JP2002186862A - 触媒成分の回収法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無機繊維基材と触媒とを含む廃触媒体から無機
繊維基材を破壊させることなく触媒のみを容易に剥落さ
せて低コストで回収することができる触媒成分の回収法
を提供すること。 【解決手段】(1) 無機繊維基材と触媒を含む廃触媒体を
水中に配置し、これに加圧水流を衝突させ、該廃触媒体
から触媒成分を剥落させて回収することを特徴とする触
媒成分の回収法。(2) 前記廃触媒体の少なくとも加圧水
流衝突面をメッシュ状物で覆うことを特徴とする触媒成
分の回収法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は触媒成分の回収法に
関し、さらに詳しくは無機繊維基材と触媒を含む廃触媒
体から触媒成分のみを剥落させて回収する触媒成分の回
収法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境汚染防止の観点から、使用済
触媒を再利用して廃棄物の発生量を低減させることが強
く要請されている。触媒体は、充分な強度を有し、かつ
任意の形状に成型することができる基材に触媒を担持さ
せることによって製造されるが、該触媒体の使用済触媒
体から触媒を回収するには、触媒成分を剥落させて触媒
と基材とを分離することが必要である。使用済触媒体か
ら触媒を剥落させる方法としては、例えば、高圧水噴射
ノズルから噴射される噴射圧力１０〜３５ＭＰａの高圧
水を使用済触媒体に直接吹きつける方法（実開昭５８−
１１２４３０号公報）が提案されている。この方法によ
れば、基材が金属メッシュやラス板のような高強度であ
る場合には効率よく触媒のみを剥落させることができ、
剥離した触媒を回収して再利用することにより廃棄物の
発生量を抑制することができる。しかし、上記方法を、
ラス板や金属メッシュよりも強度の低い無機繊維織布等
を基材に用いた触媒体に適用し、噴出圧力１０ＭＰａの
高圧水を吹きつけると、無機繊維基材の一部が破壊さ
れ、触媒とともに剥落するという問題があった。剥落物
に混入する無機繊維の比率が高くなると、無機繊維を取
り除く工程が別途必要となり、処理コストが上昇すると
いう問題が生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
従来技術の問題を解決し、無機繊維基材と触媒とを含む
廃触媒体から無機繊維基材を破壊させることなく触媒の
みを容易に剥落させて低コストで回収することができる
触媒成分の回収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
に本願で特許請求される発明は以下の通りである。 （１）無機繊維基材と触媒を含む廃触媒体を水中に配置
し、これに加圧水流を衝突させ、該廃触媒体から触媒成
分を剥落させて回収することを特徴とする触媒成分の回
収法。 （２）前記廃触媒体の少なくとも加圧水流衝突面でメッ
シュ状物で覆うことを特徴とする（１）に記載の触媒成
分の回収法。

【０００５】

【作用】一般に基材となる無機繊維織布の強度はラス板
や金属メッシュに較べると低いため、無機繊維織布を基
材として使用した廃触媒体に高圧水によるウォータジェ
ットを大気中で直接を衝突させると、無機繊維まで破壊
されてしまい、触媒と無機繊維の混合物しか回収できな
い。本発明の回収法では、大気中でウォータジェットを
衝突させる代わりに水中で加圧水流を廃触媒体に衝突さ
せるため、廃触媒体から無機繊維基材を破壊させること
なく触媒のみを容易に剥落させることができる。水中で
の加圧水流の周辺にはキャビテーションが発生してお
り、該加圧水流はキャビテーションジェットの状態にあ
ると考えられる。キャビテーションが支配的なキャビテ
ーションジェットは、ウォータジェットよりも低い噴出
圧力で、より高い衝撃圧を発生させることができる（佐
藤：日本液体微粒化学会誌平成１１年１２月号）。従っ
て、本発明の回収法によれば、低い噴射圧力で、高い衝
撃圧すなわち強い振動を廃触媒体に与えることができる
ため、無機繊維基材を破壊することなく触媒のみを無機
繊維基材から剥離することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の方法に用いられ
る加圧水流衝突装置の一例を示す説明図であり、図２
は、本発明の方法が適用される廃触媒体の一例を示す説
明図である。図１において、加圧水流衝突装置は、水中
で高圧水４を噴射するノズル２が設置された水槽３と、
高圧水４をノズル２に供給するための水７が貯留された
タンク８と、水７を圧縮する加圧ポンプ６と、ノズル２
に供給する高圧水４の圧力を調整する圧力調整弁５とを
備える。

【０００７】このような加圧水流衝突装置において、廃
触媒体１からの触媒成分の剥落、回収を行う場合には、
廃触媒体１を水槽３の水中の所定位置に配置させ、圧力
調整弁５で噴射圧力が調整された高圧水４をノズル２か
ら噴射させて加圧水流９を廃触媒体１に衝突させる。廃
触媒体１の触媒成分は高圧水流９による衝撃圧を受けて
廃触媒体１から容易に剥落し、基材と触媒が分離され
る。分離された触媒成分は回収されて再利用に供され
る。

【０００８】本発明に用いられる廃触媒体としては無機
繊維基材と触媒を含むものであれば特に制限はなく、他
の成分や基材を含んでいてもよい。無機繊維基材として
は、例えば、ガラス繊維やセラミック繊維などの無機繊
維紡糸を織って網状物または織布としたものが用いら
れ、基材の厚さや開口率に特に制限はない。また触媒成
分の種類にも限定はされない。例えば、廃触媒体は、図
２に示すように２枚の無機繊維基材１１と、これらの基
材間および繊維間隙に充填された触媒１０とで構成され
る。

【０００９】廃触媒体に衝突させる加圧水流の噴射方法
には特に制限はなく、高圧水を噴射するノズルが、図１
のように水槽内に設置されていても、また大気中に設置
されていてもよい。後者の場合には、高圧水を水槽の水
面に向かって噴射させ、水面の乱れによる気体の巻き込
み流入現象を利用して水中での高圧水流にキャビテーシ
ョン気泡核を供給することができるため、より低い噴射
圧力で高い衝撃力をえることができる。水中でのキャビ
テーションジェットによる衝撃圧の分布は、通常、図３
に示すように噴流の軸方向に対して第１ピークと第２ピ
ークの２つのピークを有する。廃触媒体は、衝撃圧の分
布範囲が広いキャビテーションの第２ピークの領域に配
置するのが好ましい。また加圧水流の衝撃圧により無機
繊維基材が破壊されないように適宜ノズルから噴射させ
る高圧水の噴射圧力を調整するのが好ましい。

【００１０】また本発明において、加圧水流を廃触媒体
に衝突させる際には廃触媒体の少なくとも衝突面をメッ
シュ状物で覆うことが好ましい。これにより無機繊維の
一部が水中に散逸するのを防ぐことができる。上記メッ
シュ状物としては特に制限はなく、例えばナイロンメッ
シュ等を用いることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 廃触媒体１として、チタン、モリブデンおよびバナジウ
ムのモル比が９４：５：１になるように配合された酸化
物とシリカアルミナ繊維（商品名カオウール、酸化物に
対して２０重量％）とからなる触媒を、０．６mm厚さの
Ｅガラスクロス（無機繊維基材）２枚の上下面で挟ん
だ、板厚約１．３mmの板状触媒体を使用した。該板状触
媒体はその全重量の２２％が無機繊維基材で構成されて
いる。図１に示す加圧水流衝突装置を使用し、廃触媒体
１をノズル２の先端から３５mm離れた位置に配置させ
た。またタンク８の水７を加圧ポンプ６で加圧し、圧力
調整弁５により水圧４．５ＭＰａに調整した高圧水４を
ノズル２から水槽３の廃触媒体１に向けて放出し、加圧
水流９を廃触媒体１に衝突させた。高圧水４のノズル２
からの放出時間は３秒間とした。この衝突により廃触媒
体１から触媒成分が剥落した。

【００１２】水槽３に沈澱した沈殿物を回収し、沈殿物
中のカルシウムの濃度を蛍光Ｘ線で測定した。このカル
シウムは基材として用いたＥガラスに含まれる成分であ
り、この測定値から、沈殿物中に含まれる無機繊維（Ｅ
ガラスクロス）の含有率を算出し、その結果を表１に示
した。表１から、回収沈殿物中の無機繊維含有率が少な
く、水中での加圧水流の衝突による無機繊維基材の脱落
を大幅に低減できることが確認された。

【００１３】

【表１】 ＊処理前の廃触媒体中の無機繊維の含有率

【００１４】実施例２ 実施例１において、廃触媒体を５mmピッチのナイロンメ
ッシュ（糸径０．２mm）で覆った以外は実施例１と同じ
条件で水中で高圧水流を衝突させた。その結果を表１に
示したが、廃触媒体の加圧水流衝突面をメッシュカバー
で覆うことにより、無機繊維の水中への拡散をさらに抑
制できることが判明した。

【００１５】比較例１ 実施例１において、水槽３に水を充満させずに大気中に
おいてノズル２からウォータジェットを水圧４．５ＭＰ
ａで放出させた以外は実施例１と同じ条件で廃触媒体か
らの触媒成分の分離を行ったが、水圧が低すぎて基材か
ら触媒成分を剥落させることはできなかった。

【００１６】比較例２ 比較例１において、ウオータジェットの水圧を１０ＭＰ
ａとした以外は比較例１と同じ条件で廃触媒体からの触
媒成分の分離を行ったが、表１に示すように、大量の無
機繊維が触媒成分とともに剥落することがわかった。

【００１７】

【発明の効果】請求項１記載の触媒成分の回収法によれ
ば、無機繊維基材を含む廃触媒体から容易に触媒成分を
剥落させて回収できるため、回収処理コストの低減を図
ることができ、また廃触媒体から回収した触媒を再利用
することにより、産業廃棄物量の大幅な削減を図ること
ができる。また請求項２記載の発明によれば、加圧水流
衝突面にメッシュ状物を介在させることにより、無機繊
維の散逸を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる加圧水流衝突装置の一例を
示す説明図。

【図２】本発明が適用される廃触媒体の一例を示す説明
図。

【図３】水中でのキャビテーションジェットによる衝撃
圧の分布図

【符号の説明】

１…廃触媒体、２…ノズル、３…水槽、４…高圧水、５
…圧力調整弁、６…加圧ポンプ、７…水、８…タンク、
９…加圧水流、１０…触媒、１１…無機繊維基材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 一教 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Ｆターム(参考） 4G069 AA10 BA03B BC50B BC54B BC59B EA03Y GA09

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機繊維基材と触媒を含む廃触媒体を水
   中に配置し、これに加圧水流を衝突させ、該廃触媒体か
   ら触媒成分を剥落させて回収することを特徴とする触媒
   成分の回収法。
2. 【請求項２】 前記廃触媒体の少なくとも加圧水流衝突
   面をメッシュ状物で覆うことを特徴とする請求項１に記
   載の触媒成分の回収法。