JPH06343983A - 揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法 - Google Patents

揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法

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JPH06343983A
JPH06343983A JP5131920A JP13192093A JPH06343983A JP H06343983 A JPH06343983 A JP H06343983A JP 5131920 A JP5131920 A JP 5131920A JP 13192093 A JP13192093 A JP 13192093A JP H06343983 A JPH06343983 A JP H06343983A
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寛志 宮部
Makoto Iwasaki
誠 岩崎
Akiyoshi Tsurumaru
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 揮発性有機ハロゲン化合物を含むガスを金属
担持触媒の存在下に還元剤と接触させて無害化処理する
方法において、生成する炭化水素の排出量を低減する。 【構成】 触媒充填層内の温度が100〜250℃の範
囲内になるように制御する。 【効果】 触媒充填層の温度を所定範囲に高めることに
より、生成する炭化水素を二酸化炭素に変換する酸化分
解反応をも同時に生起させることができ、処理ガス内の
炭化水素の排出量を低減できる。触媒充填層温度を高め
ることにより気相処理速度が増大し、反応速度を増大さ
せることもできる。

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
物の処理方法に係り、特に、揮発性有機ハロゲン化合物
を含むガスを金属担持触媒の存在下に還元剤と接触させ
て分解処理する方法において、分解反応により生成する
炭化水素の排出量を低減する方法に関する。
【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り、これを除去
処理することが必要とされている。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、或いは土壌
抽気ガスや排ガスの処理方法として各種の方法が検討さ
れており、例えば、 揮散(曝気)処理 吸着処理 酸化分解処理 生物処理 熱分解処理 などが提案されている。
【0003】しかしながら、これらの方法はいずれも何
らかの問題を有し、必ずしも満足し得るものではない。
例えば、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、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、前記の方法と組み
合わせて利用されることが多いが、吸着剤の再生が必要
とされ、再生時には高濃度の揮発性有機ハロゲン化合物
を含む再生排水や排ガスが排出される。このように、こ
れらの方法では、揮発性有機ハロゲン化合物が汚染物質
としてそのまま残留するため、環境問題の根本的な解決
策とはなり得ず、揮発性有機ハロゲン化合物を無害化で
きる分解処理技術が必要である。
【0004】このようなことから、揮発性有機ハロゲン
化合物を分解処理する方法として、前記〜の方法が
検討されている。これらのうち、やの方法は紫外
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、或いは加熱や過酸化水素な
どの酸化剤添加に要するエネルギー量や費用が大きく、
コスト高になる。また、の処理方法も検討されている
が、未だ実用化の段階には至っていない。
【0005】一方、本出願人は先に揮発性有機ハロゲン
化合物の効率的な分解処理方法として、揮発性有機ハロ
ゲン化合物を金属担持触媒の存在下に還元剤と接触させ
て分解処理する方法を提案した(特願平4−25802
0号等)。
【0006】即ち、揮発性有機ハロゲン化合物を含む地
下水の揮散処理ガスや土壌抽気ガス、或いは排ガスなど
の処理対象ガスに水素ガスなどの還元剤を混合し、この
混合ガスを金属触媒充填塔に通して該化合物を還元分解
すると、例えば、トリクロロエチレンは次のように反応
し、エタンと塩化水素に分解する。 C2 HCl3 +4H2 →C26 +3HCl 塩化水素はアルカリ吸収などによって処理できる物質で
あり、エタンもそれ自体は無害な物質である。このよう
に還元分解法によれば、有害な揮発性有機ハロゲン化合
物を無害化処理できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記触媒還元分解法に
よれば、揮発性有機ハロゲン化合物を効率的に分解処理
して無害な炭化水素、例えばトリクロロエチレン処理の
場合にはエタンに無害化できる。
【0008】しかしながら、生成する炭化水素はそれ自
体は無害な物質であるが、可能な限り二酸化炭素にまで
変換して排出する方が望ましい。
【0009】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、揮発性有機ハロゲン化合物を含むガスを
金属担持触媒の存在下に還元剤と接触させて無害化処理
する方法において、生成する炭化水素の排出量を低減す
ることのできる揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の揮発性有機ハロ
ゲン化合物の処理方法は、揮発性有機ハロゲン化合物を
含むガスを金属担持触媒の存在下に還元剤と接触させて
分解処理する揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法にお
いて、該接触分解反応温度条件が100〜250℃の範
囲となるように制御することを特徴とする。
【0011】以下に本発明を詳細に説明する。
【0012】本発明の揮発性有機ハロゲン化合物の処理
方法は、揮発性有機ハロゲン化合物を含むガスの触媒還
元分解法において、接触反応温度条件を100〜250
℃、好ましくは120〜200℃とする。
【0013】即ち、例えば、揮発性有機ハロゲン化合物
を含む地下水の揮散処理ガスや土壌抽気ガス、或いは排
ガス等の処理対象ガスに水素ガスなどの還元剤を添加混
合し、金属担持触媒充填塔に通して処理する場合におい
て、該金属担持触媒充填塔の触媒充填層内の温度が10
0〜250℃、好ましくは120〜200℃の範囲内に
なるように制御する。
【0014】具体的には、金属担持触媒充填塔内に温度
計を設置し(この場合、触媒充填層の中心部に1個の温
度計を設けても良いし、また、触媒充填層内に温度計を
複数個設け、平均値を出しても良い。)、次の〜の
方法を採用するなどして温度制御する。
【0015】 本発明に係る反応は発熱反応であるの
で、この反応熱を利用して、配管や触媒充填塔に保温材
を取り付けて温度低下を防止する(これにより約120
℃程度の温度保持が可能である。)。 触媒充填塔内、充填塔壁部又はその入口部に電気ヒ
ーターやバーナーなどの適当な加熱装置を設けて加熱す
る。 助燃剤を混合し、触媒上での助燃剤の燃焼熱を利用
する。この場合、助燃剤としては、室温程度の低温条件
でも触媒燃焼できる水素やメタノールが利用できる。従
って、還元剤としての水素ガスと処理対象ガスとの供給
比を変えて温度制御する方法が有利である。例えば、温
度が下がった場合には、水素ガス量を増やして昇温させ
る。
【0016】上記いずれの制御方法であっても、触媒充
填層の温度情報に基いて自動制御が可能である。
【0017】なお、本発明において、炭化水素の排出量
の低減効果の面からは、制御温度は高い程好ましいが、
触媒の耐熱性の面から、温度は250℃以下とする。
【0018】本発明で使用される金属担持触媒の金属と
してはパラジウム、白金、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
のうちパラジウム、白金、ルテニウム、ロジウムなどの
貴金属が好ましく、とりわけ、パラジウム、白金が好適
である。即ち、パラジウムは揮発性有機ハロゲン化合物
から炭化水素への分解効率が高く、反応効率の向上に有
効であり、一方、白金は、揮発性有機ハロゲン化合物の
分解により生成した炭化水素を、100〜250℃、特
に120℃以上の温度で二酸化炭素にまで効率的に分解
することができ、炭化水素の排出量のより一層の低減に
有効である。
【0019】一方、本発明で使用される金属担持触媒の
担体としては、アルミナ、チタニア、活性炭、ジルコニ
ア、ゼオライト、シリカ、ガラス、イオン交換樹脂、プ
ラスチックなどが挙げられる。
【0020】これらの担体に対する金属の担持量は、担
体に対して通常0.1〜10重量%程度とされる。
【0021】なお、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、連続的に被処理流体
を通して用いるのが良い。粉末状のものでもカラムに充
填して流動床状態にして用いることができる。
【0022】還元剤としては、水素ガス、ヒドラジン等
が挙げられるが、特に水素ガスが好ましく用いられ、そ
の供給形態としては電気分解ガス、ボンベ、水素吸蔵合
金などがある。
【0023】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、
1,1−ジクロロエチレン、シス−ジクロロエチレン、
トランス−ジクロロエチレン、塩化ビニル、1,1,1
−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、
四塩化炭素、クロロホルム、各種フロンなどが挙げられ
る。
【0024】次に、本発明方法の好適な実施態様の一例
を図面に従って説明する。図1は本発明方法の実施に好
適な装置の一例を示す系統図であって、気体混合槽1
A,2A,3A,4A,5Aと触媒充填塔1B,2B,
3B,4B,5Bとが気体混合槽が触媒充填塔の前段に
位置するように交互に直列に配置され、全5段の処理が
行なわれるように構成されたものである。図中、6は水
素発生機、11〜21の各符号は配管、30,31,3
2,33,34,35は水素ガス供給配管である(な
お、この段数については特に制限はない。また、気体混
合槽は、ライン注入で被処理ガスと水素とが十分に混合
されるのであれば特に設置する必要がない。)。
【0025】揮発性有機ハロゲン化合物を含む被処理ガ
ス(原ガス)は、まず配管11より、配管31からの水
素ガスと共に気体混合槽1Aに供給され、水素ガスと十
分に混合された後、配管12より触媒充填塔1Bに供給
され、第1段の触媒還元分解がなされる。同様に配管1
3、気体混合槽2A、配管14、触媒充填塔2B(第2
段)、配管15、気体混合槽3A、配管16、触媒充填
塔3B(第3段)、配管17、気体混合槽4A、配管1
8、触媒充填塔4B(第4段)、配管19、気体混合槽
5A、配管20、触媒充填塔5B(第5段)と順次通過
して、各々、気体混合槽2A,3A,4A,5Bにおい
て、その流入側において配管32,33,34,35か
ら供給される水素ガスと十分に混合された後、その後段
の触媒充填塔2B,3B,4B,5Bにおいて触媒還元
分解され、全5段の処理がなされる。
【0026】本発明の方法は、このような処理に当り、
例えば、前述の〜の方法により各触媒充填塔1B、
2B、3B,4B,5B内の温度を100〜250℃、
好ましくは120〜200℃に制御することにより、容
易に実施することができる。
【0027】
【作用】揮発性有機ハロゲン化合物を金属担持触媒の存
在下に還元剤と接触させて分解処理する揮発性有機ハロ
ゲン化合物の処理方法において、例えば、触媒充填層の
温度を所定範囲に高めるなどして反応温度条件を高くす
ることにより、生成する炭化水素を二酸化炭素に変換す
る酸化分解反応をも同時に生起させることができ、処理
ガス内の炭化水素の排出量を低減できる。また、触媒充
填層温度を高めることにより気相処理速度が増大し、反
応速度を増大させることもできる。特に、白金系触媒を
使用する場合には触媒充填層温度を約100〜250
℃、好ましくは120℃以上とすることにより、生成す
る炭化水素(例えばトリクロロエチレンを処理する場合
にはエタン)を二酸化炭素にまで効率的に酸化分解し、
炭化水素の排出量をより一層低減することができる。
【0028】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り以下の実施例により何ら限定されるものではない。
【0029】実施例1 トリクロロエチレン約130vol.ppmを含む土壌
抽気ガス(空気雰囲気)を図1に示す装置により5段処
理した。なお、各配管、触媒充填塔、気体混合槽は保温
材で保温処理した。各段においては、水素ガスを濃度が
約1.0%(v/v)となるように添加混合した。ま
た、金属担持触媒としては、触媒充填塔1B,2Bには
0.5wt.%Pd/γ−Al23 触媒を、触媒充填
塔3B,4B,5Bには0.5wt.%Pt/γ−Al
23 触媒を各々約200ml充填した。各段での原ガ
スの空間速度は約15000hr-1で、全体としてはS
V=約3000hr-1で処理を行なった。各触媒充填塔
内の触媒充填層の温度は実測の結果、約120℃であっ
た。
【0030】その結果、処理ガス中にはトリクロロエチ
レン及び反応中間体は検出されなかった。エタンの検出
量は約40vol.ppmであり、約180vol.p
pm(この値は、空気中の二酸化炭素量約300vo
l.ppmを差し引いた値である。)の二酸化炭素が処
理ガス中に増加していた。
【0031】比較例1 実施例1において、各配管、触媒充填塔、気体混合槽の
保温材を取り払ったこと以外は同一処理条件にて処理を
行なった。この場合、放熱のため、触媒充填層の温度は
約70〜80℃程度にしか上昇しなかった。
【0032】その結果、処理ガス中には二酸化炭素の増
加は認められず、エタンの検出量は115vol.pp
mとなった。
【0033】比較例2 実施例1において、水素ガスをその濃度が約0.5vo
l%となるように添加したこと以外は同様にして処理を
行なった。
【0034】その結果、触媒充填層の温度は約90〜9
5℃の範囲であり、処理ガス中には二酸化炭素の増加は
認められず、エタンの検出量は120vol.ppmで
あった。
【0035】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の揮発性有機
ハロゲン化合物の処理方法によれば、揮発性有機ハロゲ
ン化合物の触媒還元処理において、揮発性有機ハロゲン
化合物の触媒還元により生成する炭化水素を二酸化炭素
に変換する酸化分解反応をも同時に生起させることによ
り、処理ガス中の炭化水素の排出量を大幅に低減するこ
とができる。また、揮発性有機ハロゲン化合物の触媒還
元反応効率も高められ、揮発性有機ハロゲン化合物を工
業的有利に無害化処理することが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施に好適な装置の一例を示す系
統図である。
【符号の説明】
1A,2A,3A,4A,5A 気体混合槽 1B,2B,3B,4B,5B 触媒充填塔 6 水素発生機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 揮発性有機ハロゲン化合物を含むガスを
    金属担持触媒の存在下に還元剤と接触させて分解処理す
    る揮発性有機ハロゲン化合物の処理方法において、該接
    触分解反応温度条件が100〜250℃の範囲となるよ
    うに制御することを特徴とする揮発性有機ハロゲン化合
    物の処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004052513A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-24 Ceimig Limited Halocarbon destruction
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