JPH04265123A - 有臭成分と共に低級脂肪酸を含む生活環境の気体の脱臭方法 - 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、気体等に含まれる臭気
を発生する成分（以下、有臭成分という。）を接触酸化
分解する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、気体等に含まれる有臭成分を除去
するための方法として、活性炭、ゼオライト等の多孔質
物質を用いる吸着脱臭法、酸化剤や還元剤を用いる湿式
処理脱臭法、触媒の存在下にオゾンを用いて有臭成分を
分解脱臭するオゾン分解脱臭法等、種々の方法が知られ
ている。

【０００３】しかし、かかる従来の脱臭法は、いずれも
満足できるものではない。即ち、吸着脱臭法によれば、
一般に、吸着剤の吸着容量に限界があるために、再々、
再生することを必要とし、装置の維持管理に多大の労力
と費用を要する。湿式処理脱臭法には、酸化剤の薬液の
後処理が要求され、煩雑である。オゾン分解脱臭法には
、上記したような問題はないものの、従来、有臭成分の
酸化分解に限界があり、実用上、未だ満足できるレベル
に達していないほか、呼吸器障害の防止等の環境衛生上
の観点から、脱臭処理後の気体中に含まれるオゾンを分
解する必要がある等の問題を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者ら、従来のオ
ゾン分解脱臭法における上記したような問題を解決する
ために、既に、従来の方法に比べて有臭成分の分解脱臭
能力にすぐれると共に、脱臭処理後に未反応のオゾンが
殆ど残留しないオゾン分解脱臭法を種々提案している。

【０００５】しかしながら、一般に、有臭成分を含む流
体、特に、生活環境の気体の脱臭処理は、触媒を充填し
た反応器にその気体を循環して供給して処理することが
多く、他方、そのような生活環境の気体は、微量の低級
脂肪酸を含むことが多く、こな場合に、本発明者らは、
上述した方法においても、その低級脂肪酸が一般に触媒
による酸化分解を受け難く、触媒中に蓄積され、或いは
、処理装置から放出されると共に、触媒成分と反応して
触媒を劣化させるに至ることを見出した。

【０００６】本発明は、かかる新たな問題を解決するた
めになされたものであつて、低級脂肪酸を含む気体等を
（特に、循環させながら）脱臭処理しても、触媒にその
ような低級脂肪酸が蓄積されないために、触媒が劣化し
ない有臭成分を含む流体のオゾン分解脱臭法を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、有臭成分をオ
ゾンを用いて触媒上で接触酸化分解する方法において、
触媒の後段、又は前段と後段とに低級脂肪酸の吸着又は
吸収フイルターを設置することを特徴とする。本発明に
おいて、有臭成分としては、特に限定されるものではな
いが、代表的なものとして、例えば、アンモニア、メチ
ルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、硫化水
素、メチルメルカプタン、ジメチルメルカプタン、硫化
メチル、二硫化メチル、アセトアルデヒド、スチレン、
メチルエチルケトン、アクロレイン、プロピオンアルデ
ヒド、ブチルアルコール、フエノール、クレゾール、ジ
フエニルエーテル、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、スカ
トール、ジメチルチオエーテル、塩化水素、塩化アルカ
リ等を挙げることができる。

【０００８】本発明において低級脂肪酸とは、ギ酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、ｎ−吉草酸、イソ吉草酸等を
挙げることができる。これらは、いずれも、生活環境の
中で人間や動物の汗やその他の分泌物等から排出される
炭化水素類が微生物によつて分解されて形成されるもの
であつて、脱臭を目的とする有臭成分を含む気体等に混
入することが多く、また、当初から有臭成分として含ま
れることもある。

【０００９】本発明の方法によれば、前述した有臭成分
に加えて、又は有臭成分としてかかる低級脂肪酸を含む
気体等を触媒にて酸化的に分解する際に、その触媒の後
段、又は前段と後段とに、上記のような低級脂肪酸の吸
着又は吸収するフイルターを設置する。このようなフイ
ルターは、吸着剤又は吸収剤自体で、又は粘土のような
不活性な担体物質と共にハニカム成形体、ペレツト状物
、シート状物、繊維状物、発泡体等に成形されて用いら
れる。吸着剤又は吸収剤としては、例えば、種々のゼオ
ライト、アルミナ、活性炭等の吸着剤や、これら吸着剤
とアルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、水酸化
物、炭酸塩との組合わせが好ましく用いられる。

【００１０】具体例としては、例えば（以下、金属は、
その酸化物、水酸化物又は炭酸塩を示すものとする。）
、活性炭−リチウム、活性炭−ナトリウム、活性炭−カ
リウム、活性炭−バリウム、活性炭−マグネシウム、活
性炭−カルシウム、活性炭−ストロンチウム等の二成分
系、活性炭−カルシウム−ナトリウム、活性炭−カルシ
ウム−カリウム、活性炭−カルシウム−リチウム、活性
炭−ストロンチウム−カリウム、活性炭−マグネシウム
−カリウム等の三成分系を挙げることができる。これら
の中では、金属成分としては、リチウム、ナトリウム、
カリウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム等
が好ましく、特に、前三者が好ましい。

【００１１】このような吸着剤又は吸収剤において、活
性炭は、通常、３０〜９９．９重量％の範囲であり、前
記金属酸化物、水酸化物又は炭酸塩は７０〜０．１重量
％の範囲である。かかる成分を含むフイルターは、上記
したような吸着剤又は吸収剤を３０重量％以上、好まし
くは５０重量％以上含む。このようなフイルターの製造
は、既に、種々の触媒の技術分野においてよく知られて
おり、本発明において用いるフイルターも、例えば、含
浸法、混練法、種々の繊維と共に抄紙法にてシート化す
る抄紙法等の方法によつて適宜に調製される。このよう
なフイルターの調製において、必要に応じて、有機バイ
ンダーや成形助剤を用いたり、得られるフイルターの機
械的強度を高めるために無機繊維等の補強材を用いるこ
とができるのはいうまでもない。

【００１２】かかるフイルターにて気体を処理する条件
は、気体中の低級脂肪酸の濃度にもよるが、通常、生活
環境の中で処理気体中に含まれる低級脂肪酸は微量であ
るので、空間速度（ＳＶ）を１０００〜１００００００
（１／ｈｒ）の範囲とすればよい。次に、本発明の方法
において、有臭成分を酸化的に分解するための触媒とし
ては、例えば、銅、マンガン、コバルト、鉄、ニツケル
、チタン、ケイ素、アルミニウム、銀、白金等の金属又
はそれらの酸化物が好ましく用いられる。これらは単独
で、又は２種以上の混合物又は複合物として用いられる
。より詳細には、例えば、二酸化マンガンのような単元
触媒、二酸化マンガン−活性炭、二酸化マンガン−二酸
化チタン、酸化銅−二酸化チタン、酸化コバルト−二酸
化チタン、酸化第二鉄−二酸化チタン、二酸化鉄−金等
の二元触媒、二酸化マンガン−酸化コバルト−二酸化チ
タン、二酸化マンガン−活性炭−アルカリ金属酸化物、
水酸化物又は炭酸塩等、二酸化マンガン−酸化コバルト
−酸化銀、酸化ニツケル−二酸化マンガン−二酸化チタ
ン等の三元触媒を挙げることができる。しかし、本発明
の方法においては、用いる触媒は、これらに限定される
ものではない。

【００１３】これら触媒は、通常、担体に担持されて、
種々の形状の構造物、例えば、ハニカム成形体、ペレツ
ト状物、円柱状物、板状物、パイプ状物等として用いら
れる。このように、触媒が担体に担持された構造物とし
て用いられる場合、かかる構造物における触媒の担持量
は、通常、５０重量％以上が好ましく、特に、７５重量
％以上が好ましい。　　このような触媒構造体の製造も
、前述したフイルターと同様に、既に、種々の触媒の技
術分野においてよく知られており、本発明において用い
る触媒構造体も、例えば、含浸法、混練法、共沈法、酸
化物混合法等の方法によつて適宜に調製される。このよ
うな触媒構造体の調製においても、必要に応じて、有機
バインダーや成形助剤を用いたり、得られる触媒構造体
の機械的強度を高めるために無機繊維等の補強材を用い
ることができる。

【００１４】本発明の方法において、有臭成分を前述し
たような触媒の存在下に酸化分解させるに際して、オゾ
ンは、脱臭を目的とする気体等が含む有臭成分の種類や
濃度、処理温度、用いる触媒の種類や量によつて適宜に
その使用量又は共存量が選択される。例えば、有臭成分
が硫化水素であるときは、この硫化水素１モル当りにオ
ゾン１〜２モルを用いることが好ましい。有臭成分がア
ンモニアであるときは、アンモニア１モル当りにオゾン
１〜３モルを用いることが好ましい。また、有臭成分が
メチルメルカプタンであるときは、通常、メチルメルカ
プタン１モル当りにオゾン１〜４モルを用いることが好
ましい。しかし、例えば、脱臭を目的とする気体等にお
ける有臭成分の濃度が高いような場合、その有臭成分の
分解率を高めるために、オゾンを上記した範囲を越えて
多量に用いることは何ら差し支えない。反面、余りに多
量のオゾンを用いて、脱臭処理後の気体等の中に余剰オ
ゾンが多量に残留するようなことは避けるべきである。

【００１５】本発明の方法において、有臭成分を含む気
体等を触媒の存在下にオゾンと接触させるときの反応温
度は、通常、０〜４０℃の範囲が好ましく、特に、１０
〜３０℃の範囲が好ましい。反応温度が０℃よりも低い
ときは、反応速度が遅すぎるきらいがあり、４０℃を越
えるときは、特に、それに対応する利益もなく、むしろ
、有臭成分を含む気体等の昇温に不必要なエネルギー費
用を必要として、プロセスの経済性に劣ることとなる。

【００１６】更に、触媒と有臭成分を含む気体等との接
触は、面積速度５〜５０の範囲で行なうことが好ましい
。ここに、面積速度とは、有臭成分を含む気体の反応量
（Ｎ立方メートル／時）を単位容積の触媒当りの気体接
触面積（平方メートル／立方メートル）にて除した値で
ある。面積速度が５よりも小さいときは、不必要に多量
の触媒を必要とし、他方、５０を越えるときは、有臭成
分の分解効率が低く、満足すべき結果を得ることが困難
である。

【００１７】本発明の方法は、何ら限定されるものでは
ないが、例えば、人間又は動物の生活空間、屎尿処理場
、ごみ焼却処理場、印刷工場、めつき工場、化学工場等
から排出される排気ガスの脱臭処理に好適に適用される
。

【００１８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。 Ａ．触媒の調製 実施例１ 比表面積４８平方メートル／ｇの二酸化マンガン７０４
ｇをチタニアゾル（二酸化チタン含有量１５０ｇ／ｌ）
１０３４ｍｌに加え、これに更にガラスビーズ２５０ｇ
を加えて、３０分間攪拌混合してスラリーを得た。この
スラリーを空隙率８１％、ピツチ４．０ｍｍのセラミツ
クスフアイバー製のコルゲート状ハニカムに含浸させ、
二酸化マンガン／二酸化チタン（モル比８２／１８）を
担持率９５％にて担持させた二元触媒としてのハニカム
構造体を調製した。 Ｂ．低級脂肪酸フイルターの作製 実施例１ 木節粘土を１００℃で１８時間乾燥させた後、スクリー
ンの目開きが０．５ｍｍ径であるサンプルミルにて粉砕
した。同様に、スクリーンの目開きが０．５ｍｍ径であ
るサンプルミルにて活性炭（武田薬品工業（株）製強力
「白鷺」（登録商標）を粉砕した。

【００１９】上記粘土の粉砕物２０Ｋｇと活性炭の粉砕
物２０ＫｇとをＶブレンダーにて粉砕混合した後、これ
にメチルセルロース系有機バインダー（ユケン工業製Ｙ
Ｂ−３２）２Ｋｇと水とを加え、ニーダーにて十分に混
練して、坏土を調製した。この坏土をハニカム押出用ダ
イスを備えたオーガスクリユー式押出機に投入し、ハニ
カム状物に押出成形した。この押出成形において、押出
圧力３０〜３５Ｋｇ／平方センチメートルとなるように
、坏土の水分調節を行なつた。

【００２０】次いで、このハニカム状物を常温にて通風
乾燥した後、窒素雰囲気中、５℃／時の昇温速度で４０
０℃まで昇温した後、その温度で３時間保持した。この
後、１０℃／時の降温速度で冷却して、開口率５５％、
ピツチ１．８ｍｍのハニカム成形体を得た。このハニカ
ム成形体の吸水率は２３％であつた。 実施例２ 実施例１において得たハニカム成形体の一部を切出し、
３００ｇ／ｌの水酸化カリウム水溶液に浸漬し、余剰の
水分を除いた後、１２０℃で３時間通風乾燥させて、活
性炭／水酸化カリウム（重量比９３．５／６．５）の二
成分系低級脂肪酸フイルターとしてのハニカム構造体を
作製した。 実施例３ 実施例２において、水酸化カリウム水溶液に代えて、３
００ｇ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液を用いた以外は、
実施例１と同様にして、活性炭／水酸化ナトリウム（重
量比９３．５／６．５）の二成分系低級脂肪酸フイルタ
ーを作製した。 実施例４ 実施例２において、水酸化カリウム水溶液に代えて、３
００ｇ／ｌの水酸化リチウム水溶液を用いた以外は、実
施例１と同様にして、活性炭／水酸化リチウム（重量比
９３．５／６．５）の二成分系低級脂肪酸フイルターを
作製した。 実施例５ 実施例１において、ハニカム成形体を作製する工程にお
いて、活性炭２０Ｋｇと共に炭酸マグネシウム２．２２
Ｋｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、活性炭／
炭酸マグネシウム（重量比９０／１０）の二成分系低級
脂肪酸フイルターを作製した。 実施例６ 実施例１において、ハニカム成形体を作製する工程にお
いて、活性炭２０Ｋｇと共に炭酸カルシウム２．２２Ｋ
ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、活性炭／炭
酸カルシウム（重量比９０／１０）の二成分系低級脂肪
酸フイルターを作製した。 実施例７ 実施例１において、ハニカム成形体を作製する工程にお
いて、活性炭２０Ｋｇと共に炭酸ストロンチウム２．２
２Ｋｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、活性炭
／炭酸ストロンチウム（重量比９０／１０）の二成分系
低級脂肪酸フイルターを作製した。 実施例８ 実施例１において、ハニカム成形体を作製する工程にお
いて、活性炭２０Ｋｇと共に炭酸バリウム２．２２Ｋｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にして、活性炭／炭酸
バリウム（重量比９０／１０）の二成分系低級脂肪酸フ
イルターを作製した。 実施例９ 実施例６において得たハニカム成形体に実施例２と同様
に水酸化カリウム処理して、活性炭／炭酸カルシウム／
水酸化カリウム（重量比８４／９．５／６．５）の三成
分系低級脂肪酸フイルターを作製した。 実施例１０ 実施例６において得たハニカム成形体に実施例２と同様
に水酸化ナトリウム処理して、活性炭／炭酸カルシウム
／水酸化ナトリウム（重量比８４／９．５／６．５）の
三成分系低級脂肪酸フイルターを作製した。 Ｃ．触媒活性試験 上記比較例１〜１０で得たそれぞれの低級脂肪酸フイル
ター及び触媒を用いて、図１にそのフローシートを示す
ような試験装置構成を用いて、下記の反応条件下に触媒
活性試験を行なつた。 反応条件 空間速度　　　　　　：２００００／時反応温度　　　
　　　：２０℃ 入口オゾン濃度：１０　ｐｐｍ 有臭成分　　　　　　： メチルメルカプタン：５　ｐｐｍ プロピオン酸　　　　　　：１　ｐｐｍこのような条件
下に触媒反応器の後段に低級脂肪酸フイルターを装着し
、初期及び１００時間後のオゾン分解率及び有臭成分分
解率を測定して、触媒の劣化の程度を調べた。実施例１
−１、２−１及び３−１においては、触媒反応器の前段
と後段に低級脂肪酸フイルターを装着した。

【００２１】触媒活性は次のようにして調べた。即ち、
空気をオゾン発生機１に導き、所定濃度のオゾンを含有
させ、有臭成分と共に低級脂肪酸を含む気体をこのオゾ
ン含有空気と共に混合し、この混合気体を触媒を充填し
た反応器２及び低級脂肪酸フイルター３（以下、反応器
とフイルターの集合体を処理装置と称する。を通過せし
めて、これを反応器で脱臭し、フイルターで低級脂肪酸
を除去し、かくして脱臭処理した気体の一部をオゾン分
析器４に導いて、ここで処理後の気体中の残留オゾンを
定量分析して、オゾン分解率を求めた。また、脱臭処理
後の気体の残部は、これをガスクロマトグラフ５に導い
て、残存する有臭成分を定量分析して、有臭成分分解率
を求めた。

【００２２】ここに、オゾン分解率及び有臭成分分解率
は、それぞれオゾン分析計及びガスクロマトグラフにて
測定される処理装置入口及び出口におけるそれぞれの濃
度から次式によつて算出される。 　　　　　　分解率（％）＝〔（入口濃度−出口濃度）
／入口濃度〕×１００比較例として、触媒反応器に低級
脂肪酸フイルターを装着することなく、上記同様にして
、触媒活性試験を行なつた。

【００２３】以上の結果を表１及び表２に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】表１に示す結果から明らかなように、本
発明の方法によれば、触媒反応器の後段（及び前段）に
低級脂肪酸吸収フイルター又は吸着フイルターを装着す
ることによつて、長時間にわたつてオゾン分解率及び有
臭成分分解率を高く保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、触媒活性試験を行なうためのフローシート
を示す。

【符号の説明】

１…オゾン発生器、２…触媒反応器、３…低級脂肪酸フ
イルター、４…オゾン分析器、５…ガスクロマトグラフ
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有臭成分をオゾンを用いて触媒上で接触酸
   化分解する方法において、触媒の後段、又は前段と後段
   とに低級脂肪酸の吸着フイルター又は吸収フイルターを
   設置することを特徴とする脱臭方法。
2. 【請求項２】有臭成分を含む流体を触媒を充填した反応
   器に循環して導いて、上記有臭成分をオゾンを用いて触
   媒上で接触酸化分解する方法において、反応器の後段、
   又は前段と後段とに低級脂肪酸の吸着又は吸収フイルタ
   ーを設置することを特徴とする流体の脱臭方法。