(57)【要約】【課題】  硫化水素などの酸性悪臭ガスの除去効果が大きく、高温下でも表面温度上昇の小さい安全な酸性悪臭ガス除去材を提供すること。【解決手段】  多孔性物質に塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持せしめた酸性悪臭ガス除去剤により上記課題を達成することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔性物質に塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持せしめた酸性悪臭ガス除去剤。
【請求項２】
該多孔性物質が活性炭である請求項１記載の酸性悪臭ガス除去剤。
【請求項３】
該塩基性金属炭酸塩が塩基性炭酸銅である請求項１又は２記載の酸性悪臭ガス除去剤。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫化水素などの酸性悪臭ガスを除去するための酸性悪臭ガス除去剤に関する。本発明の酸性悪臭ガス除去剤は、下水処理場などで発生する硫化水素などの酸性悪臭ガスを除去するのに効果を示すとともに、表面温度の上昇が小さいので、高温での乾燥が可能となり、工業的に有利に製造することができる。また、高温での保管にも耐えるので、安全に輸送可能である。  
【背景技術】
【０００２】
下水処理場、屎尿処理施設、生ゴミ処理施設などで発生する悪臭ガスは、主に酸性の硫化水素、メチルメルカプタン、塩基性のアンモニア、トリメチルアミンなどが主体である。なかでも硫化水素は発生濃度が著しく高く、悪臭ガスの中で大きな問題になっている。従来酸性ガスを除去するための吸着剤として、アルカリ金属炭酸塩を活性炭に担持したアルカリ金属添着活性炭が知られている（特許文献１）。この吸着剤は、熱分解ガス中の微量の塩化水素を吸着させてほぼ完全に除去するとともに、長期間使用しても劣化が少ないことが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３４７３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この吸着剤は高温下での表面温度上昇が大きく、火災などの災害が起きやすいことが懸念される。また、高温下での保管は問題があるので、とくに外国への船舶や航空機などによる輸送には注意する必要がある。したがって、本発明の目的は、硫化水素などを主体とする酸性悪臭ガスを効率よく除去することができるとともに、高温下でも表面温度上昇が小さい安全な除去剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、鋭意検討を重ね、多孔性物質に塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持した吸着剤により上記目的を解決することができることを見出し本発明に到達した。すなわち、本発明は、多孔性物質に塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持せしめた酸性悪臭ガス除去剤である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の酸性悪臭ガス除去材は、硫化水素などの酸性悪臭ガスの除去効果が大きいことは勿論、表面温度上昇が小さく安全であるので、高温下での使用、保管、輸送に耐えることができる。また、表面温度の上昇が小さいので、高温での乾燥が可能となり、工業的に有利に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に使用する多孔性物質は、比表面積が１００ｍ２／ｇ以上のミクロ孔およびメソ孔を主体とした多孔性物質であり、具体的には、活性炭、シリカ、アルミナ、ゼオライトなどを例示することができる。なかでも活性炭は、比表面積が１０００ｍ２／ｇ以上と大きく、塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持するための担体として好ましい。
【０００７】
本発明に使用する塩基性金属炭酸塩は、遷移金属やアルカリ土類金属の炭酸塩のうち塩基性塩を言う。塩基性金属炭酸塩の具体例としては、塩基性炭酸銅、塩基性炭酸ニッケル、塩基性炭酸コバルト、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。なかでも、塩基性炭酸銅が効果の点で好ましい。
【０００８】
本発明に使用する塩基性金属硫酸塩は、遷移金属の硫酸塩のうち、塩基性塩を言う。塩基性金属硫酸塩の具体例としては、塩基性硫酸銅、塩基性硫酸鉄、塩基性硫酸コバルトなどを挙げることができる。塩基性金属炭酸塩と塩基性金属硫酸塩はそれぞれ単独でも十分な効力を発揮するが、複数の塩を組み合わせて用いても差し支えない。
【０００９】
多孔性物質に塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持する方法としては、先ず所望の金属の硫酸塩、塩酸塩の水溶液などに多孔性物質を浸漬し、その後多孔性物質を炭酸ナトリウム水溶液などに浸漬し、化学反応によって多孔性物質に塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩担持させる方法を挙げることができる。
【００１０】
塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩の担持量は特に限定されないが、担持量があまり少ないと十分な効果がなく、逆にあまり多すぎると細孔閉塞などの阻害が起こりやすいので、金属単体換算で０．１〜２０重量％が好ましく、０．５〜１０重量％がさらに好ましい。反応後は十分に水洗し、余剰の可溶塩を洗い流し、乾燥されるが、本発明の悪臭ガス除去材は高温下での乾燥に耐えられるので、乾燥を効率よく行うことができ、製造上有利である。
【００１１】
塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持した多孔性物質は酸性悪臭ガスを除去するために使用されるが、除去の対象となる酸性悪臭ガスとしては、硫化水素、メチルメルカプタンやエチルメルカプタンなどのメルカプタン類を挙げることができる。
【００１２】
本発明の最大の特徴は、高温下でも表面の温度上昇が小さく、酸性の悪臭ガスを効率よく吸着除去できる除去材を提供することにある。本発明の塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持した多孔性物質が高温下でも表面の温度上昇が小さい理由を明確に説明することはできないが、アルカリ金属などに比べて酸素との反応性が小さいことが考えられる。
【００１３】
また、本発明の塩基性金属炭酸塩および／または塩基性金属硫酸塩を担持した多孔性物質は酸性悪臭ガスの除去に優れた効果を示す。この理由を明確に説明することはできないが、金属塩中に存在する水酸化物などの塩基性塩が酸性ガスの吸着効果に貢献していることが考えられる。また、吸着後は金属塩の触媒作用によって、酸性悪臭ガスが酸化作用を受け、より臭気強度の低い物質に変換されるか、より沸点が高い不揮発性の高い物質に変換されることで、酸性悪臭ガスの吸着に有利に働いていることが考えられる。
【００１４】
本発明の吸着材は、例えば吸着塔にそのまま充填したり、あるいはフィルター状に加工し、硫化水素などの酸性ガスの発生が多い下水処理施設、し尿処理施設、動物舎などに設置して、脱臭材あるいは脱臭フィルターとして利用することができる。以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。
【実施例１】
【００１５】
硫酸銅の５水和物を金属銅換算で２．５ｇ秤量し、１００ミリリットル（ｍＬ）の蒸留水に溶解した。この硫酸銅水溶液を１００ｇの活性炭（クラレケミカル株式会社製クラレコールＧＷ３２／６０、比表面積１０００ｍ２／ｇ）に加えてよく攪拌し、その後１時間静置した。
【００１６】
次いで、銅に対して１．２化学モル等量の炭酸ナトリウムを含んだ炭酸ナトリウム水溶液５０ｍＬを攪拌しながら滴下し、１２時間静置した。濾過して液切りを行なった後、蒸留水１００ｍＬで２回洗浄を行ない、その後８０℃の熱風乾燥器で４時間加熱乾燥した。液切りした濾液中の銅濃度を測定することにより、塩基性炭酸銅担持活性炭中の銅（金属換算）担持量を求めたところ、２．０重量％であった。この塩基性炭酸銅５０ｇを空気中で１６０℃に設定した乾燥器に静置した。表面温度を測定したところ、８時間経過しても蓄熱による温度上昇は見られなかった。
【００１７】
得られた塩基性炭酸銅担持活性炭０．２〜５．０ｇを４Ｌのデシケータ中に置き、硫化水素ガスを５００〜１００００ｐｐｍの濃度で含有する空気を注入した。この濃度範囲で複数の実験を行ない、２５℃にて４８時間静置して平衡状態になったところで残存硫化水素濃度を測定し、得られた各点を平衡濃度と平衡吸着量を両軸としたグラフにプロットして、硫化水素の平衡吸着容量を求めた。この時、平衡濃度１ｐｐｍの時点での硫化水素吸着量は７８重量％であった。
【実施例２】
【００１８】
硫酸鉄（III）の水和物を金属鉄換算で２．０ｇ秤量し、１００ｍＬの蒸留水に溶解した。この硫酸鉄水溶液を１００ｇの活性炭（クラレケミカル株式会社製クラレコールＧＷ−Ｈ３２／６０、比表面積１３００ｍ２／ｇ）に加えてよく攪拌し、その後１時間静置した。
【００１９】
次いで、鉄に対して１．２化学モル等量の炭酸カリウムを含んだ炭酸カリウム水溶液５０ｍＬを攪拌しながら滴下し、１２時間静置した。濾過して液切りを行なった後、蒸留水１００ｍＬで２回洗浄を行ない、その後８０℃の熱風乾燥器で４時間加熱乾燥した。液切りした濾液中の鉄濃度を測定することにより、塩基性硫酸鉄担持活性炭中の鉄（金属換算）担持量を求めたところ、１．６重量％であった。この塩基性硫酸鉄５０ｇを空気中で１６０℃に設定した乾燥器に静置した。表面温度を測定したところ、８時間経過しても蓄熱による温度上昇は見られなかった。
【００２０】
得られた塩基性硫酸鉄担持活性炭０．３〜１０．０ｇを４Ｌのデシケータ中に置き、硫化水素ガスを５００〜１００００ｐｐｍの濃度で含有する空気を注入した。この濃度範囲で複数の実験を行ない、２５℃にて４８時間静置して平衡状態になったところで残存硫化水素濃度を測定し、得られた各点を平衡濃度と平衡吸着量を両軸としたグラフにプロットして、硫化水素の平衡吸着容量を求めた。この時、平衡濃度１ｐｐｍの時点での硫化水素吸着量は７２重量％であった。
【００２１】
比較例１
活性炭（クラレケミカル株式会社製クラレコールＧＷ３２／６０、比表面積１０００ｍ２／ｇ）を用いて、実施」例１と同様にして硫化水素の平衡吸着容量を求めたところ、平衡濃度１ｐｐｍの時点での硫化水素吸着量は２３重量％であった。
【００２２】
比較例２
炭酸カリウムを５．０ｇ量り取り、４０ｍＬの蒸留水に溶解させた。この溶液を活性炭（クラレケミカル株式会社製クラレコールＧＷ３２／６０、比表面積１０００ｍ２／ｇ）１００ｇに加えてよく攪拌した。その後、６０℃の熱風乾燥器中で２時間加熱乾燥した。得られた炭酸カリウム添着炭５０ｇを空気中で１２０℃の乾燥器中に静置した。表面温度を測定したところ、９０分で５℃、１２０分では２５℃の表面温度上昇が観測された。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の酸性悪臭ガス除去材は、硫化水素などの酸性悪臭ガスの除去効果が大きく、安全であるので、下水処理場、屎尿処理施設、生ゴミ処理施設などで発生する悪臭ガス除去用として好適である。また、表面温度の上昇が小さいので、高温下での乾燥が可能であり、製造上有利である。また、高温下での保管、輸送も可能である。