(57)【要約】【課題】  病院等のエチレンオキサイド（ＥＯ）利用滅菌器から排出されるＥＯを１ｐｐｍ以下に低減できる高性能、超小型、低価格、極めて安全な環境浄化マイクロリアクターシステムを提供する。【解決手段】  装置外部の空気を吸入し、当該空気をヒータにより加熱して一定流量にて送出可能な空気加熱部１と、装置外部より導入される有害ガスと前記空気加熱部１より送出された加熱空気とが流入し混合が行われる気体混合室２と、反応器３１内に数μｍ〜数百μｍ径の多数の微細流路構造を有する三次元構造体触媒３２を収納してなり、気体混合室２にて混合された混合気体が当該三次元構造体触媒３２内を流動しながら移動する間に触媒と接触することによって前記有害ガスの処理が達成される触媒反応部３とを具備し、前記三次元構造体触媒３２は、三次元的に交差、合流もしくは分岐する数μｍ〜数百μｍ径の多数の微細流路（マイクロチャンネル）を有してなる。【選択図】        図１
2005254194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置外部の空気を吸入し、当該空気をヒータにより加熱して一定流量にて送出可能な空気加熱部と、装置外部より導入される有害ガスと前記空気加熱部より送出された加熱空気とが流入し混合が行われる気体混合室と、反応器内に数μｍ〜数百μｍ径の多数の微細流路構造を有する三次元構造体触媒を収納してなり、前記気体混合室にて混合された混合気体が当該三次元構造体触媒内を流動しながら移動する間に触媒と接触することによって前記有害ガスの無害化処理が達成される触媒反応部とを具備し、前記三次元構造体触媒は、三次元的に交差、合流もしくは分岐する数μｍ〜数百μｍ径の多数の微細流路を有して成ることを特徴とする、環境浄化マイクロリアクターシステム。
【請求項２】
前記三次元構造体触媒が、多数の微細孔を有する金属薄板と、ディンプル加工した薄い金網又はディンプル加工しない平らな薄い金網からなるスペーサーとを重ねてロール状に巻いて成る、請求項１記載の環境浄化マイクロリアクターシステム。
【請求項３】
前記金属薄板の各微細孔に切起片を付けている、請求項２記載の環境浄化マイクロリアクターシステム。
【請求項４】
前記三次元構造体触媒が、薄い平畳織金網を複数枚重ねて接合一体化した金網積層体と、ディンプル加工した薄い金網又はディンプル加工しない平らな薄い金網からなるスペーサーとを交互に積層状に配列して成る、請求項１記載の環境浄化マイクロリアクターシステム。
【請求項５】
前記三次元構造体触媒が、多数の微細孔を有する金属薄板を、前記混合気体の流れ方向に対して実質的に垂直となる方向に、互いに間隔をあけた状態で平行に複数枚配列して成る、請求項１記載の環境浄化マイクロリアクターシステム。
【請求項６】
前記有害ガスが、エチレンオキサイド、アクリロニトリル、アセトアルデヒド、塩化ビニルモノマー、クロロホルム、クロロメチルメチルエーテル、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、ダイオキシン類、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、１．３−ブタジエン、ベンゼン、ベンゾ［ａ］ピレン、及びホルムアルデヒドからなるグループより選ばれたものである、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の環境浄化マイクロリアクターシステム。
【請求項７】
前記触媒が、酸化アルミニウムに白金を担持したものである、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の環境浄化マイクロリアクターシステム。
【請求項８】
前記触媒が、二酸化ケイ素にニッケル、酸化セリウム、及び白金を担持したものである、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の環境浄化マイクロリアクターシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロリアクターを用いることによって病院や工場等から排出される有害なガスを無害化処理するための環境浄化マイクロリアクターシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
平成８年（１９９６年）５月９日に公布された「大気汚染物質法の一部を改正する法律」において有害大気汚染物質（優先取組物質）のひとつに挙げられているエチレンオキサイド（酸化エチレン）には発癌性及び人体への有害な影響があることが知られており、この物質は、病院や産業用器材の滅菌作業や工業用の中間物質に多く使用されていることから労働安全衛生法令でも規制されている。そして、改正労働安全衛生法（施行令第２１条）により、病院や工場などで滅菌作業を行う屋内作業場では、平成１４年９月１日より、６カ月ごとに１回作業環境測定を行うことが義務付けられ、その作業環境評価基準第２条（測定結果の評価）の管理濃度は１ｐｐｍとされている。
【０００３】
これまでに病院用又は産業用の滅菌器において使用されてきている滅菌ガスとしては、１０〜３０％（１０万ｐｐｍ〜３０万ｐｐｍ）のエチレンオキサイドと９０〜７０％の炭酸ガスとからなる混合ガスや、１００％（１００万ｐｐｍ）エチレンオキサイドガスなどが一般的であり、エチレンオキサイド処理器を装着していない滅菌器の場合、滅菌処理を行った後に数十回のエアーレーションを繰り返し、そのまま局所廃棄、あるいは通気口から排出しているのが現状である。このため、排出されるエチレンオキサイドガスの濃度は各設置場所により異なり、又エアーレーション浄化回数も使用者の判断によって回数が異なり、相当な回数のエアーレーションを行わない限りかなりの高濃度でエチレンオキサイドガスが排出され、周辺環境に対して非常に悪影響を与えている。一般に、局所廃棄型滅菌器はダクト、配管、排気口から数百ｐｐｍ〜数千ｐｐｍの濃度のエチレンオキサイドを大気中に排出しているのが現状である。
【０００４】
このような現状にもかかわらず、現在市場に出ているエチレンオキサイド処理装置の中で、管理基準値である１ｐｐｍをクリアできるものはほとんどなく、又、装置全体が非常に大きくて業務用の冷蔵庫程度のサイズであるため設置場所の点でも問題があり、しかも装置自体が高価で（一般的には５００万円以上）、メンテナンス費用、ランニングコストも高く、病院や企業側にとって高負担であるという問題点もある。また、産業用滅菌装置のエチレンオキサイド処理の技術は、大量のエチレンオキサイドを利用するので２日間にわたり連続燃焼処理を行っているが、ランニングコストに膨大な費用を要し、企業にとって高負担を強いられている。
【０００５】
今後、屋外排出基準の規制（ＩＳＯ１４００関係）も益々強まると予想されるので、それをクリアする高性能、安価、コンパクトな機器の開発が重要になると考えられ、その開発が遅れるほど地球環境に大きな影響を与えることにもなる。さらに、エチレンオキサイドは有害であるだけでなく、その爆発限界が３〜１００％と大きいために、安全に処理可能な装置を開発することも要望されている。
【０００６】
最近提案されているエチレンオキサイドガス処理装置としては、例えば特許文献１〜３に記載されているものが挙げられる。
【０００７】
上記特許文献１に記載されている発明の装置は、滅菌処理した後に滅菌槽内に残ったエチレンオキサイドガスを排出し、空気を滅菌槽内に導入する作業を複数回繰り返すものであり、滅菌槽の排気側に排気ガス処理槽が設けられ、この処理槽からの排気ガスを滅菌槽に還流する還流路が設けられ、処理槽内に吸着剤として活性炭や水などが充填された構造を有しているが、吸着剤による吸着や水との接触を利用した処理の場合には処理に時間がかかるだけでなく、エチレンオキサイドガスが未処理のままで滅菌槽に戻される恐れもあり、また装置を小型化することは困難である。
【０００８】
又、特許文献２に記載されている装置は、滅菌庫からのエチレンオキサイドガスを水とともに送出するための水封式真空ポンプや、滅菌庫からのエチレンオキサイドを取り入れて加熱処理し、活性炭処理し、冷却処理するための排出処理装置本体を具備するものであり、この装置の場合にも、処理時間がかかり、装置の小型化が困難であるという問題点がある。
【０００９】
更に特許文献３においても、エチレンオキサイドガス処理装置として、水槽内にエチレンオキサイドガスを導入してグリセリンとして排出させるものが開示されているが、この装置の場合も一般的な滅菌装置から排出される量のエチレンオキサイドガスを処理するには大きな水槽が必要となる。
【００１０】
このように、これまでに提案されているエチレンオキサイドガス処理装置はいずれも小型化するのに適した構造を有するものではなく、又、これらの装置を用いた場合には、労働安全衛生法が目的としているエチレンオキサイドの排出基準（排出濃度１ｐｐｍ以下）を達成することは困難である。
【００１１】
そのような観点から、本発明者等は、高性能（排出濃度１ｐｐｍ以下）、超小型、低価格、安全であり、人体にも無害である濃度にまで低減できて無害化処理できるエチレンオキサイドガス処理装置の量産試作機を研究開発してきた。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−３１２７０９号公報
【００１３】
【特許文献２】特開２０００−３２５７５１号公報
【特許文献３】特開２００１−２０５０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、上述の従来技術における問題点を解決し、病院や産業用におけるエチレンオキサイド利用滅菌器等から排出されるエチレンオキサイドを１ｐｐｍ以下にするなど高性能、超小型、低価格、極めて安全なエチレンオキサイド処理装置、又、その他の有害ガスの無害化処理にも好適な環境浄化マイクロリアクターシステムを提供しようとするものである。
【００１５】
本発明者等は種々検討を行った結果、エチレンオキサイドガスを加熱空気と混合し、その後、触媒が担持された三次元構造体触媒の三次元的に交差、合流もしくは分岐する数μｍから数百μｍ径の多数の微細流路（マイクロチャンネル）を通過させたところ、エチレンオキサイドガスが飛躍的に効率よく無害化処理できるとともに、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成した。また、このようなマイクロリアクターシステムは、エチレンオキサイド以外の各種有害ガス、すなわち、アクリロニトリル、アセトアルデヒド、塩化ビニルモノマー、クロロホルム、クロロメチルメチルエーテル、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、ダイオキシン類、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、１，３−ブタジエン、ベンゼン、ベンゾ［ａ］ピレン、及びホルムアルデヒドなどの無害化処理にも有効であり、環境浄化マイクロリアクターシステムとして適用できることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
即ち、本発明の環境浄化マイクロリアクターシステムは、装置外部の空気を吸入し、当該空気をヒーターにより加熱して一定流量にて送出可能な空気加熱部と、装置外部より導入される有害ガスと前記空気加熱部より送出された加熱空気とが流入し混合が行われる気体混合室と、反応器内に数μｍ〜数百μｍ径の多数の微細流路構造を有する三次元構造体触媒を収納してなり、前記気体混合室にて混合された混合気体が当該三次元構造体触媒内を流動しながら移動する間に触媒と接触することによって前記有害ガスの無害化処理が達成される触媒反応部とを具備し、前記三次元構造体触媒は、三次元的に交差、合流もしくは分岐する数μｍ〜数百μｍ径の多数の微細流路（マイクロチャンネル）を有してなり、前記三次元構造体触媒には、前記微細流路を通過する有害ガスを無害化処理するための触媒が担持されていることに特徴を有するものである。
【００１７】
この場合において、前記三次元構造体触媒は、多数の微細孔を有する金属薄板と、ディンプル加工した薄い金網又はディンプル加工しない平らな薄い金網からなるスペーサーとを重ねてロール状に巻いて成り、このロール巻き状の三次元構造体触媒に前記有害ガスを通過させることができる。この場合、各微細孔に切起片を付けることができる。
また、前記三次元構造体触媒は、薄い平畳織金網を複数枚重ねて接合一体化した金網積層体と、ディンプル加工した薄い金網又はディンプル加工しない平らな薄い金網からなるスペーサーとを交互に積層状に配列して成るものとすることもできる。また、前記三次元構造体触媒は、多数の微細孔を有する金属薄板を、前記混合気体の流れ方向に対して実質的に垂直となる方向に、互いに間隔をあけた状態で平行に複数枚配列して成るものとすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の上記構成の環境浄化マイクロリアクターシステムによれば、エチレンオキサイド等有害ガスを加熱空気と混合し、この混合気体を、三次元構造体触媒の三次元的に交差、合流もしくは分岐する数μｍから数百μｍ径の多数の微細流路（マイクロチャンネル）に通すことにより、飛躍的に効率よく触媒反応させることができて高濃度の有害ガスも数秒間で１ｐｐｍにまで低減させることができ、しかも従来の装置の約１／１０程度にまで超小型化でき、低価格で、極めて安全な環境浄化マイクロリアクターシステムを提供できる。超小型の特徴を生かして既存の滅菌装置等にも簡単に装着できる。
【００１９】
三次元構造体触媒として、多数の微細孔を有する金属薄板と、ディンプル加工した薄い金網又はディンプル加工しない平らな薄い金網からなるスペーサーとを重ねてロール状に巻いて成るものとすることにより、三次元的に交差、合流もしくは分岐する数μｍから数百μｍ径の多数の微細流路を有するマイクロリアクターを簡単に製作でき、量産化を可能にすることができる。また、三次元構造体触媒として、薄い平畳織金網を複数枚重ねて接合一体化した金網積層体と、ディンプル加工した薄い金網又はディンプル加工しない平らな薄い金網からなるスペーサーとを交互に積層状に配列して成るものとすることによっても数μｍから数百μｍ径の多数の微細流路を有するマイクロリアクターの加工の容易化、量産化を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の環境浄化マイクロリアクターシステムをエチレンオキサイドガス処理装置に適用した場合の好ましい一実施例を図面に基づき説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の環境浄化マイクロリアクターシステムの好ましい一例におけるシステム図である。図２は、他例のシステム図、図３は三次元構造体触媒の構成要素の一つであるスペーサ６の部分拡大斜視図、図４は三次元構造体触媒の一部拡大の縦断正面図、図５は三次元構造体触媒の一部拡大の横断平面図である。
【００２２】
図１において、環境浄化マイクロリアクターシステムは空気加熱部１と、気体混合室２、および触媒反応部３を備える。
【００２３】
空気加熱部１は、装置外部の空気（常温）が吸入口１ａから吸入され、その内部を通過する間に、内装のヒーター１ｃによって加熱されて一定流量にて排出口１ｂから送出されるが、この場合、一定流量で加熱空気を送出するには、予熱前の空気を流量計（図示せず）にて調節するのが一般的である。
【００２４】
尚、この図示例では、装置外部の空気は装置の下方側から吸入されるようになっているが、このような構造に限定されるものではない。また、ヒーター１ｃは、空気加熱部１の内周壁面、あるいは外周壁面に設けることもできる。
【００２５】
この空気加熱部１では、一般的に、常温で吸入された空気がヒーター温度１９０〜２１０℃で加熱され、約７０〜２００℃の加熱空気にして気体混合室２へ送出される。空気加熱部１としては、迅速に所定の温度が得られ、微妙な温度コントロールが可能で、高温の熱風を長時間持続的に発生できる安定した温度特性を有するものが好ましく、発熱体の温度が空気へ伝達される熱伝導率が高い、例えば８０％以上に設計されているものが好ましい。
【００２６】
空気加熱部１からの加熱空気は気体混合室２に送られ、滅菌器等から排出されるエチレンオキサイド等の有害ガスも気体混合室２に導入されて、気体混合室２内で両者の混合が行われる。本発明の装置において、予め加熱された空気と有害ガスとを混合するのは、無害化処理する有害ガスがエチレンオキサイドガスである場合、エチレンオキサイドの爆発限界が３％〜１００％と広く、高濃度エチレンオキサイドを加熱すると爆発する可能性があり、これを防止するためである。
【００２７】
本発明では、装置外部より導入される有害ガスと空気加熱部１より送出される加熱空気との混合比率（単位時間当たりの各気体流入量）を適宜選択することができるが、無害化処理する有害ガスがエチレンオキサイドガスである場合には、一般的に混合後の気体のエチレンオキサイド濃度が０．３％（３，０００ｐｐｍ）〜３％（３０，０００ｐｐｍ）程度になるようにすることが好ましい。
【００２８】
触媒反応部３は、図１に示されるように、反応器３１内に触媒の担持された三次元構造体触媒３２を収納してなり、気体混合室２にて混合された混合気体が三次元構造体触媒３２内を流動しながら移動する間に触媒と接触することによって有害ガスの無害化処理が達成される部分である。三次元構造体触媒３２は、三次元的に交差、合流もしくは分岐する数μｍ〜数百μｍ径の無数の微細流路（マイクロチャンネル）を有してなり、この三次元構造体触媒３２には、微細流路を通過する有害ガスを無害化処理するための触媒が担持されている。
【００２９】
尚、図２に示す他例の触媒反応部３は、三次元構造体触媒３２をプレート状に形成し、この三次元構造体触媒３２と同じくプレート状に形成された熱交換ユニット３３とを、交互に積層して構成されたものである。また、図示しないが、例えば、多数の板状フィンに伝熱管を貫通配置してなる所謂「クロスフィン形熱交換器」の該フィン表面に触媒をコーティングしてこれを三次元構造体触媒３２として触媒反応部３を構成することもできる。
【００３０】
さらに、図１には、反応器３１を一つ備えた構造例を示しているが、該反応器３１の配置数は処理ガス量等の条件に応じて任意に増減設定でき、またその配置形態としては直列配置、並列配置の何れも採用できる。また、図１において、符号３ａはガス入口部であり、３ｂはガス排出口である。
【００３１】
三次元構造体触媒３２は、図４、図５に示すように、多数の微細孔（角孔）４ａと、各微細孔４ａの打ち抜き時に切り起こされる切起片４ｂとを有するステンレス等の金属薄板４と、薄い平織金網５をディンプル加工してなるスペーサー６（図３参照）とを重ねて中心部までロール状に巻いてなる。このロール巻き状の三次元構造体触媒３２はこれの中心軸が反応器３１の中心軸に一致するよう反応器３１内に収納される（図２参照）。例えば、金属薄板４の開孔率は３０〜７０％、板厚は、１０〜５００μｍ（好ましくは、５０μｍ程度）、微細孔４ａの孔径は３０〜５００μｍである。平織金網５はステンレス鋼線等よりなる縦線５ａと横線５ｂとが一定の間隔を保ち一本づつ相互に交わしてなり、メッシュ（２５．４ｍｍ平方に含まれる網の目数）は１０〜１００である。金属薄板４の微細孔４ａ、金属薄板４と平織金網５間の隙間、及び平織金網５の網目により数μｍ〜数百μｍ径、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは１００〜３００μｍ程度の微細流路（マイクロチャンネル）が１００万〜２００万個程度存在するよう形成される。スペーサー６としてはディンプル加工しない平らな平織金網５よりなるもの、また平織金網５以外の金網であってもよい。尚、図４中、矢印１０はガス流入側、矢印１１はガス流出側を示す。
【００３２】
三次元構造体触媒３２に担持される触媒としては酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、チタニア（酸化チタン）、酸化アルミニウムに白金を担持したもの、二酸化ケイ素にニッケル、酸化セリウム、及び白金を担持したもの等が用いられ、三次元構造体触媒３２に約１０〜１００μｍ厚にウォッシュコート、電着等でコーティングされる。
【００３３】
上記三次元構造体触媒３２においては、１枚の金属薄板４に孔径３０〜１００μｍの微細孔４ａが約１億数千万個存在するため、混合気体の流れが層流となる。そして、物質移動と熱移動の移動時間は、マイクロチャンネル径の二乗に比例するためにマイクロチャンネルでは非常に短時間となる（拡散時間１／１０，０００、比表面積１００倍）。この結果、マイクロチャンネル内の混合気体の濃度・温度が均一となり、金属薄板４表面近傍での酸素濃度が常に高く保たれ、マイクロチャンネル化の効果にインレット、アウトレット部となる貫通孔の効果も相まって極めて大きい表面積と、交差、合流、分岐等の複雑な流れの相乗効果により、高効率の触媒反応を行わせることができる。
【００３４】
こうした、三次元構造体触媒３２からなるマイクロリアクターは、通常のセラミック、活性炭等粒状担体やハニカム担体に比べて、空間速度（ＳＶ）が大きいため、触媒反応量が多くなって単位時間当たりの処理量が飛躍的に大きい。
【００３５】
触媒として、特に、酸化アルミニウムに白金を担持した触媒や二酸化ケイ素にニッケル、酸化セリウム、及び白金を担持した触媒は、高濃度のエチレンオキサイド（３，０００ｐｐｍ）を数１０ｍ秒間で１ｐｐｍにまで低減させることができ、しかも約２００℃の低温下化で反応が可能である。
【００３６】
多数の微細孔（角孔）４ａを有する金属薄板４において、各微細孔４ａに付けた切起片４ｂは触媒の表面積増大、マイクロミキサーとしての混合気体の混合促進作用を発揮する。平織金網５よりなるスペーサー６は、金属薄板４の層間の間隔保持機能や微細流路形成以外に、マイクロミキサーとしての混合気体の混合促進作用をも発揮し、特に図３に示すように、ディンプル加工してなる平織金網５よりなるスペーサー６は三次元構造体触媒３２に弾性を付与することができる。
【００３７】
三次元構造体触媒３２としては、その他に、図６に示すような薄い平畳織金網７を複数枚（図７では２枚）重ねて焼結等により接合一体化した金網積層体８（図７参照）と、ディンプル加工した薄い平織金網５又はディンプル加工しない平らな薄い平織金網５からなる上記スペーサー６と同様のスペーサー６とを交互に積層状に配列したものとすることもできる（図８参照）。
【００３８】
平畳織金網７は、図６に示すように、ステンレス鋼線等よりなる縦線７ａによる網目を大きくし、横線７ｂを順次密着させて織り上げたものであり、平織り等のような平面的な「網目の開き」はなく、混合気体は縦線７ａと横線７ｂの交差部のμｍオーダーの隙間を通過するようにしてある。この平畳織金網７のメッシュ（２５．４ｍｍ平方にある縦線の数×横線の数）は、例えば、１２×６４である。図７に示すように、平畳織金網７を２枚重ねて焼結等により接合一体化する場合、上側の平畳織金網７と下側の平畳織金網７とは互いに縦横の向き９０°変えて、つまり上側の平畳織金網７の縦線７ａに対し下側の平畳織金網７の縦線７ａが直交するように重ね合わせることにより両金網７，７同士が互いに高密度に密着し合うことなくその重合面間に適度の隙間が形成されるように重ね合わされる。平畳織金網７の網目、平畳織金網７，７同士間の隙間、平畳織金網７と平畳織金網５間の隙間、及び平織金網５の網目により数μｍ〜数百μｍ径の無数の微細流路（マイクロチャンネル）が形成される。なお、図８中、矢印１０はガス流入側、矢印１１はガス流出側を示す。
【００３９】
また、三次元構造体触媒３２として、図９に示すように、多数のスリット状の微細孔（幅４００μｍ程度）９ａを所定間隔（４００μｍ程度）置きに列設したステンレス等の金属薄板９を製造し、この金属薄板９と、ディンプル加工した薄い平織金網５又はディンプル加工しない平らな薄い平織金網５からなる上記スペーサー６と同様のスペーサー６とを交互に積層状に配列したものとすることもできる。この場合、複数枚の金属薄板９は上側の金属薄板９のスリット状の微細孔９ａに対し下側の金属薄板９のスリット状の微細孔９ａが直交する方向となるように上下に積層配列される。
【００４０】
上記実施例のマイクロリアクターは、数μｍ〜数百μｍ径の多数のマイクロチャンネルを有することがで、上記の性能を有しながら従来の装置の約１／１０の大きさにまで超小型化することができる。また、三次元構造体触媒３２に直接電流を流しヒーターとして使用できる。しかも三次元構造体触媒３２に触媒を直接担持させるため、温度分布が均一で且つ反応効率が著しく増大する。三次元構造体触媒３２に触媒を担持することにより、反応によって生ずる発生熱を利用し、予熱することができるので、処理ガスを熱交換器としての機能を持たすことができる。
【００４１】
上記の特徴を有するマイクロリアクターからなる環境浄化マイクロリアクターシステムは、超小型でコストダウンが図れ、しかもランニングコストも大幅に低減できるものである。
【００４２】
本発明の環境浄化マイクロリアクターシステムは、エチレンオキサイドの処理だけでなく、日本国が定めた優先取組物質のうち、アクリロニトリル、アセトアルデヒド、塩化ビニルモノマー、クロロホルム、クロロメチルメチルエーテル、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、ダイオキシン類、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、１．３−ブタジエン、ベンゼン、ベンゾ［ａ］ピレン、及びホルムアルデヒドについても、エチレンオキサイド処理の場合と同等の性能が得られるので、上記の物質についても適用できる。
【実施例１】
【００４３】
３％エチレンオキサイドガスを用いた触媒燃焼実験
触媒反応部３としては、図４、図５に示すような多数の微細孔（角孔）４ａを有しかつ各微細孔４ａに切起片４ｂを有するステンレス等金属薄板４と、薄い平織金網５をディンプル加工してなるスペーサー６とを重ねて中心部までロール状に巻くとともに、これにウォッシュコートにより酸化アルミニウム触媒を約１００μｍ厚にコーティングしてなる三次元構造体触媒３２を用意し、これを内径１７ｃｍで縦長さ１０ｃｍの反応器３１内に三次元構造体触媒３２の中心軸Ｘが上下縦方向になるように収納した。そして、空気加熱部としては、市販の熱風発生器（インフリッジ工業株式会社製、型番：ＳＥＮ−１００Ｖ−１０００Ｗ−ＡＳ）を使用して、図１に示される構造の本発明の環境浄化マイクロリアクターシステムを作製し、装置外部の空気を吸引して約２００℃に加熱できるようにし、空気加熱部から気体混合室への加熱空気導入量を１０リットル／分とするとともに、３％エチレンオキサイドガス（ＥＯ）のＥＯ導入量を２０リットル／分とし、この濃度比を基に流量を増やし、触媒の性能限界を調べた。
【００４４】
上記試験においては、図１に示されるガス排出口３ｃよりサンプルをテドラーバッグに採取後、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）にて測定した。
【００４５】
（ガスクロマトグラフ）
測定値：ガスクロマトグラフ（ＧＣ−６Ａ：島津製作所製）
検出器：ＦＩＤ
カラム：Ｆｌｅｘｏｌ  ８Ｎ８
カラム温度：５０℃
上記の実験の結果は図１１に示すとおりである。反応ガス（二酸化炭素希釈エチレンオキサイド  １００００ｐｐｍ  ７０ｌ／ｍｉｎ、及び空気  １００ｌ／ｍｉｎ）を、１ｗｔ％  ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３／ＳＵＳ構造体触媒を充填したマイクロリアクターに導入した。反応温度２５０℃以上では、反応率はほぼ１００％に達し、流出ガス中にはガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）では検出することができなかった。また、生成物は、水と二酸化炭素のみで、他の副生成物は生じなかった。
【００４６】
上記実験結果からもわかるように、触媒反応部として触媒が担持され三次元的に交差、合流もしくは分岐する数μｍ〜数百μｍ径の多数の微細流路（マイクロチャンネル）を有するマイクロリアクターを備えた本発明の環境浄化マイクロリアクターシステムはエチレンオキサイドガスの処理に非常に有効であり、厳しい環境基準をクリアでき、マイクロリアクターの採用により装置が非常に小型化、コンパクト化できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
エチレンオキサイド、アクリロニトリル、アセトアルデヒド等有害ガスの無害化処理に際し高性能、極めて安全で超小型の環境浄化マイクロリアクターシステムを低価格で提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の環境浄化マイクロリアクターシステムの好ましい一実施例を示すシステム図である。
【図２】環境浄化マイクロリアクターシステムの他例を示すシステム図である。
【図３】金網でなるスペーサのディンプル加工状態を示し斜視図である。
【図４】三次元構造体触媒の一部拡大の縦断正面図である。
【図５】三次元構造体触媒の一部拡大の横断平面図である。
【図６】他例の三次元構造体触媒を構成する平畳織金網を示し、６Ａは平面図、６Ｂは図６ＡにおけるＡ−Ａ線断面図、６Ｃは図６ＡにおけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図６の平畳織金網を焼結してなる金網積層体の断面図である。
【図８】他例の三次元構造体触媒の断面図である。
【図９】更に他例の三次元構造体触媒を構成する金属薄板の斜視図である。
【図１０】図９の金属薄板からなる三次元構造体触媒の断面図である。
【図１１】実施例の実験より得られたエチレンオキサイド触媒燃焼の温度依存度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１  空気加熱部
２  気体混合室
３  触媒反応部
４  金属薄板
４ａ  微細孔
４ｂ  切起片
５  平畳金網
６  スペーサー
７  平畳織金網
８  金網積層体
９  金属薄板
９ａ  微細孔
３１  反応器
３２  三次元構造体触媒
３３  熱交換ユニット
【図１】
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【図２】
2005254194.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005254194.tif 000006
【図５】
2005254194.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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