JPH0452496A - 脱臭装置 - 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、ビルその他の建築物の冷暖房費用を節減する
為に広範囲に使用されている空調用全熱交換器を改良し
た全熱交換器型脱臭装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、ビルその他の建築物の冷暖房費用を節減する観点
から、換気の際に顕熱と共に潜熱も同時に回収できる空
調用全熱交換器が広く普及している。これまでの全熱交
換器は、ハニカム構造の回転ローターを熱交換ユニット
とし、該熱交換ユニット用素材としてアスベスト紙、セ
ラミックス紙、或は塩化リチウムやシリカゲル等の吸湿
物質を含浸させた吸着性シートを用いるのが一般的であ
る。

［発明が解決しようとするｉ！題］ しかしながら従来の全熱交換器では、排気中の湿気を吸
着する際に、湿気と共に臭気成分の一部も熱交換ユニッ
トに吸着し、該臭気成分が吸気の際に新鮮空気によって
脱着されて室内に還流してくるという欠点があった。こ
うしたことから、これまでの全熱交換器を、病院や動物
実験室の様に臭気の強い場所で使用する際には、大量の
新鮮空気を取り入れる必要が生じ、省エネルギーを図る
という全熱交換器本来の機能を相殺する結果となってい
る。

本発明はこうした状況のもとになされたものであって、
その目的は、全熱交換器としての機能を発揮することが
できるのは勿論のこと、排気中の臭気成分を有効に除去
し、該臭気成分が室内に還流してくるのを可及的に少な
くできる様な全熱交換器型脱臭装置を提供することにあ
る。また本発明の他の目的は、脱臭専用として用いるこ
とのできる脱臭装置を提供することにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記課題を解決することのできた本発明とは、ハニカム
構造の回転ローターを熱交換ユニットとすると共に、該
回転ローターにはオゾン分解脱臭触媒を具備せしめ、且
つ該回転ローターは排気ゾーン、オゾン脱臭処理ゾーン
および吸気ゾーンを円周方向に順次移動する様に構成さ
れ、前記オゾン脱臭処理ゾーンにオゾンを導入する様に
構成した点に要旨を有する全熱交換機能を具備した脱臭
装置である。また本発明はハニカム構造の回転ローター
にオゾン分解脱臭触媒を具備せしめ、且つ該回転ロータ
ーは排気ゾーンおよびオゾン脱臭処理ゾーンを円周方向
に順次移動する様に構成され、前記オゾン脱臭処理ゾー
ンにオゾンを導入する根に構成した点にも要旨を有する
脱臭装置である。

［作用］ 本発明者らは、シリカゲル被覆アルミニウムハニカムを
備えた全熱交換器を用い、動物実験室の空調施設での臭
気リターン現象を調査した。尚このときの排気は湿度６
５％、温度２１℃であり、排気中のアンモニア濃度は２
．０ｐｐｍであった。

その結果、全熱交換器を経た後の排気ガスには０．５ｐ
ｐｍのアンモニアが含まれており、１．５ｐｐｍのアン
モニアは全熱交換器の熱交換ユニットに吸着されており
、このアンモニアは吸気の際に吸気ガス中（新鮮空気中
）に全量随伴して室内に戻ることがわかった。尚この調
査においては、排気ガス中にはアンモニアばかりでなく
、分析では同定できない動物特有の臭気も混じっていた
が、これらも吸着ガスと共に室内に戻ってきていた。

ところで臭気成分を処理する方法として、オゾンの強力
な酸化作用を利用したオゾン酸化法が知られており、ま
た触媒（これをオゾン分解脱臭触媒と呼んである）を利
用したオゾン酸化法も知られている。触媒を利用したオ
ゾン酸化法は、臭気成分含有ガス中にオゾンを導入し、
触媒の存在下に臭気成分を分解処理するものである。こ
の方法は従来のオゾン酸化法に比べ、大きな反応スペー
スが無くとも臭気成分とオゾンが速やかに反応し、脱臭
効率が飛躍的に向上するばかりでなく、オゾンも完全に
分解し、未反応オゾンが大気中に放出されるという心配
もない。

本発明者らは、触媒を用いたオゾン酸化法を応用すると
いう着想のもとに、前述した様な従来の全熱交換器が持
つ欠点を解消するという観点から検討を重ねた。その結
果、回転ローターにハニカム構造のオゾン分解脱臭触媒
を使用し、排気ガス（被処理ガス）の中にオゾンを含有
させて、該ガスを前記触媒に導入し、触媒上に吸着した
臭気成分を酸化分解すれば、室内に還流してくる臭気成
分を可及的に少なくすることができ、新鮮空気の取込み
量を大巾に減少することができることを見出し、本発明
を完成した。

本発明で用いるオゾン分解脱臭触媒としては、脱臭能力
、余剰オゾン分解能力および吸着能力等を考慮すると、
下記（ａ）　、　（ｂ）の触媒成分からなるものが最適
である。

（ａ）Ｔｉ、Ｓｔ、Ａ１．ＭｇおよびＺｒよりなる群か
ら選択される１種または２種以上の元素からなる触媒成
分、 （ｂ）Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ。

Ｐｔ、ＰｄおよびＲｈよりなる群から選択される１種ま
たは２種以上の元素からなる触媒成分。

本発明で用いる触媒成分（ａ）は、Ｔｉ、Ｓｉ。

ＡＩ、ＭｇおよびＺｒ等の元素の１種または２種以上を
適当に組み合わせて使用すればよいが、ＴｉとＳｔから
なる２元系複合酸化物、ＴｉとＺｒからなる２元系複合
酸化物、およびＴｉ。

Ｓｔ、Ｚｒからなる３元系複合酸化物のうちの少なくと
もいずれか１種を使用するのが特に好ましく、これらは
常温においても優れた吸着能を示し、被処理ガス中の臭
気成分を屋外に排出させないという点から極めて有効で
ある。

一方触媒成分（ｂ）については、Ｍｎ、Ｆｅ。

Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、ＰｄおよびＲｈ等の元
素の１種または２種以上を適当に組み合わせて使用すれ
ばよい。

尚被処理ガス中のオゾンの最適含有量は、臭気成分の濃
度によっても異なり一概には規定できないが、オゾンに
よる酸化効果および余剰オゾンの排出防止等を考慮すれ
ば０．１〜３　ｐｐｍ程度が好ましい。

次に上記触媒成分（ａ）　、　（ｂ）を用いて、本発明
で用いるオゾン分解脱臭触媒を製造する手順を例示する
。

まずＴｉおよびＳｉからなる複合酸化物を以下の手順で
調製した。

Ｔｉ源として、下記組成の硫酸チタニルの硫酸水溶液を
用いた。

Ｔ　ｉ　０Ｓ０４　　２５０ｇ／ＩＬ（Ｔ　ｉ　０２　
ｔＪｋ算）全Ｈ２Ｓ０４　１１００ｇ／ｕ 水４００Ｊ２にアンモニア水（Ｎ　Ｈ３、２５％）２８
０Ｉｌを添加し、更にスノーテックス−ＮＣ３−３０（
日産化学製シリカゲル、Ｓ　ｉ　０２として約３０重量
％含有）を２４ｋｇ加えた溶液を別に準備しておき、こ
れに上記硫酸水溶液１５３℃を水３００℃に添加して希
釈したチタン含有硫酸水溶液を攪拌下徐々に滴下し、共
沈ゲルを生成し、更にそのまま１５時間放置して静置し
た。この様にして得られたＴ　ｉ　０２−３　ｉ　０２
ケルを濾過、水洗後２００℃で１０時間乾燥した。

次いで５５０℃で空気雰囲気下に６時間焼成した。得ら
れた粉末の組成はＴ　ｉ　０２　　：　Ｓ　ｉ　０２＝
４：１（モル比）であり、ＢＥＴ表面積は１８５ｍ’／
ｇであった。

得られた粉末（以後ＴＳ−１と呼ぶ）を用いて、以下に
述べる手順で格子状ハニカム触媒を調製した。

上記ＴＳ−１粉末１０ｋｇに適当量の水を添加してニー
ダ−でよく混合した後、混練機によって十分混練し、均
一な混練物を押出成形して、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、
長さ５０ａｍの格子状ハニカム（肉厚０．３ｍｍ　、目
開き１．４ｍｍ　）を製作し、１５０℃で５時間乾燥し
、その後３００℃で２時間空気雰囲気下で焼成してハニ
カム成形体とした。引続き硝酸マンガン水溶液を含浸せ
しめ、乾燥・焼成し、重量比でＴＳ−１：Ｍｎ０２＝９
０　：　１０の触媒を得た。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下
記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。

［実施例］ 第１図は本発明に係る脱臭装置の一実施例を示す概略説
明図であり、１は回転ローター、２はケーシング、３は
仕切板、４は排気ゾーン、５はオゾン処理ゾーン、６は
吸気ゾーン、７はオゾン添加ラインを夫々示す。回転ロ
ーター１は大略円筒状のハニカム構造となっており、矢
印Ｘ方向に回転する様に構成され、仕切板３によって分
割される排気ゾーン４．オゾン処理ゾーン５および吸気
ゾーン６をこの順序で移動する様に構成される。また回
転ローター１は前述の如くオゾン分解触媒が具備されて
いる。回転ローター１への触媒具備形態は様々考えられ
、例えば担体に触媒を把持させたり、或は回転ロータ−
１自体を触媒で構成する等が挙げられる。

オゾン添加ライン７からは、排気中のオゾン濃度が０．
１〜５．０ｐｐｍとなる様に、オゾン含有空気がオゾン
発生器（図示せず）から導入される。そして前記排気ゾ
ーン４に排気ガス（被処理ガス）が導入され、該排気ガ
ス中の臭気成分は排気ゾーン４で吸着された後、オゾン
処理ゾーン５においてオゾン添加ライン７からのオゾン
によって前記触媒の存在下で酸化分解される。この際排
気ガス中の熱エネルギーは回転ローター１に伝熱される
。

その後吸気ガス（例えば新鮮空気）が吸気ゾーン６に導
入され、換気を完了すると共に回転ロータ１の熱エネル
ギーが室内に持ち込まれる。

本発明者らは、３４１図に示した装置を用い、回転ロー
ター１の素材として前述の製造手順で示したチタニアシ
リカ系オゾン分解脱臭触媒（２１０セル）を使用し、動
物実験室の臭気リターン現象の実験を行なった。尚この
ときの排気は湿度７０％、温度１９℃であり、排気ガス
中のアンモニア濃度は１．３ｐｐｍであった。

まずオゾンを添加せずに実験を行なった。その結果、装
置を経た後の排気ガス中には０．５ｐｐｍのアンモニア
が含まれており、０．８ｐｐｍのアンモニアが回転ロー
ター１に吸着されていたが、このアンモニアは吸気の際
に吸気ガス中（新鮮空気中）に全量随伴して室内に戻っ
ていた。

次に、排気ガス中にオゾンが２．５ｐｐｍ含まれる様に
オゾンを添加し、他の条件は同じにして臭気リターンの
実験を行なった。その結果、装置を経た後の排気ガス中
には０．３ｐｐｍのアンモニアが含まれていたが、吸気
ガスに随伴して室内に戻ったアンモニアは０．ｌｐｐｍ
でしかなかった。即ち、オゾンを添加することによって
、室内に還流するアンモニア量は１７８に減少していた
。尚上記一連の実験において、装置の熱交換効率は７８
％であり、市販のシリカゲル被覆アルミニウム熱交換ロ
ーター使用の全熱交換器の効率とほぼ同じであり、全熱
交換器としての機能も十分であることが分かった。

また屋外に排出されたオゾン濃度は、０．０１ｐｐｍ以
下となっており、残留オゾン濃度も極めて少なくなって
いた。

第１図に示した構成では全熱交換器としても使用できる
ことを示したが、第１図に示した吸気ゾーン６を排気ゾ
ーン４ａ（第２図参照）とすることによフて、装置を室
内における脱臭器として使用できる。この場合は、前記
回転ロータ１は、前記オゾン処理ゾーン５と排気ゾーン
４．４８を交互に移動することになる。

本発明者らは、第２図に示した装置を用いて脱臭実験を
行なった。尚このときの排気ガスは、湿度７０％、温度
２０℃であり、メルカプタンを２５ｐｐｂ含んでいるも
のであった。そして排気ガス中のオゾン濃度が０．５ｐ
ｐｍとなる様にオゾンを添加しつつ、脱臭を行なったと
ころ、処理後の排気ガス中のメルカプタン濃度は１１）
ｌ）ｂ以下となっており、オゾン濃度も０．０１ｐｐｍ
以下であった。

第２図に示した様に脱臭装置専用として用いれば、既存
のオゾン脱臭器に比較してオゾン発生器の規模を小さく
できるという利点がある。例えば排気ゾーン４．４８が
オゾン処理ゾーンの６倍の面積であると想定すると、所
定のオゾン濃度を得る為のオゾン発生器の規模は１／６
で良いことになり、経済的である。

［発明の効果ゴ 以上述べた如く本発明によれば、全熱交換器としての機
能を発揮しつつ、排気中の臭気成分が室内に還流してく
るのを防止できる様になった。また本発明装置は脱臭装
置専用としても使用でき、この場合は既存のオゾン脱臭
器と比べて、オゾンの使用量が少なくて済むという利点
があり、極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る脱臭装置の一実施例を示す概略説
明図、第２図は本発明に係る脱臭装置の有効な使用例を
示す概略説明図である。 １・・・回転ローター　　２・・・ケーシング３・・・
仕切板　　　　　４．４８・・・排気ゾーン５・・・オ
ゾン処理ゾーン ６・・・吸気ゾーン　　　７・・・オゾン添加ライン出
願人　　日本触媒化学工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハニカム構造の回転ローターを熱交換ユニットと
   すると共に、該回転ローターにはオゾン分解脱臭触媒を
   具備せしめ、且つ該回転ローターは排気ゾーン、オゾン
   脱臭処理ゾーンおよび吸気ゾーンを円周方向に順次移動
   する様に構成され、前記オゾン脱臭処理ゾーンにオゾン
   を導入する様に構成したことを特徴とする全熱交換機能
   を具備した脱臭装置。
2. （２）ハニカム構造の回転ローターにオゾン分解脱臭触
   媒を具備せしめ、且つ該回転ローターは排気ゾーンおよ
   びオゾン脱臭処理ゾーンを円周方向に交互に移動する様
   に構成され、前記オゾン脱臭処理ゾーンにオゾンを導入
   する様に構成したことを特徴とする脱臭装置。