エアクリーナの基礎知識【株式会社山武】

エアクリーナの基礎知識第2編

第3章脱臭機能

	3.1 脱臭方法
	3.2 代表的な脱臭ユニット

■ 3.1 脱臭方法

ガス状汚染物質(悪臭ガス)の除去機構は、粒子状汚染物質の除去機構に比べて極めて多様であり複雑です。対象とするガスの種類、濃度、処理空気の量や速度などによって適当な浄化方法が選択されますが、ここでは、ガスの中でも悪臭ガスを対象として脱臭機能に関して説明します。悪臭ガスの除去方法は、主に(表29)のように分類されます。これらの方法のなかで空気清浄機に使用されるのは吸着法、反応法などです。

■ 表29 脱臭方法と原理

方法	原理	代表例
吸収法	ガスをよく吸収する溶液に接触させガスを溶解する	充てん塔スプレー塔
吸着法	多孔体吸着剤を使用する物理吸着又は表面に特殊な化学反応性を持たせ化学吸着によりガス成分を固体表面に固定する	活性炭ゼオライトイオン交換繊維
燃焼法	燃焼によりガスを酸化する	直接燃焼装置蓄熱式燃焼装置触媒燃焼装置
反応法	常温でガスを触媒作用で酸化還元する	オゾン酸化光触媒ハイブリッドフィルタ

■ 3.2 代表的な脱臭ユニット

空気清浄機に内蔵されている脱臭ユニットの代表例として、活性炭フィルタ、オゾン酸化、光触媒があげられます。これら方式の比較をすると(表30)のようになります。

■ 表30 代表的な脱臭ユニットの比較

脱臭ユニット	原理	特徴	内臓方法
活性炭フィルタ	物理吸着	単体で脱臭(電源不要) 比較的何でも脱臭する半年～1年の使い捨て	フィルタとして使用
オゾン脱臭	酸化触媒反応	オゾン触媒とセットで脱臭(電源必要) 硫黄化合物、窒素酸化物に効果大寿命半永久的、定期点検要	ユニットとして使用
光触媒脱臭	酸化、還元反応	光(紫外線)とセットで脱臭(電源必要) 炭化水素、脂肪酸に効果大寿命半永久的、定期点検要	ユニットとして使用

1) 活性炭フィルタ

活性炭は、ヤシ殻などを高温処理して炭化し、ガスや薬品と反応させて作ったものです。その顕微鏡的構造は、それが吸着する微粒子(ガス)の大きさとあまり違わない位小さな細長い通路が何百万とあります。
そしてその中に直径1～200μmの微細孔(マクロポア、ミクロポア)が無数にあり、表面積が500～2500m²/ｇにもおよび種々の物質を吸着します(図16)。
空気清浄機に使う場合には、通常集じん部の後にアフタフィルタとして組み込んで使います。活性炭単独ではなく不織布に塗布して扱いやすくしています。脱臭能力は塗布する活性炭量に比例します。入手しやすい事もあり現在最も多く使われている方式です。

2) オゾン脱臭

オゾンの酸化力により悪臭物質を酸化分解する方式です。但しオゾンと悪臭物質を直接混ぜても脱臭し難いことと、オゾンをそのまま外に排出する事は好ましくない事から、ほとんどの場合オゾン分解触媒と組み合わせてユニット化して使われています。オゾンの発生にはオゾンランプ(殺菌灯)、或いは高電圧電極(オゾナイザ)が使われます。
脱臭能力は、オゾン量と触媒のオゾン分解力に依存します。主な悪臭物質におけるオゾン酸化脱臭の反応式は次の通りです。

3) 光触媒脱臭

光脱臭ユニットの構造は、酸化チタンとゼオライトを含むハニカム状の触媒フィルタと光(紫外線)を照射するためのUVランプにより構成されています。その脱臭メカニズムは次の通りです。
光触媒フィルタに紫外線を照射すると、酸化チタンの働きで酸素イオン(O₂)と水酸基(－OH)が発生します。ゼオライトの吸着力でフィルタに吸着されている悪臭物質はそこで酸素イオンと水酸基により酸化、還元反応を生じて炭酸ガス (CO₂)と(H₂O)に分解されて脱臭されます。脱臭能力は光照射量に比例するためUVランプの汚れは脱臭能力に大きく影響します。
光触媒の働きは植物の光合成の仕組みと類似した働きといえます(図17)。

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エアクリーナの基礎知識
第1編
	第1章空気清浄機の必要性
	第2章空気の汚れとは
	第3章空気の汚れの測定方法
	第4章私たちの生活している場所の空気
第2編
	第1章空気清浄機の種類と用途
	第2章集じん機能
	第3章脱臭機能
	第4章空気清浄機の性能