JP4596944B2 - 燃焼排ガス処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、ダイオキシンに加えてハイドロカーボンを有効に除去することが可能な燃焼排ガスの処理方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、活性炭と同等のダイオキシン吸着能を示し、且つハイドロカーボンに対しても優れた吸着能を示す燃焼排ガス処理剤を提供することにある。
モンモリロナイト族粘土鉱物の酸処理物からなり、且つルイス酸含量が0.075mmol/g以下の範囲にあり、SiO 2 含量が77乃至90重量%、Al 2 O 3 含量が5乃至10重量%の範囲にあり、BET比表面積が250m 2 /g以上、細孔容積が0.25cm 3 /g以上の範囲にあるハイドロカーボン吸着剤を用いて、廃棄物焼却炉から発生する燃焼排ガスを処理する燃焼排ガス処理方法が提供される。
(1)前記ダイオキシン吸着剤及びハイドロカーボン吸着剤を、粒径が10乃至100μmの微粉末として使用すること、
(2)ダイオキシン吸着剤は、BET比表面積が80乃至150m2/gの範囲にあること、
(3)ダイオキシン吸着剤及びハイドロカーボン吸着剤による処理後に、チタン−バナジウム触媒を用いてダイオキシン分解処理を行うこと、
(4)ダイオキシン吸着剤及びハイドロカーボン吸着剤をバグフィルターに担持させておき、燃焼排ガスを、該バグフィルターを通過させて排出すること、
が好ましい。
本発明において、ダイオキシン吸着剤としては、基本的には、酸性白土に代表されるモンモリロナイト族粘土鉱物が使用されるが、あらゆるモンモリロナイト族粘土鉱物を使用できるわけではなく、SiO2含量及びAl2O3含量が所定の範囲内にあり、さらに固体酸としてのルイス酸含量も所定の範囲にあるものでなければならない。
本発明のダイオキシン吸着剤は、上記の特徴を有することから廃水、地下水等のダイオキシン、重金属イオン吸着剤としても使用できる。
(重量%)
SiO2:76.04
Al2O3:11.20
Na2O:0.04
MO(M:アルカリ土類金属):3.58
Fe2O3:2.11
H2O:6.29
前述したダイオキシン吸着剤は、ダイオキシンに対しては活性炭と同程度の高い吸着能を示すが、ハイドロカーボンに対しての吸着能は低い。このため、ダイオキシンの前駆体であるベンゼンやナフタレン等のハイドロカーボンを吸着するハイドロカーボン吸着剤を併用することが好適である。本発明において、ハイドロカーボン吸着剤としては、酸性白土等のモンモリロナイト族粘土鉱物の酸処理物が使用されるが、この酸処理物は、モンモリロナイト族粘土鉱物に特有の基本層構造が損なわれない程度の酸処理により得られるものであり、具体的には、硫酸30乃至50重量%の濃度で、温度60乃至95℃で1乃至10時間酸処理して得られるもので、その物性は、ルイス酸含量が0.075mmol/g以下の範囲にあり、SiO2含量が77乃至90重量%、Al2O3含量が5乃至10重量%の範囲にあるものでなければならない。即ち、酸処理をある程度十分に行うことにより、SiやAl分が脱落し、基本層の積層構造が破壊され、ルイス酸含量は減少するが、BET比表面積の増大をもたらし、ハイドロカーボン吸着能が増大することとなる。
(重量%)
SiO2:83.62
Al2O3:6.56
Na2O:0.004
MO(Mはアルカリ土類金属):1.03
Fe2O3:1.97
H2O:4.91
ゴミ焼却炉などから発生した燃焼排ガスは、濾布などからなるバグフィルターで集塵された後に煙突から排出されるが、バグフィルターを通す前に、前述したダイオキシン吸着剤或いはダイオキシン吸着剤とハイドロカーボン吸着剤とによって処理される。特にダイオキシン吸着剤による処理とハイドロカーボン吸着剤による処理とを行なう場合には、既に述べた通り、発生したダイオキシンを吸着により排ガス中から除去できると同時に、ダイオキシンの前駆体である芳香族炭化水素をも有効に除去できるため、ダイオキシンの排出を一層有効に抑制することができる。
JIS.M.8855に準拠して測定した。なお、測定試料は110℃乾燥物を基準とする。
n-ブチルアミン滴定法[参考文献:「触媒」Vol.11,No6,P210-216(1969)]にて測定した。
Micromeritics社製Tri Star 3000を用いて測定を行った。細孔容積は比圧0.975において吸着した窒素の容積とし、比表面積は比圧が0.05から0.25の吸着枝側窒素吸着等温線からBET法で解析した。
粒径(メジアン径;μm)はベックマンコールター(株)社製のレーザ回折型粒子サイズアナライザー(コールター LS13 320)を用いて測定した。
下記条件で、吸着剤を充填した固定床にダイオキシン含有ガスを通過させ、通過前後のダイオキシン(DXN)の濃度から除去率を求め、グラフを積分してトータルの吸着容量を算出した。
DXN濃度 :20ppm
吸着塔 :2.5cmφ
吸着剤充填量 :10mg
ガス温度 :200℃
ガス流速 :1.2m/min
吸着剤を充填した固定床に、ハイドロカーボン含有ガスを一定の条件で通過させ、そのときの動的吸着容量を測定した。
下記条件で、吸着剤を充填した固定床にハイドロカーボン含有ガスを通過させ、通過前後のハイドロカーボン(HC)の濃度から除去率を求め、グラフを積分してトータルの吸着容量を算出した。
HC濃度 :5ppm
吸着塔 :2.5cmφ
吸着剤充填量 :10mg
ガス温度 :200℃
ガス流速 :1.2m/min
環境庁告示第13号に準拠して行った。
表1に示した組成と物性をもつモンモリロナイト族粘土鉱物を、ダイオキシン吸着剤に用いた。ダイオキシン吸着試験及び鉛溶出試験を行い、結果を表1に示す。
実施例1で用いたモンモリロナイト族粘土鉱物を原料として用い、この原料を粗砕混練し、5mm径に造粒し造粒物を得た。次に処理槽に、硫酸濃度34重量%に調整した硫酸水溶液を入れた後、造粒物を入れ、85℃に達した時点で反応を終了し、ダイオキシン吸着剤を得た。各試験について測定を行い、結果を表1に示す。
実施例2において、酸処理時間を5時間に変更した以外は、同様に酸処理を行い、ダイオキシン吸着剤を得た。各試験について測定を行い、結果を表1に示す。
市販の活性炭をダイオキシン吸着剤に用いた。各試験について測定を行い、結果を表1に示す。
表2に示した組成と物性をもつモンモリロナイト族粘土鉱物を、ハイドロカーボン吸着剤に用いた。ハイドロカーボン吸着試験を行い、結果を表2に示す。
比較例3で用いたモンモリロナイト族粘土鉱物を原料として用い、この原料を粗砕混練し、5mm径に造粒し造粒物を得た。次に処理槽に、硫酸濃度38重量%に調整した硫酸水溶液を入れた後、造粒物を入れ、85℃で4時間酸処理を行い、ハイドロカーボン吸着剤を得た。各試験について測定を行い、結果を表2に示す。
実施例3において、酸処理時間を60分に変更した以外は、同様に酸処理を行い、ハイドロカーボン吸着剤を得た。各試験について測定を行い、結果を表2に示す。
比較例2で用いた活性炭を、ハイドロカーボン吸着剤に用いた。各試験について測定を行い、結果を表2に示す。
Claims (6)
- モンモリロナイト族粘土鉱物またはその酸処理物からなり、且つSiO2含量が70乃至85重量%、Al2O3含量が8乃至12重量%及び固体酸としてのルイス酸含量が0.08mmol/g以上の範囲にあるダイオキシン吸着剤と共に、
モンモリロナイト族粘土鉱物の酸処理物からなり、且つルイス酸含量が0.075mmol/g以下の範囲にあり、SiO2含量が77乃至90重量%、Al2O3含量が5乃至10重量%の範囲にあり、BET比表面積が250m2/g以上、細孔容積が0.25cm3/g以上の範囲にあるハイドロカーボン吸着剤を用いて、廃棄物焼却炉から発生する燃焼排ガスを処理することを特徴とする燃焼排ガス処理方法。 - ダイオキシン吸着剤及びハイドロカーボン吸着剤を、粒径が10乃至100μmの微粉末として使用する請求項1に記載の燃焼排ガス処理方法。
- ダイオキシン吸着剤は、BET比表面積が80乃至150m2/gの範囲にある請求項1または2に記載の燃焼排ガス処理方法。
- ダイオキシン吸着剤及びハイドロカーボン吸着剤による処理後に、チタン−バナジウム触媒を用いてダイオキシン分解処理を行う請求項1に記載の燃焼排ガス処理方法。
- ダイオキシン吸着剤及びハイドロカーボン吸着剤をバグフィルターに担持させておき、燃焼排ガスを、該バグフィルターを通過させて排出する請求項1または4に記載の燃焼排ガス処理方法。
- ダイオキシン吸着剤とハイドロカーボン吸着剤とを含み、
前記ダイオキシン吸着剤は、モンモリロナイト族粘土鉱物またはその酸処理物からなり、且つSiO2含量が70乃至85重量%、Al2O3含量が8乃至12重量%及び固体酸としてのルイス酸含量が0.08mmol/g以上の範囲にあり、
前記ハイドロカーボン吸着剤は、ルイス酸含量が0.075mmol/g以下の範囲にあり、SiO2含量が77乃至90重量%、Al2O3含量が5乃至10重量%の範囲にあり、BET比表面積が250m2/g以上、細孔容積が0.25cm3/g以上の範囲にあるモンモリロナイト族粘土鉱物の酸処理物からなる燃焼排ガス処理剤。
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