(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱臭前の被処理空気が下部から送り込まれ、脱臭後の処理空気が上部から送り出される脱臭塔と、脱臭塔の上部から内部に供給され、前記被処理空気中の悪臭ガス成分を吸着して脱臭を行う二酸化チタン粒子と、脱臭塔内部の上下に多段に設けられ、上部からの二酸化チタン粒子を受けとめることができ、かつ下部からの空気を通過させる多数の孔を有する多段の分散棚と、脱臭塔の内部に設けられ二酸化チタン粒子に吸着された悪臭ガス成分を光エネルギで酸化分解して前記吸着性の再生を行うブラックライトランプと、最下段の分散棚の二酸化チタン粒子を脱臭塔の下方から上方へ搬送する粒体搬送手段とを備え、前記分散棚は溢流管を備え、この溢流管の上端を分散棚の上面から突出させ、分散棚から溢流管に溢れた二酸化チタン粒子が下段の分散棚へ送られるように構成してなる光触媒流動循環式脱臭装置。
【請求項２】
脱臭塔の外殻を構成するケーシングは、各段の分散棚に対応して上下に多段に分割され、各段の分散棚は各段の分割ケーシングと一体の状態で着脱可能な構成となっていることを特徴とする請求項１記載の光触媒流動循環式脱臭装置。
【請求項３】
前記脱臭塔は、下部に設けられ被処理空気を送り込む送風機を有し、前記二酸化チタン粒子は、直径が１．４〜２．０ｍｍであり、粒体搬送手段は、エゼクタ、スクリューコンベア、またはバケットコンベアからなることを特徴とする請求項１または２記載の光触媒流動循環式脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気から悪臭ガス成分を脱臭する脱臭装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、工場などから排出される排気には、種々の悪臭ガス成分が含まれる。これらの悪臭ガス成分、特に悪臭防止法によって指定されている成分は、脱臭装置により脱臭された後に排出されることが要求される。
【０００３】
従来の脱臭装置にはいくつかの脱臭方式のものがある。
まず、物理吸着式と呼ばれるものがある。これは、吸着剤つまり活性炭に代表されるように多孔性の物質に悪臭ガス成分を、ファンデルワールス力による物理吸着によって吸着させ固定するものである。
【０００４】
また、化学吸着式と呼ばれるものがある。これは、化学薬品を添加した吸着剤を用い、悪臭ガス成分を吸着剤の物理吸着により吸着した後に、化学薬品との化学反応によりまったく別の成分に変えて無臭化、固定化するものであり、添加する化学薬品の種類により酸性ガスまたはアルカリ性ガスに対応できる。
【０００５】
また、薬液式と呼ばれるものがある。これは、薬液（液状の化学薬品）によって悪臭ガス成分を含む空気を洗浄し、悪臭ガス成分と薬液とを化学反応させ無臭化、固定化するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、物理吸着式は悪臭ガス成分の濃度やその時の温度変化により、一度吸着された悪臭ガス成分が放出されてしまう問題がある。さらに、ＭＨ３  やＳＯＸ  などの悪臭ガス成分に対しては吸着性能が劣ってしまうという短所がある。さらに、吸着力が飽和すると、活性炭などの吸着剤を取り替える必要がある。
【０００７】
また、化学吸着式においても、添加された化学薬品との化学反応が飽和してしまうと、化学薬品を添加した吸着剤を全量取り替えることが必要となる。また脱臭装置は、化学薬品に対する耐性のある耐薬品材料で製作しなければならない。
さらに、前記２つの吸着式は、悪臭ガス成分の濃度が高くなると吸着剤の寿命が短くなってしまい、脱臭装置のランニング費用が高価となる。
【０００８】
また、薬液式においては、悪臭ガス成分の濃度変化に対しＰＨ管理や廃液処理に高度な知識や技量を持った保守員が必要となり、しかも廃液処理に用いられる中和装置などの設備費が高価になる。さらに、保守を誤ると二次公害の問題も生じ、また、例えば悪臭で問題になる低濃度域の悪臭ガス成分の脱臭には適さないものである。
【０００９】
この発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、寿命が長く保守が容易な脱臭装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、脱臭前の被処理空気が下部から送り込まれ、脱臭後の処理空気が上部から送り出される脱臭塔と、脱臭塔の上部から内部に供給され、前記被処理空気中の悪臭ガス成分を吸着して脱臭を行う二酸化チタン粒子と、脱臭塔内部の上下に多段に設けられ、上部からの二酸化チタン粒子を受けとめることができ、かつ下部からの空気を通過させる多数の孔を有する多段の分散棚と、脱臭塔の内部に設けられ二酸化チタン粒子に吸着された悪臭ガス成分を光エネルギで酸化分解して前記吸着性の再生を行うブラックライトランプと、最下段の分散棚の二酸化チタン粒子を脱臭塔の下方から上方へ搬送する粒体搬送手段とを備え、前記分散棚は溢流管を備え、この溢流管の上端を分散棚の上面から突出させ、分散棚から溢流管に溢れた二酸化チタン粒子が下段の分散棚へ送られるように構成してなる光触媒流動循環式脱臭装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、脱臭塔の外殻を構成するケーシングは、各段の分散棚に対応して上下に多段に分割され、各段の分散棚は各段の分割ケーシングと一体の状態で着脱可能な構成となっていることを特徴とする請求項１記載の光触媒流動循環式脱臭装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、前記脱臭塔は、下部に設けられ被処理空気を送り込む送風機を有し、前記二酸化チタン粒子は、直径が１．４〜２．０ｍｍであり、粒体搬送手段は、エゼクタ、スクリューコンベア、またはバケットコンベアからなることを特徴とする請求項１または２記載の光触媒流動循環式脱臭装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１を基に説明する。
図に示すように、この実施形態の光触媒流動循環式脱臭装置を構成する脱臭塔１は、最下部の送風口３に、悪臭ガス成分を含む被処理空気４に混在する塵埃を除去するプレフィルタ５が設けられ、さらに内部には送風機７が備えられ、送風機７の上方には送風路９が連通して形成される。送風路９は放射状に広がり、脱臭塔１の中央に設けられるホッパ１１（後述する）の周囲から上方へ向かって開放される。
【００１４】
送風路９が開放された上方には、二酸化チタン粒子を分散させるための複数段の分散棚１３が上下方向に等間隔で配置される。各分散棚１３は細かな孔１４が開けられている。この孔１４の大きさは、二酸化チタン粒子を受け止めることができ、かつ下方からの空気４が通過できる大きさが採用される。この孔１４は、例えば金属板にパンチングによって加工する。
【００１５】
分散棚１３に対応して、再生塔１の外殻を構成するケーシング１２は、上下方向に多段に分割されている。この分割位置においてフランジ１２Ａが設けられ、分割部分の着脱が容易に行われる構造となっている。
【００１６】
各分散棚１３は図示しないわずかな角度で一方の側（図中右側または左側）に傾斜しており、傾斜した低い部分には溢流管１５が設けられる。すなわち、溢流管１５の上端は、分散棚１３の上面から、所定寸法だけ上方へ突出しており、この寸法分の厚さの層に二酸化チタン粒子１７が積層した状態で、余った二酸化チタン粒子１７が溢れ、溢流管１５の上端から内部へ落下し、下段の分散棚１３へ送られる。このように、二酸化チタン粒子１７が重力によって下段に送られる構造となっている。
【００１７】
このような溢流管１５は、下段の分散棚１３においては、上段の分散棚１３とは反対側に設けられる。傾斜も反対である。溢流管１５の働きにより、各分散棚１３に受けられる二酸化チタン粒子１７の量は一定に維持され、従って二酸化チタン粒子１７の層の厚さも一定に維持される。この層の厚さは、通過する空気４に対する空気抵抗ができるだけ少なく、しかも二酸化チタン粒子１７に対する悪臭ガス成分の接触を大きくできる最適の寸法が選ばれる。この寸法は脱臭の対象となる悪臭ガス成分及び濃度によって定められる。
二酸化チタン粒子１７の径は球状をしており、直径は１．４〜２．０ｍｍであることが望ましい。
【００１８】
各分散棚１３には複数のブラックライトランプ１９が配置される。この配置の上下方向位置は、二酸化チタン粒子１７の層の少し上程度とする。すなわち、分散棚１３に受けられた二酸化チタン粒子１７に対し光エネルギをもっとも効率良く与えることができる位置が選定される。なお、ここで言うブラックライトとは紫外線のように蛍光物質に当たると可視光を出す不可視光を言う。ブラックライトランプ１９の周囲は保護管２１によって覆われている。
【００１９】
分散棚１３の上方にはアフタフィルタ２３が設けられ、脱臭塔３内部の塵埃や二酸化チタン粒子１７が外部に飛散するのを防止する。アフタフィルタ２３のさらに上方には、脱臭処理された処理空気２４が外部へ送られる送風口２５が設けられる。
【００２０】
また、最下段の分散棚１３に設けられた溢流管１５の下端は屈曲し、脱臭塔１の内側中央に向かっている。脱臭塔の中央には、溢流管１５の下端から二酸化チタン粒子を受けるためのホッパ１１が配置されている。ホッパ１１の逆円錐形状の中央は粒体搬送手段２７へ接続され、さらに最上段の分散棚１３の上方に接続している。
【００２１】
粒体搬送手段２７には種々のものを採用できる。すなわちエゼクタを用いるもの、スクリューコンベアを用いるもの、あるいはバケットコンベアを用いるものなどである。
脱臭の対象となる悪臭ガス成分の濃度や種類により二酸化チタン粒子１７の流量、分散棚１３の段数、ブラックライトランプ１９の出力量が設定される。
【００２２】
この実施形態のものでは、被処理空気４は、送風口３から脱臭塔１へ入りプレフィルタ５へ送られ塵埃が除去される。そして、送風機７によって送風路９から上方へ送られ、各段の分散棚１３の孔１４を通って上昇する。このとき被処理空気４に含まれる悪臭ガス成分は二酸化チタン粒子１７に接触し、吸着される。このようにして、被処理空気４の悪臭ガス成分の濃度は上昇するに伴い徐々に吸着され、被処理空気４の脱臭処理が行われる。
【００２３】
脱臭処理された処理空気２４はアフタフィルタ２３を通り、脱臭塔１内の塵埃や空気によって飛ばされている二酸化チタン粒子１７が除かれ、送風口２５から外部へ送り出される。
【００２４】
一方、二酸化チタン粒子１７は脱臭塔１の上方から内部に供給され、最上段の分散棚１３に受けられ、分散する。この最上段の二酸化チタン粒子１７は、未だ吸着性能が減少しておらず、脱臭処理の仕上げを行う。この二酸化チタン粒子１７は分散棚１３の図示しない傾斜に沿って重力により移動し、やがて溢流管１５へ落下して、次段の分散棚１３に受けられる。このようにして、次々と下段の吸着棚１３へ送られる。送られるに従って二酸化チタン粒子１７の吸着性能は減少していく。このように、被処理空気４の流れと二酸化チタン粒子１７の流れは流れの方向が逆の対向流となっている。
【００２５】
また、二酸化チタン粒子１７は、下方から吹き上げる空気４により流動状態で浮遊している。浮遊する二酸化チタン粒子１７に対し、ブラックライトランプ１９から紫外線などのブラックライトが照射される。この照射により、二酸化チタン粒子１７に吸着されていた悪臭ガス成分はブラックライトの光エネルギで酸化分解し、無臭化される。二酸化チタン粒子１７は光触媒として酸化分解を促進する。このようにして二酸化チタン粒子１７は再び吸着性能を再生する。
【００２６】
最下段の分散棚１３に受けられた二酸化チタン粒子１７は、粒体搬送手段２７に流動状態で取り込まれる。二酸化チタン粒子は、比重が軽く、また直径を１．４〜２．０ｍｍとすることで、容易に流動状態になる。取り込まれた二酸化チタン粒子１７は、脱臭塔１の上部から内部へ取り込まれる。
【００２７】
（この実施形態の作用効果）
以上のように、この実施形態によれば、以下の作用効果を得る。
脱臭塔１のケーシング１２は多段に設けられる分散棚１３の数に対応して、上下方向に多段に分割され、分割部分の着脱が容易に行われる構造となっているので、分散棚１３の段数を増減する場合には、フランジ１２Ａの部分からケーシング１２を分割し、分割ケーシングごと分散棚１３を取り外し、または取り付けることが可能である。このようにして、各分散棚１３は取り付け取り外しが容易に行われるので、悪臭ガス成分の濃度などにより段数の変更を簡単に行うことができる。
【００２８】
また、一般的には、脱臭塔１内で悪臭ガス成分を吸着した二酸化チタン粒子１７は一度外部へ搬送されて別に設けられた再生塔へ送られ、再生塔内に設けられたブラックライトによって照射され、吸着した悪臭ガス成分を酸化分解することで再生されるようにしてあるが、その場合には二酸化チタン粒子１７を搬送する粒体搬送手段は、脱臭塔１から再生塔へ送るものと再生塔から脱臭塔１へ戻すものとの二種類が必要となってしまう。そして、２つの粒体搬送手段を駆動する必要があり、各粒体搬送手段によって搬送される二酸化チタン粒子１７の量が同じとなるようにバランスを取りながら運転するのは困難であった。
【００２９】
しかしながら、この実施形態においては脱臭塔１と再生塔はいわば一体化され、脱臭塔１の内部にブラックライトランプ１９を設けることで、粒体搬送手段２７は脱臭塔１の下方から上方へ搬送を行う一種類で済むこととなる。従って装置全体のコストを低くでき、また、運転の困難は回避される。
【００３０】
また、各分散棚１３に受けられた二酸化チタン粒子１７は被処理空気によって吹き上げられ浮遊し流動状態となっているので、二酸化チタン粒子１７同士が接触して摩耗し、粉末化する。この粉末はブラックライトランプ１９の保護管２１の表面に付着し、ブラックライトの光量が減少し、二酸化チタン粒子１７の再生する能力が低下し、ひいては悪臭ガス成分を吸着する性能の低下が心配される。しかし、この実施形態においては、ブラックライトランプ１９を、流動化した二酸化チタン粒子１７に接触する位置にあえて配置することで、ブラックライトランプ１９の保護管２１の表面は前記接触より自己浄化され、前記再生性能や脱臭性能を良好に保持できる。
【００３１】
また、二酸化チタン粒子１７は、脱臭塔１においてブラックライトが照射され、活性化して再生されるので、半永久的に使用できる。従って、二酸化チタン粒子１７が産業廃棄物などとして廃棄される量は極めて少ないものとなり、また、新たに補給すべき二酸化チタン粒子１７も極めて少なくて済む。さらに、従来の吸着式の吸着剤に比べ、光触媒としての二酸化チタンの量自体も少なくて良い。よって、保守は容易である。
【００３２】
また、従来の薬液式などに比べ廃液処理のための中和装置などがまったく不要であるし、従来の吸着式に比べて設備費などは大きく低減されることが期待できる。
さらに、二酸化チタン粒子１７が半永久的に使えることや保守が容易なことから、装置のランニング費用が少なくて済み、例えば従来の吸着式に比べ大きく低減できることが期待される。
【００３３】
また、二酸化チタン粒子１７の特性（比重が軽い）及び形状（球状）などから空気抵抗が少なく、例えば従来の吸着式に比べ空気抵抗低減が期待できる。
【００３４】
また、光触媒である二酸化チタン粒子５の使用量そのものが少なくて済むので、脱臭塔１のケーシング寸法が小さくて済み、同様に、ケーシング重量も軽くて済む。
さらに、従来の吸着式に比べ高い濃度の悪臭ガス成分に対しても有効である。
【００３５】
被処理空気４の流れと二酸化チタン粒子１７の流れが、対向流となっていることから、空気４が最終的に接触する二酸化チタン粒子１７は、悪臭ガス成分の吸着性能が良好な状態であり、悪臭ガス成分が含まれたまま誤って外部へ送り出される可能性が小さい。
【００３６】
（他の実施形態）
以上の実施形態では粒体搬送手段２７は、脱臭塔１の外壁を構成するケーシング１２の外側に取り付けられるものであった（図１参照）が、他の実施形態においてはケーシング１２の内部に一体化して設けることも可能である。この場合には、例えば分散棚１３の一部を切り欠き、この切り欠き部分を上下方向に連通させて搬送スペースを形成し、この搬送スペースに粒体搬送手段を配置する。
【００３７】
また、以上の実施形態では送風機７は脱臭塔１の内部に配置されるものとしたが、他の実施形態においては脱臭塔１の外部に送風機を有し、この送風機によって被処理空気が送風されてくる場合には、内部の送風機を省略することが可能である。
【００３８】
また、以上の実施形態においては二酸化チタン粒子１７は球状であるものとしたが、他の実施形態においては必ずしも球状である必要はない。
さらに、以上の実施形態においては、分散棚１３の孔１４はパンチング加工によるものであったが、他の実施形態では分散棚１３をメッシュ材で構成することも可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２または３の発明によれば、悪臭ガス成分を吸着する二酸化チタン粒子はブラックライトランプによる光エネルギで再生されるので、半永久的に脱臭を行うことができる。よって、従来の吸着式や薬液式などのように飽和した吸着剤あるいは廃液を出さないので、保守が容易である。
【００４０】
また、脱臭塔の中で悪臭ガス成分を吸着した二酸化チタン粒子を再生するためには、一般的には、この二酸化チタンを脱臭塔とは別に設けた再生塔へ搬送し、この再生塔の内部に設けたブラックライトランプによりブラックライトの照射を行い、悪臭ガス成分を酸化分解することも考えられるが、その場合には脱臭塔の他に再生塔を設けなければならない。そのような場合に比べ、この発明では脱臭塔内部にブラックライトランプが設けられ、二酸化チタン粒子の再生は脱臭塔の内部で行われることになり、脱臭塔と再生塔がいわば一体化され、装置全体がコンパクト化される。
【００４１】
請求項２の発明によれば、悪臭ガス成分の濃度に対応して分散棚の段数を変更する場合には、各段の分散棚を、各段の分割ケーシングと一体の状態で着脱することで変更が容易に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光触媒流動循環式脱臭装置の全体概略図。
【符号の説明】
１  脱臭塔
４  被処理空気
５  プレフィルタ
７  送風機
１３  分散棚
１５  溢流管
１７  二酸化チタン粒子
１９  ブラックライトランプ
２３  アフタフィルタ
２７  粒体搬送手段
【図１】
0003631881.tif 000002