JPH04265122A - 排ガスの浄化方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、焼却炉等から排出さ
れた排ガス中に含有されている、窒素酸化物、および、
ポリ塩化ジベンゾダイオキシン、ポリ塩化ジベンゾフラ
ン等の有機塩素化合物を除去して、排ガスを浄化するた
めの方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業廃棄物や都市ごみを処理するための
焼却炉等から発生する排ガス中には、窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）　と共に、微量ではあるが極めて毒性の強いポリ塩
化ジベンゾダイオキシン（ＰＣＤＤｓ）　、ポリ塩化ジ
ベンゾフラン（ＰＣＤＦｓ）　等の有機塩素化合物が含
有されている。このような有害な窒素酸化物および有機
塩素化合物の、排ガス中からの除去は、公害防止上、極
めて重要である。

【０００３】排ガス中からの窒素酸化物の除去方法とし
て、例えば、特公昭５４−２９４１９号公報には、排ガ
ス中に還元剤としてのアンモニアを添加し、このように
アンモニアが添加された排ガスを、窒素酸化物還元用触
媒に接触させることにより、排ガス中の窒素酸化物を還
元して除去する方法が開示されている。

【０００４】排ガス中からの有機塩素化合物の除去方法
として、例えば、特開昭６３−２９０３１４　号公報に
は、排ガスを、セラミック担体に担持させた白金等の有
機塩素化合物酸化用触媒と、３００　〜９００　℃の温
度で接触させることにより、排ガス中の有機塩素化合物
を酸化させて除去する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した特公昭５４−
２９４１９号公報に開示された方法によれば、排ガス中
から窒素酸化物のみを除去することができ、また、特開
昭６３−２９０３１４　号公報に開示された方法によれ
ば、排ガス中から有機塩素化合物のみを除去することは
できる。しかしながら、上記何れの方法も、窒素酸化物
および有機塩素化合物の両者を共に排ガス中から除去す
ることはできない。 この結果、排ガス中から、窒素酸化物および有機塩素化
合物を除去するためには、従来、窒素酸化物還元用触媒
を有する脱硝用反応器、および、有機塩素化合物酸化用
触媒を有する有機塩素化合物除去用反応器を、それぞれ
別個に設け、排ガスを、脱硝用反応器と有機塩素化合物
除去用反応器とに順次通し、先ず、脱硝用反応器の触媒
によって窒素酸化物を除去した後、有機塩素化合物除去
用反応器の触媒によって有機塩素化合物を除去しなけれ
ばならず、このために、設備が大型化し、且つ、触媒の
コストが上昇する問題があった。

【０００６】従って、この発明の目的は、焼却炉等から
排出された排ガス中に含有されている、有害な、窒素酸
化物および有機塩素化合物を、従来のような、窒素酸化
物除去用および有機塩素化合物除去用のそれぞれ別個の
触媒を必要とせず、１種類の触媒によって共に効率的に
除去し、従来よりも小型の設備によって、経済的に排ガ
スを浄化するための方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、Ｔｉ，
Ｓｉ，Ａｌ　およびＺｒからなる群から選択された少な
くとも１種の金属の酸化物からなる基体の表面上に、Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｒ　およびＦｅからな
る群から選択された少なくとも１種の金属またはその酸
化物を担持させた触媒に、還元剤としてのアンモニアが
添加された排ガスを、特定の温度範囲で接触させれば、
排ガス中に含有されている窒素酸化物および有機塩素化
合物を、１種類の触媒によって共に効率的に除去し、従
来よりも小型の設備によって、経済的に排ガスを浄化し
得ることを知見した。

【０００８】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、この発明の方法は、焼却炉等から排出さ
れた、窒素酸化物、および、ポリ塩化ジベンゾダイオキ
シン、ポリ塩化ジベンゾフラン等の有機塩素化合物を含
有する排ガス中に、還元剤としてのアンモニアを連続的
または間欠的に添加し、このようにアンモニアが添加さ
れた排ガスを、Ｔｉ，　Ｓｉ，Ａｌ　およびＺｒからな
る群から選択された少なくとも１種の金属の酸化物から
なる基体の表面上に、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｍｎ，Ｃｕ，
Ｃｒ　およびＦｅからなる群から選択された少なくとも
１種の金属またはその酸化物を担持させた触媒に、１５
０　〜３４０　℃の温度で接触させることにより、前記
排ガス中に含有されている前記窒素酸化物を還元して除
去し、同時に、前記排ガス中に含有されている前記有機
塩素化合物を酸化して除去することに特徴を有するもの
である。

【０００９】

【作用】この発明においては、排ガス中に還元剤として
のアンモニアを添加し、このようなアンモニアが添加さ
れた排ガスを、１５０　〜３４０　℃の温度で、以下に
述べる触媒に接触させる。この結果、排ガス中の窒素酸
化物は還元除去され、同時に、排ガス中の有機塩素化合
物酸化用触媒は酸化除去される。

【００１０】触媒として、Ｔｉ，Ｓｉ，ＡｌおよびＺｒ
からなる群から選択された少なくとも１種の金属の酸化
物からなる基体の表面上に、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｍｎ，
Ｃｕ，Ｃｒ　およびＦｅからなる群から選択された少な
くとも１種の金属またはその酸化物を担持させた触媒を
使用する。このような触媒によれば、ＮＯｘ，ＳＯｘ，
ＨＣｌ，ＣＯおよびハロゲンガス等の存在する環境下に
おいて、ガス中に添加されたアンモニアによる、窒素酸
化物の還元除去と、そして、ポリ塩化ジベンゾダイオキ
シン、ポリ塩化ジベンゾフラン等の有機塩素化合物の酸
化除去とを、同時に長期にわたって効率よく行うことが
できる。

【００１１】好ましい触媒は、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２　ま
たはＴｉＯ２−　ＺｒＯ２の２元系複合酸化物、３Ａｌ
２Ｏ３・２ＳｉＯ２　を含有する酸化物の表面上にＴｉ
Ｏ２が被覆された酸化物、または、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２
−Ａｌ２Ｏ３　、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２−ＺｒＯ２の３元
系複合酸化物を基体とし、この基体の表面上に、上述し
た、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｍｎ，Ｃｕ，　ＣｒおよびＦｅ
からなる群から選択された少なくとも１種の金属または
その酸化物を担持させた触媒である。

【００１２】特に、基体を、３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２
　即ちムライトを含有する酸化物の表面上にＴｉＯ２が
被覆された構造とすれば、ムライトの表面上に被覆され
たＴｉＯ２により、基体の表面に微細な凹凸が形成され
るので、Ｐｔ等の触媒成分を担持させて高活性を得るの
に必要な表面積を十分に確保することができ、且つ、ム
ライトの表面上を被覆するＴｉＯ２によって、優れた耐
酸性が付与される。

【００１３】触媒の形状は、円柱状、円筒状、板状、リ
ボン状、ハニカム状、ペレット状等、一体成形された任
意の形状のものを選ぶことができる。特に、第２図に断
面図で示すような、断面が格子状のハニカム構造体から
なる触媒Ａ、または、第３図に断面図で示すような、断
面がコルゲート状のハニカム構造体からなる触媒Ｂが好
ましい。触媒をこのようなハニカム構造体によって構成
すれば、排ガス中に存在するダストが触媒に付着するこ
とはなく、従って、ダストの付着による圧力損失の増大
や性能の低下等が生ぜずに、安定した操業を行うことが
できる。

【００１４】上述した触媒に接触させる排ガスの温度は
、１５０　〜３４０　℃の範囲内に限定すべきである。 排ガスの温度が１５０　℃未満では、有機塩素化合物の
酸化反応が不十分になってその除去効率が低下し、更に
、排ガス中のＳＯｘ，ＨＣｌ　等により、触媒が劣化す
る問題が生ずる。一方、排ガスの温度が３４０　℃を超
えると、触媒によって、逆に、排ガス中に添加されたア
ンモニアからの窒素酸化物の発生が顕著になる問題が生
ずる。

【００１５】１５０　〜３４０　℃の範囲内の温度の排
ガス中に、ＮＨ３／ＮＯｘ（モル比）　が１以上となる
ように、アンモニアを添加すれば、窒素酸化物の除去効
率を高めることができる。このような割合で、排ガス中
にアンモニアを添加しても、排ガス中の未反応の余剰な
アンモニアは、その量が過多（約２００ｐｐｍ以上）で
ない限り、上述した触媒によって窒素および水に分解し
て除去されるので、問題が生ずることはない。

【００１６】排ガス中へのアンモニアの添加は、連続的
に行っても、または、間欠的に行ってもよい。排ガス中
へのアンモニアの添加を間欠的に行っても、上述した触
媒に吸着されたアンモニアによって、排ガス中に含有さ
れている窒素酸化物の還元を行うことができる。

【００１７】第１図は、この発明方法の１実施態様を示
す概略工程図である。第１図に示すように、この発明の
方法においては、先ず、混合室１において、排ガス中に
、アンモニア（ＮＨ３）を、連続的または間欠的に添加
しそして混合する。そして、このようにアンモニアが添
加された排ガスを、前述した触媒が設けられた、窒素酸
化物および有機塩素化合物同時除去用反応器２に、１５
０　〜３４０　℃の温度で導く。この結果、排ガス中の
窒素酸化物および有機塩素化合物は、反応器２内の前述
した触媒によって、同時に除去される。

【００１８】

【実施例】次に、この発明を、実施例により比較例と対
比しながら更に詳細に説明する。ムライトを含む酸化物
の表面にＴｉＯ２が被覆された、ＴｉＯ２の含有量が６
０ｗｔ．％である、第３図に示すコルゲート状のハニカ
ム構造体からなる基体Ｂを調製した。基体Ｂの各部の寸
法は、次の通りである。 幅方向ピッチ（ａ）　　　：　　　３．７ｍｍ　長さ方
向ピッチ（ｂ）　：　　　７．５ｍｍ　波状壁の厚さ（
ｃ）　　　：　　　０．４ｍｍ　側壁の厚さ（ｄ）　　
　　　：　　　０．５ｍｍ　開口率　　　　　　　　　
　　　：　　　７７％上述した基体ＢにＰｔ（２．５ｇ
／触媒１リットル）を担持させた。かくして、その表面
がＴｉＯ２によって被覆されたムライトからなる基体の
表面上に、Ｐｔが担持された、コルゲート状の触媒を調
製した。

【００１９】上述した触媒を使用し、第１図に示した工
程図に従って、この発明の方法により、窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）およびポリ塩化ジベンゾダイオキシン（ＰＣＤＤ
ｓ）　を下記のように含有する排ガス中から、窒素酸化
物（ＮＯｘ）　およびポリ塩化ジベンゾダイオキシン（
ＰＣＤＤｓ）　を除去した。 ＮＯｘ　含有量　　　：　　１３０　〜　１８０ｐｐｍ
　ＰＣＤＤｓ　含有量　：　２０００　〜４０００ｎｇ
／Ｎｍ３

【００２０】第１表に、排ガス温度、還元剤と
してのアンモニアの添加量〔ＮＨ３／ＮＯｘ（モル比）
］、ＮＯｘ　除去率、ＮＯｘ　増加率およびＰＣＤＤｓ
　除去率を示す。

【００２１】

【００２２】第１表において、Ｎｏ．　１〜５は本発明
の実施例であり、Ｎｏ．　６は、触媒に接触させる排ガ
スの温度が本発明の範囲を超えて高い比較例である。第
１表から明らかように、触媒に接触させる排ガスの温度
が本発明の範囲を超えて高い比較例Ｎｏ．　６の場合は
、排ガス中のＮＯｘ　が逆に増加した。これに対して、
本発明実施例のＮｏ．　１〜５の場合は、何れも、ＮＯ
ｘ　およびＰＣＤＤｓ　を、排ガス中から共に効率的に
除去することができた。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、焼却炉等から排出された排ガス中に含有されている、
有害な窒素酸化物および有機塩素化合物は、１種類の触
媒によって共に効率的に除去され、従って、従来よりも
小型の設備によって、経済的に排ガスを浄化することが
できる工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法の１実施態様を示す概略工程図で
ある。

【図２】この発明方法に使用される触媒の形状の一例を
示す断面図である。

【図３】この発明方法に使用される触媒の形状の他の例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　混合室 ２　　窒素酸化物および有機塩素化合物同時除去用反応
器Ａ　　触媒 Ｂ　　触媒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　焼却炉等から排出された、窒素酸化物
   、および、ポリ塩化ジベンゾダイオキシン、ポリ塩化ジ
   ベンゾフラン等の有機塩素化合物を含有する排ガス中に
   、還元剤としてのアンモニアを連続的または間欠的に添
   加し、このようにアンモニアが添加された排ガスを、Ｔ
   ｉ，Ｓｉ，ＡｌおよびＺｒからなる群から選択された少
   なくとも１種の金属の酸化物からなる基体の表面上に、
   Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｒ　およびＦｅから
   なる群から選択された少なくとも１種の金属またはその
   酸化物を担持させた触媒に、１５０　〜３４０　℃の温
   度で接触させることにより、前記排ガス中に含有されて
   いる前記窒素酸化物を還元して除去し、同時に、前記排
   ガス中に含有されている前記有機塩素化合物を酸化して
   除去することを特徴とする排ガスの浄化方法。
2. 【請求項２】　　前記触媒の前記基体が、３Ａｌ２Ｏ３
   ・２ＳｉＯ２　を含有する酸化物の表面上にＴｉＯ２が
   被覆された酸化物からなっている、請求項１記載の方法
   。
3. 【請求項３】　　前記触媒の前記基体が、ＴｉＯ２−Ｓ
   ｉＯ２　、ＴｉＯ２−ＺｒＯ２　、ＴｉＯ２−ＳｉＯ２
   −Ａｌ２Ｏ３　およびＴｉＯ２−ＳｉＯ２−ＺｒＯ２の
   うちの何れか１つの複合酸化物からなっている、請求項
   １記載の方法。