JPS62225229A - ガスの接触的浄化方法ならびにその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の主題は、ガス特に産業ガス、望ましくは好まし
くない汚染物の濃度が比較的低いガスを接触的に浄化（
ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　）するための方法およびこ
の方法を適用するための装置である。

接触ガスの浄化方法は２００〜４００℃の温度で実施さ
れる。従って接触ガスの浄化のためのすべての既知の方
法はこのような温度まで、浄化すべきガスを加熱するこ
とを必要とする。動力消費を減少するために、接触ガス
浄化設備には熱回収器が設けられており、これＫより熱
の一部が回収される。それにもかかわらず、これらの方
法における平均の熱消費は全体として、浄化ガス１立方
メートルあたり約５０　Ｋｃａｌである。

新規な方法に従うに、例えばポーランｒ特許明細書第１
２６，８５１号に従うに、反転法（ｖｅｖｅｒｓｅｍｅ
ｔｈｏｄ　）の使用によってガスを浄化することができ
る。この方法においては、反応器を流れるガスの向きが
周期的に反転される。触媒床はセラミック充填物の二つ
の層の間におかれ、また触媒を加熱するのに必要な熱は
触媒床の中央部忙供給される。この方法の熱消費は平均
で５〜１０　Ｋｃａｌ／立方メートルまで低下するので
、従来的方法と比べ著しい進歩である。

ある種の場合、例えば低濃度の汚染物をもつ多量のガス
の浄化においては、このように低い動力消費でもなおあ
まりにも高すぎかつ経費がかかる。

この場合の例は農産品貯蔵用室からのエチレンガスの放
散、フェス室からの溶媒残留物ガスの放散および工業プ
ラントホール内の空気の脱臭であろう。

触媒床への加熱体の直接導入は例えばボーランド特許明
細書第１２３１０１号から知られる。しかし、白金触媒
もしくは酸化物触媒と加熱体との接触に際して、局所的
なセル（ｃｅｌｌ　）が形成され、これが加熱器の焼損
を惹起することが経験上示されている。この現象のため
、加熱器が触媒床内に直接位置している接触室の製作は
実際上行なわれていない。

本発明の方法および装置忙よって局所セルの現象を排除
できるということが予期に反して詔められている。

本発明の方法は上記に述べた方法におけるよりもさらに
少ない動力消費でのガスの浄化を可能にする。この方法
は反転法をさらに合理化したものである。本発明によれ
ば、二層のセラミック充填物の間に位置する触媒床上で
の汚染物の接触的分解ならびにガスの流動の向きの周期
的な反転によって汚染度の低いガスの接触的浄化を行う
方法としては、接触転化可能の化合物で汚染されたガス
が触媒床を通過し、ガスアフターバーニング法で用いら
れる、顆粒状触媒床内に埋込まれた電気的加熱体（ｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　）
の使用により、反応開始温度まで加熱されるごとき方法
である。加熱体の外表面は、望ましくは、硅酸カリウム
もしくはナトリウムの水溶液で表面を保護塗布すること
罠より、セラミック層、特に酸化硅素の層で予め被覆す
る。次いで表面を乾燥し、４００〜５００℃の温度で焙
焼し、急冷しがっ（もしくは）生成されたセラミック層
を望ましくは濃度ｏ、ｉｅｓの塩化白金酸の水溶液で保
護塗布する。

このようなセラミック層が触媒活性のある物質で追加的
に保護塗布されている場合、有機化合物の完全酸化の反
応開始過程がより早く起り、従って必要な動力がより少
ない。加熱体の表面温度が高すぎるようになり得ないと
いうこともまた著しく重要である。なぜならば高温はセ
ラミック層を破壊するであろうしまたは接触物質が加熱
器の表面に拡がるであろうからである。電気的加熱器の
外表面から放出される熱が２ワット／時・平方センチを
越えないならば、上記のような危険は何らないといわれ
てきた。本発明の装置は図面に示されている。これはさ
ん死金ｆｉ２．３．４および５によって区画されている
金属円筒１からなる。これらの仕切りは特定の室の被蓋
物（５ｈｅｌｔｅｒ　）をなす。仕切り２および３なら
びに４および５はセラミック充填物の入った室を閉じ込
める。仕切り３および４は接触室を閉じ込める。接触室
は、電気螺旋体（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　５ｐｉｒａｌ　）
と保護ジャケットを形づくる金属製鞘秋物とからなる典
型的な電気的加熱体６を包含する。この加熱体の外表面
の外側はセラミック物質のこの層で被覆されている。

この層は硅酸カリウムもしくはナトリウムの水溶液で外
表面を保護塗布する際に生成される硅酸カリウムもしく
はナトリウムからなる。このようＫして生成される層を
次いでり・ロロ白金酸の溶液で保護塗布し、乾燥しかつ
焙焼した。活性被覆のある加熱体とは別に、接触室はま
たガスアフターバーニング法で用いられる典型的な白金
触媒もまた包含する。コネクター７．８および９はセラ
ミック充填物および触媒を装入しかつ抜き出すため圧用
いる。送風機１０および１１は空気をこの装置に同期的
に交替的に逆向きに送入した。この装置は断熱材の層で
包囲されていた。

実施例１ 本発明の方法および装置を実際に試験した。円筒１の直
径は２００ｍｍであった。セラミックの充填物の入った
室の高さは２００ｍでありまた接触室の高さは８０ｍで
あった。使用した触媒は小球の直径６〜７ｍｔの典型的
な球状の白金触媒であった。送風機は６０立方メ一ト／
Ｉ／／時のエチレンで汚染された空気を２．５分ごとに
交替的に逆方向に送入した。空気の汚染の濃度は０．０
００１　％であった。直径１６０龍の円の形に巻かれた
電気的加熱体を接触室内においた。この加熱体の長さは
５２０Ｂであり、外径は８罪であった。加熱体の外部ジ
ャケットは耐熱鋼からできていた。加熱器の動力消費は
印加電圧の変更により制御した。熱電対により、触媒床
の最外層におけるガスの温度を測定した。実験中、加熱
器の動力消費が２３０ワツトである時、触媒床の最も外
側の点の温度は２３０〜２４０℃の範囲内にあり、また
触媒床上のエチレン転化率は９８．５であった。より低
い温度での転化率は以下のごとくであった：２２０〜２
３０℃にて　　　　　　　９７チ２１０〜２２０℃にて
　　　　　　　９４チ２００〜２１０℃にて　　　　　
　　　８７％１８０〜２００℃にて　　　　　　　６５
チ転化器を２６０〜２４０℃において３６５時間使用す
るとき電気螺旋体が焼損することが認められた。

実施例２ 加熱体のジャケットの外面をセラミック層で被覆して実
施例１を反復した。この層は、加熱体を硅酸す）　ＩＪ
ウムの１．０チ溶液に浸漬し、次いで５０〜１００℃で
乾燥しかつ４００〜５００℃で焙焼することにより得た
。この実験における操作は実施例１におけるものと同様
であったが、１０００時間の操作の後でさえも焼損が起
らなかった。

実施例３ 実施例２を反復したが、ただしセラミック層によって被
覆された加熱媒体にクロロ白金酸の０．１チ水溶液をさ
らに保護塗布し、乾燥しかつ４５０〜５５０℃で焙焼し
た。実験の経過は次のごとくであった：動力消費２３０
ワットにおいて触媒床の温度は２３０〜２４０℃の範囲
に落ちついた。

実施例１と類似の条件下で、温度２６０〜２４０℃Ｋお
けるエチレンの転化率は９９チであった。より低い温度
におけるエチレンの転化率は以下のごとくであった： ２２０．２５０℃にて　　　　　　　９９．０チ２１０
〜２２０℃にて　　　　　　　９８．５チク００〜２１
０℃にて　　　　　　　９８．０％１８０〜２００℃忙
て　　　　　　　９６．５チ触媒床温度が１８０〜２０
０℃に達した時の動力消費は１２５ワツトであった。動
力消費１６５ワツトにおいて実験を継続した。この時、
触媒床の温度は１８０〜２００℃の間を揺れ動いた。

１０００時間にわたる操作中エチレンの転化率は９５〜
９７．５　％の間を揺れ動いた。加熱器の焼損は認めら
れなかった。上記に述べた実験により、電気加熱器の外
部ジャケットを薄いセラミック層で被覆するならば、加
熱器が白金触媒床内におかれている場合に加熱器を損壊
する局部セルの生成が防止されるということが示されて
いる。鋼−亜鉛触媒を用いる場合、同様な効果が得られ
た。接触的活性のある層をさらに適用すると、エチレン
の接触転化に必要な動力の消費が顕著に減少するととも
に、破壊的なセルの生成に対する加熱器の抵抗力が維持
される。シリカ層を酸化アルミニウム層とおきかえる時
、同様な効果を得た。

実施例４ 浄化すべき空気がエチレンでなくアセトンで汚染されて
いる場合、上述したのに似た効果が得られた。空気がキ
シレンで汚染されており、その濃度が０．３　ｇ／立方
メートルである場合（実施例１の条件（加熱器の保砕塗
布を行なわない）にて得られる効果は以下のとおりであ
った１ ２２０〜２６０℃でのキシレンの転化率　　０チク６０
〜２５０℃Ｆ　　　　　　　ＩＦ１％２５０〜２８０°
０　　　　　　　　　　　７５チ２８０〜３００°０　
　　　　　　　　　　８８％３００−３３０°０　　　
　　　　　　　　９５％〃 加熱器は２７５時間の操作の後、焼損した。実施例６の
条件下で、つまり電気的加熱器がセラミンク層により被
覆されかつ０．１％のクロロ白金酸溶液で保護塗布され
ている時、キシレンの転化率は以下のごとくであった： ２２０〜２３０℃にで　　　　　　　２５％２６０〜２
５０℃Ｋて　　　　　　　８２チ２５０〜２７０℃にて
　　　　　　　９６チ本発明の方法が、浄化ガス１立方
メートルあたり３〜４ワツトつまり２．６〜３．５　Ｋ
ｃａｌ　／立方メートルという非常に低い動力消費水準
においてガスを浄化できるということ、すなわち動力消
費は他の方法におけるより著しく少ないということが上
記の諸実験から判るであろう。

本発明に従うガスのアフターバーニングの方法ならびに
この方法のだめの装置は、果物貯蔵室がらのエチレンの
放散ならびに工業プラントホールの脱臭に特に有用であ
ろう。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の汚染度の低いガスの接触的浄化装置を示
す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック充填物の二つの層の間に位置した触媒
   床上で、ガス流の向きを周期的に交替的に変えつつ、汚
   染物を接触的に分解することにより、汚染度の低いガス
   を接触的に浄化する方法において、接触的に転化可能な
   汚染物を含んだガスを、ガスアフターバーニング（ｇａ
   ｓ　ａｆｔｅｒｂｕｒｎｉｎｇ）法で用いられる顆粒状
   の触媒中に埋込まれた電気加熱体によつて反応開始温度
   まで加熱されている触媒床を通過させることならびに前
   記加熱体の外部表面をセラミック層、特に酸化硅素で予
   め被覆すること、望ましくは、この加熱体の外表面に硅
   酸カリウムもしくは硅酸ナトリウムの水溶液を保護塗布
   （ｐｒｏｏｆｉｎｇ）し、乾燥しかつ４００〜５００℃
   で焙焼しかつ（もしくは）、急冷の後、得られる層にク
   ロロ白金酸の水溶液を、好ましくは０．１％の濃度で保
   護塗布することにより、上記外表面を予め被覆すること
   を特徴とするガスの接触的浄化方法。
2. （２）触媒床内に埋込まれた加熱体の外表面上で加熱体
   より放出される熱が、１．５ワット／平方センチ／時を
   越えないように加熱を調節することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）低濃度の汚染物を含むガスを接触的に浄化する装
   置であつて、それが円筒状の形状を有しており、セラミ
   ック充填物の入つた二つの室およびこれらの間に位置す
   る触媒の入つた一つの室へとさん孔版によつて分割され
   ており、かつ触媒室は電気的加熱体を収納しており、望
   ましくは、これの外表面に硅酸カリウムもしくは硅酸ナ
   トリウムの水溶液を保護塗布し、乾燥しかつ４００〜５
   ００℃で焙焼しかつ（もしくは）、急冷の後、得られる
   セラミック層にクロロ白金酸の０．１％水溶液を保護塗
   布することにより上記加熱体の表面がセラミック層で被
   覆されていることを特徴とする接触浄化装置。