JPH08318135A - 塩素化有機化合物の分解法 - Google Patents

塩素化有機化合物の分解法

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JPH08318135A
JPH08318135A JP7207753A JP20775395A JPH08318135A JP H08318135 A JPH08318135 A JP H08318135A JP 7207753 A JP7207753 A JP 7207753A JP 20775395 A JP20775395 A JP 20775395A JP H08318135 A JPH08318135 A JP H08318135A
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JP
Japan
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catalyst
oxide
tin
chlorinated organic
vanadium
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JP7207753A
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English (en)
Inventor
Ken Shiragami
研 白神
Kenichi Kiyono
健一 清野
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】不純物に対して耐久性が有り且つ比較的安価な
触媒を使用した経済的に有利な塩素化有機化合物の分解
方法を提供する。 【解決手段】塩素化有機化合物含有ガスを100〜50
0℃の温度において、0.5〜25vol%の酸素の存
在下、バナジウム及びスズを含む酸化物触媒と接触させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩素化有機化合物
の分解法に関するものであり、詳しくは、都市ごみや産
業廃棄物などの燃焼に伴って発生するダイオキシン等の
塩素化有機化合物をバナジウム及びスズを含む酸化物触
媒に接触させて分解する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物などの燃焼排ガス
中には、通常ダイオキシンやその前駆体と考えられる芳
香族塩素化合物などの塩素化有機化合物が含有されてい
る。一般に塩素化有機化合物は程度の差はあるが、毒性
が強く、特にダイオキシンは動植物に対して催奇性など
の著しい悪影響を与える程の猛毒であり、燃焼排ガス中
のその含有量を極力減少させることが必要である。その
ため、このダイオキシン等の塩素化有機化合物の除去法
が種々提案されている。その中で、接触分解法は、50
0℃以下の条件で処理を行うことが出来る優れた方法で
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしなから、従来提
案された接触分解法における触媒は、燃焼排ガス中に含
まれている窒素酸化物、硫黄酸化物、重金属ヒューム等
の不純物に対し、耐久性が欠けると言う問題がある。ま
た、従来の白金やパラジウム触媒は高価である。
【0004】本発明は、斯かる実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、不純物に対して耐久性が有り且つ
比較的安価な触媒を使用した経済的に有利な塩素化有機
化合物の分解方法を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、塩素化有機化合物含有ガスを100〜500℃の温
度において、0.5〜25vol%の酸素の存在下、バ
ナジウム及びスズを含む酸化物触媒と接触させることを
特徴とする塩素化有機化合物の分解法に存する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について詳細
に説明する。本発明で対象とする排ガスとしては、例え
ば、都市ごみや産業廃棄物などの燃焼排ガス等が挙げら
れる。斯かる燃焼排ガスには、通常、2,3,7,8−
テトラクロロジベンゾダイオキシン、2,3,4,7,
8−ペンタクロロジベンゾフランで代表されるダイオキ
シン類が10〜40ng/Nm3 含まれている。更に、
これらダイオキシン類の前駆体であるモノクロロベンゼ
ン、ジクロロベンゼン又はo−クロロフェノール、クロ
ロベンゾフラン等の塩素化有機化合物も含まれている。
【0007】本発明においては、塩素化有機化合物の分
解触媒として、バナジウム及びスズを含む酸化物を使用
する。斯かる酸化物触媒は、特に硫黄酸化物に対する耐
被毒性に優れている。酸化物触媒は、通常、担体に担持
して使用される。担体としては、公知のシリカ、珪藻
土、アルミナ等を使用することも出来るが、チタニアを
使用するのが好ましい。特に、燃焼排ガス中に硫黄酸化
物が含まれている場合には、チタニアが好ましく使用さ
れる。
【0008】バナジウム酸化物の担持量は、チタニア
(TiO2 )に対し、通常0.5〜50wt%、好まし
くは2〜40wt%である。また、スズ酸化物の担持量
は、チタニア(TiO2 )に対し、通常0.1〜50w
t%、好ましくは0.3〜40wt%である。更に、バ
ナジウム酸化物に対するスズ酸化物の含有量は、通常
0.1〜1重量倍、好ましくは0.1〜0.7重量倍で
ある。
【0009】本発明では、触媒の第3成分として、例え
ば、モリブデンを併用してもよい。この場合のモリブデ
ン配合比は、スズに対し、通常40wt%以下、好まし
くは20wt%以下である。
【0010】触媒の大きさ及び形状は、一般に、原料性
状、ダストの有無、ガス量、反応器の大きさ等により決
定される。そして、触媒の形状としては、円柱状、球
状、ハニカム状、板状などが挙げられる。
【0011】チタニア担体に酸化物触媒を担持させる方
法としては次の方法が好ましい。すなわち、I)蓚酸水
溶液に五酸化バナジウム(V2 5 )を溶解し、II)塩
酸に塩化スズ(SnCl2 )を溶解し、I)で調製した
水溶液とII)で調製した水溶液とを混合する。III)こ
の混合水溶液中に成形担体を3〜10時間含浸し、IV)
液切りし、V)50〜150℃で3〜50時間乾燥後、
VI)空気気流中、、空間速度(以下SVと略称する)1
00〜2000h-1、温度450〜650℃の条件下に
て焼成することにより、チタニア担体にV2 5 とSn
2 とが担持された触媒を得る。
【0012】図1は、チタニア担持触媒の調製工程の一
例を示すフローチャート図であり、同図に示す調製工程
は、チタニア担体の基材としてハニカム状または板状の
基材を使用する場合に特に好適である。
【0013】基材の材質は特に限定されるものではない
が、格子状などの押出成形品にはコージェライト等が使
用され、コルゲート品にはアルミナ、シリカ等の無機繊
維などが使用される。担体成分であるチタニアをスラリ
ーとして使用する場合は、通常、粘結性のあるチタニア
ゾルをチタニア粉末と併用してスラリーを調製する。し
かしながら、担持量が少量の場合はチタニア粉末を水溶
液に分散させたスラリーのみでもよい。そして、基材に
チタニアスラリーをコーティングして所定形状の担体を
得る。
【0014】バナジウム酸化物の原料としては、特に限
定されないが、V2 5 粉末を使用することが好まし
い。これを蓚酸水溶液に溶解してバナジウム担持用液と
する。スズ酸化物の原料についても特に限定されない
が、塩化スズが好ましく、これを塩酸に溶解しスズ担持
用液とする。これらを混合して使用してもよい。
【0015】そして、バナジウム担持用液とスズ担持用
液とを別々に使用する場合の担持方法としては、先ず、
例えば、バナジウム担持用液に担体を含浸後、乾燥し、
焼成してV2 5 担持触媒を調製し、次に、スズ担持用
液にV2 5 担持触媒を含浸後、乾燥し、焼成する方法
を採用することが出来る。
【0016】ところで、ハニカム触媒を製造する方法と
しては、ハニカムを構成する基材上に担体および触媒成
分を担持する方法、または、担体および触媒成分を成形
助剤と一緒に混練した後に押出成形などによりハニカム
状に成形する方法が挙げられる。この場合の担体として
は、TiO2 以外に例えばSiO2 やAl2 3 等を併
用してもよいが、その際、TiO2 量は、製造後の重量
として、通常30wt%以上とするのが好ましい。
【0017】本発明においては、上記の様に調製して得
られた触媒を使用し、100〜500℃の温度におい
て、0.5〜25vol%の酸素の存在下、塩素化有機
化合物を分解する。温度が100℃未満では分解し難
く、500℃を超えると分解は進行するが、熱消費量が
高く、触媒の耐久性にも支障を来す。分解温度の好まし
い範囲は、150〜400℃である。そして、分解圧力
は、ゲージ圧で通常0〜9kg/cm2 、好ましくは
0.01〜5kg/cm2 である。また、SVは、通常
100〜50000h-1、好ましくは1000〜200
00h-1である。
【0018】上記の接触分解前の燃焼排ガス中にアンモ
ニアガスを導入すると塩素化物の除去と同時に窒素化合
物の分解も可能である。更に、燃焼排ガス中に多少の水
分が含まれていても塩素化物の分解には影響がなく、従
って、斯かる観点からも、本発明における触媒は実用上
好ましい。なお、上記の塩素化有機化合物の処理は、通
常、燃焼排ガスをバグフィルターに通して粉塵などを除
去した後に行われ、分解処理後の排出ガスは、アルカリ
洗浄塔により酸性ガスを除去した後、大気に放出する。
ただし、粉塵、重金属が少ない燃焼排ガスの場合は、バ
グフィルターによる前処理を省略することも出来る。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。
【0020】実施例1 <触媒調製>チタニア粉20.7重量部、チタニアゾル
32.7重量部および1.0wt%硝酸水溶液150重
量部をボールミルに入れ、回転数100rpmで24時
間処理し、固体粉濃度16.2wt%のチタニアスラリ
ーを調製した。このチタニアスラリーに、基材として、
有効表面積20.5cm2 /cm3 、開孔率73%、セ
ル数205セル/inch2 、容積30mlのセラミッ
ク繊維状ハニカム(ニチアス社製)を浸漬した後、空気
ブローを行った。そして、この浸漬および空気ブローを
3回繰り返し、前記のハニカム基材にチタニアをコーテ
ィングしてチタニア担体を製造した。次いで、150℃
で一夜乾燥後、700℃で3時間焼成した。
【0021】V2 5 20重量部と蓚酸46重量部を溶
解したバナジウム水溶液100重量部と10wt%塩酸
20重量部に塩化スズ6重量部を溶解したスズ水溶液と
を混合した。この混合水溶液に上記のコーティングで得
たチタニア担体を室温下、3時間浸漬し、液切り後、6
0℃で5時間乾燥し、120℃で一夜乾燥し、更に50
0℃で3時間焼成した。この様にして調製した触媒の組
成は、V2 5 5.1wt%、SnO2 1.7wt%、
TiO2 43.7wt%、残部はハニカム基材であっ
た。
【0022】<活性試験>ガラス製反応器に上記の触媒
30ccを充填し、常圧固定床流通反応装置で活性試験
を行った。触媒固定床の寸法は、縦26mm、横26m
m、高さ44mmであった。原料ガス組成は、モノクロ
ロベンゼン(MCB)が100ppm、NOが100p
pm、O2 が12vol%、残りはN2 であった。この
原料ガスをSV5000h-1で通しながら昇温し、20
0℃、250℃、300℃、350℃の各温度で1時間
保持した後、反応装置通過ガスをマイクロシリンジでサ
ンプリングし、ガスクロマトグラフィー法で分析した。
分析法は絶対検量線法で行った。結果を表1に示す。な
お、表1中の各記号の意義は表2に示す通りである。
【0023】実施例2 実施例1において、原料ガスにNH3 を100ppm加
えた以外は、実施例1と同様な方法で触媒の活性試験を
行った。結果を表1に示す。
【0024】実施例3 実施例1において、N2 ガスの一部を水分に変えること
により水分含有量が18vol%の原料ガスを使用した
以外は、実施例1と同様な方法で触媒の活性試験を行っ
た。結果を表1に示す。
【0025】実施例4 実施例1において、バナジウム水溶液およびスズ水溶液
中のV及びSnの濃度を変え、さらに、チタニア担体を
バナジウム水溶液に含浸し120℃で18時間乾燥した
後、スズ水溶液に含浸し120℃で18時間乾燥した以
外は、実施例1と同様な方法で触媒を調製した。得られ
た触媒の組成は、V2 5 7.1wt%、SnO2 1.
1wt%、TiO2 36.3wt%であった。実施例1
において、原料ガスにNH3 を100ppm加えた以外
は、実施例1と同様な方法で触媒の活性試験を行った。
結果を表1に示す。
【0026】比較例1 実施例1において、バナジウム水溶液を単独で使用し、
実施例1と同様な方法でSnを含まない触媒を調製し
た。得られた触媒の組成は、V2 5 8.8wt%、T
iO2 37.1wt%であった。実施例1と同様な方法
で触媒の活性試験を行った。結果を表1に示す。
【0027】比較例2 比較例1と同じ触媒を使用し、実施例1において、原料
ガスにNH3 を100ppm加えた以外は、実施例1と
同様な方法で触媒の活性試験を行った。結果を表1に示
す。
【0028】比較例3 比較例1と同じ触媒を使用し、実施例1において、N2
ガスの一部を水分に変えることにより水分含有量が18
vol%の原料ガスを使用した以外は、実施例1と同様
な方法で触媒の活性試験を行った。結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】 A :V2 5 5.1wt%、SnO2 1.7wt
%、TiO2 43.7wt% B :V2 5 7.1wt%、SnO2 1.1wt
%、TiO2 36.3wt% C :V2 5 8.8wt%、TiO2 37.1wt
% MCB:モノクロロベンゼン NO :酸化窒素
【0031】上記の各実施例から明らかな様に、バナジ
ウム及びスズ混合酸化物触媒により、モノクロルベンゼ
ンの分解反応(脱塩素化反応)が起こることが分かる。
従って、バナジウム及びスズ混合酸化物触媒により、ダ
イオキシン等の塩素化有機化合物の分解も可能であり、
また、アンモニアを導入することにより窒素酸化物も除
去することが出来る。
【0032】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、低コスト
でしかも不純物に耐久性のあるバナジウム及びスズ混合
酸化物触媒を使用することにより、社会的に問題になっ
ている都市ゴミや産業廃棄物などの燃焼排ガス中の塩素
化有機化合物などの有害物質の除去に有効な方法が提供
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】チタニア担持触媒の調製工程の一例を示すフロ
ーチャート図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩素化有機化合物含有ガスを100〜5
    00℃の温度において、0.5〜25vol%の酸素の
    存在下、バナジウム及びスズを含む酸化物触媒と接触さ
    せることを特徴とする塩素化有機化合物の分解法。
  2. 【請求項2】 酸化物触媒がチタニアに担持され、チタ
    ニアに対するバナジウム酸化物およびスズ酸化物の担持
    量がそれぞれ0.5〜50wt%及び0.1〜50wt
    %である請求項1記載の分解法。
JP7207753A 1995-03-20 1995-07-21 塩素化有機化合物の分解法 Pending JPH08318135A (ja)

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JP7207753A JPH08318135A (ja) 1995-03-20 1995-07-21 塩素化有機化合物の分解法

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JP8749695 1995-03-20
JP7-87496 1995-03-20
JP7207753A JPH08318135A (ja) 1995-03-20 1995-07-21 塩素化有機化合物の分解法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010018330A (ko) * 1999-08-18 2001-03-05 정태섭 다이옥신 제거용 촉매 제조
KR100632591B1 (ko) * 2000-12-16 2006-10-09 에스케이 주식회사 다이옥신 제거용 촉매 조성물 및 이의 제조 방법

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