JP5756307B2

JP5756307B2 - 触媒塔及びこれを用いた湿式脱臭装置

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Publication number: JP5756307B2
Application number: JP2011054945A
Authority: JP
Inventors: 正明濱口
Original assignee: 株式会社一芯
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2031-03-14
Also published as: JP2012187552A

Description

本発明は、し尿処理施設、ゴミ処理施設、下水処理施設設等から排出される臭気ガスから主に硫黄系臭気成分を除去するために用いられる湿式脱臭装置に関するもの、特に、装置内で洗浄液を循環させて脱臭用担体に供給するとともに、その洗浄液を含む脱臭用担体に臭気ガスを通過させて脱臭する触媒塔及びこれを用いた湿式脱臭装置に関する。

し尿処理施設、ゴミ処理施設、下水処理施設設等から排出される臭気ガスには、主にアンモニア、アミン等の塩基性臭気成分と、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル等の硫黄系臭気成分が含まれている。脱臭装置は、主にこれらの臭気成分を除去するために用いられる。

特許文献１は、従来の湿式脱臭装置の一つを開示している。この装置は、臭気ガスの流入口と脱臭されたガスの流出口とを有する脱臭塔と、洗浄液を貯留する貯留槽と、流入口および貯留槽の上方に樹脂製の担体を充填した充填部と、流出口の下方かつ充填部の上方に洗浄液を充填部に向かって噴射する噴射部と、貯留槽と噴射部とを繋ぐ管路と、洗浄液を貯留槽から噴射部に送るためのポンプなどを備えている。そして、洗浄液が噴射された担体により臭気ガスを酸化させることで臭気成分を除去する。

湿式脱臭装置内を循環する洗浄液は硫黄成分を含有する。この硫黄成分が結晶化すると、いわゆる「硫黄スケール」として装置内に沈着する。特許文献２は、硫黄スケールの除去方法の一つを開示している。

特開２００９−１１２９５５号公報特開平４−１４１２９９号公報

従来の湿式脱臭装置は、一般に、硫黄スケールを定期的に除去することで、装置の円滑な運転を維持していた。しかし、硫黄スケールの除去作業は容易ではなく、莫大なコストと時間がかかっていた。

本発明者は、硫黄スケールの発生メカニズムについて検討した結果、次のような結論を得た。すなわち、湿式脱臭装置の場合、装置内に取り込まれた臭気ガス中の硫黄成分の一部は洗浄液に溶解するため、硫黄成分の洗浄液中の濃度は運転時間と共に増大していくことになる。そして、高濃度の硫黄成分を含む洗浄液が装置内を循環することで装置内のいたるところで結晶化が進行すると考えられる。実際、長時間の運転を経たメンテナンス作業直前の湿式脱臭装置の洗浄液はそれ自体がかなりの臭気を帯びており、高濃度の硫黄成分が含まれていることが確認された。

本発明は、硫黄スケールが発生した後でこれを除去するのではなく、硫黄スケールの発生を効果的に抑えることにより、装置のメンテナンス作業の頻度を飛躍的に少なくすることを目的とする。

本発明に係る湿式脱臭装置は、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの流入口２４と脱臭されたガスの流出口２１とを有する脱臭塔２と、洗浄液５を貯留するための貯留槽２５と、脱臭塔の内部であって流入口および貯留槽の上方に脱臭用担体６を充填するための充填部２３と、脱臭塔の内部であって流出口の下方かつ充填部の上方に洗浄液を充填部に向かって噴射する噴射部２２と、貯留槽と噴射部とを繋ぐ第１の管路３と、洗浄液を貯留槽から噴射部に送るためのポンプ４とを備え、洗浄液が噴射された脱臭用担体６により臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置１であって、さらに、洗浄液自体を酸化させることを目的とする触媒塔１４を備え、触媒塔１４は、少なくとも、洗浄液の入口側に複数の第１の酸化触媒体から構成される第１の触媒層と、出口側に第１の酸化触媒体よりも小さい複数の第２の酸化触媒体から構成される第２の触媒層とを有することを特徴とする。

この構成によると、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの脱臭時に生成される硫黄が洗浄液５に含有しても、酸化触媒７により硫黄を水溶性の硫黄含有イオン、例えば、水溶性の硫酸イオンにまで酸化させることで、洗浄液５に含有する硫黄成分の結晶化を抑えることができ、硫黄スケールとして装置内に沈着することを抑えることができる。また、触媒塔は大きさが異なる酸化触媒体によって構成された多層構造であるため、まず初めに大きい硫黄の結晶や不純物を酸化し除去することで、その後通過させる小さい酸化触媒体で構成された触媒層によって硫黄を効率良く酸化させることができ、触媒塔の目詰まりも防止できる。なお、酸化触媒７は洗浄液に含有する硫黄成分の結晶化を抑える機能を発揮しうるものであれば、他の物質で代替することができ、この意味において「酸化触媒」は広義に解する。

本発明に係る湿式脱臭装置は、第１の管路３の途中で分岐するとともに貯留槽２５に接続された第２の管路８をさらに備え、触媒塔１４は、第２の管路の途中に配置されることが好ましい。この構成によると、ポンプ４により貯留槽２５から第１の管路３に流入した洗浄液５の一部を第２の管路８に流入させ、触媒塔１４により洗浄液５に含まれる硫黄を酸化させるため、洗浄液５を効率良く循環させることができるとともに触媒塔１４のメンテナンスの頻度や寿命の短命化を抑えることができる。また、湿式脱臭装置１は、第２の管路８に流入させる洗浄液の液量を調整することにより触媒塔１４のメンテナンスの頻度や寿命を調整することができる。

洗浄液５は、貯留槽２５から第１の管路３に流入した量に対して５％以上、かつ、１００％未満の量を第２の管路に流入させてもよい。なお、第１の管路３とは別に第２の管路８だけで洗浄液５が貯留槽２５と触媒塔１４とを循環するように構成し、ポンプで洗浄液５を循環させてもよい。

また、本発明に係る湿式脱臭装置は、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの流入口２４と脱臭されたガスの流出口２１とを有する脱臭塔２と、脱臭塔の下部に洗浄液５を貯留するための貯留槽２５と、脱臭塔の内部であって流入口および貯留槽の上方に脱臭用担体６を充填するための充填部２３と、脱臭塔の内部であって流出口の下方かつ充填部の上方に洗浄液を充填部に向かって噴射する噴射部２２と、貯留槽と噴射部とを繋ぐ第１の管路３と、洗浄液を貯留槽から噴射部に送るためのポンプ４とを備え、洗浄液が噴射された脱臭用担体６により臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置１であって、さらに、洗浄液を酸化させるための触媒塔１４を備え、酸化触媒７は、第１の管路３の途中に配置してもよい。

また、本発明に係る湿式脱臭装置は、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの流入口２４と脱臭されたガスの流出口２１とを有する脱臭塔２と、脱臭塔の下部に洗浄液５を貯留するための貯留槽２５と、脱臭塔の内部であって流入口および貯留槽の上方に脱臭用担体６を充填するための充填部２３と、脱臭塔の内部であって流出口の下方かつ充填部の上方に洗浄液を充填部に向かって噴射する噴射部２２と、貯留槽と噴射部とを繋ぐ第１の管路３と、洗浄液を貯留槽から噴射部に送るためのポンプ４とを備え、洗浄液が噴射された脱臭用担体６により臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置１であって、さらに、洗浄液を酸化させるための触媒塔１４を備え、酸化触媒７は、貯留槽２５の内部であって第１の管路３の入口付近に配置してもよい。

酸化触媒７は、表面積、吸水率、耐薬品性、物理的強度等の観点から多孔性セラミック酸化触媒からなることが好ましい。また、酸化触媒７を多層にして用いることが好ましい。この構成によると、各層の酸化触媒７により洗浄液５に含有する硫黄を効率良く酸化させることができる。

酸化触媒７は、脱臭用担体６を通過後所定の時間内に洗浄液５を酸化する酸化触媒能力を有することが好ましい。

本発明に係る脱臭方法は、洗浄液５および脱臭用担体６により硫黄系臭気成分を含む臭気ガスを酸化させる工程と、酸化触媒７により洗浄液５に含まれる硫黄を水溶性の硫黄含有イオンまで酸化させる工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る湿式脱臭装置によれば、硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの脱臭時に生成される硫黄が洗浄液に含有しても、酸化触媒により硫黄を水溶性の硫黄含有イオン、例えば、水溶性の硫酸イオンにまで酸化させることで、洗浄液に含有する硫黄成分の結晶化を抑えることができ、洗浄液が噴射された脱臭用担体により臭気ガスを脱臭しつつ硫黄スケールとして装置内に沈着することを抑えることができる。また、本発明に係る触媒塔は、大きさの異なる酸化触媒体によって構成された多層構造であるため、洗浄液の浄化効率に優れるとともに、触媒塔の目詰まりも防止できる。そのため、本発明に係る湿式脱臭装置は、長期間運転しても脱臭効果の減少を抑えることができ、従来の脱臭装置よりもメンテナンスの頻度も少なくて済みコスト的にも有利である。

第１の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図第１の実施形態の湿式脱臭装置の触媒塔を示す模式図第２の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図第３の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図脱臭塔の一部の写真を示す図であり、（ａ）は従来の脱臭塔において主に図１の領域Ａ１に相当する部分を示す図、（ｂ）は第１の実施形態の脱臭塔において主に図１の領域Ａ１の部分を示す図脱臭塔の一部の写真を示す図であり、（ａ）は従来の脱臭塔において主に図１の領域Ａ２に相当する部分を示す図、（ｂ）は第１の実施形態の脱臭塔において主に図１の領域Ａ２の部分を示す図脱臭塔の一部の写真を示す図であり、（ａ）は従来の脱臭塔において主に図１の領域Ａ２の反対側に位置する領域Ａ３に相当する部分を示す図、（ｂ）は第１の実施形態の脱臭塔において主に図１の領域Ａ２の反対側に位置する領域Ａ３の部分を示す図

本実施形態の湿式脱臭装置は、洗浄液を循環させて主に硫黄系臭気成分を含む臭気ガスを脱臭しつつ硫黄スケールが装置内に付着することを抑えるために、その洗浄液を効率良く酸化させる構成とした。なお、以下に示す本実施形態の湿式脱臭装置は、一例であって本発明が限定的に解釈されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図である。図１は、臭気ガスおよび洗浄液の流れをわかりやすくするために、主に脱臭塔の内部構造を示している。なお、図中の矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３はガスの流れを、矢印Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は洗浄液の流れをそれぞれ示す。図１に示すように、第１の実施形態の湿式脱臭装置１は、脱臭塔２と、第１の管路３と、ポンプ４と、第２の管路８と、触媒塔１４とを有する。

脱臭塔２は、略四角筒状の構造であって、下部に貯留槽２５と、貯留槽２５の上方であって側面に流入口２４と、流入口２４および貯留槽２５の上方に充填部２３と、充填部２３の上方に噴射部２２と、噴射部２２の上方に流出口２１とを有する。臭気ガスは、硫化水素、メチルメルカプタン硫化メチル、二硫化メチル等の硫黄系臭気成分を含み、矢印Ｆ１のように流入口２４から脱臭塔２の内部に流入し、矢印Ｆ２のように充填部２３および噴射部２２を通過する。充填部２３で脱臭されたガスは、矢印Ｆ３のようにデミスター１２を介して流出口２１から脱臭塔２の外部に流出される。ここで、デミスター１２は、メッシュ状のものであり、主に脱臭されたガスに含まれるミストを除去する。

第１の管路３は、一端を噴射部２２に、他端を貯留槽２５にそれぞれ接続されている。また、第２の管路８は、一端を第１の管路３から分岐するように第１の管路３の途中に、他端を貯留槽２５にそれぞれ接続されている。なお、第２の管路８の途中には、触媒塔１４が配置される。

貯留槽２５は、内部に洗浄液５を貯留している。洗浄液５は、臭気ガス、特に硫黄系臭気成分と酸化反応する水溶液、例えば、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）等の次亜塩素酸塩の水溶液を用いることができる。洗浄液５は、主にポンプ４により矢印Ｌ１、Ｌ２のように貯留槽２５から第１の管路３を介して噴射部２２へ吸い上げられ、洗浄液５の一部は、矢印Ｌ３のように第１の管路３の途中で分岐して第２の管路８に流入し、触媒塔１４を介して矢印Ｌ４のように貯留槽２５に戻される。ポンプ４により噴射部２２へ吸い上げられた洗浄液は、第１の管路３の先端部に設けられた噴射ユニット１１から充填部２３全体に亘って噴射され、充填部２３を介して貯留槽２５に回収される。

充填部２３は、ネット１３と、そのネット１３上に充填された複数の脱臭用担体６とを有する。脱臭用担体６は、ネット１３上に整然と並べて或いはランダムに積み上げて充填されてもよい。ネット１３は、主に下方から臭気ガスを、上方から洗浄液５を通過させるとともに脱臭用担体６を落下させないものを用いることができ、ネット１３の代わりに複数の貫通孔を有する仕切板等を用いてもよい。なお、ネット１３は、脱臭塔２等とも同様に、接触する臭気ガス、洗浄液５および脱臭用担体６に対して耐久性を有する材料の使用やそのような加工を施すことが好ましい。

脱臭用担体６は、主に、臭気ガスや洗浄液５に耐性を有して洗浄液５を一定時間担持できるものであればよく、プラスチック材からなる成形物やプラスチック材に吸収性ポリマー等の添加物を含有させた成形物等の一般的なプラスチック製のものを用いることができる。プラスチック材は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の種々のものを用いることができる。吸収性ポリマーは、例えば、ビニルアセトアミド重合体、ポリアクリル酸塩、ポリスル本酸塩、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩の重合体、デンプン系樹脂、セルロース系樹脂のグラフト重合体などを用いることができる。また、脱臭用担体６は、主に臭気ガスの臭気成分と洗浄液５との酸化を促進させるものを用いてもよい。

脱臭用担体６は、ペレット状、球状、棒状、管状、ハニカム状、軸方向に複数の貫通孔を有する円柱状等様々な形状のものを用いることができる。脱臭用担体６は、具体的に、直径５０［ｍｍ］、高さ４０［ｍｍ］である略円柱形状であって、軸方向に複数の貫通孔を有するものを用いることができる。

湿式脱臭装置１は、充填部２３において、下方から流れてくる臭気ガスと洗浄液５が噴射された脱臭用担体６とを接触させることにより臭気ガスの臭気成分を分解除去して脱臭する。例えば、臭気成分が硫化水素（Ｈ_２Ｓ）であり洗浄液５が次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）の水溶液である場合、充填部２３において、（化１）〜（化３）の反応式で硫黄（Ｓ）が生成される。

まず、以下（化１）の反応式のように硫化水素から硫化ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ）が生成される。
Ｈ_２Ｓ＋２ＮａＯＨ → Ｎａ_２Ｓ＋Ｈ_２Ｏ（化１）
その後、以下（化２）および（化３）の反応式が生じる。
Ｎａ_２Ｓ＋ＮａＯＣｌ → Ｓ＋ＮａＣｌ＋２ＮａＯＨ（化２）
Ｎａ_２Ｓ＋４ＮａＯＣｌ → Ｎａ_２ＳＯ_４＋４ＮａＣｌ（化３）

ここで、洗浄液５のＰＨの値を１３．４程度にすると、（化２）の反応式の生じる比率を抑えることができ、硫黄（Ｓ）の生成を抑えることができるが、湿式脱臭装置１のランニングコストが大きくなるため、洗浄液５のＰＨの値は通常８〜１２程度で湿式脱臭装置１を運転している。この湿式脱臭装置１の通常運転では、（化２）の反応式は、（化３）の反応式に比べて３．３〜４．５倍程度生じることが判明しており、洗浄液５は硫黄を多量に含有させて貯留槽２５に回収され、その硫黄が時間とともに結晶化して脱臭用担体６、第１の管路３、噴射ユニット１１やその他の装置内にスケールとして沈着する。この硫黄スケールは、臭気ガスの脱臭を妨げるだけでなく、さらに、臭気ガスや洗浄液５の流通路を塞いでしまう。したがって、湿式脱臭装置１は、触媒塔１４により洗浄液５に含有する硫黄を減少させることで硫黄スケールの生成を抑える。次に、触媒塔１４について説明する。

触媒塔１４は、内部に酸化触媒７を有し、第２の管路８の途中に配置される。そして、湿式脱臭装置１は、触媒塔１４の内部に洗浄液５の一部を通過させて酸化触媒７により洗浄液５に含有している硫黄（Ｓ）を減少させる。例えば、（化２）の反応式で生成された硫黄は、以下（化４）の反応式のように酸化触媒７により水溶性の硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_４）まで酸化させることで洗浄液５に含有する硫黄を減少させることができる。
Ｓ＋３ＮａＯＣｌ＋２ＮａＯＨ → Ｎａ_２ＳＯ_４＋３ＮａＣｌ＋Ｈ_２Ｏ（化４）
また、硫化ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ）も（化３）の反応式と同様にして水溶性の硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_４）まで酸化させる。

ここで、（化３）の反応式のように洗浄液５および脱臭用担体６により臭気ガスから硫黄が生成された後、所定の時間内にその硫黄を含有する洗浄液５を酸化触媒７で酸化すると、硫黄スケールとして湿式脱臭装置１内に沈着しないことが判明している。所定の時間は、１時間程度であり、発生期の硫黄（具体的には、六量体から八量体までの結晶する前の硫黄）を酸化触媒７で酸化させることが硫黄スケールの沈着を抑えることに有効である。なお、貯留槽２５に貯留される洗浄液５の全体量が２４００［Ｌ］（２．４［ｍ^３］）である場合、その洗浄液５の全体量を１時間につき１回程度の頻度で酸化触媒７により酸化させることを想定し、洗浄液５の一部を第２の管路８に４０［Ｌ／ｍｉｎ］の液量で流入させると、湿式脱臭装置１は硫黄スケールの沈着が抑えられることが判明している。

酸化触媒７は、主に洗浄液５に含有する硫黄（Ｓ）を水溶性の硫黄含有イオンにまで酸化させるものを用いることができる。酸化触媒７は、表面積、吸水率、耐薬品性、物理的強度等を考慮した場合、特に、多孔性セラミック酸化触媒を用いることが好ましい。

多孔性セラミック酸化触媒は、焼成後水に不溶でかつ酸化触媒能力を有する触媒成分の物質と、焼成後セラミック基材となる天然粘土鉱物と、焼成後に多孔性構造を作る添加物とを主成分として混合し、成形後焼成して得ることができる。

焼成後水に不溶でかつ酸化触媒能力を有する触媒成分の物質は、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、鉛、モリブデン、チタン、タングステン、クロム、マンガン、バナジウム等の金属酸化物およびそれらの金属の炭酸塩、アンモニウム塩、塩化物、水酸化物、硫酸塩、硝酸塩等から一種以上を選択して用いることができる。天然粘土鉱物は、長石、タルク、モンモリロナイト、コーディエライト、ムライト、天然ゼオライト等を用いることができる。添加物は、珪藻土、オガクズ、ウドン粉、くるみ粉、竹粉等を用いることができる。また、それらの他で成形後焼成までの型くずれ防止用のバインダーとして、アクリル、酢酸ビニル、スチレン等の単独又は共重合エマルジョン、ゼラチン、寒天、メチルセルロース等の粘結剤、ポリビニルアルコール等の高分子化合物等も用いることができる。

酸化触媒７は、ペレット状、球状、棒状、管状、ハニカム状、軸方向に複数の貫通孔を有する円柱状等様々な形状のものを用いることができるが、表面積を広げる目的のため、ハニカム状、軸方向に複数の貫通孔を有する円柱状のものが好ましい。

なお、脱臭用担体６は、酸化触媒７と同様の多孔性セラミック酸化触媒を用いることができる。但し、脱臭用担体６は、臭気成分の酸化と臭気ガスおよび洗浄液５の通過を考慮した構成であり、酸化触媒７は、酸化する対象がガスではなく、洗浄液５自体、厳密には、洗浄液５に含まれる硫黄（Ｓ）成分を酸化させる構成である。そのため、脱臭用担体６や酸化触媒７の好ましい形状、大きさおよび配置等についてはそれぞれ一定の考慮を要する。

図２は、第１の実施形態の湿式脱臭装置の触媒塔を示す模式図である。図２は、洗浄液の流れをわかりやすくするために、主に触媒塔の内部構造を示している。なお、図中の矢印Ｌ３、Ｌ４、Ｌ３４は洗浄液の流れをそれぞれ示す。図２に示すように、触媒塔１４は、内部に２種類の酸化触媒７１、７２と、３つのネット１４１、１４２、１４３とを主に有する。触媒塔１４は、３つのネット１４１、１４２、１４３により内部を２つの領域に分け、各領域に酸化触媒７１と酸化触媒７２とを１種類ずつそれぞれ充填して２つの層Ａ、Ｂを構成している。なお、ネット１４１、１４２、１４３は、酸化触媒７１、７２をそれぞれ分離して各領域に保持できるものであればよく、ネット１４１、１４２、１４３の代わりに複数の貫通孔を有する仕切板等をそれぞれ用いてもよい。また、酸化触媒７１および酸化触媒７２は、いずれも各ネット間に図２に示すように整然と並べて或いはランダムに充填されていてもよい。

酸化触媒７１は、具体的に直径２５［ｍｍ］、高さ２５［ｍｍ］である略円柱形状の多孔性セラミック酸化触媒であって、軸方向に貫通する直径４［ｍｍ］の円形の貫通孔７３を軸の周りに均等な方向に６つ有するものを用いることができる。また、酸化触媒７２は、具体的に直径１５［ｍｍ］、高さ１７［ｍｍ］である略円柱形状の多孔性セラミック酸化触媒であって、軸方向に貫通する直径２．５［ｍｍ］の円形の貫通孔７４を軸の周りに均等な方向に６つ有するものを用いることができる。

湿式脱臭装置１は、洗浄液５の一部を矢印Ｌ３、Ｌ３４、Ｌ４のように触媒塔１４に通過させる。このようにすると、湿式脱臭装置１は、まず、洗浄液５に含有する大きい硫黄の結晶や不純物を隙間の大きい層Ａにより酸化や除去しておくことで、その後通過させる隙間の小さい層Ｂにより硫黄を効率良く酸化させることができる。また、このようにすると、隙間の小さい層Ｂの目詰まりも防止できる。なお、触媒塔１４は、酸化触媒７の種類に応じて２層よりも多くの多層構造としてもよい。

（実施例）
第１の実施形態の湿式脱臭装置１と従来の湿式脱臭装置とを比較するために以下（Ｉ）および（ＩＩ）の実験を実施した。なお、従来の湿式脱臭装置は、第１の実施形態の湿式脱臭装置１から第２の管路８と触媒塔１４とを除いた構成を用いた。なお、脱臭用担体６は、一般的なプラスチック製充填物を用いた。

（Ｉ）従来の湿式脱臭装置および第１の実施形態の湿式脱臭装置１を以下の条件でそれぞれ４ヶ月間運転し、その後脱臭塔２内の流入口２４付近と流出口２１付近との圧力（気圧）差（以下、単に「圧力損失」という。）をそれぞれ調査した。なお、従来の湿式脱臭装置および第１の実施形態の湿式脱臭装置１は、運転当初では、圧力損失がそれぞれ２１６［Ｐａ］（＝２２［ｍｍＡｑ］）程度であった。
以下（ａ）〜（ｃ）は、従来の湿式脱臭装置および第１の実施形態の湿式脱臭装置１の共通の条件である。
（ａ）対象の臭気ガス：し尿臭気
（ｂ）臭気ガスの風量：２５０［ｍ^３／ｍｉｎ］
（ｃ）噴射部２２へ吸い上げる洗浄液（Ｌ２）の液量：７５０［Ｌ／ｍｉｎ］
また、以下（ｄ）〜（ｆ）は、第１の実施形態の湿式脱臭装置１の条件である。
（ｄ）触媒塔１４：図２に示すような２層構造
（ｅ）第２の管路８の洗浄液（Ｌ３）の液量：４０［Ｌ／ｍｉｎ］
（ｆ）酸化触媒７１、７２通過時の洗浄液の流速：０．２［ｍ／ｓ］

（Ｉ）の実験の結果、従来の湿式脱臭装置は圧力損失が４７１［Ｐａ］（＝４８［ｍｍＡｑ］）程度であり、第１の実施形態の湿式脱臭装置１は圧力損失が２７５［Ｐａ］（＝２８［ｍｍＡｑ］）程度であった。このことから、第１の実施形態の湿式脱臭装置１は、従来の湿式脱臭装置よりも圧力損失の増加を少なくできることがわかる。これは、第１の実施形態の湿式脱臭装置１では、洗浄液５に含有する硫黄（Ｓ）を触媒塔１４の酸化触媒７１、７２により酸化させて硫黄スケールの沈着を抑えているためだと考えられる。

図５は、脱臭塔の一部の写真を示す図である。図５（ａ）は、従来の脱臭塔において主に図１の領域Ａ１に相当する部分を示す図であり、図５（ｂ）は、第１の実施形態の脱臭塔において主に図１の領域Ａ１の部分を示す図である。なお、図５（ａ）は、（Ｉ）の実験において従来の湿式脱臭装置を運転してから１ヶ月後に撮影した写真であり、図５（ｂ）は、（Ｉ）の実験において第１の実施形態の湿式脱臭装置１を運転してから４ヶ月後に撮影した写真である。図５（ａ）に示すように、従来の湿式脱臭装置では、透明な窓Ｗ１は、硫黄スケールＳ１が多量に沈着していることがわかる。なお、円形の透明部Ｃは、硫黄スケールの沈着を明確にするために、予めスケールの除去器具により硫黄スケールを除去した部分である。また、図５（ｂ）に示すように、第１の実施形態の湿式脱臭装置１では、透明な窓Ｗ１は、硫黄スケールはほとんど沈着しておらず、内部の洗浄液が確認できることがわかる。

図６は、脱臭塔の一部の写真を示す図である。図６（ａ）は、従来の脱臭塔において主に図１の領域Ａ２に相当する部分を示す図であり、図６（ｂ）は、第１の実施形態の脱臭塔において主に図１の領域Ａ２の部分を示す図である。なお、図６（ａ）は、（Ｉ）の実験において従来の湿式脱臭装置を運転してから１ヶ月後に撮影した写真であり、図６（ｂ）は、（Ｉ）の実験において第１の実施形態の湿式脱臭装置１を運転してから４ヶ月後に撮影した写真である。図６（ａ）に示すように、従来の湿式脱臭装置では、透明な窓Ｗ２は、硫黄スケールＳ２が全体に亘って多量に沈着していることがわかる。また、図６（ｂ）に示すように、第１の実施形態の湿式脱臭装置１では、透明な窓Ｗ２は、硫黄スケールはほとんど沈着しておらず、内部の洗浄液や脱臭用担体が確認できることがわかる。

図７は、脱臭塔の一部の写真を示す図である。図７（ａ）は、従来の脱臭塔において主に図１の領域Ａ２の反対側に位置する領域Ａ３に相当する部分を示す図であり、図７（ｂ）は、第１の実施形態の脱臭塔において主に図１の領域Ａ２の反対側に位置する領域Ａ３の部分を示す図である。なお、図７（ａ）は、（Ｉ）の実験において従来の湿式脱臭装置を運転してから１ヶ月後に撮影した写真であり、図７（ｂ）は、（Ｉ）の実験において第１の実施形態の湿式脱臭装置１を運転してから４ヶ月後に撮影した写真である。図７（ａ）に示すように、従来の湿式脱臭装置では、透明な窓Ｗ３は、硫黄スケールＳ３が全体に亘って沈着していることがわかる。また、図７（ｂ）に示すように、第１の実施形態の湿式脱臭装置１では、透明な窓Ｗ３は、硫黄スケールはほとんど沈着しておらず、内部の洗浄液や脱臭用担体が確認できることがわかる。

（ＩＩ）従来の湿式脱臭装置および第１の実施形態の湿式脱臭装置１を以下の条件でそれぞれ運転し、４ヶ月後の流出口２１付近での臭気濃度をそれぞれ調査した。ここで、臭気濃度（Ｍ）は、希釈倍率の値を示し、測定の対象ガスを無臭の空気でどれぐらいまで薄めれば臭いを感じなくなるかを数値で表す。なお、従来の湿式脱臭装置および第１の実施形態の湿式脱臭装置１は、流入口２４付近での臭気濃度がそれぞれ５０００程度（Ｍ＝５０００）であった。
以下（ｇ）〜（ｉ）は、従来の湿式脱臭装置および第１の実施形態の湿式脱臭装置１の共通の条件である。
（ｇ）対象の臭気ガス：ゴミ臭気
（ｈ）臭気ガスの風量：３００［ｍ^３／ｍｉｎ］
（ｉ）噴射部２２へ吸い上げる洗浄液（Ｌ２）の液量：７５０［Ｌ／ｍｉｎ］
また、以下（ｊ）〜（ｌ）は、第１の実施形態の湿式脱臭装置１の条件である。
（ｊ）触媒塔１４：図２に示すような２層構造
（ｋ）第２の管路８の洗浄液（Ｌ３）の液量：６０［Ｌ／ｍｉｎ］
（ｌ）酸化触媒７１、７２通過時の洗浄液の流速：０．３［ｍ／ｓ］

（ＩＩ）の実験の結果、従来の湿式脱臭装置は臭気濃度が３２００程度（Ｍ＝３２００）であり、第１の実施形態の湿式脱臭装置１は臭気濃度が３００程度（Ｍ＝３００）であった。このことから、第１の実施形態の湿式脱臭装置１は、従来の湿式脱臭装置よりも臭気濃度を小さくできることがわかる。これは、第１の実施形態の湿式脱臭装置１では、洗浄液５に含有する硫黄（Ｓ）を触媒塔１４の酸化触媒７１、７２により酸化させて硫黄スケールの沈着を抑え、洗浄液５が噴射された脱臭用担体６により臭気ガスの臭気成分を十分に分解および除去しているためだと考えられる。

また、以上（Ｉ）および（ＩＩ）の実験結果からも明らかなように、第２の管路８に流入させる洗浄液５の液量は、循環させる洗浄液５の一部だけでよく、具体的には、分岐する前の第１の管路３に流入した液量の５［％］以上であればよい。第２の管路８に流入させる洗浄液の液量が少ないと、湿式脱臭装置１は、当然に酸化触媒７１、７２のメンテナンス、寿命やコストの面で有利となる。

湿式脱臭装置１は、洗浄液５の濃度を濃度計で測定することにより洗浄液５の補給や廃棄を実施してもよい。このようにすると、ポンプ４により循環させている洗浄液５のＰＨの値を所定値に維持することができる。また、湿式脱臭装置１は、第２の管路８の両端付近に開閉を行うためのバルブを設けていてもよい。従来の脱臭装置においては触媒塔のメンテナンスに際し装置の運転を停止しなければならなかったが、上記のような構成をとることで、触媒塔１４を一時的に切り離して湿式脱臭装置１の運転を継続させることができる。

第１の実施形態の湿式脱臭装置１は、ポンプ４により噴射部２２と貯留槽２５とを循環させる洗浄液５の一部を、第１の管路３の途中で分岐して接続される第２の管路８に流入させ、触媒塔１４の酸化触媒７により酸化させた後貯留槽２５に回収させることにより、硫黄スケールの沈着を抑え、長期間連続運転しても臭気ガスの脱臭を効果的に実施することができる。また、湿式脱臭装置１は、従来の脱臭装置よりもメンテナンスの頻度も大幅に軽減することができ、コスト的にも有利である。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図である。図３は、臭気ガスおよび洗浄液の流れをわかりやすくするために、主に脱臭塔の内部構造を示している。なお、図中の矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３はガスの流れを、矢印Ｌ１は洗浄液の流れをそれぞれ示す。図３に示すように、第２の実施形態の湿式脱臭装置３１は、基本的に第１の実施形態の湿式脱臭装置１と同じであり、第１の管路３の途中に酸化触媒７を含む触媒塔１４を配置している。なお、第１の実施形態の湿式脱臭装置１と同じ構成は、図３でも同じ符号を用いており、説明を省略する。第２の実施形態の湿式脱臭装置３１は、ポンプ４で循環させる洗浄液５を全て触媒塔１４の酸化触媒７により酸化させることにより、硫黄スケールの沈着を抑え、長期間連続運転しても臭気ガスの脱臭を効果的に実施することができる。

（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態の湿式脱臭装置を示す模式図である。図４は、臭気ガスおよび洗浄液の流れをわかりやすくするために、主に脱臭塔の内部構造を示している。なお、図中の矢印Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３はガスの流れを、矢印Ｌ１は洗浄液の流れをそれぞれ示す。図４に示すように、第３の実施形態の湿式脱臭装置４１は、基本的に第１の実施形態の湿式脱臭装置１と同じであり、貯留槽２５の内部であって第１の管路３の入口付近に、酸化触媒７を含む触媒体１５を配置している。なお、第１の実施形態の湿式脱臭装置１と同じ構成は、図４でも同じ符号を用いており、説明を省略する。

触媒体１５は、酸化触媒７を内部に保持するととともに洗浄液５を酸化触媒７に接触させることのできる構造であればよい。触媒体１５は、基本的に触媒塔１４と同様な２層構造を有する。

第３の実施形態の湿式脱臭装置４１は、貯留槽２５の洗浄液５を触媒体１５の酸化触媒７により酸化させることにより、硫黄スケールの沈着を抑え、長期間連続運転しても臭気ガスの脱臭を効果的に実施することができる。

なお、上記第１〜３の実施形態の以外の構成として、湿式脱臭装置は、従来の湿式脱臭装置の構成に、両端を貯留槽に接続した第２の管路と、第２の管路の途中に配置した触媒塔と、他のポンプとをさらに有し、その他のポンプにより洗浄液を第２の管路で貯留槽と触媒塔とを循環させてもよい。また、触媒塔や触媒体は、湿式脱臭装置内に複数設けてもよく、任意の場所に適宜配置してもよい。

本発明に係る湿式脱臭装置は、脱臭効果を長期間持続させるとともにメンテナンスの頻度を減少させるため、ランニングコストを大幅に低減させるものとして、その産業上の利用可能性は極めて大きい。

１、３１、４１湿式脱臭装置
２脱臭塔
３第１の管路
４ポンプ
５洗浄液
６脱臭用担体
７酸化触媒
８第２の管路
１１噴射ユニット
１２デミスター
１３ネット
１４触媒塔
２１流出口
２２噴射部
２３充填部
２４流入口
２５貯留槽

Claims

硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの流入口（２４）と脱臭されたガスの流出口（２１）とを有する脱臭塔（２）と、
洗浄液（５）を貯留するための貯留槽（２５）と、
前記脱臭塔の内部であって前記流入口および前記貯留槽の上方に脱臭用担体（６）を充填するための充填部（２３）と、
前記脱臭塔の内部であって前記流出口の下方かつ前記充填部の上方に前記洗浄液を前記充填部に向かって噴射する噴射部（２２）と、
前記貯留槽と前記噴射部とを繋ぐ第１の管路（３）と、
前記洗浄液を前記貯留槽から前記噴射部に送るためのポンプ（４）とを備え、
前記洗浄液が噴射された前記脱臭用担体により前記臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置であって、さらに、
前記洗浄液を酸化させるための触媒塔（１４）を備え、
前記触媒塔は、少なくとも、前記洗浄液の入口側に複数の第１の酸化触媒体から構成される第１の触媒層と、出口側に前記第１の酸化触媒体よりも小さい複数の第２の酸化触媒体から構成される第２の触媒層と、を有する
ことを特徴とする湿式脱臭装置。
前記第１の管路の途中で分岐するとともに
前記貯留槽に接続された第２の管路（８）をさらに備え、
前記酸化触媒は、前記第２の管路の途中に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の湿式脱臭装置。
前記洗浄液は、
前記貯留槽から前記第１の管路に流入した量に対して
５％以上、かつ、１００％未満の量を前記第２の管路に流入させる
ことを特徴とする請求項２記載の湿式脱臭装置。
前記触媒塔は、前記第１の管路の途中に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の湿式脱臭装置。
前記触媒塔は、前記貯留槽の内部であって前記第１の管路の入口付近に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の湿式脱臭装置。
前記酸化触媒は、前記脱臭用担体を通過後所定の時間内に
前記洗浄液を酸化する酸化触媒能力を有する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の湿式脱臭装置。
硫黄系臭気成分を含む臭気ガスの流入口（２４）と脱臭されたガスの流出口（２１）とを有する脱臭塔（２）と、
洗浄液（５）を貯留するための貯留槽（２５）と、
前記脱臭塔の内部であって前記流入口および前記貯留槽の上方に脱臭用担体（６）を充填するための充填部（２３）と、
前記脱臭塔の内部であって前記流出口の下方かつ前記充填部の上方に前記洗浄液を前記充填部に向かって噴射する噴射部（２２）と、
前記貯留槽と前記噴射部とを繋ぐ第１の管路（３）と、
前記洗浄液を前記貯留槽から前記噴射部に送るためのポンプ（４）とを備え、
前記洗浄液が噴射された前記脱臭用担体により前記臭気ガスを脱臭する湿式脱臭装置に用いられる、前記洗浄液を酸化させるための触媒塔（１４）であって、
少なくとも、前記洗浄液の入口側に複数の第１の酸化触媒体から構成される第１の触媒層と、出口側に前記第１の酸化触媒体よりも小さい複数の第２の酸化触媒体から構成される第２の触媒層と、を有する
ことを特徴とする触媒塔。
前記酸化触媒体は、多孔性セラミック酸化触媒からなる
ことを特徴とする請求項７に記載の触媒塔。
前記第１の酸化触媒体及び前記第２の酸化触媒体の少なくとも一方は略円筒形状である
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の触媒塔。
前記略円筒形状の酸化触媒体は、軸方向に少なくとも一つの貫通孔を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の触媒塔。