有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置
【課題】 排ガス等の被処理ガスに含まれている有機ハロゲン化合物を安全に除去・無害化し、またその処理を確実に且つ効果的に行うことができる有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置の提供を課題とする。
【解決手段】 有機ハロゲン化合物を吸着する吸着剤を備えた吸着塔３、吸着塔３に被処理ガスを導いて有機ハロゲン化合物を除去させると共に吸着塔３を通過した被処理ガスを排出する被処理ガス導入排出手段１〜２、１１〜１４、吸着塔４に対して加湿状態の熱風を送って有機ハロゲン化合物を吸着剤から脱離させる熱風導入手段６〜９、２１〜２６、熱風導入手段から吸着塔４を経た熱風を導入して熱風中に混在する炭化水素類を酸化分解させる第１触媒塔５１及び第１触媒塔５１を経た熱風を導入して熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行う第２触媒塔５２からなる複合触媒塔５を備えた。
【解決手段】 有機ハロゲン化合物を吸着する吸着剤を備えた吸着塔３、吸着塔３に被処理ガスを導いて有機ハロゲン化合物を除去させると共に吸着塔３を通過した被処理ガスを排出する被処理ガス導入排出手段１〜２、１１〜１４、吸着塔４に対して加湿状態の熱風を送って有機ハロゲン化合物を吸着剤から脱離させる熱風導入手段６〜９、２１〜２６、熱風導入手段から吸着塔４を経た熱風を導入して熱風中に混在する炭化水素類を酸化分解させる第１触媒塔５１及び第１触媒塔５１を経た熱風を導入して熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行う第２触媒塔５２からなる複合触媒塔５を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスから有機ハロゲン化合物の除去・無害化を図る装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日々の市民生活空間において使用される電化製品、繊維製品、プラスチック製品等には、火災防止対策の観点から製品の発火・燃焼を抑制するために臭素化ビフェニルエーテル、四臭素化ビスフェノールＡ等の臭素化難燃剤が添加されて製品化されている。臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は塩素系ハロゲン化炭化水素等の環境ホルモン物質は生殖器等への悪影響が指摘され、人類の生存を脅かす要因として第２のＰＣＢと恐れられる所以である。従来は臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は塩素系ハロゲン化炭化水素等の環境ホルモン物質は法規制されていないこともあって、具体的な対策技術の開発が遅れており、リサイクル・焼却・埋め立て等の後処理についても系統的な浄化システムがなく、飛散防止に努める程度の処理が一般的であった。
【０００３】
しかし欧米、特にＥＵ諸国では既に一部の臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、環境ホルモン物質等の製造、使用、又は処分に関する規制がされており、「ＥＵ−特定有害物質使用規制」が提示されている。我国でも今後法律によって規制される方向にあり、広範囲且つ厳密な処理技術の調査・対策が必要不可欠な状態となった。
特に臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン等の有害物質は大気拡散、排水域放流を経て摂取され、生体に影響を及ぼすとされることから、より合理的且つ高性能で、安価な処理システムの開発が待たれる状況にある。臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は環境ホルモンを含有する電化製品の処分等は、これまでに高温焼却法や固形化埋め立て法が施行されてきたが、前者は熱処理に伴うダイオキシン生成リスク、後者では根本的な完全対策でないこと及び再溶出、コストの点に問題があり、技術的に解決しなければならない課題が多く、製品関連の製造設備での排ガス処理や高性能な浄化処理システムの完成が必要とされているのが実情である。
【０００４】
臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は環境ホルモン等の発生源は、プラスチック製造工程、電化製品の製造等において原料樹脂への臭素化難燃剤の添加・混合段階である製造装置、カーテン・カーペット等のインテリア繊維や難燃化処理のための製品段階での製造装置、廃棄物として処理する過程での排ガス等が重要な発生源である。前者では製造段階での排ガス・粒子に含有され、後者では破砕、分別、燃焼によって発生する。従って臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は環境ホルモンを含有する排ガスが当面の処理対象で、排ガスからの捕捉・分離と捕捉・分離された臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は環境ホルモンを無害化する方法の確立が重要な課題となる。
【０００５】
本発明者は特願２００３−１８９２６９号（特開２００５−２１７８６号）において、先に有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置を提供している。この装置は、被処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物の吸着剤による除去操作、及び除去された有機ハロゲン化合物の脱離と触媒を用いた脱ハロゲン化操作を、ダイオキシンの生成温度未満の温度において処理するようにした装置である。
【特許文献１】特開２００５−２１７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが上記特許文献１による発明装置では、被処理ガス中に有機ハロゲン化合物の他にスチレン、エチルベンゼン等の炭化水素類が多く含まれる場合、この炭化水素類が有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化に障害となることが判ってきた。
また被処理ガスに多量の高沸点炭化水素、可塑剤、潤滑油等の微粒子又はミスト、或いは樹脂の製造過程で発生する低重合物質等を含む場合には、吸着剤の細孔閉塞、触媒の失活性につながり、有機ハロゲン化合物の除去・無害化を効果的に行えなくなることが判ってきた。特にミストは常温では粘性の高い液体であり、ランニングコスト等の観点からの問題も大きいことが判ってきた。
【０００７】
そこで本発明は上記従来の問題を解消し、排ガス等の被処理ガスに含まれている有機ハロゲン化合物を安全に除去・無害化し、またその処理を確実に且つ効果的に行うことができる有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のハロゲン化合物の除去・無害化装置は、被処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を被処理ガスから除去し、無害化する装置であって、前記有機ハロゲン化合物を吸着する吸着剤を備えた吸着塔と、該吸着塔に対して有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスを導いて該有機ハロゲン化合物を被処理ガスから除去させると共に吸着塔を通過した被処理ガスを排出する被処理ガス導入排出手段と、有機ハロゲン化合物が吸着剤に吸着された状態の吸着塔に対して加湿状態の熱風を送って前記吸着されている有機ハロゲン化合物を吸着剤から脱離させる熱風導入手段と、該熱風導入手段から前記吸着塔を経てきた熱風を導入して該熱風中に混在する炭化水素類を酸化分解させる第１触媒塔及び該第１触媒塔を経てきた熱風を導入して該熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行う第２触媒塔からなる複合触媒塔とを備えたことを第１の特徴としている。
また本発明の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置は、上記第１の特徴に加えて、湿式電機集塵機と高密度ワイヤメッシュデミスタとからなる前処理器を吸着塔の手前に配置して被処理ガス中の微粒子及びミストを除去するようにしたことを第２の特徴としている。
また本発明の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置は、上記第１又は第２の特徴に加えて、吸着塔に備えられる吸着剤は３０〜５０Åのマクロ細孔を有する炭素系吸着剤若しくは無機系多孔質物質であり、第１触媒塔に備えられる触媒は酸化活性触媒であり、第２触媒塔に備えられる触媒はＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型若しくはＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物であることを第３の特徴としている。
また本発明の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置は、上記第１〜第３の何れかの特徴に加えて、被処理ガスの吸着塔での吸着操作を常温〜１００℃未満で行い、熱風による吸着塔での有機ハロゲン化合物の脱離操作を１３０℃以上、２５０℃未満で行い、熱風による第１触媒塔での炭化水素類の酸化分解操作は２００℃以上、３５０℃未満で行い、熱風による第２触媒塔での有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作を１３０℃以上、２００℃未満で行うことを第４の特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、被処理ガス導入排出手段によって有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスが吸着剤を備えた吸着塔に導かれることで、被処理ガス中の有機ハロゲン化合物が前記吸着剤に吸着されて除去される。有機ハロゲン化合物が除去された被処理ガスは排出される。
前記吸着操作によって十分にハロゲン化合物を吸着した吸着塔に対しては、熱風導入手段によって加湿状態の熱風が送られ、これによって吸着塔の吸着剤に吸着されて捕捉されている有機ハロゲン化合物が熱風中に脱離される。
前記脱離操作で脱離された熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物は、熱風と共に第１触媒塔に導かれ、該第１触媒塔において熱風中に混在する炭化水素類が酸化分解される。
炭化水素類が酸化分解された熱風は第２触媒塔に導かれ、該第２触媒塔において熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化が行われ、無害化される。
よって請求項１に記載の発明によれば、吸着塔において被処理ガスから分離・吸着された有機ハロゲン化合物はその後において熱風中に脱離され、該熱風と共に複合触媒塔に導かれるが、複合触媒塔においては、先ず第１触媒塔において熱風中から混在する炭化水素類を熱風中から酸化分解除去し、しかる後に第２触媒塔に導いて熱風中の有機ハロゲン化合物を触媒によって脱ハロゲン化する構成としているので、それらの結果として複合触媒塔での有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作において、炭化水素類の干渉による脱ハロゲン化の低下や悪化がなく、効果的に且つ確実に脱ハロゲン化を行うことが可能となった。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の構成による上記効果に加えて、被処理ガスは吸着塔の手前に配置された前処理器に先ず導かれ、該前処理器に配備された湿式電機集塵機と高密度ワイヤメッシュデミスタにより、被処理ガス中に含まれる微粒子及びミストが除去される。
よって吸着塔での微粒子やミストによる吸着剤の早期の細孔閉塞やそれによる早期の失活性を防止し、有機ハロゲン化合物に対する良好な吸着効果を継続させると共に、吸着剤の再生や取り替えの回数や手間を減少させることによるランニングコストの低減を十分に図ることができる。
【００１１】
また請求項３に記載の発明によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による上記効果に加えて、吸着塔に備えられる吸着剤を、３０〜５０Åのマクロ細孔を有する炭素系吸着剤若しくは無機系多孔質物質としたことで、被処理ガスからダイオキシンが生成される温度未満の処理温度において、有機ハロゲン化合物を吸着・除去し、被処理ガスを排出することができる。
また第１触媒塔に備えられる触媒を酸化活性触媒としたことで、熱風中に混在する炭化水素類を、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作に先立って、効果的に酸化分解させることができる。
また第２触媒塔に貯えられる触媒をＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型若しくはＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物としたことで、ダイオキシンの生成温度未満の処理温度において、効果的に熱風中の有機ハロゲン化合物からＣｌ、Ｂｒ等のハロゲンを、ＨＣｌ、ＨＢｒ等のハロゲン化水素として無害化し、脱ハロゲン化を行うことができる。
よって請求項３に記載の発明によれば、被処理ガスから有機ハロゲン化合物を効果的に除去して、排出することができると共に、除去した有機ハロゲン化合物を第１触媒塔の酸化活性触媒と第２触媒塔のＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型若しくはＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物からなる触媒とによる２種類の触媒の組み合わせによって、効果的に無害化することができる。
【００１２】
また請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れかに記載の構成による上記効果に加えて、吸着塔での有機ハロゲン化合物の吸着操作を常温〜１００℃未満で行うことで、被処理ガスからダイオキシンの生成のない十分に安全な温度で有機ハロゲン化合物を吸着・除去して、被処理ガスを排出することができ、また吸着が十分になされた後における吸着塔での有機ハロゲン化合物の脱離を１３０℃以上、２５０℃未満で行うことで、加湿状態の熱風を用いて、温度をそれ程高くすることなく、有機ハロゲン化合物の脱離を効果的に行うことができる。そして第１触媒塔での炭化水素類の酸化分解操作を２００℃以上、３５０℃未満で行うことで、第２触媒塔に行く前に、予め熱風中に混在する炭化水素類の酸化分解除去を効果的に行うことができる。そして第２触媒塔での脱ハロゲン化操作を１３０℃以上、２００℃未満で行うことで、効果的に脱ハロゲン化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を以下に説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置の概略構成図、図２は本発明の実施形態の装置における各部での操作の処理温度を示す図である。
【００１４】
先ず図１を参照して、本発明の実施形態の装置を説明する。
この装置は、一対の吸着塔３、４を備え、また複合触媒塔５を備えている。
一方の吸着塔３に対しては、有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスの発生源Ｘからの被処理ガス中に含まれる粒子、ミスト等を除く前処理器１と、前処理器１を通過した被処理ガスを送風するブロア２とが接続されている。
被処理ガス発生源Ｘからの有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスは、ブロア２によって搬送力をつけられ、ライン１１を経て前処理器１を通過し、ライン１２、１３を経て吸着塔３に送られる。吸着塔３では、そこに備えられた吸着剤３ａによって、送られてきた被処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を吸着して除去する。吸着塔３を通過した被処理ガスは、ライン１４を経て排気される。
これら前処理器１、ブロア２、ライン１１、１２、１３、１４は被処理ガス導入排出手段を構成する。
【００１５】
前記前処理器１は、被処理ガス中に共存する粒子、ミスト等を効果的に除去するため、特に連続運転・溶媒洗浄再生式の湿式電機集塵機と濾過効果の大きい高密度ワイヤメッシュデミスタとを備えている。
前記前処理器１の洗浄再生は、洗浄剤槽１ａの洗浄剤をポンプ１ｂによってライン１ｃ、前処理器１、ライン１ｄを経て循環させることで、逆洗浄して再生させている。
【００１６】
前記吸着塔３には、操作温度を調節するための温度調節器３ｂを設けている。
前記ライン１４の途中に排ガス熱交換器１５を設けて、被処理ガス発生源Ｘからの被処理ガスを、前記排ガス熱交換器１５を経て熱交換加熱してライン１１に導くようにしてもよい。
なお図１中、実線で示すライン１１〜１４、２１〜２６が稼動ラインで、破線で示すラインが待機ラインとなっている。
【００１７】
また他方の吸着塔４に対しては、複合触媒塔５、循環ブロア６、水タンク７、蒸発器８、熱交換器９が接続している。前記複合触媒塔５を経てきた循環ガスはライン２５を経て循環ブロア６でライン２６を熱交換器９側へ送られ、一方、前記水タンク７から水がライン２１を経て蒸発器８に入り、発生された蒸気がライン２２を通って熱交換器９へ送られる。熱交換器９では蒸気と前記循環ブロア６から送られてきた循環ガスとが混合され、加湿状態の熱風とされて、ライン２３を経て吸着塔４に送られる。
前記循環ガスは窒素ガスとすることができる。そして加湿状態の熱風は蒸気が窒素ガスと混合されたものである。前記窒素ガスを用いることで、循環ガスを不活性として、脱離物の発火等を防止する。
吸着塔４は、既に有機ハロゲン化合物を十分に吸着した吸着塔である。前記吸着塔４に送られた加湿状態の熱風により、吸着剤４ａに吸着されている有機ハロゲン化合物が吸着剤４ａから脱離される。吸着塔４を経た熱風はライン２４を経て複合触媒塔５に導かれる。
前記循環ブロア６、水タンク７、蒸発器８、熱交換器９、ライン２１、２２、２３、２４、２５、２６は熱風導入手段を構成する。
また吸着塔４、複合触媒塔５、循環ブロア６、熱交換器９、ライン２３、２４、２５、２６は閉回路を構成する。
【００１８】
上記において吸着塔３と吸着塔４とは、それらに接続されるライン１３、１４と、ライン２３、２４とが切り替えられることで、吸着塔３が吸着塔４となり、また吸着塔４が吸着塔３となる。吸着塔を少なくとも２塔備えることで、有機ハロゲン化合物の除去と、無害化及び吸着塔の再生との２つの系統からなる操作を連続的に行うことができる。勿論、吸着塔は２塔以上設けて、２群ないしそれ以上の群に分けて、吸着、無害化と再生、待機等の群とすることもできる。
【００１９】
有機ハロゲン化合物は、例えばポリ臭素化ビフェニルエーテル、四臭素化ビスフェノールＡ等の臭素化難燃剤（ＢＦＲ）とすることができる。また塩素系ハロゲン化炭化水素等の有機ハロゲン化合物を含む環境ホルモンであってもよい。
【００２０】
前記吸着塔３、４に備えられる吸着剤３ａ、４ａは、前記臭素化難燃剤（ＢＦＲ）又は環境ホルモンの吸着による捕捉と分解時の吸着剤からの脱離を考慮して、３０〜５０Åのマクロ細孔からなる炭素系吸着剤、又はシリカ、アルミナ等の無機系多孔質物質とし、これを吸着塔３、４に充填する。
また吸着塔３における吸着操作は、本実施形態の場合、常温〜１００℃未満で行う。通常において、被処理ガスや吸着剤の加熱操作は行わない。
【００２１】
前記熱風による吸着塔４での有機ハロゲン化合物の吸着剤４ａからの脱離操作は、１３０℃以上、２５０℃未満で行う。好ましくは１３０℃以上、２００℃未満で行うのがよい。
前記脱離操作は蒸気を加湿した熱風で行うため、蒸気の凝縮を防止するために、その最低温度を１３０℃とし、一方、有機ハロゲン化合物からダイオキシンの生成の恐れを避けるために、最高温度を２５０℃未満とした。好ましくは１３０℃以上、２００℃未満として、ダイオキシンの発生を確実に避けるのがよい。
【００２２】
前記熱風に水蒸気を加えて加湿状態の熱風として脱離操作を行うことで、吸着剤４ａに吸着している有機ハロゲン化合物と水分との置換を行わせ、これによって脱離を促進させることができる。
熱風に含まれる蒸気の湿度をどの程度にするかは、吸着剤４ａの性状にもよるが、吸着剤４ａの表面で蒸気の部分凝縮が生じるような湿度とすることができる。蒸気の部分凝縮が吸着剤４ａの表面で生じると、この凝縮熱により吸着している有機ハロゲン化合物の分子が吸着剤４ａの表面から容易に飛び出す。
前記熱風の好ましい湿度は、吸着剤４ａが活性炭の場合は６０％以上になるが、蒸発潜熱によるエネルギー消費を考慮して、各条件毎に予め実験による適当な値を定めることになる。
【００２３】
前記複合触媒塔５は、第１触媒塔５１と第２触媒塔５２とを有する。また温度調節器５１ａ、５２ａを有する。
第１触媒塔５１は、吸着塔４を経てきた熱風を導入して、該熱風中に混在するスチレン、エチルベンゼン等の炭化水素類を酸化分解させるための触媒塔である。第１触媒塔５１の触媒としては、０．１〜２％のパラジウム、白金等の酸化活性触媒を用いることができる。
第１触媒塔５１での操作温度は、２００℃以上、３５０℃未満とする。また好ましくは２００℃以上、２５０℃未満として、ダイオキシンの生成を回避するのがよい。
スチレン等の炭化水素類は、それが被処理ガス中に有機ハロゲン化化合物と共に多く含まれていると、Ｖ系触媒分解の特性に悪影響を及ぼす。従って熱風中から有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を、Ｖ系触媒を用いて行うには、予め炭化水素類を熱風中から除いておくのが好ましいのである。
【００２４】
前記第１触媒塔５１を出た熱風は冷風ブロア５３による温度調整手段から供給される外気によって適当に温度降下され、第２触媒塔５２での操作温度に調整され、臭素系ダイオキシンの副生成を回避する。
前記第２触媒塔５２は、前記第１触媒塔５１を経て炭化水素類が除去された熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行うための触媒塔である。脱ハロゲン化は、有機ハロゲン化合物中に結合しているＣｌ、Ｂｒ等のハロゲンをＨＣｌ、ＨＢｒ等のハロゲン化水素として分解、無害化することである。
第２触媒塔５２の触媒としては、ＴｉＯ２に１〜３５％の酸化バナジウムと、１〜４０％の酸化タングステン又は酸化モリブデンを担持させたＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型又はＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物を用いることができる。
第２触媒塔５２での操作温度は、１３０℃以上、２００℃未満とする。また好ましくは１８０℃±１５℃とする。
【００２５】
前記吸着塔４については、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作が終了した後、吸着剤４ａの再生操作を行う。この再生操作では、２８０〜４５０℃、好ましくは３６０℃±２０℃の加湿状態の熱風を熱風導入手段により吸着塔４に送る。熱風により、吸着剤４ａに脱離されないで残っている分解中間生成物やその他の残余物の完全脱離と分解を行うと共に、吸着剤４ａのマクロ細孔或いはハニカム構造の回復、再生を行う。前記残余物の脱離に際しては、残余物と水分との置換を行って脱離を促進させるため、必要に応じて熱風中に所定の水分分圧に設定できるような量の水を添加・蒸発させて循環させる。水分分圧は吸着剤４ａの性状によって異なるが、多分子層吸着及び細孔内で水分の部分凝縮が生じる相対湿度に設定する。
【００２６】
図２は本発明の実施形態における、吸着塔３での吸着操作の処理温度（常温〜１００℃未満）、吸着塔４での脱離操作の処理温度（１３０℃以上、２５０℃未満、好ましくは１３０℃以上、２００℃未満）、第１触媒塔５１での炭化水素類の酸化分解操作の処理温度（２００℃以上、３５０℃未満、好ましくは２００℃以上、２５０℃未満）、第２触媒塔５２での脱ハロゲン化操作の処理温度（１３０℃以上、２００℃未満、好ましくは１８０℃±１５℃）、吸着塔４での再生操作の処理温度（２８０℃以上、４５０℃未満、好ましくは３６０℃±２０℃）とを示す。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
水にて稀釈した弱アルカリ性洗浄剤により集塵極板を再生洗浄するようにした界面活性剤循環型湿式電機集塵機と高密度ワイヤメッシュデミスタを直結して備えた前処理器１を、吸着塔３の手前に配置した。これによって被処理ガスは、吸着塔３の手前で被処理ガス中の９８．５％以上のオイルミスト、粒子状物質が除去される。
前処理器１を経た被処理ガスを吸着塔３に導き、該吸着塔３において、吸着剤３ａとして平均細孔３５〜４０Åが全体の９５％を占めるマクロ細孔からなる活性炭素系吸着剤を用いて、四臭素化ビスフェノールＡの吸着操作を行った。吸着条件は次の通りである。
＜吸着条件＞
濃度（ｐｐｍ） ：０．１、０．５、１．０
処理温度（℃） ：２６、８５
実施例１における四臭素化ビスフェノールＡの平衡吸着率の測定結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表１によれば、四臭素化ビスフェノールＡの平衡吸着率は８５℃よりも温度の低い２６℃における方が大きいことが判る。
【００３０】
（実施例２）
実施例１において十分吸着がなされ、活性を失った吸着塔３を、吸着塔４として切り替えた。該吸着塔４に熱風を導入し、吸着塔４に吸着されている四臭素化ビスフェノールＡの脱離操作を行った。脱離条件は次の通りである。
＜脱離条件＞
熱風成分 ：窒素ガス、窒素ガス＋水分加湿
操作温度（℃） ：１５０、１８３、２４７、３２０（比較）
実施例２における脱離率の測定結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】
表２によれば、窒素ガスだけからなる熱風よりも、水分を加湿した窒素ガスの方が脱離率が大きく向上することが判る。また加湿した窒素ガスの熱風では、ダイオキシンの発生を防止する２５０℃未満の温度であっても、かなりの高脱離率を得ることができることが判る。温度が低いほど運転コスト及び設備コストを減じることができる。
【００３３】
（実施例３）
実施例２において吸着塔４から脱離された四臭素化ビスフェノールＡを含む熱風を、第１触媒塔５１に導入し、触媒としてＰｄハニカム触媒を用いて、熱風中に混在する炭化水素類の酸化分解による除去操作を行い、スチレン濃度の変化を測定した。酸化分解条件は次の通りである。
＜酸化分解条件＞
空塔速度（ｌ／ｈ）：１００００
操作温度（℃） ：２８０
その結果、実施例３においてスチレン濃度は、第１触媒塔５１の入口で３７０ｐｐｍであったのが、第１触媒塔５１の出口において３．１ｐｐｍに減少しており、分解率は９９．２％であった。
【００３４】
（実施例４）
実施例３において炭化水素類を除去した熱風を第２触媒塔５２に導き、触媒として５Ｖ−Ｗ−ＴｉＯ２（ハイブリットペレット）触媒を用いて、四臭素化ビスフェノールＡの脱ハロゲン化操作を行った。脱ハロゲン化条件は次の通りである。
＜脱ハロゲン化条件＞
空塔速度（ｌ／ｈ）：８００、３７００
操作温度（℃） ：１３３、１７０、２２６（比較）、２４４（比較）
実施例４における脱ハロゲン化率の測定結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】
表３によれば、操作温度が２００℃未満においても、かなりの効率の脱ハロゲン化率を得ることができることが判る。温度が低いほどダイオキシンの発生を防止でき、また運転コスト及び設備コストを減じることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態にかかる有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態の装置における各部での操作の処理温度を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 前処理装置
１ａ 洗浄剤槽
１ｂ ポンプ
１ｃ ライン
１ｄ ライン
２ ブロア
３ 吸着塔
３ａ 吸着剤
３ｂ 温度調節器
４ 吸着塔
４ａ 吸着剤
４ｂ 温度調整器
５ 複合触媒塔
６ 循環ブロア
７ 水タンク
８ 蒸発器
９ 熱交換器
１１、１２、１３、１４ ライン
１５ 排ガス熱交換器
２１、２２、２３、２４、２５、２６ ライン
５１ 第１触媒塔
５１ａ 温度調節器
５２ 第２触媒塔
５２ｂ 温度調節器
５３ 冷風ブロア
Ｘ 被処理ガスの発生源
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスから有機ハロゲン化合物の除去・無害化を図る装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日々の市民生活空間において使用される電化製品、繊維製品、プラスチック製品等には、火災防止対策の観点から製品の発火・燃焼を抑制するために臭素化ビフェニルエーテル、四臭素化ビスフェノールＡ等の臭素化難燃剤が添加されて製品化されている。臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は塩素系ハロゲン化炭化水素等の環境ホルモン物質は生殖器等への悪影響が指摘され、人類の生存を脅かす要因として第２のＰＣＢと恐れられる所以である。従来は臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は塩素系ハロゲン化炭化水素等の環境ホルモン物質は法規制されていないこともあって、具体的な対策技術の開発が遅れており、リサイクル・焼却・埋め立て等の後処理についても系統的な浄化システムがなく、飛散防止に努める程度の処理が一般的であった。
【０００３】
しかし欧米、特にＥＵ諸国では既に一部の臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、環境ホルモン物質等の製造、使用、又は処分に関する規制がされており、「ＥＵ−特定有害物質使用規制」が提示されている。我国でも今後法律によって規制される方向にあり、広範囲且つ厳密な処理技術の調査・対策が必要不可欠な状態となった。
特に臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン等の有害物質は大気拡散、排水域放流を経て摂取され、生体に影響を及ぼすとされることから、より合理的且つ高性能で、安価な処理システムの開発が待たれる状況にある。臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は環境ホルモンを含有する電化製品の処分等は、これまでに高温焼却法や固形化埋め立て法が施行されてきたが、前者は熱処理に伴うダイオキシン生成リスク、後者では根本的な完全対策でないこと及び再溶出、コストの点に問題があり、技術的に解決しなければならない課題が多く、製品関連の製造設備での排ガス処理や高性能な浄化処理システムの完成が必要とされているのが実情である。
【０００４】
臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は環境ホルモン等の発生源は、プラスチック製造工程、電化製品の製造等において原料樹脂への臭素化難燃剤の添加・混合段階である製造装置、カーテン・カーペット等のインテリア繊維や難燃化処理のための製品段階での製造装置、廃棄物として処理する過程での排ガス等が重要な発生源である。前者では製造段階での排ガス・粒子に含有され、後者では破砕、分別、燃焼によって発生する。従って臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は環境ホルモンを含有する排ガスが当面の処理対象で、排ガスからの捕捉・分離と捕捉・分離された臭素化難燃剤・臭素系ダイオキシン、又は環境ホルモンを無害化する方法の確立が重要な課題となる。
【０００５】
本発明者は特願２００３−１８９２６９号（特開２００５−２１７８６号）において、先に有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置を提供している。この装置は、被処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物の吸着剤による除去操作、及び除去された有機ハロゲン化合物の脱離と触媒を用いた脱ハロゲン化操作を、ダイオキシンの生成温度未満の温度において処理するようにした装置である。
【特許文献１】特開２００５−２１７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが上記特許文献１による発明装置では、被処理ガス中に有機ハロゲン化合物の他にスチレン、エチルベンゼン等の炭化水素類が多く含まれる場合、この炭化水素類が有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化に障害となることが判ってきた。
また被処理ガスに多量の高沸点炭化水素、可塑剤、潤滑油等の微粒子又はミスト、或いは樹脂の製造過程で発生する低重合物質等を含む場合には、吸着剤の細孔閉塞、触媒の失活性につながり、有機ハロゲン化合物の除去・無害化を効果的に行えなくなることが判ってきた。特にミストは常温では粘性の高い液体であり、ランニングコスト等の観点からの問題も大きいことが判ってきた。
【０００７】
そこで本発明は上記従来の問題を解消し、排ガス等の被処理ガスに含まれている有機ハロゲン化合物を安全に除去・無害化し、またその処理を確実に且つ効果的に行うことができる有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のハロゲン化合物の除去・無害化装置は、被処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を被処理ガスから除去し、無害化する装置であって、前記有機ハロゲン化合物を吸着する吸着剤を備えた吸着塔と、該吸着塔に対して有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスを導いて該有機ハロゲン化合物を被処理ガスから除去させると共に吸着塔を通過した被処理ガスを排出する被処理ガス導入排出手段と、有機ハロゲン化合物が吸着剤に吸着された状態の吸着塔に対して加湿状態の熱風を送って前記吸着されている有機ハロゲン化合物を吸着剤から脱離させる熱風導入手段と、該熱風導入手段から前記吸着塔を経てきた熱風を導入して該熱風中に混在する炭化水素類を酸化分解させる第１触媒塔及び該第１触媒塔を経てきた熱風を導入して該熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行う第２触媒塔からなる複合触媒塔とを備えたことを第１の特徴としている。
また本発明の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置は、上記第１の特徴に加えて、湿式電機集塵機と高密度ワイヤメッシュデミスタとからなる前処理器を吸着塔の手前に配置して被処理ガス中の微粒子及びミストを除去するようにしたことを第２の特徴としている。
また本発明の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置は、上記第１又は第２の特徴に加えて、吸着塔に備えられる吸着剤は３０〜５０Åのマクロ細孔を有する炭素系吸着剤若しくは無機系多孔質物質であり、第１触媒塔に備えられる触媒は酸化活性触媒であり、第２触媒塔に備えられる触媒はＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型若しくはＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物であることを第３の特徴としている。
また本発明の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置は、上記第１〜第３の何れかの特徴に加えて、被処理ガスの吸着塔での吸着操作を常温〜１００℃未満で行い、熱風による吸着塔での有機ハロゲン化合物の脱離操作を１３０℃以上、２５０℃未満で行い、熱風による第１触媒塔での炭化水素類の酸化分解操作は２００℃以上、３５０℃未満で行い、熱風による第２触媒塔での有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作を１３０℃以上、２００℃未満で行うことを第４の特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、被処理ガス導入排出手段によって有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスが吸着剤を備えた吸着塔に導かれることで、被処理ガス中の有機ハロゲン化合物が前記吸着剤に吸着されて除去される。有機ハロゲン化合物が除去された被処理ガスは排出される。
前記吸着操作によって十分にハロゲン化合物を吸着した吸着塔に対しては、熱風導入手段によって加湿状態の熱風が送られ、これによって吸着塔の吸着剤に吸着されて捕捉されている有機ハロゲン化合物が熱風中に脱離される。
前記脱離操作で脱離された熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物は、熱風と共に第１触媒塔に導かれ、該第１触媒塔において熱風中に混在する炭化水素類が酸化分解される。
炭化水素類が酸化分解された熱風は第２触媒塔に導かれ、該第２触媒塔において熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化が行われ、無害化される。
よって請求項１に記載の発明によれば、吸着塔において被処理ガスから分離・吸着された有機ハロゲン化合物はその後において熱風中に脱離され、該熱風と共に複合触媒塔に導かれるが、複合触媒塔においては、先ず第１触媒塔において熱風中から混在する炭化水素類を熱風中から酸化分解除去し、しかる後に第２触媒塔に導いて熱風中の有機ハロゲン化合物を触媒によって脱ハロゲン化する構成としているので、それらの結果として複合触媒塔での有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作において、炭化水素類の干渉による脱ハロゲン化の低下や悪化がなく、効果的に且つ確実に脱ハロゲン化を行うことが可能となった。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の構成による上記効果に加えて、被処理ガスは吸着塔の手前に配置された前処理器に先ず導かれ、該前処理器に配備された湿式電機集塵機と高密度ワイヤメッシュデミスタにより、被処理ガス中に含まれる微粒子及びミストが除去される。
よって吸着塔での微粒子やミストによる吸着剤の早期の細孔閉塞やそれによる早期の失活性を防止し、有機ハロゲン化合物に対する良好な吸着効果を継続させると共に、吸着剤の再生や取り替えの回数や手間を減少させることによるランニングコストの低減を十分に図ることができる。
【００１１】
また請求項３に記載の発明によれば、上記請求項１又は２に記載の構成による上記効果に加えて、吸着塔に備えられる吸着剤を、３０〜５０Åのマクロ細孔を有する炭素系吸着剤若しくは無機系多孔質物質としたことで、被処理ガスからダイオキシンが生成される温度未満の処理温度において、有機ハロゲン化合物を吸着・除去し、被処理ガスを排出することができる。
また第１触媒塔に備えられる触媒を酸化活性触媒としたことで、熱風中に混在する炭化水素類を、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作に先立って、効果的に酸化分解させることができる。
また第２触媒塔に貯えられる触媒をＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型若しくはＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物としたことで、ダイオキシンの生成温度未満の処理温度において、効果的に熱風中の有機ハロゲン化合物からＣｌ、Ｂｒ等のハロゲンを、ＨＣｌ、ＨＢｒ等のハロゲン化水素として無害化し、脱ハロゲン化を行うことができる。
よって請求項３に記載の発明によれば、被処理ガスから有機ハロゲン化合物を効果的に除去して、排出することができると共に、除去した有機ハロゲン化合物を第１触媒塔の酸化活性触媒と第２触媒塔のＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型若しくはＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物からなる触媒とによる２種類の触媒の組み合わせによって、効果的に無害化することができる。
【００１２】
また請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れかに記載の構成による上記効果に加えて、吸着塔での有機ハロゲン化合物の吸着操作を常温〜１００℃未満で行うことで、被処理ガスからダイオキシンの生成のない十分に安全な温度で有機ハロゲン化合物を吸着・除去して、被処理ガスを排出することができ、また吸着が十分になされた後における吸着塔での有機ハロゲン化合物の脱離を１３０℃以上、２５０℃未満で行うことで、加湿状態の熱風を用いて、温度をそれ程高くすることなく、有機ハロゲン化合物の脱離を効果的に行うことができる。そして第１触媒塔での炭化水素類の酸化分解操作を２００℃以上、３５０℃未満で行うことで、第２触媒塔に行く前に、予め熱風中に混在する炭化水素類の酸化分解除去を効果的に行うことができる。そして第２触媒塔での脱ハロゲン化操作を１３０℃以上、２００℃未満で行うことで、効果的に脱ハロゲン化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を以下に説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置の概略構成図、図２は本発明の実施形態の装置における各部での操作の処理温度を示す図である。
【００１４】
先ず図１を参照して、本発明の実施形態の装置を説明する。
この装置は、一対の吸着塔３、４を備え、また複合触媒塔５を備えている。
一方の吸着塔３に対しては、有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスの発生源Ｘからの被処理ガス中に含まれる粒子、ミスト等を除く前処理器１と、前処理器１を通過した被処理ガスを送風するブロア２とが接続されている。
被処理ガス発生源Ｘからの有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスは、ブロア２によって搬送力をつけられ、ライン１１を経て前処理器１を通過し、ライン１２、１３を経て吸着塔３に送られる。吸着塔３では、そこに備えられた吸着剤３ａによって、送られてきた被処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を吸着して除去する。吸着塔３を通過した被処理ガスは、ライン１４を経て排気される。
これら前処理器１、ブロア２、ライン１１、１２、１３、１４は被処理ガス導入排出手段を構成する。
【００１５】
前記前処理器１は、被処理ガス中に共存する粒子、ミスト等を効果的に除去するため、特に連続運転・溶媒洗浄再生式の湿式電機集塵機と濾過効果の大きい高密度ワイヤメッシュデミスタとを備えている。
前記前処理器１の洗浄再生は、洗浄剤槽１ａの洗浄剤をポンプ１ｂによってライン１ｃ、前処理器１、ライン１ｄを経て循環させることで、逆洗浄して再生させている。
【００１６】
前記吸着塔３には、操作温度を調節するための温度調節器３ｂを設けている。
前記ライン１４の途中に排ガス熱交換器１５を設けて、被処理ガス発生源Ｘからの被処理ガスを、前記排ガス熱交換器１５を経て熱交換加熱してライン１１に導くようにしてもよい。
なお図１中、実線で示すライン１１〜１４、２１〜２６が稼動ラインで、破線で示すラインが待機ラインとなっている。
【００１７】
また他方の吸着塔４に対しては、複合触媒塔５、循環ブロア６、水タンク７、蒸発器８、熱交換器９が接続している。前記複合触媒塔５を経てきた循環ガスはライン２５を経て循環ブロア６でライン２６を熱交換器９側へ送られ、一方、前記水タンク７から水がライン２１を経て蒸発器８に入り、発生された蒸気がライン２２を通って熱交換器９へ送られる。熱交換器９では蒸気と前記循環ブロア６から送られてきた循環ガスとが混合され、加湿状態の熱風とされて、ライン２３を経て吸着塔４に送られる。
前記循環ガスは窒素ガスとすることができる。そして加湿状態の熱風は蒸気が窒素ガスと混合されたものである。前記窒素ガスを用いることで、循環ガスを不活性として、脱離物の発火等を防止する。
吸着塔４は、既に有機ハロゲン化合物を十分に吸着した吸着塔である。前記吸着塔４に送られた加湿状態の熱風により、吸着剤４ａに吸着されている有機ハロゲン化合物が吸着剤４ａから脱離される。吸着塔４を経た熱風はライン２４を経て複合触媒塔５に導かれる。
前記循環ブロア６、水タンク７、蒸発器８、熱交換器９、ライン２１、２２、２３、２４、２５、２６は熱風導入手段を構成する。
また吸着塔４、複合触媒塔５、循環ブロア６、熱交換器９、ライン２３、２４、２５、２６は閉回路を構成する。
【００１８】
上記において吸着塔３と吸着塔４とは、それらに接続されるライン１３、１４と、ライン２３、２４とが切り替えられることで、吸着塔３が吸着塔４となり、また吸着塔４が吸着塔３となる。吸着塔を少なくとも２塔備えることで、有機ハロゲン化合物の除去と、無害化及び吸着塔の再生との２つの系統からなる操作を連続的に行うことができる。勿論、吸着塔は２塔以上設けて、２群ないしそれ以上の群に分けて、吸着、無害化と再生、待機等の群とすることもできる。
【００１９】
有機ハロゲン化合物は、例えばポリ臭素化ビフェニルエーテル、四臭素化ビスフェノールＡ等の臭素化難燃剤（ＢＦＲ）とすることができる。また塩素系ハロゲン化炭化水素等の有機ハロゲン化合物を含む環境ホルモンであってもよい。
【００２０】
前記吸着塔３、４に備えられる吸着剤３ａ、４ａは、前記臭素化難燃剤（ＢＦＲ）又は環境ホルモンの吸着による捕捉と分解時の吸着剤からの脱離を考慮して、３０〜５０Åのマクロ細孔からなる炭素系吸着剤、又はシリカ、アルミナ等の無機系多孔質物質とし、これを吸着塔３、４に充填する。
また吸着塔３における吸着操作は、本実施形態の場合、常温〜１００℃未満で行う。通常において、被処理ガスや吸着剤の加熱操作は行わない。
【００２１】
前記熱風による吸着塔４での有機ハロゲン化合物の吸着剤４ａからの脱離操作は、１３０℃以上、２５０℃未満で行う。好ましくは１３０℃以上、２００℃未満で行うのがよい。
前記脱離操作は蒸気を加湿した熱風で行うため、蒸気の凝縮を防止するために、その最低温度を１３０℃とし、一方、有機ハロゲン化合物からダイオキシンの生成の恐れを避けるために、最高温度を２５０℃未満とした。好ましくは１３０℃以上、２００℃未満として、ダイオキシンの発生を確実に避けるのがよい。
【００２２】
前記熱風に水蒸気を加えて加湿状態の熱風として脱離操作を行うことで、吸着剤４ａに吸着している有機ハロゲン化合物と水分との置換を行わせ、これによって脱離を促進させることができる。
熱風に含まれる蒸気の湿度をどの程度にするかは、吸着剤４ａの性状にもよるが、吸着剤４ａの表面で蒸気の部分凝縮が生じるような湿度とすることができる。蒸気の部分凝縮が吸着剤４ａの表面で生じると、この凝縮熱により吸着している有機ハロゲン化合物の分子が吸着剤４ａの表面から容易に飛び出す。
前記熱風の好ましい湿度は、吸着剤４ａが活性炭の場合は６０％以上になるが、蒸発潜熱によるエネルギー消費を考慮して、各条件毎に予め実験による適当な値を定めることになる。
【００２３】
前記複合触媒塔５は、第１触媒塔５１と第２触媒塔５２とを有する。また温度調節器５１ａ、５２ａを有する。
第１触媒塔５１は、吸着塔４を経てきた熱風を導入して、該熱風中に混在するスチレン、エチルベンゼン等の炭化水素類を酸化分解させるための触媒塔である。第１触媒塔５１の触媒としては、０．１〜２％のパラジウム、白金等の酸化活性触媒を用いることができる。
第１触媒塔５１での操作温度は、２００℃以上、３５０℃未満とする。また好ましくは２００℃以上、２５０℃未満として、ダイオキシンの生成を回避するのがよい。
スチレン等の炭化水素類は、それが被処理ガス中に有機ハロゲン化化合物と共に多く含まれていると、Ｖ系触媒分解の特性に悪影響を及ぼす。従って熱風中から有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を、Ｖ系触媒を用いて行うには、予め炭化水素類を熱風中から除いておくのが好ましいのである。
【００２４】
前記第１触媒塔５１を出た熱風は冷風ブロア５３による温度調整手段から供給される外気によって適当に温度降下され、第２触媒塔５２での操作温度に調整され、臭素系ダイオキシンの副生成を回避する。
前記第２触媒塔５２は、前記第１触媒塔５１を経て炭化水素類が除去された熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行うための触媒塔である。脱ハロゲン化は、有機ハロゲン化合物中に結合しているＣｌ、Ｂｒ等のハロゲンをＨＣｌ、ＨＢｒ等のハロゲン化水素として分解、無害化することである。
第２触媒塔５２の触媒としては、ＴｉＯ２に１〜３５％の酸化バナジウムと、１〜４０％の酸化タングステン又は酸化モリブデンを担持させたＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型又はＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物を用いることができる。
第２触媒塔５２での操作温度は、１３０℃以上、２００℃未満とする。また好ましくは１８０℃±１５℃とする。
【００２５】
前記吸着塔４については、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作が終了した後、吸着剤４ａの再生操作を行う。この再生操作では、２８０〜４５０℃、好ましくは３６０℃±２０℃の加湿状態の熱風を熱風導入手段により吸着塔４に送る。熱風により、吸着剤４ａに脱離されないで残っている分解中間生成物やその他の残余物の完全脱離と分解を行うと共に、吸着剤４ａのマクロ細孔或いはハニカム構造の回復、再生を行う。前記残余物の脱離に際しては、残余物と水分との置換を行って脱離を促進させるため、必要に応じて熱風中に所定の水分分圧に設定できるような量の水を添加・蒸発させて循環させる。水分分圧は吸着剤４ａの性状によって異なるが、多分子層吸着及び細孔内で水分の部分凝縮が生じる相対湿度に設定する。
【００２６】
図２は本発明の実施形態における、吸着塔３での吸着操作の処理温度（常温〜１００℃未満）、吸着塔４での脱離操作の処理温度（１３０℃以上、２５０℃未満、好ましくは１３０℃以上、２００℃未満）、第１触媒塔５１での炭化水素類の酸化分解操作の処理温度（２００℃以上、３５０℃未満、好ましくは２００℃以上、２５０℃未満）、第２触媒塔５２での脱ハロゲン化操作の処理温度（１３０℃以上、２００℃未満、好ましくは１８０℃±１５℃）、吸着塔４での再生操作の処理温度（２８０℃以上、４５０℃未満、好ましくは３６０℃±２０℃）とを示す。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
水にて稀釈した弱アルカリ性洗浄剤により集塵極板を再生洗浄するようにした界面活性剤循環型湿式電機集塵機と高密度ワイヤメッシュデミスタを直結して備えた前処理器１を、吸着塔３の手前に配置した。これによって被処理ガスは、吸着塔３の手前で被処理ガス中の９８．５％以上のオイルミスト、粒子状物質が除去される。
前処理器１を経た被処理ガスを吸着塔３に導き、該吸着塔３において、吸着剤３ａとして平均細孔３５〜４０Åが全体の９５％を占めるマクロ細孔からなる活性炭素系吸着剤を用いて、四臭素化ビスフェノールＡの吸着操作を行った。吸着条件は次の通りである。
＜吸着条件＞
濃度（ｐｐｍ） ：０．１、０．５、１．０
処理温度（℃） ：２６、８５
実施例１における四臭素化ビスフェノールＡの平衡吸着率の測定結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
表１によれば、四臭素化ビスフェノールＡの平衡吸着率は８５℃よりも温度の低い２６℃における方が大きいことが判る。
【００３０】
（実施例２）
実施例１において十分吸着がなされ、活性を失った吸着塔３を、吸着塔４として切り替えた。該吸着塔４に熱風を導入し、吸着塔４に吸着されている四臭素化ビスフェノールＡの脱離操作を行った。脱離条件は次の通りである。
＜脱離条件＞
熱風成分 ：窒素ガス、窒素ガス＋水分加湿
操作温度（℃） ：１５０、１８３、２４７、３２０（比較）
実施例２における脱離率の測定結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】
表２によれば、窒素ガスだけからなる熱風よりも、水分を加湿した窒素ガスの方が脱離率が大きく向上することが判る。また加湿した窒素ガスの熱風では、ダイオキシンの発生を防止する２５０℃未満の温度であっても、かなりの高脱離率を得ることができることが判る。温度が低いほど運転コスト及び設備コストを減じることができる。
【００３３】
（実施例３）
実施例２において吸着塔４から脱離された四臭素化ビスフェノールＡを含む熱風を、第１触媒塔５１に導入し、触媒としてＰｄハニカム触媒を用いて、熱風中に混在する炭化水素類の酸化分解による除去操作を行い、スチレン濃度の変化を測定した。酸化分解条件は次の通りである。
＜酸化分解条件＞
空塔速度（ｌ／ｈ）：１００００
操作温度（℃） ：２８０
その結果、実施例３においてスチレン濃度は、第１触媒塔５１の入口で３７０ｐｐｍであったのが、第１触媒塔５１の出口において３．１ｐｐｍに減少しており、分解率は９９．２％であった。
【００３４】
（実施例４）
実施例３において炭化水素類を除去した熱風を第２触媒塔５２に導き、触媒として５Ｖ−Ｗ−ＴｉＯ２（ハイブリットペレット）触媒を用いて、四臭素化ビスフェノールＡの脱ハロゲン化操作を行った。脱ハロゲン化条件は次の通りである。
＜脱ハロゲン化条件＞
空塔速度（ｌ／ｈ）：８００、３７００
操作温度（℃） ：１３３、１７０、２２６（比較）、２４４（比較）
実施例４における脱ハロゲン化率の測定結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】
表３によれば、操作温度が２００℃未満においても、かなりの効率の脱ハロゲン化率を得ることができることが判る。温度が低いほどダイオキシンの発生を防止でき、また運転コスト及び設備コストを減じることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態にかかる有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態の装置における各部での操作の処理温度を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 前処理装置
１ａ 洗浄剤槽
１ｂ ポンプ
１ｃ ライン
１ｄ ライン
２ ブロア
３ 吸着塔
３ａ 吸着剤
３ｂ 温度調節器
４ 吸着塔
４ａ 吸着剤
４ｂ 温度調整器
５ 複合触媒塔
６ 循環ブロア
７ 水タンク
８ 蒸発器
９ 熱交換器
１１、１２、１３、１４ ライン
１５ 排ガス熱交換器
２１、２２、２３、２４、２５、２６ ライン
５１ 第１触媒塔
５１ａ 温度調節器
５２ 第２触媒塔
５２ｂ 温度調節器
５３ 冷風ブロア
Ｘ 被処理ガスの発生源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を被処理ガスから除去し、無害化する装置であって、前記有機ハロゲン化合物を吸着する吸着剤を備えた吸着塔と、該吸着塔に対して有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスを導いて該有機ハロゲン化合物を被処理ガスから除去させると共に吸着塔を通過した被処理ガスを排出する被処理ガス導入排出手段と、有機ハロゲン化合物が吸着剤に吸着された状態の吸着塔に対して加湿状態の熱風を送って前記吸着されている有機ハロゲン化合物を吸着剤から脱離させる熱風導入手段と、該熱風導入手段から前記吸着塔を経てきた熱風を導入して該熱風中に混在する炭化水素類を酸化分解させる第１触媒塔及び該第１触媒塔を経てきた熱風を導入して該熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行う第２触媒塔からなる複合触媒塔とを備えたことを特徴とする有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置。
【請求項２】
湿式電機集塵機と高密度ワイヤメッシュデミスタとからなる前処理器を吸着塔の手前に配置して被処理ガス中の微粒子及びミストを除去するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置。
【請求項３】
吸着塔に備えられる吸着剤は３０〜５０Åのマクロ細孔を有する炭素系吸着剤若しくは無機系多孔質物質であり、第１触媒塔に備えられる触媒は酸化活性触媒であり、第２触媒塔に備えられる触媒はＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型若しくはＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置。
【請求項４】
被処理ガスの吸着塔での吸着操作を常温〜１００℃未満で行い、熱風による吸着塔での有機ハロゲン化合物の脱離操作を１３０℃以上、２５０℃未満で行い、熱風による第１触媒塔での炭化水素類の酸化分解操作は２００℃以上、３５０℃未満で行い、熱風による第２触媒塔での有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作を１３０℃以上、２００℃未満で行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置。
【請求項１】
被処理ガス中に含まれる有機ハロゲン化合物を被処理ガスから除去し、無害化する装置であって、前記有機ハロゲン化合物を吸着する吸着剤を備えた吸着塔と、該吸着塔に対して有機ハロゲン化合物を含む被処理ガスを導いて該有機ハロゲン化合物を被処理ガスから除去させると共に吸着塔を通過した被処理ガスを排出する被処理ガス導入排出手段と、有機ハロゲン化合物が吸着剤に吸着された状態の吸着塔に対して加湿状態の熱風を送って前記吸着されている有機ハロゲン化合物を吸着剤から脱離させる熱風導入手段と、該熱風導入手段から前記吸着塔を経てきた熱風を導入して該熱風中に混在する炭化水素類を酸化分解させる第１触媒塔及び該第１触媒塔を経てきた熱風を導入して該熱風中に含まれる有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化を行う第２触媒塔からなる複合触媒塔とを備えたことを特徴とする有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置。
【請求項２】
湿式電機集塵機と高密度ワイヤメッシュデミスタとからなる前処理器を吸着塔の手前に配置して被処理ガス中の微粒子及びミストを除去するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置。
【請求項３】
吸着塔に備えられる吸着剤は３０〜５０Åのマクロ細孔を有する炭素系吸着剤若しくは無機系多孔質物質であり、第１触媒塔に備えられる触媒は酸化活性触媒であり、第２触媒塔に備えられる触媒はＶ−Ｗ−ＴｉＯ２型若しくはＶ−Ｍｏ−ＴｉＯ２型のペレット又はハニカム構造物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置。
【請求項４】
被処理ガスの吸着塔での吸着操作を常温〜１００℃未満で行い、熱風による吸着塔での有機ハロゲン化合物の脱離操作を１３０℃以上、２５０℃未満で行い、熱風による第１触媒塔での炭化水素類の酸化分解操作は２００℃以上、３５０℃未満で行い、熱風による第２触媒塔での有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化操作を１３０℃以上、２００℃未満で行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の有機ハロゲン化合物の除去・無害化装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−６８８（Ｐ２００７−６８８Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８０３０３（Ｐ２００５−１８０３０３）
【出願日】平成１７年６月２１日（２００５．６．２１）
【出願人】（５００４８３７８１）ツルイ化学株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２１日（２００５．６．２１）
【出願人】（５００４８３７８１）ツルイ化学株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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