JP6929480B1

JP6929480B1 - 板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法及び装置

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Publication number: JP6929480B1
Application number: JP2021069055A
Authority: JP
Inventors: 米村　将直; 将直米村; 野地　勝己; 勝己野地; 大輔向井; 博加古; 啓一郎甲斐
Original assignee: Mitsubishi Power Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2041-04-15
Also published as: JP2022104494A; CN114682605A

Abstract

【課題】板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法及び装置を提供する。【解決手段】網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る使用済板状触媒エレメント１２Ａから前記金属基材と前記触媒固形物とを分離するに際し、一対の歯車ローラ１４、１４を複数段有する第１のローラ部１５Ａに、使用済板状触媒エレメント１２Ａを通過させ、該歯車ローラの各段で変形形状の異なる塑性変形をさせ、その後、前記金属基材から前記触媒固形物を脱離させる。【選択図】図１

Description

本発明は、板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法及び装置に関する。

従来より、例えば石炭火力発電所においては、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を用いて、排出する排ガスの清浄化を図っている。この排ガス処理を長期間に亙って行った後、使用済みとなった板状触媒エレメントは、廃棄業者により回収され、そのまま廃棄物として処理されている。

また、脱硝装置で使用した使用済板状触媒エレメントは、金属のメッシュ状基板に触媒を担持させているので、使用済板状触媒エレメントから触媒を回収する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−２９０９７０号公報

しかしながら、特許文献１の回収方法では、先ず触媒層の表面にオーバーコート層を被覆し、該オーバーコート層を膨張、収縮させることで、触媒層を剥離することが提案されているが、オーバーコートの被覆処理を行う必要があり、さらに、その後の膨張、収縮処理に手間がかかる、という問題がある。

また、使用済板状触媒エレメントにジェット水を噴射して、使用済触媒を除去することは可能であるが、ジェット水洗においては完全に使用済触媒を除去するために大量の水が必要であり、排水処理に多額の費用がかかり効率的でないという問題がある。

本発明は、前記事情に照らして、使用済板状触媒エレメントから触媒固形物の取り出しが容易で、さらに後処理が簡便な板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明の第１の態様の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法は、網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る板状触媒エレメントから前記金属基材と前記触媒固形物とを分離する方法であって、一対の歯車ローラを複数段有するローラ部に、前記板状触媒エレメントを通過させ、該歯車ローラの各段で塑性変形をさせることによって、その後、前記金属基材から前記触媒固形物を脱離させることを特徴とする。

本発明の第２の態様の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置は、網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る板状触媒エレメントから前記金属基材と前記触媒固形物とを分離する分離装置であって、一対の歯車ローラを複数段有し、歯車ローラの各段で変形形状の異なる塑性変形をさせるローラ部と、塑性変形後に前記触媒固形物を脱離する触媒脱離部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る板状触媒エレメントから前記金属基材と前記触媒固形物とを分離する方法であって、一対の歯車ローラを複数段有するローラ部に、前記板状触媒エレメントを通過させ、該歯車ローラの各段で塑性変形をさせることによって、その後、前記金属基材から前記触媒固形物を脱離させることができ、触媒固形物の脱離後の処理済エレメントを有価物として回収することができる。

図１は、実施形態１に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置の構成を示す概略図である。図２は、実施形態２に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置の構成を示す概略図である。図３は、実施形態３に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置の構成を示す概略図である。図４は、押圧ローラの動作を説明するための説明図である。図５は、押圧ローラの他の例を示す概略図である。図６は、実施形態４に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置の構成を示す概略図である。図７は、エキスパンドメタルの一例を示す図である。図８は、歯車ローラの一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を併せてもよく、さらには特許請求の範囲に表現された思想及び範囲を逸脱することなく、種々の変形、追加、及び省略が当業者によって可能である。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、この板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ａは、網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る使用済板状触媒エレメント１２Ａから金属基材と前記触媒固形物とを分離する分離装置であって、一対の歯車ローラ１４、１４を複数段有し、歯車ローラの各段で変形形状の異なる塑性変形をさせる第１のローラ部１５Ａと、塑性変形後に触媒固形物を圧縮空気１６ａを吹き付けて脱離する第１のエアブロー１６Ａからなる触媒脱離部と、を有する。本実施形態では、第１のエアブロー１６Ａの下段側に、除去した除去触媒１１を回収する触媒回収部１７、を有している。使用済板状触媒エレメント１２は、網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る板状触媒エレメントであって、一定期間触媒処理を終了したものである。

ここで、本実施形態では、触媒脱離部として第１のエアブロー１６Ａを用いている。ここで、この第１のエアブロー１６Ａの代わりにワイヤブラシを用いるようにして、ブラシ掃きとりにより剥離又は脱離された触媒を除去することもできる。

また、第１のエアブロー１６Ａとワイヤブラシとを併用するようにしてもよい。

搬送ベルト１３は無端ベルトで、少なくとも４つのローラ１３ａ〜１３ｄに巻きかけられており、図示しない駆動源によりローラを回転させることで、上流側から下流側に使用済板状触媒エレメント１２Ａを搬送させ、繰り返し使用済板状触媒エレメント１２Ａを搬送している。

触媒回収部１７で回収された除去触媒１１は、触媒回収コンテナ（例えばフレキシブルコンテナなど）３１により回収され、産業廃棄物として廃棄業者により処理される。また、再利用可能な触媒を含む場合には、別途触媒生成処理装置を用いて触媒再生を行い、触媒のリサイクルを図るようにしてもよい。

本実施形態によれば、搬送された使用済板状触媒エレメント１２Ａを塑性変形させる第１のローラ部１５Ａと、使用済板状触媒エレメント１２Ａが塑性変形される際に、剥離又は脱離された触媒固形物を脱離する触媒除去部である第１のエアブロー１６Ａとを、有しているので、使用済板状触媒エレメント１２Ａをローラ変形によって金属基材を塑性変形させることで、多孔質な無機酸化物を主成分とする触媒固形物と金属基材との接着が剥がされ、さらに触媒固形物の一部はローラの圧力によって破砕されるため、塑性変形させることで、エレメント本体から使用済の触媒固形物を容易に剥離又は脱離させることができる。除去触媒１１は第１のエアブロー１６Ａによる圧縮空気の噴射により触媒回収部１７に落下させ、回収することができる。

また、触媒回収部１７で回収する際、真空吸引設備などを設置して、強制的に除去触媒１１を落下させてから回収するようにしてもよい。

また、触媒剥離又は脱離後の処理済エレメント１２Ｂは金属（ＳＵＳなど）であるので、金属有価物として、別途回収することができる。

すなわち、板状触媒エレメントは例えばメッシュ状の金属グレーチング板（例えば厚さ０．３−１．５ｍｍの金属製のエキスパンドメタルに、例えば脱硝用触媒を付着させたものとしているので、使用済板状触媒エレメント１２Ａを第１のローラ部１５Ａを通過させて塑性変形させることで、メッシュ状の金属グレーチング板から固形物である触媒を剥離し、脱離させている。

図７は、エキスパンドメタルの一例を示す図である。図７に示すように、エキスパンドメタルは、縦方向のメッシュ寸法（ＳＷ）、横方向のメッシュ寸法（ＬＷ）、ストランド幅（Ｗ）、ストランド厚（Ｔ）で規定されており、例えば縦方向のメッシュ寸法（ＳＷ＝２．０ｍｍ）、横方向のメッシュ寸法（ＬＷ＝４．５ｍｍ）、ストランド幅（Ｗ＝０．１６５ｍｍ）、ストランド厚（Ｔ＝０．４７ｍｍ）のものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。

図８は、歯車ローラの一例を示す図である。図８に示すように、歯車ローラ１４の歯車は、基準直径（ｄ）、歯数（ｚ）、円ピッチ（円周／歯数；Ｐ＝πｄ／ｚ）、歯厚（中央；ｓ）で規定されており、例えば基準直径（ｄ＝４１ｍｍ）、歯数（３２）、円ピッチ（４ｍｍ）、歯厚（ｓ＝２ｍｍ）のものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、第１のローラ部１５Ａは、各段の歯車ローラが、進行方向に配置された他の段の歯車ローラと異なる形状である。ここで、異なる形状とは、歯車ローラの歯高や歯厚、円ピッチ、歯数、歯の外形形状、歯車の種類の少なくとも１つが異なる状態である。ここで、歯高は、３ｍｍ以上６ｍｍ以下異なることが好ましい。歯厚は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下異なることが好ましい。円ピッチは、２ｍｍ以上６ｍｍ異なることが好ましい。歯数は１つ以上異なることが好ましい。各パラメータの組合せ方は、対象とする金属基材のメッシュ寸法に合わせて設定すればよいが、特に金属基材のメッシュ一目一目に満遍なく歯車が当たるように設定することが重要である。

第１のローラ部１５Ａは、異なる形状の歯車ローラの組み合わせで構成されている。これによって、第１のローラ部１５Ａは、使用済板状触媒エレメント１２Ａに対して、歯車ローラの各段で変形形状の異なる塑性変形をさせる。同じ歯形の歯車ローラを複数個設置した場合、１段目の歯車ローラで変形した触媒エレメントは、２段目の歯車ローラ以降では、１段目の歯車ローラで形成された形状をトレースするだけになるため、金属基材への変形応力が働きにくい。そのため、金属基材から部分的に触媒固形物を脱離させることはできるが、触媒エレメントから全ての触媒固形物を除去することは困難である。一方、本実施形態の第１のローラ部１５Ａの歯車ローラは、歯高や歯厚、円ピッチ等の寸法の異なるローラを複数個多段にして、一段毎に金属基材の変形量と変形形状を変えることで、金属基材と触媒固形物との接着部分にまんべんなく変形応力をかけることができるため、金属基材と触媒固形物の接着を効率よく引き剥がすことができる。これによって、第一のローラ部１５Ａのみでもほぼすべての触媒固形物を脱離させることが可能となる。また、排ガス処理に長期間供された使用済み触媒においては、触媒固形物が金属基材表面に強固に固着した状態になっていることがあるが、そのような場合であっても、歯車ローラによってかかる変形応力が触媒固形物と金属基材表面との接着力よりも十分に大きいため、効率よく触媒固形物と金属基材とを分離することが可能である。なお、上記効果を得ることができるため、第１のロータ部１５Ａは、異なる形状の歯車ローラの組み合わせで構成することが好ましいが、同じ形状の歯車ローラとしてもよい。第１のローラ部１５Ａは、各段の歯車ローラが、板状触媒エレメント１２の異なる位置と接触し、各段の歯車ローラが板状触媒エレメント１２の異なる位置を塑性変形させること、つまり、同じ位置を塑性変形させないことで、板状触媒エレメントを適切に加工することができる。なお、歯車の形状が同一の場合、板状触媒エレメントに形成される凹部に、次の段の歯車が入りやすくなるため、上述したように歯車の形状を変化させることが好ましいが、回転位置等を制御することで、異なる位置を塑性変形させることはできる。

さらに除去触媒１１をリサイクルすることで、廃棄される除去触媒も有価物として回収することができる。

ここで、一対の歯車ローラ１４、１４は、互いに逆方向に回転させ、対抗する２本の歯車ローラ１４、１４間に、使用済板状触媒エレメント１２Ａを通し、ローラ波形突起部により、使用済板状触媒エレメント１２Ａを確実に挟み込み、塑性変形されることにより、付着している使用済の触媒を剥離又は脱離させることができる。

歯車ローラ１４としては、例えば段ボールを成型するような複数の放射歯が星形に形成されたいわゆるコルゲートローラを用いるようにしてもよいが、特に限定されるものではない。

また、この一対の歯車ローラ１４、１４を用いて使用済板状触媒エレメント１２Ａを挟んだ際の隙間を調整することで、使用済板状触媒エレメント１２Ａの圧縮度合を変更することができる。

本実施形態では、一対の歯車ローラ１４、１４は上流側から下流側にかけて４列配置し、使用済板状触媒エレメント１２Ａを各々の歯車ローラ１４、１４間に通過させている。そして、使用済板状触媒エレメント１２Ａを上下方向から何度も塑性変形させることで、除去触媒１１の脱離効率を向上させている。

一対の歯車ローラ１４、１４は２段以上の複数段設置して、塑性変形を繰り返し、使用済触媒の剥離効果を向上させるようにしている。好適には、一対の歯車ローラ１４、１４を３段以上設置することで、触媒除去率の向上を図ることができる。後述する試験例では、使用済触媒の種類や使用年数などが異なっていても、一対の歯車ローラ１４、１４を５段以上とすることで、９８％以上の触媒除去率を達成した。

また、歯車ローラを複数段設置する際に、上流側から下流側に従って、歯車ローラの歯の高さを変更させて、剥離又は脱離効果を助長させるようにしてもよい。

また、第１のローラ部１５Ａを通過する際、使用済板状触媒エレメント１２Ａを複数枚重ねて、一対の歯車ローラ１４、１４間に通過させ、接触効率を向上させ、触媒剥離効果を向上させるようにしてもよい。

また、第１のローラ部１５Ａを通過する前又は通過時に、前記使用済板状触媒エレメント１２Ａを酸処理液により酸処理する酸処理部を、設けるようにしてもよい。

この酸処理部を用いて酸処理するには、第１のローラ部１５Ａで変形処理する前に、酸処理液（例えば塩酸など）を充填した酸処理設備を設置させ、この酸処理設備を連続又はバッチで処理するようにしている。この酸処理液により酸処理を浸漬することで、使用済板状触媒エレメントに付着している触媒の脱離を促進させることができる。

さらに、第１のローラ部１５Ａとして耐酸性のものを用い、酸処理設備内に設置して、酸処理と塑性変形処理とを同時に行うようにしてもよい。この場合、酸処理設備内に第１のローラ部１５Ａを設置することとなるので、前処理に比べて酸処理槽の設置スペースのコンパクト化を図ることができる。

この固形物取り出し装置を用いて使用済板状触媒エレメント１２Ａを処理する一例を説明する。図１に示すように、使用済板状触媒エレメント１２Ａから触媒と金属基板である使用済エレメントとを分離するのに先立ち、図示しない排ガス脱硝装置内部から触媒ブロック５１を取り出し、取り出した触媒ユニット５２を解体する。この解体された触媒ユニット５２に収納されている使用済板状触媒エレメント１２Ａを取り出し、一枚一枚からなる積層体５３とする。この積層体５３から作業員５４が使用済板状触媒エレメント１２Ａを手作業で一枚一枚取り出して、搬送ベルト１３に載せる。

一対の歯車ローラ１４、１４間に使用済板状触媒エレメント１２Ａを通過させることで、使用済板状触媒エレメント１２Ａの表面にひび又は亀裂を生じさせ、使用済板状触媒エレメント１２Ａから触媒を剥離又は脱離させる。剥離又は脱離した固形物である除去触媒１１は落下し、下段に設置した触媒回収部１７で回収され、触媒回収コンテナ（例えばフレキシブルコンテナなど）３１に収納され、廃棄又はリサイクルする。また、除去触媒１１を除去済の処理済エレメント１２Ｂは、金属（ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６）など）であるので、金属有価物として、別途有価物として回収する。

また、一連の処理後の処理済エレメント１２Ｂを押圧プレスなどにより事後処理することで、処理済エレメント１２Ｂの減容化を図ることができる。すなわち、歯車ローラ１４、１４で使用済板状触媒エレメント１２Ａを処理することで、使用済板状触媒エレメント１２Ａは波打ち状態となる。そこで、この波打った処理済エレメント１２Ｂを押圧プレスにより事後プレス処理することで減容化をはかり、廃棄処理物が嵩張ることを抑制している。これにより、処理済エレメント１２Ｂの排出時の搬送費用の低廉化を図ることができる。

使用済板状触媒エレメントにジェット水を噴射して、使用済触媒を除去する従来技術に比べて、ジェット水洗の省力化を図り、排水処理量の低減及び排水処理費用の低廉を図ることができる。

本実施形態の装置での触媒除去の結果を下記表１に示す。
試験例１は触媒種Ａを用い、１１，０００時間使用した使用済板状触媒エレメントの触媒除去率（％）である。
試験例２は触媒種Ａを用い、３２，０００時間使用した使用済板状触媒エレメントの触媒除去率（％）である。
試験例３は触媒種Ａを用い、１５，０００時間使用した使用済板状触媒エレメントの触媒除去率（％）である。
試験例４は触媒種Ｂを用い、７，０００時間使用した使用済板状触媒エレメントの触媒除去率（％）である。
試験例５は触媒種Ｃを用い、１５年間使用した使用済板状触媒エレメントの触媒除去率（％）である。
本試験例では、一対の歯車ローラ１４、１４を５段設けた第１のローラ部１５Ａで処理した。その試験結果を下記「表１」に示す。

表１に示すように、試験例１〜５において、９７％の高い除去率を達成することができた。

また、本実施形態にかかる板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法は、網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る板状触媒エレメントから前記金属基材と前記触媒固形物とを分離する方法であって、一対の歯車ローラを複数段有するローラ部に、前記板状触媒エレメントを通過させ、該歯車ローラの各段で塑性変形をさせることによって、その後、前記金属基材から前記触媒固形物を脱離させる。

本実施形態によれば、歯車ローラ１４，１４による処理を行う前において、事前プレスすることにより、使用済板状触媒エレメント１２Ａを平坦に延ばすことができる。事前プレスについては、後述する。そして、使用済板状触媒エレメント１２Ａの表面にひびや亀裂を生じさせ、押圧ローラ２３、２３の後流側において設置した第１のローラ部１５Ａの歯車ローラ１４、１４による触媒の剥離又は脱離を助長させることができる。特に、金属基材がエキスパンドメタルである場合，押圧ローラに通すことによって、エキスパンドメタルが圧延されてＳＷ方向にメッシュ寸法が引き伸ばされるため、金属基材表面に固着した触媒固形物に剥離作用が生じ、金属基材全体から触媒固形物を脱離除去させやすい状態にすることができる。

［実施形態２］
図２は、実施形態２に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置の構成を示す概略図である。実施形態２では、実施形態１に示す図１の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ａに新たな構成を追加して説明する。なお、実施形態１の構成と同一構成部分についてはその説明は省略する。実施形態２の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ｂは、実施形態１の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ａにおいて、第１のエアブロー１６Ａの後流側に設けられ、剥離又は脱離された除去触媒１１をジェット水洗１８により除去する水洗部１９と、水洗により除去された触媒スラリー２０を回収するスラリー回収部２１とを、有する。

本実施形態によれば、搬送された使用済板状触媒エレメント１２Ａを塑性変形させる第１のローラ部１５Ａと、塑性変形後に剥離された触媒を、圧縮空気１６ａを吹き付けて除去する第１のエアブロー１６Ａと、第１のエアブロー１６Ａの後流に設けられ、剥離された触媒を含む粉砕物をジェット水洗１８により除去する水洗部１９と、水洗により除去された触媒スラリー２０を回収するスラリー回収部２１とを、有している。この結果、使用済板状触媒エレメント１２Ａを塑性変形させて、エレメント本体から使用済の触媒を容易に剥離させた後、ジェット水洗１８により強制的に触媒剥離物を洗浄することで、触媒剥離後の金属製のエレメント本体に残留する除去触媒１１を洗浄により触媒スラリー２０として回収することができる。

また、図２に示すように、水洗部１９の後流側において、圧縮空気１６ａを噴射する第２のエアブロー１６Ｂを、さらに設けるようにしてもよい。この第２のエアブロー１６Ｂを設置することで、使用済板状触媒エレメント１２Ａに付着している付着水を圧縮空気により強制的に除去することができる。この結果、触媒除去後の処理済エレメント１２Ｂを取り扱う作業員に対し、手袋や作業着への粉末付着を軽減することができる。

［実施形態３］
図３は、実施形態３に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置の構成を示す概略図である。実施形態３では、実施形態１に示す図１の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ａに新たな構成を追加して説明する。なお、実施形態１の構成と同一構成部分についてはその説明は省略する。なお、前述した実施形態２と組み合わせるようにしてもよい。実施形態３の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ｃは、実施形態１の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ａにおいて、第１のローラ部１５Ａの上流側に一対の押圧ローラ２３、２３の前段プレス部を設けている。この押圧ローラ２３、２３は表面が平坦であり、使用済板状触媒エレメント１２Ａを平坦に延ばしている。

図４は、押圧ローラの動作を説明するための説明図である。押圧ローラ２３、２３は、板状触媒エレメントの搬送方向において、第１のローラ部１５Ａの上流側に配置される。押圧ローラ２３、２３は、事前プレスを実行する。押圧ローラ２３は、押圧ローラ２３に対面している。分離装置は、２つの押圧ローラ２３の間を、板状触媒エレメント１２が通過することで、板状触媒エレメント１２が押圧ローラ２３に押され平坦に延ばされる。ここで、図４に示すように、板状触媒エレメント１２は、板面の一方向に連続した凹凸が形成される。平面から一方に突出している部分が稜線１２Ａａとなり、他方に突出している部分が山谷底線１２Ａｂとなる。稜線１２Ａａと山谷底線１２Ａｂは、板状触媒エレメント１２の板形状の表面の同じ方向に延びている。また、稜線１２Ａａと山谷底線１２Ａｂは、延びている方向と直交する方向に所定の間隔で複数形成される。つまり、板状触媒エレメント１２は、同じ断面形状が一方向に連続した形状となる。なお、板状触媒の断面形状はこれに限定されない。板状触媒は、断面形状が波形状（サインカーブ）となり、波形状に直交する方向の位置が変化しない構造としてもよい。分離装置は、板状触媒エレメント１２の挿入方向４０を、稜線１２Ａａと山谷底線１２Ａｂが伸びている方向と同じ方向とする。つまり、分離装置は、板状触媒エレメント１２Ａが延ばされることで、広がる方向が、押圧ローラ２３の軸方向となる向きで、板状触媒エレメント１２Ａを押圧ローラ２３、２３に挿入する。これにより、押圧ローラ２３、２３が板状触媒エレメント１２を延ばす際に、板状触媒エレメント１２の各部に適切に負荷がかかり、板状触媒エレメント１２をより平坦にすることができる。具体的には、押圧ローラ２３の軸と、稜線１２Ａａと山谷底線１２Ａｂとが平行な向きで、板状触媒エレメント１２を押圧ローラ２３、２３に挿入すると、押圧ローラ２３、２３で押される部分の板状触媒エレメント１２の板厚方向の位置の変化が小さくなり、押圧ローラ２３、２３で板状触媒エレメント１２が伸びにくくなる。また、稜線１２Ａａを押している状態と、山谷底線１２Ａｂを押している状態で、押していない位置の板状触媒エレメントの向きが変わりやすくなり、板状触媒エレメント１２の挿入方向４０の前後の端部の位置が板厚方向に変動しやすくなる。これに対して、本実施形態の向きで挿入することで、挿入方向４０の姿勢を安定させつつ、板状触媒の凹凸を適切に延ばすことができる。また、板状触媒の凹凸を適切に延ばせることで、板状触媒から触媒成分を脱落した状態、または脱落しやすい状態にすることができる。

本実施形態によれば、歯車ローラ１４，１４による処理を行う前において、事前プレスすることにより、使用済板状触媒エレメント１２Ａを平坦に延ばすことができる。そして、使用済板状触媒エレメント１２Ａの表面にひびや亀裂を生じさせ、押圧ローラ２３、２３の後流側において設置した第１のローラ部１５Ａの歯車ローラ１４、１４による触媒の剥離又は脱離を助長させることができる。

また、分離装置は、押圧ローラ２３、２３と歯車ローラ１４、１４との間に、板状触媒エレメント１２の板厚方向の位置を規制する案内部を設けることが好ましい。案内部としては、ローラ等が例示される。案内部を設けることで、押圧ローラ２３、２３を通過した板状触媒エレメント１２を歯車ローラ１４、１４により確実に挿入させることができる。

図５は、押圧ローラの他の例を示す概略図である。図５に示す押圧ローラ１２３は、軸方向に、柔軟部１４０と、剛体部１４２とが交互に配置される。剛体部１４２は、板状触媒エレメント１２の稜線１２Ａａと山谷底線１２Ａｂが通過する位置に配置される。柔軟部１４０は、可撓性を備えていてもよいが、通常の押圧ローラ１２３に用いられる材料である。剛体部１４２は、柔軟部１４０よりも剛性が高い材料で形成される。剛体部１４２は、柔軟部１４０よりも剛性が高くなる表面処理を行った構造としてもよい。このように押圧ローラ１２３の稜線１２Ａａと山谷底線１２Ａｂが通過する位置に剛体部１４２を配置することで、板状触媒エレメント１２の稜線１２Ａａと山谷底線１２Ａｂをより適切に押圧することができ、板状触媒エレメント１２をより好適に延ばすことができる。

本実施形態では事前プレスとして、一対の押圧ローラを用いていたが、本発明はこれに限定されず、搬送ベルト１３に使用済板状触媒エレメント１２Ａを載せる前において、平板プレスなどの押圧プレスによる事前プレスを行うようにしてもよい。

また、事前プレスと併用して又は単独で、圧縮空気又はジェット水洗により、使用済板状触媒エレメント１２Ａを前処理し、歯車ローラ１４，１４による処理を行う前において予め除去触媒を、剥離又は脱離するようにしてもよい。これにより、使用済板状触媒エレメント１２Ａからの除去触媒１１の除去率の向上を図るようにしてもよい。

［実施形態４］
図６は、実施形態４に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置の構成を示す概略図である。実施形態３では、実施形態１に示す図１の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ａに新たな構成を追加して説明する。なお、実施形態１の構成と同一構成部分についてはその説明は省略する。なお、前述した実施形態２、３と組み合わせるようにしてもよい。実施形態４の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ｄは、実施形態１の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置１０Ａにおいて、第１のローラ部１５Ａの後流側に第２のローラ部１５Ｂを設けると共に、第１のローラ部１５Ａと第２のローラ部１５Ｂとの間に、使用済板状触媒エレメント１２Ａを９０度回転させるターンテーブル２４を設けている。

これは、図６に示すように、ターンテーブル２４を設置することで、一方向ではなく、別の方向から処理させることで、さらに表面にひびや亀裂を生じさせ、第２のローラ部１５Ｂの歯車ローラ１４、１４での触媒の剥離を助長させるようにすることができる。

なお、ターンテーブル２５は搬送ベルト１３の高さと同じとし、作業員により又は図示しない繰り出し装置により自動的に使用済板状触媒エレメント１２Ａを繰り出すようにしている。

また、ターンテーブル２５を設置して搬送方向を変更する以外に、第２のローラ部１５Ｂの搬送ベルト１３の設置を、第１のローラ部１５Ａの搬送ベルト１３の設置に対して、９０度回転した位置に配置させ、歯車ローラ１４、１４ローラによる塑性変形を複数の方向から処理させるようにしてもよい。

各実施形態に記載の固形物取り出し装置及び固形物取り出し方法は、例えば、以下のように把握される。

第１の態様に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法は、板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法は、網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る板状触媒エレメントから前記金属基材と前記触媒固形物とを分離する方法であって、一対の歯車ローラを複数段有するローラ部に、前記板状触媒エレメントを通過させ、該歯車ローラの各段で塑性変形をさせることによって、その後、前記金属基材から前記触媒固形物を脱離させる。

この構成によれば一対の歯車ローラを複数段有するローラ部に、板状触媒エレメントを通過させ、該歯車ローラの各段で塑性変形をさせることによって、その後、金属基材から前記触媒固形物を脱離させることができ、触媒固形物の脱離後の処理済エレメントを有価物として回収することができる。この結果、触媒の剥離又は脱離後の金属製の処理済エレメントを有価物として回収することができる。

第２の態様に係る板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置は、網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る使用済板状触媒エレメント１２Ａから金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置であって、一対の歯車ローラ１４、１４を複数段有し、歯車ローラの各段で塑性変形をさせるローラ部と、塑性変形後に前記触媒固形物を脱離する触媒脱離部と、を有する。

この構成によれば、使用済板状触媒エレメントを塑性変形させるローラ部と、塑性変形後に剥離された触媒を除去する触媒脱離部とを、有しているので、使用済の板状触媒エレメントから使用済の触媒をローラによる塑性変形により、容易に剥離又は脱離させることができ、触媒の剥離又は脱離後の金属製の処理済エレメントを有価物として回収することができる。

１０Ａ〜１０Ｄ板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離装置
１１除去触媒
１２Ａ使用済板状触媒エレメント
１２Ｂ処理済エレメント
１３搬送ベルト
１４歯車ローラ
１５Ａ第１のローラ部
１５Ｂ第２のローラ部
１６Ａ第１のエアブロー
１６Ｂ第２のエアブロー
１６ａ圧縮空気
１７触媒回収部
１８ジェット水洗
１９水洗部
２０触媒スラリー
２１スラリー回収部
２３押圧ローラ
２４ターンテーブル
３１触媒回収コンテナ
５１触媒ブロック
５２触媒ユニット
５３積層体
５４作業員

Claims

網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る板状触媒エレメントから前記金属基材と前記触媒固形物とを分離する方法であって、
一対の歯車ローラを複数段有するローラ部に、前記板状触媒エレメントを通過させ、該歯車ローラの各段で塑性変形をさせ、
その後、前記金属基材から前記触媒固形物を脱離させる、ことを特徴とする板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記ローラ部は、歯車ローラの各段で前記板状触媒エレメントの異なる位置を塑性変形させる、ことを特徴とする請求項１に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記ローラ部は、歯車ローラが別の段の歯車ローラと、形状が異なることを特徴とする請求項２に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記ローラ部は、歯車ローラが別の段の歯車ローラと、歯高や歯厚、円ピッチ、歯数、歯の外形形状、歯車の種類の少なくとも１つが異なる、ことを特徴とする請求項３に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記ローラ部の前段に、一対のプレスローラを配し、前記プレスローラの圧力で前記板状触媒エレメントを圧縮変形させた後、
前記ローラ部で処理する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記板状触媒エレメントは、板厚方向の凸部が一方向に延在し、
前記板状触媒エレメントは、前記凸部が延在する方向を挿入方向として前記一対のプレスローラに挿入される、ことを特徴とする請求項５に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記ローラ部での分離工程後、
ジェット水洗によって前記金属基材の表面に残留した前記触媒固形物を除去することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記金属基材の表面に残留した前記触媒固形物或いは水分を、エアブローにより除去することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記ローラ部を通過する前記板状触媒エレメントを予め複数枚重ね、
前記ローラ部に通過させる、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記ローラ部を通過する前又は通過時に、
前記板状触媒エレメントを酸処理することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
前記触媒固形物の除去後の前記金属基材を積層させ、プレス処理により減容化することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物との分離方法。
網目状の金属基材の網目間及び表面に触媒活性を有する触媒固形物が一様に担持されて成る板状触媒エレメントから前記金属基材と前記触媒固形物とを分離する分離装置であって、
一対の歯車ローラを複数段有し、歯車ローラの各段で変形形状の異なる塑性変形をさせるローラ部と、
塑性変形後に前記触媒固形物を脱離する触媒脱離部と、を有することを特徴とする板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置。
前記ローラ部は、歯車ローラが別の段の歯車ローラと、形状が異なる、ことを特徴とする請求項１２に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置。
前記ローラ部は、歯車ローラが別の段の歯車ローラと、歯高や歯厚、円ピッチ、歯数、歯の外形形状、歯車の種類の少なくとも１つが異なる、ことを特徴とする請求項１３に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置。
前記ローラ部の前段に、一対のプレスローラを配してなり、
前記プレスローラの圧力で前記板状触媒エレメントを圧縮変形させた後、
前記ローラ部で処理する、ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置。
前記触媒脱離部の後流側に設けられ、
ジェット水洗によって前記金属基材の表面に残留した前記触媒固形物を除去する水洗部を有する、ことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置。
前記金属基材の表面に残留した前記触媒固形物或いは水分を、エアブローにより除去するエアブロー部を有する、ことを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置。
前記ローラ部を通過する前又は通過時に、
前記板状触媒エレメントを酸処理する酸処理部を有する、ことを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置。
前記触媒固形物の除去後の前記金属基材を積層させ、プレス処理により減容化するプレス部を有する、ことを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか１項に記載の板状触媒エレメントの金属基材と触媒固形物とを分離する分離装置。