JPH0259020A - 排ガスの前処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は排ガスの前処理方法に関し、詳しくは触媒毒を
含有する排ガスを、その接触処理に先立ち、高活性化ア
ルミナ充填層に通して、排ガス中の触媒毒を除去する排
ガスの前処理方法に関する。

（従来の技術） 近年、大気汚染防止あるいは悪臭除去のために、排ガス
を接触的に処理して大気汚染あるいは悪臭の原因となる
排ガス中の有害物質、例えば有機酸製造プラントからの
排ガスに含まれる有機酸、塗装焼付乾燥炉からの排ガス
に含まれるアルデ七ドなどを除去して排ガスを浄化する
排ガス浄化方法が広く採用されている。

しかし、一般に、排ガス中には有害物質のほかにダスト
、タール状物質、有機金属化合物、シリコン化合物、リ
ン化合物などが含有され、これらは排ガスの接触処理に
使用する酸化触媒（以下、「排ガス処理触媒」という）
にとって、触媒毒として作用し、触媒性能ひいては触媒
寿命を著しく低下させる原因となっている。特に、有機
金属化合物、有機シリコン化合物、有機リン化合物など
は触媒毒としての影響が著しい。例えば、有機シリコン
化合物および有機リン化合物は、塗料、インキなどの化
学製品製造時の消泡剤またはこれら製品の添加剤として
、あるいはプラスチックスなとの難燃剤として広く使用
されているので、これらを取り扱う発生源からの排ガス
中にはｙ＆ＪＩの有機シリコン化合物および有機リン化
合物が含有されていることが多い。排ガス中のこれら化
合物は、排ガス処理触媒上で酸化分解して触媒活性表面
を被覆し、その触媒活性を著しく低下させる。

このような触媒毒の除去方法として、例えば特開昭５２
−１３８０５４号公報には吸着剤として活性炭、シリカ
ゲル、活性アルミナ、ゼオライトを用いる前処理方法が
、また特公昭６１−２０３３３号公報には、排ガスを予
め１５０℃以上の温度でアルミナ充填層に通す前処理方
法が提案されている。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかし、本発明者らの研究によれば、上記吸着剤を用い
る前処理方法およびアルミナ充填層を用いた前処理方法
のいずれによっても触媒毒を充分に除去できず、排ガス
処理触媒の劣化ひいては触媒寿命の低下を来し、実用化
にはなお問題があることが判明した。

また、アルミナ充填層を用いた前処理方法においては、
排ガス中に含まれるタール状物質のアルミナ充填層にお
ける酸化分解が不十分であるため、これらタール状物質
がアルミナ充填層に吸着されて重合し、更には炭化して
カーボンとして蓄積されるため、上記のような触媒毒、
特に有機金属化合物、有機シリコン化合物および有機リ
ン化合物のアルミナ充填層における吸着、除去が著しく
低下し、アルミナ充填層の触媒毒除去効果が著しく損な
われることになる。更に、蓄積したカーボンは、発火点
が比較的低いため、排ガス処理触媒層からの伝熱、装置
停止などによる蓄熱などによってアルミナ充填層が昇温
すると急激に発火、燃焼して、排ガス処理触媒の熱劣化
、装置の損傷など種々の問題を起こし、また安全上も好
ましくないことが判明した。

本発明は、上記問題点を解決し、徘ガス処理触媒の触媒
毒となる有機金属化合物、有機シリコン化合物、有機リ
ン化合物などのばかタール状物質なども効率よく除去す
る排ガスの前処理方法を提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明者らの研究によれば、触媒毒を含有する排ガスを
接触処理して浄化する際に、排ガスを予め、貴金属およ
び重金属酸化物から選ばれた少なくとも１種の触媒成分
をアルミナに担持して得られる高活性化アルミナ充填層
に通すことによって、上記目的が達成できることを知り
、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。

即ち、本発明は、触媒毒を含有する排ガスを接触処理し
て浄化するに当り、該排ガスを予め高活性化アルミナ充
填層に通して触媒毒を除去することを特徴とする排ガス
の前処理方法を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で使用する高活性化アルミナとは、排ガスの接触
処理用酸化触媒として一般に使用されている、白金、パ
ラジウム、銀などの貴金属および鉄、マンガン、クロム
、銅、ニッケル、コバルトなとの重金属の酸化物、例え
ばＦｅ２Ｏ３、ＣｕＯｌＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、Ｃｒ２
Ｏ３、Ｎｉ０１Ｃｏｏ、Ｆｅ３Ｏ４などから選ばれた少
なくとも１種の触媒成分をアルミナに担持させたもので
ある。アルミナとしては、一般に使用されているアルミ
ナ、例えばα−アルミナ、γ−アルミナなどの活性アル
ミナを使用することができるが比表面積が１０ｍ２／ｇ
以上、特に５０〜５００ｍ２／ｇの範囲の活性アルミナ
の使用が好適である。触媒成分の担持量は、アルミナの
重量基準で０．０５〜２重量％、好ましくは０．１−１
重量％である。触媒成分の担持量が０．０５重量％未溝
下は触媒毒およびタール状物質を充分に除去できない。

なお、排ガスに含有される触媒毒およびタール状物質は
微量であることから、触媒成分を２重量％を超えて使用
する必要はなく、逆に高価な触媒成分の使用によって高
活性化アルミナの価格が上がって経済的に不利になる。

上記高活性化アルミナの調製方法には特に制限はなく、
この種触媒の調製に一般に使用されている方法によって
調製することができる。なお、その形状は、球状、円柱
状、ハニカム状などのいずれでもよく、またその大きさ
は、例えば球状の場合には２〜８ｍｍ（粒径）程度、円
柱状の場合には１〜５ｍｍ　（直径）Ｘ３〜８ｍｍ（高
さ）程度でよい。

なお、本発明で使用する高活性化アルミナとしては、ア
ルミナ粒子全てに上記範囲内の量の触媒成分を担持させ
たものが均一な触媒毒除去反応を達成できるという点に
おいて好ましいが、許容し得る程度の均一な触媒毒除去
反応が行える限り、触媒成分高濃度担持アルミナと触媒
成分低濃度担持アルミナもしくは触媒成分無担持アルミ
ナとを全体としての触媒成分担持量が上記範囲内になる
ように均一に混合して使用することもできる。

本発明の前処理方法によれば、触媒毒を含有する排ガス
を接触処理して浄化する前に、上記高活性化アルミナの
充填層に通して触媒毒を除去する。

この高活性アルミナ充填層を用いた前処理条件は、排ガ
ス中に含有された有害物質の種類および濃度、排ガス中
の触媒毒の種類および濃度などによって変わるので、前
処理の実施に際して、これら要因を考慮して適宜決定す
ればよいが、通常、温度が１３０〜５００℃程度、常圧
下、空間速度（Ｓ　Ｖ）が１０，０００−５０，０００
ｈｒ−’程度の条件下に実施するのがよい。なお、本発
明の前処理方法は、一般の排ガス接触処理におけると同
様、触媒毒の酸化、燃焼による除去を促進するために酸
素源として分子状酸素、−船釣には空気の存在下に実施
するのがよい。

本発明の前処理方法は種々の排ガスに適用可能であり、
具体例としては、塗装焼付乾燥炉からの有機溶媒、アル
デヒドなどを含有した排ガス、金属印刷、カラー鉄板製
造乾燥炉からのキシレンなどを含有する排ガス、接着剤
塗布乾燥炉からのトルエンなどを含有する排ガス、粘着
テープ製造などの乾燥炉からの酢酸エステルなどを含有
する排ガス、オフセット印刷乾燥炉からのナフサなどを
含有する排ガス、難燃性樹脂製造工程あるいは石炭−重
油混合燃料製造工程からの排ガスなどを挙げることかで
きる。

本発明の前処理方法によれば、従来の方法に比較して、
触媒毒を効率よく除去できるので、排ガス処理触媒の被
毒が防止され、その性能を長時間保持することが可能と
なる。また、タール状物質も効率よく除去できるので、
その燃焼による触媒の劣化、装置の損傷などを防止する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明する。

なお、この実施例においては、試験用排ガス処理反応器
を５個並列に設置、し、これら反応器に排ガスとして石
油製品製造排ガスを流して実施例１〜４、比較例１を同
時に行った。

実施例１ 排ガス処理触媒として、平均粒径５ｍｍφの粒状γ−ア
ルミナ（比表面積２５０ｍ２／ｇ）に白金を０．２５重
量％担持させた酸化触媒を使用し、反応器に充填して排
ガス処理触媒充填層を形成した。

この排ガス処理触媒充填層の前段に、平均粒径３．２ｍ
ｍφのγ−アルミナ（比表面積２５０　ｍ２／ｇ）にパ
ラジウムを０．２重量％担持させた高活性化アルミナを
充填して、前処理層としての高活性化アルミナ充填層を
形成した。

石油製品製造排ガス（シリコン含量０．１３ｍｇ／Ｎｍ
３、炭化水素含ｆｉ１１７００ｐｐｍ）を反応器に下記
の条件下に導入した。

前処理層人口温度：　３００℃ 空間速度（ＳＶ）：　　前処理層および排ガス処理触媒
充填層ともに２０，０００ｈｒ−１１，５００時間通ガ
ス後、排ガス処理触媒および高活性化アルミナを取り出
し、排ガス処理触媒についてはシリカの蓄積量のほかに
、２５０℃、３００℃および３５０℃での触媒活性を測
定し、また高活性化アルミナについては炭素およびシリ
カの蓄積量を測定した。

なお、炭素蓄積量はＣＨＮコーダにより、またシリカ蓄
積量は蛍光Ｘ線分析により測定した。また、触媒活性は
、トルエン１．ＯＯＯｐｐｍの空気バランスのモデルガ
スを使用し、空間速度（ＳＶ）２０．０００ｈｒ−’の
条件下に流して、各温度でのテストを行い処理効率を求
めた。

結果を表１に示す。

実施例２ 実施例１において高活性化アルミナのパラジウム担持量
を０．１重量％に変更した以外は、実施例１と同様にし
て排ガス処理試験を行った。

結果を表１に示す。

実施例３ 実施例１において高活性化アルミナのパラジウム担持量
を０，０５重量％に変更した以外は、実施例１と同様に
して排ガス処理試験を行った。

結果を表１に示す。

実施例４ 実施例１で使用したと同じγ−アルミナを硫酸マンガン
水溶液中に浸漬し、風乾した後、１５０℃で４時間乾燥
し、更に４５０℃で空気雰囲気中で２時間焼成して酸化
マンガンの担持量が１重量％の高活性化アルミナを調製
した。

実施例１において、高活性化アルミナとして上記酸化マ
ンガン担持アルミナを使用し、また前処理層人口温度を
３５０℃とした以外は、実施例１と同様にして排ガス処
理試験を行った。

結果を表１に示す。

比較例１ 実施例１において、前処理層として平均粒径３．２ｍｍ
φのγ−アルミナの充填層を使用した以外は実施例１と
同様にして排ガス処理試験を行った。

結果を表１に示す。

なお、排ガス処理試験を行った後、γ−アルミナの示差
熱分析を行った結果、その発火点は約４３０℃と推定さ
れた。実際に空気流通下で燃焼試験を行ったところ、は
ぼ同温度で急激な燃焼、発熱が発生することが確認され
た。（以下余白）表１の結果から、本発明の高活性化ア
ルミナ充填層を用いて前処理を行うと、触媒毒としての
有機シリコン化合物お゛よびタール状物質が効率よく除
去され、排ガス処理触媒の触媒活性が高水準に維持され
ることが理解される。

（発明の効果） 本発明の前処理方法によれば、排ガス中に含有された触
媒毒を効率よく除去することができるので、排ガス処理
触媒の被毒を防止し、その性能を長時間維持することが
できる。この触媒寿命の増加によって、排ガス処理触媒
の取替え間隔を大幅に延長できるという大きな経済的利
益を得ることができる。

また、本発明の前処理方法によれば、タール状物質を効
率よく除去することができるので、このタール状物質の
激しい発熱を伴った燃焼による触媒の劣化、装置の損傷
などの問題を解決することができる。

従って、本発明の前処理方法は排ガス処理技術分野で極
めて有用なものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）触媒毒を含有する排ガスを接触処理して浄化する
   に当り、該排ガスを予め高活性化アルミナ充填層に通し
   て触媒毒を除去することを特徴とする排ガスの前処理方
   法。
2. （２）高活性化アルミナが貴金属および重金属酸化物か
   ら選ばれた少なくとも１種の触媒成分をアルミナに担持
   したものである請求項（１）に記載の排ガスの前処理方
   法。
3. （３）触媒成分の担持量がアルミナの重量基準で０．０
   ５〜２重量％である請求項（２）に記載の排ガスの前処
   理方法。