JP2001079346A - ガス処理方法とガス処理装置、およびハニカム状活性炭の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス中に含まれるダイオキシン類を高い除去
率で除去することができるガス処理方法とガス処理装
置、およびをハニカム状活性炭の再生方法を提供するこ
と。 【解決手段】 ダイオキシン類を含むガスを通気抵抗の
小さいハニカム状活性炭に７０℃から３５０℃までの範
囲内の温度で接触させることにより高い除去率でダイオ
キシン類を除去し得る。ハニカム状活性炭にＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｍｏ、または
Ｗの中から選ばれた少なくとも一種以上の金属を含む金
属化合物を担持させることにより、ダイオキシン類の除
去率は一層高められる。そして、接触時にアンモニアを
共存させることにより、ダイオキシン類の除去率が更に
増大されるほか、ガス中に硫黄酸化物、窒素酸化物が含
まれる場合、これらも同時に除去される。ハニカム状活
性炭の再生はダイオキシン類の除去時の接触温度よりも
５０℃以上高い温度に加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハニカム状活性炭に
よるガス処理方法とガス処理装置、およびハニカム状活
性炭の再生方法に関するものであり、更に詳しくは、ダ
イオキシン類を含むガスをハニカム状活性炭に接触させ
てダイオキシン類を除去するガス処理方法とガス処理装
置、およびハニカム状活性炭の再生方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉、ガラス溶融炉、ボイラー、その
他各種の燃焼炉の排ガス、特に都市ごみや産業廃棄物の
焼却炉の排ガスに含まれるダイオキシン類（ポリ塩化ジ
ベンゾ−ｐ−ジオキシン、ポリ塩化ジベンゾフランの総
称）による大気や土壌の汚染、ないしは食品類や母乳の
汚染が大きい社会問題になっており、汚染の防止対策が
緊急に求められている。そして、焼却炉等の燃焼温度を
８５０℃以上に維持すればダイオキシン類の発生が抑制
されることから、燃焼温度の高温化が一つの対策となっ
ている。

【０００３】上記の燃焼温度の高温化のほかに、ダイオ
キシン類を含む排ガスを活性炭等に接触させて除去する
処理方法についても種々の試みがある。例えば、焼却炉
の排ガス中へ消石灰と粉末状活性炭との粉末混合物を吹
き込む方法や、粒状活性炭による固定層、移動層、また
は流動層に排ガスを流して接触させる方法等である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】焼却炉等における燃焼
温度の高温化のためには、耐熱材料を多用した炉を新設
するか旧来の炉を改造することになるが、何れにしても
多大の経費と時間を必要とし、その負担は極めて大き
い。なお、焼却炉には規模の小さいものが多数に存在し
ており、これらにも然るべき汚染防止対策が要請されて
いる。

【０００５】他方、ダイオキシン類を含む排ガスを活性
炭等に接触させて除去する処理方法において、消石灰と
粉末状活性炭との粉末混合物を吹き込む方法は吹き込ん
だ後の粉末混合物の処理に難がある。また、粒状活性炭
を使用する方法は圧力損失が大きく、処理塔に装填した
粒状活性炭層に排ガスを接触させるためには大きいエネ
ルギーを必要とする。そのほか、粒状活性炭は幾何学的
外部表面積が小さいためにダイオキシン類の除去効率が
低く、必要な除去を行うには大型の装置が必要になる。
また、粒状活性炭は開口率が小さいので粉塵による目詰
まりを発生し易く、通気抵抗が大きいので発熱や発火の
怖れがある。

【０００６】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ガス
に含まれるダイオキシン類を高い除去率で除去すること
ができるガス処理方法とコンパクトなガス処理装置、お
よびそれに伴うハニカム状活性炭の簡易な再生方法を提
供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は発明の１、
発明の４、または発明の８の構成によって解決される
が、以下にそれらの解決手段を説明する。

【０００８】発明の１のガス処理方法は、ダイオキシン
類を含むガスからダイオキシン類を除去するに際し、ガ
スを７０℃から３５０℃までの範囲内の温度でハニカム
状活性炭に接触させる方法である。このようなガス処理
方法は、通気抵抗が小さくガスとの接触性に優れたハニ
カム状活性炭を使用するのでダイオキシン類を効率よく
除去することができる。そして、ハニカム状活性炭は高
い除去率でダイオキシン類を除去するので３５０℃を越
える接触温度は必要とせず、最高温度を３５０℃とする
ことによって除塵用にバッグフィルターの使用が可能に
なる。

【０００９】発明の１に従属する発明の２のガス処理方
法は、ダイオキシン類を含むガスをハニカム状活性炭に
接触させるに際して、ハニカム状活性炭としてチタン
（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆ
ｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃ
ｕ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、および
タングステン（Ｗ）の中から選ばれた少なくとも一種の
金属を含む金属化合物を担持させたものを使用する方法
である。このようなガス処理方法は、ダイオキシン類を
一層高い除去率で除去することができる。

【００１０】発明の１に従属する発明の３のガス処理方
法は、ダイオキシン類を含むガスをハニカム状活性炭に
接触させるに際して、アンモニアガスを共存させる方法
である。このようなガス処理方法は、ダイオキシン類に
伴われることが多くハニカム状活性炭の活性点を失活さ
せる塩化水素をアンモニアガスが捕捉し、ダイオキシン
類の除去性能を大幅に向上させるほか、ガスに更に硫黄
酸化物、窒素酸化物が含まれる場合には、硫黄酸化物を
硫酸アンモニウムとして捕捉し、窒素酸化物を窒素ガス
に還元して同時に除去する。

【００１１】発明の４のガス処理装置は、焼却炉、溶融
炉等のダイオキシン類を含む排ガスの処理装置におい
て、ハニカム状活性炭を装填した処理塔がユニットとし
て組み込まれている装置である。このようなガス処理装
置は、通気抵抗が小さくガスとの接触性に優れたハニカ
ム状活性炭に排ガスを接触させることにより、ダイオキ
シン類を高い除去率で除去する。

【００１２】発明の４に従属する発明の５のガス処理装
置は、処理塔に装填されているハニカム状活性炭がチタ
ン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、
バナジウム、モリブデン、およびタングステンの中から
選ばれた少なくとも一種の金属を含む金属化合物を担持
したものである。このようなガス処理装置はダイオキシ
ン類を一層高い除去率で除去する。

【００１３】発明の４に従属する発明の６のガス処理装
置は、吸着塔に装填されているハニカム状活性炭がダイ
オキシン類を含む排ガスと７０℃から３５０℃までの範
囲内の温度で接触されるようにした装置である。このよ
うなガス処理装置は、ダイオキシン類を高い除去率で除
去することができる。そして、ダイオキシン類を高い除
去率で除去するので３５０℃以上の温度は必要とせず、
そのことによって除塵用にバッグフィルタの使用を可能
にする。

【００１４】発明の４に従属する発明の７のガス処理装
置は、ハニカム状活性炭が排ガスと接触されるに際し
て、アンモニアガスを共存させるようにした装置であ
る。このようなガス処理装置は、ダイオキシン類に伴わ
れることが多くハニカム状活性炭を失活させる塩化水素
をアンモニアが捕捉し、ダイオキシン類の除去性能を大
幅に向上させるほか、排ガスに更に硫黄酸化物、窒素酸
化物が含まれる場合には、これらも同時に除去すること
ができる。

【００１５】発明の８のハニカム状活性炭の再生方法
は、ダイオキシン類の除去性能が低下したハニカム状活
性炭を再生するに際し、ダイオキシン類の除去のために
ダイオキシン類を含むガスを接触させた時の加熱温度よ
りも５０℃以上高い温度であって約２００℃から４００
℃までの範囲内の温度に当該ハニカム状活性炭を加熱す
る方法である。ハニカム状活性炭はダイオキシン類を含
む排ガスに伴われてくる燃料由来の未燃焼の炭化水素類
等によって表面が覆われてダイオキシン類の除去性能が
低下するが、このような加熱によって吸着されたダイオ
キシン類、炭化水素類等は脱着されてハニカム状活性炭
は容易に再生される。再生時に脱着されたダイオキシン
類、炭化水素類等は炉に戻すことで再度燃焼、無害化さ
れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガス処理方法とガ
ス処理装置、およびハニカム状活性炭の再生方法を実施
の形態によって具体的に説明する。

【００１７】本発明のガス処理方法は、前述したよう
に、ダイオキシン類を含むガスを７０℃から３５０℃ま
での範囲内の温度でハニカム状活性炭に接触させる方法
である。また、本発明のガス処理装置は焼却炉、溶融炉
等のダイオキシン類を含む排ガスの処理装置において、
ハニカム状活性炭を装填した処理塔がユニットとして組
み込まれている装置である。更には、本発明のハニカム
状活性炭の再生方法は、ダイオキシン類の除去性能が低
下したハニカム状活性炭を再生するに際し、ダイオキシ
ン類の除去時における加熱温度よりも５０℃以上高い温
度であって約２００℃から４００℃までの範囲内の温度
に当該ハニカム状活性炭を加熱する方法である。

【００１８】本発明で使用するハニカム状活性炭は次に
記載する２つの方法によって製造される。第１の方法
は、微粉末とした木炭、石炭、コークス、椰子がら、お
がくず等の活性炭の原料に、ピッチ、粘土鉱物等の結合
剤、アルカリ金属化合物等の賦活剤を加えて水と共に混
練し、混練物を押出成型機によってハニカム形状に押し
出し成型し、一定の長さ（厚さ）に切断して円形状厚
板、方形状厚板とした後に、約５０〜１５０℃の温度で
乾燥し、約４５０〜７００℃の温度で炭化させてから、
水蒸気に暴露して賦活する等の通常的な方法である。ハ
ニカム状活性炭は必要に応じて酸、水等で脱灰処理を施
してもよい。すなわち、活性炭の原料をハニカム形状に
成型した後に、炭化し賦活する方法である。

【００１９】第２の方法は、木炭、石炭、コークス、椰
子がら、おがくず等の活性炭の原料（場合によっては結
合剤、賦活剤を添加し円柱状、不定形状等に成型する）
を通常の方法で炭化、賦活し、必要に応じて酸、水等で
脱灰処理して微粉砕した後、ピッチ、粘土鉱物等の結合
剤を加えて水と共に混練したものを押出成型機によって
ハニカム形状に押し出し成型し、一定の長さ（厚さ）に
切断して円形状厚板、方形状厚板等とする方法であり、
必要に応じて加熱処理される。すなわち、活性炭の原料
を炭化し賦活した後に、ハニカム形状に成型する方法で
ある。勿論、公知の方法で製造してもよく、例えば特開
昭５７−９５８１６号公報に開示されている方法によっ
て製造したものであってもよい。

【００２０】また、ハニカム状活性炭は、Ｔｉ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｍｏ、およびＷか
ら選ばれた少なくとも一種の金属を含む金属化合物を担
持させたものであることが好ましく、これら金属化合物
の担持はハニカム活性炭のダイオキシン類の除去率を大
きく向上させる。これらの中でも特に、Ｃｏ、Ｃｕ及び
Ｖから選ばれた少なくとも１種以上の金属を含む金属化
合物は一層高い除去率を与える。

【００２１】金属化合物を担持させたハニカム状活性炭
は次に示す３方法によって製造される。第１の方法は木
炭、石炭、コークス、椰子がら、おがくず等の活性炭の
原料に上記の金属化合物である硝酸塩、硫酸塩、アンモ
ニウム塩、酸化物等を加えて混練し、前述したように、
混練物を押し出し成型して切断した後、通常の方法で炭
化させ、賦活し、必要に応じて脱灰処理する方法であ
る。第２の方法は、前述の金属化合物を水または溶媒に
溶解させるか懸濁させたものを前述の活性炭の原料に加
えて、通常の方法で炭化させて賦活させ、必要に応じて
脱灰処理した後、結合剤を加えて水と共に混練したもの
を押出成型機によってハニカム状に押し出し成型する方
法である。第３の方法は、前述の金属化合物を水または
溶媒に溶解させるか懸濁させ、あらかじめ作製されたハ
ニカム状活性炭に含浸または散布した後に、加熱して乾
燥する方法である。以上の何れの方法においても、必要
な場合には、任意のガス雰囲気、例えば不活性ガス、還
元性ガス、アンモニア含有ガス、燃焼ガス等で加熱また
は焼成してもよい。そして、金属化合物の担持量は、ハ
ニカム状活性炭に対する金属の重量比で示して１／１
０，０００〜１／１０、好ましくは１／５，０００〜２
／３、更に好ましくは１／２，５００〜１／５である。

【００２２】押し出し成型されるハニカム状活性炭のセ
ルが形成される面となる断面の形状は円形、正方形、長
方形、正三角形、その他、どのような形状であってもよ
いが、然るべき円筒形状ないしは角筒形状の処理塔に容
易に経済的に敷き詰め得る形状と寸法を有するものであ
ることが好ましい。従って、およその最大外径は３０〜
３００ｍｍの範囲内とされる。また、厚さはダイオキシ
ン類の除去性能が保証される範囲内で適宜選択される。
また、厚さは取扱い性の点から５〜２００ｍｍであるこ
とが好ましく、厚さ７．５〜１５０ｍｍであることが更
に好ましい。そして、厚さ１０〜１００ｍｍであるこ
と、例えば厚さ１０〜６０ｍｍの範囲内にあることが最
も好ましい。図１は一例としての断面が正方形状である
ハニカム状活性炭１をその内部に形成されている多数の
セル１１と共に示す斜視図であり、ハニカム活性炭１の
一辺の長さ１５０ｍｍで、厚さ３０ｍｍとしたものであ
る。また、セル１１のピッチは１．５ｍｍであり、セル
１１を囲んでいるリブの厚さは０．３ｍｍである。

【００２３】上記のプロセスにおいて、結合剤のピッチ
は炭化時に同時に炭化され、結合剤の粘土鉱物は固形分
として残留する。得られるハニカム状活性炭は多孔性の
点で炭素含有量は３０重量％以上であることが好まし
く、６５重量％以上であることが更に好ましい。炭素含
有量の上限値は９９．５重量％である。また、ハニカム
状活性炭のＢＥＴ法によって測定される比表面積は２０
０〜３，０００ｍ² ／ｇであり、好ましくは３００〜
２，５００ｍ² ／ｇであり、更に好ましくは３５０〜
２，０００ｍ² ／ｇである。

【００２４】そして、単位面積当りのセル数（以降、セ
ル数と略記する）は好ましくは１０〜１，５００個／
（インチ）² 、更に好ましくは２０〜１，０００個／
（インチ）² 、最も好ましくは２５〜７５０個／（イン
チ）² の範囲内にある。この程度のセル数を有するハニ
カム状活性炭は、ペレット状の円柱状活性炭と比較し
て、通気抵抗が遥かに小さく、熱を容易に除くことがで
き熱をこもらせないので発熱や発火の怖れはなく、広い
温度範囲での使用が可能である。また粉塵による目詰ま
りも発生させない。図２は代表的なハニカム状活性炭
（セル数３００個／（インチ）² ）とペレット状の円柱
状活性炭（直径４ｍｍφ×高さ６ｍｍ）との積層体につ
いて通気抵抗を比較した図であり、両対数目盛の横軸を
風速、縦軸を圧力損失として示されている。例えば、風
速０．５ｍ／ｓｅｃにおいて、線Ａによって示されるハ
ニカム状活性炭の圧力損失は線Ｂによって示される円柱
状活性炭の圧力損失のほぼ１／１０である。

【００２５】次に、本発明のガス処理方法およびガス処
理装置におけるハニカム状活性炭のの使用方法について
説明する。ハニカム状活性炭はダイオキシン類を含むガ
スからダイオキシン類を除去するための処理塔内に装填
して使用される。即ち、図１に示したようなハニカム状
活性炭を処理塔内に層状に敷き詰めて一層とし、これを
多層に積み上げて使用される。この場合、積層されるハ
ニカム状活性炭の機械的強度、ダイオキシン類の除去性
能、接触させるガスの種類に応じて、種類の異なる複数
のハニカム状活性炭、例えば炭素含有量の異なるもの、
セル数の異なるもの、ＢＥＴ比表面積の異なるもの等を
組み合わせて積層してもよい。勿論、金属化合物を担持
させたハニカム状活性炭を組み合わせてもよい。

【００２６】本発明においては、ダイオキシン類を含む
ガスを、必要な場合にはあらかじめバッグフィルターに
よって除塵した後に、所定の温度でハニカム状活性炭に
接触させる。ハニカム状活性炭にはガス流路としての多
数のセルが形成されているのでガスの空間速度を大きく
取ることができ、空間速度の範囲は、０℃、１気圧に換
算して、３，０００〜３，０００，０００／ｈｒが可能
であり、好ましくは５，０００〜２，０００，０００／
ｈｒの範囲内、更に好ましくは７，５００〜１，００
０，０００／ｈｒの範囲内にある。

【００２７】ダイオキシン類を含むガスをハニカム状活
性炭に接触させる温度を７０℃未満とすると、共存する
ガスの影響を受けてダイオキシン類の除去率が低くなる
ので、接触温度は７０℃以上とすることが必要である。
接触温度を高くする程、ダイオキシン類の除去率は高く
なるので、接触温度は１００℃以上とすることが好まし
く、更には１３０℃以上とすることがより好ましい。そ
して、高い除去率が得られるので３５０℃を越える接触
温度は必要とせず、３５０℃を越える接触温度はバッグ
フィルターを高温度に暴露させることになり易く実際的
な除塵を不能にする。最も好ましい接触温度は１６０℃
〜３５０℃の範囲内にある。

【００２８】ダイオキシン類を含むガスをハニカム状活
性炭と接触させる際には、アンモニアガスを共存させる
ことが望ましく、アンモニア（ＮＨ₃ ）の共存はダイオ
キシン類の除去率を大幅に向上させ、接触温度の低下を
可能ならしめる。すなわち、ダイオキシン類を含むガス
に伴われることが多い塩化水素ガスをアンモニアが（式
１）に示すように捕捉するので、塩化水素（ＨＣｌ）に
よって占められ消費されるハニカム状活性炭の活性点が
ダイオキシン類の除去に使用されるようになるからあ
る。 ＨＣｌ ＋ ＮＨ₃ → ＮＨ₄ Ｃｌ （式１）

【００２９】更には、ダイオキシン類を含むガスに、塩
化水素以外に、硫黄酸化物、窒素酸化物、一酸化炭素が
存在する場合には、硫黄酸化物は硫酸アンモニウムとし
て固定されるほか、窒素酸化物はアンモニアによって還
元されて窒素ガスとなり、一酸化炭素も酸化されて除去
される。すなわち、排ガスの窒素酸化物や硫黄酸化物に
よる大気汚染を同時に防ぎ得るというメリットがある。
例えば、ガスに硫黄酸化物（ＳＯ₂ 、ＳＯ₃ ）が含まれ
る場合には、これらは通常的な酸素（Ｏ₂ ）および水分
（Ｈ₂ Ｏ）の存在下、（式２）、（式３）に従って硫酸
（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）化される。 ＳＯ₂ ＋ Ｏ₂ ／２ → ＳＯ₃ （式２） ＳＯ₃ ＋ Ｈ₂ Ｏ → Ｈ₂ ＳＯ₄ （式３） そして生成する硫酸は、（式４）に示すように、アンモ
ニアと反応し硫酸アンモニウム（（ＮＨ₄ ）₂ ＳＯ₄ ）
として固定される。 Ｈ₂ ＳＯ₄ ＋ ２ＮＨ₃ → （ＮＨ₄ ）₂ ＳＯ₄ （式４） また、窒素酸化物（ＮＯ_x ）は、（式５）に示すよう
に、窒素（Ｎ₂ ）に還元される。 ＮＯ_x ＋ ＮＨ₃ → Ｎ₂ （式５） そして（式５）の一例は（式６）として示される。 ６ＮＯ ＋ ４ＮＨ₃ → ５Ｎ₂ ＋６Ｈ₂ Ｏ （式６）

【００３０】共存させるアンモニアガスの量はダイオキ
シン類を含むガスに含まれる塩化水素、窒素酸化物、硫
黄酸化物の化学当量の総和を最大量として、必要に応じ
減量してもよい。そして当該アンモニアガス量の下限は
塩化水素の化学当量である。アンモニアを吹き込む箇所
はバッグフィルターの前後の何れであってもよい。ま
た、吹き込み時には、アンモニアを均等に共存させると
いう点で、他の不活性ガスで希釈して吹き込むことが望
ましい。なお、ハニカム状活性炭との接触温度において
アンモニアを発生するような化合物、例えば尿素の粉末
をアンモニアに変えて吹き込むようにしてもよい。その
他、メチルアミン類もアンモニアと同等に作用する。

【００３１】焼却炉等のダイオキシン類を含む排ガスに
は、燃料由来の未燃焼で比較的高沸点の炭化水素類等が
ダイオキシン類と比較して多量に含まれているが、ハニ
カム状活性炭をダイオキシン類の除去に長時間の使用を
続けると、炭化水素類等がハニカム状活性炭の表面を覆
うようになるので、ＢＥＴ比表面積が大きいハニカム状
活性炭をであっても徐々にダイオキシン類の除去性能が
低下してくる。従って、ハニカム状活性炭の再生が必要
になるが、ハニカム状活性炭は粒状活性炭に比較して通
気抵抗が小さいので、再生処理の方法は簡単である。す
なわち、ダイオキシン類の除去性能が低下したハニカム
状活性炭の再生は、ダイオキシン類の除去に際してダイ
オキシン類を含むガスを接触させた時の加熱温度よりも
５０℃以上高い温度であって約２００〜４００℃の範囲
内の温度に当該ハニカム状活性炭を加熱するだけでよ
い。再生に要する時間は再生時の加熱温度にもよるが、
通常的には５分間〜１０時間、好ましくは１０分間〜
７．５時間、更に好ましくは２０分間〜５時間の範囲内
にある。このようにして、ハニカム状活性炭の表面を覆
っている未燃焼の炭化水素類等は脱着され、ハニカム状
活性炭のダイオキシン類の除去性能が回復される。

【００３２】再生雰囲気は酸素濃度が０．５〜２１容積
％である限り特に制限されない。これはハニカム状活性
炭の通気抵抗が小さく、粒状活性炭のように発熱、発火
の危険がないからである。むしろ、酸素濃度０．５〜２
１容積％の酸素の存在はハニカム状活性炭の表面に炭化
水素類等から炭素がデポジットすることを抑制する効果
が認められる。上記の酸素濃度の制限のもとに、ハニカ
ム状活性炭の再生は不活性ガス、還元性ガス、アンモニ
ア含有ガス、燃焼ガス等の雰囲気で行うことも可能であ
る。例えば、再生はダイオキシンを除去する条件下で、
その温度のみを加熱処理温度よりも５０℃以上高い温度
であって約２００〜４００℃の範囲内に入る条件で行え
ばよい。その時の再生後のガスは焼却炉に戻す方法が好
ましい。

【００３３】都市ごみや産業廃棄物の焼却炉、各種の工
業用溶融炉、ガス燃焼炉等における排ガスの中和塔やス
クラバー等からなるガス処理装置において、ハニカム状
活性炭を装填した処理塔をユニットとして組み込むこと
により、排ガスからダイオキシン類を除去し得るガス処
理装置とすることができる。すなわち、処理塔は、排ガ
スの入口管、出口管を備えた円筒形状または角筒形状の
塔の下部に格子状受皿を設け、その上へ図１に示したよ
うなハニカム状活性炭を単位として敷き詰めて一層と
し、これを多層に積み重ねて装填する。必要な場合には
最上層の上に格子状抑え皿を配して構成される。

【００３４】処理塔内に装填されたハニカム状活性炭に
排ガスを一定の温度で接触させるために、要すれば、処
理塔に保温材ないしは加熱用ジャケットが付加される。
また、ハニカム状活性炭に接触させる排ガスに共存させ
るアンモニアガスの吹き込みノズルを入口管の上流に挿
入したものとすることが好ましい。

【００３５】

【実施例】以下、本発明のガス処理方法とガス処理装
置、およびハニカム状活性炭の再生方法を実施例によっ
て具体的に説明するが、勿論、本発明はこれらによって
限定されるものではない。

【００３６】（実施例１）プラスチック廃棄物の焼却炉
の排ガスをバッグフィルターで除塵した後のガスについ
て、ダイオキシン類の除去テストを行った。外形寸法が
縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ３０ｍｍで、活性炭
含有量７０重量％、セル数３００個／（インチ）² 、Ｂ
ＥＴ比表面積８５０ｍ² ／ｇのハニカム状活性炭を多数
枚用意して、底面の内法が３００ｍｍ×３００ｍｍの角
塔形状の処理塔の内部に、各層に４枚を敷き詰め、トー
タルの高さが３００ｍｍとなるように１０層に積層し
た。この処理塔に除塵した上記の排ガスを温度１７７℃
として線流速１．９７ｍ／ｓｅｃ、空間速度２４，００
０／ｈｒ（何れも０℃、１気圧の状態に換算）で流し
て、処理塔の入口と出口におけるダイオキシン類、およ
び硫黄酸化物（ＳＯ_x ）、窒素酸化物（ＮＯ_x ）、一酸
化炭素の濃度を測定し、それぞれの除去率を求めて表１
に示した。なお、排ガスの組成は、平均値で酸素１８．
４容積％、水蒸気２２容積％、塩化水素９５ｐｐｍであ
った。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１に見られるように、ダイオキシン類
（Ｔ）とダイオキシン類（Ｗ）の何れの測定において
も、ダイオキシン類は高い除去率で除去されている。ま
た、この実施例１においては、アンモニアガスを吹き込
みは行っていないが、硫黄酸化物は１００％、窒素酸化
物は５８％、一酸化炭素は５５％が除去された。

【００３９】（実施例２）実施例１の条件で３５日間の
連続テストを行ったところ、ダイオキシン類の除去率が
６５％に低下したので、他の条件は同様にし排ガスの温
度のみ３００℃に昇温して３０分間流し、処理塔内のハ
ニカム状活性炭の再生を行った。そして、排ガスの温度
を１７７℃に戻し、６時間後に、実施例１と同様にし
て、ダイオキシン類の除去率を測定したところ、除去率
は９５％に回復していた。その結果を表２に示した。

【００４０】

【表２】

【００４１】（実施例３）実施例１において、バッグフ
ィルターで除塵した後の排ガスにアンモニアガスを濃度
が３００ｐｐｍとなるように吹き込み、実施例１と同様
にして、ダイオキシン類の除去率を測定したところ、ダ
イオキシン類の除去率は９８％を示した。測定結果を表
３に示した。

【００４２】

【表３】

【００４３】（実施例４）金属化合物を担持させたハニ
カム状活性炭について、金属化合物の種類によるダイオ
キシン類の除去率を比較した。所定量のＴｉＯＳＯ₄
（硫酸チタニル）、Ｃｒ（ＮＯ₃ ）₃ ・９Ｈ₂ Ｏ（硝酸
クロム）、Ｍｎ（ＮＯ₃ ）₂ ・６Ｈ₂ Ｏ（硝酸マンガ
ン）、Ｆｅ（ＮＯ₃ ）₂ ・６Ｈ₂ Ｏ（硝酸鉄）、Ｃｏ
（ＮＯ₃ ）₂ ・６Ｈ₂ Ｏ（硝酸コバルト）、Ｎｉ（ＮＯ
₂ ）₂ ・６Ｈ₂ Ｏ（硝酸ニッケル）、Ｃｕ（ＮＯ₃ ）₂
・６Ｈ₂ Ｏ（硝酸銅）、ＮＨ₄ ＶＯ₃ （バナジン酸アン
モニウム）、（ＮＨ₄ ）₂ Ｗ₄ Ｏ₁₃・８Ｈ₂ Ｏ（タング
ステン酸アンモニウム）、（ＮＨ₄）₆ Ｍｏ₇ Ｏ₂₄・４
Ｈ₂ Ｏ（モリブデン酸アンモニウム）のそれぞれを水に
溶解して、これら１０種の水溶液を各２１ｇを作成し
た。また、サイズが直径５０ｍｍφ×厚さ２０ｍｍで、
活性炭含有量７０重量％、セル数３００個／（インチ）
² 、ＢＥＴ比表面積９１０ｍ² ／ｇのハニカム状活性炭
Ａを７７枚作成した。そして、ハニカム状活性炭Ａの各
７枚に対して上記１０種の水溶液をそれぞれ散布し、窒
素ガス気流中において温度３００℃で１時間加熱するこ
とにより、ハニカム状活性炭Ａに対して金属換算で各１
重量％の金属化合物を担持させ、表１に示すハニカム状
活性炭Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋを作成
した。これにハニカム状活性炭Ａを加えた１１種類のハ
ニカム状活性炭を各７枚を用意した。

【００４４】上記１１種のハニカム状活性炭の各７枚を
それぞれ内径５０ｍｍφのカラム内に積層して高さ１４
０ｍｍに装填し、実施例１と同様に、プラスチック廃棄
物焼却炉の排ガス（バッグフィルターで除塵したもの）
を温度２３０℃に保持して、線流速１．９７ｍ／ｓｅ
ｃ．空間速度５１，５００／ｈｒ（何れも０℃、１気圧
換算）で流し、カラムの入口と出口におけるダイオキシ
ン類の濃度を測定して、その結果を表４に示した。ま
た、比較例としてＢＥＴ比表面積６６０ｍ² ／ｇの円柱
状活性炭（直径４ｍｍφ×高さ６ｍｍ）Ｐ、および円柱
状活性炭Ｐに、上記と同様にして、１重量％のＶを担持
させたものＱをそれぞれ内径５０ｍｍφのカラム内に高
さが１４０ｍｍとなるように充填し、上記と同様に、カ
ラムの入口と出口におけるダイオキシン類の濃度を測定
して表４に示した。

【００４５】

【表４】

【００４６】表４からは、ハニカム状活性炭は金属化合
物を担持させることによってダイオキシン類の除去率が
９５％以上に向上することがわかる。そして、その効果
は特にＣｏ、Ｃｕ、Ｖの化合物について大である。その
ほか、ハニカム状活性炭は円柱状活性炭と比較して大き
い除去率を示すことがわかる。

【００４７】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００４８】例えば実施例１おいては、処理すべき排ガ
スに、ダイオキシン類以外に硫黄酸化物、窒素酸化物等
が含まれている場合を説明したが、これら硫黄酸化物、
窒素酸化物等を含まない排ガス、またはこれら硫黄酸化
物、窒素酸化物等をあらかじめ除去した排ガス、ないし
はこれらの焼却炉等の排ガスではなく、工程上で発生す
るダイオキシンを含むガスについても、本発明のガス処
理方法およびガス処理装置が適用されることは言うまで
もない。

【００４９】また実施例１から実施例４までにおいて
は、ダイオキシン類を含む排ガス源としてプラッスチッ
ク廃棄物の焼却炉を例示したが、これ以外の産業廃棄物
の焼却炉、都市ごみの焼却炉、窯業用キルン、ガラス溶
融炉、コークス炉、廃棄ガス燃焼炉、その他において、
ダイオキシン類を含む排ガスを発生する炉に本発明のガ
ス処理方法およびガス処理装置が適用される。

【００５０】また実施例３においては、ダイオキシン類
を除去すべき排ガスにアンモニアガスを吹き込み共存さ
せたが、そのほかハニカム状活性炭との接触温度でアン
モニアを発生する化合物、例えば尿素の粉末を吹き込ん
で熱分解させてアンモニアを発生させてもよい。アンモ
ニアの一部または全部をメチルアミン、エチルアミンに
替えても同様な効果が得られる。また実施例４において
は、ハニカム状活性炭に担持させる金属化合物を主とし
て硝酸塩として添加したが、塩酸塩、硫酸塩、またはハ
ロゲン化物の水溶液として添加することも可能であり、
また金属化合物が水以外の溶媒に溶解性を有する場合に
はその溶液を使用してもよい。また実施例１から実施例
３までにおいて使用したハニカム状活性炭１ではセル１
１の形状を正方形としたが、正方形以外の正三角形、正
六角形、その他の形状としても何等差し支えない。

【００５１】

【発明の効果】本発明のガス処理方法とガス処理装置、
およびハニカム状活性炭の再生方法は以上に説明したよ
うな形態で実施され、次に記載するような効果を奏す
る。

【００５２】発明の１のガス処理方法によれば、ダイオ
キシン類を含有するガスからダイオキシン類を除去する
に際し、当該ガスを７０℃から３５０℃までの範囲内の
温度でハニカム状活性炭に接触させるので、粒状活性炭
と比較して通気抵抗が小さくダイオキシン類を高い効率
で除去することができることにより、ガス処理装置をコ
ンパクトにすることを可能にすると共に、低コストの除
去を可能にする。

【００５３】発明の２のガス処理方法によれば、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｍｏ、およ
びＷの中の少なくとも一種の金属を含む金属化合物を担
持させたハニカム状活性炭を使用するので、ダイオキシ
ン類を一層高い除去率で除去する。発明の３のガス処理
方法によれば、ダイオキシン類を含むガスをハニカム状
活性炭に接触させるに際して共存させるアンモニアガス
がダイオキシン類に共存しハニカム状活性炭の活性点を
失活させる塩化水素を捕捉するので、結果的にダイオキ
シン類の除去性能を大きく向上させる。また、ガスに更
に硫黄酸化物や窒素酸化物が含まれる場合には、共存さ
せるアンモニアガスが硫黄酸化物を硫酸アンモニウムと
して固定し、窒素酸化物を還元して窒素ガスとするの
で、ガス中からダイオキシン類と同時に硫黄酸化物と窒
素酸化物を除去することができる。

【００５４】発明の４のガス処理装置によれば、焼却
炉、溶融炉等のダイオキシン類を含む排ガスの処理装置
にハニカム状活性炭を装填した処理塔がユニットとして
組み込まれているので、焼却炉、溶融炉等の排ガスから
ダイオキシン類を除去することができる。発明の５のガ
ス処理装置によれば、処理塔内に装填されているハニカ
ム状活性炭にＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｖ、Ｍｏ、およびＷの中の少なくとも一種の金属を
含む金属化合物を担持されているので、接触される排ガ
スからダイオキシン類を一層高い除去率で除去する。

【００５５】発明の６のガス処理装置によれば、処理塔
内に装填されているハニカム状活性炭にダイオキシン類
を含む排ガスを７０℃から３５０℃までの範囲内の温度
で接触させるので、焼却炉、溶融炉等の排ガスからダイ
オキシン類を高い除去率で除去する。発明の７のガス処
理装置によれば、処理塔内に装填されているハニカム状
活性炭に焼却炉、溶融炉等の排ガスを接触させるに際し
てアンモニアガスを共存させるので、排ガスからダイオ
キシン類を高い除去率で除去し得る。また、排ガス中に
更に硫黄酸化物や窒素酸化物が含まれている場合には、
硫黄酸化物を硫酸アンモニウムとして固定し、窒素酸化
物を窒素ガスに還元するので、ダイオキシン類と同時に
硫黄酸化物、窒素酸化物の除去が可能であり大気汚染を
効果的に防ぐ。

【００５６】発明の８のハニカム状活性炭の再生方法に
よれば、ダイオキシン類の除去時に適用した加熱温度よ
りも５０℃以上高い温度で加熱するという簡易な方法で
ダイオキシン類の除去性能が低下したハニカム状活性炭
を再生することができるのでこの面からもダイオキシン
類の除去の低コスト化を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハニカム状活性炭の一例を示す斜視図である。

【図２】活性炭の積層体についての風速と圧力損失との
関係を示す図であり、線Ａはハニカム状活性炭の場合、
線Ｂは円柱状活性炭（ペレット状）の場合を示す。

【符号の説明】

１ ハニカム状活性炭 １１ セル

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 21/06 Ｂ０１Ｊ 23/26 Ａ 23/22 23/28 Ａ 23/26 23/30 Ａ 23/28 23/34 Ａ 23/30 23/72 Ａ 23/34 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ 23/72 53/36 Ｇ 23/745 Ｂ０１Ｊ 23/74 ３０１Ａ 23/75 ３１１Ａ 23/755 ３２１Ａ (72)発明者 佐藤 正則 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 (72)発明者 河野 吏志 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AA12 AA19 AA21 AC01 AC04 BA04 BA05 BA14 CA07 DA07 DA21 DA22 DA23 DA24 DA41 EA08 GA01 GA02 GB01 GB02 GB03 GB08 GB11 GB12 4D048 AA11 AB03 AC04 BA07X BA07Y BA23X BA23Y BA25X BA25Y BA26X BA26Y BA27X BA27Y BA28X BA28Y BA35X BA35Y BA36X BA36Y BA37X BA37Y BA38X BA38Y CD01 4G066 AA05B AA13B AA23B AA24B AA25B AA26B AA27B AA52D BA07 BA26 CA23 CA28 CA33 CA35 CA51 DA02 FA12 FA21 GA01 GA32 4G069 AA03 AA08 BA08A BA08B BC31A BC31B BC50A BC50B BC54A BC54B BC58A BC58B BC59A BC59B BC60A BC60B BC62A BC62B BC66A BC66B BC67A BC67B BC68A BC68B CA02 CA10 CA19 DA06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイオキシン類を含むガスからダイオキ
   シン類を除去するに際し、前記ガスを７０℃から３５０
   ℃までの範囲内の温度でハニカム状活性炭に接触させる
   ことを特徴とするガス処理方法。
2. 【請求項２】 前記ハニカム状活性炭がチタン（Ｔ
   ｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆ
   ｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃ
   ｕ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、および
   タングステン（Ｗ）の中から選ばれた少なくとも一種の
   金属を含む金属化合物を担持したものである請求項１に
   記載のガス処理方法。
3. 【請求項３】 ダイオキシン類を含む前記ガスを前記ハ
   ニカム状活性炭に接触させるに際して、アンモニアガス
   を共存させる請求項１または請求項２に記載のガス処理
   方法。
4. 【請求項４】 ダイオキシン類を含む排ガスの処理装置
   において、 ハニカム状活性炭を装填した処理塔がユニットとして組
   み込まれていることを特徴とするガス処理装置。
5. 【請求項５】 前記ハニカム状活性炭がチタン（Ｔ
   ｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆ
   ｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃ
   ｕ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、および
   タングステン（Ｗ）の中から選ばれた少なくとも一種の
   金属を含む金属化合物を担持したものである請求項４に
   記載のガス処理装置。
6. 【請求項６】 前記ハニカム状活性炭が前記排ガスと７
   ０℃から３５０℃までの範囲内の温度で接触される請求
   項４または請求項５に記載のガス処理装置。
7. 【請求項７】 前記ハニカム状活性炭が前記排ガスと接
   触されるに際して、アンモニアガスを共存させるように
   構成されている請求項４から請求項６までの何れかに記
   載のガス処理装置。
8. 【請求項８】 ダイオキシン類の除去性能が低下したハ
   ニカム状活性炭を再生するに際し、ダイオキシン類の除
   去のためにダイオキシン類を含むガスを接触させた時の
   加熱温度よりも５０℃以上高い温度であって約２００℃
   から４００℃までの範囲内の温度に前記ハニカム状活性
   炭を加熱することを特徴とするハニカム状活性炭の再生
   方法。