JPH06142454A - 揮発性有機ハロゲン化合物含有ガスの処理方法 - Google Patents

揮発性有機ハロゲン化合物含有ガスの処理方法

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JPH06142454A
JPH06142454A JP4327396A JP32739692A JPH06142454A JP H06142454 A JPH06142454 A JP H06142454A JP 4327396 A JP4327396 A JP 4327396A JP 32739692 A JP32739692 A JP 32739692A JP H06142454 A JPH06142454 A JP H06142454A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】水分と揮発性有機ハロゲン化合物を含有するガ
スの相対湿度を低減させたのち、金属触媒の存在下、前
記ガスを還元性ガスと接触させることにより、該揮発性
有機ハロゲン化合物を分解処理する。 【効果】揮発性有機ハロゲン化合物含有ガス中の該化合
物を効率よく分解処理して無害化することができ、かつ
長時間にわたって安定な処理運転が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は揮発性有機ハロゲン化合
物含有ガスの処理方法の改良に関するものである。さら
に詳しくいえば、本発明は、揮発性有機ハロゲン化合物
を気相還元分解処理する際に、処理対象ガス中の水分の
影響を抑制して、該化合物の気相分解処理を効率よく行
う方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】揮発性有機ハロゲン化合物は地下水、土
壌、大気などの環境汚染物質の一つであって、該化合物
を除去処理することが必要であり、これまで揮発性有機
ハロゲン化合物を含む用水や排水、地下水、あるいは土
壌抽気ガスや排ガスの処理方法が種々検討されてきた。
この処理方法としては、例えば(1)揮散(曝気)処
理、(2)吸着処理、(3)酸化分解処理、(4)生物
処理、(5)熱分解処理などが知られている。しかしな
がら、これらの方法はいずれもなんらかの問題を有し、
必ずしも満足しうるものではない。例えば、(1)の方
法は地下水や土壌中に混入されている揮発性有機ハロゲ
ン化合物を単に大気中に移行させるだけである。また、
(2)の方法は、揮発性有機ハロゲン化合物を吸着・回
収する方法であって、前記(1)の方法と組み合わせて
利用されることが多いが、この場合、吸着剤の再生が必
要であり、再生時には高濃度の該化合物を含む再生排液
や排ガスが排出される。これらの方法は、汚染物質がそ
のまま残留するため、環境問題の根本的な解決策とはな
りえず、該化合物を無害化できる分解処理技術が必要で
ある。揮発性有機ハロゲン化合物を分解処理する方法と
しては前記(3)〜(5)の方法が検討されている。し
かしながら、(3)の方法は紫外線、オゾン、過酸化水
素などを利用する方法であるが、紫外線照射やオゾンの
発生、あるいは加熱などに要するエネルギーが大きく、
コスト高になるのを免れない。また、(4)や(5)の
処理方法も報告されているが、実施例はあまり多くな
い。このように、揮発性有機ハロゲン化合物を効率よく
無害化処理できる実用的な方法は、まだ見い出されてい
ないのが実状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、揮発性有機ハロゲン化合物含有ガス中の
該化合物を効率よく分解処理して無害化することがで
き、かつ長時間にわたって安定な処理運転が可能な揮発
性有機ハロゲン化合物含有ガスの処理方法を提供するこ
とを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、揮発性有機ハ
ロゲン化合物含有ガスに還元性ガスを混合し、触媒層を
通して該揮発性有機ハロゲン化合物を還元分解処理する
際に、被処理ガス中に含まれる水分が還元分解処理性能
に影響を及ぼすことに着目し、被処理ガスの相対湿度を
低減させたのち、金属触媒の存在下、前記ガスを還元性
ガスと接触させることにより、その目的を達成しうるこ
とを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明は、水分と揮発性有機ハロゲ
ン化合物を含有するガスの相対湿度を低減させたのち、
金属触媒の存在下、前記ガスを還元性ガスと接触させる
ことを特徴とする揮発性有機ハロゲン化合物含有ガスの
処理方法を提供するものである。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
対象となる揮発性有機ハロゲン化合物含有ガスとして
は、例えば各種製造工程から出る揮発性有機ハロゲン化
合物含有排ガス、揮発性有機ハロゲン化合物を含む用水
や排水、地下水などから曝気処理などによって得られる
ガス、あるいは揮発性有機ハロゲン化合物を含む土壌か
ら抽気処理などによって得られるガスなどが挙げられ
る。排水などの液相からは、液中に窒素ガスや空気など
のガスを通気(曝気)することにより簡単に得られる。
土壌などの場合は、土壌の中に複数のパイプを突き刺
し、ブロアで空気を引き込みそれをタンクに溜めること
により得られる。また、土壌などの固体の場合は含有す
る揮発性有機ハロゲン化合物を水などで抽出して、液相
に含有させてから、曝気することもできる。揮発性有機
ハロゲン化合物含有ガス中の該有機ハロゲン化合物の濃
度は、特に制限はないが、0.1〜10,000容量ppm
程度のものを使用することができる。このようにして得
られた揮発性有機ハロゲン化合物含有ガスには水分が含
まれており、この水分が気相還元分解処理に悪影響を及
ぼす。特に曝気した場合にはガスの相対湿度は100%
近く、長時間にわたるSV5000hr-1以上の高速の
安定な気相還元分解処理を達成するためには、有効な湿
度(水分)対策が必要である。
【0006】したがって、本発明においては、気相還元
分解処理を施す前に水分と揮発性有機ハロゲン化合物を
含有する被処理ガスの相対湿度を低減させる処置がとら
れる。この相対湿度を低減させる方法については特に制
限はなく、例えば(1)被処理ガス又は触媒層の加温に
より、相対湿度を低減させる方法、(2)乾燥空気混合
により、相対湿度を低減させる方法、(3)イオン交換
樹脂による除湿によって、相対湿度を低減させる方法、
などを用いることができる。前記(1)の方法における
加温はヒーター、ヒートポンプ、ルーツブロアなどの利
用により行うことができるし、(2)の方法における乾
燥空気は、除湿PSA(圧力スイング吸着法)などの利
用により得ることができる。また(3)の方法における
イオン交換樹脂としては、例えばNa型強カチオン交換
樹脂などが利用できる。さらに、これらの方法以外に膜
を利用する方法、工業用吸着剤を利用する方法なども用
いることができる。
【0007】目標とする相対湿度は触媒担体表面の化学
的性質や構造により異なり、適宜選ばれるが、例えば触
媒として白金/γ−アルミナを使用する場合には、相対
湿度を通常60%以下、好ましくは40%以下とするこ
とにより、還元分解処理性能が大幅に向上する。本発明
方法における還元分解処理に用いられる金属触媒として
は、担体に金属を担持したものが好ましく、該金属とし
ては、例えば白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウ
ム、鉄、銅、イリジウム、ニッケルなどが挙げられる
が、これらの中でパラジウム、白金、ルテニウム、ロジ
ウムなどの貴金属が好ましく、特にパラジウムと白金が
好適である。これらの貴金属は金属、酸化物、水酸化物
などの形で用いられる。また、担体としては、例えばア
ルミナ、シリカ、シリカアルミナ、チタニア、活性炭、
ジルコニア、ゼオライト、ガラス、プラスチック、ペレ
ット、イオン交換樹脂などが挙げられるが、これらの中
でアルミナ、ジルコニア及びイオン交換樹脂が好適であ
る。イオン交換樹脂としては、スチレン−ジビニルベン
ゼン共重合体を母体にした弱塩基性アニオン交換樹脂が
好ましい。前記金属の担持量は、担体に対して通常0.
1〜10重量%程度である。該触媒の形状については特
に制限はなく、球状、ペレット状、粉末状、粒状など、
いずれの形状のものも用いることができるが、球状、ペ
レット状、粒状のものはカラムなどに充填し、連続的に
被処理ガスを通気するとよい。粉末状のものでもカラム
に充填して流動床状態にして運転することができる。
【0008】本発明方法において用いられる還元性ガス
としては、水素ガスの他、例えば水素吸蔵合金などの水
素を発生するもの及び水の電気分解による水素が用いら
れる。本発明方法においては、前記金属触媒の存在下、
相対湿度の低減処置が施された揮発性有機ハロゲン化合
物含有ガスを還元性ガスと接触させることにより、該揮
発性有機ハロゲン化合物が還元分解される。還元性ガス
の添加量は、通常揮発性有機ハロゲン化合物のハロゲン
化合物のハロゲンと置換するに必要な水素量若しくはそ
れ以上の範囲で選ばれる。本発明方法における揮発性有
機ハロゲン化合物含有ガスの処理方式としては、金属触
媒をカラムに充填し、これに被処理ガスと還元性ガスと
を通気する連続方式、あるいはバッチ方式のいずれも用
いることができるが、前者の連続方式が好ましい。この
連続方式の場合は被処理ガスの流速は空間速度で100
〜20,000hr-1程度が好ましい。また、本発明方
法が適用できる揮発性有機ハロゲン化合物は通常沸点が
150℃以下、好ましくは80℃以下の揮発性のもので
あり、このようなものとしては、例えばトリクロロエチ
レン、テトラクロロエチレン、トランス−1,2−ジク
ロロエチレン、シス−1,2−ジクロロエチレン、四塩化
炭素、クロロエタン、メチレンクロリド、クロロホル
ム、塩化ビニル、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジク
ロロエタン、1,2−ジクロロプロパン、ジクロロブロ
モエチレン、1,1,1−トリクロロエタン、ブロモジク
ロロメタン、クロロジブロモメタン、ブロモホルム、各
種フロンなどが挙げられる。
【0009】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。 実施例1 被処理ガス(触媒層)の加温 図1に示す装置を用いて実施した。貯槽1よりトリクロ
ロエチレン含有水を放散塔2に導き上方から散水し、下
方からブロア3により空気を送風して向流接触させたと
ころ、トリクロロエチレン0.5容量ppmを含むガス(相
対湿度90%、25℃)を得た。触媒として、0.5wt
%Pt/r−Al23約50gを充填した触媒層(内径
30mm、長さ70mm)4に、前記トリクロロエチレン含
有ガスをSV12,000hr-1で、水素発生器5から
の水素と共に通気した。触媒層出口における処理ガス中
のトリクロロエチレン濃度は、水素添加開始後8時間で
入口濃度とほとんど同じであった。触媒層のジャケット
6に恒温層7から約40℃の恒温水を循環し、触媒層を
加温した以外は、前記と同様の条件下で気相分解処理を
7日間継続して行ったところ、トリクロロエチレンの除
去率は経時によってもほとんど変らず、約85%であっ
た。温度25℃、相対湿度90%の被処理ガス中の水の
蒸気圧は21.4mmHgであり、これを40℃に加温する
と相対湿度は約39%になる。
【0010】実施例2 乾燥空気による希釈 図2に示す装置を用いて実施した。実施例1と同様にし
てトリクロロエチレン0.5容量ppmを含む空気(相対湿
度90%、25℃)を得、これに、PSA装置8からの
乾燥空気(相対湿度ほぼ0%)を容量比1:1の割合で
混合し、実施例1と同様に触媒層に通気して気相分解処
理を行ったところ、トリクロロエチレンの除去率は約8
0〜90%であり、継続期間は7日間であった。なお、
PSA装置8は、塔径40mm、高さ400mm、容積0.
5リットルの吸着塔に合成ゼオライト5Aを充填した2
塔式装置を用い、吸着圧力9kgf/cm2、サイクル時間10
分で運転した。
【0011】実施例3 カチオン交換樹脂による除湿 図3に示す装置を用いて実施した。実施例1と同様にし
てトリクロロエチレン0.5容量ppmを含む空気(相対湿
度90%、25℃)を得、これをNa型強カチオン交換
樹脂(SK1B)500ミリリットルを充填したカラム
(内径30mm、長さ700mm)9にSV5,000hr
-1で通気した。出口ガス中のトリクロロエチレン濃度は
入口濃度とほぼ同一で、トリクロロエチレンは樹脂には
吸着しなかったが、出口ガスの相対湿度は1%以下であ
った。この除湿ガスを、実施例1と同様に触媒層4に通
気して気相分解処理実験を行ったところ、触媒層出口の
処理ガス中にはトリクロロエチレンは検出されなかっ
た。継続時間は30時間であった。30時間後、運転を
中止し、イオン交換樹脂を150℃に1時間加温して水
分を蒸発させた。その後、再度同一条件で使用したとこ
ろ、やはり30時間運転することができた。
【0012】
【発明の効果】本発明によると、揮発性有機ハロゲン化
合物含有ガスの相対湿度を低減させる処置を施したの
ち、これを金属触媒の存在下、水素と接触させることに
より、該揮発性有機ハロゲン化合物を効率よく分解処理
して無害化することができ、かつ長時間にわたって安定
な処理運転が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は実施例1で用いた装置の概略図である。
【図2】図2は実施例2で用いた装置の概略図である。
【図3】図3は実施例3で用いた装置の概略図である。
【符号の説明】
1 貯槽 2 放散塔 3 ブロア 4 触媒層 5 水素発生器 6 ジャケット 7 恒温槽 8 PSA装置 9 カチオン交換樹脂充填カラム

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水分と揮発性有機ハロゲン化合物を含有す
    るガスの相対湿度を低減させたのち、金属触媒の存在
    下、前記ガスを還元性ガスと接触させることを特徴とす
    る揮発性有機ハロゲン化合物含有ガスの処理方法。
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