JPH0824819B2

JPH0824819B2 - 排ガスの前処理方法

Info

Publication number: JPH0824819B2
Application number: JP63210567A
Authority: JP
Inventors: 浩昭林; 邦夫佐野; 靖服部; 和良西川
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1996-03-13
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPH0259020A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は排ガスの前処理方法に関し、詳しくは触媒毒
を含有する排ガスを、その接触処理に先立ち、高活性化
アルミナ充填層に通して、排ガス中の触媒毒を除去する
排ガスの前処理方法に関する。

（従来の技術）近年、大気汚染防止あるいは悪臭除去のために、排ガ
スを接触的に処理して大気汚染あるいは悪臭の原因とな
る排ガス中の有害物質、例えば有機酸製造プラントから
の排ガスに含まれる有機酸、塗装焼付乾燥炉からの排ガ
スに含まれるアルデヒドなどを除去して排ガスを浄化す
る排ガス浄化方法が広く採用されている。

しかし、一般に、排ガス中には有害物質のほかにダス
ト、タール状物質、有機金属化合物、シリコン化合物、
リン化合物などが含有され、これらは排ガスの接触処理
に使用する酸化触媒（以下、「排ガス処理触媒」とい
う）にとって、触媒毒として作用し、触媒性能ひいては
触媒寿命を著しく低下させる原因となっている。特に、
有機金属化合物、有機シリコン化合物、有機リン化合物
などは触媒毒としての影響が著しい。例えば、有機シリ
コン化合物および有機リン化合物は、塗料、インキなど
の化学製品製造時の消泡剤またはこれら製品の添加剤と
して、あるいはプラスチックなどの難燃剤として広く使
用されているので、これらを取り扱う発生源からの排ガ
ス中には微量の有機シリコン化合物および有機リン化合
物が含有されていることが多い。排ガス中のこれらの化
合物は、排ガス処理触媒上で酸化分解して触媒活性表面
を被覆し、その触媒活性を著しく低下させる。

このような触媒毒の除去方法として、例えば特開昭52
−138054号公報には吸着剤として活性炭、シリカゲル、
活性アルミナ、ゼオライトを用いる前処理方法が、また
特公昭61−20333号公報には、排ガスを予め150℃以上の
温度でアルミナ充填層に通す前処理方法が提案されてい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかし、本発明者らの研究によれば、上記吸着剤を用
いる前処理方法およびアルミナ充填層を用いた前処理方
法のいずれによっても触媒毒を充分に除去できず、排ガ
ス処理触媒の劣化ひいては触媒寿命の低下を来し、実用
化にはなお問題があることが判明した。

また、アルミナ充填層を用いた前処理方法において
は、排ガス中に含まれるタール状物質のアルミナ充填層
における酸化分解が不十分であるため、これらタール状
物質がアルミナ充填層に吸着されて重合し、更には炭化
してカーボンとして蓄積されるため、上記のような触媒
毒、特に有機金属化合物、有機シリコン化合物および有
機リン化合物のアルミナ充填層における吸着、除去が著
しく低下し、アルミナ充填層の触媒毒除去効果が著しく
損なわれることになる。更に、蓄積したカーボンは、発
火点が比較的低いため、排ガス処理触媒層からの伝熱、
装置停止などによる蓄熱などによってアルミナ充填層が
昇温すると急激に発火、燃焼して、排ガス処理触媒の熱
劣化、装置の損傷など種々の問題を起こし、また安全上
も好ましくないことが判明した。

本発明は、上記問題点を解決し、排ガス処理触媒の触
媒毒となる有機金属化合物、有機シリコン化合物、有機
リン化合物などのほかタール状物質なども効率よく除去
する排ガスの前処理方法を提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段）本発明者らの研究によれば、触媒毒を含有する排ガス
を接触処理して浄化する際に、排ガスを予め、貴金属お
よび重金属酸化物から選ばれた少なくとも１種の触媒成
分をアルミナに担持して得られる高活性化アルミナ充填
層に通すことによって、上記目的が達成できることを知
り、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。

即ち、本発明は、触媒毒を含有する排ガスを接触処理
して浄化するに当り、該排ガスを予め金、銀、ルテニウ
ム、パラジウム、オスミウム、イリジウムおよび白金か
ら選ばれる少なくとも１種および／または鉄、マンガ
ン、クロム、銅、ニッケルおよびコバルトの酸化物から
選ばれる少なくとも１種の触媒成分を比表面積が50〜50
0m²/gの範囲の活性アルミナに担持してなる触媒の充填
層に通して触媒毒を除去することを特徴とする排ガスの
前処理方法を提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明で使用する高活性化アルミナとは、排ガスの接
触処理用酸化触媒として一般に使用されている、白金、
パラジウム、銀などの貴金属および鉄、マンガン、クロ
ム、銅、ニッケル、コバルトなどの貴金属の酸化物、例
えばFe₂O₃、CuO、MnO₂、Mn₂O₃、Cr₂O₃、NiO、CoO、Co₃O
₄などから選ばれた少なくとも１種の触媒成分をアルミ
ナに担持させたものである。アルミナとしては、一般に
使用されているアルミナ、例えばα−アルミナ、γ−ア
ルミナなどの活性アルミナを使用することができるが比
表面積が10m²/g以上、特に50〜500m²/gの範囲の活性ア
ルミナの使用が好適である。触媒成分の担持量は、アル
ミナの重量基準で0.05〜２重量％、好ましくは0.1〜１
重量％である。触媒成分の担持量が0.05重量％未満では
触媒毒およびタール状物質を充分に除去できない。な
お、排ガスに含有される触媒毒およびタール状物質は微
量であることから、触媒成分を２重量％を超えて使用す
る必要はなく、逆に高価な触媒成分の使用によって高活
性化アルミナの価格が上がって経済的に不利になる。

上記高活性化アルミナの調製方法には特に制限はな
く、この種触媒の調製に一般に使用されている方法によ
って調製することができる。なお、その形状は、球状、
円柱状、ハニカム状などのいずれでもよく、またその大
きさは、例えば球状の場合には２〜8mm（粒径）程度、
円柱状の場合には１〜5mm（直径）×３〜8mm（高さ）程
度でよい。

なお、本発明で使用する高活性化アルミナとしては、
アルミナ粒子全てに上記範囲内の量の触媒成分を担持さ
せたものが均一な触媒毒除去反応を達成できるという点
において好ましいが、許容し得る程度の均一な触媒毒除
去反応が行える限り、触媒成分高濃度担持アルミナと触
媒成分低濃度担持アルミナもしくは触媒成分無担持アル
ミナとを全体としての触媒成分担持量が上記範囲内にな
るように均一に混合して使用することもできる。

本発明の前処理方法によれば、触媒毒を含有する排ガ
スを接触処理して浄化する前に、上記高活性化アルミナ
の充填層に通して触媒毒を除去する。

この高活性アルミナ充填層を用いた前処理条件は、排
ガス中に含有された有害物質の種類および濃度、排ガス
中の触媒毒の種類および濃度などによって変わるので、
前処理の実施に際して、これら要因を考慮して適宜決定
すればよいが、通常、温度が130〜500℃程度、常圧下、
空間速度（SV）が10,000〜50,000hr^-1程度の条件下に実
施するのがよい。なお、本発明の前処理方法は、一般の
排ガス接触処理におけると同様、触媒毒の酸化、燃焼に
よる除去を促進するために酸素源として分子状酸素、一
般的には空気の存在下に実施するのがよい。

本発明の前処理方法は種々の排ガスに適用可能であ
り、具体例としては、塗装焼付乾燥炉からの有機溶媒、
アルデヒドなどを含有した排ガス、金属印刷、カラー鉄
板製造乾燥炉からのキシレンなどを含有する排ガス、接
着剤塗布乾燥炉からのトルエンなどを含有する排ガス、
粘着テープ製造などの乾燥炉からの酢酸エステルなどを
含有する排ガス、オフセット印刷乾燥炉からのナフサな
どを含有する排ガス、難燃性樹脂製造工程あるいは石炭
−重油混合燃料製造工程からの排ガスなどを挙げること
ができる。

本発明の前処理方法によれば、従来の方法に比較し
て、触媒毒を効率よく除去できるので、排ガス処理触媒
の被毒が防止され、その性能を長時間保持することが可
能となる。また、タール状物質も効率よく除去できるの
で、その燃焼による触媒の劣化、装置の損傷などを防止
することができる。

（実施例）以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明する。

なお、この実施例においては、試験用排ガス処理反応
器を５個並列に設置し、これら反応器に排ガスとして石
油製品製造排ガスを流して実施例１〜４、比較例１を同
時に行った。

実施例１排ガス処理触媒として、平均粒径5mmφの粒状γ−ア
ルミナ（比表面積250m²/g）に白金を0.25重量％担持さ
せた酸化触媒を使用し、反応器に充填して排ガス処理触
媒充填層を形成した。この排ガス処理触媒充填層の前段
に、平均粒径3.2mmφのγ−アルミナ（比表面積250m²/
g）にパラジウムを0.2重量％担持させた高活性化アルミ
ナを充填して、前処理層としての高活性化アルミナ充填
層を形成した。

石油製品製造排ガス（シリコン含量0.13mg/Nm³、炭化
水素含量1700ppm）を反応器に下記の条件下に導入し
た。

前処理層入口温度:300℃ 空間速度（SV）：前処理層および排ガス処理触媒充填層
ともに20,000hr^-1 1,500時間通ガス後、排ガス処理触媒および高活性化
アルミナを取り出し、排ガス処理触媒についてはシリカ
の蓄積量のほかに、250℃、300℃および350℃での触媒
活性を測定し、また高活性化アルミナについては炭素お
よびシリカの蓄積量を測定した。

なお、炭素蓄積量はCHNコーダにより、またシリカ蓄
積量は蛍光Ｘ線分析により測定した。また、触媒活性
は、トルエン1,000ppmの空気バランスのモデルガスを使
用し、空間速度（SV）20,000hr^-1の条件下に流して、各
温度でのテストを行い処理効率を求めた。

結果を表１に示す。

実施例２実施例１において高活性化アルミナのパラジウム担持
量を0.1重量％に変更した以外は、実施例１と同様にし
て排ガス処理試験を行った。

結果を表１に示す。

実施例３実施例１において高活性化アルミナのパラジウム担持
量を0.05重量％に変更した以外は、実施例１と同様にし
て排ガス処理試験を行った。

結果を表１に示す。

実施例４実施例１で使用したと同じγ−アルミナを硫酸マンガ
ン水溶液中に浸漬し、風乾した後、150℃で４時間乾燥
し、更に450℃で空気雰囲気中で２時間焼成して酸化マ
ンガンの担持量が１重量％の高活性化アルミナを調製し
た。

実施例１において、高活性化アルミナとして上記酸化
マンガン担持アルミナを使用し、また前処理層入口温度
を350℃とした以外は、実施例１と同様にして排ガス処
理試験を行った。

結果を表１に示す。

比較例１実施例１において、前処理層として平均粒径3.2mmφ
のγ−アルミナの充填層を使用した以外は実施例１と同
様にして排ガス処理試験を行った。

結果を表１に示す。

なお、排ガス処理試験を行った後、γ−アルミナの示
差熱分析を行った結果、その発火点は約430℃と推定さ
れた。実際に空気流通下で燃焼試験を行ったところ、ほ
ぼ同温度で急激な燃焼、発熱が発生することが確認され
た。

表１の結果から、本発明の高活性化アルミナ充填層を
用いて前処理を行うと、触媒毒としての有機シリコン化
合物およびタール状物質が効率よく除去され、排ガス処
理触媒の触媒活性が高水準に維持されることが理解され
る。

（発明の効果）本発明の前処理方法によれば、排ガス中に含有された
触媒毒が効率よく除去することができるので、排ガス処
理触媒の被毒を防止し、その性能を長時間維持すること
ができる。この触媒寿命の増加によって、排ガス処理触
媒の取替え間隔を大幅に延長できるという大きな経済的
利益を得ることができる。

また、本発明の前処理方法によれば、タール状物質を
効率よく除去することができるので、このタール状物質
の激しい発熱を伴った燃焼による触媒の劣化、装置の損
傷などの問題を解決することができる。

従って、本発明の前処理方法は排ガス処理技術分野で
極めて有用なものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き審査官石井良夫 (56)参考文献特開昭62−68542（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒毒を含有する産業排ガスを接触処理し
て浄化するに当たり、該排ガスを金、銀、ルテニウム、
パラジウム、オスミウム、イリジウムおよび白金から選
ばれる少なくとも１種および／または鉄、マンガン、ク
ロム、銅、ニッケルおよびコバルトの酸化物から選ばれ
る少なくとも１種の触媒成分を比表面積が50〜500m²/g
の範囲の活性アルミナに担持してなる触媒の充填層に通
して触媒毒を除去することを特徴とする排ガスの前処理
方法。