JP2013202314A - Method and apparatus for decomposing organic halogen compound - Google Patents

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幹雄 下条
Satoru Kanamori
悟 金森
Tetsutaro Furuhashi
鉄太郎 古橋
Hitoshi Ogawa
仁 小川
Koichi Ito
鉱一 伊藤
Shigeru Otsuki
茂 大槻
Toshiharu Kusunoki
敏治 楠
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for decomposing an organic halogen compound and a decomposing apparatus, capable of decomposing an organic halogen compound remaining in a container of a large transformer in which a large amount of organic halogen compound contained in one batch of treatment liquid should be decomposed without causing fixation of a catalyst.SOLUTION: A method for decomposing an organic halogen compound includes: adding a hydrogen donor and an alkali compound to an organic halogen compound to prepare a mixed liquid; taking out all or some of the mixed liquid; allowing the taken mixed liquid to circulate in a catalyst-filled device; and irradiating the mixed liquid circulating in the catalyst-filled device with a microwave to decompose the organic halogen compound. In this method, the catalyst-filled device is formed by stacking a filling member layer on the top and an organic halogen compound decomposition catalyst layer on the bottom. The mixed liquid is introduced from the upper part of the catalyst layer on the top and discharged through the filling member layer on the bottom. A decomposing device is used for the method.

Description

本発明は、有機ハロゲン化合物を分解して、当該有機ハロゲン化合物を無害化する有機ハロゲン化合物の分解処理方法及び分解処理装置に関し、詳細には、柱上変圧器や大型変圧器等の容器内に残留するポリ塩化ビフェニール(PCB)を分解して無害化する、有機ハロゲン化合物の分解処理方法及び分解処理装置に関する。   The present invention relates to an organic halogen compound decomposition treatment method and a decomposition treatment apparatus for decomposing an organic halogen compound to render the organic halogen compound harmless, and more specifically, in a container such as a pole transformer or a large transformer. The present invention relates to an organic halogen compound decomposition treatment method and a decomposition treatment apparatus for decomposing and detoxifying residual polychlorinated biphenyl (PCB).

各種有機ハロゲン化合物のなかでも、ポリ塩化ビフェニール(PCB)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、適切な廃棄方法が見出され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、高温分解では強毒性のダイオキシン類が副生することから、PCBを安全に分解することが難しく、永年にわたりPCBの安全で効率的な分解法が各種検討されている。   Among various organic halogen compounds, polychlorinated biphenyl (PCB) is extremely harmful to living organisms including the human body. Therefore, it was designated as a specific chemical substance in 1973 and its production, import and use are prohibited. However, tens of thousands of tons of PCB are left untreated without finding an appropriate disposal method. Since PCB is a by-product of highly toxic dioxins by high-temperature decomposition, it is difficult to safely decompose PCB, and various safe and efficient decomposition methods for PCB have been studied for many years.

柱上変圧器等の容器内の有機ハロゲン化合物の処理方法としては、有機ハロゲン化合物を容器ごと処理する方法と、容器から有機ハロゲン化合物を抜き出した後に容器と有機ハロゲン化合物を別々に処理する方法とがある。   As a method for treating organic halogen compounds in containers such as pole transformers, a method of treating the organic halogen compounds together with the container, a method of separately treating the containers and the organic halogen compounds after extracting the organic halogen compounds from the container, and There is.

前者としては、例えば、水及び酸化剤を入れたオートクレーブ中に、PCBを含有する油を入れたまま柱上変圧器を収納し、オートクレーブを加熱して、水を超臨界状態にしてPCBを酸化分解することにより、PCBを含有する油の入った柱上変圧器を丸ごと無害化する方法があるが、この方法では、大掛かりな装置が必要となる。   As the former, for example, a pole transformer is housed in an autoclave containing water and an oxidant while containing oil containing PCB, and the autoclave is heated to oxidize PCB by bringing water into a supercritical state. There is a method of detoxifying the entire pole transformer containing the oil containing PCB by decomposing, but this method requires a large-scale device.

後者としては、例えば、柱上変圧器から絶縁油を抜油した後、柱上変圧器は溶剤などで洗浄して無害化し、一方、抜油した油は、アルカリ金属ターシャリーブトキシド等を添加し、加熱撹拌してPCBを分解することで油を無害化する方法がある。しかしながら、この方式はバッチ式処理のため、大量に処理するためには設備が非常に大型化すると共に、粉末触媒をそのまま油中に投入するため、PCBの分解処理後の油から触媒を分離するのに大きな手間が掛かる、また、粉末触媒に変えて固定床式の触媒を用いた場合には、PCBとの接触機会が減るため反応が満足に進まない等の問題点を有している。   As the latter, for example, after removing the insulating oil from the pole transformer, the pole transformer is washed with a solvent to make it harmless, while the drained oil is heated by adding alkali metal tertiary butoxide, etc. There is a method of detoxifying oil by stirring and decomposing PCB. However, since this system is a batch process, the equipment becomes very large for large-scale processing, and the catalyst is separated from the oil after the PCB decomposition process because the powdered catalyst is put into the oil as it is. However, when a fixed bed type catalyst is used instead of the powder catalyst, there are problems such as the reaction does not proceed satisfactorily because the contact opportunity with the PCB is reduced.

さらに、PCB処理設備の建設にはアセスメントが必要であることから、変圧器貯蔵所などの現場でPCB無害化処理が可能で、PCBを安全で大量にかつ低コストで分解処理できる方法として、マイクロ波を利用した無害化処理法がある。この処理法は、容器内でPCBと水素供与体(イソプロピルアルコール)とアルカリ化合物を混合した後、液を容器から抜き出し、マイクロ波を照射しながら金属担持炭素化合物などの触媒を充填した装置に流通させた後、再び、容器に循環させてPCBを分解する処理法である(例えば、特許文献1〜5参照)。   Furthermore, since assessment is required for the construction of PCB processing equipment, PCB detoxification can be performed on-site such as transformer storage, and PCBs can be safely processed in large quantities at low cost. There is a detoxification method using waves. In this treatment method, PCB, hydrogen donor (isopropyl alcohol), and alkali compound are mixed in a container, and then the liquid is extracted from the container and distributed to an apparatus filled with a catalyst such as a metal-supported carbon compound while being irradiated with microwaves. Then, it is a treatment method in which the PCB is decomposed again by circulation in the container (see, for example, Patent Documents 1 to 5).

しかしながら、上記処理法において、多量のPCBを分解するために1バッチの液中に多量のアルカリを投入してしまうと、PCB分解反応の副生物であるKClが多量に生成し、副生物が触媒充填装置内の下層部分の触媒上に蓄積されることで触媒が固着してしまい、液を循環できなくなり、PCBの分解処理を阻害する問題が発生した。   However, in the above treatment method, if a large amount of alkali is introduced into one batch of liquid to decompose a large amount of PCB, a large amount of KCl, which is a by-product of the PCB decomposition reaction, is generated, and the by-product becomes a catalyst. Accumulation on the catalyst in the lower layer portion in the filling device causes the catalyst to be fixed, which makes it impossible to circulate the liquid, thus causing a problem of inhibiting the PCB decomposition process.

特開2007−105061号公報JP 2007-105061 A 特開2007−105062号公報JP 2007-105062 A 特開2007−105063号公報JP 2007-105063 A 特開2007−222191号公報JP 2007-222191 A 特開2010−259496号公報JP 2010-259596 A

本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたものであり、1バッチの処理液中に多量の有機ハロゲン化合物を分解する必要のある大型変圧器等の容器に残留する有機ハロゲン化合物を、触媒が固着することなく分解処理することが可能な、有機ハロゲン化合物の分解処理方法及び分解処理装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and a catalyst for treating an organic halogen compound remaining in a container such as a large-scale transformer in which a large amount of an organic halogen compound needs to be decomposed in one batch of a processing solution. It is an object of the present invention to provide an organic halogen compound decomposition treatment method and decomposition treatment apparatus that can be decomposed without sticking.

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、液を流通させる触媒充填装置の触媒層の下部に、マイクロ波の影響を受けにくい充填材を入れることにより、従来と同程度の処理時間で、しかも従来の半量以下の触媒量で、有機ハロゲン化合物を無害化処理できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent investigations to solve the above problems, the present inventors have put a filler that is less susceptible to microwaves into the lower part of the catalyst layer of the catalyst filling device for circulating the liquid. The present inventors have found that an organic halogen compound can be detoxified in a treatment time and with a catalyst amount of less than half of the conventional amount, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下のとおりである。   That is, the present invention is as follows.

1)有機ハロゲン化合物に、水素供与体とアルカリ化合物を添加して混合液とした後、該混合液の全部または一部を取り出し、触媒充填装置に循環させると共に、前記触媒充填装置を流通する混合液にマイクロ波を照射して有機ハロゲン化合物を分解する分解処理方法において、
前記触媒充填装置は、下段に充填材層、上段に有機ハロゲン化合物分解触媒層が積層して設けられており、混合液を、上段触媒層の上方から導入し下段充填材層を通して排出させることを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解処理方法、
2)充填材が、セラミックボール、樹脂ボールまたは活性炭である、1)に記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法、
3)充填材が、直径5〜50mmの球状充填材である、1)または2)に記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法、
4)触媒と充填材の合計嵩体積に対する触媒の割合が、5〜50体積%である、1)〜3)のいずれかに記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法、
5)触媒充填装置を触媒槽上部に配置し、該触媒充填装置から排出した混合液を、触媒槽下部に設けた液溜り部にて冷却した後、再び、触媒充填装置に循環させる、1)〜4)のいずれかに記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法。
1) After adding a hydrogen donor and an alkali compound to an organic halogen compound to obtain a mixed solution, the whole or a part of the mixed solution is taken out and circulated to a catalyst filling device, and mixed through the catalyst filling device. In the decomposition method of decomposing organic halogen compounds by irradiating the liquid with microwaves,
The catalyst filling device includes a lower layer of a filler layer and an upper layer of an organic halogen compound decomposition catalyst layer, and the mixture is introduced from above the upper catalyst layer and discharged through the lower filler layer. A method for decomposing organic halogen compounds,
2) The organic halogen compound decomposition treatment method according to 1), wherein the filler is a ceramic ball, a resin ball, or activated carbon.
3) The organic halogen compound decomposition treatment method according to 1) or 2), wherein the filler is a spherical filler having a diameter of 5 to 50 mm,
4) The organic halogen compound decomposition treatment method according to any one of 1) to 3), wherein the ratio of the catalyst to the total bulk volume of the catalyst and the filler is 5 to 50% by volume,
5) The catalyst filling device is disposed in the upper part of the catalyst tank, and the mixed liquid discharged from the catalyst filling apparatus is cooled in a liquid reservoir provided in the lower part of the catalyst tank and then circulated again to the catalyst filling apparatus. -4) The decomposition | disassembly method of the organic halogen compound in any one of.

6)少なくとも、(a)上部に触媒充填装置を配置し下部に液溜り部を設けた触媒槽、(b)触媒槽内の液を循環させる液循環系統、(c)触媒充填装置にマイクロ波を照射するためのマイクロ波照射装置、を具備する分解処理装置であって、
前記触媒充填装置が、下段に充填材層、上段に有機ハロゲン化合物分解触媒層が積層して設けられていることを特徴とする有機ハロゲン化合物を分解するための分解処理装置、
7)充填材が、セラミックボール、樹脂ボールまたは活性炭である、6)に記載の分解処理装置、
8)充填材が、直径5〜50mmの球状充填材である、6)または7)に記載の分解処理装置、
9)さらに、(d)触媒槽下部の液溜り部に貯留した液を冷却する冷却手段を具備する、6)〜8)のいずれかに記載の分解処理装置。
6) At least (a) a catalyst tank provided with a catalyst filling device in the upper part and a liquid reservoir part provided in the lower part, (b) a liquid circulation system for circulating the liquid in the catalyst tank, and (c) a microwave in the catalyst filling apparatus. A decomposition treatment apparatus comprising a microwave irradiation device for irradiating
A decomposition treatment apparatus for decomposing an organic halogen compound, characterized in that the catalyst filling device is provided by laminating a filler layer on the lower stage and an organic halogen compound decomposition catalyst layer on the upper stage;
7) The decomposition treatment apparatus according to 6), wherein the filler is a ceramic ball, a resin ball, or activated carbon.
8) The decomposition treatment apparatus according to 6) or 7), wherein the filler is a spherical filler having a diameter of 5 to 50 mm,
9) The decomposition treatment apparatus according to any one of 6) to 8), further comprising (d) a cooling unit that cools the liquid stored in the liquid reservoir at the bottom of the catalyst tank.

本発明によれば、循環させる液を、触媒層、該触媒層の下部に設けた充填材層の順に流通させるので、1バッチの処理液中に多量の有機ハロゲン化合物を分解する必要のある大型変圧器等の容器処理時に生成する多量のKCl等の副生物が、触媒に蓄積されにくくなり、触媒の固着を防止することが可能になる。これにより、触媒寿命が延び、触媒使用量を大幅に削減することが可能になる。   According to the present invention, since the liquid to be circulated flows in the order of the catalyst layer and the filler layer provided below the catalyst layer, it is necessary to decompose a large amount of the organic halogen compound in one batch of the processing liquid. A large amount of by-products such as KCl generated during processing of a container such as a transformer is less likely to be accumulated in the catalyst, and the catalyst can be prevented from sticking. As a result, the catalyst life is extended and the amount of catalyst used can be greatly reduced.

また、従来の触媒充填装置に2段で触媒層と充填材層を設けるので、触媒層を従来より薄く形成することができ、触媒層の中にマイクロ波伝達用の構造体を配置しなくても、マイクロ波を触媒層全体に届かせることができ、下段充填材層の充填材は、洗浄すれば何度でも使用できるので、装置及び触媒コストを大幅に削減することが可能になる。   In addition, since the catalyst layer and the filler layer are provided in two stages in the conventional catalyst filling device, the catalyst layer can be formed thinner than the conventional one, and a structure for transmitting microwaves is not required in the catalyst layer. However, since the microwave can reach the entire catalyst layer, and the filler in the lower filler layer can be used any number of times after washing, the apparatus and catalyst costs can be greatly reduced.

さらに、本発明によれば、容器内に残留する有機ハロゲン化合物を、実質的に容器から抜き出さずに分解処理することができるので、簡易であり、設置場所もとらない。   Furthermore, according to the present invention, since the organic halogen compound remaining in the container can be decomposed without being substantially extracted from the container, it is simple and does not depend on the installation location.

本発明の触媒充填装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the catalyst filling apparatus of this invention. 本発明の分解処理装置の使用例の概略を説明する図であるIt is a figure explaining the outline of the usage example of the decomposition processing apparatus of this invention. 従来の触媒充填装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the conventional catalyst filling apparatus. 実施例及び比較例におけるPCB分解処理時間とPCB濃度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between PCB decomposition processing time and PCB density | concentration in an Example and a comparative example.

本発明は、有機ハロゲン化合物を分解し無害化する分解処理方法及びそれに用いる分解処理装置に関するものであり、有機ハロゲン化合物に水素供与体とアルカリ化合物を添加して混合液とした後、該混合液の全部または一部を取り出し、触媒充填装置に循環させると共に、前記触媒充填装置を流通する混合液にマイクロ波を照射して有機ハロゲン化合物を分解するものである。   The present invention relates to a decomposition treatment method for decomposing and detoxifying an organic halogen compound and a decomposition treatment apparatus used therefor, and after adding a hydrogen donor and an alkali compound to the organic halogen compound to obtain a mixed solution, the mixed solution All or a part of the catalyst is taken out and circulated through the catalyst filling device, and the mixed solution flowing through the catalyst filling device is irradiated with microwaves to decompose the organic halogen compound.

本発明で言う容器としては、例えば、柱上変圧器、大型変圧器、OFケーブル油槽等が挙げられ、大型変圧器が多用される。   As a container said by this invention, a pole transformer, a large sized transformer, OF cable oil tank etc. are mentioned, for example, A large sized transformer is used frequently.

分解処理対象である有機ハロゲン化合物としては、例えば、ポリ塩化ビフェニール(PCB)類やダイオキシン類等を挙げることができ、その種類は特に限定されるものではないが、好ましいのはPCB類である。PCB類には、ダイオキシン類を含有するPCB類も含まれる。PCB類の市販品としては、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(KC−500+3塩化ベンゼン)、KC−1300(KC−300+2塩化ベンゼン+4塩化ベンゼン)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。   Examples of the organic halogen compound to be decomposed include polychlorinated biphenyls (PCBs) and dioxins, and the type thereof is not particularly limited, but PCBs are preferable. PCBs include PCBs containing dioxins. Examples of commercially available PCBs include KC-200 (main component: biphenyl dichloride), KC-300 (main component: biphenyl trichloride), KC-400 (main component: tetrachloride) manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd. Biphenyl), KC-500 (main component: biphenyl pentachloride), KC-600 (main component: biphenyl bichloride), KC-1000 (KC-500 + benzene trichloride), KC-1300 (KC-300 + dichlorobenzene + tetrachlorobenzene) And Arochlor 1254 (54% Chlorine) manufactured by Mitsubishi Monsite Corporation.

本発明は、有機ハロゲン化合物の無害化処理に広く利用することができ、その中でも、一般に脱ハロゲン化が困難であるPCB類が残留する容器の無害化に好適に使用することができる。有機ハロゲン化合物は、単体で、または、炭化水素油等の油中に微量含有されている。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for detoxification treatment of organic halogen compounds, and among them, it can be suitably used for detoxification of containers in which PCBs that are generally difficult to dehalogenate remain. The organic halogen compound is contained alone or in a trace amount in oil such as hydrocarbon oil.

[触媒充填装置]
図1は、本発明の触媒充填装置の構成を説明する概略図である。1は触媒充填装置、3は上段の有機ハロゲン化合物分解触媒層(以下、「触媒層」と略称する)、4は下段の充填材層、5は充填材層の上に敷設したメッシュシートである。6は、触媒層の上方から導入する混合液(被処理液)である。
[Catalyst filling device]
FIG. 1 is a schematic view illustrating the configuration of the catalyst filling apparatus of the present invention. 1 is a catalyst filling device, 3 is an upper organic halogen compound decomposition catalyst layer (hereinafter abbreviated as “catalyst layer”), 4 is a lower filler layer, and 5 is a mesh sheet laid on the filler layer. . 6 is a liquid mixture (liquid to be treated) introduced from above the catalyst layer.

上段の触媒層3は、触媒層を形成する触媒と充填材層を形成する充填材の合計嵩体積に対する割合が、5〜50体積%の範囲であることが好ましい。触媒の割合が5体積%以上あれば、有機ハロゲン化合物の分解に際し頻繁に触媒交換を行う必要がなく、一方、触媒の割合が50体積%以下であれば、触媒の固着を防止することができる。   In the upper catalyst layer 3, the ratio of the catalyst forming the catalyst layer and the filler forming the filler layer to the total bulk volume is preferably in the range of 5 to 50% by volume. If the ratio of the catalyst is 5% by volume or more, it is not necessary to frequently exchange the catalyst when decomposing the organic halogen compound. On the other hand, if the ratio of the catalyst is 50% by volume or less, sticking of the catalyst can be prevented. .

下段の充填材層4には、セラミックボール、樹脂ボール、活性炭などの充填材を用いることができ、セラミックボール、樹脂ボール等の直径5〜50mmの球状充填材を充填することがより好ましい。球状のため充填し易く、付着した副生物の洗浄も容易である。直径を5mm以上にすると球状充填材が触媒充填装置下部より落下せず、充填層内に適度な間隙が形成されるため混合液の流通を妨げることがない。また、直径を50mm以下とすることで、充填材層内の副生物が触媒層に逆流することがない程度の間隙を確保することができる。さらに、均一な大きさの球状充填材を用いることで、充填材層内の空隙も均一になるため、充填材層内の混合液の乱流を防ぎ副生物が触媒に保持・蓄積されることなくスムーズに流下するため、さらに好ましい。充填材は単独、あるいは、サイズや種類の異なるものを混合して用いることができる。副生物が触媒層に保持・蓄積されない程度の間隙を形成できるものであれば、球状でなくてもよい。たとえば、楕円状や棒状、くの字状等が考えられる。金属ボールはマイクロ波照射によりスパークするおそれがあるため好ましくない。   For the lower filler layer 4, fillers such as ceramic balls, resin balls, and activated carbon can be used, and it is more preferable to fill spherical fillers having a diameter of 5 to 50 mm such as ceramic balls and resin balls. Since it is spherical, it is easy to fill and the attached by-products can be easily cleaned. When the diameter is 5 mm or more, the spherical filler does not fall from the lower part of the catalyst filling device, and an appropriate gap is formed in the packed bed, so that the flow of the mixed liquid is not hindered. Further, by setting the diameter to 50 mm or less, it is possible to ensure a gap that prevents the by-product in the filler layer from flowing back to the catalyst layer. Furthermore, by using a spherical filler of uniform size, the voids in the filler layer are also uniform, so that turbulent flow of the mixed liquid in the filler layer is prevented and by-products are retained and accumulated in the catalyst. More preferably, since it flows down smoothly. The fillers can be used alone or in a mixture of different sizes and types. A spherical shape is not necessary as long as the gap can be formed so that the by-product is not retained and accumulated in the catalyst layer. For example, an elliptical shape, a rod shape, a dogleg shape, and the like are conceivable. Metal balls are not preferred because they may spark by microwave irradiation.

上段の触媒層3には、有機ハロゲン化合物(特にPCB)の脱ハロゲン化反応を促進しうる触媒であれば制限なく使用することができ、その種類は特に限定されない。無機系触媒は、触媒寿命が長く、かつ、アルカリ化合物存在下でも安定であるため、有機系触媒よりも好ましい。   Any catalyst can be used for the upper catalyst layer 3 as long as it can accelerate the dehalogenation reaction of an organic halogen compound (particularly PCB), and the type thereof is not particularly limited. An inorganic catalyst is preferable to an organic catalyst because it has a long catalyst life and is stable even in the presence of an alkali compound.

無機系触媒としては、脱ハロゲン化効率を高める観点より、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、その中でも、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く、マイクロ波吸収性の高い金属担持炭素化合物が特に好ましい。これらの触媒は、単独または2種以上を任意に組合せて使用することができる。これらの触媒は使用後に再生された再生触媒であっても良い。   The inorganic catalyst is preferably a composite metal oxide, a carbon crystal compound, a metal-supported carbon compound, a metal-supported oxide, a metal-supported composite metal oxide, or a metal oxide from the viewpoint of increasing the dehalogenation efficiency. From the viewpoint of high safety in an alkaline atmosphere, a carbon crystal compound, a metal-supported carbon compound, a metal-supported oxide, and a metal-supported composite oxide are preferable, and a metal-supported carbon compound having high microwave absorption is particularly preferable. These catalysts can be used individually or in combination of 2 or more types. These catalysts may be regenerated catalysts regenerated after use.

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良いが、金属担持量は触媒全量に対して0.1〜20wt%が好ましく、より好ましくは0.1〜10wt%である。担持される金属としては、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、パラジウムが特に好ましい。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。   The metal-supported carbon compound may be a carbon compound supporting a metal, but the metal support amount is preferably 0.1 to 20 wt%, more preferably 0.1 to 10 wt% with respect to the total amount of the catalyst. Examples of the supported metal include iron, silver, platinum, ruthenium, palladium, and rhodium. From the viewpoint of increasing the dehalogenation efficiency, palladium, ruthenium, and platinum are preferable, and palladium is particularly preferable. Specific examples of the metal-supported carbon compound include Pd / C (palladium-supported carbon compound), Ru / C (ruthenium-supported carbon compound), Pt / C (platinum-supported carbon compound), and the like.

触媒の粒子径は、触媒層3と充填材層4との間をメッシュシート5等で固定することが好ましいため、メッシュシートを通過しない大きさ、約75μm〜10mmであることが好ましい。10mmを超える場合は触媒比表面積が不足し、75μm未満の場合はメッシュが詰まり差圧が高くなり易い。より好ましくは150μm〜5mmである。触媒粒子はできるだけ粒子径のそろったものが良い。   Since the catalyst particle size is preferably fixed between the catalyst layer 3 and the filler layer 4 with a mesh sheet 5 or the like, the catalyst particle size is preferably about 75 μm to 10 mm so as not to pass through the mesh sheet. When it exceeds 10 mm, the catalyst specific surface area is insufficient, and when it is less than 75 μm, the mesh is clogged and the differential pressure tends to be high. More preferably, it is 150 micrometers-5 mm. The catalyst particles should be as uniform as possible.

図2は、本発明の一実施形態を示す概略図であり、柱上変圧器(容器)に残留するPCBの分解処理例を示したものである。分解処理を実施するに当たり、先ず柱上変圧器容器内に、水素供与体とアルカリ化合物を添加し、残留する有機ハロゲン化合物と水素供与体とアルカリ化合物の混合液(被処理液)を調製する。必要に応じて容器内を撹拌、混合する。水素供与体とアルカリ化合物は、事前にプレ撹拌してアルカリ化合物を水素供与体に溶解させておくことが好ましい。混合液を調製する場合は、液の容量を容器から溢れ出ない量にすることが必要である。   FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of the present invention, and shows an example of a decomposition process of PCB remaining in a pole transformer (container). In carrying out the decomposition treatment, first, a hydrogen donor and an alkali compound are added into a pole transformer container, and a mixed liquid (processed liquid) of the remaining organic halogen compound, hydrogen donor and alkali compound is prepared. Stir and mix inside the container as needed. It is preferable that the hydrogen donor and the alkali compound are pre-stirred in advance to dissolve the alkali compound in the hydrogen donor. When preparing a mixed liquid, it is necessary to make the volume of the liquid not to overflow from the container.

なお、変圧器以外の容器を用いて、有機ハロゲン化合物と水素供与体とアルカリ化合物の混合液(被処理液)を調製することもできる。   In addition, the liquid mixture (processed liquid) of an organic halogen compound, a hydrogen donor, and an alkali compound can also be prepared using containers other than a transformer.

「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等が挙げられ、これらの化合物の中でも、安全性の観点より、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、安全性が高く、低コストで入手可能で、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好ましい。これらの水素供与体は、単独または2種以上を任意に組合せて使用することができる。   Examples of the “hydrogen donor” include organic hydrogen donors such as heterocyclic compounds, amine compounds, alcohol compounds, ketone compounds, and alicyclic compounds. Among these compounds, From the viewpoint of safety, alcohol compounds, ketone compounds, and alicyclic compounds are preferred. In particular, alcohol compounds are preferable because they are highly safe, can be obtained at low cost, can be easily controlled, and have high PCB decomposition efficiency. These hydrogen donors can be used alone or in any combination of two or more.

前記のアルコール系化合物としては、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く、直鎖または分岐鎖を有する一価または多価アルコールを用いることができる。アルコール系化合物の炭素数は1〜12の範囲が好ましく、より好ましくは2〜9の範囲、さらに好ましくは3〜6の範囲である。アルコール系化合物の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール等の脂肪族アルコール、シクロプロピルアルコール、シクロブチルアルコール、シクロペンチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、シクロヘプチルアルコール、シクロオクチルアルコール等の脂環式アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、デカリンジオール等の多価アルコール等が挙げられる。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好ましく、2−プロパノール(イソプロピルアルコール)が特に好ましい。   The alcohol compound may be either an aliphatic alcohol or an aromatic alcohol, and a mono- or polyhydric alcohol having a linear or branched chain can be used. The carbon number of the alcohol compound is preferably in the range of 1 to 12, more preferably in the range of 2 to 9, and still more preferably in the range of 3 to 6. Specific examples of the alcohol compound include, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, s-butanol, t-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol and other aliphatic alcohols, cyclopropyl alcohol, cyclobutyl alcohol, cyclopentyl alcohol, cyclohexyl alcohol And cycloaliphatic alcohols such as cycloheptyl alcohol and cyclooctyl alcohol, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol and decalin diol. Among these, 2-propanol and cyclohexanol are preferable from the viewpoint of decomposition efficiency, and 2-propanol (isopropyl alcohol) is particularly preferable.

「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制限なく使用することができるが、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用いられる。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、単独または2種以上を任意に組合せて使用することができる。   The “alkali compound” can be used without limitation as long as it can promote 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 and the like are preferably used. Among these, caustic soda and caustic potash are particularly preferable from the viewpoint of cost and handling properties. An alkali compound can be used individually or in combination of 2 or more types.

アルカリ化合物の添加量は、水素供与体に対する割合として、0.1〜10%(w/v)とするのが好ましく、より好ましくは0.2〜5%(w/v)である。アルカリ化合物の添加量が0.1%未満では分解反応が進まなくなり、10%を超えるとアルカリ化合物が溶解し難くなる。   The addition amount of the alkali compound is preferably 0.1 to 10% (w / v), more preferably 0.2 to 5% (w / v) as a ratio to the hydrogen donor. If the addition amount of the alkali compound is less than 0.1%, the decomposition reaction does not proceed, and if it exceeds 10%, the alkali compound is difficult to dissolve.

本発明の分解処理装置は、少なくとも、(a)上部に上述した触媒充填装置1を配置し下部に液溜り部8を設けた触媒槽9、(b)触媒槽9内の混合液6を循環させる液循環系統10、(c)触媒充填装置1にマイクロ波を照射するためのマイクロ波照射装置13、(d)触媒槽9下部の液溜り部8に貯留した混合液6を冷却する冷却手段14、を備えている。上述した触媒充填装置1を除く各装置は、特開2009−110880号公報に記載されている装置を好適に使用することができる。   The decomposition treatment apparatus of the present invention circulates at least (a) a catalyst tank 9 in which the above-described catalyst filling apparatus 1 is arranged at the upper part and a liquid reservoir part 8 is provided at the lower part, and (b) the mixed liquid 6 in the catalyst tank 9 (C) microwave irradiation device 13 for irradiating the catalyst filling device 1 with microwaves, (d) cooling means for cooling the mixed solution 6 stored in the liquid reservoir 8 below the catalyst tank 9 14. As each apparatus except the catalyst filling apparatus 1 described above, an apparatus described in JP 2009-110880 A can be preferably used.

[触媒槽]
触媒槽9は、触媒充填装置1を設置し、該触媒充填装置1を流通させた混合液6を貯留するためのものである。触媒槽9は、省スペース化を図る観点より、上部に触媒充填装置1を配置し、該触媒充填装置1を流通させた混合液6を、触媒槽9の下部に液溜り部8を設けて該液溜り部8に貯留し、液溜り部8の底面に設けた排出口9bより排出した後、液循環系統10を介して、導入口9aより触媒槽9に戻すことができるように構成されている。
[Catalyst tank]
The catalyst tank 9 is provided for installing the catalyst filling device 1 and for storing the mixed liquid 6 circulated through the catalyst filling device 1. From the viewpoint of space saving, the catalyst tank 9 is provided with the catalyst filling device 1 in the upper part, and the liquid mixture 6 circulated through the catalyst filling apparatus 1 is provided in the lower part of the catalyst tank 9 with a liquid reservoir 8. After being stored in the liquid reservoir 8 and discharged from a discharge port 9 b provided on the bottom surface of the liquid reservoir 8, it can be returned to the catalyst tank 9 from the inlet 9 a via the liquid circulation system 10. ing.

触媒槽9に戻された混合液6は、再び、触媒充填装置1に供給されることにより、触媒槽9の液溜り部8と触媒充填装置1との間を循環することになる。図2中の矢印は、触媒充填装置1を流通した混合液6の大略の流れ方向を示している。触媒充填装置1を流通させた混合液6を、液溜り部8の側面に設けた排出口9bから排出した後、液循環系統10を介して、触媒充填装置1に戻す場合は、バルブ10aを閉じ、バルブ10dを開ける。   The mixed liquid 6 returned to the catalyst tank 9 is circulated between the liquid reservoir 8 of the catalyst tank 9 and the catalyst filling apparatus 1 by being supplied to the catalyst filling apparatus 1 again. The arrows in FIG. 2 indicate the general flow direction of the mixed liquid 6 that has circulated through the catalyst filling device 1. When the mixed liquid 6 circulated through the catalyst filling device 1 is discharged from the discharge port 9b provided on the side surface of the liquid reservoir 8, and then returned to the catalyst filling device 1 via the liquid circulation system 10, the valve 10a is Close and open valve 10d.

触媒充填装置1は、分解処理の途中で、有機ハロゲン化合物の分解速度が低下した場合等に、迅速かつ簡単に取替えができ、処理後の触媒の後処理も容易である点より、カートリッジ形式が好ましい。こうすることで、触媒充填装置1を流通した混合液6が、カートリッジの外部に流出した後、所定の液量になった時点で液溢流口2から液溜り部8に流下するので、混合液6と触媒層3との接触時間を保持することができる。   The catalyst filling apparatus 1 has a cartridge type because it can be replaced quickly and easily when the decomposition rate of the organic halogen compound is reduced during the decomposition process, and the post-treatment of the catalyst after the process is easy. preferable. By doing so, the mixed liquid 6 that has flowed through the catalyst filling device 1 flows out of the cartridge and then flows down from the liquid overflow port 2 to the liquid reservoir 8 when it reaches a predetermined liquid volume. The contact time between the liquid 6 and the catalyst layer 3 can be maintained.

触媒槽9は、柱上変圧器の上方に設置することにより、触媒充填装置1を流通後の混合液6を、自重で柱上変圧器内に戻すことができ、触媒充填装置1における液流通断面積を柱上変圧器の内径に応じて適宜に設計することができるので、各種容器に合わせて対応し易い。   By installing the catalyst tank 9 above the pole transformer, the mixed liquid 6 after passing through the catalyst filling device 1 can be returned to the pole transformer by its own weight. Since the cross-sectional area can be appropriately designed according to the inner diameter of the pole transformer, it is easy to cope with various containers.

[液循環系統]
液循環系統10は、触媒槽9内で混合液6を循環させるためのものである。これらの液循環系統10は、ポンプ、配管、バルブ等の一般的な装置や組合せを用いることができる(10a〜10e等)。また、液循環系統10は、容器内の混合液6を触媒充填装置1に送液する場合にも用いることができる。
[Liquid circulation system]
The liquid circulation system 10 is for circulating the mixed liquid 6 in the catalyst tank 9. These liquid circulation systems 10 can use general devices and combinations such as pumps, pipes, valves, etc. (10a to 10e, etc.). The liquid circulation system 10 can also be used when the mixed solution 6 in the container is sent to the catalyst filling device 1.

混合液6の循環は、混合液6中の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る。液循環系統10に適宜サンプリングバルブ(10a)を設け、そこから混合液6を適時サンプリングし、分析することにより、混合液6中の有機ハロゲン化合物濃度を測定できる。   The circulation of the mixed solution 6 is performed until the organic halogen compound in the mixed solution 6 becomes a predetermined concentration or less. A sampling valve (10a) is appropriately provided in the liquid circulation system 10, and the mixed liquid 6 is sampled and analyzed from time to time, whereby the organic halogen compound concentration in the mixed liquid 6 can be measured.

[マイクロ波照射装置]
マイクロ波照射装置13は、触媒充填装置1の触媒層3にマイクロ波を照射するためのものである。マイクロ波照射装置13の設置場所は特に限定されるものではないが、触媒充填装置1の上方に備えられていると、省スペース化が図れる。触媒充填装置1を流通する混合液6は、マイクロ波照射装置13から発振されるマイクロ波によって加熱された触媒層3と接触する。これにより、混合液6中の有機ハロゲン化合物が速やかに分解する。そして、充填材層4を流通する際には、分解で生成したKCl等の副生物が充填材に付着するので、触媒層3の固着を防止できる。
[Microwave irradiation equipment]
The microwave irradiation device 13 is for irradiating the catalyst layer 3 of the catalyst filling device 1 with microwaves. Although the installation place of the microwave irradiation apparatus 13 is not specifically limited, space saving can be achieved if it is provided above the catalyst filling apparatus 1. The mixed solution 6 flowing through the catalyst filling device 1 comes into contact with the catalyst layer 3 heated by the microwave oscillated from the microwave irradiation device 13. Thereby, the organic halogen compound in the mixed solution 6 is rapidly decomposed. When the filler layer 4 is circulated, by-products such as KCl generated by decomposition adhere to the filler, so that the catalyst layer 3 can be prevented from sticking.

マイクロ波照射装置13は、マイクロ波照射量を平準化するため、触媒充填装置1内の混合液6の温度測定と温度制御用の温度コントローラ12(PID制御機能付き)を具備していることが好ましい。温度センサ11により検出した混合液6の温度と、温度コントローラ12の設定温度に基づき、マイクロ波照射装置13の出力をPID制御することにより、マイクロ波を連続照射しながら、混合液6の液温をほぼ一定温度に保持することができる。   The microwave irradiation device 13 is provided with a temperature controller 12 (with a PID control function) for temperature measurement and temperature control of the mixed solution 6 in the catalyst filling device 1 in order to level the microwave irradiation amount. preferable. Based on the temperature of the liquid mixture 6 detected by the temperature sensor 11 and the temperature set by the temperature controller 12, the output of the microwave irradiation device 13 is PID-controlled, so that the liquid temperature of the liquid mixture 6 is continuously radiated. Can be maintained at a substantially constant temperature.

照射するマイクロ波の周波数は1〜300GHzが望ましく、1GHz未満または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 frequency of the microwave to be irradiated 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. 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.

マイクロ波の照射方法は限定されるものではなく、連続的または断続的に実施することができるが、迅速処理の観点からは、できるだけ連続照射またはできるだけ長時間の照射が望ましい。   The microwave irradiation method is not limited and can be performed continuously or intermittently. However, from the viewpoint of rapid processing, continuous irradiation or irradiation for as long as possible is desirable.

[冷却手段]
冷却手段14は、触媒槽9下部の液溜り部8に貯留した混合液6を冷却するためのものであり、液溜り部8の適宜な場所に備えられていることが好ましい。図2は、液溜り部8に冷却手段14として、冷却コイルを設置した例である。冷却コイル冷熱源から冷却媒体が供給される一般的な熱交換器などの冷却水循環装置15を用い、該装置15から、ラインを介して冷却コイル入口に供給された冷水が、混合液6と接触した後、冷却コイル出口からラインを介して、前記冷却水循環装置15に戻ることにより、混合液6が冷却される。
[Cooling means]
The cooling means 14 is for cooling the mixed liquid 6 stored in the liquid reservoir 8 below the catalyst tank 9, and is preferably provided at an appropriate location of the liquid reservoir 8. FIG. 2 shows an example in which a cooling coil is installed as a cooling means 14 in the liquid reservoir 8. A cooling water circulation device 15 such as a general heat exchanger to which a cooling medium is supplied from a cooling coil cold heat source is used, and the cold water supplied from the device 15 to the cooling coil inlet through a line comes into contact with the mixed liquid 6. After that, the mixed liquid 6 is cooled by returning to the cooling water circulation device 15 through the line from the outlet of the cooling coil.

冷却手段14の設置場所や設置形態は、特に限定されるものではないが、例えば図示したように、液溜り部8の中に、触媒充填装置1を周回するように配置することが、冷却効率の点より好ましい。マイクロ波は触媒充填装置1によって遮られ、液溜り部8には届かないため、液溜り部8はマイクロ波による加熱のおそれもない。   The installation location and the installation form of the cooling means 14 are not particularly limited. For example, as shown in the drawing, the cooling means 14 is arranged so as to circulate around the catalyst filling device 1 in order to reduce the cooling efficiency. It is more preferable than this point. Since the microwave is blocked by the catalyst filling device 1 and does not reach the liquid reservoir 8, the liquid reservoir 8 is not subject to heating by the microwave.

また、本発明の分解処理装置を用いて有機ハロゲン化合物を分解処理する場合は、混合液6を、触媒充填装置1に連続的に流通させながら、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ため、触媒充填装置1を流通する際の混合液6の温度を、温度センサ11により検出しながら、マイクロ波照射量を調節することになる。   When the organic halogen compound is decomposed using the decomposition processing apparatus of the present invention, the mixed liquid 6 is continuously circulated through the catalyst filling apparatus 1 while being irradiated with microwaves to decompose the organic halogen compound. Therefore, the microwave irradiation amount is adjusted while the temperature sensor 11 detects the temperature of the mixed liquid 6 when it flows through the catalyst filling device 1.

反応温度(すなわち、混合液6の温度)は、ダイオキシン類などの副生物を生成させ難くするためには低い方が好ましいが、分解速度との兼ね合いから、常温以上100℃以下が好ましく、冷却手段を採用する場合は40〜80℃が好ましい。反応温度が100℃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 (that is, the temperature of the mixed solution 6) is preferably low in order to make it difficult to generate by-products such as dioxins, but in consideration of the decomposition rate, it is preferably from normal temperature to 100 ° C. When adopting, is preferably 40 to 80 ° C. When reaction temperature exceeds 100 degreeC, it becomes easy to produce | generate a by-product and it will also be inferior to economical efficiency.

冷却手段14を採用する場合、液溜り部8の混合液6の温度を、反応温度よりも、少なくとも5℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは10〜30℃程度、低い温度に保持することが好ましい。混合液6を冷却し過ぎると、混合液6の流動性が低下して柱上変圧器に戻りにくくなったり、詰まりが生じたりするおそれがある。あるいは、マイクロ波照射による反応温度の維持コントロールができ難くなる。   When the cooling means 14 is employed, the temperature of the liquid mixture 6 in the liquid reservoir 8 is maintained at a temperature lower than the reaction temperature by at least 5 ° C., preferably 10 ° C. or more, particularly preferably about 10-30 ° C. It is preferable. If the mixed liquid 6 is cooled too much, the fluidity of the mixed liquid 6 is lowered, and it may be difficult to return to the pole transformer, or clogging may occur. Or it becomes difficult to maintain and control the reaction temperature by microwave irradiation.

混合液6を触媒充填装置1に流通させる時間は、特に限定されず、混合液6中の有機ハロゲン化合物が所定の処理基準値以下になるまで実施する。途中、触媒活性が低下した場合には、必要に応じて触媒充填装置1を交換することもできる。   The time for which the mixed solution 6 is allowed to flow through the catalyst filling device 1 is not particularly limited, and is performed until the organic halogen compound in the mixed solution 6 is equal to or lower than a predetermined processing reference value. If the catalyst activity is reduced during the process, the catalyst filling device 1 can be replaced as necessary.

以上の分解処理を行うことにより、有機ハロゲン化合物を無害化することができる。分解反応終了後は、抜き出しポンプまたはドレン弁等を介して、容器内の混合液6を容器から抜き出すことにより、容器を処理することができる。   By performing the above decomposition treatment, the organic halogen compound can be rendered harmless. After completion of the decomposition reaction, the container can be treated by extracting the mixed liquid 6 from the container through an extraction pump or a drain valve.

本発明の有機ハロゲン化合物の分解処理方法によれば、外部から水素ガスや熱を加えなくとも、マイクロ波による加熱で有機ハロゲン化合物が分解し、脱ハロゲン化される。その機構は明らかではないが、アルカリ化合物が有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化反応を促し、そこに水素供与体からの水素ラジカルが入り込むものと考えられる。変圧器の貯蔵所等の現場であっても、新たな加熱源を用意せずに循環操作を実施するだけで、PCB等の難分解性有機ハロゲン化合物を安全に処理することができる。   According to the organic halogen compound decomposition treatment method of the present invention, the organic halogen compound is decomposed and dehalogenated by heating with microwaves without applying hydrogen gas or heat from the outside. Although the mechanism is not clear, it is considered that the alkali compound promotes the dehalogenation reaction of the organic halogen compound, and the hydrogen radical from the hydrogen donor enters therein. Even at a site such as a transformer store, it is possible to safely treat difficult-to-decompose organic halogen compounds such as PCB simply by carrying out a circulation operation without preparing a new heating source.

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。また、以下の実施例等において、特に言及する場合を除き、「質量%」は「%」と略記する。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to a following example. In the following examples and the like, “mass%” is abbreviated as “%” unless otherwise specified.

(比較例1)
イソプロピルアルコール(IPA)に、大型変圧器から抜き出した絶縁油(KC−1000)を所定量添加し、さらに、KOH;600gを添加して、PCB濃度;10,000ppmの被処理液を得た。
(Comparative Example 1)
A predetermined amount of insulating oil (KC-1000) extracted from a large transformer was added to isopropyl alcohol (IPA), and KOH; 600 g was further added to obtain a liquid to be treated having a PCB concentration of 10,000 ppm.

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2kgを触媒充填装置に入れ、上下を100メッシュの網で挟み込み、触媒を充填して触媒層(断面積:330cm)を形成させた。この触媒層の中には、テフロン(登録商標)製の構造体6本を配置し、触媒層を図3に示す構成とした。 On the other hand, a catalyst (average particle diameter of about 1 mm) in which 5% palladium (Pd) was supported on granular activated carbon (trade name: Diahop 008) was prepared and dried at 70 ° C. for 8 hours. 2 kg of this catalyst was put into a catalyst filling apparatus, and the upper and lower sides were sandwiched between 100 mesh nets, and the catalyst was filled to form a catalyst layer (cross-sectional area: 330 cm 2 ). In this catalyst layer, six structures made of Teflon (registered trademark) were arranged, and the catalyst layer was configured as shown in FIG.

容器の外側に、EFNIC(株)製ギヤポンプ(ModelGPE−031、12V DC)を取り付け、各ポンプに内径6mmのテフロン(登録商標)チューブを取り付け、片方の端を被処理液底部に浸漬し、他の端を触媒充填装置の上部に設けた導入口に接続した。容器から被処理液をポンプで抜き出し、触媒充填装置に1L/分の速度で連続的に通液しながら、容器に循環させた。その間、温度コントローラの設定温度を60℃にして、周波数2.45GHz、最大出力1.5kWのマイクロ波をPID制御しながら連続的に照射し、被処理液の温度を60℃に維持した。   A gear pump manufactured by EFNIC (ModelGPE-031, 12V DC) is attached to the outside of the container, a Teflon (registered trademark) tube having an inner diameter of 6 mm is attached to each pump, and one end is immersed in the bottom of the liquid to be treated. This end was connected to an inlet provided in the upper part of the catalyst filling device. The liquid to be treated was extracted from the container with a pump and circulated through the container while continuously passing through the catalyst filling device at a rate of 1 L / min. In the meantime, the temperature of the liquid to be treated was continuously maintained at 60 ° C. by setting the temperature controller to 60 ° C. and continuously irradiating microwaves having a frequency of 2.45 GHz and a maximum output of 1.5 kW while controlling PID.

一方で、触媒槽の底部に設けた液溜り部に流出させた液を冷却コイルで冷却した。流出液の液温は40℃であった。   On the other hand, the liquid flowed out to the liquid storage part provided in the bottom part of the catalyst tank was cooled with the cooling coil. The temperature of the effluent was 40 ° C.

触媒充填装置で処理した被処理液を、配管のバルブを開けて容器に戻し、容器内の被処理液を定期的にサンプリングした。サンプリングした被処理液中の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(以下、「GC−MS」)を用いて分析した。被処理液中のPCB濃度が、目標の0.5ppm以下にならなかった場合は、被処理液を再び触媒充填装置に流通、循環させた後、容器内に戻す操作を繰り返した。   The liquid to be treated treated with the catalyst filling device was returned to the container by opening a valve of the pipe, and the liquid to be treated in the container was periodically sampled. The PCB concentration in the sampled liquid to be treated was analyzed using a gas chromatography mass spectrometer QP5050AW (hereinafter referred to as “GC-MS”) manufactured by Shimadzu Corporation using DB1 (manufactured by J & W Scientific) as a capillary column. did. When the PCB concentration in the liquid to be treated did not fall below the target of 0.5 ppm, the operation of returning the liquid to be treated to the catalyst filling device was circulated and circulated again and then returned to the container.

(実施例1)
イソプロピルアルコール(IPA)に、大型変圧器から抜き出した絶縁油(KC−1000)を所定量添加し、さらに、KOH;600gを添加して、PCB濃度;10,000ppmの被処理液を得た。
Example 1
A predetermined amount of insulating oil (KC-1000) extracted from a large transformer was added to isopropyl alcohol (IPA), and KOH; 600 g was further added to obtain a liquid to be treated having a PCB concentration of 10,000 ppm.

直径10mmφのセラミックボール4kgを触媒充填装置に入れて充填材層を形成し、その上に、100メッシュのテフロン(登録商標)メッシュシートを敷設した。テフロン(登録商標)メッシュシートの上に、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、70℃で8時間乾燥したもの)800gを入れ、触媒層(断面積:330cm)を形成した。触媒層の嵩体積割合:約40%。 4 kg of ceramic balls having a diameter of 10 mmφ were put in a catalyst filling device to form a filler layer, and a 100 mesh Teflon (registered trademark) mesh sheet was laid thereon. 800 g of a catalyst in which 5% palladium (Pd) is supported on granular activated carbon (trade name: Diahop 008) on a Teflon (registered trademark) mesh sheet (dried at 70 ° C. for 8 hours) And a catalyst layer (cross-sectional area: 330 cm 2 ) was formed. Bulk volume ratio of catalyst layer: about 40%.

容器の外側に、EFNIC(株)製ギヤポンプ(ModelGPE−031、12V DC)を取り付け、各ポンプに内径6mmのテフロン(登録商標)チューブを取り付け、片方の端を被処理液底部に浸漬し、他の端を触媒充填装置の上部に設けた導入口に接続した。容器から被処理液をポンプで抜き出し、触媒充填装置に1L/分の速度で連続的に通液しながら、容器に循環させた。その間、温度コントローラの設定温度を60℃にして、周波数2.45GHz、出力400W〜500W程度のマイクロ波をPID制御しながら連続的に照射し、被処理液の温度を60℃に維持した。   A gear pump manufactured by EFNIC (ModelGPE-031, 12V DC) is attached to the outside of the container, a Teflon (registered trademark) tube having an inner diameter of 6 mm is attached to each pump, and one end is immersed in the bottom of the liquid to be treated. This end was connected to an inlet provided in the upper part of the catalyst filling device. The liquid to be treated was extracted from the container with a pump and circulated through the container while continuously passing through the catalyst filling device at a rate of 1 L / min. Meanwhile, the temperature of the liquid to be treated was maintained at 60 ° C. by setting the temperature controller to 60 ° C. and continuously irradiating microwaves having a frequency of 2.45 GHz and an output of about 400 W to 500 W with PID control.

一方で、触媒槽の底部に設けた液溜り部に流出させた液を冷却コイルで冷却し、液温を40℃にした。   On the other hand, the liquid flowed out to the liquid storage part provided in the bottom part of the catalyst tank was cooled with the cooling coil, and the liquid temperature was 40 degreeC.

触媒充填装置で処理した被処理液を、配管のバルブを開けて容器に戻し、容器内の被処理液を定期的にサンプリングした。サンプリングした被処理液中の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GC−MSを用いて分析した。被処理液中のPCB濃度が、目標の0.5ppm以下にならなかった場合は、被処理液を再び触媒充填装置に流通、循環させた後、容器内に戻す操作を繰り返した。   The liquid to be treated treated with the catalyst filling device was returned to the container by opening a valve of the pipe, and the liquid to be treated in the container was periodically sampled. The PCB concentration in the sampled solution to be treated was analyzed using GC-MS using DB1 (manufactured by J & W Scientific) as a capillary column. When the PCB concentration in the liquid to be treated did not fall below the target of 0.5 ppm, the operation of returning the liquid to be treated to the catalyst filling device was circulated and circulated again and then returned to the container.

(実施例2)
実施例1の分解処理を終了し、一旦処理液を抜き出した後、液溜り部に実施例1と同量のKC−1000、KOH、IPAを入れ、同様の方法で分解処理を行った。
(Example 2)
After the decomposition treatment of Example 1 was completed and the treatment liquid was once extracted, the same amount of KC-1000, KOH, and IPA as in Example 1 was placed in the liquid reservoir, and the decomposition treatment was performed in the same manner.

(実施例3)
実施例1において、直径約1mmφの活性炭1.5kgを触媒充填装置に入れて充填材層を形成した上に、100メッシュのテフロン(登録商標)メッシュシートを敷設し、テフロン(登録商標)メッシュシートの上に、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、70℃で8時間乾燥したもの)500gを入れ、触媒層(断面積:330cm)を形成した他は、実施例1と同様の方法で分解処理を行った。触媒層の嵩体積割合:約25%。
(Example 3)
In Example 1, 1.5 kg of activated carbon having a diameter of about 1 mmφ was placed in a catalyst filling device to form a filler layer, and a 100 mesh Teflon (registered trademark) mesh sheet was laid, and a Teflon (registered trademark) mesh sheet was laid. On top of this, 500 g of granular activated carbon (trade name: Diamond Hope 008) supporting 5% palladium (Pd) (average particle size of about 1 mm, dried at 70 ° C. for 8 hours) is added, and the catalyst layer (cut off) The decomposition treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the area was 330 cm 2 ). Bulk volume ratio of catalyst layer: about 25%.

実施例及び比較例における、処理時間とPCB濃度との関係を図4に示す。   FIG. 4 shows the relationship between the processing time and PCB concentration in Examples and Comparative Examples.

図4から明らかなように、本実施例では、触媒使用量が比較例1の25〜40%量であるにもかかわらず、比較例1と同程度の分解処理時間でPCBを分解処理することができた。実施例2の結果より、本発明の構成の触媒充填装置は、繰り返し使用にも耐え得るものであることがわかる。   As is clear from FIG. 4, in this example, the PCB was decomposed in the same decomposition processing time as in Comparative Example 1 even though the amount of catalyst used was 25 to 40% of Comparative Example 1. I was able to. From the results of Example 2, it can be seen that the catalyst filling device having the configuration of the present invention can withstand repeated use.

活性炭を充填した実施例3は、2回目の分解試験では、処理時間50時間でPCB濃度1ppm以下を達成することができなかった。   In Example 3 filled with activated carbon, a PCB concentration of 1 ppm or less could not be achieved in a treatment time of 50 hours in the second decomposition test.

本発明によれば、汚染された容器を常圧条件下で簡易にかつ低コストで無害化処理できるので、本発明の分解処理装置を変圧器貯蔵所等の現場に設置すれば、現場でそのまま脱ハロゲン化処理を実施することができる。よって、本発明によれば、実用的な規模で大量のPCBを無害化することができるので、本発明の実用的価値は極めて大である。   According to the present invention, a contaminated container can be detoxified easily and at low cost under normal pressure conditions. Therefore, if the decomposition processing apparatus of the present invention is installed at a site such as a transformer storage, A dehalogenation treatment can be performed. Therefore, according to the present invention, since a large amount of PCB can be rendered harmless on a practical scale, the practical value of the present invention is extremely great.

1 触媒充填装置
1´ 触媒充填装置
2 液溢流口
3 有機ハロゲン化合物分解触媒層
4 充填材層
5 メッシュシート
6 混合液(被処理液)
7 構造体
8 液溜り部
9 触媒槽
9a 導入口
9b 排出口
10 液循環系統
11 温度センサ
12 温度コントローラ
13 マイクロ波照射装置
14 冷却手段
15 冷却水循環装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Catalyst filling apparatus 1 'Catalyst filling apparatus 2 Liquid overflow port 3 Organohalogen compound decomposition | disassembly catalyst layer 4 Filler material layer 5 Mesh sheet 6 Liquid mixture (processed liquid)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Structure 8 Liquid reservoir 9 Catalyst tank 9a Inlet 9b Outlet 10 Liquid circulation system 11 Temperature sensor 12 Temperature controller 13 Microwave irradiation device 14 Cooling means 15 Cooling water circulation device

Claims (9)

有機ハロゲン化合物に、水素供与体とアルカリ化合物を添加して混合液とした後、該混合液の全部または一部を取り出し、触媒充填装置に循環させると共に、前記触媒充填装置を流通する混合液にマイクロ波を照射して有機ハロゲン化合物を分解する分解処理方法において、
前記触媒充填装置は、下段に充填材層、上段に有機ハロゲン化合物分解触媒層が積層して設けられており、混合液を、上段触媒層の上方から導入し下段充填材層を通して排出させることを特徴とする有機ハロゲン化合物の分解処理方法。
After adding a hydrogen donor and an alkali compound to the organic halogen compound to make a mixed solution, all or part of the mixed solution is taken out and circulated to the catalyst filling device, and the mixed solution flowing through the catalyst filling device In a decomposition treatment method for decomposing an organic halogen compound by irradiating microwaves,
The catalyst filling device includes a lower layer of a filler layer and an upper layer of an organic halogen compound decomposition catalyst layer, and the mixture is introduced from above the upper catalyst layer and discharged through the lower filler layer. A method for decomposing an organic halogen compound.
充填材が、セラミックボール、樹脂ボールまたは活性炭である、請求項1に記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法。   The organic halogen compound decomposition treatment method according to claim 1, wherein the filler is a ceramic ball, a resin ball, or activated carbon. 充填材が、直径5〜50mmの球状充填材である、請求項1または2に記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法。   The method for decomposing an organic halogen compound according to claim 1 or 2, wherein the filler is a spherical filler having a diameter of 5 to 50 mm. 触媒と充填材の合計嵩体積に対する触媒の割合が、5〜50体積%である、請求項1〜3のいずれかに記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法。   The decomposition | disassembly processing method of the organic halogen compound in any one of Claims 1-3 whose ratio of the catalyst with respect to the total bulk volume of a catalyst and a filler is 5-50 volume%. 触媒充填装置を触媒槽上部に配置し、該触媒充填装置から排出した混合液を、触媒槽下部に設けた液溜り部にて冷却した後、再び、触媒充填装置に循環させる、請求項1〜4のいずれかに記載の有機ハロゲン化合物の分解処理方法。   The catalyst filling device is disposed in the upper portion of the catalyst tank, and the mixed liquid discharged from the catalyst filling device is cooled in a liquid reservoir provided in the lower portion of the catalyst tank, and then circulated again to the catalyst filling device. 5. The decomposition method for an organic halogen compound according to any one of 4 above. 少なくとも、(a)上部に触媒充填装置を配置し下部に液溜り部を設けた触媒槽、(b)触媒槽内の液を循環させる液循環系統、(c)触媒充填装置にマイクロ波を照射するためのマイクロ波照射装置、を具備する分解処理装置であって、
前記触媒充填装置が、下段に充填材層、上段に有機ハロゲン化合物分解触媒層が積層して設けられていることを特徴とする有機ハロゲン化合物を分解するための分解処理装置。
At least (a) a catalyst tank provided with a catalyst filling device at the top and a liquid reservoir at the bottom, (b) a liquid circulation system for circulating the liquid in the catalyst tank, and (c) microwave irradiation to the catalyst filling device A decomposition treatment apparatus comprising a microwave irradiation device for performing,
A decomposition treatment apparatus for decomposing an organic halogen compound, characterized in that the catalyst filling apparatus is provided with a filler layer in a lower layer and an organic halogen compound decomposition catalyst layer in an upper layer.
充填材が、セラミックボール、樹脂ボールまたは活性炭である、請求項6に記載の分解処理装置。   The decomposition processing apparatus according to claim 6, wherein the filler is a ceramic ball, a resin ball, or activated carbon. 充填材が、直径5〜50mmの球状充填材である、請求項6または7に記載の分解処理装置。   The decomposition processing apparatus according to claim 6 or 7, wherein the filler is a spherical filler having a diameter of 5 to 50 mm. さらに、(d)触媒槽下部の液溜り部に貯留した液を冷却する冷却手段を具備する、請求項6〜8のいずれかに記載の分解処理装置。   Furthermore, (d) the decomposition processing apparatus in any one of Claims 6-8 which comprises the cooling means which cools the liquid stored in the liquid storage part of a catalyst tank lower part.
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