JP2007222696A - Catalyst column for micro-wave reaction and decomposition treatment method using it - Google Patents

Catalyst column for micro-wave reaction and decomposition treatment method using it Download PDF

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Koichi Ito
鉱一 伊藤
Hitoshi Ogawa
仁 小川
Yoko Umeda
陽子 梅田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst column for a micro-wave reaction capable of shortening a reaction requirement time by promoting the micro-wave reaction by increasing an effective irradiation area of a micro-wave in a chemical reaction utilizing the micro-wave, and a decomposition treatment method for an organic halogen compound using it. <P>SOLUTION: In the catalyst column (10) for the micro-wave reaction, an inner wall (12) becoming a catalyst contact surface is constituted by a micro-wave permeating heat resistant material and a wave guide passage (14) is formed. The catalyst is filled in a catalyst filling tank (13) provided in the catalyst column and a liquid to be treated containing the organic halogen compound is circulated in the catalyst layer and is discharged to a lower side. It is irradiated with the micro-wave from above the wave guide passage (14) to decompose the organic halogen compound. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロ波反応用の触媒カラム及びそれを用いた有機ハロゲン化合物の分解処理方法に関する。   The present invention relates to a catalyst column for microwave reaction and an organic halogen compound decomposition method using the same.

マイクロ波照射によって、一部の化学反応が促進或いは効率が向上する効果が得られることは知られているところであり、有機ハロゲン化合物の中でも特に難分解性のポリ塩化ビフェニール(以下PCBと略称することがある。)の分解においても、マイクロ波反応を利用した分解方法が提案されている。   It is known that the effects of promoting some chemical reactions or improving the efficiency can be obtained by microwave irradiation. Among organic halogen compounds, polychlorinated biphenyl (hereinafter abbreviated as PCB) is particularly difficult to decompose. There is also proposed a decomposition method using a microwave reaction.

例えば、特許文献1には、PCBを微量含有する絶縁油に水素供与体を混合し、アルカリ化合物及び無機系触媒の存在下にマイクロ波を照射することにより、PCBを脱塩素化する方法が開示されている。特許文献2には、炭素結晶化合物及び担体に金属を担持させた化合物の中から選ばれる少なくとも1種の触媒をカラムに充填し、PCBと沸点100℃以下のアルコールとアルカリ化合物とを含む反応溶液を前記触媒を充填したカラムに流通させながら、該触媒充填カラムにマイクロ波を照射することにより、PCBを脱塩素化する方法が開示されている。
特許第3678738号公報 特許第3678740号公報
For example, Patent Document 1 discloses a method of dechlorinating PCB by mixing a hydrogen donor with insulating oil containing a trace amount of PCB and irradiating microwaves in the presence of an alkali compound and an inorganic catalyst. Has been. Patent Document 2 discloses a reaction solution in which a column is filled with at least one catalyst selected from a carbon crystal compound and a compound in which a metal is supported on a support, and contains a PCB, an alcohol having a boiling point of 100 ° C. or less, and an alkali compound. Has been disclosed in which PCB is dechlorinated by irradiating the catalyst-filled column with microwaves while circulating the catalyst through the catalyst-filled column.
Japanese Patent No. 3678738 Japanese Patent No. 3678740

しかしながら、PCB等の分解効率を上げるために触媒量を増やして触媒層を厚くした場合、マイクロ波照射面より、ある程度の深さまではマイクロ波による反応促進効果が得られるが、それ以上の厚みにしてもマイクロ波が届き難くなるため、常温分解反応としてしか寄与できなくなり、結果的に分解反応が遅くなるという問題点があった。   However, when the amount of catalyst is increased to increase the decomposition efficiency of PCB, etc., and the catalyst layer is thickened, the effect of promoting the reaction by microwaves can be obtained at a certain depth from the microwave irradiation surface. However, since microwaves are difficult to reach, it can only contribute as a room temperature decomposition reaction, resulting in a slow decomposition reaction.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、マイクロ波を利用した化学反応において、マイクロ波の有効照射面積を増やし、それによってマイクロ波反応を促進し、反応所要時間を短縮することが可能となる、マイクロ波反応用の触媒カラム及びそれを用いた有機ハロゲン化合物の分解処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a chemical reaction using microwaves, the effective irradiation area of the microwave is increased, thereby promoting the microwave reaction and shortening the reaction time. It is an object of the present invention to provide a catalyst column for microwave reaction and a method for decomposing an organic halogen compound using the same.

本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、触媒カラムにおいて、触媒との接触面をマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成し、かつ、耐熱性材料で構成された面にマイクロ波が照射されるように導波路を形成することにより、マイクロ波の有効照射面積が増えて反応促進効果が得られることを見出し、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have formed a catalyst column contact surface made of a microwave permeable heat resistant material and a surface made of a heat resistant material. It has been found that by forming a waveguide so that microwaves can be irradiated, the effective irradiation area of the microwaves can be increased and a reaction promoting effect can be obtained.

すなわち、本発明は、触媒との接触面の全部又は一部がマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成され、かつ、導波路が形成されていることを特徴とするマイクロ波反応用の触媒カラムを提供する。前記のマイクロ波反応用の触媒カラムにおいては、触媒カラムの中央部に導波路が形成されていても良く、或いは、触媒カラム内を仕切板で仕切って形成した触媒非充填空間に導波路が形成されていても良いが、触媒カラムの外周面に触媒充填槽を設け、内部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用するのが良い。触媒カラムは、各種マイクロ波反応に利用可能であるが、有機ハロゲン化合物の分解反応に利用することにより、優れた効果を奏する。   That is, the present invention provides a catalyst column for microwave reaction, wherein all or part of the contact surface with the catalyst is made of a microwave-permeable heat-resistant material and a waveguide is formed. I will provide a. In the above-mentioned catalyst column for microwave reaction, a waveguide may be formed in the center of the catalyst column, or a waveguide is formed in a catalyst non-packing space formed by partitioning the inside of the catalyst column with a partition plate. However, it is preferable that a catalyst packed tank is provided on the outer peripheral surface of the catalyst column, the interior is used as a catalyst unfilled space, and the catalyst unfilled space is used as a waveguide. The catalyst column can be used for various microwave reactions, but exhibits excellent effects when used for a decomposition reaction of an organic halogen compound.

また、本発明は、触媒接触面の全部又は一部がマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成され、かつ、導波路が形成されていることを特徴とするマイクロ波反応用の触媒カラム内に触媒層を形成し、該触媒層に有機ハロゲン化合物を含む被処理液を流通すると共に、前記導波路の上方からマイクロ波を照射し、有機ハロゲン化合物を分解することを特徴とする分解処理方法を提供する。前記の分解処理方法においては、前記被処理液が有機ハロゲン化合物、水素供与体及びアルカリ化合物を含む混合液であることが好ましく、前記有機ハロゲン化合物がポリ塩化ビフェニールであることが好ましい。   Further, the present invention provides a catalyst column for microwave reaction, wherein all or part of the catalyst contact surface is made of a microwave-permeable heat-resistant material and a waveguide is formed. A decomposition treatment method characterized by forming a catalyst layer, circulating a liquid to be treated containing an organic halogen compound in the catalyst layer, and irradiating microwaves from above the waveguide to decompose the organic halogen compound. provide. In the decomposition treatment method, the liquid to be treated is preferably a mixed liquid containing an organic halogen compound, a hydrogen donor and an alkali compound, and the organic halogen compound is preferably polychlorinated biphenyl.

本発明によれば、マイクロ波の有効照射面積が増え、触媒層全体にマイクロ波を当てることができるようになると共に、触媒との接触時間を長く保持することができるため、マイクロ波反応が促進されることによって、反応所要時間が短縮される。また、難分解性のPCBのマイクロ波分解反応を、従来よりも短時間で終了することができる。   According to the present invention, the effective microwave irradiation area is increased, the microwave can be applied to the entire catalyst layer, and the contact time with the catalyst can be kept long, so that the microwave reaction is promoted. As a result, the reaction time is shortened. Moreover, the microwave decomposition reaction of the hardly decomposable PCB can be completed in a shorter time than conventional.

本発明において、マイクロ波透過性の耐熱性材料は特に限定されるものではなく、マイクロ波を透過する材料であれば、セラミック;テフロン(登録商標)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリフェニレンサルフォン(PPSU)、ポリアリレート(PAR)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリエステル(LCP)、液晶ポリマー(LCP)、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル等の耐熱性樹脂;ガラス等の双極子を持たない材料或いは双極子モーメントが小さい材料;等を用いることができる。これらの材料を介してマイクロ波が触媒層の奥まで伝達されるようになる。   In the present invention, the microwave-permeable heat-resistant material is not particularly limited, and may be ceramic; Teflon (registered trademark), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylene sulfide (PPSU) as long as it is a material that transmits microwaves. ), Polyarylate (PAR), polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyetherimide (PEI), polyamideimide (PAI), polyetheretherketone (PEEK), liquid crystal polyester (LCP), liquid crystal polymer (LCP), polyacetal (POM), polyamide (PA), polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonate (PC), modified polyphenylene ether, and other heat-resistant resins; glass and other materials that do not have a dipole or a small dipole moment Charge; or the like can be used. Microwaves are transmitted to the depth of the catalyst layer through these materials.

次に、本発明に係るマイクロ波反応用の触媒カラム、及びそれを用いた分解処理方法について、図面を参照しつつ実施例により詳細に説明する。なお、図1〜7は、本発明に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す説明図であり、図1〜3は触媒を充填していない状態、図4〜図7は触媒を充填した状態を示している。   Next, a catalyst column for microwave reaction according to the present invention and a decomposition treatment method using the same will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 7 are explanatory diagrams showing a schematic configuration of a catalyst column for microwave reaction according to the present invention, in which FIGS. 1 to 3 are not filled with a catalyst, and FIGS. The filled state is shown.

(実施例1)
図1は、本発明の実施例1に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す外観図であり、本実施例では導波路が触媒カラム中央部に形成されている。図中、10は触媒カラム、11はカラム外壁、12はテフロン製の内壁、13は触媒充填槽、14は導波路であり、触媒カラムの底面には流通液を排出させるための図示しない多数の流通孔が形成されている。導波路14には触媒を充填しない。
Example 1
FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of a catalyst column for microwave reaction according to Example 1 of the present invention. In this example, a waveguide is formed at the center of the catalyst column. In the figure, 10 is a catalyst column, 11 is an outer wall of the column, 12 is an inner wall made of Teflon, 13 is a catalyst filling tank, and 14 is a waveguide. A flow hole is formed. The waveguide 14 is not filled with a catalyst.

触媒カラム10に矢印方向から照射されたマイクロ波は、触媒充填槽13に充填される触媒の上面に直接照射される他、導波路14及び内壁12を介して、触媒層の側面にも照射されるようになる。これにより、マイクロ波を上方から照射するのに比べて、照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒に当てることができる。   The microwave irradiated to the catalyst column 10 from the direction of the arrow is directly irradiated to the upper surface of the catalyst filled in the catalyst filling tank 13 and also to the side surface of the catalyst layer through the waveguide 14 and the inner wall 12. Become so. Thereby, compared with irradiating a microwave from the upper part, an irradiation area can be increased and the output microwave can be efficiently applied to a catalyst.

また、図1の例では、少なくとも内壁12がマイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていれば良く、外壁11及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属(耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい)あるいはステンレス等の耐熱性の材料で形成されていても良い。   Further, in the example of FIG. 1, it is sufficient that at least the inner wall 12 is formed of a heat-resistant material that transmits microwaves, and the bottom surface provided with the outer wall 11 and the flow holes is formed of a heat-resistant material that transmits microwaves. Alternatively, it may be formed of a heat-resistant material such as metal (preferably a material such as brass, copper, or bronze having excellent corrosion resistance) or stainless steel.

また、図1の例では、二重円筒型の構造を例示したが、二重矩形型であっても良く、反応装置の設計に合わせて適宜の形状に設計することができる。   In the example of FIG. 1, a double cylindrical structure is illustrated, but a double rectangular shape may be used, and an appropriate shape can be designed according to the design of the reaction apparatus.

(実施例2)
図2は、本発明の実施例2に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す外観図であり、本実施例では導波路が触媒カラム中央部に形成されている。図中、20は触媒カラム、21はカラム外壁、22はテフロン製の内壁、23は触媒充填槽、24は導波路であり、触媒カラムの底面には流通液を排出させるための図示しない多数の流通孔が形成されている。導波路24には触媒を充填しない。触媒触媒槽23は螺旋状の仕切板26で仕切られている。
(Example 2)
FIG. 2 is an external view showing a schematic configuration of a catalyst column for microwave reaction according to Example 2 of the present invention. In this example, a waveguide is formed at the center of the catalyst column. In the figure, 20 is a catalyst column, 21 is an outer wall of the column, 22 is an inner wall made of Teflon, 23 is a catalyst filling tank, and 24 is a waveguide. A flow hole is formed. The waveguide 24 is not filled with a catalyst. The catalyst catalyst tank 23 is partitioned by a spiral partition plate 26.

触媒カラムに矢印方向から照射されたマイクロ波は、触媒充填槽に充填される触媒の上面に直接照射される他、導波路24及び内壁22を介して、触媒層の側面にも照射されるようになる。これにより、マイクロ波の照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒に当てることができる。また、本実施例では、触媒層が螺旋状に形成されるので、触媒層を流通する溶液と触媒との接触時間を長く保持することができ、それにより、常温分解反応を促進できる効果を奏する。   The microwave irradiated to the catalyst column from the direction of the arrow is directly irradiated to the upper surface of the catalyst filled in the catalyst filling tank, and also to the side surface of the catalyst layer through the waveguide 24 and the inner wall 22. become. Thereby, the irradiation area of a microwave can be increased and the output microwave can be efficiently applied to a catalyst. Further, in this embodiment, since the catalyst layer is formed in a spiral shape, the contact time between the solution flowing through the catalyst layer and the catalyst can be maintained for a long time, thereby achieving the effect of promoting the room temperature decomposition reaction. .

また、図2の例では、少なくとも内壁22がマイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていればよいので、外壁21、仕切板26及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属(耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい)あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。   In the example of FIG. 2, at least the inner wall 22 only needs to be formed of a heat-resistant material that transmits microwaves. Therefore, the bottom surface provided with the outer wall 21, the partition plate 26, and the flow holes is heat-resistant to transmit microwaves. It may be formed of a heat-resistant material, or may be formed of a heat-resistant material such as metal (preferably a material such as true casting, copper, or bronze having excellent corrosion resistance) or stainless steel.

(実施例3)
図3は、本発明の実施例3に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す外観図であり、本実施例では、触媒カラム内を仕切板で仕切って形成した触媒非充填空間に、導波路が形成されている。図中、30は触媒カラム、31はカラム外壁、37はテフロン製の仕切板(図例は4枚)であり、33は触媒充填槽、34は導波路である。導波路34には触媒を充填しない。触媒カラムの底面には流通液を排出させるための図示しない多数の流通孔が形成されている。
(Example 3)
FIG. 3 is an external view showing a schematic configuration of a catalyst column for microwave reaction according to Example 3 of the present invention. In this example, in the catalyst non-packing space formed by partitioning the inside of the catalyst column with a partition plate. A waveguide is formed. In the figure, 30 is a catalyst column, 31 is an outer wall of the column, 37 is a partition plate made of Teflon (four in the illustrated example), 33 is a catalyst filling tank, and 34 is a waveguide. The waveguide 34 is not filled with a catalyst. A large number of flow holes (not shown) for discharging the flow solution are formed on the bottom surface of the catalyst column.

触媒カラムに矢印方向から照射されたマイクロ波は、触媒充填槽33に充填される触媒の上面に直接照射される他、導波路34及び仕切板37を介して、触媒層の側面にも照射される。これにより、マイクロ波の照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒に当てることができる。   The microwave irradiated to the catalyst column from the direction of the arrow is directly irradiated to the upper surface of the catalyst filled in the catalyst filling tank 33 and also to the side surface of the catalyst layer through the waveguide 34 and the partition plate 37. The Thereby, the irradiation area of a microwave can be increased and the output microwave can be efficiently applied to a catalyst.

また、図3の例では、少なくとも仕切板37がマイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていればよいので、外壁31及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属(耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい)あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。   Moreover, in the example of FIG. 3, since at least the partition plate 37 should just be formed with the heat resistant material which permeate | transmits a microwave, the bottom face which provided the outer wall 31 and the flow hole is a heat resistant material which permeate | transmits a microwave. It may be formed, or may be made of a heat-resistant material such as metal (preferably a material such as brass, copper, or bronze having excellent corrosion resistance) or stainless steel.

(実施例4)
図4は、本発明の実施例4に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す側面図である。本実施例では、導波路は触媒カラム中央部に形成されているが、触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する。
Example 4
FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of a catalyst column for microwave reaction according to Example 4 of the present invention. In this embodiment, the waveguide is formed in the center of the catalyst column. However, a catalyst-packed tank is provided along the outer peripheral surface of the catalyst column, the center is defined as a catalyst-unfilled space, and the catalyst-unfilled space is the waveguide. Use as

図中、40は触媒カラム(正方形)、41はカラム外壁、43aはテフロン板製の触媒充填槽(42はカラム内壁)、44は導波路であり、45はSUSメッシュフィルター等で形成された目皿板に多数設けられた流通液排出用の流通孔、46は多数の穴の開いたテフロン板である。導波路には触媒を充填しない。また、本実施例では、マイクロ波発振器1を取付けた構造体49にカラム40を固定し、構造体49に設けた供給口48から被処理液(実油)を入れるようになっている。   In the figure, 40 is a catalyst column (square), 41 is an outer wall of the column, 43a is a catalyst filling tank made of Teflon plate (42 is an inner wall of the column), 44 is a waveguide, 45 is an eye formed by a SUS mesh filter or the like. A flow hole for discharging a flow liquid provided in a large number on the plate, 46 is a Teflon plate having a large number of holes. The waveguide is not filled with a catalyst. In this embodiment, the column 40 is fixed to the structure 49 to which the microwave oscillator 1 is attached, and the liquid to be processed (actual oil) is introduced from the supply port 48 provided in the structure 49.

触媒充填槽は、テフロン板46の下のカラム底面全面(43b)と、テフロン板の上のカラムの周面全面(43a)とに、分離して設けられている。触媒充填槽43bは、目皿板の上に設置したメッシュシート等の上に触媒を充填することにより形成でき、該触媒充填槽に全触媒量の60%〜70%の触媒を収容する。   The catalyst filling tank is separately provided on the entire bottom surface (43b) of the column below the Teflon plate 46 and the entire peripheral surface (43a) of the column above the Teflon plate. The catalyst filling tank 43b can be formed by filling a catalyst on a mesh sheet or the like installed on the countersink plate, and contains 60% to 70% of the total catalyst amount in the catalyst filling tank.

カラム内に入った被処理液は、配管47を介して、触媒充填槽43aに導入され、該触媒充填槽の上部から溢れ出た後、テフロン板46を通って触媒充填槽43bに到達し、該触媒充填槽内を流通した後、流通孔45から排出される。触媒カラム内に照射されたマイクロ波は、導波路44並びにテフロン板内壁42及びテフロン板46を介して、触媒充填槽に充填された2層の触媒に照射される。従って、触媒充填槽43aを設けることによって、触媒充填槽43bに充填する触媒の比率が減少し触媒層が薄くなることで、触媒層の奥までマイクロ波が届くようになる。さらに、触媒充填槽43aに充填する触媒にも、万遍なくマイクロ波を照射することができる。これにより、導波路を設けない場合に比べて、マイクロ波照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒層に当てることができると共に、触媒層を流通する被処理液の触媒との接触時間を長く保持することができる。   The liquid to be treated that has entered the column is introduced into the catalyst filling tank 43a through the pipe 47, overflows from the upper part of the catalyst filling tank, and then reaches the catalyst filling tank 43b through the Teflon plate 46. After flowing through the catalyst filling tank, it is discharged from the flow hole 45. The microwave irradiated into the catalyst column is irradiated to the two-layer catalyst filled in the catalyst filling tank through the waveguide 44, the Teflon plate inner wall 42, and the Teflon plate 46. Therefore, by providing the catalyst filling tank 43a, the ratio of the catalyst filled in the catalyst filling tank 43b is reduced and the catalyst layer is thinned, so that the microwave can reach the back of the catalyst layer. Furthermore, the catalyst filled in the catalyst filling tank 43a can be uniformly irradiated with microwaves. Thereby, compared with the case where a waveguide is not provided, the microwave irradiation area can be increased, the output microwave can be efficiently applied to the catalyst layer, and the catalyst of the liquid to be treated flowing through the catalyst layer The contact time with can be kept long.

また、図4の例では、外壁41、配管47及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属(耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい)あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。   In the example of FIG. 4, the outer wall 41, the piping 47, and the bottom surface provided with the flow holes may be formed of a heat-resistant material that transmits microwaves, or metal (true cast, copper, A material such as bronze is preferable) or a heat resistant material such as stainless steel may be used.

(実施例5)
図5は、本発明の実施例5に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す側面図である。本実施例では、導波路は触媒カラム中央部に形成されているが、触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を2槽設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する。
(Example 5)
FIG. 5 is a side view showing a schematic configuration of a catalyst column for microwave reaction according to Example 5 of the present invention. In this embodiment, the waveguide is formed in the center of the catalyst column. However, two catalyst-packed tanks are provided along the outer peripheral surface of the catalyst column, and the center is used as a catalyst-unfilled space. Used as a waveguide.

図中、50は触媒カラム(円筒形)、51はカラム外壁、53a、53bはテフロン板製の触媒充填槽(52は内壁で、底面には流通孔が形成されている)、54は導波路であり、55はSUSメッシュフィルター等で形成された目皿板に多数設けられた流通液排出用の流通孔、56は多数の穴の開いたテフロン板である。導波路54には触媒を充填しない。触媒充填槽は、テフロン板の下のカラム底面全面(53c)と、テフロン板の上方のカラムの周面(53aと53b)とに、分離して設けられている。触媒充填槽53cは、6枚分割のテフロン板を適宜移動させて出来た隙間から充填することができ、該触媒充填槽に全触媒量の60%〜70%の触媒を収容する。また、本実施例では、マイクロ波発振器1を取付けた構造体59にカラム50を固定し、構造体59に設けた供給口58から被処理液(実油)を入れるようになっている。   In the figure, 50 is a catalyst column (cylindrical), 51 is an outer wall of the column, 53a and 53b are catalyst filling tanks made of Teflon plates (52 is an inner wall, and a flow hole is formed in the bottom), 54 is a waveguide 55 is a circulation hole for discharging a circulation liquid provided in large numbers on a countersink plate formed of a SUS mesh filter or the like, and 56 is a Teflon plate having a large number of holes. The waveguide 54 is not filled with a catalyst. The catalyst filling tank is provided separately on the entire bottom surface (53c) of the column below the Teflon plate and the peripheral surfaces (53a and 53b) of the column above the Teflon plate. The catalyst filling tank 53c can be filled from a gap formed by appropriately moving a six-piece Teflon plate, and 60% to 70% of the total catalyst amount is accommodated in the catalyst filling tank. In the present embodiment, the column 50 is fixed to the structure 59 to which the microwave oscillator 1 is attached, and the liquid to be treated (actual oil) is introduced from the supply port 58 provided in the structure 59.

カラム内に入った被処理液は、配管57を介して、触媒充填槽53aに導入され、該触媒充填槽の上部から溢れ出た後、触媒充填槽53bに導入され、該触媒充填槽の上部から溢れ出た後、テフロン板56を通って触媒充填槽53cに到達し、該触媒充填槽内を流通した後、流通孔55から排出される。触媒カラム内に照射されたマイクロ波は、導波路54並びにテフロン板内壁52及びテフロン板56を介して、触媒充填槽に充填された触媒に照射される。従って、触媒充填槽53a、53bを2段に設けることによって、触媒充填槽53cに充填する触媒の比率が減少し触媒層が薄くなることで、充填槽の奥までマイクロ波が届くようになる。さらに、触媒充填槽53a、53bに充填されている触媒にも、万遍なくマイクロ波を照射することができる。これにより、導波路を設けない場合に比べて、マイクロ波照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく被照射体に当てることができると共に、触媒層が3層に形成されるので、触媒層を流通する被処理液と触媒との接触時間を長く保持することができる。   The liquid to be treated that has entered the column is introduced into the catalyst filling tank 53a through the pipe 57, overflows from the upper part of the catalyst filling tank, and then introduced into the catalyst filling tank 53b. After overflowing from the catalyst, it reaches the catalyst filling tank 53 c through the Teflon plate 56, flows through the catalyst filling tank, and is discharged from the circulation hole 55. The microwave irradiated into the catalyst column is irradiated to the catalyst filled in the catalyst filling tank through the waveguide 54, the Teflon plate inner wall 52 and the Teflon plate 56. Therefore, by providing the catalyst filling tanks 53a and 53b in two stages, the ratio of the catalyst filled in the catalyst filling tank 53c is reduced and the catalyst layer becomes thin, so that the microwave can reach the back of the filling tank. Furthermore, the catalyst filled in the catalyst filling tanks 53a and 53b can be uniformly irradiated with microwaves. Thereby, compared with the case where a waveguide is not provided, the microwave irradiation area can be increased, the output microwave can be efficiently applied to the irradiated object, and the catalyst layer is formed in three layers. Therefore, the contact time between the liquid to be treated and the catalyst flowing through the catalyst layer can be kept long.

また、図5の例では、外壁51、触媒充填槽53a、53bの内壁以外の部分及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属(耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい)あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。   In the example of FIG. 5, the outer wall 51, the portions other than the inner walls of the catalyst filling tanks 53 a and 53 b, and the bottom surface provided with the flow holes may be formed of a heat-resistant material that transmits microwaves, or metal ( (Materials such as brass, copper and bronze, which are excellent in corrosion resistance, are preferable) or a heat-resistant material such as stainless steel.

(実施例6)
図6は、本発明の実施例6に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示すものである。本実施例では、導波路は触媒カラム中央部に形成されているが、触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する。
(Example 6)
FIG. 6 shows a schematic configuration of a catalyst column for microwave reaction according to Example 6 of the present invention. In this embodiment, the waveguide is formed in the center of the catalyst column. However, a catalyst-packed tank is provided along the outer peripheral surface of the catalyst column, the center is defined as a catalyst-unfilled space, and the catalyst-unfilled space is the waveguide. Use as

図中、60は触媒カラム(正方形)、61はカラム外壁、62はテフロン製の内壁、63a、63bはそれぞれメッシュ袋に充填した触媒を設置するための触媒充填槽、64は導波路であり、65はSUSメッシュフィルター等で形成された目皿板に多数設けられた流通液排出用の流通孔、66は多数の穴の開いたテフロン板である。導波路64には触媒を充填しない。触媒充填槽は、カラム底面の目皿板の上(63b)と、カラム周面(63a)と、に連続して設けられており、63bに全触媒量の50〜60%を収容する。また、本実施例では、マイクロ波発振器1を取付けた構造体69にカラム60を固定し、カラム外壁に設けた供給口68から被処理液(実油)を入れるようになっている。   In the figure, 60 is a catalyst column (square), 61 is an outer wall of the column, 62 is an inner wall made of Teflon, 63a and 63b are catalyst filling tanks for installing a catalyst filled in a mesh bag, and 64 is a waveguide. 65 is a circulation hole for discharging circulation fluid provided on a number of plate plates made of SUS mesh filter or the like, and 66 is a Teflon plate having a large number of holes. The waveguide 64 is not filled with a catalyst. The catalyst filling tank is provided continuously on the top plate (63b) on the bottom surface of the column and the circumferential surface (63a) of the column, and accommodates 50 to 60% of the total catalyst amount in 63b. In this embodiment, the column 60 is fixed to the structure 69 to which the microwave oscillator 1 is attached, and the liquid to be treated (actual oil) is introduced from the supply port 68 provided on the outer wall of the column.

カラム内に入った被処理液は、最初に触媒充填槽63aに導入され、次いで、触媒充填槽63bを流通した後、底面に設けられた流通孔65から排出され、配管67を介して、触媒層入口の油面の高さに設計された出口から排出される。触媒カラム内に照射されたマイクロ波は、導波路64並びにテフロン板内壁62及びテフロン板66を介して、触媒充填槽に充填された触媒に照射される。従って、触媒充填槽63を底面及び周面に設けることによって、触媒層を薄く形成することができ、触媒層の奥までマイクロ波が届くようになり、触媒に万遍なくマイクロ波を照射することができる。これにより、導波路を設けない場合に比べて、マイクロ波照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく被照射体に当てることができると共に、触媒層が底面と周面とに形成されるので、触媒層を流通する被処理液と触媒との接触時間を長く保持することができる。   The liquid to be treated that has entered the column is first introduced into the catalyst filling tank 63a, then flows through the catalyst filling tank 63b, and is then discharged from the circulation hole 65 provided in the bottom surface. The oil is discharged from an outlet designed at the level of the oil level at the bed inlet. The microwave irradiated into the catalyst column is irradiated to the catalyst filled in the catalyst filling tank through the waveguide 64, the Teflon plate inner wall 62, and the Teflon plate 66. Therefore, by providing the catalyst filling tank 63 on the bottom surface and the peripheral surface, the catalyst layer can be formed thin, microwaves can reach the back of the catalyst layer, and the catalyst can be uniformly irradiated with microwaves. Can do. Thereby, compared with the case where a waveguide is not provided, the microwave irradiation area can be increased, the output microwave can be efficiently applied to the irradiated object, and the catalyst layer is formed on the bottom surface and the peripheral surface. Since it is formed, the contact time between the liquid to be treated flowing through the catalyst layer and the catalyst can be kept long.

また、図6の例では、外壁61及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属(耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい)あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。   In the example of FIG. 6, the bottom surface provided with the outer wall 61 and the flow hole may be formed of a heat-resistant material that transmits microwaves, or metal (such as brass, copper, or bronze having excellent corrosion resistance). It may be made of a heat-resistant material such as stainless steel.

(実施例7)
図7は、本発明の実施例7に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示すものであり、図7(a)は断面図、図7(b)は平面図である。本実施例では、導波路は触媒カラム中央部に形成されているが、触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を8槽設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する。
(Example 7)
FIG. 7 shows a schematic configuration of a catalyst column for microwave reaction according to Example 7 of the present invention. FIG. 7 (a) is a sectional view and FIG. 7 (b) is a plan view. In this embodiment, the waveguide is formed in the central part of the catalyst column. However, eight catalyst-packed tanks are provided along the outer peripheral surface of the catalyst column, and the central part is used as a catalyst-unfilled space. Used as a waveguide.

図中、70は触媒カラム(正方形)、71はカラム外壁、72は多数の穴(触媒粒子が通らない程度の大きさ)の開いたテフロン製の仕切板、73a〜73hは触媒充填槽(第1槽〜第8槽)、76は蓋である。74は導波路であり、導波路には触媒を充填しない。触媒充填槽は、カラム周面に沿って、8槽の独立した槽が、それぞれテフロン製仕切板72によって形成されている。また、本実施例では、マイクロ波発振器1を取付けた構造体79にカラム70を固定し、第1槽の側面に設けた供給口77から被処理液(実油)を入れるようになっている。   In the figure, 70 is a catalyst column (square), 71 is an outer wall of the column, 72 is a partition plate made of Teflon having a large number of holes (a size that does not allow catalyst particles to pass through), and 73a to 73h are catalyst filling tanks (No. 1). 1 tank-8th tank) and 76 are lids. Reference numeral 74 denotes a waveguide, and the waveguide is not filled with a catalyst. In the catalyst filling tank, eight independent tanks are formed by Teflon partition plates 72 along the circumferential surface of the column. In this embodiment, the column 70 is fixed to the structure 79 to which the microwave oscillator 1 is attached, and the liquid to be treated (actual oil) is introduced from the supply port 77 provided on the side surface of the first tank. .

カラム内に入った被処理液は、触媒充填槽第1槽(73a)に導入され、該触媒充填槽内を流通すると共に、隣接する触媒槽第2槽(73b)に、仕切板に設けられた孔を介して流通する。流通後の被処理液は、順次、第3槽(73c)から第7槽(73g)内を流通した後、第8槽(73h)に設けられた、入口77によりも低所に設けられた出口78から排出される。触媒カラム内に照射されたマイクロ波は、導波路74並びにテフロン製仕切板72を介して、触媒充填槽73a〜73hに充填された触媒に照射される。従って、触媒充填槽73を側面に設けることによって、触媒層を薄く形成することができ、触媒層の奥までマイクロ波が届くようになり、触媒に万遍なくマイクロ波を照射することができる。これにより、マイクロ波照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒層に当てることができる。また、本実施例では、触媒層が全周面に形成されており、第2、5、7槽では仕切板を介して触媒層が2層に形成され、また、第2、4、6槽にも触媒を充填できるので、触媒層に万遍なくマイクロ波を照射することができる。なお、第8槽は触媒を充填しても良いし、触媒を充填せずに微細な触媒屑のトラップ槽として使用すればフィルターが不要になる。   The liquid to be processed that has entered the column is introduced into the first tank (73a) of the catalyst filling tank, circulates in the catalyst filling tank, and is provided on the partition plate in the second tank (73b) of the adjacent catalyst tank. Circulates through the holes. The liquid to be treated after the circulation sequentially passed through the third tank (73c) to the seventh tank (73g), and was also provided at a lower place than the inlet 77 provided in the eighth tank (73h). It is discharged from the outlet 78. The microwaves irradiated into the catalyst column are irradiated to the catalyst filled in the catalyst filling tanks 73a to 73h via the waveguide 74 and the Teflon partition plate 72. Therefore, by providing the catalyst filling tank 73 on the side surface, the catalyst layer can be formed thin, microwaves can reach the back of the catalyst layer, and the catalyst can be uniformly irradiated with microwaves. Thereby, the microwave irradiation area can be increased and the output microwave can be efficiently applied to the catalyst layer. In this embodiment, the catalyst layer is formed on the entire circumferential surface, and in the second, fifth and seventh tanks, the catalyst layer is formed in two layers via a partition plate, and the second, fourth and sixth tanks. In addition, since the catalyst can be filled, the catalyst layer can be uniformly irradiated with microwaves. The eighth tank may be filled with a catalyst, or a filter is not necessary if it is used as a trap tank for fine catalyst waste without being filled with a catalyst.

また、図7の例では、外壁71及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属(耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい)あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。   In the example of FIG. 7, the bottom surface provided with the outer wall 71 and the flow hole may be formed of a heat-resistant material that transmits microwaves, or metal (such as brass, copper, bronze, etc. excellent in corrosion resistance). It may be made of a heat-resistant material such as stainless steel.

(実施例8)
次に、本発明に係るマイクロ波反応用の触媒カラムを用いて有機ハロゲン化合物を分解する分解処理方法を説明する。
(Example 8)
Next, a decomposition method for decomposing an organic halogen compound using the microwave reaction catalyst column according to the present invention will be described.

本発明の触媒カラムを用いて分解処理する場合は、触媒カラム内に設けた触媒充填槽に触媒を充填し、該触媒充填槽に有機ハロゲン化合物を含む被処理液を流通すると共に、導波路の上方からマイクロ波を照射し、有機ハロゲン化合物を分解処理する。有機ハロゲン化合物を含む被処理液としては、水素供与体、アルカリ化合物、または溶媒などを少なくとも1種含み、有機ハロゲン化合物の分解用に供される種々の溶液を使用することができるが、有機ハロゲン化合物、水素供与体及びアルカリ化合物を含む混合液が好適である。かかる混合液を流通させることによって、難分解性のPCBを短時間で分解処理することができるからである。有機ハロゲン化合物は、高濃度品であっても、油(鉱油、電気絶縁油、熱媒体用の油、潤滑油)等に微量ないし少量含まれている低濃度品であってもよく、また、有機ハロゲン化合物としてはPCBのほか、ダイオキシン類等を挙げることができる。以下、PCBの分解処理を例に説明する。   When the decomposition treatment is performed using the catalyst column of the present invention, the catalyst filling tank provided in the catalyst column is filled with the catalyst, the liquid to be treated containing the organic halogen compound is circulated in the catalyst filling tank, and the waveguide Microwave is irradiated from above to decompose the organic halogen compound. As a liquid to be treated containing an organic halogen compound, various solutions which are used for decomposition of an organic halogen compound and contain at least one hydrogen donor, an alkali compound, or a solvent can be used. A mixed solution containing a compound, a hydrogen donor and an alkali compound is preferred. This is because by causing such a mixture to flow, the hard-to-decompose PCB can be decomposed in a short time. The organic halogen compound may be a high-concentration product or a low-concentration product that is contained in a trace amount or a small amount in oil (mineral oil, electrical insulating oil, heat medium oil, lubricating oil), etc. Examples of the organic halogen compound include PCBs and dioxins. Hereinafter, the PCB disassembly process will be described as an example.

分解処理を実施する場合は、PCBを含む絶縁油に、水素供与体としてイソプロピルアルコールを絶縁油比20%程度、アルカリ物質としてKOHを絶縁油比1%程度を添加して混合液を調製する。別途、触媒カラムを用意し、触媒としてPd5%担持活性炭を充填し、触媒媒層を形成する。次に、調製された混合液を、触媒カラム内に調製された触媒層に導入し、触媒層を流通させた後、流通孔を介して排出させる。この際、触媒層の上方からマイクロ波を照射すると、触媒層を流通する混合液は、照射されるマイクロ波によって加熱された触媒と接触するので、非加熱の場合よりも速やかに有機ハロゲン化合物が分解する。   In the case of carrying out the decomposition treatment, a mixed solution is prepared by adding isopropyl alcohol as a hydrogen donor to an insulating oil ratio of about 20% and KOH as an alkaline substance to an insulating oil ratio of about 1%. Separately, a catalyst column is prepared and filled with 5% Pd-supported activated carbon as a catalyst to form a catalyst medium layer. Next, the prepared mixed liquid is introduced into the catalyst layer prepared in the catalyst column, and after the catalyst layer is circulated, it is discharged through the circulation holes. At this time, when the microwave is irradiated from above the catalyst layer, the mixed liquid flowing through the catalyst layer comes into contact with the catalyst heated by the irradiated microwave, so that the organic halogen compound is more rapidly formed than in the case of non-heating. Decompose.

分解処理は、有機ハロゲン化合物が所定の濃度以下になるまで実施すればよいので、マイクロ波照射は必要に応じて行えばよく、その回数や時期、照射時間は限定されない。照射するマイクロ波の出力や周波数、照射方法は、特に限定されるものではなく、反応温度が所定の範囲に保持できるよう電気的に制御すればよいが、出力が低すぎる場合は分解効率が低下し、出力が高すぎる場合はマイクロ波の利用率が悪くなるため、電気的に制御しながら10W〜20kWの範囲にするのが良い。マイクロ波の周波数は1〜300GHzが望ましく、1GHz未満又は300GHzを超える周波数範囲では、触媒や水素供与体の加熱が不十分となる。マイクロ波の照射は連続照射、間欠照射のいずれの方法であってもよいが、電気的に制御しながら連続照射するのが好ましい。マイクロ波発振器としては、マグネトロン等のマイクロ波発振器や、固体素子を用いたマイクロ波発振器等を適宜用いることができる。   The decomposition treatment may be performed until the organohalogen compound has a predetermined concentration or less, and therefore microwave irradiation may be performed as necessary, and the number, timing, and irradiation time are not limited. The output, frequency, and irradiation method of the microwave to be irradiated are not particularly limited and may be electrically controlled so that the reaction temperature can be maintained within a predetermined range. However, if the output is too low, the decomposition efficiency decreases. However, when the output is too high, the utilization factor of the microwave is deteriorated. Therefore, it is preferable to set the range of 10 W to 20 kW while electrically controlling. The microwave frequency is preferably 1 to 300 GHz, and in the frequency range of less than 1 GHz or more than 300 GHz, heating of the catalyst and the hydrogen donor becomes insufficient. Microwave irradiation may be either continuous irradiation or intermittent irradiation, but it is preferable to perform continuous irradiation while being electrically controlled. As the microwave oscillator, a microwave oscillator such as a magnetron, a microwave oscillator using a solid element, or the like can be used as appropriate.

分解反応は不活性ガス中で行うことが、望ましくない副反応が起きないので好ましいが、自然雰囲気中で反応を行うこともできる。   The decomposition reaction is preferably performed in an inert gas because undesirable side reactions do not occur, but the reaction can also be performed in a natural atmosphere.

触媒層の反応温度は200℃以下に維持することが好ましく、より好ましくは100℃以下、特に好ましくは15〜80℃の範囲である。反応温度15℃以上であれば分解反応が進行するか、一方、200℃を超える場合は副生物が生成し易くなり、経済性にも劣るものとなる。   The reaction temperature of the catalyst layer is preferably maintained at 200 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower, and particularly preferably 15 to 80 ° C. When the reaction temperature is 15 ° C. or higher, the decomposition reaction proceeds. On the other hand, when the reaction temperature exceeds 200 ° C., by-products are likely to be generated, resulting in poor economic efficiency.

触媒は有機ハロゲン化合物の分解触媒であればその種類は特に限定されないが、PCBの脱ハロゲン化反応を促進でき、触媒寿命が長く、かつ、アルカリ化合物存在下でも安定な触媒が好ましい。具体的には、複合金属酸化物、炭素結晶化合物、金属担持炭素化合物、金属担持酸化物、金属担持複合金属酸化物及び金属酸化物等が好ましく、中でも、アルカリ性雰囲気で安全性が高い点より、炭素結晶化合物、金属担持炭素化合物、金属担持酸化物及び金属担持複合酸化物が好ましい。特に、マイクロ波吸収性の高い金属担持炭素化合物が好ましい。これらの触媒は、単独で又は二種以上を任意に組合せて使用することができる。これらの再生触媒を使用してもよい。   The catalyst is not particularly limited as long as it is a decomposition catalyst for an organic halogen compound, but a catalyst that can promote the dehalogenation reaction of PCB, has a long catalyst life, and is stable even in the presence of an alkali compound is preferable. Specifically, composite metal oxides, carbon crystal compounds, metal-supported carbon compounds, metal-supported oxides, metal-supported composite metal oxides, metal oxides, and the like are preferable. Carbon crystal compounds, metal-supported carbon compounds, metal-supported oxides and metal-supported composite oxides are preferred. In particular, a metal-supported carbon compound having high microwave absorbability is preferable. These catalysts can be used individually or in combination of 2 or more types. These regenerated catalysts may be used.

前記の炭素結晶化合物としては、グラファイト、カーボンナノチューブ(金属を含むものと含まないものの双方が含まれる)、フラーレン等が挙げられる。   Examples of the carbon crystal compound include graphite, carbon nanotubes (both including and not including metal), fullerene and the like.

前記の金属担持炭素化合物、金属担持酸化物及び金属担持複合酸化物は、金属を担持した炭素化合物等であれば限定はされないが、その金属担持量が、触媒全量に対して0.1〜20wt%、より好ましくは0.1〜10wt%であるのがよい。担持される金属としては、例えば、鉄、銀、白金、ルテニウム、パラジウム、ロジウム等が挙げられるが、脱ハロゲン化効率を高める観点より、パラジウム、ルテニウム、白金が好ましい。金属担持炭素化合物の具体例としては、例えば、Pd/C(パラジウム担持炭素化合物)、Ru/C(ルテニウム担持炭素化合物)、Pt/C(白金担持炭素化合物)等が挙げられる。金属担持酸化物の具体例としては 例えば、Pd/TiO(パラジウム担持2酸化チタン)等が挙げられる。金属担持複合酸化物の具体例としては、例えば、Pd/SiO・Al(パラジウム担持シリカ−アルミナ)等が挙げられる。 The metal-supported carbon compound, the metal-supported oxide, and the metal-supported composite oxide are not limited as long as the metal-supported carbon compound or the like is used, but the amount of the metal supported is 0.1 to 20 wt with respect to the total amount of the catalyst. %, More preferably 0.1 to 10 wt%. Examples of the supported metal include iron, silver, platinum, ruthenium, palladium, and rhodium, and palladium, ruthenium, and platinum are preferable from the viewpoint of increasing the dehalogenation efficiency. Specific examples of the metal-supported carbon compound include Pd / C (palladium-supported carbon compound), Ru / C (ruthenium-supported carbon compound), and Pt / C (platinum-supported carbon compound). Specific examples of the metal-supported oxide include Pd / TiO 2 (palladium-supported titanium dioxide). Specific examples of the metal-supported composite oxide include Pd / SiO 2 .Al 2 O 3 (palladium-supported silica-alumina).

上記の触媒は、粒状のものでもハニカム状のものでもよい。粒状の場合はカラムの上下をメッシュ等で固定する必要があり、その場合の粒子径は75μm〜10mmが好ましい。触媒粒子は、できるだけ粒子径のそろったものがよい。   The catalyst may be granular or honeycomb. In the case of granular, it is necessary to fix the upper and lower sides of the column with a mesh or the like, and the particle diameter in that case is preferably 75 μm to 10 mm. The catalyst particles should have the same particle size as possible.

また、水素供与体としては、例えば、複素環式化合物、アミン系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物及び脂環式化合物等の有機系水素供与体が挙げられるが、安全性の観点より、アルコール系化合物、ケトン系化合物及び脂環式化合物が好ましく、安全性が高く低コストで入手可能であり、しかも反応制御が容易でPCB分解効率が高い点より、アルコール系化合物が特に好ましい。これらの水素供与体は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用しても良い。アルコール系化合物は、脂肪族アルコール、芳香族アルコールのいずれであってもよいが、これらの中でも、分解効率の点から2−プロパノール、シクロヘキサノールが特に好ましい。   Examples of the hydrogen donor include organic hydrogen donors such as heterocyclic compounds, amine compounds, alcohol compounds, ketone compounds, and alicyclic compounds. From the viewpoint of safety, alcohols may be used. Alcohol compounds are particularly preferred from the viewpoints of safety, high availability and low cost, easy reaction control, and high PCB decomposition efficiency. These hydrogen donors may be used alone or in any combination of two or more. The alcohol compound may be either an aliphatic alcohol or an aromatic alcohol, but among these, 2-propanol and cyclohexanol are particularly preferable from the viewpoint of decomposition efficiency.

また、アルカリ化合物としては、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化反応を促進しうるものであれば限定されないが、脱ハロゲン化効率を高める観点より、苛性ソーダ、苛性カリ、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、水酸化カルシウム等が好ましく、これらの中でも、コストやハンドリング性の観点より、苛性ソーダ、苛性カリが特に好ましい。アルカリ化合物は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用しても良い。   The alkali compound is not limited as long as it can accelerate the dehalogenation reaction of the organic halogen compound, but from the viewpoint of increasing the dehalogenation efficiency, caustic soda, caustic potash, sodium alkoxide, potassium alkoxide, calcium hydroxide, etc. Of these, caustic soda and caustic potash are particularly preferable from the viewpoints of cost and handling properties. You may use an alkali compound individually or in combination of 2 or more types.

上記の水素供与体とアルカリ化合物を事前にプレ攪拌して、アルカリ化合物を水素供与体に溶解させたものを用意し、これと、有機ハロゲン化合物とを混合しても良い。   The hydrogen donor and the alkali compound may be pre-stirred in advance to prepare a solution in which the alkali compound is dissolved in the hydrogen donor, and this may be mixed with the organic halogen compound.

なお、水素供与体は、通常、低濃度の有機ハロゲン化合物を含む油等に対しては容量比で5〜50%、高濃度の有機ハロゲン化合物に対しては容量比で50〜1000倍用いることが好ましく、アルカリ化合物は、通常、有機ハロゲン化合物に対して1.0〜1.5倍当量用いることが好ましい。   The hydrogen donor is usually used in a volume ratio of 5 to 50% for oils containing a low concentration of organic halogen compounds and in a volume ratio of 50 to 1000 times for high concentrations of organic halogen compounds. In general, the alkali compound is preferably used in an amount of 1.0 to 1.5 times the equivalent of the organic halogen compound.

上記の分解処理方法によれば、有機ハロゲン化合物を迅速に分解できる。   According to the above decomposition treatment method, the organic halogen compound can be rapidly decomposed.

以上、実施例を用いて本発明を説明したが、上記の実施例は本発明に係る一実施例を示すものであり、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。   The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the above-described embodiments show one embodiment according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments. It goes without saying that various modifications are possible within the scope of the described invention, and these are also included within the scope of the present invention.

本発明に係るマイクロ波反応用の触媒カラムは、有機ハロゲン化合物を始めとする各種化合物の分解反応のほか、合成反応(酸化、還元、転位、重合)、抽出等の種々の化学反応に利用することができる。また、本発明の分解処理方法を用いてPCBを含む絶縁油を分解処理した場合などは、分解処理後の油を回収し、後処理することにより、燃料などとして再利用することができるので、その実用的価値は大である。   The catalyst column for microwave reaction according to the present invention is used for various chemical reactions such as synthesis reactions (oxidation, reduction, rearrangement, polymerization), extraction, in addition to decomposition reactions of various compounds including organic halogen compounds. be able to. In addition, when the insulating oil containing PCB is decomposed using the decomposition processing method of the present invention, the oil after the decomposition treatment is recovered and can be reused as fuel, etc. Its practical value is great.

本発明の実施例1に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst column for microwave reaction which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst column for the microwave reaction which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst column for the microwave reaction which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの側面図である。It is a side view of the catalyst column for microwave reaction which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例5に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの側面図である。It is a side view of the catalyst column for microwave reaction which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例6に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの側面図である。It is a side view of the catalyst column for microwave reaction which concerns on Example 6 of this invention. 本発明の実施例7に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの断面図(a)と平面図(b)である。It is sectional drawing (a) and the top view (b) of the catalyst column for microwave reaction which concern on Example 7 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 :マイクロ波発振器
10、20、30、40、50、60、70:触媒カラム
11、21、31、41、51、61、71:カラム外壁
12、22、42、52、62 :カラム内壁
13、23、33、43、53、63、73:触媒充填槽
14、24、34、44、54、64、74:導波路
45、55、65、75 :流通孔
46、56、66 :穴の開いたテフロン板
26、37、72 :仕切板(テフロン板)
48、58、68、77 :供給口
1: Microwave oscillator 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70: Catalyst column 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71: Column outer wall 12, 22, 42, 52, 62: Column inner wall 13 23, 33, 43, 53, 63, 73: Catalyst filling tanks 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74: Waveguides 45, 55, 65, 75: Flow holes 46, 56, 66: Holes Open Teflon plates 26, 37, 72: Partition plates (Teflon plates)
48, 58, 68, 77: supply port

Claims (7)

触媒との接触面の全部又は一部がマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成され、かつ、導波路が形成されていることを特徴とするマイクロ波反応用の触媒カラム。   A catalyst column for microwave reaction, wherein all or part of a contact surface with a catalyst is made of a microwave-permeable heat-resistant material and a waveguide is formed. 触媒カラムの中央部に導波路が形成されている、請求項1に記載のマイクロ波反応用の触媒カラム。   The catalyst column for microwave reaction according to claim 1, wherein a waveguide is formed in a central portion of the catalyst column. 触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する、請求項1又は2に記載のマイクロ波反応用の触媒カラム。   The catalyst column for microwave reaction according to claim 1 or 2, wherein a catalyst-packed tank is provided along the outer peripheral surface of the catalyst column, the central portion is a catalyst-unfilled space, and the catalyst-unfilled space is used as a waveguide. . 触媒カラム内を仕切板で仕切って形成した触媒非充填空間に導波路が形成されている、請求項1に記載のマイクロ波反応用の触媒カラム。   The catalyst column for microwave reaction according to claim 1, wherein a waveguide is formed in a catalyst non-filling space formed by partitioning the inside of the catalyst column with a partition plate. 前記マイクロ波反応が有機ハロゲン化合物の分解反応である、請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロ波反応用の触媒カラム。   The catalyst column for microwave reaction according to any one of claims 1 to 4, wherein the microwave reaction is a decomposition reaction of an organic halogen compound. 請求項1〜5のいずれかに記載の触媒カラム内に触媒層を形成し、該触媒層に有機ハロゲン化合物を含む被処理液を流通すると共に、前記導波路の上方からマイクロ波を照射し、有機ハロゲン化合物を分解することを特徴とする分解処理方法。   A catalyst layer is formed in the catalyst column according to any one of claims 1 to 5, and a liquid to be treated containing an organic halogen compound is circulated in the catalyst layer, and microwaves are irradiated from above the waveguide, A decomposition method comprising decomposing an organic halogen compound. 前記被処理液が有機ハロゲン化合物、水素供与体及びアルカリ化合物を含む混合液で、前記有機ハロゲン化合物がポリ塩化ビフェニールである、請求項6に記載の分解処理方法。   The decomposition treatment method according to claim 6, wherein the liquid to be treated is a mixed liquid containing an organic halogen compound, a hydrogen donor, and an alkali compound, and the organic halogen compound is polychlorinated biphenyl.
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