JPH067639A - 燃焼排ガスの脱硝方法 - Google Patents
燃焼排ガスの脱硝方法Info
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- JPH067639A JPH067639A JP5007703A JP770393A JPH067639A JP H067639 A JPH067639 A JP H067639A JP 5007703 A JP5007703 A JP 5007703A JP 770393 A JP770393 A JP 770393A JP H067639 A JPH067639 A JP H067639A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼排ガスの超高効率の脱硝方法に関する。
【構成】 燃焼排ガス温度２００〜６００℃の温度域に
ＮＨ3 を還元剤とする脱硝触媒層を設置して、その上流
に該排ガス中のＮＯｘに対して等モル以上になるように
ＮＨ3 を注入してＮＯｘを除去し、その下流の排ガス温
度が２００℃以下の温度域に比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以
上である金属酸化物よりなるＮＨ3 吸着剤を含有するＮ
Ｈ3 吸着装置を設けて排ガスの余剰ＮＨ3 を吸着除去す
る燃焼排ガスの脱硝方法。
ＮＨ3 を還元剤とする脱硝触媒層を設置して、その上流
に該排ガス中のＮＯｘに対して等モル以上になるように
ＮＨ3 を注入してＮＯｘを除去し、その下流の排ガス温
度が２００℃以下の温度域に比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以
上である金属酸化物よりなるＮＨ3 吸着剤を含有するＮ
Ｈ3 吸着装置を設けて排ガスの余剰ＮＨ3 を吸着除去す
る燃焼排ガスの脱硝方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼排ガスの脱硝方法に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃焼排ガス中のＮＯｘはＮＨ3 を
還元剤とする乾式脱硝装置で処理されてきたが、現状８
０〜９０％程度の脱硝率しか得られておらず、脱硝率９
０％以上という高効率を目ざすとリークＮＨ3 が増大す
るため対応し切れない状態である。
還元剤とする乾式脱硝装置で処理されてきたが、現状８
０〜９０％程度の脱硝率しか得られておらず、脱硝率９
０％以上という高効率を目ざすとリークＮＨ3 が増大す
るため対応し切れない状態である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、ＮＯｘ低減対策
としては、乾式脱硝装置が採用されているが、通常は還
元剤であるＮＨ3 の浪費を大気へのＮＨ3 の大量の放出
を抑制するため、脱硝装置出口のＮＨ3 を低濃度レベル
に抑制せざるを得ず、結果的に脱硝率は８０〜９０％が
限界であった。
としては、乾式脱硝装置が採用されているが、通常は還
元剤であるＮＨ3 の浪費を大気へのＮＨ3 の大量の放出
を抑制するため、脱硝装置出口のＮＨ3 を低濃度レベル
に抑制せざるを得ず、結果的に脱硝率は８０〜９０％が
限界であった。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、乾式脱硝装
置にて９０％以上というような高効率を達成する方法を
提供しようとするものである。
置にて９０％以上というような高効率を達成する方法を
提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は （１）燃焼排ガス温度２００〜６００℃の温度域にＮＨ
3 を還元剤とする乾脱硝装置を設置して、その上流に該
排ガス中のＮＯｘに対して等モル以上になるようにＮＨ
3 を注入してＮＯｘを除去し、その下流の排ガス温度が
２００℃以下の温度域に比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上で
ある金属酸化物よりなるＮＨ3 吸着剤を含有するＮＨ3
吸着装置を設けて排ガスの余剰ＮＨ3 を吸着除去するこ
とを特徴とする燃焼排ガスの脱硝方法。 （２）比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上である金属酸化物よ
りなるＮＨ3 吸着剤がゼオライト、アルミナ、チタニ
ア、シリカ及びジルコニアよりなる群から選ばれた金属
酸化物であることを特徴とする上記（１）記載の燃焼排
ガスの脱硝方法。である。
3 を還元剤とする乾脱硝装置を設置して、その上流に該
排ガス中のＮＯｘに対して等モル以上になるようにＮＨ
3 を注入してＮＯｘを除去し、その下流の排ガス温度が
２００℃以下の温度域に比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上で
ある金属酸化物よりなるＮＨ3 吸着剤を含有するＮＨ3
吸着装置を設けて排ガスの余剰ＮＨ3 を吸着除去するこ
とを特徴とする燃焼排ガスの脱硝方法。 （２）比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上である金属酸化物よ
りなるＮＨ3 吸着剤がゼオライト、アルミナ、チタニ
ア、シリカ及びジルコニアよりなる群から選ばれた金属
酸化物であることを特徴とする上記（１）記載の燃焼排
ガスの脱硝方法。である。
【０００６】
【作用】脱硝装置における脱硝反応をＮＨ3 ／ＮＯｘ
（モル比）１以上で運転することにより、還元剤である
ＮＨ3 がＮＯｘに対し常に多くなるようになり、ＮＯｘ
が必ずＮＨ3 と接触して除去されやすい条件となる。そ
の結果、ＮＨ3 がＮＯｘより常に余剰となるので、脱硝
装置出口ではかなりのＮＨ3 が残ることになる。この出
口のＮＨ3 の増加はＮＨ3 の浪費につながるげかりでな
く、大気中へ排出されると臭気などの問題が発生し好ま
しくない。従って、ＮＨ3 を吸着除去する必要がある
が、こゝでは比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上である金属酸
化物よりなるＮＨ3 吸着剤を用いて脱硝装置出口のＮＨ
3 を吸着除去する。このＮＨ3 吸着剤がＮＨ3 の吸着性
能は温度の影響が極めて大きく、２００℃以下の温度で
良好なＮＨ3 の吸着性能が発揮する。従って２００℃以
下の排ガス温度条件のところに該ＮＨ3 吸着剤層を設置
するようにする。
（モル比）１以上で運転することにより、還元剤である
ＮＨ3 がＮＯｘに対し常に多くなるようになり、ＮＯｘ
が必ずＮＨ3 と接触して除去されやすい条件となる。そ
の結果、ＮＨ3 がＮＯｘより常に余剰となるので、脱硝
装置出口ではかなりのＮＨ3 が残ることになる。この出
口のＮＨ3 の増加はＮＨ3 の浪費につながるげかりでな
く、大気中へ排出されると臭気などの問題が発生し好ま
しくない。従って、ＮＨ3 を吸着除去する必要がある
が、こゝでは比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上である金属酸
化物よりなるＮＨ3 吸着剤を用いて脱硝装置出口のＮＨ
3 を吸着除去する。このＮＨ3 吸着剤がＮＨ3 の吸着性
能は温度の影響が極めて大きく、２００℃以下の温度で
良好なＮＨ3 の吸着性能が発揮する。従って２００℃以
下の排ガス温度条件のところに該ＮＨ3 吸着剤層を設置
するようにする。
【０００７】本発明で使用する比表面積が３０ｍ2 ／ｇ
以上である金属酸化物よりなるＮＨ 3 吸着剤としてはゼ
オライト、アルミナ、チタニア、シリカ及びジルコニア
などが挙げられる。
以上である金属酸化物よりなるＮＨ 3 吸着剤としてはゼ
オライト、アルミナ、チタニア、シリカ及びジルコニア
などが挙げられる。
【０００８】また、ＮＨ3 吸着剤に吸着したＮＨ3 は２
００℃以上に該吸着剤を昇温させれば容易に脱着させる
ことができ、脱着したＮＨ3 を還元剤として再使用でき
るのでＮＨ3 の浪費とはならないし、回収ＮＨ3 の量が
少ない時には該ＮＨ3 を燃焼空気に混入させ、燃焼処理
することができるので特別なＮＨ3 処理装置を必要とし
ない。
００℃以上に該吸着剤を昇温させれば容易に脱着させる
ことができ、脱着したＮＨ3 を還元剤として再使用でき
るのでＮＨ3 の浪費とはならないし、回収ＮＨ3 の量が
少ない時には該ＮＨ3 を燃焼空気に混入させ、燃焼処理
することができるので特別なＮＨ3 処理装置を必要とし
ない。
【０００９】以下、本発明の実施態様を図１，図２によ
って詳細に説明し、その作用をさらに明らかにする。図
１は排ガスの発生装置としてボイラを備えた排ガスの脱
硝及びＮＨ3 の回収系統の説明図である。ボイラ１には
燃料及び空気などが投入され燃焼してＮＯｘを含んだ排
ガスが発生する。このボイラ１の後流の排ガスダクトに
ＮＨ3 注入ノズル３と脱硝触媒を有する乾式脱硝装置４
が設けられていて、更にその後流には排熱冷却あるいは
排熱回収手段としての空気予熱器５を設け、燃焼用空気
１１と熱交換を行なわせ排ガス温度を２００℃以下とな
るようにする。その後流にＮＨ 3 吸着剤を含有するＮＨ
3 吸着装置７を設け、脱硝され、かつＮＨ3 を除去され
た排ガスを煙突８より大気へ放出するように構成されて
いる。
って詳細に説明し、その作用をさらに明らかにする。図
１は排ガスの発生装置としてボイラを備えた排ガスの脱
硝及びＮＨ3 の回収系統の説明図である。ボイラ１には
燃料及び空気などが投入され燃焼してＮＯｘを含んだ排
ガスが発生する。このボイラ１の後流の排ガスダクトに
ＮＨ3 注入ノズル３と脱硝触媒を有する乾式脱硝装置４
が設けられていて、更にその後流には排熱冷却あるいは
排熱回収手段としての空気予熱器５を設け、燃焼用空気
１１と熱交換を行なわせ排ガス温度を２００℃以下とな
るようにする。その後流にＮＨ 3 吸着剤を含有するＮＨ
3 吸着装置７を設け、脱硝され、かつＮＨ3 を除去され
た排ガスを煙突８より大気へ放出するように構成されて
いる。
【００１０】前述のＮＨ3 吸着装置７には比表面積が３
０ｍ2 ／ｇ以上である金属酸化物よりなるＮＨ3 吸着剤
が充填されているものであって、熱ガス注入ダクト１０
にて、２００℃以上、好ましくは２５０℃以上に排ガス
温度がなるように熱ガスが注入されるように構成され、
熱ガスが注入された時に脱着ガス排出ダクト９に排ガス
が流れるように（図示しないダンパ等にて）構成されて
いる。
０ｍ2 ／ｇ以上である金属酸化物よりなるＮＨ3 吸着剤
が充填されているものであって、熱ガス注入ダクト１０
にて、２００℃以上、好ましくは２５０℃以上に排ガス
温度がなるように熱ガスが注入されるように構成され、
熱ガスが注入された時に脱着ガス排出ダクト９に排ガス
が流れるように（図示しないダンパ等にて）構成されて
いる。
【００１１】次に、図２に排ガスの発生装置として、ガ
スタービンを備えた排ガス脱硝及びＮＨ3 の回収系統を
示し説明する。このガスタービン２には燃料及び空気等
が投入され燃焼することによって、高温のＮＯｘを含ん
だ排ガスが発生するものであって、この後流にはアンモ
ニア注入ノズル３と触媒を有する乾式脱硝装置４を組込
んだ排ガスボイラ６が設けられ水との熱交換を行わせる
ことにて、排ガス温度を２００℃以下とするものであ
る。それ以外は図１に示した系統と同じであるので説明
は省略する。
スタービンを備えた排ガス脱硝及びＮＨ3 の回収系統を
示し説明する。このガスタービン２には燃料及び空気等
が投入され燃焼することによって、高温のＮＯｘを含ん
だ排ガスが発生するものであって、この後流にはアンモ
ニア注入ノズル３と触媒を有する乾式脱硝装置４を組込
んだ排ガスボイラ６が設けられ水との熱交換を行わせる
ことにて、排ガス温度を２００℃以下とするものであ
る。それ以外は図１に示した系統と同じであるので説明
は省略する。
【００１２】
（実施例１）ガス量：２００Ｎｍ3 ／Ｈ、ガス温度：３
８０℃、排ガス中のＮＯｘ：１００ｐｐｍ、Ｏ2 ：１４
〜１５％、残りはＮ2 ，ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏからなる排ガス
に、ＴｉＯ2 （約７５％）、Ｖ2 Ｏ5 （１％）、ＷＯ3
（約８％）、残りは成形助剤からなるハニカム触媒をＳ
Ｖ値：約１００００Ｈ-1となるように充填し、ＮＨ3／
ＮＯｘ（モル比）を０．８，０．９，１．０，１．１，
１．２，と変化させ、脱硝性能を確認した結果、図３に
示すようになった。図３より、脱硝率が９０％を越える
と規定値（１０ｐｐｍ）を越えやすくなることがわか
る。
８０℃、排ガス中のＮＯｘ：１００ｐｐｍ、Ｏ2 ：１４
〜１５％、残りはＮ2 ，ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏからなる排ガス
に、ＴｉＯ2 （約７５％）、Ｖ2 Ｏ5 （１％）、ＷＯ3
（約８％）、残りは成形助剤からなるハニカム触媒をＳ
Ｖ値：約１００００Ｈ-1となるように充填し、ＮＨ3／
ＮＯｘ（モル比）を０．８，０．９，１．０，１．１，
１．２，と変化させ、脱硝性能を確認した結果、図３に
示すようになった。図３より、脱硝率が９０％を越える
と規定値（１０ｐｐｍ）を越えやすくなることがわか
る。
【００１３】（実施例２）酸化チタン８０％、残り成形
助剤からなる３ｍｍφペレットのＮＨ3 吸着剤を成形し
た。このときの各試作サンプルの比表面積は表１に示す
通りであった。
助剤からなる３ｍｍφペレットのＮＨ3 吸着剤を成形し
た。このときの各試作サンプルの比表面積は表１に示す
通りであった。
【００１４】
【表１】
【００１５】これらのＮＨ3 吸着剤の温度特性を以下の
条件の下で確認し、その結果を図４に示す。 ガス量 ： ４００Ｎリットル／Ｈ 温 度 ： １００℃，１５０℃，２００℃，２５０
℃，３００℃，４５０℃ 排ガス状況 ＮＯｘ ： １ｐｐｍ ＮＨ3 ： ２０ｐｐｍ Ｏ2 ： １４％ 残 ： Ｈ2 Ｏ＋Ｎ2 ＋ＣＯ2 ＮＨ3 吸着剤 ： ３ｍｍφペレットＴｉＯ2 系２０ｃ
ｃ
条件の下で確認し、その結果を図４に示す。 ガス量 ： ４００Ｎリットル／Ｈ 温 度 ： １００℃，１５０℃，２００℃，２５０
℃，３００℃，４５０℃ 排ガス状況 ＮＯｘ ： １ｐｐｍ ＮＨ3 ： ２０ｐｐｍ Ｏ2 ： １４％ 残 ： Ｈ2 Ｏ＋Ｎ2 ＋ＣＯ2 ＮＨ3 吸着剤 ： ３ｍｍφペレットＴｉＯ2 系２０ｃ
ｃ
【００１６】図４から判るように、２００℃以下、さら
に比表面積３０ｍ2 ／ｇ以上でＮＨ 3 の吸着量が極めて
増加する。なお、図４中、〜は上記表１のＮＨ3 吸
着剤のサンプル番号を示す。
に比表面積３０ｍ2 ／ｇ以上でＮＨ 3 の吸着量が極めて
増加する。なお、図４中、〜は上記表１のＮＨ3 吸
着剤のサンプル番号を示す。
【００１７】（実施例３）同上吸着剤（ＴｉＯ2 ：８０
％、残り成形助剤、比表面積７０ｍ2 ／ｇ）２０ｃｃを
以下の条件で温度スウィング試験を実施した結果、図５
に示すとおり良好な吸・脱着特性が得られることが判っ
た。 ガス量 ： ４００Ｎリットル／Ｈ 温 度 ： １００℃と３００℃の間をスウィング 排ガス状況 ＮＯｘ ： １ｐｐｍ ＮＨ3 ： １００ｐｐｍ Ｏ2 ： １４％ 残 ： Ｈ2 Ｏ＋Ｎ2 ＋Ｏ2 ＮＨ3 吸着剤 ： ３ｍｍφペレットＴｉＯ2 系，２０
ｃｃ
％、残り成形助剤、比表面積７０ｍ2 ／ｇ）２０ｃｃを
以下の条件で温度スウィング試験を実施した結果、図５
に示すとおり良好な吸・脱着特性が得られることが判っ
た。 ガス量 ： ４００Ｎリットル／Ｈ 温 度 ： １００℃と３００℃の間をスウィング 排ガス状況 ＮＯｘ ： １ｐｐｍ ＮＨ3 ： １００ｐｐｍ Ｏ2 ： １４％ 残 ： Ｈ2 Ｏ＋Ｎ2 ＋Ｏ2 ＮＨ3 吸着剤 ： ３ｍｍφペレットＴｉＯ2 系，２０
ｃｃ
【００１８】（実施例４）Ｙ型ゼオライト８０％、成形
助剤２０％からなるＮＨ3 吸着剤、アルミナ８０％、成
形助剤２０％からなるＮＨ3 吸着剤をそれぞれ３ｍｍφ
ペレットに成形し、実施例３と同様の条件で、その吸着
特性を確認した。上記ＮＨ3 吸着剤の比表面積はそれぞ
れ５００ｍ2 ／ｇ，２００ｍ2 ／ｇである。その結果を
図６に示す。図６に示すとおり、いずれの場合にも２０
０℃以下で吸着量が増大することが判った。なお、シリ
カ及びジルコニアをＮＨ3 吸着剤として使用した場合
も、ほゞ同様な結果が得られた。
助剤２０％からなるＮＨ3 吸着剤、アルミナ８０％、成
形助剤２０％からなるＮＨ3 吸着剤をそれぞれ３ｍｍφ
ペレットに成形し、実施例３と同様の条件で、その吸着
特性を確認した。上記ＮＨ3 吸着剤の比表面積はそれぞ
れ５００ｍ2 ／ｇ，２００ｍ2 ／ｇである。その結果を
図６に示す。図６に示すとおり、いずれの場合にも２０
０℃以下で吸着量が増大することが判った。なお、シリ
カ及びジルコニアをＮＨ3 吸着剤として使用した場合
も、ほゞ同様な結果が得られた。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば燃焼排ガス中のＮＯｘを
９９％以上除去することが可能となり、還元剤として使
用するＮＨ3 の浪費も防げる。
９９％以上除去することが可能となり、還元剤として使
用するＮＨ3 の浪費も防げる。
【図１】本発明の一実施態様の説明図
【図２】本発明の他の実施態様の説明図
【図３】本発明におけるＮＨ3 注入開始後の脱硝反応器
出口排ガス中のＮＯｘ濃度を示す図表
出口排ガス中のＮＯｘ濃度を示す図表
【図４】本発明における実施例２のＮＨ3 吸着剤のガス
温度とＮＨ3 吸着量比の関係を示す図表
温度とＮＨ3 吸着量比の関係を示す図表
【図５】本発明における実施例３のＮＨ3 吸着剤の吸脱
着試験結果を示す図表
着試験結果を示す図表
【図６】本発明における実施例４のＮＨ3 吸着剤のガス
温度とＮＨ3 吸着量比の関係を示す図表
温度とＮＨ3 吸着量比の関係を示す図表
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 20/10 Ａ 7202−4Ｇ (72)発明者 芹沢 暁 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 内藤 治 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 大西 利幸 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 小林 敬古 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社本社内 (72)発明者 飯田 耕三 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 燃焼排ガス温度２００〜６００℃の温度
域にＮＨ3 を還元剤とする乾式脱硝装置を設置して、そ
の上流に該排ガス中のＮＯｘに対して等モル以上になる
ようにＮＨ3 を注入してＮＯｘを除去し、その下流の排
ガス温度が２００℃以下の温度域に比表面積が３０ｍ2
／ｇ以上である金属酸化物よりなるＮＨ3 吸着剤を含有
するＮＨ3 吸着装置を設けて排ガスの余剰ＮＨ3 を吸着
除去することを特徴とする燃焼排ガスの脱硝方法。 - 【請求項２】 比表面積が３０ｍ2 ／ｇ以上である金属
酸化物よりなるＮＨ 3 吸着剤がゼオライト、アルミナ、
チタニア、シリカ及びジルコニアよりなる群から選ばれ
た金属酸化物であることを特徴とする請求項１記載の燃
焼排ガスの脱硝方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5007703A JPH067639A (ja) | 1992-04-28 | 1993-01-20 | 燃焼排ガスの脱硝方法 |
| EP93106721A EP0567964A2 (en) | 1992-04-28 | 1993-04-26 | Process for flue gas denitration |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10989192 | 1992-04-28 | ||
| JP4-109891 | 1992-04-28 | ||
| JP5007703A JPH067639A (ja) | 1992-04-28 | 1993-01-20 | 燃焼排ガスの脱硝方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH067639A true JPH067639A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=26342047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5007703A Pending JPH067639A (ja) | 1992-04-28 | 1993-01-20 | 燃焼排ガスの脱硝方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0567964A2 (ja) |
| JP (1) | JPH067639A (ja) |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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