(57)【要約】【課題】アンモニアを吸着している吸着剤を運搬しているとき、吸着剤の一部が壊れることを抑制し、かつ吸着剤に吸着しているアンモニアの脱離が少ない、吸着剤の再利用方法および吸着剤の運搬方法を提供する。【解決手段】本発明の吸着剤の再利用方法は、アンモニアを吸着した吸着剤（１）を濃アンモニア水（４）に浸漬させる工程（Ａ）、濃アンモニア水（４）に浸漬した吸着剤（１）を運搬する工程（Ｂ）、濃アンモニア水から吸着剤を取り出し、濃アンモニア水から取り出した吸着剤（１）から吸着剤（１）に吸着したアンモニアを脱離し、脱離したアンモニアを収集する工程（Ｃ）、およびアンモニアを脱離した吸着剤をアンモニアの吸着に再利用する工程（Ｄ）を含む。本発明の吸着剤の運搬方法は、アンモニアを吸着した（１）を運搬する、吸着剤の運搬方法であって、濃アンモニア水（４）に浸漬した吸着剤（１）を運搬する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを吸着した吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させる工程（Ａ）、
前記濃アンモニア水に浸漬した前記吸着剤を運搬する工程（Ｂ）、
前記濃アンモニア水から前記吸着剤を取り出し、前記濃アンモニア水から取り出した前記吸着剤から前記吸着剤に吸着したアンモニアを脱離し、脱離したアンモニアを収集する工程（Ｃ）、および
アンモニアを脱離した前記吸着剤をアンモニアの吸着に再利用する工程（Ｄ）を含む吸着剤の再利用方法。
【請求項２】
前記吸着剤を取り出した濃アンモニア水を、工程（Ａ）に再利用する、請求項１に記載の吸着剤の再利用方法。
【請求項３】
前記吸着剤は粒状、ペレット状、板状および錠剤状の少なくとも一種の形状であり、
前記吸着剤は容器の中に充填されており、
前記容器は側面および底面を含み、
前記吸着剤が前記容器の中に充填された状態で、前記工程（Ａ）、前記工程（Ｂ）、前記工程（Ｃ）および前記工程（Ｄ）が実施され、
前記底面の少なくとも一部は、網目構造または多孔構造を有する、請求項１または２に記載の吸着剤の再利用方法。
【請求項４】
前記工程（Ｃ）は、前記濃アンモニア水から取り出した前記吸着剤を加熱することにより、前記吸着剤からアンモニアを脱離し、
前記加熱は、セメント製造設備で発生する排気ガスの熱を利用して実施される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸着剤の再利用方法。
【請求項５】
前記吸着剤は、酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物と活性炭との少なくとも一種を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸着剤の再利用方法。
【請求項６】
アンモニアを吸着した吸着剤を運搬する、吸着剤の運搬方法であって、
濃アンモニア水に浸漬した前記吸着剤を運搬する、吸着剤の運搬方法。
【請求項７】
前記吸着剤は、酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物と活性炭との少なくとも一種を含む、請求項６に記載の吸着剤の運搬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアを吸着した吸着剤からアンモニアを回収し吸着剤を再利用する、吸着剤の再利用方法およびその吸着剤の運搬方法に関し、とくに畜糞堆肥設備などで発生するアンモニア含有ガスからアンモニアを吸着した吸着剤からアンモニアを回収し吸着剤を再利用する、吸着剤の再利用方法およびその吸着剤の運搬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場や畜産糞尿処理場で発生する汚泥や畜産糞尿をコンポスト化（堆肥化）するときには、湿度の高い雰囲気の中、多量のアンモニアガスが発生し、悪臭の原因となっている。このアンモニアガスを除去する方法として、ヤシ殻活性炭に２価の銅化合物を担持させたアンモニアガス用吸着剤を充填した吸着塔にアンモニア含有ガスを通す方法が従来技術として知られている（たとえば、特許文献１参照）。このアンモニアガスを除去する方法によれば、高濃度アンモニア含有ガスに対しても、吸着剤を長期間交換しないでアンモニアガスを除去できる。また、吸着剤に付着する微生物、たとえばカビの増殖を抑制できる。さらに、吸着操作に必要な装置は、吸着塔があればよく、運転管理も容易である。
【０００３】
引用文献１には、交換した後の吸着剤の再利用について何も記載されていないが、吸着剤の費用を削減するために、使用後の吸着剤は再利用できることが好ましい。吸着剤を再利用するためには、吸着剤に吸着しているアンモニアを吸着剤から脱離する必要がある。このためには、吸着剤が使用された場所から、吸着剤に吸着しているアンモニアを吸着剤から脱離するための設備のある場所まで、アンモニアを吸着している吸着剤を運搬する必要がある。吸着剤を効果的に再利用するためには、アンモニアを吸着している吸着剤を運搬しているとき、振動により吸着剤の一部が壊れないことが好ましい。運搬中の振動により物品の一部が壊れないように物品を運搬する方法の一つに、純水などの液体に物品を浸して運搬する方法がある（たとえば、特許文献２参照）。この場合、液体により振動は吸収されるので、運搬中の振動により物品の一部が壊れることを抑制できる。したがって、吸着剤を効果的に再利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３６３７２号公報
【特許文献２】特開平８−１４８５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸着剤の再利用のみならず、吸着剤に吸着していたアンモニアも再利用できるようにすることが好ましい。特許文献２に記載されている運搬方法を、アンモニアを吸着した吸着剤にそのまま適用して、アンモニアを吸着した吸着剤を、純水などの液体に浸して運搬すると、運搬中の振動により吸着剤の一部が壊れることを抑制できる。しかしながら、運搬中、吸着剤に吸着しているアンモニアが吸着剤から液体へ脱離してしまい、運搬後に、吸着剤からアンモニアを回収して再利用することが難しくなる場合がある。
【０００６】
本発明は、吸着剤を再利用するためにアンモニアを吸着している吸着剤を運搬しているとき、吸着剤の一部が壊れることを抑制し、かつ吸着剤に吸着しているアンモニアの脱離が少ない、吸着剤の再利用方法および吸着剤の運搬方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋭意研究を行った結果、濃アンモニア水に浸漬した吸着剤を運搬することにより上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］アンモニアを吸着した吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させる工程（Ａ）、濃アンモニア水に浸漬した吸着剤を運搬する工程（Ｂ）、濃アンモニア水から吸着剤を取り出し、濃アンモニア水から取り出した吸着剤から吸着剤に吸着したアンモニアを脱離し、脱離したアンモニアを収集する工程（Ｃ）、およびアンモニアを脱離した吸着剤をアンモニアの吸着に再利用する工程（Ｄ）を含む吸着剤の再利用方法。
［２］吸着剤を取り出した濃アンモニア水を、工程（Ａ）に再利用する、上記［１］に記載の吸着剤の再利用方法。
［３］吸着剤は粒状、ペレット状、板状および錠剤状の少なくとも一種の形状であり、吸着剤は容器の中に充填されており、吸着剤が容器の中に充填された状態で、工程（Ａ）、工程（Ｂ）、工程（Ｃ）および工程（Ｄ）が実施され、容器は側面および底面を含み、底面の少なくとも一部は、網目構造または多孔構造を有する、上記［１］または［２］に記載の吸着剤の再利用方法。
［４］工程（Ｃ）は、濃アンモニア水から取り出した吸着剤を加熱することにより、吸着剤からアンモニアを脱離し、加熱は、セメント製造設備で発生する排気ガスの熱を利用して実施される、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の吸着剤の再利用方法。
［５］吸着剤は、酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物と活性炭との少なくとも一種を含む、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の吸着剤の再利用方法。
［６］アンモニアを吸着した吸着剤を運搬する、吸着剤の運搬方法であって、濃アンモニア水に浸漬した吸着剤を運搬する、吸着剤の運搬方法。
［７］吸着剤は、酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物と活性炭との少なくとも一種を含む、上記［６］に記載の吸着剤の運搬方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アンモニアを吸着している吸着剤を運搬しているとき、吸着剤の一部が壊れることを抑制し、かつ吸着剤に吸着しているアンモニアの脱離が少ない、吸着剤の再利用方法および吸着剤の運搬方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、吸着剤を充填した容器の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、吸着剤の使用例を説明するための図である。
【図３】図３は、濃アンモニア水に吸着剤を浸漬する方法の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、運搬した吸着剤から吸着剤に吸着したアンモニアを脱離し、脱離したアンモニアを収集する工程の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［吸着剤の再利用方法］
本発明の一実施形態の吸着剤の再利用方法は、アンモニアを吸着した吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させる工程（Ａ）、濃アンモニア水に浸漬した吸着剤を運搬する工程（Ｂ）、濃アンモニア水から吸着剤を取り出し、濃アンモニア水から取り出した吸着剤から吸着剤に吸着したアンモニアを脱離し、脱離したアンモニアを収集する工程（Ｃ）、およびアンモニアを脱離した吸着剤をアンモニアの吸着に再利用する工程（Ｄ）を含む。以下、図１〜４を参照して本発明の一実施形態の吸着剤の再利用方法を詳細に説明する。なお、本発明の吸着剤の再利用方法は、本発明の一実施形態の吸着剤の再利用方法に限定されない。
【００１１】
［工程（Ａ）］
工程（Ａ）では、アンモニアを吸着した吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させる。
【００１２】
（吸着剤）
本発明の一実施形態に使用される吸着剤は、アンモニアガスを吸着する吸着剤であればとくに限定されない。しかし、湿度の高い雰囲気（たとえば、相対湿度が７０％以上の雰囲気）中のアンモニアの吸着量が大きいことから、好ましい吸着剤は、酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物と活性炭との少なくとも一種を含み、より好ましい吸着剤は、酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物である。最初に、酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物を詳細に説明する。
【００１３】
（酸処理および塩基処理前の汚泥焼却灰）
酸処理および塩基処理前の汚泥焼却灰、すなわち、原料の汚泥焼却灰は、下水処理場で発生する汚泥、ならびに、し尿、家庭用雑排水および産業用排水などの処理によって発生した汚泥などを焼却した焼却灰である。汚泥焼却灰は、シリカ、リン酸カルシウム、アルミナおよび酸化鉄などを含む。これらの汚泥は、一般に処理場で含水率６０〜９０質量％程度まで脱水処理された後、焼却される。下水処理場で発生する汚泥（以下、下水汚泥と呼ぶ）の量は、下水道の普及とともに増加しており、下水汚泥量の増加への対策が急がれている。したがって、下水汚泥の再資源化は有用であるので、本発明の一実施形態で使用する汚泥焼却灰は、好ましくは下水汚泥焼却灰である。
【００１４】
汚泥焼却灰には、高分子凝集剤を使用した汚泥を焼却したものと、石灰系凝集剤を使用した汚泥を焼却したものとがある。汚泥の減容化対策から最近では高分子凝集剤を使用した汚泥焼却灰が多い。本発明においては両者とも利用可能であるが、石灰系凝集剤を使用した場合は、汚泥焼却灰に中和塩（たとえば塩化カルシウムなど）が多量に生成されるため、高分子凝集剤を使用した汚泥焼却灰の方が好ましい。汚泥焼却灰の形態は、とくに制限されず、粒状の汚泥焼却灰のみならず、ペレット状、板状および錠剤状などに成型された汚泥焼却灰も使用できる。
【００１５】
（酸処理）
上述の原料の汚泥焼却灰を多孔質化するために、原料の汚泥焼却灰は、たとえば、原料の汚泥焼却灰に酸水溶液を添加することによって、酸処理される。酸水溶液は、酸の水溶液であればとくに限定されず、無機酸の水溶液であってもよいし、有機酸の水溶液であってもよい。アンモニアがとくに吸着する吸着剤における孔径の小さい孔（たとえば、２ｎｍ以下の孔）の細孔容積を大きくできることから、酸水溶液は、好ましくは無機酸の水溶液であり、より好ましくは塩酸水溶液、硫酸水溶液および硝酸水溶液からなる群から選択される１種または２種以上のものであり、さらに好ましくは塩酸水溶液である。塩酸水溶液、硫酸水溶液または硝酸水溶液には、市販品のもの、金属精錬工業などから発生する廃塩酸、廃硫酸および廃硝酸の水溶液などを使用することができる。酸水溶液の濃度は、通常、０．１〜１３規定程度である。また、酸水溶液が塩酸水溶液、硫酸水溶液または硝酸水溶液である場合、原料の汚泥焼却灰に添加される酸水溶液の添加量は、原料の汚泥焼却灰１００質量部に対し、１００％の硫酸、塩酸および硝酸などに換算して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは４．０〜２５質量部である。吸着剤の孔径は、たとえば、水銀圧入式ポロシメータ（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製、ＰｏｒｅＭａｓｔｅｒ  ６０ＧＴ）を使用して測定した値である。なお、原料の汚泥焼却灰の平均孔径は、たとえば２．０〜５．０μｍである。
【００１６】
酸処理により、原料の汚泥焼却灰中の酸可溶性成分が溶解除去されて、汚泥焼却灰は多孔質化する。たとえば、原料の汚泥焼却灰のＢＥＴ比表面積は３ｍ2／ｇ程度であるのに対し、酸処理後の汚泥焼却灰のＢＥＴ比表面積は、好ましくは６．５ｍ2／ｇ以上であり、より好ましくは１０〜５０ｍ2／ｇである。ここで、汚泥焼却灰のＢＥＴ比表面積は、Ｎ2ガスを使用したＢＥＴ法で測定した汚泥焼却灰の比表面積である。汚泥焼却灰のＢＥＴ比表面積は、たとえば、比表面積測定装置（日本ベル社製、ＢＥＬＳＯＲＰ−ＭＩＮＩ）で測定した値である。
【００１７】
（塩基処理）
酸処理後の汚泥焼却灰は、たとえば、酸処理後の汚泥焼却灰に塩基性添加剤を添加することによって塩基処理される。塩基性添加剤は、塩基性を有する化合物であればとくに限定されない。好ましい塩基性添加剤には、たとえば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）、ＣａＣＯ3を主成分とするライムストーン（石灰岩）、およびコーラルサンドなどのアルカリ性薬剤などが挙げられる。より好ましい塩基性添加剤は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムである。
【００１８】
酸処理後の汚泥焼却灰は酸性である。したがって、塩基処理により汚泥焼却灰の酸性度は低くなる。しかし、汚泥焼却灰が中和する量までは、酸処理後の汚泥焼却灰に塩基性添加剤を添加しないことが好ましい。すなわち、塩基処理後の汚泥焼却灰は依然として酸性であることが好ましい。酸処理および塩基処理した汚泥焼却灰を乾燥して作製した乾燥汚泥焼却灰１０ｇと水１００ｍＬとを混合したものを１分間撹拌して混合物含有水を作製した場合、この混合物含有水のｐＨが２．５〜５．５、好ましくは３．０〜５．１になるような量の塩基添加剤を酸処理後の汚泥焼却灰に添加することが好ましい。混合物含有水のｐＨが２．５〜５．５であると、吸着剤は湿度の高い雰囲気中のアンモニアガスを効率よく吸収できる。ここで、湿度の高い雰囲気とは、相対湿度が７０％以上の空気および窒素などの雰囲気である。たとえば、塩基性添加剤が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたは水酸化カルシウムである場合、原料の汚泥焼却灰の１００質量部に対して１〜６質量部の塩基性添加剤を酸処理後の汚泥焼却灰に添加することが好ましい。なお、塩基性添加剤を酸処理後の汚泥焼却灰に添加して汚泥焼却灰を中和した場合、混合物含有水のｐＨは７程度の値になる。また、酸処理後の汚泥焼却灰のｐＨは１になる。これより、塩基処理を行わない汚泥焼却灰は、酸性度が非常に高いものであることがわかる。したがって、この場合、汚泥焼却灰の取り扱いが面倒になる。
【００１９】
塩基処理後の汚泥焼却灰は、周知の方法で乾燥される。たとえば、回転ドラム式乾燥機、パドル式乾燥機、流動層式乾燥機、気流乾燥機および遠心薄膜式乾燥機などの乾燥機を使用して、塩基処理後の汚泥焼却灰は乾燥される。乾燥温度は、たとえば、９０〜３００℃である。乾燥後の塩基処理後の汚泥焼却灰の含水率は５質量％以下が好ましい。乾燥が不十分であると、吸着剤の細孔容積が減少し、アンモニアの吸着性能が低下する場合がある。
【００２０】
上述の乾燥の前に、塩基処理後の汚泥焼却灰を所定の形状に成形してもよい。たとえば、押出成形、圧縮成形、転動成形、振動成形、混合成形、流動成形および解砕成形などの成型方法で、塩基処理後の汚泥焼却灰を成形することができる。とくに、塩基処理後の汚泥焼却灰は、押出成形により成形することが好ましい。押出成形は、半乾式低水分造粒機（ディスクペレッター）、スクリュー型成形機およびペレットミル型成形機などの成形機を用いて行うのが好ましい。とくに、塩基処理後の汚泥焼却灰の押出成形には、半乾式低水分造粒機が最適である。
【００２１】
（シリカゲル）
次に、酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物におけるシリカゲルを説明する。汚泥焼却灰と混合するシリカゲルは球状の形状を有していることが好ましい。これにより、上記混合物中にシリカゲルを均一に分布させることができる。シリカゲルの粒径は、好ましくは０．３ｍｍ以上であり、より好ましくは１．４ｍｍ以上であり、さらに好ましくは１．４〜４．０ｍｍである。また、シリカゲルは、好ましくは２．０〜３．０ｎｍの平均細孔径を有する。さらに、シリカゲルは、好ましくは６５０〜８００ｍ2／ｇのＢＥＴ比表面積を有する。シリカゲルの粒径は、たとえば、ＪＩＳ篩（５〜１２ｍｅｓｈ）を使用して測定した値である。また、シリカゲルの平均細孔径は、たとえば、水銀圧入式ポロシメータ（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社製、ＰｏｒｅＭａｓｔｅｒ  ６０ＧＴ）を使用して測定した値であり、シリカゲルのＢＥＴ比表面積は、たとえば、比表面積測定装置（日本ベル社製、ＢＥＬＳＯＲＰ−ＭＩＮＩ）を使用して測定した値である。
【００２２】
混酸処理により多孔質化された後、塩基処理された汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物合物中のシリカゲルの割合は、酸処理および塩基処理後の汚泥焼却灰の乾燥質量およびシリカゲルの質量の合計質量に対して、好ましくは５０〜９０質量％である。ここで汚泥焼却灰の乾燥質量とは、５質量％以下の含水率になるまで乾燥した汚泥焼却灰の質量である。
【００２３】
（活性炭）
上記混合物の代わりに、または上記混合物と一緒に活性炭を吸着剤として使用することができる。活性炭は、比表面積が非常に大きな黒色の炭素系物質である。活性炭の主成分はアモルファス炭素であり、活性炭は原料に由来する微量の無機成分をさらに含む。活性炭は、例えば、木材、木炭、ヤシ殻および石炭などを炭化した後、活性化し精製することにより作製される。好ましい活性炭は、アンモニアを吸着できるものであればとくに限定されない。市販されている活性炭も、吸着剤として使用することができる。また、活性炭の形状はとくに限定されず、粒状、ペレット状、板状および錠剤状の少なくとも一種の形状であってもよい。
【００２４】
（吸着剤を充填する容器）
吸着剤は、容器の中に充填されていることが好ましい。これにより、使用後の吸着剤の交換が容易になる。また、吸着剤が容器の中に充填された状態で、工程（Ａ）、ならびに後述の工程（Ｂ）、工程（Ｃ）および工程（Ｄ）が実施されることが好ましい。これにより、それぞれの工程の実施における吸着剤の取り扱いが容易になる。
【００２５】
吸着剤を充填した容器の一例を図１に示す。図１に示すように、吸着剤１は容器２に充填される。容器２は、側面２２および底面２４を含み、底面２４の形状は、たとえば正方形である。なお、吸着剤を充填する容器の底面の形状は、正方形に限定されず、長方形、台形、円、楕円、三角形、五角形および六角形などの形状であってもよい。また、好ましくは、底面２４の少なくとも一部が、より好ましくは底面２４の全部が、網目構造または多孔構造を有する。これにより、アンモニアを含んだガスを容器２の底面２４に通過させることにより、ガス中のアンモニアを吸着剤１に吸着させることができる。そして、アンモニアを除去されたガスは、容器２の上面２６から排出させることができる。底面２４の網目構造または多孔構造における開口部の径は、吸着剤１が通過できず、アンモニアを含有するガスが通過できる径であればとくに限定されない。底面２４の網目構造または多孔構造における開口部の径は、たとえば、１ｍｍ以下である。
【００２６】
吸着剤が容器からこぼれないようにするために、容器はふたをさらに備えていてもよい。
【００２７】
再利用のために吸着剤１からアンモニアを脱離するとき、たとえば、約１００℃の加熱温度に吸着剤１を加熱する。したがって、容器２の材質は、約１００℃の加熱温度に対して耐熱性を有するものであることが好ましい。容器２の材料には、たとえば、アルミナ、石英、ジルコニアおよびムライトなどのセラミックス、エポキシ樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアミドイミド、ポリイミドおよびポリベンゾイミダゾールなどの耐熱性樹脂、ならびにステンレス、アルミニウムおよび銅などの金属などが挙げられる。また、底部２４の材料には、たとえば、ステンレスメッシュ、吸着剤１が通過できない程度の多数の穴を形成したステンレス板およびガラス繊維で作製された織布などが挙げられる。
【００２８】
（吸着剤の使用例）
図２を参照して、吸着剤の使用例を説明する。図２に示すように使用された吸着剤は、アンモニアを脱離した後、再び、図２に示すように使用される。吸着剤１を充填した３つの容器２は積み重ねられ、そして、吸着塔６の中に設置される。たとえば、吸着塔６は、アンモニアを含有したガスを吸着塔６の内部に導入するガス入口６２、吸着剤１を充填した３つの容器２を配置する吸着室６４、吸着剤１によりアンモニアが除去されたガスを吸着塔６から排出するガス出口６６および吸着室６４のそこにたまった水を排出するドレーン６８を備える。吸着室６４の大きさは、たとえば、幅８００ｍｍ、奥行き６００ｍｍおよび高さ１７００ｍｍである。
【００２９】
矢印１１に示すようにガス入口６２から導入された、アンモニアを含有したガスは吸着室６４に入る。次に、矢印１２に示すように、アンモニアを含有したガスは、吸着室６４に配置された一番下の容器２底面２４に導入され、吸着剤１を充填した複数の容器２を通過して、一番上の容器２の上面２６から排出される（矢印１３参照）。これにより、ガス中のアンモニアは、吸着剤１によって吸収され、ガスからアンモニアが除去される。そして、矢印１４に示すように、アンモニアが除去されたガスは、ガス出口６６から排出される。なお、図２では、積み重ねる容器２の数は３であるが、積み重ねる容器２の数は、アンモニアを含有するガスの発生量、ガス中のアンモニアの濃度およびガス中の湿度により適宜選択することができる。したがって、１つの吸着剤を充填した容器を用いてアンモニアを吸着してもよいし、２つまたは４つ以上の積み重ねた、吸着剤を充填した容器を用いてアンモニアを吸着してもよい。
【００３０】
（濃アンモニア水）
本発明の一実施形態に使用される濃アンモニア水は、吸着剤１に吸着したアンモニアが濃アンモニア水に溶け出すことが難しくなる程度の濃度のアンモニアを含有しているアンモニア水である。たとえば、濃アンモニア水のアンモニアの濃度は、好ましくは２０〜３０質量％であり、より好ましくは２５〜３０質量％であり、さらに好ましくは２８〜３０質量％である。
【００３１】
（浸漬）
本発明の一実施形態では、アンモニアを吸着した吸着剤を濃アンモニア水に浸漬できれば、吸着剤の浸漬方法はとくに限定されない。たとえば、吸着剤の入った容器に濃アンモニア水を注ぐことにより、吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させてもよいし、濃アンモニア水が入っている容器に吸着剤を入れることにより、吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させてもよい。
【００３２】
図３を参照して、本発明の一実施形態における濃アンモニア水に吸着剤を浸漬する方法の一例を説明する。図３（ａ）に示すように、吸着剤１を充填した容器２を運搬用容器３２に収納する。運搬用容器３２は、吸着剤１を充填した容器２を収納でき、濃アンモニア水が漏れないものであればとくに限定されない。たとえば、プラスチック製の容器を運搬用容器３２として使用することができる。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示すように、容器２に充填した吸着剤１が濃アンモニア水に埋没するまで、容器２を収納した運搬用容器３２に濃アンモニア水４を入れ、容器２に充填した吸着剤１を濃アンモニア水４に浸漬させる。
【００３４】
次に、運搬中に運搬用容器３２から濃アンモニア水４が漏れないようにするために、図３（ｃ）に示すように、運搬用容器３２にふた３４をする。
【００３５】
［工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）では、濃アンモニア水に浸漬した吸着剤を運搬する。たとえば、自動車、汽車、船舶および航空機などの輸送手段を使用して、吸着剤１を使用した場所から、アンモニアを吸着した吸着剤からアンモニアを脱離するための施設のある場所へ、運搬用容器３２に収納された吸着剤１を運搬する。
【００３６】
運搬用容器３２を運搬しているとき、運搬用容器３２は振動を受ける。しかし、濃アンモニア水４は振動を吸収するので、吸着剤１を濃アンモニア水４に浸漬させることによって、振動により吸着剤１の一部が壊れることを抑制することができる。また、濃アンモニア水のアンモニア濃度は高いため、吸着剤１に吸着したアンモニアは濃アンモニア水にあまり溶け出さない。したがって、運搬中にアンモニアが吸着剤１から脱離することを抑制できる。
【００３７】
［工程（Ｃ）］
工程（Ｃ）では、濃アンモニア水から吸着剤を取り出し、濃アンモニア水から取り出した吸着剤から吸着剤に吸着したアンモニアを脱離し、脱離したアンモニアを収集する。以下、図４を参照して、工程（Ｃ）を詳細に説明する。
【００３８】
図４は、運搬した吸着剤から吸着剤に吸着したアンモニアを脱離し、脱離したアンモニアを収集する工程の一例を説明するための図である。図４（ａ）の矢印１６に示すように、濃アンモニア水４から容器２を取り出して、濃アンモニア水４から吸着剤１を取り出す。吸着剤１に浸透した濃アンモニア水４は網目構造または多孔構造を有する容器２の底面２４を通過して運搬用容器３２の中に排出される。これにより、運搬用容器３２に残る濃アンモニア水の量が低減することを抑制できる。
【００３９】
図４（ｂ）に示すように、吸着剤１を充填した容器２は、アンモニア脱離収集装置５の中に搬入される。アンモニア脱離収集装置５は、吸着剤１を加熱するための加熱室５２と、吸着剤１から脱離したアンモニアを収集するタンク５４と、加熱室５２で脱離したアンモニアをタンク５４へ移動させるためのパイプ５６とを有する。
【００４０】
加熱室５２の中に吸着剤１は、たとえば１００℃の加熱温度に加熱される。これにより、吸着剤１に吸着していたアンモニアは吸着剤１から脱離する。また、吸着剤１に付着していた濃アンモニア水も吸着剤１から脱離する。なお、加熱室２内における吸着剤１の加熱は、セメント製造設備で発生する排気ガスの熱を利用して実施されることが好ましい。セメント製造設備で発生する排気ガスの熱は、通常、そのまま外部に放出されるものであり、そのような熱を利用することにより、吸着剤１に吸着していたアンモニアは吸着剤１から脱離するための費用を低減することができる。
【００４１】
吸着剤１から脱離したアンモニアはパイプ５６を通過し、そして、タンク５４に収集される。これにより、吸着剤１から脱離したアンモニアを、純度の高いアンモニアとして収集できるので、アンモニアを必要とする用途に収集したアンモニアを利用することができる。
【００４２】
吸着剤１からのアンモニアの脱離が終わると、図４（ｃ）に示すように、アンモニアを脱離した吸着剤１と、吸着剤１を取り出した濃アンモニア水４とが残る。吸着剤１は、吸着剤１を使用した現場へ運搬され、アンモニアの吸着に再利用される。これにより、吸着剤の消費量を低減することができ、アンモニアを含有するガスからアンモニアを除去するための費用を低減することができる。
【００４３】
また、濃アンモニア水４は、好ましくは、吸着剤１を使用した現場へ運搬され、アンモニアを吸着した吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させる工程に再び使用される。これにより、濃アンモニア水の消費量を低減することができ、吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させて運搬するための費用を低減することができる。なお、濃アンモニア水４は、容器３２に入れた状態で運搬してもよいし、濃アンモニア水４を別の容器に移し替えてから、濃アンモニア水４を運搬してもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例は、本発明を限定するものではない。
【００４５】
［評価方法］
実施例および比較例の吸着剤を次の評価方法で評価した。
（吸着剤破壊量）
側面の材料がエポキシ樹脂（耐熱温度１５０℃）であり、底部の材料が目開き１．０ｍｍであるステンレスメッシュであり、サイズが３０ｃｍ×３０ｃｍ×１０ｃｍである容器に吸着剤を充填して、吸着剤を充填した容器（以下、カートリッジと呼ぶ）を作製した。また、アンモニア濃度が１０００ｐｐｍである乾燥空気をガスボンベ（容量：７ｍ3）に充填した。このアンモニア濃度は、畜糞堆肥化設備から発生するアンモニアの濃度に相当する。
【００４６】
ガスボンベから供給したアンモニア含有空気（アンモニア濃度：１０００ｐｐｍ）を、６０℃の温度に設定した、ウォーターバス（東京理化器械（株）製、型番ＮＣＢ２６００）の水上に通過させて、アンモニア含有空気を加熱および加湿した。なお、ウォーターバスの開口部にフードを設置して、ガスボンベから供給したアンモニア含有空気がウォーターバスの外部に漏れることを防いだ。そして、加熱および加湿したアンモニア含有空気を３Ｌ／分の流量でカートリッジに１２時間通過させ、カートリッジの吸着剤にアンモニアを吸着させた。なお、ウォーターバスに通過させたアンモニア含有空気の温度は５８℃であり、相対湿度は９５％であった。その後、カートリッジをトラックに積み込み、トラックを１時間走行させた。トラックは、市街地から海岸沿いのコースを平均時速４０ｋｍ／時間で、片道約２０ｋｍのコースを往復し、全走行距離約４０ｋｍを走行させた。
【００４７】
トラックの走行後にカートリッジから取り出した吸着剤を、目開きが１ｍｍの篩に通した。そして、篩を通過した吸着剤を大気中で３日間乾燥し、その後、１０５℃の温度の乾燥機（（株）アサヒ理化製作所製、型番ＡＷＨ−１００）を使用して吸着剤を１日間乾燥した。そして、乾燥した吸着剤の質量（Ｗ１）を測定した。カートリッジに充填された、アンモニアを吸着させる前の吸着剤の質量（Ｗ２）を用いて次式から吸着剤の破壊量（Ａｂ）を算出した。
Ａｂ（ｇ／ｇ）＝Ｗ１／Ｗ２
【００４８】
（アンモニア吸着量）
上述のようにトラックを１時間走行させた後のカートリッジから取り出した吸着剤を、目開きが１ｍｍの篩に通した。そして、篩に残っている吸着剤から約３０ｇの吸着剤を採取した。次に、６０ｍＬの容量の吸着カラムの中に、採取した吸着剤を充填した。吸着剤を充填した吸着カラムを１００℃の温度の設定した熱風循環式乾燥機（アズワン（株）製、型番ＤＯ−６００ＦＰＡ）の中に配置した。そして、乾燥機の中に配置した吸着カラムにキャリアガスとして窒素ガスを３Ｌ／分の流量で１２時間供給して吸着剤からアンモニアを脱離させた。吸着カラムから排出される、アンモニアガスを含有する窒素ガスを、氷水により０℃に冷却した１００ｍＬのホウ酸溶液（ホウ酸の濃度：５ｇ／Ｌ）に通過させ、ホウ酸溶液を通過した窒素ガスを、氷水により０℃に冷却した１００ｍＬのホウ酸溶液（ホウ酸の濃度：５ｇ／Ｌ）にさらに通過させ、窒素ガス中のアンモニアをホウ酸溶液に全て吸収させた。そして、イオンクロマトグラフ（日本ダイオネクス（株）製、型番ＤＸ−１００）を用いてホウ酸溶液中のアンモニア濃度を測定した。ホウ酸溶液中のアンモニア濃度からホウ酸溶液に吸収されたアンモニアの質量（Ｗ３）を算出した。また、アンモニアを脱離した後の吸着剤の質量（Ｗ４）を測定した。そして、次の式からアンモニア吸着量（Ａｄ）を算出した。
Ａｄ（質量％）＝Ｗ３／Ｗ４×１００
【００４９】
［処理混合物の作製］
以下のようにして、実施例および比較例の吸着剤を作製した。
【００５０】
（実施例１）
下水汚泥焼却灰１００ｇを攪拌機（ホバートミキサー（株）共和技研製）に入れ、撹拌しながら工業用塩酸（３５％）水溶液（１１．２Ｎ）２０ｇ（下水汚泥焼却灰１００質量部に対して２０質量部に相当）を攪拌機に添加し、３分間混合した。さらに、水酸化カルシウム１ｇ（下水汚泥焼却灰１００質量部に対して１質量部に相当）をその混合物に添加した。そして、３分間混合して酸処理および塩基処理後の汚泥焼却灰を作製した。その後、半乾式低水分造粒機（ディスクペレッター）（不二パウダル（株）製、型番Ｆ−５）を使用して、直径３ｍｍおよび平均長さ８ｍｍを有する円柱形状になるように、酸処理および塩基処理後の汚泥焼却灰を造粒し、熱風循環式乾燥機（アズワン（株）製、型番  DO-600FPA）を使用して１００℃の乾燥温度で８時間乾燥し、酸処理および塩基処理後の汚泥焼却灰の造粒成形物を得た。なお、乾燥する前の処理混合物１の造粒成形物の含水率は２６質量％であるのに対し、乾燥後の含水率は１．５質量％であり、５質量％以下であった。
【００５１】
４０ｇの酸処理および塩基処理後の汚泥焼却灰の造粒成形物および６０ｇの球状シリカゲル（関東化学（株）製、青（中粒）、ＣＡＳ番号７６３１−８６−９、粒度１．６８〜４．００ｍｍ（８０%以上）、比表面積：７００ｍ2／ｇ、平均細孔径：２．５ｎｍ、密度：２．２ｇ／ｃｍ3（２０℃））（酸処理および塩基処理後の汚泥焼却灰の造粒成形物と球状シリカゲルとの質量比は４０：６０）を撹拌機ホバートミキサー（（株）共和技研製）に入れ、５分間混合して、酸処理および塩基処理後の汚泥焼却灰および球状シリカゲル混合物からなる吸着剤を作製した。
【００５２】
７ｋｇの上記吸着剤を用いて上述のカートリッジを作製した（カートリッジＡ）。そして、カートリッジＡを運搬用容器に入れ、運搬用容器に２９±１％の濃度の濃アンモニア水（関東化学（株）製）を５．０Ｌ入れて、吸着剤を濃アンモニア水に浸漬させた。次に、運搬用容器に収納された状態でカートリッジＡをトラックに積み込み、上述のように、トラックを１時間走行させてカートリッジＡに振動を与え、実施例１の吸着剤を作製した。
【００５３】
（実施例２）
７ｋｇの上記混合物の代わりに、３．５ｋｇの活性炭（関東化学製、CAS番号7440-44-0、粒度  ３．３５〜４．７５ｍｍ（４〜６ｍｅｓｈ）、比表面積：１０００ｍ2／ｇ、平均細孔径：１０ｎｍ、密度：２．１ｇ／ｍｌ（２０℃））を使用して吸着剤を作製した点を除いて、実施例１の吸着剤と同様な方法で実施例２の吸着剤を作製した。
【００５４】
（比較例１）
運搬用容器に濃アンモニア水を入れなかった点を除いて、実施例１の吸着剤と同様な方法で比較例１の吸着剤を作製した。
【００５５】
（比較例２）
運搬用容器に濃アンモニア水を入れなかった点を除いて、実施例２の吸着剤と同様な方法で比較例２の吸着剤を作製した。
【００５６】
（比較例３）
濃アンモニア水の代わりに水を運搬用容器に入れた点を除いて、実施例１の吸着剤と同様な方法で比較例３の吸着剤を作製した。
【００５７】
（比較例４）
濃アンモニア水の代わりに水を運搬用容器に入れた点を除いて、実施例２の吸着剤と同様な方法で比較例４の吸着剤を作製した。
【００５８】
［結果］
実施例および比較例の評価結果を表１および表２に示す。
【表１】
2015107457.tif 000003
【００５９】
【表２】
2015107457.tif 000004
【００６０】
［結果］
（１）実施例１では、吸着剤の破壊量が少なく、吸着剤のアンモニア吸着量は大きかった。一方、比較例１では、吸着剤のアンモニア吸着量は比較的大きかったものの、吸着剤の破壊量が大きかった。これより、汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物からなる吸着剤の場合、濃アンモニア水に吸着剤を浸漬させて吸着剤を運搬することによって、吸着剤を運搬しているときに吸着剤の一部が壊れることを非常に抑制できることがわかった。
（２）実施例１では、吸着剤の破壊量が少なく、吸着剤のアンモニア吸着量は大きかった。一方、比較例３では、吸着剤の破壊量は少なかったものの、吸着剤のアンモニア吸着量は実施例１に比べて非常に少なくなっていた。これより、汚泥焼却灰およびシリカゲルの混合物からなる吸着剤の場合、濃アンモニア水に吸着剤を浸漬させて吸着剤を運搬することによって、吸着剤を運搬しているときの吸着剤に吸着しているアンモニアの脱離を非常に減少させることがわかった。
（３）実施例２では、吸着剤の破壊量が少なく、吸着剤のアンモニア吸着量は大きかった。一方、比較例２では、吸着剤のアンモニア吸着量は比較的大きかったものの、吸着剤の破壊量が大きかった。これより、活性炭からなる吸着剤の場合、濃アンモニア水に吸着剤を浸漬させて吸着剤を運搬することによって、吸着剤を運搬しているときに吸着剤の一部が壊れることを非常に抑制できることがわかった。
（４）実施例２では、吸着剤の破壊量が少なく、吸着剤のアンモニア吸着量は大きかった。一方、比較例４では、吸着剤の破壊量は少なかったものの、吸着剤のアンモニア吸着量は実施例２に比べて非常に少なくなっていた。これより、活性炭からなる吸着剤の場合、濃アンモニア水に吸着剤を浸漬させて吸着剤を運搬することによって、吸着剤を運搬しているときの吸着剤に吸着しているアンモニアの脱離を非常に減少させることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の吸着剤の再利用方法および吸着剤の運搬方法は、養鶏畜産業で発生する臭気および糞尿堆肥処理で発生する臭気などの原因になる、高温で湿度の高い雰囲気中のアンモニアガスを吸着するための吸着剤に対してとくに有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１  吸着剤
２  容器
４  濃アンモニア水
５  アンモニア脱離収集装置
６  吸着塔
２２  側面
２４  底面
２６  上面
３２  運搬用容器
５２  加熱室
５４  タンク
【図１】
2015107457.tif 000005
【図２】
2015107457.tif 000006
【図３】
2015107457.tif 000007
【図４】
2015107457.tif 000008