專利名稱：含二噁英廢氣的處理方法和抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含二噁英廢氣的處理方法和抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物，更具體地說，本發(fā)明涉及從間歇操作型的固體廢物焚燒設(shè)備，例如機械間歇型焚燒爐或半連續(xù)型焚燒爐以及連續(xù)操作型固體廢物焚燒設(shè)備排放的含二噁英廢氣的處理方法和抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物。最具體地說，本發(fā)明涉及可抑制在燃燒室后的下游部分和除塵器之間的廢氣冷卻過程中，或由于在間歇操作型焚燒設(shè)備開動或關(guān)閉時在煙道或除塵器中低溫燃燒的貯存作用產(chǎn)生二噁英的含二噁英廢氣的處理方法，該方法不用大規(guī)模的焚燒設(shè)備或裝置更新和設(shè)備投資，和抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物。
當(dāng)進行廢物處理時，各種各樣的廢物，例如城市固體廢物或其它的廢物可以分成為可用的廢物和其它的廢物。在可利用的廢物作為有效資源回收后，剩余的可燃燒廢物通常焚燒。廢物處理所使用的焚燒爐按操作時間為一天可分為四種類型(即機械間歇型焚燒爐、固定間歇型焚燒爐、半連續(xù)型焚燒爐和全連續(xù)型焚燒爐)。在日本，這些焚燒爐的約24％是大規(guī)模連續(xù)操作型。然而，廢物焚燒仍使用間歇操作型焚燒設(shè)備，例如機械間歇型焚燒爐或半連續(xù)型焚燒爐進行。
目前，從廢物焚燒設(shè)備排出的廢氣中含有的二噁英產(chǎn)生了嚴(yán)重的社會問題。人們認(rèn)為，二噁英是由于在燃燒室內(nèi)的不完全燃燒或在燃燒室后的下游部分和除塵器之間廢氣的冷卻過程中產(chǎn)生的。二噁英有巨毒，被認(rèn)為是致癌物質(zhì)。而且，在自然環(huán)境中，二噁英不分解，因此，當(dāng)通過水或食品進入人體時，二噁英會積累在人體內(nèi)。因此之故，必須使產(chǎn)生的二噁英盡可能的少。
在連續(xù)操作型固體廢物焚燒設(shè)備中，在高溫下，固體廢物可以在其燃燒室中連續(xù)焚燒，所以易進行完全燃燒，其結(jié)果是在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生二噁英的量被限在一低值。但是，據(jù)報導(dǎo)，在燃燒室后的下游部分和除塵器之間的冷卻過程中，由于所謂的“從頭合成”產(chǎn)生二噁英(H．Huang等．，“Chemosphere”，31，4099(1995))。甚至連續(xù)操作型固體廢物焚燒設(shè)備仍未能明顯阻止在燃燒室后的下游部分和除塵器之間的冷卻過程中二噁英的產(chǎn)生。
在間歇操作型焚燒設(shè)備中，與連續(xù)操作型設(shè)備相似，在燃燒室后的下游部分和除塵器之間廢氣冷卻過程中易于產(chǎn)生二噁英。
特別是，間歇操作型焚燒設(shè)備按預(yù)定的時間間隔運行。因此，從焚燒爐開動直到穩(wěn)態(tài)運行需要花幾小時。在每次開動操作時，都產(chǎn)生低溫燃燒條件，在低溫條件下易于產(chǎn)生二噁英。當(dāng)焚燒爐停止時，一部分固體廢物繼續(xù)發(fā)煙燃燒，同時也產(chǎn)生不完全燃燒。在這種情況下，當(dāng)焚燒爐再次開動時，由于在前一天焚燒爐關(guān)閉時和在第二天開動時不完全燃燒產(chǎn)生的未燃燒物質(zhì)仍保留在焚燒爐的煙道內(nèi)或除塵器內(nèi)。因此，已經(jīng)指出存在一個缺點，焚燒爐開動幾小時后，即使象200℃以下這樣低的廢氣溫度，也產(chǎn)生從頭合成二噁英然后排入廢氣的這種所謂貯存現(xiàn)象并持續(xù)幾個小時(參考Kawakami，Mtsuzawa and Tanaka，“Proceeging of the 5thannual Conference of Japan Society of Waste ManagementExperts”，P．264(1994))。因此，據(jù)報導(dǎo)，間歇操作型焚燒爐設(shè)備與傳統(tǒng)的連續(xù)操作型焚燒爐設(shè)備相比產(chǎn)生大量的二噁英。
從廢物焚燒爐產(chǎn)生的二噁英的量在法律上有嚴(yán)格的限制。衛(wèi)生和福利部制定了用下文稱連續(xù)操作型焚燒設(shè)備代替間歇操作型焚燒設(shè)備的計劃。而且，按照1997年12月1日實施的“空氣污染控制法規(guī)”，已調(diào)整了從焚燒爐排出的二噁英量的上限。在今后5年內(nèi)如果達不到這個上限(根據(jù)焚燒設(shè)備的規(guī)模，新焚燒爐0．1-5 ngTEQ／Nm3，現(xiàn)有的焚燒爐1-10ngTEQ／Nm3，)，不達標(biāo)的焚燒爐必須報廢。
然而，由于地方政府的財政問題等，難以報廢現(xiàn)有的不合格的焚燒爐而用建造的新焚燒爐代替。為此之故，已經(jīng)研究出了一種克服調(diào)整的方法同時繼續(xù)利用現(xiàn)有的焚燒爐。
所以，人們強烈要求提供處理廢氣的一種方法，以便阻止二噁英的產(chǎn)生，不用大規(guī)模的更新焚燒設(shè)備或裝置和設(shè)備投資。
至今，作為廢物焚燒時產(chǎn)生的二噁英的吸收或分解的有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)，已經(jīng)報導(dǎo)了各種各樣的方法。例如，在如鐵氧化物的催化劑存在下，通過在200-550℃加熱分解至少有5個碳原子的多鹵代芳烴化合物的方法(日本特許公報(KOKOKU)6-38863號(1994))；通過在含鐵氧化物的催化劑存在下，在300-700℃溫度加熱處理從廢氣中除去鹵代芳烴化合物或類似物或減少鹵代芳烴化合物量的方法(日本特許公開(KOAKI)2-280816(1990))；在焚燒爐中，在碳酸鈣顆粒和鐵氧化物顆粒共存在下，進行廢物焚燒的方法(日本特許公開(KOAKI)8-82411(1996))；把氫氧化鈣粉末和活性炭粉末的混合物加入在焚燒爐中的排放的煙氣中的方法(日本特許公開(KOAKI)11-63467(1999))；把由氫氧化鈣和多孔的無機氧化物物料(選自由粘土礦物例如硅酸、硅鋁酸鹽、硅酸鎂、合成硅酸、合成硅鋁酸鹽、合成硅酸鎂、酸性粘土、活性粘土、高嶺土、膨潤土、水鋁英石和硅藻土；和這些粘土物料通過用酸處理除去其中的鋁和鎂之類的雜質(zhì)得到的物質(zhì)組成的組中的至少一種物料)組成的發(fā)泡劑加入通過焚燒爐煙道的廢氣中的方法(日本特許公開(KOAKI)11-33343(1999))；利用氫氧化鈣基反應(yīng)清潔劑的凈化廢氣的方法(日本專利2602085號)；等等。
此外，作為將廢物與鐵氧化物或類似物預(yù)先混合然后焚燒該廢物的方法，有在酸氣中和劑、鐵氧化物顆粒等的共存在下，在不低于850℃的溫度燃燒可燃燒的廢物的已知方法(日本特許公開(KOAKI)8-270924(1996))；和在氫氧化鐵顆?；蜩F氧化物顆粒和不超過預(yù)定量的硫和鈉的共存在下，在焚燒爐中燃燒廢物的方法(日本特許公開(KOAKI)9-89228(1997))。
然而，雖然已經(jīng)要求提供抑制廢物焚燒爐產(chǎn)生二噁英的廢氣處理方法，但是，上述的方法仍不能滿足要求。
也就是說，在日本特許公報(KOKOKU)6-38863(1994)所述的方法中，在焚燒爐中產(chǎn)生的在飄塵中的多鹵代環(huán)烷基化合物和多鹵代芳烴化合物在固定床被催化劑例如鐵氧化物、碳酸鈣或碳酸鈉分解。但是，這種方法不能完全除去二噁英，且要求大量的裝置和設(shè)備投資費用去建造在焚燒爐的后面步驟中把飄塵轉(zhuǎn)換成無害物質(zhì)的設(shè)備。所以，這種建造實際上幾乎是不可能的。
在日本特許公開(KOAKI)2-280816(1990)所述的方法中，在氨加入含鹵代芳烴化合物后，在固定床中，在含鐵氧化物催化劑存在下，鹵代芳烴化合物被分解。然而，在廢物焚燒爐的后面步驟中建造這樣復(fù)雜的設(shè)施也要求大量的裝置和設(shè)備投資費用。
在日本特許公開(KOAKI)2-82411(1990)所述的方法中，在焚燒爐中，鐵氧化物顆粒和碳酸鈣顆粒與固體廢物共存。在這個方法中，雖然在焚燒爐的燃燒室中產(chǎn)生的二噁英被抑制，但是不能夠有效地阻止在燃燒室后的下游部分和除塵器之間廢氣冷卻過程中產(chǎn)生二噁英和二噁英前體。
在日本特許公開(KOAKI)11-63467(1999)和11-33343(1999)以及日本專利2602085號中，描述了活性炭、多孔無機氧化物物料等吸收有害物質(zhì)的技術(shù)。但是不能夠顯著地阻止二噁英的產(chǎn)生。而且，為將用過的吸收劑轉(zhuǎn)換成無害的物質(zhì)要求大量的處理費用。
在日本特許公開(KOAKI)8-270924(1996)和9-89228(1997)號所述的方法中，要求將固體廢物與鐵氧化物進行預(yù)混合等。但是從所使用的焚燒爐的結(jié)構(gòu)來看，難以抑制在燃燒室后的下游部分和除塵器之間廢氣的冷卻過程中，或由于在間歇操作型焚燒設(shè)備開動或關(guān)閉時在煙道中或集塵器形成的低溫燃燒的貯存作用產(chǎn)生的二噁英。
同時，利用含不超過預(yù)定量的硫或鈉的鐵氧化物氫氧化物顆粒或鐵氧化物顆粒的方法中(日本特許公開(KOAKI)0-89228(1997))，在焚燒爐穩(wěn)態(tài)操作的高溫下，顯示出鐵氧化物氫氧化物顆?；蜩F氧化物顆粒的催化活性。但是，如下文對比例5中所述，由于在250℃下一氯代苯的分解百分率非常低，在燃燒室后的下游部分和除塵器之間廢氣的冷卻過程中，或由于在間歇操作型焚燒設(shè)備開動或關(guān)閉時在煙道中或除塵器中的貯存作用產(chǎn)生的二噁英不能夠充分地被抑制。
作為本發(fā)明人對上述問題認(rèn)真研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過使溫度為150-500℃和存在于廢物焚燒爐燃燒室后的下游部分和除塵器之間的廢氣與包括平均粒徑為0．01-2．0μm的鐵氧化物顆?；蜩F氧化物氫氧化物顆粒、磷含量不大于0．02重量％，硫含量不大于0．6重量％，鈉含量不大于0．5重量％的鐵化合物催化劑或含該鐵化合物催化劑的復(fù)合催化劑組合物接觸，能夠有效地抑制二噁英產(chǎn)生，其中當(dāng)在空氣中，在300℃溫度下，通過加熱處理上述鐵化合物催化劑60分鐘制得的50毫克鐵氧化物顆粒，立即在300℃下，在惰性氣氛中，利用脈動催化反應(yīng)器，與空速為150000h-1，5．0×10-7mol的一氯代苯接觸時，該催化劑的催化活性能夠分解不低于20重量％的一氯代苯，。在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的是提供從間歇操作型焚燒設(shè)備，如機械間歇型焚燒爐和半連續(xù)操作型焚燒爐以及連續(xù)操作型焚燒爐排出的含二噁英廢氣的處理方法，該方法可以抑制二噁英在燃燒室后的下游部分和除塵器之間廢氣冷卻過程中或由于在間歇操作型焚燒設(shè)備開動或關(guān)閉時在煙道或除塵器中產(chǎn)生的低溫燃燒的貯存作用下產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一目的是提供抑制間歇操作型焚燒設(shè)備，如機械間歇型焚燒爐和半連續(xù)操作型焚燒爐以及連續(xù)操作型焚燒爐中二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物，該復(fù)合催化劑組合物可以抑制二噁英在燃燒室后的下游和除塵器之間廢氣冷卻過程中或由于在間歇操作型焚燒設(shè)備開動或關(guān)閉時在煙道或除塵器中產(chǎn)生的低溫燃燒的貯存作用下產(chǎn)生。
為實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一個方案中，提供了一種處理含二噁英廢氣的方法，該方法包括把包括鐵氧化物顆?；蜩F氧化物氫氧化物顆粒的鐵化合物催化劑加入在廢物焚燒爐的燃燒室后的下游部分和除塵器之間處于冷卻過程中的溫度為150-500℃的廢氣中，使鐵化合物催化劑與廢氣接觸，這種催化劑，當(dāng)在空氣中在300℃下通過加熱處理上述鐵化合物催化劑60分鐘制得的3．1×10-4mol(50毫克)鐵氧化物顆粒，利用脈動催化反應(yīng)器立即在300℃溫度下，在惰性氣氛中，與空速為150000h-1的5×1-7mol一氯代苯接觸時，該催化劑具有能夠分解不低于20重量％的一氯代苯的催化活性，以每小時焚燒的干廢物重量計，上述鐵化合物催化劑的加入量為0．01-2．5重量％，且上述鐵氧化物顆?；蜩F氧化物氫氧化物顆粒的平均粒徑為0．01-2．0μm，按顆粒的重量計，磷含量不大于0．02重量％，硫含量不大于0．6重量％和鈉含量不大于0．5重量％。
在本發(fā)明的第二個方案中，提供了一種處理含二噁英廢氣的方法，該方法包括把包括鐵氧化物顆?；蜩F氧化物氫氧化物顆粒的鐵化合物催化劑與酸氣中和劑一起加入在廢物焚燒爐的燃燒室后的下游部分和除塵器之間處于冷卻過程中的溫度為150-500℃的廢氣中，使鐵化合物催化劑和酸氣中和劑與廢氣接觸，這種催化劑，當(dāng)在空氣中在300℃下通過加熱處理上述鐵化合物催化劑60分鐘制得的3．1×10-4mol鐵氧化物顆立，利用脈動催化反應(yīng)器，立即在300℃溫度下，在惰性氣氛中，與空速為150000h-1的5×10-7mol一氯代苯接觸時，該催化劑具有能夠分解不低于20重量％的一氯代苯的催化活性，以每小時焚燒干廢物的重量計，加入鐵化合物催化劑和酸氣中和劑的總量為0．02-4．0重量％，且上述鐵氧化物顆?；蜩F氧化物氫氧化物顆粒的平均粒徑為0．01-2．0μm,按顆粒的重量計，磷含量不大于0．02重量％，硫含量不大于0．6重量％和鈉含量不大于0．5重量％。
在本發(fā)明的第三方案中，提供了一種處理含二噁英廢氣的方法，該方法包括把包括鐵氧化物顆粒或鐵氧化物氫氧化物顆粒的鐵化合物催化劑與酸氣中和劑和活性炭一起加入在廢物焚燒爐的燃燒室后的下游部分和除塵器之間處于冷卻過程中的溫度為150-500℃的廢氣中，使鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭與廢氣接觸，這種催化劑，當(dāng)在空氣中在300℃下通過加熱處理上述鐵化合物催化劑60分鐘制得的3．1×10-4mol鐵氧化物顆料，利用脈動催化反應(yīng)器立即在300℃溫度下，在惰性氣氛中，與空速為150000h-1的5×10-7mol一氯代苯接觸時，該催化劑具有能夠分解不低于20重量％的一氯代苯的催化活性，以每小時焚燒干廢物的重量計，加入鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭的總量為0．02-5．0重量％，且上述鐵氧化物顆?；蜩F氧化物氫氧化物顆粒的平均粒徑為0．01-2．0μm,按顆粒的重量計，磷含量不大于0．02重量％，硫含量不大于0．6重量％和鈉含量不大于0．5重量％。
在本發(fā)明的第四方案中，提供了一種抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物，該復(fù)合催化劑組合物包括包括鐵氧化物顆?？设F氧化物氫氧化物顆粒的鐵化合物，所述的鐵氧化物顆立或鐵氧化物氫氧化物顆立的平均粒徑為0．01-2．0μm，按顆粒的重量計，磷含量不大于0．02重量％，硫含量不大于0．6重量％和鈉含量不大于0．5重量％；和酸氣中和劑，上述的復(fù)合催化劑組合物，當(dāng)在空氣中在300℃下通過加熱處理上述鐵化合物催化劑60分鐘制得的50毫克鐵氧化物顆粒的復(fù)合材料和上述的酸氣中和劑，利用脈動催化反應(yīng)器，在300℃溫度下，在惰性氣氛中，與空速為150000h-1的5×10-7mol一氯代苯立即接觸時，該催化劑具有能夠分解不低于25重量％的一氯代苯的催化活性。
在本發(fā)明的第五方案中，提供了一種抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物，該復(fù)合催化劑組合物包括包括鐵氧化物顆粒或鐵氧化物氫氧化物顆粒的鐵化合物，所述鐵氧化物顆?；蜩F氧化物氫氧化物顆粒的平均粒徑為0．01-2．01μm，按顆粒的重量計，磷含量不大于0．02重量％，硫含量不大于0．6重量％和鈉含量不大于0．5重量％；酸氣中和劑；和活性炭，上述的復(fù)合催化劑，當(dāng)在空氣中在300℃下通過加熱處理上述鐵化合物催化劑60分鐘制得的50毫克鐵氧化物顆粒的復(fù)合材料、上述的酸氣中和劑和上述活性炭與以空速為150000h-1的5×10-7mol一氯代苯在300℃下在惰性氣氛中利用脈動催化反應(yīng)器立即接觸時，該催化劑具有能夠分解和吸附不低于30重量％的一氯代苯的催化活性。


圖1是在本發(fā)明中可利用的間歇操作型固體廢物焚燒設(shè)備的一個實例的示意圖。
下面，更詳細地描述本發(fā)明。
首先，描述在本發(fā)明中使用的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑。
在本發(fā)明中使用的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑包括，選自由鐵氧化物氫氧化物顆粒如針鐵礦、正方針鐵礦和纖鐵礦和鐵氧化物顆粒如赤鐵礦、磁赤鐵礦和磁鐵礦組成的組中的至少一種材料。
在本發(fā)明中所使用的鐵化合物催化劑可為粒狀、球狀、紡錘狀物或針狀。
本發(fā)明中所使用的鐵化合物催化劑，當(dāng)在空氣中在300℃下通過加熱處理上述鐵化合物催化劑60分鐘制得的3．1×10-4mol(50毫克)鐵氧化物顆粒，利用脈動催化反應(yīng)器，立即在300℃溫度下，在惰性氣氛中，與空速為150000h-1的5×10-7mol一氯代苯接觸時，該催化劑具有能夠分解20重量％以上的一氯代苯的催化活性。鐵化合物催化劑的催化活性優(yōu)選為能分解不低于25重量％的一氯代苯。一般來說，一氯代苯是二噁英的前體，一氯代苯的分解催化活性被看成是抑制產(chǎn)生二噁英和二噁英前體的系數(shù)。同時，通過下式表示一氯代苯的分解百分率(轉(zhuǎn)化率)轉(zhuǎn)化率(％)=[1-(檢測出的一氯代苯的量／初始加入的一氯代苯的量)]×100在本發(fā)明中使用的鐵化合物催化劑的平均粒徑為0．01-2．0μm，優(yōu)選為0．02-1．0μm。當(dāng)鐵化合物催化劑的平均粒徑小于0．01μm時，如此太細的顆粒對袋式過濾器或電除塵器的除塵性能有不利的影響。當(dāng)鐵化合物催化劑的平均粒徑大于2．0μm時，由于這樣大的顆粒不能從燃燒室的一部分輸送到除塵器，就難以抑制二噁英的產(chǎn)生。
在本發(fā)明中所使用的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑的磷含量通常不大于0．02重量％，優(yōu)選不大于0．01重量％，更優(yōu)選不大于0．005重量％。當(dāng)磷含量大于0．02重量％時，由于磷使催化劑中毒的可能性變大，因此損壞了催化劑分解一氯代苯的催化活性，其結(jié)果是不能夠充分地抑制二噁英的產(chǎn)生。
在本發(fā)明中所使用的催化劑的硫含量通常為不大于0．6重量％，優(yōu)選不大于0．3重量％，更優(yōu)選不大于0，1重量％。當(dāng)硫含量大于0．6重量％時，由于硫使催化劑中毒的可能性變大，所以可能破壞一氯代苯分解的催化活性，其結(jié)果是不能夠充分地抑制二噁英的產(chǎn)生。
在本發(fā)明中所使用的鐵化合物催化劑的鈉含量通常不大于0．5重量％，優(yōu)選不大于0．3重量％，更優(yōu)選不大于0．2重量％。當(dāng)鈉含量大于0．5重量％時，由于催化劑被鈉中毒的可能性增大，因此催化劑分解一氯代苯的催化活性可能被破壞，其結(jié)果是不能夠有效地抑制二噁英的產(chǎn)生。
本發(fā)明所使用的鐵化合物催化劑的BET比表面積通常為0．2-200m2／g，優(yōu)選為0．5-200m2／g，更優(yōu)選為0．5-100m2／g。
下面，描述本發(fā)明方法中所使用的用于抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑的生產(chǎn)方法。
在本發(fā)明所使用的鐵化合物催化劑中，可以制備針鐵礦顆粒，方法例如通過把含氧的氣體如空氣通過含亞鐵的沉淀物如通過亞鐵鹽與選自堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽和氨組成組中的至少一種化合物反應(yīng)得到的鐵的氫氧化物或鐵的碳酸鹽的懸浮液。
在本發(fā)明所使用的鐵化合物催化劑中，可以制備赤鐵礦顆粒，方法例如通過在空氣中在200-800℃溫度下通過加熱脫水或加熱處理上述得到的針鐵礦顆粒；可以制備磁鐵礦顆粒，例如在還原氣氛中，在300-600℃溫度下，通過加熱還原上述得到的赤鐵礦顆粒；并可以制備磁赤鐵礦顆粒，例如，在空氣中，在200-600℃溫度下，通過加熱氧化上述得到的磁鐵礦顆粒來生產(chǎn)磁赤鐵礦顆粒。
在本發(fā)明所使用的鐵化合物催化劑的生產(chǎn)中，必須限制使催化劑中毒的磷、硫和鈉的含量不大于預(yù)定的含量。更具體地說，要求通過避免使用通常作為阻止加熱煅燒步驟燒結(jié)添加的六偏磷酸鈉等之類的磷化合物和利用凈化處理如用水等洗滌除去來自亞鐵原料的硫離子或來自堿性氫氧化物或堿性碳酸鹽的鈉離子來降低磷、硫和鈉的含量。
下面，描述本發(fā)明所使用的用于抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物。
本發(fā)明的復(fù)合催化劑組合物包括鐵化合物和酸氣中和劑作為主要組分。關(guān)于鐵化合物，使用上述的鐵化合物催化劑。酸氣中和劑可以是在干燥條件下，通常用于除去酸氣的任何顆粒。酸氣中和劑的具體實例可包括堿土金屬化合物如氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣、氧化鎂、碳酸鎂和白云石；和堿金屬化合物如碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀。在這些化合物中，優(yōu)選鈣化合物，更優(yōu)選氫氧化鈣。這些酸氣中和劑可以單一使用，也可以任何兩種或兩種以上的混合物形式使用。
在本發(fā)明中所使用的酸氣吸收劑的平均粒徑(D50)(用干型粒徑分布計測量時，顆?？傮w積50％的粒徑)，優(yōu)選不大于20μm，更優(yōu)選不大于15μm；且BET比表面積優(yōu)選不小于0．5m2／克，更優(yōu)選不小于1m2／克。平均粒徑(D50)的下限，優(yōu)選為1μm和BET比表面積的上限優(yōu)選為100m2/克。
當(dāng)酸氣中和劑的平均粒徑(D50)和BET比表面積超出上述范圍時，由于這樣的顆粒不利于從燃燒室后的部分輸送到除塵器，因此難以抑制二噁英的產(chǎn)生，或易于降低袋式過濾器或電除塵器的性能。
鐵化合物和酸氣中和劑的混合優(yōu)選在一干式混合器如砂磨機、Henschel混合器和Nauter混合器中進行?；旌夏軌蚴硅F化合物和酸氣中和劑均勻地混合在一起且彼此相互接觸。
鐵化合物與酸氣中和劑的混合重量比優(yōu)選為10∶1-1∶10(1／(0．1-10))，更優(yōu)選為5∶1-1∶5(1／0．2-5))，且更優(yōu)選為1∶1-1∶5(1／(1-5))。當(dāng)重量比超出10∶1-1∶10的上述范圍時，一氯代苯的分解不能充分地進行。
由鐵化合物和酸氣中和劑組成的本發(fā)明的復(fù)合催化劑組合物顯示出能夠分解不低于25重量％，優(yōu)選不低于30重量％的一氯代苯的催化活性。
本發(fā)明的復(fù)合催化劑組合物除鐵化合物和酸氣中和劑以外，優(yōu)選進一步包含活性炭。
在本發(fā)明中所用的活性炭可以是通常用于除去二噁英的活性炭顆粒，其平均粒徑(D50)(用干顆粒分布計測量時其總體積的50％的粒徑)優(yōu)選為不大于50μm，更優(yōu)選不大于30μm；和BET比表面積優(yōu)選不小于600m2／克，更優(yōu)選不小于800m2／克。當(dāng)活性炭的平均粒徑和BET比表面積超出上述范圍時，由于這樣的顆粒不易于從燃燒室后的部分輸送到除塵器，因此難以抑制二噁英的產(chǎn)生。
關(guān)于鐵化合物、酸氣中和劑和活性炭之間的混合重量比，鐵化合物與酸氣中和劑的混合重量比優(yōu)選為10∶1-1∶10(1／(0．1-10))，而鐵化合物與活性炭的重量比優(yōu)選為10∶1-1∶5(1／0．1-5))；鐵化合物與酸氣中和劑的重量比為5∶1-1∶5(1／(0．2-5))和鐵化合物與活性炭的重量比10∶1-1∶3(1／(0．1—3))。酸氣中和劑與活性炭的重量比優(yōu)選為10∶1-1∶1(1／(0．1-1．0))，更優(yōu)選10∶1-4∶1(1／(0．1-0．25))。當(dāng)鐵化合物與酸氣中和劑的重量比超出10∶1-1∶10的上述范圍和鐵化合物與活性炭的重量比超出10∶1-1∶5的上述范圍時，抑制二噁英產(chǎn)生的效果不明顯。
鐵化合物、酸氣中和劑和活性炭的混合優(yōu)選使用上述的干式混合器進行。
由鐵化合物、酸氣中和劑和活性炭組成的本發(fā)明的復(fù)合催化劑組合物顯示出能夠分解和吸收優(yōu)選不低于30重量％，更優(yōu)選不低于40重量％一氯代苯的催化活性。同時，由下式表示一氯代苯的分解和吸收百分率(轉(zhuǎn)化率)轉(zhuǎn)化率(％)=[1-(檢測出的一氯代苯的量／初始加入的一氯代苯的量)]×100下面，描述利用本發(fā)明的用于抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物處理含二噁英廢氣的方法。
本發(fā)明可以使用的焚燒爐包括間歇操作型焚燒爐，如機械間歇焚燒爐或半連續(xù)焚燒爐和連續(xù)操作型焚燒爐。
可用于本發(fā)明的間歇操作型焚燒爐在圖1中示意性地說明，其中各個標(biāo)號的意義如下1表示廢物(城市固體廢物)料斗；2表示焚燒爐；3表示燃燒室；4表示附加的燃燒燃燒器口；5表示氣體冷卻室；6表示空氣預(yù)熱器；7表示加入鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物的鼓風(fēng)機；8表示鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物的加料罐；9表示除塵器；10表示排煙機；11表示煙囪；12表示壓力送風(fēng)機；13和18表示煙道；14-17和25表示鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物的加料口，19表示水噴霧器；20表示焚燒爐的干燥段；21表示焚燒爐的燃燒段；22表示焚燒爐的后部燃燒段；23表示來自除塵器的飄塵和24表示燃燒空氣。
在操作中，燃燒空氣從燃燒室的底部引入燃燒室3，其加入量為廢物(城市固體廢物)完全燃燒所需燃燒空氣理論量的1．5-3．5倍。作為燃燒空氣，利用壓力送風(fēng)機12吸入并通過預(yù)熱器6加熱的空氣。燃燒室設(shè)置附加的燃燒燃燒器口4。抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物通過各自的加料口14-17，優(yōu)選通過15-17(即輸送進入煙道13、預(yù)熱器6和煙道18)利用氣體輸送的方法加入。
本發(fā)明的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物的添加可以通過氣體輸送的方法，把鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物噴射加入至溫度為150-500℃的廢氣中和在燃燒室后的下游部分和除塵器之間冷卻過程的廢氣中(例如從氣體冷卻室到除塵器前的部分)，以便鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物與廢氣接觸。在這種鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物直接加入燃燒室的情況下，，雖然抑制了燃燒室中二噁英的產(chǎn)生，但是不可能完全抑制在燃燒室后的下游部分和除塵器之間廢氣的冷卻過程中二噁英的產(chǎn)生。
作為氣體輸送方法，可以使用空氣輸送方法，氮氣輸送方法等。
通過氣體輸送方法輸送鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物可以是以顆粒狀或漿料狀進行，優(yōu)選以顆粒狀進行。
鐵化合物催化劑的加入量，以每小時焚燒的干廢物的重量計，通常為0．01-2．5重量％，優(yōu)選為0．02-2．0重量％，更優(yōu)選為0．02-1．5重量％。
含在復(fù)合催化劑組合物中的鐵化合物的量，以每小時焚燒的干廢物的重量計，通常為0．01-2．5重量％，優(yōu)選為0．02-2．0重量％，更優(yōu)選為0．02-1．5重量％。
當(dāng)加入的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物所含鐵化合物的量小于0．01重量％時，抑制二噁英產(chǎn)生的效果不能令人滿意。當(dāng)加入的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物中含的鐵化合物的量超過2．5重量％時，這樣大量的鐵化合物催化劑或鐵化合物會使設(shè)置在后面步驟的除塵器超載，或可能不利地增加通過除塵器出口排出的粉末量。
同時，焚燒爐在室溫至焚燒爐的穩(wěn)態(tài)操作的焚燒溫度的溫度范圍內(nèi)開動或關(guān)閉操作時，在這種溫度范圍內(nèi)，在燃燒室內(nèi)的城市固體廢物易于進行不完全燃燒。因此產(chǎn)生的二噁英或二噁英前體不進行任何化學(xué)變化而保留在煙道或除塵器內(nèi)。所以，在從焚燒爐開動直到關(guān)閉的操作期間，本發(fā)明的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物優(yōu)選連續(xù)地供應(yīng)。
本發(fā)明的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物是加入到在燃燒室后的下游部分和除塵器之間處于冷卻過程和存在的這樣的廢氣中，且粘附到煙道上并與燃燒氣或飄塵一起保留在除塵器內(nèi)，由此，阻止燃燒室后的下游部分和除塵器之間廢氣冷卻過程中二噁英的產(chǎn)生，且進一步阻止由于間歇操作型焚燒爐在開動或關(guān)閉時低溫燃燒的貯存作用而產(chǎn)生二噁英。
酸氣中和劑可以與加入的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑同時加入。酸氣中和劑具有固定構(gòu)成二噁英或二噁英前體的氯的作用。
作為酸氣中和劑，可以使用與上述的酸氣中和劑具有相同性質(zhì)的那些。這些酸氣中和劑可以單一使用，也可以任何兩種或兩種以上組合物組合使用。
鐵化合物催化劑與酸氣中和劑的重量比優(yōu)選為10∶1-1∶10，更優(yōu)選為5∶1-1∶5，當(dāng)重量比超過10∶1-1∶10時，二噁英的分解進行得不充分。
抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑和酸氣中和劑加入的總量，以每小時焚燒的干廢物的重量計，優(yōu)選為0．02-4．0重量％，更優(yōu)選為0．04-2．5重量％。
當(dāng)加入的鐵化合物催化劑和酸氣中和劑的總量小于0．02重量％時，抑制二噁英產(chǎn)生的效果不明顯。當(dāng)加入的鐵化合物催化劑和酸氣中和劑的總量大于4．0重量％時，會產(chǎn)生設(shè)置在后面步驟的除塵器的超載或顯著地增加通過除塵器出口排出的粉末量之類的問題。
鐵化合物催化劑和酸氣中和劑可以分開添加。但是，添加通過鐵化合物催化劑和酸氣中和劑預(yù)混合在一起制備的本發(fā)明的抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物，可以進一步提高抑制二噁英產(chǎn)生的效果。
基于干廢物添加的抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物的量與分開加入鐵化合物催化劑和酸氣中和劑的情況相同。
在本發(fā)明的方法中，當(dāng)抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑添加時，活性炭可以與鐵化合物催化劑和酸氣中和劑一起添加，其結(jié)果是進一步提高了抑制二噁英產(chǎn)生的效果。活性炭具有吸附二噁英和二噁英前體的作用。
關(guān)于鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭之間的重量比，鐵化合物催化劑與酸氣中和劑的重量比，優(yōu)選為10∶1-1∶10，而鐵化合物催化劑與活性炭的重量比，優(yōu)選為10∶1-1∶5；鐵化合物催化劑與酸氣中和劑的重量比，更優(yōu)選為5∶1-1∶5，而鐵化合物催化劑與活性炭的重量比，更優(yōu)選為10∶1-1∶3。當(dāng)鐵化合物催化劑與酸氣中和劑的重量比超過10∶1-1∶10的上述范圍和鐵化合物催化劑與活性炭的重量比超出10∶1-1∶5的上述范圍時，所顯示的抑制二噁英產(chǎn)生的效果不明顯。
加入鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭的總量，以每小時焚燒的干廢物的重量計，優(yōu)選為0．02-5．0重量％，更優(yōu)選為0．05-3．0重量％。
當(dāng)加入鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭的總量小于0．02重量％時，所顯示出的抑制二噁英產(chǎn)生的效果不明顯。當(dāng)加入鐵化合物催化劑、酸氣中和劑活性炭的總量大于5．0重量％時，會產(chǎn)生設(shè)置在后面步驟的除塵器的超載或顯著地增加通過除塵器出口排出的粉末量之類的問題。
鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭可以分開添加。但是，添加通過鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭預(yù)混合在一起制備的本發(fā)明的抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物，可以進一步提高抑制二噁英產(chǎn)生的效果。
當(dāng)使用由鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭組成的復(fù)合催化劑組合物時，根據(jù)干廢物加入的復(fù)合催化劑組合物的量與分開加入鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭時的情況相同。
按照本發(fā)明的廢氣處理方法，當(dāng)只加入抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑時，通過廢物焚燒設(shè)備的電除塵器的出口排出的廢氣中二噁英的濃度通?？梢越档偷叫∮?．0ngTEQ／Nm3，優(yōu)選小于2．5ngTEQ／Nm3；當(dāng)抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑和酸氣中和劑一起加入時，通過廢物焚燒設(shè)備的電除塵器的出口排出的廢氣中二噁英的濃度通?？梢越档偷叫∮?．8ngTEQ／Nm3，優(yōu)選小于2．3ngTEQ／Nm3；當(dāng)抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭一起加入時，通過廢物焚燒設(shè)備的電除塵器的出口排出的廢氣中二噁英的濃度通?？梢越档偷叫∮?．5ngTEQ／Nm3，優(yōu)選小于2．0ngTEQ／Nm3。
而且，按照本發(fā)明的廢氣處理方法，當(dāng)只加入抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑時，在設(shè)置電除塵器的廢物焚燒設(shè)備中產(chǎn)生的飄塵中的二噁英的濃度(以不包括鐵化合物催化劑等添加物的灰塵重量計)通?？山档偷叫∮?0ngTEQ／g，優(yōu)選小于9ngTEQ／g；當(dāng)抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑和酸氣中和劑一起加入時。在設(shè)置電除塵器的廢物焚燒設(shè)備中產(chǎn)生的飄塵中的二噁英的濃度通?？山档偷叫∮?ngTEQ／g，優(yōu)選小于8ngTEQ／g；當(dāng)抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑、酸氣中和劑和活性炭一起加入時，在設(shè)置電除塵器的廢物焚燒設(shè)備中產(chǎn)生的飄塵中的二噁英的濃度通?？山档偷叫∮?ngTEQ／g，優(yōu)選小于7ngTEQ／g。
按照本發(fā)明，通過把有特殊催化性質(zhì)的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑與酸氣中和劑或者與酸氣中和劑和活性炭一起加入溫度為150-500℃的廢氣和在廢物焚燒設(shè)備的燃燒室后的下游部分和電除塵器之間冷卻的廢氣中，能夠有效地抑制二噁英的產(chǎn)生。
通過本發(fā)明抑制二噁英產(chǎn)生的理由是即由于具有特殊催化性質(zhì)的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑加入燃燒室后的下游部分和除塵器之間存在的廢氣中，在廢氣中所含二噁英的前體被鐵化合物催化劑分解，其結(jié)果是由于所謂的“重新合成”二噁英的產(chǎn)生可以被有效地阻止。
而且，在間歇操作型固體廢物焚燒情況下，由于抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑與飄塵一起包含在煙道和除塵器內(nèi)，甚至當(dāng)焚燒設(shè)備在開動和關(guān)閉的低溫燃燒時，在煙道和除塵器內(nèi)的殘留的未燃燒物質(zhì)的二噁英或二噁英前體都被鐵化合物催化劑分解，其結(jié)果是由于所謂的儲存現(xiàn)象而產(chǎn)生的二噁英可以被有效地阻止。
通過鐵化合物催化劑與酸氣中和劑一起加入能夠增強抑制二噁英產(chǎn)生的理由是由于酸氣中和劑具有固定構(gòu)成二噁英或二噁英前體成分氯的功能，所以，可以有效地阻止二噁英的產(chǎn)生。當(dāng)活性炭與酸氣中和劑一起加入鐵化合物催化劑時，由于吸附進入活性炭的二噁英或二噁英前體被鐵化合物催化劑分解，所以，可以更有效地阻止二噁英的產(chǎn)生。
通過加入由預(yù)混合鐵化合物催化劑和酸氣中和劑和供選擇的活性炭制備的復(fù)合催化劑組合物可以更顯著地抑制二噁英產(chǎn)生的理由是當(dāng)進行預(yù)混合時，鐵化合物催化劑和酸氣中和劑或酸氣中和劑和活性炭粘附到煙道上并保留在除塵器內(nèi)，同時相互保持均勻接觸，其結(jié)果是上述的分解反應(yīng)可以更有效地進行。
按照本發(fā)明，通過把抑制二噁英產(chǎn)生的具有特殊催化活性的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物加入溫度為150-500℃的廢氣和在廢物焚燒設(shè)備的燃燒室后的下游部分和電除塵器之間冷卻的廢氣中，能夠抑制由于冷卻作用，即所謂的“重新合成”二噁英的產(chǎn)生。而且，在間歇操作型焚燒設(shè)備的情況下，由于在焚燒設(shè)備的開動和關(guān)閉的低溫燃燒時的貯存現(xiàn)象產(chǎn)生的二噁英也可以被阻止。此外，由于抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑和酸氣中和劑以及活性炭相結(jié)合使用，所以，抑制二噁英產(chǎn)生的效果進一步提高。
實施例通過實施例和對比例更詳細地描述本發(fā)明，但是這些實施例僅是說明的目的，不是企圖限制本發(fā)明的范圍。
通過下述方法測量各種性質(zhì)。
(1)鐵化合物催化劑的平均粒徑，用由電子顯微鏡測量的值表示。
(2)鐵化合物催化劑中的磷和鈉含量，用感應(yīng)偶合等離子體原子發(fā)射光譜儀(SPS-400型，Seiko Denshi Kogyo Co．，Ltd．制造)的測量值表示。
(3)鐵化合物催化劑中的硫含量，用碳-硫分析儀(EMTA-2200型，HoribaSeisakudsho Co．，Ltd．制造)的測量值表示。
(4)鐵化合物催化劑的催化性質(zhì)，用下述方法測量。
利用一脈沖催化反應(yīng)器，使在空氣中在300℃溫度下加熱處理鐵化合物催化劑60分鐘制得的3．1×10-4mol(50毫克)鐵氧化物顆粒(α-Fe2O3)，在惰性氣氛下，在300℃溫度下，與以空速為150000h-1的5．0×10-7mol的一氯代苯立即接觸。在上述方法中，用一氯代苯的分解濃度表示鐵化合物催化劑的催化性質(zhì)。本文中“SV”表示空速，用反應(yīng)氣體的流速除以催化劑的體積得到的數(shù)值表示。SV用時間的倒數(shù)表示(h-1)。
(5)復(fù)合催化劑組合物的催化性質(zhì)用如下方法測量。
利用一脈沖催化反應(yīng)器，使在空氣中在300℃溫度下加熱處理鐵化合物60分鐘制得的鐵氧化物顆粒(α-Fe2O3)、酸氣中和劑和活性炭的復(fù)合催化劑組合物50毫克，在惰性氣氛下，在300℃溫度下,與以空速為150000h-1的5．0×10-7mol的一氯代苯立即接觸。該復(fù)合催化劑組合物的催化性質(zhì)用在上述方法中分解和吸收的一氯代苯的濃度表示。
所使用的脈沖催化反應(yīng)器包括一反應(yīng)部分和由氣相色譜儀-質(zhì)譜儀GC-MS(Shimadzu Seisakusho Co．，Ltd．制造)組成的一色譜儀部分。本文中使用的評價方法通過文獻中所述的方法進行(例如 R．J．Kobes等人，“J．Am．Chem．Soc．”，77，5860(1995)或“Experimental Chemistry Ⅱ-Reaction and Velocity”edited byChemical Society of Japan and published by Maruxen，Tokyo(1993))。
(6)鐵化合物催化劑的比表面積，用BET方法測量的值表示。
(7)在燃燒廢氣中二噁英的濃度，用Waste Matter Research Foundation(15，Kaguraxaka 1-chome，Shinjuku-ku，Tokyo)建立的方法測量的值表示。實施例1<抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑的制備>
作為抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑，使用平均粒徑為0．25μm，比表面積為85m2／克，磷含量為0．002重量％，硫含量為0．05重量％，鈉含量為0．08重量％，當(dāng)按照上述方法在300℃溫度下測量時，一氯代苯的分解百分率為33％的針鐵礦顆粒。
<廢氣處理試驗>
干的城市固體廢物加入設(shè)置有電除塵器的加煤機型機械間歇焚燒爐(當(dāng)一天運行16小時時，城市固體廢物的焚燒能力為每天30噸)。然后，利用氣體輸送方法，把上述的針鐵礦顆粒通過口料口16噴射力入氣溫為262℃的廢氣中，以16小時即焚燒爐從開動經(jīng)穩(wěn)態(tài)運行到關(guān)閉的期間內(nèi)的干城市固體廢物的重量計，其加入量為0．25重量％。而且，用空氣輸送法，把氫氧化鈣粉末(JIS特級，Ube材料有限公司制造，平均粒徑(D50)為5．7μm，BET比表面積為13．7m2／克)通過加料口17噴射加入廢氣中，以16小時即焚燒爐從開動經(jīng)穩(wěn)態(tài)運行到關(guān)閉的期間內(nèi)的干城市固體廢物的重量計，其加入量為0．50重量％。
在電除塵器9的入口和出口以及在電除塵器下面收集的飄塵中取樣分析廢氣中的二噁英的濃度。在電除塵器的入口和出口的廢氣測量在從焚燒爐開動經(jīng)過2小時后進行4小時。
在電除塵器的入口和出口處取樣廢氣中的二噁英濃度分別為4．5ngTEQ／Nm3，和2．0ngTEQ／Nm3。在電除塵器下面收集的飄塵中的二噁英的濃度為6．3ngTEQ／g。
作為空白試驗，焚燒爐只噴射加入氫氧化鈣而不加入鐵化合物催化劑，其操作與之相似，對廢氣進行分析測量。
在空白試驗中，在電除塵器的入口和出口處取樣分析廢氣中二噁英的濃度分別為4．5ngTEQ／Nm3和16ngTEQ／Nm3。在電除塵器下面收集飄塵中二噁英的濃度為20ngTEQ／g。<鐵比合物1-5>
制備鐵化合物1-5，用作抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑。鐵化合物的各種性質(zhì)示于表1。實施例2-7<復(fù)合催化劑組合物1-6>
制備復(fù)合催化劑組合物1-6，用作抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物。復(fù)合催化劑組合物的各種性質(zhì)示于表2。作為酸氣中和劑，可以使用氫氧化鈣粉末(JIS特級，Ube材料有限公司生產(chǎn)；平均粒徑(D50)為5．7μm，BET比表面積為13．7m2／克)；磨碎的碳酸鈣(超純試劑，由Eatayama Kagaku Kogyo有限公司生產(chǎn)；平均粒徑(D50)為6．0μm，BET比表面積為10．0m2／克)；和磨碎的碳酸氫鉀(超純試劑，由Eatayama Kagaku Kogyo有限公司生產(chǎn)；平均粒徑(D50)為10μm，BET比表面積為3．3m2／克)。同樣，作為活性炭，使用“PXS”(商標(biāo)名，由Mitsubishi Kagaku有限公司生產(chǎn)；平均粒徑(D50)為15μm，BET比表面積為1050m2／克)。實施例8-18和對比例1-6<廢氣處理試驗>
與實施例1所述的廢氣處理試驗相同的步驟進行，不同的是，改變鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物的種類和各自的用量以及酸氣中和劑和活性炭加入方法和加入位置。在這些實施例和對比例中，作為活性炭，使用“PXS”(商標(biāo)名，由Mitsubishi Kagaku有限公司生產(chǎn)；平均粒徑(D50)為15μm，BET比表面積為1050m2／克)。
廢氣處理試驗的各種條件示于表3，而廢氣處理試驗的結(jié)果示于表4。而且，在表4中，在電除塵器下面收集的飄塵中二噁英的濃度以排除添加劑如鐵化合物催化劑等的粉末的量的計算值表示。
因此，可認(rèn)為，通過使用本發(fā)明的抑制二噁英產(chǎn)生的鐵化合物催化劑或復(fù)合催化劑組合物進行廢氣處理，二噁英和二噁英前體成功地被分解和吸收，由此有效地阻止了二噁英的產(chǎn)生。
表1
表1(續(xù))
表2
表2(續(xù))
表3
表3(續(xù))
表3(續(xù))
表3(續(xù))
表3(續(xù))
表3(續(xù))
表權(quán)利要求
1．一種含二噁英廢氣的處理方法，該方法包括把包括鐵氧化物顆?；蜩F氧化物氫氧化物顆粒并具有能夠分解不低于20重量％的一氯代苯的催化活性的鐵化合物催化劑加入在廢物焚燒爐的燃燒室后的下游部分和除塵器之間的冷卻過程中的溫度為150-500℃的廢氣中，使鐵化合物催化劑與廢氣接觸，該催化活性的測量是利用-脈沖催化反應(yīng)器，使在空氣中，在300℃溫度下，加熱處理所述鐵化合物催化劑60分鐘制得的3．1×10-4mol(50毫克)鐵氧化物顆粒，立即在隋性氣氛下，在300℃溫度下，與空速為150000h-1的5．0×10-7mol的一氯代苯接觸，以每小時焚燒的干廢物的重量計，上述鐵化合物催化劑的加入量為0．01-2．5重量％，上述鐵氧化物顆?；蛏鲜鲨F氧化物氫氧化物顆立的平均粒徑為0．01-2．0μm，以顆粒的重量計，磷含量不大于0．02重量％，硫含量不大于0．6重量％和鈉含量不大于0．5重量％。
2．按權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括把酸氣中和劑與鐵化合物催化劑一起加入在廢物焚燒爐的燃燒室后的下游部分和除塵器之間冷卻過程中溫度為150-500℃的廢氣中，以每小時焚燒的干廢物的重量計，上述鐵化合物催化劑和上述酸氣中和劑的加入總量為0．02-4．0重量％。
3．按權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括把酸氣中和劑和活性炭與鐵化合物催化劑一起加入在廢物焚燒爐的燃燒室后的下游部分和除塵器之間冷卻過程中溫度為150-500℃的廢氣中，以每小時焚燒的干廢物的重量計，上述鐵化合物催化劑、上述酸氣中和劑和活性炭的加入總量為0．02-5．0重量％。
4．按權(quán)利要求1所述的方法，其中上述鐵化合物催化劑的BET比表面積為0．2-200m2／克。
5．按權(quán)利要求1所述的方法其中上述鐵化合物催化劑包括鐵氧化物氫氧化物顆粒和鐵氧化物顆粒。
6．按權(quán)利要求2所述的方法，其中上述酸氣中和劑包括堿土金屬化合物、堿金屬化合物或其混合物。
7．權(quán)利要求2所述的方法，其中上述酸氣中和劑的平均粒徑不大于20μm，BET比表面積為不小于0．5m2／克。
8．按權(quán)利要求2所述的方法其中上述鐵化合物催化劑與酸氣中和劑的重量比為10∶1-1∶10。
9．按權(quán)利要求3所述的方法，其中上述活性炭的平均粒徑不大于50μm，BET比表面積為不小于600m2／克。
10．按權(quán)利要求3所述的方法，其中鐵化合物催化劑與活性炭的重量比為10∶1-1∶5。
11．一種抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物，該復(fù)合催化劑組合物包括包括鐵氧化物顆粒或鐵氧化物氫氧化物顆粒，平均粒徑為0．01-2．0μm，以顆粒的重量計，磷含量不大于0．02重量％，硫含量不大于0．6重量％和鈉含量不大于0．5重量％的鐵化合物，和酸氣中和劑，上述復(fù)合催化劑組合物具有，當(dāng)利用一脈沖催化反應(yīng)器，在空氣中在300℃溫度下，加熱處理鐵化合物催化劑60分鐘制得的鐵氧化物顆粒的50毫克復(fù)合材料，立即在惰性氣氛下，在300℃溫度下，與空速為150000h-1的5．0×10-7mol的一氯代苯接觸時能夠分解不低于25重量％的一氯代苯的催化活性。
12．按權(quán)利要求11的復(fù)合催化劑組合物，進一步包括活性炭。
13．按權(quán)利要求11的復(fù)合催化劑組合物，其中上述鐵化合物催化劑的BET比表面積為0．2-200m2／克。
14．按權(quán)利要求11的復(fù)合催化劑組合物，其中上述鐵化合物催化劑包括鐵氧化物氫氧化物顆粒和鐵氧化物顆粒的混合物。
15．按權(quán)利要求11所述的復(fù)合催化劑組合物，其中上述酸氣中和劑包括堿土金屬化合物、堿金屬化合物或其混合物。
16．按權(quán)利要求11所述的復(fù)合催化劑組合物，其中上述酸氣中和劑的平均粒徑為不大于20μm，BET比表面積為不小于0．5m2／克。
17．按權(quán)利要求11所述的復(fù)合催化劑組合物，其中上述鐵化合物催化劑與上述酸氣中和劑的重量比為10∶1-1∶10。
18．按權(quán)利要求12所述的復(fù)合催化劑組合物，其中上述活性炭的平均粒徑為不大于50μm，BET比表面積為不小于600m2／克。
19．按權(quán)利要求12所述的復(fù)合催化劑組合物，其中上述鐵化合物催化劑與上述活性炭的重量比為10∶1-1∶5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含二噁英廢氣的處理方法,該方法可抑制在燃燒室后面的下游部分和除塵器之間廢氣冷卻過程中產(chǎn)生的二噁英或由于間歇操作型焚燒爐在開動或關(guān)閉時,在煙道或除塵器中的低溫燃燒的貯存作用產(chǎn)生的二噁英,不用大量的更新焚燒設(shè)備或裝置和設(shè)備的投資費用,本發(fā)明還涉及抑制二噁英產(chǎn)生的復(fù)合催化劑組合物,該復(fù)合催化劑組合物包括鐵化合物、酸氣中和劑和供選擇的活性炭。
文檔編號B01J35/02GK1280030SQ0012413
公開日2001年1月17日 申請日期2000年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月9日
發(fā)明者今井知之, 畠山敏, 松井敏樹, 藤井泰彥, 沖田朋子, 井上弘, 石原正規(guī), 浮田雅之 申請人:戶田工業(yè)株式會社