(57)【要約】【課題】有機ハロゲン化合物、特に排ガス中のＰＣＢｓを分解除去する有機ハロゲン化合物の処理方法を提供する。【解決手段】不活性ガスが触媒充填塔７を通過する間に不活性ガスに含まれた有機ハロゲン化合物を触媒の存在下で還元剤である水素との反応によって脱ハロゲン化処理し、触媒充填塔７において誘電加熱もしくは誘導加熱を行うことで触媒および有機ハロゲン化合物を還元状態で加熱して脱ハロゲン化処理を促進して有機ハロゲン化合物を分解除去し、焼成と還元によって触媒を再活性化する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体に担持金属を担持させた触媒を充填し、誘電加熱もしくは誘導加熱を行う触媒充填ガス通気路に、有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスを水素ガスとともに通気して、触媒充填ガス通気路における脱ハロゲン反応で有機ハロゲン化合物を分解除去することを特徴とする有機ハロゲン化合物の処理方法。
【請求項２】
触媒は二酸化チタン、活性炭、酸化鉄、酸化ニッケルの何れかの担体に、担持金属としてパラジウム、ニッケル、コバルト、銅の何れかを担持させたものである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処理方法。
【請求項３】
担体よりも誘電加熱もしくは誘導加熱に対して加熱効率の高い発熱体を、担体に内蔵するか、もしくは触媒間に介装するか、前記発熱体で触媒充填ガス通気路の壁体を形成する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処理方法。
【請求項４】
触媒充填ガス通気路に通気する有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスに紫外線を照射する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処理方法。
【請求項５】
有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスを酸素除去装置で処理して酸素を除去した後に触媒充填ガス通気路に通気する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処理方法。
【請求項６】
金属ナトリウム法により不活性ガス中で水素と金属ナトリウムの存在下で有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン処理した排ガスを、有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスとして触媒充填ガス通気路に通気する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処理方法。
【請求項７】
触媒充填ガス通気路から排出する処理排ガスを金属ナトリウム法の不活性ガスとして循環利用することを特徴とする請求項６に記載の有機ハロゲン化合物の処理方法。
【請求項８】
触媒充填ガス通気路から排出する処理排ガスをガス分離器で処理して水素と不活性ガスを分離回収し、回収した水素を触媒反応に循環利用し、不活性ガスを金属ナトリウム法の不活性ガスとして循環利用することを特徴とする請求項６に記載の有機ハロゲン化合物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機塩素化合物等の有機ハロゲン化合物の処理方法に関し、高濃度有機ハロゲン化合物、地下水や埋立浸出水や産業廃水などの水中の有機ハロゲン化合物、金属ナトリウム法によるＰＣＢｓ脱ハロゲン処理における排ガス等のガス中の有機ハロゲン化合物の処理技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機ハロゲン化合物の処理法としては、活性炭吸着法、紫外線による脱塩素処理法、微生物分解法、触媒（アルミナ、鉄、活性炭などにパラジウムを担持させたもの）を使用する脱ハロゲン化処理法等がある。
【０００３】
また、特許文献１に開示するように、芳香族系塩素化合物の脱塩素化方法として炭素系触媒担体に担持された白金触媒を用いるものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９６４６公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、活性炭吸着においては、活性炭の維持コストが高く、使用済み活性炭の処理方法を考慮する必要がある。つまり、活性炭吸着は有機ハロゲン化合物の分解ではなく除去する技術であるために、ＰＣＢｓやＤＸＮｓを吸着した活性炭を産業廃棄物処理もしくは保管する必要がある。しかし、現状は保管が主流であり、保管に要するスペース、管理コストが問題となる。また、活性炭の破過モニタリングが負担となる。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するものであり、有機ハロゲン化合物、特に排ガス中のＰＣＢｓを分解除去する有機ハロゲン化合物の処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載する本発明の有機ハロゲン化合物の処理方法は、担体に担持金属を担持させた触媒を充填し、誘電加熱もしくは誘導加熱を行う触媒充填ガス通気路に、有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスを水素ガスとともに通気して、触媒充填ガス通気路における脱ハロゲン反応で有機ハロゲン化合物を分解除去するものである。
【０００８】
上記した構成により、不活性ガスが触媒充填ガス通気路を通過する間に不活性ガスに含まれた有機ハロゲン化合物を触媒の存在下で還元剤である水素との反応によって脱ハロゲン化処理する。このとき、触媒充填ガス通気路において誘電加熱もしくは誘導加熱を行うことで触媒および有機ハロゲン化合物を還元状態で加熱して脱ハロゲン化処理を促進して有機ハロゲン化合物を分解除去し、焼成と還元によって触媒を再活性化する。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の有機ハロゲン化合物の処理方法は、触媒が二酸化チタン、活性炭、酸化鉄、酸化ニッケルの何れかの担体に、担持金属としてパラジウム、ニッケル、コバルト、銅の何れかを担持させたものである。
【００１０】
請求項３に記載する本発明の有機ハロゲン化合物の処理方法は、担体よりも誘電加熱もしくは誘導加熱に対して加熱効率の高い発熱体を、担体に内蔵するか、もしくは触媒間に介装するか、前記発熱体で触媒充填ガス通気路の壁体を形成するものである。
【００１１】
請求項４に記載する本発明の有機ハロゲン化合物の処理方法は、触媒充填ガス通気路に通気する有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスに紫外線を照射するものである。
【００１２】
請求項５に記載する本発明の有機ハロゲン化合物の処理方法は、有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスを酸素除去装置で処理して酸素を除去した後に触媒充填ガス通気路に通気するものである。
【００１３】
請求項６に記載する本発明の有機ハロゲン化合物の処理方法は、金属ナトリウム法により不活性ガス中で水素と金属ナトリウムの存在下で有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン処理した排ガスを、有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスとして触媒充填ガス通気路に通気するものである。
【００１４】
請求項７に記載する本発明の有機ハロゲン化合物の処理方法は、触媒充填ガス通気路から排出する処理排ガスを金属ナトリウム法の不活性ガスとして循環利用するものである。
【００１５】
請求項８に記載する本発明の有機ハロゲン化合物の処理方法は、触媒充填ガス通気路から排出する処理排ガスをガス分離器で処理して水素と不活性ガスを分離回収し、回収した水素を触媒反応に循環利用し、不活性ガスを金属ナトリウム法の不活性ガスとして循環利用するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、脱塩素反応装置１は金属ナトリウム法（金属ナトリウム分散油脱塩素法）によって有機ハロゲン化合物を脱ハロゲン処理するものである。
【００１７】
本実施の形態では槽内に貯留した絶縁油中に処理対象物としてＰＣＢｓ２を金属ナトリウム３と共に投入し、９０〜１５０℃、常圧（１気圧）、約０．５〜３時間反応させ、ＰＣＢｓ２を脱ハロゲン処理し、生成物としてビフェニル類、塩化ナトリウム、水酸化ナトリウムを取り出す。この脱ハロゲン処理において脱塩素反応装置１に水素ガス４および不活性ガス（パージガス）としての窒素ガス５を供給するが、水素ガス４のみ、窒素ガス５のみの場合もある。脱ハロゲン処理の反応後に脱塩素反応装置１にクエンチ水６を投入し、余剰ナトリウム金属を除去する。この余剰ナトリウム金属を再利用する場合にはクエンチ水６は必要ないが水素ガス４の供給が必要である。
【００１８】
脱塩素反応装置１から排出する排ガスは不活性ガスを主体とし、水素ガスの他に極微量の残存するＰＣＢｓが含まれる。このため、ガス状ＰＣＢｓおよび水素ガスを含む排ガス（不活性ガス）を触媒充填塔７において脱ハロゲン処理することで排ガスを無害化する。なお、触媒充填塔７へ導入する前に触媒充填塔７における還元状態を阻害する要因となる酸素および液体物を除去するために、必要に応じて排ガスはオイル除去／脱酸素工程８ａでオイル除去後に脱酸素を行う。あるいは紫外線照射装置８ｂにより紫外線を照射してある程度脱ハロゲン処理してから触媒充填塔７に導入し、さらに脱ハロゲン処理する場合もある。
【００１９】
図２に示すように、触媒充填塔７は加熱手段として高周波誘電加熱装置９を有し、触媒充填ガス通気路７ａに触媒を充填している。触媒は担体としての二酸化チタン、活性炭、酸化鉄、酸化ニッケルの何れかに、担持金属としてのパラジウム、ニッケル、コバルト、銅の何れかを担持させたものである。
【００２０】
高周波誘電加熱装置９は触媒充填ガス通気路７ａを挟んで対向する平行電極１０と電極に高周波電圧を印加する高周波発生装置１１とからなり、誘電現象によって触媒充填ガス通気路７ａおよび触媒充填ガス通気路７ａの内部のものを加熱する。高周波誘電加熱に代えてマイクロウェーブを照射するマイクロ波加熱を行うことも可能であり、その他に電磁波、ミリ波の使用が可能である。
【００２１】
図３に示すように、触媒充填塔７には加熱手段として電磁誘導加熱装置１２を設けることも可能である。電磁誘導加熱装置１２は触媒充填ガス通気路７ａの周囲に配置するコイル１３とコイル１３に交流電流を供給する交流電源装置１４とからなり、誘導現象によって触媒充填ガス通気路７ａおよび触媒充填ガス通気路７ａの内部のものを加熱する。
【００２２】
触媒充填塔７における加熱効率を高める必要がある場合、例えば触媒の担体の材質によって加熱効率が十分でない場合には、担体よりも誘電加熱もしくは誘導加熱に対して加熱効率の高い発熱体（例えば誘電加熱においては誘電率の高い誘電体（絶縁体）、誘導加熱においてはジュール熱の発熱率の高い金属）を担体に内蔵してもよく、あるいは発熱体を触媒間に介装してもよく、あるいは触媒充填ガス通気路の壁体を加熱効率の高い発熱体で形成してもよい。
【００２３】
触媒充填塔７では、誘電加熱もしくは誘導加熱を行う触媒充填ガス通気路７ａに、脱塩素反応装置１から排出する排ガスである有機ハロゲン化合物を含む不活性ガスを水素ガス１５とともに通気し、触媒充填ガス通気路７ａを通過する間に不活性ガスに含まれた有機ハロゲン化合物を触媒の存在下で還元剤である水素との反応によって脱ハロゲン化処理する。
【００２４】
このとき、触媒充填ガス通気路７ａにおいて誘電加熱もしくは誘導加熱を行うことで触媒および有機ハロゲン化合物を還元状態で加熱して脱ハロゲン化処理を促進して有機ハロゲン化合物を分解除去し、焼成と還元によって触媒を再活性化する。マイクロウェーブによる誘電加熱を行う場合には反応速度は１０〜１００倍に加速され、触媒は触媒毒である金属等を脱離でき、使用済み触媒を再活性化できる。
【００２５】
担体が二酸化チタンである場合には触媒充填塔７において触媒に紫外線を照射することが有効である。担体が活性炭である場合には活性炭にも有機ハロゲン化合物が吸着されるが、還元状態で加熱することで有機ハロゲン化合物は分解し、活性炭の吸着能も再活性化される。
【００２６】
触媒充填ガス通気路７ａを通過して触媒充填塔７から排出する処理排ガスは、ガス分離器１６で処理して水素と不活性ガスを分離回収し、回収した水素ガスは触媒反応もしく脱塩素反応装置１へ循環利用し、不活性ガスは脱塩素反応装置１へ金属ナトリウム法の不活性ガスとして循環利用する。回収した水素ガスは分離濃縮してもよい。また、脱塩素反応装置１には水素ガスを必要に応じて追加添加する。触媒充填塔７から排出する処理排ガスを直接に金属ナトリウム法の不活性ガスとして循環利用することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、不活性ガスが触媒充填ガス通気路を通過する間に不活性ガスに含まれた有機ハロゲン化合物を触媒の存在下で還元剤である水素との反応によって脱ハロゲン化処理する際に、触媒充填ガス通気路において誘電加熱もしくは誘導加熱を行うことで、触媒および有機ハロゲン化合物を還元状態で加熱して脱ハロゲン化処理を促進して有機ハロゲン化合物を分解除去することができ、焼成と還元によって触媒を再活性化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における有機ハロゲン化合物の処理方法を示すフローシート図である。
【図２】同実施の形態における誘電加熱装置を示す模式図である。
【図３】同実施の形態における誘導加熱装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１    脱塩素反応装置
２    ＰＣＢｓ
３    金属ナトリウム
４、１５    水素ガス
５    窒素ガス
６    クエンチ水
７    触媒充填塔
７ａ  触媒充填ガス通気路
８ａ  酸素除去装置
８ｂ  紫外線照射装置
９    高周波誘電加熱装置
１０    平行電極
１１    高周波発生装置
１２    電磁誘導加熱装置
１３    コイル
１４    交流電源装置
１６    ガス分離器
【図１】
2004148268.tif 000003
【図２】
2004148268.tif 000004
【図３】
2004148268.tif 000005