JPH06165919A - 亜酸化窒素の除去方法 - Google Patents

亜酸化窒素の除去方法

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JPH06165919A
JPH06165919A JP4320807A JP32080792A JPH06165919A JP H06165919 A JPH06165919 A JP H06165919A JP 4320807 A JP4320807 A JP 4320807A JP 32080792 A JP32080792 A JP 32080792A JP H06165919 A JPH06165919 A JP H06165919A
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JP
Japan
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zsm
iron
catalyst
gas
mordenite
Prior art date
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Pending
Application number
JP4320807A
Other languages
English (en)
Inventor
Shiro Yajima
史朗 矢嶋
Akinori Yukimura
明憲 幸村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 N2 Oを低温度で高い除去率で除去すること
を可能とする。 【構成】 Si/Alのモル比が10以上のZSM−5
に鉄を担持させ、これにアンモニアが混合された亜酸化
窒素を含む被処理ガスを接触させることを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス中に含まれる亜酸
化窒素を除去する亜酸化窒素の除去方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、人工的に排出される二酸化炭素
(CO2 )などの温室効果による気候の温暖化や、フロ
ンなどの安定化合物によるオゾン層の破壊等、地球レベ
ルでの環境破壊が問題となっている。特にオゾン層の破
壊は、地表面に到達する紫外線を増加させ、皮膚ガンな
どを多発させ人類の健康に重大な影響を与えると言われ
ている。
【0003】オゾン層の破壊を引き起こす物質として、
従来は人工的に合成された各種フロンが主体であると考
えられており、ボイラなどの各種燃焼装置から排出され
るガスなどに含まれる亜酸化窒素(N2 O)はそれ程注
目されていなかった。だが、N2 Oの増加量が近年にな
って上昇傾向にあり、しかも、最近の調査では、N2
は成層圏へ拡散してオゾン層を破壊すると共に、温室効
果の寄与も大きいことが明らかになり、地球環境問題の
一つとしてクローズアップされつつある。
【0004】特に、加圧流動層ボイラや低温燃焼により
排出されるガスには、他のボイラに比べN2 Oが多く含
まれる。ボイラなどから排出されるN2 Oの除去技術と
しては、燃焼方式の改良によるN2 O発生の低減、
プラズマ照射によるN2 Oの分解、触媒によるN2
の除去などが考えられる。しかし、及びは高温材
料、熱効率、コストなどの面で実用化に問題がある。
は触媒によるN2 Oの除去が可能になれば、比較的実用
性が高いと考えられるが、現在多くの発電プラントに適
用されている触媒ではN2 Oは除去できないことが確認
されている。
【0005】このため、新触媒の開発が必要になり、例
えば、Si/Alのモル比が10以上のモルデナイト、
又は鉄置換型モルデナイトを触媒として使用しN2 Oを
還元除去することが提案されている(特開平 2-68120号
公報等)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
モルデナイトを触媒としてN2 Oを除去する場合には、
例えばN2 Oの除去率を80%以上にしようとすると、反
応温度を 400℃以上にしなければならず低温度でN2
を効率よく除去することができない。このように低温度
でN2 Oを高い除去率で除去できないと、例えば、加圧
流動層ボイラからの燃焼排ガスでガスタービンを駆動さ
せる場合、タービンからの排ガスの温度が低温であるの
で、ガスタービンの上流側にN2 Oを分解するN2 O装
置を設けなければならない。その結果、負荷効率の問題
やN2 O装置からの物質がタービンに流入してその翼な
どに悪影響を及ぼすことがあり得る。このため、少なく
とも約 400℃以下の温度でN2 Oを80%以上の高い除去
率で除去したい。
【0007】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、N2 Oを低温度
で高い除去率で除去することができる亜酸化窒素の除去
方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、亜酸化窒
素(N2 O)を効率よく除去するために種々の研究開発
を行った結果、ZSM−5系の触媒に着目し、本発明を
完成するに至ったのであり、本発明の亜酸化窒素の除去
方法は、Si/Alのモル比が10以上のZSM−5に
鉄を担持させ、これにアンモニアが混合された亜酸化窒
素を含む被処理ガスを接触させてガス中の亜酸化窒素を
除去するものである。
【0009】すなわち、先ず種々の触媒(現在多くの発
電プラントに適用されているアンモニア還元触媒(SC
R),チタニア担持貴金属系触媒,ゼオライト系触媒
等)を用いてN2 Oを分解する実験を行った結果、モル
デナイト系触媒が有用であることが確かめられた。そし
て、数種のモルデナイトにコバルト,銅,鉄等の遷移元
素をイオン交換等によって調整し、これらの触媒のN2
Oの直接分解活性について調べた結果、触媒の活性温度
が低くなることが分った。さらに低温度でN2 Oを高除
去率で除去させるために研究開発を行った結果、Si/
Alのモル比が10以上のモルデナイトに鉄を担持させ
たモルデナイト鉄系触媒だけが、N2 Oを含む被処理ガ
スにアンモニアを混合させることにより活性が高くなる
ことを知見したのである。尚、モルデナイトコバルト系
触媒は、アンモニアを加えるとN2 Oの除去率が悪くな
った。モルデナイト銅系触媒はほぼ同じであった。
【0010】本発明においてモルデナイトよりも高活性
を示すZSM−5としては、化学式M2/n Al2 Si94
192 ・16H2 Oのものなどがあり、そのSi/Al
のモル比は10以上にする必要があり、そのモル比が小
さいと耐熱性に劣る。
【0011】アンモニア(NH3 )の混合量は、N2
を分解する反応における必要なモル数以上であり、少な
くともN2 Oに対して2/3以上の量が必要になる。
【0012】N2 Oの分解反応は下記式になると考えら
れる。
【0013】N2 O+NH3 +3/4・O2 →3/2・
2 +3/2・H2
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0015】Si/Alのモル比が30のZSM−5、
Si/Alのモル比が50のZSM−5に鉄をイオン交
換させて、ZSM−5(30)鉄触媒,ZSM−5(5
0)鉄触媒を調整した。この調整は、金属酸化物10%水
溶液を 100g作成し、これにZSM−5を30g 加え、80
℃で保温しながら2日間撹拌する。撹拌後、水洗、ろ過
し、これを 110℃で 1hr乾燥した後、 350℃で 1hrの焼
成を行い、2つのZSM−5触媒を調整した。
【0016】このように調整した触媒を用いてN2 Oの
分解(除去)率を調べ、その結果を図1に示す。なお、
比較のために上述とほぼ同様にモルデナイトに鉄をイオ
ン交換させたモルデナイト鉄触媒についてもN2 Oの分
解率を調べた。
【0017】N2 Oの分解率は次のようにして調べた。
【0018】電気炉により温度調節可能な内径 4mmの石
英ガラス製反応管に、秤量した触媒を充填して触媒層を
形成した。そして、N2 Oを含む被処理ガスにアンモニ
ア(NH3 )を混合させて、このN2 O 1%,NH3
0.8%−Heバランスのガスをオートサンプラーより反
応管にキャリアーガスと共に30ml/minで流し、その反応
温度を 200〜800 ℃に維持した。このときの反応管にガ
スを導入させるバイパスラインのN2 Oピーク面積、す
なわち触媒層入口N2 O濃度と、触媒層接触後のガスを
ガスクロマトグラフィーで分析してこのN2 Oピーク面
積の比とによりN2 Oの分解率を求めた。図中、AはZ
SM−5(50)鉄触媒を用いた場合,BはZSM−5
(30)鉄触媒の場合、Cはモルデナイト鉄触媒の場合
をそれぞれ示す。
【0019】図1に示される結果からも明らかな通り、
本発明のZSM−5(50)鉄触媒及びZSM−5(3
0)鉄触媒は、モルデナイト鉄触媒よりも低温度( 400
℃以下の温度)でN2 Oを80%以上の高効率で分解する
ことができる。特にZSM−5(50)鉄触媒は、 300
℃の温度で90%以上のN2 Oを分解することができる。
【0020】従って、Si/Alのモル比が10以上の
ZSM−5に鉄を担持させ、これにアンモニアが混合さ
れた亜酸化窒素を含む被処理ガスを接触させることによ
り、ガス中の亜酸化窒素が約 400℃以下の低温度で80%
以上除去されることになる。
【0021】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、Si/A
lのモル比が10以上のZSM−5に鉄を担持させ、こ
れにアンモニアが混合された亜酸化窒素を含む被処理ガ
スを接触させることにより、ガス中のN2 Oを約 400℃
以下の低温度で高い除去率で除去できるという優れた効
果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガス温度とN2 O分解率との関係を示す図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si/Alのモル比が10以上のZSM
    −5に鉄を担持させ、これにアンモニアが混合された亜
    酸化窒素を含む被処理ガスを接触させることを特徴とす
    る亜酸化窒素の除去方法。
JP4320807A 1992-11-30 1992-11-30 亜酸化窒素の除去方法 Pending JPH06165919A (ja)

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