JP2007222696A

JP2007222696A - マイクロ波反応用の触媒カラム及びそれを用いた分解処理方法

Info

Publication number: JP2007222696A
Application number: JP2005371156A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ito; 鉱一伊藤; Hitoshi Ogawa; 仁小川; Yoko Umeda; 陽子梅田
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】マイクロ波を利用した化学反応において、マイクロ波の有効照射面積を増やし、それによってマイクロ波反応を促進し、反応所要時間を短縮することが可能となる、マイクロ波反応用の触媒カラム及びそれを用いた有機ハロゲン化合物の分解処理方法を提供する。
【解決手段】マイクロ波反応用の触媒カラム（１０）は、触媒接触面となる内壁（１２）がマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成され、かつ、導波路（１４）が形成されている。前記の触媒カラム内に設けた触媒充填槽（１３）に触媒を充填し、該触媒層に有機ハロゲン化合物を含む被処理液を流通し下方に排出すると共に、前記導波路（１４）の上方からマイクロ波を照射し、有機ハロゲン化合物を分解する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波反応用の触媒カラム及びそれを用いた有機ハロゲン化合物の分解処理方法に関する。

マイクロ波照射によって、一部の化学反応が促進或いは効率が向上する効果が得られることは知られているところであり、有機ハロゲン化合物の中でも特に難分解性のポリ塩化ビフェニール（以下ＰＣＢと略称することがある。）の分解においても、マイクロ波反応を利用した分解方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、ＰＣＢを微量含有する絶縁油に水素供与体を混合し、アルカリ化合物及び無機系触媒の存在下にマイクロ波を照射することにより、ＰＣＢを脱塩素化する方法が開示されている。特許文献２には、炭素結晶化合物及び担体に金属を担持させた化合物の中から選ばれる少なくとも１種の触媒をカラムに充填し、ＰＣＢと沸点１００℃以下のアルコールとアルカリ化合物とを含む反応溶液を前記触媒を充填したカラムに流通させながら、該触媒充填カラムにマイクロ波を照射することにより、ＰＣＢを脱塩素化する方法が開示されている。
特許第３６７８７３８号公報特許第３６７８７４０号公報

しかしながら、ＰＣＢ等の分解効率を上げるために触媒量を増やして触媒層を厚くした場合、マイクロ波照射面より、ある程度の深さまではマイクロ波による反応促進効果が得られるが、それ以上の厚みにしてもマイクロ波が届き難くなるため、常温分解反応としてしか寄与できなくなり、結果的に分解反応が遅くなるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、マイクロ波を利用した化学反応において、マイクロ波の有効照射面積を増やし、それによってマイクロ波反応を促進し、反応所要時間を短縮することが可能となる、マイクロ波反応用の触媒カラム及びそれを用いた有機ハロゲン化合物の分解処理方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、触媒カラムにおいて、触媒との接触面をマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成し、かつ、耐熱性材料で構成された面にマイクロ波が照射されるように導波路を形成することにより、マイクロ波の有効照射面積が増えて反応促進効果が得られることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、触媒との接触面の全部又は一部がマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成され、かつ、導波路が形成されていることを特徴とするマイクロ波反応用の触媒カラムを提供する。前記のマイクロ波反応用の触媒カラムにおいては、触媒カラムの中央部に導波路が形成されていても良く、或いは、触媒カラム内を仕切板で仕切って形成した触媒非充填空間に導波路が形成されていても良いが、触媒カラムの外周面に触媒充填槽を設け、内部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用するのが良い。触媒カラムは、各種マイクロ波反応に利用可能であるが、有機ハロゲン化合物の分解反応に利用することにより、優れた効果を奏する。

また、本発明は、触媒接触面の全部又は一部がマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成され、かつ、導波路が形成されていることを特徴とするマイクロ波反応用の触媒カラム内に触媒層を形成し、該触媒層に有機ハロゲン化合物を含む被処理液を流通すると共に、前記導波路の上方からマイクロ波を照射し、有機ハロゲン化合物を分解することを特徴とする分解処理方法を提供する。前記の分解処理方法においては、前記被処理液が有機ハロゲン化合物、水素供与体及びアルカリ化合物を含む混合液であることが好ましく、前記有機ハロゲン化合物がポリ塩化ビフェニールであることが好ましい。

本発明によれば、マイクロ波の有効照射面積が増え、触媒層全体にマイクロ波を当てることができるようになると共に、触媒との接触時間を長く保持することができるため、マイクロ波反応が促進されることによって、反応所要時間が短縮される。また、難分解性のＰＣＢのマイクロ波分解反応を、従来よりも短時間で終了することができる。

本発明において、マイクロ波透過性の耐熱性材料は特に限定されるものではなく、マイクロ波を透過する材料であれば、セラミック；テフロン（登録商標）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル等の耐熱性樹脂；ガラス等の双極子を持たない材料或いは双極子モーメントが小さい材料；等を用いることができる。これらの材料を介してマイクロ波が触媒層の奥まで伝達されるようになる。

次に、本発明に係るマイクロ波反応用の触媒カラム、及びそれを用いた分解処理方法について、図面を参照しつつ実施例により詳細に説明する。なお、図１〜７は、本発明に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す説明図であり、図１〜３は触媒を充填していない状態、図４〜図７は触媒を充填した状態を示している。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す外観図であり、本実施例では導波路が触媒カラム中央部に形成されている。図中、１０は触媒カラム、１１はカラム外壁、１２はテフロン製の内壁、１３は触媒充填槽、１４は導波路であり、触媒カラムの底面には流通液を排出させるための図示しない多数の流通孔が形成されている。導波路１４には触媒を充填しない。

触媒カラム１０に矢印方向から照射されたマイクロ波は、触媒充填槽１３に充填される触媒の上面に直接照射される他、導波路１４及び内壁１２を介して、触媒層の側面にも照射されるようになる。これにより、マイクロ波を上方から照射するのに比べて、照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒に当てることができる。

また、図１の例では、少なくとも内壁１２がマイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていれば良く、外壁１１及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属（耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい）あるいはステンレス等の耐熱性の材料で形成されていても良い。

また、図１の例では、二重円筒型の構造を例示したが、二重矩形型であっても良く、反応装置の設計に合わせて適宜の形状に設計することができる。

（実施例２）
図２は、本発明の実施例２に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す外観図であり、本実施例では導波路が触媒カラム中央部に形成されている。図中、２０は触媒カラム、２１はカラム外壁、２２はテフロン製の内壁、２３は触媒充填槽、２４は導波路であり、触媒カラムの底面には流通液を排出させるための図示しない多数の流通孔が形成されている。導波路２４には触媒を充填しない。触媒触媒槽２３は螺旋状の仕切板２６で仕切られている。

触媒カラムに矢印方向から照射されたマイクロ波は、触媒充填槽に充填される触媒の上面に直接照射される他、導波路２４及び内壁２２を介して、触媒層の側面にも照射されるようになる。これにより、マイクロ波の照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒に当てることができる。また、本実施例では、触媒層が螺旋状に形成されるので、触媒層を流通する溶液と触媒との接触時間を長く保持することができ、それにより、常温分解反応を促進できる効果を奏する。

また、図２の例では、少なくとも内壁２２がマイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていればよいので、外壁２１、仕切板２６及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属（耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい）あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。

（実施例３）
図３は、本発明の実施例３に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す外観図であり、本実施例では、触媒カラム内を仕切板で仕切って形成した触媒非充填空間に、導波路が形成されている。図中、３０は触媒カラム、３１はカラム外壁、３７はテフロン製の仕切板（図例は４枚）であり、３３は触媒充填槽、３４は導波路である。導波路３４には触媒を充填しない。触媒カラムの底面には流通液を排出させるための図示しない多数の流通孔が形成されている。

触媒カラムに矢印方向から照射されたマイクロ波は、触媒充填槽３３に充填される触媒の上面に直接照射される他、導波路３４及び仕切板３７を介して、触媒層の側面にも照射される。これにより、マイクロ波の照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒に当てることができる。

また、図３の例では、少なくとも仕切板３７がマイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていればよいので、外壁３１及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属（耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい）あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。

（実施例４）
図４は、本発明の実施例４に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す側面図である。本実施例では、導波路は触媒カラム中央部に形成されているが、触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する。

図中、４０は触媒カラム（正方形）、４１はカラム外壁、４３ａはテフロン板製の触媒充填槽（４２はカラム内壁）、４４は導波路であり、４５はＳＵＳメッシュフィルター等で形成された目皿板に多数設けられた流通液排出用の流通孔、４６は多数の穴の開いたテフロン板である。導波路には触媒を充填しない。また、本実施例では、マイクロ波発振器１を取付けた構造体４９にカラム４０を固定し、構造体４９に設けた供給口４８から被処理液（実油）を入れるようになっている。

触媒充填槽は、テフロン板４６の下のカラム底面全面（４３ｂ）と、テフロン板の上のカラムの周面全面（４３ａ）とに、分離して設けられている。触媒充填槽４３ｂは、目皿板の上に設置したメッシュシート等の上に触媒を充填することにより形成でき、該触媒充填槽に全触媒量の６０％〜７０％の触媒を収容する。

カラム内に入った被処理液は、配管４７を介して、触媒充填槽４３ａに導入され、該触媒充填槽の上部から溢れ出た後、テフロン板４６を通って触媒充填槽４３ｂに到達し、該触媒充填槽内を流通した後、流通孔４５から排出される。触媒カラム内に照射されたマイクロ波は、導波路４４並びにテフロン板内壁４２及びテフロン板４６を介して、触媒充填槽に充填された２層の触媒に照射される。従って、触媒充填槽４３ａを設けることによって、触媒充填槽４３ｂに充填する触媒の比率が減少し触媒層が薄くなることで、触媒層の奥までマイクロ波が届くようになる。さらに、触媒充填槽４３ａに充填する触媒にも、万遍なくマイクロ波を照射することができる。これにより、導波路を設けない場合に比べて、マイクロ波照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒層に当てることができると共に、触媒層を流通する被処理液の触媒との接触時間を長く保持することができる。

また、図４の例では、外壁４１、配管４７及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属（耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい）あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。

（実施例５）
図５は、本発明の実施例５に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示す側面図である。本実施例では、導波路は触媒カラム中央部に形成されているが、触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を２槽設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する。

図中、５０は触媒カラム（円筒形）、５１はカラム外壁、５３ａ、５３ｂはテフロン板製の触媒充填槽（５２は内壁で、底面には流通孔が形成されている）、５４は導波路であり、５５はＳＵＳメッシュフィルター等で形成された目皿板に多数設けられた流通液排出用の流通孔、５６は多数の穴の開いたテフロン板である。導波路５４には触媒を充填しない。触媒充填槽は、テフロン板の下のカラム底面全面（５３ｃ）と、テフロン板の上方のカラムの周面（５３ａと５３ｂ）とに、分離して設けられている。触媒充填槽５３ｃは、６枚分割のテフロン板を適宜移動させて出来た隙間から充填することができ、該触媒充填槽に全触媒量の６０％〜７０％の触媒を収容する。また、本実施例では、マイクロ波発振器１を取付けた構造体５９にカラム５０を固定し、構造体５９に設けた供給口５８から被処理液（実油）を入れるようになっている。

カラム内に入った被処理液は、配管５７を介して、触媒充填槽５３ａに導入され、該触媒充填槽の上部から溢れ出た後、触媒充填槽５３ｂに導入され、該触媒充填槽の上部から溢れ出た後、テフロン板５６を通って触媒充填槽５３ｃに到達し、該触媒充填槽内を流通した後、流通孔５５から排出される。触媒カラム内に照射されたマイクロ波は、導波路５４並びにテフロン板内壁５２及びテフロン板５６を介して、触媒充填槽に充填された触媒に照射される。従って、触媒充填槽５３ａ、５３ｂを２段に設けることによって、触媒充填槽５３ｃに充填する触媒の比率が減少し触媒層が薄くなることで、充填槽の奥までマイクロ波が届くようになる。さらに、触媒充填槽５３ａ、５３ｂに充填されている触媒にも、万遍なくマイクロ波を照射することができる。これにより、導波路を設けない場合に比べて、マイクロ波照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく被照射体に当てることができると共に、触媒層が３層に形成されるので、触媒層を流通する被処理液と触媒との接触時間を長く保持することができる。

また、図５の例では、外壁５１、触媒充填槽５３ａ、５３ｂの内壁以外の部分及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属（耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい）あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。

（実施例６）
図６は、本発明の実施例６に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示すものである。本実施例では、導波路は触媒カラム中央部に形成されているが、触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する。

図中、６０は触媒カラム（正方形）、６１はカラム外壁、６２はテフロン製の内壁、６３ａ、６３ｂはそれぞれメッシュ袋に充填した触媒を設置するための触媒充填槽、６４は導波路であり、６５はＳＵＳメッシュフィルター等で形成された目皿板に多数設けられた流通液排出用の流通孔、６６は多数の穴の開いたテフロン板である。導波路６４には触媒を充填しない。触媒充填槽は、カラム底面の目皿板の上（６３ｂ）と、カラム周面（６３ａ）と、に連続して設けられており、６３ｂに全触媒量の５０〜６０％を収容する。また、本実施例では、マイクロ波発振器１を取付けた構造体６９にカラム６０を固定し、カラム外壁に設けた供給口６８から被処理液（実油）を入れるようになっている。

カラム内に入った被処理液は、最初に触媒充填槽６３ａに導入され、次いで、触媒充填槽６３ｂを流通した後、底面に設けられた流通孔６５から排出され、配管６７を介して、触媒層入口の油面の高さに設計された出口から排出される。触媒カラム内に照射されたマイクロ波は、導波路６４並びにテフロン板内壁６２及びテフロン板６６を介して、触媒充填槽に充填された触媒に照射される。従って、触媒充填槽６３を底面及び周面に設けることによって、触媒層を薄く形成することができ、触媒層の奥までマイクロ波が届くようになり、触媒に万遍なくマイクロ波を照射することができる。これにより、導波路を設けない場合に比べて、マイクロ波照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく被照射体に当てることができると共に、触媒層が底面と周面とに形成されるので、触媒層を流通する被処理液と触媒との接触時間を長く保持することができる。

また、図６の例では、外壁６１及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属（耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい）あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。

（実施例７）
図７は、本発明の実施例７に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成を示すものであり、図７（ａ）は断面図、図７（ｂ）は平面図である。本実施例では、導波路は触媒カラム中央部に形成されているが、触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を８槽設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する。

図中、７０は触媒カラム（正方形）、７１はカラム外壁、７２は多数の穴（触媒粒子が通らない程度の大きさ）の開いたテフロン製の仕切板、７３ａ〜７３ｈは触媒充填槽（第１槽〜第８槽）、７６は蓋である。７４は導波路であり、導波路には触媒を充填しない。触媒充填槽は、カラム周面に沿って、８槽の独立した槽が、それぞれテフロン製仕切板７２によって形成されている。また、本実施例では、マイクロ波発振器１を取付けた構造体７９にカラム７０を固定し、第１槽の側面に設けた供給口７７から被処理液（実油）を入れるようになっている。

カラム内に入った被処理液は、触媒充填槽第１槽（７３ａ）に導入され、該触媒充填槽内を流通すると共に、隣接する触媒槽第２槽（７３ｂ）に、仕切板に設けられた孔を介して流通する。流通後の被処理液は、順次、第３槽（７３ｃ）から第７槽（７３ｇ）内を流通した後、第８槽（７３ｈ）に設けられた、入口７７によりも低所に設けられた出口７８から排出される。触媒カラム内に照射されたマイクロ波は、導波路７４並びにテフロン製仕切板７２を介して、触媒充填槽７３ａ〜７３ｈに充填された触媒に照射される。従って、触媒充填槽７３を側面に設けることによって、触媒層を薄く形成することができ、触媒層の奥までマイクロ波が届くようになり、触媒に万遍なくマイクロ波を照射することができる。これにより、マイクロ波照射面積を増やすことができ、出力されたマイクロ波を効率よく触媒層に当てることができる。また、本実施例では、触媒層が全周面に形成されており、第２、５、７槽では仕切板を介して触媒層が２層に形成され、また、第２、４、６槽にも触媒を充填できるので、触媒層に万遍なくマイクロ波を照射することができる。なお、第８槽は触媒を充填しても良いし、触媒を充填せずに微細な触媒屑のトラップ槽として使用すればフィルターが不要になる。

また、図７の例では、外壁７１及び流通孔を設けた底面は、マイクロ波を透過する耐熱性材料で形成されていても良いし、金属（耐食性に優れた真鋳、銅、青銅などの材質が好ましい）あるいはステンレス等の耐熱性の材料で構成されていても良い。

（実施例８）
次に、本発明に係るマイクロ波反応用の触媒カラムを用いて有機ハロゲン化合物を分解する分解処理方法を説明する。

本発明の触媒カラムを用いて分解処理する場合は、触媒カラム内に設けた触媒充填槽に触媒を充填し、該触媒充填槽に有機ハロゲン化合物を含む被処理液を流通すると共に、導波路の上方からマイクロ波を照射し、有機ハロゲン化合物を分解処理する。有機ハロゲン化合物を含む被処理液としては、水素供与体、アルカリ化合物、または溶媒などを少なくとも１種含み、有機ハロゲン化合物の分解用に供される種々の溶液を使用することができるが、有機ハロゲン化合物、水素供与体及びアルカリ化合物を含む混合液が好適である。かかる混合液を流通させることによって、難分解性のＰＣＢを短時間で分解処理することができるからである。有機ハロゲン化合物は、高濃度品であっても、油（鉱油、電気絶縁油、熱媒体用の油、潤滑油）等に微量ないし少量含まれている低濃度品であってもよく、また、有機ハロゲン化合物としてはＰＣＢのほか、ダイオキシン類等を挙げることができる。以下、ＰＣＢの分解処理を例に説明する。

分解処理を実施する場合は、ＰＣＢを含む絶縁油に、水素供与体としてイソプロピルアルコールを絶縁油比２０％程度、アルカリ物質としてＫＯＨを絶縁油比１％程度を添加して混合液を調製する。別途、触媒カラムを用意し、触媒としてＰｄ５％担持活性炭を充填し、触媒媒層を形成する。次に、調製された混合液を、触媒カラム内に調製された触媒層に導入し、触媒層を流通させた後、流通孔を介して排出させる。この際、触媒層の上方からマイクロ波を照射すると、触媒層を流通する混合液は、照射されるマイクロ波によって加熱された触媒と接触するので、非加熱の場合よりも速やかに有機ハロゲン化合物が分解する。

分解処理は、有機ハロゲン化合物が所定の濃度以下になるまで実施すればよいので、マイクロ波照射は必要に応じて行えばよく、その回数や時期、照射時間は限定されない。照射するマイクロ波の出力や周波数、照射方法は、特に限定されるものではなく、反応温度が所定の範囲に保持できるよう電気的に制御すればよいが、出力が低すぎる場合は分解効率が低下し、出力が高すぎる場合はマイクロ波の利用率が悪くなるため、電気的に制御しながら１０Ｗ〜２０ｋＷの範囲にするのが良い。マイクロ波の周波数は１〜３００ＧＨｚが望ましく、１ＧＨｚ未満又は３００ＧＨｚを超える周波数範囲では、触媒や水素供与体の加熱が不十分となる。マイクロ波の照射は連続照射、間欠照射のいずれの方法であってもよいが、電気的に制御しながら連続照射するのが好ましい。マイクロ波発振器としては、マグネトロン等のマイクロ波発振器や、固体素子を用いたマイクロ波発振器等を適宜用いることができる。

分解反応は不活性ガス中で行うことが、望ましくない副反応が起きないので好ましいが、自然雰囲気中で反応を行うこともできる。

触媒層の反応温度は２００℃以下に維持することが好ましく、より好ましくは１００℃以下、特に好ましくは１５〜８０℃の範囲である。反応温度１５℃以上であれば分解反応が進行するか、一方、２００℃を超える場合は副生物が生成し易くなり、経済性にも劣るものとなる。

触媒は有機ハロゲン化合物の分解触媒であればその種類は特に限定されないが、ＰＣＢの脱ハロゲン化反応を促進でき、触媒寿命が長く、かつ、アルカリ化合物存在下でも安定な触媒が好ましい。具体的には、複合金属酸化物、炭素結晶化合物、金属担持炭素化合物、金属担持酸化物、金属担持複合金属酸化物及び金属酸化物等が好ましく、中でも、アルカリ性雰囲気で安全性が高い点より、炭素結晶化合物、金属担持炭素化合物、金属担持酸化物及び金属担持複合酸化物が好ましい。特に、マイクロ波吸収性の高い金属担持炭素化合物が好ましい。これらの触媒は、単独で又は二種以上を任意に組合せて使用することができる。これらの再生触媒を使用してもよい。

前記の炭素結晶化合物としては、グラファイト、カーボンナノチューブ（金属を含むものと含まないものの双方が含まれる）、フラーレン等が挙げられる。

前記の金属担持炭素化合物、金属担持酸化物及び金属担持複合酸化物は、金属を担持した炭素化合物等であれば限定はされないが、その金属担持量が、触媒全量に対して０．１〜２０ｗｔ％、より好ましくは０．１〜１０ｗｔ％であるのがよい。担持される金属としては、例えば、鉄、銀、白金、ルテニウム、パラジウム、ロジウム等が挙げられるが、脱ハロゲン化効率を高める観点より、パラジウム、ルテニウム、白金が好ましい。金属担持炭素化合物の具体例としては、例えば、Ｐｄ／Ｃ（パラジウム担持炭素化合物）、Ｒｕ／Ｃ（ルテニウム担持炭素化合物）、Ｐｔ／Ｃ（白金担持炭素化合物）等が挙げられる。金属担持酸化物の具体例としては例えば、Ｐｄ／ＴｉＯ_２（パラジウム担持２酸化チタン）等が挙げられる。金属担持複合酸化物の具体例としては、例えば、Ｐｄ／ＳｉＯ_２・Ａｌ_２Ｏ_３（パラジウム担持シリカ−アルミナ）等が挙げられる。

上記の触媒は、粒状のものでもハニカム状のものでもよい。粒状の場合はカラムの上下をメッシュ等で固定する必要があり、その場合の粒子径は７５μｍ〜１０ｍｍが好ましい。触媒粒子は、できるだけ粒子径のそろったものがよい。

また、水素供与体としては、例えば、複素環式化合物、アミン系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物及び脂環式化合物等の有機系水素供与体が挙げられるが、安全性の観点より、アルコール系化合物、ケトン系化合物及び脂環式化合物が好ましく、安全性が高く低コストで入手可能であり、しかも反応制御が容易でＰＣＢ分解効率が高い点より、アルコール系化合物が特に好ましい。これらの水素供与体は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用しても良い。アルコール系化合物は、脂肪族アルコール、芳香族アルコールのいずれであってもよいが、これらの中でも、分解効率の点から２−プロパノール、シクロヘキサノールが特に好ましい。

また、アルカリ化合物としては、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化反応を促進しうるものであれば限定されないが、脱ハロゲン化効率を高める観点より、苛性ソーダ、苛性カリ、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、水酸化カルシウム等が好ましく、これらの中でも、コストやハンドリング性の観点より、苛性ソーダ、苛性カリが特に好ましい。アルカリ化合物は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用しても良い。

上記の水素供与体とアルカリ化合物を事前にプレ攪拌して、アルカリ化合物を水素供与体に溶解させたものを用意し、これと、有機ハロゲン化合物とを混合しても良い。

なお、水素供与体は、通常、低濃度の有機ハロゲン化合物を含む油等に対しては容量比で５〜５０％、高濃度の有機ハロゲン化合物に対しては容量比で５０〜１０００倍用いることが好ましく、アルカリ化合物は、通常、有機ハロゲン化合物に対して１．０〜１．５倍当量用いることが好ましい。

上記の分解処理方法によれば、有機ハロゲン化合物を迅速に分解できる。

以上、実施例を用いて本発明を説明したが、上記の実施例は本発明に係る一実施例を示すものであり、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

本発明に係るマイクロ波反応用の触媒カラムは、有機ハロゲン化合物を始めとする各種化合物の分解反応のほか、合成反応（酸化、還元、転位、重合）、抽出等の種々の化学反応に利用することができる。また、本発明の分解処理方法を用いてＰＣＢを含む絶縁油を分解処理した場合などは、分解処理後の油を回収し、後処理することにより、燃料などとして再利用することができるので、その実用的価値は大である。

本発明の実施例１に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成図である。本発明の実施例２に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成図である。本発明の実施例３に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの概略構成図である。本発明の実施例４に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの側面図である。本発明の実施例５に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの側面図である。本発明の実施例６に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの側面図である。本発明の実施例７に係るマイクロ波反応用の触媒カラムの断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。

符号の説明

１：マイクロ波発振器
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０：触媒カラム
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１：カラム外壁
１２、２２、４２、５２、６２：カラム内壁
１３、２３、３３、４３、５３、６３、７３：触媒充填槽
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４：導波路
４５、５５、６５、７５：流通孔
４６、５６、６６：穴の開いたテフロン板
２６、３７、７２：仕切板（テフロン板）
４８、５８、６８、７７：供給口

Claims

触媒との接触面の全部又は一部がマイクロ波透過性の耐熱性材料で構成され、かつ、導波路が形成されていることを特徴とするマイクロ波反応用の触媒カラム。
触媒カラムの中央部に導波路が形成されている、請求項１に記載のマイクロ波反応用の触媒カラム。
触媒カラムの外周面に沿って触媒充填槽を設け、中央部を触媒非充填空間とし、該触媒非充填空間を導波路として利用する、請求項１又は２に記載のマイクロ波反応用の触媒カラム。
触媒カラム内を仕切板で仕切って形成した触媒非充填空間に導波路が形成されている、請求項１に記載のマイクロ波反応用の触媒カラム。
前記マイクロ波反応が有機ハロゲン化合物の分解反応である、請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロ波反応用の触媒カラム。
請求項１〜５のいずれかに記載の触媒カラム内に触媒層を形成し、該触媒層に有機ハロゲン化合物を含む被処理液を流通すると共に、前記導波路の上方からマイクロ波を照射し、有機ハロゲン化合物を分解することを特徴とする分解処理方法。
前記被処理液が有機ハロゲン化合物、水素供与体及びアルカリ化合物を含む混合液で、前記有機ハロゲン化合物がポリ塩化ビフェニールである、請求項６に記載の分解処理方法。