JP2006263613A - Deodorization catalyst, structure of the same and systemized structure of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家庭、学校、社員食堂、レストラン等で残存する生ごみを発酵方式や乾燥方式などで処理する際に発生する複合悪臭を、脱臭して除去するための脱臭技術に関するものである。 The present invention relates to a deodorization technique for deodorizing and removing complex malodors generated when household garbage remaining in a home, school, employee cafeteria, restaurant or the like is processed by a fermentation method or a drying method.
生ごみを発酵方式や乾燥方式で処理する生ごみ処理設備において発生する臭気は、アンモニア、トリメチルアミンなどの塩基性臭気に加えて、二硫化メチル等の硫黄化合物、アセトアルデヒド等のアルデヒド類、酢酸、酪酸等の低級脂肪酸、エタノール等のアルコール類など、多岐の成分が複合された複合臭気である。特に、硫黄化合物、アルデヒド類、低級脂肪酸は閾値が低いため、低濃度で官能的に不快感が生じ、生ごみ処理現場でクレームの発生頻度が高い。そして従来から、これらの複合悪臭を除去する方法として、吸着方法、中和方法、触媒燃焼法が提起されている。 Odor generated in the garbage treatment facility that treats garbage by fermentation and drying methods is not only basic odor such as ammonia and trimethylamine, but also sulfur compounds such as methyl disulfide, aldehydes such as acetaldehyde, acetic acid, butyric acid It is a composite odor in which various components such as lower fatty acids such as ethanol and alcohols such as ethanol are combined. In particular, since sulfur compounds, aldehydes, and lower fatty acids have low thresholds, sensory discomfort occurs at low concentrations, and complaints are frequently generated at the garbage disposal site. Conventionally, an adsorption method, a neutralization method, and a catalytic combustion method have been proposed as methods for removing these complex malodors.
吸着方法では、一般的に常温で活性炭等の吸着剤を用い、悪臭成分を吸着剤に吸着させることによって悪臭を除去するようにしている。しかし、生ごみ処理時の悪臭には水分が多く含まれているために、吸着剤による吸着力が落ち易く、脱臭性能に問題がある。 In the adsorption method, an adsorbent such as activated carbon is generally used at room temperature, and malodors are removed by adsorbing malodorous components to the adsorbent. However, since the bad odor at the time of garbage treatment contains a lot of moisture, the adsorptive power by the adsorbent tends to be reduced, and there is a problem in deodorizing performance.
また中和方法では、例えば生ごみ処理発生時の悪臭の酢酸や酪酸など酸性臭気に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶性塩基を水に溶解した処理液を、反応槽内でスプレー噴射して中和させることによって、悪臭を除去するようにしている。しかし、反応槽の容量が吸着方法に比べて大容量となり、しかも処理液を排水基準に達するように排水処理してから廃棄する必要があり、メンテナンスが煩雑で新たな設備も必要となってコスト等の面で不利である。 In addition, in the neutralization method, for example, a treatment solution in which a water-soluble base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is dissolved in water against an acidic odor such as acetic acid or butyric acid that is malodorous at the time of garbage treatment occurs in the reaction tank. The bad odor is removed by neutralizing by spraying. However, the capacity of the reaction tank is larger than that of the adsorption method, and it is necessary to dispose of the treatment liquid so that it reaches the wastewater standard. This is disadvantageous.
さらに触媒燃焼法では、白金等の貴金属を担体に高濃度に保持させたペレット状、タブレット状、ハニカム状、シート状等の脱臭触媒構造体を用い、生ごみ処理時に発生する悪臭成分を３００℃以上の高温で分解処理して除去するようにしている。しかしながら、アルデヒド類、硫黄化合物のような悪臭成分は脱臭することができるが、生ごみ原料によっては、酸っぱい不快臭等が残存することがあり、また、高価な貴金属を用いることによる材料コスト高、高温酸化処理によるランニングコスト高など経済的に不利である。 Furthermore, in the catalytic combustion method, a deodorizing catalyst structure such as a pellet, tablet, honeycomb, or sheet in which a precious metal such as platinum is held at a high concentration on a carrier is used, and a malodorous component generated at the time of garbage treatment is 300 ° C. It is made to decompose and remove at the above high temperature. However, malodorous components such as aldehydes and sulfur compounds can be deodorized, but depending on the raw materials for garbage, sour unpleasant odors may remain, and high material costs due to the use of expensive noble metals, This is economically disadvantageous, such as high running costs due to high-temperature oxidation treatment.
また、貴金属よりも安価で貴金属に替わり得る触媒金属として、銅酸化物、マンガン酸化物、ニッケル酸化物、コバルト酸化物、鉄酸化物等の卑金属酸化物があるが、いずれも一長一短があり、また、卑金属酸化物触媒を単独で用いる場合の効果も限られていることから、卑金属酸化物に活性炭やゼオライト等の吸着剤を併用することも検討されている。例えば特許文献１には、空気の流れの上流側の吸着剤で臭気を吸着した後、吸着剤を加熱して臭気を遊離させ、空気の流れの下流側の触媒で臭気成分を酸化分解する脱臭触媒方式が提案されている。しかしながら、生ごみ処理時に発生するような水分を含む疎水性臭気や親水性臭気の複合臭気に対応した脱臭触媒ではないので、触媒作用、吸着作用、中和作用の複合機能を持つものではなく、脱臭性能は十分であるとはいえない。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、生ごみ処理の際などに発生する複合臭気を脱臭性能高くコスト安価に除去することができる脱臭触媒を提供することを目的とするものであり、またこの脱臭触媒を用いた脱臭触媒構造体及びシステム化脱臭触媒構造体を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a deodorization catalyst that can remove a complex odor generated during garbage disposal and the like with high deodorization performance and at low cost. In addition, an object of the present invention is to provide a deodorization catalyst structure and a systemized deodorization catalyst structure using the deodorization catalyst.
本発明の請求項１に係る脱臭触媒は、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物及び銅とマンガンの複合酸化物のうち少なくとも一方と、疎水性ゼオライト、セピオライト、アルカリ土類金属複合物のうち少なくとも一つとを、混合して成ることを特徴とするものである。
The deodorization catalyst according to
また請求項２の発明は、請求項１において、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物及び銅とマンガンの複合酸化物のうち少なくとも一方を５〜５０質量％、疎水性ゼオライトを１０〜８０質量％、セピオライトを１０〜６０質量％含有して成ることを特徴とするものである。
Further, the invention of
本発明の請求項３に係る脱臭触媒構造体は、請求項１又は請求項２に記載の脱臭触媒に、有機バインダーを３〜２０質量％、水を８〜１２０質量％加えて成形材料を調製し、成形材料を成形して得られる成形物を３５０〜７００℃の温度で加熱することを特徴とするものである。
A deodorization catalyst structure according to claim 3 of the present invention is prepared by adding 3 to 20% by mass of an organic binder and 8 to 120% by mass of water to the deodorization catalyst according to
また請求項４の発明は、請求項３において、直径２０Å以下のミクロ孔と、直径２０〜５００Åのメソ孔とが併せて形成されていることを特徴とするものである。 The invention of claim 4 is characterized in that, in claim 3, micropores having a diameter of 20 mm or less and mesopores having a diameter of 20 to 500 mm are formed together.
本発明の請求項５に係るシステム化脱臭触媒構造体は、空気の流れの上流側に、貴金属を含有して形成される脱臭触媒構造体を、空気の流れの下流側に、請求項３又は請求項４に記載の脱臭触媒構造体を、それぞれ配置して成ることを特徴とするものである。
The systemized deodorization catalyst structure according to
本発明によれば、銅の酸化物とマンガンの酸化物による臭気成分の分解作用、疎水性ゼオライトやセピオライトによる臭気成分の吸着作用、アルカリ土類金属複合物による臭気成分の中和作用によって、複合臭気成分を脱臭性能高く除去することができるものであり、また白金等の貴金属を用いる必要がないと共に高温処理するような必要がなく、複合臭気成分をコスト安価に除去することができるものである。 According to the present invention, the decomposition of odorous components by copper oxide and manganese oxide, the adsorption of odorous components by hydrophobic zeolite and sepiolite, the neutralization of odorous components by alkaline earth metal composites, Odor components can be removed with high deodorizing performance, and no need to use precious metals such as platinum, no high temperature treatment, and complex odor components can be removed at low cost. .
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
本発明に係る脱臭触媒は、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物及び銅とマンガンの複合酸化物のうち少なくとも一方と、疎水性ゼオライト、セピオライト、アルカリ土類金属複合物のうち少なくとも一つとを組み合わせて形成されるものである。 The deodorization catalyst according to the present invention is a combination of at least one of a mixture of copper oxide and manganese oxide and a composite oxide of copper and manganese and at least one of a hydrophobic zeolite, sepiolite, and an alkaline earth metal composite. Is formed.
銅酸化物としては、主としてＣｕＯ等を用いることができ、マンガン酸化物としては、ＭｎＯ、ＭｎＯ２及びＭｎ２Ｏ３等を用いることができるものであり、この銅酸化物とマンガン酸化物を混合した混合物を脱臭成分として使用することができる。銅酸化物とマンガン酸化物の混合比率は、質量比で１：１００〜１：１の範囲に調整するのが好ましい。 As the copper oxide, mainly CuO or the like can be used, and as the manganese oxide, MnO, MnO 2, Mn 2 O 3 or the like can be used, and this copper oxide and manganese oxide are mixed. The resulting mixture can be used as a deodorizing component. The mixing ratio of the copper oxide and the manganese oxide is preferably adjusted to a range of 1: 100 to 1: 1 by mass ratio.
また銅とマンガンの複合酸化物は、銅とマンガンを混合して加熱処理することによって調製したものを用いることができる。あるいは銅酸化物とマンガン酸化物の混合物を５００℃付近の温度で焼成することによっても、銅とマンガンの複合酸化物を生成させることができる。この銅とマンガンの複合酸化物を脱臭成分として使用することができるものであり、銅とマンガンの複合酸化物において、銅酸化物とマンガン酸化物の比率が上記の範囲に調整されるようにするのが好ましい。 Moreover, what was prepared by mixing copper and manganese and heat-processing can be used for the complex oxide of copper and manganese. Alternatively, a composite oxide of copper and manganese can also be produced by firing a mixture of copper oxide and manganese oxide at a temperature around 500 ° C. This composite oxide of copper and manganese can be used as a deodorizing component, and in the composite oxide of copper and manganese, the ratio of copper oxide and manganese oxide is adjusted to the above range. Is preferred.
これらの、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物及び銅とマンガンの複合酸化物は、いずれか一方を単独で用いるようにしてもよく、両方を併用してもよい。 One of these mixtures of copper oxide and manganese oxide and composite oxide of copper and manganese may be used alone, or both may be used in combination.
また疎水性ゼオライトとしては、モルデナイト、ＺＳＭ−５、フェリエライト、ＣａＡ、ＮａＡ、ＫＡなど種々あるが、生ごみ処理で発生する複合臭気に対しては、ハイシリカタイプのものが特に優れている。 As the hydrophobic zeolite, there are various types such as mordenite, ZSM-5, ferrierite, CaA, NaA, KA, and the high silica type is particularly excellent for the composite odor generated in the garbage treatment.
さらにアルカリ土類金属複合物としては、バリウム、ストロンチウム、カルシウムの炭酸塩、酸化物、並びに水酸化物などを用いることができる。 Further, as the alkaline earth metal composite, barium, strontium, calcium carbonate, oxide, hydroxide and the like can be used.
これらの疎水性ゼオライト、セピオライト、アルカリ土類金属複合物は、一種のみを用いる他に、二種以上を任意に組み合わせて用いることもできる。 These hydrophobic zeolites, sepiolites, and alkaline earth metal composites can be used alone or in combination of two or more kinds.
上記の各成分を混合することによって、脱臭触媒の組成物を得ることができるものである。そして生ごみを発酵方式や乾燥方式で処理する際に発生する複合臭気のうち、二硫化メチル等の硫化物やアルデヒド類などの疎水性臭気や、アンモニア、エタノール等の低級アルコール類、アセトン、酢酸等の低級脂肪酸などの親水性臭気は、疎水性ゼオライトやセピオライトに吸着されるものであり、また脱臭触媒を１５０℃〜３５０℃程度の温度で加温することにより、これらの疎水性臭気や親水性臭気は疎水性ゼオライトやセピオライト脱離され、脱臭触媒組成物中の銅酸化物とマンガン酸化物の混合物や銅とマンガンの複合酸化物により酸化分解されるものである。また、セピオライト中には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）等の塩基性物質が含まれており、これが複合臭気中の酢酸など酸性臭気を中和して脱臭することができる。 A composition of the deodorizing catalyst can be obtained by mixing the above components. Of the complex odors generated when food waste is treated by fermentation and drying methods, hydrophobic odors such as sulfides and aldehydes such as methyl disulfide, lower alcohols such as ammonia and ethanol, acetone and acetic acid Hydrophobic odors such as lower fatty acids are adsorbed on hydrophobic zeolite and sepiolite, and by heating the deodorizing catalyst at a temperature of about 150 ° C. to 350 ° C., these hydrophobic odors and hydrophilic odors can be obtained. The characteristic odor is desorbed from hydrophobic zeolite and sepiolite and is oxidatively decomposed by a mixture of copper oxide and manganese oxide or a composite oxide of copper and manganese in the deodorizing catalyst composition. Sepiolite contains basic substances such as magnesium oxide (MgO) and sodium oxide (Na 2 O), which can neutralize acidic odors such as acetic acid in complex odors and deodorize them. .
さらにアルカリ土類金属複合物によってこの中和効果がさらに増大され、酸性臭気の脱臭効果が高まるものである。このようにアルカリ土類金属複合物は中和作用の補助効果をもたらすものであり、アルカリ土類金属複合物の添加量は使用条件により異なるが、脱臭触媒に対して０．１〜５０質量％の範囲が好ましく、５〜３０質量％の範囲が特に好ましい。 Further, the neutralizing effect is further increased by the alkaline earth metal composite, and the deodorizing effect of the acidic odor is enhanced. Thus, the alkaline earth metal composite provides an auxiliary effect of the neutralizing action, and the amount of the alkaline earth metal composite added varies depending on the use conditions, but is 0.1 to 50% by mass with respect to the deodorizing catalyst. The range of 5-30 mass% is especially preferable.
本発明の脱臭触媒の組成物において、上記各成分の組み合わせのうち、特に優れた組み合わせは、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物及び銅とマンガンの複合酸化物のうち少なくとも一方に、疎水性ゼオライトとセピオライトの２種の吸着剤を混合したものである。そしてこの組み合わせの脱臭触媒において、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物及び銅とマンガンの複合酸化物のうち少なくとも一方の含有量は、脱臭触媒中５〜５０質量％の範囲に設定するのが好ましい。５質量％未満であると、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物や銅とマンガンの複合酸化物による臭気成分の分解が不十分になり、逆に５０質量％を超えると、疎水性ゼオライトとセピオライトの吸着剤の含有量が過小になり、この吸着剤による吸着性能が不十分になる。また吸着剤のうち疎水性ゼオライトの含有量は、脱臭触媒中１０〜８０質量％の範囲に設定するのが好ましい。疎水性ゼオライトの含有量が１０質量％未満であると、疎水性ゼオライトによる吸着性能が不十分になり、逆に８０質量％を超えると、セピオライトや、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物や銅とマンガンの複合酸化物が過小になり、これらを含有することによる効果が不十分になる。さらに吸着剤のうちセピオライトの含有量は、脱臭触媒中１０〜６０質量％の範囲に設定するのが好ましい。セピオライトの含有量が１０質量％未満であると、セピオライトによる吸着性能が不十分になり、逆に６０質量％を超えると、疎水性ゼオライトや、銅酸化物とマンガン酸化物の混合物や銅とマンガンの複合酸化物が過小になり、これらを含有することによる効果が不十分になる。そして吸着剤のうち、疎水性ゼオライトとセピオライトの配合比率は質量比で、疎水性ゼオライト：セピオライト＝１：８〜３：１の範囲が好ましく、特に１：２〜２：１の範囲が好ましい。 In the composition of the deodorizing catalyst of the present invention, among the combinations of the above components, a particularly excellent combination is a hydrophobic zeolite in at least one of a mixture of copper oxide and manganese oxide and a composite oxide of copper and manganese. And a mixture of two adsorbents of sepiolite. In the deodorization catalyst of this combination, the content of at least one of the mixture of copper oxide and manganese oxide and the composite oxide of copper and manganese is preferably set in the range of 5 to 50% by mass in the deodorization catalyst. . If it is less than 5% by mass, decomposition of odor components by a mixture of copper oxide and manganese oxide or a composite oxide of copper and manganese becomes insufficient. Conversely, if it exceeds 50% by mass, hydrophobic zeolite and sepiolite. The content of the adsorbent becomes too small, and the adsorption performance by this adsorbent becomes insufficient. The content of the hydrophobic zeolite in the adsorbent is preferably set in the range of 10 to 80% by mass in the deodorizing catalyst. If the content of the hydrophobic zeolite is less than 10% by mass, the adsorption performance by the hydrophobic zeolite becomes insufficient. Conversely, if the content exceeds 80% by mass, sepiolite, a mixture of copper oxide and manganese oxide, copper And the complex oxide of manganese becomes too small, and the effect by containing these becomes inadequate. Further, the content of sepiolite in the adsorbent is preferably set in the range of 10 to 60% by mass in the deodorizing catalyst. When the content of sepiolite is less than 10% by mass, the adsorption performance by sepiolite becomes insufficient. Conversely, when the content exceeds 60% by mass, hydrophobic zeolite, a mixture of copper oxide and manganese oxide, copper and manganese The composite oxide becomes too small, and the effect of containing these becomes insufficient. Among the adsorbents, the mixing ratio of the hydrophobic zeolite and sepiolite is a mass ratio, and is preferably in the range of hydrophobic zeolite: sepiolite = 1: 8 to 3: 1, particularly preferably in the range of 1: 2 to 2: 1.
そして上記の脱臭触媒を用いて脱臭触媒構造体を成形し、この脱臭触媒構造体を生ごみ処理装置の排気流路に組み込んで脱臭装置を形成することによって、生ごみの処理の際に発生する複合臭気を除去して、脱臭を行なうことができるものである。脱臭触媒構造体を成形するにあたっては、まず脱臭触媒の組成物に有機バインダーと水を配合して成形材料を調製する。有機バインダーとしてはメチルセルロース等を用いることができる。この有機バインダーの配合量は脱臭触媒組成物に対して３〜２０質量％の範囲が好ましく、水の配合量は脱臭触媒組成物に対して８０〜１２０質量％の範囲が好ましい。有機バインダーの配合量が３質量％未満である場合や、水の配合量が８０質量％未満である場合には、成形材料がぱさついて成形性が悪くなる。また有機バインダーの配合量が２０質量％を超える場合や、水の配合量が１２０質量％を超える場合には、成形材料にねばりが出過ぎて離型性が悪くなり、成形性に問題が生じる。そしてこの成形材料を押出成形などの方法で成形することができるものであり、成形の形状は任意であるが、例えばペレット状、タブレット状、ハニカム状、シート状などに成形することができる。 Then, a deodorization catalyst structure is formed using the above-mentioned deodorization catalyst, and this deodorization catalyst structure is incorporated into the exhaust passage of the garbage treatment device to form a deodorization device, which is generated during the treatment of garbage. The composite odor can be removed and deodorization can be performed. In forming a deodorizing catalyst structure, an organic binder and water are first blended with the deodorizing catalyst composition to prepare a molding material. Methyl cellulose or the like can be used as the organic binder. The blending amount of the organic binder is preferably in the range of 3 to 20% by mass with respect to the deodorizing catalyst composition, and the blending amount of water is preferably in the range of 80 to 120% by mass with respect to the deodorizing catalyst composition. When the blending amount of the organic binder is less than 3% by mass, or when the blending amount of water is less than 80% by mass, the molding material is packed and the moldability is deteriorated. Further, when the blending amount of the organic binder exceeds 20% by mass or when the blending amount of water exceeds 120% by mass, the molding material is excessively sticky and the releasability is deteriorated, resulting in a problem in moldability. And this molding material can be shape | molded by methods, such as extrusion molding, Although the shape of shaping | molding is arbitrary, For example, it can shape | mold in pellet shape, tablet shape, honeycomb shape, sheet shape etc.
尚、脱臭触媒組成物を含有する上記の成形材料には、有機バインダーの他に、コロイダルシリカ等の無機バインダーを０．５〜３０質量、望ましくは５〜１０質量％程度併用するようにしてもよい。 The molding material containing the deodorizing catalyst composition is used in combination with an organic binder and an inorganic binder such as colloidal silica in an amount of 0.5 to 30% by mass, desirably about 5 to 10% by mass. Good.
上記のように成形材料を押出成形などの方法で成形した後に、得られた成形物を加熱し、有機バインダーを分解して揮発除去することによって、脱臭触媒構造体を得ることができるものである。この加熱温度は３５０℃〜７００℃の範囲が好ましく、５００℃付近が特に好ましいものであり、この温度で加熱することによって、有機バインダーを揮発させて上記の金属酸化物や吸着剤の粒子の表面に被覆された有機バインダーを除去し、有機バインダーによる脱臭阻害を取り除くことができるものである。加熱温度が３５０℃未満では、有機バインダーの揮発除去が不十分になり、逆に７００℃を超えると、消臭触媒中の成分、特に疎水性ゼオライトが熱劣化して、脱臭性能が低下するおそれがある。またこのように５００℃付近の温度で加熱すると、脱臭触媒に配合した銅酸化物とマンガン酸化物の混合物は焼成されて銅とマンガンの複合酸化物が生成される。 After the molding material is molded by a method such as extrusion molding as described above, the resulting molded product is heated, and the organic binder is decomposed and removed by volatilization to obtain a deodorized catalyst structure. . The heating temperature is preferably in the range of 350 ° C. to 700 ° C., and particularly preferably around 500 ° C. By heating at this temperature, the organic binder is volatilized and the surface of the above metal oxide or adsorbent particles. The organic binder coated on the surface can be removed, and the deodorization inhibition by the organic binder can be removed. If the heating temperature is less than 350 ° C., the organic binder will be insufficiently removed by volatilization. Conversely, if the heating temperature exceeds 700 ° C., components in the deodorizing catalyst, particularly hydrophobic zeolite, may be thermally deteriorated and deodorization performance may be reduced. There is. Further, when heated at a temperature of around 500 ° C., the mixture of copper oxide and manganese oxide blended in the deodorizing catalyst is baked to produce a composite oxide of copper and manganese.
上記のようにして得られるペレット状、タブレット状、ハニカム状、シート状などの脱臭触媒構造体は、多数の微細孔を有する多孔質に形成されている。そしてこの微細孔は、直径２０Å以下のミクロ孔と、直径２０〜５００Åのメソ孔を併せ持っていることが好ましい。ミクロ孔は疎水性ゼオライト由来のものであり、臭気成分を単分子レベルまで吸着することができる。またメソ孔は親水性セピオライト由来であり、水溶性臭気成分を吸着することができる。このように吸着された臭気成分は、加熱脱離後に粉体混合された銅酸化物とマンガン酸化物の混合物や銅とマンガンの複合酸化物により速やかに酸化分解されるものである。このように本発明に係る脱臭触媒構造体は、微細孔のサイズの分布が幅広いが、さらに微細孔を含めた脱臭触媒構造体の表面積を大きくするほうが脱臭効率がよい。ただし、表面積を大きくし過ぎると脱臭触媒構造体の強度が低下する。脱臭触媒構造体の比表面積は、１００ｍ２／ｇ以上、望ましくは２００ｍ２／ｇ以上であればよい。 The pellet-shaped, tablet-shaped, honeycomb-shaped, sheet-shaped, etc. deodorizing catalyst structures obtained as described above are formed in a porous shape having a large number of micropores. The micropores preferably have both micropores having a diameter of 20 mm or less and mesopores having a diameter of 20 to 500 mm. Micropores are derived from hydrophobic zeolite and can adsorb odor components to the single molecule level. The mesopores are derived from hydrophilic sepiolite and can adsorb water-soluble odor components. The odor component adsorbed in this way is rapidly oxidized and decomposed by a mixture of copper oxide and manganese oxide mixed with powder after heat desorption or a composite oxide of copper and manganese. As described above, the deodorization catalyst structure according to the present invention has a wide distribution of micropore sizes, but the deodorization efficiency is better when the surface area of the deodorization catalyst structure including the micropores is further increased. However, if the surface area is too large, the strength of the deodorizing catalyst structure is lowered. The specific surface area of the deodorizing catalyst structure may be 100 m 2 / g or more, preferably 200 m 2 / g or more.
本発明に係る脱臭触媒構造体は、他の脱臭触媒構造体と組み合わせてシステム化脱臭触媒構造体を形成することができる。この他の脱臭触媒構造体としては、白金等の貴金属の脱臭触媒構造体を用いるものであり、例えば、白金を保持したシリカやチタニアなどの担体をハニカム上にコーティングしたものを用いることができる。このシステム化脱臭触媒構造体を生ごみ処理装置の排気流路に組み込む場合、排気空気の流れの上流側に貴金属の脱臭触媒構造体を配置し、本発明に係る脱臭触媒構造体を排気空気の流れの下流側に配置することによって脱臭装置を形成することができるものである。 The deodorized catalyst structure according to the present invention can be combined with other deodorized catalyst structures to form a systemized deodorized catalyst structure. Other deodorization catalyst structures are those using a deodorization catalyst structure of a noble metal such as platinum. For example, a structure in which a carrier such as silica or titania holding platinum is coated on a honeycomb can be used. When this systemized deodorization catalyst structure is incorporated in the exhaust passage of the garbage treatment apparatus, a noble metal deodorization catalyst structure is disposed upstream of the exhaust air flow, and the deodorization catalyst structure according to the present invention is disposed of the exhaust air. A deodorizing device can be formed by arranging it on the downstream side of the flow.
発酵方式や乾燥方式の生ごみ処理装置で発生する複合悪臭のうち、アルデヒド類、硫黄化合物のような悪臭成分は上流側の貴金属の脱臭触媒構造体で脱臭処理される。また、酢酸等の酸性臭気は貴金属の脱臭触媒構造体では脱臭することができず、貴金属の脱臭触媒構造体を単独で用いた場合には酸っぱい不快臭等が残存することがあるが、この酸性臭気は、下流側の本発明に係る脱臭触媒構造体に含有されるセピオライトの中和作用により除去される。従って、貴金属の脱臭触媒構造体の下流側に本発明に係る脱臭触媒構造体を配置することによって、生ごみ処理装置から発生する複合臭気の不快感をなくすことができるものである。 Of the complex malodors generated in fermentation and drying garbage treatment equipment, malodorous components such as aldehydes and sulfur compounds are deodorized by the upstream deodorizing catalyst structure. Acidic odors such as acetic acid cannot be deodorized with a noble metal deodorization catalyst structure, and when a noble metal deodorization catalyst structure is used alone, a sour unpleasant odor may remain. The odor is removed by the neutralizing action of sepiolite contained in the deodorizing catalyst structure according to the present invention on the downstream side. Therefore, disposing the deodorizing catalyst structure according to the present invention on the downstream side of the noble metal deodorizing catalyst structure can eliminate the unpleasant feeling of the composite odor generated from the garbage disposal apparatus.
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
（実施例１）
粉末状の酸化銅を含む二酸化マンガン（ＣｕＯ−ＭｎＯ２粉末、ＣｕＯ：ＭｎＯ２＝１：４（質量比））１質量部、粉末状の疎水性ゼオライト６質量部、粉末状セピオライト３質量部を配合して脱臭触媒の組成物とした。
Example 1
1 part by mass of manganese dioxide containing powdered copper oxide (CuO—MnO 2 powder, CuO: MnO 2 = 1: 4 (mass ratio)), 6 parts by mass of powdered hydrophobic zeolite, 3 parts by mass of powdered sepiolite It mix | blended and it was set as the composition of the deodorizing catalyst.
そしてこの脱臭触媒に、有機バインダーとして粉末状メチルセルロースを粉末総量当り５質量％添加して、混練機内で１時間程度粉末混合し、さらに粉末総質量当り１００質量％の水を加えて、十分練り込んで成形材料を調製した。次にこの成形材料を用いてペレットマシンで湿潤ペレット（２ｍｍφ）を成形した。この後、このペレットを５０℃で２４時間、自然乾燥した。さらにこの乾燥ペレットを電気炉にて、５００℃、あるいは８００℃、あるいは１０００℃の温度で、２時間焼成することによって、焼成ペレット成形品を得た。 Then, 5% by mass of powdered methylcellulose as an organic binder is added to the deodorizing catalyst, and the powder is mixed in a kneader for about 1 hour. Further, 100% by mass of water is added to the total mass of the powder and kneaded sufficiently. A molding material was prepared in Next, wet pellets (2 mmφ) were molded by a pellet machine using this molding material. Thereafter, the pellets were naturally dried at 50 ° C. for 24 hours. Furthermore, this dried pellet was fired in an electric furnace at a temperature of 500 ° C., 800 ° C., or 1000 ° C. for 2 hours to obtain a fired pellet molded product.
（実施例２）
実施例１と同じＣｕＯ−ＭｎＯ２粉末１質量部、粉末状の疎水性ゼオライト３質量部、粉末状セピオライト６質量部を配合して脱臭触媒の組成物とし、後は実施例１と同様にして乾燥し、さらに焼成することによって焼成ペレット成形品を得た。
(Example 2)
The same CuO—MnO 2 powder as in Example 1, 1 part by weight of powdered hydrophobic zeolite, and 6 parts by weight of powdered sepiolite were blended to form a deodorizing catalyst composition. The dried pellet molded product was obtained by drying and further firing.
上記の実施例１及び実施例２で調製した乾燥ペレット成形品や焼成ペレット成形品を２００℃に保温したガラス管内に充填し、１ｐｐｍのジメルカプトジエチルサルフェイト（ＤＭＤＳ）と５ｐｐｍのイソブチルアルデヒド（ＩＢＡ）の混合臭気ガス（７．４％の水蒸気を含む）をこのガラス管に２日間連通させ、そしてガラス管に通す前と通した後のガスをガスクロマトグラフィーで分析して、ＤＭＤＳガスとＩＢＡガスを検知することにより、ガス除去率を測定した。このとき、ＳＶ（Ｓｐａｃｅ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ：空間速度）は１８７５０／ｈで行った。結果を表１に示す。 The dried pellet molded product and the calcined pellet molded product prepared in Example 1 and Example 2 are filled in a glass tube kept at 200 ° C., and 1 ppm of dimercaptodiethyl sulfate (DMDS) and 5 ppm of isobutyraldehyde (IBA). ) Mixed odor gas (containing 7.4% water vapor) through this glass tube for 2 days, and before and after passing through the glass tube, the gas was analyzed by gas chromatography to find DMDS gas and IBA The gas removal rate was measured by detecting the gas. At this time, the SV (Space Velocity) was 18750 / h. The results are shown in Table 1.
表１に示すように、ＤＭＤＳガスとＩＢＭガスの混合ガスを通気して脱臭する場合、実施例１と実施例２のいずれのものも、５００℃焼成品はＤＭＤＳ除去率とＩＢＡ除去率が最も高く、良好な脱臭性能を得ることができた。これは、メチルセルロースは５００℃付近で燃焼揮発するといわれていることに起因すると考えられる。一方、乾燥品の脱臭性能が不十分であるのは、メチルセルロースが残留していることが原因であると考えられる。また１０００℃焼成品では、焼成温度が疎水性ゼオライトの温度安定性（耐熱温度８００℃）を超えているので、脱臭性能が低下していると考えられる。 As shown in Table 1, when the mixed gas of DMDS gas and IBM gas is used for deodorization, both of Example 1 and Example 2 have the highest DMDS removal rate and IBA removal rate for the 500 ° C. calcined product. High and good deodorizing performance could be obtained. This is considered to be due to the fact that methylcellulose is said to burn and volatilize at around 500 ° C. On the other hand, it is considered that the reason why the deodorizing performance of the dried product is insufficient is that methylcellulose remains. Moreover, in the 1000 degreeC baking product, since the calcination temperature exceeds the temperature stability (heat-resistant temperature 800 degreeC) of hydrophobic zeolite, it is thought that the deodorizing performance has fallen.
（実施例３）
実施例２の５００℃で焼成した焼成ペレット成形品を実施例３とした。
(Example 3)
The fired pellet molded product fired at 500 ° C. of Example 2 was designated as Example 3.
（比較例１）
実施例１と同じＣｕＯ−ＭｎＯ２粉末に、粉末状メチルセルロースを粉末総量当り５質量％添加して、混練機内で１時間程度粉末混合し、さらに粉末総質量当り１００質量％の水を加えて、十分練り込んで成形材料を調製した。後は実施例１と同様にして、５００℃で焼成した焼成ペレット成形品を得た。
(Comparative Example 1)
To the same CuO—MnO 2 powder as in Example 1, 5% by mass of powdered methylcellulose was added per total amount of powder, mixed in a kneader for about 1 hour, and further added with 100% by mass of water per total mass of powder, The molding material was prepared by kneading sufficiently. Thereafter, in the same manner as in Example 1, a fired pellet molded product fired at 500 ° C. was obtained.
（比較例２）
粉末状の疎水性ゼオライト１質量部と、粉末状セピオライト２質量部に対して、粉末状メチルセルロースを粉末総量当り５質量％添加して、混練機内で１時間程度粉末混合し、さらに粉末総質量当り１００質量％の水を加えて、十分練り込んで成形材料を調製した。後は実施例１と同様にして、５００℃で焼成した焼成ペレット成形品を得た。
(Comparative Example 2)
5 parts by weight of powdered methylcellulose is added to 1 part by weight of powdery hydrophobic zeolite and 2 parts by weight of powdered sepiolite, and the powder is mixed in a kneader for about 1 hour. 100% by mass of water was added and kneaded sufficiently to prepare a molding material. Thereafter, in the same manner as in Example 1, a fired pellet molded product fired at 500 ° C. was obtained.
上記の実施例３、比較例１〜２の焼成ペレット成形品を２００℃に保温したガラス管内に充填し、１ｐｐｍのＤＭＤＳと５ｐｐｍのＩＢＡの混合臭気ガス（７．４％の水蒸気を含む）をこのガラス管に１週間連通させ、そしてガラス管に通す前と通した後のガスをガスクロマトグラフィーで分析して、ＤＭＤＳガスとＩＢＡガスを検知することにより、ガス除去率を測定した。このとき、ＳＶは１８７５０／ｈで行った。結果を表２に示す。 The fired pellet molded products of Example 3 and Comparative Examples 1 and 2 were filled in a glass tube kept at 200 ° C., and mixed odor gas (containing 7.4% water vapor) of 1 ppm DMDS and 5 ppm IBA. The gas removal rate was measured by communicating with the glass tube for one week and analyzing the gas before and after passing through the glass tube by gas chromatography to detect DMDS gas and IBA gas. At this time, SV was performed at 18750 / h. The results are shown in Table 2.
上記表２に示すように、酸化銅と酸化マンガン混合物のみで作製した比較例１の焼成ペレットや、疎水性ゼオライトとセピオライトの混合物のみで作製した比較例２の焼成ペレットは、ＤＭＤＳ臭気とＩＢＡ臭気の除去性能が低いが、これに対して、酸化銅と酸化マンガンの混合物と疎水性ゼオライトとセピオライトの三者を混合して作製した実施例３の焼成ペレットは格段に除去性能が向上しているものであった。 As shown in Table 2 above, the calcined pellets of Comparative Example 1 made only with a mixture of copper oxide and manganese oxide, and the calcined pellets of Comparative Example 2 made only with a mixture of hydrophobic zeolite and sepiolite had DMDS odor and IBA odor. On the other hand, the calcined pellets of Example 3 prepared by mixing a mixture of copper oxide and manganese oxide, a hydrophobic zeolite, and sepiolite have significantly improved removal performance. It was a thing.
（実施例４）
実施例１と同じＣｕＯ−ＭｎＯ２粉末１質量部、粉末状の疎水性ゼオライト３質量部、粉末状セピオライト６質量部を配合して脱臭触媒の組成物とした。そしてこの脱臭触媒に、有機バインダーとして粉末状メチルセルロースを粉末総量当り５質量％添加して、混練機内で１時間程度粉末混合し、さらに粉末総質量当り１００質量％の水を加えて、十分練り込んで成形材料を調製した。次にこの成形材料を用いて押出成形機で湿潤ハニカム（３００セル／インチ２）を成形した。この後、このハニカムを５０℃で２４時間、自然乾燥した。さらにこの乾燥ハニカムを電気炉にて、３５０℃、あるいは５００℃、あるいは７００℃、あるいは８００℃の温度で、各２時間焼成することによって、焼成ハニカム成形品を得た。
Example 4
The same deodorizing catalyst composition was prepared by blending 1 part by mass of the same CuO-MnO 2 powder as in Example 1, 3 parts by mass of powdered hydrophobic zeolite, and 6 parts by mass of powdered sepiolite. Then, 5% by mass of powdered methylcellulose as an organic binder is added to the deodorizing catalyst, and the powder is mixed in a kneader for about 1 hour. Further, 100% by mass of water is added to the total mass of the powder and kneaded sufficiently. A molding material was prepared in Next, a wet honeycomb (300 cells / inch 2 ) was formed using this molding material by an extruder. Thereafter, the honeycomb was naturally dried at 50 ° C. for 24 hours. Further, the dried honeycomb was fired in an electric furnace at a temperature of 350 ° C., 500 ° C., 700 ° C., or 800 ° C. for 2 hours to obtain a fired honeycomb molded article.
この実施例４の乾燥ハニカム成形品や焼成ハニカム成形品を２００℃に保温したガラス管内に設置し、１ｐｐｍのＤＭＤＳと５ｐｐｍのＩＢＡの混合臭気ガス（７．４％の水蒸気を含む）をこのガラス管に２日間連通させ、そしてガラス管に通す前と通した後のガスをガスクロマトグラフィーで分析して、ＤＭＤＳガスとＩＢＡガスを検知することにより、ガス除去率を測定した。このとき、ＳＶは１８７５０／ｈで行った。結果を表３に示す。 The dried honeycomb molded product and the fired honeycomb molded product of Example 4 were placed in a glass tube kept at 200 ° C., and 1 ppm DMDS and 5 ppm IBA mixed odor gas (containing 7.4% water vapor) was added to the glass tube. The gas removal rate was measured by connecting the tube to the tube for 2 days and analyzing the gas before and after passing through the glass tube by gas chromatography to detect DMDS gas and IBA gas. At this time, SV was performed at 18750 / h. The results are shown in Table 3.
表３に示すように、ＤＭＤＳガスとＩＢＡガスの混合ガスを通気して脱臭する場合、５００℃焼成品はＤＭＤＳ除去率とＩＢＡ除去率が高く、最も良好な脱臭性能を得ることができた。ハニカム成形品が、時間経過により収縮やひび割れがない安定した形態を得るには、焼成工程が必要であり、焼成温度は３５０℃〜７００℃、望ましくは５００℃付近がよいことが判った。 As shown in Table 3, when the DMDS gas and IBA gas mixed gas was used for deodorization, the 500 ° C. baked product had high DMDS removal rate and IBA removal rate, and the best deodorization performance could be obtained. It has been found that a firing process is necessary for the honeycomb molded article to obtain a stable form free from shrinkage or cracking over time, and the firing temperature is preferably 350 ° C. to 700 ° C., preferably around 500 ° C.
次に、上記の実施例４の５００℃で焼成した焼成ハニカム成形品について、窒素ガス吸着法によって細孔分布の分析を行なった。その結果を図１〜図３に示す。そして図１の窒素ガス吸着脱離曲線をもとに、図２のＢＥＴプロットから比表面積を算出したところ、２０８．３３ｍ２／ｇであった。さらに細孔分布曲線を作成したところ、図３にみられるように、２０Åをピークとする分布のミクロ孔と、１００〜５００Åの分布のメソ孔を併せ持つことが確認された。 Next, the pore distribution of the fired honeycomb molded article fired at 500 ° C. in Example 4 was analyzed by a nitrogen gas adsorption method. The results are shown in FIGS. The specific surface area was calculated from the BET plot of FIG. 2 based on the nitrogen gas adsorption / desorption curve of FIG. 1 and found to be 208.33 m 2 / g. Further, when a pore distribution curve was created, as shown in FIG. 3, it was confirmed that both micropores having a distribution with a peak at 20 Å and mesopores with a distribution of 100 to 500 Å were included.
Claims (5)
The deodorization catalyst structure formed by containing a noble metal is disposed upstream of the air flow, and the deodorization catalyst structure according to claim 3 or 4 is disposed downstream of the air flow. A structured deodorization catalyst structure characterized by comprising:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114555136A (en) * | 2019-12-25 | 2022-05-27 | 日挥通用株式会社 | Deodorizing catalyst, slurry for forming deodorizing catalyst, deodorizing catalyst structure, method for producing deodorizing catalyst structure, and deodorizing method |
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2005
- 2005-03-24 JP JP2005086786A patent/JP2006263613A/en not_active Withdrawn
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