JPS6233527A - 排ガス処理方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は工場等にて発生る、排ガスの処理方法に関し、
さらに詳しくは排ガス中の有害成分の接触酸化処理法に
関る、。

従来技術とその問題点 従来、排ガス中の被処理成分の緒特性により種々の排ガ
ス処理法が提案されかつ実施されている。

下水処理場等にて発生る、硫化水素、メルカプタン等を
含む空気は吸収法、吸着法、酸化法あるいはマスキング
法等により処理されている。このなかでも、ｉ金−アル
ミナ触媒を用いる接触酸化法は除去効率が高いため好適
な処理法と言われている。

石油化学工場あるいは印刷工場等において発生る、有機
溶剤含有ガスは、有機溶剤濃度が数パーセントと高い場
合は活性炭吸着−水蒸気再生による有機溶剤の回収が行
なわれているが、この濃度が数百ｐｐｍと低い場合には
接触酸化処理が行なわれている。

また、ボイラー等から発生る、亜硫酸ガス含有排ガスは
、炭酸カルシウムを用いた湿式吸収法にかわって、バナ
ジウム触媒等を用いた接触酸化により硫酸を回収る、方
法が提案されている。

このように排ガス処理法として接触酸化法が採用されつ
つある。接触酸化法は直接酸化法と比較して反応温度を
低下できるという利点はあるが、それでも２００ないし
４００°Ｃ程度に反応温度を維持しなければならない。

このため、被処理ガスの加温に必要なエネルギーコスト
が嵩むのみならず、触媒寿命にも悪影響を及ぼし、この
ため従来の接触酸化法における触媒寿命は１ないし２年
程度と言われている。

発明の目的 本発明は前記従来技術の欠点を解消る、ものであって、
常温、常圧でもって排ガスの接触酸化を行う方法を提供
る、ことを目的とる、。

発明の要点 本発明は排ガス中に含まれる有害成分の酸化処理方法に
おいて　排ガスを放電帯域に導入してプラズマ含有ガス
を形成し、次いでこのプラズマ含有ガスを触媒反応帯域
に導いて常温で前記有害成分の接触酸化反応を起させる
ことからなる、排ガス処理方法である。

発明の好ましい態様 添付る、第１図を参照しつつ、本発明の詳細な説明る、
。図は本発明の方法を示す概略系統図であり、主として
放電帯域１と触媒反応帯域２とからなる。

排ガスはライン３を経て放電帯域１に流入し、ここで排
ガス中での放電により後記る、プラズマが形成される。

プラズマ含有ガスは次いで触媒反応帯域に流入し、ここ
で排ガス中の有害成分は接触酸化され、酸化生成物はガ
スとして系外にライン４から排出される。

本発明の方法によれば、従来接触酸化処理されてきたあ
らゆる排ガスの処理が可能である。本発明の方法により
処理できる排ガスは、硫化水素。

メチルメルカプタン等のメルカプタン類、アンモニア、
およびトリメチルアミン等のアミン類などの悪臭成分；
ベンゼン、キシレン、トルエン、ブチルセロソルブ、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノー
ル、インアミルアルコール、フェノール、イソプロピル
アルコール、トリクロルエチレン、アセトン、テトラク
ロルエチレン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、
ノルマルヘキサンなどの有機溶剤；および、酸化窒素類
（ＮＯｘ）、酸化硫黄類（ＳＯｘ）、−酸化炭素（Ｃｏ
）などのガス状無機酸化物；を含む排ガスである。

上記の成分（以下、「有害成分」という）を含む排ガス
を放電帯域１に導入る、。この帯域には尖端が相対向る
、電極５が所定の間隔でもって配置されている。これら
の電極には電源６から所定交流または直流の電圧が印加
されている。

放電帯域１において好適に用いることのできる放電装置
を第２図に示す。この放電装置は、電圧が印加されかつ
相対向る、ように配置された印加電極２１と、前記両印
加電極２１の放電部を結ぶ線上に位置しかつこれら電極
の間にこれら電極から開票をもって配置された中間電極
２２とからなる。電極支持枠２４には左側および右側に
それぞれ印加電極２１が４本づつ並列に配置されて℃・
る。

同一水平面上に位置る、印加電極２１はその尖端部が対
向る、ように配置され、これら尖端部を結ぶ線上には中
間電極２２を設置る、とともに、印加電極２１と中間電
極２２並びに各中間電極２２は所定の間隔をおいて隔て
られている。

印加電極２１は好ましくは針状電極であるが、その地平
板電極、棒状電極をも用いることができる。針状電極で
は尖端部を、平板電極では端部な、棒状電極では長さ方
向を互いに対向して配置る、。

印加電極２°１の材料は鉄、アルミニウム、タングステ
ンなど従来周知の導電性材料を用いることができる。

中間電極２２も前記と同様に種々の形状、材料を用いる
ことができるが、好ましくは針状電極である。この中間
電極により各放電ギャップにおいて均等に放電させるこ
とができる。ここで放電ギャップ長とは、左側の印加電
極２１の尖端から右側の印加電極２１の尖端までの長さ
から中間電極２２の長さを引いた値である。すなわち、
放電ギャップ長ｌは、 １＝ｌ、十１２＋ｉ。

（式中、１１．、　／２．　＃、はそれぞれ図に示す通
り電極間の距離を示す）である。従来の装置においては
両印加電極間の長さがｌに相当る、が、本発明に係る装
置においてはｌを中間電極２２を介在させて分割る、。

図においてはｅは三分されている。

一般的に言えば同一水平線上に位置る、中間電極の数を
ｎとすれば、ｌはｎ＋１に分割される。孔。

ｌｔ、　Ｘ、は等距離であっても異なっていてもよい。

しかしながら１．＝ｌ、＝ｌ、のときに最も安定しかつ
均一な放電が形成される。中間電極２２の長さは適宜選
定できる。中間電極２２は支持枠２４に左右に移動可能
な状態にして、ｌ、、　１２．１３の微調整を行うよう
にできるのが好ましい。

放電帯域１にて形成る、放電形式はコロナ放電あるいは
グロー放電であるが、好ましくはグロー放電である。グ
ロー放電とは、火花放電からアーク放電に移るまでの安
定した自続放電である。放電条件としては、例えば電界
の強さ数千ないし数万ボルト／ｃＩｒＬ１放電電流数鮎
ないし数十蝋程度である。印加電圧は直流負電圧が好ま
し℃・。放電帯域ｌにおいて、有害成分のグラズマ化に
十分な時間排ガスを滞留させる。放電帯域にて必要な空
塔速度（ＳＶ）は約１０００ないし約６０，０００ｈｒ
−１である。

放電帯域１にて形成したプラズマを含有る、排ガスを触
媒反応帯域２に導入し、有害成分を常温で接触酸化させ
る。本発明において用いることのできる触媒は、合成ゼ
オライトおよびシリカ−アルミナ触媒などの固体酸触媒
、活性炭、あるいは鉛、銅、亜鉛、ニッケルなどの金属
担持触媒などである。活性炭は特にＳＯｘの処理に好適
に用いられ、この活性炭は酸化生成物である硫酸の吸着
剤としても機能る、。イオン化した有害成分は触媒表面
上で排ガス中の酸素（これもイオン化されていると考え
られる）と反応し酸化生成物が形成される。

以上の説明においては排ガス中の主成分が空気などの酸
素含有ガスを用いた場合について説明してきたが、排ガ
ス中に酸素が含まれていない場合は、排ガスに酸素ある
いはオゾンを添加してから放電帯域に導入る、こともで
きる。特に有害成分が高濃度の場合あるいは有害成分の
接触酸化反応が遅い場合には、オゾンを好適に用いるこ
とかできる。

作　　　　用 本発明の作用・原理は十分には解明されていないが、Ｓ
０２の処理を例として説明る、と次の反応が進行る、も
のと考えられる。

１）　　Ｓｏ、含有空気は放電帯域においてグロー放電
電場あるいはコロナ放電電場からエネルギーを受けて各
成分は励起してプラズマを形成る、： Ｓ０１工≧ＳＯ２”Ｗ）→８０２”（ａ）Ｏｔ　　　　
　Ｏ２”Ｃ９）→Ｏ□′（α）ここで記号（！ｉ’）は
気体を意味し、記号（α）は吸着されていることを示す
。

２）このプラズマを触媒反応帯域に導入る、と、励起分
子である５ＣＸ５＋）、　ｏ２”η）は反応性に富むた
め、触媒表面上で常温で以下の反応が進む： ＳＯ２”（α）＋−０□＊（α）→Ｓ０゜生成したＳＯ
３は空気中の水分と反応して硫酸となり触媒表面上に吸
着される。

本発明によれば、接触反応を常温で行うことができるた
め、従来の被処理ガスの加温に要る、エネルギーコスト
を削減できる。また、触媒反応帯域が常温であるため触
媒が劣化し難く、触媒寿命を飛躍的に増大できるという
利点もある。また、従来法において貴金属である白金触
媒を用いていたため経済的に不利であったが、本発明に
おいてはゼオライトあるいはシリカ−アルミナ触媒など
の非貴金属触媒をｍｍいることができるためイニシャル
コストの大幅な低下を図ることができる。

さらに本発明によれば、放電帯域における放電電力の簡
単な制御により、排ガス中の有害成分の大幅な濃度変動
に対してすみやかに応答できるという利点もある。

実施例１ 本例においては量０２含有空気の処理を行った。

ＳＯ２７００ｐｐｍを含み絶対湿度０．００５　ｋｇ／
ｋｇ’　ノ空気２７１／ｍｊｎ　　を第１図に示す方法
により以下の条件で処理した。

放電条件： 印加電圧ニー９ｋｖ（直流） 放電電流：２００μＡ コロナ放電を形成 触媒反応条件： 触　媒　：活性炭 Ｓ　　Ｖ　　：　３６．ＯＤＤ　ｈｒ−１温度＝２５°
Ｃ その結果、流出空気中のＳＯ２濃度は４６６　Ｐｐｍで
。

あり３０ｗ除去率は３３．３％　　であった。

一方、放電を行わなかったことを除き上記と同様に処理
した結果、流出空気中のＳＯ２濃度は５７６ｐｐｍであ
りＳ０２除去率は１８．１％であった。

本例においてはトルエンおよびプチルセロンルブを含む
空気の処理について検討した。実験条件および結果を以
下に示す。

放電条件： 処理流ｆａ：　：　１０　ｍ／　ｈ 印加電圧：　−１０ｋｖ（直流） 放電電流：２ｍＡ グロー放電を形成 触媒反応条件： 触媒：モレキュラーシープス１ろＸ （リンデ社の商品名） Ｓ　　Ｖ　　：　５５，０００　ｈｒ 湿温度２５°Ｃ 実施例４および比較例４αおよび４ｂ 本ｔＨＪ＆ｃおいてはメチルメルカプタンの処理につい
て検討した。実験条件および結果を以下に示す。

放電条件： 処理流量＝５ぜ／ｈ 印加電圧ニー１０ｋｖ（直流） 放電電流：１．８ｍＡ 触媒反応条件： 触　媒　：モレキュラーシージス１３Ｘ（リンデ社の商
品名） Ｓ　　Ｖ　　：　５５，０００　ｈｒ”温度：２５℃

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示す概略系統図であり、第２図
は放電帯域にて使用できる放電装置の構成図である。 １・・・放電帯域　　　　　２・・・触媒反応帯域２１
・・・印加電極　　　　２２・・・中間電極特許出願人
　新菱冷熱工業株式会社 （外５名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）排ガス中に含まれる有害成分の酸化処理方法におい
   て、排ガスを放電帯域に導入してプラズマ含有ガスを形
   成し、次いでこのプラズマ含有ガスを触媒反応帯域に導
   いて常温で前記有害成分の接触酸化反応を起させること
   からなる、排ガス処理方法。 ２）前記有害成分は、悪臭成分、有機溶剤あるいはガス
   状無機酸化物である、特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ３）前記悪臭成分はメルカプタン、硫化水素、アンモニ
   ア、およびトリメチルアミンからなる群から選ばれる少
   なくとも１種類の成分である、特許請求の範囲第２項記
   載の方法。 ４）前記有機溶剤はベンゼン、トルエン、キシレン、ブ
   チルセロソルブ、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
   ルケトンからなる群から選ばれる少なくとも１種類の成
   分である、特許請求の範囲第２項記載の方法。 ５）前記ガス状無機酸化物は、ＮＯ＿ｘ、ＳＯ＿ｘおよ
   びＣＯからなる群から選ばれる少なくとも１種類の成分
   である、特許請求の範囲第２項記載の方法。 ６）前記放電帯域にてグロー放電あるいはコロナ放電を
   形成する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７）前記触媒反応帯域にて用いる触媒は、ゼオライト；
   シリカ−アルミナ触媒；活性炭；および、鉛、亜鉛、銅
   またはニッケル担持触媒；からなる群から選ばれる、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ８）前記排ガスにオゾンを添加する、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。