JP2001294846A - ダイオキシン類の分解剤及び分解方法 - Google Patents

ダイオキシン類の分解剤及び分解方法

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JP2001294846A
JP2001294846A JP2000112914A JP2000112914A JP2001294846A JP 2001294846 A JP2001294846 A JP 2001294846A JP 2000112914 A JP2000112914 A JP 2000112914A JP 2000112914 A JP2000112914 A JP 2000112914A JP 2001294846 A JP2001294846 A JP 2001294846A
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dioxins
dioxin
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peroxodisulfate
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Futoshi Ikeda
太 池田
Hideki Tsuji
秀樹 辻
Hiroshi Shibuya
博 渋谷
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Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来不可能とされていた低温度域でのダイオ
キシン類の分解を可能にするダイオキシン類分解剤及び
分解方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、下式I: 【化1】 (式中、Mはアンモニウム又は金属を表す)で示される
ペルオクソ二硫酸塩を含むことを特徴とするダイオキシ
ン類の分解剤に関する。また、本発明は、上記ダイオキ
シン類分解剤をダイオキシン類又はダイオキシン類含有
物質と接触させることを特徴とするダイオキシン類の分
解方法にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオキシン類の
分解剤及び分解方法に関し、詳しくは、ごみ焼却炉等の
各種焼却炉から排出される飛灰及び焼却灰(以下、これ
らを併せて「焼却灰」と称する)中に含まれるポリ−塩
化−p−ジベンゾダイオキシン類(PCDD)やポリ塩
化ジベンゾフラン類(PCDF)、コプラナ−PCB
(co−PCB)などの有機塩素化合物(以下、これら
を併せて「ダイオキシン類」と称する)を効率的に分解
するための分解剤及び分解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ごみ焼却炉等の焼却炉では、燃焼中にフ
ェノール、ベンゼン等の有機化合物、クロロフェノー
ル、クロロベンゼン等の塩素化芳香族化合物等のダイオ
キシン類前駆体が発生する。これらのダイオキシン類前
駆体は、飛灰が存在すると、その触媒作用によってダイ
オキシン類となって焼却灰中に存在する。
【0003】従来、このようなダイオキシン類含有飛灰
の処理方法としては、次のような方法が提案されてい
た。
【0004】(1) ダイオキシン類含有飛灰を、窒素ガス
等の還元性雰囲気下で、320℃では2時間、340℃
では1〜1.5時間保持することによりダイオキシン類
を分解する方法(ハーゲンマイヤープロセス:Organoha
logen Compound, 27, 147-152 (1996),特開昭64−5
00320)。
【0005】(2) ダイオキシン類含有飛灰を、ダイオキ
シン類生成抑制剤(ピリジン)の存在下で、300〜5
00℃で熱処理する(特開平4−241880号公
報)。
【0006】ダイオキシン類は、従来より、300℃未
満では熱分解しないとされており、上記の方法は、この
定説通りに、300℃以上に加熱することによってダイ
オキシン類を分解するものであり、加熱処理中に、ダイ
オキシン前駆体からのダイオキシン類の生成を抑制する
ために、ダイオキシン類分解温度域でダイオキシン類生
成抑制剤を飛灰に添加している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の方法には、以下のような問題点があった。
【0008】(a) 処理温度が高く、処理時間も長いた
め、必要とするエネルギーが多く、処理コストも高くな
る。
【0009】(b) 冷却時にダイオキシン類が再合成する
可能性がある。
【0010】(c) 窒素ガス等の還元性雰囲気下で処理す
る必要があるが、酸素を完全には遮断できないために、
ダイオキシン類の分解率が低くなる。
【0011】(d) 部分的に脱塩素反応が進行するため、
より毒性の高いダイオキシン類が生成する。
【0012】本発明は、これらの従来法の問題点を解決
し、従来法ではダイオキシン類を分解できないと考えら
れていた低温度域でも、短時間でダイオキシン類を分解
除去することができ、更には酸素の存在下においても、
ダイオキシン類を効率よく分解することのできるダイオ
キシン類分解剤及び分解方法を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は、下式I:
【0014】
【化2】
【0015】(式中、Mはアンモニウム又は金属を表
す)で示されるペルオクソ二硫酸塩を含むことを特徴と
する、ダイオキシン類の分解剤に関する。また、本発明
は、上記のダイオキシン類分解剤を、ダイオキシン類又
はダイオキシン類含有物質と接触させることを特徴とす
る、ダイオキシン類の分解方法にも関する。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明によれば、ダイオキシン類
又はダイオキシン類含有物質と式Iのペルオクソ二硫酸
塩を含むダイオキシン類分解剤とを接触させることによ
って、ダイオキシン類中の塩素原子と式Iのペルオクソ
二硫酸塩とが反応し、ダイオキシン類の脱塩素反応又は
六員環(ベンゼン環)の開裂反応が迅速に進行して、ダ
イオキシン類が分解される。
【0017】本発明に係るダイオキシン類分解剤は、式
Iのペルオクソ二硫酸塩を1種だけ用いてもよく、或い
は2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本発明
に係るダイオキシン類分解剤においては、上記式Iのペ
ルオクソ二硫酸塩を担体に担持させてもよい。用いるこ
とのできる担体としては、例えば、シリカ、アルミナ、
ゼオライト、珪藻土又は活性炭などを挙げることができ
る。このような担体上に式Iのペルオクソ二硫酸塩を担
持させることにより、かかる担体によるダイオキシン類
分解の触媒効果も期待され、より効率よくダイオキシン
類を分解することが可能になる。
【0018】本発明によれば、ダイオキシン類中の塩素
と式Iのペルオクソ二硫酸塩とが反応することにより、
従来法ではダイオキシン類は分解しないとされていた3
00℃よりも低い温度で、ダイオキシン類の脱塩素反応
或いは六員環(ベンゼン環)の開裂反応が迅速に進行し
て、ダイオキシン類が分解される。
【0019】また、本発明に係るダイオキシン類分解剤
と、ダイオキシン類又はダイオキシン類含有物質との接
触を、加圧条件下で行うことにより、更に低い温度でダ
イオキシン類を分解することができる。
【0020】なお、本発明において、「ダイオキシン類
含有物質」とは、ごみ焼却炉又は工場焼却炉等の各種焼
却炉から排出される排ガス、ダイオキシン類を吸着した
焼却灰、ダイオキシン類を吸着処理するために添加され
た粉末活性炭や、ダイオキシン類で汚染された土壌等を
いう。
【0021】本発明に係るダイオキシン類分解剤を、焼
却灰又は捕集された飛灰と接触させてダイオキシン類を
分解する場合には、式Iのペルオクソ二硫酸塩を、焼却
灰又は捕集された飛灰に対して、0.1〜10重量%、
特に1〜5重量%の割合で接触させることが好ましい。
【0022】捕集された飛灰は、焼却炉排ガス中のダイ
オキシン類の吸着除去剤として焼却炉の煙道に吹き込ま
れた粉末活性炭を含むものであってもよい。
【0023】本発明に係るダイオキシン類分解剤を、ダ
イオキシン類又はダイオキシン類含有物質と接触させる
際の形態は、ガス状、液状、水溶液状のいずれであって
もよい。しかし、ダイオキシン類又はダイオキシン類含
有物質を、ガス状の本発明に係るダイオキシン類分解剤
と接触させた場合に最も効率よくダイオキシン類が分解
されるので、式Iのペルオクソ二硫酸塩としては、30
0℃よりも低い温度で十分に高い蒸気圧を有するものが
好ましい。また、液状又は水溶液の形態の本発明に係る
ダイオキシン類分解剤を排ガスに噴霧したり、予め焼却
灰等と混練りする場合においても、300℃よりも低い
温度で十分にガス状になるような蒸気圧を有するものが
好ましい。好ましい式Iのペルオクソ二硫酸塩の具体例
としては、ペルオクソ二硫酸のアンモニウム塩又はアル
カリ金属塩等が挙げられる。
【0024】ダイオキシン類含有物質が、土壌や焼却
灰、捕集された飛灰等である場合、本発明に係るダイオ
キシン類分解剤とダイオキシン類含有物質とを接触させ
る方法としては、以下のような方法を採用することがで
きる。
【0025】A.ダイオキシン類含有物質と本発明に係
るダイオキシン類分解剤とを混合し、室温下で接触させ
る。または、この混合物を、300℃よりも低い温度に
加熱して、ダイオキシン類分解剤をガス化して、ダイオ
キシン類と接触させる。これらの場合、本発明に係るダ
イオキシン類分解剤は、水又はその他の溶媒中に溶解し
ておいてもよい。
【0026】B.本発明に係るダイオキシン類分解剤
を、300℃よりも低い温度に加熱してガス化し、この
ガスを含む気流をダイオキシン類含有物質と接触させ
る。
【0027】C.本発明に係るダイオキシン類分解剤
を、シリカ、アルミナ、ゼオライト、珪藻土又は活性炭
等の担体に担持させ、この担持型分解剤をダイオキシン
類含有物質と混合するか、或いはダイオキシン類含有物
質の上に載せて、300℃よりも低い温度に加熱する。
【0028】なお、加圧条件下で加熱する場合には、上
記の温度は更に低くてもよい。
【0029】また、ダイオキシン類やダイオキシン類含
有物質が、燃焼排ガス等の気流中に、ガス状又は粒子と
なって浮遊して存在している場合には、本発明に係るダ
イオキシン類分解剤とダイオキシン類含有物質とを接触
させる方法としては、以下のような方法を採用すること
ができる。 D.ダイオキシン類又はダイオキシン類含有物質を含む
気流中に、式Iのペルオクソ二硫酸塩の気化物或いは該
気化物を含むガスを供給する。 E.ダイオキシン類又はダイオキシン類含有物質を含む
気流中に、式Iのペルオクソ二硫酸塩を、霧状又は液滴
状で供給する。 F.ダイオキシン類又はダイオキシン類含有物質を含む
気流中に、式Iのペルオクソ二硫酸塩を溶解した液を、
霧状又は液滴状で供給する。
【0030】排ガス中の飛灰を捕集する集塵器が排ガス
煙道に設けられている燃焼設備においては、集塵器手前
の排ガス煙道又は集塵器中に、ガス状、液状又は水溶液
の形態の本発明に係るダイオキシン類分解剤を供給する
のが好ましい。通常の場合、電気集塵器の集塵器入口に
おけるガス温度は200〜230℃程度であり、濾過式
集塵器の集塵器入口におけるガス温度は140〜200
℃程度であるので、この集塵器又はこれよりも上流の煙
道に、本発明に係るダイオキシン類分解剤を供給するこ
とが好ましい。
【0031】通常、ダイオキシン類は300℃よりも低
い温度では分解しないとされていた。本発明において
は、驚くべきことに、ダイオキシン類又はダイオキシン
類含有物質と、本発明に係るダイオキシン類分解剤と
を、300℃よりも低い温度で接触させることによっ
て、ダイオキシン類を分解することができる。本発明に
係るダイオキシン類分解剤と、ダイオキシン類又はダイ
オキシン類含有物質とを接触させると、ダイオキシン類
中の塩素と、式Iのペルオクソ二硫酸塩とが反応して、
ダイオキシン類の脱塩素反応又は六員環(ベンゼン環)
の開裂反応が迅速に進行し、ダイオキシン類が分解され
る。この接触時の最低温度は、式Iのペルオクソ二硫酸
塩の蒸気圧又は気化し易さによって決定される。一般
に、200℃以上の温度で本発明に係るダイオキシン類
分解剤とダイオキシン類又はダイオキシン類含有物質と
を接触させることにより、高い分解率でダイオキシン類
を分解することができる。
【0032】本発明に係るダイオキシン類分解剤と、ダ
イオキシン類又はダイオキシン類含有物質との接触時間
が長い程、ダイオキシン類の分解率は向上するが、長い
接触時間ではコストが高くなる。本発明においては、ダ
イオキシン類分解剤とダイオキシン類又はダイオキシン
類含有物質との接触時間は、3〜60分間、特に5〜3
0分間が好ましい。
【0033】本発明に係るダイオキシン類分解剤とダイ
オキシン類又はダイオキシン類含有物質とは、還元性雰
囲気下で接触させても、或いは酸素存在下、即ち大気中
若しくは排ガス中で接触させても、ダイオキシン類を効
率よく分解させることができる。したがって、本発明に
係る方法を実施する場合、雰囲気調整のための設備や作
業は不要である。
【0034】
【実施例】以下の実施例によって、本発明をより具体的
に説明する。以下の実施例は、本発明の好ましい態様の
例示であり、本発明を限定するものではない。
【0035】なお、以下の実施例において、ダイオキシ
ン類の濃度は、ガスクロマトグラフ・質量分析法によっ
てダイオキシン類(PCDDs,PCDFs Tota
l)の濃度として測定した。
【0036】実施例1 ペルオクソ二硫酸のアンモニウム塩5gと、飛灰100
g(ダイオキシン類濃度950ng/g)とをよく混合
し、容量500mLの蓋付き角型こう鉢へ移し入れた
後、室温(20℃)、50℃、100℃、150℃、2
00℃の各温度で30分間加熱した。その後、処理物の
ダイオキシン濃度を測定した。結果を表1に示す。
【0037】実施例2 ペルオクソ二硫酸のナトリウム塩5gと、飛灰100g
(ダイオキシン類濃度950ng/g)とをよく混合
し、容量500mLの蓋付き角型こう鉢へ移し入れた
後、室温(20℃)、50℃、100℃、150℃、2
00℃の各温度で30分間加熱した。その後、処理物の
ダイオキシン濃度を測定した。結果を表1に示す。
【0038】比較例 シリカ粒子5gと、飛灰100gとをよく混合し、実施
例1と同様に試験を実施した。処理物のダイオキシン類
濃度を表1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】表1より、比較例では、飛灰を加熱すると
ダイオキシン類は増加し、室温〜200℃の温度域にお
いては、ダイオキシン類は分解されずに、逆に生成して
いることが分かる。一方、本発明の実施例においては、
200℃以下の温度でダイオキシン類が効果的に分解さ
れていることが分かる。
【0041】
【発明の効果】本発明に係るダイオキシン類分解剤及び
分解方法によれば、従来ダイオキシン類を分解できない
とされていた低温度域でダイオキシン類を短時間に分解
除去することができ、処理に必要なエネルギーコストの
低減、処理効率の向上などが可能になり、処理コストを
大幅に低減することができる。更に、本発明によれば、
ダイオキシン類の処理雰囲気を還元性雰囲気とすること
なしに、大気中又は排ガス中でダイオキシン類の分解除
去を実施することができるので、処理設備が簡便で、容
易に実施することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B09C 1/08 C07D 319/24 C07B 35/06 B01D 53/34 134E 61/00 B09B 3/00 304G C07C 23/18 304K C07D 319/24 304L Fターム(参考) 2E191 BA12 BA13 BB00 BC01 BD11 4D002 AA21 AC04 BA03 BA12 CA11 DA01 DA07 DA14 GA01 GB03 4D004 AA36 AA37 AA41 AA47 AB06 AB07 CA22 CA34 CA50 CC11 DA03 DA06 4H006 AA02 AA05 AC13 BA32 BA33 BA68 BA71 BC10 BC11 BE90 EA13

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下式I: 【化1】 (式中、Mはアンモニウム又は金属を表す)で示される
    ペルオクソ二硫酸塩を含むことを特徴とする、ダイオキ
    シン類の分解剤。
  2. 【請求項2】 式Iのペルオクソ二硫酸塩が、シリカ、
    アルミナ、ゼオライト、珪藻土又は活性炭から選択され
    る担体に担持されている請求項1に記載のダイオキシン
    類の分解剤。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載のダイオキシン類
    の分解剤を、ダイオキシン類又はダイオキシン類含有物
    質と接触させることを特徴とする、ダイオキシン類の分
    解方法。
  4. 【請求項4】 ダイオキシン類の分解剤を、ダイオキシ
    ン類又はダイオキシン類含有物質と、300℃以下の温
    度で接触させることを特徴とする、請求項3に記載のダ
    イオキシン類の分解方法。
  5. 【請求項5】 ダイオキシン類の分解剤を、ダイオキシ
    ン類又はダイオキシン類含有物質と、加圧下で接触させ
    ることを特徴とする、請求項4に記載のダイオキシン類
    の分解方法。
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JP2005518465A (ja) * 2002-02-25 2005-06-23 ジェンテックス コーポレーション マルチファンクション防護材料および使用方法(関連出願の相互参照)この特許出願は、2002年2月25日出願の米国特許仮出願60/360,050の優先日の利益を主張する。
CN111589042A (zh) * 2020-05-26 2020-08-28 常熟理工学院 一种垃圾焚烧飞灰的干法脱氯工艺

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