JP4861618B2

JP4861618B2 - ダイオキシン吸着除去剤

Info

Publication number: JP4861618B2
Application number: JP2004369443A
Authority: JP
Inventors: 芳雄大杉; 康弘清水; 時夫大井
Original assignee: Cataler Corp
Current assignee: Cataler Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP2006175326A

Description

本発明は、ダイオキシン吸着除去剤に関するものである。

従来、産業廃棄物の処理中に発生するダイオキシンを吸着・除去するために様々な方法及び吸着除去剤が用いられてきた。

例えば、特許文献１には、ダイオキシン類を効率的に吸着除去すると共に、ダイオキシン類の生成を防止して、ダイオキシン類濃度を確実に低減することを目的として、ダイオキシン類生成触媒能の低い炭素系吸着剤よりなるダイオキシン類の吸着除去剤が開示されている。

また、特許文献２には、ダイオキシン類を吸着させた炭素質吸着剤を充填した反応槽に於いて所定の加熱処理を行うことにより、活性炭あるいは活性コークスなどの炭素質吸着剤に吸着したダイオキシン類の分解をより高い効率で行うダイオキシン類の低温熱分解方法が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載されている吸着剤を用いてダイオキシンの処理を行うと、ダイオキシンと共に発生する酸性ガスや塩基性ガス、あるいは水蒸気が吸着剤に付着し、ダイオキシンに対する除去性能が劣化するという問題が生じる。
特開平１０−９９６７７号公報特開平１１−７６７５６号公報

本発明は、長期間にわたって優れたダイオキシン除去性能を発揮する吸着除去剤を提供することを目的とするものである。

本発明の一側面に係るダイオキシン吸着除去剤は、廃棄物の処理中に発生したガスを通気させて、該ガス中に含まれるダイオキシンを吸着除去するためのダイオキシン吸着除去剤であって、軽油が添着された活性炭を含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、長期間にわたって優れたダイオキシン除去性能を発揮する吸着除去剤を提供することができる。

本発明者らが上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、前述した特許文献１及び特許文献２の炭素系吸着剤のダイオキシン除去性能が劣化するのは、もともと疎水性である炭素系吸着剤が水蒸気を吸着することにより親水性を帯び、さらに、酸性ガス（例えば、硫化水素、二酸化硫黄、硫酸、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素、硝酸等）及び塩基性ガス（例えば、アンモニア等）が反応して生成される白色化合物（例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、硝酸アンモニウム等）が吸着剤表面に付着することにより親水性が促進されることが原因であることを突き止めた。すなわち、ダイオキシンは疎水性であるため、親水性が強くなった吸着剤では、ダイオキシンを十分に除去することができなくなるのである。

本発明者らは、多孔質担体に疎水性有機物質を添着して用いることにより、水蒸気の吸着を防ぐことができると共に、酸性ガス及び塩基性ガスが原因である白色化合物の付着をも抑制できることを見出した。本発明は、これらの知見に基くものである。

以下、本発明に係るダイオキシン吸着除去剤の種々の実施形態を説明する。

本発明に係るダイオキシン吸着除去剤は、疎水性有機物質が添着された多孔質担体を含む。

多孔質担体としては、例えば、活性炭、ゼオライト、シリカ−アルミナ複合酸化物等を挙げることができる。中でも、活性炭は疎水性であることから、もともとダイオキシンに対する除去効果を有するが、これに疎水性有機物質を添着させることにより、水蒸気の吸着及び白色化合物の付着を抑制することができ、長寿命のダイオキシン吸着除去剤を得ることができる。一方、ゼオライト及びシリカ−アルミナ複合酸化物は、親水性であることからこのままでは疎水性であるダイオキシンを吸着・除去することは困難である。しかしながら、疎水性有機物質を添着させることにより、ゼオライト及びシリカ−アルミナ複合酸化物にダイオキシン除去性能を付与することができると共に、水蒸気の吸着及び白色化合物の付着を抑制することができる。

疎水性有機物質としては、例えば、原油を原料として得られる石油系物質や石炭を原料として得られる石炭系物質を挙げることができる。石油系物質としては、例えば、軽油、重油等を挙げることができる。石炭系物質としては、例えば、コールタール、ナフタレン等を挙げることができる。軽油、重油、コールタール及びナフタレンからなる群より選択される疎水性有機物質は、取り扱いが容易なだけでなく、特に長寿命の吸着除去剤を提供することができる。これらの疎水性有機物質は、１種類だけで使用することもできるし、２種類以上を混合して使用することもできる。

疎水性有機物質は、多孔質担体質量の０．１〜３０質量％の割合で添着されていることが好ましい。

疎水性有機物質の添着量が０．１質量％未満であると、吸着除去剤を十分に長寿命化できない恐れがある。一方、疎水性有機物質の添着量が３０質量％を超えると、多孔質担体の細孔が閉塞されて吸着性能が低下する傾向がある。疎水性有機物質の添着量のさらに好ましい範囲は、多孔質担体質量の１〜１０質量％である。この範囲内とすれば、特に優れたダイオキシン吸着性能をより長期にわたって発揮させることができる。

かかるダイオキシン吸着除去剤は、例えば以下に説明するように製造することができる。

疎水性有機物質が、例えば軽油、重油、コールタールのような液体物質である場合には、疎水性有機物質を噴霧器に入れて多孔質担体に噴霧し、添着させ、乾燥させることにより製造することができる。特に、粘性の高いコールタールの場合には、噴霧器を適宜加熱してコールタールを低粘性にさせ、加圧状態で加熱状態の多孔質担体に噴霧して添着させた後、乾燥させることにより製造することができる。この方法に従えば、多孔質担体が疎水性有機物質でコーティングされたダイオキシン吸着除去剤を作製することができるため、より疎水性が強くなり、ダイオキシン吸着性能に優れた長寿命な吸着除去剤を実現することができる。

疎水性有機物質がナフタレンである場合には、例えば以下に説明するように製造することができる。

ナフタレンを各種溶剤、例えばエタノール、エーテル、二硫化炭素、ベンゼン等に一定量溶解させ、これを噴霧器に入れて多孔質担体に噴霧し、添着させ、乾燥させることにより製造することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

［実施例］
以下、本発明に係るダイオキシン吸着除去剤を実施例により説明する。

＜ダイオキシン吸着除去剤の製造＞
（実施例１）
以下に説明するように活性炭１００ｇに軽油３ｇをコートし、これを１００℃で５〜１０時間乾燥することによりダイオキシン吸着除去剤を得た。

すなわち、パン型造粒機上にて活性炭を回転状態にし、これに噴霧器から軽油を噴霧して添着させることにより、活性炭を軽油でコートした。軽油添着量は、軽油を入れた噴霧器の噴霧前後の質量差から決定した。

（比較例１）
実施例１と同種の活性炭を比較例１のダイオキシン吸着除去剤とした。

＜疎水性評価＞
得られた実施例１及び比較例１のダイオキシン吸着除去剤約１０ｇずつを、それぞれ２０ｍｍφカラムに充填した。これらのカラムに、湿度を質量基準で３０％に調整した空気ガスを温度２５℃で、流量５Ｌ／分で流通させることにより飽和吸着させ、このときの平衡吸着量を測定した。ここで、平衡吸着量とは、前述の空気ガスを流通させた際にダイオキシン吸着除去剤の質量がほぼ一定になったときの質量と、空気ガス流通前のダイオキシン吸着除去剤の質量との差分を、空気ガス流通前のダイオキシン吸着除去剤の質量に対する百分率で表したものである。

次に、空気ガスの湿度を上げていき同様に平衡吸着量を測定し、空気ガスの湿度が８０％になるまで行った。続いて、今度は空気ガスの湿度を０質量％まで順次下げていくことにより吸着除去剤に吸着された水分を脱離させ、このときの平衡吸着量を同様に測定した。このとき得られた結果を図１に示す。図１中、縦軸は、平衡吸着量（質量％）を示し、横軸は、空気ガスの湿度（％）を示す。また、図１中、実線Ｘは、実施例１の吸着時の結果を示すものであり、破線Ｙは、実施例１の脱離時の結果を示すものであり、実線Ｚは、比較例１の吸着時の結果を示すものであり、破線Ｗは、比較例１の脱離時の結果を示すものである。

図１から明らかなように、実施例１のダイオキシン吸着除去剤は、湿度８０％のときの平衡吸着量が１１．２質量％と低く、疎水性に優れていた。一方、軽油コートしなかった比較例１の吸着除去剤は、湿度８０％のときの平衡吸着量が１８．０質量％と高く、実施例１の吸着除去剤に比較して水分吸着量が多かった。湿度が８０％よりも低い場合においても、水分吸着時、脱離時共に、実施例１の吸着除去剤の方が比較例１に比べて水分吸着量が少ないという傾向が得られた。

＜白色化抑制効果の評価＞
得られた実施例１及び比較例１のダイオキシン吸着除去剤１０ｇずつを、それぞれ２０ｍｍφカラムに充填した。これらのカラムに、塩化水素ガスを１０体積％含み、湿度を質量基準で６０％に調整した空気ガスを温度２５℃で、ＳＶ（空間速度）６０００／時間で１時間流通させた。続いて、塩化水素ガスの代わりにアンモニアガスを体積で２００ｐｐｍ含むこと以外には前述と同様な空気ガスを前述と同様の流通条件で１２時間流通させた。ガス流通後のカラムの写真をそれぞれ撮影した。実施例１の吸着除去剤を充填したカラムの写真を図２に示し、比較例１の吸着除去剤を充填したカラムの写真を図３に示す。

図２及び図３から明らかなように、実施例１のダイオキシン吸着除去剤は、比較例１のダイオキシン吸着除去剤に比較して白色化しておらず、白色化合物の付着量が少なかった。

＜ダイオキシン除去性能の評価＞
産業廃棄物処理場において、ダイオキシン用吸着塔の一つに実施例１のダイオキシン吸着除去剤を２０トン充填し、この吸着塔に廃棄物の処理中に発生したガスをＳＶ１５００／時間で２０ヶ月間通気させた。このときの入ガスと出ガスのダイオキシン濃度を経過時間ごとにそれぞれ測定し、これらの結果を図４に示す。図４中、横軸は、通気時間（月数）を示し、縦軸は、ダイオキシン濃度（ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ³Ｎ）を示す。

また、比較例１のダイオキシン吸着除去剤についても実施例１と同様にダイオキシン除去性能の評価を行った。この結果を図４に併記する。なお、この産業廃棄物処理場のダイオキシン排出規制値は、０．１ｎｇ−ＴＥＱ／ｍ³Ｎであった。

図４から明らかなように、実施例１のダイオキシン吸着除去剤は、２０ヶ月経過した際に出ガスのダイオキシン濃度が規制値を超えたことから、その寿命は１９ヶ月であり長寿命だった。また、入ガスのダイオキシン濃度が高濃度になった際にも優れたダイオキシン除去性能を示した。

これに対して、比較例１のダイオキシン吸着除去剤は、寿命が１２ヶ月と実施例１の吸着除去剤に比較して短かっただけでなく、ダイオキシン除去性能も低かった。

空気ガスの湿度とダイオキシン吸着除去剤の平衡吸着量との関係を示す特性線図。実施例１のダイオキシン吸着除去剤を充填したカラムの写真。比較例１のダイオキシン吸着除去剤を充填したカラムの写真。実施例１及び比較例１のダイオキシン吸着除去剤のダイオキシン除去性能を示す特性線図。

Claims

廃棄物の処理中に発生したガスを通気させて、該ガス中に含まれるダイオキシンを吸着除去するためのダイオキシン吸着除去剤であって、軽油が添着された活性炭を含むことを特徴とするダイオキシン吸着除去剤。
前記軽油は、前記活性炭質量の０．１〜３０質量％の割合で添着されていることを特徴とする請求項１記載のダイオキシン吸着除去剤。
活性炭を回転状態にし、これに軽油を噴霧して添着することにより得られる請求項１記載のダイオキシン吸着除去剤。