JP3776593B2 - 排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス中の塩素含有化合物の塩素を引き抜き、排出される排ガスを浄化する技術に関し、特に都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、溶融炉等から排出される排ガス中に含有されるダイオキシン類等の塩素化芳香族化合物等を無害化するための排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉から排出される排ガス中には、焼却対象物の種類や焼却条件によって、窒素酸化物の他、ダイオキシン類やＰＣＢ類に代表される有害な塩素化芳香族化合物、高縮合度芳香族炭化水素等の有害物質が含有されることがあり、このような有害物質はいわゆる環境ホルモンと称され、人体や動植物に被害をもたらし、自然環境を破壊するものとして、深刻な社会問題化している。
【０００３】
従来、排ガス中に含まれる上記有害物質の除去のため、脱硝触媒又はダイオキシン類等の分解用触媒として、チタニア（ＴｉＯ2 ）を担体とし、活性成分として五酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ），三酸化タングステン（ＷＯ3 ）等の金属酸化物等を少なくとも一つ担持したものが使用されている。
【０００４】
このような触媒は、酸化分解触媒であり、塩素化芳香族化合物をＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏ，他の塩化物等へ分解するものであり、これによりダイオキシン類は分解されるものの、完全に分解されない場合には、ダイオキシン類の前駆体で止まる場合もある。
また、従来の酸化触媒では、その比表面積が５０〜８０ｍ2 ／ｇ程度と小さく、触媒性能を向上させるために、分解温度を高くする必要があるが、４００℃以下の温度領域ではダイオキシン類の再生成がなされる場合があり、問題となる。
すなわち、酸化触媒を用いてダイオキシン類を分解しても完全に分解されない場合には、ダイオキシン類の前駆体の再合成によりダイオキシン類を再度発生してしまうおそれがある。
【０００５】
このため、ダイオキシン類の再生成しない２５０℃以下の低温におけるダイオキシン類の分解処理が望まれている。
【０００６】
また、従来においては、排ガスの煤塵の除去と同時にダイオキシン類を吸着して除去する試みが提案されているが、例えば除塵装置（例えばバグフィルタ）で煤塵と共にダイオキシン類を除去した場合には、該除塵装置のフィルタには、ダイオキシン類が吸着されているので、該ダイオキシン類を吸着したフィルタを別途処理，二次処理する必要があり、手間がかかるという問題がある。
同様に、ダイオキシン類含んだ有害物質を高温で溶融処理する場合も該溶融物の二次処理が必要となり、別途処理工程が増大するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、ダイオキシン類等の有害な塩素化芳香族化合物等の有害物質の脱塩素を行い、排ガス中の有害物質を確実に分解する排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する［請求項１］の発明は、排ガス中のダイオキシン類，クロルベンゼン類，及びクロロフェノールから選ばれる少なくとも一種の塩素化芳香族化合物である有害物質の塩素を引き抜いて浄化する排ガス処理用触媒であって、窒素基を有する含窒素炭化水素高分子を、空気中で２００〜４００℃で熱酸化架橋反応を行った後、窒素中で８００〜１５００℃で熱処理し、さらに２０００℃で熱処理して、活性炭素繊維に窒素を１〜２５重量％含有させたことを特徴とする。
【０００９】
［請求項２］の発明は、請求項１において、上記活性炭素繊維にピリジンを添加しＣＶＤ法で焼成することを特徴とする。
【００１０】
［請求項３］の発明は、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に窒素化合物を添着してなることを特徴とする。
【００１１】
［請求項４］の発明は、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物を担持してなることを特徴とする。
【００１２】
［請求項５］の発明は、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に窒素化合物及び塩基性を有する金属酸化物を複合的に担持してなることを特徴とする。
【００１３】
［請求項６］の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の排ガス処理触媒において、上記活性炭素繊維の比表面積が５００ｍ2 ／ｇ以上であることを特徴とする。
【００１４】
［請求項７］の発明は、排ガス中の有害物質を請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理触媒に接触させ、排ガス中の有害物質の塩素を引き抜き分解処理することを特徴とする。
【００１６】
［請求項８］の発明は、排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置と、該除塵装置の後流側に設けた請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置とからなることを特徴とする。
【００１７】
［請求項９］の発明は、排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置と、該触媒装置の後流側に設けた排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置とからなることを特徴とする。
【００１８】
［請求項１０］の発明は、請求項８又は９において、上記触媒装置に塩基性物質を導入する手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
［請求項１１］の発明は、請求項８又は９において、脱硝装置を設けたことを特徴とする。
【００２０】
［請求項１２］の発明は、請求項８乃至１０の何れかに記載の排ガス処理装置において、上記触媒装置に導入する排ガスの温度を１００〜４００℃としたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
本発明に係る触媒は、例えば焼却炉等から排出される塩素を含有する化合物等を含む排ガスを浄化する排ガス処理用触媒であって、活性炭素繊維が塩基性を有するものである。
ここで、一般に炭素繊維とは、アクリル繊維，強力レーヨン，石油ピッチ，石炭ピッチ等を溶融紡糸したピッチ繊維を用い、空気中で２００〜４００℃で熱酸化架橋反応を行った後、窒素中で８００〜１５００℃で熱処理し、２０００℃で熱処理して炭素含有量の高い黒鉛化した繊維をいい、窒素含有量が0.１重量％以下のものである。
本発明の塩基性を有する活性炭素繊維とは、上記炭素繊維に被処理化合物中の塩素を引き抜く反応性を有する窒素を含有させたものをいう。
上記塩基性の活性炭素繊維の製造の一例としては、窒素基を含有する含窒素炭化水素高分子を炭化，不溶化したものや、活性炭素繊維へ窒素化合物を添着したものを、焼成して炭素繊維とすることで得られる。
また、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）繊維を高温で焼成した炭素繊維はＰＡＮ繊維原料に窒素基を含有しているので、そのままでも塩基性活性炭素繊維として使用することができる。さらに、このＰＡＮ系の活性炭素繊維に窒素基を有するピリジン等をＣＶＤ法により焼成することで活性炭素繊維に窒素基の含有量を高くした塩基性活性炭素繊維（窒素含有量：５重量％）とすることができる。
【００２３】
上記塩基性の活性炭素繊維は、繊維状の炭素繊維にミクロの細孔を有するものであり、該細孔に窒素を担持させ、窒素の活性点を無数に有することで、塩素引き抜き活性が非常に高いものとなる。
なお、酸化分解触媒である金属触媒（ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，Ａｕ，Ｐｔ等）を活性物質として担持させた炭素繊維と本発明の塩基性の活性炭素繊維との相違は、前者が該ガス中の有害物質の分解作用が酸化分解であり、ダイオキシン類を分解してもダイオキシン類の前駆体（例えばクロルベンゼン，クロロフェノール等）となる場合があるが、後者の本発明の塩基性の活性炭素繊維触媒は、塩素引き抜きによる還元分解反応であるのでダイオキシン類を分解した場合には、例えばベンゼン，フェノール等に分解され、ダイオキシン類の前駆体の発生がないので、両者の作用・機構が大きく異なる点である。
【００２４】
本発明で塩基性の活性炭素繊維が塩基性を強化してなるとは、窒素含有比率が高いものをいい、窒素の担持量が１〜２５重量％のもの、特に５〜２５重量％のものが好適である。
これは、窒素の担持量が１重量％未満の場合には、中性の活性炭素繊維や酸化触媒を担持した活性炭素繊維と同様に有効な塩素引き抜き反応が良好に進行しないからである。
一方、窒素の担持量が２５重量％を超えるような担持の場合は、担持による増量効果に更なる効果が発現せず、また、細孔に窒素を担持するにも限界があるからである。
【００２５】
上記塩基性活性成分として、窒素を含有させるものとは異なり塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物を担持するようにしてもよい。
本発明で上記塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物は、例えば酸化スズ（ＳｎＯ）を挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＺｒＯ2 ，ＺｎＯ及びこれらのＳｉＯ2 との複合酸化物，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 との複合酸化物を挙げることができる。
【００２６】
また、他の塩基性活性成分として、塩素引き抜き反応性を有するロジウム（Ｒｈ）を担持するようにしてもよい。
【００２７】
上記塩基性活性成分としては、各々を単独で活性炭素繊維に担持してもよく、また複数種の活性成分を複合的（例えば、ＰＡＮ系活性炭素繊維に酸化スズ又は／及びロジウムを担持させる）ようにしてもよい。
【００２８】
本発明の塩基性の活性炭素繊維の比表面積は、従来の酸化触媒の比表面積（６０〜８０ｍ2 ／ｇ）よりも数十倍から数百倍と高く、５００ｍ2 ／ｇ以上のものが好ましく、５００〜１００００ｍ2 ／ｇの範囲のものが好適である。
このように、本発明の塩基性の活性炭素繊維触媒は、比表面積が大きいので活性が高く、ダイオキシン類のような高沸点の分子量の大きいものを良好に分解することができ、有利である。
【００２９】
排ガス処理に使用される触媒は、ガスとの接触面積を大とすることが好ましいことは当然であるが、繊維状触媒の充填密度の程度によっては排ガスの流動背圧が上がり好ましくない。この対策としては通常は繊維状触媒をその比表面積を過度に低下させることなく所定の密度に圧縮して得た、例えばハニカム状の成型体が使用される。
また、塩基性の活性炭素繊維を板状にしたり、石膏ボード等のボードや布に貼着するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、本発明の触媒で分解処理する排ガスの対象としては都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、溶融炉等から排出される排ガスや、ゴミ固化燃料（ＲＤＦ）製造プラント等の各種プラント、その他一般の化学合成施設からの排ガス等が対象となり、特に限定されるものではない。また、排ガス中のに含まれる有害物質とは、窒素酸化物の他、ダイオキシン類やＰＣＢ類に代表される有害な塩素化芳香族化合物等の有害物質をいうが、本発明の塩素引き抜き作用により分解できる排ガス中の有害物質（又は環境ホルモン）であればこれらに限定されるものではない。
【００３１】
ここで、上記ダイオキシン類とは、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類（ＰＣＤＤｓ）及びポリ塩化ジベンゾフラン類（ＰＣＤＦｓ）の総称であり、塩素系化合物とある種の有機塩素化合物の燃焼時に微量発生するといわれ、化学的に無色の結晶である。塩素の数によって二塩化物から八塩化物まであり、異性体にはＰＣＤＤｓで７５種類、ＰＣＤＦｓで１３５種類におよび、これらのうち、特に四塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（Ｔ4 ＣＤＤ）は、最も強い毒性を有するものとして知られている。なお、有害な塩素化芳香族化合物としては、ダイオキシン類の他にその前駆体となる種々の有機塩素化合物（例えば、フェノール，ベンゼン等の芳香族化合物（例えばクロルベンゼン類，クロロフェノール及びクロロトルエン等）、塩素化アルキル化合物等）が含まれており、排ガス中から除去する必要がある。
【００３２】
また、ＰＣＢ類（ポリ塩化ビフェニル類）はビフェニールに塩素原子が数個付加した化合物の総称であり、塩素の置換数、置換位置により異性体があるが、２，６−ジクロロビフェニル、２，2'−ジクロロビフェニル、２，３，５−トリクロロビフェニル等が代表的なものであり、毒性が強く、焼却した場合にはダイオキシン類が発生するおそれがあるものとして知られており、排ガス中から除去する必要がある。
【００３３】
また、上記有機塩素化合物以外に、排ガス中には、例えば高縮合度芳香族炭化水素等や、ホルムアルデヒド，ベンゼン又はフェノールのような気体状有機化合物を含む排ガスが発生することもある。これらの有機化合物もまた、環境汚染物質であり、人間の健康を著しく損ねるので、排ガスから除去する必要があるが、炭素繊維本来の吸着作用によりこれらの有害物質も除去が可能となる。
【００３４】
また、本発明で処理される有害物質として窒素酸化物を挙げることもできる。この窒素酸化物とは、通常ＮＯ及びＮＯ2 の他、これらの混合物をいい、ＮＯｘとも称されている。しかし、該ＮＯｘにはこれら以外に各種酸化数の、しかも不安定な窒素酸化物も含まれている場合が多い。従ってｘは特に限定されるものではないが通常１〜２の値である。雨水等で硝酸、亜硝酸等になり、またはＮＯは光化学スモッグの主因物質の一つであるといわれており、人体には有害な化合物である。本発明では、排ガス中にアンモニア等の塩基物質を導入することにより、脱硝が可能となる。
【００３５】
本発明による上記触媒を使用することにより、上述した有害物質である窒素酸化物，ダイオキシン類，高縮合度芳香族炭化水素等の有害物質や気体状有機化合物を接触的に還元又は分解して無害化処理することができる。
ここで、上記有害物質の内排ガス中のダイオキシン類，ダイオキシン類の前駆体，ＰＣＢ等の塩素化芳香族化合物、高縮合度芳香族炭化水素は、本発明の塩基性の活性炭素繊維触媒の塩素引き抜き作用により無害化処理がなされる。
また窒素酸化物については本発明の触媒を充填した装置の前流側に塩基性物質（例えばアンモニア等）導入手段を存在させ、還元反応により無害化処理が行われる。
【００３６】
図１〜図５に上記触媒を用いた排ガス浄化装置の概略の一例を示すが、本発明の触媒を用いた触媒装置はこれに何ら限定されるものではない。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態にかかる排ガス処理装置は、都市ゴミ，産業廃棄物，汚泥等の各種ゴミを焼却する各種焼却炉１１から排出される排ガス１２を冷却するガス冷却装置１３と、冷却後の排ガス中の有害物質を分解処理する触媒装置１４と、有害物質を分解・除去した排ガスを外部へ排出する煙突１５とから構成されている。
【００３８】
また、図２には、上記排ガス処理装置に排ガス除塵装置を設けた場合を示す。すなわち、図１に示すように、本実施の形態にかかる排ガス処理装置は、都市ゴミ，産業廃棄物，汚泥等の各種ゴミを焼却する各種焼却炉１１から排出される排ガス１２を冷却するガス冷却装置１３と、冷却後の排ガス中の煤塵を除去する排ガス除塵装置１６と、除塵後の排ガス中の有害物質を分解処理する触媒装置１４と、有害物質を分解・除去した排ガスを外部へ排出する煙突１５とから構成されている。上記除塵装置１６により後流の触媒装置１４の負荷が低減されることになる。除塵装置としては、電気除塵装置，バグフィルタ等の煤塵処理装置を用いればよい。
【００３９】
また、図３には、上記排ガス処理装置に脱硝装置を設けた場合を示す。
すなわち、図１に示すように、本実施の形態にかかる排ガス処理装置は、都市ゴミ，産業廃棄物，汚泥等の各種ゴミを焼却する各種焼却炉１１から排出される排ガス１２を冷却するガス冷却装置１３と、冷却後の排ガス中の煤塵を除去する排ガス除塵装置１６と、除塵後の排ガス中の有害物質を分解処理する触媒装置１４と、触媒装置１４の後流側に設けた脱硝を行う脱硝装置１７と、有害物質を分解・除去した排ガスを外部へ排出する煙突１５とから構成されている。上記除塵装置１６により脱硝を独立して行うことができる。
なお、本発明の触媒を用いた触媒装置１４は低温型であるので、後流の脱硝装置１７も低温型のものとすればよい。しかしながら、脱硝装置１７で脱硝効率を向上させるために、排ガスを再加熱した場合であっても、本発明の触媒装置１４で塩素を引き抜き反応によりダイオキシン類前駆体の発生がないので、問題が生じることはない。
【００４０】
一方、高温型の脱硝装置を用いる場合には、図４に示すように、ガス冷却装置１３の前流側に設けたり、図５に示すように、排ガス除塵装置１４の後流側に設けたり、或いは排ガス除塵装置１６に脱硝機能を併用するようにしてもよい。
【００４１】
上述した排ガス浄化装置によれば、触媒装置１４で塩素の引き抜きによりダイオキシン類の前駆体の発生がなく、効率的な排ガス中の浄化が可能となる。
【００４２】
なお、除塵装置１６での効率のよい捕集を行うために低温に冷却した場合において、再加熱する場合であってもダイオキシン類の再生成率が低い２５０℃を限度とするのがよい。
【００４３】
本発明の排ガス浄化装置では、脱硝及びダイオキシン類の除去を一つの触媒装置１３で同時に行うこともでき、その場合には、図１及び図２の装置において、塩基性物質として例えばアンモニアを注入する注入ノズルを介してアンモニアを触媒装置１４内に導入すればダイオキシン類の分解と脱窒素とを同時に行うことができる。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１］
窒素含有率が７重量％の塩基性のＰＡＮ系活性炭素繊維（比表面積：１２００ｍ2 ／ｇ）を用い、ダイオキシン類の代用試験物質であるｏ−ジクロロベンゼンの分解率を測定した。
ｏ−ジクロロベンゼンを１ｐｐｍ、Ｏ2 を５％、Ｈ2 Ｏを１０％、残りＮ2 からなる模擬ガスを作成し、上記触媒を詰めた円筒管の外周にヒータを設け、流通式により常圧で測定した。
測定条件は、温度を２５０℃と３５０℃とし、ＳＶ（空間速度）をＳＶ＝５００ｈ-1，ＳＶ＝１０００ｈ-1，ＳＶ＝５０００ｈ-1，ＳＶ＝１０００ｈ-1とした。
分解率は、模擬ガス中のＨＣｌ，Ｃｌ2 の発生量を測定して求めた。
この結果を「表１」に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
［実施例２］
実施例１の塩基性の活性炭素繊維に、ピリジンを添加しＣＶＤ法で焼成することにより、Ｎ2 の添加率が高いのもの（窒素含有率１２重量％）としたＰＡＮ系活性炭素繊維（比表面積：１２００ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。
この結果を「表２」に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】
［実施例３］
実施例２の高い窒素比率（窒素含有率１２重量％）の塩基性の活性炭素繊維を用い、模擬ガスとして、実施例１のｏ−ジクロロベンゼンの代わりに、ｐ−クロロフェノールを１ｐｐｍ含んだガスと以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。
この結果を「表３」に示す。
【００５０】
【表３】
【００５１】
［実施例４］
実施例１の塩基性の活性炭素繊維の代わりに酸化スズ（ＳｎＯ）を担持したフェノール系活性炭素繊維（窒素含有率１０重量％、比表面積：１９００ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。
この結果を「表４」に示す。
【００５２】
【表４】
【００５３】
［実施例５］
実施例１の塩基性の活性炭素繊維の代わりにＲｈを５重量％担持したフェノール系活性炭素繊維（比表面積：１９００ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。
この結果を「表５」に示す。
【００５４】
【表５】
【００５５】
［比較例１］
実施例１において、窒素含有率０重量％のフェノール系活性炭素繊維（比表面積：１２００ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。 この結果を「表６」に示す。
【００５６】
【表６】
【００５７】
「表１」〜「表５」から明らかなように、本発明にかかる触媒を使用することによりダイオキシン類分解率の向上は著しく、ＳＶ＝１０００ｈ-1で、すべて分解率９５％以上を確保することができることが判明した。
また、「表２」に示すように、窒素量が高いと分解効率が高くなることが判明した。
なお、「表６」に示すように、窒素量が零の場合には、塩素引き抜き作用が発現されず、ＳＶ値が低い場合に吸着によってのみ除去がなされていた。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の「請求項１］の発明によれば、排ガスを浄化する排ガス処理用触媒であって、空気中で２００〜４００℃で熱酸化架橋反応を行った後、窒素中で８００〜１５００℃で熱処理して、活性炭素繊維に窒素を含有させたので、排ガス中の有害物質の塩素含有化合物の塩素を引き抜き、排出される排ガスを浄化することができる。
【００５９】
［請求項２］の発明によれば、請求項１において、上記活性炭素繊維の窒素の担持量が５〜２５重量％であるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６０】
［請求項３］の発明によれば、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に窒素化合物を添着してなるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６１】
［請求項４］の発明によれば、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物を担持してなるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６２】
［請求項５］の発明によれば、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に窒素化合物及び塩基性を有する金属酸化物を複合的に担持してなるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６３】
［請求項６］の発明によれば、請求項１乃至５の何れかに記載の排ガス処理触媒において、上記活性炭素繊維の比表面積が５００ｍ2 ／ｇ以上であるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６４】
［請求項７］の発明によれば、排ガス中の有害物質を請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理触媒に接触させ、排ガス中の有害物質の塩素を引き抜き分解処理するので、排ガス中の有害物質を分解処理することができる。
【００６５】
［請求項８］の発明によれば、特に、上記排ガス中の有害物質がダイオキシン類，ポリ塩化ビフェニル類，クロルベンゼン類，クロロフェノール及びクロロトルエンから選ばれる少なくとも一種の塩素化芳香族化合物を分解処理することができる。
【００６６】
［請求項９］の発明によれば、排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置と、該除塵装置の後流側に設けた請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置とからなることを特徴とする。
【００６７】
［請求項１０］の発明によれば、排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置と、該触媒装置の後流側に設けた排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置とからなるので、高比表面積の排ガス処理触媒により排ガス中のダイオキシン類，ダイオキシン類の前駆体，ＰＣＢ等の塩素化芳香族化合物、高縮合度芳香族炭化水素の酸化分解が可能となる。
【００６８】
［請求項１１］の発明によれば、請求項９又は１０において、上記触媒装置に塩基性物質を導入する手段を設けたので、また塩基性ガスの添加により脱硝が可能となり、両者の併合した分解が可能となる。
【００６９】
［請求項１２］の発明によれば、請求項９又は１０において、脱硝装置を設けたので、排ガス中の塩素含有化合物の分解と、脱硝装置による脱硝とを独立して行うことができる。
【００７０】
［請求項１３］の発明によれば、請求項９乃至１１の何れかに記載の排ガス処理装置において、上記触媒装置に導入する排ガスの温度を１００〜４００℃としたので、低温で排ガス中の有害物質の分解除去が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図３】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図４】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図５】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１１ 焼却炉
１２ 排ガス
１３ ガス冷却装置
１４ 触媒装置
１５ 煙突
１６ 排ガス処理装置
１７ 脱硝装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス中の塩素含有化合物の塩素を引き抜き、排出される排ガスを浄化する技術に関し、特に都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、溶融炉等から排出される排ガス中に含有されるダイオキシン類等の塩素化芳香族化合物等を無害化するための排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉から排出される排ガス中には、焼却対象物の種類や焼却条件によって、窒素酸化物の他、ダイオキシン類やＰＣＢ類に代表される有害な塩素化芳香族化合物、高縮合度芳香族炭化水素等の有害物質が含有されることがあり、このような有害物質はいわゆる環境ホルモンと称され、人体や動植物に被害をもたらし、自然環境を破壊するものとして、深刻な社会問題化している。
【０００３】
従来、排ガス中に含まれる上記有害物質の除去のため、脱硝触媒又はダイオキシン類等の分解用触媒として、チタニア（ＴｉＯ2 ）を担体とし、活性成分として五酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ），三酸化タングステン（ＷＯ3 ）等の金属酸化物等を少なくとも一つ担持したものが使用されている。
【０００４】
このような触媒は、酸化分解触媒であり、塩素化芳香族化合物をＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏ，他の塩化物等へ分解するものであり、これによりダイオキシン類は分解されるものの、完全に分解されない場合には、ダイオキシン類の前駆体で止まる場合もある。
また、従来の酸化触媒では、その比表面積が５０〜８０ｍ2 ／ｇ程度と小さく、触媒性能を向上させるために、分解温度を高くする必要があるが、４００℃以下の温度領域ではダイオキシン類の再生成がなされる場合があり、問題となる。
すなわち、酸化触媒を用いてダイオキシン類を分解しても完全に分解されない場合には、ダイオキシン類の前駆体の再合成によりダイオキシン類を再度発生してしまうおそれがある。
【０００５】
このため、ダイオキシン類の再生成しない２５０℃以下の低温におけるダイオキシン類の分解処理が望まれている。
【０００６】
また、従来においては、排ガスの煤塵の除去と同時にダイオキシン類を吸着して除去する試みが提案されているが、例えば除塵装置（例えばバグフィルタ）で煤塵と共にダイオキシン類を除去した場合には、該除塵装置のフィルタには、ダイオキシン類が吸着されているので、該ダイオキシン類を吸着したフィルタを別途処理，二次処理する必要があり、手間がかかるという問題がある。
同様に、ダイオキシン類含んだ有害物質を高温で溶融処理する場合も該溶融物の二次処理が必要となり、別途処理工程が増大するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、ダイオキシン類等の有害な塩素化芳香族化合物等の有害物質の脱塩素を行い、排ガス中の有害物質を確実に分解する排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する［請求項１］の発明は、排ガス中のダイオキシン類，クロルベンゼン類，及びクロロフェノールから選ばれる少なくとも一種の塩素化芳香族化合物である有害物質の塩素を引き抜いて浄化する排ガス処理用触媒であって、窒素基を有する含窒素炭化水素高分子を、空気中で２００〜４００℃で熱酸化架橋反応を行った後、窒素中で８００〜１５００℃で熱処理し、さらに２０００℃で熱処理して、活性炭素繊維に窒素を１〜２５重量％含有させたことを特徴とする。
【０００９】
［請求項２］の発明は、請求項１において、上記活性炭素繊維にピリジンを添加しＣＶＤ法で焼成することを特徴とする。
【００１０】
［請求項３］の発明は、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に窒素化合物を添着してなることを特徴とする。
【００１１】
［請求項４］の発明は、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物を担持してなることを特徴とする。
【００１２】
［請求項５］の発明は、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に窒素化合物及び塩基性を有する金属酸化物を複合的に担持してなることを特徴とする。
【００１３】
［請求項６］の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の排ガス処理触媒において、上記活性炭素繊維の比表面積が５００ｍ2 ／ｇ以上であることを特徴とする。
【００１４】
［請求項７］の発明は、排ガス中の有害物質を請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理触媒に接触させ、排ガス中の有害物質の塩素を引き抜き分解処理することを特徴とする。
【００１６】
［請求項８］の発明は、排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置と、該除塵装置の後流側に設けた請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置とからなることを特徴とする。
【００１７】
［請求項９］の発明は、排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置と、該触媒装置の後流側に設けた排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置とからなることを特徴とする。
【００１８】
［請求項１０］の発明は、請求項８又は９において、上記触媒装置に塩基性物質を導入する手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
［請求項１１］の発明は、請求項８又は９において、脱硝装置を設けたことを特徴とする。
【００２０】
［請求項１２］の発明は、請求項８乃至１０の何れかに記載の排ガス処理装置において、上記触媒装置に導入する排ガスの温度を１００〜４００℃としたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
本発明に係る触媒は、例えば焼却炉等から排出される塩素を含有する化合物等を含む排ガスを浄化する排ガス処理用触媒であって、活性炭素繊維が塩基性を有するものである。
ここで、一般に炭素繊維とは、アクリル繊維，強力レーヨン，石油ピッチ，石炭ピッチ等を溶融紡糸したピッチ繊維を用い、空気中で２００〜４００℃で熱酸化架橋反応を行った後、窒素中で８００〜１５００℃で熱処理し、２０００℃で熱処理して炭素含有量の高い黒鉛化した繊維をいい、窒素含有量が0.１重量％以下のものである。
本発明の塩基性を有する活性炭素繊維とは、上記炭素繊維に被処理化合物中の塩素を引き抜く反応性を有する窒素を含有させたものをいう。
上記塩基性の活性炭素繊維の製造の一例としては、窒素基を含有する含窒素炭化水素高分子を炭化，不溶化したものや、活性炭素繊維へ窒素化合物を添着したものを、焼成して炭素繊維とすることで得られる。
また、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）繊維を高温で焼成した炭素繊維はＰＡＮ繊維原料に窒素基を含有しているので、そのままでも塩基性活性炭素繊維として使用することができる。さらに、このＰＡＮ系の活性炭素繊維に窒素基を有するピリジン等をＣＶＤ法により焼成することで活性炭素繊維に窒素基の含有量を高くした塩基性活性炭素繊維（窒素含有量：５重量％）とすることができる。
【００２３】
上記塩基性の活性炭素繊維は、繊維状の炭素繊維にミクロの細孔を有するものであり、該細孔に窒素を担持させ、窒素の活性点を無数に有することで、塩素引き抜き活性が非常に高いものとなる。
なお、酸化分解触媒である金属触媒（ＴｉＯ2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，Ａｕ，Ｐｔ等）を活性物質として担持させた炭素繊維と本発明の塩基性の活性炭素繊維との相違は、前者が該ガス中の有害物質の分解作用が酸化分解であり、ダイオキシン類を分解してもダイオキシン類の前駆体（例えばクロルベンゼン，クロロフェノール等）となる場合があるが、後者の本発明の塩基性の活性炭素繊維触媒は、塩素引き抜きによる還元分解反応であるのでダイオキシン類を分解した場合には、例えばベンゼン，フェノール等に分解され、ダイオキシン類の前駆体の発生がないので、両者の作用・機構が大きく異なる点である。
【００２４】
本発明で塩基性の活性炭素繊維が塩基性を強化してなるとは、窒素含有比率が高いものをいい、窒素の担持量が１〜２５重量％のもの、特に５〜２５重量％のものが好適である。
これは、窒素の担持量が１重量％未満の場合には、中性の活性炭素繊維や酸化触媒を担持した活性炭素繊維と同様に有効な塩素引き抜き反応が良好に進行しないからである。
一方、窒素の担持量が２５重量％を超えるような担持の場合は、担持による増量効果に更なる効果が発現せず、また、細孔に窒素を担持するにも限界があるからである。
【００２５】
上記塩基性活性成分として、窒素を含有させるものとは異なり塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物を担持するようにしてもよい。
本発明で上記塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物は、例えば酸化スズ（ＳｎＯ）を挙げることができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＺｒＯ2 ，ＺｎＯ及びこれらのＳｉＯ2 との複合酸化物，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 との複合酸化物を挙げることができる。
【００２６】
また、他の塩基性活性成分として、塩素引き抜き反応性を有するロジウム（Ｒｈ）を担持するようにしてもよい。
【００２７】
上記塩基性活性成分としては、各々を単独で活性炭素繊維に担持してもよく、また複数種の活性成分を複合的（例えば、ＰＡＮ系活性炭素繊維に酸化スズ又は／及びロジウムを担持させる）ようにしてもよい。
【００２８】
本発明の塩基性の活性炭素繊維の比表面積は、従来の酸化触媒の比表面積（６０〜８０ｍ2 ／ｇ）よりも数十倍から数百倍と高く、５００ｍ2 ／ｇ以上のものが好ましく、５００〜１００００ｍ2 ／ｇの範囲のものが好適である。
このように、本発明の塩基性の活性炭素繊維触媒は、比表面積が大きいので活性が高く、ダイオキシン類のような高沸点の分子量の大きいものを良好に分解することができ、有利である。
【００２９】
排ガス処理に使用される触媒は、ガスとの接触面積を大とすることが好ましいことは当然であるが、繊維状触媒の充填密度の程度によっては排ガスの流動背圧が上がり好ましくない。この対策としては通常は繊維状触媒をその比表面積を過度に低下させることなく所定の密度に圧縮して得た、例えばハニカム状の成型体が使用される。
また、塩基性の活性炭素繊維を板状にしたり、石膏ボード等のボードや布に貼着するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、本発明の触媒で分解処理する排ガスの対象としては都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、溶融炉等から排出される排ガスや、ゴミ固化燃料（ＲＤＦ）製造プラント等の各種プラント、その他一般の化学合成施設からの排ガス等が対象となり、特に限定されるものではない。また、排ガス中のに含まれる有害物質とは、窒素酸化物の他、ダイオキシン類やＰＣＢ類に代表される有害な塩素化芳香族化合物等の有害物質をいうが、本発明の塩素引き抜き作用により分解できる排ガス中の有害物質（又は環境ホルモン）であればこれらに限定されるものではない。
【００３１】
ここで、上記ダイオキシン類とは、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類（ＰＣＤＤｓ）及びポリ塩化ジベンゾフラン類（ＰＣＤＦｓ）の総称であり、塩素系化合物とある種の有機塩素化合物の燃焼時に微量発生するといわれ、化学的に無色の結晶である。塩素の数によって二塩化物から八塩化物まであり、異性体にはＰＣＤＤｓで７５種類、ＰＣＤＦｓで１３５種類におよび、これらのうち、特に四塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（Ｔ4 ＣＤＤ）は、最も強い毒性を有するものとして知られている。なお、有害な塩素化芳香族化合物としては、ダイオキシン類の他にその前駆体となる種々の有機塩素化合物（例えば、フェノール，ベンゼン等の芳香族化合物（例えばクロルベンゼン類，クロロフェノール及びクロロトルエン等）、塩素化アルキル化合物等）が含まれており、排ガス中から除去する必要がある。
【００３２】
また、ＰＣＢ類（ポリ塩化ビフェニル類）はビフェニールに塩素原子が数個付加した化合物の総称であり、塩素の置換数、置換位置により異性体があるが、２，６−ジクロロビフェニル、２，2'−ジクロロビフェニル、２，３，５−トリクロロビフェニル等が代表的なものであり、毒性が強く、焼却した場合にはダイオキシン類が発生するおそれがあるものとして知られており、排ガス中から除去する必要がある。
【００３３】
また、上記有機塩素化合物以外に、排ガス中には、例えば高縮合度芳香族炭化水素等や、ホルムアルデヒド，ベンゼン又はフェノールのような気体状有機化合物を含む排ガスが発生することもある。これらの有機化合物もまた、環境汚染物質であり、人間の健康を著しく損ねるので、排ガスから除去する必要があるが、炭素繊維本来の吸着作用によりこれらの有害物質も除去が可能となる。
【００３４】
また、本発明で処理される有害物質として窒素酸化物を挙げることもできる。この窒素酸化物とは、通常ＮＯ及びＮＯ2 の他、これらの混合物をいい、ＮＯｘとも称されている。しかし、該ＮＯｘにはこれら以外に各種酸化数の、しかも不安定な窒素酸化物も含まれている場合が多い。従ってｘは特に限定されるものではないが通常１〜２の値である。雨水等で硝酸、亜硝酸等になり、またはＮＯは光化学スモッグの主因物質の一つであるといわれており、人体には有害な化合物である。本発明では、排ガス中にアンモニア等の塩基物質を導入することにより、脱硝が可能となる。
【００３５】
本発明による上記触媒を使用することにより、上述した有害物質である窒素酸化物，ダイオキシン類，高縮合度芳香族炭化水素等の有害物質や気体状有機化合物を接触的に還元又は分解して無害化処理することができる。
ここで、上記有害物質の内排ガス中のダイオキシン類，ダイオキシン類の前駆体，ＰＣＢ等の塩素化芳香族化合物、高縮合度芳香族炭化水素は、本発明の塩基性の活性炭素繊維触媒の塩素引き抜き作用により無害化処理がなされる。
また窒素酸化物については本発明の触媒を充填した装置の前流側に塩基性物質（例えばアンモニア等）導入手段を存在させ、還元反応により無害化処理が行われる。
【００３６】
図１〜図５に上記触媒を用いた排ガス浄化装置の概略の一例を示すが、本発明の触媒を用いた触媒装置はこれに何ら限定されるものではない。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態にかかる排ガス処理装置は、都市ゴミ，産業廃棄物，汚泥等の各種ゴミを焼却する各種焼却炉１１から排出される排ガス１２を冷却するガス冷却装置１３と、冷却後の排ガス中の有害物質を分解処理する触媒装置１４と、有害物質を分解・除去した排ガスを外部へ排出する煙突１５とから構成されている。
【００３８】
また、図２には、上記排ガス処理装置に排ガス除塵装置を設けた場合を示す。すなわち、図１に示すように、本実施の形態にかかる排ガス処理装置は、都市ゴミ，産業廃棄物，汚泥等の各種ゴミを焼却する各種焼却炉１１から排出される排ガス１２を冷却するガス冷却装置１３と、冷却後の排ガス中の煤塵を除去する排ガス除塵装置１６と、除塵後の排ガス中の有害物質を分解処理する触媒装置１４と、有害物質を分解・除去した排ガスを外部へ排出する煙突１５とから構成されている。上記除塵装置１６により後流の触媒装置１４の負荷が低減されることになる。除塵装置としては、電気除塵装置，バグフィルタ等の煤塵処理装置を用いればよい。
【００３９】
また、図３には、上記排ガス処理装置に脱硝装置を設けた場合を示す。
すなわち、図１に示すように、本実施の形態にかかる排ガス処理装置は、都市ゴミ，産業廃棄物，汚泥等の各種ゴミを焼却する各種焼却炉１１から排出される排ガス１２を冷却するガス冷却装置１３と、冷却後の排ガス中の煤塵を除去する排ガス除塵装置１６と、除塵後の排ガス中の有害物質を分解処理する触媒装置１４と、触媒装置１４の後流側に設けた脱硝を行う脱硝装置１７と、有害物質を分解・除去した排ガスを外部へ排出する煙突１５とから構成されている。上記除塵装置１６により脱硝を独立して行うことができる。
なお、本発明の触媒を用いた触媒装置１４は低温型であるので、後流の脱硝装置１７も低温型のものとすればよい。しかしながら、脱硝装置１７で脱硝効率を向上させるために、排ガスを再加熱した場合であっても、本発明の触媒装置１４で塩素を引き抜き反応によりダイオキシン類前駆体の発生がないので、問題が生じることはない。
【００４０】
一方、高温型の脱硝装置を用いる場合には、図４に示すように、ガス冷却装置１３の前流側に設けたり、図５に示すように、排ガス除塵装置１４の後流側に設けたり、或いは排ガス除塵装置１６に脱硝機能を併用するようにしてもよい。
【００４１】
上述した排ガス浄化装置によれば、触媒装置１４で塩素の引き抜きによりダイオキシン類の前駆体の発生がなく、効率的な排ガス中の浄化が可能となる。
【００４２】
なお、除塵装置１６での効率のよい捕集を行うために低温に冷却した場合において、再加熱する場合であってもダイオキシン類の再生成率が低い２５０℃を限度とするのがよい。
【００４３】
本発明の排ガス浄化装置では、脱硝及びダイオキシン類の除去を一つの触媒装置１３で同時に行うこともでき、その場合には、図１及び図２の装置において、塩基性物質として例えばアンモニアを注入する注入ノズルを介してアンモニアを触媒装置１４内に導入すればダイオキシン類の分解と脱窒素とを同時に行うことができる。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１］
窒素含有率が７重量％の塩基性のＰＡＮ系活性炭素繊維（比表面積：１２００ｍ2 ／ｇ）を用い、ダイオキシン類の代用試験物質であるｏ−ジクロロベンゼンの分解率を測定した。
ｏ−ジクロロベンゼンを１ｐｐｍ、Ｏ2 を５％、Ｈ2 Ｏを１０％、残りＮ2 からなる模擬ガスを作成し、上記触媒を詰めた円筒管の外周にヒータを設け、流通式により常圧で測定した。
測定条件は、温度を２５０℃と３５０℃とし、ＳＶ（空間速度）をＳＶ＝５００ｈ-1，ＳＶ＝１０００ｈ-1，ＳＶ＝５０００ｈ-1，ＳＶ＝１０００ｈ-1とした。
分解率は、模擬ガス中のＨＣｌ，Ｃｌ2 の発生量を測定して求めた。
この結果を「表１」に示す。
【００４６】
【表１】
［実施例２］
実施例１の塩基性の活性炭素繊維に、ピリジンを添加しＣＶＤ法で焼成することにより、Ｎ2 の添加率が高いのもの（窒素含有率１２重量％）としたＰＡＮ系活性炭素繊維（比表面積：１２００ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。
この結果を「表２」に示す。
【００４８】
【表２】
［実施例３］
実施例２の高い窒素比率（窒素含有率１２重量％）の塩基性の活性炭素繊維を用い、模擬ガスとして、実施例１のｏ−ジクロロベンゼンの代わりに、ｐ−クロロフェノールを１ｐｐｍ含んだガスと以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。
この結果を「表３」に示す。
【００５０】
【表３】
［実施例４］
実施例１の塩基性の活性炭素繊維の代わりに酸化スズ（ＳｎＯ）を担持したフェノール系活性炭素繊維（窒素含有率１０重量％、比表面積：１９００ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。
この結果を「表４」に示す。
【００５２】
【表４】
［実施例５］
実施例１の塩基性の活性炭素繊維の代わりにＲｈを５重量％担持したフェノール系活性炭素繊維（比表面積：１９００ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。
この結果を「表５」に示す。
【００５４】
【表５】
［比較例１］
実施例１において、窒素含有率０重量％のフェノール系活性炭素繊維（比表面積：１２００ｍ2 ／ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして分解率を測定した。 この結果を「表６」に示す。
【００５６】
【表６】
「表１」〜「表５」から明らかなように、本発明にかかる触媒を使用することによりダイオキシン類分解率の向上は著しく、ＳＶ＝１０００ｈ-1で、すべて分解率９５％以上を確保することができることが判明した。
また、「表２」に示すように、窒素量が高いと分解効率が高くなることが判明した。
なお、「表６」に示すように、窒素量が零の場合には、塩素引き抜き作用が発現されず、ＳＶ値が低い場合に吸着によってのみ除去がなされていた。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の「請求項１］の発明によれば、排ガスを浄化する排ガス処理用触媒であって、空気中で２００〜４００℃で熱酸化架橋反応を行った後、窒素中で８００〜１５００℃で熱処理して、活性炭素繊維に窒素を含有させたので、排ガス中の有害物質の塩素含有化合物の塩素を引き抜き、排出される排ガスを浄化することができる。
【００５９】
［請求項２］の発明によれば、請求項１において、上記活性炭素繊維の窒素の担持量が５〜２５重量％であるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６０】
［請求項３］の発明によれば、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に窒素化合物を添着してなるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６１】
［請求項４］の発明によれば、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物を担持してなるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６２】
［請求項５］の発明によれば、請求項１又は２において、上記活性炭素繊維に窒素化合物及び塩基性を有する金属酸化物を複合的に担持してなるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６３】
［請求項６］の発明によれば、請求項１乃至５の何れかに記載の排ガス処理触媒において、上記活性炭素繊維の比表面積が５００ｍ2 ／ｇ以上であるので、塩素引き抜き活性が高く効率的な浄化が可能となる。
【００６４】
［請求項７］の発明によれば、排ガス中の有害物質を請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理触媒に接触させ、排ガス中の有害物質の塩素を引き抜き分解処理するので、排ガス中の有害物質を分解処理することができる。
【００６５】
［請求項８］の発明によれば、特に、上記排ガス中の有害物質がダイオキシン類，ポリ塩化ビフェニル類，クロルベンゼン類，クロロフェノール及びクロロトルエンから選ばれる少なくとも一種の塩素化芳香族化合物を分解処理することができる。
【００６６】
［請求項９］の発明によれば、排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置と、該除塵装置の後流側に設けた請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置とからなることを特徴とする。
【００６７】
［請求項１０］の発明によれば、排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置と、該触媒装置の後流側に設けた排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置とからなるので、高比表面積の排ガス処理触媒により排ガス中のダイオキシン類，ダイオキシン類の前駆体，ＰＣＢ等の塩素化芳香族化合物、高縮合度芳香族炭化水素の酸化分解が可能となる。
【００６８】
［請求項１１］の発明によれば、請求項９又は１０において、上記触媒装置に塩基性物質を導入する手段を設けたので、また塩基性ガスの添加により脱硝が可能となり、両者の併合した分解が可能となる。
【００６９】
［請求項１２］の発明によれば、請求項９又は１０において、脱硝装置を設けたので、排ガス中の塩素含有化合物の分解と、脱硝装置による脱硝とを独立して行うことができる。
【００７０】
［請求項１３］の発明によれば、請求項９乃至１１の何れかに記載の排ガス処理装置において、上記触媒装置に導入する排ガスの温度を１００〜４００℃としたので、低温で排ガス中の有害物質の分解除去が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図３】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図４】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【図５】排ガス処理装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１１ 焼却炉
１２ 排ガス
１３ ガス冷却装置
１４ 触媒装置
１５ 煙突
１６ 排ガス処理装置
１７ 脱硝装置
Claims (12)
- 排ガス中のダイオキシン類，クロルベンゼン類，及びクロロフェノールから選ばれる少なくとも一種の塩素化芳香族化合物である有害物質の塩素を引き抜いて浄化する排ガス処理用触媒であって、
窒素基を有する含窒素炭化水素高分子を、空気中で２００〜４００℃で熱酸化架橋反応を行った後、窒素中で８００〜１５００℃で熱処理し、さらに２０００℃で熱処理して、活性炭素繊維に窒素を１〜２５重量％含有させた
ことを特徴とする排ガス処理用触媒。 - 請求項１において、
上記活性炭素繊維にピリジンを添加しＣＶＤ法で焼成する
ことを特徴とする排ガス処理用触媒。 - 請求項１又は２において、
上記活性炭素繊維に窒素化合物を添着してなる
ことを特徴とする排ガス処理用触媒。 - 請求項１又は２において、
上記活性炭素繊維に塩素引き抜き反応性を有する金属酸化物を担持してなる
ことを特徴とする排ガス処理用触媒。 - 請求項１又は２において、
上記活性炭素繊維に窒素化合物及び塩基性を有する金属酸化物を複合的に担持してなる
ことを特徴とする排ガス処理用触媒。 - 請求項１乃至５の何れかに記載の排ガス処理触媒において、
上記活性炭素繊維の比表面積が５００ｍ2 ／ｇ以上である
ことを特徴とする排ガス処理用触媒。 - 排ガス中の有害物質を請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理触媒に接触させ、排ガス中の有害物質の塩素を引き抜き分解処理する
ことを特徴とする排ガス処理方法。 - 焼却炉から排出される排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置と、該除塵装置の後流側に設けた請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置とからなる
ことを特徴とする排ガス処理装置。 - 排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、請求項１乃至６の何れかに記載の排ガス処理用触媒を有する触媒装置と、該触媒装置の後流側に設けた排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置とからなる
ことを特徴とする排ガス処理装置。 - 請求項８又は９において、
上記触媒装置に塩基性物質を導入する手段を設けた
ことを特徴とする排ガス処理装置。 - 請求項８又は９において、脱硝装置を設けた
ことを特徴とする排ガス処理装置。 - 請求項８乃至１０の何れかに記載の排ガス処理装置において、
上記触媒装置に導入する排ガスの温度を１００〜４００℃とした
ことを特徴とする排ガス処理装置。
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1998
- 1998-06-08 JP JP15902498A patent/JP3776593B2/ja not_active Expired - Lifetime
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