JP3246641B2 - 臭化メチル含有排ガスの処理方法 - Google Patents

臭化メチル含有排ガスの処理方法

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は臭化メチル含有排ガスの
処理方法に係り、特に燻蒸倉庫等の設備からの臭化メチ
ル含有排ガスから臭化メチルを除去、分解、無害化する
処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】燻蒸を行う倉庫では、図6に示すよう
に、臭化メチルボンベ60から圧縮臭化メチルを気化装
置62で気化させた後、燻蒸倉庫64に供給して、倉庫
内の食品類等を燻蒸している。従来、燻蒸倉庫64内の
ガスを排出する場合、希釈空気66を強制的に燻蒸倉庫
64内に混入して倉庫内の臭化メチルガスを希釈し、排
ガス68中の臭化メチル濃度を下げた後、ファン70を
介して大気中に放出している。
【0003】しかし、この方法では大気中に放出される
臭化メチル総量を低減したことにはならず、公害防止
上、十分な方法とは言いがたい。また、臭化メチルはフ
ロンと同様にオゾン層の破壊物質の一因とされ、大気へ
の放出量を低減する技術の開発が強く望まれている。排
ガス中の臭化メチルを除去する方法としては活性炭吸着
法、燃焼酸化分解法が考えられる。しかし、活性炭吸着
法にあっては、活性炭に臭化メチルを吸着することによ
って排ガス中の臭化メチルを除去し、排ガス濃度を低減
することが可能であるが、臭化メチルそのものを無害な
形に変換することにはならず、最終的な解決策とはなら
ない。
【0004】一方、燃焼酸化分解法にあっては、特公昭
55−50458号にあるように臭化メチル含有排ガス
を600℃〜900℃に加熱し、完全酸化分解するもの
で、99%以上の分解率を示し、大気への放出量を低減
するのに十分な方法と考えられる。しかし、この燃焼酸
化分解法にあっては運転に係る経済性に問題を残してい
る。
【0005】すなわち、燻蒸倉庫からの臭化メチル含有
排ガス濃度は図7に示すように、排気当初は燻蒸操作時
の濃度約10000ppmであるが、希釈排気終了直前
には、倉庫内への入室が可能となる15ppmまで低下
しており、ほとんど空気そのものを加熱することとな
り、多量の灯油、プロパンガス等の燃料を使用している
ことから、ランニングコスト面からは経済的な方法とは
言いがたい。
【0006】さらに、高効率での臭化メチル分解率を達
成するためには高温での燃焼分解を必要とすることか
ら、サーマルNOX による二次公害の原因ともなり、低
温での分解技術の開発が望まれている。このため、臭化
メチルを含有する排ガスを触媒上で300℃程度の低温
で燃焼分解する方法が特公昭54−22792号や特開
平5−23598号に提案されている。
【0007】これらはサーマルNOX 低減や低温での燃
焼分解から使用する燃料を低減できるが、前述のように
希釈排気するため、反応温度を維持するため助燃を必要
とし、維持管理も複雑となる。さらに希釈排気量は倉庫
体積の10倍以上を必要とするため、設備規模が大きく
イニシャルコストが高いものとなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、低コスト、高効率で臭化メチ
ルガスを除去、分解し、無害化できる臭化メチル含有排
ガスの処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、臭化メチルを
含有する排ガスを活性炭層に導入して排ガス中の臭化メ
チル活性炭に吸着除去させる吸着工程と、臭化メチルを
吸着した活性炭を加熱して吸着された臭化メチルを脱着
する脱着工程と、前記脱着工程で活性炭より脱着された
臭化メチルを燃焼触媒に接触させ、燃焼分解する燃焼分
解工程と、臭化メチルの燃焼分解により生じる臭化水素
をアルカリ溶液で吸収する吸収工程と、を有する臭化メ
チル含有排ガスの処理方法において、前記燃焼分解工程
に導入されるガス中の臭化メチル濃度が8000〜10
000ppmになるように前記脱着工程における活性炭
の加熱を制御することを特徴とする。
【0010】
【作用】燻蒸倉庫等の設備からの臭化メチル含有排ガス
は、活性炭層で活性炭に吸着される。臭化メチルを吸着
した活性炭は加熱され、臭化メチルは活性炭から脱着す
る。脱着した臭化メチルは燃焼触媒により燃焼分解さ
れ、臭化水素を含む分解ガスとなる。この分解ガスに水
酸化ナトリウム等のアルカリ溶液に吸収させると、臭化
ナトリウム等の無害な成分となる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の臭化メチル含有排ガスの処理
方法の一実施例を示す系統図である。この系統におい
て、大略、吸着工程では、燻蒸倉庫10内の臭化メチル
含有排ガスの臭化メチルを活性炭塔12で吸着し、活性
炭に吸着された臭化メチルは脱着・分解工程で活性炭か
ら脱着された後、触媒塔16で燃焼分解され、次いで燃
焼分解によって生じた臭化水素は吸収塔20でアルカリ
溶液に吸収される。
【0012】臭化メチルを含有した燻蒸倉庫10内の排
ガスは希釈空気26により希釈されながら、多段に設け
た活性炭塔12に通気し、臭化メチルを活性炭に捕捉す
る。このとき、活性炭塔12に入る臭化メチル濃度は図
2に示したように、対数で直線的に減少するため、その
吸着量は多段に設けた活性炭層ごとに大幅に異なり、前
段の活性炭塔12aほど多く、後段の活性炭塔12cほ
ど少なくなる。
【0013】図2に示すように臭化メチル濃度が100
00ppmで最前段活性炭塔12aに約30%(0.3
g−臭化メチル/g−活性炭)吸着捕捉され、臭化メチ
ル濃度1000ppmでは中段の活性炭塔12bに約1
5%吸着捕捉され、臭化メチル濃度100ppmでは後
段の活性炭塔12cに約7%吸着補足される。また、前
段の活性炭塔12aが高濃度で飽和吸着量に達した後
は、臭化メチルの濃度が低下すると臭化メチルの捕捉効
果はなく、むしろ、臭化メチルは活性炭塔12aの活性
炭から脱着し後段の活性炭塔12b、12cに流出する
可能性がある。このことから、多段の活性炭塔への通気
は、順次後段の活性炭塔12b、活性炭塔12cに通気
し、活性炭を効率よく使用することが望ましい。
【0014】次に燻蒸倉庫10内の臭化メチルを多量に
捕捉した活性炭塔12aは脱着・分解工程に送られ臭化
メチルを分解無害化する。なお、活性炭塔には脱着済み
の活性炭塔12dを補充する。脱着・分解工程では、活
性炭塔12aを加熱し、吸着捕捉した臭化メチルを脱着
し、高濃度状態で臭化メチルを排出する。このとき、高
温ほど、脱着される臭化メチルは高濃度となる。具体的
には図3に示すように、200℃では高濃度で急激に脱
着し、100℃では1/2以下の濃度で緩慢に脱着す
る。従って、脱着工程においては、加熱温度としては、
約60〜259℃程度が望ましい。
【0015】次に、この高濃度の臭化メチルを熱交換器
14において触媒塔16における燃焼熱と熱交換して予
熱した後、触媒塔16に送気し触媒上で燃焼分解する。
この場合、臭化メチル濃度が高濃度であれば、具体的に
は8000ppm〜10000ppmであれば灯油等補
助燃料を使用することなく、また、臭化メチルの燃焼に
ともなう発熱も触媒を熱劣化させることがない。このこ
とから、活性炭塔12aの加熱脱着にあっては、加熱温
度を燃焼排ガス18の風量等によって制御することで燃
焼分解されたガス中の組成を均一濃度にすることが可能
である。
【0016】図4は脱着した臭化メチル濃度、加熱温度
及び活性炭内の臭化メチルの残存率の経時変化を示した
ものであり、加熱温度を順次高温側に移行することによ
って均一高濃度の臭化メチルガスを脱着でき、触媒塔1
6で自燃することができる。触媒塔16においてはハロ
ゲン化物に耐被毒性を有する酸化触媒で燃焼分解するこ
とが望ましく、これらの触媒の場合、低温でかつ大風量
の排ガスを処理可能でき、さらに触媒の長寿命を図るこ
とができる。
【0017】触媒としてはアルミナ、チタニア、ジルコ
ニア、マンガン、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラ
ジウムを担持したものを使用できる。図5はこのうちの
1種を用いて臭化メチルを分解した時の結果である。2
50℃で60%、300℃でほぼ100%の分解率を示
した。従って、触媒塔16においては、250℃以上で
運転することが望ましい。
【0018】ここで、触媒塔16において、臭化メチル
はほぼ完全に分解し、臭化水素、炭酸ガス及び水蒸気と
なる。すなわち、 2CH3 Br+302 →2HBr+2CO2 +2H2 O この燃焼排ガス18は熱交換器14において、臭化メチ
ルガスと熱交換させる。触媒塔16からの燃焼分解ガス
(臭化水素を含む)は、図1には省略した冷却器におい
て冷却し、50℃以下に冷却した後、吸収塔20で水酸
化ナトリウム溶液22に吸収され、無害の臭化ナトリウ
ム(NaBr)となり、配管24により取り出される。
【0019】この場合、分解ガスの温度が高すぎると吸
収効率の低下や吸収液の蒸発量が多くなり、配管の目詰
まり等をまねく原因となる。吸収された後のガスは、フ
ァン等で大気に放出されるが、この場合の臭化水素はほ
ぼ100%吸収できる。吸収操作後のアルカリ溶液は塩
酸(HCl)等で中和して排出可能である。なお、前記
実施例においては燻蒸倉庫内の臭化メチル排ガスを全て
活性炭塔に通気するようにしたが、当初は10000p
pmと高濃度であり、そのまま触媒燃焼するようにして
も良い。これにより、活性炭の脱着工程の省力化・省エ
ネ化が図れる効果がある。
【0020】また、上記した実施例においては、特に燻
蒸用臭化メチル含有排ガスの処理方法について説明した
が、本発明にこれらの排ガスに限定されるものでなく、
臭化メチルを使用する設備等において排ガス中の臭化メ
チルが高濃度から低濃度に変化する臭化メチル含有排ガ
スに対しても適用可能である。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、高濃度から低濃度にお
よぶ燻蒸倉庫等の設備からの臭化メチル含有排ガスを低
コスト、かつ高効率で除去、分解、無害化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の臭化メチル含有排ガスの処理方法の一
実施例を示す系統図である。
【図2】臭化メチル濃度と活性炭による吸着量との関係
図である。
【図3】脱着工程における経過時間と各加熱温度におけ
る臭化メチル濃度との関係図である。
【図4】臭化メチルの加熱温度と脱着濃度の関係図であ
る。
【図5】触媒による臭化メチルの分解率と反応温度の関
係図である。
【図6】従来の臭化メチル含有排ガスの処理方法を示す
ための系統図である。
【図7】臭化メチル倉庫内濃度経時変化と臭化メチル濃
度との関係図である。
【符号の説明】
10 燻蒸倉庫 12a〜12d 活性炭塔 14 熱交換器 16 触媒塔 18 燃焼排ガス 20 吸収塔 22 水酸化ナトリウム溶液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B01D 53/86 (72)発明者 川越 博 茨城県日立市大みか町7丁目1番1号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (56)参考文献 特開 平6−63357(JP,A) 特開 昭51−64472(JP,A) 特開 昭55−64827(JP,A) 特開 平6−15139(JP,A) 特開 昭51−86072(JP,A) 実開 平1−174030(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】臭化メチルを含有する排ガスを活性炭層に
    導入して排ガス中の臭化メチル活性炭に吸着除去させる
    吸着工程と、臭化メチルを吸着した活性炭を加熱して吸
    着された臭化メチルを脱着する脱着工程と、前記脱着工
    程で活性炭より脱着された臭化メチルを燃焼触媒に接触
    させ、燃焼分解する燃焼分解工程と、臭化メチルの燃焼
    分解により生じる臭化水素をアルカリ溶液で吸収する吸
    収工程と、を有する臭化メチル含有排ガスの処理方法に
    おいて、 前記燃焼分解工程に導入されるガス中の臭化メチル濃度
    が8000〜10000ppmになるように前記脱着工
    程における活性炭の加熱を制御する ことを特徴とする臭
    化メチル含有排ガスの処理方法。
  2. 【請求項2】前記脱着工程における活性炭の加熱の制御
    は、前記飽和吸着量に達した活性炭を60〜250℃の
    範囲で加熱する共に、加熱経過時間に伴って順次高温に
    移行させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載
    の臭化メチル含有排ガスの処理方法。
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