JPH09276655A - 高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒層に導入されるアンモニア濃度及び温度
を管理調整できる装置を提供し、その装置を用いてアン
モニアを窒素と水に分解でき、かつ窒素酸化物を生成し
ない処理方法を提供すること。 【解決手段】 高濃度アンモニア含有排ガスを触媒酸化
分解する処理方法において、排ガスに気体状酸化剤を混
合すると共に、アンモニア濃度を０．１％以上２％未満
に希釈し、この希釈された排ガスを、触媒層導入時の温
度を１８０〜２５０℃の範囲として、触媒と接触させ
る。好ましくは、希釈用ガスとして触媒層からの排出ガ
スの一部を冷却したものを循環させて用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力産業、化学産
業、電子産業、金属表面処理産業やし尿処理場等から排
出されるアンモニア含有排水をスチームストリッピング
法等で分離濃縮された高濃度アンモニア含有排ガスまた
は直接高濃度アンモニア含有排ガスとして排出された排
ガスの処理方法及び処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アンモニアストリッピング法等から排出
される５〜２０％程度の濃度の高濃度アンモニア含有排
ガスの処理法としては、従来技術では、窒素酸化物を生
成しないようにアンモニア濃度、触媒層温度および被処
理ガス温度を調節することは行われていない。例えば、
特開平２−２４５２８５号公報では、ストリッピングし
たアンモニア含有ガスを２５０〜３５０℃まで加熱して
触媒層へ導入している。この温度範囲では、高濃度アン
モニアが含まれている排ガスでは、触媒表面で温度がさ
らに上昇し、窒素酸化物の生成が著しく起こり、処理ガ
スを直接大気中に放出することができず、この窒素酸化
物を吸収するための吸収塔を設ける必要があった。ま
た、特開平３−２５８３８８号公報では、触媒層から排
出される処理ガスをストリッピング塔の下部に戻し、ス
トリッピングのキャリアーガスとして用いているが、窒
素酸化物の発生を抑制するようにアンモニア濃度及び被
処理ガス温度が調整されていないため、高濃度のアンモ
ニアが触媒層に導入される場合、酸化反応熱で触媒層で
の温度が上昇し、窒素酸化物が大量に発生される問題が
ある。特開平７−１１６６５０号公報でも同じくストリ
ッピング塔から排出されるアンモニア含有ガスを触媒酸
化させているが、窒素酸化物の生成を抑制する方法では
ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記高濃度のアンモニ
アガスが触媒層に導入される場合、アンモニアの酸化の
際の発熱で触媒層の温度が上昇し、窒素酸化物の発生反
応が促進される。従来の技術では、この発生した窒素酸
化物を除去する装置を取り付ける必要があり、高濃度ア
ンモニア含有ガスの処理装置のコスト上昇に直接つなが
っていた。また、アンモニアの酸化分解には、以下に示
す３通りの反応がある。すなわち、 １） ＮＨ₃ ＋３／４Ｏ₂ −−→ １／２Ｎ₂ ＋３／２Ｈ₂ Ｏ ２） ＮＨ₃ ＋５／４Ｏ₂ −−→ ＮＯ ＋３／２Ｈ₂ Ｏ ３） ＮＨ₃ ＋７／４Ｏ₂ −−→ ＮＯ₂ ＋３／２Ｈ₂ Ｏ 反応温度が高いほど、２）及び３）の反応が促進され
る。本発明は、触媒層に導入される被処理ガス中のアン
モニア濃度及び温度を管理調整する方法及び装置であっ
て、反応１）を選択的に促進させる状況を提供し、２）
及び３）の反応を抑制することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記の本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法及
び処理装置によって達成される。 （１）高濃度アンモニア含有排ガスを触媒酸化分解する
処理方法において、前記排ガスに気体状酸化剤を混合す
ると共に、アンモニア濃度を０．１％以上２％未満に希
釈し、この希釈された前記排ガスを触媒層に導入する時
の温度を１８０〜２５０℃の範囲として、前記触媒層中
の触媒と接触させることを特徴とする高濃度アンモニア
含有排ガスの処理方法。 （２）前記気体状酸化剤が空気、酸素富化空気、純酸素
のいずれかであることを特徴とする前記（１）に記載の
高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法。 （３）前記高濃度アンモニア含有排ガスを前記空気前記
気体状酸化剤で希釈した被処理ガスを前記触媒層に導入
する時の温度を１８０〜２５０℃とするため、前記被処
理ガスを触媒層排出ガスと熱交換を行うと共に、他の外
部熱源により加熱した酸化剤を含むガスを用いることを
特徴とする前記（１）に記載の高濃度アンモニア含有排
ガスの処理方法。 （４）前記被処理ガスを前記触媒層に導入する時の温度
を１８０〜２５０℃とするため、前記触媒層排出ガスの
一部を冷却し、そのガスを循環させて前記高濃度アンモ
ニア含有排ガスを希釈するために前記高濃度アンモニア
含有排ガスへ混合することを特徴とする前記（１）に記
載の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法。

【０００５】（５）触媒を充填した触媒層と前記触媒層
に被処理ガスを導入する導入管と前記触媒層排出ガスと
希釈用ガスを熱交換するガス−ガス熱交換器を配備した
排出管とからなる前記被処理ガス処理系統と、気体状酸
化剤を含む希釈用ガスを導入する送風機と、希釈用ガス
を加熱するヒータとを希釈用ガス導入管で連通して配備
した希釈用ガス導入系統とからなり、前記希釈用ガス導
入管は、前記触媒層排出ガスと希釈用ガスを熱交換する
ガス−ガス熱交換器内を通過せしめられ、かつ前記希釈
用ガス加熱ヒータを通った希釈用ガスを導入するための
もので、前記触媒層に被処理ガスを導入する導入管に対
して前記触媒層上流で連結されることを特徴とする高濃
度アンモニア含有排ガスの処理装置。 （６）高濃度アンモニア含有排ガスの導管に接続する気
体状酸化剤を含むガスの導入管及び希釈ガスの導入管、
触媒を充填した触媒層、前記触媒層に被処理ガスを導入
する導入管、前記触媒層からの排出ガスを導く排出管、
送風機、前記排出管から分岐して前記希釈ガス導入管に
接続するガス循環管を設け、前記排出管又は前記ガス循
環管の少なくとも一方にガス冷却用熱交換器を設けたこ
とを特徴とする高濃度アンモニア含有排ガスの処理装
置。

【０００６】（７）被処理ガス処理系統は、触媒を充填
した触媒層と希釈用ガスで希釈された被処理ガスを循環
管路に循環せしめる高温ガス用ブースタを配備してなる
前記循環管路と、前記循環管路の前記触媒層の上流に設
けた被処理ガス導入配管と、前記高温ガス用ブースタの
下流、希釈用ガス導入管採り入れ口の上流で前記循環管
路から分岐し、バルブと前記触媒層排出ガスと希釈用ガ
スを熱交換するガス−ガス熱交換器を備えた処理ガス排
出管からなる被処理ガス処理系統と、気体状酸化剤を兼
ねる希釈用ガスを導入する送風機を備え、循環管路に連
結される前に導入する希釈用ガスを予備加熱するために
管路の一部が触媒層排出ガスと希釈用ガスを熱交換する
ガス−ガス熱交換器内を通過せしめられてなる管路より
なる希釈ガス供給系統とからなり、前記循環管路の被処
理ガス採り入れ口と希釈用ガス採り入れ口の間にスター
トアップ用ヒータを設けたスタートアップバイパスを連
結してなることを特徴とする高濃度アンモニア含有排ガ
スの処理装置。

【０００７】（８）前記気体状酸化剤を兼ねる希釈用ガ
スを導入する送風機を備た前記希釈ガス供給管路は、前
記処理ガスと熱交換するガス−ガス熱交換器内を経た後
さらに前記触媒層の内部を通過させ、前記被処理ガス導
入配管と連結させる管路とし、その管路の前記触媒層の
内部を通過する部分を触媒層と希釈用ガスを熱交換する
ための熱交換配管とすることを特徴とする前記（７）に
記載の高濃度アンモニア含有排ガスの処理装置。

【０００８】本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処
理方法は、高濃度のアンモニアを含む排ガスを、そのア
ンモニア濃度が０．１％以上２％未満になるように気体
状酸化剤を含む希釈ガスで希釈し、触媒層へ導入される
ガス温度を１８０〜２５０℃に調整することにより、触
媒層でのＮＯ_x 発生量が十分に低い温度に維持でき、安
定な状態でアンモニアの分解が可能であることを見出し
たことを基礎として、研究することにより達成された。
つまり、被処理ガス中のアンモニア濃度が２％以上であ
ると、アンモニアの酸化熱により、触媒層温度が上昇
し、高濃度のＮＯ_x 成分が発生する。またアンモニア濃
度が０．１％以下であると、ＮＯ_x の発生の問題はなく
なるが、アンモニアの酸化熱量が少ないため、アンモニ
アの分解を触媒層で進行させるのに大量の外部加熱を必
要とし、ランニングコストが高くなる。このため、被処
理ガス中のアンモニア濃度を０．１％以上２％未満とす
るが、それと共に触媒層での反応の進行を考慮して、触
媒層へ導入する被処理ガス温度を１８０〜２５０℃に調
整することにより、アンモニアの酸化熱を効率良く利用
し、ＮＯ_x の発生量が少ない領域で安定な状態で高度の
アンモニア分解率が得られる。

【０００９】本発明の希釈ガスとしては、空気、或いは
空気と循環ガスの混合ガスを用いることが可能である
が、アンモニア含有ガスのアンモニア濃度が高い場合に
は、希釈ガスとして空気を用いるとすると、大量の希釈
用空気を熱交換器及び加熱器で加熱する必要があり、コ
スト面で不利である。ただ、その空気を触媒層から出る
昇温した排出ガスと熱交換器で熱交換させて予熱させる
とか、或いは触媒層内に熱交換用の配管を設け、そこへ
空気を通して予熱させるときには、熱コスト的に有利で
あり、特に後者の場合には触媒層を冷却してその温度上
昇を抑えることができ、より高いアンモニア濃度の排ガ
スを処理することができ、かつ反応温度に近い温度でア
ンモニア含有ガスと混合することができる。また、触媒
層から排出される昇温した排出ガスの一部を循環させ、
これに気体状酸化剤の空気を混合させて希釈用ガスとし
て用いれば、他に加熱装置を必要としないために熱的ロ
スが少ないため、省エネルギーが計れるという利点があ
る。

【００１０】ただ、前記したように、排出ガスの一部を
循環させる場合には、実際の問題として、触媒層で反応
が進行するように、希釈した被処理ガスにおけるアンモ
ニア濃度は０．１％以上２％未満の範囲とされている
が、触媒層内の温度が上昇しすぎてしまうという問題が
ある。特に、温度の上昇した排出ガスを循環させて用い
るこのような場合には、結果的に触媒層内に反応熱がた
まることになるため、触媒層内の温度が上昇しすぎてし
まうことになるので、循環用のガスは冷却することが必
要となる。このためには、ガスの冷却用の熱交換器を通
すようにすることが良く、このような熱交換器はガスク
ーラと呼ぶこともある。冷却用熱交換器は、触媒層から
の排出ガスを通す排出管の途中、或いはそれから分岐し
た循環管の途中に設ければよく、両方に設けてもよい。
排出管に設けた場合には、外部への排出ガスの温度が低
下して環境上好ましいという利点がある。

【００１１】触媒層は、従来の充填式反応層、ハニカム
触媒層の形がとれる。触媒としては、アンモニアの酸化
分解に有効とされている酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム、アルミナ、コージライトにＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ等の金属担持触媒又は
前記金属酸化物を複合酸化させたペレット状、球状の触
媒を用いることが可能である。なお、ガスを送るのに送
風機を用いるが、これはファン式のものだけでなく、コ
ンプレッサー式のものをも含むものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に示す装置により、本発明の
高濃度アンモニア含有排ガスの処理を説明する。図１に
おいて、ハニカム触媒を充填した触媒層Ａを設けた反応
槽Ｂの下部から試料アンモニアガス１と希釈用空気２を
導入して、混合した状態で触媒層Ａに通す、混合ガス及
び触媒層Ａは外部よりヒータで加熱する。触媒層Ａの入
口と出口にそれぞれ温度測定手段（入口用Ｃ及び出口用
Ｄ）を設け入口温度及び出口温度を測定すると共に試料
アンモニアガス１と希釈用空気２の供給量を制御する。
試料アンモニアガス１と希釈用空気２は触媒層Ａを通過
する間に酸化分解され、好ましくは窒素ガスと水蒸気ガ
スからなる処理ガス３として系外に放出される。

【００１３】図６に示す装置は、排出ガスの少なくとも
一部を希釈ガスとして使用するために循環した場合にお
ける、本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理を説
明するためのものである。図６において、高濃度アンモ
ニア含有排ガス１は、アンモニア導入のためのラインａ
から入り、後で述べる循環管であるラインｇからの循環
ガスと混合して、ラインｂから被処理ガスとして触媒層
Ａへ導入する。触媒層Ａからの排出ガスは排出管である
ラインｄを通ってガスクーラＫを通り、冷却される。ガ
スクーラＫには外部の空気が導入されて冷却を行う。ガ
スクーラＫの後のラインｄに気体状酸化剤である空気２
が導入される。その後送風機Ｈを通り、その後の分岐箇
所ｋでラインｇが分岐される。ラインｇに冷却された排
出ガスの一部が分岐されて、前述したアンモニア導入の
ためのラインａに接続して高濃度アンモニア含有排ガス
１に循環ガスが混合される。分岐箇所ｋで循環されなか
った排出ガスは外部に放出される。前記において、送風
機Ｈの設置箇所及び希釈用空気２の導入箇所は、ガスの
流通関係を考慮して決めたものであって、空気２はライ
ンａに対する循環ガスの混合箇所の近くとしても良い
が、吸引圧の大きさの関係で図に示した箇所の方がよ
い。図２ないし図５の装置の構造及び作用は、以下に示
す実施例の中で説明する。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 図１に示す簡単な装置で、高濃度アンモニア含有排ガス
として市販のアンモニアガスから形成したガスを用いて
その分解を行った。アンモニアガス１は反応槽Ｂの下部
で希釈用空気２と混合してアンモニア濃度を１％に調整
した。触媒層Ａに充填する触媒はハニカム担体に白金・
パラジム等の貴金属を担持させたものであり、サイズは
径３０ｍｍ、高さ５０ｍｍのものとして用いた。希釈用
空気２とアンモニアガス１との混合ガス流量は、ＧＨＳ
Ｖが１０，０００ｈｒ^-1になるように調整した。触媒と
混合ガスは、電気炉（ヒータ）で加熱した。電気炉の温
度は入口温度が適正温度になるように制御した。触媒層
Ａの入口温度を設定し、それに対応する出口温度とアン
モニアの分解率、ＮＯ_x の生成率を第１表に示した。混
合ガス中のアンモニアの濃度が１％であると、２００〜
２５０℃の温度範囲で、高効率でアンモニアを分解する
ことが可能であり、ＮＯ_x の生成率も低く抑えることが
可能である。

【００１５】

【表１】

【００１６】比較例１ 実施例１の混合ガス中のアンモニアの濃度を２％に変え
て実施例１と同じ条件でアンモニアの分解実験を行っ
た。結果を第２表に示す。アンモニアの濃度が高いと、
触媒の表面温度が上昇し、ＮＯ_x の生成を促進させ、Ｎ
Ｏ_x の濃度を低く抑え、かつ高度のアンモニア分解率が
得られる温度条件が得られなかった。

【００１７】

【表２】

【００１８】実施例２ スチームを用いたアンモニアストリッピングを想定し
て、水蒸気が存在する場合のアンモニアの触媒酸化分解
を図２に示す装置を用いて行った。図２に示す装置は、
反応槽Ｂの下部から希釈用空気２とアンモニアガス１と
共に水蒸気４を吹き込めるようにしてある以外、図１に
示す装置と構造及び機能は同じである。混合ガス中に占
める水蒸気４の濃度は３９％、アンモニア１の濃度は１
％、空気の濃度は６０％に設定した。触媒及びＧＨＳＶ
を実施例１及び比較例１の場合と同条件として、アンモ
ニアの分解実験を行った。結果を第３表に示す。第３表
から本実施例２の場合、水蒸気が存在すると触媒層２の
温度は均一に保つことができ、ＮＯ_x の生成を抑制する
ことが容易であることがわかる。本実施例２の結果か
ら、アンモニアストリッピング装置から排出される、水
蒸気を多く含む高濃度アンモニア含有排ガスには本発明
の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法が効果的であ
ることがわかる。

【００１９】

【表３】

【００２０】実施例３ 本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法によっ
てアンモニアストリッピング装置から排出されたアンモ
ニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用する装置の１例
を図３に示す。図３において、ラインａを介して、１５
％の濃度のアンモニアを含む飽和水蒸気（組成はアンモ
ニア１５％、水蒸気８５％である。）を３６０Ｎｍ³ ／
Ｈｒ（８０００Ｎｍ³ ／日）の流量、１１０℃で送気
し、ラインｂを経て触媒層Ａに供給する。一方希釈ガス
として用いられる空気２をコンプレッサーＥによって、
室温の空気をラインｆに５，０４０Ｎｍ³ ／Ｈｒの流量
として取り込み、熱交換器Ｆを介して処理ガスｄとの熱
交換で予備加熱され、ラインｇに入り、空気加熱器Ｇで
ラインｂの被処理ガス温度が１８０〜２２０℃となるよ
う昇温される。

【００２１】空気加熱器Ｇを出た昇温された希釈ガス２
はラインｃに入り、前記ラインａを介して送気されたア
ンモニア１を含む飽和水蒸気とラインｂにおいて均一に
混合され、ラインａからの高濃度のアンモニア１を含む
飽和水蒸気含有排ガスをアンモニア濃度１％に希釈す
る。ラインｂ中のガスの流量及び温度は、好ましくは
５，４００Ｎｍ³ ／Ｈｒ、１８０〜２２０℃である。ラ
インｂ中のアンモニア含有ガスは触媒層Ａで酸化分解さ
れ、窒素と水に変換・無害化され、ラインｄを介して熱
交換器Ｆに導入され、冷却されて処理ガス３としてライ
ンｅを介して大気中に放出可能となる。

【００２２】実施例４ 本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法によっ
てアンモニアストリッピング装置から排出されたアンモ
ニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用する装置の他の
１例を図４に示す。図４において、ラインａを介して、
被処理ガスである１５％の濃度のアンモニア１を含む飽
和水蒸気（組成はアンモニア１５％、水蒸気８５％であ
る。）を３６０Ｎｍ³ ／Ｈｒ（８０００Ｎｍ³ ／日）の
流量、１１０℃の温度で送気し、ラインｂを経て触媒層
Ａに供給する。このアンモニア１を含む飽和水蒸気（排
ガス）をアンモニア濃度を約１％以下に希釈するガスは
触媒層Ａから排出された処理ガスと加熱空気の混合ガス
である。前記被処理を希釈する処理ガスは高温ガス用ブ
ースタＨ、バルブＩを有する処理ガス取り出し管ｅ、加
熱空気供給管ｈ及びスタートアップ用ヒータＪを備えた
ラインｉを備えたラインｄ、ｇ、ｊ、ｃ及びｂからなる
循環管路を通り、途中加熱空気供給管ｈから供給される
加熱空気と共にラインｂで被処理ガスを希釈し、触媒層
Ａに戻る。

【００２３】一方気体状酸化剤を兼ねる希釈ガスとして
用いられる空気はコンプレッサーＥによって、室温の空
気をラインｆに６００Ｎｍ³ ／Ｈｒの流量として取り込
み、熱交換器Ｆを介して処理ガスとの熱交換で予備加熱
され、ラインｈ（加熱空気供給管）に入り、前記希釈ガ
ス２が循環する循環管路に入る。このラインｆに供給さ
れる６００Ｎｍ³ ／Ｈｒの空気流量は１０，０００ｐｐ
ｍの被処理ガス中のアンモニアを酸化するに必要な酸素
の３倍量を含む空気流量である。アンモニア濃度が約１
％以下に希釈された被処理ガスは、ラインｂを介して触
媒層Ａに供給され、ここで酸化分解される。アンモニア
濃度が１０ｐｐｍ以下に分解された処理ガスは、ライン
ｄを介して高温ブースタＨに導入される。高温ガス用ブ
ースタＨは本発明システムで処理ガスを循環させる役割
を果たしている。高温ブースタＨで昇圧されたガスの一
部は循環管路の途中に設けられたバルブＩを有する処理
ガス取り出し管ｅにバルブＩの操作を介して系外に取り
出し、酸化剤として、及び希釈ガスとして供給される空
気と熱交換し、冷却後大気中に放出される。

【００２４】一方酸化剤として、及び希釈ガスとして供
給される空気２の量は、ラインａに含まれるアンモニア
１を完全に酸化させ得る等量の１〜５倍の範囲で十分で
ある。酸化剤として、及び希釈ガスとして供給される空
気２はコンプレッサーＥによって、室温の空気をライン
ｆに６００Ｎｍ³ ／Ｈｒの流量として取り込まれ熱交換
器Ｆで加熱され、ラインｈを介して前記循環管路に導入
される。加熱器Ｊは、バイパスラインｉに設けられ、ス
タートアップ時にのみ使用される。

【００２５】実施例５ 本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法によっ
てアンモニアストリッピング装置から排出されたアンモ
ニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用する装置の今一
つ別の１例を図５に示す。図５に示す装置は、前記図４
に示す装置と比較すると、”酸化剤あるいは希釈ガスと
して供給される空気”を熱交換法によって予備加熱する
ための装置の構成が異なる以外、前記図４に示す装置と
同じである。図５を用いて、本発明の装置の１例とその
機能を説明する。図５において、ラインａを介して被処
理ガスである１５０，０００ｐｐｍの濃度のアンモニア
１を含む飽和水蒸気（組成はアンモニア１５％、水蒸気
８５％である。）を３６０Ｎｍ³ ／Ｈｒ（８０００Ｎｍ
³ ／日）の流量、１１０℃の温度で送気し、ラインｂを
経て触媒層Ａに供給する。このアンモニアを含む飽和水
蒸気をアンモニア濃度１％以下に希釈するガスは、ライ
ンａにおいて熱交換器Ｆを介して処理ガスとの熱交換で
予備加熱され、さらにラインｈを経由し、触媒層Ａの内
部に設けた熱交換のための経路Ｋを通って予備加熱され
た酸化用及び希釈用の空気と触媒層Ａから排出された処
理ガスである。

【００２６】前記触媒層Ａから排出された処理ガスは、
ラインｄ、高温ガス用ブースタＨ及びバルブＩを有する
処理ガス取り出し管ｅを分岐させるラインｇ、スタート
アップ用ヒータＪを設けたラインｉを備えたラインｊ及
びラインｃとラインｂからなる循環管路を通り触媒層Ａ
に戻る。この循環管路を通り触媒層Ａに戻る途中ライン
ｂおいて、ラインａを介して触媒層Ａに流入する被処理
ガス１と希釈空気２との混合ガスと均一に混合される。

【００２７】前記触媒層Ａでは、被処理ガスは、ライン
ｈから導入される”酸化剤として及び希釈ガスとして”
供給される空気３と熱交換を行い、それによって被処理
ガス１から発生する酸化反応による反応熱を除去し、触
媒層Ａの温度を常に２００℃近辺に抑える。２００℃近
辺に触媒層Ａでの温度を一定にするこにより触媒層Ａで
のＮＯ_x の生成を抑制し、かつ触媒の劣化を抑える。無
害化された処理ガスは、ラインｄを介して高温ガス用ブ
ースタＨに導入され、循環管路を通ってガスを循環させ
る圧力にまで昇圧される。昇圧された処理ガスはその一
部はバルブＩの操作によって系外に排出され、その大半
はラインｇを通る循環管路系に戻される。取り出された
処理ガス３は、ラインｅを通って熱交換器Ｆに導入さ
れ、冷却された後大気中に放出される。ラインｇを通る
循環管路系に戻された処理ガスは、高濃度アンモニア含
有ガスの希釈ガスとして用いられる。なお、実施例４の
場合と同様、スタートアップ時には、バイパスラインｉ
に設けられた加熱器Ｊを作動し、高温ガス用ブースタＨ
で触媒層Ａの温度を理想的反応温度である２００℃近辺
にまで加熱する。

【００２８】実施例６ 図６に示す装置を用いて高濃度アンモニア含有排ガスの
処理を行った。図６に示す装置は、前述したように触媒
層Ａからの排出ガスを導く排出管であるラインｄにガス
クーラＫを設けて、循環ガスを冷却するようにしたもの
である。ラインａからアンモニア濃度２０％、水蒸気８
０％の高濃度アンモニア含有排ガスが１００℃、２．１
Ｎ・リットル／ｍｉｎの流量で導入し、それに循環管で
あるラインｇから１８２℃の循環ガスが１１９Ｎ・リッ
トル／ｍｉｎの流量で導入されて、混合し、１８０℃の
被処理ガスとして１２１．１Ｎ・リットル／ｍｉｎの流
量で触媒層Ａに入る。スタート・アップのときには加熱
のため電気ヒータからなるスタートアップヒータＪを通
すが、処理が始まった後には、スタートアップヒータＪ
を通すことはない。

【００２９】触媒層ＡはＦｅ／Ｍｎペレット２．４リッ
トルを充填した層とＰｔハニカムを１．５リットル設け
た層の２段からなる触媒室であり、被処理ガスがこの触
媒層Ａ内でアンモニアの酸化分解が生じると共に昇温
し、２１７℃の排出ガスとしてラインｄへ排出される。
この排出ガスをガスクーラＫに導き、冷却ファンで送ら
れる２０℃、５００Ｎリットル／ｍｉｎの流量の空気と
熱交換して１９０℃の温度に冷却される。この排出ガス
にラインｈから気体状酸化剤として２０℃の空気が３．
５〜７．５Ｎ・リットル／ｍｉｎの流量で導入され、そ
の混合ガスは循環用のファンＨにより吸引されて送られ
る。このガスは流量が１２４．５〜１２８．５Ｎ・リッ
トル／ｍｉｎの範囲にあるが、２つに分岐され、その一
つの分岐ガス流れは前記した１２１．１Ｎ・リットル／
ｍｉｎの流量で、循環ガスとして高濃度アンモニア含有
排ガスと混合するために循環される。残ったもう一つの
分岐ガス流れは、５．５〜９．５Ｎ・リットル／ｍｉｎ
の流量で排気される。このような処理によって、アンモ
ニア分解率９９．９％以上が得られ、排気ガス中のＮＯ
_x 濃度は３０ｐｐｍ以下に抑えることができた。以上、
実施例により説明したような方法で本発明により、高効
率、経済的に、かつ安全に、触媒の劣化を抑制しつつ高
濃度アンモニア含有ガスを分解処理することができる。

【００３０】

【発明の効果】前記説明した通り、高濃度アンモニア含
有ガスを分解処理する場合、従来の無希釈方法では触媒
層での温度が上昇し、ＮＯ_x の発生量が増大し、さら
に、高温による触媒の劣化が激しい。本発明によると、
アンモニア濃度を循環する処理ガス及び空気で０．１％
以上２％未満、好ましくは０．１〜１％に希釈し、被処
理ガスの温度を１８０〜２５０℃にすることにより、高
効率、経済的に、安全に、高濃度アンモニア含有ガスを
分解処理することができ、かつ触媒の寿命を長くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの高温・
触媒酸化処理方法の１例を示す説明図である。

【図２】高濃度アンモニア含有排ガスに水蒸気が存在す
る場合における触媒酸化分解を行った装置の概要図を示
す。

【図３】アンモニアストリッピング装置から排出された
アンモニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用した装置
の概要図を示す。

【図４】アンモニアストリッピング装置から排出された
アンモニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用した装置
の他の１例の概要図を示す。

【図５】希釈用空気を触媒層で熱交換するようにした、
アンモニアストリッピング装置から排出されたアンモニ
アガスの触媒酸化分解を行うのに使用した装置の概要図
を示す。

【図６】触媒層からの排出ガスを冷却して希釈ガスとし
て循環する形式の本発明の高濃度アンモニア含有排ガス
の処理方法を示すフローシートである。

【符号の説明】

１ アンモニアガス（被処理ガス） ２ 希釈用空気 ３ 処理ガス ４ 水蒸気 ５ 冷却用空気 Ａ 触媒層 Ｂ 反応槽 Ｃ 入口用温度計 Ｄ 出口用温度計 Ｅ コンプレッサ Ｆ 熱交換器 Ｈ ブースタ Ｉ バルブ Ｊ スタートアップヒータ Ｋ ガスクーラ ａ ライン（試料供給管） ｂ ライン（試料導入管） ｃ ライン ｄ ライン ｅ ライン ｆ ライン ｇ ライン ｈ ライン ｉ ライン ｊ ライン ｋ 分岐箇所

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高濃度アンモニア含有排ガスを触媒酸化
   分解する処理方法において、前記排ガスに気体状酸化剤
   を混合すると共に、アンモニア濃度を０．１％以上２％
   未満に希釈し、この希釈された前記排ガスを触媒層に導
   入する時の温度を１８０〜２５０℃の範囲として、前記
   触媒層中の触媒と接触させることを特徴とする高濃度ア
   ンモニア含有排ガスの処理方法。
2. 【請求項２】 前記気体状酸化剤が空気、酸素富化空
   気、純酸素のいずれかであることを特徴とする請求項１
   に記載の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法。
3. 【請求項３】 前記高濃度アンモニア含有排ガスに前記
   気体状酸化剤を混合すると共に希釈して得た被処理ガス
   を前記触媒層に導入する時の温度を１８０〜２５０℃と
   するため、前記被処理ガスを触媒層排出ガスと熱交換を
   行うと共に、前記気体状酸化剤を含有するガスとして他
   の外部熱源により加熱した酸化剤を含むガスを用いるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の高濃度アンモニア含有
   排ガスの処理方法。
4. 【請求項４】 前記被処理ガスを前記触媒層に導入する
   時の温度を１８０〜２５０℃とするため、前記触媒層排
   出ガスの一部を冷却し、そのガスを循環させて前記高濃
   度アンモニア含有排ガスを希釈するために前記高濃度ア
   ンモニア含有排ガスへ混合することを特徴とする請求項
   １に記載の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法。
5. 【請求項５】 触媒を充填した触媒層と前記触媒層に被
   処理ガスを導入する導入管と前記触媒層排出ガスと希釈
   用ガスを熱交換するガス−ガス熱交換器を配備した排出
   管とからなる前記被処理ガス処理系統と、気体状酸化剤
   を含む希釈用ガスを導入する送風機と、希釈用ガスを加
   熱するヒータとを希釈用ガス導入管で連通して配備した
   希釈用ガス導入系統とからなり、前記希釈用ガス導入管
   は、前記触媒層排出ガスと希釈用ガスを熱交換するガス
   −ガス熱交換器内を通過せしめられ、かつ前記希釈用ガ
   ス加熱ヒータを通った希釈用ガスを導入するためのもの
   で、前記触媒層に被処理ガスを導入する導入管に対して
   前記触媒層上流で連結されることを特徴とする高濃度ア
   ンモニア含有排ガスの処理装置。
6. 【請求項６】 高濃度アンモニア含有排ガスの導管に接
   続する気体状酸化剤を含むガスの導入管及び希釈ガスの
   導入管、触媒を充填した触媒層、前記触媒層に被処理ガ
   スを導入する導入管、前記触媒層からの排出ガスを導く
   排出管、送風機、前記排出管から分岐して前記希釈ガス
   導入管に接続するガス循環管を設け、前記排出管又は前
   記ガス循環管の少なくとも一方にガス冷却用熱交換器を
   設けたことを特徴とする高濃度アンモニア含有排ガスの
   処理装置。
7. 【請求項７】 被処理ガス処理系統は、触媒を充填した
   触媒層と希釈用ガスで希釈された被処理ガスを循環管路
   に循環せしめる高温ガス用ブースタを配備してなる前記
   循環管路と、前記循環管路の前記触媒層の上流に設けた
   被処理ガス導入配管と、前記高温ガス用ブースタの下
   流、希釈用ガス導入管採り入れ口の上流で前記循環管路
   から分岐し、バルブと前記触媒層排出ガスと希釈用ガス
   を熱交換するガス−ガス熱交換器を備えた処理ガス排出
   管からなる被処理ガス処理系統と、気体状酸化剤を兼ね
   る希釈用ガスを導入する送風機を備え、循環管路に連結
   される前に導入する希釈用ガスを予備加熱するために管
   路の一部が触媒層排出ガスと希釈用ガスを熱交換するガ
   ス−ガス熱交換器内を通過せしめられてなる管路よりな
   る希釈ガス供給系統とからなり、前記循環管路の被処理
   ガス採り入れ口と希釈用ガス採り入れ口の間にスタート
   アップ用ヒータを設けたスタートアップバイパスを連結
   してなることを特徴とする高濃度アンモニア含有排ガス
   の処理装置。
8. 【請求項８】 前記気体状酸化剤を兼ねる希釈用ガスを
   導入する送風機を備た前記希釈ガス供給管路は、前記処
   理ガスと熱交換するガス−ガス熱交換器内を経た後さら
   に前記触媒層の内部を通過させ、前記被処理ガス導入配
   管と連結させる管路とし、その管路の前記触媒層の内部
   を通過する部分を触媒層と希釈用ガスを熱交換するため
   の熱交換配管とすることを特徴とする請求項７に記載の
   高濃度アンモニア含有排ガスの処理装置。