JPH07265667A - 排ガスの処理方法 - Google Patents
排ガスの処理方法Info
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- JPH07265667A JPH07265667A JP6062885A JP6288594A JPH07265667A JP H07265667 A JPH07265667 A JP H07265667A JP 6062885 A JP6062885 A JP 6062885A JP 6288594 A JP6288594 A JP 6288594A JP H07265667 A JPH07265667 A JP H07265667A
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- Japan
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- exhaust gas
- ammonia
- temperature
- amount
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 窒素酸化物あるいは窒素酸化物と硫黄酸化物
とを含有する排ガスにアンモニアを注入し、炭素質触媒
が充填されている移動床反応器に導入して、脱硝または
脱硫・脱硝処理し、一方排ガスとの接触により不活性化
した前記炭素質触媒を加熱再生する排ガスの処理方法に
おいて、注入するアンモニア量を、排ガス温度の変化に
応じて変化させることを特徴とする排ガスの処理方法。 【効果】 本発明により、炭素質触媒充填の移動床反応
器における脱硝法または脱硫・脱硝法において、排ガス
の温度が変化してもアンモニアの排ガス中への漏洩の増
大がが防止される。また、排ガス温度の低下に際して
も、脱硝効率の減少が改善される。
とを含有する排ガスにアンモニアを注入し、炭素質触媒
が充填されている移動床反応器に導入して、脱硝または
脱硫・脱硝処理し、一方排ガスとの接触により不活性化
した前記炭素質触媒を加熱再生する排ガスの処理方法に
おいて、注入するアンモニア量を、排ガス温度の変化に
応じて変化させることを特徴とする排ガスの処理方法。 【効果】 本発明により、炭素質触媒充填の移動床反応
器における脱硝法または脱硫・脱硝法において、排ガス
の温度が変化してもアンモニアの排ガス中への漏洩の増
大がが防止される。また、排ガス温度の低下に際して
も、脱硝効率の減少が改善される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガスの処理方法に関
し、詳しく言えば、排ガスの温度変化に伴うアンモニア
リーク、脱硝率の低下を防止できる改良された排ガスの
処理方法に関する。
し、詳しく言えば、排ガスの温度変化に伴うアンモニア
リーク、脱硝率の低下を防止できる改良された排ガスの
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】活性炭、活性コークスなどの炭素質触媒
を用いる排ガスの処理方法は、湿式法の様な用水の確
保、排水処理、排ガス温度の低下などの問題が無いとい
う乾式法の特徴を有している。さらに、一般のバナジウ
ム触媒担持のアンモニア接触脱硝法に対比して、比較的
低温で硫黄酸化物（ＳＯX）のみならず窒素酸化物（Ｎ
ＯX）も除去できるのに加えて、簡単な加熱再生により
触媒が容易に再生できるという大きな利点を有してい
る。
を用いる排ガスの処理方法は、湿式法の様な用水の確
保、排水処理、排ガス温度の低下などの問題が無いとい
う乾式法の特徴を有している。さらに、一般のバナジウ
ム触媒担持のアンモニア接触脱硝法に対比して、比較的
低温で硫黄酸化物（ＳＯX）のみならず窒素酸化物（Ｎ
ＯX）も除去できるのに加えて、簡単な加熱再生により
触媒が容易に再生できるという大きな利点を有してい
る。
【０００３】具体的には、この方法は、ＳＯX、ＮＯXを
含有する排ガス、燒結炉排ガス、ごみ焼却炉排ガスなど
にアンモニアを注入し、活性炭あるいは活性コークスな
どの炭素質触媒を充填した反応器中を通過させて排ガス
を処理するものである。この方法では、温度は通常のボ
イラー排ガスの温度である１３０〜１５０℃であるが、
この程度の低温は炭素質触媒の酸素による消耗を防ぐ点
でも有利である。
含有する排ガス、燒結炉排ガス、ごみ焼却炉排ガスなど
にアンモニアを注入し、活性炭あるいは活性コークスな
どの炭素質触媒を充填した反応器中を通過させて排ガス
を処理するものである。この方法では、温度は通常のボ
イラー排ガスの温度である１３０〜１５０℃であるが、
この程度の低温は炭素質触媒の酸素による消耗を防ぐ点
でも有利である。
【０００４】排ガス中のＳＯXは、炭素質触媒にまず硫
酸の形で吸着される。排ガス中のＳＯ2は共存するＯ2、
Ｈ2Ｏと触媒表面で反応してＨ2ＳＯ4に酸化されるから
である。ここに、アンモニアを注入すると、低温ではＮ
Ｈ3と、触媒上に生成したＨ2ＳＯ4とが反応し、酸性硫
安ＮＨ4ＨＳＯ4や硫安（ＮＨ4）2ＳＯ4となる。大部分
のアンモニアは硫酸との反応に使われ、一部のみがＮＯ
Xとの反応に使われるに過ぎないことになる。つまり、
触媒は硫酸を吸着することで、活性吸着点が減り、いわ
ば被毒された状態となり、また、アンモニアも硫酸のほ
うに優先的に結合するので、アンモニア量がＮＯXと当
量程度ではバランス的にもアンモニアは不足する。
酸の形で吸着される。排ガス中のＳＯ2は共存するＯ2、
Ｈ2Ｏと触媒表面で反応してＨ2ＳＯ4に酸化されるから
である。ここに、アンモニアを注入すると、低温ではＮ
Ｈ3と、触媒上に生成したＨ2ＳＯ4とが反応し、酸性硫
安ＮＨ4ＨＳＯ4や硫安（ＮＨ4）2ＳＯ4となる。大部分
のアンモニアは硫酸との反応に使われ、一部のみがＮＯ
Xとの反応に使われるに過ぎないことになる。つまり、
触媒は硫酸を吸着することで、活性吸着点が減り、いわ
ば被毒された状態となり、また、アンモニアも硫酸のほ
うに優先的に結合するので、アンモニア量がＮＯXと当
量程度ではバランス的にもアンモニアは不足する。
【０００５】従って、排煙中のＳＯXの濃度がＮＯXのそ
れに比べて高い場合は、脱硝率は低下してしまう。この
問題の解決法として、特公昭６３ー５００５２号公報に
は、まず第１の反応器に排ガスを通過させて、大部分の
ＳＯXをあらかじめ除去し、しかる後に第２の反応器に
排ガスを通過させて、ここではＮＯXを専ら除去させる
方法が提案されている。この方法では、高ＳＯX濃度の
排ガスでも７０〜８０％またはそれ以上の脱硝率が得ら
れる。
れに比べて高い場合は、脱硝率は低下してしまう。この
問題の解決法として、特公昭６３ー５００５２号公報に
は、まず第１の反応器に排ガスを通過させて、大部分の
ＳＯXをあらかじめ除去し、しかる後に第２の反応器に
排ガスを通過させて、ここではＮＯXを専ら除去させる
方法が提案されている。この方法では、高ＳＯX濃度の
排ガスでも７０〜８０％またはそれ以上の脱硝率が得ら
れる。
【０００６】しかし、排ガスの温度は上流側の影響を受
けて変化し易い。通常は１４０℃前後と一定であるが
（ボイラーによって異なる）、ボイラー側の状態によっ
て、２０℃前後の温度変化がある。例えば２０℃の温度
上昇があった場合、炭素質触媒上にＮＨ3が吸着されて
いるので、温度上昇により吸着ＮＨ3が一気に脱離して
しまうことになる。従って、処理ガス中のアンモニア濃
度が著しく高くなるというアンモニアのリークの問題が
起こる。
けて変化し易い。通常は１４０℃前後と一定であるが
（ボイラーによって異なる）、ボイラー側の状態によっ
て、２０℃前後の温度変化がある。例えば２０℃の温度
上昇があった場合、炭素質触媒上にＮＨ3が吸着されて
いるので、温度上昇により吸着ＮＨ3が一気に脱離して
しまうことになる。従って、処理ガス中のアンモニア濃
度が著しく高くなるというアンモニアのリークの問題が
起こる。
【０００７】この問題は、特に低温排ガス（１００〜１
２０℃前後）において顕著になる。低温ではＮＨ3の炭
素質触媒への吸着量が多く、僅かな温度上昇によって多
量のＮＨ3が脱離するからである。
２０℃前後）において顕著になる。低温ではＮＨ3の炭
素質触媒への吸着量が多く、僅かな温度上昇によって多
量のＮＨ3が脱離するからである。
【０００８】逆に、排ガス温度が、ボイラー側の状態に
よっては、低下することもある。この場合、炭素質触媒
上のＮＨ3の吸着量は増加するが、ＮＯXとＮＨ3との反
応速度は低下するので、脱硝率は低下する。従って、余
分のＮＨ3が吸着されたままで炭素質触媒に残り、次に
温度が上がったときにより一層のＮＨ3を排ガス中に放
散することになる。
よっては、低下することもある。この場合、炭素質触媒
上のＮＨ3の吸着量は増加するが、ＮＯXとＮＨ3との反
応速度は低下するので、脱硝率は低下する。従って、余
分のＮＨ3が吸着されたままで炭素質触媒に残り、次に
温度が上がったときにより一層のＮＨ3を排ガス中に放
散することになる。
【０００９】このようなアンモニアの排ガスへのリーク
を抑える方法の一つとして、特開昭５９ー１９６７１９
号公報には、排ガス処理後のガス中に微量のＳＯ3を添
加してＮＨ3と反応させ、生成したアンモニアの硫酸塩
固形分を後段のバグフィルターなどの集塵機で捕集する
方法が提案されている。
を抑える方法の一つとして、特開昭５９ー１９６７１９
号公報には、排ガス処理後のガス中に微量のＳＯ3を添
加してＮＨ3と反応させ、生成したアンモニアの硫酸塩
固形分を後段のバグフィルターなどの集塵機で捕集する
方法が提案されている。
【００１０】また、別の方法として、特開平１−５３０
８６号公報には、脱硫のための第１の反応器と脱硝のた
めの第２の反応器とともに第３の反応器を設け、この第
３の反応器に、第１の反応器でＳＯXを吸着した炭素質
触媒と、第２の反応器からのアンモニア含有ガスとを導
き、リークＮＨ3をＳＯXと反応させ、結局アンモニアの
硫酸塩としてこれを除去する方法が記載されている。
８６号公報には、脱硫のための第１の反応器と脱硝のた
めの第２の反応器とともに第３の反応器を設け、この第
３の反応器に、第１の反応器でＳＯXを吸着した炭素質
触媒と、第２の反応器からのアンモニア含有ガスとを導
き、リークＮＨ3をＳＯXと反応させ、結局アンモニアの
硫酸塩としてこれを除去する方法が記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】排ガスの温度変化があ
る場合のアンモニアリークの問題を解決する、上記の特
開昭５９−１９６７１９号および特開平１−５３０８６
号公報に記載の従来方法は、いずれもアンモニア含有ガ
スの全量を処理対象とするもので、それぞれ大型の集塵
装置と第３の反応器を必要とし、方法の煩雑さに加え、
経済性に問題が生ずる。
る場合のアンモニアリークの問題を解決する、上記の特
開昭５９−１９６７１９号および特開平１−５３０８６
号公報に記載の従来方法は、いずれもアンモニア含有ガ
スの全量を処理対象とするもので、それぞれ大型の集塵
装置と第３の反応器を必要とし、方法の煩雑さに加え、
経済性に問題が生ずる。
【００１２】本発明の目的は、特別な大掛かりの設備を
用いることなく、簡便な方法でアンモニアのリーク問題
を解決することができ、しかも、排ガス温度の低下に伴
う脱硝率の低下も抑えることができる排ガスの処理方法
を提供するものである。
用いることなく、簡便な方法でアンモニアのリーク問題
を解決することができ、しかも、排ガス温度の低下に伴
う脱硝率の低下も抑えることができる排ガスの処理方法
を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するものであり、窒素酸化物あるいは窒素酸化物と硫
黄酸化物とを含有する排ガスにアンモニアを注入し、炭
素質触媒が充填されている移動床反応器に導入して、脱
硝または脱硫・脱硝処理し、一方排ガスとの接触により
不活性化した前記炭素質触媒を加熱再生する排ガスの処
理方法において、注入するアンモニア量を、排ガス温度
の変化に応じて変化させることを特徴とする排ガスの処
理方法を要旨とするものである。
成するものであり、窒素酸化物あるいは窒素酸化物と硫
黄酸化物とを含有する排ガスにアンモニアを注入し、炭
素質触媒が充填されている移動床反応器に導入して、脱
硝または脱硫・脱硝処理し、一方排ガスとの接触により
不活性化した前記炭素質触媒を加熱再生する排ガスの処
理方法において、注入するアンモニア量を、排ガス温度
の変化に応じて変化させることを特徴とする排ガスの処
理方法を要旨とするものである。
【００１４】以下本発明を詳説する。
【００１５】本発明の排ガス処理方法のポイントは、注
入するＮＨ3量を、排ガスの温度変化に合わせて調節す
ることにある。例えば、排ガス温度が上昇する場合に
は、注入するアンモニア量を減少させることにより、温
度上昇に伴って炭素質触媒から離脱したＮＨ3を、排ガ
ス中のＮＯXとの反応に消費させることができ、排ガス
へのアンモニアリーク量を減少させることができる。逆
に、排ガス温度が低下した場合は、注入するアンモニア
量を増加させることにより、ＮＨ3濃度を高め、脱硝反
応速度を上げ、所定の脱硝率を得ることができる。
入するＮＨ3量を、排ガスの温度変化に合わせて調節す
ることにある。例えば、排ガス温度が上昇する場合に
は、注入するアンモニア量を減少させることにより、温
度上昇に伴って炭素質触媒から離脱したＮＨ3を、排ガ
ス中のＮＯXとの反応に消費させることができ、排ガス
へのアンモニアリーク量を減少させることができる。逆
に、排ガス温度が低下した場合は、注入するアンモニア
量を増加させることにより、ＮＨ3濃度を高め、脱硝反
応速度を上げ、所定の脱硝率を得ることができる。
【００１６】図面を参照して本発明の排ガス処理方法を
詳述する。図１において排ガスはライン２からのアンモ
ニアを注入後、６０〜１８０℃の範囲の温度でライン１
を経て直交流式移動床反応器３へ導入される。排ガス
は、反応器３の中を下向きに移動する炭素質触媒床４の
中を流れ、触媒と接触して脱硫、脱硝される。反応器３
を出た処理後の清浄ガスは、直接あるいは集塵機を経て
ライン５より大気中へ放出される。
詳述する。図１において排ガスはライン２からのアンモ
ニアを注入後、６０〜１８０℃の範囲の温度でライン１
を経て直交流式移動床反応器３へ導入される。排ガス
は、反応器３の中を下向きに移動する炭素質触媒床４の
中を流れ、触媒と接触して脱硫、脱硝される。反応器３
を出た処理後の清浄ガスは、直接あるいは集塵機を経て
ライン５より大気中へ放出される。
【００１７】反応器３の中の不活性化した炭素質触媒
は、反応器３の下部から引き抜かれ、再生器６へ送られ
る。ここで、不活性ガス雰囲気のもとに３００〜６００
℃に加熱されて再生が行なわれる。再生された触媒は、
振動スクリーンなどの分離器７にかけられ、粉化した触
媒およびダストが除去される。その後再生された触媒は
コンベアーなどによってライン８を経て反応器３の上部
に戻される。再生器６で回収された高濃度のＳＯ2ガス
はライン９を経て後段の、例えば硫酸、硫黄または石膏
製造工程に供給される。
は、反応器３の下部から引き抜かれ、再生器６へ送られ
る。ここで、不活性ガス雰囲気のもとに３００〜６００
℃に加熱されて再生が行なわれる。再生された触媒は、
振動スクリーンなどの分離器７にかけられ、粉化した触
媒およびダストが除去される。その後再生された触媒は
コンベアーなどによってライン８を経て反応器３の上部
に戻される。再生器６で回収された高濃度のＳＯ2ガス
はライン９を経て後段の、例えば硫酸、硫黄または石膏
製造工程に供給される。
【００１８】図２においては排ガスは、６０〜１８０℃
の範囲の温度で、直接またはライン２ａよりのアンモニ
アを注入後、ライン１を経て第１の直交流式移動床反応
器３へ導入される。排ガスは、反応器３の中を下向きに
移動する炭素質触媒床４の中を流れ、触媒と接触して主
として脱硫が行なわれるが、一部脱硝も行なわれ、第１
の反応器３から排出される。第１の反応器を出たガス
は、ライン５を経て第２の直交流式移動床反応器１０へ
導入される。ライン２ｂからアンモニアが注入されたラ
イン５のガスは、第２の反応器１０の中を下向きに移動
する炭素質触媒床１１の中を流れ、触媒と接触し、一部
脱硫が行なわれが、主としては脱硝が行なわれる。この
ようにして得られた清浄ガスはライン１２を経て直接ま
たは集塵機を経てライン１２より大気中へ放出される。
の範囲の温度で、直接またはライン２ａよりのアンモニ
アを注入後、ライン１を経て第１の直交流式移動床反応
器３へ導入される。排ガスは、反応器３の中を下向きに
移動する炭素質触媒床４の中を流れ、触媒と接触して主
として脱硫が行なわれるが、一部脱硝も行なわれ、第１
の反応器３から排出される。第１の反応器を出たガス
は、ライン５を経て第２の直交流式移動床反応器１０へ
導入される。ライン２ｂからアンモニアが注入されたラ
イン５のガスは、第２の反応器１０の中を下向きに移動
する炭素質触媒床１１の中を流れ、触媒と接触し、一部
脱硫が行なわれが、主としては脱硝が行なわれる。この
ようにして得られた清浄ガスはライン１２を経て直接ま
たは集塵機を経てライン１２より大気中へ放出される。
【００１９】一方、上記触媒は、第２の反応器１０の下
部より排出されたものが、第１の反応器３の上部に供給
される。第１の反応器３の下部より排出された不活性化
炭素質触媒は、再生器６へ送られ、不活性ガス雰囲気の
もとに３００〜６００℃に加熱されて再生が行なわれ
る。再生された触媒は、振動スクリーンなどの分離器７
にかけられ、粉状化した触媒およびダストが除かれる。
その後再生された触媒はコンベアーなどによってライン
８経由で反応器１０の上部に戻され、循環使用されるこ
とになる。
部より排出されたものが、第１の反応器３の上部に供給
される。第１の反応器３の下部より排出された不活性化
炭素質触媒は、再生器６へ送られ、不活性ガス雰囲気の
もとに３００〜６００℃に加熱されて再生が行なわれ
る。再生された触媒は、振動スクリーンなどの分離器７
にかけられ、粉状化した触媒およびダストが除かれる。
その後再生された触媒はコンベアーなどによってライン
８経由で反応器１０の上部に戻され、循環使用されるこ
とになる。
【００２０】本発明で用いる触媒は、一般には炭素含有
物質である石炭、ピッチ、あるいは木材、椰子殻などの
植物由来物質、さらにはプラスチックなどを炭化した
り、さらに水蒸気などで賦活して得られるものも使用さ
れる。触媒活性を上げるためにバナジウム、マンガン、
鉄、銅などの金属酸化物を担持あるいは含有させたりし
てもよい。
物質である石炭、ピッチ、あるいは木材、椰子殻などの
植物由来物質、さらにはプラスチックなどを炭化した
り、さらに水蒸気などで賦活して得られるものも使用さ
れる。触媒活性を上げるためにバナジウム、マンガン、
鉄、銅などの金属酸化物を担持あるいは含有させたりし
てもよい。
【００２１】前述のように、本発明のポイントは、図１
および図２の実施態様においてライン２，２ａ，２ｂを
経て注入されるアンモニア量を、排ガスの温度に合わせ
て変化させて、処理ガス中にリークするＮＨ3量を低減
させることにある。さらにこの方法を実施すると、排ガ
スの温度が低下しても、脱硝率の低下が抑えられるとい
う効果も得られる。
および図２の実施態様においてライン２，２ａ，２ｂを
経て注入されるアンモニア量を、排ガスの温度に合わせ
て変化させて、処理ガス中にリークするＮＨ3量を低減
させることにある。さらにこの方法を実施すると、排ガ
スの温度が低下しても、脱硝率の低下が抑えられるとい
う効果も得られる。
【００２２】アンモニアの注入箇所について言えば、図
２の実施例では、２箇所の注入箇所でそれぞれアンモニ
アの注入量を調節して排ガスの温度変化に対応させてい
る。しかし、排ガスにＳＯXが多い場合は、第１の反応
器では脱硫が主体になり、脱硝は付加的に過ぎなくな
る。従って、排ガスの温度変化があっても、アンモニア
リーク量の変化も極めて少なくなる。操作の簡便性の観
点からは、第２の反応器の前でのみアンモニア注入量を
調節すれば足りることが多い。
２の実施例では、２箇所の注入箇所でそれぞれアンモニ
アの注入量を調節して排ガスの温度変化に対応させてい
る。しかし、排ガスにＳＯXが多い場合は、第１の反応
器では脱硫が主体になり、脱硝は付加的に過ぎなくな
る。従って、排ガスの温度変化があっても、アンモニア
リーク量の変化も極めて少なくなる。操作の簡便性の観
点からは、第２の反応器の前でのみアンモニア注入量を
調節すれば足りることが多い。
【００２３】上述のように本発明ではアンモニアの注入
量を、排ガス温度に対応して変化させるのであるが、そ
の量の調節は、図１に示されるように、ライン１中の地
点における排ガスの温度Ｔを検出し、その信号を基にし
てコントローラー１３によりアンモニア供給バルブ１４
を制御することによって行われる。
量を、排ガス温度に対応して変化させるのであるが、そ
の量の調節は、図１に示されるように、ライン１中の地
点における排ガスの温度Ｔを検出し、その信号を基にし
てコントローラー１３によりアンモニア供給バルブ１４
を制御することによって行われる。
【００２４】また図２に示す実施態様では、ライン１中
の地点における排ガス温度Ｔａおよびライン５中の地点
における排ガス温度Ｔｂを検出し、それらの信号に基づ
いてコントローラ１３によりアンモニア供給バルブ１４
ａおよび１４ｂの開度を制御することにより、アンモニ
ア注入量が変化される。
の地点における排ガス温度Ｔａおよびライン５中の地点
における排ガス温度Ｔｂを検出し、それらの信号に基づ
いてコントローラ１３によりアンモニア供給バルブ１４
ａおよび１４ｂの開度を制御することにより、アンモニ
ア注入量が変化される。
【００２５】尚、ライン５が短くＴｂを検出してＮＨ3
注入量を制御することが難しい場合は、Ｔａを検出して
ライン２ｂから供給されるＮＨ3の注入量を制御しても
よい。 さて、炭素質吸着剤（触媒）に吸着されるアン
モニア量ｑ（ｇＮＨ3／Ｋｇ触媒として表される）は、
排ガスの温度Ｔが上がると少なくなり、排ガス中のアン
モニアの濃度とともに増大する。すなわち、数式的には
概略次式のように表される。
注入量を制御することが難しい場合は、Ｔａを検出して
ライン２ｂから供給されるＮＨ3の注入量を制御しても
よい。 さて、炭素質吸着剤（触媒）に吸着されるアン
モニア量ｑ（ｇＮＨ3／Ｋｇ触媒として表される）は、
排ガスの温度Ｔが上がると少なくなり、排ガス中のアン
モニアの濃度とともに増大する。すなわち、数式的には
概略次式のように表される。
【００２６】ｑ＝ｋ（Ｃa／Ｔb）−−− （Ａ） ここで、Ｃ ＝ アンモニア濃度（ppm） Ｔ ＝ 排ガス温度（Ｋ） ｋ，ａ，ｂ ＝ 定数
【００２７】この関係式を、横軸に温度Ｔを取り、パラ
メーターをアンモニア濃度Ｃとして表すと図３のように
なる。
メーターをアンモニア濃度Ｃとして表すと図３のように
なる。
【００２８】いま、標準的に排ガス温度１４０℃、注入
アンモニア濃度Ｃ0(ppm) で運転されているものとす
る。次に排ガス温度が１６０℃に上昇すると、図３に示
すようにΔｑ1に相当するアンモニアが触媒から離脱す
る。ところが、上記（Ａ）式の関係からアンモニア濃度
をＣ1（ppm）に変更すると、脱離するアンモニアがなく
なる。つまり、アンモニアリークが制御されることにな
る。
アンモニア濃度Ｃ0(ppm) で運転されているものとす
る。次に排ガス温度が１６０℃に上昇すると、図３に示
すようにΔｑ1に相当するアンモニアが触媒から離脱す
る。ところが、上記（Ａ）式の関係からアンモニア濃度
をＣ1（ppm）に変更すると、脱離するアンモニアがなく
なる。つまり、アンモニアリークが制御されることにな
る。
【００２９】逆に、排ガス温度１４０℃、注入アンモニ
ア濃度Ｃ0（ppm）で運転していたものが、１２０℃へ排
ガス温度が低下したとする。この場合、アンモニア吸着
量はΔｑ2だけ増加するので、アンモニア濃度をＣ2（pp
m）に設定すればよい。
ア濃度Ｃ0（ppm）で運転していたものが、１２０℃へ排
ガス温度が低下したとする。この場合、アンモニア吸着
量はΔｑ2だけ増加するので、アンモニア濃度をＣ2（pp
m）に設定すればよい。
【００３０】次に、本発明を化学反応の面から詳細に説
明する。注入されたＮＨ3は、次の式（１）、（２）、
（３）、（４）、（５）に従い、脱硝反応、脱硫反応お
よび炭素質触媒への吸着によって消費される。ＮＯXと
の反応では窒素と水が生成し、ＳＯXが触媒の表面で酸
化されて生成した硫酸との反応では、酸性硫安と硫安が
生成し、さらに物理的に触媒表面に吸着されるのであ
る。
明する。注入されたＮＨ3は、次の式（１）、（２）、
（３）、（４）、（５）に従い、脱硝反応、脱硫反応お
よび炭素質触媒への吸着によって消費される。ＮＯXと
の反応では窒素と水が生成し、ＳＯXが触媒の表面で酸
化されて生成した硫酸との反応では、酸性硫安と硫安が
生成し、さらに物理的に触媒表面に吸着されるのであ
る。
【００３１】脱硝反応 ＮＯ＋ＮＨ3＋１／４Ｏ2→Ｎ2＋３／２Ｈ2Ｏ （１） ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ （２） 硫酸との反応 Ｈ2ＳＯ4＋ＮＨ3→ＮＨ4ＨＳＯ4＊ （３） ＮＨ4ＨＳＯ4＋ＮＨ3→（ＮＨ4）2ＳＯ4＊ （４） 炭素質触媒への吸着 ＮＨ3＋Ｃ→Ｃ・・・・ＮＨ3＊ （５） ＊：吸着状態を示す Ｃ：炭素質触媒を表す
【００３２】式（５）に示される、炭素質触媒に吸着さ
れるＮＨ3の量は、式（Ａ）に示されるようにＮＨ3濃度
が高い程多く、また炭素質触媒の温度が低いほど多い。
従って、排ガス温度が上昇すると、炭素質触媒に吸着さ
れていたＮＨ3が急激に脱着して排ガス中へリークする
ことになる。
れるＮＨ3の量は、式（Ａ）に示されるようにＮＨ3濃度
が高い程多く、また炭素質触媒の温度が低いほど多い。
従って、排ガス温度が上昇すると、炭素質触媒に吸着さ
れていたＮＨ3が急激に脱着して排ガス中へリークする
ことになる。
【００３３】排煙脱硝法では、勿論ＮＯXの除去が目的
であるが、アンモニアをリークさせてしまうことは薬剤
のロスのみならず環境の面でも許されることではない。
ＮＨ3の注入量の制御は必須の技術である。従来の方法
では反応器の出口のＮＨ3濃度を検出し、これを信号と
して反応器の入口のＮＨ3の注入量を制御することが一
般であった。しかし、このようなフィードバック方式で
あると、アンモニアの脱着が急速に起きた場合は、ＮＨ
3濃度を検出してから信号を送って入口のアンモニア注
入量を絞っても、効果が少なく、所望の制御は困難であ
った。
であるが、アンモニアをリークさせてしまうことは薬剤
のロスのみならず環境の面でも許されることではない。
ＮＨ3の注入量の制御は必須の技術である。従来の方法
では反応器の出口のＮＨ3濃度を検出し、これを信号と
して反応器の入口のＮＨ3の注入量を制御することが一
般であった。しかし、このようなフィードバック方式で
あると、アンモニアの脱着が急速に起きた場合は、ＮＨ
3濃度を検出してから信号を送って入口のアンモニア注
入量を絞っても、効果が少なく、所望の制御は困難であ
った。
【００３４】これに対して本発明によれば、本発明者ら
が見い出した式（Ａ）に従い、排ガス温度が上がったと
きに出口のＮＨ3濃度の上昇を待たずにアンモニア注入
量の減少を操作すべき信号が得られるので、急激なアン
モニアの脱着にも速やかに応答することができる。注入
量を減少させても、脱着によりＮＨ3がある程度は出て
くるが、これはＮＯXとの反応に使われる程度の量なの
で処理ガス中にリークするＮＨ3を非常に低いレベルに
保持することができる。
が見い出した式（Ａ）に従い、排ガス温度が上がったと
きに出口のＮＨ3濃度の上昇を待たずにアンモニア注入
量の減少を操作すべき信号が得られるので、急激なアン
モニアの脱着にも速やかに応答することができる。注入
量を減少させても、脱着によりＮＨ3がある程度は出て
くるが、これはＮＯXとの反応に使われる程度の量なの
で処理ガス中にリークするＮＨ3を非常に低いレベルに
保持することができる。
【００３５】また、排ガス温度が急激に低下した場合
も、アンモニアの増加した吸着量に対応するために必要
な不足のアンモニアを、ＮＯXの出口濃度の変化を待た
ずに式（Ａ）に従い補うことができるので、極めて正確
な制御を行なうことができる。
も、アンモニアの増加した吸着量に対応するために必要
な不足のアンモニアを、ＮＯXの出口濃度の変化を待た
ずに式（Ａ）に従い補うことができるので、極めて正確
な制御を行なうことができる。
【００３６】
【実施例】以下、図１の構成に従う本発明の実施例を、
従来技術を用いる比較例と対比しつつ詳細に説明する。
従来技術を用いる比較例と対比しつつ詳細に説明する。
【００３７】実施例１ ５０ｐｐｍのＳＯXと２００ｐｐｍのＮＯXを含む１４０
℃のボイラー排ガスを１０００Ｎｍ3 ／ｈで取り出し、
これにＮＨ3を２５０ｐｐｍ注入後、活性炭を１．６７
ｍ3充填した直交流式移動床反応器に導入し、同反応器
内を下降する活性炭触媒床と接触させて脱硫と脱硝の同
時処理を行なった。活性炭の反応器内の滞留時間は、３
０時間となるように移動速度を設定した。
℃のボイラー排ガスを１０００Ｎｍ3 ／ｈで取り出し、
これにＮＨ3を２５０ｐｐｍ注入後、活性炭を１．６７
ｍ3充填した直交流式移動床反応器に導入し、同反応器
内を下降する活性炭触媒床と接触させて脱硫と脱硝の同
時処理を行なった。活性炭の反応器内の滞留時間は、３
０時間となるように移動速度を設定した。
【００３８】上記の条件で運転を続けていたが、その後
排ガス温度が１４０℃から１６０℃に上昇した。この温
度変化に見合うアンモニア濃度を、上記の式（Ａ）に従
って２００ｐｐｍと算出し、ただちにＮＨ3注入量を２
５０ｐｐｍから２００ｐｐｍへと変化させた。得られた
結果を図４に示す。図４に示すように排ガス温度が１６
０℃に上昇しても、アンモニアのリーク濃度に異常は無
く、従前通り数ｐｐｍ以下に保たれていた。
排ガス温度が１４０℃から１６０℃に上昇した。この温
度変化に見合うアンモニア濃度を、上記の式（Ａ）に従
って２００ｐｐｍと算出し、ただちにＮＨ3注入量を２
５０ｐｐｍから２００ｐｐｍへと変化させた。得られた
結果を図４に示す。図４に示すように排ガス温度が１６
０℃に上昇しても、アンモニアのリーク濃度に異常は無
く、従前通り数ｐｐｍ以下に保たれていた。
【００３９】比較例１ 実施例１で述べたと同一の条件で、１４０℃で運転を続
けていたが、その後排ガス温度が１６０℃に上昇した。
しかし、ＮＨ3注入量は排ガス温度が変わっても２５０
ｐｐｍと一定になるようにしておいた。得られた結果を
図５に示す。図５に示すように排ガス温度の上昇に応答
して、アンモニアのリーク濃度は異常に上昇し、従前の
数ｐｐｍから４０ｐｐｍ以上にもなった。
けていたが、その後排ガス温度が１６０℃に上昇した。
しかし、ＮＨ3注入量は排ガス温度が変わっても２５０
ｐｐｍと一定になるようにしておいた。得られた結果を
図５に示す。図５に示すように排ガス温度の上昇に応答
して、アンモニアのリーク濃度は異常に上昇し、従前の
数ｐｐｍから４０ｐｐｍ以上にもなった。
【００４０】実施例２ ５０ｐｐｍのＳＯXと２００ｐｐｍのＮＯXを含む１４０
℃のボイラー排ガスを１０００Ｎｍ3／ｈで取り出し、
これにＮＨ3を２５０ｐｐｍ注入後、活性炭を１．６７
ｍ3 充填した直交流式移動床反応器に導入し、同反応器
内を下降する活性炭触媒床と接触させて脱硫と脱硝の同
時処理を行なった。活性炭の反応器内の滞留時間は、３
０時間となるように移動速度を設定した。
℃のボイラー排ガスを１０００Ｎｍ3／ｈで取り出し、
これにＮＨ3を２５０ｐｐｍ注入後、活性炭を１．６７
ｍ3 充填した直交流式移動床反応器に導入し、同反応器
内を下降する活性炭触媒床と接触させて脱硫と脱硝の同
時処理を行なった。活性炭の反応器内の滞留時間は、３
０時間となるように移動速度を設定した。
【００４１】上記の条件で運転を続けていたが、その後
排ガス温度が１２０℃に降下した。この温度変化に見合
うアンモニア濃度を、上記の式（Ａ）に従って３００ｐ
ｐｍと算出し、ただちにＮＨ3注入量を２５０ｐｐｍか
ら３００ｐｐｍへと変化させた。得られた結果を図６に
示す。図６に示すように排ガス温度が低下しても、アン
モニアのリーク濃度に異常は無く、従前通り数ｐｐｍ以
下に保たれていた。また、脱硝率の低下も僅かであっ
た。
排ガス温度が１２０℃に降下した。この温度変化に見合
うアンモニア濃度を、上記の式（Ａ）に従って３００ｐ
ｐｍと算出し、ただちにＮＨ3注入量を２５０ｐｐｍか
ら３００ｐｐｍへと変化させた。得られた結果を図６に
示す。図６に示すように排ガス温度が低下しても、アン
モニアのリーク濃度に異常は無く、従前通り数ｐｐｍ以
下に保たれていた。また、脱硝率の低下も僅かであっ
た。
【００４２】比較例２ 実施例２の上記の条件でまず１４０℃で運転を続けてい
たが、その後排ガス温度が１２０℃に低下した。しか
し、ＮＨ3注入量は排ガス温度が変わっても２５０ｐｐ
ｍと一定になるようにしておいた。得られた結果を図７
に示す。図７に示すように排ガス温度の低下に応答し
て、アンモニアのリーク濃度は少し減少したものの、一
方では脱硝率が異常に低下し、従前の８０％から６５％
以下にも下がってしまった。
たが、その後排ガス温度が１２０℃に低下した。しか
し、ＮＨ3注入量は排ガス温度が変わっても２５０ｐｐ
ｍと一定になるようにしておいた。得られた結果を図７
に示す。図７に示すように排ガス温度の低下に応答し
て、アンモニアのリーク濃度は少し減少したものの、一
方では脱硝率が異常に低下し、従前の８０％から６５％
以下にも下がってしまった。
【００４３】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、炭素質触
媒充填移動床反応器を用いる排煙脱硝法または排煙脱硫
・脱硝法において、注入されるアンモニア量を、排ガス
の温度に合わせて変化させることにより、処理ガス中に
リークするＮＨ3量を低減させることができる。また、
本発明によれば、排ガスの温度が低下しても脱硝率の低
下が抑えられるという利点も得られる。
媒充填移動床反応器を用いる排煙脱硝法または排煙脱硫
・脱硝法において、注入されるアンモニア量を、排ガス
の温度に合わせて変化させることにより、処理ガス中に
リークするＮＨ3量を低減させることができる。また、
本発明によれば、排ガスの温度が低下しても脱硝率の低
下が抑えられるという利点も得られる。
【図１】本発明の方法を実施するための脱硫・脱硝装置
の構成例の一つを示す図である。
の構成例の一つを示す図である。
【図２】本発明の方法を実施するための脱硫・脱硝装置
の構成例の別の一つを示す図である。
の構成例の別の一つを示す図である。
【図３】炭素質触媒に吸着されるアンモニアの量を、温
度Ｔを横軸に、アンモニア濃度Ｃをパラメーターとして
示す図である。
度Ｔを横軸に、アンモニア濃度Ｃをパラメーターとして
示す図である。
【図４】本発明の実施例１において、排ガス温度の上昇
に応じてＮＨ3注入量を低下させた場合の脱硝率とアン
モニアリークの応答を示す図である。
に応じてＮＨ3注入量を低下させた場合の脱硝率とアン
モニアリークの応答を示す図である。
【図５】比較例１において、排ガス温度上昇の際にもＮ
Ｈ3注入量を一定にしておいた場合の脱硝率とアンモニ
アリークの応答を示す図である。
Ｈ3注入量を一定にしておいた場合の脱硝率とアンモニ
アリークの応答を示す図である。
【図６】本発明の実施例２において、排ガス温度の低下
に応じてＮＨ3注入量を増加させた場合の脱硝率とアン
モニアリークの応答を示す図である。
に応じてＮＨ3注入量を増加させた場合の脱硝率とアン
モニアリークの応答を示す図である。
【図７】比較例２において、排ガス温度の低下の際にも
ＮＨ3注入量を一定にしておいた場合の脱硝率とアンモ
ニアリークの応答を示す図である。
ＮＨ3注入量を一定にしておいた場合の脱硝率とアンモ
ニアリークの応答を示す図である。
１ 排ガスライン ２，２ａ，２ｂ アンモニア注入ライン ３ 移動床反応器 ４ 炭素質触媒床 ５ ライン ６ 加熱再生器 ７ 分離器 ８ ライン ９ ライン １０ 第２移動床反応器 １１ 第２炭素質触媒床 １２ ライン １３ コントローラ １４，１４ａ，１４ｂ アンモニア調節バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/77 53/56 53/74 53/60 53/86 ＺＡＢ 53/96 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２５ Ｂ １２９ Ｅ １３２ Ｚ 53/36 ＺＡＢ １０２ Ｅ
Claims (4)
- 【請求項１】 窒素酸化物あるいは窒素酸化物と硫黄酸
化物とを含有する排ガスにアンモニアを注入し、炭素質
触媒が充填されている移動床反応器に導入して、脱硝ま
たは脱硫・脱硝処理し、一方排ガスとの接触により不活
性化した前記炭素質触媒を加熱再生する排ガスの処理方
法において、注入するアンモニア量を、排ガス温度の変
化に応じて変化させることを特徴とする排ガスの処理方
法。 - 【請求項２】 排ガス温度が上昇する場合には注入する
アンモニア量を減少させ、逆に排ガス温度が低下した場
合は注入するアンモニア量を増加させることを特徴とす
る請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 排ガスの温度と排ガス中のアンモニア濃
度とアンモニアの触媒への吸着量との関係式によって定
まる排ガス中のアンモニア濃度になるように排ガスへの
アンモニアの注入量を変化させることを特徴とする請求
項２記載の方法。 - 【請求項４】 排ガス温度が低下した場合に注入するア
ンモニア量を増加させることによって脱硝率の低下を抑
えることを特徴とする請求項３記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6062885A JPH07265667A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 排ガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6062885A JPH07265667A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 排ガスの処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07265667A true JPH07265667A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13213168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6062885A Pending JPH07265667A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 排ガスの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07265667A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002370011A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-24 | Mitsui Mining Co Ltd | 排ガス処理方法 |
| CN107126837A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-09-05 | 成都国化环保科技有限公司 | 一种用于烟气脱硫设备线的再生系统 |
| WO2017179107A1 (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 日揮株式会社 | 排ガスの処理システム |
| CN111097271A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 脱除催化裂化烟气中SOx和NOx的方法和装置 |
| CN117379971A (zh) * | 2023-10-17 | 2024-01-12 | 海南热带海洋学院 | 一种scr烟气脱硝喷氨优化系统 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6062885A patent/JPH07265667A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002370011A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-24 | Mitsui Mining Co Ltd | 排ガス処理方法 |
| WO2017179107A1 (ja) * | 2016-04-11 | 2017-10-19 | 日揮株式会社 | 排ガスの処理システム |
| CN107126837A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-09-05 | 成都国化环保科技有限公司 | 一种用于烟气脱硫设备线的再生系统 |
| CN111097271A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 脱除催化裂化烟气中SOx和NOx的方法和装置 |
| CN117379971A (zh) * | 2023-10-17 | 2024-01-12 | 海南热带海洋学院 | 一种scr烟气脱硝喷氨优化系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040401 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040721 |