JP2000300959A - ハロゲン含有有機化合物分解方法およびその装置 - Google Patents
ハロゲン含有有機化合物分解方法およびその装置Info
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Abstract
XNsの酸化反応を利用し、従来技術よりも優れたDX
Nsの分解除去を達成する排ガス浄化方法を提供するこ
とにある。 【解決手段】 ハロゲン含有有機化合物を含む排ガス中
に二酸化窒素(NO2 )または酸化剤を注入し、排ガス
中の一酸化窒素(NO)をNO2 に酸化することにより
排ガス中のNO2 濃度を高めた後、該排ガスを触媒に接
触させて前記ハロゲン含有有機化合物をNO2 で酸化除
去することを特徴とする排ガスの浄化方法。 【効果】 焼却炉などから発生するDXNsを非常に高
い分解活性で効率よく分解することができる。また、そ
のための設備の改良も比較的簡単であり、NO2濃度で
添加量を制御するため、低いランニングコストで高いD
XNs分解活性を得ることができる。
Description
係り、特に排ガス中のハロゲン含有有機化合物を高い分
解率で酸化分解することが可能な排ガス浄化方法に関す
るものである。
炉から発生する排ガス中には、窒素酸化物(NOx)、
硫黄酸化物(SOx)、塩化水素(HCl)などの有害
物質のほかに、微量ではあるが、ポリ塩化ジベンゾジオ
キシンやポリ塩化ジベンゾフランなどのダイオキシン類
およびコプラナー(ポリ塩化ビニル、PCB)などの非
常に毒性の強い有機塩素化合物(以下、DXNsと記
す)が含まれている。近年、環境ホルモンへの関心が高
まる中でDXNsの排出規制が強化され、高効率での浄
化が強く望まれている。
れているが、その中に触媒を用いたDXNsの分解技術
が含まれる。DXNsの分解にはDXNsの熱分解(特
願昭62−50145)、酸素による酸化分解(特願平
02−514726ほか)を利用した技術が一般によく
知られており、また触媒と接触する前にオゾンや過酸化
水素を添加して分解活性を促進する分解方法(特開平0
7−75720)なども知られている。
る前にオゾンおよび/または過酸化水素を添加し、ガス
中のNOをNO2 に酸化することで、反応速度の大きい
NO+NO2 +2NH3 →2NO2 +3H2 Oの反応を
利用して活性向上させる技術(特開平05−21224
4ほか)や、硝酸および/または硝酸アンモニウムをガ
ス中のNOと反応させるか、または触媒により酸化し、
NO2 として添加する技術(特開平09−313888
ほか)などが実用化されている。
も排ガスの規制値をクリアすることは可能であるが、D
XNsはその毒性についてもまだ不明瞭な点が多く、体
内に入ると分解されずに蓄積されるため、できるだ高い
効率で分解除去する必要がある。本発明の課題は、DX
Ns分解に有効なNO2 の還元によるDXNsの酸化反
応を利用し、従来技術よりも優れたDXNsの分解除去
を達成する排ガス浄化方法を提供することにある。
する前にNO2 濃度を高め、例えば触媒層出口でNO2
が検出される濃度とすることにより達成することができ
る。すなわち本願で特許請求される発明は以下のとおり
である。 (1)ハロゲン含有有機化合物を含む排ガス中に二酸化
窒素(NO2 )または酸化剤を注入し、排ガス中の一酸
化窒素(NO)をNO2 に酸化することにより排ガス中
のNO2 濃度を高めた後、該排ガスを触媒に接触させて
前記ハロゲン含有有機化合物をNO2 で酸化除去するこ
とを特徴とする排ガスの浄化方法。
少なくとも前記触媒に接触させた後の排ガス中にNO2
が検出される量以上に維持することを特徴とする(1)
記載の排ガス浄化方法。 (3)前記NO2 濃度を高める手段が、硝酸を分解して
NO2 として添加することである(1)または(2)記
載の排ガス浄化方法。 (4)前記NO2 濃度を高める手段が、硝酸、硝酸アン
モニウム、オゾンおよび過酸化水素の中から選ばれた1
種以上を添加し、排ガス中のNOをNO2 に酸化するこ
とである(1)または(2)記載の排ガス浄化方法。 (5)前記触媒が酸化チタン、酸化バナジウムおよびモ
リブデンまたはタングステンの酸化物を含む触媒である
(1)ないし(4)のいずれかに記載の排ガス浄化方
法。 (6)触媒と接触させた後のNO2 濃度を測定し、その
変化量により前記酸化剤の添加量を制御する(1)なし
い(5)のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
酸化、その他のガス中に含まれる成分による酸化による
分解が考えられる。本発明者らは、この中で次式(1)
に示すNO2 による酸化反応の反応速度が大きいことに
注目し、これを利用したDXNs分解方法について検討
した。
化剤としてオゾンを添加したときのDXNsの分解反応
は、(1)式に加え、下記の反応が起こる。
上することも可能であるが、(2)式の反応により生成
したNO2 により、(1)式の反応が促進される効果が
きわめて大きいことがわかる。
スの浄化のように、脱硝反応と組合わせて用いられるこ
とが多い。このとき脱硝反応の還元剤として主としてN
H3 を添加するが、NH3 を添加したときの脱硝反応は
下記の反応により進行し、窒素酸化物を浄化する。
常に大きい。このため(1)式によりDXNs分解活性
を高めようとし、(2)式によりNO2 を生成しても、
(1)式よりも(5)式が優先的に起こってしまう。す
なわち酸化剤添加による反応促進は、DXNs分解反応
より脱硝反応が優先される。したがって、脱硝反応で使
用される以上の濃度のNO2 が存在する条件下であれ
ば、(2)式の反応によりDXNsの分解活性を高める
ことが可能である。そのために触媒層出口側でNO2 が
検出できる濃度まで触媒層入口のNO2 を増加してやる
ことが重要である。
酸化物を担持したものが効果的であるが、特に酸化チタ
ンに酸化バナジウムとモリブデンまたはタングステンの
酸化物を担持した触媒が効果的である。酸化チタンに酸
化バナジウムまたは金属酸化物を単独で担持した触媒
は、(4)式による活性向上の効果は見られず、酸化チ
タンに酸化バナジウムと金属酸化物を担持した触媒で大
きな効果が得られる。金属酸化物としては、Mn、F
e、Ni、Co、Cu、Ce、Sn、Pt、Pdなどの
金属酸化物が使用できるが、特にMoまたはWの酸化物
が活性向上の効果が大きい。
る。
フローを示す説明図である。図1において、ダイオキシ
ン類の発生源1から排出されるハロゲン含有有機化合物
含有排ガス12中に酸化剤10を添加し、排ガス中のN
OをNO2 に酸化し、さらに脱硝用還元剤11を添加し
た後、ハロゲン含有有機化合物触媒装置4で触媒と接触
させる。触媒装置4の出口排ガス中にNO2 が排出され
るように酸化剤10を添加することにより、効率よく排
ガス中のハロゲン含有有機化合物を分解することができ
る。浄化された排ガスは煙突3から外部へ排出される。
なお、12、13はそれぞれ排ガス煙道を示す。
道13でNO2 が検出される濃度にまでNO2 を増加さ
せることが必要である。NOをNO2 に酸化する酸化剤
10として、硝酸、硝酸アンモニウム、オゾンおよび過
酸化水素から選ばれた一種以上が好ましい。DXNs分
解のみを考えた場合、排ガス中に多量のNOが存在する
条件では、酸化剤を添加する代わりに酸化触媒によりN
OをNO2 に酸化してもよいが、脱硝反応との組合わせ
を考えた場合、NOとNO2 濃度の制御を考慮する必要
が或る。
図であり、図1のフロー図と異なる点は、煙道12にN
O2 供給管9を設け、硝酸水溶液8をポンプ7により硝
酸分解触媒装置5に供給し、ここで生成したNO2 を煙
道12に注入するようにしたことである。NO2 は煙道
12でハロゲン含有有機化合物を含む排ガス中に注入さ
れ、触媒装置4でハロゲン含有有機化合物が接触して酸
化分解される。この方法の利点は、排ガス中にNOが含
まれないか、または排ガス中のNO濃度が低いときでも
NO2 を増加させ、高いDXNs分解率を得ることがで
きる点にある。このとき硝酸の分解によりNO2 を生成
する酸化触媒装置5の触媒は、Mn触媒やCo触媒が適
するが、一般に酸化機能を有する触媒であれば特に問題
はない。
4で用いるハロゲン含有有機化合物分解用触媒について
は、前述のように酸化チタンに酸化バナジウムと金属酸
化物、特にモリブデンまたはタングステンの酸化物を担
持した触媒が効果的である。これらの触媒は、接触反応
に用いることが容易な板状、ハニカム状および粒状など
の成形体として使用することができる。
計算し、これに見合う酸化剤を添加してもよいが、排ガ
ス出口部でNO2 濃度を測定し、その濃度が所定値にな
るように酸化剤の添加量を制御する方法が、酸化剤の添
加量を節減でき、必要以上のNOx添加にならないため
最も効率的である。ガス中のNO2 濃度の増加手段につ
いては、脱硝装置において多くの手段が知られており、
硝酸、硝酸アンモニウム、オゾンまたは過酸化水素を添
加する方法が比較的容易に利用できる。
濃度を増加させた排ガスを、酸化チタンと酸化バナジウ
ムおよび金属酸化物からなる触媒と接触させ、その際触
媒出口でNO2 が少なくとも検出できるように前記NO
2 濃度を増加させることにより、DXNsの分解効率を
大幅に増加させることができる。
る。 実施例1 酸化チタン粉末、メタバナジン酸アンモニウムおよびモ
リブデン酸アンモニウムに水を加え、ニーダで混練し、
原子比でTi/Mo/V=88/5/7なる触媒ペース
トを調製した。一方、繊維径9μmのEガラス性繊維1
400本の捻糸を10本/インチの粗さで平織りにした
網状物にチタニア、シリカゾル、ポリビニルアルコール
のスラリを含浸して剛性を持たせ触媒基材とした。触媒
ペーストを触媒基材2枚の間に置き、圧延ローラを通し
たものを12時間大気中で風乾後、500℃で2時間焼
成し、厚さ1.0mmの板状触媒を得た。上記の板状触媒
を用い、酸化剤として硝酸を200ppm 添加し、その他
は表1に示す試験条件により試験を行い、DXNsを模
擬したクロロベンゼン(CB)の分解率を測定した。
0ppm 添加し、試験を行った。 比較例1 実施例1の触媒を用い、表1に示す条件で試験を行っ
た。 実施例3 実施例1のモリブデン酸アンモニウムの代わりにタング
ステン酸アンモニウムを用い、原子比でTi/W/V=
88/5/7なる触媒を調製した。本触媒を用い、表1
の条件に硝酸を200ppm 添加し、試験を行った。
比でTi/V=93/7なる触媒を得た。本触媒を用
い、表1の条件に硝酸を200ppm 添加し、試験を行っ
た。 実施例4 比較例2の触媒に5wt%のMnOになるよう硝酸マン
ガンを含浸し、120℃で乾燥後、500℃で焼成し触
媒試料とした。本触媒を用い、表1の条件に硝酸を20
0ppm 添加し、試験を行った。 比較例3〜5 実施例3、4および比較例2の触媒を用い、表1に示す
条件で試験を行った。
硝酸を添加したことにより触媒活性が大きく向上したこ
とがわかる。すなわち、実施例1、2の反応における触
媒層出口部でのNOおよびNOx濃度の測定結果は、実
施例1ではNOx>NOであり、(1)式が起こる条件
を充分満たした結果であるが、実施例2ではNOx=N
OとNO2 が不足しており、これ以上(1)式による反
応が起こらない条件にあることがわかる。その結果、C
Bの分解活性は実施例1>実施例2>比較例1となり、
実施例では触媒層出口部でNO2 が検出される濃度以上
のNO2 が存在することで、(1)式による活性向上の
効果が有効に利用されることがわかる。
ら、触媒として酸化チタンに酸化バナジウムを単独で担
持した触媒では効果なく、さらに金属酸化物(この場合
は酸化タングステンまたは酸化マンガン)を担持するこ
とで効果があらわれることがわかる。
るDXNsを非常に高い分解活性で効率よく分解するこ
とができる。また、そのための設備の改良も比較的簡単
であり、NO2 濃度で添加量を制御するため、低いラン
ニングコストで高いDXNs分解活性を得ることができ
る。
ステムフロー図。
分解触媒装置、3…煙突、5…硝酸分解触媒装置、7…
硝酸供給ポンプ、8…硝酸水溶液、9…NO2 供給管、
10…酸化剤供給管、11…脱硝用還元剤供給管、1
2、13…排ガス煙道。
Claims (6)
- 【請求項1】 ハロゲン含有有機化合物を含む排ガス中
に二酸化窒素(NO2 )または酸化剤を注入し、排ガス
中の一酸化窒素(NO)をNO2 に酸化することにより
排ガス中のNO2 濃度を高めた後、該排ガスを触媒に接
触させて前記ハロゲン含有有機化合物をNO2 で酸化除
去することを特徴とする排ガスの浄化方法。 - 【請求項2】 前記NO2 または酸化剤の添加量が少な
くとも前記触媒に接触させた後の排ガス中にNO2 が検
出される量以上に維持することを特徴とする請求項1記
載の排ガス浄化方法。 - 【請求項3】 前記NO2 濃度を高める手段が、硝酸を
分解してNO2 として添加することである請求項1また
は2記載の排ガス浄化方法。 - 【請求項4】 前記NO2 濃度を高める手段が、硝酸、
硝酸アンモニウム、オゾンおよび過酸化水素の中から選
ばれた1種以上を添加し、排ガス中のNOをNO2 に酸
化することである請求項1または2記載の排ガス浄化方
法。 - 【請求項5】 前記触媒が酸化チタン、酸化バナジウム
およびモリブデンまたはタングステンの酸化物を含む触
媒である請求項1ないし4のいずれかに記載の排ガス浄
化方法。 - 【請求項6】 触媒と接触させた後のNO2 濃度を測定
し、その変化量により前記酸化剤の添加量を制御する請
求項1ないし5のいずれかに記載の排ガス浄化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11111064A JP2000300959A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | ハロゲン含有有機化合物分解方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11111064A JP2000300959A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | ハロゲン含有有機化合物分解方法およびその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000300959A true JP2000300959A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14551494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11111064A Pending JP2000300959A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | ハロゲン含有有機化合物分解方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000300959A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001036070A1 (fr) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Procede de decomposition d'un compose organique contenant du chlore et catalyseur mis en oeuvre dans ledit procede |
KR20030047201A (ko) * | 2001-12-08 | 2003-06-18 | 현대자동차주식회사 | 디젤 입자상물질 필터의 재생시스템 |
KR100534922B1 (ko) * | 2003-10-20 | 2005-12-08 | 현대자동차주식회사 | Scr 촉매 시스템의 산화제 분무장치 |
CN102343212A (zh) * | 2011-10-11 | 2012-02-08 | 浙江天蓝环保技术股份有限公司 | 臭氧和过氧化氢协同氧化结合湿法吸收的脱硝工艺 |
CN104857834A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-08-26 | 北京中晶佳镁环境科技股份有限公司 | 基于臭氧的烟气脱硝装置及方法 |
-
1999
- 1999-04-19 JP JP11111064A patent/JP2000300959A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001036070A1 (fr) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Procede de decomposition d'un compose organique contenant du chlore et catalyseur mis en oeuvre dans ledit procede |
KR20030047201A (ko) * | 2001-12-08 | 2003-06-18 | 현대자동차주식회사 | 디젤 입자상물질 필터의 재생시스템 |
KR100534922B1 (ko) * | 2003-10-20 | 2005-12-08 | 현대자동차주식회사 | Scr 촉매 시스템의 산화제 분무장치 |
CN102343212A (zh) * | 2011-10-11 | 2012-02-08 | 浙江天蓝环保技术股份有限公司 | 臭氧和过氧化氢协同氧化结合湿法吸收的脱硝工艺 |
CN104857834A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-08-26 | 北京中晶佳镁环境科技股份有限公司 | 基于臭氧的烟气脱硝装置及方法 |
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