JPH06126171A - 排煙浄化処理用触媒の再生方法 - Google Patents

排煙浄化処理用触媒の再生方法

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JPH06126171A
JPH06126171A JP4300680A JP30068092A JPH06126171A JP H06126171 A JPH06126171 A JP H06126171A JP 4300680 A JP4300680 A JP 4300680A JP 30068092 A JP30068092 A JP 30068092A JP H06126171 A JPH06126171 A JP H06126171A
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JP
Japan
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manganese
carbonate
flue gas
gas purification
purification treatment
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Withdrawn
Application number
JP4300680A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Kitano
誠 北野
Mutsuo Maki
睦夫 牧
Yoshiro Tokimura
美郎 時村
Kazuhiko Amakawa
一彦 天川
Kenichi Ehata
賢一 江畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINNITSUKA KANKYO ENG KK
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Plant Designing Corp
Original Assignee
SHINNITSUKA KANKYO ENG KK
Nittetsu Plant Designing Corp
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低費用で、しかも、効率良く、排ガス浄化に
使用した二酸化マンガン触媒を再生する方法の提供。 【構成】 二酸化マンガンを有効成分とする排煙浄化処
理用触媒の表面に析出した硫酸マンガンを水に溶解し、
この硫酸マンガン水溶液にNa2CO3、K2CO3、Mg
CO3等の炭酸塩を加えて、炭酸マンガン(II)を沈
澱せしめ、次にこの炭酸マンガンの沈澱を、酸素存在
下、好ましくは大気中程度の酸素存在下で、250℃な
いし500℃、好ましくは300℃ないしは400℃で
加熱し分解することで二酸化マンガンを得、これを排煙
浄化処理用触媒として再使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排煙浄化処理用触媒、
とくに、製鉄所における焼結排煙のように、SOxとN
Oxを同時に含む排煙を、脱硫、脱硝して浄化するに当
たって使用した二酸化マンガン触媒を再生するための方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】燃焼排煙浄化塔に、脱硫・脱硝機能を併
せ持った二酸化マンガンを有効成分とする触媒を充填し
て、排煙中の粉塵、硫黄酸化物、窒素酸化物等を除去す
るに際して、二酸化マンガンを再生利用する考え方は特
開昭51―62181号公報に記載されており、その具
体的な再生手段が特開昭51―136592号公報に開
示されている。
【0003】この特開昭51―136592号公報に記
される方法は、二酸化マンガン触媒と硫黄酸化物の反応
生成物である硫酸マンガンを水に溶解し、これを電解液
として陽極酸化法によって二酸化マンガンを電解析出す
るに当たって、硫酸濃度が上昇した電解液を拡散透析し
て硫酸濃度を低下する工程と、二酸化マンガンを電着し
た触媒を湯洗いしたのちの廃液を陽イオン交換樹脂によ
ってマンガンイオンを吸着処理する工程、拡散透析処理
により回収した硫酸の陽イオン交換樹脂の再生剤として
用いる工程を組み合わせたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法
は、反応生成物である硫酸マンガンを水に溶解した後、
電解処理を行なうものであるため、電力の消費量が大き
く、二酸化マンガンの再生に費用が掛り過ぎるという欠
点がある。
【0005】本発明の目的は、低費用で、しかも、効率
良く、排ガス浄化に使用した二酸化マンガン触媒を再生
する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、二酸化マンガ
ンを有効成分とする排煙浄化処理用触媒の表面に析出し
た硫酸マンガン(II)を水に溶解し、この硫酸マンガ
ン(II)水溶液にナトリウム,カリウム,マグネシウ
ムの炭酸塩、炭酸ナトリウム(II)(Na2CO3),
炭酸カリウム(II)(K2CO3),炭酸マグネシウム
(II)(MgCO3)等を加えて、炭酸マンガン(I
I)を沈澱せしめ、次にこの炭酸マンガンの沈澱を、酸
素存在下、好ましくは大気中程度の酸素存在下で、25
0℃ないし500℃ヽ好ましくは300℃ないし400
℃で加熱し分解することで二酸化マンガンを得、これを
排煙浄化処理用触媒として再使用することを特徴とす
る。
【0007】ここで、250℃未満、500℃超である
二酸化マンガンは出来ず、違うマンガン酸化物が生成す
る。
【0008】本発明の方法において、中間生成物の炭酸
マンガン(II)は、一般式
【0009】
【化1】MnCO3・H2
【0010】で表わされる白色粉末である。
【0011】炭酸マンガン(II)の分解・酸化のため
の加熱時間は、加熱時間によって左右されるが、250
℃〜300℃なら5〜20時間、300℃〜400℃な
ら1〜6時間、400℃〜500℃なら30分から3時
間程度である。
【0012】
【作用】第1段階の反応に際し、炭酸塩に炭酸ナトリウ
ム(II),炭酸カリウム(II),炭酸マグネシウム
を用いるのは、炭酸イオンをCO2 2-の形でマンガンと
反応させることによって効果的に沈澱させるためであ
り、HCO2 -では沈澱反応を示さないからである。
【0013】一方、陽イオンとしてNa+、K+、Mg2+
を選択するのは、炭酸マンガン(II)が沈澱した後の
上澄み液中に残留するSO4 2-と反応して沈澱を作らな
いようにするためである。
【0014】この生成した炭酸マンガン(II)の沈澱
には、若干のNa+、K+、Mg2+等の陽イオンやSO4
2-のような陰イオンが残留しているが、水洗することで
簡単に除去できる。
【0015】しかし、水洗することは必ずしも必要では
なく、触媒の活性度に応じて有無・種類を決めれば良
い。
【0016】第2段階の反応は、炭酸マンガン(II)
の過熱・分解であるが、ここで酸素の分圧は、通常大気
圧中の酸素分圧あるいは僅かに加圧された状態で行なう
ことによって、活性度の高い二酸化マンガンを得る。
【0017】大気圧以下ではMn37などが生成し好ま
しくない加熱分解と共に、炭酸マンガン(II)は、酸
化マンガン(II)(MnO)、次いで酸化マンガン
(III)(Mn23)、そして最後に、暗黒色固体結
晶の酸化マンガン(IV)(MnO2)となる。
【0018】
【実施例】本発明を、鉄鉱石の焼結過程で発生した排煙
の浄化に使用した二酸化マンガンの再生に適用した例を
示す。
【0019】図1は再生プロセスの概要を示す。
【0020】焼結機DLで発生した排ガスは、電気集塵
機及びバグフィルターにて除塵された後、メインブロア
MBから、NH3ガスと共に、移動層的にMnO2触媒が
移動する反応器1に導入して、排ガス中のNOx、SO
2、COを以下の反応式によって変成浄化した。
【0021】
【化2】(MnO2
【0022】
【化3】NOx+NH3→N2+H2
【0023】
【化4】SO2+MnO2→MnSO4
【0024】
【化5】CO+O2→CO2
【0025】反応器1において、排煙中のSO2と反応
してMnSO4が表面に析出し、MnO2は劣化触媒とな
ってゆくため、これを、溶解槽2において、水洗いして
表面を清浄化したMnO2は乾燥して再使用に供した。
【0026】溶解槽では劣化触媒中の硫酸マンガン(I
I)だけが水に溶解しているため、水に不溶のMnO2
とはここで固液分離された。
【0027】水洗いによって除去されたMnSO4は、
次工程の沈澱槽3に導入する。ここで、NaOH水溶液
と次工程の加熱炉4において発生したCO2ガスとを反
応して得たNaCO3を水溶液の状態で固体換算で、1
25g/リットル濃度のMnSO4水溶液リットル当た
り88g添加して、95gの炭酸マンガンが沈澱した。
【0028】一方、上澄中には硫酸ナトリウム(II)
120g/リットル程度残留しているが、溶解度以下で
あり、且つ、硫酸ナトリウムは海水中に豊富に存在する
ため、基本的に放流しても差支えない。また、必要があ
れば、水処理しても良い。
【0029】次いで、沈澱槽3において得た炭酸マンガ
ンの沈澱物は、ロータリーキルン型の加熱炉4で、大気
圧下、350℃で、2時間加熱したところ、MnO2
状態の酸化マンガンを55g得た。
【0030】この酸化マンガンは、表面の活性状態も良
く、反応器1に戻しても、そのまま使用できるものであ
った。
【0031】ここでは炭酸塩としては、炭酸ナトリウム
(II)を用いて説明したが、炭酸カリウム(II),
炭酸マグネシウム(II)を用いても同じ効果が得られ
る。また、この3種の炭酸塩を組み合わせる方法も、本
法の作用と同じである。
【0032】また、加熱炉はロータリーキルン型を例に
して述べたが、他の型の加熱炉でも構わない。加えて、
反応器は移動層タイプに限定されるものではなく、Mn
2を用いる全ての反応器に共通して利用できる。
【0033】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。 (1)この反応自体、外部から投入される熱エネルギー
や電気エネルギーを必要としない化学反応を利用したも
のであり、設備,運転費とも大幅に低下する。
【0034】(2)処理系として、MnO2を循環する
ことができるので、材料的にも、エネルギー上も、設備
上もロスが少ない。
【0035】(3)排スラッジ等、固体廃棄物が発生せ
ず、被毒成分中の硫黄酸化物は無害の硫酸ナトリウムの
形で放流され、環境を汚染しない。
【0036】(4)加熱炉から発生するCO2はNa2
3のCO2源としてリサイクル使用もでき、環境中に過
剰なCO2を放出しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の処理工程を示す説明図である。
【符号の説明】
1 反応器 2 溶解槽 3 沈澱槽 4 加熱炉 5 集塵機 6 メインブロア(MB)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北野 誠 北九州市戸畑区大字中原46―59 新日本製 鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者 牧 睦夫 北九州市戸畑区大字中原46―59 新日本製 鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者 時村 美郎 北九州市戸畑区大字中原46番地の59 日鐵 プラント設計株式会社内 (72)発明者 天川 一彦 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 江畑 賢一 北九州市戸畑区中原先の浜46番地の51 株 式会社新日化環境エンジニアリング内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二酸化マンガンを有効成分とする排煙浄
    化処理用触媒の表面に析出した硫酸マンガン(II)を
    水に溶解し、この硫酸マンガン(II)水溶液にナトリ
    ウム,カリウム,マグネシウムの炭酸塩等を加えて、炭
    酸マンガン(II)を沈澱せしめ、次にこの炭酸マンガ
    ン(II)の沈澱を、酸素存在下で、250℃ないし5
    00℃で加熱し分解することで二酸化マンガンを得、こ
    れを排煙浄化処理用触媒とする排煙浄化処理用触媒の再
    生方法。
JP4300680A 1992-10-14 1992-10-14 排煙浄化処理用触媒の再生方法 Withdrawn JPH06126171A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470594B1 (ko) * 2013-11-22 2014-12-10 (주)제이원텍 유기발광소자 봉지공정의 인라인 질소정화시스템용 촉매 조성물의 제조방법
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CN112808265A (zh) * 2020-12-28 2021-05-18 南京赤博环保科技有限公司 一种高强度氧化锰颗粒催化剂及其制备工艺
CN114917700A (zh) * 2022-03-16 2022-08-19 宁夏天元锰材料研究院(有限公司) 一种利用电解锰硫铵复盐将烟气脱硫脱碳的方法

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