JPH06123406A - 燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法 - Google Patents
燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法Info
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- JPH06123406A JPH06123406A JP4318678A JP31867892A JPH06123406A JP H06123406 A JPH06123406 A JP H06123406A JP 4318678 A JP4318678 A JP 4318678A JP 31867892 A JP31867892 A JP 31867892A JP H06123406 A JPH06123406 A JP H06123406A
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
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- Catalysts (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼ガス中の亜酸化窒素を効果的に除去でき
る方法を提供する。 【構成】 流動層燃焼炉内にγ−アルミナ又はγ−アル
ミナと金属化合物との混合物を装入し、同燃焼炉内で燃
焼ガスをγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物と
の混合物で処理し、燃焼ガス中の亜酸化窒素を分解す
る。
る方法を提供する。 【構成】 流動層燃焼炉内にγ−アルミナ又はγ−アル
ミナと金属化合物との混合物を装入し、同燃焼炉内で燃
焼ガスをγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物と
の混合物で処理し、燃焼ガス中の亜酸化窒素を分解す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼ガスの亜酸化窒素
除去方法に関する。
除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】石
炭、重油、石油コークス、産業廃棄物等を燃料とする流
動層燃焼は８００℃程度の低温燃焼のため、公害性ガス
である一酸化窒素（以下ＮＯという）、二酸化窒素（以
下ＮＯ2 という）等の窒素酸化物の放出が少ないが、地
球の温暖化、オゾン層の破壊の原因となる亜酸化窒素
（以下Ｎ2 Ｏという）の発生量が多く、その低減策の開
発が必要とされている。
炭、重油、石油コークス、産業廃棄物等を燃料とする流
動層燃焼は８００℃程度の低温燃焼のため、公害性ガス
である一酸化窒素（以下ＮＯという）、二酸化窒素（以
下ＮＯ2 という）等の窒素酸化物の放出が少ないが、地
球の温暖化、オゾン層の破壊の原因となる亜酸化窒素
（以下Ｎ2 Ｏという）の発生量が多く、その低減策の開
発が必要とされている。
【０００３】Ｎ2 Ｏの低減には、これまで燃焼炉から排
出された燃焼ガス中に含まれるＮ2Ｏを３００〜４００
℃の低温で、触媒やプラズマ放電等を用いて分解する手
法の開発が進められている。しかしながらその実用化に
はシステムの簡素化、良好な触媒の開発、プラントコス
トの低減等の課題が残されている。この方法の最大の課
題は既設のプラントに新たにＮ2 Ｏ除去プラントを組み
込まなくてはならない点にある。プラント設置面積の上
でベストなシステムレイアウトを行っている既設プラン
トに新たにＮ2 Ｏ除去システムを加えることは困難とい
える。
出された燃焼ガス中に含まれるＮ2Ｏを３００〜４００
℃の低温で、触媒やプラズマ放電等を用いて分解する手
法の開発が進められている。しかしながらその実用化に
はシステムの簡素化、良好な触媒の開発、プラントコス
トの低減等の課題が残されている。この方法の最大の課
題は既設のプラントに新たにＮ2 Ｏ除去プラントを組み
込まなくてはならない点にある。プラント設置面積の上
でベストなシステムレイアウトを行っている既設プラン
トに新たにＮ2 Ｏ除去システムを加えることは困難とい
える。
【０００４】ところで、特開昭６３−１２３２８号公報
には、燃焼炉のフリーボード部にアルミナを主成分とす
る粒子を噴霧し、燃焼ガスを脱硝処理する方法が開示さ
れている。しかしこの特許公報では、主としてＮＯの除
去について述べており、地球の温暖化、オゾン層の破壊
の原因となるＮ2 Ｏの除去については全く言及していな
い。同特許公報では、ＮＯの分解反応式として、 ２ＮＯ→Ｎ2 ＋Ｏ2 （１） が挙げられているが、同時に生起するもう１つの分解反
応式として、 ４ＮＯ→２Ｎ2 Ｏ＋Ｏ2 （２） を挙げており、後者の反応式（２）によれば、ＮＯの分
解により地球の温暖化、オゾン層の破壊の原因となるＮ
2 Ｏが新たに生成することになる。
には、燃焼炉のフリーボード部にアルミナを主成分とす
る粒子を噴霧し、燃焼ガスを脱硝処理する方法が開示さ
れている。しかしこの特許公報では、主としてＮＯの除
去について述べており、地球の温暖化、オゾン層の破壊
の原因となるＮ2 Ｏの除去については全く言及していな
い。同特許公報では、ＮＯの分解反応式として、 ２ＮＯ→Ｎ2 ＋Ｏ2 （１） が挙げられているが、同時に生起するもう１つの分解反
応式として、 ４ＮＯ→２Ｎ2 Ｏ＋Ｏ2 （２） を挙げており、後者の反応式（２）によれば、ＮＯの分
解により地球の温暖化、オゾン層の破壊の原因となるＮ
2 Ｏが新たに生成することになる。
【０００５】また同特許公報には、下式に示すように、
ＮＯの一部が酸化されてＮＯ2 を生ずることも記載され
ている。 ２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 （３） このように特開昭６３−１２３２８号公報に記載の脱硝
方法は、ＮＯの除去には有効であるが、Ｎ2 Ｏの除去に
は無効であり、逆にＮＯの分解によりＮ2 Ｏが新たに生
成することから、Ｎ2 Ｏの除去方法としては採用できな
いことが明らかである。
ＮＯの一部が酸化されてＮＯ2 を生ずることも記載され
ている。 ２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 （３） このように特開昭６３−１２３２８号公報に記載の脱硝
方法は、ＮＯの除去には有効であるが、Ｎ2 Ｏの除去に
は無効であり、逆にＮＯの分解によりＮ2 Ｏが新たに生
成することから、Ｎ2 Ｏの除去方法としては採用できな
いことが明らかである。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、燃焼ガス中のＮ2 Ｏを効果的に除去できる方法を
提供することにある。
消し、燃焼ガス中のＮ2 Ｏを効果的に除去できる方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記特開昭６３−１２３
２８号公報に記載の脱硝方法は、アルミナを用いるもの
であるが、本発明者の検討によれば、上記（３）で示す
酸化反応は、γ−アルミナ以外のアルミナを用いたとき
の固有の反応であり、上記特許公報に記載の脱硝方法は
γ−アルミナ以外のアルミナを用いていると断定した。
そして更に検討を加えた結果、α−アルミナは流動層燃
焼温度条件（例えば７００〜９００℃）におけるＮ2 Ｏ
の分解除去には無効であるが、α−アルミナの代りにγ
−アルミナを用いると、α−アルミナを用いた場合には
達成できなかった流動層燃焼温度条件におけるＮ2 Ｏの
分解除去が可能であることを見い出した。またγ−アル
ミナと金属化合物との混合物を用いた場合にもＮ2 Ｏの
分解除去が可能であり、γ−アルミナ単独の場合よりも
高いＮ2 Ｏの選択的分解活性を得ることが可能であるこ
とを見い出した。
２８号公報に記載の脱硝方法は、アルミナを用いるもの
であるが、本発明者の検討によれば、上記（３）で示す
酸化反応は、γ−アルミナ以外のアルミナを用いたとき
の固有の反応であり、上記特許公報に記載の脱硝方法は
γ−アルミナ以外のアルミナを用いていると断定した。
そして更に検討を加えた結果、α−アルミナは流動層燃
焼温度条件（例えば７００〜９００℃）におけるＮ2 Ｏ
の分解除去には無効であるが、α−アルミナの代りにγ
−アルミナを用いると、α−アルミナを用いた場合には
達成できなかった流動層燃焼温度条件におけるＮ2 Ｏの
分解除去が可能であることを見い出した。またγ−アル
ミナと金属化合物との混合物を用いた場合にもＮ2 Ｏの
分解除去が可能であり、γ−アルミナ単独の場合よりも
高いＮ2 Ｏの選択的分解活性を得ることが可能であるこ
とを見い出した。
【０００８】本発明はこれらの知見に基づき完成された
ものであり、本発明の燃焼ガスの亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）
除去方法は、流動層燃焼炉内にγ−アルミナ又はγ−ア
ルミナと金属化合物との混合物を装入し、同燃焼炉内で
燃焼ガスをγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物
との混合物で処理して燃焼ガス中のＮ2 Ｏを分解するこ
とを特徴とする。
ものであり、本発明の燃焼ガスの亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）
除去方法は、流動層燃焼炉内にγ−アルミナ又はγ−ア
ルミナと金属化合物との混合物を装入し、同燃焼炉内で
燃焼ガスをγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物
との混合物で処理して燃焼ガス中のＮ2 Ｏを分解するこ
とを特徴とする。
【０００９】以下、本発明を詳説する。本発明のＮ2 Ｏ
除去方法は、流動層燃焼炉で発生する燃焼ガスを対象と
している。燃焼炉内に流動層形成物質（流動媒体：砂、
石灰石、石炭灰等）を装入し、炉下部より燃焼および粒
子の流動に寄与する空気を流入させ、燃料（石炭、重
油、石油コークス、産業廃棄物等）の燃焼と炉内の収熱
部の熱バランスにより炉内温度を７００〜９００℃に制
御する、いわゆる常圧型、加圧型、バブリング型、循環
型等の流動層燃焼炉では、燃焼により地球の温暖化、オ
ゾン層の破壊に寄与するＮ2 Ｏが発生する。このＮ2 Ｏ
は、各種燃焼反応で生成し、大気汚染物質としてその放
出が規制されているＮＯあるいはＮＯ2 とは異なるもの
である。
除去方法は、流動層燃焼炉で発生する燃焼ガスを対象と
している。燃焼炉内に流動層形成物質（流動媒体：砂、
石灰石、石炭灰等）を装入し、炉下部より燃焼および粒
子の流動に寄与する空気を流入させ、燃料（石炭、重
油、石油コークス、産業廃棄物等）の燃焼と炉内の収熱
部の熱バランスにより炉内温度を７００〜９００℃に制
御する、いわゆる常圧型、加圧型、バブリング型、循環
型等の流動層燃焼炉では、燃焼により地球の温暖化、オ
ゾン層の破壊に寄与するＮ2 Ｏが発生する。このＮ2 Ｏ
は、各種燃焼反応で生成し、大気汚染物質としてその放
出が規制されているＮＯあるいはＮＯ2 とは異なるもの
である。
【００１０】Ｎ2 Ｏは燃料中に含まれる窒素分が燃焼に
ともないＮＣＯあるいはＮＨｉ化学種として気相中に生
成し、同時に燃焼により生成したＮＯと反応してＮ2 Ｏ
が生成するとされているが、その詳細はいまだ明らかで
はない。 ＮＣＯ＋ＮＯ→Ｎ2 Ｏ＋ＣＯ ＮＨｉ＋ＮＯ→Ｎ2 Ｏ＋ｉ／２Ｈ2 一般的な流動層燃焼炉では５０〜１６０ｐｐｍのＮ2 Ｏ
が放出される。
ともないＮＣＯあるいはＮＨｉ化学種として気相中に生
成し、同時に燃焼により生成したＮＯと反応してＮ2 Ｏ
が生成するとされているが、その詳細はいまだ明らかで
はない。 ＮＣＯ＋ＮＯ→Ｎ2 Ｏ＋ＣＯ ＮＨｉ＋ＮＯ→Ｎ2 Ｏ＋ｉ／２Ｈ2 一般的な流動層燃焼炉では５０〜１６０ｐｐｍのＮ2 Ｏ
が放出される。
【００１１】本発明の方法は、上記Ｎ2 Ｏを、アルミナ
の１種であるγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合
物との混合物で分解除去するものである。アルミナは産
業上重要な無機材料でその利用範囲も広い。そのためそ
の性質、構造等の研究が進められているが、その詳細は
いまだ明らかではない。しかしながら産業上大別すると
アルミナ水和物を脱水して得られる安定なα−アルミナ
と、その中間生成物である準安定なγ−アルミナとが挙
げられる。γ−アルミナを詳細に分類すると、κ、θ、
δ、γ、η、χ、ρの７種類に分けられるが、ここでは
それらを総称してγ−アルミナとする。アルミナは煙道
（３００〜４００℃）における排ガス中の分解触媒とし
ては活性が低く、触媒効果が少ないが、高温になると活
性が高くなるとされているが、今回、特に、γ−アルミ
ナが流動層燃焼温度条件（７００〜９００℃）における
Ｎ2 Ｏの選択的分解活性が高いことを発見した。
の１種であるγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合
物との混合物で分解除去するものである。アルミナは産
業上重要な無機材料でその利用範囲も広い。そのためそ
の性質、構造等の研究が進められているが、その詳細は
いまだ明らかではない。しかしながら産業上大別すると
アルミナ水和物を脱水して得られる安定なα−アルミナ
と、その中間生成物である準安定なγ−アルミナとが挙
げられる。γ−アルミナを詳細に分類すると、κ、θ、
δ、γ、η、χ、ρの７種類に分けられるが、ここでは
それらを総称してγ−アルミナとする。アルミナは煙道
（３００〜４００℃）における排ガス中の分解触媒とし
ては活性が低く、触媒効果が少ないが、高温になると活
性が高くなるとされているが、今回、特に、γ−アルミ
ナが流動層燃焼温度条件（７００〜９００℃）における
Ｎ2 Ｏの選択的分解活性が高いことを発見した。
【００１２】さらにγ−アルミナに、Ｎａ，Ｋなどのア
ルカリ金属、Ｍｇ，Ｃａなどのアルカリ土類金属、Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕなどの銅族金属、Ｚｎなどの亜鉛族金
属、Ｔｉ，Ｚｒなどのチタン族金属、Ｖ，Ｔａなどのバ
ナジウム族金属、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの鉄族金属、Ｃ
ｒなどのクロム族金属、Ｍｎなどのマンガン族金属など
の金属の化合物、例えば酸化物、炭酸塩、ハロゲン化物
（塩化物、臭化物など）、硫酸塩、硫化物、硝酸塩、亜
硝酸塩、有機酸塩（ギ酸塩、酢酸塩、安息香酸塩など）
などを混合してなる、γ−アルミナと金属化合物との混
合物を用いると、Ｎ2 Ｏの選択的分解活性を更に高める
ことができることを発見した。ここにγ−アルミナと金
属化合物との混合物はγ−アルミナを主体とし、少量の
金属化合物を含むものが好ましい。
ルカリ金属、Ｍｇ，Ｃａなどのアルカリ土類金属、Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕなどの銅族金属、Ｚｎなどの亜鉛族金
属、Ｔｉ，Ｚｒなどのチタン族金属、Ｖ，Ｔａなどのバ
ナジウム族金属、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの鉄族金属、Ｃ
ｒなどのクロム族金属、Ｍｎなどのマンガン族金属など
の金属の化合物、例えば酸化物、炭酸塩、ハロゲン化物
（塩化物、臭化物など）、硫酸塩、硫化物、硝酸塩、亜
硝酸塩、有機酸塩（ギ酸塩、酢酸塩、安息香酸塩など）
などを混合してなる、γ−アルミナと金属化合物との混
合物を用いると、Ｎ2 Ｏの選択的分解活性を更に高める
ことができることを発見した。ここにγ−アルミナと金
属化合物との混合物はγ−アルミナを主体とし、少量の
金属化合物を含むものが好ましい。
【００１３】本発明の方法において、燃焼ガス中のＮ2
Ｏの分解除去は、燃焼炉内にγ−アルミナ又はγ−アル
ミナと金属化合物との混合物を装入し、同燃焼炉内で燃
焼ガスをγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物と
の混合物で処理することにより達成される。流動層燃焼
炉内へのγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物と
の混合物の装入は、（Ａ）γ−アルミナ又はγ−アルミ
ナと金属化合物との混合物を流動層燃焼炉内のフリーボ
ード部に投入することにより、または（Ｂ）γ−アルミ
ナ又はγ−アルミナと金属化合物との混合物を流動層燃
焼炉内の流動層の流動媒体として充填することにより行
なうのが好ましい。そこで、γ−アルミナ又はγ−アル
ミナと金属化合物との混合物の装入方法（Ａ）および
（Ｂ）について以下詳細に説明する。
Ｏの分解除去は、燃焼炉内にγ−アルミナ又はγ−アル
ミナと金属化合物との混合物を装入し、同燃焼炉内で燃
焼ガスをγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物と
の混合物で処理することにより達成される。流動層燃焼
炉内へのγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物と
の混合物の装入は、（Ａ）γ−アルミナ又はγ−アルミ
ナと金属化合物との混合物を流動層燃焼炉内のフリーボ
ード部に投入することにより、または（Ｂ）γ−アルミ
ナ又はγ−アルミナと金属化合物との混合物を流動層燃
焼炉内の流動層の流動媒体として充填することにより行
なうのが好ましい。そこで、γ−アルミナ又はγ−アル
ミナと金属化合物との混合物の装入方法（Ａ）および
（Ｂ）について以下詳細に説明する。
【００１４】方法（Ａ） 流動層燃焼炉においては、流動媒体（通常、砂、石灰
石、石炭灰などが用いられる）によって形成される流動
層の上部にフリーボード部が存在する。この方法（Ａ）
によれば、γ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物
との混合物をこのフリーボート部に投入する。投入され
たγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物との混合
物は、燃焼炉において燃料の燃焼により生じた燃焼ガス
と接触して、燃焼ガス中のＮ2 Ｏを分解除去する。この
場合のγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物との
混合物の投入量は、投入しない場合に発生するＮ2 Ｏに
対し、燃焼炉内に滞留するγ−アルミナ又はγ−アルミ
ナと金属化合物との混合物がモル比で１〜１００の範囲
で存在する量が好ましく、これにより例えば９０％以上
の脱Ｎ2 Ｏ率が達成可能である。
石、石炭灰などが用いられる）によって形成される流動
層の上部にフリーボード部が存在する。この方法（Ａ）
によれば、γ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物
との混合物をこのフリーボート部に投入する。投入され
たγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物との混合
物は、燃焼炉において燃料の燃焼により生じた燃焼ガス
と接触して、燃焼ガス中のＮ2 Ｏを分解除去する。この
場合のγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物との
混合物の投入量は、投入しない場合に発生するＮ2 Ｏに
対し、燃焼炉内に滞留するγ−アルミナ又はγ−アルミ
ナと金属化合物との混合物がモル比で１〜１００の範囲
で存在する量が好ましく、これにより例えば９０％以上
の脱Ｎ2 Ｏ率が達成可能である。
【００１５】方法（Ｂ） この方法（Ｂ）は、γ−アルミナ又はγ−アルミナと金
属化合物との混合物を流動層燃焼炉内の流動層の流動媒
体として充填するものである。流動層内のγ−アルミナ
又はγ−アルミナと金属化合物との混合物は、燃焼炉内
で燃料の燃焼により生じた燃焼ガスと接触して燃焼ガス
中のＮ2 Ｏを分解除去する。この場合γ−アルミナ又は
γ−アルミナと金属化合物との混合物の充填量は流動層
の流動化に必要な量であるので、Ｎ2 Ｏの分解に必要と
される量よりもはるかに過剰である。従って発生したＮ
2 Ｏは流動層内のγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属
化合物との混合物によってほぼ定量的に分解除去され
る。なお、上記流動層はγ−アルミナ又はγ−アルミナ
と金属化合物との混合物のみによって形成するのが好ま
しいが、必要に応じてγ−アルミナと通常の流動媒体
（砂、石灰石、石炭灰など）との混合物によって形成す
ることもできる。
属化合物との混合物を流動層燃焼炉内の流動層の流動媒
体として充填するものである。流動層内のγ−アルミナ
又はγ−アルミナと金属化合物との混合物は、燃焼炉内
で燃料の燃焼により生じた燃焼ガスと接触して燃焼ガス
中のＮ2 Ｏを分解除去する。この場合γ−アルミナ又は
γ−アルミナと金属化合物との混合物の充填量は流動層
の流動化に必要な量であるので、Ｎ2 Ｏの分解に必要と
される量よりもはるかに過剰である。従って発生したＮ
2 Ｏは流動層内のγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属
化合物との混合物によってほぼ定量的に分解除去され
る。なお、上記流動層はγ−アルミナ又はγ−アルミナ
と金属化合物との混合物のみによって形成するのが好ま
しいが、必要に応じてγ−アルミナと通常の流動媒体
（砂、石灰石、石炭灰など）との混合物によって形成す
ることもできる。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。 実施例１ モデル実験として、γ−アルミナ単品によるＮ2 Ｏ分解
実験を行ない、流動層燃焼温度条件（７００〜９００
℃）におけるγ−アルミナのＮ2 Ｏ分解活性を測定し、
同様の実験により測定された同条件におけるα−アルミ
ナのＮ2 Ｏ分解活性と比較した。詳細は以下のとおりで
ある。
る。 実施例１ モデル実験として、γ−アルミナ単品によるＮ2 Ｏ分解
実験を行ない、流動層燃焼温度条件（７００〜９００
℃）におけるγ−アルミナのＮ2 Ｏ分解活性を測定し、
同様の実験により測定された同条件におけるα−アルミ
ナのＮ2 Ｏ分解活性と比較した。詳細は以下のとおりで
ある。
【００１７】使用試剤 γ−アルミナ（粒径０．２〜１．０ｍｍ粒子） α−アルミナ（粒径０．２〜１．０ｍｍ粒子）実験方法 この実験には、図１に示す装置を用いた。図１に示す装
置は、内径６ｍｍの石英管１と、石英管１の長さ方向中
央部を包囲する電気炉２と、石英管１の底部に連結され
たＮ2 Ｏガス導入管３と、Ｎ2 Ｏガス導入管３の中間部
に設けられたＮ2 Ｏガス流量計４と、石英管１の上部に
連結されたガス排出管５と、ガス排出管５の中間部に設
けられたＮ2 Ｏ分析計６とを有する。
置は、内径６ｍｍの石英管１と、石英管１の長さ方向中
央部を包囲する電気炉２と、石英管１の底部に連結され
たＮ2 Ｏガス導入管３と、Ｎ2 Ｏガス導入管３の中間部
に設けられたＮ2 Ｏガス流量計４と、石英管１の上部に
連結されたガス排出管５と、ガス排出管５の中間部に設
けられたＮ2 Ｏ分析計６とを有する。
【００１８】上記の各試剤（γ−アルミナ又はα−アル
ミナ）を石英管１に充填長が１００ｍｍとなるように充
填して試剤層７を形成した。なお、試剤層７の上端に
は、薄い石英ウール層９ａ1 、充填長３０ｍｍのケイ砂
層８ａおよび薄い石英ウール層９ａ2 からなる３層充填
体が、そして試剤層７の下端には、同様に、薄い石英ウ
ール層９ｂ1 、充填長３０ｍｍのケイ砂層８ｂおよび薄
い石英ウール層９ｂ2 からなる３層充填体がそれぞれ形
成されて、試剤層７を保持固定している。
ミナ）を石英管１に充填長が１００ｍｍとなるように充
填して試剤層７を形成した。なお、試剤層７の上端に
は、薄い石英ウール層９ａ1 、充填長３０ｍｍのケイ砂
層８ａおよび薄い石英ウール層９ａ2 からなる３層充填
体が、そして試剤層７の下端には、同様に、薄い石英ウ
ール層９ｂ1 、充填長３０ｍｍのケイ砂層８ｂおよび薄
い石英ウール層９ｂ2 からなる３層充填体がそれぞれ形
成されて、試剤層７を保持固定している。
【００１９】窒素で希釈されてＮ2 Ｏ濃度が５００ｐｐ
ｍのＮ2 ＯガスをＮ2 Ｏガス導入管３からＮ2 Ｏガス流
量計４経由で流量１リットル／分（常温、常圧）の割合
で石英管１の底部に供給し、電気炉２で試剤層７の温度
を変化させながら、Ｎ2 Ｏガスを試剤層７中を通過させ
た。そして石英管１の頂部からガス排出管５に排出され
たガスをＮ2 Ｏ分析計６に導き、ここで排出ガス中のＮ
2 Ｏ濃度を分析して各試剤についてのＮ2 Ｏ除去率を測
定した。測定結果は図２に示す。図２より、流動層燃焼
温度条件（７００〜９００℃）でγ−アルミナは満足で
きる高いＮ2 Ｏ分解活性を示した。また、分解生成物は
Ｎ2 とＯ2 ガスでありＮＯあるいはＮＯ2 ガスの生成は
確認されなかった。一方、α−アルミナは、流動層温度
条件（７００〜９００℃）では、Ｎ2 Ｏ分解活性を全く
示さないことが確認された。
ｍのＮ2 ＯガスをＮ2 Ｏガス導入管３からＮ2 Ｏガス流
量計４経由で流量１リットル／分（常温、常圧）の割合
で石英管１の底部に供給し、電気炉２で試剤層７の温度
を変化させながら、Ｎ2 Ｏガスを試剤層７中を通過させ
た。そして石英管１の頂部からガス排出管５に排出され
たガスをＮ2 Ｏ分析計６に導き、ここで排出ガス中のＮ
2 Ｏ濃度を分析して各試剤についてのＮ2 Ｏ除去率を測
定した。測定結果は図２に示す。図２より、流動層燃焼
温度条件（７００〜９００℃）でγ−アルミナは満足で
きる高いＮ2 Ｏ分解活性を示した。また、分解生成物は
Ｎ2 とＯ2 ガスでありＮＯあるいはＮＯ2 ガスの生成は
確認されなかった。一方、α−アルミナは、流動層温度
条件（７００〜９００℃）では、Ｎ2 Ｏ分解活性を全く
示さないことが確認された。
【００２０】また図１の装置を用いて、γ−アルミナを
充填した試剤層７にＮＯあるいはＮＯ2 ガスを導入、接
触させ、その分解活性を各温度毎に調べたが、いずれの
ガスも流動層燃焼温度条件（７００〜９００℃）では分
解しないことが確認された。従って、本発明において用
いられるγ−アルミナは、窒素酸化物の分解において分
解反応がα−アルミナと根本的に異なり、γ−アルミナ
はＮ2 Ｏだけを選択的に分解する能力があることが明ら
かとなった。
充填した試剤層７にＮＯあるいはＮＯ2 ガスを導入、接
触させ、その分解活性を各温度毎に調べたが、いずれの
ガスも流動層燃焼温度条件（７００〜９００℃）では分
解しないことが確認された。従って、本発明において用
いられるγ−アルミナは、窒素酸化物の分解において分
解反応がα−アルミナと根本的に異なり、γ−アルミナ
はＮ2 Ｏだけを選択的に分解する能力があることが明ら
かとなった。
【００２１】実施例２ 図３に示す小型バブリング流動層燃焼炉を用いて燃焼ガ
スのＮ2 Ｏ除去処理を行なった。同図に示す燃焼炉は内
径４０ｍｍ、長さ７００ｍｍの石英管１１からなり、こ
の石英管１１の下部に設けられた多孔板１２上に流動媒
体であるケイ砂を層高が６０ｍｍとなるように充填し
た。そして石英管１１の底部に設けられた空気供給管１
３から石英管１１に２５リットル／分の空気を供給して
流動媒体を流動させて流動層１４を形成させた。燃料で
ある石炭（粒径は０．５〜１．０ｍｍであり、成分は炭
素６９．０％、水素６．４％、酸素９．６％、窒素１．
６％、灰分１３．５％である）を石英管１１の頂部より
内挿された燃料供給管１５から石英管１１内へ１６０ｇ
／ｈｒの割合で連続的に供給し、石英管１１の外周部に
設けた加熱用ヒーター１６によって流動層１４内の温度
を８５０℃に保持しつつ燃焼させた（なお流動層内温度
は熱電対１７によって測定した）。同時にγ−アルミナ
を石英管１１の頂部から内挿された試剤供給管１８より
石英管１１のフリーボード部１９へ１０ｇ／ｈｒの割合
で連続的に供給した。燃焼後のガスは、石英管１１の頂
部に設けたガス排出管２０より排出させた。
スのＮ2 Ｏ除去処理を行なった。同図に示す燃焼炉は内
径４０ｍｍ、長さ７００ｍｍの石英管１１からなり、こ
の石英管１１の下部に設けられた多孔板１２上に流動媒
体であるケイ砂を層高が６０ｍｍとなるように充填し
た。そして石英管１１の底部に設けられた空気供給管１
３から石英管１１に２５リットル／分の空気を供給して
流動媒体を流動させて流動層１４を形成させた。燃料で
ある石炭（粒径は０．５〜１．０ｍｍであり、成分は炭
素６９．０％、水素６．４％、酸素９．６％、窒素１．
６％、灰分１３．５％である）を石英管１１の頂部より
内挿された燃料供給管１５から石英管１１内へ１６０ｇ
／ｈｒの割合で連続的に供給し、石英管１１の外周部に
設けた加熱用ヒーター１６によって流動層１４内の温度
を８５０℃に保持しつつ燃焼させた（なお流動層内温度
は熱電対１７によって測定した）。同時にγ−アルミナ
を石英管１１の頂部から内挿された試剤供給管１８より
石英管１１のフリーボード部１９へ１０ｇ／ｈｒの割合
で連続的に供給した。燃焼後のガスは、石英管１１の頂
部に設けたガス排出管２０より排出させた。
【００２２】排出ガスについてＮ2 Ｏ濃度を測定したと
ころ、Ｏｐｐｍであった。一方、Ｎ2 Ｏ除去剤であるγ
−アルミナを供給しなかった場合の排出ガスのＮ2 Ｏ濃
度は１０５ｐｐｍであった。このことから、γ−アルミ
ナをフリーボード部に供給することにより、γ−アルミ
ナがＮ2 Ｏを完全に分解し、１００％のＮ2 Ｏ除去率が
達成されることが明らかとなった。なお、ＮＯ濃度は、
γ−アルミナの供給の有無に関係なく、ほぼ１６０ｐｐ
ｍであった。
ころ、Ｏｐｐｍであった。一方、Ｎ2 Ｏ除去剤であるγ
−アルミナを供給しなかった場合の排出ガスのＮ2 Ｏ濃
度は１０５ｐｐｍであった。このことから、γ−アルミ
ナをフリーボード部に供給することにより、γ−アルミ
ナがＮ2 Ｏを完全に分解し、１００％のＮ2 Ｏ除去率が
達成されることが明らかとなった。なお、ＮＯ濃度は、
γ−アルミナの供給の有無に関係なく、ほぼ１６０ｐｐ
ｍであった。
【００２３】比較例１ γ−アルミナの代りにα−アルミナを石英管１１のフリ
ーボード部１９に供給した以外は実施例２と同様にして
行なった。その結果、排出ガスのＮ2 Ｏ濃度は１０２ｐ
ｐｍであり、α−アルミナを供給しなかった場合の排出
ガスのＮ2 Ｏ濃度１０５ｐｐｍと殆んど変らず、α−ア
ルミナはＮ2 Ｏの分解には無効であることが明らかとな
った。
ーボード部１９に供給した以外は実施例２と同様にして
行なった。その結果、排出ガスのＮ2 Ｏ濃度は１０２ｐ
ｐｍであり、α−アルミナを供給しなかった場合の排出
ガスのＮ2 Ｏ濃度１０５ｐｐｍと殆んど変らず、α−ア
ルミナはＮ2 Ｏの分解には無効であることが明らかとな
った。
【００２４】実施例３ 流動層の流動媒体として、実施例２で用いたケイ砂の代
りに、Ｎ2 Ｏ除去剤であるγ−アルミナを用い、このγ
−アルミナによって流動層を形成したことおよびγ−ア
ルミナを石英管のフリーボード部に供給しなかったこと
以外は実施例２と同様に実施した。その結果、流動媒体
としてケイ砂を用いた場合の排ガス中のＮ2 Ｏ濃度が１
０５ｐｐｍであるのに対し、本実施例における排ガス中
のＮ2 Ｏ濃度はＯｐｐｍであり、１００％のＮ2 Ｏ除去
率が達成された。なお、排ガス中のＮＯ濃度は、γ−ア
ルミナを用いた場合とケイ砂を用いた場合とでほぼ同一
（１６０ｐｐｍ程度）であった。
りに、Ｎ2 Ｏ除去剤であるγ−アルミナを用い、このγ
−アルミナによって流動層を形成したことおよびγ−ア
ルミナを石英管のフリーボード部に供給しなかったこと
以外は実施例２と同様に実施した。その結果、流動媒体
としてケイ砂を用いた場合の排ガス中のＮ2 Ｏ濃度が１
０５ｐｐｍであるのに対し、本実施例における排ガス中
のＮ2 Ｏ濃度はＯｐｐｍであり、１００％のＮ2 Ｏ除去
率が達成された。なお、排ガス中のＮＯ濃度は、γ−ア
ルミナを用いた場合とケイ砂を用いた場合とでほぼ同一
（１６０ｐｐｍ程度）であった。
【００２５】比較例２ 流動媒体として、γ−アルミナの代りにα−アルミナを
用いた以外は実施例３と同様に行なった。その結果、排
ガス中のＮ2 Ｏ濃度は１０３ｐｐｍであり、α−アルミ
ナはＮ2 Ｏの分解に殆んど無効であることが明らかとな
った。
用いた以外は実施例３と同様に行なった。その結果、排
ガス中のＮ2 Ｏ濃度は１０３ｐｐｍであり、α−アルミ
ナはＮ2 Ｏの分解に殆んど無効であることが明らかとな
った。
【００２６】実施例４ Ｎ2 Ｏ除去剤として、不純物としてＳｉＯ2 を０．３wt
％含むほぼ純粋なγ−アルミナ及びγ−アルミナと酸化
クロムと酸化マグネシウムとの混合物［γ−Ａｌ2 Ｏ3
／Ｃｒ2 Ｏ3 ／ＭｇＯ＝８５／１２／３（wt/wt/wt）］
をそれぞれ用いた以外は実施例１と同様にしてＮ2 Ｏ分
解実験を行なった。温度を変化させた場合のＮ2 Ｏ除去
率を測定した結果を図４に示す。図４より、γ−アルミ
ナと酸化クロムと酸化マグネシウムとの混合物を用いた
方が、ほぼ純粋なγ−アルミナを用いた場合よりもＮ2
Ｏ除去率曲線の立ち上がりがシャープであり、脱Ｎ2 Ｏ
活性が高いことが明らかとなった。
％含むほぼ純粋なγ−アルミナ及びγ−アルミナと酸化
クロムと酸化マグネシウムとの混合物［γ−Ａｌ2 Ｏ3
／Ｃｒ2 Ｏ3 ／ＭｇＯ＝８５／１２／３（wt/wt/wt）］
をそれぞれ用いた以外は実施例１と同様にしてＮ2 Ｏ分
解実験を行なった。温度を変化させた場合のＮ2 Ｏ除去
率を測定した結果を図４に示す。図４より、γ−アルミ
ナと酸化クロムと酸化マグネシウムとの混合物を用いた
方が、ほぼ純粋なγ−アルミナを用いた場合よりもＮ2
Ｏ除去率曲線の立ち上がりがシャープであり、脱Ｎ2 Ｏ
活性が高いことが明らかとなった。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、燃焼
ガスからＮ2 Ｏ（亜酸化窒素）を効果的に分解、除去す
る方法が提供された。
ガスからＮ2 Ｏ（亜酸化窒素）を効果的に分解、除去す
る方法が提供された。
【図１】γ−アルミナおよびα−アルミナによるＮ2 Ｏ
分解特性を調べるためのモデル実験に使用した装置の概
略図
分解特性を調べるためのモデル実験に使用した装置の概
略図
【図２】温度を変動させた場合のγ−アルミナおよびα
−アルミナによるＮ2 Ｏ分解特性を示すグラフ
−アルミナによるＮ2 Ｏ分解特性を示すグラフ
【図３】本発明の燃焼ガスのＮ2 Ｏ除去方法を実施する
ための装置の概略図
ための装置の概略図
【図４】温度を変化させた場合のほぼ純粋なγ−アルミ
ナおよびγ−アルミナと酸化クロムと酸化マグネシウム
との混合物によるＮ2 Ｏ分解特性を示すグラフ
ナおよびγ−アルミナと酸化クロムと酸化マグネシウム
との混合物によるＮ2 Ｏ分解特性を示すグラフ
１ 石英管 ２ 電気炉 ３ Ｎ2 Ｏガス導入管 ４ Ｎ2 Ｏガス流量計 ５ ガス排出管 ６ Ｎ2 Ｏ分析計 ７ 試剤層 ８ａ，８ｂ ケイ砂層 ９ａ1 ，９ａ2 ，９ｂ1 ，９ｂ2 石英ウール層 １１ 石英管 １２ 多孔板 １３ 空気供給管 １４ 流動層 １５ 燃料供給管 １６ 加熱用ヒーター １７ 熱電対 １８ 試料供給管 １９ フリーボード部 ２０ ガス排出管
Claims (4)
- 【請求項１】 流動層燃焼炉内にγ−アルミナ又はγ−
アルミナと金属化合物との混合物を装入し、同燃焼炉内
で燃焼ガスをγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合
物との混合物で処理し、燃焼ガス中の亜酸化窒素を分解
することを特徴とする燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法。 - 【請求項２】 流動層燃焼炉内のフリーボード部にγ−
アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物との混合物を投
入する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 流動層燃焼炉内の流動層の流動媒体とし
てγ−アルミナ又はγ−アルミナと金属化合物との混合
物を充填する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 金属化合物が、アルカリ金属、アルカリ
土類金属、銅族金属、亜鉛族金属、チタン族金属、バナ
ジウム族金属、鉄族金属、クロム族金属又はマンガン族
金属の酸化物、炭酸塩、ハロゲン化物、硫酸塩、硫化
物、硝酸塩、亜硝酸塩又は有機酸塩である、請求項１〜
３のいずれか１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4318678A JP3029512B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-11-27 | 燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23035792 | 1992-08-28 | ||
| JP4-230357 | 1992-08-28 | ||
| JP4318678A JP3029512B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-11-27 | 燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123406A true JPH06123406A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3029512B2 JP3029512B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=26529299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4318678A Expired - Lifetime JP3029512B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-11-27 | 燃焼ガスの亜酸化窒素除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3029512B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2779360A1 (fr) * | 1998-06-05 | 1999-12-10 | Grande Paroisse Sa | Procede pour l'abattement du protoxyde d'azote dans les gaz et catalyseurs correspondants |
| WO2008020535A1 (fr) | 2006-08-15 | 2008-02-21 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Procédé de décomposition de monoxyde de diazote |
| WO2010084559A1 (ja) * | 2009-01-23 | 2010-07-29 | 出光興産株式会社 | Ｎ２ｏ排出抑制燃焼装置とｎ２ｏ排出抑制方法 |
| JP2011083714A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 活性アルミナ触媒及び亜酸化窒素の除去方法 |
| JP2011120969A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃焼装置におけるＮ２ＯおよびＮＯｘの排出抑制方法 |
| JP2012157803A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 活性アルミナ触媒および亜酸化窒素除去方法 |
| CN108800113A (zh) * | 2017-05-03 | 2018-11-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种用于流化床燃烧中促进生物质燃料稳定燃烧的方法 |
| CN120054506A (zh) * | 2025-04-28 | 2025-05-30 | 山东师范大学 | 一种轻稀土和钾改性铜基催化剂及其制备方法与应用 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101402008B1 (ko) * | 2012-10-10 | 2014-05-30 | 한국에너지기술연구원 | 중공형의 유동매체, 그 제조방법 및 그 제조장치 |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP4318678A patent/JP3029512B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2779360A1 (fr) * | 1998-06-05 | 1999-12-10 | Grande Paroisse Sa | Procede pour l'abattement du protoxyde d'azote dans les gaz et catalyseurs correspondants |
| WO1999064139A1 (fr) * | 1998-06-05 | 1999-12-16 | Grande-Paroisse S.A. | Procede pour l'abattement du protoxyde d'azote dans les gaz et catalyseurs correspondants |
| WO2008020535A1 (fr) | 2006-08-15 | 2008-02-21 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Procédé de décomposition de monoxyde de diazote |
| WO2010084559A1 (ja) * | 2009-01-23 | 2010-07-29 | 出光興産株式会社 | Ｎ２ｏ排出抑制燃焼装置とｎ２ｏ排出抑制方法 |
| JP2010169334A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Ｎ２ｏ排出抑制燃焼装置とｎ２ｏ排出抑制方法 |
| CN102292596A (zh) * | 2009-01-23 | 2011-12-21 | 出光兴产株式会社 | N2o排放抑制燃烧装置及n2o排放抑制方法 |
| JP2011083714A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 活性アルミナ触媒及び亜酸化窒素の除去方法 |
| JP2011120969A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 燃焼装置におけるＮ２ＯおよびＮＯｘの排出抑制方法 |
| JP2012157803A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 活性アルミナ触媒および亜酸化窒素除去方法 |
| CN108800113A (zh) * | 2017-05-03 | 2018-11-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种用于流化床燃烧中促进生物质燃料稳定燃烧的方法 |
| CN120054506A (zh) * | 2025-04-28 | 2025-05-30 | 山东师范大学 | 一种轻稀土和钾改性铜基催化剂及其制备方法与应用 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3029512B2 (ja) | 2000-04-04 |
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