JPH08332384A - Catalyst for decomposition of exhaust gas containing noxious organic compound, and exhaust gas treatment - Google Patents
Catalyst for decomposition of exhaust gas containing noxious organic compound, and exhaust gas treatmentInfo
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- JPH08332384A JPH08332384A JP7164538A JP16453895A JPH08332384A JP H08332384 A JPH08332384 A JP H08332384A JP 7164538 A JP7164538 A JP 7164538A JP 16453895 A JP16453895 A JP 16453895A JP H08332384 A JPH08332384 A JP H08332384A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、有機溶剤を使用する作
業所等から排出される、有害有機化合物を含有する排ガ
スを無害化および無臭化するための触媒及び該排ガスの
処理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst for detoxifying and deodorizing exhaust gas containing a harmful organic compound, which is discharged from a work place using an organic solvent, and a method for treating the exhaust gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】有機溶剤の使用や、有機化合物の焼却時
の不完全燃焼等により、有害有機化合物が大気中に放出
されると、人体に悪影響を及ぼし、さらには地球環境の
汚染原因となるため、各種の有機化合物除去方法が採用
されている。なかでも触媒を使用する接触酸化分解法
は、有害有機化合物を比較的低温で酸化分解し、無害な
炭酸ガスに変換して、無害化および無臭化するため、い
わゆるサーマルＮＯｘの発生がないことや、比較的小型
な装置ですむことから維持管理が容易であることなどに
より、広く採用されている。2. Description of the Related Art If a harmful organic compound is released into the atmosphere due to the use of an organic solvent or incomplete combustion during incineration of the organic compound, it will have a bad effect on the human body and cause pollution of the global environment. Therefore, various organic compound removal methods have been adopted. Among them, the catalytic oxidative decomposition method using a catalyst oxidizes and decomposes harmful organic compounds at a relatively low temperature and converts them into harmless carbon dioxide gas to make them harmless and odorless, so that so-called thermal NOx is not generated. It is widely used because it requires relatively small equipment and is easy to maintain.
【０００３】従来、接触酸化分解反応用触媒としては、
低温で高い酸化分解活性を有する、白金などの貴金属を
活性成分とし、アルミナなどの触媒担体に、担持させた
ものが使用されているが、これらのいわゆる貴金属系触
媒は、ハロゲンあるいはハロゲンを置換基として有する
有機化合物（以下含ハロゲン有機化合物という）等の被
毒物質に影響されやすく、排ガス中にこれらの被毒物質
が微量に混入するだけでも、酸化分解活性が大きく低下
するという欠点を有している。このため触媒の前段に、
被毒物質を捕捉吸着分解する前処理材を設置したり、被
毒物質が活性金属に接触しにくくするなどの、触媒設計
を行うなどの工夫がなされている。Conventionally, as a catalyst for catalytic oxidative decomposition reaction,
A noble metal such as platinum, which has a high oxidative decomposition activity at low temperatures, is used as an active ingredient supported on a catalyst carrier such as alumina. These so-called noble metal-based catalysts are halogens or halogen-containing substituents. It is easily affected by poisoning substances such as organic compounds (hereinafter referred to as halogen-containing organic compounds) and has the drawback that even if a trace amount of these poisoning substances is mixed in the exhaust gas, the oxidative decomposition activity is greatly reduced. ing. Therefore, before the catalyst,
Various measures have been taken, such as installing a pretreatment material that captures and adsorbs and decomposes poisonous substances, and makes it difficult for the poisoning substances to contact active metals.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒の
前段に捕捉吸着分解材（前処理材）を用いる方法では、
捕捉吸着分解材の寿命に限界があり、交換や再生などを
頻繁に行う必要がある。このため、処理費用が高くなる
ことや、維持管理が煩雑になるという欠点がある。However, in the method in which the trapping / adsorbing and decomposing material (pretreatment material) is used before the catalyst,
The life of the trapping / adsorbing and decomposing material is limited, and it is necessary to frequently replace or regenerate it. For this reason, there are disadvantages that the processing cost is high and the maintenance is complicated.
【０００５】また、被毒物質が活性金属に接触しにくく
なるように、触媒設計を行う方法では、有害有機化合物
との接触も起こりにくくなるため、反応温度を高くする
必要があり、触媒層を被覆する断熱層を厚くする必要が
あることや、装置材料の腐食が起こりやすくなるなどの
欠点がある。また触媒に使用される貴金属は、極めて高
価な物質であり、貴金属元素の含有量がわずかであって
も、触媒の価格は高価なものとなる。そのうえ複雑な触
媒調製により、触媒の製造コストはさらに高価なものと
なり、経済的な観点からしても好ましくない。Further, in the method of designing the catalyst so that the poisonous substance is less likely to come into contact with the active metal, it is less likely to come into contact with harmful organic compounds. There are drawbacks such as the need to thicken the heat insulating layer to be coated and the susceptibility to corrosion of equipment materials. In addition, the precious metal used for the catalyst is an extremely expensive substance, and even if the content of the precious metal element is small, the price of the catalyst becomes expensive. In addition, the complicated catalyst preparation increases the cost of producing the catalyst, which is not preferable from the economical point of view.
【０００６】本発明は、このような現状に鑑みなされた
ものであり、処理を行おうとする排ガスに対し、特に前
段の処理を必要とせず、低温で種々の有害有機物質に対
して、良好な酸化分解活性を有し、かつハロゲンガス、
含ハロゲン有機化合物が存在してもその活性が低下せ
ず、かつ安価な触媒及びそれを使用する排ガスの処理方
法を提案するものである。[0006] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and does not particularly require the preceding treatment for exhaust gas to be treated, and is excellent for various harmful organic substances at low temperatures. Has oxidative decomposition activity, and halogen gas,
The present invention proposes an inexpensive catalyst and a method for treating exhaust gas using the same, in which the activity of the halogen-containing organic compound does not decrease even if it is present.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題点を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成
した。即ち、本発明は、（１）マンガン、銅を含有する
複合酸化物あるいはマンガン、銅、鉄を含有する複合酸
化物を含有してなる有害有機化合物含有排ガス分解用触
媒、（２）マンガンイオン含有水溶液、あるいはマンガ
ンイオンと鉄イオンを含有する水溶液にアルカリ水溶液
を添加することによって前記各イオンを水酸化物とした
後、これに銅イオン含有水溶液を添加して得られる上記
（１）記載の触媒、（３）担体としてチタニアを使用し
てなる上記（１）または（２）記載の触媒、（４）有害
な有機化合物を含有する排ガスを上記（１）、（２）ま
たは（３）記載の触媒に接触させることを特徴とする排
ガスの処理方法に関する。The present inventors have completed the present invention as a result of extensive studies to solve the above problems. That is, the present invention includes (1) a catalyst for exhaust gas decomposition containing a harmful organic compound, which comprises a complex oxide containing manganese and copper or a complex oxide containing manganese, copper and iron, and (2) containing manganese ion The catalyst according to (1) above, which is obtained by adding an alkaline aqueous solution to an aqueous solution or an aqueous solution containing manganese ions and iron ions to form each of the ions into hydroxide, and then adding an aqueous solution containing copper ions to the hydroxide. , (3) The catalyst according to (1) or (2) above, which comprises using titania as a carrier, (4) the exhaust gas containing a harmful organic compound, according to (1), (2) or (3) above. The present invention relates to a method for treating exhaust gas, which is characterized by contacting with a catalyst.
【０００８】本発明の触媒は、一般に触媒毒となる物質
（例えば含ハロゲン有機化合物、硫黄化合物）が共存し
ても、各種の有害有機化合物を比較的低温度で酸化分解
し、かつ有害な一酸化炭素や窒素酸化物を、全く生成し
ないという特徴を有する。しかも、本発明の触媒は、寿
命が長いため、長期間にわたって触媒の交換等の保守作
業を必要としないという利点を有している。The catalyst of the present invention generally oxidizes and decomposes various harmful organic compounds at a relatively low temperature even when a substance that becomes a catalyst poison (for example, a halogen-containing organic compound or a sulfur compound) coexists, and is harmful. It has a characteristic that it does not generate carbon oxide or nitrogen oxide at all. Moreover, since the catalyst of the present invention has a long life, it has an advantage that maintenance work such as replacement of the catalyst is not required for a long period of time.
【０００９】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
触媒は、マンガン、銅を含有する複合酸化物あるいはマ
ンガン、銅、鉄を含有する複合酸化物を活性成分として
含有する。各成分の組成比は、目的の要求性能により、
適宜選択し得るが、それぞれの成分のモル比は、各原子
の比に換算して、通常マンガン：銅：鉄＝１：０．１〜
４：０〜４であり、好ましくはマンガン：銅：鉄＝１：
０．２〜２．５：０．１〜３である。The present invention will be described in detail below. The catalyst of the present invention contains a complex oxide containing manganese and copper or a complex oxide containing manganese, copper and iron as an active ingredient. The composition ratio of each component depends on the required performance
Although it can be appropriately selected, the molar ratio of each component is usually manganese: copper: iron = 1: 0.1 in terms of the ratio of each atom.
It is 4: 0 to 4, preferably manganese: copper: iron = 1: 1.
0.2-2.5: 0.1-3.
【００１０】本発明の触媒は更に必要により、ジルコニ
ウム、コバルト、ニッケル、スズ、アンチモン、ビスマ
ス、亜鉛、アルミニウム、セリウム、タングステン、
銀、パラジウム等の化合物（以下化合物（Ａ）という）
を１種または２種以上添加しても良いが、添加する場合
はマンガン化合物と混合、あるいは化合した形態で添加
するのが好ましい。これら化合物（Ａ）は、前記各金属
のモル比がマンガン１に対してそれぞれ０〜１０となる
量を使用する。The catalyst of the present invention may further contain zirconium, cobalt, nickel, tin, antimony, bismuth, zinc, aluminum, cerium, tungsten, if necessary.
Compounds such as silver and palladium (hereinafter referred to as compound (A))
One kind or two or more kinds may be added, but when it is added, it is preferable to add it in the form of being mixed with or compounding with the manganese compound. These compounds (A) are used in an amount such that the molar ratio of each metal is 0 to 10 relative to 1 manganese.
【００１１】また、本発明の触媒は、チタニアを担体と
して前記複合酸化物を担持、あるいは複合酸化物と混合
して用いることができる。チタニアは、その種類につい
ては特に限定されないが、粒径が小さく比表面積が大き
いものが好ましい。チタニアは、上記複合酸化物との混
合物において、通常０〜９５重量％、好ましくは０〜７
０重量％を占める量を使用する。Further, the catalyst of the present invention can be used by supporting the above-mentioned composite oxide with titania as a carrier or by mixing it with the composite oxide. The type of titania is not particularly limited, but those having a small particle size and a large specific surface area are preferable. Titania is usually 0 to 95% by weight, preferably 0 to 7 in a mixture with the above composite oxide.
An amount occupying 0% by weight is used.
【００１２】本発明の触媒の原料として用いる、マンガ
ン、銅、鉄の化合物としては、一般に入手可能な水溶性
化合物であれば、いずれの化合物も使用できる。これら
の化合物としては、種々の無機塩、有機塩が挙げられ
る。具体的には、コストや入手の容易さ、触媒性能等を
考えた場合、マンガン化合物としては好ましくは、炭酸
塩、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、塩酸塩、しゅう酸塩など
が挙げられる。これらのうち、特に好ましいものは、硝
酸マンガンである。銅化合物としては、好ましくは塩酸
塩、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩などが挙げられる。これら
のうち、特に好ましいものは、硝酸銅である。鉄化合物
としては、好ましくは、硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩、酢酸
塩などが挙げられる。これらのうち、特に好ましいもの
は硝酸第二鉄である。As the manganese, copper and iron compounds used as the raw material of the catalyst of the present invention, any of the commonly available water-soluble compounds can be used. Examples of these compounds include various inorganic salts and organic salts. Specifically, considering cost, availability, catalytic performance, etc., the manganese compound is preferably carbonate, nitrate, sulfate, acetate, hydrochloride, oxalate or the like. Of these, manganese nitrate is particularly preferable. Preferable examples of the copper compound include hydrochloride, nitrate, acetate, sulfate and the like. Among these, copper nitrate is particularly preferable. Preferable examples of iron compounds include nitrates, sulfates, hydrochlorides, acetates and the like. Of these, ferric nitrate is particularly preferred.
【００１３】本発明の触媒は、マンガン化合物及び銅化
合物、並びに必要により鉄化合物、前記化合物（Ａ）及
びチタニアを所定量含有する水溶液を必要によりアルカ
リ性にした後、これを蒸発乾固して得ることができるが
好ましくは、まずマンガン化合物を水に溶解し、必要に
より鉄化合物や、化合物（Ａ）の水溶液を、添加混合す
る。担体を加える場合は、これにチタニアを加え、水中
で攪拌しながらよく混合する。この混合液に、アンモニ
ア水などのアルカリ水溶液を加えて、ｐＨを７以上に調
整する。さらに、銅化合物の水溶液を加えてよく混合し
た後、アンモニア水を加えて、ｐＨを７以上に調整し、
次に加熱濃縮して蒸発乾固させる。こうして得られた固
体を、所定の温度で焼成して本発明の触媒を得る。触媒
調製時の原料添加方法としては、チタニアをアンモニア
水に懸濁し、これに攪拌しながらマンガン化合物の水溶
液、あるいは必要により、マンガンと、鉄化合物や化合
物（Ａ）の混合水溶液を、滴下混合しても良い。この場
合にも、銅化合物水溶液は別途調製し、後から添加する
ことが好ましい。加えるアルカリ水溶液としては、水酸
化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物や、水酸化バリ
ウム等のアルカリ土類金属水酸化物の水溶液を使用して
も構わないが、この場合にはアルカリ金属やアルカリ土
類金属が、生成する固形物中に残留しないように、水洗
などの方法で除去する必要がある。このため、加熱によ
り容易に除去できるアンモニア水を用いる方が簡便であ
る。The catalyst of the present invention is obtained by making an aqueous solution containing a manganese compound and a copper compound, and optionally an iron compound, the compound (A) and titania in a predetermined amount, alkaline, and then evaporating to dryness. However, preferably, the manganese compound is first dissolved in water, and if necessary, an iron compound and an aqueous solution of the compound (A) are added and mixed. When a carrier is added, titania is added to this and mixed well in water with stirring. An alkaline aqueous solution such as ammonia water is added to this mixed solution to adjust the pH to 7 or more. Furthermore, after adding an aqueous solution of a copper compound and mixing well, ammonia water is added to adjust the pH to 7 or more,
Then it is concentrated by heating and evaporated to dryness. The solid thus obtained is calcined at a predetermined temperature to obtain the catalyst of the present invention. As a method of adding a raw material at the time of preparing a catalyst, titania is suspended in ammonia water, and an aqueous solution of a manganese compound or, if necessary, a mixed aqueous solution of manganese and an iron compound or a compound (A) is dropped and mixed. May be. Also in this case, it is preferable that the copper compound aqueous solution is separately prepared and added later. As the alkaline aqueous solution to be added, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide such as barium hydroxide may be used. It is necessary to remove the metal group by a method such as washing with water so that the metal does not remain in the produced solid matter. Therefore, it is simpler to use ammonia water that can be easily removed by heating.
【００１４】触媒の焼成温度は、通常３００〜６００
℃、好ましくは３５０〜４７０℃である。これ以上の温
度では活性が低下する。また、焼成温度が低すぎると、
排ガス処理に使用中に、反応温度が焼成温度を超えてし
まい、触媒活性が変化する恐れがある。焼成時間は、２
〜５時間程度が好ましい。The calcination temperature of the catalyst is usually 300 to 600.
C., preferably 350 to 470.degree. At temperatures above this, activity decreases. Also, if the firing temperature is too low,
During use in exhaust gas treatment, the reaction temperature may exceed the calcination temperature, and the catalytic activity may change. Firing time is 2
It is preferably about 5 hours.
【００１５】以上のようにして得られた本発明の触媒
は、公知の方法で粉末状に粉砕し、使用しても良いが、
使用上制約がある場合には、公知の方法により、種々の
形に成形して用いることができ、その形状は特に限定さ
れない。例えば、顆粒状、ペレット状、ハニカム状、ボ
ール状に成形して、あるいは球状担体にコーティングし
て、使用することも可能である。粉末をペレット状等に
成形する場合、成形し易くするために、触媒の成形に通
常使用される結合剤（バインダー）を用いても構わな
い。The catalyst of the present invention obtained as described above may be pulverized into powder by a known method before use.
When there are restrictions in use, it can be formed into various shapes by a known method, and the shape is not particularly limited. For example, it can be used after being formed into a granular shape, a pellet shape, a honeycomb shape, a ball shape, or coated on a spherical carrier. When the powder is molded into pellets or the like, a binder (binder) usually used for molding the catalyst may be used in order to facilitate the molding.
【００１６】本発明の触媒で、酸化分解処理しようとす
る有害有機化合物としては、例えば、トルエン、ベンゼ
ン、スチレンなどの揮発性芳香族化合物、酢酸エチル、
酢酸ブチル等のエステル類、ホルマリン、アセトアルデ
ヒド、アクロレイン等のアルデヒド類、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン
類、プロピオン酸、ノルマル吉草酸、イソ吉草酸、ノル
マル酪酸、酢酸等の有機酸類、含ハロゲン有機化合物類
など、通常よく使用される揮発性有機化合物のほとんど
すべてを、挙げることができる。Examples of harmful organic compounds to be oxidatively decomposed by the catalyst of the present invention include volatile aromatic compounds such as toluene, benzene and styrene, ethyl acetate,
Butyl acetate and other esters, formalin, acetaldehyde, acrolein and other aldehydes, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and other ketones, propionic acid, normal valeric acid, isovaleric acid, normal butyric acid, acetic acid and other organic acids, Almost all commonly used volatile organic compounds can be mentioned, such as halogenated organic compounds.
【００１７】本発明の触媒は、上記で例示した有害有機
化合物を１種あるいは２種以上含む排ガスを酸化分解処
理することができる。排ガス中の酸素濃度としては、酸
化分解に必要とされる理論量の酸素があれば充分であ
り、一般には空気中の酸素量で充分であり、特に酸素の
付与は必要ない。また、排ガス中に水分が含まれていて
も、処理を行う上でなんら問題はない。The catalyst of the present invention can oxidatively decompose exhaust gas containing one or more of the harmful organic compounds exemplified above. As for the oxygen concentration in the exhaust gas, it is sufficient if the theoretical amount of oxygen required for oxidative decomposition is present, generally the amount of oxygen in the air is sufficient, and it is not particularly necessary to add oxygen. Further, even if the exhaust gas contains water, there is no problem in processing.
【００１８】本発明の処理方法における主要な反応は酸
化分解反応であるがこの酸化分解反応は、一定の温度以
上の温度で、行わせる必要がある。反応温度は、酸化分
解しようとする有機物の種類や、例えば排ガスを触媒を
充填し一定温度とした反応器に通過させる方法では、後
述する処理ガスの空間速度、排ガス中の有機物濃度、必
要とされる有機物の分解率などによるが、一般に触媒層
の浴温としては、１５０〜３５０℃が適当である。ま
た、適当な排ガス流量は、使用する触媒の形状、酸化分
解しようとする有機物の種類や濃度、必要とされる分解
率等によるが、触媒容積に対する空間速度［ＳＶ
（ｈ-1）＝排ガス流量（Ｌ・ｈ-1）／触媒容積（Ｌ）］
で表した場合、一般に１，０００〜４０，０００ｈ-1が
適当である。ペレット状等の触媒を使用する場合には、
排ガス流量が高すぎると、圧力抵抗が生じるため、排ガ
スを加圧して供給する必要が生じる。排ガス中の有機物
濃度としては、特に制限されないが、排ガス中に含まれ
る有機物の種類によっては、濃度が高すぎると酸化反応
による発熱により、反応温度が高くなりすぎることがあ
るため、注意が必要である。一般に有機物濃度として
は、２，０００ｐｐｍ以下とするのが好ましい。The main reaction in the treatment method of the present invention is an oxidative decomposition reaction, but this oxidative decomposition reaction must be carried out at a temperature above a certain temperature. The reaction temperature depends on the type of organic substance to be oxidatively decomposed, for example, in the method of passing exhaust gas through a reactor filled with a catalyst and having a constant temperature, the space velocity of the treatment gas described later, the organic substance concentration in the exhaust gas, and the required Generally, a suitable bath temperature for the catalyst layer is 150 to 350 ° C., although it depends on the decomposition rate of organic substances. The appropriate exhaust gas flow rate depends on the shape of the catalyst used, the type and concentration of the organic substance to be oxidatively decomposed, the required decomposition rate, and the like, but the space velocity [SV
(H −1 ) = flue gas flow rate (L · h −1 ) / catalyst volume (L)]
In general, 1,000 to 40,000 h -1 is suitable. When using a pelletized catalyst,
If the flow rate of the exhaust gas is too high, pressure resistance will occur, and it will be necessary to pressurize and supply the exhaust gas. The concentration of organic matter in the exhaust gas is not particularly limited, but depending on the type of organic matter contained in the exhaust gas, if the concentration is too high, the reaction temperature may become too high due to the heat generated by the oxidation reaction, so caution is required. is there. Generally, the organic matter concentration is preferably 2,000 ppm or less.
【００１９】本発明の触媒は、各種の有害有機物を酸化
分解することができ、一般に酸化分解されにくいとされ
ている芳香族化合物、例えばトルエンを５００ｐｐｍ含
む排ガスも、ＳＶ＝１８，０００ｈ-1の条件では、触媒
層浴温が２５０℃以下で、９９．９％以上の分解率で処
理することができる。このときの分解生成物としては、
無害で無臭な二酸化炭素と水等であり、有害な一酸化炭
素、窒素酸化物は全く生成しない。このため悪臭を有す
る有機物、たとえば各種エステル類、各種アルデヒド
類、各種ケトン類、各種有機酸、各種芳香族化合物等を
含む排ガスの、臭気除去を行う目的にも、適用すること
ができる。The catalyst of the present invention is capable of oxidatively decomposing various harmful organic substances, and an exhaust gas containing 500 ppm of an aromatic compound which is generally considered to be hardly oxidatively decomposed, for example, toluene of 500 ppm, has an SV of 18,000 h -1 . Under the conditions, the catalyst layer bath temperature is 250 ° C. or less, and the treatment can be performed at a decomposition rate of 99.9% or more. As the decomposition products at this time,
It is harmless and odorless, such as carbon dioxide and water, and produces no harmful carbon monoxide or nitrogen oxides. Therefore, it can be applied to the purpose of removing the odor of exhaust gas containing an offensive odorous organic matter such as various esters, various aldehydes, various ketones, various organic acids, and various aromatic compounds.
【００２０】[0020]
【実施例】実施例によって、本発明を更に具体的に説明
するが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。また、以下の実施例では、有機化合物を含む
ガスを、触媒を充填し一定温度とした反応器に、通過さ
せる方法で試験を行い、有機化合物の反応器入口での濃
度、および反応器出口での濃度を測定し、有機化合物分
解率を算定した。EXAMPLES The present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, a gas containing an organic compound is passed through a reactor filled with a catalyst and having a constant temperature, and a test is conducted by a method of passing the concentration of the organic compound at the reactor inlet, and at the reactor outlet. Was measured, and the decomposition rate of organic compounds was calculated.
【００２１】実施例１ （Ａ）触媒の調製 チタニア（デグッサ社製 Ｐ−２５）４５ｇを水１５０
０ｍｌに加え、良く攪拌して懸濁させる。これに２８％
アンモニア水６８ｍｌを、攪拌しながら徐々に加える。
別のビーカーに硝酸マンガン・六水塩１４６．１ｇ、お
よび硝酸第二鉄・九水塩１０２．８ｇをとり、５００ｍ
ｌの水に溶解させてから、上記のチタニア懸濁液に、攪
拌しながら滴下混合する。滴下が終了してから、３０分
間攪拌を続けた後、２８％アンモニア水８０ｍｌを加
え、さらに５分間攪拌する。これに、硝酸銅・三水塩１
２２．９ｇを５００ｍｌの水に溶解した溶液を、攪拌し
ながら徐々に添加する。その後混合液のｐＨが８になる
ように、少量のアンモニア水を加えて調整する。室温で
３０分間攪拌を続けた後、水浴上で加熱濃縮して乾固す
る。得られた固体を２７０℃で約１０時間加熱した後、
さらに３６０℃で４時間焼成する。こうして得られた、
元素モル比、Ｍｎ：Ｆｅ：Ｃｕ＝１：０．５：１、チタ
ニア含有比率＝３０重量％の組成を有する本発明の触媒
を粉砕し、２．３６〜０．８５ｍｍに篩分して、以下の
評価試験に使用した。Example 1 (A) Preparation of catalyst 45 g of titania (P-25 manufactured by Degussa) was added to 150 parts of water.
Add to 0 ml and stir well to suspend. 28% to this
68 ml of ammonia water is gradually added with stirring.
In a separate beaker, put 146.1 g of manganese nitrate hexahydrate and 102.8 g of ferric nitrate nonahydrate, 500 m
After being dissolved in 1 l of water, the above titania suspension is added dropwise while stirring. After the dropping is completed, stirring is continued for 30 minutes, 80 ml of 28% ammonia water is added, and the mixture is further stirred for 5 minutes. To this, copper nitrate trihydrate 1
A solution of 22.9 g dissolved in 500 ml of water is gradually added with stirring. After that, a small amount of aqueous ammonia is added to adjust the pH of the mixed solution to 8. After continuing stirring at room temperature for 30 minutes, the mixture is heated on a water bath to be concentrated to dryness. After heating the resulting solid at 270 ° C. for about 10 hours,
Further, it is baked at 360 ° C. for 4 hours. Thus obtained,
The catalyst of the present invention having a composition of element molar ratio, Mn: Fe: Cu = 1: 0.5: 1, titania content ratio = 30% by weight was pulverized and sieved to 2.36 to 0.85 mm, It was used for the following evaluation tests.
【００２２】（Ｂ）評価試験 上記で得た触媒を、円筒状のパイレックスガラス製反応
管に充填し、以下の処理条件で、評価試験を行った。触
媒層入口および出口における、ガス中の有機物濃度、一
酸化炭素（ＣＯ）濃度、二酸化炭素（ＣＯ2 ）濃度の測
定は、ガスクロマトグラフにより行い、窒素酸化物濃度
の測定は、ＮＯｘメーターにより行った。 なお、ＮＯ
ｘ生成率は触媒層入口の窒素原子基準で算出し、ＣＯ、
ＣＯ2 生成率は、触媒層入口の有機化合物中に含まれ
る、炭素原子を基準にして算出した。 （Ｂ−１）トルエンの酸化分解 空間速度 １８，０００ｈ-1 トルエン濃度 ５００ｐｐｍ 触媒層浴温 ２２０、２４０℃ 試験結果 触媒層浴温 トルエン分解率 ＣＯ2 生成率 ＣＯ生成率 ２２０℃ ９４．７％ ９５．１％ ０％ ２４０℃ ＞９９．９％ ＞９９．９ ％ ０％(B) Evaluation test The catalyst obtained above was filled in a cylindrical Pyrex glass reaction tube, and an evaluation test was conducted under the following processing conditions. At the inlet and outlet of the catalyst layer, the concentrations of organic substances, carbon monoxide (CO), and carbon dioxide (CO 2 ) in the gas were measured by a gas chromatograph, and the nitrogen oxide concentration was measured by a NOx meter. . Note that NO
The x generation rate is calculated on the basis of nitrogen atoms at the catalyst layer inlet, and CO,
The CO 2 production rate was calculated based on the carbon atoms contained in the organic compound at the inlet of the catalyst layer. (B-1) Oxidative decomposition of toluene Space velocity 18,000h -1 Toluene concentration 500ppm Catalyst layer bath temperature 220, 240 ° C Test result Catalyst layer bath temperature Toluene decomposition rate CO 2 production rate CO production rate 220 ° C 94.7% 95 .1% 0% 240 ° C.>99.9%> 99.9% 0%
【００２３】（Ｂ−３）塩化メチル共存下でのトルエン
の酸化分解 空間速度 ６，０００ｈ-1 トルエン濃度 ５００ｐｐｍ 塩化メチル濃度 ５０ｐｐｍ 触媒層浴温 ２５０℃ 試験結果 トルエン分解率 塩化メチル分解率 ＣＯ2 生成率 ＣＯ生成率 ＞９９．９％ ９６．７％ ９９．７％ ０％(B-3) Oxidative Decomposition of Toluene in the Presence of Methyl Chloride Space Velocity 6,000 h -1 Toluene Concentration 500 ppm Methyl Chloride Concentration 50 ppm Catalyst Layer Bath Temperature 250 ° C. Test Results Toluene Decomposition Rate Methyl Chloride Decomposition Rate CO 2 Generation Rate CO generation rate> 99.9% 96.7% 99.7% 0%
【００２４】（Ｂ−３）硫化水素共存下でのトルエンの
酸化分解 空間速度 ６，０００ｈ-1 トルエン濃度 ５００ｐｐｍ 硫化水素濃度 ５０ｐｐｍ 触媒層浴温 ２５０℃ 試験結果 トルエン分解率 硫化水素分解率 ＣＯ2生成率 ＣＯ生成率 ９９．１％ ＞９９．９％ ９９．３％ ０％(B-3) Oxidative Decomposition of Toluene in the Presence of Hydrogen Sulfide Space Velocity 6,000h -1 Toluene Concentration 500ppm Hydrogen Sulfide Concentration 50ppm Catalyst Layer Bath Temperature 250 ° C Test Results Toluene Decomposition Rate Hydrogen Sulfide Decomposition Rate CO 2 Generation Rate CO production rate 99.1%> 99.9% 99.3% 0%
【００２５】実施例２ （Ａ）触媒の調製 硝酸マンガン・六水塩１２０．７ｇを、１０００ｍｌの
水に溶解し、これに酸化チタン３０ｇを添加し、良く攪
拌して懸濁させる。攪拌しながら、アンモニア水を徐々
に加えて、混合液のｐＨを８に調整する。さらに１５分
間攪拌した後、これに、硝酸銅・三水塩１０１．６ｇ
を、２００ｍｌの水に溶解した溶液を、攪拌しながら徐
々に添加する。アンモニア水を加えて、混合液のｐＨを
８に調整した後、室温で３０分間攪拌を続ける。この混
合液を、水浴上で加熱濃縮して乾固する。得られた固体
を、２７０℃で約１０時間加熱した後、さらに４５０℃
で４時間焼成する。こうして得られた、元素モル比、Ｍ
ｎ：Ｃｕ＝１：１、チタニア含有比率＝３０重量％の組
成を有する本発明の触媒を粉砕し、２．３６〜０．８５
ｍｍに篩分して、以下の評価試験に使用した。Example 2 (A) Preparation of catalyst 120.7 g of manganese nitrate hexahydrate was dissolved in 1000 ml of water, and 30 g of titanium oxide was added to the solution, followed by stirring well to suspend. While stirring, aqueous ammonia is gradually added to adjust the pH of the mixed solution to 8. After stirring for another 15 minutes, 101.6 g of copper nitrate / trihydrate
Is slowly added with stirring to a solution dissolved in 200 ml of water. Ammonia water is added to adjust the pH of the mixed solution to 8, and stirring is continued at room temperature for 30 minutes. The mixture is concentrated by heating on a water bath to dryness. After heating the obtained solid at 270 ° C. for about 10 hours, it is further heated at 450 ° C.
Bake for 4 hours. The element molar ratio, M, thus obtained
A catalyst of the present invention having a composition of n: Cu = 1: 1 and a titania content ratio = 30% by weight was crushed to obtain 2.36 to 0.85.
It was sieved to mm and used for the following evaluation tests.
【００２６】（Ｂ）評価試験 実施例１と同様にして、以下の処理条件で、評価試験を
行った。 （Ｂ−１）トルエンの酸化分解 空間速度 １８，０００ｈ-1 トルエン濃度 ５００ｐｐｍ 触媒層浴温 ２２０、２５０℃ 試験結果 触媒層浴温 トルエン分解率 ＣＯ2 生成率 ＣＯ生成率 ２２０℃ ９３．０％ ９０．６％ ０％ ２５０℃ ＞９９．９％ ＞９９．９％ ０％(B) Evaluation Test An evaluation test was conducted in the same manner as in Example 1 under the following processing conditions. (B-1) Oxidative decomposition of toluene Space velocity 18,000h -1 Toluene concentration 500ppm Catalyst layer bath temperature 220, 250 ° C Test results Catalyst layer bath temperature Toluene decomposition rate CO 2 production rate CO production rate 220 ° C 93.0% 90 0.6% 0% 250 ° C>99.9%> 99.9% 0%
【００２７】（Ｂ−２）酢酸エチルの酸化分解 空間速度 １８，０００ｈ-1 酢酸エチル濃度 ６００ｐｐｍ 触媒層浴温 １９０、２１０℃ 試験結果 触媒層浴温 酢酸エチル分解率 ＣＯ2 生成率 ＣＯ生成率 １９０℃ ９９．６％ ９９．５％ ０％ ２１０℃ ＞９９．９％ ＞９９．９％ ０％(B-2) Oxidative decomposition of ethyl acetate Space velocity 18,000h -1 Ethyl acetate concentration 600ppm Catalyst layer bath temperature 190, 210 ° C Test results Catalyst layer bath temperature Ethyl acetate decomposition rate CO 2 production rate CO production rate 190 ℃ 99.6% 99.5% 0% 210 ℃ ＞ 99.9% ＞ 99.9% 0%
【００２８】（Ｂ−３）メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
の酸化分解 空間速度 １８，０００ｈ-1 酢酸エチル濃度 ７００ｐｐｍ 触媒層浴温 １９０、２００℃ 試験結果 触媒層浴温 ＭＥＫ分解率 ＣＯ2 生成率 ＣＯ生成率 １９０℃ ９９．８％ ９８．９％ ０％ ２００℃ ＞９９．９％ ＞９９．９％ ０％(B-3) Methyl ethyl ketone (MEK)
Decomposition space velocity 18,000h -1 Ethyl acetate concentration 700ppm Catalyst layer bath temperature 190, 200 ℃ Test result Catalyst layer bath temperature MEK decomposition rate CO 2 production rate CO production rate 190 ℃ 99.8% 98.9% 0% 200 ° C>99.9%> 99.9% 0%
【００２９】実施例３ （Ａ）触媒の調製 チタニア４１．６ｇ、硝酸マンガン・六水塩８３．４
ｇ、硝酸第二鉄・九水塩１２１．２ｇ、硝酸銅・三水塩
１４５．０ｇを使用した以外は実施例１と同様にして、
元素モル比、Ｍｎ：Ｆｅ：Ｃｕ＝１：１：２、チタニア
含有比率＝３０重量％の組成を有する本発明の触媒を調
製し、２．３６〜０．８５ｍｍに篩分して、以下の評価
試験に用いた。Example 3 (A) Preparation of catalyst 41.6 g of titania, 83.4 of manganese nitrate hexahydrate
g, ferric nitrate / nodecahydrate 121.2 g, and copper nitrate / trihydrate 145.0 g were used in the same manner as in Example 1,
A catalyst of the present invention having a composition with an element molar ratio of Mn: Fe: Cu = 1: 1: 2 and a titania content ratio of 30% by weight was prepared and sieved to 2.36 to 0.85 mm. It was used for the evaluation test.
【００３０】（Ｂ）触媒の評価試験 実施例１と同様にして、以下の処理条件で、評価試験を
行った。 （Ｂ−１）トルエンの酸化分解 空間速度 ６，０００ｈ-1 トルエン濃度 ５００ｐｐｍ 触媒層浴温 ２１０℃ 試験結果 触媒層浴温 トルエン分解率 ＣＯ2 生成率 ＣＯ生成率 ２１０℃ ＞９９．９％ ＞９９．９％ ０％(B) Evaluation Test of Catalyst An evaluation test was conducted in the same manner as in Example 1 under the following processing conditions. (B-1) Oxidative decomposition of toluene Space velocity 6,000 h −1 Toluene concentration 500 ppm Catalyst layer bath temperature 210 ° C. Test result Catalyst layer bath temperature Toluene decomposition rate CO 2 production rate CO production rate 210 ° C.>99.9%> 99 .9% 0%
【００３１】実施例４ チタニアを使用せずに、硝酸マンガン・六水塩２１５．
３ｇ、硝酸第二鉄・九水塩１５１．５ｇ、硝酸銅・三水
塩１８１．３ｇを使用した以外は実施例２と同様にし
て、元素モル比、Ｍｎ：Ｆｅ：Ｃｕ＝１：０．５：１の
組成を有する本発明の触媒を調製し、２．３６〜０．８
５ｍｍに篩分して、以下の評価試験に用いた。Example 4 Manganese nitrate hexahydrate 215.
3 g, ferric nitrate / nodecahydrate 151.5 g, and copper nitrate / trihydrate 181.3 g were used in the same manner as in Example 2, and the element molar ratio, Mn: Fe: Cu = 1: 0. A catalyst of the present invention having a composition of 5: 1 was prepared and 2.36-0.8
It was sieved to 5 mm and used for the following evaluation tests.
【００３２】（Ｂ）触媒の評価試験 実施例１と同様にして、以下の処理条件で、評価試験を
行った。 （Ｂ−１）トルエンの酸化分解 空間速度 １８，０００ｈ-1 トルエン濃度 ５００ｐｐｍ 触媒層浴温 ２２０、２４０℃ 試験結果 触媒層浴温 トルエン分解率 ＣＯ2生成率 ＣＯ生成率 ＮＯｘ生成 率 ２２０℃ ９９．８％ ９８．８％ ０％ ０％ ２４０℃ ＞９９．９％ ＞９９．９％ ０％ ０％(B) Evaluation Test of Catalyst An evaluation test was conducted in the same manner as in Example 1 under the following processing conditions. (B-1) Oxidative decomposition of toluene Space velocity 18,000h -1 Toluene concentration 500ppm Catalyst layer bath temperature 220, 240 ° C Test results Catalyst layer bath temperature Toluene decomposition rate CO 2 production rate CO production rate NOx production rate 220 ° C 99. 8% 98.8% 0% 0% 240 ° C>99.9%> 99.9% 0% 0%
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明の触媒は、難分解性の芳香族化合
物や、悪臭を有するエステル類、アルデヒド類、ケトン
類、有機酸類、含ハロゲン有機化合物類など、ほとんど
すべての有害有機化合物を、３５０℃以下の比較的低い
触媒層浴温で、簡便な方法により、無害化かつ無臭化す
ることができる。また、一般に触媒活性に悪影響を与え
るとされている、ハロゲン化合物や、硫黄化合物が共存
している有害有機物を含む排ガスであっても、同様に酸
化分解処理することができるため、各種の揮発性有機化
合物や、各種の有機溶剤を使用する工場、作業所など
で、溶媒除去、乾燥工程、室内換気などにより排出され
る有機化合物を含む排ガスを処理するのに好適である。EFFECTS OF THE INVENTION The catalyst of the present invention is capable of treating almost all harmful organic compounds such as hardly decomposable aromatic compounds, malodorous esters, aldehydes, ketones, organic acids and halogen-containing organic compounds. With a relatively low catalyst layer bath temperature of 350 ° C. or lower, detoxification and deodorization can be achieved by a simple method. Further, since it is generally said that the halogen compound or the exhaust gas containing the harmful organic substance in which the sulfur compound coexists, which is said to have a bad influence on the catalytic activity, it can be similarly oxidized and decomposed, so that various volatile substances are volatile. It is suitable for treating an exhaust gas containing an organic compound and an organic compound discharged by a solvent removal, a drying process, indoor ventilation, etc., in a factory, a work place or the like that uses various organic solvents.
Claims (4)
はマンガン、銅、鉄を含有する複合酸化物を含有してな
る有害有機化合物含有排ガス分解用触媒。1. A catalyst for decomposing exhaust gas containing a harmful organic compound, which comprises a complex oxide containing manganese and copper or a complex oxide containing manganese, copper and iron.
ガンイオンと鉄イオンを含有する水溶液にアルカリ水溶
液を添加することによって前記各イオンを水酸化物とし
た後、これに銅イオン含有水溶液を添加して得られる請
求項１記載の触媒。2. A manganese ion-containing aqueous solution or an aqueous solution containing manganese ions and iron ions is added with an alkaline aqueous solution to form each of the above-mentioned ions into hydroxide, and then a copper ion-containing aqueous solution is added to obtain The catalyst according to claim 1, which is
１または２記載の触媒。3. The catalyst according to claim 1, wherein titania is used as a carrier.
項１、２または３記載の触媒に接触させることを特徴と
する排ガスの処理方法。4. A method for treating exhaust gas, which comprises contacting exhaust gas containing a harmful organic compound with the catalyst according to claim 1, 2 or 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7164538A JPH08332384A (en) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | Catalyst for decomposition of exhaust gas containing noxious organic compound, and exhaust gas treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7164538A JPH08332384A (en) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | Catalyst for decomposition of exhaust gas containing noxious organic compound, and exhaust gas treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08332384A true JPH08332384A (en) | 1996-12-17 |
Family
ID=15795069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7164538A Pending JPH08332384A (en) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | Catalyst for decomposition of exhaust gas containing noxious organic compound, and exhaust gas treatment |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08332384A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1634713A1 (en) * | 2004-09-14 | 2006-03-15 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording apparatus |
| JP2006068662A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Nippon Shokubai Co Ltd | Treatment method for exhaust gas containing odor component |
| CN105413704A (en) * | 2014-09-22 | 2016-03-23 | 中国石化扬子石油化工有限公司 | Preparation method for CuCoMnFe/TiO2 catalyst for carboxylate catalytic combustion |
| KR20190058159A (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-29 | 엘지전자 주식회사 | Volatile organic compound decomposition catalyst |
| CN113663668A (en) * | 2021-09-01 | 2021-11-19 | 南大恩洁优环境技术(江苏)股份公司 | Carbon fiber loaded room temperature catalyst for VOCs purification and preparation method thereof |
-
1995
- 1995-06-08 JP JP7164538A patent/JPH08332384A/en active Pending
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