸塩水）を塔上部か
らシャワー状に散布することによりセラミックス触媒と
接触させて活性化させると共に、塔下部からは第一工程
からの悪臭ガスを送入して交流式に活性化された含塩素
水と接触させ、悪臭物質のメチルメルカプタン，ジメチ
ルスルファイド，ジメチルジスルファイドを活性水中の
塩酸（ＨＣｌ），次亜塩素酸（ＨＣｌＯ），一酸化塩素
（Ｃｌ２Ｏ），クローリンダイオキサイド（ＣｌＯ２）
によって酸化させ脱臭する。（第２塔）

【００１９】こ
れを所定時間循環させることにより、完全に無臭化され
、脱臭率は９９〜１００％であり、勿論連続処理も可能
である。なお、循環水量と通過ガス量との比Ｌ／Ｇはあ
らかじめ予備テストにより決める。

【００２０】次に、１段処理で行なう第２の発明は、上
記の第２塔のみを使用し、上記第１工程のアルカリ洗浄
による脱Ｈ２Ｓのみを行なうことなく、アルカリ水溶液
中にあらかじめ塩素あるいは塩素酸塩を所定濃度となる
ように添加含有せしめ、上記の第２工程と同様に行なう
のである。

【００２１】これによる悪臭物質の脱臭率は上記と同様
であるが、ただし捕集された油分やＮａ２Ｓ，ダスト及
び悪臭物質の酸化・分解生成物等が循環液中に混在して
いるので、浄液によるＮａ２Ｓの回収や油分の回収処理
が若干難しくなる。しかしながら、設備費やランニング
コスト等は前記２塔式処理に比べて安価となる。

【００２２】上記のように、本発明法によれば、簡単な
装置で安価に紙・パルプ工場から発生する悪臭ガスを完
全に脱臭処理できるのである。以下、本発明を実施例に
より説明する。

【００２３】

【実施例】図１は第１の発明法を実施するための２塔式
の反応装置であり、１は第１塔、２は第１塔で、共に耐
酸，耐アルカリ性のＦＲＰ製で竪型円筒状に形成されて
おり、第１塔１（内径０．３ｍ×高さ１．５ｍ）の下部
には一体にＮａＯＨ水溶液８（ｐＨ１２．０以上）を貯
液するアルカリ液循環タンク９が設けられ、塔１内には
分散板３が数段（本実施例では４段であり、セラミック
ス製でなくともよい）に設けられている。

【００２４】ＮａＯＨ水溶液８は循環ポンプ１０により
送液管１７を介してシャワーノズル４から塔１内へシャ
ワー散布され、一方悪臭ガスは第１塔１下部のガス送入
口から送入され、ＮａＯＨ水溶液８と分散板３を介して
交流式に接触する。

【００２５】第２塔２は第１塔１と同様な構造の竪型円
筒状（内径０．６ｍ×高さ２．５ｍ）であり、塔２内部
には塔１の分散板３に相当するセラミックス触媒層（棚
）１１が数段に（本実施例では４段）設けられており、
塔２の下部には該塔２と一体に含塩素水タンク１５が付
設され、含塩素水１４は循環ポンプ１６により送水管１
８を介してシャワーノズル１９から塔２内へシャワー散
布される。

【００２６】一方、第１塔１からの悪臭ガスは第２塔２
の下部からダクト７を介して塔２内へ吸引ファン１２の
助力により送入され、活性化された含塩素水１４と交流
式にセラミックス触媒層１１を介して接触し、吸引ファ
ン１２により排気ダクト１３から系外へ排出されるので
ある。

【００２７】Ａ製紙工場のＫＰパルプ工場から発生する
悪臭ガス（Ｈ２Ｓ：０．１２１ｐｐｍ，メチルメルカプ
タン：２２．０７２ｐｐｍ，ジメチルスルファイド：９
．８６０ｐｐｍ，ジメトルジスルファイド：１．９９５
ｐｐｍ）を脱臭処理対象ガスとし、セラミックス触媒１
１としては第１表に示す成分組成のセラミックスを格子
状（棚吊り用）とリング状（外径１５ｍｍ，内径１３ｍ
ｍ，肉厚２ｍｍ，長さ２０ｍｍ）に作製し、格子棚上に
約５ｃｍ厚にリングを搭載して触媒層１１とした。

【００２８】

【表１】

【００２９】上記第１塔１では、ＮａＯＨ水溶液（Ｎａ
ＯＨ：０．５％）と上記の悪臭ガスをＬ／Ｇ＝１／１０
で循環させ、第２塔２では含塩素水（Ｃｌ：３０ｍｇ／
ｌ）を第１塔と同様にＬ／Ｇ＝１／１０で循環させ、６
０分間後に第１塔の入口、第１塔排出口及び第２塔排出
口から各排出ガスをサンプリングし、ガス中の悪臭物質
濃度を測定した。その結果は表２に示す通りであり、最
終脱臭率は９９〜１００％であった。

【００３０】

【表２】

【００３１】第２塔の排出口からのガスは、念のためフ
ァンで数倍に希釈してから大気中へ放出した。その放出
ガスの悪臭は、人間の臭覚では全く感知できなかった。

【００３２】

【発明の効果】本発明法の効果を列記すれば次の通りで
ある。 （１）紙・パルプ工場から発生する俗称「ターペンチン
」を主成分とする悪臭ガスを、比較的簡単な装置で安価
に脱臭できる。 （２）従来のＮａＯＨ，ＮａＣｌＯ等を使用する薬液洗
浄脱臭法と比較し、その薬剤の使用量は約１００分の１
以下で、ほぼ完全に脱臭できる。 （３）紙・パルプ業界で多く使用されている燃焼法では
１基当り数億円の高価な装置が必要であり、しかも多量
の熱エネルギーを消費するが、本発明法の装置は数千万
円程度と安く、熱エネルギーはほとんど必要とせず、使
用する薬剤も小量で済み、使円するセラミックス触媒は
極めて安定で長期間使用できるので、ランニングコスト
も安くて非常に経済的である。 （４）本発明法に係る装置はスペースも余りとらず、セ
ラミックス触媒の交換が不必要なため、メンテナンスの
手間も少なくてすむ。

【００３３】上記のように、本発明法は多くの利点を有
し、紙・パルプ工場からの悪臭ガスの脱臭だけでなく、
畜産関係や病院，劇場，デパートやマンション等広範囲
な分野での利用が見込まれるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法を実施例するための装置の１例を示す
説明用概略図である。

【符号の説明】

１−第１塔 ２−第２塔 ３−分散板 ４−シャワーノズル ５−吸引ファン ６−ガス送入口 ７−ダクト ８−アルカリ水溶液 ９−アルカリ液循環タンク １０−循環ポンプ １１−セラミックス触媒層 １２−吸引ファン １３−排気ダクト １４−含塩素水 １５−含塩素水タンク １６−循環ポンプ １７−送液管 １８−送水管 １９−シャワーノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　紙・パルプ工場から発生する悪臭ガス
   をセラミックス触媒により脱臭処理するに際し、（１）
   該悪臭ガスをアルカリ溶液と接触させてＳ化合物を除去
   する第１工程、（２）ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯ
   を構造成分とし、機能成分としてＭｎ，Ｆｅ，Ｔｉ，Ｃ
   ａ，Ｋ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｂａ，Ｙ及び
   Ｇｄの酸化物の群から選ばれる少なくとも３種をそれぞ
   れ０．１ｗｔ％以上でかつ該機能成分としての金属酸化
   物の合計量が０．３〜３０．０ｗｔ％であるセラミック
   ス触媒を所定形状に成形後、反応塔内に装着し、塩素又
   は塩素酸塩のうち少なくとも１種を含有する水を該反応
   塔の上部から散布して上記セラミックス触媒と接触させ
   て活性化させ、一方悪臭ガスを該反応塔下部から送入し
   て上記の活性化された塩素又は塩素酸塩含有水と接触さ
   せて悪臭ガス中の悪臭物質を酸化・分解する第２工程、
   とからなることを特徴とするセラミックス触媒による脱
   臭方法。
2. 【請求項２】　　紙・パルプ工場から発生する悪臭ガス
   をセラミックス触媒により脱臭処理するに際し、ＳｉＯ
   ２，Ａｌ２Ｏ３及びＭｇＯを構造成分とし、機能成分と
   してＭｎ，Ｆｅ，Ｔｉ，Ｃａ，Ｋ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｃｒ，
   Ｎｉ，Ｓｎ，Ｂａ，Ｙ及びＧｄの酸化物の群から選ばれ
   る少なくとも３種をそれぞれ０．１ｗｔ％以上でかつ該
   機能成分としての金属酸化物の合計量が０．３〜３０．
   ０ｗｔ％であるセラミックス触媒を成形後、反応塔内に
   装着し、塩素又は塩素酸塩のうち少なくとも１種を含有
   するアルカリ水溶液を上記反応塔の上部から散布して該
   セラミックス触媒と接触させて活性化させ、一方上記悪
   臭ガスを該反応塔下部から送入して上記の活性化された
   アルカリ水溶液と接触させることにより、該悪臭ガス中
   の悪臭物質を酸化・分解させて無臭化することを特徴と
   するセラミックス触媒による脱臭方法。