JP2002248322A - 排ガス処理方法 - Google Patents
排ガス処理方法Info
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Abstract
物質を高効率で無害化することができる排ガス処理方法
を提供する。 【解決手段】 ダストを除去した排ガスを酸化触媒に通
すようにする。
Description
ス、具体的には、紙、スラッジ焼却炉、廃液燃焼炉、汚
泥焼却炉および廃棄物の焼却炉等から発生する排ガス
や、高炉およびボイラー等の排ガス中の、CO(一酸化
炭素)および/または有機物質を除去することができる
排ガス処理方法に関する。
ダストとともに、ダイオキシン類や窒素酸化物等の有害
物質が含まれており、その除去対策が広く行われてい
る。しかし、近い将来、排ガス中に含まれるCOを無害
化することも求められるようになってくる。COは、特
に、紙やスラッジなどを焼却する際に排出される排ガス
に多く含まれるため、少なくとも、この排ガス中のCO
濃度が100ppm以下であることが求められるように
なってくる。排ガスはまた、有機物質も含むので、その
除去も求められる。ダイオキシン類を分解する触媒によ
って有機物質を除去することもできるが、除去効率をよ
り一層高めることも求められる。
は、焼却炉等から発生する排ガス中のCOを効果的に除
去することができる排ガス処理方法を提供することであ
る。本発明の課題はまた、合わせて、排ガス中の有機物
質を除去することも出来る排ガス処理方法を提供するこ
とである。
解決すべく鋭意検討を行った結果、ダストを除去した排
ガスを酸化触媒に通せば、排ガス中の中のCOおよび/
または有機物質を効果的に除去することができることを
見出し、本発明を完成した。上記の有機物質とは、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、スチレンなどの芳香族化合
物;アセトアルデヒドなどのアルデヒド類;エチレン、
プロピレンなどの不飽和炭化水素;アセトン、メチルエ
チルケトンなどのケトン類;トリエチルアミン、アセト
ニトリル、アクリロニトリルなどの含窒素化合物;イオ
ン酸化物、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル
などのイオウ化合物;アンモニア、HCl、Cl2など
である。
機物質を除去することもできるが、除去効率をより一層
高めることも求められる。排ガスを酸化触媒に通せば、
上記有機物質を除去することも出来る。したがって、本
発明にかかる排ガス処理方法は、排ガス中のCOおよび
/または有機物質を処理するにあたり、ダストを除去し
た排ガスを酸化触媒に通すようにする。上記において、
前記ダストの除去をバグフィルタおよび/またはセラミ
ックフィルタで行うことが好ましい。また、前記酸化触
媒として、排ガス通過路の目開き2〜7mm、排ガスと
の接触面積400〜1500m2/m3のハニカム型触媒
を用いることが好ましい。
れているダイオキシン類分解用触媒や脱硝触媒を併用し
て、ダイオキシン類や窒素化合物を同時に除去するよう
にしてもよい。
おいては、対象となる排ガスは、ダストを含むととも
に、少なくともCOおよび/または有機物質を含むもの
であるが、少なくともCOを含むものが好ましく、少な
くともCOと有機物質とを含むものがより好ましい。本
発明にかかる排ガス処理方法は、まず、排ガス中のダス
トを除塵装置で除去した後に、酸化触媒に通して酸化処
理することによりCOを無害化する。この際、合わせ
て、ベンゼンなどの有機物質をも酸化処理し無害化す
る。
して、ダイオキシン類を除去してもよい。そのため、例
えば、COおよび/または有機物質除去用の酸化触媒を
前段に、ダイオキシン分解触媒を後段に設けることやそ
の逆も可能であるが、好ましくはCOおよび/または有
機物質除去用の酸化触媒を前段に、ダイオキシン分解触
媒を後段に設置することである。なお、1つの反応器内
で、酸化触媒を前段に、ダイオキシン分解触媒を後段に
設置した場合において、酸化触媒での発熱により反応雰
囲気が高温度(例えば600以上)になる場合は、酸化
触媒とダイオキシン分解触媒を別々の反応器に設置し、
2つの反応器の間で排ガスを冷却する(例えば、反応器
間に熱交換器を設置する)ようにすればよい。
ないほど低濃度である場合は、酸化触媒のみを設置すれ
ばよい。以下に、この発明のダスト除去工程と、COお
よび/または有機物質の処理工程とを詳しく述べる。 (ダスト除去)本発明にかかる排ガス処理方法において
は、対象となる排ガスのダスト量は、5mg/Nm3以
上、好ましくは20mg/Nm3以上である。また、ダ
ストの大きさは、0.01μm以上、好ましくは0.0
5μm以上である。ダスト量が5mg/Nm3未満、大
きさが0.01μm未満の場合は、ダストを除去しなく
てもよい。
気集塵器、サイクロン、バグフィルタおよびセラミック
フィルタなど一般に好ましく用いられ、これらのうちの
少なくとも1種以上であればよいが、なかでもバグフィ
ルタおよび/またはセラミックフィルタが好ましく、以
下の理由で、セラミックフィルタがより好ましい。排ガ
スが高温(例えば200℃超)である場合、一旦、減温
した後にバグフィルタに通し、再度昇温して、反応器に
通すことになるが、セラミックフィルタは900℃程度
までの耐熱性があるので、減温して通す必要がない。ま
た、排ガスが低温(例えば120℃未満)の場合、一
旦、120〜200℃に昇温してバグフィルタに通し、
その後、もう一度昇温して酸化触媒に通す必要がある
が、セラミックフィルタでは昇温は反応温度を考慮した
1回のみでよい。セラミックフィルタは、長時間運転し
たのちダストで目詰まりを起こしたときには、噴出空気
等で洗浄して目詰まりを解消することも出来る。
れるものであれば特に限定されない。ろ布の平均目開き
は、0.1〜200μmが好ましく、0.3〜100μ
mがより好ましい。平均目開きが0.1μm未満の場合
は圧力損失が大きくなる傾向があり、200μmを超え
る場合は0.1μm程度の微細粒子の除塵効率が低下す
る傾向がある。セラミックフィルタの平均細孔径は、5
〜50μmが好ましく、10〜20μmがより好まし
い。5μm未満の場合は圧力損失が大きくなる傾向があ
り、50μmを超える場合は0.1μm程度の微細粒子
の除塵効率が低下する傾向がある。
度は、0.05〜5m/sとするのが好ましく、より好
ましくは0.1〜2m/sである。セラミックフィルタ
におけるろ過速度が0.05m/s未満であると、充分
な除塵効果が得られず、一方、5m/秒を超えると、圧
力損失が大きくなりすぎて好ましくない。本発明におい
ては、触媒層の前段に除塵手段を備えているので、触媒
の耐久性を向上させることができる。 (COおよび/または有機物質の処理)本発明におい
て、COおよび/または有機物質の処理に使用する酸化
触媒は、少なくともCOを処理し、さらに有機物質をも
処理し得るものであれば特に制限されないが、複数種の
触媒を用いることも可能である。
を処理する触媒(酸化触媒)を前段に、ダイオキシン分
解触媒を後段に設けることも可能である。ただし、ダイ
オキシン類の処理が必要でないほど低濃度である場合
は、酸化触媒のみ設置すればよい。酸化触媒は、Ti、
Si、Zr、Al、W、V、Mo、Mn、Co、Cu、
Fe、Ni、La、Ce、Pr、Nb、Px、Pd、R
h、Ru、Ir、Ag、Auより選ばれる1種以上の元
素を金属または酸化物として含有すればよいが、ダスト
を含む排ガスには被毒成分を含有することが多いことか
ら、Tiを含む酸化物(例えばTiO2酸化物、TiO2
とSiO2、ZrO2、WO3等の複合酸化物あるいは混
合物)である触媒成分Aと、V、W、Mo、Mn、C
o、Cu、Ni、Feより選ばれる1種以上の金属の酸
化物である触媒成分Bと、Pt、Pd、Rh、Ru、I
rより選ばれる1種以上の貴金属またはその化合物であ
る触媒成分Cとを含有するものが好ましい。
i、W、MoおよびVから選ばれる少なくとも1種の元
素の酸化物を含有するものである。酸化触媒の代表的な
触媒調製例は以下の通りである。Tiを含む酸化物は、
TiO2の単独酸化物、TiO2と他の酸化物との混合物
や複合酸化物のいずれであっても良く、調製法について
は特に限定されない。一例として、TiとSiの複合酸
化物の場合は通常の共沈法により調製できる。具体的に
は、チタン源およびケイ素源を所定量とり、酸性の水溶
液またはゾル状態で10〜100℃に保ち、その中に中
和剤としてアンモニア水を滴下し、pH=2〜10で1
0分から3時間保持してチタンおよびケイ素との共沈物
を生成し、この沈殿物をろ過、充分洗浄後、80〜20
0℃で乾燥し、その後400〜600℃で1〜10時間
焼成し、複合酸化物を得ることができる。
水溶液または酸化物粉体を成型助剤とともに加えて適当
量の水を加え、混合、混練り、押し出し成型機でハニカ
ム状に成型する。その後、50〜120℃で乾燥し、4
00〜600℃で1〜10時間、好ましくは2〜6時間
焼成し、成型物を得る。あるいは触媒成分Bは複合酸化
物をハニカム状に成型した後に触媒B成分の水溶液中に
1〜5分浸漬した後、50〜200℃で乾燥し、次いで
空気中400〜600℃で焼成して担持しても良い。次
に、上記ハニカム成型体を触媒C成分の水溶液に1〜5
分浸漬した後、50〜200℃で乾燥し、次いで空気中
400〜600℃で焼成して完成触媒を得ることが出来
る。
ではない。酸化触媒は、形状の観点からは、円筒状、円
柱状、板状、波板状、球状、ハニカム状などから適宜選
択することができるが、ダストの蓄積を抑えるという意
味でも、上述したようなハニカム状のハニカム型触媒が
好ましく、特に、上記触媒成分A〜Cなどの触媒物質の
一体成型物からなるハニカム型触媒がより好ましい。ま
た、ハニカム型触媒としては、触媒物質をコージェライ
トやムライトなどのハニカム型担体に担持したものであ
ってもよく、セラミックフィルタなどに担持したもので
あってもよい。本発明における酸化触媒には、触媒に蓄
積したダストを除去するスーツブローなどを設けていて
もよい。
2〜7mmであることが好ましく、より好ましくは2〜
6.5mm、さらにより好ましくは2.5〜6.5mm
である。前記目開きが2mm未満の場合は、ダスト除去
工程で除去できなかったダストが触媒に蓄積して、圧力
上昇ひいては活性低下の原因となるため好ましくなく、
7mmを超える場合は、十分な活性を得るためには触媒
量が多く必要となりコストアップの原因となるので好ま
しくない。さらに、ハニカム型触媒は、排ガスとの接触
面積が400〜1500m2/m3であることが好まし
く、より好ましくは400〜1400m2/m3、さらに
より好ましくは450〜1400m2/m3である。前記
接触面積が400m2/m3未満の場合は、十分な活性を
得るためには触媒量が多く必要となりコストアップの原
因となるので好ましくなく、1500m2/m3を超える
場合は、ダスト除去工程で除去できなかったダストが触
媒に蓄積して、圧力上昇ひいては活性低下の原因となる
ため好ましくない。
20000ppmが好ましい。20000ppmを超え
る場合はCOの燃焼熱により触媒が熱的に劣化するおそ
れがある。ただし、20000ppmを超える場合で
も、希釈するなどの方法で20000ppm以下にして
処理することが可能である。ダイオキシン類以外の有機
物質の場合、その濃度は、好ましくは、全量で10〜5
000ppmである。前記触媒の使用温度範囲は150
〜600℃とするのが好ましく、より好ましくは200
〜550℃である。150℃より低い場合は触媒の活性
が低くなり好ましくない。600℃を超える場合は熱的
な影響により、活性成分のシンタリングや比表面積の低
下が生じ、触媒が劣化し易くなるため好ましくない。
00〜50000h-1が好ましく、1000〜3000
0h-1とすることがより好ましい。500h-1を下回る
場合は触媒量が増加し、処理装置が大きくなりすぎ、経
済的でない。50000h-1を超える場合はCOおよび
/または有機物質の処理効率が低下する。酸化触媒にお
ける排ガスの流速は、0.1〜20m/sとするのが好
ましく、より好ましくは0.5〜15m/sとするのが
よい。前記流速が0.1m/s未満であると、ダスト処
理の工程で除去しきれなかったダストが触媒に堆積して
目詰まりしやすくなり、COおよび/または有機物質の
処理効率が低下する。一方、20m/sを超えると、触
媒での圧力損失が大きくなりすぎて、容量の大きなファ
ンが必要となったり、消費電力も増加したりする。
発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定
されるものではない。 −実施例1− 紙・スラッジ焼成炉からの排ガスをアルカリスクラバー
と電気集塵器で処理したのち、さらに、バグフィルタを
使用して、排ガス中のダストを十分に除去した。バグフ
ィルタのろ布としては、平均目開き2μm、ろ過面積
2.4m2のメンブレンガラス織布を使用した。
を100mg/Nm3を含んでいたが、バグフィルタ通
過後の排ガス中のダスト量は、15mg/Nm3となっ
ていた。ダストを除去した排ガスを、流量76Nm3/
h、温度300℃で、酸化触媒とダイオキシン分解触媒
に通した。使用した酸化触媒は、組成がPd:1g/l
・cat、V2O5:2wt%、WO3:7wt%、Ti
O2−SiO2複合酸化物(TiO2:SiO2=4:1、
モル比)、外寸法が150mm角×450mm長さ、目
開きが4.3mm、リブ厚が0.6mm、排ガスとの接
触面積が794m2/m3(SV=7500h-1)のハニ
カム型であった。
O2:V2O5:MoO3=90:5:5(重量比)、外寸
法が150mm角×500mm長さ、目開きが4.3m
m、リブ厚が0.6mm、排ガスとの接触面積が794
m2/m3(SV=6600h-1)のハニカム型であっ
た。これらの触媒に通す前の排ガスは、CO:5000
ppm、アセトアルデヒド:50ppm、ベンゼン:1
00ppm、エチレン:200ppm、HCl:50p
pm、H2O:40%、ダイオキシン類:0.8ng−
TEQ/Nm3(TEQ/Nm3:Toxicity E
quivalent Quantity(毒性当量)/
ノルマル・立方メートル)を含むガスであったが、これ
らの触媒による処理の結果、COは20ppm(除去率
99.6%)、アセトアルデヒドは0.5ppm(除去
率99%)、ベンゼンは5ppm(除去率95%)、エ
チレンは2ppm(除去率99%)、ダイオキシン類は
0.02ng−TEQ/Nm3(除去率97.5%)と
なった。
ったが、各成分の除去効率に変化はなく、また、触媒へ
のダストの付着も見られなかった。 −比較例1− 酸化触媒を使用しないほかは、実施例1と同様にして、
排ガス処理を行ったところ、COは5200ppmとな
り、逆に増加していた。ちなみに、アセトアルデヒドは
1.5ppm、ベンゼンは55ppm、エチレンは12
0ppm、ダイオキシン類は0.02ng−TEQ/N
m3となった。
除いておいて、この排ガスを酸化触媒に通すようにする
ので、排ガス中のCOおよび/または有機物質を高効率
に無害化することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 排ガス中のCOおよび/または有機物質
を処理するにあたり、ダストを除去した排ガスを酸化触
媒に通す、排ガス処理方法。 - 【請求項2】 前記ダストの除去をバグフィルタおよび
/またはセラミックフィルタで行う、請求項1に記載の
排ガス処理方法。 - 【請求項3】 前記酸化触媒が、排ガス通過路の目開き
2〜7mm、排ガスとの接触面積400〜1500m2
/m3のハニカム型触媒である、請求項1または2に記
載の排ガス処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001049264A JP2002248322A (ja) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | 排ガス処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001049264A JP2002248322A (ja) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | 排ガス処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002248322A true JP2002248322A (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=18910392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001049264A Pending JP2002248322A (ja) | 2001-02-23 | 2001-02-23 | 排ガス処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002248322A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-02-23 JP JP2001049264A patent/JP2002248322A/ja active Pending
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