JPH0687945B2 - 排ガス処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 産業上の利用分野 本発明は、排ガス中の還元性物質を過酸化水素と硫酸第
１鉄を含む吸収液により洗浄除去する排ガス処理方法に
関するものである。

従来の技術 一般に、鋳造工程等から排出される排ガス中には還元性
物質であるフェノールやホルムアルデヒド等の悪臭成分
が含まれている。そこで、この排ガスを大気中に放出す
る前に、そのような成分を排ガスより除去することが必
要となる。

上記フェノールやホルムアルデヒド等の還元性物質は水
溶性であり、しかも水溶液上の平衡分圧が低い。従っ
て、これら両物質を洗浄除去する場合、吸収液中の両物
質の濃度が高くならないように、適宜両物質を酸化分解
すればよい。

吸収液中の両物質を酸化分解するには、過酸化水素と第
１鉄イオン（通常硫酸第１鉄を使用）の添加が効果的で
あることが知られている。

従来、この種の排ガス処理方法として、特公昭51-44898
号公報に開示されているように、吸収液をそのpH値が５
以下となるように調整すると共に、この吸収液にフェノ
ールおよびホルムアルデヒドを酸化分解するための第１
鉄塩と過酸化水素とを第１鉄イオン濃度が過酸化水素濃
度の７分の１以上となるように添加して、その酸化還元
電位を（540-60×pH値）mV以上にして使用する方法があ
った。

発明が解決しようとする問題点 前記排ガス処理において、第１鉄イオンが必要であり、
事実、従来技術においても、硫酸第１鉄を添加してい
る。

しかるに、フェノール等の酸化分解の過程および吸収塔
における気液接触の過程で、上記第１鉄イオンは第２鉄
イオンとなる。

従って、第１鉄イオンを適切な濃度に保つために、硫酸
第１鉄を常時添加し続けねばならず、またその結果、不
要となった鉄分を適宜系から取除き放棄しなければなら
ない。

さらに、従来技術を適用した実用装置の運転結果をみる
と、不要な鉄分がスラッジとなり、系内に堆積してい
る。

結局、従来技術においては、“硫酸第１鉄の常時供
給”、“不要鉄分の廃棄”および“系内に堆積した鉄ス
ラッジの除去”が維持管理および経済性の点で問題とな
つている。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、硫酸鉄の供給量およ
び鉄スラッジの排出量を大巾に削減すると共に、系内で
の鉄スラッジの堆積を防ぎ、排ガス処理システムの維持
管理をより容易とし、かつ経済性をより高めることがで
きる排ガス処理方法を提供することにある。

［発明の構成］ 問題点を解決するための手段 本発明の排ガス処理方法は、排ガス中の還元性物質を過
酸化水素と硫酸第１鉄を含む吸収液により洗浄除去する
方法において、吸収液の一部を吸収系から引抜き、該引
抜き液のpHおよび第２鉄濃度をそれぞれ１〜３（好まし
くは１〜２）および10mg-mol/以上（好ましくは30以
上）の範囲に調整した後、電解槽により第２鉄イオンを
第１鉄イオンに還元処理して上記吸収系に戻すことを特
徴とするものであり、上記還元性物質がフェノールおよ
び／またはホルムアルデヒドである場合には、上記吸収
系において、吸収液のpH、過酸化水素濃度および第１鉄
イオン濃度をそれぞれ1.5〜５（好ましくは２〜４）、
0.3mg-mol/以上（好ましくは0.6以上）および0.02mg-
mol/以上（好ましくは0.04以上）の範囲に２分間以上
維持した後に、該吸収液を排ガスの洗浄に用いることを
特徴とするものである。

上記電解処理液のpHおよび第２鉄濃度の規定は、排ガス
処理システムの構成上、吸収液の性状とあまりかけ離れ
ないようにすると共に、電解処理を効率的に行ない且つ
酸化鉄および水酸化鉄が未溶解のまま残って鉄スラッジ
として系内で堆積しないようにするものである。

なお、上記第１鉄イオンの還元処理量は、電解槽の電流
により制御する。

また、上記吸収液のpH値、過酸化水素濃度、第１鉄イオ
ン濃度等の性状は、所期の吸収性能を維持しつつ、第１
鉄イオンと過酸化水素の消費量を少なくするのに必要な
条件であり、滞留時間はそれらの濃度を維持するに必要
な下限値である。

実施例 以下、本発明方法を実施する排ガス処理システムについ
て詳述する。

第１図は、吸収液のpHおよび第２鉄濃度をそれぞれ２お
よび20mg-mol/に設定した場合の排ガス処理システム
を示すものであって、１は吸収塔であり、鋳造工程から
排出される未処理の排ガス８に吸収液16を接触せしめ
て、該排ガス中のフェノールおよびホルムアルデヒド等
の還元性物質を吸収液16に吸収せしめる。

２は循環槽であって、水10、苛性ソーダ11および硫酸12
が調節されながら供給され、吸収液16の液量およびpH値
が所定値に維持される。

また、該循環槽２には、過酸化水素13および鉄分補給用
硫酸鉄14も供給され、過酸化水素濃度を0.6mg-mol/、
また第１鉄イオン濃度を0.04mg-mol/とした状態で、
吸収液が３分間滞留するようにしてある。

３は不溶性かつ沈降性である砂を主とする固形分を吸収
液16から分離する第１沈降槽である。

４は液中の鉄分を析出させるためのpH調整槽であって、
続く第２沈降槽５により析出鉄分を分離するようになつ
ている。

６は濾過槽であって、浮遊性であるカーボン粒子を主と
する固形分および沈降性である砂等の固形分を同時に固
液分離するようになっている。

７は電解槽である。

本実施例の処理システムは、以上のように構成されてい
るので、まず未処理排ガス８は吸収塔１内で吸収液16に
より洗浄され、その中のフェノール及びホルムアルデヒ
ドが吸収液16に吸収分離されて、処理済み排ガス９とし
て排出される。

排ガス洗浄前の吸収液16は、ポンプ（図示せず）により
循環槽２から吸収塔１に送られ、上述のようにフェノー
ル及びホルムアルデヒドを吸収処理した後、吸収液17と
して循環槽２に戻される。

吸収液16の一部は、第１引抜き液18として第１沈降槽３
に送られ、ここで砂を主とする固形分（スラッジ19）が
分離される。上澄液20は、次のpH調整槽４に送られ、苛
性ソーダ15を添加されて中性あるいは弱アルカリ性とな
るため、液中の鉄分のほとんど総てが水酸化第２鉄とし
て析出される。続いて、第２沈降槽５において、鉄分
（鉄スラッジ22）が沈降分離され、その上澄液23には上
記第１沈降槽３が分離された砂等のスラッジ19が加えら
れ、次の濾過槽６において、カーボン粒子を主とする固
形分および砂等の固形分が同時に固液分離され、スラッ
ジ24および放流液25として最終的に系外に排出される。

一方、吸収液16の別の一部は、第２引抜き液26として電
解槽７に送られ、液中の第２鉄イオンが必要量だけ第１
鉄イオンに還元される。還元処理液27は、上記第２沈降
槽５において分離された鉄スラッジ22と共に循環槽２に
戻される。

尚、上記第１図のシステムの運転条件および性能は下記
のごとくである。

（ｉ）排ガス （ii）吸収塔 形式：充てん塔 充てん物：花型充填物（商品名：テラレット） 充てん高さ m:2 ガス流速 m/sec:1.5 液ガス比 /m³N:2 （iii）吸収液（循環槽） pH:2 過酸化水素濃度 mg-mol/:0.6 第１鉄イオン濃度 〃： 0.04 第２鉄濃度 〃： 20 循環槽滞留時間 min:3 （iv）電解槽処理液 第２図は、吸収液のpHおよび第２鉄濃度をそれぞれ3.5
および5mg-mol/に設定して、本発明方法を実施するシ
ステムの別の実施例を示すものであって、吸収塔１、循
環槽２、第１沈降槽３、pH調整槽４、第２沈降槽５、濾
過槽６、および電解槽７は、第１図に示す実施例のもの
とほぼ同じ機能を有する。

また、図中28は鉄溶解槽であって、上記第１沈降槽３に
おいて分離された鉄・砂混合スラッジ30に硫酸31を加え
てpH値を調整して鉄分を溶解し、第２鉄の溶液とする。

以上のように構成された処理システムにおいて、吸収液
16の一部は、引抜き液29としてpH調整槽４に送られ、苛
性ソーダ15により中性あるいは弱アルカリ性に調整さ
れ、溶解している鉄分のほとんど総てが析出させられ
る。

ついで、砂等の沈降性固形分と共に鉄分が第１沈降槽３
において分離され、鉄・砂混合スラッジ30が鉄溶解槽28
に送られる。該鉄溶解槽28では、硫酸31が加えられて上
記鉄・砂混合スラッジ30中の鉄分が溶解した状態で第２
沈降槽５に送られる。

従って、第２沈降槽５では、砂スラッジ33が沈降分離さ
れると共に、得られた硫酸第２鉄溶液34は、電解槽７に
送られて必要量だけ第１鉄イオンに還元される。その還
元処理液27は循環槽２に戻される。

一方、第１沈降槽３の上澄液20は、上記第２沈降槽５の
沈澱物である砂スラッジ33を加えられ、濾過槽６へ送ら
れ、ここで、カーボン粒子等の固形分および砂等の固形
分が同時に固液分離されて、スラッジ24および放流液25
として系外に排出される。

尚、上記第２図のシステムの運転条件および性能は下記
のごとくである。

（ｉ）排ガス （ii）吸収塔 形式：充てん塔 充てん物：花型充填物（商品名：テラレット） 充てん高さ m:2 ガス流速 m/sec:1.5 液ガス比 /m³N:2 （iii）吸収液（循環槽） pH:3.5 過酸化水素濃度 mg-mol/:0.6 第１鉄イオン濃度 〃： 0.04 第２鉄濃度 〃： 5 循環槽滞留時間 min:3 （iv）電解槽処理液 ［発明の効果］ （１）引抜き吸収液中の第２鉄イオンを電解槽により第
１鉄イオンに還元処理して吸収系に戻すようにしたの
で、該ガス中の還元性物質の吸収作用に必要な第１鉄イ
オンを再生して循環使用することができ、廃液処理に際
しやむなく系外に排出される僅かの鉄分を補う以外は、
原則として鉄分の補給を必要としない。

従って、系内には不要な鉄分は存在しないので、鉄分を
強制的に取除いて廃棄する必要がなく、またスラッジと
して系内に堆積する恐れもなく、維持管理が容易で経済
的である。

（２）電解槽に入る引抜き吸収液のpHおよび第２鉄濃度
をそれぞれ１〜３および10mg-mol/以上の範囲にあら
かじめ調整するようにしたので、第２鉄イオンを効率よ
く第１鉄イオンに還元処理することが出来るだけでな
く、鉄分が多量に未溶解のまま処理液中に残って鉄スラ
ッジとして系内で堆積する恐れがない。

（３）還元性物質がフェノールおよび／またはホルムア
ルデヒドである場合に、吸収系における吸収液のpH、過
酸化水素濃度および第１鉄イオン濃度をそれぞれ1.5〜
５、0.3mg-mol/以上および0.02mg-mol/以上の範囲
に２分間以上維持するようにしたので、吸収液が所期の
吸収性能を維持することが出来るだけでなく、第１鉄イ
オンと過酸化水素の消費量を少なくすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施する排ガス処理システムの
ブロック図、第２図は、別の排ガス処理システムを示す
ブロック図である。 １……吸収塔、２……循環槽、３……第１沈降槽、４…
…pH調整槽、５……第２沈降槽、６……濾過槽、７……
電解槽、８……未処理排ガス、９……処理済み排ガス、
10……水、11……苛性ソーダ、12……硫酸、13……過酸
化水素、14……硫酸鉄、15……苛性ソーダ、16,17……
吸収液、18……第１引抜き液、19……砂スラッジ、20…
…上澄液、22……鉄スラッジ、23……上澄液、24……ス
ラッジ、25……放流液、26……第２引抜き液、27……還
元処理液、28……鉄溶解槽、29……引抜き液、30……鉄
・砂混合スラッジ、31……硫酸、33……砂スラッジ、34
……硫酸第２鉄溶液。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 東 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安藤 健吾 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排ガス中の還元性物質を過酸化水素と硫酸
   第１鉄を含む吸収液により洗浄除去する方法において、
   吸収液の一部を吸収系から引抜き、該引抜き液のpHおよ
   び第２鉄濃度をそれぞれ１〜３および10mg-mol/以上
   の範囲に調整した後、電解槽により第２鉄イオンを第１
   鉄イオンに還元処理して上記吸収系に戻すことを特徴と
   する排ガス処理方法。
2. 【請求項２】上記還元性物質がフェノールおよび／また
   はホルムアルデヒドであることを特徴とする前記特許請
   求の範囲第１項に記載の排ガス処理方法。
3. 【請求項３】上記吸収系において、吸収液のpH、過酸化
   水素濃度および第１鉄イオン濃度をそれぞれ1.5〜５、
   0.3mg-mol/以上および0.02mg-mol/以上の範囲に２
   分間以上維持した後に、該吸収液を排ガスの洗浄に用い
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第２項に記載の
   排ガス処理方法。