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WO1992019366A1 - Method of oxidative decomposition of organic halogen compound - Google Patents

Method of oxidative decomposition of organic halogen compound Download PDF

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WO1992019366A1
WO1992019366A1 PCT/JP1992/000552 JP9200552W WO9219366A1 WO 1992019366 A1 WO1992019366 A1 WO 1992019366A1 JP 9200552 W JP9200552 W JP 9200552W WO 9219366 A1 WO9219366 A1 WO 9219366A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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catalyst
organic
exhaust gas
group
gas
Prior art date
Application number
PCT/JP1992/000552
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kiichiro Mitsui
Toru Ishii
Kazuyoshi Nishikawa
Original Assignee
Nippon Shokubai Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co., Ltd. filed Critical Nippon Shokubai Co., Ltd.
Priority to US07/962,590 priority Critical patent/US5430230A/en
Priority to DE69231273T priority patent/DE69231273T2/de
Priority to JP4508700A priority patent/JP2916259B2/ja
Priority to EP92909560A priority patent/EP0547226B1/en
Publication of WO1992019366A1 publication Critical patent/WO1992019366A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8659—Removing halogens or halogen compounds
    • B01D53/8662—Organic halogen compounds

Definitions

  • the present invention relates to a method of oxidatively decomposing organic haeogen compounds contained in exhaust gas generated from various processes such as an incinerator and various cleaning processes, and furthermore, to prevent the generation of carbon monoxide by oxidative decomposition.
  • the present invention relates to a method for oxidatively decomposing an organic hahagen compound capable of simultaneously removing nitrogen oxides and carbon monoxide contained in the exhaust gas.
  • the former direct combustion method is not economical because it requires a large amount of fuel.
  • problems such as the release of highly toxic haematogen elements and the generation of carbon monoxide. have.
  • the method using an adsorbent such as activated carbon has a problem that the adsorption efficiency varies depending on the concentration of the substance to be treated, and the adsorption efficiency is hindered depending on the coexisting substance.
  • the method of the present invention for oxidatively decomposing an organic halogen compound includes a catalyst A containing a composite oxide composed of two or more metals selected from the group consisting of Si, Ti and Zr as a catalyst A component.
  • a catalyst containing an oxide of one or more metals selected from the group consisting of V, Mo, Sn, Ce and W as the component under a temperature condition of 150 to 600 ⁇ The gist of the invention is to make the exhaust gas react with the catalyst in a contact manner.
  • one or more metals or metal oxides selected from the group consisting of Cr, Mn, Fe, Cu, Ru, Rh, Pd ; If it is contained, the generation of carbon monoxide can be prevented, and if an ammonia gas is added to the exhaust gas, the organic halogen compounds and carbon monoxide contained in the exhaust gas are oxidatively decomposed and nitrogen oxides are removed. Is possible.
  • the present inventors have proposed that Si, Ding 1 and ⁇ 1 If a composite oxide consisting of 2% or more metals selected from the group consisting of V, Mo, Sn, Ce and W is used as the catalyst B component, low temperature conditions of 150 to 600 ° C Under these conditions, organic halogen compounds can be efficiently oxidatively decomposed, and one or more selected from the group consisting of Cr, Mn, Fe, Cu, Ru, Rh, Pd, Pt, and Au as the catalyst C component.
  • the inventors have found that the use of two or more metals or metal oxides can suppress the production of carbon monoxide as much as possible, and arrived at the present invention.
  • the organic compound and the logen compound targeted by the present invention may be organic compounds having at least one or more halogen atoms in the molecule, for example, fatty acids such as methyl chloride, chlorinated ethyl, dichloroethylene, and vinyl chloride.
  • Aliphatic organochlorine compounds such as methyl bromide, methylene bromide, bromide ethylene, and vinyl bromide; Aromatic organochlorine compounds such as monochlorobenzene and dichlorobenzene; Benzyl bromide, bromide bromide Examples include aromatic organic bromine compounds such as benzylidene; toxic organic chlorine compounds of polychlorinated dibenzodioxins and polychlorinated benzofurans; and chlorofluorocarbons such as trichloromethane fluoromethane and dichlorodifluoromethane.
  • the present invention may be applied to exhaust gas.
  • Oxygen-containing gas used in the present invention is to oxidize the organic Bruno, androgenic compounds, sufficient carbon in the organic halogen compound is converted into co 2, to convert Ha androgenic elements HC 1, HB r, the HF or the like As long as it has an amount of oxygen, normal air or air with an increased oxygen concentration may be used.
  • the catalyst A component used in the present invention contains at least a composite oxide composed of two or more metals selected from the group consisting of Si, Ti and Zr.
  • a composite oxide composed of two or more metals selected from the group consisting of Si, Ti and Zr.
  • binary composite oxides such as titanium-silicon and titanium-zirconium
  • ternary composite oxides such as titanium-silicon-zirconium can be used.
  • the catalyst which is an active component in the oxide decomposition reaction according to the method of the present invention.
  • the composition of the catalyst according to the present invention is such that the catalyst A component is in the range of 70 to 95% by weight as an oxide, the catalyst B component is in the range of 0.1 to 20% by weight, and the catalyst C component is in the range of 0.01 to 25% by weight. Is preferred. If the amount of the catalyst B component exceeds 20% by weight, the strength of the catalyst will be weakened and long-term use will be affected. On the other hand, if it is less than 0.1% by weight, the decomposition rate of the organic halogen compound will decrease, which is not preferable. Therefore, catalyst B component is 0.1 A range of -20% by weight is preferred. If the amount of the catalyst C component exceeds 20% by weight, the raw material cost of the catalyst increases, which is not preferable.
  • HC1, HF, HBr and the like generated by using the catalyst can be easily removed by a known method such as alkali washing.
  • a complex oxide containing titanium-silicon, titanium-zirconium, titanium-silicon-zirconium, etc. add an aqueous solution or oxide powder containing a catalyst B component such as V, W, etc. together with a molding aid and add an appropriate amount of water
  • the mixture is kneaded and kneaded while being extruded and formed into a honeycomb shape using an extruder.
  • the molded product is dried at 50 to 120 ⁇ after drying at 400 to 600 ° C, preferably at 430 to 550 ⁇ 1: L 0 hours, preferably 2 to 6 hours, and calcined in an air stream to obtain a molded product.
  • the molded product obtained in this manner is treated with a catalyst C component, that is, a noble metal catalyst substance such as Ru, Rh, Pd, Pt, or Au, or a metal such as Cr, Mn, Fe, or Cu as a metal or oxidation thereof.
  • a catalyst C component a noble metal catalyst substance such as Ru, Rh, Pd, Pt, or Au, or a metal such as Cr, Mn, Fe, or Cu as a metal or oxidation thereof.
  • a metal of the periodic table VIII is particularly preferably used. Among them, Ru, Rh, Pd, and Pt are preferable, and Au is also preferable.
  • the molded product As a method of supporting the catalyst C component on the molded product, the molded product is immersed in an aqueous solution of the catalyst C component at room temperature for 1 to 5 minutes, and then dried at 30 to 200 ° C, preferably 70 to 170 V, Then, it may be fired in air at 300 to 700 ° (preferably at 400 to 600 ° C).
  • the shape of the catalyst is not limited to the above-mentioned honeycomb shape, and may be appropriately selected from a columnar shape, a cylindrical shape, a plate shape, a ribbon shape, a corrugated plate shape, a pipe shape, a donut shape, a lattice shape, and other integrally formed shapes. It is also possible to form a catalyst by coating a slurry composed of the catalyst A component and the B component on a molded carrier such as cordierite and mullite, and further impregnating the catalyst C component.
  • the silicon raw material used for preparing the catalyst of the present invention can be selected from colloidal silica, water glass, inorganic silicon compounds such as silicon tetrachloride, and ethyl silicates.
  • the titanium raw material can be selected from inorganic titanium compounds such as titanium chlorides, titanium hydroxide, and titanium sulfate, and organic titanium compounds such as titanium oxalate and tetraisopropyl titanate.
  • inorganic zirconium compounds such as zirconium chloride, zirconium chloride, zirconium nitrate and the like, and organic zirconium compounds such as zirconium oxalate and tetraisopropyl zirconate.
  • an oxide, a hydroxide, an inorganic salt, an organic salt, and the like may be appropriately selected, and examples thereof include an ammonium salt, an oxalate, a sulfate, and a halide.
  • the starting material for the catalyst C component is appropriately selected from chlorides, nitrates, organic acids, noble metal chlorides, and copper compounds.
  • the type of the reactor is not limited, and a usual fixed bed, moving bed, fluidized bed, or other reactor can be applied.
  • the target is organic halogen compounds in the incinerator exhaust gas
  • the amount of dust is large, and the catalyst layer may be clogged.
  • the reaction temperature is preferably in the range of 150 to 600 ° C.If the temperature is lower than 150 ° C, sufficient decomposition efficiency cannot be obtained. It becomes.
  • a composite oxide comprising titanium and silicon was prepared by the method described below.
  • a titanium source an aqueous sulfuric acid solution of titanyl sulfate having the following composition was used.
  • T i OSO ⁇ (T i 0 2 equivalent) 250 liters all H.
  • S 0 4 1100 g Nori' Torr separately water 400 liters of ammonia water ( ⁇ 3, 25%) 286 was added liters, which approximately in SNOWTEX one NCS @ - 30 (Nissan Kagaku silica sol as S i 0 2 24 kg was added.
  • 153 liters of the above aqueous solution of titanyl sulfate in sulfuric acid was added to 300 liters of water, and a diluted aqueous solution of titanium-containing sulfuric acid was gradually added dropwise with stirring to form a coprecipitated gel. Furthermore, it was left as it was for 15 hours and left still.
  • the thus obtained composite oxide gel composed of titanium monosilicon was filtered, washed with water and dried at 200 ° C. for 10 hours.
  • the product was 185 m 2 / g.
  • the powder obtained hereafter was referred to as TS-1, and a compact was prepared using the powder by the method described below.
  • Table 1 shows the results obtained by the above test.
  • Molded body obtained in the same manner as in Example 1 using the TS- 1 powder obtained in Example 1 (TS- 1: V 2 O : W0 3 9 0: 5: 5) to, P t Was immersed in 3.0 liter of an aqueous solution of platinum chloride containing 22 lg for 1 minute, then dried at 100 ° C., and then calcined at 450 ° C. for 5 hours under flowing air.
  • the Pt carrying amount of the obtained catalyst was 0.25% by weight.
  • the above catalyst was cut into a 23 mm square outer diameter (6 cells x 6 cells) and 300 mm in length, filled into a reactor, and charged under the same conditions as in Example 1 with 1,1,2,2-tetrachloroethane, dichloromethane. A decomposition test of chlorobenzene and chlorofluorocarbon was performed. The results are shown in Table 2. Note is also processed gas either case C 1 2 gas was detected.
  • Molded body obtained in the same manner as in Example 1 using the TS- 1 powder obtained in Example 1 (TS-1: V 0 5: W0 3 90: 5: 5) 11.0 a, as Pd
  • the sample was immersed in 3.0 liters of an aqueous solution of palladium nitrate containing g for 1 minute, dried at 100 ° C, and then fired at 500 ° C for 2 hours under flowing air.
  • the amount of Pd carried on the obtained catalyst was 0.1% by weight.
  • the above catalyst was cut into an outer diameter of 23 cells (6 cells x 6 cells) and cut to a length of 300 mm, and charged into a reactor. Under the same conditions as in Example 1, 1,1,2,2-tetrachloroethane, A decomposition test of dichlorobenzene and Freon 13 was performed. The results are shown in Table 3. In each case, no C 12 gas was detected in the treated gas.
  • the molded body is a grid with 80 square corners, a mesh of 3.0 mm, a wall thickness of 0.7 ⁇ , and a length of 350i. This is chromium nitrate
  • the above catalyst was cut into 23 outer diameters (6 cells x 6 cells) and 300 imi! In length, filled into a reactor, and subjected to a decomposition test of dichlorobenzene under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 4. C 12 gas was not detected during the reaction.
  • the above catalyst was cut into an outer diameter of 23 ⁇ (6 cells x 6 cells), length 300 ⁇ , filled into a reactor, and filled with nitric oxide, carbon monoxide, lorobenzene and SO.
  • NH was added as a reducing agent to a gas containing, and a nitric oxide, carbon monoxide and dichlorobenzene treatment test was performed.
  • Gas conditions and reaction conditions are as follows.
  • the powder obtained here is hereinafter referred to as TZ-1.
  • Platinum chloride solution containing ll.Og as Pt It was immersed in 3 liters of the liquid for 1 minute, dried at 120 ° C in the air, and calcined at 450 ° C for 2 hours in an air flow to obtain a completed catalyst.
  • the Pt carrying amount of the obtained catalyst was 0.1% by weight.
  • This catalyst was treated in the same manner and under the same conditions as in Example 7 by adding NH 3 as a reducing agent to a gas containing nitrogen monoxide, carbon monoxide, dichlorobenzene and so 2 to obtain nitrogen monoxide, carbon monoxide and dihydrogen. A chlorobenzene simultaneous treatment test was performed. The results are shown in Table 6. Table 6
  • Alumina powder is coated on a cordierite honeycomb carrier having a pore size of 3 mm square, dried and calcined to prepare a catalyst support.
  • Pt is supported on the catalyst support by a chemical adsorption method at 100 °. After drying at C, the mixture was calcined at 450 ° C for 2 hours under flowing air to obtain a comparative catalyst. The Pt carrying amount of the catalyst was 0.25% by weight.
  • a decomposition test of 1,1,2,2-tetrachloroethane and dichlorobenzene was performed under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 7.
  • the extruder After adding 1.5 kg of water to 10 kg of commercially available Ti 0 2 powder (BET surface area: 30 m 2 / g) and kneading well, the extruder is used to make 80 thigh squares, aperture 3.0 mound, wall thickness 0.7 thigh. It was shaped into a grid with a length of 350 mm, dried at 60 ° C, and fired at 450 ° C for 5 hours under air flow. The obtained molded body was immersed in 3 liters of an aqueous platinum chloride solution containing 14 g of Pt for 1 minute, dried at 100 ° C, and calcined at 450 ° C for 5 hours under flowing air. The Pt carrying amount of the obtained catalyst was 0.1296. The catalyst was cut to the same dimensions as in Example 1, and 1,1,2,2-tetrachloroethane and dichlorobenzene were subjected to a decomposition test under the same conditions. The results are shown in Table 8.
  • the present invention is configured as described above, it is possible to oxidatively decompose an organic compound, and furthermore, without generating harmful gases such as carbon monoxide and halogen gas as a by-product.
  • the organic halogen compound can be efficiently treated under low temperature conditions, and can remove nitrogen oxides and carbon monoxide along with the organic halogen compound contained in the exhaust gas. Can be provided.

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Description

明 細 書
発明の名称
有機ハ口ゲン化合物の酸化分解処理方法 技術分野
本発明は焼却炉や各種クリーニング工程などの各種プロセ スから発生する排ガスに含有された有機ハ口ゲン化合物を酸 化分解処理する方法に関し、 さらには酸化分解処理による一 酸化炭素の発生を防止し、 しかも上記排ガスに含まれる窒素 酸化物や一酸化炭素も同時に除去できる有機ハ口ゲン化合物 の酸化分解処理方法に関するものである。
背景技術
排ガス等に含まれる有害な有機ハ口ゲン化合物を処理する 方法としては、 8 0 0 °C以上の温度条件下で直接燃焼する方 法と、 活性炭などの吸着剤に吸着させ除外する方法が知られ ている。
しかしながら前者の直接燃焼法では多量の燃料を必要とす るので経済的ではないと共に、 操作条件によっては分解時に 毒性の強いハ口ゲン元素が遊離したり、 一酸化炭素が発生す るなどの問題を有している。 一方、 活性炭などの吸着剤によ る方法は処理対象物質の濃度によって吸着効率がばらつき、 共存物質によっては吸着効率が阻害されるという問題が発生 している。
また遷移金属元素の酸化物を触媒として酸化分解する方法 (特開昭 5 1— 2 2 6 9 9号公報、 特開平 3 - 4 7 5 1 6号 公報） も開発されており比較的低温度条件で酸化分解処理が できるようになったものの、 完全酸化率が低いと共に処理ガ ス中に有害な一酸化炭素が残存するという問題を有している。 本発明は上記事情に着目してなされたものであって、 有害 な塩素ガス等を発生させることなく、 低温度条件下で効率よ く有機ハ口ゲン化合物を酸化分解し、 さらには排ガス中に含 まれる窒素酸化物や一酸化炭素を同時に除去できる有機ハ口 ゲン化合物の酸化分解処理方法を提供しょうとするものであ る
発明の開示
本発明の有機ハロゲン化合物の酸化分解処理方法とは、 触 媒 A成分として S i， T i及び Z rよりなる群から選択され る 2種以上の金属よりなる複合酸化物を含有し、 触媒 B成分 として V， Mo, S n, C e及び Wよりなる群から選択され る 1種または 2種以上の金属の酸化物を含有してなる触媒を 用い、 150〜600 ^の温度条件下で前記排ガスを上記触 媒に接触的に反応させることを要旨とするものである。
さらに上記触媒に触媒 C成分として C r， Mn, F e， Cu， Ru, Rh, P d; P t及び Auよりなる群から選択 される 1種または 2種以上の金属或は金属酸化物を含有させ れば一酸化炭素の発生を防止でき、 また上記排ガスにアンモ ニァガスを添加すれば排ガ 中に含まれる有機ハロゲン化合 物及び一酸化炭素を酸化分解すると共に窒素酸化物を除去す ることが可能である。
発明を実施するための最良の形態
本発明者らは、 触媒 A成分として S i， 丁 1及び∑ 1~ょり なる群から選択される 2镡以上の金属よりなる複合酸化物を 用い、 触媒 B成分として V， Mo, S n， C e及び Wの酸化 物を用いれば、 150〜600 °Cという低温度条件下でも有 機ハロゲン化合物を効率よく酸化分解でき、 しかも触媒 C成 分として C r， Mn, F e， C u, Ru, Rh， Pd, P t 及び Auよりなる群から選択される 1種または 2種以上の金 属あるいは金属酸化物を併用すれば一酸化炭素の生成を可及 的に抑制できるとの知見を得、 本発明に想到した。
さらに本発明の方法によれば、 排ガス中にアンモニアガス を添加することにより有機ハ口ゲン化合物及び一酸化炭素を 酸化分解すると共に窒素酸化物を除去できる。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明が対象とする有機ノ、ロゲン化合物とは、 その分子内 に少なくとも 1個以上のハロゲン原子を有する有機化合物で あればよく、 例えば塩化メチル、 塩化工チル、 ジクロロェチ レン、 塩化ビニル等の脂肪族有機塩素化合物；臭化メチル、 臭化メチレン、 臭化工チレン、 臭化ビニル等の脂肪族有機臭 素化合物； モノクロ口ベンゼン、 ジクロロベンゼン等の芳香 族有機塩素化合物；臭化ベンジル、 臭化べンジリデン等の芳 香族有機臭素化合物；ポリ塩化ジベンゾダイォキシン、 ポリ 塩化べンゾフラン類の毒性有機塩素化合物；及びトリクロ口 フルォロメタン、 ジクロロジフルォロメ夕ン等のフロンガス 等が例示できる。
また PC Bや 2， 4， 5-卜リクロ口フエノキシ酢酸などの固体 有機塩素化合物を無触媒燃焼させる場合において、 燃焼後の 排ガスに対し本発明を適用してもよい。
本発明に用いる酸素含有ガスは有機ノ、ロゲン化合物を酸化 させて、 有機ハロゲン化合物中の炭素を c o2 に転化し、 ハ ロゲン元素を H C 1 , H B r , H F等に転化するのに十分な 量の酸素を有するものであればよく、 通常の空気或は酸素濃 度を高めた空気を用いればよい。
本発明に用いる触媒 A成分としては、少なくとも S i， T i 及び Z rよりなる群から選択される 2種以上の金属よりなる 複合酸化物を含有していれば好ましい結果を得ることができ、 例えば、 チタン一珪素及びチタン一ジルコニウム等の二元系 複合酸化物やチタン一珪素一ジルコニウムなどの三元系複合 酸化物等が挙げられる。
これらの二元系あるいは三元系等の複合酸化物は、 一元系 酸化物に比べて大きな表面積を有しているので、 本発明方法 に係る酸化物分解反応において活性成分である触媒 Β成分及 び触媒 C成分の分散性に優れ活性も高く、 しかも耐酸性にも 優れており、 処理ガス中に共存する H C 1や S Ox等の酸性 ガスにもおかされることなく、 長期活性を維持することが可 能である。
また本発明に係る触媒の組成は、 酸化物として触媒 A成分 が 70〜95重量％、 触媒 B成分が 0. 1〜20重量％、 触媒 C成分 が 0. 01〜25重量％の範囲であることが好ましい。 触媒 B成分 が 20重量％を超えると触媒強度が弱くなり長期使用に影響が 発生し、 一方 0. 1 重量％未満では有機ハロゲン化合物の分解 率が低下するので好ましくない。 したがって触媒 B成分は 0. 1 〜20重量％の範囲が好ましい。 触媒 C成分は 20重量％を超え ると触媒の原料コス卜が高くなり好ましくなく、 一方 0.01重 量％未満では一酸化炭素が発生するので、 0.1〜20重量％の 範囲が好ましい。 尚該触媒を使用することにより発生する HC 1 , HF， HB r等は、 アルカリ洗浄等の周知の方法に よって簡単に除去できる。
次に本発明触媒の代表的な調製法を以下に述べる。
チタン一珪素、 チタン一ジルコニウム及びチタン一珪素一 ジルコニウム等を含む複合酸化物に、 V， W等の触媒 B成分 を含む水溶液または酸化物粉体を成形助剤と共に加えて適当 量の水を添加しつつ混合， 混練し、 押出成形機でハニカム状 に成形する。 成形物を 50〜120 ^で乾燥後 400〜600 °C、 好ましくは 430〜 550 ^で 1〜： L 0時間好ましくは 2〜 6時間空気流中で焼成し成形物を得る。
この様にして得られた成形物に、 触媒 C成分、 すなわち Ru, Rh， Pd， P t, Au等の貴金属触媒物質や、 C r， Mn， F e， C u等を金属として又はその酸化物として担持 せしめ、 完成触媒が得られる。 上記触媒 C成分としては、 特 に周期律表第 VIIIの金属が好ましく用いられるが、 中でも Ru, Rh， P d， P tが好ましく、 また Auも好ましい。 成形物への触媒 C成分の担持方法としては、 上記成形物を 触媒 C成分水溶液中に常温下 1〜 5分間浸潰した後、 30〜 200 °C、 好ましくは 70〜 170 Vで乾燥し、 ついで空気 中 300〜 700° (：、 好ましくは 400〜 600 °Cで焼成す ればよい。 触媒形状としては上記のハニカム状にとどまらず、 円柱状、 円筒状、 板状、 リボン状、 波板状、 パイプ状、 ドーナツ状、 格子状、 その他一体化成形されたものなどが適宜選ばれる。 また、 コージヱライ トゃムライ 'トなどの成形担体上に触媒 A 成分、 B成分よりなるスラリーをコーティングし、 さらに触 媒 C成分を含浸して触媒とすることも可能である。
本発明触媒を調製するにあたって用いられる珪素原料とし ては、 コロイ ド状シリカ， 水ガラス， 四塩化珪素など無機性 の珪素化合物， 及びェチルシリケ一卜類などから選ぶことが できる。 またチタン原料としては、 塩化チタン類， 水酸化チ タン， 硫酸チタンなどの無機性チタン化合物、 及び蓚酸チタ ン， テトライソプロピルチタネートなどの有機性チタン化合 物などから選ぶことができ、 ジルコニウム源としては、 塩化 ジルコニウム， ォキシ塩化ジルコニウム， 硝酸ジルコニウム などの無機性のジルコニゥム化合物および蓚酸ジルコニウム， テトライソプロピルジルコネートなどの有機性ジルコニウム 化合物などから選ぶことができる。
また触媒 B成分の出発原料としては、 酸化物， 水酸化物， 無機塩類， 有機塩類など適宜選択すればよく、 アンモニゥム 塩， 蓚酸塩， 硫酸塩またはハロゲン化物などが例示できる。 一方触媒 C成分の出発原料としては塩化物， 硝酸塩， 有機酸 塩， 塩化貴金属酸， 銅化合物から適宜選ばれる。
本発明は反応器の形式を限定するものではなく、 通常の固 定床， 移動床， 流動床等の反応器を適用することができる。 尚、 焼却炉排ガス中の有機ハロゲン化合物を対象とする場合 ではダス卜分が多く、 触媒層が閉塞する恐れがあり、 この様 な場合にはダス卜量に応じて目開きを調整できるハニカム状 触媒を充填することが好ましい。
反応温度については 150〜'600°Cの範囲で接触させる ことが好ましく、 150°C以下では十分な分解効率を得るこ とができず、 600°C以上では助燃剤が増加し経済的ではな くなる。
実施例
実施例 1
チタン及び珪素からなる複合酸化物を以下に述べる方法で 調製した。 チタン源として以下の組成を有する硫酸チタニル の硫酸水溶液を用いた。
T i OSO^ (T i 02換算） 250 リッ トル 全 H。 S 04 1100 gノリッ トル 別に水 400リッ トルにアンモニア水 （ΝΗ3 , 25%) 286 リッ トルを添加し、 これにスノーテックス一 NCS— 30 (日 産化学製シリカゾルで S i 02 として約 30重量％含有） 24kg を加えた。 得られた溶液中に、 上記硫酸チタニルの硫酸水溶 液 153リッ トルを水 300リッ トルに添加して希釈したチタン 含硫酸水溶液を撹拌下徐々に滴下し、 共沈ゲルを生成した。 さらにそのまま 15時間放置して静置した。 この様にして得ら れたチタン一珪素からなる複合酸化物のゲルを濾過し、 水洗 後 200°Cで 10時間乾燥した。
次いで 550°Cで 6時間空気雰囲気下で焼成した。 得られた 粉体の組成は T i ： S i =4 :.1 (原子比） で、 BET表面 積は 185m2/gであった。 ここで得られた粉体を以降 T S— 1 と呼び、 この粉体を用いて以下に述べる方法で成形体を調製 した。
モノエタノールアミン 0. 7リツ トルを水 7リッ トルと混合 し、 これにパラタンダステン酸ァンモニゥム 1. 03kgを加え溶 解させ、 ついでメタバナジン酸アンモニゥム 1. 14kgを溶解さ せ均一な溶液とする。 さらにこの溶液を上記 T S— 1 ： 16kg に加えニーダ一で適量の水を添加しつつよく混合 ·混練した 後、 押し出し成形機で外形 80nmi角、 目開き 3. 0nm 、 肉厚 0. 7 廳、 長さ 350咖 の格子状に成形した。 次いで 60 で乾燥後、 空気流通下において 45(TCで 5時間焼成した。 得られた完成 触媒の組成は酸化物としての重量比で T S— 1 ： V。 o 5 ： W03 = 9 0 ： 5 ： 5であった。 かくして得られた触媒を外 径 23mm角 （6セル x 6セル） ， 長さ 300mmに切断して反応装 置に充填し、 下記組成の合成ガスを各条件下で流通させた。
1一 1 1， 1， 2， 2-テトラクロ口エタンの分解
空間速度 2000 h _1
ガス湊度 300ppm/air balance
温度条件 250， 300, 350 °C
1— 2 ジクロロベンゼンの分解
空間速度 2000 h _1
ガス濃度 300ppm/air balance
温度条件 200， 250, 300, 350 。C
1 - 3 フロン 1 1 3の分解
空間速度 2000 h—1 ガス濃度 . 500ppm/air balance
温度条件 300， 350， 400 °C
上記テス卜により得られた結果を第 1表に示す。
尚いずれの場合も処理後ガスには C 1 ガスは検出されな カヽった。
第 1表
Figure imgf000012_0001
(表中一は分析せず)
実施例 2
実施例 1で得られた T S— 1粉体を用い実施例 1と同様の 方法で得られた成形体 （T S— 1 ： V2 O ： W03 = 9 0 : 5 ： 5 ) を、 P tとして 22. l g含む塩化白金水溶液 3. 0リッ トルに 1分間浸漬し、 次いで 100°Cで乾燥した後空気流通下 において 450°Cで 5時間焼成した。 得られた触媒の P t担持 量は 0. 25重量％であった。
上記触媒を外径 23mm角 （6セル x 6セル） ， 長さ 300mmに 切断して反応装置に充填し、 実施例 1と同じ条件下で 1， 1, 2， 2 -テトラクロロェタン， ジクロロベンゼンおよびフロン 1 1 3 の分解テストを行なった。 結果は第 2表に示す。 尚いずれの 場合も処理後ガスには C 1 2 ガスは検出されなかった。
第 2表
C
Figure imgf000014_0001
(表中-は分析せず)
実施例 3
実施例 1で得られた TS— 1粉体を用い実施例 1と同様の 方法で得られた成形体 (TS-1 ： V 05 ： W03 = 90 : 5 ： 5) を、 Pdとして 11.0 g含む硝酸パラジウム水溶液 3.0 リッ トルに 1分間浸漬し、 次いで 100°Cで乾燥した後空気流 通下において 500°Cで 2時間焼成した。 得られた触媒の P d 担持量は 0.1 重量％であった。
上記触媒を外径 23讓角 （ 6セル X 6セル） ， 長さ 300mmに 切断して反応装置に充填し、 実施例 1と同一条件下で、 1,1， 2， 2-テ卜ラクロロェタン， ジクロロベンゼン及びフロン 1 3 の分解テス卜を行なった。 結果は第 3表に示す。 尚いずれの 場合も処理後ガスには C 12 ガスは検出されなかった。
分解効率及び C 0発生率 （％)
実施 処綱象物
No. 200°C 250*0 300°C 350 400。C
分酵 C0¾^率 分解 C0¾¾率 分醉 CO ^率 '分酵 C0¾¾率 分酵
3- 1 テトラクロロェタン 50.0 0 85.0 0 >99.5 0 >99.5 0
3-2 ジクロロベンゼン 99.0 0 >99.8 0 >99.8 0 >99.8 0
3-3 フロン 1 13 > 5.0 0 88.0 0 98.5 0
(表中-は分析せず)
実施例 4
実施例 1で得られた T S— 1粉体を用いて、 T S— 1 ： V2 05 ： WOQ = 87 : 8 : 5 (重量比） の成形体を実施 例 1に準じて作成した。 成形体は 80匪角、 目開き 3.0mm 、 肉 厚 0.7πιπι 、 長さ 350i の格子状である。 これを硝酸クロム
[C r (N03)ゥ · 9H。 O] 170 gを 3.0リ ツ トルの水に溶 解した水溶液に 1分間浸潰し、 次いで 100°Cで乾燥した後空 気流通下において 500eCで 2時間焼成した。 得られた触媒の C r 2 O としての担持量は 0.38重量％であった。
上記触媒を外径 23匪角 （6セル X 6セル） ， 長さ 300imi! に 切断し反応装置に充填して、 実施例 1と同条件でジクロロべ ンゼンの分解テストを行なった。 結果は第 4表に示す。 尚反 応中 C 12 ガスは検出されなかった。
実施例 5
実施例 4と同じ組成'大きさの TS— 1 ： V2 Oc ： WO
= 87 : 8 : 5 (重量比） の成形体を作成した。 これを硝酸 マンガン [Μη (Ν03)2· 6Η2 0] 1370gを 3.0リッ トル の水に溶解した水溶液に 1分間浸漬し、 次いで 100。Cで乾燥 した後空気流通下において 500°Cで 2時間焼成した。 得られ た触媒の Mn02 としての担持量は 5重量％であった。
上記触媒を用いて実施例 4と同様の方法でジクロロべンゼ ンの分解テス卜を行なった。 結果は第 4表に示す。 尚反応中 C 12 ガスは検出されなかった。
実施例 6
実施例 4と同じ組成'大きさの TS— 1 ： V2 05 ： W03 = 87 : 8 : 5 (重量比） の成形体を作成した。 これを硝酸 銅 [Cu (Ν09)2· 3Η2 0] 1270gを 3.0リッ トルの水に 溶解した水溶液に 1分間浸漬し、 次いで 120 で乾燥した後 空気流通下において 500°Cで 2時間焼成した。 得られた触媒 の C u 0としての担持量は 5重量％であった。
上記触媒を用いて実施例 4と同様の方法でジクロロべンゼ ンの分解テストを行なった。 結果は第 4表に示す。 尚反応中 C 1 ガスは検出されなか
第 4表 分解効率及び C 0発生率 （％)
触媒碰
施 200°C 250EC 300EC 350°C 例
分解 CO赃率 分酵 分酵 C縦率 分酵
4 Cr203-V205-W03-TS-l 91.0 0 99.3 0 >99.8 0 >99.8 0
5 Mn02-V205-W03-TS-l 92.0 0. 99.5 0 >99.8 0 >99.8 0
6 CUO-VZOB-WOS-TS-I 95.0 0 99.5 0 >99.8 0 >99.8 0
実施例 7
実施例 4と同じ組成'大きさの TS—
= 87 : 8 : 5 (重量比） の成形体を作成した。 れを として 22.0 g含む硝酸パラジウム水溶液 3.0リ ッ トルに 間浸漬し、次いで 100°Cで乾燥した後空気流通下において で 2時間焼成した。 得られた触媒の P d担持量は 0.25 %であった。
上記触媒を外径 23丽角 （ 6セル X 6セル） ， 長さ 300πιπ 切断し反応装置に充填して、 一酸化窒素、 一酸化炭素、 ロロベンゼン及び SO。 を含むガスに還元剤として NH 添加し、 一酸化窒素、 一酸化炭素及びジクロロベンゼン 時処理テストを行なった。 ガス条件及び反応条件は下記 りである。
1.ガス条件
Figure imgf000020_0001
ジクロロベンゼン 30 ppm v/v
NO 300 ppm v/v
NH 3 300 ppm v/v
第 5表
Figure imgf000021_0001
実施例 8
水 500リッ トルにォキシ塩化ジルコニウム （Z r OC 12 · 8H2 0) 19.3kgを溶解させ、 実施例 1で用いたものと同組成 の硫酸チタニルの硫酸水溶液 78リッ トルを添加しよく混合し た。 この混合水溶液を約 30°Cに維持して、 よく撹拌しながら pHが 7になるまでアンモニア水を徐々に滴下し、 更に 15時 間静置した。 得られたゲルを濾化し、 水洗後、 200。Cで 10時 間乾燥した。 次いで 550°Cで 5時間空気雰囲気下で焼成し、 チタン一ジルコニウム複合酸化物を得た。 得られた複合酸化 物粉体の組成は T i ： Z r = 4 ： 1 (原子比） で、 B E T表 面積は 140m2/gであった。 ここで得られた粉体を以後 TZ— 1と呼ぶ。 この TZ— 1を用いて実施例 1と同様にして、 TZ - 1 ： V2 05 ： W03 = 90 : 5 : 5 (重量比） の成形体 (80画角、 目開き 3.0醒 、 肉厚 0.7醒 、 長さ 350讓の格子状） を得た。 この成形体を、 P tとして ll.Og含む塩化白金水溶 液 3リッ トルに 1分間浸漬し、 次いで 120 で空気中で乾燥 した後、 空気流通下において 450°Cで 2時間焼成し完成触媒 を得た。 得られた触媒の P t担持量は 0. 1重量％であった。 この触媒を実施例 7と同様の方法および条件で、 一酸化窒 素、 一酸化炭素、 ジクロロベンゼン及び s o2 を含むガスに 還元剤として N H3 を添加し、 一酸化窒素、 一酸化炭素及び ジクロロベンゼンの同時処理テストを行なった。 結果を第 6 表に示した。 第 6表
200°C 250°C ジクロロベンゼン分 98.5% >99.0%
脱硝効率 94.0% 85.0%
C O除去率 >99.9% >99.9%
匪 3転 >99.5% >99.5%
s o 2 W 5.0% 10.5%
0 0
比較例 1
3 mm角の孔径を持つコージヱライ トハニカム担体にァ―ァ ルミナ粉をコーティ ングし、 乾燥， 焼成を行なって触媒支持 体を調整し、 化学吸着法によって触媒支持体上に P tを担持 し 100°Cで乾燥した後、 空気流通下において 450°Cで 2時間 焼成して比較触媒を得た。 該触媒の P t担持量は 0. 25重量％ であった。 この触媒を用い実施例 1と同条件下で 1, 1, 2， 2 -テ トラクロロェタンとジクロロベンゼンの分解テストを行なつ た。 結果は第 7表に示す。
第 7表 分解効率及び C 0発生率 （％)
比較 処腦象物
No. 200°C 250eC 300。C 350°C 400で
CO
分酵 CO赃率 分醇 雜生率 分醉 C晩生率 分酵 C0¾¾率 分解 C職率 CO
1一 1 テトラクロロェタン 0 0 5 0 70 0 >99.5 0 >99.5 0
1 -2 ジクロロベンゼン 18 0 55 0 >99.8 0 >99.8 0 >99.8 0
比較例 2
市販の T i 02粉体 （B E T表面積 30m2/g) 10kgに水 1. 5kg を加え良く混練した後、 押し出し成形機で 80腿角、 目開き 3. 0 匪 、 肉厚 0. 7腿 、 長さ 350mmの格子状に成形し、 60°Cで乾燥 後空気流通下において 450°Cで 5時間焼成した。 得られた成 形体を、 P tとして 14g含む塩化白金水溶液 3リッ トルに 1 分間浸潰し、 100°Cで乾燥後、 空気流通下において 450°Cで 5時間焼成した。 得られた触媒の P t担持量は 0. 1296であつ た。 上記触媒を実施例 1と同じ寸法に切断し、 同一条件下で 1, 1, 2， 2-テトラクロロェタンとジクロロベンゼンの分解テス 卜を行なった。 結果は第 8表に示す。
第 8表 分解効率及び C 0発生率 （％)
比較 処觀象物
No. 200°C 250Ό 300t; 350°C 400。C
分酵 CO赃率 分解 雜生率 分醉 C晩生率 分酵 CO赃率 分酵 C0¾率
2- 1 テ卜ラクロロェタン 0 0 20 0 85 0 >99.5 0 >99.5 0
2-2 ジクロロベンゼン 35 0 80 0 >99.8 0 >99.8 0 >99.8 0
比較例 3
モノエタノールァミ ン 0. 7リツ トルを水 7リッ トルと混合 し、 パラタングステン酸アンモニゥム 1. 03kgを加え溶解させ た後、 さらにメタバナジン酸アンモニゥム 1. 14kgを溶解させ 均一溶液とした。 この溶液を比較例 2で用いたものと同じ T i 02 粉体 16kgに加え、 適量の水を加えつつ良く混練し、 押し出し成形機で 80隱角、 目開き 3. 0匪 、 肉厚 0. 7mm 、 長さ 350腿の格子状に成形し、 60°Cで乾燥後空気流通下において 450°Cで 5時間焼成した。 得られた触媒の組成は、 酸化物と して重量比で T i 09 ： V。 05 ： W O g = 9 0 ： 5 ： 5で あった。 この成形体を、 P tとして 45g含む塩化白金水溶液 3リッ トルに 1分間浸漬し、 100°Cで乾燥後、 空気流通下に おいて 450°Cで 5時間焼成した。 得られた触媒の P t担持量 は 0. 31重量％であった。 上記触媒を実施例 7と同様の方法お よび条件で、 一酸化窒素、 一酸化炭素、 ジクロロベンゼン及 び S 02 を含むガスに還元剤として N H3 を添加し、 一酸化 窒素、 一酸化炭素及びジクロロベンゼンの同時処理テス トを 行なった。 結果を第 9表に示した。
第 9表
Figure imgf000028_0001
産業上の利用可能性
本発明は以上の様に構成されているので、 有機ハロゲン化 合物を酸化分解処理することができ、 さらには一酸化炭素や ハロゲンガス等の有害なガスを副次的に生成することなく、 低温度条件下で効率よく有機ハ口ゲン化合物を処理できるこ ととなり、 しかも排ガス中に含まれる上記有機ハ口ゲン化合 物と共に、 窒素酸化物や一酸化炭素を除去できる有機ハ口ゲ ン化合物の酸化分解処理方法が提供できることとなった。

Claims

. 請求の範囲
1. 排ガス中に含有される有機ハロゲン化合物を無害化する 有機ハ口ゲン化合物の酸化分解処理方法であつて、 ' 触媒 A成分として S i， T i'及び Z I"よりなる群から選択 される 2種以上の金属よりなる複合酸化物を含有し、
触媒 B成分として V, Mo, Sn, C e及び Wよりなる群 から選択される 1種または 2種以上の金属の酸化物を含有し てなる触媒を用い、 150〜600 の温度条件下で前記排 ガスを上記触媒に接触的に反応させることを特徴とする有機 ハ口ゲン化合物の酸化分解処理方法。
2. 排ガス中に含有される有機ハ口ゲン化合物を無害化する 有機ハ口ゲン化合物の酸化分解処理方法であつて、
触媒 A成分として S i , T i及び Z rよりなる群から選択 される 2種以上の金属よりなる複合酸化物を含有し、
触媒 B成分として V, Mo, Sn, C e及び Wよりなる群 から選択される 1種または 2種以上の金属の酸化物を含有し、 触媒 C成分として C r, Mn， F e, Cu， Ru， Rh, Pd, P t及び Auよりなる群から選択される 1種または 2 種以上の金属或は金属酸化物を含有してなる触媒を用い、 150〜600°Cの温度条件下で前記排ガス^上記触媒に接 触的に反応させることを特徴とする有機ハロゲン化合物の酸 化分解処理方法。
3. 排ガスにアンモニアガスを添加して、 上記排ガスに含ま れる窒素酸化物及び有機ハロゲン化合物を除去処理する請求 項 1又は 2記載の有機ハ口ゲン化合物の酸化分解処理方法。
4. 排ガスにアンモニアガスを添加して、 上記排ガスに含ま れる窒素酸化物， 一酸化炭素及び有機ハ口ゲン化合物を除去 処理する請求項 1又は 2記載の有機ハ口ゲン化合物の酸化分 解処理方法。 .
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