JPH0564654A

JPH0564654A - 脱臭方法

Info

Publication number: JPH0564654A
Application number: JP3087162A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Yoshimoto; 雅文吉本; Tadao Nakatsuji; 忠夫仲辻; Kimihiko Yoshida; 公彦吉田
Original assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1991-01-24
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】排ガス中の有臭成分をオゾンを用いて触媒上
で、分解する脱臭方法を提供する。【構成】ここで使用する触媒は、第１成分として、Ｍ
ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇの酸化物の１種以
上、第２成分としてアルカリもしくはアルカリ土類金属
の酸化物、水酸化物もしくは炭酸塩、第３成分として活
性炭で構成される。この触媒を用いてオゾンにて有臭成
分を分解する。【効果】上記の方法は、排ガス中の有臭成分を効率良く
脱臭でき、優れた効果を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、気体等の中に含まれ
る、臭気を発生する成分（以下、「有臭成分」という）
を除去するための脱臭方法に関する。

【従来の技術】従来、気体中に含まれる有臭成分を除去
する方法として、活性炭、ゼオライト等の多孔質物質を
用いる吸着脱臭法、酸化剤又は還元剤を用いる湿式処理
脱臭法、オゾン分解脱臭法等の種々の脱臭方法が提案さ
れている。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の各脱臭方法（以下、「従来方法」という）はいずれ
も、充分に満足のいく脱臭方法であるとは言い難い。す
なわち、吸着脱臭法には、吸着剤が吸着能力を発揮する
期間が有限であるため、再生等することを要し、脱臭装
置のメンテナンスに多大の労力及び費用が必要となると
いう問題がある。また、湿式処理脱臭法には、酸化剤等
の薬液の処理が煩雑であるという問題がある。最後のオ
ゾン分解脱臭法には、上記のような問題は無いものの、
有臭成分の酸化分解による除去が充分でないこと及び呼
吸器障害等の公害を防止する上で、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こと等の問題が
あった。本発明は、従来のオゾン分解脱臭法が有してい
たこれらの問題を解決するためで、従来方法に比べて有
臭成分の分解除去能力に優れると共に、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触媒を既
に種々提案している。しかしながらこれらの触媒を用い
てもガス中に微量の窒素酸化物や低級脂肪酸などの酸性
物質が含まれる時、これが触媒中に蓄積もしくは触媒成
分と反応し、触媒が劣化するあるいは蓄積した臭気物質
が処理ガス中に含まれるなどという問題点を本発明者ら
が見出した。本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたものである。

【問題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る脱臭方法（以下、「本発明方法」）は、
触媒が第１成分としてＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，
Ａｇの酸化物から選ばれる少なくとも１種以上、第２成
分としてアルカリもしくはアルカリ土類金属の酸化物、
水酸化物もしくは炭酸塩、第３成分として活性炭から構
成されるものを用いることを特徴としている。またこれ
らの触媒の構成において第１成分と第２成分の重量比が
１００：０．１〜５０が好ましく、より好ましくは１０
０：０．５〜２５であり、第１成分と第２成分の合計と
第３成分との重量比が５〜１００：１００より好ましく
は２０〜５０：１００である。これらの範囲において好
ましい結果が得られる理由については定かではない。こ
うした触媒としては、第１成分のそれぞれの酸化物と、
第２成分のそれぞれの酸化物、水酸化物あるいは炭酸化
物との組合わせからなる二元触媒と第３成分の活性炭を
主成分とするもの例えば、ＭｎＯ_２−ＣａＯ−活性炭，
ＭｎＯ_２−Ｃａ（ＯＨ）_２−活性炭，ＭｎＯ_２−ＣａＣ
Ｏ_３−活性炭，ＮｉＯ−ＭｇＯ−活性炭，ＮｉＯ−Ｍｇ
（ＯＨ）_２−活性炭，ＮｉＯ−ＭｇＣＯ_３−活性炭，Ｎ
ｉ_２Ｏ_３−ＳｒＯ−活性炭，Ｎｉ_２Ｏ−Ｓｒ（ＯＨ）_２
−活性炭，Ｎｉ_２Ｏ_３−ＳｒＣＯ_３−活性炭，Ｃｏ_２Ｏ
_３−ＢａＯ−活性炭，Ｃｏ_２Ｏ_３−Ｌｉ（ＯＨ）_２−活
性炭，Ｃｏ_２Ｏ_３−ＬｉＣＯ_３−活性炭など及び第１成
分のそれぞれの酸化物の２種あるいはそれ以上と、第２
成分のそれぞれの酸化物、水酸化物あるいは炭酸化物の
１種あるいはそれ以上と第３成分である活性炭との組合
わせからなる多元触媒を主成分とするもの、例えばＭｎ
Ｏ_２−Ａｇ_２Ｏ−ＣａＣＯ_３−活性炭，ＭｎＯ_２−Ａｇ
_２Ｏ−Ｃａ（ＯＨ）_２−活性炭，ＭｎＯ_２−ＮｉＯ−Ｋ
_２Ｏ−活性炭，ＭｎＯ_２−ＮｉＯ−ＫＯＨ−活性炭，Ｍ
ｎＯ_２−ＮｉＯ−Ｋ_２ＣＯ_３−活性炭，ＭｎＯ_２−Ｃｏ
_２Ｏ_３−ＢａＯ−活性炭，ＭｎＯ_２−Ｃｏ_２Ｏ_３−Ｂａ
（ＯＨ）_２−活性炭，ＭｎＯ_２−Ｃｏ_２Ｏ_３−ＢａＣＯ
_３−活性炭，Ｎｉ_２Ｏ_３−Ａｇ_２Ｏ−Ｎａ_２Ｏ−活性
炭，Ｎｉ_２Ｏ_３−Ａｇ_２Ｏ−ＮａＯＨ−活性炭，Ｎｉ_２
Ｏ_３−Ａｇ_２Ｏ−Ｎａ_２ＣＯ_３−活性炭などを例示する
ことが出来る。これらのうち、好ましい触媒とては、Ｍ
ｎＯ_２−Ｌｉ_２ＣＯ_３−活性炭，ＭｎＯ_２−ＣａＣＯ_３
−活性炭，Ａｇ_２Ｏ−ＣａＣＯ_３−活性炭，ＭｎＯ_２−
ＳｒＣＯ_３−活性炭，ＭｎＯ_２−ＢａＣＯ_３−活性炭，
Ｎｉ_２Ｏ_３−ＣａＣＯ_３−活性炭，ＭｎＯ_２−Ａｇ_２Ｏ
−ＣａＣＯ_３−活性炭，Ｎｉ_２Ｏ_３−Ａｇ_２Ｏ−ＣａＣ
Ｏ_３−活性炭などが挙げられる。これらの触媒成分は、
公知の担体であるアルミナ、チタニア、シリカ−チタニ
ア、シリカ、ジルコニア、ゼオライトなどに担持しても
よい。とりわけ耐酸性に優れたチタニア、シリカ−チタ
ニア、シリカ、ジルコニア、ゼオライト担体に担持する
ことによって窒素酸化物や低級脂肪酸などの酸性物質に
よる劣化を防止するとともに、触媒への臭気物質の蓄積
を防止し、大幅にその脱臭効果を維持することが可能と
なった。また触媒成分の担持率は通常０．１〜５０ｗｔ
％である。０．１ｗｔ％以下では充分な脱臭効果が得ら
れず、５０ｗｔ％以上では細孔閉塞などによってオゾン
分解能力が低下するからである。又、上記発明方法によ
り除去せんとする有臭成分としては、アンモニア、トリ
メチルアミン、硫化水素、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、フェノール、クレゾール、ジフ
ェニルエーテル、酢酸、プロピオン酸、吉草酸、メチル
アミン、ジメチルアミン、スカトール、ジメチルチオエ
ーテル、ジメチルメルカプタン、塩化水素、塩化アルカ
リが例示される。また、本発明方法が実施される分野と
しては、例えば、人間もしくは動物の生活空間、し尿処
理場、下水処理場、ゴミ焼却処理場、印刷工場、メッキ
工場、一般化学工場等から排出される排気ガスの脱臭処
理が挙げられる。本発明方法において用いられる触媒の
形状は特に限定されず、例えばハニカム状、ペレット
状、円柱状、板状、パイプ状等、種々の形状のものを用
いることが出来る。触媒中の活性成分含有率（担体成分
を含む）は、５０％以上が好ましく、７５％以上がより
好ましい。触媒は、含浸法、混練法、共沈法、沈殿法、
酸化物混合法等の既知の製法を適宜選択して製造するこ
とが出来る。触媒の製造においては、触媒に賦形性を与
えるために成形助剤を添加したり、機械強度等を向上さ
せるために無機繊維等の補強剤、有機バインダー等を適
宜添加したりしてもよい。脱臭の際に上記触媒と共存さ
せるオゾン（Ｏ_３）は、除去せんとする有臭成分の種類
及び濃度、その他反応温度、触媒の種類及び量等によっ
て適宜量用いられる。例えば、有臭成分としてＨ_２Ｓを
含有する被脱臭気体の場合は、Ｈ_２Ｓ１モルあたりＯ_３
１〜２モルを共存させることが好ましく、ＮＨ_３を含有
する被脱臭気体の場合は、ＮＨ_３１モルあたりＯ_３１〜
３モルを共存させることが好ましい。また、メチルメル
カプタンを含有する被脱臭気体の場合は、メチルメルカ
プタン１モルあたりＯ_３１〜４モルを共存させることが
好ましい。被脱臭気体中に含まれる有臭成分の濃度が高
い場合、除去率を向上させるためにＯ_３を上記好適量を
超えて共存させても良い。但し、多すぎる場合には、脱
臭処理後に余剰のＯ_３が残留する場合があるのでこの様
なことが無いように過剰のＯ_３を共存させないように配
慮する必要がある。脱臭の際の反応温度は、０〜４０℃
が好ましく、１０〜３０℃がより好ましい。０℃未満の
場合、反応速度が遅くなるからであり、４０℃を超える
場合、新たに昇温のためのエネルギーを必要とし不経済
である。しかしガス温度が４０℃以上の場合、本発明方
法がこれらのガスを処理することができるのは当然であ
る。また、触媒と反応ガスとの接触は、５〜５０の面積
速度（ＡＶ：ａｒｅａｖｅｌｏｃｉｔｙ）で行うこと
が好ましい。これは、面積速度が５未満であると触媒が
多く必要になるからであり、面積速度が５０を超えると
効率が低く所定の分解率が得られないからである。ここ
で、面積速度とは、反応量（Ｎｍ^３／ｕ、ｕ：Ｈｒ）を
単位容積の触媒あたりのガス接触面積（ｍ^２／ｍ^３）で
除した値である。

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。但し、本発明は下記の実施例に限定されるもので
はない。Ａ・触媒の調製実施例１比表面積１２７ｍ^２／ｇのＮｉＯ７０ｇとＣａＯ２０ｇ
と武田薬品製白鷺Ａ活性炭１８０ｇに水とさらにガラス
ビーズを加えて、３０分間撹拌混合してスラリーとし
た。このスラリ−を空隙率８１％、ピッチ４．０ｍｍの
セラミックスファイバ製のコルゲート状ハニカムに含浸
させて、ＮｉＯ−ＣａＯ−活性炭（重量比７０：２０：
１８０）を担持率７２％で担持した三元触媒を得た。実施例２実施例１において、ＣａＯ２０ｇにかえてＣａ（ＯＨ）
_２２０ｇとする以外は、実施例１と同様にしてＮｉＯ−
Ｃａ（ＯＨ）_２−活性炭（重量比７０：２０：１８０）
を担持率６４％で担持した三元触媒を得た。実施例３実施例１において、ＣａＯ２０ｇにかえてＣａＣＯ_３２
０ｇとする以外は、実施例１と同様にしてＮｉＯ−Ｃａ
ＣＯ_３−活性炭（重量比７０：２０：１８０）を担持率
６７％で担持した三元触媒を得た。実施例４実施例１において、ＣａＯ２０ｇにかえてＮａ_２ＣＯ_３
１０ｇとする以外は、実施例１と同様にしてＮｉＯ−Ｎ
ａ_２ＣＯ_３−活性炭（重量比７０：１０：１８０）を担
持率５５％で担持した三元触媒を得た。実施例５実施例１において、ＣａＯ２０ｇにかえてＫ_２ＣＯ_３１
０ｇとする以外は、実施例１と同様にしてＮｉＯ−Ｋ_２
ＣＯ_３−活性炭（重量比７０：１０：１８０）を担持率
６３％で担持した三元触媒を得た。実施例６実施例１において、ＣａＯ２０ｇにかえてＭｇＣＯ_３２
０ｇとする以外は、実施例１と同様にしてＮｉＯ−Ｍｇ
ＣＯ_３−活性炭（重量比７０：２０：１８０）を担持率
６９％で担持した三元触媒を得た。実施例７実施例１において、ＣａＯ２０ｇにかえてＳｒＣＯ_３２
０ｇとする以外は、実施例１と同様にしてＮｉＯ−Ｓｒ
ＣＯ_３−活性炭（重量比７０：２０：１８０）を担持率
７２％で担持した三元触媒を得た。実施例８実施例１において、ＣａＯ２０ｇにかえてＢａＣＯ_３２
０ｇとする以外は、実施例１と同様にしてＮｉＯ−Ｂａ
ＣＯ_３−活性炭（重量比７０：２０：１８０）を担持率
６９％で担持した三元触媒を得た。実施例９実施例３において、ＮｉＯ７０ｇにかえて比表面積４８
ｍ^２／ｇのＭｎＯ_２７０ｇとする以外は、実施例３と同
様にしてＭｎＯ_２−ＣａＣＯ_３−活性炭（重量比７０：
２０：１８０）を担持率７１％で担持した三元触媒を得
た。実施例１０実施例３において、ＮｉＯ７０ｇにかえてＣｏ_２Ｏ_３７
０ｇとする以外は、実施例３と同様にしてＣｏ_２Ｏ_３−
ＣａＣＯ_３−活性炭（重量比７０：２０：１８０）を担
持率６８％で担持した三元触媒を得た。実施例１１実施例３において、ＮｉＯ７０ｇにかえてＭｎＯ_２３５
ｇ、ＮｉＯ３５ｇとする以外は、実施例３と同様にして
ＭｎＯ_２−ＮｉＯ−ＣａＣＯ_３−活性炭（重量比３５：
３５：２０：１８０）を担持率７２％で担持した四元触
媒を得た。実施例１２実施例３において、ＮｉＯ７０ｇにかえてＭｎＯ_２６０
ｇ、Ａｇ_２Ｏ１０ｇとする以外は、実施例３と同様にし
てＭｎＯ_２−Ａｇ_２Ｏ−ＣａＣＯ_３−活性炭（重量比６
０：１０：２０：１８０）を担持率６５％で担持した四
元触媒を得た。実施例１３実施例９の方法においてＭｎＯ_２、炭酸カルシウム、活
性炭のそれぞれの重量を８０ｇ、５ｇ、１７０ｇとする
以外は、実施例３と同様にしてＭｎＯ_２−ＣａＣＯ_３−
活性炭（重量比１００：６．２５：２１２．５）を担持
率７８％で担持した三元触媒を得た。実施例１４実施例９の方法においてＭｎＯ_２、炭酸カルシウム、活
性炭のそれぞれの重量を８ｇ、０．５ｇ、１７０ｇとす
る以外は、実施例３と同様にしてＭｎＯ_２−ＣａＣＯ_３
−活性炭（重量比１：０．０６２５：２１．２５）を担
持率５３％で担持した三元触媒を得た。実施例１５実施例９の方法においてＭｎＯ_２、炭酸カルシウム、活
性炭のそれぞれの重量を８０ｇ、５ｇ、８０ｇとする以
外は、実施例３と同様にしてＭｎＯ_２−ＣａＣＯ_３−活
性炭（重量比１００：６．２５：１００）を担持率８１
％で担持した三元触媒を得た。比較例１実施例１においてＮｉＯ１００ｇとし、ＣａＯ、活性炭
を添加しないこと以外は、実施例１と同様にしてＮｉＯ
を担持率９５％で担持した一元触媒を得た。比較例２実施例９においてＭｎＯ_２１００ｇとし、ＣａＣＯ_３、
活性炭を添加しないこと以外は、実施例１と同様にして
ＭｎＯ_２を担持率１００％で担持した一元触媒を得た。比較例３実施例１０においてＣｏ_２Ｏ_３１００ｇとし、ＣａＣＯ
_３、活性炭を添加しないこと以外は、実施例１０と同様
にしてＣｏ_２Ｏ_３を担持率１００％で担持した一元触媒
を得た。比較例４実施例１１においてＭｎＯ_２５０ｇ、ＮｉＯ５０ｇと
し、ＣａＣＯ_３、活性炭を添加しないこと以外は、実施
例１１と同様にしてＭｎＯ_２−ＮｉＯ（重量比５０：５
０）を担持率９９％で担持した二元触媒を得た。比較例５実施例１２においてＭｎＯ_２９０ｇ、Ａｇ_２Ｏ１０ｇと
し、ＣａＣＯ_３、活性炭を添加しないこと以外は、実施
例１２と同様にしてＭｎＯ_２−Ａｇ_２Ｏ（重量比９０：
１０）を担持率１０３％で担持した二元触媒を得た。比較例６実施例９の方法においてＭｎＯ_２、炭酸カルシウム、活
性炭のそれぞれの重量を８０ｇ、５ｇ、４２．５ｇとす
る以外は、実施例３と同様にしてＭｎＯ_２−ＣａＣＯ_３
−活性炭（重量比１００：６．２５：５３．１２５）を
担持率６５％で担持した三元触媒を得た。比較例７実施例９の方法においてＭｎＯ_２、炭酸カルシウム、活
性炭のそれぞれの重量を８０ｇ、４０ｇ、２４０ｇとす
る以外は、実施例３と同様にしてＭｎＯ_２−ＣａＣＯ_３
−活性炭（重量比１０：５：３０）を担持率６５％で担
持した三元触媒を得た。比較例８実施例９の方法においてＭｎＯ_２、炭酸カルシウム、活
性炭のそれぞれの重量を８０ｇ、０．０７ｇ、１６０ｇ
とする以外は、実施例３と同様にしてＭｎＯ_２−ＣａＣ
Ｏ_３−活性炭（重量比１００：０．０８７５：２００）
を担持率６１％で担持した三元触媒を得た。Ｂ．触媒活性試験上記実施例１〜１５で得た触媒について、第１図にその
フローシートを示すような試験装置を用いて下記反応条
件で触媒活性試験を行った。図に於いて、（１）は触媒
層であり、該触媒層（１）に導入された被脱臭気体中に
含まれる有臭成分は、オゾン発生器（２）から触媒層
（１）に導かれたオゾン（Ｏ_３）によって分解される。
分解脱臭後の気体の一部はオゾン分析計（３）に導かれ
て、そこで残留オゾン（Ｏ_３）の定量分析がなされる。
また、分解脱臭後の気体の残部は有臭成分分析計（４）
に導かれる。有臭成分分析計（４）は、ガスクロマトグ
ラフからなり、これらの機器にて前記各有臭成分の定量
分析がなされるようになっている。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
（３）、有臭成分分析計（４）にて測定される触媒層
（２）の入口及び出口における濃度より次式を用いて算
出される。（反応条件）空間速度：２００００／Ｈｒ反応温度：２０℃ 入口オゾン濃度：１０ｐｐｍ有臭成分メチルカプタン，メチルアミン，アセトアルデヒド，ア
ンモニア，硫化水素：各５ｐｐｍプロピオン酸：１ｐｐｍこの条件下において、初期、１００時間、１０００時間
経過後の各オゾン及び有臭成分分解率を測定し、触媒の
劣化を調べた。結果を表−１に示す。上記表より明らかなように、実施例１〜１５で得た触媒
は、比較例１〜８に比べて長時間にわたり、高いオゾン
及び有臭成分分解率（％）を維持している。以上の試験
結果より、本発明方法はオゾン及び有臭成分分解率
（％）を長時間にわたり、高い水準に維持することが可
能な脱臭方法であることが分かる。

【発明の効果】本発明に係るオゾン分解脱臭法は、長時
間にわたり有臭成分を効率良く除去することができ、し
かも脱臭処理後に呼吸器系統等に有害なオゾンが殆ど残
留しない等、本発明は優れた特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は触媒活性試験のフローシートである。（１）……触媒層（２）……オゾン発生器（３）……オゾン分析計（４）…有臭成分分析計

Claims

【特許請求の範囲】

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、触媒が第１成分としてＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇの酸化物から選ばれる少なくとも１種
以上、第２成分としてアルカリもしくはアルカリ土類金
属の酸化物、水酸化物もしくは炭酸塩、第３成分として
活性炭から構成されるものを用いることを特徴とする脱
臭方法。