JPS6152728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一酸化炭素、可燃性有機化合物など
の可燃性ガスおよび微量の有機硅素化合物を含む
工場からの排出ガスを接触燃焼処理する方法に関
する。さらに詳細には、燃焼処理の際の触媒の活
性を低下させることなく排出ガスを処理する方法
に関する。

燃焼排出ガスあるいは化学工場の各種プラント
からの排出ガスには、一酸化炭素、ギ酸、ギ酸メ
チル、酢酸、酢酸メチル、各種低級炭化水素など
の不完全酸化物や未酸化物が含まれている場合が
多い。これらの排出ガスを大気中に放出するため
には、環境保全の観点からこれらの排出ガスに含
まれている前記成分を除去するために一般に種々
の処理が施されている。その一例として排出ガス
を分子状酸素含有ガスの存在下に重金属含有固体
酸化触媒と加熱下に接触させることにより燃焼さ
せる方法があり、工業的規模で実施する方法とし
て有利である。しかし、これらの方法では重金属
含有固体酸化触媒の活性低下が少なからず起こ
り、この触媒の活性低下を抑制する方法が最も大
きな課題である。燃焼排出ガスや化学工場の各種
排出ガスには、消泡剤、界面活性剤、各種添加剤
などとして添加したシリコーン系化合物が有機硅
素化合物として含まれる場合がある。この有機硅
素化合物が排出ガス中に微量含まれていると、前
記重金属含有固体酸化触媒の活性低下がとくに顕
著であり、工業的規模での長時間の燃焼処理が不
可能になる。

本発明者らは、一酸化炭素や可燃性有機化合物
などの可燃性ガスおよび微量の有機硅素化合物を
含む化学工場からの排出ガスを燃焼処理する場合
に、重金属含有固体酸化触媒の活性低下を起こさ
ない処理方法について検討した結果、排出ガスを
予めクロム化合物含有触媒で接触処理した後に重
金属含有固体酸化触媒と接触させることにより、
前記目的が達成されることを見出し、本発明に到
達した。とくに、可燃性ガスおよび微量の有機硅
素化合物を含む化学工場からの排出ガスを活性ア
ルミナ、活性炭や他の金属化合物で前処理した
後、重金属含有固体酸化触媒と接触させることに
より燃焼させようとしても、これらの物質によつ
て有機硅素化合物は除去されないので、重金属含
有固体酸化触媒は急速に活性低下を起こす。これ
に対して、本発明の方法によれば、供給排出ガス
中に有機硅素化合物などの触媒活性を低下させる
物質が含まれていても、有機硅素化合物はクロム
化合物含有触媒によつて酸化硅素に酸化されてク
ロム化合物含有触媒に選択的に吸着保持されるの
で、クロム化合物含有触媒および重金属含有固体
酸化触媒の活性を低下させないという利点があ
る。

すなわち、本発明は、可燃性ガスを含む工場か
らの排出ガスを分子状酸素ガスの存在下に加熱下
に重金属含有固体酸化触媒と接触させることによ
つて燃焼させることからなる排出ガスの処理方法
において、該排出ガスをクロム化合物含有触媒と
接触させた後に、該重金属含有固体酸化触媒と接
触させることを特徴とする排出ガスの処理方法で
ある。

本発明の方法が適用される排出ガスは、一酸化
炭素、可燃性有機化合物などの可燃性ガスを含む
工場からの排出ガスである。とくに微量の有機硅
素化合物を含む前記排出ガスに本発明の方法を適
用すると、重金属含有固体触媒の活性低下を著し
く抑制することができる。排出ガスとして具体的
には、ボイラーや各種燃焼炉からの燃焼排出ガ
ス、一酸化炭素や可燃焼有機化合物などの可燃性
ガスを含む化学工場の各種プラントからの排出ガ
ス、有機溶媒などの可燃性ガスを含む塗装工場か
らの排出ガスなどを例示することができる。排出
ガス中に含まれる可燃性ガスとして、一酸化炭
素；脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステ
ル、アルデヒド、ケトン、脂肪族炭化水素、芳香
族炭化水素などの有機可燃性ガスを例示すること
ができる。これらの可燃性ガスの含有量はとくに
限定されないが、一酸化炭素を通常0.01ないし５
容量％、好ましくは0.1ないし１容量％の範囲で
含み、有機可燃性ガスを通常0.01ないし５容量
％、好ましくは0.1ないし２容量％の範囲で含む
排出ガスに本発明の方法が実施される。これらの
排出ガスに有機硅素化合物が含まれる場合に、そ
の含有率は通常100ppm以下の範囲であり、好ま
しくは50ppm以下の範囲である。

本発明の方法において、前記排出ガスには分子
状酸素ガスの存在下に触媒と加熱下に接触処理が
実施される。前記排出ガス中に分子状酸素ガスを
含んでいる場合には排出ガス中に分子状酸素ガス
を供給する必要は必ずしもない。また、前記排出
ガス中の分子状酸素ガスの含有量が少ない場合、
もしくは前記排出ガス中に分子状酸素ガスを含ん
でいない場合には、空気、酸素などの分子状酸素
合有ガスが供給される。いずれの場合にも触媒と
接触させる際のガス中の酸素含有量は燃焼の理論
量以上の範囲であればよいが、通常0.01ないし21
容量％の範囲であつてかつ混合ガスが爆発限界未
満となる範囲である。

本発明の方法において、前記排出ガスは分子状
酸素ガスの存在下にクロム化合物含有触媒と接触
させられる。クロム化合物含有触媒は通常固体状
態であり、クロム化合物を単独で使用することも
できるし、クロム化合物を種々の担体に担持させ
た触媒として使用することもできる。クロム化合
物含有触媒として具体的には、酸化第二クロム、
酸化第一クロムなどの酸化クロム、水酸化クロ
ム、ハロゲン化クロム、クロム酸塩、硫酸クロ
ム、硝酸クロム、ハロゲン含有酸化クロムなどを
例示することができる。これらのクロム化合物に
他の金属化合物を添加して多元系の触媒として使
用することもできる。これらのクロム化合物を担
体に担持させた状態で使用する場合に、担体とし
て具体的にはアルミナ、シリカ、シリカ・アルミ
ナ、ケイソウ土、白土、タルクなどを例示するこ
とができる。クロム化合物含有触媒を担持触媒と
して使用する場合には、これらの担持触媒を粉末
状、粒状、球状、ペレツト等に成型して使用され
る。これらのクロム化合物含有触媒のうちでは、
酸化クロムまたは酸化クロムを担体に担持させた
ものなどの酸化クロム触媒を使用することが好ま
しい。これらの触媒と前記排出ガスとの接触は固
定床方式あるいは流動床方式などの適宜な方法で
行われる。接触の際の温度は通常200ないし600
℃、好ましくは300ないし500℃の範囲である。接
触の際の空間速度（SV）は通常1000ないし
50000hr^-1、好ましくは5000ないし20000hr^-1の範
囲である。

本発明の方法において、クロム化合物含有触媒
と接触させた排出ガスはさらに重金属含有固体酸
化触媒と加熱下に接触させられる。ここで使用さ
れる重金属含有固体酸化触媒は一酸化炭素および
可燃性有機化合物を含む排出ガスの燃焼触媒とし
て従来から公知の重金属含有固体酸化触媒が使用
される。ここで、重金属含有固体酸化触媒とは、
重金属または重金属化合物を含む固体酸化触媒で
ある。さらに具体的には、銅、銀、モリブデン、
マンガン、鉄、コバルト、ニツケル、ルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジ
ウム、白金などの重金属およびこれらの重金属の
化合物を例示することができる。これらの重金属
の化合物として具体的には、これらの重金属の酸
化物、水酸化物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ハ
ロゲン化物、オキシハロゲン化物などを例示する
ことができる。これらの重金属化合物の二種以上
を配合し、多元系の酸化触媒として使用すること
も可能である。これらの重金属または重金属化合
物を担体に担持させた形態で使用する場合に、担
体として具体的にはアルミナ、シリカシリカ・ア
ルミナ、ケイソウ土、白土、タルクなどを例示す
ることができる。これらの重金属含有固体酸化触
媒は粉末状、粒状、球状、ペレツト状等に成型し
て使用される。これらの重金属含有固体酸化触媒
のうちでは、コバルト含有固体酸化触媒または白
金含有固体酸化触媒を使用することが好ましく、
とくに酸化コバルト触媒または白金触媒を使用す
ることが好ましい。これらの重金属含有固体酸化
触媒と前記排出ガスとの接触は、固定床方式ある
いは流動床方式などの適宜の方法で実施される。
接触の際の温度は通常200ないし800℃、好ましく
は300ないし700℃の範囲である。接触の際の空間
速度（SV）は通常1000ないし100000hr^-1、好ま
しくは5000ないし20000hr^-1の範囲である。

本発明の方法により排出ガスを処理することに
よつて、該排出ガス中の一酸化炭素や可燃性有機
化合物は炭酸ガスまで完全に酸化される。また、
排出ガス中に微量の有機硅素化合物を含む場合に
も、重金属含有固体酸化触媒の活性を低下させる
ことなく長時間の使用が可能になる。排出ガス中
に有機硅素化合物が含まれている場合には、有機
硅素化合物は前記クロム化合物含有触媒によつて
酸化硅素に酸化され、クロム化合物含有触媒に選
択的に吸着保持されるので、クロム化合物含有触
媒および重金属含有固体酸化触媒の活性を低下さ
せない。従つて、触媒を長時間にわたつて使用す
ることができる。

次に、本発明の方法を実施例によつて具体的に
説明する。

実施例 １ アルミナ担体に酸化クロムを7.5重量％担持さ
せた酸化クロム触媒20ｇ（22ml）およびアルミナ
担体に白金を0.2重量％担持させた白金触媒17ｇ
（22ml）を接触反応塔にそれぞれ上下に分離して
充填し、各々の空塔速度が13000hr^-1になるよう
に、予め380℃に予熱した排出ガスを4.8／min
の流速で通過させた。供給排出ガス中には酢酸メ
チル1200ないし1600ppmを主成分とする可燃性
有機化合物、一酸化炭素0.3ないし0.5容量％、二
酸化炭素1.3ないし1.5容量％、酸素3.0ないし3.5
％、微量の有機硅素化合物0.2ないし1ppm等を含
んでいる。処理開始から５ケ月経過後の処理ガス
中の一酸化炭素の含有量は20ppmであり、７ケ
月経過後の処理ガス中の一酸化炭素の含有量は
200ppmに達した。また、この時の酢酸メチルな
どの可燃性有機化合物の燃焼率はなお98％であつ
た。

実施例 ２ 実施例１で使用したものと同じ酸化クロム触媒
40ｇ（44ml）およびシリカ・アルミナ担体に酸化
コバルトを35重量％含有させた酸化コバルト触媒
20ｇ（22ml）を実施例１で使用したものと同じ接
触反応塔にそれぞれ上下に分離して充填し、各々
の空塔速度が6500hr^-1および13000hr^-1になるよ
うに該排出ガス（実施例１で供給した排出ガスと
同一組成）を通過させた。２ケ月間処理経過後の
処理ガス中の一酸化炭素の含有量は25ppm以下
であり、酢酸メチルなどの可燃性有機化合物の燃
焼率は100％であつた。

比較例 １ 実施例１で使用したものと同じ白金触媒17ｇ
（22ml）を該接触反応塔に詰め、空塔速度
13000hr^-1になるように、予め380℃に予熱した該
排出ガス（実施例１で供給した排出ガスと同一組
成）を通過させた。処理ガス中の一酸化炭素の含
有量は18日で200ppmに達した。また、この時の
酢酸メチルなどの可燃性有機化合物の燃焼率は
98.5容量％であつた。

比較例 ２ 実施例１で使用したものと同じ酸化クロム触媒
20ｇ（22ml）を該接触反応塔に詰め、空塔速度
13000hr^-1になるように、予め380℃に予熱した該
排出ガス（実施例１で供給した排出ガスと同一組
成）を通過させた。処理ガス中の一酸化炭素の含
有量は処理直後から0.1容量％であつた。また、
この時の酢酸メチルなどの可燃性有機化合物の燃
焼率は100％であつた。

比較例 ３ 活性アルミナ18ｇ（22ml）および実施例１で使
用したものと同一の白金触媒17ｇ（22ml）を該接
触分解塔にそれぞれ上下方向に分離して充填し、
各々の空塔速度が13000hr^-1になる様に、予め380
℃に予熱した該排出ガス（実施例１で供給した排
出ガスと同一組成）を4.8／minで通過させ
た。20日間経過後に処理ガス中の一酸化炭素の含
有量は200ppmに達した。また、この時の酢酸メ
チルの燃焼率は98％であつた。

比較例 ４ 活性アルミナに酸化鉄を60重量％担持させた酸化
鉄触媒20ｇおよび実施例１で使用したものと同じ
白金触媒17ｇを該接触分解塔に詰め、各々の空塔
速度が13000hr^-1になる様に、予め380℃に予熱し
た。実施例１の該排出ガス（実施例１で供給した
排出ガスと同一組成）を4.8／minで通過させ
た。23日間経過後に処理ガス中の一酸化炭素の含
有量は200ppmに達した。また、この時の酢酸メ
チルの燃焼率は100％であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可燃性ガスを含む工場からの排出ガスを分子
   状酸素ガスの存在下に加熱下に重金属含有固体酸
   化触媒と接触させることによつて燃焼させること
   からなる排出ガスの処理方法において、該排出ガ
   スをクロム化合物含有触媒と接触させた後に、該
   重金属含有固体酸化触媒と接触させることを特徴
   とする排出ガスの処理方法。 ２ クロム化合物含有触媒が、酸化クロム含有触
   媒である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 重金属含有固体酸化触媒が、酸化コバルト触
   媒または白金触媒である特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の方法。 ４ クロム化合物含有触媒との接触の温度が300
   ないし500℃である特許請求の範囲第１項ないし
   第８項に記載のいずれかの方法。 ５ 重金属含有固体酸化触媒との接触の温度が
   300ないし700℃である特許請求の範囲第１項ない
   し第４項に記載のいずれかの方法。 ６ 供給排出ガスが、一酸化炭素および可燃性有
   機化合物を含みかつ微量の有機硅素化合物を含む
   工場からの排出ガスである特許請求の範囲第１項
   ないし第５項に記載のいずれかの方法。