JPS5850129B2 - 排ガスの処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排ガスの処理方法に関するものである。

詳しくは、ボイラ、加熱炉等から排出される排ガス中の
窒素酸化物を、排ガス流路内で、酸素の存在下、高温度
でアンモニアを添加することによって分解した後、続い
て排ガス中に残存するアンモニアを効率よく分解する方
法に関するものである。

ＮＯおよびＮ０２（以下これらをｒＮＯｘＪ という
）は、人体に害をおよぼし、直接体内に吸収された場合
、体内の機能を低下させるなどの害があり、また最近オ
キシダントと呼ばれる光化学スモックの原因ともなって
いるのでＮＯｘの除去法の確立が強く要求されている。

特に、ＮＯｘの主な発生源であるボイラ、加熱炉等より
の排ガス中のＮＯｘを分解することは公害防止上、緊急
に解決を要する問題となっている。

ＮＯｘを含有する排ガス中のＮＯｘを触媒を使用せず効
率よく、かつ経済的に分解する方法としてＮＯｘ含有排
ガスに７００℃より高い温度とくに８００〜１１００℃
程度の温晩でアンモニアを添加し、ＮＯｘを実質的に窒
素に還元する方法が提案されている。

しかし、ボイラ等Ｃ重油等硫黄を含んだ燃料を使用する
場合には、排ガス中にＳＯ３が存在し、かつ未反応で残
存するアンモニアがある場合、ボイラ出口部の排ガスの
熱量を回収する節炭器、空気予熱器等の中にてアンモニ
アとＳＯ３が反応して硫安、酸性硫安等各種アンモニウ
ム塩が生成し析出して付着成長し、ひいては機器を閉塞
させ、排ガスが流れなくなったり、捷たそれらの強い腐
蝕性により装置を破損せしめる等の問題をひき起すおそ
れがある。

またアンモニアが高い濃度で大気に排出されると悪臭を
もたらすという問題がでてくるためそれらを減少させる
対策が非常に重要である。

本発明者らは、かかる実情に鑑み前述の高温度における
ＮＯｘ分解後のアンモニアを含有する排ガス中に残存す
るアンモニアを効率よく、かつ経済的に分解する方法に
つき、鋭意検討した結果、高温脱硝後のアンモニア含有
排ガスを、４００℃より高い温度の排ガス流路内で酸化
鉄または水酸化鉄よりなる粉末状触媒と接触させること
によりアンモニアを分解しうる事実を見出し本発明に到
達した。

すなわち、本発明の要旨は、ボイラー、加熱炉等の排ガ
ス流路内で、窒素酸化物を含有する高温排ガスから窒素
酸化物を除去し、冷却して放出する方法にち・いて、１
ず上記高温排ガスを排ガス流路内の７００℃より高い温
度域にむいて酸素の存在下アンモニアと接触させること
により排ガス中の窒素酸化物を分解し、ついで、処理し
た排ガスに排ガス流路内の４００’Ｃより高い温度域で
、酸化鉄または水酸化鉄よりなる粉末状触媒を懸濁状態
となるように添加して残存するアンモニアを分解するこ
とを特徴とする排ガスの処理方法にある。

本発明を更に詳細に説明する。

本発明方法に適用されるＮＯｘ含有排ガスとしては、ボ
イラ、加熱炉などの各種装置内の排ガスが挙げられる。

これらの排ガスの温度は通常１０００℃以上であるが、
１ず第１段階として前記装置内に嘔ける排ガス流路の７
００°Ｃより高い温度域、好１しくは８００〜１１００
℃の温度域にアンモニアを注入しＮＯｘを除去する。

アンモニアの使用量は、経済性とＮＯｘの除去率の両面
を考慮して適宜選択することができるが、通常全ガス中
のＮＯｘ濃度に対し０．６〜１０モル比程度が適当であ
る。

アンモニアは空気、水等で稀釈して使用してもよく、ま
たアンモニアの代りに炭酸アンモン、蓚酸アンモンのよ
うなアンモニア前駆物質を使用することもできる。

この際、酸素は排ガス全容量に対し０．１〜２０容量饅
あればよく、必要に応じ追加することができる。

排ガスとアンモニアとの接触を可及的均一に実施するた
め、アンモニアの導入手段、排ガス流速を調節するのが
望ましい。

通常反応滞留時間は０．００１〜１０秒程度から選ばれ
る。

上述の高温脱硝処理によりＮＯｘを分解した未反応アン
モニアを含む排ガスは、ついで、装置内に釦ける排ガス
流路の４００℃より高い温度域に、酸化鉄または水酸化
鉄よりなる粉末状触媒を懸濁状態として添加することに
より排ガス中に残存するアンモニアを酸化分解する。

本発明において使用する触媒についてさらに詳細に説明
すれば、本発明では酸化鉄または水酸化鉄を触媒とする
が、水酸化鉄は反応条件下に釦いて酸化鉄に変化するも
のと考えられる。

また、本発明で使用する触媒は、鉄以外にコバルト、ニ
ッケル、ビスマス、アルミニウム、ベリリウム、タング
ステン、セリウム等の卑金属を含有していてもよく、こ
のような触媒としては酸化鉄−酸化コバルト、酸化鉄−
酸化ビスマス等があげられる。

また、これら触媒は、粉末状で使用するが、触媒の劣化
、圧損等を考慮して、該触媒を空気、不活性ガス等の気
体、あるいは水、水蒸気を媒体として懸濁状態にし、噴
射法等により排ガス流路の廃ガス中に均一に分散させる
。

粉末状触媒と排ガスとの接触温度は可及的高温度、例え
ば５００°Ｃ以上であることが車重しい。

触媒の添加量は残存ＮＨ３に対し０．１ ｋｇ触媒／ｋ
ｇ残ＮＨ３以上必要であり、とくに０．５〜５ｋｇ触媒
／に９残ＮＨ３が好適である。

なお、添加した粉末状触媒は、例えば、ボイラー出口に
電気集塵機、ベンチュリースクラバー等の集塵装置を設
けて補集除去するのが望ましい。

本発明方法によれば、経済的に効率よく残存アンモニア
を除去することができ、工業的に有利である。

つぎに、本発明の方法を実施例により更に説明する。

実施例 １ ボイラー排ガス（７万Ｎ ｍ’／ Ｈ，ＮＯｘ １７８
ｐｐｍ、０２４％）の温度８５０〜９００℃のゾーンに
アンモニアを３５６ｐｐｍ注入したこるＮＯｘは１２０
ｐｐｍになり（脱硝率３２．４％）、残アンモニアは１
３４ｐｐｍとなった（アンモニア分解率６２．４％）。

次いで８００℃のゾーンに空気２００ ＯＮｍ’／Ｈに
混ぜ懸濁状態にして水酸化第２鉄粉末（３２メツシユ以
下）を１９．３ｋｇ／Ｈ圧入添加したところ出口のアン
モニアは１１０９ｐｐに減少した。

水酸化第２鉄添加によるアンモニアの分解率は、１８．
７％であった（ＮＯｘの濃度は変化がなかった）。

実施例 ２ 実施例１と同じ条件にてアンモニアを５３４ｐｐｍ注入
したところＮＯｘは１１０９ｐｐになり（脱硝率３８．
５φ）、残アンモニアは２９６ｐｐｍとなった（アンモ
ニア分解率４４．６％）。

次いで、８００℃のゾーンに水酸化第２鉄粉末を実施例
】と同様にして１８．９ｋｇ／Ｈ添加したところ出口の
アンモニアは２３６ｐｐｍに減少した。

水酸化第２鉄添加によるアンモニア分解率は２０．３％
であった（ＮＯｘ濃度は変化がなかった）。

実施例 ３ ボイラー廃ガス（７万Ｎｍ／ Ｈ，ＮＯｘ ２３０ｐｐ
ｍ、０２４％）温度８５０〜９００℃のゾーンにアンモ
ニアを４６０ｐｐｍ注入したところＮＯｘは１５８ｐｐ
ｍになり（脱硝率３１．３％）残アンモニアは１４２ｐ
ｐｍとなった（アンモニア分解率６９．１φ）。

次いで、８０００Ｃのゾーンに酸化第２鉄粉末（３２メ
ツシユ以下）を実施例１と同様にして１８ｋｇ／Ｈ添加
したところ出口のアンモニアは１１０６ｐｐに減少した
。

酸化第２鉄添加によるアンモニアの分解率は２５．４％
であった（ＮＯｘの濃度は変化がなかった）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボイラー、加熱炉等の排ガス流路内で窒素酸化物を
   含有する高温排ガスから窒素酸化物を除去し、冷却して
   放出する方法において、捷ず上記高温排ガスを排ガス流
   路内の７００℃より高い温度域において酸素の存在下ア
   ンモニアと接触させることにより、排ガス中の窒素酸化
   物を分解し、ついで、処理したガスに排ガス流路内の４
   ００℃より高い温度域で、酸化鉄または水酸化鉄よりな
   る粉末状触媒を懸濁状態となるように添加して残存する
   アンモニアを分解することを特徴とする排ガスの処理方
   法。