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有害物質除去装置、これを用いた空気浄化装置、及び有害物質除去方法

国内特許コード P150011744
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2011-099273
公開番号 特開2012-200592
登録番号 特許第5948020号
出願日 平成23年4月27日(2011.4.27)
公開日 平成24年10月22日(2012.10.22)
登録日 平成28年6月10日(2016.6.10)
優先権データ
  • 201110072528.6 (2011.3.24) CN
発明者
  • 張 彭義
  • 張 博
  • 王 娟
  • 野澤 康平
出願人
  • 清華大学
  • 三洋電機株式会社
発明の名称 有害物質除去装置、これを用いた空気浄化装置、及び有害物質除去方法
発明の概要 【課題】光触媒を用いて被処理空気中の有害ガス成分を効果的に低減し、且つ、有害ガス成分の分解過程で生成される高揮発性有機物の再放出をも抑制することができる有害物質除去装置を提供する。
【解決手段】有害物質除去装置1は、有害ガス成分を含む被処理空気が流れる経路中に配置された前段処理部2と、前段処理部2の下流側に配置された後段処理部3を備え、前段処理部は、被処理空気中の有害ガス成分を吸着する多孔質吸着剤12と、光触媒13と、光触媒に紫外線を照射する紫外線照射ランプ8を有し、後段処理部は、前段処理部により処理された被処理空気と水を接触させる気液接触部16と、気液接触部にて被処理空気と接触した水を電気化学的に処理する電極21を備えた電解処理部17を有する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


室内空気質の改善を目的として温度調節、湿度調節、換気調節、又は、空気浄化のうちの一つ、若しくは、それらを組み合わせて実行する空調装置において、空気中の有害ガス成分を除去する方法としては、活性炭を使用したフィルタにより物理的にそれらの有害成分を吸着する方法が一般的である。



この活性炭は非常に優れた有害ガス成分の除去機能を奏するものであるが、一方で吸着したガス成分の保持能力は活性炭の体積に比例するため、大規模な空調装置に用いる場合には、非常に大量の活性炭が必要となり、空調気流の抵抗が増大してエネルギーロスが増加してしまう問題があった。



また、活性炭の吸着能力が飽和(破過)した後は、大量の活性炭を廃棄、或いは、再生しなければならなくなり、メンテナンスコストが高騰するという課題もあった。



他方、空気中の有害ガス成分、例えば揮発性有機化合物(例えばトルエン、ホルムアルデヒド)を分解し、浄化する物質として光触媒が知られている。この光触媒を用いて空気浄化を行う場合、アナターゼ型酸化チタン(TiO2)を載置した基材上に、自然光、或いは、紫外線を供給することにより、有害ガス成分を分解するものであるが、光触媒がアナターゼ型の金属結晶であることから、空気中の有害ガス成分を選択的に吸着捕集することが難しい。



そこで、活性炭に吸着した有害ガス成分を光触媒により分解するという技術が開発されてきている。ここで、光触媒は上述した如く光エネルギーを励起光として吸収し、還元力の強い電子と非常に酸化力の強い正孔を生成することで触媒作用を示すものであるから、活性炭に吸着した有害ガス成分を分解することにより、活性炭の吸着能力を再生することが可能となる。



実際には、有害ガス成分の浄化に光触媒を活用する方法として、ガス吸着性の高い活性炭や珪藻土、ゼオライト等のメソポーラス(1nm~数十nmの大きさのメソ孔を多数持つ)系の多孔質材料を基材とし、この基材表面に光触媒を担持(コーティング)して膜状に成形した空気清浄機用フィルタが開発されている。係る光触媒フィルタを用いれば、空調用の空気中から捕集した有害ガス成分を高効率で分解することが可能である(例えば、特許文献1参照)。

産業上の利用分野



本発明は循環水に捕集された有害ガス成分を分解除去処理する有害物質除去装置及びこれを用いて空調用の空気を浄化する空気浄化装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
有害ガス成分を含む被処理空気が流れる経路中に配置された前段処理部と、該前段処理部の下流側に配置された後段処理部とを備え、
前記前段処理部は、前記被処理空気中の有害ガス成分を吸着する多孔質吸着剤と、光触媒と、該光触媒に波長185nmの紫外線を照射する紫外線照射手段とを有し、
前記後段処理部は、前記前段処理部により処理された前記被処理空気と水を接触させる親水性素材のフィルタから成る気液接触手段と、該気液接触手段にて前記被処理空気と接触した前記水を電気化学的に処理する電極を備えた電解処理手段とを有し、
前記前段処理部は、前記有毒ガス成分を、より低分子量の中間体に分解し、
前記後段処理部は、前記中間体を更に分解処理する、有害物質除去装置。

【請求項2】
前記光触媒の材料は、チタン、イリジウム、白金、及び、白金とイリジウムとの合金のいずれか、ならびに、酸化チタンであることを特徴とする請求項1に記載の有害物質除去装置。

【請求項3】
前記前段処理部は、前記多孔質吸着剤を内部に保持する通気性のメッシュ体を備え、前記光触媒は、当該メッシュ体の前記紫外線照射手段側の面にコーティングされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有害物質除去装置。

【請求項4】
前記前段処理部は、当該前段処理部から流出するオゾンを分解するオゾン分解手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載の有害物質除去装置。

【請求項5】
前記後段処理部は、前記気液接触手段と前記電解処理手段との間で前記水を循環させることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちの何れかに記載の有害物質除去装置。

【請求項6】
前記後段処理部は、前記気液接触手段に前記水を掛け流す手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちの何れかに記載の有害物質除去装置。

【請求項7】
前記被処理空気が流れる空調用経路中に前記前段処理部を配置し、該前段処理部の下流側の前記空調用経路中に前記後段処理部を配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項6に記載の有害物質除去装置を用いた空気浄化装置。

【請求項8】
前記空調用経路は、それぞれ前記被処理空気が流れる複数の空調用分岐経路と、各空調用分岐経路を経た前記被処理空気が合流して流れる空調用主経路を有し、前記各空調用分岐経路中にそれぞれ前記前段処理部を配置すると共に、前記空調用主経路中に前記後段処理部を配置したことを特徴とする請求項7に記載の空気浄化装置。

【請求項9】
有害ガス成分を含む被処理空気が流れる経路中に、前記被処理空気中の有害ガス成分を吸着する多孔質吸着剤と光触媒とを配置し、
該光触媒に波長185nmの紫外線を照射しながら、前記経路に、前記被処理空気を流し、前記有毒ガス成分を、より低分子量の中間体に分解する前段処理工程と、
前記前段処理工程により処理された前記中間体を含む前記被処理空気を、水を含む親水性素材のフィルタから成る気液接触手段に接触させ、前記水に溶解した前記中間体を、電気分解する後段処理工程と、を有する有害物質除去方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011099273thum.jpg
出願権利状態 登録
分野
  • 生活必需品
  • 処理操作;運輸
  • 化学;冶金
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