JPH11128741A - 触媒、触媒の使用方法、排ガス処理設備、排ガス処理方法 - Google Patents

触媒、触媒の使用方法、排ガス処理設備、排ガス処理方法

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JPH11128741A
JPH11128741A JP9300247A JP30024797A JPH11128741A JP H11128741 A JPH11128741 A JP H11128741A JP 9300247 A JP9300247 A JP 9300247A JP 30024797 A JP30024797 A JP 30024797A JP H11128741 A JPH11128741 A JP H11128741A
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exhaust gas
catalyst
dioxin
temperature
dust
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JP9300247A
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English (en)
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Wataru Ihashi
渉 居橋
Takeshi Sakurai
健士 櫻井
Masanobu Naito
雅信 内藤
Shigeki Abe
重毅 安部
Minoru Asai
稔 浅井
Buichi Kondo
武一 近藤
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイオキシンなどを効果的に分解除去し得る
ようにする。 【解決手段】 酸化チタンと酸化ケイ素の少くとも一方
を担体として、酸化バナジウムと酸化タングステンの少
くとも一方を1%〜20%担持し、ダイオキシンの再合
成が起こりにくい100℃〜150℃の低温下でダイオ
キシンおよびその他の有機塩素化合物に対する分解活性
を有する触媒7を設けるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒、触媒の使用
方法、排ガス処理設備、排ガス処理方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に、都市ゴミ焼却炉などには排ガス
処理設備が設けられており、該排ガス処理設備は、図3
に示すようなものである。
【0003】すなわち、都市ゴミその他の廃棄物を燃焼
させる焼却炉1のガス出口部に、焼却炉1から発生され
た温度が800℃以上の排ガス2を200℃〜300℃
程度の温度にまで急激に低下させる排熱回収ボイラやガ
ス冷却塔などの排ガス降温化装置3を設け、排ガス降温
化装置3の下流側に排ガス2に含まれる細かい塵芥分を
除去するバグフィルタなどの集塵装置4を設け、集塵装
置4の下流側に排ガス2を大気へ放出させる煙突5を設
けるようにしたものである。
【0004】かかる構成によれば、都市ゴミその他の廃
棄物を焼却炉1で燃焼させ、燃焼によって発生した温度
が800℃以上の排ガス2を排熱回収ボイラやガス冷却
塔などの排ガス降温化装置3へ導いて温度を200℃〜
300℃程度にまで急激に低下させ、つぎに、排ガス降
温化装置3で温度を200℃〜300℃程度に低下され
た排ガス2をバグフィルタなどの集塵装置4へ導いて排
ガス2に含まれる細かい塵芥分を除去し、最終的に煙突
5から大気へ放出させるようにする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の排ガス処理設備には、以下のような問題があった。
【0006】すなわち、排ガス降温化装置3や集塵装置
4は、ダイオキシンの前駆体となるクロロフェノールや
クロロベンゼンなどの有機塩素化合物からダイオキシン
が合成または再合成され易いとされる600℃〜200
℃の温度域で運転されているので、排ガス降温化装置3
や集塵装置4の内部でクロロフェノールやクロロベンゼ
ンなどのダイオキシン前駆体からダイオキシンが合成ま
たは再合成されてしまう可能性があり、煙突5から大気
へ放出される排ガス2中のダイオキシンの量を減らすこ
とが難しかった。
【0007】本発明は、上述の実情に鑑み、ダイオキシ
ンなどを効果的に分解除去し得るようにした触媒、触媒
の使用方法、排ガス処理設備、排ガス処理方法を提供す
ることを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化チタンと
酸化ケイ素の少くとも一方を担体として、酸化バナジウ
ムと酸化タングステンの少くとも一方を1%〜20%担
持し、ダイオキシンの再合成が起こりにくい100℃〜
150℃の低温下でダイオキシンおよびその他の有機塩
素化合物に対する分解活性を有するよう構成されたこと
を特徴とする触媒にかかるものである。
【0009】また、本発明は、酸化チタンと酸化ケイ素
の少くとも一方を担体として、酸化バナジウムと酸化タ
ングステンの少くとも一方を1%〜20%担持した触媒
を用いて、ダイオキシンの再合成が起こりにくい100
℃〜150℃の温度に降温化された排ガスからダイオキ
シンおよびその他の有機塩素化合物を分解除去すること
を特徴とする触媒の使用方法にかかるものである。
【0010】また、本発明は、高温の排ガスをダイオキ
シンの再合成が起こりにくい100℃〜150℃程度の
温度にまで急激に低下させる排ガス降温化装置と、排ガ
ス降温化装置で降温化された排ガスに含まれる細かい塵
芥分を除去する集塵装置と、集塵装置で塵芥分を除去さ
れた100℃〜150℃の排ガスに含まれるダイオキシ
ンおよびその他の有機塩素化合物を分解除去可能な請求
項1の触媒とを備えたことを特徴とする排ガス処理設備
にかかるものである。
【0011】さらに、本発明は、高温の排ガスを排ガス
降温化装置で、ダイオキシンの再合成が起こりにくい1
00℃〜150℃程度の温度にまで急激に低下させ、排
ガス降温化装置で降温化された排ガスに含まれる細かい
塵芥分を集塵装置で除去し、集塵装置で塵芥分を除去さ
れた100℃〜150℃の排ガスに含まれるダイオキシ
ンおよびその他の有機塩素化合物を請求項1の触媒で分
解除去させることを特徴とする排ガス処理方法にかかる
ものである。
【0012】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
【0013】ダイオキシンの再合成が起こりにくい10
0℃〜150℃の温度でダイオキシンなどに対する分解
活性を有する触媒を使用することにより、低温化させた
排ガス中のダイオキシンを効率的に分解することが可能
となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。
【0015】図1は、本発明の実施の形態の一例であ
る。
【0016】排ガス処理設備の基本的な構成について
は、図3と同様であるため、同一の部分については同一
の符号を付すことにより説明を省略する。
【0017】本発明では、排熱回収ボイラやガス冷却塔
などの排ガス降温化装置6を、焼却炉1から800℃以
上の温度で入ってくる排ガス2を100℃以上150℃
未満、好ましくは、145℃〜105℃程度の低い温度
にまで急激に降温化させ得るようなものとする。
【0018】そして、排ガス降温化装置6の下流側、た
とえば、バグフィルタなどの集塵装置4の出側に、10
0℃以上150℃未満、好ましくは145℃〜105℃
の温度でダイオキシンおよびその他の有機塩素化合物に
対する分解活性を有する触媒7を設ける。
【0019】触媒7は、たとえば、酸化チタンと酸化ケ
イ素の少くとも一方を担体として、酸化バナジウム(V
25)と酸化タングステン(WO3)の少くとも一方を
1%〜20%担持する金属酸化物触媒を使用する。
【0020】つぎに、作動について説明する。
【0021】都市ゴミその他の廃棄物を焼却炉1で燃焼
させることによって発生した、温度が800℃以上の排
ガス2を、排熱回収ボイラやガス冷却塔などの排ガス降
温化装置6へ導いて温度を100℃以上150℃未満、
好ましくは、145℃〜105℃程度の低い温度にまで
急激に降温化させた後、バグフィルタなどの集塵装置4
で排ガス2に含まれる細かい塵芥分を除去し、その後、
100℃以上150℃未満、好ましくは145℃〜10
5℃以上の温度でダイオキシンに対する分解活性を有す
る触媒7へ通し、最終的に煙突5から大気へ放出させる
ようにする。
【0022】この際、触媒7として、たとえば、酸化チ
タンと酸化ケイ素の少くとも一方を担体として、酸化バ
ナジウム(V25)と酸化タングステン(WO3)の少
くとも一方を1%〜20%担持する金属酸化物触媒を使
用する。
【0023】このように、本発明によれば、排ガス降温
化装置6によって排ガス2を、ダイオキシンの前駆体と
なるクロロフェノールやクロロベンゼンなどからダイオ
キシンが合成または再合成され易い600℃〜200℃
の温度域よりも低い温度である100℃以上150℃未
満、好ましくは、145℃〜105℃程度の低い温度に
まで急激に降温化させるようにしているので、排ガス処
理設備内でダイオキシンが合成または再合成されること
を防止することができ、その分、ダイオキシンの発生量
および大気への放出量を低減することが可能となる。
【0024】さらに、排ガス降温化装置6の下流側、た
とえば、バグフィルタなどの集塵装置4の出側に、15
0℃〜100℃以上の低温でダイオキシンおよびその他
の有機塩素化合物に対する分解活性を有する触媒7を設
けているので、焼却炉1内で発生し、排ガス2とともに
排ガス処理設備へ送られてきたダイオキシンや、排ガス
降温化装置6の下流側で僅かに合成または再合成された
低温の排ガス2中のダイオキシンなどを効率的に分解す
ることが可能となる。
【0025】以上によって、ダイオキシンの発生や大気
への放出の少ない焼却施設を達成することが可能とな
る。
【0026】
【実施例】上記触媒7の性能を調べるために、以下の実
験を行った。
【0027】すなわち、触媒7に、酸化チタンを担体と
して6%の酸化バナジウムと13%の酸化タングステン
を担持させた金属酸化物触媒を用意し、焼却炉1の排ガ
ス2を排ガス降温化装置6で140℃に降温化し、降温
化された排ガス2を、触媒7へ通してダイオキシンの分
解実験を行い、この時の、触媒7入口におけるダイオキ
シンなどの濃度(総和濃度)と、触媒7出口におけるダ
イオキシンなどの濃度(総和濃度)を測定した。
【0028】上記実験によって以下の表に示すような結
果が得られた。
【0029】なお、表中、PCDDsはポリクロロジベ
ンゾダイオキシン、PCDFsはポリクロロジベンゾフ
ランの略称であり、両者をダイオキシンという。また、
CPsはクロロフェノール、CBzはクロロベンゼンの
略称であり、両者はダイオキシン前駆体である。そし
て、いずれの化合物も有機塩素化合物に含まれる。
【0030】
【表1】
【0031】上記表によれば、ポリクロロジベンゾダイ
オキシンやポリクロロジベンゾフランなどのダイオキシ
ンや、クロロフェノールなどのダイオキシン前駆体が大
幅に低減しており、低温でダイオキシンを分解する効果
があることが実際に確認された。
【0032】そして、排ガス2の温度を変えて上記実験
を行い、各温度についてダイオキシン分解率を求めたと
ころ、図2に示すような結果が得られ、温度が100℃
以上150℃未満で105℃〜145℃の時に、触媒7
が80%以上の高いダイオキシン分解活性を発揮するこ
とが確認された。
【0033】ここで、ダイオキシン分解率は、(触媒入
口ダイオキシン濃度−触媒出口ダイオキシン濃度)/触
媒入口ダイオキシン濃度*100(%)という式によっ
て求めている。
【0034】なお、本発明は、上述の実施の形態にのみ
限定されるものではなく、ゴミ焼却炉以外の燃焼施設に
適用してもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイオキシンを効率的に分解除去することが可能となる
という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の概略系統図であ
る。
【図2】ダイオキシン分解率と温度との関係を示すグラ
フである。
【図3】従来例の概略系統図である。
【符号の説明】
2 排ガス 4 集塵装置 6 排ガス降温化装置 7 触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23J 15/00 K (72)発明者 安部 重毅 東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 浅井 稔 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 近藤 武一 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化チタンと酸化ケイ素の少くとも一方
    を担体として、酸化バナジウムと酸化タングステンの少
    くとも一方を1%〜20%担持し、ダイオキシンの再合
    成が起こりにくい100℃〜150℃の低温下でダイオ
    キシンおよびその他の有機塩素化合物に対する分解活性
    を有するよう構成されたことを特徴とする触媒。
  2. 【請求項2】 酸化チタンと酸化ケイ素の少くとも一方
    を担体として、酸化バナジウムと酸化タングステンの少
    くとも一方を1%〜20%担持した触媒を用いて、ダイ
    オキシンの再合成が起こりにくい100℃〜150℃の
    温度に降温化された排ガスからダイオキシンおよびその
    他の有機塩素化合物を分解除去することを特徴とする触
    媒の使用方法。
  3. 【請求項3】 高温の排ガスをダイオキシンの再合成が
    起こりにくい100℃〜150℃程度の温度にまで急激
    に低下させる排ガス降温化装置と、排ガス降温化装置で
    降温化された排ガスに含まれる細かい塵芥分を除去する
    集塵装置と、集塵装置で塵芥分を除去された100℃〜
    150℃の排ガスに含まれるダイオキシンおよびその他
    の有機塩素化合物を分解除去可能な請求項1の触媒とを
    備えたことを特徴とする排ガス処理設備。
  4. 【請求項4】 高温の排ガスを排ガス降温化装置で、ダ
    イオキシンの再合成が起こりにくい100℃〜150℃
    程度の温度にまで急激に低下させ、排ガス降温化装置で
    降温化された排ガスに含まれる細かい塵芥分を集塵装置
    で除去し、集塵装置で塵芥分を除去された100℃〜1
    50℃の排ガスに含まれるダイオキシンおよびその他の
    有機塩素化合物を請求項1の触媒で分解除去させること
    を特徴とする排ガス処理方法。
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