JPS618116A - 排ガスの脱臭方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高濃度のダストを含み、かつ悪臭を有する有機
化合物を含有する排ガスの脱臭方法に関する。詳しく述
べると、本発明はスクラップ予熱炉などから排出される
硬い無機質のダストを多量に含有し、しかも塗料、油脂
、プラスチックスなどの熱分解等によって生じるアルデ
ヒドなどの悪臭性の有機化合物含有の熱ガスを脱臭用酸
化触媒により無臭化、無公害化する脱臭方法を提供する
ことを目的とする。

スクラップ類を電弧で加熱溶融させ、製鋼する設備にあ
っては電気炉から排出される高温ガスを利用し、原料ス
クラップ類を予熱することにより、省エネルギー化をは
かる、所謂スクラップ予熱炉設備が開発され近年その設
置基数が増加しつつある。

原料スクラップは予熱炉において、電気炉から排出され
る高温ガスにより３００６Ｃ〜６００℃に加熱されるこ
とにより、電気炉での消費電気量の削減がはかられるの
であるが、原料スクラップには缶詰類の空缶や自動車の
廃部品等が含まれており、これらの表面に塗布されてい
る塗料、油脂あるいはとれらのスクラップに夾雑物とし
て混入してくる合成樹脂等が予熱炉内で加熱されること
により熱分解を起しアルデヒド等の悪臭ガスとなって排
出され、悪臭公害を引き起こす原因となっている。

又、これらの排ガス中には、酸化鉄、酸化亜鉛あるいは
酸化マンガン等の硬い無機質のダストが１０〜５０　ｙ
／ＮＭ３の範囲で高濃度に含有されており、この系の排
ガスの脱臭処理に困難さを増している。

〔従来技術〕

この種の所謂ダーティガスの脱臭処理を行うにあたって
採用されうる方法は以下のものが考えられる。

（イ）直燃式脱臭方式 （ロ）水、アルカリ水等によるスクラバー洗滌方式（ハ
）酸化触媒による接触燃焼方式 通常、スクラップ予熱炉排ガスを脱臭する方法の採用に
あたって考慮せねばならないことは、脱臭効率と設備費
および運転費用である。

（イ）の直燃式脱臭方式は、この種のダーティガスの処
理に適しているのであるが、ガス温度を７００〜９００
℃にまで昇温し、かつ悪臭物質を完全酸化するための滞
留時間が必要とされる。

排ガスの昇温に必要となる燃料費はこのガスの排出量の
多さを考慮すると、莫大な金額となシ、予熱炉設置本来
の目的である省エネルギーメリットを消滅させてしまう
結果になシかねない。

又、この方式では排ガスの高温域での滞留による窒素酸
化物の発生が大きく、２次公害を引き起こす恐れもあり
採用は難しい。

（ロ）のスクラバー洗滌方式では、脱臭効率の悪さに加
え、廃水処理に多大々費用を要する欠点を有するっ 前記の二つの処理方式に勝る方法として、（ハ）の酸化
触媒による接触燃焼方式があり、この方式は１５０〜４
５０℃とｂつだ比較的低温で酸化脱臭効果を発揮するた
め、燃料費が安く、廃水処理等の二次処理の必要がない
。又、低温度で処理可能であるので、窒素酸化物発生の
心配も無い等利点を有する。しかしその反面、排ガス中
に共存するダストによる触媒層の目詰り、あるいは被毒
物質付着蓄積による触媒活性の劣化等の弱点を有する。

特に一般的に脱臭処理に用いられる粒状酸化触媒や目開
き（貫通孔径）の小さいノ）ニカム型触媒では、スクラ
ップ予熱炉排ガスの如き高濃度ダストを含むガスを流通
せしめると、たちまちのうちにダストの堆積、目詰りが
発生し、圧損の急上昇を招き、使用に耐ええぬ状態に陥
ってしまう。

従ってこのようにダストを高濃度に含む排ガスなどは、
電気集塵器やバッグフィルターを設置して、ダストを除
去した後、酸化触媒を充、填した反応器にガスを通し、
脱臭処理するのが一般的であるが、除塵装置器材の耐熱
性の問題から、排ガスの温度をかなり低下させた後除塵
装置へ通し、ついで、脱臭処理に必要な温度にまで再昇
温し、触媒層に通すことが必要となる。

スクラップ予熱炉排ガスにあっては予熱炉出口部での温
度が３００〜６００℃であシ、これを前記の如くガス温
を下げて除塵装置でダストを除去した後再昇温し、酸化
触媒で脱臭処理するとなれば、きわめて大きな熱損失を
伴うこととなシ、脱臭効果がいかに優れていようとも、
経済的に実用化に耐ええないことになりがねない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは上述の如き高濃度のダストを含有する悪臭
排ガスの脱臭処理にあたり、酸化触媒による接触燃焼方
式の脱臭“効率の優位性を生かしエネルギーコスト面で
もより経済的な処理方法として、この排ガスを、予め除
塵処理することなく、酸化触媒を充填して々る反応器に
通じ、脱臭しうる方法について研究を重ね、本発明を完
成するに至った。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は以下の如く特定される。

（１）ダストを１０〜５０　ｆ／ＮＭ”と多量に含有す
る悪臭ガスを脱臭処理するＫあたり、該排ガスをその中
に混在するダストを予め除塵処理することなく２５０〜
７００℃、好ましくは３００〜６００℃の範囲の温度で
脱臭酸化触媒を充填してなる反応器に導入することを特
徴とする排ガス脱臭方法。

（２）該触媒がハニカム型に一体成型され、且つその平
均貫通孔径が３〜１２ｇ、好ましくは４〜８ｍｍの範囲
であることを特徴とする上記（１）記載の方法。

（３）該排ガスの該反応器へ導入される際の空塔速度が
０．５〜１０メートル／秒、好ましくは１〜５メートル
／秒（Ｓ、Ｔ、Ｐ　）の範囲に調整されてなることを特
徴とする上記（１）または（２）記載の方法。

〔作　用〕

本発明が脱臭触媒をハニカム型に一体成型されたものに
限定する理由は、排ガス中に存在するダスト類が、硬い
鉄、亜鉛、マンガン等の酸化物からなるため通常の脱臭
触媒のようにコージェライト質ハニカム型担体上に活性
アルミナおよび触媒物質１表層薄くコーテングした触媒
では含有ダストにより触媒表面が削り取られ、表層の触
媒物質が剥離して活性劣化が著しいが一体成型された触
媒であればその心配がないためである。

すなわち、ダストにより触媒の表面が削られても、新た
に活性表面が現われ触媒表面剥離による活性劣化には至
らないのである。

ハニカム型に一体成型される触媒の目開きは平均貫通孔
として３〜１２簡の範囲にあるのが良く、これよりも小
さくなると、ダストによる触媒の目詰りが発生し、触媒
層の圧損上昇が起り、ついには触媒層の閉塞に至ってし
まうし、又、１２８以上の目開きになると、接触効率が
悪くなり、処理ガスの吹き抜けが大きくなり、酸化脱臭
効率の低下をきたす。

導入される排ガスの反応器内空塔速度は０．５〜１０、
好ましくは１〜５メートル／秒（８，Ｔ、Ｐ）が適当で
ある。これは触媒表面に付着するダストを吹き飛ばし堆
積を防ぐことができるからである。

ハニカム型に一体成型される触媒の組成は、酸化活性が
認められる触媒活性物質を含有すれば、いかなるもので
も採用される。

とくに成型された触媒そのものが１０　ｉ／　９以上と
くに５ｏｙ７を以上のＢＥＴ表面積を有する酸化触媒Ｃ
あれば有効に使用される。

すなわち、より具体的にはチタン、アルミニウム、ケイ
素、ジルコニウムからなる群から選ばれた少くとも１種
の元素の酸化物と、銅、クロム、鉄、バナジウム、タン
グステン、マンガン、ニッケル、コバルト、モリブテン
、鉛カラなる群から選ばれた少くとも１種の元素の酸化
物とさらに場合により、これに白金、パラジ、ウムなど
白金族元素を含有せしめてなる酸化触媒が本発明の作用
を十分に発揮する。

実施例１ チタンおよびケイ素を含む２元酸化物〔Ｔｉｏｖ／ｓ　
＋ｏｔ　＝　４　（モル比）〕よりなる粉体１５００Ｆ
と水９００ｍＡ’さらに澱粉７５２を加え、よく混合し
ニーダ−でよく練り合わせた。さらに適量の水を加えつ
つ練った後それぞれの孔径（貫通孔の相当直径）４關、
６　Ｍｍ　１８　ｍＷで開孔率各々６４チの３種類のハ
ニカム型に押出成型して乾燥焼成した。蓚酸５００２を
水６ｏｏｃｃに溶解し、これにメタバナジン酸アンモニ
ウムを４６７を加え溶解した液に前記成型体を２分間含
浸しついで乾燥、焼成した。かくしてえられた成型体を
パラジウム濃度１．６　Ｐ　ｐｄ／ｌの硝酸パラジウム
水溶液中に２分間含浸し、乾燥焼成した。

えられた完成触媒の組成は重量百分率で（Ｔｉ０ｚ／５
ｉＯ２）　’　ｖｔ０５　：　Ｐｄ＝　８９．９５　：
　１０　：　０．０５でＢＥＴ表面積１１５７ｄ／？で
あった。

本触媒を用いスクラップ予熱炉排出ガスについて、テス
ト機を設置し脱臭処理テストを実施した。

脱臭効率の判定としては、触媒層出入口部のガスについ
て、三点比較式において公法による臭気倍数および含有
アセトアルデヒド濃度を測定した。えられた結果を表１
に示す。

表１　　　テスト結果　（初期データ）テスト条件 Ｓ　Ｖ　＝　１０，０ＯＯＩ（ｒ　’　　温度　３５０
’にテスト時平均ダスト量　　２６　ｒ／ＮＭ”反応器
内空塔速度　２８メートル／秒（ｓＴｐ）なお、処理前
ガス濃度の差はテスト時間のずれによシ予熱炉での排ガ
スに濃度変動があるためである。

実施例２ 実施例１で使用した孔径６龍からなる触媒を用い、同ス
クラップ予熱炉排ガスにつき、１０日間に渡るランテス
トを実施した。

脱臭効率の判定としては、初日及び１０日後に実施例１
と同様のガス分析を行った。結果を表２に示す。

比較例１ 比較例として従来タイプのハニカム触媒を用い実施例２
と平行してランテストを行った。使用したハニカム触座
は貫通孔の相当直径１．５　、。

（２１０セル／平方インチ）のコージェライト質ハニカ
ム担体に活性アルミナを担持し触媒物質としてパラジウ
ムを０．３重量パーセント担持したものを使用した。結
果は表２に示す。

表２　　　テスト結果 テスト条件 （実施例２） ８Ｖ　１０，０ＯＯＨｒ　’　　　温度　３５０℃〜４
ｏｏ℃テスト時平均ダストｔ　　　２０〜３０ｆ／ＮＭ
ｓ反応器内空塔速度　２．８メートル／秒（ＳＴＰ）（
比較例） ８Ｖ　１０，０００Ｈｒ　’　　　温度　３５０℃〜４
００℃テスト時平均ダスト量　　　２０〜３０り／ＮＭ
”反応器内空塔速度　　０．８５メートル／秒（８ＴＰ
）孔径６謁触媒については１ｏ日間触媒層に於るΔＰの
上昇は見られず、１ｏ日後の処理性能についても初日デ
ータと同様な結果かえられた。

しかし、比較例として実施した従来触媒においては、初
日データは処理効率の高い数値が得られたが、１日後に
ΔＰの急上昇が発生し、ついにはセル内の閉そくが起り
、以後のテストを続行出来なくなってしまった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダストを１０〜５０ｇ／ＮＭ＾３含有する悪臭ガ
   スを脱臭処理するにあたり該排ガスを、その中に混在す
   るダストを除塵処理することなく ２５０〜７００℃の範囲の温度で、脱臭用酸化触媒を充
   填してなる反応器に導入することを特徴とする排ガス脱
   臭方法。
2. （２）該触媒が、ハニカム型に一体成型され、かつその
   平均貫通孔径が３〜１２ｍｍの範囲であることを特徴と
   する特許請求の範囲（１）記載の方法。
3. （３）該排ガスの該反応器へ導入される際の空塔速度が
   ０．５〜１０メートル／秒（Ｓ．Ｔ．Ｐ）の範囲に調整
   されてなることを特徴とする特許請求の範囲（１）また
   は（２）記載の方法。