JPH06126164A - 脱硝剤、脱硝剤の製造方法及び脱硝方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱硝率が高く、かつその高い脱硝率を長期に
わたって維持することができる脱硝剤、脱硝剤の製造方
法及び脱硝方法を提供する。 【構成】 酸化珪素にＮaＮ₃を含浸させて脱硝剤とす
る。上記脱硝剤を有する処理容器内に含有ガスを流通さ
せて脱硝を行うこともできる。また、ＮaＮ₃水溶液内に
酸化珪素を浸漬した後に、この酸化珪素を乾燥させてＮ
aＮ₃を含浸させることにより脱硝剤を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＯ_xの除去方法に関
し、特に内燃機関の排煙等のＮＯ_x含有ガスからＮＯ_xを
除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＮＯ_x処理技術は例えば排煙脱硝
技術として実用化されている。この排煙脱硝方法は乾式
法と湿式法とに大別され、このうち最も進んでいるのは
乾式法の一種である選択接触還元法である。この主反応
を以下に示す。

【０００３】４ＮＯ＋４ＮＨ₄＋Ｏ₂→６Ｈ₂Ｏ＋４Ｎ₂ この反応は還元剤としてアンモニアを使用しており、酸
素が共存しても選択的にＮＯ_xと反応するので、ディー
ゼル機関の排気ガス等の処理に使用される。この場合、
触媒としてＰt等の貴金属系やＡl₂Ｏ₃、ＴiＯ₂等に含浸
させた各種金属酸化物等が使用される。 前記選択接触還元法は、簡単なシステムでＮＯ_xを処理す
ることができるので高脱硝率が得られる。しかもＮＯ_x
を無害なＮ₂とＨ₂Ｏとに分解できるので、廃液処理が不
要となる等の利点を有する。

【０００４】しかし、この方法にては有害で危険なアン
モニアガスを使用するので、その取り扱いに注意を必要
とし、また排気ガス中のＮＯ_x以外の成分で還元触媒が
劣化してしまうので触媒交換の作業が必要となり、特に
高価な貴金属系の触媒を使用する場合は経済的に不利と
なる。

【０００５】また、高温においては触媒成分の焼結が進
行する等の不都合が生じ、低温においてはアンモニアが
水分またはＳＯ_xと反応するので硫安等の塩が触媒表面
に生成されて脱硝率が低下する。従って、使用温度範囲
が３２０〜４５０℃に制限されてしまう。

【０００６】このように、上記アンモニアを用いる方法
においては問題点も多いので現在、他の脱硝方法の研究
が行われており、特に直接分解法が注目されてきてい
る。

【０００７】この直接分解法はＮＯ_xの最も理想的な除
去方法であり、近年Ｃu−ＺＳＭ−５酸化珪素やペロブ
スカイト型複合化合物等の触媒が見いだされてきてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この直接分解
方法においては最も高活性なＣu−ＺＳＭ−５を触媒と
しても、排気ガス中のＳＯ_xあるいはＨ₂Ｏによって触媒
性能が劣化して脱硝率が低下してしまい、長期にわたっ
て高い脱硝率を得ることは非常に困難である。

【０００９】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、脱硝率が高く、かつその高い脱硝率を長期にわたっ
て維持することができる脱硝剤、脱硝剤の製造方法及び
脱硝方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明は酸化珪素にＮaＮ₃を担持させて得ら
れる脱硝剤、及び上記脱硝剤を有する処理容器内にＮＯ
_x含有ガスを流通させて脱硝を行う脱硝方法も提供され
る。

【００１１】また、ＮaＮ₃溶液内に酸化珪素を浸漬した
後に、この酸化珪素を乾燥させてＮaＮ₃を含浸させるこ
とを特徴とする脱硝剤の製造方法も提供される。

【００１２】上記各脱硝剤は、酸化珪素に触媒活性成分
を担持させてＮＯ_xを直接分解する触媒であり、これら
各脱硝剤とＮＯ_xとがそれぞれ接触反応し、相互作用で
ＮＯ_xが除去される。

【００１３】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。

【００１４】本発明にては上記のように酸化珪素にＮa
Ｎ₃等を担持させて脱硝剤としている。尚、本明細書に
ては酸化珪素とＮaＮ₃等を一体化する場合、含浸、析
出、イオン交換等の物理的吸着、化学的吸着を問わずに
これらを一括して”担持”と記載する。

【００１５】上記脱硝剤の製造方法は特に限定されず、
常法にて得ることができるが好適には以下の様に得る。

【００１６】含浸により酸化珪素にＮaＮ₃等を担持させ
る場合、好ましくは予め酸化珪素を乾燥炉または真空中
に保持して酸化珪素中の水分を除去する。

【００１７】尚、酸化珪素としてはＮaＮ₃担持量を多量
に担持させられるものが良く、好ましくはシリカゲルを
用いる。

【００１８】酸化珪素にＮaＮ₃を含浸させる場合、好ま
しくはこの酸化珪素を所定の濃度のＮaＮ₃溶液中に浸漬
し、酸化珪素の細孔中にＮaＮ₃が十分に拡散したことを
確認した後に酸化珪素を水溶液中から取り出し、含まれ
ている水分を除去して脱硝剤を得る。

【００１９】尚、上記浸漬時間は酸化珪素細孔中にＮa
Ｎ₃又が十分に拡散しうるものであればよく、好ましく
は１２時間程度とする。

【００２０】この際、ＮaＮ₃の拡散が十分であれば含浸
時間を短くしても何等問題はない。更に、含浸時間を１
２時間以上としても酸化珪素の変質等はないので、含浸
時間を１２時間以上にしてもよい。

【００２１】上記ＮaＮ₃溶液としては、上記含浸が十分
に行われるものであれば特に限定はなく、例えばＮaＮ₃
の水溶液を用いる。

【００２２】また、ＮＯ_xガスが流通する処理容器内に
上記各脱硝剤をそれぞれ配置することにより脱硝装置を
構成することができる。

【００２３】

【実施例】本実施例においてはＮaＮ₃を酸化珪素に含浸
させ、この酸化珪素を脱硝剤としてＮＯ_xを分解した。
この際、図１に示す脱硝装置を用いてＮＯ_x濃度の測定
を行った。

【００２４】図１において、２ａは標準ガス導入管３を
有するガラス容器、２ｂは処理ガス排出管４を有するガ
ラス容器である。本実施例においては２ａ,２ｂ共にそ
の内径を４２ｍｍとした。

【００２５】これらガラス管２ａ,２ｂは金属治具９ａ,
９ｂ、内径４２ｍｍのスペーサ１０、ステンレス金網１
１により構成される脱硝剤保持部１３を介して接続され
て脱硝装置１を構成している。また、ガラス管２ａ，２
ｂのそれぞれにヒーター１２を設けて脱硝装置１内の温
度を調整可能とした。

【００２６】尚、上記ガラス管２ａは金属治具２ａに、
またガラス管２ｂは金属治具２ｂにそれぞれ接着されて
いる。これら金属治具９ａ,９ｂは互いに差し込み式に
なっており、上記脱硝装置１を２分割することが可能な
構成となっている。

【００２７】ステンレス金網１１はガラス管２ａの接合
部に対して垂直に設けられており、このステンレス金網
１１上に脱硝剤８を保持する構成となっている。

【００２８】。本実施例においては脱硝剤８を高さ５０
ｍｍまで充填するものとした。

【００２９】ＮＯを含有する標準ガスは標準ガス導入管
３を通じてガラス容器２内に導入される。この際、脱硝
処理前における標準ガス中のＮＯ(一酸化窒素)濃度を測
定するために、標準ガス導入管３にＮＯガス採取口５を
設けている。

【００３０】同様に、処理ガス排出管４の後段にはＮＯ
濃度分析計６及び質量分析計７が設けられており、処理
ガスの分析を行う構成となっている。

【００３１】上記装置構成において、ガス導入管３を通
じて脱硝装置１に、ＮＯ／Ｎ₂（ＮＯ：１０００ｐｐ
ｍ）の標準ガスと酸素ガスを混合して酸素ガス濃度を１
０％一定としたＮ₂−ＮＯ−Ｏ₂混合ガスを毎分２ｌ送り
込む。

【００３２】脱硝装置１内では標準ガス中のＮＯが脱硝
剤と接触反応して除去される。脱硝処理を行われた混合
ガスは処理ガスとなって処理ガス排出管４を通じて排出
される。この際、ＮＯ濃度分析計６及び質量分析計７に
より処理ガス中のＮＯ濃度を測定した。

【００３３】尚、ＮＯ_x濃度分析計としては島津製作所
製ＣＬＭ１００を、また質量分析計としては日電アネル
バ製マスフィルター４００を用いた。脱硝反応は２００
℃〜３００℃にて測定し、ＮＯ_xの分解率（脱硝率）は
下式により算出した。

【００３４】脱硝率＝(処理前ＮＯ_x濃度−処理ガスのＮ
Ｏ_x濃度)/処理前ＮＯ_x濃度 以下、脱硝剤としてＮaＮ₃含浸酸化珪素を用いて脱硝率
の測定を行った。

【００３５】実施例１（ＮaＮ₃含浸酸化珪素における脱
硝率の測定） １−１：ＮaＮ₃３２.５ｇを水３００ｃｃに溶解して９.
８wt％のＮaＮ₃水溶液を調整した。

【００３６】担体の酸化珪素としてはシリカゲル（新越
化成工業株式会社製）を用い、予め乾燥炉又は真空中に
て脱水したものを用いた。

【００３７】このシリカゲル２００ｇを上記９.８wt％
のＮaＮ₃水溶液中に入れてそのまま１２時間放置した後
に、シリカゲルを水溶液中から取り出して１６０℃にて
５時間乾燥して脱硝剤１を得た。

【００３８】この脱硝剤１を用いて、２００℃、２５０
℃、３００℃の各温度にて上記脱硝装置１によりＮＯガ
スの接触分解を行った。また、比較例１としてＮaＮ₃を
含浸していないシリカゲルを用い、上記脱硝剤１と同様
にＮＯガスの接触分解を行った。

【００３９】その結果をまとめて表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】この結果から、脱硝剤１においては脱硝率
は３５.７〜８０.９％と高い脱硝率が得られており、特
に反応温度を２５０〜３００℃とすると、７０〜８０％
程度の非常に高い脱硝率が得られていることがわかる。
これに対し、比較例１においては脱硝率は１.９〜０.７
％程度と非常に低い。

【００４２】また、脱硝剤１にては温度が上昇するにつ
れて脱硝率も高くなるのに対し、比較例１においては温
度が高くなると逆に脱硝率は低くなっている。これらの
ことから、ＮaＮ₃を担持させたことによる脱硝効果が確
認される。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にては酸化
珪素にＮaＮ₃を担持した脱硝剤を用いているので、これ
らＮaＮ₃と酸化珪素との相乗効果によって高脱硝率が実
現できる。

【００４４】また、固体脱硝触媒を用いるので、加工及
び取扱いが簡単である。

【００４５】更に、ＮaＮ₃を用いているので経済的にも
有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る脱硝装置の説明図

【符号の説明】

１…脱硝装置 ２ａ，２ｂ…ガラス容器 ３…標準ガス導入管 ４…処理ガス排出管 ５…ＮＯガス採取口 ６…ＮＯ濃度分析計 ７…質量分析計 ８…脱硝剤 ９ａ，９ｂ…金属治具 １０…スペーサ １１…ステンレス金網 １２…ヒータ １３…脱硝剤保持部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化珪素にＮaＮ₃を担持させて得られる
   脱硝剤。
2. 【請求項２】 ＮaＮ₃溶液内に酸化珪素を浸漬した後
   に、この酸化珪素を乾燥させてＮaＮ₃を含浸させること
   を特徴とする脱硝剤の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の脱硝剤を有する処
   理容器内にＮＯ_x含有ガスを流通させて脱硝を行うこと
   を特徴とする脱硝方法。