JPH08257366A - 不活化炭素質触媒の再生方法 - Google Patents

不活化炭素質触媒の再生方法

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JPH08257366A
JPH08257366A JP7092020A JP9202095A JPH08257366A JP H08257366 A JPH08257366 A JP H08257366A JP 7092020 A JP7092020 A JP 7092020A JP 9202095 A JP9202095 A JP 9202095A JP H08257366 A JPH08257366 A JP H08257366A
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JP
Japan
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gas
inert gas
catalyst
carbonaceous catalyst
ammonia
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Pending
Application number
JP7092020A
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English (en)
Inventor
Shinichi Yamada
慎一 山田
Kohei Goto
浩平 後藤
Kazuyoshi Takahashi
和義 高橋
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 乾式脱硫脱硝装置で使用されて不活化した炭
素質触媒の再生に際し、アンモニアの含有しない副生ガ
スを回収すると共に、再生された炭素質触媒の脱硫脱硝
性能を向上させること。 【構成】 不活化した炭素質触媒を再生器の熱交換領域
で加熱して熱交換領域の下方に位置する不活性ガス導入
領域に流下させ、この領域に供給される不活性ガスにて
不活化炭素質触媒からの脱離物をパージすると共に炭素
質触媒を活性化し、この脱離物を伴う不活性ガスを熱交
換領域の被加熱側を上昇させ、熱交換領域の上方に位置
する分離領域にて脱離物を不活性ガスと共に不活化炭素
質触媒から分離する再生方法において、前記不活性ガス
にアンモニアを含有させたことによって不活化炭素質触
媒の脱硫脱硝性能を向上させるようにしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ボイラ等からの燃焼
排ガスの乾式脱硫脱硝法で使用された活性炭や活性コー
クス等の不活化炭素質触媒の再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】硫黄酸化物、窒素酸化物を含有するボイ
ラー等の排ガスにアンモニアを注入混合し、これを活性
炭、活性コークス等の炭素質触媒と接触させる乾式脱硫
脱硝法は、排ガスから硫黄酸化物と窒素酸化物を同時に
除去できる利点を有している。この場合、排ガス中の硫
黄酸化物は硫酸、酸性硫酸アンモニウム、硫酸アンモニ
ウム等として炭素質触媒に吸着される。一方、窒素酸化
物は還元剤としてのアンモニアの作用で窒素と水に分解
される。それ故、乾式脱硫脱硝法で使用される炭素質触
媒は、排ガスとの接触時間の経過と共に硫酸ないしは硫
酸塩などが触媒表面に蓄積して次第に不活化するが、こ
のようにして不活化した炭素質触媒は適当な時期にこれ
を加熱再生すれば上記の排ガス処理に再使用することが
できる。そして、この加熱再生時には、比較的高濃度の
二酸化硫黄ガスが得られ、このガスからは硫酸、硫黄あ
るいは石膏等を回収できることはよく知られているとこ
ろである。
【0003】ところで上記のごとく不活化した炭素質触
媒の再生方法としては、不活化した炭素質触媒を不活性
ガス雰囲気下で加熱する方法が知られており、かかる再
生方法は古くは特開昭55ー121907号公報に開示
されている。上記公報に開示されている再生方法は、不
活化炭素質触媒に不活性ガスを混合し、この混合物を加
熱領域に下向きに流下させながら当該領域を上向きに流
れる加熱ガスと間接的に熱交換させて前記の混合物を加
熱し、この加熱によって不活化炭素質触媒から離れる脱
離物を混合物中の不活性ガスでパージし、前記加熱領域
の下方に位置する分離領域で脱離物含有不活性ガスを炭
素質触媒から分離する方法であって、この方法によれば
不活化炭素質触媒から離れる脱離物は、炭素質触媒と並
列に流れる不活性ガスでパージされて、より高温側に移
動するのでこの脱離物が再凝縮する恐れがないという利
点があるものの、不活性ガスでパージされた脱離物中に
アンモニアが混在している点で問題がある。即ち、不活
化炭素質触媒を加熱再生した際には上記したとおり比較
的高濃度の二酸化硫黄ガスが副生されるのでこの副生ガ
スからは硫酸または硫黄を回収するのは通例であるが、
この場合にアンモニアが上記副生ガス中に含まれている
ことは好ましくない。
【0004】そこで、本発明者等は上記のごとく不活化
炭素質触媒の加熱再生時に副生されるガスをアンモニア
が実質的に含まれない状態で取得することができ、しか
も不活化炭素質触媒を排ガス処理に再使用できる状態に
再生できる方法(特公平6ー59408号公報参照)を
発明した。この方法は図2に示すように、不活化炭素質
触媒Cを再生器1の熱交換域4の被加熱側に下向きに通
過させ、当該領域の加熱側を上向きに流れる加熱ガスと
の間接的熱交換により不活化炭素質触媒を加熱再生し
て、熱交換領域4の下方に位置する不活性ガス導入領域
7aに流下させ、この領域にライン8aから供給される
不活性ガスにて不活化炭素質触媒からの脱離物をパージ
し、この脱離物を伴う不活性ガスを熱交換領域4の被加
熱側を上昇させ、熱交換領域4の上方に位置する分離領
域3にて脱離物中のアンモニアガスを不活化炭素質触媒
に吸着させて脱離物中から分離し、アンモニアを含有し
ない脱離物(二酸化硫黄ガス)を不活性ガスと共に脱離
ガスライン9から副生ガスとして取出すようにしたもの
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平6ー59408号の発明方法ではアンモニアを含ま
ない高濃度二酸化硫黄ガスを得ることができるが、再生
された炭素質触媒の脱硫活性および脱硝活性が十分なも
のではない。そこで、この発明はアンモニアの含有しな
い副生ガスを取得するとともに、再生された炭素質触媒
の脱硫及び脱硝性能の向上を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】乾式脱硫脱硝装置で使用
されて不活化した炭素質触媒を再生器の熱交換領域で加
熱ガスとの間接的熱交換により不活化炭素質触媒を加熱
再生して、熱交換領域の下方に位置する不活性ガス導入
領域に流下させ、この領域に供給される不活性ガスに
て、不活化炭素質触媒からの脱離物をパージすると共に
炭素質触媒を活性化し、この脱離物を伴う不活性ガスを
熱交換領域の被加熱側を上昇させ、熱交換領域の上方に
位置する分離領域にて脱離物を不活性ガスと共に不活化
炭素質触媒から分離する再生方法において、前記不活性
ガス導入領域に供給される不活性ガスにアンモニアを含
有させたことを特徴とする。
【0007】
【作用】図1を参照してこの発明方法を説明する。Rは
ボイラー等の排ガスを乾式脱硫脱硝法により処理する公
知の直交流式移動床反応器であって、該反応器R本体内
には活性炭ないしは活性コークス等の炭素質触媒が充填
されている。ボイラー等からの排ガスは、直交流式移動
床反応器Rの入口で排ガス中にアンモニアガスが注入さ
れて該反応器Rに導入される。そして、排ガス中の硫黄
酸化物は硫酸や硫酸アンモニウム塩の形で炭素質触媒に
吸着される。また、排ガス中の窒素酸化物は還元反応に
より窒素ガスに還元されて、硫黄酸化物、窒素酸化物が
除去されて清浄ガスとなって反応器Rから大気中に放出
される。かくして、上記反応器Rで長時間使用されて不
活化した炭素質触媒Cは再生器1の頂部バルブV1を通
して再生器1内に供給される。
【0008】再生器1に供給された不活性炭素質触媒
は、貯留領域2、分離領域3を経て熱交換領域4内にほ
ぼ垂直に配置された複数本の伝熱管5内を移動床として
流下する。一方、熱交換領域4内の加熱側すなわち伝熱
管5の外側には、ライン6から供給される加熱ガスが上
向きに通過させられるので、伝熱管5内を流下する不活
化炭素質触媒Cは、この加熱ガスとの間接的熱交換によ
って約300〜600℃の再生温度に加熱される。再生
温度に加熱された不活性炭素質触媒は、二酸化硫黄、三
酸化硫黄、塩化水素及びアンモニアなどの脱離物を放出
し再生されて不活性ガス導入領域7へと移行する。そし
て、該領域7にはライン8からアンモニアガスを含有す
る不活性ガス(例えば炭酸ガス、水蒸気、窒素ガス、又
はそれらの混合ガス等酸素含有量の少ないガス)が供給
され、このアンモニアガス含有不活性ガスは不活化炭素
質触媒からの上記脱離物を炭素質触媒からパージし、こ
れら脱離物を伴いながら伝熱管5内を上昇し、比較的低
温度の不活化炭素質触媒が滞在する分離領域3に到達す
る。
【0009】一般に加熱再生に付される不活性炭素質触
媒は、吸着能力に余力を残しているのが普通であるの
で、不活性ガスに伴われて分離領域3に到達した上記脱
離物中及び不活性ガス中のアンモニアは硫酸塩として、
また三酸化硫黄は硫酸としてそれぞれ不活化炭素質触媒
に捕捉される。したがって、分離領域3からはアンモニ
アや三酸化硫黄を含まない高濃度の二酸化硫黄ガスをラ
イン9から取出し副生ガスとして取出すことができる。
脱離物を伴って分離領域3に上昇したガスが貯留領域2
に侵入した場合には結露等による再生器の腐食が心配さ
れるが、そうした場合には貯留領域2内に設けた整流体
10の近傍に、ライン8´から不活性ガスを付加的に供
給することによって、脱離物を伴うガスの貯留領域2へ
の侵入を防止することができる。またガスが侵入しても
整流体10の近傍にヒータ(図示せず)を設置すること
により結露を防止することができる。
【0010】この発明では伝熱管5下部で300〜60
0℃の再生温度に加熱された炭素質触媒にアンモニア含
有不活性ガスを接触させることにより、炭素質触媒表面
の化学的性質が変わり触媒活性(脱硫活性、および脱硝
活性)が向上される。その理由は明らかではないが、炭
素質触媒表面に窒素化合物が生成しこれが触媒活性を向
上させているものと考えられる。なお、不活性ガス中ア
ンモニア濃度は、0.5%以下では触媒の活性化の効果
が小さく、また15%以上では活性化の向上効果が緩和
されて無駄になること、更に伝熱管5内及び分離領域3
でのアンモニアの捕捉が困難となり、ライン9より取出
される脱離ガス中にアンモニアが混入するという問題が
あるので0.5〜15%とすることが好ましい。また、
触媒活性の向上は不活化した炭素質触媒の吸着二酸化硫
黄の量および吸着硫酸アンモニウムの量が多いほど顕著
になる性質があるのでライン8´に酸素含有ガス(空
気、排ガス等)を混入させることにより貯留領域2およ
び分離領域3で脱離ガス中の二酸化硫黄を硫酸に酸化し
て不活化炭素質触媒の二酸化硫黄の吸着量を増加させ、
この炭素質触媒を加熱再生領域で再生することによって
再生触媒の活性化を更に向上させることができる。かく
して、伝熱管5内で加熱再生され、アンモニアガス含有
不活性ガス導入領域7で脱離物を放出した炭素質触媒
は、冷却器11へ流下し、ライン14からの冷却流体と
熱交換して冷却されて再生器1の底部バルブV2から取
出され前記反応器Rへと搬送され排ガス処理に再使用さ
れる。なお、伝熱管5内での不活化炭素質触媒上の硫酸
および硫酸塩は凡そ化1の化学式(1)〜(3)に示さ
れる化学反応によって分解、脱離するとともに不活化炭
素質触媒は再生されるものと考えられる。また、脱離ガ
ス中に混在するアンモニアは分離領域3内で化1の化学
式(4)および(5)で示される化学反応を起こし、不
活化炭素質触媒に吸着されるのでアンモニアを含まない
高濃度の二酸化硫黄ガスが得られるものと考えられる。
【0011】
【化1】
【0012】
【発明の効果】この発明によれば、アンモニア含有不活
性ガスを再生温度に加熱された炭素質触媒に接触させる
ことにより再生触媒の活性化を向上させることができ
た。さらに、貯留領域2へ酸素含有ガスを供給すること
により再生触媒の活性化を一層向上させることができ
た。
【0013】
【実施例】
実施例1 500ppmの硫黄酸化物と50ppmの窒素酸化物を含有す
る石炭だきボイラー排ガスを流量1000Nm3/hで取出
し、これに300ppmのアンモニアガスを混合後、14
5℃で直交流式移動床反応器に導入した。この場合、反
応器における活性炭の充填量は2.5m3、活性炭の滞
留時間は70時間に設定されている。反応器で使用され
て不活化した活性炭を図1に示す再生器1に25kg/h
で供給して再生した。伝熱管5内での炭素質触媒の滞留
時間は7時間とし、最終的に得られる再生活性炭触媒の
温度を450℃とした。ライン8からのアンモニアガス
含有不活性ガス(5%NH3+N2)の供給量は0.5Nm
3/hとし、またライン8´からの不活性ガス(N2)供
給量を0.5Nm3/hとした。このとき、ライン9に得ら
れる脱離ガスの組成は、SO2:16.6%、CO2
2.8%、CO:0.2%、H2O:38.2%、N
3:0.002%、HCl:1%、N2:41.2%で
あった。なお、各ガス濃度は湿基準表示である。再生さ
れた活性炭は直交流式移動床反応器Rの頂部に戻して連
続運転を行なった。上記条件で排ガス処理を行なった結
果処理ガスの脱硫率は99%、脱硝率は70%であっ
た。 実施例2 実施例1において、ライン8´に空気を注入し、酸素1
0%を含む窒素ガスを0.5Nm3/h供給した以外は同
じ条件で運転した結果、反応器Rでの脱硫率は100
%、脱硝率は80%であった。 比較例1 再生器1のアンモニアガス含有不活性ガスの代わりに窒
素のみの不活性ガスを使用する以外は実施例1と同じ条
件で運転を行なった。このときの脱離ガスの組成はSO
2:16.4%、CO2:2.8%、CO:0.2%、H
2O:38%、NH3:0.001%、HCl:1%、
2:41.6%であった。また、反応器Rでの脱硫率
は97.5%、脱硝率は57%であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明方法を実施する再生器の縦断面図であ
る。
【図2】公知の再生器の縦断面図である。
【符号の説明】
1 再生器 2 貯留領域 3 分離
領域 4 熱交換領域 5 伝熱管 6 加熱
ガスライン 7 アンモニアガス含有不活性ガス導入領域 7a 不活性ガス導入領域 8 アンモニアガス含有不活性ガスライン 8a 不活性ガスライン 8´ 不活性ガスライン 9 脱離ガスライン 10、12、13 整流体 11 冷却器 14 冷却流体ライン C 不活化炭素質触媒 R 直交流式移動床反応器 V1、V2 バルブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】乾式脱硫脱硝装置で使用されて不活化した
    炭素質触媒を再生器の熱交換領域で加熱ガスとの間接的
    熱交換により不活化炭素質触媒を加熱再生して、熱交換
    領域の下方に位置する不活性ガス導入領域に流下させ、
    この領域に供給される不活性ガスにて、不活化炭素質触
    媒からの脱離物をパージすると共に炭素質触媒を活性化
    し、この脱離物を伴う不活性ガスを熱交換領域の被加熱
    側を上昇させ、熱交換領域の上方に位置する分離領域に
    て脱離物を不活性ガスと共に不活化炭素質触媒から分離
    する再生方法において、前記不活性ガス導入領域に供給
    される不活性ガスにアンモニアを含有させたことを特徴
    とする不活化炭素質触媒の再生方法。
  2. 【請求項2】不活性ガスに含有させるアンモニアの量
    は、該不活性ガスの0.5〜15%であることを特徴と
    する請求項1記載の不活化炭素質触媒の再生方法
  3. 【請求項3】再生器の不活化炭素質触媒貯留領域へ不活
    性ガスおよび/または酸素含有ガスを供給することを特
    徴とする請求項2または請求項3記載の不活化炭素質触
    媒の再生方法。
JP7092020A 1995-03-27 1995-03-27 不活化炭素質触媒の再生方法 Pending JPH08257366A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102909104A (zh) * 2012-09-26 2013-02-06 广东电网公司电力科学研究院 一种scr脱硝催化剂的热处理再生方法及装置
CN112999866A (zh) * 2021-03-31 2021-06-22 通化金山银山环保设备制造有限公司 对催化剂分区块加热防止碳酸盐中毒的方法及系统

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