JPH0755284B2 - 気体流れからの低濃度被酸化性有機汚染物の除去ならびに破壊の方法 - Google Patents
気体流れからの低濃度被酸化性有機汚染物の除去ならびに破壊の方法Info
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- JPH0755284B2 JPH0755284B2 JP5314104A JP31410493A JPH0755284B2 JP H0755284 B2 JPH0755284 B2 JP H0755284B2 JP 5314104 A JP5314104 A JP 5314104A JP 31410493 A JP31410493 A JP 31410493A JP H0755284 B2 JPH0755284 B2 JP H0755284B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気体流れから低濃度の被
酸化性有機汚染物を吸着剤に前記汚染物を吸着させた
後、無害の生成物に前記汚染物を現場接触酸化させるこ
とで除去ならびに破壊する方法に関する。
酸化性有機汚染物を吸着剤に前記汚染物を吸着させた
後、無害の生成物に前記汚染物を現場接触酸化させるこ
とで除去ならびに破壊する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の清浄空気規則ではいくつかの異な
る（約２００）被酸化性有機汚染物の大気への吐出を特
定の限度内に抑えることを必要としている。従って、空
気もしくはこれらの汚染物を含む他の気体流出物を処理
してからそれらを排気する必要がある。
る（約２００）被酸化性有機汚染物の大気への吐出を特
定の限度内に抑えることを必要としている。従って、空
気もしくはこれらの汚染物を含む他の気体流出物を処理
してからそれらを排気する必要がある。
【０００３】前記特定の汚染物によっては、汚染物の回
収（その除去と破壊に対立するものとして）は、その濃
度が一般に重量比もしくは容量比で０．０１％乃至５．
０％を上回る時（すなわち、濃度が「低濃度」を上回る
時）に限り経済的意味をなすものである。汚染物回収の
従来の技術は汚染物を極低温で縮合させることである。
このエネルギー集約技術による汚染物の最後の極微量の
回収はどのようにしても禁止的であるので、処理済み気
体流れはしばしば規定限度を上回る低濃度の汚染物をな
お含むものである。
収（その除去と破壊に対立するものとして）は、その濃
度が一般に重量比もしくは容量比で０．０１％乃至５．
０％を上回る時（すなわち、濃度が「低濃度」を上回る
時）に限り経済的意味をなすものである。汚染物回収の
従来の技術は汚染物を極低温で縮合させることである。
このエネルギー集約技術による汚染物の最後の極微量の
回収はどのようにしても禁止的であるので、処理済み気
体流れはしばしば規定限度を上回る低濃度の汚染物をな
お含むものである。
【０００４】気体流れから低濃度の被酸化性有機汚染物
を除去ならびに破壊する最も普通の方法は、汚染物を二
酸化炭素と水から主としてなる無害な生成物に熱灰化も
しくは接触酸化させることである。通常の熱灰化技術は
全汚染含有気体流れを高灰化温度（８００乃至１，４０
０°Ｆ−約４２６．７乃至７６０℃）に加熱してから前
記汚染物をフレアーの中で無害生成物に酸化させること
である。通常の接触酸化技術は、全汚染含有気体流れを
中程度の高温（６００乃至８００°Ｆ−約３１５．６乃
至４２６．７℃）の温度に加熱してから反応器の中で無
害の生成物に接触酸化させる必要がある。これらの方法
の双方は、熱エネルギーの一部を加熱ずみ流出気体から
回収できるとしても大量のエネルギーを消費する。
を除去ならびに破壊する最も普通の方法は、汚染物を二
酸化炭素と水から主としてなる無害な生成物に熱灰化も
しくは接触酸化させることである。通常の熱灰化技術は
全汚染含有気体流れを高灰化温度（８００乃至１，４０
０°Ｆ−約４２６．７乃至７６０℃）に加熱してから前
記汚染物をフレアーの中で無害生成物に酸化させること
である。通常の接触酸化技術は、全汚染含有気体流れを
中程度の高温（６００乃至８００°Ｆ−約３１５．６乃
至４２６．７℃）の温度に加熱してから反応器の中で無
害の生成物に接触酸化させる必要がある。これらの方法
の双方は、熱エネルギーの一部を加熱ずみ流出気体から
回収できるとしても大量のエネルギーを消費する。
【０００５】ダルトン（Ｄａｌｔｏｎ）ほか（以下「ダ
ルトン」という）の米国特許第４，０２５，６０５号は
被酸化性有機汚染物としての塩化ビニルと、気体流れと
しての空気に関連したこれらの通常の技術の改良を教示
している。本改良は汚染物を吸着剤に吸着させた後、そ
の接触酸化を現場で形成させる。汚染物を気体流れから
分離／吸着させた後、その灰化を行うので、全気体流れ
は灰化温度に加熱する必要がなく、これは結果としてか
なり（大きさの順序を示す）のエネルギーの節約とな
る。そのうえ、「ダルトン」の方法はフレアーもしくは
通常の触媒反応器と関連する非常に短い反応滞留時間と
いう束縛がないので、前記滞留時間は「ダルトン」法で
は決定的変数ではなく、何時間（秒単位ではない）もの
滞留時間を用いることができる。これは超選択的もしく
は超反応性触媒使用の必要を排除する一方、中程度の量
の触媒を用いるだけで、非常に程度の高い汚染物除去
（１ｐｐｍ以下）の達成ができる。滞留時間を長くして
も低灰化温度（４００°Ｆ−約２０４．４℃）の使用も
可能で、それは、（１）エネルギー要求量を更に低下さ
せ、（２）炭素性吸着剤の使用を可能にし、（３）被酸
化性有機汚染物が芳香族もしくは重炭化水素である時に
起こることがあるコーキングのような副反応を発生させ
ない。
ルトン」という）の米国特許第４，０２５，６０５号は
被酸化性有機汚染物としての塩化ビニルと、気体流れと
しての空気に関連したこれらの通常の技術の改良を教示
している。本改良は汚染物を吸着剤に吸着させた後、そ
の接触酸化を現場で形成させる。汚染物を気体流れから
分離／吸着させた後、その灰化を行うので、全気体流れ
は灰化温度に加熱する必要がなく、これは結果としてか
なり（大きさの順序を示す）のエネルギーの節約とな
る。そのうえ、「ダルトン」の方法はフレアーもしくは
通常の触媒反応器と関連する非常に短い反応滞留時間と
いう束縛がないので、前記滞留時間は「ダルトン」法で
は決定的変数ではなく、何時間（秒単位ではない）もの
滞留時間を用いることができる。これは超選択的もしく
は超反応性触媒使用の必要を排除する一方、中程度の量
の触媒を用いるだけで、非常に程度の高い汚染物除去
（１ｐｐｍ以下）の達成ができる。滞留時間を長くして
も低灰化温度（４００°Ｆ−約２０４．４℃）の使用も
可能で、それは、（１）エネルギー要求量を更に低下さ
せ、（２）炭素性吸着剤の使用を可能にし、（３）被酸
化性有機汚染物が芳香族もしくは重炭化水素である時に
起こることがあるコーキングのような副反応を発生させ
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の「ダルトン」法
が通常の灰化技術で享受する利点であるにもかかわら
ず、「ダルトン」法には、それを塩化ビニル例えばブタ
ンよりも重い被酸化性有機汚染物に適用する時、種々問
題がある。最初の問題は、酸化工程中、吸着／酸化域に
凝縮する水である。次の問題は、吸着ずみ汚染物に多数
の炭素ならびに水素原子が含まれる時、極めて重大な問
題となり得る現場酸化工程中、酸素が奪取されることで
ある。このような酸素奪取は酸化速度を低下でき、酸化
温度を上昇させる必要がある。本発明の目的は「ダルト
ン」法におけるこれらの問題を克服し、その適応性を拡
げ、又その効率を増大させることである。
が通常の灰化技術で享受する利点であるにもかかわら
ず、「ダルトン」法には、それを塩化ビニル例えばブタ
ンよりも重い被酸化性有機汚染物に適用する時、種々問
題がある。最初の問題は、酸化工程中、吸着／酸化域に
凝縮する水である。次の問題は、吸着ずみ汚染物に多数
の炭素ならびに水素原子が含まれる時、極めて重大な問
題となり得る現場酸化工程中、酸素が奪取されることで
ある。このような酸素奪取は酸化速度を低下でき、酸化
温度を上昇させる必要がある。本発明の目的は「ダルト
ン」法におけるこれらの問題を克服し、その適応性を拡
げ、又その効率を増大させることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は気体流れからの
低濃度の被酸化性有機汚染物の除去ならびに破壊の方法
に関し次の工程： (a) 前記気体流れを、汚染物の滞留に選択性を有し、か
つ酸化触媒と直接接触する吸着剤を充満させた吸着／酸
化域を通過させ、それを前記吸着／酸化域からの汚染物
が漏出するまで、あるいは少量になるまで継続して、汚
染を除去して気体の流れを生成させる工程と； (b) 再循環流れを前記吸着／酸化域の空隙から抜取る工
程と； (c) 酸素を前記再循環流れに付加する工程と； (d) 高酸素再循環流れを冷却して前記高酸素再循環流れ
に含まれた水の少なくとも適当な部分を凝縮させる工程
と； (e) 前記冷却し、かつ少くとも部分脱水された高酸素再
循環流れを加熱する工程と； (f) 前記加熱し、少くとも部分的に脱水された高酸素再
循環流れを前記吸着／酸化域に復帰させ、汚染物の部分
を脱着、その後、酸化させて二酸化炭素と水からなる酸
化汚染物とする工程と； (g) 前記工程（ｂ）乃至（ｆ）を吸着／酸化域の汚染物
の濃度が所望のレベルに低下するまで反復する工程と； (h) 前記吸着／酸化域を再生させる工程と；からなるこ
とを特徴とする。
低濃度の被酸化性有機汚染物の除去ならびに破壊の方法
に関し次の工程： (a) 前記気体流れを、汚染物の滞留に選択性を有し、か
つ酸化触媒と直接接触する吸着剤を充満させた吸着／酸
化域を通過させ、それを前記吸着／酸化域からの汚染物
が漏出するまで、あるいは少量になるまで継続して、汚
染を除去して気体の流れを生成させる工程と； (b) 再循環流れを前記吸着／酸化域の空隙から抜取る工
程と； (c) 酸素を前記再循環流れに付加する工程と； (d) 高酸素再循環流れを冷却して前記高酸素再循環流れ
に含まれた水の少なくとも適当な部分を凝縮させる工程
と； (e) 前記冷却し、かつ少くとも部分脱水された高酸素再
循環流れを加熱する工程と； (f) 前記加熱し、少くとも部分的に脱水された高酸素再
循環流れを前記吸着／酸化域に復帰させ、汚染物の部分
を脱着、その後、酸化させて二酸化炭素と水からなる酸
化汚染物とする工程と； (g) 前記工程（ｂ）乃至（ｆ）を吸着／酸化域の汚染物
の濃度が所望のレベルに低下するまで反復する工程と； (h) 前記吸着／酸化域を再生させる工程と；からなるこ
とを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明をよりよく理解するため、酸素含有気体
からの低濃度の被酸化性有機汚染物を、吸着剤にそれを
吸着させた後、無害の生成物に現場接触酸化させて除去
ならびに破壊する先行技術を理解することが重要であ
る。前記先行技術は「ダルトン」ほかの米国特許第４，
０２５，６０５号に次のように教示されている：酸素含
有不活性気体からの低濃度の被酸化有機汚染物除去の方
法で、次の工程： ａ．前記汚染物を入口と出口の備わる反応域内で、白金
金属、パラジウム金属とその塩もしくはその混合物から
なる群より選ばれる酸化触媒と直接接触する収着剤に、
前記気体を前記入口と前記収着剤を通過させて吸着させ
る工程と； ｂ．前記生成汚染を除去した気体を前記出口から除去す
る工程と； ｃ．前記酸素含有不活性気体の前記収着剤を通る通路
を、前記汚染を除去した気体中の汚染物が所望の濃度に
達する時、前記入口と出口を閉鎖することで遮断する工
程と； ｄ．前記汚染物を間接加熱により前記収着剤に脱着させ
る工程と； ｅ．前記脱着汚染物を前記酸化触媒と酸素と前記反応域
の空隙に残留する前記酸素含有不活性気体中に共存させ
て酸化させ無害の反応生成物とする工程と； ｆ．前記無害の反応生成物を前記反応域から排気してパ
ージする工程と； ｇ．前記反応域を周囲条件に冷却する工程と；からなる
方法。
からの低濃度の被酸化性有機汚染物を、吸着剤にそれを
吸着させた後、無害の生成物に現場接触酸化させて除去
ならびに破壊する先行技術を理解することが重要であ
る。前記先行技術は「ダルトン」ほかの米国特許第４，
０２５，６０５号に次のように教示されている：酸素含
有不活性気体からの低濃度の被酸化有機汚染物除去の方
法で、次の工程： ａ．前記汚染物を入口と出口の備わる反応域内で、白金
金属、パラジウム金属とその塩もしくはその混合物から
なる群より選ばれる酸化触媒と直接接触する収着剤に、
前記気体を前記入口と前記収着剤を通過させて吸着させ
る工程と； ｂ．前記生成汚染を除去した気体を前記出口から除去す
る工程と； ｃ．前記酸素含有不活性気体の前記収着剤を通る通路
を、前記汚染を除去した気体中の汚染物が所望の濃度に
達する時、前記入口と出口を閉鎖することで遮断する工
程と； ｄ．前記汚染物を間接加熱により前記収着剤に脱着させ
る工程と； ｅ．前記脱着汚染物を前記酸化触媒と酸素と前記反応域
の空隙に残留する前記酸素含有不活性気体中に共存させ
て酸化させ無害の反応生成物とする工程と； ｆ．前記無害の反応生成物を前記反応域から排気してパ
ージする工程と； ｇ．前記反応域を周囲条件に冷却する工程と；からなる
方法。
【０００９】「ダルトン」法を、被酸化性有機汚染物と
しての塩化ビニルと、酸素含有気体としての空気に関連
して具体的に示した。「ダルトン」法における酸化工程
に必要な酸素を、前記吸着工程中の反応域にある空隙に
捕捉状態になっている空気の流れにある酸素のその部分
から供給する。しかし、「ダルトン」法での問題は、そ
れがより重い被酸化性有機汚染物例えばブタンに適用さ
れた時である。
しての塩化ビニルと、酸素含有気体としての空気に関連
して具体的に示した。「ダルトン」法における酸化工程
に必要な酸素を、前記吸着工程中の反応域にある空隙に
捕捉状態になっている空気の流れにある酸素のその部分
から供給する。しかし、「ダルトン」法での問題は、そ
れがより重い被酸化性有機汚染物例えばブタンに適用さ
れた時である。
【００１０】最初の問題は酸化工程中、吸着／酸化域
（ダルトン法での「反応域」）に凝縮する水である。こ
の問題は１分子当りいくつかの水素原子を含むより重い
汚染物の酸化が軽い汚染物の酸化に比べより多量の水を
生成する事実によりもたらされる。その結果、吸着／酸
化域における水の分圧が、存在する反応条件で水の蒸気
圧に達し、又水が吸着／酸化域で凝縮を始めるまでに強
まる。凝縮は吸着剤の気孔を閉塞して、更に汚染物の脱
着を閉塞させる。これは、吸着剤が比較的に疎水性（以
下に討議される系の好ましい吸着剤）であり、従って、
水を主として未吸着にして気相のまま残す場合は、特に
当て嵌まる。そのうえ、この問題は、軽い汚染物例えば
塩化ビニルに関しても、前記軽汚染物の吸着濃度が十分
高い場合にも起こり得る。
（ダルトン法での「反応域」）に凝縮する水である。こ
の問題は１分子当りいくつかの水素原子を含むより重い
汚染物の酸化が軽い汚染物の酸化に比べより多量の水を
生成する事実によりもたらされる。その結果、吸着／酸
化域における水の分圧が、存在する反応条件で水の蒸気
圧に達し、又水が吸着／酸化域で凝縮を始めるまでに強
まる。凝縮は吸着剤の気孔を閉塞して、更に汚染物の脱
着を閉塞させる。これは、吸着剤が比較的に疎水性（以
下に討議される系の好ましい吸着剤）であり、従って、
水を主として未吸着にして気相のまま残す場合は、特に
当て嵌まる。そのうえ、この問題は、軽い汚染物例えば
塩化ビニルに関しても、前記軽汚染物の吸着濃度が十分
高い場合にも起こり得る。
【００１１】注目すべきことは、より重い汚染物の酸化
が、軽汚染物の酸化に比べより多量の二酸化炭素を生成
するが、これは通常では、二酸化炭素を大抵の系では共
吸着しないので、問題を提起しない。従って、本系の空
隙の二酸化炭素の分圧は中程度のままである。
が、軽汚染物の酸化に比べより多量の二酸化炭素を生成
するが、これは通常では、二酸化炭素を大抵の系では共
吸着しないので、問題を提起しない。従って、本系の空
隙の二酸化炭素の分圧は中程度のままである。
【００１２】次表１は吸着ずみブタン（１００°Ｆ−約
３７．８℃の温度における不活性気体例えば空気から活
性炭素に吸着された５０ｐｐｍのブタンでその場合、本
系を酸化触媒の共存で３００°Ｆ−約１４８．９℃の温
度に引き続き加熱する）の酸化反応中、二酸化炭素と水
の分圧に起こる変化の実施例を示す。表１は吸着／酸化
域から除去しない場合、水の分圧（前記ブタンが徐々に
酸化されるに従って）に現れる異常な上昇を示す。ブタ
ンの分圧は、炭素層が３００°Ｆ−約１４８．９℃の温
度に加熱され、その後、ブタンの酸化が水と二酸化炭素
を形成させるため徐々に降下する時、ほぼ０．２０３気
圧に上昇する。３００°Ｆ−約１４８．９℃の温度にお
ける水の蒸気圧は僅かに４．５６気圧で水が表１に示さ
れた酸化工程中に到達する分圧よりもかなり低い。
３７．８℃の温度における不活性気体例えば空気から活
性炭素に吸着された５０ｐｐｍのブタンでその場合、本
系を酸化触媒の共存で３００°Ｆ−約１４８．９℃の温
度に引き続き加熱する）の酸化反応中、二酸化炭素と水
の分圧に起こる変化の実施例を示す。表１は吸着／酸化
域から除去しない場合、水の分圧（前記ブタンが徐々に
酸化されるに従って）に現れる異常な上昇を示す。ブタ
ンの分圧は、炭素層が３００°Ｆ−約１４８．９℃の温
度に加熱され、その後、ブタンの酸化が水と二酸化炭素
を形成させるため徐々に降下する時、ほぼ０．２０３気
圧に上昇する。３００°Ｆ−約１４８．９℃の温度にお
ける水の蒸気圧は僅かに４．５６気圧で水が表１に示さ
れた酸化工程中に到達する分圧よりもかなり低い。
【００１３】
【表１】 ブタン酸化中の水と二酸化炭素の生成 成 分 の 分 圧（気圧） ブ タ ン 二酸化炭素 水 ０．０２０３００ ０ ０ ０．０１８９００ ０．２５ ２．６９ ０．０１７４００ ０．５０ ５．２８ ０．０１４４００ １．００ １０．３４ ０．０１１４００ １．５０ １５．２０ ０．００８４００ ２．００ １９．７２ ０．００２２００ ３．００ ２８．３４ ０．００００６６ ３．３５ ３１．１５ 「ダルトン」法の次の問題は前記現場酸化工程中に起こ
る酸素の奪取である。この問題は反応域の空隙に捕捉さ
れる量よりも多量の酸素がより重い汚染物の酸化に必要
とされることがある。前記最初の問題で起こるのと同様
にこの２番目の問題は、軽い汚染物の吸着濃度が十分に
高い場合、軽い汚染物に関しても起こり得る。酸化工程
中に起こる酸化奪取は更に、逆により高い酸化温度を必
要とする汚染物の酸化速度を低下させる。この問題はダ
ルトンの処理される気体が非空気であるか、そうでない
酸素が希薄なものである時、特に深刻である。
る酸素の奪取である。この問題は反応域の空隙に捕捉さ
れる量よりも多量の酸素がより重い汚染物の酸化に必要
とされることがある。前記最初の問題で起こるのと同様
にこの２番目の問題は、軽い汚染物の吸着濃度が十分に
高い場合、軽い汚染物に関しても起こり得る。酸化工程
中に起こる酸化奪取は更に、逆により高い酸化温度を必
要とする汚染物の酸化速度を低下させる。この問題はダ
ルトンの処理される気体が非空気であるか、そうでない
酸素が希薄なものである時、特に深刻である。
【００１４】本発明は上述の諸問題を克服する「ダルト
ン」法の改良である。本発明は、閉ループ再循環図式を
汚染物の吸着／酸化の間中ずっと水除去と酸素添加を提
供する「ダルトン」の基本方法に組み込むことによって
これらの問題を克服する。この方法では、水が凝縮し、
最適の酸化条件に必要とされる酸素の量を確実にするま
でには水は決して集まることはない。
ン」法の改良である。本発明は、閉ループ再循環図式を
汚染物の吸着／酸化の間中ずっと水除去と酸素添加を提
供する「ダルトン」の基本方法に組み込むことによって
これらの問題を克服する。この方法では、水が凝縮し、
最適の酸化条件に必要とされる酸素の量を確実にするま
でには水は決して集まることはない。
【００１５】この発明により、極微量（１０ｐｐｍ以
下）の被酸化性有機汚染物をも気体流れから除去でき
る。本発明が関係する被酸化性有機汚染物の実施例には
事実上すべての炭化水素とハロカーボンが含まれる。こ
の方法で安全に実施できる汚染物の濃度上限は、特定の
汚染物・吸着剤結合の収着特性と脱着／酸化工程の温度
により測定される。換言すれば、高温での汚染物の脱着
中、反応域における空気・汚染物混合物の濃度がその爆
発／引火の下限を超えることがあってはならない。
下）の被酸化性有機汚染物をも気体流れから除去でき
る。本発明が関係する被酸化性有機汚染物の実施例には
事実上すべての炭化水素とハロカーボンが含まれる。こ
の方法で安全に実施できる汚染物の濃度上限は、特定の
汚染物・吸着剤結合の収着特性と脱着／酸化工程の温度
により測定される。換言すれば、高温での汚染物の脱着
中、反応域における空気・汚染物混合物の濃度がその爆
発／引火の下限を超えることがあってはならない。
【００１６】上述で注目されるように、疎水性吸着剤が
本発明の好ましい吸着剤である。疎水性吸着剤は処理さ
れる大抵の流れに水蒸気が通常飽和量で含まれているの
で好ましい。（親水性吸着剤は気相からの競合水吸着を
させるので、有機汚染物の吸着を著しく低下させる）。
疎水性吸着剤の実施例には炭素、木炭及び高シリカゼオ
ライトが含まれる。
本発明の好ましい吸着剤である。疎水性吸着剤は処理さ
れる大抵の流れに水蒸気が通常飽和量で含まれているの
で好ましい。（親水性吸着剤は気相からの競合水吸着を
させるので、有機汚染物の吸着を著しく低下させる）。
疎水性吸着剤の実施例には炭素、木炭及び高シリカゼオ
ライトが含まれる。
【００１７】本発明では、比較的低い温度での汚染物の
事実上完全かつ中程度に早い酸化に触媒を必要とする。
前記酸化触媒は吸着剤に含浸させるか、あるいは他の方
法で付着させることができる。別の方法として、触媒を
周知の触媒キャリヤー例えばアルミナ、シリカ・アルミ
ナ、ゼオライト（結晶アルミナシリカゼオライト）その
他同種のもののいずれかに付着させて、できた付着酸化
触媒をその後、固形物ブレンディング技術により前記吸
着剤と混合する。触媒は前記キャリヤーの上に重量比で
金属の約０．０５乃至７％の重さで存在する。１つの好
ましい実施例では、活性化炭素が触媒キャリヤーと吸着
剤の双方として役立つ。吸着／酸化域に吸着剤の層に続
いて触媒の層を用いることも可能である。このような場
合、吸着剤を吸着工程中、吸着／酸化域の入口端に配置
する。
事実上完全かつ中程度に早い酸化に触媒を必要とする。
前記酸化触媒は吸着剤に含浸させるか、あるいは他の方
法で付着させることができる。別の方法として、触媒を
周知の触媒キャリヤー例えばアルミナ、シリカ・アルミ
ナ、ゼオライト（結晶アルミナシリカゼオライト）その
他同種のもののいずれかに付着させて、できた付着酸化
触媒をその後、固形物ブレンディング技術により前記吸
着剤と混合する。触媒は前記キャリヤーの上に重量比で
金属の約０．０５乃至７％の重さで存在する。１つの好
ましい実施例では、活性化炭素が触媒キャリヤーと吸着
剤の双方として役立つ。吸着／酸化域に吸着剤の層に続
いて触媒の層を用いることも可能である。このような場
合、吸着剤を吸着工程中、吸着／酸化域の入口端に配置
する。
【００１８】触媒の選択は汚染物の種類により決まって
くる。現方法では、白金金属、パラジウム金属やその塩
が幅広い適用性をもっていることがわかった。そのう
え、都合のよいことにはこれらの触媒はこの方法で用い
られる比較的低い温度で吸着剤炭素の酸化に対して相対
的に不活性であることがわかった。注目すべきことは、
水蒸気が汚染気体供給材料に存在してもこれらの触媒の
反応性に害のないことである。この水蒸気は気体供給材
料から到来するか、あるいは酸化中のなんらかの時点で
付加されたものであろう。
くる。現方法では、白金金属、パラジウム金属やその塩
が幅広い適用性をもっていることがわかった。そのう
え、都合のよいことにはこれらの触媒はこの方法で用い
られる比較的低い温度で吸着剤炭素の酸化に対して相対
的に不活性であることがわかった。注目すべきことは、
水蒸気が汚染気体供給材料に存在してもこれらの触媒の
反応性に害のないことである。この水蒸気は気体供給材
料から到来するか、あるいは酸化中のなんらかの時点で
付加されたものであろう。
【００１９】本発明による脱着／酸化温度は２００°Ｆ
（約９３．３℃）という低温である。上限は本方法で用
いられる特定の炭質吸着剤の発火温度で規定される。吸
着剤には約４００乃至７５０°Ｆ（約９３．３℃乃至３
９８．９℃）の発火温度があるので、本発明の実施可能
の温度は約２００乃至４００°Ｆ（約９３．３℃乃至２
０４．４℃）の範囲内である。一般には、反応温度が高
ければ高いほど、汚染物の酸化速度は更に急速になる。
しかし、実際的かつ経済的見地から、吸着／酸化工程を
約２５０°Ｆ乃至３５０°Ｆ（約１２１．１℃乃至１７
６．７℃）の範囲内の温度で実施することが好ましい。
換言すれば、工程（ｅ）の再循環流れを約２５０°Ｆ乃
至３５０°Ｆ（約１２１．１℃乃至１７６．７℃）の温
度に加熱することが好ましい。
（約９３．３℃）という低温である。上限は本方法で用
いられる特定の炭質吸着剤の発火温度で規定される。吸
着剤には約４００乃至７５０°Ｆ（約９３．３℃乃至３
９８．９℃）の発火温度があるので、本発明の実施可能
の温度は約２００乃至４００°Ｆ（約９３．３℃乃至２
０４．４℃）の範囲内である。一般には、反応温度が高
ければ高いほど、汚染物の酸化速度は更に急速になる。
しかし、実際的かつ経済的見地から、吸着／酸化工程を
約２５０°Ｆ乃至３５０°Ｆ（約１２１．１℃乃至１７
６．７℃）の範囲内の温度で実施することが好ましい。
換言すれば、工程（ｅ）の再循環流れを約２５０°Ｆ乃
至３５０°Ｆ（約１２１．１℃乃至１７６．７℃）の温
度に加熱することが好ましい。
【００２０】注目すべきことは、本発明の反応機構を接
触酸化だけに限定する必要のないことである。例えば、
塩化ビニル単量体の塩化パラジウム接触反応の場合に、
加水分解が酸化のほかに起こることがある。
触酸化だけに限定する必要のないことである。例えば、
塩化ビニル単量体の塩化パラジウム接触反応の場合に、
加水分解が酸化のほかに起こることがある。
【００２１】「ダルトン」法で実施する場合と同じく、
本発明の基本的長所は、（１）流れを含む全汚染物が酸
化温度に加熱される必要のない事実と、（２）酸化工程
には非常に短い反応滞留時間の制約のない事実を含むこ
とである。この後者の長所は何時間（何秒とういより
も）もの滞留時間を使用可能にすることである。これは
超選択性かつ超反応性触媒使用の必要がなくなる一方、
中程度の量の触媒を用いるだけで非常に高い度合（１ｐ
ｐｍ以下）の汚染物除去できる。長い滞留時間は更に低
い脱着／酸化温度（４００°Ｆ−約２０４，４℃）の使
用を可能にし、それは（１）エネルギー必要量を更に減
少させ、（２）炭素性吸着の使用を可能にし、更に
（３）被酸化性有機汚染物が芳香族もしくは重炭化水素
である時に起こり得るコーキングのような副反応の発生
を防ぐ。
本発明の基本的長所は、（１）流れを含む全汚染物が酸
化温度に加熱される必要のない事実と、（２）酸化工程
には非常に短い反応滞留時間の制約のない事実を含むこ
とである。この後者の長所は何時間（何秒とういより
も）もの滞留時間を使用可能にすることである。これは
超選択性かつ超反応性触媒使用の必要がなくなる一方、
中程度の量の触媒を用いるだけで非常に高い度合（１ｐ
ｐｍ以下）の汚染物除去できる。長い滞留時間は更に低
い脱着／酸化温度（４００°Ｆ−約２０４，４℃）の使
用を可能にし、それは（１）エネルギー必要量を更に減
少させ、（２）炭素性吸着の使用を可能にし、更に
（３）被酸化性有機汚染物が芳香族もしくは重炭化水素
である時に起こり得るコーキングのような副反応の発生
を防ぐ。
【００２２】
【実施例】図１は本発明の方法の１つの実施例の流れ図
で、複数の吸着／酸化域からなり、そのおのおのが工程
（ａ）乃至（ｈ）のそれぞれの作業周期を受けるが、逐
次互いと平行して集団的に機能させられる系の中で実施
する方法を示す。ここで図１を参照。前記系の構成部品
は、吸着／酸化域１００と２００、気体冷却／水凝縮器
３００、循環気体ポンプ４００、気体加熱器５００とス
イッチ弁１００乃至１０５と２０１乃至２０５からな
る。供給材料気体流れ１０を含む汚染物を先ず、汚染物
の滞留に選択性があり、かつ酸化触媒と直接接触してい
る吸着剤を充満させた吸着／酸化域１００を通過させる
（工程ａ）。このような通過は典型的例として近周囲温
度に行ない、それを域１００からの汚染物が漏出と終る
まで、あるいは少なくなるまで継続し、汚染を除去した
気体を流れ１２に生成させる。この時点で、汚染含有供
給材料気体流れ１０を域１００と逐次平行して機能させ
られる吸着／反応域２００に切換えて、供給材料気体処
理の連続性を保たせる。更にこの時点で、再循環流れ１
４を域１００の空隙から抜き取り（工程ｂ）、流れ１６
からの酸素で強化し（工程ｃ）、気体冷却器／水凝縮器
３００で冷却してその水の少くとも一部分を流れ１８に
凝縮（工程ｄ）し、加熱器５００で所望の脱着／酸化温
度に加熱（工程ｅ）して、最後に、域１００に戻して汚
染物の一部を脱着、その後、酸化させて二酸化炭素と水
からなる酸化汚染物を生成させる（工程ｆ）。工程
（ｂ）乃至（ｆ）からなるこの再循環ループを域１００
にある汚染物の濃度が所望のレベルに低下するまで反復
する（工程ｇ）。（循環気体ポンプ４００を再循環流れ
１４の循環に用いる）。工程（ｇ）の後、周囲空気流れ
２０を域１００を通過させて域１００を再生して、前記
吸着／酸化域を近周囲温度まで戻し冷却し、同時に前記
吸着／反応域から吸着されるか、あるいは別の方法で域
１００に残っている気体のほぼ全部を洗い流す（工程
ｈ）。（別の方法として、再生は気体の排気ならびに循
環を再循環ループを通すが加熱器５００は止めて継続さ
せて達成できる）。域１００の再生後、作業周期は完了
し、工程（ａ）乃至（ｈ）の新しい作業周期が開始でき
る。次表２は図１の域の操作と完全作業周期中の弁の配
列法を要約したものである。
で、複数の吸着／酸化域からなり、そのおのおのが工程
（ａ）乃至（ｈ）のそれぞれの作業周期を受けるが、逐
次互いと平行して集団的に機能させられる系の中で実施
する方法を示す。ここで図１を参照。前記系の構成部品
は、吸着／酸化域１００と２００、気体冷却／水凝縮器
３００、循環気体ポンプ４００、気体加熱器５００とス
イッチ弁１００乃至１０５と２０１乃至２０５からな
る。供給材料気体流れ１０を含む汚染物を先ず、汚染物
の滞留に選択性があり、かつ酸化触媒と直接接触してい
る吸着剤を充満させた吸着／酸化域１００を通過させる
（工程ａ）。このような通過は典型的例として近周囲温
度に行ない、それを域１００からの汚染物が漏出と終る
まで、あるいは少なくなるまで継続し、汚染を除去した
気体を流れ１２に生成させる。この時点で、汚染含有供
給材料気体流れ１０を域１００と逐次平行して機能させ
られる吸着／反応域２００に切換えて、供給材料気体処
理の連続性を保たせる。更にこの時点で、再循環流れ１
４を域１００の空隙から抜き取り（工程ｂ）、流れ１６
からの酸素で強化し（工程ｃ）、気体冷却器／水凝縮器
３００で冷却してその水の少くとも一部分を流れ１８に
凝縮（工程ｄ）し、加熱器５００で所望の脱着／酸化温
度に加熱（工程ｅ）して、最後に、域１００に戻して汚
染物の一部を脱着、その後、酸化させて二酸化炭素と水
からなる酸化汚染物を生成させる（工程ｆ）。工程
（ｂ）乃至（ｆ）からなるこの再循環ループを域１００
にある汚染物の濃度が所望のレベルに低下するまで反復
する（工程ｇ）。（循環気体ポンプ４００を再循環流れ
１４の循環に用いる）。工程（ｇ）の後、周囲空気流れ
２０を域１００を通過させて域１００を再生して、前記
吸着／酸化域を近周囲温度まで戻し冷却し、同時に前記
吸着／反応域から吸着されるか、あるいは別の方法で域
１００に残っている気体のほぼ全部を洗い流す（工程
ｈ）。（別の方法として、再生は気体の排気ならびに循
環を再循環ループを通すが加熱器５００は止めて継続さ
せて達成できる）。域１００の再生後、作業周期は完了
し、工程（ａ）乃至（ｈ）の新しい作業周期が開始でき
る。次表２は図１の域の操作と完全作業周期中の弁の配
列法を要約したものである。
【００２３】
【表２】 時 間 域操作＊ 弁位置（Ｏ＝開：Ｃ＝閉）間 隔 100 200 101 102 103 104 105 201 202 203 204 205 0-15 a b-g 0 C C O C C O O C C 15-16 a h 0 C C O C C C C O O 16-31 b-g a C O O C C O C C O C 31-32 h a C C C O O O C C O C ＊ ａ＝上述の通り、又請求項１に定義する工程（ａ） ｂ−ｇ＝上述の通り、又請求項１に定義する工程（ｂ）
乃至（ｇ） ｈ＝上述の通り、又請求項２と３に定義する工程（ｈ）
乃至（ｇ） ｈ＝上述の通り、又請求項２と３に定義する工程（ｈ）
【００２４】
【発明の効果】汚染物の脱着／酸化を通して水の除去と
酸素強化を提供する。
酸素強化を提供する。
【図１】複数の吸着／酸化域で、そのおのおのが工程
（ａ）乃至（ｈ）の前記域それぞれの作業周期を受ける
一方、互いと逐次平行に集団的に操作される域からなる
系において実施される本発明の方法の一実施例のフロー
チャートである。
（ａ）乃至（ｈ）の前記域それぞれの作業周期を受ける
一方、互いと逐次平行に集団的に操作される域からなる
系において実施される本発明の方法の一実施例のフロー
チャートである。
１０ 供給材料気体流れ １２ 汚染除去気体流れ １４ 再循環流れ １６ 酸素強化流れ １８ 凝縮流れ ２０ 周囲空気流れ １００ 吸着／酸化域 １０１ スイッチ弁 １０２ スイッチ弁 １０３ スイッチ弁 １０４ スイッチ弁 １０５ スイッチ弁 ２００ 吸着／酸化域 ２０１ スイッチ弁 ２０２ スイッチ弁 ２０３ スイッチ弁 ２０４ スイッチ弁 ２０５ スイッチ弁 ３００ 気体冷却器／水凝縮器 ４００ 循環気体ポンプ ５００ 気体加熱器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/70 53/86 Ｂ０１Ｊ 20/10 Ｃ 7202−4Ｇ 20/20 Ｄ 7202−4Ｇ 23/63 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ 53/36 Ｇ 8017−4Ｇ Ｂ０１Ｊ 23/56 Ａ (72)発明者 トーマス．アズバリー．マニュエル アメリカ合衆国．18103．ペンシルバニア 州．アレンタウン．グリーンブライアー. レーン．2922 (56)参考文献 特開 昭51−134368（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】 気体流れからの低濃度被酸化性有機汚染
物の除去ならびに破壊の方法で： (a) 前記気体流れを、汚染物の滞留に選択性を有し、か
つ酸化触媒と直接接触する吸着剤を充満させた吸着／酸
化域を通過させ、それを前記吸着／酸化域からの汚染物
が漏出するまで、あるいは少量になるまで継続して、汚
染を除去した気体の流れを生成させる工程と； (b) 再循環流れを前記吸着／酸化域の空隙から抜取る工
程と； (c) 酸素を前記再循環流れに付加する工程と； (d) 前記高酸素再循環流れを冷却して前記高酸素循環流
れに含まれた水の少くとも適当な部分を凝縮させる工程
と； (e) 前記冷却し、かつ少くとも部分脱水された高酸素再
循環流れを加熱する工程と； (f) 前記加熱し、少くとも部分的に脱水された高酸素再
循環流れを前記吸着／酸化域に復帰させ、汚染物の一部
を脱着、その後酸化させて二酸化炭素と水からなる酸化
汚染物を生成させる工程と； (g) 前記工程(b) 乃至(f) を吸着／酸化域の汚染物の濃
度が所望のレベルに低下するまで反復する工程と；から
なる方法。 - 【請求項２】 前記工程(g) に引き続き、前記方法が更
に： (h) 前記吸着／酸化域を再生させる工程：からなること
を特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記工程(h) に引き続き、前記工程(a)
乃至(h) を工程の間断ない反復作業周期として実施する
ことを特徴とする請求項２の方法。 - 【請求項４】 前記方法を複数の吸着／酸化域で、その
おのおのが前記域それぞれの工程の作業周期を受ける一
方、逐次互いと平行に集団的に操作される複数の域から
なる系で実施することを特徴とする請求項３の方法。 - 【請求項５】 前記工程(h) の再生工程が、周囲空気の
流れを吸着／酸化域を通過させて前記吸着／酸化域を冷
却し、同時に前記吸着／反応域から吸着もしくは別の仕
方で吸着／酸化域に残留する気体のほぼ全部を洗い流す
工程からなることを特徴とする請求項２の方法。 - 【請求項６】 前記吸着剤が炭素、木炭と高シリカゼオ
ライトからなる群より選ばれることと、前記酸化触媒が
白金金属、パラジウム金属、それらの塩と、それらの混
合物からなる群より選ばれることを特徴とする請求項１
の方法。 - 【請求項７】 前記酸化触媒をアルミナキャリヤーに付
着させることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項８】 前記触媒を炭素キャリヤーが吸着剤とし
ても役立つ炭素キャリヤーに付着させることを特徴とす
る請求項１の方法。 - 【請求項９】 前記工程(e) が再循環流れを２５０乃至
３５０°Ｆ（約１２１．１℃乃至１７６．７℃）の温度
に加熱することからなる請求項１の方法。 - 【請求項１０】 前記被酸化性有機汚染物が気体流れに
重量比で最高約５％の濃度で存在することを特徴とする
請求項１の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US98158692A | 1992-11-25 | 1992-11-25 | |
| US07/981586 | 1992-11-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226040A JPH06226040A (ja) | 1994-08-16 |
| JPH0755284B2 true JPH0755284B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=25528489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5314104A Expired - Lifetime JPH0755284B2 (ja) | 1992-11-25 | 1993-11-19 | 気体流れからの低濃度被酸化性有機汚染物の除去ならびに破壊の方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0599271A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0755284B2 (ja) |
| CA (1) | CA2103474A1 (ja) |
| MX (1) | MX9307280A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4420224C2 (de) * | 1993-06-24 | 1996-09-26 | Mannesmann Ag | Verfahren zur Entfernung unerwünschter Beimengungen eines Gases |
| DE19532279C2 (de) * | 1995-09-01 | 1998-07-23 | Cs Halbleiter Solartech | Vorrichtung zur Reinigung von Gasen, die ozonabbauende und/oder klimawirksame halogenierte Verbindungen enthalten |
| KR100358624B1 (ko) * | 1998-06-22 | 2002-10-25 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 오염 물질을 함유하는 오염 유체의 처리 방법 |
| CN100342949C (zh) * | 2005-01-21 | 2007-10-17 | 钟礼晖 | 将废气转化为能源循环利用的工业有机废气的净化处理方法 |
| CN104174270A (zh) * | 2014-08-04 | 2014-12-03 | 龚晓 | 去除可挥发性有机污染物和/或致病性微生物的方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4025605A (en) * | 1975-05-07 | 1977-05-24 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for removing low concentrations of oxidizable organic contaminants from an oxygen-containing inert gas |
| DE4003668A1 (de) * | 1989-02-20 | 1990-08-23 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zur entfernung von kohlenwasserstoffen, kohlenwasserstoffverbindungen und chlorierten kohlenwasserstoffen aus abluft |
| JP3078850B2 (ja) * | 1990-12-28 | 2000-08-21 | 日揮ユニバーサル株式会社 | ゼオライト含有吸着組成物およびこの吸着組成物を含む吸着分解組成物 |
| US5198001A (en) * | 1991-09-13 | 1993-03-30 | Calgon Carbon Corporation | Apparatus and process for removing organic compounds from a gas stream |
-
1993
- 1993-11-18 CA CA002103474A patent/CA2103474A1/en not_active Abandoned
- 1993-11-19 JP JP5314104A patent/JPH0755284B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-22 MX MX9307280A patent/MX9307280A/es unknown
- 1993-11-23 EP EP93118827A patent/EP0599271A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX9307280A (es) | 1994-07-29 |
| EP0599271A1 (en) | 1994-06-01 |
| CA2103474A1 (en) | 1994-05-26 |
| JPH06226040A (ja) | 1994-08-16 |
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