JP2008194063A - 高濃度有機塩素化合物の分解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高濃度有機塩素化合物の分解処理の更なる効率化を図るため、分解処理後の反応液を再利用でき、処理コストの低減を図ることができる、高濃度有機塩素化合物の分解方法を提供する。
【解決手段】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、ポリ塩化ビフェニールを５０質量％以上含有する有機塩素化合物と水素供与性溶媒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有機塩素化合物の脱塩素化を行い、脱塩素化反応後の溶液に、新たな有機塩素化合物と、該有機塩素化合物に対し０．８〜１．５当量（対塩素）のアルカリ化合物を添加し、前記反応溶液を再利用しながら脱塩素化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高濃度の有機塩素化合物を脱塩素化して無害化する高濃度有機塩素化合物の分解方法に関する。

各種有機塩素化合物のなかでも、ポリ塩化ビフェニール（以下ＰＣＢと略称することがある。）は人体を含む生体に極めて有害であることから、１９７３年に特定化学物質に指定され、その製造、輸入、使用が禁止されている。しかし、その後適切な廃棄方法が決まらないまま数万トンのＰＣＢが未処理の状態で放置されている。ＰＣＢは、高温（３０〜７５０℃）分解では強毒性のダイオキシン類である塩素化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（ＰＣＤＤ）とジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）が副生することから、技術的にＰＣＢを安全に分解することが難しく、永年にわたりＰＣＢの安全で効率的な各種分解法が検討されている。

有機塩素化合物の分解処理は、絶縁油として使用したＰＣＢ油など高濃度有機塩素化合物の分解処理と、絶縁油交換時等に鉱油中に混入した低濃度有機塩素化合物の分解処理に大別される。高濃度有機塩素化合物の分解処理は、還元触媒を用いて還元剤と反応させ、脱塩素化された塩素を中和除去する方法が一般的に採用されている。

例えば、特許文献１には、白金を担持した活性炭と芳香族塩素化合物（パラクロロフェノール等）を含む混合系に、水素ガスを吹き込みながらマイクロ波を照射することにより有害有機塩素化合物を脱塩素化する方法が提案されている。この方法は還元性物質の存在下でマイクロ波を照射することを特徴とする方法であり、実施例では１００ｍｌの反応用フラスコにパラクロロフェノール水溶液に触媒を懸濁したものを入れ、水素ガスを吹き込みながらマイクロ波を照射して反応させている。

また、特許文献２には、ＰＣＢを溶解した２−プロパノールに、所定量のアルカリと白金、パラジウム、ロジウム等の金属を担持させた炭素化合物からなる触媒を添加して懸濁液としたのち、攪拌しながら、２−プロパノールの沸点（８３℃）近傍まで加熱し、還流条件下で１２０分もしくは１８０分間分解反応を行うことにより、ＰＣＢを分解する方法が記載されている。

また、特許文献３には、本発明者らが提案した方法として、ＰＣＢと沸点１００℃以下のアルコールとアルカリの混合液を、触媒を充填したカラムに流通させながら該カラムにマイクロ波を照射することにより、低温でＰＣＢを脱塩素化する方法が開示されている。
特開２００１−１９６４６号公報（請求項１、段落番号０００９等） 特開平８−２６６８８８号公報（請求項１〜４、段落番号００１２〜００１３等） 特許第３６７８７４０号公報（請求項１〜４、段落番号００４９〜００５０等）

しかしながら、特許文献１〜２に開示されている方法は、触媒を反応溶液中に分散させるバッチ式の脱塩素化方法であるため、反応終了後は失活した触媒を分離、回収する操作が必要となる。一方、同一反応容器を用いて触媒とＰＣＢを追添加しながら脱塩素化反応操作を繰り返すことも理論上は可能であるが、同じ操作を繰り返すことによって反応容器内の触媒量が次第に増加するため、攪拌操作に障害を及ぼしたり、脱塩素化反応の進行を妨げたりすることになる。従って、これらの方法は低コストの処理方法とは言い難い。

また、ＰＣＢ混入油が充填されていた柱上変圧器等の洗浄に用いた洗浄溶媒や、ＰＣＢ分解処理反応に供した溶媒を、蒸留操作によって回収した後、分解処理に再利用することも一般に行われている。しかし、溶媒の絶対量が多ければ溶媒回収コスト（蒸留コスト）も増加することになるため、このような再利用方法は抜本的な方法とはなり得ない。

特許文献３に開示されている方法は、触媒を分離、回収する操作が不要で失活した触媒を取り替えるだけで済むため、連続処理操作も可能であるが、常時一定値以上の分解率を達成するためには、対ＰＣＢで１００倍容量の２−プロパノールを必要とする。従って、多量の溶媒を使用すれば溶媒コストや回収コストが増大することになるため、反応処理効率が劣るという問題点を有していた。

本発明は、高濃度有機塩素化合物の分解処理の更なる効率化を図るためになされたものであり、分解処理後の反応液を再利用でき、処理コストの低減が図れる、高濃度有機塩素化合物の分解方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、高濃度の有機塩素化合物と特定の薬剤を含む反応溶液を触媒カラムに流通させながら脱塩素化反応を行い、脱塩素化反応後の溶液に、被処理物である高濃度の有機塩素化合物と所定量のアルカリ化合物を添加して脱塩素化することにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
１）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、ポリ塩化ビフェニールを５０質量％以上含有する有機塩素化合物と水素供与性溶媒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有機塩素化合物の脱塩素化を行い、脱塩素化反応後の溶液に、新たな有機塩素化合物と該有機塩素化合物に対し０．８〜１．５当量（対塩素）のアルカリ化合物を添加し、前記反応溶液を再利用しながら脱塩素化することを特徴とする高濃度有機塩素化合物の分解方法、
２）反応溶液の再利用回数が、少なくとも２回以上である前記１）に記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法、
３）反応溶液の再利用回数１回当たり０回〜毎回の頻度で触媒を交換する前記１）又は２）に記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法、
４）反応溶液を連続して触媒充填カラムに流通する前記１）〜３）のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法、
５）反応溶液中の有機塩素化合物濃度（対水素供与性溶媒）が、０．１〜１０ｗｔ％である前記１）〜４）のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法、
６）有機塩素化合物の分解に際し、触媒充填カラム内の反応溶液へマイクロ波を照射する前記１）〜５）のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法、
７）アルカリ化合物が、ＮａＯＨ又はＫＯＨである前記１）〜６）のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法、
８）触媒が、パラジウム担持炭素化合物である前記１）〜７）のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法、及び、
９）水素供与性溶媒が、イソプロピルアルコールである前記１）〜８）のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。

本発明の高濃度有機塩素化合物の分解方法によれば、反応溶液（溶媒）を再利用できるので、反応に用いた溶媒を回収し、再利用するためのバッチ毎の蒸留工程が不要となる。反応溶液は少なくとも２回以上再利用できる。また、再利用後は、処理全体に用いる溶媒量が減るので、再利用するための蒸留コストを低減できる。

反応溶液を触媒充填装置に流通させながら循環させ、必要に応じてマイクロ波を照射することもできるので、有機塩素化合物を短期間に分解処理することができる。さらに、反応溶液を連続して触媒充填カラムに流通させることにより、マイクロ波を照射しない夜間でも常温分解が進み、しかも、液が流れ続けることによりビフェニルやＫＣｌが固着し難くなり、液が触媒を揺動させることにより触媒充填カラムの詰まりを防止することができる。

以下、本発明に係る高濃度有機塩素化合物の分解方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

本発明の高濃度有機塩素化合物の分解方法は、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、ポリ塩化ビフェニールを５０質量％以上含有する有機塩素化合物と水素供与性溶媒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有機塩素化合物を脱塩素化を行い、脱塩素化反応後の溶液に、新たな有機塩素化合物と、該有機塩素化合物に対し０．８〜１．５当量（対塩素）のアルカリ化合物を添加し、前記反応溶液を再利用しながら脱塩素化することを特徴とするものである。

本発明の分解方法において脱塩素化対象となる有機塩素化合物は、ポリ塩化ビフェニールを５０質量％以上含有する有機塩素化合物であり、主に柱上変圧器、大型トランス、コンデンサ、油絶縁ケーブルの油槽等に絶縁油等として使用されたものが対象となる。具体的には、ポリ塩化ビフェニール、或いは、ポリ塩化ビフェニールと塩素化芳香族化合物との混合物が挙げられる。

ポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）類としては、例えば、鐘淵化学（株）のＫＣ−２００（主成分：２塩化ビフェニール）、ＫＣ−３００（主成分：３塩化ビフェニール）、ＫＣ−４００（主成分：４塩化ビフェニール）、ＫＣ−５００（主成分：５塩化ビフェニール）、ＫＣ−６００（主成分：６塩化ビフェニール）、ＫＣ−１０００（ＫＣ５００／ＴＣＢ＝６０／４０（質量比）の混合物）、ＫＣ−１３００（ＫＣ−３００＋ＤＣＢ＋４塩化ベンゼンの混合物）や、三菱モンサイト（株）のアロクロール１２５４（５４％ Ｃｈｌｏｒｉｎｅ）等を挙げることができる。

ポリ塩化ビフェニールと塩素化芳香族化合物との混合物の場合、混合割合は特に限定されないが、一般には、ポリ塩化ビフェニール／塩素化芳香族化合物＝９／１〜５／５（質量比）である。ポリ塩化ビフェニール／塩素化芳香族化合物の割合が９／１未満の場合は油の粘性が高くなり、一方、その割合が５／５を超える場合は絶縁性能が低下するからである。塩素化芳香族化合物としては、芳香族化合物に塩素原子が置換しているもの、例えば、例えば、トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）、ジクロロベンゼン（ＤＣＢ）、テトラクロロベンゼン等があるが、一般にはトリクロロベンゼン（ＴＣＢ）が多用されている。

図１は、本発明の分解方法の好ましい一例を示す説明図であり、反応槽２０に水素供与性溶媒（イソプロピルアルコール：ＩＰＡ））と、アルカリ化合物（ＫＯＨ）と、有機塩素化合物（ＰＣＢ）を入れ、反応溶液１０を得る。これを、循環ポンプ２１により、配管２２を通して、マイクロ波装置３０内に設置した触媒充填カラム３５に流通させながら触媒と接触させ、ＰＣＢの脱塩素化を行う。カラム流通後の反応溶液は配管２３を通して反応槽２０に戻される。なお、図１に示す配管途中には、超音波発生装置等のクラスター破壊装置、コンデンサ等の冷却装置、誘電率計等のＰＣＢ濃度測定装置等が備えられていてもよい。

水素供与性溶媒は、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から選ばれる１種以上を用いることができるが、これらの中でも、安全性の点より、アルコール系化合物、ケトン系化合物、脂環式化合物が好ましい。特に、安全性、低コスト、入手容易で、しかも反応制御し易くＰＣＢ分解効率が高い点より、アルコール系化合物が好ましい。好ましいアルコールとしては、例えば、エタノール、１−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｔ−ブタノール、シクロヘキサノール等を挙げることができるが、イソプロピルアルコール、シクロヘキシルアルコール等の２級アルコールがより好ましく、イソプロピルアルコールが最も好ましい。

アルカリ化合物は、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、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を単独で又は２種以上併用して用いることができる。中でも、コストやハンドリング性の観点より、ＮａＯＨ又はＫＯＨが好ましい。

最初の反応液調製時の有機塩素化合物濃度は、水素供与性溶媒に対し、０．１〜１０ｗｔ％とするのが好ましく、より好ましくは０．２〜５ｗｔ％、最も好ましくは０．２〜２ｗｔ％である。有機塩素化合物の濃度が高すぎる場合は溶媒の再利用回数が減り分解所要時間も長くなるため経済的でなく、濃度が低すぎる場合は脱塩素化の効率が悪くなる。アルカリ化合物は有機塩素化合物の塩素に対し、１．０当量以上用いることが好ましく、副生塩の生成により影響を出来るだけ抑え、かつ、分解効率を高める観点より、より好ましくは１．０〜１．５当量である。

触媒は、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種を用いる。前記の触媒は、有機塩素化合物（特にＰＣＢ）の脱塩素化反応を促進でき、アルカリ化合物存在下でも安定で、アルカリ雰囲気下でも安全で、しかもマイクロ波に対して高活性を示すことから好適に用いることができる。触媒は、単独で又は２種以上を任意に組合せて使用してもよい。これらの触媒の中でも、担体に金属を担持させた化合物が好ましい。

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。また、担体に金属を担持させた化合物の場合、担体としては、活性炭やグラファイト等の炭素、シリカゲル、アルミナやゼオライト等の金属酸化物や複合金属酸化物、ポリエチレン等の樹脂などが挙げられる。この中でも、脱塩素化効率が高く、アルカリ雰囲気での安定性が高い点より、炭素担体に金属を担持させた金属担持炭素化合物が好ましい。

前記の金属担持炭素化合物は、金属を担持した炭素化合物であればよいが、金属担持量は、触媒全量に対して１〜２０ｗｔ％、好ましくは５〜１０ｗｔ％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、脱塩素化効率を高める観点からは、パラジウム、ルテニウム、白金が好ましく、パラジウムがより好ましい。金属担持炭素化合物の具体例としては、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。

触媒の形状は、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。１０ｍｍを超える場合は比表面積が不足し、７５μｍ未満の場合はメッシュが詰まり差圧が高くなる。より好ましくは１５０μｍ〜５ｍｍが望ましい。触媒粒子は、できるだけ粒子径のそろったものがよい。

反応系中の触媒使用量は、カラムの構成や液流通速度によっても異なるが、通常、反応溶液全量に対し、重量比で、５〜５０％用いることが好ましい。

触媒充填カラムは、その形状、大きさ、マイクロ波装置内における設置場所は特に限定されるものではなく、マイクロ波照射が可能な位置に設置すればよい。触媒充填カラムは取り外し可能なカセット式にすることもできる。触媒は、水素供与性溶媒の再利用回数１回当たり０回〜毎回の頻度で交換することができ、分解に供する処理液のＰＣＢ濃度によりその交換頻度を決定することが好ましい。触媒を反応溶液中に分散させる方法では触媒の分離・回収操作が必要であるのに対し、本発明では触媒充填カラムに反応溶液を流通させることで、触媒を反応溶液から分離する必要がなくなるため、反応溶液を繰り返し再利用することが容易となる。

触媒充填カラム３５はマイクロ波装置３０内に設置されているため、必要に応じてマイクロ波を照射することができる。マイクロ波装置をオンにした場合、触媒層を流通する反応溶液は、照射されたマイクロ波によって加熱された触媒と接触する。そのため、触媒層を流通する反応溶液がマイクロ波で活性化された触媒と接触するため、有機塩素化合物は非加熱状態で接触させたときよりも格段に早い速度で分解する。一方、マイクロ波装置をオフにした場合、触媒層を流通する反応溶液は常温で触媒と接触するので、有機塩素化合物は比較的遅い速度ではあるが、徐々に分解する。反応温度は、１０℃〜２００℃の範囲が好ましく、より好ましくは１０〜８０℃である。反応温度が１０℃未満では分解反応が不十分となり、一方、２００℃を超える場合は脱塩素化反応は十分進むが、副生物が生成し易くなり、また経済性にも劣る。反応時間は特に限定されず、脱塩素化反応を十分進行させ無害化するまで行えばよい。

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。出力が低すぎる場合は水素発生量が少なくなり、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の範囲とし、好ましくは４０Ｗ〜５ｋＷの範囲とする。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、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、間欠照射のいずれであってもよい。

最初の分解処理において、反応液中のＰＣＢ濃度が規制値以下になった段階で、分解処理を一旦停止する。次いで、２回目以降は、脱塩素化反応後の溶液に、新たな有機塩素化合物と、これに対し０．８〜１．５当量（対塩素）、好ましくは１．０〜１．３当量（対塩素）のアルカリ化合物を添加し、反応溶液を再利用しながら、上記の方法で脱塩素化を行う。アルカリ化合物を添加することなく新たな有機塩素化合物のみを添加した場合は、脱離した塩素を捕捉することができなくなり、分解反応が平衡状態になるため、脱塩素化反応が進行しなくなる。一方、アルカリ化合物の添加量が多すぎても反応が頭打ちになるため、経済性が悪くなる。

また、アルカリ化合物は上記の化合物の中から選択して用いることができるが、水素供与性溶媒に対する溶解性の高いものを選択することが、反応溶液を触媒充填カラムに流通させた際の詰まりを防止できる点より好ましい。アルカリ化合物は単体として添加しても良いし、少量の溶媒に溶解させて添加しても良い。

反応溶液を繰り返し利用することによって、該溶液中にはビフェニル、ＫＣｌ等の副生物の量が次第に増加していくことになるが、触媒充填カラムにおける目詰まり等が生じない限り、反応溶液は繰り返し利用することができる。この場合、触媒は劣化の程度を見ながら交換することが好ましい。触媒の交換頻度は、反応溶液の再利用回数１回当たり０回〜毎回の間で選択することができるので、新たな有機塩素化合物を添加する度に触媒を交換する方法でも良いし、２〜３回に１度触媒を交換する方法でも良い。反応溶液の再利用回数に制限はないが、経済性を考慮すると少なくとも２回以上、好ましくは３回以上が望ましい。この場合、触媒は継続使用でも良いし、新しい触媒に交換しても良い。

図２は、本発明の分解方法の概略フロー図である。分解処理終了後の反応溶液には、溶媒、溶媒分解物、副生塩（ＫＣｌ）、ビフェニル等が含まれているので、反応槽内の溶液を貯留した後、処理後の溶液等を産業廃棄物として処分、又はリサイクル使用する。

（作用）
本発明の有機塩素化合物の分解方法によれば、新たに溶媒を加えなくても、有機塩素化合物が分解し脱塩素化される。その機構は明らかではないが、アルカリ化合物が有機塩素化合物の脱塩素化反応を促し、そこに過剰に存在する溶媒（水素供与体）からの水素ラジカルが入り込むため、アルカリ化合物を追加するだけで脱塩素化が進行する。従って、分解速度が遅くても、変圧器の貯蔵所等の現場であれば、新たな加熱源等を用意せずとも放置するだけでＰＣＢを処理でき、又、分解処理を促進したい場合は、必要に応じてマイクロ波照射を実施することもできる。

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
ＰＣＢ（ＫＣ−４００／トリクロロベンゼンの混合物）１．３ｍｌ（ＰＣＢ濃度１ｗｔ％／ＩＰＡ）、ＫＯＨフレーク１．９９ｇ（１．２当量対塩素）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１４８．７ｍｌを、３０００ｒｐｍのホモミキサーで２０分攪拌し混液としたものを、内容量２００ｍｌの五つ口フラスコ（以下、「反応槽」）に導入した。これらを導入した後に、窒素ガスで反応槽内部を置換した。

一方、粒状活性炭（商品名：ダイヤホープ００８）にパラジウム（Ｐｄ）を５％担持させた触媒（平均粒径１ｍｍ程度）を用意し、７０℃で８時間乾燥した。この触媒２４ｇをマイクロ波発生装置内に設置した触媒充填装置に入れ、上下を１００メッシュの網で挟み込み、触媒を充填した。反応槽内をマグネチックスターラーで攪拌しながら、反応槽内の混合溶液をポンプで抜き出し、光ファイバー温度計を備えた上記触媒充填装置に１０ｍｌ／分の速度で連続的に流通させた後反応槽に戻し、常温にて循環させた。その間、周波数２．４５ＧＨｚ、最大出力７００Ｗのマイクロ波を電気的に制御しながら連続照射し、反応温度を６０℃に維持した。反応中も窒素ガスを５０ｍｌ／ｍｉｎで流した。

触媒充填装置内を流通させた混合溶液中のＰＣＢ濃度を定期的にサンプリングし、サンプリングした混合溶液中のＰＣＢ濃度は、ＤＢ１（Ｊ＆Ｗサイエンティフィック製）をキャピラリーカラムとする（株）島津製作所製のガスクロマトグラフィー質量分析計ＱＰ５０５０ＡＷ（「ＧＣ−ＭＳ」）を用いて分析した。

混合溶液中のＰＣＢ濃度が目標の０．５ｐｐｍ以下にならなかった場合は、混合溶液を再び触媒充填装置に流通、循環させた後、反応槽内に戻す操作を繰り返した。

１回目のＰＣＢ分解試験終了後、ＩＰＡ再使用２回目の試験として、分解処理後の処理液に、１回目で用いたＰＣＢ１．３ｍｌ、ＫＯＨフレーク１．９９ｇを添加し、１回目の操作と全く同様の方法にて、ＰＣＢ濃度が０．５ｐｐｍ以下になるまで分解処理を行った。

ＩＰＡ再使用２回目の試験終了後、ＩＰＡ再使用３回目の試験として、１回目で用いたＰＣＢ１．３ｍｌ、ＫＯＨフレーク１．９９ｇを添加し、１回目の操作と全く同様の方法にて、ＰＣＢ濃度が０．５ｐｐｍ以下になるまで分解処理を行った。以下同様に、ＩＰＡ再使用４回目〜１０回目の試験を行った。

各試験について、ＰＣＢ濃度０．５ｐｐｍ以下になるまでの分解所要時間を表１に示した。表１の結果から明らかなように、ＩＰＡをそのまま１０回は繰り返し利用できることが確認された。

（実施例２）
ＰＣＢ（ＫＣ−４００／トリクロロベンゼンの混合物）２．６ｍｌ（ＰＣＢ濃度２ｗｔ％／ＩＰＡ）、ＫＯＨフレーク３．９８ｇ（１．２当量対塩素）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１４７．４ｍｌを用いた以外は、実施例１と同様の方法で、１回目のＰＣＢ分解試験を実施した。

１回目のＰＣＢ分解試験終了後、ＩＰＡ再使用２回目の試験として、分解処理後の処理液に、１回目で用いたＰＣＢ２．６ｍｌ、ＫＯＨフレーク３．９８ｇを添加し、１回目の操作と全く同様の方法にて、ＰＣＢ濃度が０．５ｐｐｍ以下になるまで分解処理を行った。

ＩＰＡ再使用２回目の試験終了後、ＩＰＡ再使用３回目の試験として、１回目で用いたＰＣＢ２．６ｍｌ、ＫＯＨフレーク３．９８ｇを添加し、１回目の操作と全く同様の方法にて、ＰＣＢ濃度が０．５ｐｐｍ以下になるまで分解処理を行った。以下同様に、ＩＰＡ再使用３回目の試験を行った。

各試験について、ＰＣＢ濃度０．５ｐｐｍ以下になるまでの分解所要時間を表１に示した。表１の結果から明らかなように、ＩＰＡをそのまま４回は繰り返し利用できることが確認され、分解所要時間も１５時間以内で終了した。

（実施例３）
ＰＣＢ（ＫＣ−４００／トリクロロベンゼンの混合物）３．９ｍｌ（ＰＣＢ濃度３ｗｔ％／ＩＰＡ）、ＫＯＨフレーク５．９８ｇ（１．２当量対塩素）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１４６．１ｍｌを用いた以外は、実施例１と同様の方法で、１回目のＰＣＢ分解試験を実施した。

１回目のＰＣＢ分解試験終了後、ＩＰＡ再使用２回目の試験として、分解処理後の処理液に、１回目で用いたＰＣＢ３．９ｍｌ、ＫＯＨフレーク５．９８ｇを添加し、１回目の操作と全く同様の方法にて、ＰＣＢ濃度が０．５ｐｐｍ以下になるまで分解処理を行った。

各試験について、ＰＣＢ濃度０．５ｐｐｍ以下になるまでの分解所要時間を表１に示した。表１の結果から明らかなように、ＩＰＡをそのまま２回は繰り返し利用できることが確認された。

以上のように、本発明に係る分解方法では、分解試験におけるＰＣＢ濃度を最適濃度に設定することにより、ＰＣＢ分解処理効率を図ることが可能となる。上記の例で言えば、ＰＣＢ濃度１％では反応溶液を少なくとも１０回使用できるため、ＰＣＢ濃度３％で反応溶液を２回使用した場合よりも、同じ溶媒量で１０／６倍量のＰＣＢを分解処理することができる。

従って、有機塩素化合物の種類に応じて分解条件を設定し、最も経済性に優れたＰＣＢ濃度を設定し、反応溶液を繰り返し利用するようにすることで、経済性に優れた分解方法となり得る。

本発明に係る分解方法は、ポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）類等の難分解性有機塩素化合物の分解処理に利用することができる他、トリクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族塩素化合物やジクロロエタン等の脂肪族塩素化合物、ダイオキシン類の分解処理にも利用することができる。

本発明に係る高濃度ＰＣＢ分解方法を説明する図である。 本発明に係る高濃度ＰＣＢ分解方法の概略フロー図である。

符号の説明

１０ 混合溶液
２０ 反応槽
２１ 循環ポンプ
２２，２３ 配管
３０ マイクロ波装置
３５ 触媒充填装置

Claims (9)

1. 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、ポリ塩化ビフェニールを５０質量％以上含有する有機塩素化合物と水素供与性溶媒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有機塩素化合物の脱塩素化を行い、脱塩素化反応後の溶液に、新たな有機塩素化合物と該有機塩素化合物に対し０．８〜１．５当量（対塩素）のアルカリ化合物を添加し、前記反応溶液を再利用しながら脱塩素化することを特徴とする高濃度有機塩素化合物の分解方法。
2. 反応溶液の再利用回数が、少なくとも２回以上である請求項１に記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。
3. 反応溶液の再利用回数１回当たり０回〜毎回の頻度で触媒を交換する請求項１又は２に記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。
4. 反応溶液中の有機塩素化合物濃度（対水素供与性溶媒）が、０．１〜１０ｗｔ％である請求項１〜３のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。
5. 有機塩素化合物の分解に際し、触媒充填カラム内の反応溶液へマイクロ波を照射する請求項１〜４のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。
6. 反応溶液を連続して触媒充填カラムに流通する請求項１〜５のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。
7. アルカリ化合物が、ＮａＯＨ又はＫＯＨである請求項１〜６のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。
8. 触媒が、パラジウム担持炭素化合物である請求項１〜７のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。
9. 水素供与性溶媒が、イソプロピルアルコールである請求項１〜８のいずれかに記載の高濃度有機塩素化合物の分解方法。

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