(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルオロカーボンの分解触媒とともに使用される一酸化炭素酸化触媒を、酸化セリウムと酸化ジルコニウムとを含有するジルコニウム系の材料で構成し、この一酸化炭素酸化触媒を塩素含有フルオロカーボンで前処理することにより酸化活性を高めるようにした酸化触媒の活性化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルオロカーボンの分解時に使用される一酸化炭素酸化触媒の活性化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のようにフルオロカーボンはオゾン層を破壊の原因物質とされ、モントリオール議定書において、クロロフルオロカーボン(ＣＦＣ)は１９９６年までに全廃、ハイドロクロロフルオロカーボン(ＨＣＦＣ)は２０２０年までに全廃することが決定している。
【０００３】
そこで、これらの物質を分解除去する技術が種々検討されており、これまで、触媒分解法、プラズマ分解法、燃焼分解法等の研究が進められているが、作業性や設備的な面から触媒分解法が採用されることが多い。
【０００４】
フルオロカーボンを分解する触媒として、リン酸アルミニウム系の触媒がＣＦＣ(Ｒ１２)やＨＣＦＣ(Ｒ２２)の分解に対して、長期安定性を示すことが知られている。また、リンの酸化物とジルコニウムの酸化物あるいはジルコニウムとリン酸塩に、セリウムを添加したものもフルオロカーボンを分解する触媒として有効であるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの触媒を使用してフルオロカーボンを分解した場合、分解生成物としてフッ化水素及びまたは塩化水素が発生することになる。また、ＨＣＦＣの場合には一酸化炭素も分解生成物として生じている。
【０００６】
本発明は、このような点に着目してなされたもので、フルオロカーボンを分解処理する分解触媒での活性を高めることにより、ＨＣＦＣを処理した場合でも発生した一酸化炭素を効率良く酸化処理することのできる一酸化炭素酸化触媒の活性化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】
上述の目的を達成するために本発明は、フルオロカーボンの分解触媒とともに使用される一酸化炭素酸化触媒を、酸化セリウムと酸化ジルコニウムとを含有するジルコニウム系の材料で構成し、この一酸化炭素酸化触媒を塩素含有フルオロカーボンで前処理することにより酸化触媒の活性を高めるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の作用】
本発明では、フルオロカーボンを分解処理する触媒の後に酸化セリウムと酸化ジルコニウムとを含有する一酸化炭素酸化触媒を配置し、この一酸化炭素酸化触媒を塩素を含有しているフルオロカーボンで予め処理しておくことにより、触媒の酸化活性が高まり、ＨＣＦＣを処理した場合にでも一酸化炭素が処理槽内に残留することがなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はフルオロカーボン分解装置の一例を示す概略構成図であり、このフルオロカーボン分解装置は、内部に触媒(１)を充填した反応槽(２)と、この反応槽(２)と一体に形成した加熱炉(３)と、反応槽(２)からの排ガスを冷却処理する冷却塔(４)と、反応槽(２)と冷却塔(４)とを連通するガス導出路(５)と、冷却された排ガスをアルカリ洗浄する洗浄塔(６)とを有している。
【００１０】
加熱炉(３)には、燃焼バーナ(７)が配置してあり、この燃焼バーナ(７)に液化石油ガス燃料を液化石油ガス貯蔵容器(８)から燃料供給路(９)で供給するようにしてある。また、加熱炉(３)には処理対象であるフルオロカーボン源(10)が接続されるとともに、ボイラ(11)から導出した蒸気供給路(12)が接続されている。
【００１１】
そして、燃料供給路(９)から分岐した燃料分岐路(13)がボイラ(11)に接続してあり、液化石油ガス燃料をボイラ(11)の加熱源としている。また、ボイラ(11)ヘの水供給路(14)には、軟水化装置(15)と薬液注入装置(16)が介装してある。さらに、燃焼バーナ(７)に燃焼用空気供給路(17)が接続してあり、この燃焼用空気路(17)に送風機(18)が装着してある。
【００１２】
一方、冷却塔(４)と洗浄塔(６)には、アルカリ注入装置(19)から導出した洗浄液供給路(20)を接続してあり、この洗浄液供給路(20)の先端部分は冷却塔(４)と洗浄塔(６)のそれぞれ内側に突出しており、各洗浄液供給路(20)の先端部に装着した噴出口(21)はガス流れ方向と対向する状態に開口している。
【００１３】
反応槽(２)と冷却塔(４)とを連通しているガス導入路(５)は、その外周を保温材で套嵌してあり、ガス導出路(５)内を流れる処理済ガスが冷却塔(４)内に流入するまでの間に内部で凝縮が始まらないようにガス導出路(５)を保温してる。
【００１４】
反応槽(２)内に充填する触媒(１)はフルオロカーボンの分解触媒(22)と一酸化炭素の酸化触媒(23)を体積比２：１で層状に配置して形成してある。分解触媒(22)は、酸化ジルコニウム及びリン酸含有ジルコニウムを含有するジルコニウム系複合材料で構成されており、一酸化炭素の酸化触媒(23)は酸化セリウムと酸化ジルコニウムとをモル比で１：３に配合した複合材料で構成してある。
【００１５】
上述のフルオロカーボン分解装置に、フルオロカーボンとして１.２vol％のＲ２２を、酸素：７.７vol％、水蒸気：６０vol％の状態で窒素によりバランスさせて排ガス空間速度：５４０(1/hr)で反応槽(２)に導入した場合の反応時間と一酸化炭素濃度との関係を図２に示す。
この場合、酸化触媒として、酸化セリウム−酸化ジルコニウム触媒、コバルト−モリブデン系触媒、銅−亜鉛系触媒、銅−クロム系触媒を使用し、銅−亜鉛系触媒及び銅−クロム系触媒では反応温度を４００℃、酸化セリウム−酸化ジルコニウム触媒及びコバルト−モリブデン系触媒では反応温度を６００℃とした。
【００１６】
その結果、銅−亜鉛系触媒を使用したものでは、３.５時間経過後から一酸化炭素濃度が増加し、１９時間後には微粉化した。銅−クロム系触媒を使用した場合には一酸化炭素濃度は数十ppm〜１００ppm程度を維持でき、また、コバルト−モリブデン系触媒を使用した場合には、一酸化炭素濃度は３００ppm程度を維持できるが、銅−クロム系触媒では１６時間後に、コバルト−モリブデン系触媒では１７時間後にそれぞれ活性成分の溶出が見られた。それに対して、酸化セリウム−酸化ジルコニウム触媒では、一酸化炭素濃度を４００〜５００ppm程度に長時間にわたって維持維持することができ、２０時間経過後も原型を維持することがわかった。
【００１７】
そこで、酸化セリウム−酸化ジルコニウム触媒を使用し、当初４.０vol％のＲ２２を流して前処理を行い、その後１.２vol％のＲ２２を流した場合の一酸化炭素濃度の経時変化を図３に示す。このときの反応条件は、反応温度６５０℃、排ガス空間速度５４０(１／hr)、酸素７.７vol％、水蒸気６０.５vol％で窒素ガスでバランスさせたものを使用した。
その結果、１.２vol％のＲ２２に切換えた後の一酸化炭素濃度は１０ppm以下で推移している。これは、高濃度のＲ２２を流すことにより、フッ化水素や塩化水素の酸性ガス雰囲気に曝すことにより、一酸化炭素酸化触媒の活性が改善されたものとおもわれる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明では、フルオロカーボンを分解処理する触媒の後に配置する一酸化炭素酸化触媒を酸化セリウムと酸化ジルコニウムとを含有する酸化触媒で構成し、この酸化触媒を処理対象ガスである塩素を含有しているフルオロカーボンで予め処理しておくことにより、触媒の酸化活性が高まり、ＨＣＦＣを処理した場合にでも一酸化炭素が処理槽内に残留することがなくなる
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用するフルオロカーボン分解装置の概略構成図である。
【図２】  一酸化炭素酸化触媒を使用した場合の一酸化炭素炭素濃度の経時変化を示すグラフである。
【図３】  酸化セリウム−酸化ジルコニウム触媒を使用して、前処理を行った場合と、行わなかった場合とを比較する一酸化炭素濃度の経時変化を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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