JP4065726B2 - 重金属含有触媒の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、重金属含有触媒を製造する際、排ガス中に含有する重金属成分を捕集する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロピレンからアクロレインを製造する接触酸化反応、アクロレインからアクリル酸を製造する接触酸化反応、アルカンの酸化脱水素反応、アルカンのアンモ酸化反応等の各種反応に使用される触媒の多くは、モリブデン、ビスマス、バナジウム等の重金属を含有する。このため、上記触媒を製造する際、重金属の系外への流出防止が重要となる。
上記触媒の製造は、触媒成分を有する化合物の調合、乾燥、成形、焼成の各過程を経るのが一般的である。この中でも乾燥工程は、重金属を含む化合物の粉塵が発生しやすく、乾燥機の排ガスに混じって系外に排出する恐れが高い。
【０００３】
これを防ぐため、乾燥工程での排ガスを湿式スクラバー脱塵装置等の湿式脱塵装置に導入し、水等の水系媒体を噴霧等することにより、排水中に上記粉塵を捕集する方法が採用されている。このときに使用されている上記水系媒体としては、重金属が排ガスに残存するのを防止するため、酸性の水溶液が用いられる。この酸性水溶液は、排ガス中の重金属を溶解させることができるので、上記重金属化合物を効率よく捕集することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、酸性水溶液を用いると、重金属が水に溶解するため、上記湿式脱塵装置の排水に重金属が溶出することとなる。この場合、排水処理が必要となってしまい、後処理が煩雑になる。
【０００５】
そこで、この発明は、重金属含有触媒を製造工程、特に乾燥工程において生じる重金属含有粉塵を効率よくかつ簡易に除去する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、重金属含有触媒を、原料の調合、乾燥の工程を経て製造する製造方法において、上記乾燥工程の排ガス中に含有する重金属成分を、湿式脱塵装置で捕集するに際して、上記湿式脱塵装置での捕集に使用する水系媒体としてｐＨ８以上の水系媒体を用いることにより、上記課題を解決したのである。
【０００７】
乾燥工程の排ガスから重金属成分を捕集するために、ｐＨ８以上の水系媒体を用いるので、重金属成分は水酸化物となり、排ガス中に浮遊した状態が保持されず、分離・沈降する。このため、排ガス中の重金属成分を捕集することができる。また、重金属の水酸化物は一般に水に難溶又は不溶であるため、排水中に溶出しない。このため、排水から固形分を分離することにより、効率よくかつ簡易に重金属を回収、除去することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下において、この発明について詳細に説明する。
【０００９】
この発明にかかる製造方法で製造される重金属含有触媒としては、例えば、モリブデン、ビスマス、バナジウム等の重金属を含有する触媒等があげられる。この重金属含有触媒は、原料である触媒成分を有する化合物の調合、乾燥、成形、焼成の各工程を経て製造される。この各工程、特に乾燥工程においては、重金属化合物の粉塵が発生しやすい。この粉塵は、排ガスに混じってスプレードライヤー等の乾燥機から、系外に排出される。
【００１０】
この重金属化合物の粉塵を含有する排ガスは、例えば、図１に示すような工程によって処理することができる。すなわち、重金属化合物を含む原料の調合物を乾燥させるため、この調合物をスプレードライヤー等の乾燥機１に投入し、乾燥させる。このとき、重金属化合物を含む粉塵が生じ、この粉塵を含有する排ガスを乾燥機１から排出する。そして、この排ガスを、湿式スクラバー等の湿式脱塵装置２に送り込む。この湿式脱塵装置２は、上記排ガスの流れと対向するように水系媒体を噴霧することにより、排ガス中の重金属化合物等の粉塵を上記水系媒体で叩き落とす装置であり、この装置により上記重金属化合物等の粉塵を捕集することができる。捕集された固形分は、回収タンク３を経由して沈降槽４に送られ、スラリー状態で排水と共に排出され、重金属処理に回される。
【００１１】
上記水系媒体のｐＨとしては、８以上がよく、８〜１１が好ましい。ｐＨ８以上の塩基性を有する水系媒体を用いるので、重金属化合物は重金属水酸化物となり、粉塵中の粒子が大きくなる。このため、排ガス中に浮遊できなくなり、分離・沈降する。そして、排水と共に排出される。また、上記の重金属水酸化物は、水に難溶又は不溶なため、排水への重金属成分の溶出が抑制される。これらのため、重金属の固定、回収が容易となる。
【００１２】
上記水系媒体とは、水にｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を含有する水溶液があげられる。さらに、この発明の効果を阻害しない程度に、メタノール等の水溶性溶媒を添加してもよい。
上記ｐＨ調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の塩基性化合物の水溶液等が用いられる。
【００１３】
上記のｐＨ８以上の水系媒体のｐＨ調整は、水系媒体の回収、再使用の系内のいずれかで行うことができる。例えば、図１に示すように、湿式脱塵装置２の排水を回収する回収タンク３にｐＨ調整剤タンク７からｐＨ調整剤を供給してもよい。この回収タンク３でｐＨを８以上に調整すると、湿式脱塵装置２から送られる排水が酸性側に移行して重金属成分が排水に溶出するのを防止できる。
【００１４】
回収タンク３に回収された排水は沈降槽４に送られ、重金属水酸化物を含有するスラリーが排出され、残った上澄み液が上澄水貯槽５に回収される。この上澄水貯槽５に回収された上澄み液は、湿式脱塵装置２からの水系媒体のオーバーフロー液を回収するオーバーフロータンク６に送られ、湿式脱塵装置２へ供給する水系媒体として再使用される。
【００１５】
上記重金属含有触媒は、構成する成分等に応じて、各種の反応に使用することができる。例えば、オレフィンから不飽和アルデヒド及び／若しくは不飽和カルボン酸を製造する反応、又は不飽和アルデヒドから不飽和カルボン酸を製造する反応、アルカンの酸化脱水素反応、アルカンのアンモ酸化反応等の各種反応等があげられる。
【００１６】
【実施例】
以下にこの発明を具体的に説明する。
（実施例１）
図１に示すプロセスを用いて、プロピレンからアクロレイン又はアクリル酸を製造する工程の乾燥機の排ガス中に含まれる重金属化合物の除去試験を行った。このときの各種条件は、下記の通りである。なお、重金属の排ガス中の含有割合の単位は、重量ｐｐｍである。
乾燥機１として、スプレードライヤー（大川原化工機（株）製：ＯＣＡ−２０／Ｂ型）を用い、乾燥温度を１６０℃とした。また、この乾燥機１の排ガス（３５００ｋｇ／ｈｒ）中の重金属成分は、モリブデン、コバルト、ニッケル、鉄で、重金属成分の排ガス中の含有量は、モリブデン３３７ｐｐｍ、コバルト６０ｐｐｍ、ニッケル９１ｐｐｍ、鉄１３ｐｐｍであった。
湿式脱塵装置２として、循環水量５０００ｋｇの湿式スクラバー（大川原化工機（株）製）を用いた。また、ｐＨ調整剤としては、２５重量％水酸化ナトリウム水溶液を用い、回収タンク３中の液のｐＨを８〜９に保持するようにした。
２０時間上記の排ガスを処理した後に、沈降槽４からの上澄み液に含まれる重金属成分を原子吸光分析法を用いて常法により分析したところ、モリブデンが６００ｐｐｍのみで、その他の成分は定量限界（１０ｐｐｍ）未満であった。
【００１７】
【発明の効果】
この発明にかかる重金属含有触媒の製造方法は、乾燥工程の排ガスから重金属成分を捕集するために、ｐＨ８以上の水系媒体を用いるので、重金属成分は水酸化物となり、排ガス中に浮遊した状態が保持されず、分離・沈降する。このため、排ガス中の重金属成分を捕集することができる。また、重金属の水酸化物は水に難溶又は不溶であるため、排水中に溶出しない。このため、排水から固形分を分離することにより、効率よくかつ簡易に重金属水酸化物を回収、除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる乾燥工程のプロセスの例を示す経路図
【符号の説明】
１ 乾燥機
２ 湿式脱塵装置
３ 回収タンク
４ 沈降槽
５ 上澄水貯槽
６ オーバーフロータンク
７ ｐＨ調整剤タンク
【発明の属する技術分野】
この発明は、重金属含有触媒を製造する際、排ガス中に含有する重金属成分を捕集する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロピレンからアクロレインを製造する接触酸化反応、アクロレインからアクリル酸を製造する接触酸化反応、アルカンの酸化脱水素反応、アルカンのアンモ酸化反応等の各種反応に使用される触媒の多くは、モリブデン、ビスマス、バナジウム等の重金属を含有する。このため、上記触媒を製造する際、重金属の系外への流出防止が重要となる。
上記触媒の製造は、触媒成分を有する化合物の調合、乾燥、成形、焼成の各過程を経るのが一般的である。この中でも乾燥工程は、重金属を含む化合物の粉塵が発生しやすく、乾燥機の排ガスに混じって系外に排出する恐れが高い。
【０００３】
これを防ぐため、乾燥工程での排ガスを湿式スクラバー脱塵装置等の湿式脱塵装置に導入し、水等の水系媒体を噴霧等することにより、排水中に上記粉塵を捕集する方法が採用されている。このときに使用されている上記水系媒体としては、重金属が排ガスに残存するのを防止するため、酸性の水溶液が用いられる。この酸性水溶液は、排ガス中の重金属を溶解させることができるので、上記重金属化合物を効率よく捕集することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、酸性水溶液を用いると、重金属が水に溶解するため、上記湿式脱塵装置の排水に重金属が溶出することとなる。この場合、排水処理が必要となってしまい、後処理が煩雑になる。
【０００５】
そこで、この発明は、重金属含有触媒を製造工程、特に乾燥工程において生じる重金属含有粉塵を効率よくかつ簡易に除去する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、重金属含有触媒を、原料の調合、乾燥の工程を経て製造する製造方法において、上記乾燥工程の排ガス中に含有する重金属成分を、湿式脱塵装置で捕集するに際して、上記湿式脱塵装置での捕集に使用する水系媒体としてｐＨ８以上の水系媒体を用いることにより、上記課題を解決したのである。
【０００７】
乾燥工程の排ガスから重金属成分を捕集するために、ｐＨ８以上の水系媒体を用いるので、重金属成分は水酸化物となり、排ガス中に浮遊した状態が保持されず、分離・沈降する。このため、排ガス中の重金属成分を捕集することができる。また、重金属の水酸化物は一般に水に難溶又は不溶であるため、排水中に溶出しない。このため、排水から固形分を分離することにより、効率よくかつ簡易に重金属を回収、除去することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下において、この発明について詳細に説明する。
【０００９】
この発明にかかる製造方法で製造される重金属含有触媒としては、例えば、モリブデン、ビスマス、バナジウム等の重金属を含有する触媒等があげられる。この重金属含有触媒は、原料である触媒成分を有する化合物の調合、乾燥、成形、焼成の各工程を経て製造される。この各工程、特に乾燥工程においては、重金属化合物の粉塵が発生しやすい。この粉塵は、排ガスに混じってスプレードライヤー等の乾燥機から、系外に排出される。
【００１０】
この重金属化合物の粉塵を含有する排ガスは、例えば、図１に示すような工程によって処理することができる。すなわち、重金属化合物を含む原料の調合物を乾燥させるため、この調合物をスプレードライヤー等の乾燥機１に投入し、乾燥させる。このとき、重金属化合物を含む粉塵が生じ、この粉塵を含有する排ガスを乾燥機１から排出する。そして、この排ガスを、湿式スクラバー等の湿式脱塵装置２に送り込む。この湿式脱塵装置２は、上記排ガスの流れと対向するように水系媒体を噴霧することにより、排ガス中の重金属化合物等の粉塵を上記水系媒体で叩き落とす装置であり、この装置により上記重金属化合物等の粉塵を捕集することができる。捕集された固形分は、回収タンク３を経由して沈降槽４に送られ、スラリー状態で排水と共に排出され、重金属処理に回される。
【００１１】
上記水系媒体のｐＨとしては、８以上がよく、８〜１１が好ましい。ｐＨ８以上の塩基性を有する水系媒体を用いるので、重金属化合物は重金属水酸化物となり、粉塵中の粒子が大きくなる。このため、排ガス中に浮遊できなくなり、分離・沈降する。そして、排水と共に排出される。また、上記の重金属水酸化物は、水に難溶又は不溶なため、排水への重金属成分の溶出が抑制される。これらのため、重金属の固定、回収が容易となる。
【００１２】
上記水系媒体とは、水にｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を含有する水溶液があげられる。さらに、この発明の効果を阻害しない程度に、メタノール等の水溶性溶媒を添加してもよい。
上記ｐＨ調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の塩基性化合物の水溶液等が用いられる。
【００１３】
上記のｐＨ８以上の水系媒体のｐＨ調整は、水系媒体の回収、再使用の系内のいずれかで行うことができる。例えば、図１に示すように、湿式脱塵装置２の排水を回収する回収タンク３にｐＨ調整剤タンク７からｐＨ調整剤を供給してもよい。この回収タンク３でｐＨを８以上に調整すると、湿式脱塵装置２から送られる排水が酸性側に移行して重金属成分が排水に溶出するのを防止できる。
【００１４】
回収タンク３に回収された排水は沈降槽４に送られ、重金属水酸化物を含有するスラリーが排出され、残った上澄み液が上澄水貯槽５に回収される。この上澄水貯槽５に回収された上澄み液は、湿式脱塵装置２からの水系媒体のオーバーフロー液を回収するオーバーフロータンク６に送られ、湿式脱塵装置２へ供給する水系媒体として再使用される。
【００１５】
上記重金属含有触媒は、構成する成分等に応じて、各種の反応に使用することができる。例えば、オレフィンから不飽和アルデヒド及び／若しくは不飽和カルボン酸を製造する反応、又は不飽和アルデヒドから不飽和カルボン酸を製造する反応、アルカンの酸化脱水素反応、アルカンのアンモ酸化反応等の各種反応等があげられる。
【００１６】
【実施例】
以下にこの発明を具体的に説明する。
（実施例１）
図１に示すプロセスを用いて、プロピレンからアクロレイン又はアクリル酸を製造する工程の乾燥機の排ガス中に含まれる重金属化合物の除去試験を行った。このときの各種条件は、下記の通りである。なお、重金属の排ガス中の含有割合の単位は、重量ｐｐｍである。
乾燥機１として、スプレードライヤー（大川原化工機（株）製：ＯＣＡ−２０／Ｂ型）を用い、乾燥温度を１６０℃とした。また、この乾燥機１の排ガス（３５００ｋｇ／ｈｒ）中の重金属成分は、モリブデン、コバルト、ニッケル、鉄で、重金属成分の排ガス中の含有量は、モリブデン３３７ｐｐｍ、コバルト６０ｐｐｍ、ニッケル９１ｐｐｍ、鉄１３ｐｐｍであった。
湿式脱塵装置２として、循環水量５０００ｋｇの湿式スクラバー（大川原化工機（株）製）を用いた。また、ｐＨ調整剤としては、２５重量％水酸化ナトリウム水溶液を用い、回収タンク３中の液のｐＨを８〜９に保持するようにした。
２０時間上記の排ガスを処理した後に、沈降槽４からの上澄み液に含まれる重金属成分を原子吸光分析法を用いて常法により分析したところ、モリブデンが６００ｐｐｍのみで、その他の成分は定量限界（１０ｐｐｍ）未満であった。
【００１７】
【発明の効果】
この発明にかかる重金属含有触媒の製造方法は、乾燥工程の排ガスから重金属成分を捕集するために、ｐＨ８以上の水系媒体を用いるので、重金属成分は水酸化物となり、排ガス中に浮遊した状態が保持されず、分離・沈降する。このため、排ガス中の重金属成分を捕集することができる。また、重金属の水酸化物は水に難溶又は不溶であるため、排水中に溶出しない。このため、排水から固形分を分離することにより、効率よくかつ簡易に重金属水酸化物を回収、除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる乾燥工程のプロセスの例を示す経路図
【符号の説明】
１ 乾燥機
２ 湿式脱塵装置
３ 回収タンク
４ 沈降槽
５ 上澄水貯槽
６ オーバーフロータンク
７ ｐＨ調整剤タンク
Claims (2)
- 重金属含有触媒を、原料の調合、乾燥の工程を経て製造する製造方法において、
上記乾燥工程の排ガス中に含有する重金属成分を、湿式脱塵装置で捕集するに際して、上記湿式脱塵装置での捕集に使用する水系媒体としてｐＨ８以上の水系媒体を用いることを特徴とする重金属含有触媒の製造方法。 - 上記重金属含有触媒は、オレフィンから不飽和アルデヒド及び／若しくは不飽和カルボン酸を製造する反応、又は不飽和アルデヒドから不飽和カルボン酸を製造する反応に使用される触媒である請求項１に記載の重金属含有触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002172516A JP4065726B2 (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | 重金属含有触媒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002172516A JP4065726B2 (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | 重金属含有触媒の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004016863A JP2004016863A (ja) | 2004-01-22 |
| JP4065726B2 true JP4065726B2 (ja) | 2008-03-26 |
Family
ID=31172054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002172516A Expired - Fee Related JP4065726B2 (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | 重金属含有触媒の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4065726B2 (ja) |
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2002
- 2002-06-13 JP JP2002172516A patent/JP4065726B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2004016863A (ja) | 2004-01-22 |
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