JPH04265120A

JPH04265120A - 脱硝装置

Info

Publication number: JPH04265120A
Application number: JP3024352A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Asano; 義彦浅野; Yoshio Nakajima; 義雄中島; Takeshi Endo; 剛遠藤; Takashi Sakukawa; 貴志佐久川
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1991-02-19
Publication date: 1992-09-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の排煙等の
窒素酸化物（ＮＯＸ）含有ガスからＮＯＸを除去する技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＮＯＸ処理技術は排煙脱硝技術
として実用化されている。排煙脱硝方法は乾式法と湿式
法に大別され、最も進んでいるのは乾式法の１つである
選択接触還元法である。この選択選択還元法における主
反応を（１）式に示す。

【０００３】４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ…（１）こ
の選択接触還元法では、還元剤としてアンモニアや炭化
水素、一酸化炭素が使用され、特にアンモニアは酸素が
共存していても選択的にＮＯＸと反応するため、ディー
ゼル機関の排気ガス等、酸素が多く含まれる排気ガスの
処理に使用される。また、触媒としてＰｔなどの貴金属
系やＡｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２などに担持させた各種金属酸
化物などが使用される。

【０００４】この選択接触還元法は、簡単なシステムで
処理を行うことができ、高脱硝率が得られ、しかもＮＯ
Ｘを無害なＮ２とＨ２Ｏに分解できるので排出処理が不
要となる等の利点を有する反面、次のような問題点があ
る。まず、有害で危険なアンモニアガスを使用するため
、その取り扱いに細心の注意を要する点が挙げられる。また、ＮＯＸの還元反応が等モル反応であるため、脱硝
するＮＯＸ量に等しいアンモニアを排気ガス中に注入し
なければならず、アンモニア貯蔵設備や触媒等の大型化
を招く問題もある。また、アンモニアガスにより還元触
媒性能が劣化し、排気ガス成分によっても還元触媒の劣
化が進むため、触媒の交換作業が必要となり、特に高価
な貴金属系の触媒の場合は経済的に不利となる問題もあ
る。また、高温では触媒成分の焼結が進行するなどの不
都合を生じ、低温ではアンモニアが水分，ＳＯＸと反応
するために脱硝率が低下してしまい、使用温度の範囲が
３２０〜４５０℃と高温域に制限される問題もある。

【０００５】このように選択接触還元法には不利な点も
多いため、現在、他の脱硝方法の研究も行われている。他の脱硝方法として、ＮＯＸを吸着・除去する方法が挙
げられる。この方法のうち多数は活性炭による吸着方式
であるが、ゼオライトによる吸着方式の研究も行われて
いる。ゼオライトを使用する場合、通常は合成ゼオライ
トを使用し、天然ゼオライトを用いた研究は極めて少な
い（「ＮＯＸのゼオライトによる除去に関する研究」工
業開発研究所（１９８４）、Ｍａ，Ｙ．Ｈ．＆Ｃ．Ｍａ
ｎｃｅｉ；ＡＩｃｈＥＪ，１８　　１１４８（１９７２
）参照）。合成ゼオライトを用いた脱硝方法として、銅
イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを用いる研究が行わ
れている。この方法の場合、２００〜４００℃の反応温
度で５０％近い脱硝率があると報告されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら合成ゼオ
ライトによるＮＯＸ吸着・除去方法の場合、排気ガス中
に含まれる酸素（数１０％以下）で触媒性能が劣化して
脱硝率が低下する点が大きな課題となっている。また、
活性時間が長く、反応温度範囲が制限され、反応量も限
界がある等、様々な課題もある。

【０００７】この発明は、このような事情に鑑み、ゼオ
ライトを用いてＮＯＸを除去する方法を改善し、簡便で
脱硝率の高い脱硝処理を可能とする技術を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】この発明は、
上記の目的を達成するために、ＮＯＸ含有ガスにアンモ
ニア水を加えるアンモニア水供給部と、アンモニア水を
加えたＮＯＸ含有ガスが内部を流通する処理容器とを備
え、アジ化化合物の層が表面に形成されたゼオライトを
前記処理容器の内部に配置した脱硝装置を提供する。ま
た、アジ化化合物の層にアンモニウム塩を加える態様を
とることもできる。この装置によれば、処理容器の内部
において、アジ化化合物担持ゼオライトがＮＯＸに接触
反応し、ゼオライトとアジ化化合物とアンモニウム塩と
の除去作用によってＮＯＸが除去される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この実
施例では、特殊な合成ゼオライトを使用せず、ゼオライ
トにアジ化ナトリウム（ＮａＮ３）を担持させ、このゼ
オライトを用いてＮＯＸ除去を行うものであり、以下詳
細に説明する。

【００１０】まず、ＮａＮ３５ｇと塩化アンモニウム（
ＮＨ４Ｃｌ）５ｇを乳鉢に入れ、均一になるようにすり
合わせる。ＮａＮ３とＮＨ４Ｃｌの混合比は、ここでは
１：１とするが、異なる混合比とすることもできる。こ
の後、この試薬に少量の水を加え、ＮａＮ３・ＮＨ４Ｃ
ｌ混合溶液を調製した。さらに、ＮＨ４Ｃｌを加えない
ＮａＮ３溶液を調製した。

【００１１】ゼオライトは、市販のもの（東ソー製：ゼ
オラムＦ−９）を用意した。それぞれの溶液の入った容
器にゼオライト２０ｇを投入し、各容器を恒温槽に入れ
て温度１００℃で加熱・乾燥させ、溶液中の水分を蒸発
させるとゼオライトの表面に結晶が析出する。以上の工
程により、２種のＮａＮ３担持ゼオライトが得られた。

【００１２】このようにゼオライトの表面に結晶を析出
させる手法をとれば、接着剤を用いず、ＮａＮ３担持ゼ
オライトを簡単に作成できる利点がある。しかも、均一
な結晶層を形成できるので、ＮＯＸ除去反応効率が向上
する。また、溶液にゼオライトを長時間浸したのち放置
して溶液成分をゼオライトに十分吸収させたうえで乾燥
させる工程によっても、結晶を析出させることができる
。ただし、前記の工程の方が、ＮａＮ３等の担持量が多
くＮＯＸ除去能力の長寿命化が可能であり、さらに短時
間で製造が可能であり生産性が高い点で優れている。

【００１３】次に、これらのＮａＮ３担持ゼオライトを
用いた脱硝実験について説明する。

【００１４】この脱硝実験では、図１に示す脱硝装置を
使用し、温度を変化させて各種のＮａＮ３担持ゼオライ
トのＮＯＸ除去能力の特性を検証した。処理容器（ガラ
ス円筒）１には、ヒータ２が取り付けられると共に、ガ
ス導入管３およびガス排出管４が連結されている。ガス
導入管３は、ＮＯを含有した標準ガスを処理容器に導入
するものであり、ガス排出管４は、処理後のガスを排出
するものである。ガス導入管３には、霧状のアンモニア
水または水を加える導入管５が連結されている。また、
ガス排出管４の後段には、ＮＯＸ濃度分析計（島津製作
所製：ＮＯＸ分析計ＣＬＭ−１０７）６が設置されてい
る。７は前記したＮａＮ３担持ゼオライトであり、この
ＮａＮ３担持ゼオライト７をステンレス製のメッシュケ
ース８に収納したうえで、メッシュケース８を処理容器
１の内部に挿入・設置する。

【００１５】以上の構成において、ディーゼル機関で発
生する排気ガス中のＮＯＸ成分のほとんどがＮＯであり
、ＮＯ２は５％程度であることを考慮して、ＮＯ濃度１
０００ｐｐｍのＮＯ／Ｎ２ガス（日本酸素製）を標準ガ
スとし、導入管５により霧状のアンモニア水を標準ガス
に加え、この標準ガスを毎分１リットルでガス導入管３
から処理容器１に送り込む。処理容器１の内部では、標
準ガス中のＮＯがＮａＮ３担持ゼオライト７と接触反応
して（接触時間：５秒）除去される。このようにして処
理されたガスのＮＯ濃度を、温度変化２５〜２５０℃（
ゼオライトの温度）において、ＮＯＸ濃度分析計６によ
り測定することによって、前記のＮａＮ３担持ゼオライ
トによるＮＯＸ除去能力を確認した。また、比較例とし
て、ＮａＮ３担持ゼオライト７としてＮＨ４Ｃｌを加え
ていないものを使用し、標準ガスにアンモニア水の代わ
りに水を加えて同様の実験を行った。

【００１６】これらの測定結果を図２に示す。この図に
おいて、（Ａ）は比較例における特性、（Ｂ）はＮＨ４
Ｃｌを加えていないＮａＮ３担持ゼオライトの特性、（
Ｃ）はＮＨ４Ｃｌを加えたＮａＮ３担持ゼオライトの特
性を示す。これらの測定から、（Ｂ）はＮＯ除去能力の
有効な温度範囲が２５〜２５０℃と広範囲・低温域であ
り、（Ｃ）は１００℃以下の低温域で高脱硝率を示すこ
とが確認された。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る脱
硝装置によれば、次のような利点がある。

【００１８】（１）ＮＯＸ含有ガスにアンモニア水を加
えたうえで、アジ化化合物の層が表面に形成されたゼオ
ライトを使用して脱硝を行うので、ゼオライトとアジ化
化合物とアンモニウム塩との除去作用によって高脱硝率
を実現できる。特に、アジ化化合物にアンモニウム塩を
加えた結晶層を有するゼオライトを使用すれば、格段に
優れた温度脱硝特性を実現できる。

【００１９】（２）使用温度範囲が広く、しかも低温域
で脱硝可能である。

【００２０】（３）取り扱いの面倒なアンモニアガスが
不要であり、球状固体であるアジ化化合物担持ゼオライ
トを使用して脱硝を行えるので、取り扱いの便や安全性
が向上し、交換等の作業も容易である。

【００２１】（４）アンモニアガス貯蔵設備や触媒等が
不要であり、装置の小型化が可能である。

【００２２】（５）高価な合成ゼオライトを使用せずに
脱硝を行うことができ、しかも高価な触媒も不要である
ので、経済的に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る脱硝装置の概要を示
す説明図。

【図２】ＮＯＸ除去率と温度との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１…処理容器７…ＮａＮ３担持ゼオライト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　ＮＯＸ含有ガスにアンモニア水を加え
るアンモニア水供給部と、アンモニア水を加えたＮＯＸ
含有ガスが内部を流通する処理容器とを備え、アジ化化
合物の層が表面に形成されたゼオライトを前記処理容器
の内部に配置したことを特徴とする脱硝装置。
【請求項２】　　ＮＯＸ含有ガスにアンモニア水を加え
るアンモニア水供給部と、アンモニア水を加えたＮＯＸ
含有ガスが内部を流通する処理容器とを備え、アンモニ
ウム塩を加えたアジ化化合物の層が表面に形成されたゼ
オライトを前記処理容器の内部に配置したことを特徴と
する脱硝装置。