KR20010042664A - 유기 염소 화합물의 분해 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이옥신 등의 유기 염소 화합물을 환원적 또는 접촉적으로 분해 처리하는 방법에 관한 것이다. 다이옥신, o-클로로아니솔 등의 유기 염소 화합물을 알칼리 수용액 중에서 환원제 또는 촉매의 존재 하에 분해시킨다. 사용할 수 있는 알칼리는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨 또는 암모니아수이다. 사용할 수 있는 환원제는 히드로설파이트나트륨, 아스코르빈산, 히라진, 히드라진 수화물, 중성 황산히드라진, 탄산히드라진, 티오황산나트륨, 아황산나트륨, 아황산칼륨, 히드로퀴논, 4-메틸아미노페놀황산염 또는 론갈리트이다. 사용할 수 있는 촉매는 활성탄 또는 산화티탄이다.

Description

유기 염소 화합물의 분해 처리 방법{METHOD OF DECOMPOSING ORGANOCHLORINE COMPOUND}

다이옥신이나 폴리염화비페닐 등의 유기 염소 화합물은 대기, 하천, 지하수, 토양 등을 오염시킨다. 특히, 발암성 등의 독성을 갖고 있는 유기 염소 화합물은 환경 오염의 관점에서 문제시되고 있다. 이들 유기 염소 화합물의 배출 억제 기술 및 배출 후에 오염물로서 환경 중에 존재하는 유기 염소 화합물의 분해 처리 기술의 개발이 진행되고 있다.

일반적으로 환경상 문제가 있는 유기 염소 화합물은 자연 분해되기 어렵다. 유기 염소 화합물을 무해화시키는 방법으로는, (a) 자외선, 전자선 또는 방사선에 의한 분해법, (b) 미생물에 의한 분해법, (c) 연소에 의한 분해법, (d) 산화제에 의한 화학적 분해법, (e) 초임계수에 의한 산화 분해법 등이 알려져 있다.

그러나, 자외선, 전자선 또는 방사선에 의한 분해법은 비용이 높거나 또는 분해 효율이 낮다고 하는 난점이 있고, 미생물에 의한 분해법은 분해 효율 및 분해 속도가 낮다. 연소에 의한 분해법은 연소 조건에 따라서는 다이옥신 등의 맹독성 물질을 반대로 생성시킬 가능성이 있고, 산화제에 의한 화학적 분해법은 수 시간으로 분해 가능하지만 산화제에 의한 장치 재료의 부식이 문제되고 있으며, 초임계수에 의한 산화 분해법은 에너지 소비가 지나치게 크다고 하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 다이옥신 등의 유기 염소 화합물을 환원적 또는 접촉적으로 분해 처리함으로써 종래 기술의 상기 모든 문제를 해결할 수 있는 유기 염소 화합물의 분해 처리 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 다이옥신 등의 유기 염소 화합물을 오토 클레이브에서 환원적 또는 접촉적으로 분해 처리하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명에 의한 유기 염소 화합물의 분해 처리 방법은 다이옥신, o-클로로아니솔 등의 유기 염소 화합물을 알칼리 수용액 중에서 환원제 및/또는 촉매의 존재 하에 분해시키는 것을 특징으로 하는 방법이다.

본 발명 방법에서 사용할 수 있는 알칼리는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 수산화물, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 탄산염 등이며, 작업 환경의 측면에서 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨 및 암모니아수로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 하나가 바람직하다.

본 발명 방법에서 사용할 수 있는 바람직한 환원제는 히드로설파이트나트륨, 아스코르빈산, 히드라진, 히드라진 수화물, 중성 황산히드라진, 탄산히드라진, 티오황산나트륨, 아황산나트륨, 아황산칼륨, 히드로퀴논, 4-메틸아미노페놀황산염 및 론갈리트로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 하나이다. 이들은 분해 처리 중에 무해화된다.

본 발명에서 사용할 수 있는 바람직한 촉매는 활성탄 및 산화티탄으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 하나이다.

유기 염소 화합물이 불수용성의 것인 경우, 상기 수용액에 수용성 유기 용매를 첨가하고, 이것에 의해 유기 염소 화합물이 수 중에 용해되도록 하는 것이 바람직하다. 수용성 유기 용매는, 예컨대 아세톤, 메탄올, 에탄올이라도 좋다.

환원제 및/또는 촉매는 유기 염소 화합물에 대하여 과잉량, 예컨대 1∼2.5 배(몰) 사용하는 것이 바람직하다.

처리 온도는 200∼400 ℃인 것이 바람직하다.

처리 후의 과잉 알칼리는 염산, 황산 등의 광산(鑛酸)으로 중화시키는 것이 바람직하다.

처리 후의 과잉 환원제는 공기, 산소 또는 오존수, 과산화수소수 등의 산화제로 처리하는 것이 바람직하다.

분해 처리조로는 오토 클레이브를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명 방법에서는 다이옥신 등의 유기 염소 화합물을 알칼리 수용액 중에서 환원적으로 분해 처리하기 때문에, 발생하는 염소나 염화수소는 알칼리로 흡수되므로 장치 재료의 부식 등에 의한 문제가 일어나지 않는다.

또한, 환원제를 사용하는 경우, 처리 후는 과잉 환원제를 산화 처리하고 과잉의 알칼리를 중화시키는 것만으로 좋기 때문에 처리 비용을 낮게 억제할 수 있다.

이하, 본 발명을 도 1에 기초하여 구체적으로 설명한다.

분해 처리조로는 오토 클레이브를 사용하고, 다이옥신 등의 유기 염소 화합물을 불활성 분위기 하에 오토 클레이브에 넣는다. 여기에 환원제 및 알칼리 수용액, 또는 촉매 및 알칼리 수용액을 첨가하고 유기 염소 화합물을 가압, 가열 하에 분해 처리한다.

분해 처리 종료 후, 후 처리조에서 과잉의 알칼리를 중화제로 중화시킨다. 중화제로는 염산, 황산 등이 바람직하다. 또한, 촉매를 사용한 경우, 후 처리의 전에 사용 종료된 촉매를 분리한다. 후 처리조에 공기 또는 산소를 노출시키거나 또는 오존수, 과산화수소수 등의 산화제를 첨가하여 처리 후의 과잉 환원제를 처리한다. 처리 후의 배수는 무해한 것이고 계 밖으로 배출해도 문제없다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만 본 발명의 범위는 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니다.

실시예 1

오토 클레이브에 유기 염소 화합물로서 o-클로로아니솔 10 g을 넣고, 이것에 질소 분위기 하에 1N 탄산나트륨 수용액 300 ml를 첨가하였다. 또한, 히드라진 수용액을 o-클로로아니솔의 1.5 배(몰) 첨가하고 300℃에서 30 분 반응을 수행하였다. 반응 후, 히드라진은 분해되었다. 반응액을 후 처리조에 옮기고 1N 황산을 첨가하여 과잉의 알칼리를 중화 처리한 후, 기체 크로마토그래피로 처리액을 분석한 결과 o-클로로아니솔은 검출되지 않았다.

실시예 2

환원제로서 히드로설파이트나트륨을 o-클로로아니솔의 1.5배(몰) 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 같은 조작을 수행하였다. 반응 후, 히드로설파이트나트륨은 분해되었다. 반응액을 후 처리조에 옮기고 1N 황산을 첨가하여 과잉의 알칼리를 중화 처리한 후, 기체 크로마토그래피로 처리액을 분석한 결과 o-클로로아니솔은 검출되지 않았다.

실시예 3

알칼리로서 1N 수산화나트륨 수용액 300 ml를 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 같은 조작을 수행하였다. 반응 후, 히드라진은 분해되었다. 반응액을 후 처리조에 옮기고 1N 황산을 첨가하여 과잉의 알칼리를 중화 처리한 후, 기체 크로마토그래피로 처리액을 분석한 결과 o-클로로아니솔은 검출되지 않았다.

실시예 4

환원제 대신에 촉매로서 활성탄을 1 g 사용한 점을 제외하고는, 실시예 1과 같은 조작을 수행하였다. 반응 후, 반응액에서 활성탄을 여과 분리하였다. 반응액을 후 처리조에 옮기고 1N 황산을 첨가하여 과잉의 알칼리를 중화 처리한 후, 기체 크로마토그래피로 처리액을 분석한 결과 o-클로로아니솔의 분해율은 77.5%이었다.

실시예 5

소각 시설에서 배출된 다이옥신 함유 배수 10 m1를 오토 클레이브에 넣었다. 이것에 질소 분위기 하에 1N 탄산나트륨 수용액 300 ml를 첨가하였다. 또한, 98 중량% 히드라진 수용액을 10 ml 첨가하고, 300℃에서 30 분 반응을 수행하였다. 반응액을 후 처리조에 옮기고 1N 황산을 첨가하여 과잉의 알칼리를 중화 처리한 후, 기체 크로마토그래피로 처리액을 분석한 결과 다이옥신의 분해율은 99.4%이었다.

본 발명은 다이옥신 등의 유기 염소 화합물을 오토 클레이브에서 환원적 또는 접촉적으로 분해 처리하는 방법에 관한 것으로, 환경 오염의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한 것이다.

Claims (8)

1. 유기 염소 화합물을 알칼리 수용액 중에서 환원제 및/또는 촉매의 존재 하에 분해시키는 것을 특징으로 하는 유기 염소 화합물의 분해 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 알칼리로서 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨 및 암모니아수로 이루어지는 군 중에서 선택되는 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환원제로서 히드로설파이트나륨, 아스코르빈산, 히드라진, 히드라진 수화물, 중성 황산히드라진, 탄산히드라진, 티오황산나트륨, 아황산나트륨, 아황산칼륨, 히드로퀴논, 4-메틸아미노페놀황산염 및 론갈리트로 이루어지는 군 중에서 선택되는 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 촉매로서 활성탄 및 산화티탄으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 유기 염소 화합물이 불수용성의 것인 경우, 상기 수용액에 수용성 유기 용매를 유기 염소 화합물이 수 중에 용해될 정도의 양으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 처리 온도를 200∼400℃로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 처리 후의 과잉 알칼리를 산으로 중화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 처리 후의 과잉 환원제를 공기, 산소 또는 산화제로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.