JP2004321841A

JP2004321841A - 除塵脱臭装置と除塵脱臭方法

Info

Publication number: JP2004321841A
Application number: JP2003115661A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sato; 和宏佐藤; Takaaki Shinoda; 高明篠田; Shizuo Kataoka; 静夫片岡
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】光触媒作用を利用することの利点を有しながら、被処理ガス中に臭気成分とダストとが含まれている場合であっても、高い処理効率で被処理ガスの除塵と脱臭を共に処理可能な除塵脱臭装置と除塵脱臭方法を提供する。
【解決手段】被処理ガスを流入させる流入口１と、流入された被処理ガスを除塵するフィルタＦと、被処理ガスを脱臭処理可能な光触媒体４と、この光触媒体４を励起させる光源５と、励起された光触媒体４により処理されたガスを排出させる排出手段とを備える。フィルタＦと光触媒体４とが一組に構成されていると共に、光源５が光触媒体４を照射可能に配置されており、被処理ガスに対して除塵と脱臭処理とを可能にする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は除塵脱臭装置と除塵脱臭方法に関し、詳しくは、被処理ガスを流入させる流入口と、流入された被処理ガスを除塵するフィルタと、被処理ガスを脱臭処理可能な光触媒体と、この光触媒体を励起させる光源と、励起された光触媒体により処理されたガスを排出させる排出手段とを備える除塵脱臭装置と、これを用いた除塵脱臭方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水に含まれる有機化合物などに起因した下水道からの悪臭や、食品工場などの各種工場から発生する臭気ガス、病院などの医療施設、公共施設その他から発生する臭気成分などは、低濃度であるものの発生箇所が多く、発生量も少なくないことから、これら臭気成分に対して効率よく迅速に処理する必要があり、そのための各種方法が提案され、実施されている。
【０００３】
例えば、活性炭等の吸着剤を用いて臭気成分を吸着除去する方法、高温下の触媒に通流させて分解処理する触媒処理方法、臭気成分をプラズマにより分解処理するプラズマ処理方法、臭気成分を高温に加熱して燃焼し分解する燃焼処理方法、酸洗浄液やアルカリ洗浄液を用いた薬品により処理する薬品処理方法、酸化チタンのような光触媒を用いて分解処理する光触媒処理方法、オゾンを利用して脱臭するオゾン処理法、微生物を利用する生物処理法などがある。
【０００４】
この内、光触媒処理方法は、吸着除去方法のように吸着後の後処理を頻繁に行う必要がなく、触媒処理方法のように高温にする必要がなく、プラズマ処理方法のように水分の影響を少なくするための除湿ヒータを設ける必要がなく、燃焼処理方法のように大掛かりな排ガス装置を設ける必要がなく、薬品処理方法のように中和処理を行う必要がなく、オゾン処理法のように大掛かりな装置を必要とせず、またリークオゾンの処理を必要とせず、生物処理のように処理速度が遅くないなどの利点があるため、開発が進んでいる。
【０００５】
例えば、焼却炉の燃焼排ガス排出路に連結されていて、上蓋側と底板側もしくは側壁側で互い違いに連通する複数の区画室をほぼ等間隔に設け、この区画室内に光触媒体を充填させると共に、紫外線放射ランプを内部に装着した紫外線透過性の石英ガラス製筒体などを設けたケーシングからなる排ガス処理設備の発明が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１７０４５３号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の排ガス処理設備は、焼却炉から排出された排ガスを、光触媒が充填され、入り組んだ複数の区画室を順次通流させるようになっているため、装置自体による圧損が大きく、処理量に限界があり、処理効率は決して高いものではない。しかも、被処理ガス中には一般に塵芥などのダストが含まれているが、従来技術の装置ではそのまま処理され、特に被処理ガス中に粉塵（ダスト）が多い場合には、光触媒の機能が早期に低下し、処理効率が高くならないのみならず、保守作業に多大なコストを要することになるという問題があり、又、別に処理をする場合には設備全体が大掛かりになるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、光触媒作用を利用することの利点を有しながら、被処理ガス中に臭気成分の他にダストが含まれている場合であっても、高い処理効率で被処理ガスの除塵と脱臭とを共に処理可能な除塵脱臭装置と除塵脱臭方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る除塵脱臭装置の特徴構成は、被処理ガスを流入させる流入口と、流入された被処理ガスを除塵するフィルタと、被処理ガスを脱臭処理可能な光触媒体と、この光触媒体を励起させる光源と、励起された光触媒体により処理されたガスを排出させる排出手段とを備えていて、前記フィルタと光触媒体とが一組に構成されていると共に、前記光源が前記光触媒体を照射可能に配置されており、前記被処理ガスに対して除塵と脱臭処理とを可能にすることにある。
【０００９】
この構成によれば、被処理ガスの除塵と脱臭処理とを略同時に行うことができ、装置内壁などにダストが付着し難くなってメンテナンスが楽になり、高い処理効率で被処理ガスを処理できると共に、処理コストを低減でき、しかも、装置構成全体をコンパクトにでき、設備コストの低下と省スペースを達成できる。
【００１０】
その結果、光触媒作用を利用することの利点を有しながら、被処理ガス中に臭気成分とダストとが含まれている場合であっても、高い処理効率で被処理ガスの除塵と脱臭とを共に処理可能な除塵脱臭装置を提供することができた。
【００１１】
前記フィルタが、流入される被処理ガスに対向して凸状または凹状に形成されており、前記光触媒体が、前記フィルタの下流側表面に担持されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、被処理ガスの通過断面積を大きくできるので、被処理ガスが光触媒体内を通過する時間を長くできて（通過速度を遅くできて）、被処理ガス中の臭気成分と光触媒体との接触時間を長くでき、小さいスペース内でも高効率で除塵と脱臭を同時に行える共に、流入させた被処理ガス中のダストが光触媒体により脱臭処理される前に予め除去されるので、光触媒体の脱臭性能を長く維持できる。
【００１３】
前記光源が、凸状または凹状に形成された前記フィルタの下流側に配置されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、光源表面が汚染され難くなって、照射効率を高く維持でき、保守作業を低減できて処理コストを低下できる。
【００１５】
前記フィルタが、流入される被処理ガスに対向して凸状または凹状に形成されており、前記光触媒体が、前記フィルタの上流側表面に担持されていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、被処理ガス中のダストが比較的少ない場合、フィルタの洗浄に、強力なパルスジェット方式、リバースジェット方式を採用し易くなり、メンテナンスが楽になり、処理コストを低減できる。
【００１７】
又、本発明に係る除塵脱臭方法の特徴構成は、請求項１〜４のいずれか１の除塵脱臭装置を用いて、被処理ガスを処理することにある。
【００１８】
この構成によれば、光触媒作用を利用することの利点を有しながら、被処理ガス中に臭気成分とダストとが含まれている場合であっても、高い処理効率で被処理ガスの除塵と脱臭とを共に処理可能な除塵脱臭方法を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る除塵脱臭装置の概略断面構造例を示す。この脱臭装置は、被処理ガスを通流させる流入口１と、処理されたガスを強制的に上方から排出する排気ファン（図示略）と排出口２からなる排出手段と、除塵されたダストを排出するダスト排出口３と、を備えたケーシングＡを有する。ケーシングＡ内には、被処理ガスを通流させ被処理ガス中のダストを除去するフィルタの１種であるろ布Ｆの内面側（下流側）に担持され、流入された被処理ガスを脱臭処理可能な光触媒体４と、この光触媒体４の下流側で光触媒体４を励起させる光源５などとを有する。
【００２０】
ろ布Ｆは、流入される被処理ガスに対向するように多数の断面略Ｕ字形をした凸状のバグフィルタからなっていると共に、凸状をした各ろ布Ｆの内面に光触媒体４が担持され、両者が一体的になって一組のものとして構成されている。各凸状のろ布Ｆは、その下流側端が隔壁６によって接続されて、これらがケーシングＡの断面を横断するように配置されている。このように、ろ布Ｆは被処理ガスの通過断面積を大きくされているので、被処理ガスが光触媒体４内を通過する時間を長くできて（通過速度を遅くできて）、被処理ガス中の臭気成分と光触媒体との接触時間を長くでき、脱臭処理効率が高くなる。
【００２１】
フィルタＦとしては、ガラス繊維、ＰＰＳやＰＴＦＥやナイロン等の合成繊維からなるろ布の他、金属繊維フィルタ、金属焼結体フィルタ、金属メッシュフィルタ、セラミックフィルタ等から構成されていてもよく、光触媒体４に被処理ガス中のダストが付着され難いように除塵可能に形成されている。もっとも、光触媒体４は、フィルタＦに担持されて、必ずしも一体的になっている必要はなく、光触媒体４の外周側の全部または一部をフィルタＦが被覆するようになって、一組に構成されていてもよい。
【００２２】
つまり、光触媒体４は、多孔質な筒状の透明ケース内に充填されて、このケース外周面にろ布を被覆し、ケース内側に光源を配置するようにしてもよい。光触媒体４は、適度なサイズに造粒された光触媒のみからなっていてもよいし、多孔質金属、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、多孔質セラミックス等の各種坦体に光触媒を担持させたものであってもよい。光触媒の造粒は、転動造粒法など一般公知の造粒法を採用でき、特に限定されるものではない。坦体の形状は、粒状、球状、不定形状など種々な形状のものを採用でき、サイズも数十μｍから数ｍｍ径のものまで採用可能である。
【００２３】
光触媒は、励起光の照射により伝導電子と正孔とを生じさせる特性を備えた物質であれば、二酸化チタン以外の化合物であってもよいし、二酸化チタンを主成分として活性炭、グラファイト、シリカ、アルミナ等の吸着剤や、白金、パラジウム、ルテニウム、銀などの酸化作用を促進させる元素が添加されていてもよい。二酸化チタンは、アナターゼ型であることが好ましいが、ルチル型その他の結晶形であってもよい。
【００２４】
フィルタＦに付着したダストは、振動法、逆圧法、リバースジェット法、パルスジェット法などによって除去することができる。
【００２５】
そして、ろ布に担持された筒状の各光触媒体４の内側に、紫外線ランプ等の光源５が配置されている。すなわち、光源５は光触媒体の内側で、被処理ガスが通流する下流側に配置されており、光源５から照射される紫外線（波長３００〜３４５ｎｍが好ましい）により効果的に励起され、光触媒作用を発揮する光触媒に接触しつつ、被処理ガスは脱臭されることになる。このように、光源５は光触媒体４の下流側に配置されているので、その表面が汚染され難く、照射効率を高く維持できる。もっとも、二酸化チタンなどの光触媒自体は耐水性であり、水洗により容易に洗浄可能なので、定期的にあるいは不定期に水洗することにより、高い処理効率を維持できる。
【００２６】
光源５としては、紫外線ランプが一般的に用いられ、ブラックライト、蛍光ランプ、殺菌ランプ、紫外線ＬＥＤなどを使用できるが、これらに限定されるものではない。光源５の照射強度は、光触媒表面で１〜１０ｍＷ／ｃｍ^２程度であることが好ましい。
【００２７】
上記実施形態の脱臭装置により処理される被処理ガス中の臭気成分としては、アルデヒド、カルボン酸、硫化水素、メルカプタン、アミン、アンモニア等を挙げることができ、その他、ダイオキシン類やベンゾピレン等の有機ハロゲン化合物、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、ＰＣＢを含んでいても処理可能である。また、被処理ガス中に酸素や水分が含まれていると、光触媒の活性化を高めることができて好ましく、これらを被処理ガスの流路に導入してもよい。
【００２８】
【実施例】
（実施例）
市販のバグフィルタ（ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）製のろ布からなる）の内周面に、二酸化チタン粒子を塗布し担持させて、図１に示す構造とした。この装置に対して、臭気成分であるアセトアルデヒド５ｐｐｍを含む被処理ガスを、１０ｍ^３／ｈの流量で通流させた。装置のケーシング内側サイズは、約２００（幅）×約１８０（奥行き）×約２００（高さ）程度であり、光触媒体を担持したろ布の高さ（通流方向長さ）は１８０ｍｍである。光源としては、１００Ｗのブラックライト１０本を用いた。ろ布表面での照射強度は、１〜５ｍＷ／ｃｍ^２であった。排出口側の臭気成分濃度を検知管により測定すると共に、装置の圧損（初期）を測定した。圧損は、微差圧計を用いて、装置入口と出口の差圧を測定し求めた。その結果、出口側のアセトアルデヒドの濃度は１ｐｐｍ未満であり、圧損は５０ｍｍＡｑであった。
【００２９】
〔別実施の形態〕
（１）除塵脱臭装置を、図２に示すように構成してもよい。すなわち、この除塵脱臭装置は、ケーシングＡ’の上方より被処理ガスを流入させると共に、ケーシングＡ’内部の側壁間に差し渡すように複数個の円筒状フィルタＦ’を配置し、これらフィルタＦ’の内周面に光触媒体４を担持させてある。そして、光触媒体４の内周面側に、紫外線ランプなどの光源５を挿入してある。上方の流入口１から流入された被処理ガスは、円筒状フィルタＦ’の内部を通流した後、他端側に設けられた排出口２から排出される。このように構成しても、図１の装置と同様な効果を発揮し得る。フィルタＦ’に付着したダストは、適宜払い落とされて下方のダスト排出口３から落下され排出される。
【００３０】
（２）被処理ガス中にダストが少ない場合には、図３に示すように構成してもよい。すなわち、光源５を光触媒体４の上流側に配置すると共に、被処理ガス中のダストを除去するフィルタＦを、光触媒体４の下流側に配置する。このようにすると、圧縮エアーを用いたパルスジェット方式によりフィルタＦを洗浄した場合に、光源５にかかる衝撃を緩和して光源５へ損傷を与えることから保護できて都合がよく、更にはリバースジェット方式で洗浄する場合にも、フィルタＦを構成するろ布からダストを支障なく容易に払い落とすことができて都合がよい。もとより、パルスジェット方式、リバースジェット方式を行うに当たり、多室構造にする必要がないため、全体構成をコンパクトにでき、かつ通気速度を高めることができて洗浄効率を高めることができる。
【００３１】
（３）被処理ガス中にダストが少ない場合には、図１、３に示す一組のフィルタＦと光触媒体４の上流側と下流側の双方の位置に光源５を配置して、処理効率を高めるようにしてもよい。その場合、光触媒体４をフィルタＦの内外周面の双方に配置させるようにすることが好ましい。
【００３２】
（４）被処理ガスとしては常温であることが好ましいが、焼却炉の排ガスのように高温ガスを処理する場合には、光源５を冷却させる空冷ファンを設けたり、水冷したりすると、光源の寿命を長くできることになる。
【００３３】
（５）図１、３に示す実施形態では、フィルタＦと光触媒体４とを被処理ガスの流入方向に対向して凸状になるように形成した例を示したが、これに代えてフィルタＦと光触媒体４とを凹状に形成してもよい。その場合、フィルタＦと光触媒体４の配置関係は、被処理ガスの流入方向に対して逆位置に配置される。
【００３４】
（６）被処理ガスとしては、臭気成分を含むガスであれば適用するに当たり、特に限定されるものではないが、下水処理施設、下水流通路、食品工場、各種公共施設や劇場などの多人数の集まる施設など、比較的低濃度ではあるが大量の被処理ガスが発生する場所などに使用されると効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除塵脱臭装置の一例を示す概略断面構成図
【図２】本発明に係る除塵脱臭装置の別実施例を示す概略断面構成図
【図３】本発明に係る除塵脱臭装置の更に別実施例を示す概略断面構成図
【符号の説明】
１流入口
２排出口（排出手段）
４光触媒体
５光源
Ｆ，Ｆ’ フィルタ

Claims

被処理ガスを流入させる流入口と、流入された被処理ガスを除塵するフィルタと、被処理ガスを脱臭処理可能な光触媒体と、この光触媒体を励起させる光源と、励起された光触媒体により処理されたガスを排出させる排出手段とを備える除塵脱臭処理装置において、前記フィルタと光触媒体とが一組に構成されていると共に、前記光源が前記光触媒体を照射可能に配置されており、前記被処理ガスに対して除塵と脱臭処理とを可能にすることを特徴とする除塵脱臭装置。
前記フィルタが、流入される被処理ガスに対向して凸状または凹状に形成されており、前記光触媒体が、前記フィルタの下流側表面に担持されている請求項１の除塵脱臭装置。
前記光源が、凸状または凹状に形成された前記フィルタの下流側に配置されている請求項１又は２の除塵脱臭装置。
前記フィルタが、流入される被処理ガスに対向して凸状または凹状に形成されており、前記光触媒体が、前記フィルタの上流側表面に担持されている請求項１の除塵脱臭装置。
請求項１〜４のいずれか１の除塵脱臭装置を用いて、被処理ガスを処理する除塵脱臭方法。