JPH1057762A

JPH1057762A - 触媒の反応および再生装置ならびにその方法

Info

Publication number: JPH1057762A
Application number: JP8220003A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kurihara; 博栗原
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 1998-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】有害物質を含有する排ガスの無害化。脱硝効
率を向上し、触媒閉塞の軽減、触媒毒の付着および滞留
時間の低減、触媒寿命の延長を図る。【解決手段】反応室２ａに反応ガス１が供給されエレ
メント３および触媒５を通過し、加熱昇温され、再生室
２ｂに供給された反応ガス１は、触媒５およびエレメン
ト３を通過する。エレメント３および触媒５は、チャン
バ２内で回転し反応室２ａと再生室２ｂとに交互に行き
来し、触媒５は反応室２ａで反応ガス１と反応し、再生
室２ｂで触媒５自身の再生を行い、これが交互に繰り返
される。エレメント３は、反応室２ａで排熱し、再生室
２ｂで反応ガス１から熱を吸収し、これが交互に繰り返
される。共鳴管兼パージノズル１２から、加熱機構２６
および低周波発生機構１０によって昇温され且つ振動す
る触媒再生ガス２５を触媒５の表面に噴射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱プロセスから
排出されるガス中に含有する有害物質を無害化するため
に触媒と反応させおよび被毒状態の触媒を再生（賦活）
するための装置および方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱プロセスから排出されるガス中に含有
する窒素酸化物等の有害物質を、触媒を用いて無害化す
るプロセスにおいて、触媒反応層は移動層、固定層また
は流動層によって形成するのが一般的である。触媒の種
類、形状および反応条件は、その目的および使用条件等
により決定される。また、反応ガス中の不純物の濃度お
よび性状により、反応層の形態（固定層、移動層または
流動層）および触媒形状（球、タブレット、リング、ハ
ニカム、パラレルパッセージ等）が選択される。比較的
ダスト濃度が低い反応ガスの触媒は、粒状触媒を充填し
て固定層によって反応層を形成する。

【０００３】図９は従来の触媒反応層の一例を示す水平
横断面図、図１０は垂直縦断面図である。触媒反応層の
形状については、特開昭５１−１２６９７６号公報、特
開昭５２−１４６８２号公報等に、図９、図１０に示す
ような反応層が提案され、ガス流れの均一化対策が講じ
られている。図９、図１０は、反応層を固定層とする例
であり、触媒（触媒反応層）５を反応ガス１の流れに直
交させて配し、更に、偏流防止のために屏風型（Ｗ型）
に形成し、これにより、ガス流れに圧力損失を持たせ整
流を行う方法である。触媒槽４においては、屏風型（Ｗ
型）に形成した触媒（触媒反応層）５に反応ガス１が導
入され、触媒によって有害物質の無害化が図られる。触
媒（触媒反応層）５の形状をＷ形にしたり、２段に設け
たりすることによりガス流れの均一化を図っている。更
に、整流板２３を使用する方法も一般的であり、大型設
備の触媒反応層のガス偏流防止対策として提案されてい
る（以下、「先行技術」という）。

【０００４】先行技術においては、ダスト閉塞等による
触媒活性低下に対しては、充填密度低下および触媒形状
の変更（ハニカム化等）ならびに固定層から移動層また
は流動層への変更等による対処がなされている。

【０００５】しかしながら、触媒反応において、反応ガ
ス中に含まれるダスト、ミストおよびヒュームの形態で
随伴する触媒毒により、触媒活性は経時的に低下する。
このような現象は被毒といわれており、真性被毒または
仮性被毒に分類される。真性被毒は、触媒毒による活性
成分の化学的変質、あるいは、触媒および担体の熱的影
響等によって変質した状態をいう。

【０００６】仮性被毒は、触媒活性面のダスト被覆等で
一時的に活性低下を呈する現象で、再生処理にて触媒活
性が賦活する現象をいう。ここで述べる触媒再生は仮性
被毒に対する処置であり、一般的な方法として、被毒物
質の随伴遮断および濃度低下、ならびに、被毒物質の熱
分解および化学洗浄等が考えられる。

【０００７】被毒物質の遮断等は実プロセスでは困難で
あり、化学洗浄は反応系外での処理で高価である。加熱
処理は反応ガスの昇熱設備が必要であるが、反応系内で
再生処理ができる利点がある。しかしながら、物質の熱
分解温度と設備耐熱温度との兼ね合いもあり、この処理
にも制約がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】触媒反応層に関する先
行技術においては、触媒性能向上を図るため、高活性成
分の使用、触媒坦持の高密度分散および触媒充填密度ア
ップ等の対策がとられている。しかしながら、これらは
触媒にかかるコストが上昇するといった問題がある。

【０００９】一般的には、反応ガス中にダスト等の不純
物が存在する為、触媒の充填密度を上げると反応層の閉
塞が生じ、ガス処理に支障を来す。その対策として触媒
反応層を移動層にしたり、触媒の形状をハニカムや波板
（パラレルパッセージ）状にしてダスト等の閉塞への対
応としている。しかしながら、反応層の大型化および触
媒ハンドリングの複雑化等の課題を残す。

【００１０】また、触媒表面に付着し堆積したダスト等
の触媒毒は、そのまま放置すると反応層の閉塞のみなら
ず、触媒の被毒につながる。潮解性を有する物質だと触
媒のミクロポア内にまで浸透し、活性面を被覆し変質さ
せる。

【００１１】触媒表面に付着し堆積したダスト等の物質
の付着軽減および除去には、一般的に反応ガスの上流で
の触媒形状変更（ハニカム等）がある。しかしながら、
設備費およびランニングコスト等の面でコストが上昇す
る。

【００１２】被毒触媒の再生処理には、系外における
化学洗浄（アルカリまたは酸洗浄）や、系内での熱分
解パージ等が考えられるが、前者は触媒の反応層から
の抽出および洗浄液の処理等コスト高に対する対策であ
り、後者の熱分解処理は付着物質にもよるが、再生ガ
スの加熱による昇温設備が必要であるといった問題があ
る。

【００１３】従って、この発明の目的は、上述の課題に
対し、（１）触媒活性維持および向上を図る為、触媒種
類、触媒充填密度、触媒反応層形状および反応条件〔温
度、ＳＶ｛（ｓｐａｃｅｖｅｌｏｃｉｔｙ）＝空間速
度｝等〕の緩和等に伴うコストが上昇しない効率的な反
応層を形成し、（２）触媒表面に付着し堆積する微細ダ
スト等の触媒等の影響を反応層内で軽減し除去し、
（３）触媒再生コストの削減および触媒寿命の延長、を
図ることができる、触媒の反応および再生装置ならびに
方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
開口部が設けられた隔壁によって反応室と再生室とに仕
切られ、前記反応室から前記再生室までガスが流通可能
な固定チャンバと、前記開口部を貫通し、前記反応室お
よび前記再生室に跨がって設けられた触媒と、前記開口
部を貫通し、前記反応室および前記再生室に跨がって設
けられた熱交換エレメントと、前記触媒および前記熱交
換エレメントを前記固定チャンバ内で回転移動させて前
記反応室と前記再生室とを行き来させるための移動機構
と、前記再生室に供給される前記ガスの温度を上昇する
ための温度調整機構とを有し、前記触媒は、前記反応室
と前記再生室とを行き来することにより、前記ガスとの
反応および前記触媒自身の再生を繰り返し、前記熱交換
エレメントは、前記反応室と前記再生室とを行き来する
ことにより、前記ガスに対する放熱および吸熱を繰り返
すこと特徴を有するものである。

【００１５】請求項２記載の発明は、前記再生室に供給
される前記ガスを振動するための振動機構が設けられ、
前記ガスを前記再生室に供給するに当たり前記振動機構
によって前記ガスを振動させることに特徴を有するもの
である。

【００１６】請求項３記載の発明は、前記再生室に触媒
再生ガスを供給するための触媒再生ガス供給機構と、前
記触媒再生ガスの温度を上昇するための加熱機構と、前
記再生室に供給される前記触媒再生ガスを振動するため
の振動機構とが設けられ、前記再生室内には前記触媒再
生ガスを噴射するためのガスパージノズルが前記触媒に
対して移動自在に設けられており、前記ガスパージノズ
ルから前記触媒再生ガスを前記触媒に噴射するに当たり
前記触媒再生ガスを前記加熱機構によって加熱すると共
に前記振動機構によって振動させることに特徴を有する
ものである。

【００１７】請求項４記載の発明は、開口部が設けられ
た隔壁によって反応室と再生室とに仕切られ、前記反応
室から前記再生室までガスが流通可能な固定チャンバ
と、前記開口部を貫通し、前記反応室および前記再生室
に跨がって設けられた触媒と、前記開口部を貫通し、前
記反応室および前記再生室に跨がって設けられた熱交換
エレメントと、前記触媒および前記熱交換エレメントを
前記固定チャンバ内で回転移動させて前記反応室と前記
再生室とを行き来させるための移動機構と、前記再生室
に供給される前記ガスの温度を上昇するための温度調整
機構とを有する触媒の反応および再生装置を設け、前記
触媒および前記熱交換エレメントを前記移動機構によっ
て移動させて前記反応室と前記再生室とを行き来させる
とともに、前記反応室に前記ガスを供給して前記反応室
に位置する前記熱交換エレメントから受けた熱により前
記ガスの温度を上昇し、このようにして温度上昇した前
記ガスを、前記反応室における触媒と反応せしめ、前記
触媒と反応した前記ガスを前記温度調整機構に供給して
ガス温度を所定の温度に上昇し、前記温度調整機構によ
って温度を上昇した前記ガスを前記再生室に供給して前
記触媒を再生し、前記再生室に位置する前記熱交換エレ
メントの温度を前記ガスによって上昇することに特徴を
有するものである。

【００１８】請求項５記載の発明は、前記再生室に供給
される前記ガスを振動するための振動機構を設け、前記
ガスを前記再生室に供給するに当たり前記振動機構によ
って２０〜３０Ｈｚ且つ１〜２０ｋＰａの周波数および
音圧で振動させることに特徴を有するものである。

【００１９】請求項６記載の発明は、前記再生室に触媒
再生ガスを供給するための触媒再生ガス供給機構と、前
記触媒再生ガスの温度を上昇するための加熱機構と、前
記再生室に供給される前記触媒再生ガスを振動するため
の振動機構とを設け、前記再生室内に、前記触媒再生ガ
スを噴射するためのガスパージノズルを前記触媒に対し
て移動自在に設け、前記ガスパージノズルから前記触媒
再生ガスを前記触媒に噴射するに当たり前記触媒再生ガ
スを前記加熱機構によって加熱すると共に前記振動機構
によって２０〜３０Ｈｚ且つ１〜２０ｋＰａの周波数お
よび音圧で振動させることに特徴を有するものである。

【００２０】隔壁によって反応室と再生室との２室に分
割された固定チャンバ内において、触媒反応層を高温側
に形成し、触媒反応と、反応過程で被毒した触媒の再生
処理とを、触媒および熱交換エレメントが固定チャンバ
内を約１ｒｐｍ程度の速度で一回転する期間中という短
時間で連続的に行うことができる。

【００２１】再生室を触媒再生側とし、残留有害物質の
２次反応層として利用でき、且つ、被毒物質が触媒表面
に付着し滞留する時間が極端に短いことにより被毒影響
を軽減することができる。

【００２２】再生室においては、被毒触媒の再生に有害
物質を除去のために加熱された反応ガスを使用すると共
に、３８０〜４１０℃の温度に昇温された触媒再生ガス
を、触媒表面を旋回しながら移動するガスパージノズル
等の手段によって供給する。この方法によって、触媒再
生に必要な熱エネルギーが極く僅かとなる。

【００２３】更に、再生室供給ガスを、１０〜５０Ｈ
ｚ、好ましくは２０〜３０Ｈｚ且つ１〜２０ｋＰａの周
波数および音圧で振動することにより、触媒の再生（剥
離および除去）が促進される。

【００２４】無害化するガスは反応室の反応ガスと再生
室の再生ガスとなり、両室でのガスの流れはカウンター
フロー、（以下、「向流」という）となることから、付
着ダストの剥離効率が極めて良好である。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図１は、この発明の第一実
施態様に係る触媒の反応および再生装置を示す水平横断
面図、図２は垂直縦断面図、図３は分解斜視図、図４は
反応室側から見た斜視図、図５はこの発明の原理を説明
する系統図である。

【００２６】図１〜図５に示すように、この発明の触媒
の反応および再生装置Ａは、チャンバ２および熱交換エ
レメント３を備えるカウンターフロー型回転蓄熱式熱交
換器（ユングストローム式）の高温側に触媒（触媒反応
層）を併設した、連続的に触媒反応および再生を実施す
るシステムである。円筒形の形状を有し、所定位置に固
定して設けられているチャンバ２は、隔壁４によって反
応室２ａと再生室２ｂとに仕切られている。反応室２ａ
および再生室２ｂは、それぞれ、上下端に給気孔２ｃ、
排気孔２ｄ、給気孔２ｅ、排気孔２ｆを有しており、各
孔はそれぞれ導通機構１１に連通している。図２におい
て、導通機構１１は図中の※印の部位で連通している。
なお、説明の便宜上チャンバ２は鉛直に立設した縦型の
状態で示されているが、後述する図８に示すように横型
の状態で設けてもかまわない。

【００２７】隔壁４には開口部４ａが設けられており、
該開口部４ａ内には、反応室２ａおよび再生室２ｂに跨
がって円筒形の熱交換エレメント３が開口部４ａを貫通
して設けられている。エレメント３の上部には、ドーナ
ッツ状の触媒５が取り付けられている。エレメント３は
移動機構８によって軸を中心に回転可能となっており、
エレメント３と触媒５とは一体で同期してチャンバ２内
において回転可能である。

【００２８】反応室２ａから再生室２ｂに無害化するガ
ス（以下、「反応ガス」という）１を供給する導通機構
１１の途中には、反応ガス１を加熱昇温するための温度
調整機構６が設けられている。

【００２９】このようなチャンバ２においては、反応室
２ａから再生室２ｂまで反応ガス１が流通可能になって
いる。即ち、反応室２ａの下端から反応ガス１が供給さ
れ、上昇した反応ガス１はエレメント３および触媒５を
通過して上端から外部の導通機構１１を通り、途中で温
度調整機構６によって加熱昇温されてから、再生室２ｂ
の上端から供給される。そして、反応ガス１は、再生室
２ｂにおいて触媒５およびエレメント３を通過して降下
し下端から排出される。このように、反応室２ａへの反
応ガス１と再生室２ｂーへの反応ガス１とはカウンタフ
ロー（向流）によって熱交換するようになっている。反
応室２ａへ供給される反応ガス１は低温で、再生室２ｂ
へ供給される反応ガス１は温度調整機構６によって加熱
されて高温である。

【００３０】熱交換エレメント３および触媒５は、チャ
ンバ２内で移動機構８により回転することにより、反応
室２ａと再生室２ｂとに交互に行き来可能である。これ
により、触媒５は、反応室２ａにおいて反応ガス１と反
応し、再生室２ｂにおいては触媒５自身の再生を行う。
そして、これが交互に繰り返される。一方、エレメント
３は、反応室２ａにおいては放熱して反応ガス１を加熱
し、再生室２ｂにおいては反応ガス１から熱を吸収す
る。そして、これが交互に繰り返される。

【００３１】エレメント３および触媒５は、約１ｒｐｍ
程度の速度で回転させる。１ｒｐｍの速度で回転する場
合には、触媒は３０秒間毎に反応室２ａと再生室２ｂと
の出入りを順次繰り返す。

【００３２】次に、この発明の装置に用いられるカウン
ターフロー型熱交換器の原理について説明する。カウン
ターフロー型熱交換器においては、図１〜図５に示すよ
うに流路が仕切られているチャンバ２内に、蓄熱エレメ
ント３が回転する装置において、一般的に高温ガスと低
温ガス（加熱される側）とをカウンターフロー（向流）
に流して熱の授受を行う。

【００３３】基本的に両流体（高温ガスと低温ガスと）
は混合しないが、実際は漏洩、エレメント内同伴ガス等
があり、若干の混入は発生する（数％程度）。触媒（触
媒反応層）５は、回転する熱交換エレメント（蓄熱体で
構成された円形ドラムのイメージ）３の上部に取り付け
固定されており、当該エレメント３と同期して回転す
る。

【００３４】回転ドラム型のエレメント３は、隔壁４に
よって２つに区切られているチャンバ２内にあり、片側
（反応室２ａ側）の低温ガスはアップフロー（上昇流に
より）で反応室２ａ内を通過する。その反応ガス１は温
度調整機構６により加熱され温度等調整後、反応ガス１
は再びチャンバ２の仕切られた部屋（再生室２ｂ）の高
温ガス側から流入し、下降流となり触媒５の再生と、エ
レメント３に熱を与えた後、排出される。

【００３５】触媒（触媒反応層）は、１回転の期間中、
１８０°（半周）分を反応室２ａで触媒反応し、残り半
周を再生室２ｂで触媒再生（賦活）を行う。但し、触媒
再生域でも触媒活性は充分あるので、この領域も触媒反
応を行っている。

【００３６】触媒（触媒反応層）５における反応ガス１
の流れは、１回転の内、上昇流と下降流との交互流（向
流）に晒されることから、触媒表面に堆積するダスト等
固形物は、１方向流の触媒層と比較して格段に少ない。

【００３７】次に、本発明装置内における、触媒（触媒
反応層）の温度バランスおよび反応について説明する。
図５に示すように、反応ガス１は、反応室側エレメント
３ａ、反応室側触媒５ａ、温度調整機構６、再生室側触
媒５ｂおよび再生室側エレメント３ｂを矢印に示すよう
に流通する。なお、図５中にそれぞれの部位の温度を表
示した。再生室２ｂに供給されるガス１の温度は、３８
０〜４１０℃の範囲内が好ましい。該温度が３８０℃未
満または４１０℃超では、触媒再生作用に所望の効果が
得られない。

【００３８】図５中の反応室におけるの反応、即ち、
触媒による脱硝反応および硫安生成は下記（１）、
（２）の通りである。（１）脱硝反応：４ＮＯ＋４ＮＨ₃＋Ｏ₂→４Ｎ₂＋６
Ｈ₂Ｏ（基本反応式）（２）硫安生成：Ｈ₂ＳＯ₄＋２ＮＨ₃→（ＮＨ₄）２
ＳＯ₄ Ｈ₂ＳＯ₄；ガス中のＳＯｘの酸化＋Ｏ，ＯＨから生成
（焼結ダスト中のＦｅ等が触媒作用）図５中の再生室におけるの反応、即ち、硫安の熱分解
は下記（３）の通りである。下記に示す硫安の熱分解に
よる触媒毒（硫安ベースの複塩）のパージによって触媒
が再生される。（３）硫安の熱分解：（ＮＨ₄）２ＳＯ₄→２ＮＨ₃＋
ＳＯ₃＋Ｈ₂Ｏ熱分解したＳＯ₃およびＮＨ₃は、その一部が熱交換器
エレメント内の１７０〜２３０℃の温度領域で硫安反応
を生じ、エレメント表面に析出、付着するが、殆どは、
エレメントを通過する。

【００３９】図６は、この発明の第二実施態様に係る触
媒の反応および再生装置の概念を説明する水平横断面
図、図７は垂直縦断面図である。図７において、導通機
構１１は図中の※印の部位で連通している。図６、図７
に示すように、第二実施態様においては、第一実施態様
の装置に更に下記の装置が付加されている。即ち、再生
室２ｂ側には、触媒再生ガス（反応ガスとは別個の触媒
再生媒体）を供給するための供給機構２４が設けられて
いる、供給機構２４は、温度調整機構６および低周波発
生機構（振動機構）１０を有している。低周波発生機構
１０は、触媒５の表面に付着した触媒毒をパージするた
めの振動エネルギーを発生する。再生室２ｂ内の触媒５
の上方には、共鳴管兼ガスパージノズル１２が駆動機構
１５を支点として回動可能に設けられている。共鳴管兼
パージノズル１２は、加熱機構２６および低周波発生機
構１０によって所定温度に昇温され且つ振動する触媒再
生ガス２５を触媒（触媒反応層）５の表面に噴射する。

【００４０】共鳴管兼ガスパージノズル１２は、チャン
バ２の外周の固定壁に設けられ、触媒（触媒反応層）５
の上方の約２００〜３００ｍｍ程度の位置を、図６中に
示す矢印１３の方向、即ち、触媒５の半径方向に往復動
により水平に回動するようになっており、該ノズル１２
の先端は、矢印１７の方向に回転するドーナッツ状の触
媒（触媒反応層）５を外周から内周に向けて、あたか
も、レコードの針の動きと同様の動きによって順次パー
ジして触媒再生動作が行なわれる。

【００４１】触媒５を再生（触媒毒熱分解パージ）した
触媒再生ガス２５は下降して熱交換器エレメント３を通
過し放出される。ガスパージノズル１２としては、前記
の動作を行うノズルの他、チャンバ２の外周の固定壁か
らストレートのランス状のノズルを触媒（触媒反応層）
５の半径方向に直線的に往復移動可能な運動（抜き差し
運動）を行うストレートノズルを使用してもよい。

【００４２】また、振動付加媒体の再生室への供給方法
としては、上記ノズルを設ける方法の他、導通機構１１
に低周波発生機構１０を設け、反応室２ａから再生室２
ｂに供給される反応ガス１に振動エネルギーを付加する
方法によってもよい。

【００４３】触媒再生ガスを加熱しおよび低周波振動を
付加するのは、低周波振動エネルギーを利用して触媒表
面に付着し堆積しているダスト等の触媒毒を物理的に、
効率良く剥離しおよび熱分解して除去するためである。
触媒再生ガスに付加する振動の周波数および音圧は、１
０〜５０Ｈｚ、好ましくは２０〜３０Ｈｚ且つ１〜２０
ｋＰａの範囲内とすることが望ましい。

【００４４】周波数が２０Ｈｚ未満では、触媒反応層内
での振動作用回数が減少する。周波数が３０Ｈｚ超で
は、触媒反応層内での減衰となる。音圧が１ｋＰａ未満
では、触媒浄化作用が不足する。

【００４５】音圧が２０ｋＰａ超では、低周波形成エネ
ルギーの増大となる。即ち、触媒浄化効果および低周波
形成の為の経済性を考慮して、範囲を決定する。

【００４６】以上の第二実施態様に示すような局部的な
触媒再生手段（ガスパージノズルによる低周波および高
温触媒再生ガスによるパージ）による場合は、加熱機構
は単に反応温度調整機能だけでもよい。

【００４７】昇温且つ低周波で振動する触媒再生ガス
は、反応室から供給された無害化ガス（反応ガス）とは
別個に使用する。触媒再生ガスを反応ガス（向流ガス）
と区別するために、触媒再生ガスを洗浄媒体と称する場
合もある。なお、触媒再生ガス（洗浄媒体）と反応ガス
とは、同一でもよい。

【００４８】

【実施例】次に、この発明を実施例によって説明する。
この発明の触媒の反応および再生装置を、図８に示すよ
うに製鉄所の焼結排ガス脱硝プロセスに組み込み、以下
に示す工程によって燃焼排ガスの有害物質の除去、触媒
の反応および再生を実施した。即ち、焼結プロセス１６
において発生した燃焼排ガス１を、集塵機１８および脱
硫設備１９を経て、本発明装置Ａに供給し、排気装置７
で系外に排出した。また、本発明装置Ａにおいては温度
調整機構６によって温度調整されたガス１に還元剤（Ｎ
Ｈ₃等）９の注入も行った。実施条件は、下記の通りで
あった。脱硝反応温度：３００℃、ＮＨ₃／ＮＯモル比：１．２、ＳＶ（空間速度）：８０００（ｈ^-1））ここで、ＳＶ＝（触媒反応ガス流量）／（触媒反応層容
積）触媒反応層厚（触媒反応層のガス流れ方向での厚み）：
４００ｍｍ触媒：Ｔｉ−Ｖ−Ｗ系の粒状の触媒を使用。熱交換エレメントおよび触媒を同期させて０．８〜
１．２ｒｐｍで回転した。回転数は、触媒の反応速度お
よび再生（賦活）速度から求めた。再生室において触媒を再生するに当たり、触媒再生
ガスを１サイクル２時間の稼働時間でノズルから噴射し
た。触媒再生ガスの加熱温度は４１０℃、付加振動は２
０〜３０Ｈｚ且つ１０ｋＰａの周波数および音圧であっ
た。

【００４９】また、比較のため、図９、図１０に示した
従来の装置によって実施例と同条件で燃焼排ガスの有害
物質の除去を実施した。そして、脱硝効率、触媒の閉塞
状況および被毒状況、ならびに触媒の寿命を、比較例と
比較した。その結果を以下に示す。（１）系全体の脱硝効率が向上した。脱硝効率を同一と
して比較例と比較したところ、触媒充填量は比較例の１
／２以下であった。（２）触媒閉塞および被毒の軽減が図れた。比較例での
触媒毒の付着時間が１０００ｈであったところ、本発明
実施例では０．１ｈ程度であり、触媒毒が触媒表面に付
着し滞留する時間が極端に短いことにより被毒影響を大
幅に軽減することができた。（３）触媒の寿命が比較例よりも１．４倍も延長した。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、有害物質を含有する排ガスの無害化において、系全
体の脱硝効率が向上し、触媒閉塞の軽減が図れ、触媒毒
が触媒表面に付着し滞留する時間が極端に低減し、触媒
再生コストが削減し、触媒寿命が延長し、触媒活性の維
持および向上を図ることができ、かくして、工業上有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施態様に係る触媒の反応およ
び再生装置を示す水平横断面図である。

【図２】この発明の第一実施態様に係る触媒の反応およ
び再生装置を示す垂直縦断面図である。

【図３】この発明の第一実施態様に係る触媒の反応およ
び再生装置を示す分解斜視図である。

【図４】この発明の第一実施態様に係る触媒の反応およ
び再生装置を反応室側から見た斜視図である。

【図５】この発明の触媒の反応および再生装置の原理を
説明する系統図である。

【図６】この発明の第二実施態様に係る触媒の反応およ
び再生装置を示す水平横断面図である。

【図７】この発明の第二実施態様に係る触媒の反応およ
び再生装置を示す垂直縦断面図である。

【図８】この発明の触媒の反応および再生装置を焼結排
ガス脱硝プロセスに組み込んだ実施例を示す系統図であ
る。

【図９】従来の触媒反応層形状を説明する平面横断面図
である。

【図１０】従来の触媒反応層形状を説明する垂直縦断面
図である。

【符号の説明】

１ガス２チャンバ２ａ反応室２ｂ再生室２ｃ給気孔２ｄ排気孔２ｅ給気孔２ｆ排気孔３熱交換エレメント３ａ反応室側エレメント３ｂ再生室側エレメント４隔壁４ａ開口部５触媒５ａ反応室側触媒５ｂ再生室側触媒６温度調整機構（排ガス加熱装置等）７排気装置８移動機構８ａ開口部９還元剤１０低周波発生機構１１導通機構１２共鳴管兼パージノズル１３共鳴管兼パージノズルの移動方向１４触媒反応層１５駆動機構１６焼結プロセス１７エレメントの回転方向１８集塵機１９脱硫設備２０脱硝プロセス２１触媒反応層２２触媒槽２３整流板２４供給機構２５触媒再生ガス２６加熱機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口部が設けられた隔壁によって反応室
と再生室とに仕切られ、前記反応室から前記再生室まで
ガスが流通可能な固定チャンバと、前記開口部を貫通
し、前記反応室および前記再生室に跨がって設けられた
触媒と、前記開口部を貫通し、前記反応室および前記再
生室に跨がって設けられた熱交換エレメントと、前記触
媒および前記熱交換エレメントを前記固定チャンバ内で
回転移動させて前記反応室と前記再生室とを行き来させ
るための移動機構と、前記再生室に供給される前記ガス
の温度を上昇するための温度調整機構とを有し、前記触
媒は、前記反応室と前記再生室とを行き来することによ
り、前記ガスとの反応および前記触媒自身の再生を繰り
返し、前記熱交換エレメントは、前記反応室と前記再生
室とを行き来することにより、前記ガスに対する放熱お
よび吸熱を繰り返すことを特徴とする触媒の反応および
再生装置。
【請求項２】前記再生室に供給される前記ガスを振動
するための振動機構が設けられ、前記ガスを前記再生室
に供給するに当たり前記振動機構によって前記ガスを振
動させる請求項１記載の触媒の反応および再生装置。
【請求項３】前記再生室に触媒再生ガスを供給するた
めの触媒再生ガス供給機構と、前記触媒再生ガスの温度
を上昇するための加熱機構と、前記再生室に供給される
前記触媒再生ガスを振動するための振動機構とが設けら
れ、前記再生室内には前記触媒再生ガスを噴射するため
のガスパージノズルが前記触媒に対して移動自在に設け
られており、前記ガスパージノズルから前記触媒再生ガ
スを前記触媒に噴射するに当たり前記触媒再生ガスを前
記加熱機構によって加熱すると共に前記振動機構によっ
て振動させる請求項１記載の触媒の反応および再生装
置。
【請求項４】開口部が設けられた隔壁によって反応室
と再生室とに仕切られ、前記反応室から前記再生室まで
ガスが流通可能な固定チャンバと、前記開口部を貫通
し、前記反応室および前記再生室に跨がって設けられた
触媒と、前記開口部を貫通し、前記反応室および前記再
生室に跨がって設けられた熱交換エレメントと、前記触
媒および前記熱交換エレメントを前記固定チャンバ内で
回転移動させて前記反応室と前記再生室とを行き来させ
るための移動機構と、前記再生室に供給される前記ガス
の温度を上昇するための温度調整機構とを有する触媒の
反応および再生装置を設け、前記触媒および前記熱交換
エレメントを前記移動機構によって移動させて前記反応
室と前記再生室とを行き来させるとともに、前記反応室
に前記ガスを供給して前記反応室に位置する前記熱交換
エレメントから受けた熱により前記ガスの温度を上昇
し、このようにして温度上昇した前記ガスを、前記反応
室における触媒と反応せしめ、前記触媒と反応した前記
ガスを前記温度調整機構に供給してガス温度を所定の温
度に上昇し、前記温度調整機構によって温度を上昇した
前記ガスを前記再生室に供給して前記触媒を再生し、前
記再生室に位置する前記熱交換エレメントの温度を前記
ガスによって上昇することを特徴とする触媒の反応およ
び再生方法。
【請求項５】前記再生室に供給される前記ガスを振動
するための振動機構を設け、前記ガスを前記再生室に供
給するに当たり前記振動機構によって２０〜３０Ｈｚ且
つ１〜２０ｋＰａの周波数および音圧で振動させる請求
項４記載の触媒の反応および再生方法。
【請求項６】前記再生室に触媒再生ガスを供給するた
めの触媒再生ガス供給機構と、前記触媒再生ガスの温度
を上昇するための加熱機構と、前記再生室に供給される
前記触媒再生ガスを振動するための振動機構とを設け、
前記再生室内に、前記触媒再生ガスを噴射するためのガ
スパージノズルを前記触媒に対して移動自在に設け、前
記ガスパージノズルから前記触媒再生ガスを前記触媒に
噴射するに当たり前記触媒再生ガスを前記加熱機構によ
って加熱すると共に前記振動機構によって２０〜３０Ｈ
ｚ且つ１〜２０ｋＰａの周波数および音圧で振動させる
請求項４記載の触媒の反応および再生方法。