特開 2024-55845 有機物処理装置及び有機物処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024055845

(43)【公開日】2024-04-18

(54)【発明の名称】有機物処理装置及び有機物処理方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 8/02 20060101AFI20240411BHJP

   B01J 35/39 20240101ALI20240411BHJP

   B01J 35/50 20240101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

B01J8/02 Z

B01J35/02 J

B01J35/02 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023174111

(22)【出願日】2023-10-06

(31)【優先権主張番号】P 2022162241

(32)【優先日】2022-10-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】393030718

【氏名又は名称】イー・ディー・エル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100170070

【弁理士】

【氏名又は名称】坂田 ゆかり

(72)【発明者】

【氏名】久保 博一

(72)【発明者】

【氏名】谷内 利光

【テーマコード（参考）】

4G070

4G169

【Ｆターム（参考）】

4G070AA01

4G070AB05

4G070BB05

4G070CA25

4G070CB16

4G070CC03

4G070CC06

4G070DA12

4G169AA02

4G169AA15

4G169BA04A

4G169BA48A

4G169CA07

4G169CA10

4G169CA15

4G169CA17

4G169DA06

4G169EA04X

4G169EE03

4G169HA01

4G169HC32

4G169HE01

(57)【要約】

【課題】光触媒粒子の摩耗を防ぎ、メンテナンスの手間を無くす又は削減することができる。
【解決手段】有機物を含む気体である被処理気体を処理する有機物処理装置であって、内部に光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部と、光触媒粒子を加熱する第１加熱部を有する加熱部と、被処理気体を有機物処理部に供給する供給部と、を備える。光触媒粒子は、第１ケースの上端まで充填されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機物を含む気体である被処理気体を処理する有機物処理装置であって、
内部に光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部と、
前記光触媒粒子を加熱する第１加熱部を有する加熱部と、
前記被処理気体を前記有機物処理部に供給する供給部と、
を備え、
前記光触媒粒子は、前記第１ケースの上端まで充填されている
ことを特徴とする有機物処理装置。

【請求項2】

有機物を含む気体である被処理気体を処理する有機物処理装置であって、
内部に光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部と、
前記光触媒粒子を加熱する第１加熱部を有する加熱部と、
前記被処理気体を前記有機物処理部に供給する供給部と、
を備え、
前記供給部は、前記第１ケースの内部で前記光触媒粒子を動かさない程度の風速で前記被処理気体を供給する
ことを特徴とする有機物処理装置。

【請求項3】

前記供給部は、毎秒０．１３ｍ以下の風速で前記被処理気体を供給する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機物処理装置。

【請求項4】

前記有機物処理部は、前記被処理気体を流入させる流入部と、前記流入部と前記第１ケースとの間に設けられた第２ケースと、を有し、
前記第２ケースの内部は、前記光触媒粒子が設けられておらず、
前記加熱部は、前記第２ケースの内部を加熱する第２加熱部を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の有機物処理装置。

【請求項5】

前記第１加熱部は、前記第１ケースの中央部における前記光触媒粒子が略３００℃±３０℃となるように前記光触媒粒子を加熱する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の有機物処理装置。

【請求項6】

前記第１加熱部は、前記第１ケースの中央部における前記第１ケースの中央部における前記光触媒粒子が略４５０℃以上かつ略５５０℃以下となるように前記光触媒粒子を加熱し、
前記第２加熱部は、前記第２ケースの中央部の温度が略５００℃以上かつ略５２０℃以下となるように前記第２ケースの内部を加熱する
ことを特徴とする請求項４に記載の有機物処理装置。

【請求項7】

有機物を含む気体である被処理気体を、内部に加熱された光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部に供給して前記被処理気体を処理する有機物処理方法であって、
前記光触媒粒子は、前記第１ケースの上端まで充填されていることを特徴とする有機物処理方法。

【請求項8】

有機物を含む気体である被処理気体を、内部に加熱された光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部に供給して前記被処理気体を処理する有機物処理方法であって、
前記第１ケースの内部で前記光触媒粒子を動かさない程度の風速で前記被処理気体を前記第１ケースに供給する
ことを特徴とする有機物処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機物処理装置及び有機物処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、有機物を光触媒粒子に接触させ、加熱によって活性化された光触媒と酸素によって目的物質を酸化又は分解する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－３２５９８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、引用文献１に記載の発明では、処理を促進させるために光触媒粒子を浮遊させているが、光触媒粒子を浮遊させることで光触媒粒子を摩耗させてしまう。その結果、摩耗して減った光触媒粒子を定期的に補充する必要があり、メンテナンスに手間がかかるという問題がある。

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光触媒粒子の摩耗を防ぎ、メンテナンスの手間を省くことができる有機物処理装置及び有機物処理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】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明に係る有機物処理装置は、例えば、有機物を含む気体である被処理気体を処理する有機物処理装置であって、内部に光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部と、前記光触媒粒子を加熱する第１加熱部を有する加熱部と、前記被処理気体を前記有機物処理部に供給する供給部と、を備え、前記光触媒粒子は、前記第１ケースの上端まで充填されていることを特徴とする。また、本発明に係る有機物処理装置は、例えば、有機物を含む気体である被処理気体を処理する有機物処理装置であって、内部に光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部と、前記光触媒粒子を加熱する第１加熱部を有する加熱部と、前記被処理気体を前記有機物処理部に供給する供給部と、を備え、前記供給部は、前記第１ケースの内部で前記光触媒粒子を動かさない程度の風速で前記被処理気体を供給することを特徴とする。

【0007】

また、本発明の別の態様に係る有機物処理方法は、例えば、有機物を含む気体である被処理気体を、内部に加熱された光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部に供給して前記被処理気体を処理する有機物処理方法であって、前記光触媒粒子は、前記第１ケースの上端まで充填されていることを特徴とする。また、本発明の別の態様に係る有機物処理方法は、例えば、有機物を含む気体である被処理気体を、内部に加熱された光触媒粒子が封入された第１ケースを有する有機物処理部に供給して前記被処理気体を処理する有機物処理方法であって、前記第１ケースの内部で前記光触媒粒子を動かさない程度の風速で前記被処理気体を前記第１ケースに供給することを特徴とする。

【0008】

本発明にかかる有機物処理装置によれば、光触媒粒子が第１ケースの上端まで充填されている、または、第１ケースの内部で光触媒粒子を動かさない程度の風速で被処理気体を供給するため、第１ケースの内部で光触媒粒子を動かさない状態で被処理気体が有機物処理部で処理される。これにより、光触媒粒子の摩耗を防ぎ、メンテナンスの手間を省くことができる。

【0009】

前記供給部は、毎秒０．１３ｍ以下の風速で前記被処理気体を供給してもよい。これにより、効率よく有機物を処理することができる。

【0010】

前記有機物処理部は、前記被処理気体を流入させる流入部と、前記流入部と前記第１ケースとの間に設けられた第２ケースと、を有し、前記第２ケースの内部は、前記光触媒粒子が設けられておらず、前記加熱部は、前記第２ケースの内部を加熱する第２加熱部を有してもよい。これにより、光触媒粒子の温度低下を防ぎ、効率よく有機物を処理することができる。

【0011】

前記第１加熱部は、前記第１ケースの中央部における前記光触媒粒子が略３００℃±３０℃となるように前記光触媒粒子を加熱してもよい。また、前記第２加熱部は、前記第１加熱部は、前記第１ケースの中央部における前記第１ケースの中央部における前記光触媒粒子が略４５０℃以上かつ略５５０℃以下となるように前記光触媒粒子を加熱し、前記第２加熱部は、前記第２ケースの中央部の温度が略５００℃以上かつ略５２０℃以下となるように前記第２ケースの内部を加熱してもよい。これにより、効率よく有機物を処理することができる。

【発明の効果】

【0012】

光触媒粒子の摩耗を防ぎ、メンテナンスの手間を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】有機物処理装置１の概略を示す図である。

【図2】ケース１１の概略を示す図であり、（Ａ）は光触媒粒子１２がケース１１に略全量封入されている様子を示し、（Ｂ）は光触媒粒子１２がケース１１に略半量封入されている様子を示す。

【図3】入口と出口におけるガスの残存率を示すグラフである。

【図4】試験時の温度変化を示すグラフであり、（Ａ）は光触媒粒子がケースに略全量封入されている場合であり、（Ｂ）は光触媒粒子がケースに略半量封入されている場合であり、（Ｃ）はケースにガラスビーズのみが封入されている場合である。

【図5】有機物処理装置１Ａの概略を示す図である。

【図6】有機物処理装置２の概略を示す図である。

【図7】試験を行うときのケース１１の内部の状態を模式的に示す図であり、（Ａ）は光触媒粒子１２及びガラスビーズ５１を充填した場合であり、（Ｂ）はガラスビーズ５１のみ充填した場合である。

【図8】ガスの残存率を示すグラフであり、（Ａ）はトルエンガスの場合であり、（Ｂ）はエタノールガスの場合であり、（Ｃ）はメチルメルカプタンガスの場合である。

【図9】試験時の温度変化を示すグラフであり、（Ａ）は光触媒粒子がケースに封入されており、かつ、通気量が１０ｍＬ／分の場合であり、（Ｂ）は光触媒粒子がケースに封入されており、かつ、通気量が２０ｍＬ／分の場合であり、（Ｃ）は光触媒粒子がケースに封入されておらず（ガラスビーズのみ）、かつ、通気量が１０ｍＬ／分の場合である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の有機物処理装置は、有機物を含む気体である被処理気体を処理する装置である。また、以下の実施の形態では、有機物としてトルエン、エタノール、メチルメルカプタン、被処理気体としてトルエン、エタノール、メチルメルカプタンを希釈してガス化したトルエンガス、エタノールガス、メチルメルカプタンガスを用いたが、本発明の有機物及び被処理気体はこれらに限られない。有機物は、例えば、アセトン、酢酸エチル等でもよい。

【0015】

＜第１の実施形態＞
図１は、有機物処理装置１の概略を示す図である。有機物処理装置１は、主として、有機物処理部１０と、加熱部２０と、供給部３０と、冷却部３５と備える。有機物処理部１０と供給部３０及び有機物処理部１０と冷却部３５とは、配管４０（４１、４２）により接続されている。

【0016】

有機物処理部１０は、主として、ケース１１（本発明の第１ケースに相当）と、保温ケース１３とを有する。保温ケース１３は、ケース１１を覆うように設けられている。ただし、保温ケース１３は必須ではない。

【0017】

図２は、ケース１１の概略を示す図である。ケース１１の内部には、複数の光触媒粒子１２が封入されている。

【0018】

ケース１１は、例えば、両端が覆われた略円筒形状である。ただし、ケース１１の形状はこれに限られず、両端が覆われた筒状であればよい。図２では、説明のため、内部が視認できるように透明な樹脂を用いてケース１１を製作したが、ケース１１の材質はこれに限られない。例えば、ケース１１は石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等の耐熱ガラスを用いて製作されていてもよいし、金属を用いて製作されていてもよい。

【0019】

ケース１１の上端には、配管４１が設けられており、ケース１１の下端には、配管４２が設けられている。配管４１を介してケース１１の内部に被処理気体が流入し、配管４２を介してケース１１から被処理気体が流出する。

【0020】

光触媒粒子１２は、光により活性化する触媒の粒子である。光触媒としては、例えば、二酸化チタン（以下、酸化チタンという）、酸化亜鉛等を採用することができる。本実施の形態では、光触媒粒子１２に酸化チタンの粒子を用いる。本実施の形態では、光触媒粒子１２の粒子径は直径１～２ｍｍ程度であるが、粒子径はこれに限られない。また、本実施の形態では、光触媒粒子１２は球状であるが、粒子の形状も球状に限られない。

【0021】

図２（Ａ）は、光触媒粒子１２がケース１１に略全量（光触媒粒子１２の体積がケース１１の容積と略同量）封入されている様子を示す。つまり、図２（Ａ）では、光触媒粒子１２がケース１１の上端まで充填されている。

【0022】

なお、直径４０ｍｍの円筒形状を有するケース１１を用いる場合には、光触媒粒子１２を略１００ｍＬ用いることで、光触媒粒子１２がケース１１の上端まで充填される。この状態では、ケース１１の内部に光触媒粒子１２が隙間なく（すなわち、隣接する光触媒粒子１２どうしが当接するように）充填されており、例えば光触媒粒子１２に直径１～２ｍｍの球形の酸化チタン（堺化学工業（株） ＣＳ－３００Ｓ－１２）を用いた場合の充填密度は１．１ｋｇ／Ｌである。

【0023】

図２（Ｂ）は、光触媒粒子１２がケース１１に略半量（光触媒粒子１２の体積がケース１１の容積の略半分）封入されている様子を示す。直径４０ｍｍの円筒形状を有するケース１１を用いる場合には、光触媒粒子１２を５０ｍＬ用いることで、光触媒粒子１２がケース１１に半量封入される。

【0024】

図１の説明に戻る。加熱部２０は、光触媒粒子１２を加熱するものであり、主として、ヒータ２１と、温度コントローラ２２と、を有する。ヒータ２１は、電熱線を用いたヒータであり、例えば、シーズヒータ、ニクロム線ヒータである。ヒータ２１は、ケース１１の側面に巻回されている。ケース１１は金属製であるため、ヒータ２１の熱がケース１１を介して光触媒粒子１２に伝わることで、光触媒粒子１２が加熱される。なお、図１では、ヒータ２１がケース１１の外周面に沿って巻回されているが、ヒータ２１がケース１１の内周面に沿って巻回されていてもよい。

【0025】

温度コントローラ２２は、ヒータ２１に接続されている。ケース１１の内部又は側面には温度センサ（図示省略）が設けられており、温度センサで測定された温度に基づいて温度コントローラ２２がヒータ２１の温度を調整する。本実施の形態では、温度センサは、ケース１１の内部であって、光触媒粒子１２がケース１１に略半量封入されている（図２（Ｂ）参照）ときに光触媒粒子１２が封入される部分に設けられている。これにより、温度センサが光触媒粒子１２に当接して、光触媒粒子１２の温度を直接測定することで、光触媒粒子１２の温度が一定になるように温度コントローラ２２がヒータ２１の温度を制御することができる。

【0026】

有機物処理部１０の上流側には、供給部３０が設けられている。供給部３０は、例えばブロアを有し、被処理気体を有機物処理部１０に供給する。被処理気体は、配管４１を介して供給部３０から有機物処理部１０に供給される。

【0027】

有機物処理部１０の下流側には、有機物処理部１０を通過した被処理気体を冷却する冷却部３５が設けられている。なお、冷却部３５は必須ではない。

【0028】

次に、有機物処理装置１を用いて被処理気体を処理する方法について説明する。供給部３０は、有機物処理部１０、ここでは内部に加熱された光触媒粒子１２が封入されたケース１１に被処理気体を供給する。これにより、被処理気体が光触媒粒子１２に当たり、光触媒粒子１２により被処理気体に含まれる有機物が分解される。このとき、ケース１１の内部で光触媒粒子１２を動かさない状態で被処理気体を処理する。

【0029】

ケース１１の内部で光触媒粒子１２を動かさない状態にするために、具体的には、光触媒粒子１２をケース１１の上端まで充填する。または、ケース１１の内部で光触媒粒子１２を動かさない状態にするために、具体的には、ケース１１の内部で光触媒粒子１２を動かさない程度の風速で被処理気体をケース１１に供給する。

【0030】

表１及び図３は、有機物処理装置１で被処理気体を処理した結果を示す。表１の試験条件１は、略１００ｍＬの光触媒粒子１２を用い、光触媒粒子１２をケース１１の上端まで充填した場合である。また、本試験では、被処理気体としてトルエンガスを用いた。表１の試験条件２は、略５０ｍＬ（ケース１１半量分）の光触媒粒子１２を用い、光触媒粒子１２と同体積のガラスビーズ及び光触媒粒子１２をケース１１の上端まで充填した場合である。試験条件２において、光触媒粒子１２がケース１１の中央に位置するように、ケース１１の下部及び上部にガラスビーズを封入した。表１の試験条件３は、ガラスビーズをケース１１の上端まで充填した場合である。試験条件１～３においては、光触媒粒子１２及びガラスビーズの少なくとも一方がケース１１の上端まで充填されているため、ケース１１の内部で光触媒粒子１２が動かない。なお、ガラスビーズは粒径が１．５ｍｍ～２．５ｍｍの球形状のものを用いたが、ガラスビーズの形状及び粒径はこれに限られない。

【0031】

また、この実験は、被処理気体のガス濃度が６６０ｐｐｍ程度、光触媒粒子１２の温度が３００℃±３０℃という条件下で行った。また、この実験において、被処理気体の供給量は毎分１０Ｌとした。実験に用いたケース１１は直径４０ｍｍの円筒形状を有するため、流量は毎秒０．１３ｍ（０．１３ｍ／ｓｅｃ）である。

【表1】

【0032】

表１における入口濃度、出口濃度は、それぞれ、ケース１１と配管４１、４２との境界部近傍において被処理気体をバックに採取して、バック内の被処理気体におけるトルエンの濃度を測定した。濃度の測定は、ガスクロマトグラフ－水素炎イオン化検出器（ＧＣ－ＦＩＤ法）を用いた。また、表１における減衰率は、以下の数式（１）により算出した。
減縮率（％）＝（入口濃度－出口濃度）／入口濃度×１００・・・（１）

【0033】

図３では、入口と出口におけるガスの残存率を示している。出口における残存率は入口濃度に対する出口濃度の割合であり、出口濃度／入口濃度×１００で算出した。また、入口ではまだ処理が行われていないため、入口における残存率は１００％である。

【0034】

表１及び図３より、光触媒粒子１２をケース１１に半量、全量入れたときのいずれの場合（試験条件１、２）においても、９０％以上の減衰率が得られた。すなわち、光触媒粒子１２をケース１１に半量、全量入れた場合には、９０％以上のトルエンが分解されたことが分かった。そして、光触媒粒子１２をケース１１に入れなかった場合の減衰率に比べて、光触媒粒子１２をケース１１に半量、全量入れた場合の減衰率の方が優位に高かった。また、光触媒粒子１２をケース１１に半量又は全量入れた場合には、光触媒粒子１２をケース１１に入れなかった場合に比べて残存率が優位に低かった。これにより、ケース１１内の光触媒粒子１２によりトルエンが効率的に処理されていることが分かる。

【0035】

また、光触媒粒子１２をケース１１に全量入れた場合（試験条件１）には、光触媒粒子１２をケース１１に半量入れた場合（試験条件２）に比べて減衰率が高かった。また、光触媒粒子１２をケース１１に全量入れた場合には、光触媒粒子１２をケース１１に半量入れた場合に比べて残存率が優位に低かった。これにより、光触媒粒子１２の量が多い方がより多くのトルエンが処理されていることが分かる。

【0036】

図４は、試験時の温度変化を示すグラフである。ケース１１の中央部の温度が３００℃となるように、温度コントローラ２２でヒータ２４を制御した。温度測定は、ガス流路（配管４１）入口（図１のａ参照）、ケース１１入口（図１のｂ参照）、ケース１１中央部（図１のｃ参照）、ケース１１出口（図１のｄ参照）、ガス流路（配管４２）出口（図１のｅ参照）で行った。図４より、いずれの場合においても、ケース１１の中央部における光触媒粒子１２又はガラスビーズが略３００±３０℃となるように加熱されていた。

【0037】

次に、光触媒粒子１２の動きについて説明する。本発明では、光触媒粒子の摩耗を防ぐため、供給部３０が光触媒粒子１２を動かさない（浮遊、拡散等させない）ようにする。そのため、被処理気体の供給量を変えて光触媒粒子１２の動きを観察した。

【0038】

表２は、被処理気体の供給量を変えたときの光触媒粒子１２の動きを観察した結果を示す。この実験では、ケース１１を透明な材料で製作し、ケース１１の内部の様子を観察した。実験に用いたケース１１は直径４０ｍｍの円筒形状を有する。表２における「容器全量」は、略１００ｍＬの光触媒粒子１２をケース１１に充填した場合（図２（Ａ）参照）を表し、表２における「容器半量」は、略５０ｍＬの光触媒粒子１２をケース１１の半量だけ入れた場合（図２（Ｂ）参照）を表している。

【表2】

【0039】

表２より、光触媒粒子１２をケース１１に半量、全量入れたときのいずれの場合においても、被処理気体の供給量が毎分４０Ｌ（風速０．５２ｍ／ｓｅｃ）以下であれば、光触媒粒子１２が動かないことが分かった。したがって、光触媒粒子１２の量にかかわらず、供給部３０が０．５２ｍ／ｓｅｃ以下の風速で有機物処理部１０に被処理気体を供給すれば、ケース１１の内部で光触媒粒子１２を動かさずに有機物処理装置１が被処理気体を処理することができる。

【0040】

本実施の形態によれば、光触媒粒子１２を用いて被処理気体に含まれる有機物を分解処理することができる。また、ケース１１の内部で光触媒粒子１２を動かさないように供給部３０が被処理気体を供給することで、光触媒粒子の摩耗を防ぎ、メンテナンスの手間を省くことができる。

【0041】

また、本実施の形態によれば、被処理気体の供給量を減らし、流量を毎秒０．１３ｍ（０．１３ｍ／ｓｅｃ）以下とすることで、効率よく有機物を処理することができる。

【0042】

なお、本実施の形態では、ヒータ２１をケース１１の側面に巻回して光触媒粒子１２を加熱したが、光触媒粒子１２を加熱する方法はこれに限られない。図５は、変形例にかかる有機物処理装置１Ａの概略を示す図である。有機物処理装置１Ａは、主として、有機物処理部１０と、加熱部２０Ａと、供給部３０と、冷却部３５とを備える。

【0043】

加熱部２０Ａは、光触媒粒子１２を加熱するものであり、主として、ヒータ２３と、温度コントローラ２２と、を有する。ヒータ２３は、ヒータ２１と同様に、電熱線を用いたヒータである。ヒータ２３は、ケース１１の内部に設けられており、ケース１１内部の光触媒粒子１２に接触する。これにより、ヒータ２３の熱を直接光触媒粒子１２に伝えることができる。

【0044】

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施の形態に係る有機物処理装置２について説明する。なお、有機物処理装置１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

【0045】

図６は、有機物処理装置２の概略を示す図である。有機物処理装置２は、主として、有機物処理部１０Ａと、加熱部２０Ｂと、供給部３０と、冷却部３５と備える。有機物処理部１０Ａ及び供給部３０は、配管４０により接続されている。

【0046】

有機物処理部１０Ａは、主として、ケース１１と、保温ケース１３Ａ、ケース１４（本発明の第２ケースに相当）とを有する。保温ケース１３Ａは、保温ケース１３と大きさが異なり、ケース１１、１４を覆うように設けられている。ただし、保温ケース１３Ａは必須ではない。

【0047】

ケース１４は、ケース１１の上流側に設けられている。供給部３０から供給された被処理気体は、まずケース１４に流入する。ケース１４は、内部が空洞である。また、ケース１４の内部には、光触媒粒子１２が設けられていない。

【0048】

加熱部２０Ｂは、主として、光触媒粒子１２を加熱するヒータ２５と、ケース１４の内部を加熱するヒータ２４と、温度コントローラ２２、２６とを有する。

【0049】

ヒータ２４は、電熱線を用いたヒータであり、ケース１４の内部に設けられている。なお、ヒータ２４は、ケース１４の中央部近傍に配置されていることが望ましい。ヒータ２４はケース１４の内部で被処理気体を熱し、熱せられた被処理気体はケース１１に供給される。ヒータ２５は、ヒータ２１と同様に電熱線を用いたヒータであり、ケース１１の側面に巻回されている。ヒータ２５は、ケース１１の内周面に沿って巻回されており、ケース１１の内部に設けられた光触媒粒子１２の一部に当接する。

【0050】

温度コントローラ２２は、ヒータ２５に接続されている。また、温度コントローラ２６は、ヒータ２４に接続されている。ケース１１、１４等には温度センサ（図示省略）が設けられている。温度センサで測定された温度に基づいて、温度コントローラ２２がヒータ２５の温度を調整し、かつ、温度コントローラ２６がヒータ２４の温度を調整する。

【0051】

次に、有機物処理装置２を用いて被処理気体を処理する方法について説明する。供給部３０は被処理気体を、有機物処理部１０、ここでは、先ずケース１４に、次にケース１１に供給する。つまり、供給部３０から供給された被処理気体は、初めにケース１４に流入する。ケース１４の内部にヒータ２４が設けられているため、供給部３０から供給された被処理気体がケース１４内部を通過するときにヒータ２４に触れることで温められて、温められた被処理気体がケース１１に導かれる。ケース１１では、光触媒粒子１２を動かさない状態で被処理気体を処理する。

【0052】

次に、有機物処理装置２で被処理気体を処理した試験結果について説明する。表３～５に試験結果を示す。この試験は、被処理気体としてトルエンガス、エタノールガス、メチルメルカプタンガスの３種類を用い、各ガスの濃度は約２００ｐｐｍとした。また、被処理気体の供給量は、毎分１０Ｌ（ケース１１の流速が毎秒０．１３ｍ）又は毎分２０Ｌ（ケース１１の流速が毎秒０．２６ｍ）とした。また、容量１００ｍＬのケース１１を用い、ケース１１の内部に光触媒粒子１２を５０ｍＬ及びガラスビーズ５１を５０ｍＬを封入した場合と、ケース１１の内部にガラスビーズ５１を１００ｍＬを封入した場合との比較を行った。

【0053】

図７は、試験におけるケース１１の内部の状態を模式的に示す図であり、（Ａ）は光触媒粒子１２及びガラスビーズ５１を半分ずつ充填した場合であり、（Ｂ）はガラスビーズ５１のみを充填した場合である。図８（Ａ）では、ケース１１の下部からガラスビーズ５１を３５ｍｌ、光触媒粒子１２を５０ｍｌ（ケース１１半量分）、ガラスビーズ５１を１５ｍｌの順に積層した。ケース１１の容量は１００ｍｌであるため、光触媒粒子１２及びガラスビーズ５１がケース１１の上端まで充填されている。図８（Ｂ）では、ガラスビーズがケース１１の上端まで充填されている。光触媒粒子１２及びガラスビーズ５１は、表１に示す試験で用いたものと同様である。いずれの場合でも、ケース１１の内部で光触媒粒子１２及びガラスビーズ５１が動かない状態で被処理気体が処理された。

【0054】

試験は、以下の順で行った。まず、有機物処理装置２の温度が安定したら（図９参照、後に詳述）、トルエンガスを通気して、ガス流路（配管４１）の入口（図６のａ参照）及びガス流路（配管４２）の出口のガス（図６のｆ参照）をサンプル数ｎ＝３で採取した。次に、トルエンガス通気によるサンプルの採取後５分程度経過して有機物処理装置２の温度が安定したら（図９参照、後に詳述）、エタノールガスを通気して、ガス流路入口及びガス流路出口のガスをサンプル数ｎ＝３で採取した。エタノールガス通気によるサンプルの採取後５分程度経過して有機物処理装置２の温度が安定したら（図９参照、後に詳述）、メチルメルカプタンガスを通気して、ガス流路入口及びガス流路出口のガスをサンプル数ｎ＝３で採取した。入口濃度、出口濃度は、それぞれ、ガス流路入口、ガス流路出口において被処理気体をバックに採取して、バック内の被処理気体におけるトルエンガス、エタノールガス、メチルメルカプタンガスの濃度をそれぞれ測定した。

【0055】

表３はトルエンガスを用いた試験結果であり、表４はエタノールガスを用いた試験結果であり、表５はメチルメルカプタンガスを用いた試験結果である。また、図８は、ガス流路入口とガス流路出口におけるガスの残存率を示すグラフであり、（Ａ）はトルエンガスの場合、（Ｂ）はエタノールガスの場合、（Ｃ）はメチルメルカプタンガスの場合である。濃度の測定は、ガスクロマトグラフ－水素炎イオン化検出器（ＧＣ－ＦＩＤ法）を用いた。また、減衰率は、数式（１）（上述）により算出した。残存率の算出方法は図３の場合と同様である。

【表3】

【表4】

【表5】

【0056】

表１より、光触媒粒子１２をケース１１に半量入れたときには、ガラスビーズ５１のみに比べて減衰率が高く、また残存率も低かった。したがって、トルエンガス、エタノールガス、メチルメルカプタンガスの全ての有機物について、光触媒粒子１２により有機物が処理されたことが分かった。また、３種類の有機物のうち、トルエンガス及びエタノールガスのときには、光触媒粒子１２により効率的に有機物が処理された。特に、脱臭装置の評価の指標として用いられるトルエンガスの場合には、ガラスビーズ５１のみではトルエンガスがほとんど処理されておらず減衰率が９．１％であったのに対し、光触媒粒子１２を用いたときの減衰率が優位に高く、光触媒粒子１２により効率的にトルエンガスが処理されることが分かった。

【0057】

なお、表３～５に示す実験は光触媒粒子１２をケース１１に半量入れて行っており、光触媒粒子１２をケース１１に全量入れた場合には光触媒粒子１２をケース１１に半量入れた場合に比べて減衰率が高い（表１参照）ため、光触媒粒子１２をケース１１に全量入れた（光触媒粒子１２がケース１１の上端まで充填された）ときには表３～５及び図８に示す結果と同等以上の良好な結果となり得る。

【0058】

図９は、試験時の温度変化を示すグラフである。ケース１１、１４の中央部における温度センサの測定結果が略５００℃程度となるように、温度コントローラ２２、２６でヒータ２４、２５を制御した。温度測定は、ガス流路入口（図５のａ参照）、ケース１４入口（図５のｂ参照）、ケース１４中央部（図５のｃ参照）、ケース１１中央部（図５のｄ参照）、ケース１１出口（図５のｅ参照）、ガス流路出口（図５のｆ参照）で行った。その結果、ケース１４の中央部の温度は略５００℃以上かつ略５２０℃以下であり、ケース１１の中央部における光触媒粒子１２又はガラスビーズ５１の温度は略５００℃±５０℃（略４５０℃以上かつ略５５０℃以下）であった。また、ガスを採取したとき（図９の網掛け部参照）には、いずれも、ケース１１、１４の中央部における温度センサの測定結果が略５００℃程度で安定していた。

【0059】

なお、光触媒粒子１２がケース１１に封入されている場合において、ケース１１出口（図５のｅ参照）、ガス流路出口（図５のｆ参照）の温度は、通気量が１０ｍＬ／分の場合（図９（Ａ）参照）よりも、通気量が２０ｍＬ／分の場合（図９（Ｂ）参照）の方が高くなった。通常、通気量が増えるとガスと光触媒粒子１２との接触時間が減少することで減衰率が低下すると考えられるが、トルエンガスの場合（表３参照）には、通気量が２０ｍＬ／分の場合が通気量が１０ｍＬ／分の場合よりも減衰率が高かった。この理由として、通気量が増えてガスがケース１１を早く通過することにより、ケース１１出口及びガス流路出口（図５のｅ、ｆ参照）の温度が高くなったためと考えられる。

【0060】

本実施の形態によれば、被処理気体がケース１４内で温められるため、ケース１１内の光触媒粒子１２が被処理気体により冷やされにくくなる。このため、光触媒粒子１２の温度低下を防ぎ、効率よく有機物を処理することができる。

【0061】

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の構成の追加、削除、置換等をすることが可能である。

【0062】

また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、「略円筒形状」とは、厳密に円筒形状の場合には限られない。また、例えば、単に略中央等と表現する場合において、厳密に中央等の場合のみでなく、略中央等の場合を含むものとする。また、例えば、「略５００℃」とは、厳密に５００℃の場合には限られず、±５℃程度の誤差を含むものとする。

【0063】

また、「近傍」とは、基準となる位置の近くのある範囲（任意に定めることができる）の領域を含むことを意味する。例えば、端近傍という場合に、端の近くのある範囲の領域であって、端を含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。

【符号の説明】

【0064】

１、１Ａ、２：有機物処理装置
１０、１０Ａ：有機物処理部
１１ ：ケース
１２ ：光触媒粒子
１３、１３Ａ：保温ケース
１４ ：ケース
２０、２０Ａ、２０Ｂ：加熱部
２１、２３、２４、２５：ヒータ
２２、２６：温度コントローラ
３０ ：供給部
３５ ：冷却部
４０、４１、４２：配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】