(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の停止を要するメンテナンス作業を増やすことなしに触媒毒による脱臭効率の低下を抑えた酸化触媒方式の脱臭装置とそれを用いた生ごみ処理装置を提供する。【解決手段】第１開口部３ａと第２開口部３ｂとをつないでなる脱臭流路３ｃ内に、臭気成分を分解する触媒３ｄと、該触媒３ｄよりも前記第１開口部３ａ側に配設された触媒加熱手段３ｅとを有する脱臭装置３において、前記触媒３ｄの表面に生成される触媒被毒物質を溶質とする溶媒Ｓを前記触媒３ｄよりも第１開口部３ａ側の脱臭流路３ｃ内に気化させて放出する被毒物質除去手段４を設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１開口部と第２開口部とをつないでなる脱臭流路内に、臭気成分を分解する触媒と、該触媒よりも前記第１開口部側に配設された触媒加熱手段とを有する脱臭装置において、前記触媒の表面に生成される触媒被毒物質を溶質とする溶媒を前記触媒よりも第１開口部側の脱臭流路内に気化させて放出する被毒物質除去手段を設けたことを特徴とする脱臭装置。
【請求項２】
前記被毒物質除去手段は、水蒸気を吸脱着可能な吸着剤と、吸着剤を加熱する吸着剤加熱手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載の脱臭装置。
【請求項３】
吸気口と排気口をつなぐ流路内に生ごみ分解処理物を収納する生ごみ処理槽を備え、該生ごみ処理槽よりも下流側の流路に請求項１または２のいずれかに記載の脱臭装置を前記第１開口部を上流側に接続して設けたことを特徴とする生ごみ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒毒による脱臭性能の低下を抑えた酸化触媒方式の脱臭装置及びそれを用いた生ごみ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、解決すべき環境問題の１つにごみ処理の問題があり、生ごみは年間約５０００万トン発生している。従来、これらの生ごみは、その大部分が焼却することにより処理されていた。しかしながら、生ごみを焼却する焼却炉の温度低下により生じるダイオキシン問題などのため、生ごみ処理装置は急速に普及している。生ごみ処理装置は、処理方法にしたがって乾燥方式、微生物分解方式、炭化方式に分類される。このなかで乾燥方式は、生ごみを４０〜１４０℃に加熱し、水分を蒸発させて生ごみを減量する方式であり、その処理の際に生じるイソブチルアルデヒドやイソバレルアルデヒドなどのアルデヒド類や、硫化メチルや二硫化メチルなどの硫黄化合物などを含む臭気が問題となっている。
【０００３】
乾燥方式の生ごみ処理装置においては、その脱臭方式として、生物脱臭方式、オゾン脱臭方式、吸着材方式、光触媒方式、酸化触媒方式などが用いられている。この中で、酸化触媒方式は、触媒を２００〜４００℃に加熱して活性化させて臭気成分を分解する方式であり、有毒なガスが発生することもなく、大量の臭気に対しても高度浄化することができるという特徴を有している。しかしながら、生ごみ分解処理物の臭気中には硫黄化合物などの触媒被毒物質が存在するので、この触媒被毒物質が触媒の表面に蓄積し、触媒毒として作用するため、徐々に触媒機能が低下するという欠点が存在する。
【０００４】
この問題に対して、特許文献１は、処理対象である排ガスが触媒層に達するまでに触媒毒吸着フィルタを通過するように構成し、触媒層が触媒被毒物質を吸着しないようにすることにより、触媒寿命を長くした排ガス処理装置について開示している。
【特許文献１】特開平１０−２３８７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術は、触媒毒吸着フィルタを用いることにより、触媒層に触媒被毒物質が吸着するのを抑えて触媒寿命を長くすることができるので有用である。しかしながら、触媒毒吸着フィルタは、定期的に取り替えるメンテナンス作業を行う必要があるため、装置をそのメンテナンス作業中に停止させる必要が生じる。
【０００６】
本発明は、上記事由を考慮してなされたもので、その目的とするところは、装置の停止を要するメンテナンス作業を増やすことなしに触媒毒による脱臭効率の低下を抑えた酸化触媒方式の脱臭装置とそれを用いた生ごみ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、第１開口部と第２開口部とをつないでなる脱臭流路内に、臭気成分を分解する触媒と、該触媒よりも前記第１開口部側に配設された触媒加熱手段とを有する脱臭装置において、前記触媒の表面に生成される触媒被毒物質を溶質とする溶媒を前記触媒よりも第１開口部側の脱臭流路内に気化させて放出する被毒物質除去手段を設けている。
【０００８】
したがって、触媒被毒物質を溶質とする気化した溶媒が触媒に接触するようにしたので、脱臭装置に臭気成分を含む気流を通過させつつ触媒表面の触媒被毒物質を除去することができる。そのため、装置の停止を要するメンテナンス作業を増やすことなしに触媒毒による脱臭効率の低下を抑えた酸化触媒方式の脱臭装置を提供することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の脱臭装置において、前記被毒物質除去手段は、水蒸気を吸脱着可能な吸着剤と、吸着剤を加熱する吸着剤加熱手段を備えて構成されている。
【００１０】
したがって、流路内の気流に含まれる水蒸気を吸着剤に吸着した後に、吸着剤加熱手段により吸着剤を加熱し、吸着した水分を水蒸気として脱離することにより、触媒表面の、水を溶媒とする触媒被毒物質を、臭気成分を含む気流を通過させつつ除去することができる。また、流路内の気流に含まれる水蒸気を用いるので、溶媒の補給が不要にすることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、吸気口と排気口をつなぐ流路内に生ごみ分解処理物を収納する生ごみ処理槽を備え、該生ごみ処理槽よりも下流側の流路に請求項１または２のいずれかに記載の脱臭装置を前記第１開口部を生ごみ処理槽側に接続して設けた生ごみ処理装置としている。
【００１２】
したがって、生ごみ処理装置の生ごみ処理槽よりも下流側の流路に設けた脱臭装置において、触媒表面に生成される触媒被毒物質を溶質とする溶媒を触媒よりも上流に気化させて放出する被毒物質除去手段を設けているので、触媒被毒物質を溶質とする気化した溶媒が触媒に接触することにより、生ごみ処理槽で生じた臭気成分を含む気流を脱臭装置に通過させつつ触媒表面の触媒被毒物質を除去することができる。そのため、装置の停止を要するメンテナンス作業を増やすことなしに触媒毒による脱臭効率の低下を抑えた酸化触媒方式の脱臭装置を有する生ごみ処理装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明の脱臭装置及び生ごみ処理装置によれば、脱臭装置に臭気成分を含む気流を通過させつつ触媒表面の触媒被毒物質を除去することができるので、装置の停止を要するメンテナンス作業を増やすことなしに触媒毒による脱臭効率の低下を抑えた酸化触媒方式の脱臭装置及び生ごみ処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
本願発明の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。本実施形態の生ごみ処理装置Ｄは、図１に示すように、吸気口１ａと排気口１ｂとをつなぐ配管により形成される流路１内に、生ごみ分解処理物Ｗを収納する生ごみ処理槽２を備え、この生ごみ処理槽２よりも下流側の流路１に脱臭装置３が接続されて構成されている。
【００１５】
流路１は、例えば金属材料のような強度に優れる材料により角形の管状に形成されており、吸気口１ａと排気口１ｂとをその両端に、それらが同じ側に位置するようにし、ここでは吸気口１ａが上方に、排気口１ｂが下方に位置するように設けられている。
【００１６】
また、この流路１は、その奥行き方向の長さが後述の生ごみ処理槽２と同じ長さとなっており、外観をみると上面と下面が水平面と平行で、側面は上面と下面とに対して垂直となる略Ｃ字状となっている。この流路１は、排気口１ｂの近傍に、ブロア１ｃとを有しており、ブロア１ｃが動作しているときには、空気は、この流路１内を吸気口１ａから排気口１ｂに向かう気流となって流れる。ここで、外観形状としては、略Ｃ字状としているが、それに限るものではなく、吸気口１ａと、排気口１ｂは、任意の位置関係とすることができる。
【００１７】
生ごみ処理槽２は、流路１の一部に、表面に防錆加工が施された金属板で直方体の一面を取り除いた形状に形成されており、上面に開口部２ａを有し、その下面と側面は流路１を形成している。一方、流路１は、その上面において生ごみ処理槽２の開口部２ａに対向する部分に蝶番で取り付けられた開閉扉１ｆを有しており、生ごみ処理装置Ｄの使用者は、この開閉扉１ｆを開いて生ごみを開口部２ａから生ごみ処理槽２に投入し、生ごみ処理槽２は、投入された生ごみを収納する。そして、この生ごみが生ごみ処理槽２で処理されることにより、生ごみ分解処理物Ｇとなる。そのため、生ごみ処理槽２は、生ごみ分解処理物Ｇを収納する。
【００１８】
脱臭装置３は、流路１内の生ごみ処理槽２よりも下流側の流路１に介在するように接続されており、生ごみ分解処理物Ｇから生じる臭気成分を分解して脱臭する。この脱臭装置３は、第１開口部３ａと第２開口部３ｂとをつないで形成される脱臭流路３ｃ内に、臭気成分を分解する触媒３ｄと、この触媒３ｄよりも第１開口部３ａ側に配設された触媒加熱手段３ｅと、被毒物質除去手段４とを有して構成され、その外観は直方体状に形成されている。
【００１９】
第１開口部３ａは、流路１の上流側の端部１ｄに嵌め合わされて接続される部分であり、表面に防錆加工が施された金属板で流路１の端部１ｄよりも少し広い長方形状に形成されている。一方、第２開口部３ｂは、流路１の下流側の端部１ｅに嵌め合わされて接続される部分であり、表面に防錆加工が施された金属板で流路１の端部１ｅよりも少し広い長方形状に形成されている。また、脱臭流路３ｃは、第１開口部３ａと第２開口部３ｂとをつなぐ断面が長方形の角筒で囲まれている。
【００２０】
触媒３ｄは、例えば、白金アルミナ触媒などの、２００℃〜４００℃に加熱されることにより活性化し、臭気成分を酸化分解するハニカム状に形成された酸化触媒である。触媒加熱手段３ｅは、触媒３ｄの上流側に配されるヒータであり、その位置で空気を加熱することにより、空気を介して触媒３ｄを加熱するものである。この触媒加熱手段３ｅは、触媒３ｄの温度を４００℃程度まで上昇させる能力を有している。
【００２１】
被毒物質除去手段４は、触媒３ｄの表面に生成される触媒被毒物質を溶質とする溶媒Ｓを貯留する溶媒槽４ａと、溶媒槽４ａを加熱する溶媒槽加熱手段４ｂとを有して構成されている。
【００２２】
溶媒槽４ａは、上面に管を有する直方体状に形成され、触媒被毒物質を溶質とする溶媒Ｓを貯留している。この管は、その端部が脱臭流路３ｃを形成している壁面に取り付けられ、脱臭流路３ｃ側に開く弁３ｆを介して溶媒槽４ａと脱臭流路３ｃとを連通している。
【００２３】
溶媒槽加熱手段４ｂは、通電することにより発熱するヒータであり、溶媒槽４ａを溶媒Ｓの気化する温度まで上昇させる能力を有している。
【００２４】
制御部３ｇは、制御回路を実装したプリント基板を金属製の筐体に収納したものであり、触媒加熱手段３ｅと、弁３ｆと、溶媒槽加熱手段４ｂとを制御プログラムにより制御するものである。
【００２５】
なお、この脱臭装置３は、生ごみ処理槽２よりも下流側の流路１を分断して、その上流側の端部１ｄが脱臭装置の第１開口部３ａに、下流側の端部１ｅが第２開口部３ｂに嵌め合わされて接続されているが、それに限るものではなく、流路１を分断せずに接続し、第２開口部３ｂを生ごみ処理装置Ｄの排気口１ｂとするようにしてもよい。
【００２６】
次に、本願発明の第１の実施形態の動作について説明する。ここでは、図１に示すように、生ごみ処理装置Ｄの生ごみ処理槽２には、生ごみ分解処理物Ｇが投入されている。まず、生ごみ処理装置Ｄの主電源（図示せず）を入れると、ブロア１ｃが動作を開始するとともに、それに連動して脱臭装置３が動作を開始する。すると、脱臭装置３の制御部３ｇは、触媒加熱手段３ｅに通電して空気を介して触媒３ｄを加熱し、触媒３ｄにより臭気成分を分解、脱臭する。
【００２７】
また、脱臭装置３の制御部３ｇは、触媒３ｄの表面を洗浄するために、定期的に溶媒槽加熱手段４ｂに通電して溶媒を加熱し、溶媒Ｓが気化する状態になった後に弁３ｆを開放させる。このようにして、溶媒Ｓを触媒３よりも第１開口部３ａ側の脱臭流路３ｃ内に気化させて放出する。すると、気化した溶媒Ｓは、ブロア１ｃによる気流により流されて、触媒３ｄに接触し、触媒３ｄ表面の触媒被毒物質を溶かして除去する。
【００２８】
このように、第１の実施形態の生ごみ処理装置Ｄにおいては、生ごみ処理装置Ｄの生ごみ処理槽２よりも下流側の流路に設けた脱臭装置３において、触媒３ｄ表面に生成される触媒被毒物質を溶質とする溶媒Ｓを触媒３ｄよりも上流に気化させて放出する被毒物質除去手段４を設けているので、触媒被毒物質を溶質とする気化した溶媒Ｓが触媒３ｄに接触することにより、生ごみ処理槽２で生じた臭気成分を含む気流を脱臭装置３に通過させつつ触媒３ｄ表面の触媒被毒物質を除去することができる。ここで、溶媒Ｓは、流路１の気流に影響がない溶媒槽４ａに蓄えられているので、装置を停止することなく補充することができる。そのため、装置の停止を要するメンテナンス作業を増やすことなしに触媒毒による脱臭効率の低下を抑えた酸化触媒方式の脱臭装置を有する生ごみ処理装置を提供することができる。
【００２９】
また、ここで説明した脱臭装置３は、流路を流れる触媒被毒物質を溶質とする溶媒を溶媒槽４ａに貯留することにより、生ごみ処理装置Ｄ以外の他の用途の流路に用いることができ、装置の停止を要するメンテナンス作業を増やすことなしに触媒毒による脱臭効率の低下を抑えた酸化触媒方式の脱臭装置を提供することができる。
【００３０】
さらにまた、この実施形態では、弁３ｆを用いた例を説明したが、気化した溶媒の蒸気圧を高める必要がなければ、弁３を用いなくても構成することができる。
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について、図２を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と類似しており、第１の実施形態と同じ機能、構成を有する部分には同一の記号を付し説明は省略する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、弁３ｆと溶媒槽４ａと溶媒槽加熱手段４ｂとをなくして、脱臭流路３ｃ内に吸着剤４ｃと吸着剤加熱手段４ｄとを設けた点である。ここで、被毒物質除去手段４は、吸着剤４ｃと、吸着剤加熱手段４ｄとにより構成されている。
【００３１】
吸着剤４ｃは、触媒３ｄよりも上流側に設けられ、例えば、親水性ゼオライトなどのように、親水性で水蒸気を吸脱着可能なものである。この吸着剤４ｃは、加熱することにより吸着した水蒸気を放出するものである。また、この吸着剤４ｃには、孔が開けられ、空気の流れが確保されている。水は、水溶性の触媒被毒物質の溶媒となるので、水蒸気を放出することは、水溶性の触媒被毒物質の溶媒を気化して放出することに同じになる。
【００３２】
吸着剤加熱手段４ｄは、通電することにより発熱するヒータであり、空気を介して吸着剤４ｃを加熱するものである。この吸着剤加熱手段４ｄは、制御部３ｇ’により通電が制御される。制御部３ｇ’は、触媒加熱手段３ｅと、吸着剤加熱手段４ｄに対する通電を制御する。
【００３３】
次に、本願発明の第２の実施形態の動作について説明する。ここでは、図２に示すように、生ごみ処理装置Ｄの生ごみ処理槽２には、生ごみ分解処理物Ｇが投入されている。まず、生ごみ処理装置Ｄの主電源（図示せず）を入れると、ブロア１ｃが動作を開始するとともに、それに連動して脱臭装置３が動作を開始する。すると、ブロア１ｃにより、吸気口１ａから排気口１ｂに向けて気流が発生し、生ごみ分解処理物Ｇにより生じる臭気成分が排気口１ｂに向けて流れる。一方、脱臭装置３の制御部３ｇ’は、触媒加熱手段３ｅに通電して空気を介して触媒３ｄを加熱し、触媒３ｄは、触媒３ｄと接触する臭気成分を分解、脱臭する。このとき、流路１を流れる気流は、吸着剤４ｃを通過しており、気流に含まれる水分は吸着剤４ｃに吸着される。
【００３４】
また、脱臭装置３の制御部３ｇ’は、触媒３ｄの表面を洗浄するために、定期的に吸着剤槽加熱手段４ｄに通電して吸着剤４ｃを加熱し、吸着剤４ｃに吸着された水分を気化し、水蒸気として触媒３よりも第１開口部３ａ側の脱臭流路３ｃ内に放出する。すると、水蒸気は、ブロア１ｃによる気流により流されて、触媒３ｄに接触し、触媒３ｄ表面の水を溶媒とする触媒被毒物質を溶かして除去する。
【００３５】
このように、第２の実施形態においては、流路１内の気流に含まれる水蒸気を吸着剤４ｃに吸着した後に、吸着剤加熱手段４ｄにより吸着剤４ｃを加熱し、吸着した水分を水蒸気として脱離することにより、触媒３ｄ表面の水を溶媒Ｓとする触媒被毒物質を臭気成分を含む気流を通過させつつ除去することができる。流路１内の気流に含まれる水蒸気を用いるので、溶媒の補給を不要にすることができる。
【００３６】
また、この脱臭装置３は、生ごみ分解処理物Ｇより多量の水分が発生する生ごみ処理装置Ｄのように、流路１内の気流が多くの水分を含む装置に、特に好適に用いることができる。
【００３７】
次に、第１の実施形態と第２の実施形態を家庭用のバイオ式生ごみ処理機装置に適用した（以後、順に、装置１、装置２と呼ぶ。）ときの実験結果について説明する。ここで、比較装置として、装置２から吸着剤４ｃと吸着剤加熱手段４ｄとを取り除いたものを用いている。
【００３８】
ここで、触媒３ｄには、白金アルミナ触媒を用い、触媒加熱手段３ｅによる脱臭温度は270℃に設定した。投入ごみは、日本電気工業会（ＪＥＭＡ）で定められた標準生ごみの構成物質を元に調整したものを用いた。流路１を流れる気流の流量は、20 l/min（3.3×10-4 m3/s）、触媒３ｄのサイズは、64 cc（0.064 l）とした。また、装置１の溶媒としては水を用い、溶媒槽加熱手段４ｂによる溶媒Ｓの加熱温度は１００℃とした。さらにまた、装置２の吸着剤４ｃは、400cc（0.04 l）の大きさの親水性のゼオライトを用い、吸着剤加熱手段４ｄによる吸着剤４ｃの加熱温度は400℃に設定した。
【００３９】
これらの生ごみ処理装置において、標準生ごみ1kgを１日に１回処理して６ヶ月間運転し、開始直後、１ヶ月後、３ヶ月後、６ヶ月後に排出される空気の臭気強度についての官能評価を行ったときの結果を表１に示す。ここで、臭気強度の官能評価は、６段階式臭気強度法を用いて行った。これは、６名に排気口１ｂから1m離れた場所で臭気の強度を臭気強度として０〜５までの強度（５の方が臭気が強い）から選択してもらい、それらの数値の平均値を求めるものである。
【００４０】
【表１】
2006102613.tif 000003
【００４１】
この結果より、気化した溶媒Ｓにより触媒３ｄ表面の洗浄を行うことにより、触媒３ｄの脱臭性能の低下を防ぎ、臭気強度の官能値が１以下の状態を長期間維持することが可能であることが確認された。
【００４２】
なお、実施形態において、脱臭装置３の制御部３ｇは、触媒３ｄを洗浄するために、溶媒槽加熱手段４ｂもしくは吸着剤加熱手段４ｄに定期的に通電するもののみについて説明したが、それに限るものではなく、排気口１ｂから排出される臭気成分の濃度を計測し、その計測結果に応じて溶媒槽加熱手段４ｂもしくは吸着剤加熱手段４ｄを加熱するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施形態の構成を示す断面模式図である。
【図２】第２の実施形態の構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    流路
１ａ  吸気口
１ｂ  排気口
２    生ごみ処理槽
３    脱臭装置
３ａ  第１開口部
３ｂ  第２開口部
３ｃ  脱臭流路
３ｄ  触媒
３ｅ  触媒加熱手段
４    被毒物質除去手段
４ａ  溶媒槽
４ｂ  溶媒槽加熱手段
４ｃ  吸着剤
４ｄ  吸着剤加熱手段
Ｄ    生ごみ処理装置
Ｓ    溶媒
【図１】
2006102613.tif 000004
【図２】
2006102613.tif 000005