JP2000093798A - 有機塩素化合物分解触媒、その製法および排ガスの処理方法 - Google Patents
有機塩素化合物分解触媒、その製法および排ガスの処理方法Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス中に含まれる有害な有機塩素化合物、
例えばダイオキシン類を吸着した活性炭の後処理を不要
とする、有機塩素化合物分解触媒、その製法、および該
触媒を用いた排ガス処理方法を提供する。 【解決手段】 メソポアカーボンを担体とし、これに触
媒活性成分として、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｅ、ＡｇおよびＰｄ
から選ばれた金属またはその化合物が担持されている有
機塩素化合物分解触媒。
例えばダイオキシン類を吸着した活性炭の後処理を不要
とする、有機塩素化合物分解触媒、その製法、および該
触媒を用いた排ガス処理方法を提供する。 【解決手段】 メソポアカーボンを担体とし、これに触
媒活性成分として、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｅ、ＡｇおよびＰｄ
から選ばれた金属またはその化合物が担持されている有
機塩素化合物分解触媒。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機塩素化合物分
解触媒およびその製法および排ガスの処理方法に関し、
さらに詳しくはごみ焼却炉、化学プラントなどから発生
する有機塩素化合物、例えばダイオキシン類、クロロベ
ンゼンなどのダイオキシン前駆体等を分解、除去する触
媒およびその製法および排ガスの処理方法に関する。
解触媒およびその製法および排ガスの処理方法に関し、
さらに詳しくはごみ焼却炉、化学プラントなどから発生
する有機塩素化合物、例えばダイオキシン類、クロロベ
ンゼンなどのダイオキシン前駆体等を分解、除去する触
媒およびその製法および排ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、排ガスから有機塩素化合物を除去
する方法として、排ガス処理系統の中の集塵器の後段に
酸化触媒を充填した触媒反応塔を設けて分解処理する方
法や、活性炭を充填した活性炭吸着塔を設け吸着除去す
る方法、または上記排ガス通路に脱塩素剤とともに活性
炭を投入し、脱塩とともに有機塩素化合物を活性炭に吸
着、回収し、活性炭ごと焼却処理する方法等が行われて
いた。しかしながら、触媒反応塔の場合には、排ガス中
のダストによる触媒性能劣化を避けるため、反応塔をバ
グフィルタ等の後段に設置する必要があり、このため本
来触媒は高温域でより高活性であるにもかかわらず、バ
グフィルタの耐熱限界程度の低温域で使用せざるを得な
い事情があり、効率が悪かった。また活性炭吸着塔を用
いる場合には、大規模な装置が必要となり、経済的にも
不利である上、使用後の活性炭の処理が大きな問題とな
る。活性炭吹き込み方式の場合には、活性炭を効率よく
使用するため、なるべく低温域で、すなわちバグフィル
タの入口直前で活性炭を吹き込むため、活性炭への吸着
はバグフィルタで捕集されるまでの短い間に限定され、
不利であるうえ、捕集された使用後の活性炭の処理が大
きな問題となる。
する方法として、排ガス処理系統の中の集塵器の後段に
酸化触媒を充填した触媒反応塔を設けて分解処理する方
法や、活性炭を充填した活性炭吸着塔を設け吸着除去す
る方法、または上記排ガス通路に脱塩素剤とともに活性
炭を投入し、脱塩とともに有機塩素化合物を活性炭に吸
着、回収し、活性炭ごと焼却処理する方法等が行われて
いた。しかしながら、触媒反応塔の場合には、排ガス中
のダストによる触媒性能劣化を避けるため、反応塔をバ
グフィルタ等の後段に設置する必要があり、このため本
来触媒は高温域でより高活性であるにもかかわらず、バ
グフィルタの耐熱限界程度の低温域で使用せざるを得な
い事情があり、効率が悪かった。また活性炭吸着塔を用
いる場合には、大規模な装置が必要となり、経済的にも
不利である上、使用後の活性炭の処理が大きな問題とな
る。活性炭吹き込み方式の場合には、活性炭を効率よく
使用するため、なるべく低温域で、すなわちバグフィル
タの入口直前で活性炭を吹き込むため、活性炭への吸着
はバグフィルタで捕集されるまでの短い間に限定され、
不利であるうえ、捕集された使用後の活性炭の処理が大
きな問題となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、排ガ
ス中に含まれる有害な有機塩素化合物、例えばダイオキ
シン類を吸着した活性炭の後処理を不要とする、有機塩
素化合物分解触媒、その製法、および該触媒を用いた排
ガス処理方法を提供することにある。
ス中に含まれる有害な有機塩素化合物、例えばダイオキ
シン類を吸着した活性炭の後処理を不要とする、有機塩
素化合物分解触媒、その製法、および該触媒を用いた排
ガス処理方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）有機塩素化合物を含有する排ガスから該有機塩素
化合物を分解除去する触媒において、メソポアカーボン
を担体とし、これに触媒活性成分として、Ｃｕ、Ｆｅ、
Ｃｅ、ＡｇおよびＰｄから選ばれた金属またはその化合
物が担持されている有機塩素化合物分解触媒。 （２）前記金属またはその化合物が全触媒重量基準で５
〜５０％含有されている（１）記載の有機塩素化合物分
解触媒。 （３）前記金属またはその化合物が粒径２〜３０ｎｍの
微粒子状で担体表面上、およびその一部が担体中に埋ま
った形で分散している（１）記載の有機塩素化合物分解
触媒。 （４）前記メソポアカーボンの細孔径が１５〜５００Å
の範囲内にある（１）記載の有機塩素化合物分解触媒。 （５）前記メソポアカーボンの細孔容積が０．１〜１ｍ
ｌ／ｇの範囲内にある（１）記載の有機塩素化合物分解
触媒。 （６）イオン交換樹脂にＣｕ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ａｇおよび
Ｐｄから選ばれた金属イオンを吸着させ、２５０〜３５
０℃で不融化処理した後、６００〜９００℃で炭化・賦
活させる（１）記載の有機塩素化合物分解触媒の製法。 （７）有機塩素化合物を含有する排ガスが通る配管中
に、（１）記載の触媒を投入し、排ガスと接触させて有
機塩素化合物を分解除去する排ガス処理方法。 （８）（１）記載の触媒を、粉体、粒体、または水性ス
ラリ状で配管中に投入する（７）記載の排ガス処理方
法。 （９）（１）記載の触媒を前記排ガスが通る配管中に投
入する際に、脱塩素剤を供給する（７）記載の排ガス処
理方法。 （１０）移動床式反応装置に（１）記載の触媒を供給
し、排ガスと接触させて有機塩素化合物を分解除去する
排ガス処理方法。
に、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）有機塩素化合物を含有する排ガスから該有機塩素
化合物を分解除去する触媒において、メソポアカーボン
を担体とし、これに触媒活性成分として、Ｃｕ、Ｆｅ、
Ｃｅ、ＡｇおよびＰｄから選ばれた金属またはその化合
物が担持されている有機塩素化合物分解触媒。 （２）前記金属またはその化合物が全触媒重量基準で５
〜５０％含有されている（１）記載の有機塩素化合物分
解触媒。 （３）前記金属またはその化合物が粒径２〜３０ｎｍの
微粒子状で担体表面上、およびその一部が担体中に埋ま
った形で分散している（１）記載の有機塩素化合物分解
触媒。 （４）前記メソポアカーボンの細孔径が１５〜５００Å
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ｌ／ｇの範囲内にある（１）記載の有機塩素化合物分解
触媒。 （６）イオン交換樹脂にＣｕ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ａｇおよび
Ｐｄから選ばれた金属イオンを吸着させ、２５０〜３５
０℃で不融化処理した後、６００〜９００℃で炭化・賦
活させる（１）記載の有機塩素化合物分解触媒の製法。 （７）有機塩素化合物を含有する排ガスが通る配管中
に、（１）記載の触媒を投入し、排ガスと接触させて有
機塩素化合物を分解除去する排ガス処理方法。 （８）（１）記載の触媒を、粉体、粒体、または水性ス
ラリ状で配管中に投入する（７）記載の排ガス処理方
法。 （９）（１）記載の触媒を前記排ガスが通る配管中に投
入する際に、脱塩素剤を供給する（７）記載の排ガス処
理方法。 （１０）移動床式反応装置に（１）記載の触媒を供給
し、排ガスと接触させて有機塩素化合物を分解除去する
排ガス処理方法。
【０００５】〔作用〕本発明の触媒より、排ガスから有
機塩素化合物が分解、除去されるメカニズム（触媒作
用）は以下のように考えられる。 （１）排ガス中を浮遊する有機塩素化合物が本触媒の細
孔に侵入する。 （２）本触媒のメソポアカーボンは多孔質炭素なので、
通常の活性炭と同様に侵入した有機塩素化合物が吸着さ
れる。 （３）酸素活性の高い金属により、比較的低温でも有機
塩素化合物の酸化分解（燃焼）が促進されるため、吸着
された有機塩素化合物も燃焼し、無害化される。
機塩素化合物が分解、除去されるメカニズム（触媒作
用）は以下のように考えられる。 （１）排ガス中を浮遊する有機塩素化合物が本触媒の細
孔に侵入する。 （２）本触媒のメソポアカーボンは多孔質炭素なので、
通常の活性炭と同様に侵入した有機塩素化合物が吸着さ
れる。 （３）酸素活性の高い金属により、比較的低温でも有機
塩素化合物の酸化分解（燃焼）が促進されるため、吸着
された有機塩素化合物も燃焼し、無害化される。
【０００６】通常の活性炭は、低温域でよく吸着し、高
温になるにしたがい性能は低下するが、本発明のメソポ
アカーボンを担体とする触媒は、比較的高温、例えば２
２０℃程度から、冷却塔出口からバグフィルタ入口まで
の、例えば１８０℃ぐらいまでの温度域でも、通常の活
性炭よりも効率よく排ガスを処理することができる。本
発明の処理対象とする排ガスは、有機塩素化合物、例え
ばダイオキシン類およびその前駆体（クロロベンゼン
他）を含有する排ガスである。
温になるにしたがい性能は低下するが、本発明のメソポ
アカーボンを担体とする触媒は、比較的高温、例えば２
２０℃程度から、冷却塔出口からバグフィルタ入口まで
の、例えば１８０℃ぐらいまでの温度域でも、通常の活
性炭よりも効率よく排ガスを処理することができる。本
発明の処理対象とする排ガスは、有機塩素化合物、例え
ばダイオキシン類およびその前駆体（クロロベンゼン
他）を含有する排ガスである。
【０００７】本発明において、メソポアカーボンとは、
多孔質カーボンの一種で、その細孔径分布はメソポア領
域（２０〜５００Å）に単一の鋭いピークを有するもの
である。このメソポアカーボンは、従来の活性炭とは異
なり、これよりも大口径で、かつその口径が揃っている
という特徴がある。従来の吸着剤として用いられる活性
炭は、主に直径が２０Å未満の細孔から構成され、メソ
ポアは全体の一割以下しか存在しない。このため分子サ
イズが細孔径よりも小さな物質の吸着には適している
が、該細孔径よりも大きな分子（おおよそ２０Å以上）
の吸着には適していない。この点、メソポアカーボンの
細孔は、上述のメソポア領域に分布し、かつ特定の細孔
直径を中心に形成されるので、比較的大きな有機塩素化
合物の吸着に優れている。また通常の活性炭を触媒の担
体とした場合、細孔サイズに制限されて触媒担持量を大
きくとれないため、結果として触媒の性能が低くなる。
メソポアカーボンは細孔径が大きいので、触媒担持量を
大きくできる利点がある。つまり、メソポアカーボン
は、通常の活性炭では吸着しにくい比較的大きな分子を
吸着することができる上に、通常の活性炭では担持でき
ない大容量の触媒の担体として用いることができる。
多孔質カーボンの一種で、その細孔径分布はメソポア領
域（２０〜５００Å）に単一の鋭いピークを有するもの
である。このメソポアカーボンは、従来の活性炭とは異
なり、これよりも大口径で、かつその口径が揃っている
という特徴がある。従来の吸着剤として用いられる活性
炭は、主に直径が２０Å未満の細孔から構成され、メソ
ポアは全体の一割以下しか存在しない。このため分子サ
イズが細孔径よりも小さな物質の吸着には適している
が、該細孔径よりも大きな分子（おおよそ２０Å以上）
の吸着には適していない。この点、メソポアカーボンの
細孔は、上述のメソポア領域に分布し、かつ特定の細孔
直径を中心に形成されるので、比較的大きな有機塩素化
合物の吸着に優れている。また通常の活性炭を触媒の担
体とした場合、細孔サイズに制限されて触媒担持量を大
きくとれないため、結果として触媒の性能が低くなる。
メソポアカーボンは細孔径が大きいので、触媒担持量を
大きくできる利点がある。つまり、メソポアカーボン
は、通常の活性炭では吸着しにくい比較的大きな分子を
吸着することができる上に、通常の活性炭では担持でき
ない大容量の触媒の担体として用いることができる。
【０００８】本発明は、このメソポアカーボンの持つ２
つの特徴に着目し、これに触媒活性成分としてＣｕ、Ｆ
ｅ、Ｃｅ、ＡｇおよびＰｄから選ばれた金属またはその
化合物を担持し、比較的分子量の大きな有機塩素化合物
を効率よく吸着するとともに、触媒作用により有機塩素
化合物を酸化分解処理するものである。金属化合物とし
ては、触媒製造時（炭化時）の温度や雰囲気ガス種など
の処理条件を選ぶことにより、酸化物、硫化物、窒化
物、炭化物、リン化物など種々のものを調製できる。
つの特徴に着目し、これに触媒活性成分としてＣｕ、Ｆ
ｅ、Ｃｅ、ＡｇおよびＰｄから選ばれた金属またはその
化合物を担持し、比較的分子量の大きな有機塩素化合物
を効率よく吸着するとともに、触媒作用により有機塩素
化合物を酸化分解処理するものである。金属化合物とし
ては、触媒製造時（炭化時）の温度や雰囲気ガス種など
の処理条件を選ぶことにより、酸化物、硫化物、窒化
物、炭化物、リン化物など種々のものを調製できる。
【０００９】本発明において、前記金属またはその化合
物（触媒活性成分）が全触媒重量基準で５〜５０％、好
ましくは２５〜４０％含有されることが好ましい。触媒
中の前記活性成分が２５％未満の場合は触媒効果が充分
でなく、また４０％を越える場合は触媒効果が飽和して
不経済である。前記触媒活性成分は粒径２〜３０ｎｍ、
好ましくは２〜１０ｎｍの微粒子状でなるべく均一に分
散していることが好ましい。また、前記メソポアカーボ
ンの細孔半径は２０〜５００Å、およびその細孔容積が
０．１〜１ｍｌ／ｇの範囲内にあることが好ましい。な
お、排ガス中に塩素が存在する場合、脱塩素剤で処理す
ることが望ましい。脱塩素剤としては、生石灰、炭酸ナ
トリウム等があげられる。以下、本発明を図面により具
体的に説明する。
物（触媒活性成分）が全触媒重量基準で５〜５０％、好
ましくは２５〜４０％含有されることが好ましい。触媒
中の前記活性成分が２５％未満の場合は触媒効果が充分
でなく、また４０％を越える場合は触媒効果が飽和して
不経済である。前記触媒活性成分は粒径２〜３０ｎｍ、
好ましくは２〜１０ｎｍの微粒子状でなるべく均一に分
散していることが好ましい。また、前記メソポアカーボ
ンの細孔半径は２０〜５００Å、およびその細孔容積が
０．１〜１ｍｌ／ｇの範囲内にあることが好ましい。な
お、排ガス中に塩素が存在する場合、脱塩素剤で処理す
ることが望ましい。脱塩素剤としては、生石灰、炭酸ナ
トリウム等があげられる。以下、本発明を図面により具
体的に説明する。
【００１０】図１は、有機塩素化合物を含む排ガス流路
に本発明の触媒を吹き込んで該排ガスを処理する一例を
示す説明図、図２は、本発明の触媒を充填した充填塔に
前記排ガスを通過させて有機塩素化合物を分解、除去す
る方法を示す実験装置の説明図、図３は、同じく移動床
式触媒塔を用いて排ガスを処理する方法を示す説明図で
ある。
に本発明の触媒を吹き込んで該排ガスを処理する一例を
示す説明図、図２は、本発明の触媒を充填した充填塔に
前記排ガスを通過させて有機塩素化合物を分解、除去す
る方法を示す実験装置の説明図、図３は、同じく移動床
式触媒塔を用いて排ガスを処理する方法を示す説明図で
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１において、本発明の排ガス処
理方法に用いる装置は、排ガスを冷却するガス冷却塔１
と、該ガス冷却塔１を出た排ガスをバグフィルタ装置３
に搬送する管路５と、該排ガス管路５の途中に設けられ
た触媒吹き込み管６と、バグフィルタ装置３の直前に設
けられた脱塩素剤としての消石灰、助剤供給管７とバグ
フィルタ装置３の出口に連結された煙突８とからなる。
なお、図中９および１０は、排ガス中の有機塩素化合物
濃度の測定装置である。図１の装置において、排ガスに
はガス冷却塔１に導入され、ここで冷却された排ガスは
管路５を通ってバグフィルタ装置３に送られるが、その
途中で本発明の触媒が管路６から吹き込まれる。排ガス
中の有機塩素化合物は触媒により吸着、分解処理される
とともに、バグフィルタの前段では消石灰、助剤が管路
７から投入され、生成した塩素等の酸性成分が吸着、除
去され、これらの触媒、消石灰等はバグフィルタ３内で
捕集され、清浄化された排ガスは、煙突８から系外に排
出される。
理方法に用いる装置は、排ガスを冷却するガス冷却塔１
と、該ガス冷却塔１を出た排ガスをバグフィルタ装置３
に搬送する管路５と、該排ガス管路５の途中に設けられ
た触媒吹き込み管６と、バグフィルタ装置３の直前に設
けられた脱塩素剤としての消石灰、助剤供給管７とバグ
フィルタ装置３の出口に連結された煙突８とからなる。
なお、図中９および１０は、排ガス中の有機塩素化合物
濃度の測定装置である。図１の装置において、排ガスに
はガス冷却塔１に導入され、ここで冷却された排ガスは
管路５を通ってバグフィルタ装置３に送られるが、その
途中で本発明の触媒が管路６から吹き込まれる。排ガス
中の有機塩素化合物は触媒により吸着、分解処理される
とともに、バグフィルタの前段では消石灰、助剤が管路
７から投入され、生成した塩素等の酸性成分が吸着、除
去され、これらの触媒、消石灰等はバグフィルタ３内で
捕集され、清浄化された排ガスは、煙突８から系外に排
出される。
【００１２】図２の実験装置は、排ガス２中のダスト等
の固形物が除去されるバグフィルタ１１と、該バグフィ
ルタ１１を出た排ガスを煙突から排出させるための管路
１２と、煙突１６と、管路１２のバイパス管路１３およ
び１５と、その途中に設けられた触媒充填管１４とから
なる。この装置において、バルブ１９を開にし、バグフ
ィルタ１１を通過した排ガス２の一部を管路１３から触
媒充填塔１４に導入し、該排ガス中の有機塩素化合物を
吸着、分解処理した後、排ガスを管路１５を経て煙突１
６から排出させる。この時触媒充填塔１４の入口および
出口でそれぞれ該排ガス中の有機塩素化合物濃度が測定
される。
の固形物が除去されるバグフィルタ１１と、該バグフィ
ルタ１１を出た排ガスを煙突から排出させるための管路
１２と、煙突１６と、管路１２のバイパス管路１３およ
び１５と、その途中に設けられた触媒充填管１４とから
なる。この装置において、バルブ１９を開にし、バグフ
ィルタ１１を通過した排ガス２の一部を管路１３から触
媒充填塔１４に導入し、該排ガス中の有機塩素化合物を
吸着、分解処理した後、排ガスを管路１５を経て煙突１
６から排出させる。この時触媒充填塔１４の入口および
出口でそれぞれ該排ガス中の有機塩素化合物濃度が測定
される。
【００１３】図３の装置は、排ガス２中のダスト等の固
形物が分離されるバグフィルタ２１と、該バグフィルタ
２１を出た排ガスを処理する移動床式触媒塔２２と、該
触媒塔２２を出た排ガスが系外に排出するための煙突２
３とからなる。図２の場合と同様にバグフィルタ２１を
出た排ガスは移動床式触媒塔２２を通過する間に該排ガ
ス中の有機塩素化合物が吸着、除去され、清浄化された
排ガスは煙突２３から系外に排出される。
形物が分離されるバグフィルタ２１と、該バグフィルタ
２１を出た排ガスを処理する移動床式触媒塔２２と、該
触媒塔２２を出た排ガスが系外に排出するための煙突２
３とからなる。図２の場合と同様にバグフィルタ２１を
出た排ガスは移動床式触媒塔２２を通過する間に該排ガ
ス中の有機塩素化合物が吸着、除去され、清浄化された
排ガスは煙突２３から系外に排出される。
【００１４】
【実施例】実施例１ 図１に示した装置を用い、流動床式焼却炉から出た排ガ
スを処理した。すなわち焼却炉を出た排ガスをガス冷却
塔で水噴射により冷却し（２２０℃程度まで）、管路５
からバグフィルタ装置３に搬送する管路５の途中で本発
明のメソポアカーボン触媒を吹き込み（１５０ｍｇ／Ｎ
ｍ3 および５００ｍｇ／Ｎｍ3 ）、また同時にバグフィ
ルタ装置３の直前に消石灰と助剤を吹き込み、バグフィ
ルタで固形物を捕集した後、清浄化されたガスを煙突８
を通して系外に排出した。比較として本発明の触媒の代
わりに通常の活性炭を用いて同様に吸着処理した。ガス
冷却塔１出口、バグフィルタ３出口およびバグフィルタ
３中の回収残渣のダイオキシン類（ＤＸＮｓ）濃度を表
１に示す。
スを処理した。すなわち焼却炉を出た排ガスをガス冷却
塔で水噴射により冷却し（２２０℃程度まで）、管路５
からバグフィルタ装置３に搬送する管路５の途中で本発
明のメソポアカーボン触媒を吹き込み（１５０ｍｇ／Ｎ
ｍ3 および５００ｍｇ／Ｎｍ3 ）、また同時にバグフィ
ルタ装置３の直前に消石灰と助剤を吹き込み、バグフィ
ルタで固形物を捕集した後、清浄化されたガスを煙突８
を通して系外に排出した。比較として本発明の触媒の代
わりに通常の活性炭を用いて同様に吸着処理した。ガス
冷却塔１出口、バグフィルタ３出口およびバグフィルタ
３中の回収残渣のダイオキシン類（ＤＸＮｓ）濃度を表
１に示す。
【００１５】
【表１】 表１の結果から、本発明の触媒を用いた場合には、通常
の活性炭よりもバグフィルタ３出口の有機塩素化合物濃
度が低く、本発明の触媒が単なる吸着剤としてでなく、
触媒として作用し、有機塩素化合物が分解していること
がわかる。また通常の活性炭では、後段のバグフィルタ
３から回収された残渣中には有機塩素化合物を吸着した
活性炭が含まれているが、本発明の触媒を用いた場合に
は、残渣中の有機塩素化合物はほとんど検出されなかっ
た。これは本発明の触媒の場合は、触媒作用により該有
機塩素化合物が分解処理されたためと考えられる。よっ
て本発明の触媒を使用した場合には、残渣の後処理の問
題はなく、経済的に有利であるととともに、環境保護に
も役立つものといえる。 実施例２ 図２に示した実験装置の触媒充填管１４内に触媒として
メソポアカーボン触媒の円柱状ペレットを０．００１ｍ
3 充填し、流動層焼却炉から排出され、水噴射式冷却塔
で冷却した１８０℃の排ガスの一部を分岐させて触媒充
填管に０．２Ｎｍ3 ／ｈｒで通過させ、排ガス中の有機
塩素化合物を吸着、分解処理した。その結果を通常の活
性炭と比較して表２に示した（ＴＥＱ：ＴＣＤＤ毒性等
価換算濃度）。
の活性炭よりもバグフィルタ３出口の有機塩素化合物濃
度が低く、本発明の触媒が単なる吸着剤としてでなく、
触媒として作用し、有機塩素化合物が分解していること
がわかる。また通常の活性炭では、後段のバグフィルタ
３から回収された残渣中には有機塩素化合物を吸着した
活性炭が含まれているが、本発明の触媒を用いた場合に
は、残渣中の有機塩素化合物はほとんど検出されなかっ
た。これは本発明の触媒の場合は、触媒作用により該有
機塩素化合物が分解処理されたためと考えられる。よっ
て本発明の触媒を使用した場合には、残渣の後処理の問
題はなく、経済的に有利であるととともに、環境保護に
も役立つものといえる。 実施例２ 図２に示した実験装置の触媒充填管１４内に触媒として
メソポアカーボン触媒の円柱状ペレットを０．００１ｍ
3 充填し、流動層焼却炉から排出され、水噴射式冷却塔
で冷却した１８０℃の排ガスの一部を分岐させて触媒充
填管に０．２Ｎｍ3 ／ｈｒで通過させ、排ガス中の有機
塩素化合物を吸着、分解処理した。その結果を通常の活
性炭と比較して表２に示した（ＴＥＱ：ＴＣＤＤ毒性等
価換算濃度）。
【００１６】
【表２】 実験結果から、実験装置出口での有機塩素化合物濃度を
比較すると、メソポアカーボン触媒の方が通常の活性炭
よりも大幅に低いことがわかる。これは、メソポアカー
ボン触媒の場合は単なる吸着ではなくて、触媒により分
解も起こっているためと考えられる。また実験装置から
回収した活性炭を分析したところ、通常の活性炭からは
有機塩素化合物が検出されたが、メソポアカーボン触媒
の場合はほとんど有機塩素化合物が検出されなかった。
このことからもメソポアカーボン触媒の場合には、有機
塩素化合物が触媒作用により分解除去されていることが
わかる。このように通常の活性炭では、吸着した有機塩
素化合物が残存するため、後処理の問題があるが、メソ
ポアカーボン触媒の場合にはこのような問題がないこと
がわかる。 実施例３（メソポアカーボン触媒の製造法） 炭素原料としてイオン交換樹脂（三菱化学社製、キレー
ト樹脂ＣＲ−１１）を用い、該イオン交換樹脂を充填し
たカラムに、０．５ＮのＦｅ3+、Ｃｕ2+、Ｃｏ 2+、Ｎｉ
2+各イオン水溶液をそれぞれ流下させて吸着させ、乾燥
したものを２５０℃で１時間不融化処理を行い、さらに
窒素気流中で９００℃で３時間保持して炭化させ、得ら
れた炭化物を９００℃でＣＯ2 −Ｎ2 混合ガス（ＣＯ2
５０％）で１時間賦活処理し、メソポアカーボン触媒を
調製した。これらの触媒の特性を表３に示す。触媒の性
能評価は、図２に示した実験装置にメソポアカーボン触
媒１０グラムを充填し、有機塩素化合物としてダイオキ
シンと酸化分解挙動が類似しているクロロフェノールを
含有するガスを２００℃で通過させ、各メソポアカーボ
ン触媒の性能を比較する実験を行った。試験結果を表３
に示した。
比較すると、メソポアカーボン触媒の方が通常の活性炭
よりも大幅に低いことがわかる。これは、メソポアカー
ボン触媒の場合は単なる吸着ではなくて、触媒により分
解も起こっているためと考えられる。また実験装置から
回収した活性炭を分析したところ、通常の活性炭からは
有機塩素化合物が検出されたが、メソポアカーボン触媒
の場合はほとんど有機塩素化合物が検出されなかった。
このことからもメソポアカーボン触媒の場合には、有機
塩素化合物が触媒作用により分解除去されていることが
わかる。このように通常の活性炭では、吸着した有機塩
素化合物が残存するため、後処理の問題があるが、メソ
ポアカーボン触媒の場合にはこのような問題がないこと
がわかる。 実施例３（メソポアカーボン触媒の製造法） 炭素原料としてイオン交換樹脂（三菱化学社製、キレー
ト樹脂ＣＲ−１１）を用い、該イオン交換樹脂を充填し
たカラムに、０．５ＮのＦｅ3+、Ｃｕ2+、Ｃｏ 2+、Ｎｉ
2+各イオン水溶液をそれぞれ流下させて吸着させ、乾燥
したものを２５０℃で１時間不融化処理を行い、さらに
窒素気流中で９００℃で３時間保持して炭化させ、得ら
れた炭化物を９００℃でＣＯ2 −Ｎ2 混合ガス（ＣＯ2
５０％）で１時間賦活処理し、メソポアカーボン触媒を
調製した。これらの触媒の特性を表３に示す。触媒の性
能評価は、図２に示した実験装置にメソポアカーボン触
媒１０グラムを充填し、有機塩素化合物としてダイオキ
シンと酸化分解挙動が類似しているクロロフェノールを
含有するガスを２００℃で通過させ、各メソポアカーボ
ン触媒の性能を比較する実験を行った。試験結果を表３
に示した。
【００１７】
【表３】 試験結果から明らかなように、Ｃｕ、Ｆｅを担持したメ
ソポアカーボン触媒はＣｏやＮｉを担持したものよりも
高い分解率を示した。一般に排ガス冷却塔の出口からバ
グフィルタまでの温度は２００℃程度なので、Ｃｕ、Ｆ
ｅを担持させたメソポアカーボン触媒は２００℃程度の
排ガスが流れる配管中に吹き込んで使用することができ
る。なお４００℃以上では、上記いずれの金属でも分解
率は１００％になるが、これは、高温になればどの金属
の場合でも酸化反応（触媒燃焼）より燃焼するためであ
る。なお、Ｃｕ、Ｆｅ以外のＣｅ、ＡｇまたはＰｄの各
金属化合物についても有機塩素化合物の分解効果が認め
られた。
ソポアカーボン触媒はＣｏやＮｉを担持したものよりも
高い分解率を示した。一般に排ガス冷却塔の出口からバ
グフィルタまでの温度は２００℃程度なので、Ｃｕ、Ｆ
ｅを担持させたメソポアカーボン触媒は２００℃程度の
排ガスが流れる配管中に吹き込んで使用することができ
る。なお４００℃以上では、上記いずれの金属でも分解
率は１００％になるが、これは、高温になればどの金属
の場合でも酸化反応（触媒燃焼）より燃焼するためであ
る。なお、Ｃｕ、Ｆｅ以外のＣｅ、ＡｇまたはＰｄの各
金属化合物についても有機塩素化合物の分解効果が認め
られた。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、有機塩素化合物を含有
する排ガス中の有機塩素化合物を吸着し、さらにこれを
酸化分解させることができる触媒、該触媒を用いた排ガ
ス処理方法および該触媒の製法を提供することができ、
これによりダイオキシン類等を吸着した活性炭等の後処
理を要することなく、有機塩素化合物を含む排ガスから
有害な有機塩素化合物を除去し、無害化することができ
る。
する排ガス中の有機塩素化合物を吸着し、さらにこれを
酸化分解させることができる触媒、該触媒を用いた排ガ
ス処理方法および該触媒の製法を提供することができ、
これによりダイオキシン類等を吸着した活性炭等の後処
理を要することなく、有機塩素化合物を含む排ガスから
有害な有機塩素化合物を除去し、無害化することができ
る。
【図１】有機塩素化合物を含む排ガス流路に本発明の触
媒を吹き込んで該排ガスを処理する一例を示す説明図。
媒を吹き込んで該排ガスを処理する一例を示す説明図。
【図２】本発明の触媒を充填した充填塔管に前記排ガス
の一部を導入、通過させて有機塩素化合物を分解、除去
する実験装置を示す説明図。
の一部を導入、通過させて有機塩素化合物を分解、除去
する実験装置を示す説明図。
【図３】移動床式触媒塔を用いて排ガスを処理する一例
を示す説明図。
を示す説明図。
【符号の説明】 １…ガス冷却塔、２…排ガス、５…排ガス管路、６…メ
ソポアカーボン触媒導入管路、３…バグフィルタ装置、
９、１０…排ガス中の有機塩素化合物測定装置、８…煙
突。
ソポアカーボン触媒導入管路、３…バグフィルタ装置、
９、１０…排ガス中の有機塩素化合物測定装置、８…煙
突。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 23/72 Ｃ０１Ｂ 31/08 Ｚ 23/75 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｇ 23/755 Ｂ０１Ｊ 23/74 ３１１Ａ Ｃ０１Ｂ 31/08 ３２１Ａ (72)発明者 坪井 秀行 千葉県市原市八幡海岸通１番地 三井造船 株式会社千葉事業所内 Ｆターム(参考） 4D048 AA11 AB03 BA05X BA05Y BA19X BA19Y BA31X BA31Y BA34X BA34Y BA35X BA35Y BA36X BA36Y BB01 BB02 BB17 CA08 CB01 CC29 CC33 CC39 CC41 CC61 CD03 CD04 CD08 EA04 4G046 AA06 CA07 CB01 CB08 4G069 AA03 AA08 BA08A BA23A BC31A BC32A BC43A BC66A BC72A CA02 CA11 CA19 DA07 EA01X EA02X EA06 EB18X EC07X EC13X EC14X EC15X EC26 FA02 FB26 FB29 FB30 FB34
Claims (10)
- 【請求項１】有機塩素化合物を含有する排ガスから該有
機塩素化合物を分解除去する触媒において、メソポアカ
ーボンを担体とし、これに触媒活性成分として、Ｃｕ、
Ｆｅ、Ｃｅ、ＡｇおよびＰｄから選ばれた金属またはそ
の化合物が担持されている有機塩素化合物分解触媒。 - 【請求項２】前記金属またはその化合物が全触媒重量基
準で５〜５０％含有されている請求項１記載の有機塩素
化合物分解触媒。 - 【請求項３】前記金属またはその化合物が粒径２〜３０
ｎｍの微粒子状で担体表面上、およびその一部が担体中
に埋まった形で分散している請求項１記載の有機塩素化
合物分解触媒。 - 【請求項４】前記メソポアカーボンの細孔径が１５〜５
００Åの範囲内にある請求項１記載の有機塩素化合物分
解触媒。 - 【請求項５】前記メソポアカーボンの細孔容積が０．１
〜１ｍｌ／ｇの範囲内にある請求項１記載の有機塩素化
合物分解触媒。 - 【請求項６】イオン交換樹脂にＣｕ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ａｇ
およびＰｄから選ばれた金属イオンを吸着させ、２５０
〜３５０℃で不融化処理した後、６００〜９００℃で炭
化・賦活させる請求項１記載の有機塩素化合物分解触媒
の製法。 - 【請求項７】有機塩素化合物を含有する排ガスが通る配
管中に、請求項１記載の触媒を投入し、排ガスと接触さ
せて有機塩素化合物を分解除去する排ガス処理方法。 - 【請求項８】請求項１記載の触媒を、粉体、粒体、また
は水性スラリ状で配管中に投入する請求項７記載の排ガ
ス処理方法。 - 【請求項９】請求項１記載の触媒を前記排ガスが通る配
管中に投入する際に、脱塩素剤を供給する請求項７記載
の排ガス処理方法。 - 【請求項１０】移動床式反応装置に請求項１記載の触媒
を供給し、排ガスと接触させて有機塩素化合物を分解除
去する排ガス処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10271040A JP2000093798A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 有機塩素化合物分解触媒、その製法および排ガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10271040A JP2000093798A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 有機塩素化合物分解触媒、その製法および排ガスの処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000093798A true JP2000093798A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17494572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10271040A Pending JP2000093798A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 有機塩素化合物分解触媒、その製法および排ガスの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000093798A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002119851A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-23 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd | 一酸化炭素吸着剤及びその製造方法 |
| JP2005045891A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Yusaku Sakata | 流体移動装置 |
| JP2008222486A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Osaka City | 金属含有炭化物およびその製造方法 |
| CN107961760A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-27 | 华南理工大学 | 一种活性炭负载羟基氧化铁复合吸附剂及其制备与应用 |
| CN109799314A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-24 | 盛守祥 | 一种催化剂活性评价装置及方法 |
| CN113731420A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-03 | 浙江大学 | 一种用于飞灰二噁英脱除的催化剂及其制备方法和应用 |
-
1998
- 1998-09-25 JP JP10271040A patent/JP2000093798A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4734491B2 (ja) * | 2003-07-25 | 2011-07-27 | 国立大学法人 岡山大学 | 流体移動装置 |
| JP2008222486A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Osaka City | 金属含有炭化物およびその製造方法 |
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| CN113731420A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-03 | 浙江大学 | 一种用于飞灰二噁英脱除的催化剂及其制备方法和应用 |
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