JPH06327943A - 脱硝処理方法 - Google Patents

脱硝処理方法

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JPH06327943A
JPH06327943A JP5119491A JP11949193A JPH06327943A JP H06327943 A JPH06327943 A JP H06327943A JP 5119491 A JP5119491 A JP 5119491A JP 11949193 A JP11949193 A JP 11949193A JP H06327943 A JPH06327943 A JP H06327943A
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ammonia
catalyst
denitration
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Shigeru Nojima
野島  繁
Kozo Iida
耕三 飯田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 新規な脱硝処理方法の提供 【構成】 排ガス流入側に脱硝触媒層を設置し、排ガス
出口側にはアンモニア分解触媒層を有する脱硝反応器を
設置し、前段において窒素酸化物に対し反応等量以上の
アンモニアを添加して窒素酸化物を分解させ、後段にお
いて過剰のアンモニアを分解させる排ガスの脱硝処理方
法であって、前記アンモニア分解触媒が、脱水された状
態で(1.0±0.6)R2 O・〔aM2 3 ・bAl
2 3 〕・cMeO・ySiO2 の化学組成を有し、か
つ特定のX線回折パターンを有する結晶性シリケートに
銅、コバルト等の金属類を含有させてなる触媒である排
ガスの脱硝処理方法。 【効果】 未反応のNH3 を大気中に放出することな
く、NOxを高効率で分解除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排ガス中の窒素酸化物
(以下、NOxと略称する)を高い効率にて除去するこ
とのできる脱硝処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】排ガス中の窒素酸化物(NOx)を除去
する方法として、NOxとアンモニア(NH3 )とを接
触的に反応させて窒素と水に分解する接触アンモニア還
元法が広く用いられている。この方法には、反応を促進
するための脱硝触媒が必要であり、これまで多くの面か
ら触媒開発の研究がなされてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】最近、NOx排出規制
が厳しくなっており、とりわけ、大都市部においては煙
突からのNOx排出濃度が大気相当の0.06ppm程
度まで低下させる要望が示されている。NH3 を用いた
接触還元による脱硝方法においては反応は次式に従って
進行し、NOxはN2 に分解される。 4NO+4NH3 +O2 → 4N2 +6H2 O 従来の方法では、上式のようにほゞ等量のNH3 を添加
して脱硝を行っていた。しかし、ボイラー排ガスでは、
NOとNH3 の混合度合やNH3 の分解等の影響のた
め、上記反応式通りの100%脱硝はできず、反応率は
80〜90%程度であり、未反応のNOが数ppm〜1
0数ppmそのまま排出されていた。一方、NH3 をN
Oの等量以上に添加し、NOの分解率を向上させるのは
可能であるが、未反応のNH3 が大気中に排出されてし
まう不具合が生じるため、好ましいNOx排出濃度低減
法は存在しなかった。
【0004】本発明は、前記従来技術の問題点を解決
し、未反応のNH3 を大気中に放出することなく、高効
率でNOxを分解することができる脱硝処理方法を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、窒素酸化物含
有排ガスを、脱硝触媒を充填した脱硝反応器に導きアン
モニアの存在下に脱硝触媒と接触させて窒素酸化物を除
去する方法において、排ガス流入側に脱硝触媒層を設置
し、排ガス出口側にはアンモニア分解触媒層を有する脱
硝反応器を設置し、前段において窒素酸化物に対し反応
等量以上のアンモニアを添加して窒素酸化物を分解さ
せ、後段において過剰のアンモニアを分解させる排ガス
の脱硝処理方法であって、前記アンモニア分解触媒が、
脱水された状態で(1.0±0.6)R2 O・〔aM2
3 ・bAl2 3 〕・cMeO・ySiO2 (式中、
R:アルカリ金属イオン及び/又は水素イオン、M:周
期率表のVIII族元素、希土類元素、チタン、バナジウ
ム、クロム、ニオブ、アンチモン及びガリウムからなる
群から選ばれる1種以上の元素、Me:アルカリ土類元
素、a+b=1.0,a≧0,b≧0,c≧0,y/c
>12,y>12)の化学組成を有し、かつ後述の表1
に示されるX線回折パターンを有する結晶性シリケート
に銅、コバルト、ニッケル、鉄、亜鉛、マンガン、クロ
ム、アルカリ土類元素及び希土類元素のうち少なくとも
1種以上を含有させてなる触媒である排ガスの脱硝処理
方法である。
【0006】本発明の方法においては、脱硝反応器の排
ガス流入側にNH3 の存在下でNOxを分解する選択的
脱硝触媒を配置し、NOxと反応等量以上のNH3 を添
加して十分にNOxを分解させる。一方、排ガス出口側
にはNH3 分解触媒を設置して、未反応のNH3 を下式
により無害なN2 とH2 Oに分解する。 2NH3 + 3/2O2 → N2 +3H2 O 本発明の方法によれば、脱硝触媒とNH3 分解触媒の後
流側にはNOxやNH 3 はほとんど排出されず、高い効
率にて脱硝を行うことが可能である。
【0007】前段に用いる脱硝触媒としては、バナジウ
ム、タングステン等を担持させたチタニア触媒が好適で
あり、これをハニカム状に成型して設置するのが好まし
い。
【0008】後段に設置するNH3 分解触媒は、脱水さ
れた状態で(1.0±0.6)R2O・〔aM2 3
bAl2 3 〕・cMeO・ySiO2 (式中、R:ア
ルカリ金属イオン及び/又は水素イオン、M:周期率表
のVIII族元素、希土類元素、チタン、バナジウム、クロ
ム、ニオブ、アンチモン及びガリウムからなる群から選
ばれる1種以上の元素、Me:アルカリ土類元素、a+
b=1.0,a≧0,b≧0,c≧0,y/c>12,
y>12)の化学組成を有し、かつ表1に示されるX線
回折パターンを有する結晶性シリケートに銅、コバル
ト、ニッケル、鉄、亜鉛、マンガン、クロム、アルカリ
土類元素及び希土類元素のうち少なくとも1種以上を含
有させてなる触媒である。
【0009】
【表1】 VS:非常に強い (X線源:Cu) S:強い M:中級 W:弱い
【0010】この触媒は100〜600℃の温度範囲
で、長時間にわたって劣化することなく、NH3 をN2
に分解することができる。なお、この触媒はNH3 分解
によるNO,NO2 ,N2 O等の副生成物は全く生成せ
ず、選択的にN2 に変換できる特徴を有している。この
触媒はウォッシュコート法又はソリッド法にてハニカム
化して設置するのが好ましい。特に好ましい形態として
はハニカム状に成型されたコージェライト等の基材上に
コートした形で使用する。
【0011】
【実施例】以下実施例により本発明の方法をさらに具体
的に説明する。 (触媒の調製)アンモニア還元脱硝触媒(脱硝触媒)は
チタニア(TiO2 )担体に五酸化バナジウム(V2
5 )を2wt%,三酸化タングステン(WO3 )を8w
t%担持させた粉末触媒を3mm□ピッチ,肉厚1mm
のハニカム形状に成型したものを用いた。このハニカム
触媒を触媒Aとする。
【0012】アンモニア分解触媒としては、酸化物のモ
ル比で表2に示す組成を有し、かつ表1に示したX線回
折パターンを有する結晶構造の、結晶性シリケート型触
媒を使用した。これらの触媒の粉末を、前記脱硝触媒と
同様の形状を有するコージェライトハニカム基材に80
g/m2 基材の量となるようにウォッシュコート法によ
りコートした。これらのハニカム触媒を触媒B〜Nとし
た。
【0013】
【表2】
【0014】(NOx除去試験)図1に示すたて型の脱
硝反応試験装置1の排ガス流入側(前段)に脱硝触媒層
2(前記触媒A)を、排ガス出口側(後段)にアンモニ
ア分解触媒層3(前記触媒B〜N)を、それぞれの容量
が27mlとなるように設置した。この試験装置に矢印
X,Xの方向に次の組成の試験ガスをSV=16300
-1(ガス量440 Nl/h) の条件で通し、電気炉
4により加熱して脱硝触媒層及びアンモニア分解触媒層
の温度をそれぞれ300〜400℃及び200〜400
℃の間に保持して脱硝試験を行った。 <試験ガス組成> NO 50 ppm NH3 100 ppm CO2 7 % H2 O 6 % O2 14.7% N2 残 前段の触媒層と後段の触媒層との間(ガスA)及び後段
の触媒層の後流側(ガスB)でガスをサンプリングし、
それぞれの位置でのNOx(NO+NO2 )及びNH3
の含有率を調べた。脱硝触媒Aとアンモニア分解触媒B
を使用し、それぞれの触媒層の温度を変化させて測定し
た結果を表3に示す。また、脱硝触媒層及びアンモニア
分解触媒層の温度をそれぞれ350℃及び300℃と
し、アンモニア分解触媒として前記の触媒C〜Nを使用
して測定した結果を表4に示す。
【0015】
【表3】
【0016】
【表4】
【0017】表3及び表4の結果から、本発明の方法に
より、前段の脱硝触媒層において約99%という高い脱
硝率が得られ、NOxに対し2モル比のNH3 を使用し
ても、過剰のNH3 は後段のアンモニア分解触媒層にお
いてほとんど完全に分解され、さらに後段の触媒層にお
いてもさらに脱硝が進み、NOx濃度はさらに低下して
いることがわかる。なお、ガスA、BについてNOx
(NO+NO2 )以外にN2 Oの分析も行ったがN2
はほとんど副生していないことが確認された。
【0018】
【発明の効果】本発明の方法によれば、NOxを含有す
る排ガスからリークNH3 の恐れがなく、高い効率でN
Oxを分解除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法による脱硝処理方法の1実施態様
を示す概略図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素酸化物含有排ガスを、脱硝触媒を充
    填した脱硝反応器に導きアンモニアの存在下に脱硝触媒
    と接触させて窒素酸化物を除去する方法において、排ガ
    ス流入側に脱硝触媒層を設置し、排ガス出口側にはアン
    モニア分解触媒層を有する脱硝反応器を設置し、前段に
    おいて窒素酸化物に対し反応等量以上のアンモニアを添
    加して窒素酸化物を分解させ、後段において過剰のアン
    モニアを分解させる排ガスの脱硝処理方法であって、前
    記アンモニア分解触媒が、脱水された状態で(1.0±
    0.6)R2 O・〔aM2 3 ・bAl2 3 〕・cM
    eO・ySiO2 (式中、R:アルカリ金属イオン及び
    /又は水素イオン、M:周期率表のVIII族元素、希土類
    元素、チタン、バナジウム、クロム、ニオブ、アンチモ
    ン及びガリウムからなる群から選ばれる1種以上の元
    素、Me:アルカリ土類元素、a+b=1.0,a≧
    0,b≧0,c≧0,y/c>12,y>12)の化学
    組成を有し、かつ発明の詳細な説明の項に記載の表1に
    示されるX線回折パターンを有する結晶性シリケートに
    銅、コバルト、ニッケル、鉄、亜鉛、マンガン、クロ
    ム、アルカリ土類元素及び希土類元素のうち少なくとも
    1種以上を含有させてなる触媒である排ガスの脱硝処理
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5500301A (en) * 1991-03-07 1996-03-19 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho A1 alloy films and melting A1 alloy sputtering targets for depositing A1 alloy films
JP2020182898A (ja) * 2019-05-07 2020-11-12 株式会社キャタラー アンモニア酸化触媒装置
WO2021024998A1 (ja) * 2019-08-07 2021-02-11 日立造船株式会社 反応器

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