KR0136240B1 - 디옥신-함유 배기가스 처리용 촉매, 그 촉매의 제조 방법 및 그것을 이용한 배기가스의 처리 방법 - Google Patents

디옥신-함유 배기가스 처리용 촉매, 그 촉매의 제조 방법 및 그것을 이용한 배기가스의 처리 방법

Info

Publication number
KR0136240B1
KR0136240B1 KR1019940024253A KR19940024253A KR0136240B1 KR 0136240 B1 KR0136240 B1 KR 0136240B1 KR 1019940024253 A KR1019940024253 A KR 1019940024253A KR 19940024253 A KR19940024253 A KR 19940024253A KR 0136240 B1 KR0136240 B1 KR 0136240B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
silica
alumina
catalyst component
Prior art date
Application number
KR1019940024253A
Other languages
English (en)
Other versions
KR950007943A (ko
Inventor
도시히코 사쿠라이
도시히코 이와사키
에이치 시부야
Original Assignee
치바 타다오
엔.이. 켐캣 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 치바 타다오, 엔.이. 켐캣 가부시키가이샤 filed Critical 치바 타다오
Publication of KR950007943A publication Critical patent/KR950007943A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0136240B1 publication Critical patent/KR0136240B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8659Removing halogens or halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8659Removing halogens or halogen compounds
    • B01D53/8662Organic halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8668Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/20Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2045Hydrochloric acid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은 제 1 촉매 성분으로 Pt, Pd, 및 Ir 또는 그 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소 또는 제 2 촉매 성분으로 Au, Ag, Cu, Fe, Sb, Se, Te 및 Ta 또는 그 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 촉매에 관한 것으로 이 촉매는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 또는 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1 종 이상에 지지되어 있으며, 촉매 1 ℓ를 기준으로 상기 제 1 촉매 성분의 양이 0.1 내지 10g 이고, 상기 제 2 촉메 성분의 양이 0.01 내지 5g 이며, 제 2 성분 대 제 1 성분의 중량비가 1 미만이다.
본 발명의 촉매는 HC1 및 디옥신을 함유하는 배기 가스를 상기 촉매와 접촉시키므로써 배기 가스내에 포함된 것을 산화적 분해에 의해 제거하는 한편, 배기 가스중에 공존하는 디옥신에 대한 전구체로부터 디옥신이 추가 형성되는 것을 억제하는데 사용된다.

Description

디옥신-함유 배기 가스 처리용 촉매, 그 촉매의 제조 방법 및 그것을 이용한 배기 가스의 처리 방법
제 1 도는 유입구에서의 배기 가스중에 있는 디옥신 농도와 각각의 촉매에 대한 정화능간의 비교를 보여주는 도면이다.
제 2 도는 실험 장치의 개략도이다.
제 3 도는 벌집형 촉매로 충전된 단위 구조물를 예시하는 투시도이다.
제 4 도는 촉매 반응 컬럼의 한 실시예를 보여주는 외곽도이다.
제 5 도는 도시 폐기물 소각장에 장치된 한 실시예를 보여주는 배기 가스 처리용 플로우 차트이다.
제 6 도는 도시 폐기물 소각장의 반응기 배기 가스내에서 촉매 1-1 을 사용한 보존 수명 테스트의 결과이다.
본 발명은 HC1을 함유하는 배기 가스중에서 디옥신을 제거하는 것에 관한 것이며, 특히, 산화적 분해에 의해 배기 가스중에 함유된 폴리클로로 벤조-p-디옥신 및 폴리클로로벤조-푸란을 국제 독성 등가 농도로서 환산하여 10 ng/N㎥ 이하의 디옥신 농도로 감소시키고, 예를 들면, 연소 성능이 개량된 도시 폐기물 소각로에서 나온 배기 가스를 산화적 분해에 의해 150℃ 내지 280℃의 일정 온도에서 그 배기 가스내에 원래 존재했던 디옥신을 제거시키는 한편, 배기 가스내에 함유된 디옥신 전구체, 예로, 불연소된 잔여 탄소, 산소(이 현상을 드 노보(de novo) 합성이라 명명함), 클로로벤젠 및 클로로페놀에 의해 형성된 생성물로부터 디옥신의 형성을 억제하는 촉매에 관한 것이며, 담체 기재상에 촉매를 지지시키는 것에 의한 디옥신-함유 배기 가스 처리용 촉매의 제조 방법 뿐 아니라 그 촉매를 사용하여 배기 가스를 처리하는 방법에 관한 것이다.
예를 들면 공업 폐기물 및 도시 폐기물을 처리하는 소각 시설, 강철판 제조 공장 및 금속 제련 공업으로부터 발생된 배기 가스들은, SOx, NOx, HC1 및 시안과 같은 독성 물질이외에도 디옥신, PCB 및 클로로페놀과 같은 독성 유기 클로로 화합물을 소량 함유하므로, 현재 그것들을 제거하는 기술이 보건 및 환경 보호의 측면에서 개발중에 있다.
디옥신으로서 언급되는 물질들은 폴리클로로디벤조-p-디옥신 (PCDD 류) 및 폴리클로로-디벤조푸란(PCDF 류) 화합물들로, 염소원자의 수에 따라 디클로라이드 에서부터 옥타클로라이드까지 포함하며 PCDD 류에 대해서는 75종, PCDF류에 대해서는 135 종의 이성체를 포함한다. 그중, 테트라 클로로디벤조 디옥신 (T4CDD 류)은 가장 독성이 있는 물질로 알려져 있다. 또한, 디옥신은 매우 안정한 불수용성 물질이며 그것의 독성은 거의 영구적으로 유실되므로, 그것의 독성과 함께, 환경 오염을 일으키는 가장 주목받는 화학 물질로 간주되어 진다.
디옥신은 배기 가스내에 불연소된 잔여 탄소, 산소 및 염화물 (예; 금속 염화물)의 반응에 의해 형성되며, 소각장의 플라이 애쉬(fly ash)중에 있는 다양한 원소들의 촉매 영향하에, 전구체로서 소각로로부터 배출되는 배기가스중에 있는 클로로벤젠 및 클로로페놀과 같은 유기 염소 화합물로부터 특정 온도에서 형성된다는 것이 알려져 있다. 그러나, 그것들은 모두 배기 가스중에 공존하는 플라이 애쉬의 영향을 받으나, 디옥신이 배기 가스 처리용 시설에 배치된 촉매들의 영향에 의해 형성된다는 것은 아직 보고된 바가 없었다.
본 발명에서는, 처리될 배기 가스중에 함유되어 있으며, 디옥신으로 전환될 가능성이 있는 다양한 물질들은 모두 디옥신 전구체로 언급한다.
일본국의 보건 후생국으로부터 1990 년 12월에 발행된 소각장을 가동시키는 것에 관 지침서에 따르면, 배기 가스중의 디옥신 농도를 국제 독성 등가 농도로서 환산한 값이 0.5 ng/N㎥ 이하가 되도록 감소시키기 위해 분진 수거기의 유입구에 있는 가스 온도를 200℃이하로 낮춘 소각장의 설립을 필요로 할뿐 아니라 기존의 소각장 또한 그 분진 수거기의 유입구에 있는 가스 온도를 가능한 한 250℃ 내지 280℃ 내지의 범위로 하여, 디옥신의 농도가 평소 농도의 1/10 이하로 감소되었다. 한편, 소각장에서 디옥신에 대한 전구체인 유기 염소 화합물을 감소시키는 기술은 소각장에서 충분한 연소를 실행하는 것이 가장 중요한 것이라고 생각된다. 예를 들면, 현대의 도시 폐기물 소각장에서 배기 가스내의 디옥신의 감소는 연소 방식에 따라 상당히 개선되어 왔고, 현재 그 농도는 국제 독성 등가 농도로 환산했을때 수십 ng/N㎥ 이하의 농도로 감소시킬 수 있다. 그러나, 연소 방식에 의해 감소시키는 데에는 한계가 있으며, 때로 배출구에서의 배기 가스내의 디옥신의 농도를 0.5 ng/N㎥ 이하 (소각장 운영에 관한 보건 후생국의 지침서에 명시된 국제 독성 등가 농도로서 환산한 것)으로 유지시키는 것은 불가능하다. 이러한 견지에서, 배기 가스중의, 디옥신의 포함한 독성 유기 염소 화합물을 제거하는 시스템을 소각로의 하부스트림에 설치하는 것이 현재 요구된다. 제거 시스템 으로서 최근 하기 두 시스템이 주로 연구되고 있다. 그중 하나는 예컨대, 활성 탄소로 만들어진 흡착층을 사용하여 흡착에 의해 제거하는 흡착 제거 시스템이고, 다른 하나는 촉매 상에서 분해시키는 제거 시스템이다. 후자의 시스템에는 예컨대, 고정된 베드 타입의 탈질소용 벌집 촉매 층을 통과시킴으로써 NOx와 함께 디옥신을 제거하는 분해 시스템과 탈질소용 촉매 층과 백금군 원소-티타니아형 벌집 촉매를 통과시키는 고정된 베드 타입의 산화적 분해형 제거 시스템이 있다.
촉매로서, 오산화 바나듐, 산화 텅스텐, 및 티타니아를 함유하는 탈질소용 촉매, 또는 상기 탈질소용 촉매상에 백금군 원소를 수용하는 촉매는 예컨대, 국제 출원 번호 제 PCT/JP92/00552 호(일본국 특원평 제 3-128464 호 및 일본국 특개평 제 2-35914 호)에 개시된 바 있다. 또한, 일본국 특개평 제 3-8415 호는 배기 가스를 처리하는 방법으로서, 에컨대, 250℃ 이상의 작업 온도에서 촉매를 사용하여 소각장에서의 배기 가스내에 함유된 폴리클로로벤조 디옥신 및 폴리클로로디벤조 푸란과 같은 독성의 유기 염소 화합물을 제거하는 산화적 제거 기법을 개시하고 있다. 일본국 특개평 제 4-118027 호는 배기 가스를 150-350℃에서 처리하는 유사한 방법을 개시하고 있고, 일본국 특개평 제 5-154345 호는 W 및 Mo 뿐만아니라, 원소 번호 23 번 내지 30 번인 원소들로 구성된 군중에서 선택된 산화물 촉매를 사용하는 활성 필터 원소를 개시하고 있다.
그러나, 상기 흡착 제거 시스템에서는 처리될 피착체의 농도가 매우 낮으므로 공간 속도가 낮아야만 하고, 이것은 장치를 거대하게 만들며, 또한 활성 탄소 폐기물의 재생 및 폐기물 처리와 관련된 문제점을 안고 있다.
한편, 촉매를 사용하는 상기 시스템은 후술한 바와 같은 다양한 문제점을 갖고 있다.
(1) 보건국의 지침에 따라 요구된 분진 수거기의 유입 온도에서 분진 수거기로부터 나온 가스는 저온이므로, 산화 활성이 불충분하여 정제율이 불량하다.
(2) 처리될 배기 가스내의 디옥신의 농도가 수 ng/N㎥ 이하(국제 독성 등가 농도로서 환산됨)로 저하됨에 따라, 가스내에 이미 존재하고 있는 디옥신의 제거가 처리 온도, 및 처리에 사용되는 촉매 성분에 따라 어려워지는 것외에도 디옥신이 촉매 영향에 의해 가스내에 새롭게 형성되어, 때로 디옥신의 농도가 유입 가스내의 디옥신 농도보다 배출 가스내에서 더 높아지기도 한다.
(3) 국제 특허 출원 번호 제 PCT/IT92/00552 호 (일본국 특원평 제 3-128464 호) 및 일본국 특개평 제 2-35914 호에 개시된 촉매는 280℃ 이하, 특히 250℃이하의 저온 구역에서 촉매 효과에 의해 디옥신의 농도보다 약 수천배 높은 농도로 존재하는 디옥신 전구체로부터 디옥신이 새로이 형성되어, 배출 가스내의 디옥신의 농도가 유입 가스내의 디옥신의 농도 보다 더 높고, 그 촉매는, 처리될 가스내에 함유되며, 오랫동안 높은 활성을 유지하지 못하는 촉매 포이즌 (poison)으로서 작용하는 유기 염소 화합물 및 HCI, SOx, Hg증기와 같은 물질에 대해 저온에서의 내구성이 나쁜 단점을 갖고 있다.
(4) 또한, 예컨대 실제적인 작업 수명이 아직 확인되어 있지 않은 것등, 상기 제거 기법에 대한 문제점이 있다.
(5) 디옥신의 생성을 방지하기 위한 소각로에 관한 후생국에서 발행된 지침서에 따르면, 일본국 특개평 제 3-8415 호는 가능하게는 250℃ 이하의 온도에서 배기 가스를 처리하는 기법으로서 간주될 수 없으며, 상기 지침서를 만족시킬 수 없는 문제점을 갖고 있다.
(6) 일본국 특개평 제 4-118027 호 및 제 5-154345 호는 전술한 바와 같이 280℃ 이하, 특히 250℃ 이하의 저온에서 디옥신의 농도가 10 ng/N㎥ 이하(국제 독성 등가 농도로 환산됨)의 영역에 있다면 제거 효과가 저하되거나, 또는 역 효과가 초래될 수도 있는 것에 대해 고찰하고 있지 않으므로 실시상의 문제를 수반하며, 촉매 수명에 대한 데이타가 전혀 제시되어 있지 않으므로, 이제껏 실제 기술로서 고찰되지 않았다.
본 발명의 목적은 HC1의 존재하에, 클로로벤젠과 클로로페놀과 같은 디옥신의 전구체를 함유하는 다양한 종류의 산업 폐기물의 연소 처리시 발생되는 배기 가스, 금속 제련시의 배기 가스 및 유기 염소 화합물을 함유하는 화학 공장으로 부터의 배기 가스를 처리 하기 위한 촉매와 이 촉매의 제조 방법, 및 배기 가스 처리 방법을 제공하는 것이며, 이 촉매는 보건국의 지침서에 따라 낮은 처리 온도에서 촉매 층내의 전구체로부터 디옥신이 형성되는 것을 억제시키면서 배기 가스내에 이미 존재하고 있는 디옥신을 분해 제거할 수 있으므로, 이로 인해 배출 가스내의 디옥신의 농도를 국제 표준치인 0.5 ng/N㎥ 이하, 바람직하게는 0.1 ng/N㎥ 이하(국제 독성 등가 농도로 환산됨)로 감소시킨다.
본 발명자들은 전술한 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하고자 연구하였고, 그 결과로서 상기 목적이 소정의 담체상에 소정의 활성 성분을 소정량 제공함으로써 달성될 수 있다는 발견에 기초하여 본 발명을 완성했다.
본 발명의 제 1 목적은 디옥신을 함유하는 배기 가스를 처리하기 위한 촉매에 관한 것으로서, 이때, Pt, Pd 및 Ir 또는 이들의 산화물로 구성된 군중에서 선택된 하나 이상의 원소가 촉매 성분으로서 촉매 1 리터당 0.1 내지 1.0g의 양으로, 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카 대 알루미나 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1 종 이상에 지지되어 있다.
본 발명의 제 2 목적은 디옥신을 함유하는 배기 가스를 처리하기 위한 촉매에 관한 것으로서, 이때, 제 1 촉매 성분으로서 Pt, Pd 및 Ir 또는 이들의 산화물로 구성된 군중에서 선택된 하나 이상의 원소와, 제 2 촉매 성분으로서 Au, Ag, Cu, Fe, Sb, Se, Te 및 Ta 로 구성된 군중에서 선택된 하나 이상의 원소가 촉매 1 리터당 제 1 촉매 성분 0.1 내지 10g 의 양과 촉매 1 리터당 제 2 촉매 성분 0.01 내지 5g 의 양으로, 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카-대-알루미나 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1 종 이상에, 촉매의 제 1 성분에 대한 제 2 성분이 중량 기준으로 1 이하의 수용비로 지지된다.
본 발명의 제 3 목적은 디옥신을 함유하는 배기 가스를 처리하기 위한 촉매를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 제 1 촉매 성분 또는 제 1 촉매 성분 과 제 2 촉매 성분 원료의 균일한 혼합 용액 또는 균일한 액체 분산액을 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카-대-알루미나 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1 종 이상의 분말에 교반하에 분사하거나 적가하여 촉매 성분을 지지하게 한 다음, 슬러리화하여 이것을 담체 기재상에 부착시키는 것으로 이루어진다.
본 발명의 제 4 목적은 디옥신을 함유하는 배기 가스를 처리하기 위한 촉매를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카-대-알루미나 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1 종 이상의 분말을 슬러리화하고, 이 슬러리를 담체 기재의 표면상에 피복하고 건조한 후, 가열하여 완전하게 부착시킨 다음, 그 담체 기재를 제 1 촉매 성분 원료 용액이나, 또는 제 1 촉매 성분과 제 2 촉매성분의 원료용액에 연속적으로 또는 동시적으로 침지, 액체 흡수, 또는 이온 교환 시킨 다음, 건조 및 가열하여 촉매 성분을 수용하게 하는 것으로 이루어진다.
본 발명의 제 5 목적은 HC1을 함유하며 디옥신을 10ng/N㎥ 이하(국제 독성 등가 농도로 환산됨)으로 함유하는 배기 가스를 150℃ 내지 280℃의 처리 온도 범위내에서 , 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카-대-알루미나 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1 종 이상에 촉매 성분으로서 지지되어 담체 기재상에 침착되는 Pt, Pd 및 Ir 또는 이것의 산화물로 구성된 군중에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 촉매와 접촉시키는 단계, 배기 가스내에 공존하는 디옥신의 전구체로부터 디옥신의 추가 형성을 억제하면서 배기 가스내에 함유된 디옥신을 제거하기 위해 산화적으로 분해하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 6 목적은 배기 가스를 처리하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 150℃ 내지 280℃ 범위내의 처리 온도하에 국제 독성 등가 농도로 환산하여 10ng/N㎥ 이하의 농도로 디옥신을 함유하고 HC1 을 함유하는 배기 가스를, 제 1 촉매성분으로서 Pt, Pd 및 Ir로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 원소 또는 이들의 산화물 및 제 2 촉매 성분으로서 Au, Ag, Cu, Fe, Sb, Se, Te 와 Ta 및 이들의 산화물로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하고, 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트 및 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물상에 지지되어서, 담체 기재상에 용착되어 있는 촉매와 접촉시키는 단계; 및 산화적 분해에 의해 배기 가스중에 함유된 디옥신을 제거함과 동시에 배기 가스중에 공존하는 디옥신 전구체로부터 디옥신의 추가적인 형성을 억제하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 촉매는 표면 피복 성분 및 촉매 성분을 포함하며, 표면 피복 성분은 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트 또는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물을 포함한다.
촉매에 대한 담체 기재는 구형, 펠릿형, 압출형, 접시형, 원통형 또는 격자와 유사한 형태, 뿐만아니라 일체 구조 또는 필터와 유사한 구성을 가진 지지체와 같이 임의의 형태로 존재할 수 있다. 소각장에서와 같이 배기 가스중에 분진이 다량으로 함유되는 경우에는, 일체구조, 또는 필터를 가진 지지체를 사용하는 것이 바람직할수 있다.
상기 촉매는 Pt, Pd 및 Ir 원소 또는 이들의 산화물로 이루어진 군중에서 선택된 제 1 촉매 성분, 및 Au, Ag, Cu, Fe, Sb, Se, Te,Ta 원소 또는 이들의 산화물로 이루어진 군중에서 선택된 제 2 촉매 성분을 포함하는 2-성분 촉매이다. 또한, 특정의 표면 피복 성분상에 지지된 Pt, Pd 및 Ir 또는 이들의 산화물로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 촉매도 그와 같은 특성을 제공할 수 있다.
일체 구조를 가지는 지지체와 같은 담체 기재상에 촉매 성분을 부착시키는 경우에, 제 1 촉매 성분의 농도는 완성된 촉매 부피 1 리터당 0.1 내지 10g 이고 제 2 촉매 성분의 농도는 완성된 촉매 부피 1 리터당 0.01 내지 5g 이며 제 2 촉매성분 대 제 1 촉매 성분의 중량비는 1 이하이다. 또한, 백필터(bag filter)용 여과재의 표면상에 촉매를 피복하는 경우에, 제 1 촉매 성분은 Pt, Pd 및 Ir로 이루어진 군중에서 선택된 원소 또는 이들의 산화물중 1 종 이상이고, 완성된 백필터용 촉매와 여과재의 중량을 기준으로 하여 0.05 내지 5 중량%의 양으로 수용되며, 제 2 촉매 성분은 Au, Ag, Cu, Fe, Sb, Se, Te,Ta 또는 이들의 산화물로 이루어진 군중에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하고, 완성된 백필터용 촉매와 여과재의 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1중량%의 양으로 수용된다. 제 2 촉매 성분 대 제 1 촉매 성분의 중량비는 1 이하이다. 제 1 촉매 성분만을 사용한 촉매의 촉매 성분농도 범위는 일체 구조물을 가진 지지체와 같은 담체 기재상에 부착되는 경우, 완성된 촉매의 부피 1 리터를 기준으로 0.1 내지 10g 인 반면, 백필터용 여과재의 표면상에 촉매를 피복하는 경우, 0.05 내지 5 중량% 범위이다.
본 발명에 의한 촉매는, 예를 들명 (a) 교반하에, 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트 또는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물의 분말중 1 종 이상에, 제 1 촉매 성분 및 제 2 촉매 성분에 대한 원료의 균질 혼합 용액 또는 균질 액상 분산물을 분무 또는 적하시키고, 50 내지 200℃의 온도에서 건조시킨 후에 200 내지 600℃의 온도에서 소성시키므로써 촉매 성분을 지지시키는 방법,(b) 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트 및 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물의 분말중 1 종 이상을 슬러리로 만들고, 그 슬러리를 일체 구조 또는 백필터용 여과재를 가진 지지체와 같은 담체 기재의 표면상에 피복하고, 100-200℃의 온도에서 건조시키고 200-600℃의 온도에서 가열하여 부착을 완결시킨후, 그 담체 기재를 제 1 촉매 성분 및 제 2 촉매 성분에 대한 원료 용액들과 연속적으로, 또는 제 1 촉메 성분과 제 2 촉매 성분에 대한 원료들로 이루어진 균질 혼합 용액과, 침지 또는 액상 흡수시키거나 또는 실온 내지 98℃범위의 온도에서 이온 교환을 통해, 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트 분말로 피복된 담체 기재에 원소들을 지지시키고, 실온 내지 200℃의 온도 범위에서 건조시킨후, 200 내지 600℃의 온도 범위에서 소성시키므로써 촉매 성분의 수용을 완결시키는 방법, 또는 (c) 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트 또는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물을 제 1 촉매 성분 및 제 2 촉매 성분에 대한 원료로 이루어진 균질 혼합 용액 또는 균질 액상 분산액에 침지 또는 혼합시키고,여과, 및 정화시킨후 이들을 슬러리로 만들고, 일체 구조 또는 백필터용 여과재를 가진 지지체와 같은 담체 기재상에 피복하고, 50-200℃의 온도에서 건조시킨 후에 200-600℃의 온도에서 소성시키므로써 상기 촉매 성분을 수용시키는 방법, 또는 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 1종 이상의 제올라이트를 제 1 촉매 성분 및 제 2 촉매 성분에 대한 원료로 이루어진 균질 혼합 용액에 침지시키고, 이온 교환을 통해 촉매 성분을 상기 액체중에 수용하고, 이들을 여과, 정화 및 슬러리화한 후, 일체 구조 또는 백필터용 여과재를 가진 지지체와 같은 담체 기재상에 피복하고, 50-200℃의 온도에서 건조시킨 후에 200-600℃의 온도에서 소성시키므로써 촉매를 형성시키는 방법에 의해 제조될 수 있다.
일체 구조 또는 백필터용 여과재를 가진 지지체와 같은 담체 기재상에 촉매를 피복하는 방법에 대한 일례로는, 촉매 슬러리로 담체 기재를 피복하는 방법이 있으며, 이때 제 1 촉매 성분과 제 2 촉매 성분은 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트 및 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물의 분말중 1 종 이상에 지지된다. 피복 방법에 관해 더욱 구체적으로 언급하자면, 분말상의 촉매를 정제된물 및 산과 함께 볼밀 (ball mil)에 주입한 후에 0.1 내지 10 ㎛의 혼합물 입도로 미분쇄시키므로써 슬러리로 만든다. 사용되는 산은 통상의 무기 산 또는 유기 산일 수 있으며, 아세트산이 특히 바람직하고 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 제올라이트로 된 하나 이상의 분말상 촉매를 포함하는 피복층 고형분 1 ㎏당 20-100㎖ 의 양으로 사용할 수 있다. 형성된 슬러리에 정제수를 혼힙시켜 소정의 비중, 예컨대 1.20-1.60 g/㎖ 의 슬러리로 조정한다. 이어서, 담체 기재를 5-60초 동안 슬러리에 담그고 꺼내서 기류등에 의해 과량의 슬러리를 제거하고 100-200℃에서 건조시킨후 200-600℃의 온도에서 소성시켜 피복 단계를 완결한다. 담체 기재 1리 터당 피복물이 부착되는 양은 30 내지 160g 이지만, 이는 담체 기재의 셀의 수와 구조에 따라 다르다.
또한 본 발명에 의한 촉매는 무전해 도금법에 의해 제조될 수도 있다. 무전해 도금법에 의한 촉매의 제조 방법은 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트를 사용하여 전술한 바와 같은 방식으로 슬러리를 제조하고, 그 슬러리를 일체 구조를 가진 지지체상에 피복하고, 동일한 방식으로 건조 및 소성시켜 표면 피복성분의 부착을 완결하고, 이를 30 내지 80℃의 온도에서 약 30 시간동안, Pt, Pd 및 Ir로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 제 1 촉매 성분을 함유하는 무전해 도금 용액중에 침지시켜 방치하므로써 소정량의 제 1 촉매 성분을 침전시키고, 이어서 물을 가해 세척하고 건조시켜 촉매를 완성시키므로써 수행할 수 있다. 무전해 도금법에 의해 2-성분 촉매를 제조하는 방법은, 유사한 방식으로, 표면 피복 성분이 부착되어 있는 일체 구조를 가진 지지체를 Au 및 Ag 로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 촉매 성분으로 된 무전해 도금 용액내에 침지 및 방치시켜서 소정량의 제 2 촉매 성분을 부착시키고, 전술한 바와같이 세척한 후 건조시키고, 이어서 이를 제 1 촉매 성분으로 된 무전해 도금 용액중에 다시 침지및 방치시켜서 소정량의 제 1 촉매 성분을 부착시킨후 물세척하여 촉매를 완성시키므로써 수행할 수 있다.
본 발명에 의한 촉매를 사용하여 배기 가스를 처리하는 방법에서, 처리 온도는 실용적인 측면에서 중요한 요소이며, 그 온도는 150 내지 280℃ 이다. 백필터 재료용 여과재상에 촉매를 부착시키므로써 배기 가스 처리 방법을 수행하는 경우, 여과재로서 사용된 재료에 대한 온도 제한의 견지에서 볼때, 150 내지 230℃의 온도에서 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
처리할 가스중의 산소 농도는 1 부피% 이상일 수 있으며, 일체 구조를 가진 지지체 및 백필터용 촉매를 가진 여과 재료상에 수용된 촉매는, 처리 온도에서 국제 규정치인 국제 독성 등가 농도로 환산된 배기 가스 중의 디옥신 농도가 5 ng/N㎥ 이하, 바람직하게는 0.1 ng/N㎥ 이하로 유지하도록 하는 공간 속도(SV) 및 선속도로 가스가 통과할 정도의 충전양으로 사용된다.
배기 가스중에서 제거될 대상인 디옥신은 ng/N㎥ 단위로 존재하는 반면, 디옥신을 위한 전구체인 유기 염소 화합물 및 유기 화합물은 ㎍/N㎥ 단위로 존재하는데, 이들은 모두 극소량이다. 이들 농도는 매우 낮기 때문에, 세부적인 반응 메카니즘은 아직 명백하지 않다. 완전 산화 반응, 산화 탈수소 반응, 염소 제거 반응, 이성체화 반응, 불균형화 반응과 같이, 다양한 반응이 촉매 표면상에서 복잡한 방식으로 관여하는 것으로 예상된다.
예를들어, 완전 산화 반응은 디옥신이 물, 이산화탄소, 염화수소로 분해되는 반응이며, 이염소화 반응은 다축합 반응에 의해 2 분자의 2,4,5-트리클로로페놀 또는 이것의 알칼리 염으로부터 디옥신이 형성되는 반응으로 보고되었다.
제거방법으로는, 완전 산화에 의한 제거가 가장 바람직하나, 디옥신 골격으로부터 염소를 제거하거나 독성이 적거나 없는 분자로 부분 산화되도록 방향족 고리를 분해시키는 염소 제거 반응도 사용할 수 있다.
기존의 촉매, 구체적으로V, W 및 Ce과 같은 산화물을 함유한 촉매는, HCl을 함유한 배기 가스중의 귀금속 촉매에 비해 염화물로 전환되기가 더 쉬운 결점을 지니며, 비교적 분자량이 크고 비점이 높은 디옥신과 같은 물질에 대해 저온에서 산화활성 및 염소 제거 활성과 같은 분해 활성이 낮으며, 이성체화 활성 및 중합활성을 일으키는 경향이 있다. 구체적 예로는, 도시 폐기물 소각장에서 발생하는 배기가스를 대상으로 산화 반응에 의한 제거 테스트를 수행하여 촉매층에서의 유입 가스 및 배출 가스를 측정한 결과를 들 수 있는데, 이들 결과는 하기 표 3 및 표 6에 제시한다. 배출 가스에서의 디옥신중에서도, PCDD 류 및 PCDF 류의 헥사 또는 그 이상의 염화물양이 다소 증가하며, 강한 독성의 디옥신은 전구체의 염소화 또는 중합을 통해 디옥신이 아닌 화합물로부터 형성된다.
제 1 도는, 시판되는 코오디어라이트(cordierite)상에 부착된 본 발명의 촉매 및 종래 촉매를 사용하여 도시 폐기물 소각장으로부터의 배기 가스를 산화적 분해하므로써 제거 테스트를 수행하는 경우, 유입시의 디옥신 농도에 대한 배출시의 디옥신 농도의 비(세로 좌표)와 유입 가스중의 디옥신 농도(가로 좌표) 사이의 상호 관계를 나타낸 것이다. 비교적 낮은 농도의 디옥신을 함유한 배기 가스를 산화적 분해에 의해 제거하는 것은 불충분하여 디옥신은 종래 기술 촉매중의 디옥신 농도에 따라 촉매층내에서 증가한다는 것을 알 수 있다. 다시 말하면, 상기 촉매는 저온에서도 배기 가스중에 존재하는 디옥신의 분해 반응을 진행시키는 특성을 지니되, 전구체로부터 디옥신을 형성하는 반응을 진행시키지 않는 (억제하는) 특성, 즉 저온에서 고분해 활성을 보이면서 배기 가스중에 함유된, 디옥신의 전구체로부터 디옥신을 형성하는 성질을 가능한한 최소로 유지하는 선택성을 지닐 필요가 있다. 선택성은, 디옥신 농도가 낮을 때 보다 중요하며 높은 정제비가 요구되는 경우에 필요하다.
특정한 표면 성분을 사용하여 제 1 촉매 성분만을 함유하는 촉매 또는 본 발명에 따라 제 2 촉매를 추가로 첨가하여 2 가지 성분을 함유하는 촉매는 전술한 필수적인 특성을 지닌다. 일례인, 시판하는 코오디어라이트 벌집상에 부착된 상기 촉매 성분을 함유하는 촉매가 후술될 실시예 2 및 표 4에 제시된다. 촉매는, 반응물의 구조와 거의 무관하게 PCDD 류 및 PCDF 류와 함께 배기 가스중의 디옥신을 제거하며, 결과적으로 저온에서 우수한 산화적 분해 활성을 보임을 알 수 있다.
일체 구조를 가진 지지체는 벌집 구조 또는 3차원 그물 구조이다.
이들은 코오디어라이트(2SiO₂-2Al₂O₃-5MgO), 멀라이트(2SiO₂-3Al₂O₃), 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(1000℃에서 3시간 이상 소성시킨 분말로 형성된 벌집 배제 생성물), α-알루미나, 알루미나 티타네이트, 스포듀민 및 마그네슘과 같은 세라믹, 활성 탄소 또는 탄소 흑연- 또는 산-저항 금속 (예; 우수한 기계적 및 물리적 강도를 가진 철-계 합금, 니켈계 합금, 크롬-계 합금 또는 구리-계 합금)으로 만들어진 성형 또는 벌집 생성물을 포함한다. 이들 자체에는 표면적 또는 기공이 거의 없기 때문에 촉매를 수용하지 못한다. 따라서, 이들의 표면상에 내산성 표면 피복 성분 또는 표면적이 큰 촉매 성분을 가진 내산성 표면 피복 성분을 부착하여 사용하는 것이 바람직하다.
이들 중에서도, 코오디어라이트를 포함하는 벌집 구조가 저렴하며 가장 바랍직하다.
벌집 구조 또는 3 차원 그물 구조중의 셀수는 1 in²당 10 내지 400개가 바람직하다. 셀수가 10 이하인 경우에는, 단위 셀의 크기가 커서 처리될 가스중의 반응물의 접촉이 빈약하여, 불충분하게 반응한 상태로 존재한다. 반면, 셀수가 400 개를 초과하면, 분말형 분진으로 인해 구멍이 막히는 경향이 있다. 소각 시설로부터 형성된 배기 가스가 비교적 다량의 분진을 함유한 배기 가스인 경우에는 , 실용적인 관점에서 평방인치당 셀수가 100 이하인 일체 구조를 가진 지지체를 사용한다. 백필터용 여과 재료에 구체적 제한은 없으며 일반적으로, 유리 섬유, 테플론형 펠트 또는 폴리이미드 섬유와 같이 시판용 재료가 바람직하다.
실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물은 산화물로 전환된, 4 내지 20 중량%의 실리카(SiO2), 3 내지 10 중량%의 보리아(B2O3) 및 나머지는 알루미나(A12O3)로 구성(SiO2+ B2O3+ A12O3= 100 중량%)되는 것이 바람직하며, 이것은 실리카, 보리아 및 알루미나의 단순한 혼합물이 아니라, 소위 삼원 복합체 산화물로 형성되며 독특한 물리적 특성을 제공할 수 있다.
실리카-대-알루미나 몰비가 30 이상인 제올라이트는 ZSM-5, 모데나이트 또는 비교적 높은 내산성을 지닌 초-안정성 Y-형(USY) 제올라이트가 바람직하며, 특히, 실리카 대 알루미나 몰비가 50 이상인 초-고안정성 Y-형 제올라이트가 바람직하다. 초-안정성 Y-형 제올라이트는 제올라이트를 산처리하여 A12O3를 용출 제거하므로써 수득된 안정화된 Y-제올라이트이며, 이는 이원 복합체 산화물의 형성에 의해 바람직한 특성을 발현시킨다. 제올라이트는 합성하거나 또는 시판되는 제올라이트를 사용할 수 있다. 선택적으로, 전이 금속을 제올라이트로 치환시키므로써 수득된 메타실리케이트를 사용할 수도 있다.
실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물, 및 실리카-대-알루미나 몰비가 30이상인 제올라이트는 각 개별 성분 산화물중에서 발견되지 않은 주목할 만한 산도를 가진 소위, 고형산이며, BET 비표면적으로서 300㎡/g 이상의 큰 표면적을 가진다. 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카-대-알루미나 몰비가 30 이상인 제올라이트는, 700℃ 내지 1200℃의온도에서 1 내지 12 시간동안, 바람직하게는 700℃내지 1000℃에서 3시간 동안 대기중에서 미리 소성시켜 산 내성을 추가로, 개선시켜서 사용하는 것이 바람직하다.
실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물은, 예를 들어 알루미늄 설페이트 수용액 및 나트륨 알루미네이트 수용액을 가수분해하여 알루미나 히드레이트 슬러리를 형성하고, 나트륨 실리케이트 수용액을 첨가하여 알루미나 실리카 히드레이트 슬러리를 수득한후, 이것을 여과시켜 세척하므로써 알루미나-실리카 히드레이트 케익을 형성시키고, 소정량의 보리아를 제공할 정도의 양으로 o-붕산 수용액을 첨가하여 충분히 혼합하고, 이렇게 수득된 알루미나-실리카-붕소 혼합된 히드레이트를 분무-건조시킨 후 이들을 600 내지 800℃의 온도에서 소성시키고 약25 ㎛의 평균 입도로 분쇄시키는 방식에 의해 수득한다. 상기 수득된 알루미나-실리카-붕소 혼합된 히드레이트는 그대로 사용할 수 있으나, 열 자켓이 장착된 혼합기에서 가열하면서 혼합하고, 바람직한 모양의 구멍이 있는 성형기로부터 압출 성형한 후 80℃내지 120℃의 온도에서 건조시키고, 600℃내지 1100℃에서 소성시킨후 분말로 분쇄시켜 사용한다.
실리카 대 알루미나의 몰비가 30이상인 모데나이트 초 안정형 Y 형 제올라이트를 제조하기 위해서, Si공급원을 콜로이드성 실리카, 물유리, 사염화 규소 및 실리카 겔과 같은 무기 규소 화합물 뿐 아니라 테트라에틸 실리케이트와 같은 유기 규소화합물에서 선택할 수 있다. 그 원료가 미량의 불순물 또는 내포물을 함유할 지라도, 수득된 물리적 특성에 심각한 영향을 미치지 않는 한 아무런 문제를 발생시키지 않는다. 예를 들면, 규산 나트륨 및 정제수의 혼합액에 소량의 베마이트형 알루미나 분말을 첨가하고, 거기에 묽은 황산을 첨가하고, 충분하게 교반시키고, 브롬화 테트라에틸 암모늄(TEABr) 수용액을 첨가하고, 부가로 교반시킨후, 오토클레이브내에서 약 85 시간 동안 170℃로 유지시킴으로써 모데나이트를 합성시킬 수 있다. 이어서, 합성된 생성물을 여과시키고, 세척한 후, 120℃에서 하룻밤 동안 건조시킨다. 실리카 대 알루미나의 몰비는 사용된 규산 나트륨과 알루미나의 양에 의해 조절된다. 또한 예를 들면 수산화나트륨내의 나트륨 알루미네이트 수용액에 나트륨 실리케이트를 첨가하고, 3 시간 동안 숙성시키고, 이것에 나트륨 실리케이트를 첨가하고, 다시 수산화 나트륨내의 나트륨 알루미네이트 수용액을 상기 혼합 용액에 첨가하고, 추가 혼합하고, 50%의 진한 황산을 적가하고, 충분히 교반시키고, 오토틀레이브내에서 150℃에서 24시간 동안 가열하에 교반 및 방치시켜 제올라이트를 합성시키고, 여과시킨후, 이를 120℃에서 세척하여 건조시킨다. 생성된 제올라이트를 1 N HC1수용액내에서 80 시간 동안 환류시키고, 알루미나를 침출시키기 위해 재환류시키고, 여과시키고, 다시 세정시킨다. 실리카 대 알루미나의 몰비는 사용된나트륨 실리케이트 및 나트륨 알루미네이트의 함량에 따라서 조절된다.
1 차 촉매 성분에 대한 원료로서, Pt, Pd 및 Ir의 원소, 산화물 및 수산화물의 입자를 사용한다. 또한, Pt 염으로서 염화 백금산, 염화 백금산 알칼리, 염화 백금산 암모늄 및 염화 암민 백금을 사용한다. Pd염으로서 질산 팔라듐, 염화 팔라듐, 염화 팔라듐산, 염화 팔라듐산 알칼리, 염화 팔라듐산 암모늄 및 염화 암민 팔라듐, Ir 염으로서 염화 이리듐산, 이리듐산 알칼리, 이리듐산 암모늄 및 염화 암민 이리듐이 있다. 2차 촉매 성분에 대한 원료로서, Au, Ag, Cu, Fe, Sb, Se, Te 및 Ta 의 원소, 산화물 또는 수산화물의 입자를 사용한다. 또한, 예를들면, Au 염으로서, 염화 금수소산, 염화 금수소산 알칼리 또는 시아노 금수소산 칼륨, Ag 염으로서 질산 은, 플루오르화 은, 시안산 은 또는 과염소산 은을 사용한다. 예를 들면, Cu 염으로서 질산 구리, 염화 구리 및 황산 구리,. Fe 염으로서 질산 철, 할로겐화 철 및 황산 철, Sb 염으로서 할로겐화 안티몬, Se 염으로서 산화 셀레늄 및 할로겜화 셀레늄, Te 염으로서 텔루르산 및 할로겐화 텔루륨, Ta 염으로서 탄탈산 알칼리를 사용한다. 부가로, 전술한 물질에 대한 원료로서, 테레핀유와 같은 유기 용매에 용해된 수지산염 또는 레지노이드로서 총체적으로 언급되는 그것의 유기염들이 사용될 수도 있다.
1차 촉매 성분의 농도가 상기 제시된 범위 이하일 경우, 저온 활성은 상실 된다. 반대로, 상기 농도가 상기 제시된 범위 이상일 경우, 이는 경제적으로 불리하다. 2차 촉매 성분의 농도가 상기 제시된 범위 이하일 경우, 선택성이 저하되는 반면, 농도가 높아질 경우에는 분해 활성이 저하된다.
1차 촉매 성분을 수용하는 촉매를 환원 처리후에 사용할 수 있다. 환원처리는 습식 환원법 및 건식 환원법을 포함한다. 습식 환원법으로서, 10 내지 95℃의 온도에서 포르말린, 히드라진, 옥살산 또는 나트륨 보로하이드라이드 (SBH)의 수용액을 사용하는 통상의 환원법을 사용할 수있다. 150 내지 600℃, 바람직하게 200 내지 500℃의 온도에서 수소 기체 또는 일산화 탄소와 같은 환원 기체 또는 질소로 희석된 환원 기체를 사용하여 건식 환원법을 수행한다. 또한, 저온 활성을 개선시키기 위해 원소를 환원처리로 침강시킨후, 불용성 잔류 불순물응 물로 세척하여 제거하는 것이 바람직하다.
처리하고자 하는 기체 시스템에서, 촉매 표면에 반응물을 확산시키고 흡차시키는 단계는 반응물이 극소량으로 함유되어 있기 때문에 중요하다. 그러므로, 기체와 표면 사이의 접촉면에 불균일성을 제공하여 교란을 일으킴으로써 벽면 필름을 파괴시키는 대응책이 효율적이다. 그후, 표면에서 피복 층에 대한 부착 층의 고형물 함량을 기준으로 0.01 내지 0.5mm 크기의 입자상 또는 침상 물질을 1 내지 20 중량% 첨가했다. 특히, 이는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물, 제올라이트, 티타니아, 지르코니아, 실리카, α-알루미나, 활성탄 및 탄소 흑연의 입자또는 분말 및 티탄산 알루미늄, 티탄산 칼륨 및 SiC의 위스커(whisker) 와 같은 침상 물질, 유리 섬유, 알루미나 섬유, 알루미나-실리카 섬유, 활성탄 섬유 및 탄소 흑연 섬유이다. 내산성 섬유 물질을 첨가하면 피복층의 접착이 증가되며, 특히 필터를 사용하는 경우 촉매 성분을 피복시킴으로써 유리하다.
입자상 또는 침상 물질의 첨가 슬러러를 사용하는 경우, 피복층의 무수 고형물 함량을 기준으로 하여 1 내지 20중량%를 형성시킨 후, 상기 슬러리를 첨가하고, 교반기로 균일하게 혼합시킨다. 또한, 상기 설명된 것과 동일한 방법으로 촉매에 입자상 또는 침상 물질을 형성시킴으로써 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 처리법에서, 처리 온도는 상기 설명된 바와 같으며, 배기 가스에 대한 처리 온도의 상한 치를 상기 설명한 바와 같이 280℃로 제한하는 보건후생국의 지침서에 의해 실시될 수 있다. 150℃이하일 경우, 제거 효과는 불량하며, 게다가, 배기 가스내에 공존하는 증기, HC1또는 SOx 의 흡착으로 인해 제거하고자 하는 물질의 흡착이 방해받는 현상이 증가되는 것은 바람직하지 못하다.
충전 촉매의 크기에 있어서, 설치하고자 하는 장소를 고려하여 단면적 또는 길이를 결정할 수 있다. 본 발명의 처리법을 사용하는 시설을 본 발명에 의한 촉매에 의한 탈질소화에 자연스럽게 적용할 수 있으며, 단독으로 사용할 수도 있다. 그러나, 배기 가스처리에 탈질소화 장치를 함께 사용하는 경우,상기 시설은 처리하고자 하는 기체 스트림에 관한 탈질소용 촉매층의 하부 스트림에 설치하는 것이 유리하다.
사용하는 반응기 유형에 대해 상기 설명된 바와 같은 특별한 제한은 없으며, 고정 베드 또는 이동 베드 반응기와 같은 통상의 반응기를 사용할 수 있다. 소각장용 배기 가스 처리의 경우, 배기 가스가 다량의 분진을 함유하며, 막힐 가능성이 높으므로, 분진의 양에 따라서 개구를 쉽게 조절할 수 있는 벌집 촉매가 구비된 반응기를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 설명된 바와 같이, 본 발명에 의한 촉매는 하기 설명된 바와 같은 다양한 잇점을 갖는다.
(1) 분해 반응에서 HC1 중독 작용이 적으며, 저온에서도 높은 활성을 유지할 수 있다.
(2) 디옥시에 대한 전구체가 공존하는 기체내의 전구체로부터 디옥신이 형성되는 반응을 억제시키는 선택적 활성이 높으며, 원래 존재하는 디옥신을 분해시키고, 특히 처리하고자 하는 기체내의 디옥신의 농도가 국제 독성 등가 농도로 환산하여 10ng/N㎥ 이하의 비교적 낮은 농도일 경우 디옥신의 제거율은 높은 것으로 나타낸다.
(3) 공존하는 SO3를 SOx로, NH3를 NOx 로 전환시키는 산화 활성을 억제시킨다.
(4) 실질적인 작업 수명이 길다.
실시예 1
규정된 농도로 Pt 을 함유한 염화백금수소(H2PtC16) 및 규정된 농도로 Au을 함유한 염화금수소(HAuC1₄)을 혼합한 수용액 100㎖를 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 분말(평균 입도 15㎛, 실리카 10 중량%, 보리아5 중량%, 및 그나머지는 알루미나임) 270 g 에 교반하면서 첨가하고, 110℃에서 12시간 동안 건조시키고, 500℃의 대기중에서 3시간 소성시켜 Pt 2.5중량% - Au 0.83 중량%의 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물을 포함하는 분말성 촉매를 제조하였다. 촉매 280g, 정제 수 420㎖및 아세트산 10㎖를 볼밀에서 6시간 동안 분쇄하여 평균 입도가 5㎛가 되도록 하였다. 또한, 소량의 정제수를 수득한 슬러리에 첨가하여 비중을 1.32g/㎖로 조정하였고, 셀수가 30cpi²이고 부피가 307㎖인 단면 32mm × 32mm, 길이 300mm의 시판용 코오디어라이트 벌집을 상기 슬러리에 10초 동안 침지했다. 이어서, 벌집을 꺼내어 공기 스트림에 의해 과량의 슬러리를 제거하고, 전기 건조기에서 12시간 동안 100℃로 건조시키고, 대기류에서 1 시간 동안 500℃로 가열하여 고체 부착물이 60g/1 이고 촉매 1ℓ당 1.5g 으로 Pt를, 촉매 1ℓ당 1.5g Au 를 수용하는 벌집 촉매 1-1을 수득하였다.
이어서 수득한 촉매 1-1을 사용하여, 이하 기재한 표 1 에 제시한 조건하에서 도시 폐기물 소각장의 배기 가스중의 폴리클로로디벤조 디옥신 (PCDD 류) 및 폴리클로로디벤조푸란(PCDF 류)의 제거 테스트를 산화적 분해에 의해 수행하였다.
표 1
테스트 소각로 장치에 대한 내역
배기가스 : 도시 폐기물 소각장에서 취한 배기 가스
노 타입 : 스토커 노
처리량 : 125 t/일
냉각 시스템 : 보일러 형
배기 가스의 (예비) 처리
방법: 장치 및 전기 분지 침전기로 반나절 유독성 가스를 제거함
배기 가스의 성질
매연량 : 0.03 g/N㎥ 이하
황산화물(SOx) : 30 ppm, 이하
염산(HC1) : 80ppm 이하
질소 산화물 (NOx) : 100 ppm 이하
테스트 조건:
촉매층의 유입구에서의 가스 온도 : 250℃
공간 속도(시-1) : 3,000
결과는 표 2 내지 4에 제시하였다.
실시예 2
실시예 1 과 같은 방법으로, Pt로서 염화백금수소 (H2PtC16) 및 제 2 촉매 성분중의 Ag 로서 질산은 (AgNO3)을 사용하므로써, Pt 및 Ag 두가지 성분을 수용하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(실리카 10%, 보리아5% 및 나머지는 알루미나임)을 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재상에 부착시켜 촉매 1ℓ당 1.5g 의 Pt 및 촉매 1ℓ당 0.5g 의 Ag 을 수용하는 벌집 촉매 1-2를 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 1-2에 대하여 산화적 분해에 의해 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 3
실시예 1 과 같은 방법으로, Pt로서 염화백금수소 (H2PtC16) 및 제 2 촉매 성분중의 Te로서 산화텔루르수소 (H6TeO6)을 사용하므로써, Pt 및 Te 두가지 성분을 수용하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(실리카 10%, 보리아5% 및 나머지는 알루미나임)을 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재상에 부착시켜 촉매 1ℓ당 1.5g 의 Pt 및 촉매 1ℓ당 0.5g 의Te을 수용하는 벌집 촉매 1-3을 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 1-3에 대하여 산화적 분해에 의해 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 4
실시예 1 과 같은 방법으로, 단지 Pt성분만을 수용하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(실리카 10%, 보리아5% 및 나머지는 알루미나임)을 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재상에 부착시켜 촉매 1ℓ당 2.0g 의 Pt를 수용하는 벌집 촉매 1-4을 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 1-4에 대하여 산화적 분해에 의해 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 내지 4 에 제시하였다.
실시예 5
실시예 1 과 같은 방법으로, 단지 Pt 및 Ag 두가지 성분을 수용하는 시판용 USY 제올라이트(실리카/알루미나 몰비 80,800℃에서 3시간 동안 소성됨) 를 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재상에 부착시켜 촉매 1ℓ당 Pt 1.5g과 촉매 1ℓ당Au 0.5g 를 수용하는 벌집 촉매 1-5을 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 1-5에 대하여 산화적 분해에 의해 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 6
실시예 1 과 같은 방법으로, 촉매 1ℓ당 Pt 1.5g과 촉매 1ℓ당Au 0.5g 를 수용하는 시판용 USY 제올라이트(실리카/알루미나 몰비 80,800℃에서 3시간 동안 소성됨)를 무전해 도금법에 의해 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재상에 부착시켜 벌집 촉매 1-6을 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 1-6에 대하여 산화적 분해에 의한 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 7
실시예 1 과 같은 방법으로, Pd로서 질사팔라듐(Pd(NO3)2)및 Ag로서 질산은 (AgNO3)을 사용하여 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재에 Pd 8.33중량%와 Ag 1.67중량%가 수용된 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물을 제조하고, 그 촉매를 사용하여 실시예 1과 같은 방식으로 슬러리를 제조하고, 슬러리를 부착시켜
촉매 1ℓ당 Pd 5g 과 촉매 1ℓ당 Ag 1g을 수용하는 벌집 촉매 2-1울 수득했다. 촉매 2-1을 사용하여, 실시예 1 과 같은 방법으로 산화적 분해에 의한 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 내지 4에 제시하였다.
실시예 8
실시예 7 과 같은 방법으로, Pd로서 질산팔라듐(Pd(NO3)2)및 제 2 촉매 성분중의 Au로서 염화금수소(HAuC14)을 사용함으로써, Pd 및 Au 두가지 성분을 수용하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(실리카 10%, 보리아5% 및 나머지는 알루미나임)을 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재상에 부착시켜 촉매 1ℓ당 Pd 5.0g 과 촉매 1ℓ당 Au 1.0g을 수용하는 벌집 촉매 2-2을 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 2-2에 대하여 산화적 분해에 의해 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 9
실시예 1 과 같은 방법으로, Pd로서 질산팔라듐(Pd(NO3)2)및 제 2 촉매 성분중의 Te로서 산화텔루르수소(H6TeO6)을 사용하여 두가지 성분인 Pd 및 Te를 수용하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(실리카 10%, 보리아5% 및 나머지는 알루미나임)을 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재에 부착하여 촉매 1ℓ당 Pd 5.0g 과 촉매 1ℓ당 Te 1.0g을 수용하는 벌집 촉매 2-3을 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 2-3에 대하여 산화적 분해에 의해 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 10
실시예 7 과 같은 방법으로, 질산팔라듐(Pd(NO3)2를 사용하므로써 Pd를 수용하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(실리카 10%, 보리아5% 및 나머지는 알루미나임)을 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재상에 부착하여 촉매 1ℓ당 Pd 7.0g을 수용하는 벌집 촉매 2-4을 수득했다. 제거 테스트는 수득한 촉매 2-4에 대하여 실시예 1과 같은 방식으로 산화적 분해에 의해 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 11
실시예 1 과 같은 방법으로, Ir로서 염화이리듐(IrC13)및 제 2 촉매 성분으로 Au로서 염화금수소(HAuC1₄)을 사용하므로써, Ir 및 Au 두가지 성분을 수용하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(실리카 10%, 보리아5% 및 나머지는 알루미나임)을 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재에 부착시켜 촉매 1ℓ당 Ir 3.0g과 촉매 1ℓ당Au 1.0g을 수용하는 벌집 촉매 3-1을 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 3-1에 대하여 산화적 분해에 의해 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 12
실시예 1 과 같은 방법으로, Ir로서 염화이리듐(IrC13)및 제 2 촉매 성분중의 Ag로서 질산은(AgNO3)을 사용하므로써, Ir 및 Ag 두가지 성분을 수용하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물(실리카 10%, 보리아5% 및 나머지는 알루미나임)을 셀수가 30cpi²인 코오디어라이트 벌집 기재에 부착시켜 촉매 1ℓ당 Ir 3.0g과 촉매 1ℓ당Ag 1.0g을 수용하는 벌집 촉매 3-2를 수득했다. 실시예 1 과 같은 방식으로 수득한 촉매 3-2에 대하여 산화적 분해에 의해 제거 테스트를 수행하였고, 그 결과를 표 2 에 제시하였다.
실시예 13
실시예 1 과 같은 방법으로, Pt 및 Au 를 함유하는 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 슬러리를 백필터용 여과 재료의 표면상에 얇게 부착시키고, 100℃에서 건조시키고, 200℃에서 소성하여 백 필터용 촉매를 지닌 여과재 테스트편을 수득하였다. 수득한 시험편에 대한 제거 테스트를 실시예 1과 같은 방법으로 산화적 분해에 의해 수행하였다. 실시예 1의 촉매와 거의 같은 결과를 수득하였다.
실시예 14
산화적 분해에 의한 제거 테스트는 표 1에 제시한 배가 가스 테스트 조건하에서 촉매 1ℓ당 Pt 1.5g 과 촉매 1ℓ당 Au 0.5g을 수용하는 실시예 1의 벌집 촉매 시료 제 1-1호를 사용하여 수행하되 촉매층의 유입구에서의 기체온도를 220℃로 낮추었고, 그 결과는 표 5에 제시하였다.
비교예 1
산화적 분해에 의한 제거 테스트는 시판되는 탈질소용 벌집 촉매 4를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다. 여기서 벌집 촉매 4는 V염및 W 염의 용액과 함께 TiO2분말을 혼합하고, 결합제와 혼합한 후, 셀의 수가 35cpi²(구멍지름 3.5mm와 상응함)인 벌집형으로, V2O5 및 WO3로 압출함으로써 제조된 V2O5-WO3-TiO2를 포함한다. 결과는 표 3 과 6에 제시하였다.
비교예 2
벌집 촉매 5는 비교실시예 1에서 수득된 촉매 4에 촉매 1ℓ당 백금 2g을 수용하게하여 수득하였다. 수득된 촉매 5에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 산화적 분해에 의한 제거 테스트를 수행되었다. 결과는 표3 및 표 6에 제시하였다.
비교예 3
비교예 2에서 수득한 촉매 5와 동일한 방법으로 촉매 1ℓ당 백금 2g을 가지는 탈질소용 벌집 촉매 6을 사용하고 기체 암모니아(NH3/NOx = 0.8 또는 그이상)를 첨가하는 탈질소 반응과 함께 산화적 분해에 의해 디옥신을 제거하기 위해 실시예 1과 동일한 과정에서 산화적 분해에 의한 제거 테스트를 수행하였다. 탈질소화 비는 81.5%였다.
비교예 4
벌집 촉매 7은 비교예 1에서 수득한 탈질화 촉매에 촉매 1ℓ당 팔라듐 5g을 첨가함으로써 제조되었다. 수득된 촉매 7에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 산화적 분해에 의한 제거 테스트를 수행하였다. 결과는 표 3에 제시하였다.
비교예 5
셀의 수가 36cpi²(기공크기 4mm와 상응함)인 시판용 티타니아 벌집 담체상에 촉매 1ℓ당 Ce 4g을 수용하는 벌집 촉매 8을 수득하였다. 수득된 촉매 8에 대해 실시예 1과 동일한 방법으로 산화에 의한 또는 산화적 분해에 의한 제거 테스트를 수행하였으며 결과는 표 3 에 제시하였다.
비교예 6
셀의 개구수가 36cpi²인 시판용 티타니아로 피복된 멀라이트 적층형 벌집상에 촉매 1ℓ당 Pt 2.5g을 수용하는 벌집 촉매 9을 수득하였다. 수득된 촉매 9에 대해 산화적 분해에 의한 제거 테스트를 수행하였으며 결과는 표 3에 제시하였다.
표 2
벌집은 셀의 수가 30 셀/in²인 코오디어라이트이다.
처리될 가스중의 유입구에서의 디옥신 농도가 국제 독성 등가 농도로 환산하여 10 ng/N㎥ 일때의 결과이다.
촉매층의 유입구에서 가스 온도 : 250℃
공간 속도 (시간-1) : 3,000
시험편 번호 디옥신 제거율(%)
1-1 97
1-2 95
1-3 97
1-4 84
1-5 95
1-6 75
2-1 78
2-2 90
2-3 80
2-4 75
3-1 77
3-2 70
표 3
표 4
농도 : 12% 로 전환된 O2농도
괄호안의 숫자는 국제 독성 등가 농도를 나타낸다.
표 5
디옥신 농도의 측정 결과
농도 : 12% 로 전환된 O2농도
괄호안의 숫자는 국제 독성 등가 농도를 나타낸다.
표 6
농도 : 12% 로 전환된 O2농도
괄호안의 숫자는 국제 독성 등가 농도를 나타낸다.
각각의 표에 나타난 바와 같이, 종래 기술에서는 디옥신 농도가 유입 가스내보다 배출 가스내에서 더 높았기 때문에, 최근에 전체적으로 연결된 소각장으로 부터 나온 배기 가스중 디옥신 농도가 상대적으로 낮은 경우, 상기 촉매를 도입하는 것은 오히려 원하지 않았던 효과를 부여하거나 또는 다소 효과가 적음은 명백하다. 다른 한편, 1 제곱인치당 30개의 셀을 갖는 시판용 코오디어라이트 벌집 구조에 본 발명의 촉매가 부착되는 경우, 그것은 원래 존재하는 디옥신 제거능의 감소없이 배기 가스내에 최초로 포함된 디옥신 전구체로부터의 디옥신 생성을 억제할 수 있으므로 촉매층의 배출구에서 배기 가스내 디옥신의 농도를 현저히 감소시킬 수 있는바, 배기 가스내 디옥신의 농도가 장기간 동안 0.5 ng/N㎥ 이하 및 국제 독성 등가 농도로서 환산한 국제 기준치인 0.1 ng/N㎥ 이하로 감소된다. 본 발명에서는, 소정의 활성 성분이 소정 양씩 지지체상에 수용되기 때문에, 배기 가스내에 포함된 폴리클로로디벤조-p-디옥신 및 폴리클로로 디벤조푸란을 효과적으로 제거할 수 있으며, 배기 가스내에 존재하는 디옥신 농도를 감소시키기 위해 일체구조(예; 벌집구조)를 갖는 담체 및 필터상에 부착되는 촉매 여과재로서 사용 가능한 장기 보존 수명을 갖는 산화적 분해 촉매를 제공할 수 있는 바, 구비된 촉매의 효과에 의해 전구체로부터 디옥신의 형성을 억제하면서 산화적 분해에 의해 원래 존재하는 디옥신을 제거하므로써 보건 사회부의 지침에 따라 280℃이하의 저온에서 국제 독성 등가 농도로 환산하여 10 ng/N㎥ 미만으로 배기 가스중에 존재하는 디옥신 농도를 0.5 ng/N㎥이하, 바람직하게는 0.1 ng/N㎥ 이하로 감소시키기 위한 것이며, 일체 구조를 갖는 지지체를 사용하는 촉매의 제조 방법 및 일체 구조 및 백필터용 여과 재료를 갖는 1종 이상의 지지체에 촉매를 부착시킴으로써 촉매를 사용하는 방법을 제공한다. 본 발명은 기존의 제거방법과 비교하여 더 높은 제거율을 제공하며, 배출구에서의 디옥신 농도를 낮게 유지할 수 있고, 반응기의 크기를 감소시킬 수 있고, 새로운 시설뿐 아니라 기존의 시설에 장치할 수 있으며, 운영비 및 설치비를 감소할 수 있는 등 여러가지 잇점을 제공한다.
본 발명은 산화적 분해에 의한 클로로디옥신의 제거뿐 아니라 최근에 문제가 제기되어 왔던 배기 가스내의 폴리브로모디벤조-p-디옥신(PBPD 류) 및 폴리브로모벤조 푸란(PBDF 류)뿐 아니라 폴리클로로비페닐(PCB)의 연소 배기 가스 및 트리클로로에틸렌, 트리클로로에탄, 디클로로메탄, 클로로페놀, 할로겐화 탄화수소 및 메틸브
로마이드 같은 유기 할로겐 화합물을 포함하는 배기 가스에 효과적인 산화적 분해 촉매, 그것의 제조 방법 및 처리 방법으로서 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 촉매 성분으로서 Pt, Pd 및 Ir 또는 그 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 원소가 촉매 1ℓ를 기준으로 0.1 내지 10g의 양으로 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1종 이상에 수용되어있는, 디옥신을 함유하는 배기 가스 처리용 촉매.
  2. 제 1성분으로서 Pt, Pd 및 Ir 또는 그 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 원소 및, 제 2 성분으로서 Au, Ag, Cu, Fe, Sb, Se, Te 및 Ta로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 원소가 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1종 이상에 수용되어있고, 촉매 1ℓ를 기준으로 제 1 촉매 성분의 양이 0.1 내지 10g, 제 2 촉매 성분의 양이 0.01 내지 5g이고 제 2 촉매 성분대 제 1 촉매 성분의 수용비가 중량을 기준으로, 1 이하인, 디옥신을 함유하는 배기 가스 처리용 촉매.
  3. 제 1 촉매 성분의 원료 또는 그 제 1 촉매 성분과 제 2 촉매 성분의 원료의 균질 혼합 용액 또는 균질액체 분산물을, 교반하에 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물의 분말 및 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트의 분말중 1종 이상에 분무하거나 적가하여 상기 촉매 성분들을 수용시킨후, 그것들을 슬러리화하여 담체 기재상에 부착시키는 단계를 포함하는, 디옥신을 함유하는 배기 가스 처리용 촉매의 제조 방법.
  4. 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물의 분말 및 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1종 이상을 슬러리화하는 단계, 상기 슬러리를 담체 기재의 표면위에 피복시키는 단계, 건조-가열하여 부착을 완결시키는 단계, 담체 기재를 제 1 촉매 성분의 원료 또는 제 1 촉매 성분과 제 2 촉매 성분의 원료 용액과 순차적으로 또는 동시에 이온 교환시키거나 침지시키거나, 분무하는 단계 및 건조. 가열하여 상기 촉매 성분을 수용시키는 단계를 포함하는, 디옥신을 함유하는 배기 가스 처리용 촉매의 제조 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 촉매에 대한 담체 기재가 벌집 구조 또는 삼차원 그물 구조를 가지며, 1in²당 10 내지 400 개의 셀을 갖는 백필터용 여과재 또는 일체 구조를 갖는 지지체인 배기 가스 처리용 촉매의 제조 방법.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 수용된 촉매의 양이 백 필터용 여과재의 중량을 기준으로 0.05 내지 5중량%인 배기 가스 처리용 촉매의 제조 방법.
  7. 제 3 항에 제 4 항에 있어서, 백필터용 여과재의 중량을 기준으로, 수용된 제 1 촉매 성분의 양이 0.05 내지 5중량%이고, 수용된 제 2 촉매 성분의 양이 0.01 내지 1.0 중량%이며, 제 2 촉매 성분 대 제 1 촉매 성분의 중량비가 1 이하인 배기 가스 처리용 촉매의 제조 방법.
  8. HC1 을 함유하며 국제 독성 등가 농도로 환산하여 10 ng/N㎥ 이하의 디옥신을 함유하는 배기 가스를, 150℃내지 280℃의 처리 온도에서, 촉매 성분으로서 Pt, Pd 및 Ir 또는 그 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 원소를, 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1종 이상이 수용된 담체 기재상에 용착되어 있는 촉매와 접촉시키는 단계, 상기 배기 가스중에 공존하는 디옥신 전구체로부터 디옥신이 추가 형성되는 것을 억제함과 동시에, 배기 가스중에 함유된 디옥신을 산화적 분해에 의해 제거하는 단계를 포함하는 배기 가스 처리 방법.
  9. HC1을 함유하며 국제 독성 등가 농도로 환산하여 10 ng/N㎥ 이하의 디옥신을 함유하는 배기 가스를, 150℃내지 280℃의 처리 온도에서, 제 1 촉매성분으로서, Pt, Pd 및 Ir 또는 그 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 원소 및 제 2 촉매 성분으로서 Au, Ag, Cu, Fe, Sb, Se, Te 및 Ta 또는 그 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 원소를, 실리카-보리아-알루미나 복합체 산화물 및 실리카 대 알루미나의 몰비가 30 이상인 제올라이트중 1종 이상이 수용된 담체 기재상에 용착시킨 촉매와 접촉시키는 단계, 상기 배기 가스중에 공존하는 디옥신 전구체로부터 디옥신이 추가 형성되는 것을 억제함과 동시에, 배기 가스중에 함유된 디옥신을 산화적 분해에 의해 제거하는 단계를 포함하는 배기 가스 처리 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 촉매에 대한 담체 기재가 벌집 구조 또는 삼차원 그물 구조를 가지며, 1 in²당 10 내지 400 개의 셀을 갖는 백필터용 여과재 또는 일체 구조를 갖는 지지체인 배기 가스 처리 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 수용된 촉매의 양이 백필터용 여과재의 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량%인 배기 가스 처리 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 백필터용 여과재의 중량을 기준으로, 수용된 제 1 촉매 성분의 양이 0.05 내지 5 중량%이고, 수용된 제 2 촉매 성분의 양이 0.01 내지 1.0 중량% 이며, 제 2 촉매 성분 대 제 1 촉매 성분의 중량비가 1 이하인 배기 가스 처리 방법.
KR1019940024253A 1993-09-24 1994-09-24 디옥신-함유 배기가스 처리용 촉매, 그 촉매의 제조 방법 및 그것을 이용한 배기가스의 처리 방법 KR0136240B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP93-261723 1993-09-24
JP26172393 1993-09-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950007943A KR950007943A (ko) 1995-04-15
KR0136240B1 true KR0136240B1 (ko) 1998-04-25

Family

ID=17365819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019940024253A KR0136240B1 (ko) 1993-09-24 1994-09-24 디옥신-함유 배기가스 처리용 촉매, 그 촉매의 제조 방법 및 그것을 이용한 배기가스의 처리 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5783515A (ko)
EP (1) EP0645172B1 (ko)
JP (1) JP3649252B2 (ko)
KR (1) KR0136240B1 (ko)
DE (1) DE69432279T2 (ko)
DK (1) DK0645172T3 (ko)
TW (1) TW267951B (ko)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5897846A (en) * 1997-01-27 1999-04-27 Asec Manufacturing Catalytic converter having a catalyst with noble metal on molecular sieve crystal surface and method of treating diesel engine exhaust gas with same
US5939037A (en) * 1997-02-07 1999-08-17 Ford Global Technologies, Inc. Sulfur tolerant NOx traps highly loaded with sodium or potassium
RU2183682C2 (ru) * 1997-07-24 2002-06-20 Сименс Акциенгезелльшафт Способ эксплуатации агломерационной установки
EP0908221A1 (de) * 1997-09-16 1999-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Katalysator und Verfahren zur Minderung von Dioxinen im Niedertemperaturbereich
EP0908222A1 (de) * 1997-09-16 1999-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Niedertemperaturminderung von Dioxinen in einem Abgas einer technischen Anlage
US6111134A (en) * 1997-09-25 2000-08-29 Mitsubishi Chemical Corporation Process for producing unsaturated glycol diester using tellurium and rhodium catalyst
WO2000016898A1 (fr) * 1998-09-22 2000-03-30 Osaka Gas Co., Ltd. Catalyseur de decomposition des composes organiques chlores
KR100415642B1 (ko) * 1998-12-11 2004-03-19 주식회사 포스코 다이옥신화합물제거용크로미아/알루미나촉매및이를이용한다이옥신화합물제거방법
DE69925699T2 (de) 1998-12-25 2006-03-23 Tosoh Corp., Shinnanyo Verbrennungskatalysatoren und Verfahren zur Entfernung von organischen Verbindungen
JP2000237593A (ja) * 1999-02-23 2000-09-05 Nikki Chemcal Co Ltd 窒素酸化物除去用触媒および窒素酸化物除去方法
AU3968101A (en) 1999-11-03 2001-06-04 Plug Power, L.L.C. Thermal regulating catalyst composition
CA2396471C (en) * 1999-12-23 2009-06-16 The Dow Chemical Company Catalytic devices
JP4540785B2 (ja) * 2000-01-11 2010-09-08 日揮触媒化成株式会社 排ガス浄化用触媒成型体
KR100397108B1 (ko) * 2000-06-15 2003-09-19 송재현 전자파 해가 없는 찜질용구
JP4536898B2 (ja) * 2000-10-04 2010-09-01 日本碍子株式会社 複層構造ハニカムフィルタ及びこれを用いたダイオキシン除去・集塵装置並びにダイオキシン除去・集塵方法
KR100632591B1 (ko) 2000-12-16 2006-10-09 에스케이 주식회사 다이옥신 제거용 촉매 조성물 및 이의 제조 방법
JP4831801B2 (ja) * 2001-08-09 2011-12-07 三菱重工業株式会社 排ガスの水銀除去方法及び装置
US6946013B2 (en) * 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
US20050197244A1 (en) 2004-03-05 2005-09-08 L'vovich Moroz B. Exhaust treatment system and catalyst system
US7462338B2 (en) 2004-12-28 2008-12-09 Umicore Ag & Co. Kg Boron-alumina catalyst support
US7682578B2 (en) 2005-11-07 2010-03-23 Geo2 Technologies, Inc. Device for catalytically reducing exhaust
US7682577B2 (en) 2005-11-07 2010-03-23 Geo2 Technologies, Inc. Catalytic exhaust device for simplified installation or replacement
US7722828B2 (en) 2005-12-30 2010-05-25 Geo2 Technologies, Inc. Catalytic fibrous exhaust system and method for catalyzing an exhaust gas
CN102614935B (zh) * 2012-03-05 2013-11-06 阳光凯迪新能源集团有限公司 氧化铝载体的表面改性方法
CN112546854B (zh) * 2020-11-21 2023-03-31 西安热工研究院有限公司 一种选择性热烧结成型3d打印脱二噁英袋笼及其制备方法
CN112777906B (zh) * 2020-12-22 2022-04-22 江山市虎鼎环保科技有限公司 一种高效生活垃圾焚烧飞灰水洗泥浆压滤工艺

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1485375A (en) * 1974-11-20 1977-09-08 Nat Res Dev Catalytic destruction of chlorinated hydrocarbons
DE3320228A1 (de) * 1983-06-03 1984-12-06 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Kraftwerk mit einer integrierten kohlevergasungsanlage
GB8518820D0 (en) * 1985-07-25 1985-08-29 British Petroleum Co Plc Chemical process
CA2018356C (en) * 1989-06-07 1999-03-16 Yoshinori Imoto Method of treating exhaust gas
US5169813A (en) * 1990-03-02 1992-12-08 Chevron Research And Technology Company Dehydrocyclization or catalytic reforming sulfur tolerant zeolite catalyst
WO1991017828A1 (en) * 1990-05-14 1991-11-28 The University Of Akron Catalysts for the destruction of halogenated organics
DE4024804C2 (de) * 1990-08-04 1993-11-25 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Abtrennung von Staub und organischen Verbindungen aus Abgasen
JPH0714459B2 (ja) * 1990-09-06 1995-02-22 正勝 平岡 排ガスの処理方法
JPH0663357A (ja) * 1990-10-26 1994-03-08 Tosoh Corp 有機ハロゲン化合物を含む排ガスの処理装置
JP2771321B2 (ja) * 1990-11-09 1998-07-02 日本碍子株式会社 排気ガス浄化用触媒組成物、排気ガス浄化用触媒及びその製造方法
US5294419A (en) * 1990-11-30 1994-03-15 Masakatsu Hiraoka Method for removing nitrogen oxides and organic chlorine compounds from combustion waste gas
JPH0729055B2 (ja) * 1990-12-29 1995-04-05 エヌ・イーケムキャット株式会社 含炭素化合物を酸化するための触媒およびその製造方法
DE69231273T2 (de) * 1991-04-30 2001-03-15 Nippon Catalytic Chem Ind Verfahren zur Entsorgung einer organischen Halogenverbindung durch Oxidation
US5271828A (en) * 1992-03-16 1993-12-21 Amoco Corporation Distillate hydrogenation
JPH06210171A (ja) * 1993-01-13 1994-08-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 脱 硝 触 媒

Also Published As

Publication number Publication date
DE69432279D1 (de) 2003-04-24
KR950007943A (ko) 1995-04-15
TW267951B (ko) 1996-01-11
EP0645172B1 (en) 2003-03-19
DE69432279T2 (de) 2003-11-13
JP3649252B2 (ja) 2005-05-18
EP0645172A1 (en) 1995-03-29
US5783515A (en) 1998-07-21
DK0645172T3 (da) 2003-06-30
JPH07163877A (ja) 1995-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0136240B1 (ko) 디옥신-함유 배기가스 처리용 촉매, 그 촉매의 제조 방법 및 그것을 이용한 배기가스의 처리 방법
EP0655014B1 (en) Catalytic incineration of organic compounds
EP0800420B1 (en) Method for controlling voc, co and halogenated organic emissions
KR100239294B1 (ko) 휘발성 유기 화합물, 일산화탄소 및 할로겐화 유기 배출물 조절을 위한 촉매적 방법 및 장치
EP0547226B1 (en) Method of oxidative decomposition of organic halogen compound
KR970010332B1 (ko) 일산화탄소 및/또는 산화할 수 있는 유기화합물 함유 배기가스의 접촉후 연소용 촉매
JPH0353968B2 (ko)
US5457268A (en) Selective oxidation catalysts for halogenated organics
EP1256382B1 (en) Exhaust gas purification catalyst and exhaust gas purification material
JP3021420B2 (ja) 排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置
KR100515907B1 (ko) 다이옥신 및/또는 질소산화물 제거용 촉매 및 이의 제조방법
JP2001286734A (ja) 塩素化有機化合物の分解方法および燃焼排ガスの処理方法
JPS6312348A (ja) アンモニアによる窒素酸化物の接触還元用触媒
JP2000093750A (ja) 排ガス処理用触媒、排ガス処理方法及び処理装置
JP3790943B2 (ja) 排ガス浄化用触媒及び排ガス浄化方法
JP3785558B2 (ja) 有機塩素化合物除去用触媒及び有機塩素化合物除去方法
JP3332024B2 (ja) 有機化合物燃焼除去触媒および燃焼除去法
JP3702398B2 (ja) 排ガスの浄化触媒及び浄化方法
JP3538984B2 (ja) 塩素化有機化合物の分解方法
JPH10216480A (ja) 排ガスの処理方法と排ガス処理用触媒
JPH08309149A (ja) 塩素化有機化合物の分解方法
JP2001219068A (ja) 有機化合物燃焼除去触媒および燃焼除去法
JP3948060B2 (ja) ハロゲン含有有機化合物燃焼除去触媒および燃焼除去方法
JPH06102156B2 (ja) 排気ガス浄化用触媒
JPH0838896A (ja) 揮発性有機塩素化合物分解用触媒

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20060123

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee