JPH1076142A - 低温排ガスの脱硝方法 - Google Patents

低温排ガスの脱硝方法

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JPH1076142A
JPH1076142A JP8233735A JP23373596A JPH1076142A JP H1076142 A JPH1076142 A JP H1076142A JP 8233735 A JP8233735 A JP 8233735A JP 23373596 A JP23373596 A JP 23373596A JP H1076142 A JPH1076142 A JP H1076142A
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JP
Japan
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sulfate
exhaust gas
denitration
catalyst
low temperature
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Withdrawn
Application number
JP8233735A
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English (en)
Inventor
Toshio Inoue
俊夫 井上
Masaru Miwa
勝 三輪
Shigeru Nojima
野島  繁
Hiroshi Suzumura
鈴村  洋
Yuji Tanaka
裕士 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chubu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Chubu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温において高い効率でNOx を除去できる
NOx 含有排ガスの脱硝方法に関する。 【解決手段】 10〜200℃の温度域で、硫酸ニッケ
ル、硫酸鉄、硫酸コバルト、硫酸マンガン及び硫酸亜鉛
よりなる群から選ばれた少なくとも1種の活性物質を担
持してなる触媒の存在下で、窒素酸化物を含有する排ガ
スとアンモニアを接触反応させて脱硝する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガス中の窒素酸化
物(以下、NOx と略称する)を低温において高い効率
で除去できるNOx 含有排ガスの脱硝方法に関する。
【0002】
【従来の技術】排ガス中の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
究がなされてきたが、これまでは主に約270℃以上の
温度におけるボイラ等の煙道排ガス用の脱硝触媒の開発
が主であった。
【0003】最近、広温度域、とりわけ200℃以下の
低温域での脱硝処理のニーズが高まっており、例えば、
200℃以下で脱硝が必要とされる用途として下記プロ
セスが提案されている。
【0004】ごみ焼却炉等の排ガス処理で、電気集塵
器で粉体や夾雑物を除去したあと脱硝を行うプロセスに
使用。(脱硝温度:130〜200℃)、湿式脱硫装
置の前に脱硝装置を設置しNox の等量以上にアンモニ
アを添加する脱硝プロセスに使用。(脱硝温度:70〜
150℃)(なお、このプロセスを採用すると脱硝プロ
セスでの未反応アンモニアは湿式脱硫装置の脱硫吸収液
に溶解し、脱硫性能向上に利用できる。)、トンネル
排ガス中等の低温度NOx (NOx 濃度:1〜5pp
m)の脱硝プロセスに使用。(脱硝温度:10〜50
℃)及び船用等のディーゼルエンジン排ガスからの脱
硝。(脱硝温度:150〜200℃)
【0005】しかしながら、これまでは上記プロセスに
適用できる低温用の脱硝触媒及び方法は存在しなかっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、これまでに
は低温でNOx を高い効率で除去できる排ガス浄化方法
は確立されておらず、200℃以下の排ガスの脱硝は触
媒の性能が低いため、再加熱により排ガス温度を上昇さ
せるなどの工夫がなされていた。本発明は上記技術水準
に鑑み、低温でNOx を高い効率で除去できるNOx
有排ガスの脱硝方法を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意低温用
脱硝触媒を探索した結果、特定の物質が有効であるとの
知見を得、その知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は(1)10〜200℃の温度域
で、硫酸ニッケル、硫酸鉄、硫酸コバルト、硫酸マンガ
ン及び硫酸亜鉛よりなる群から選ばれた少なくとも1種
の活性物質を担持してなる触媒の存在下で、NOx を含
有する排ガスとアンモニアを接触反応させることを特徴
とする低温排ガスの脱硝方法及び(2)前記担体がチタ
ニア、アルミナ、シリカ、ジルコニア、シリカライト及
びメタロシリケートよりなる群から選ばれた少なくとも
1種の物質であることを特徴とする上記(1)記載の低
温排ガスの脱硝方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の活性物質を担持する担体
としては、一般に多孔質材料ならば何れのものも使用で
きるが、特にチタニア、アルミナ、シリカ、ジルコニ
ア、シリカライト及びメタロシリケートなどが好まし
い。また、一般的に採用される活性物質(各硫酸塩)/
担体の量比は、担体:100部(重量部)に対し活性物
質:0.3〜50部(重量部)の範囲が好ましい。この
範囲が好ましい理由は、担体100重量部に対する活性
物質が0.3重量部未満では活性物質が担体上にまばら
に担持されるため触媒性能が低くなり、また、活性物質
が50重量部を超えると活性物質の分散性が悪くなり大
きな粒子を形成し、担体の細孔閉塞や比表面積の低下を
もたらすためである。
【0009】(作用)硫酸ニッケル、硫酸鉄、硫酸コバ
ルト、硫酸マンガン、硫酸亜鉛が低温域で高い脱硝性能
を示す理由は未だ明確ではないが、下記の理由が因子の
一つとして考えられる。すなわち、上記触媒は低温域の
反応雰囲気下ではアンモニウムイオンを配位した複塩を
形成する。すなわち上記触媒は各々(NH4 2 Ni
(SO4 2 ・6H2 O、Fe(NH4 2 (SO4
2 ・6H2 O、Co(NH4 2 (SO42 、Mn
(NH4 2 (SO4 2 ・6H2 O、(NH4 2
n(SO4 2 を有し、全てタットン塩として類似の結
晶構造を形成する。この複塩が脱硝反応の活性種であ
り、低温域で安定に形成できるために低温活性が高いと
考えられる。また、上記触媒はSOx が共存する場合の
方がない場合より高性能であり、SOx の共存が上記複
塩の安定な形成に有効に作用していると考えられる。
【0010】また、上記触媒は硫酸塩を有しているた
め、強い酸性度をもち、NH3 を低温で活性化吸着させ
ることができる。すなわち、下式に示す脱硝反応を低温
で容易に起こすことが可能である。
【0011】
【化1】4NO+4NH3 +O2 →4N2 +6H2 O また、上記触媒は前記(2)で示す高比表面積担体上に
担持することにより、より高分散に配位されるため性能
も向上する。
【0012】さらに、本触媒は副反応である下式で示す
SO2 酸化反応は抑制されるため、副生成物であり触媒
被毒物質となる硫酸アンモニウムまたは酸性硫酸アンモ
ニウム堆積は軽減される特徴を有する。
【化2】2SO2 +O2 →2SO3
【0013】
【実施例】以下、本発明の具体的をあげ本発明の効果を
明らかにする。
【0014】(例1)硫酸ニッケル(NiSO4 ・6H
2 O)水溶液にγ−アルミナ粉末(住友化学製:AC−
11K)を添加して攪拌しながら110℃で蒸発乾固さ
せて、γ−アルミナ担体あたりにNiSO4 を10wt
%担持した粉末触媒を調製した。この粉末触媒を加圧成
型し1mmφ中にて整粒したペレット触媒を触媒1とし
た。
【0015】(例2)触媒1のγ−アルミナ粉末の代わ
りにチタニア粉末(石原産業製:MC−50)、ジルコ
ニア(日揮化学製)、シリカ(富士ディビソン社製)、
シリカライト及びメタロシリケート〔組成式:H2
(0.2Fe2 3 ・0.8Al2 3・0.25Ca
O)・25SiO2 〕を用いて例1と同様の方法で触媒
を調製し、各担体あたりNiSO4 を10wt%担持し
て1mmφに整粒したペレット触媒を各々触媒2、3、
4、5、6とした。
【0016】(例3)触媒1の硫酸ニッケル(NiSO
4 ・6H2 O)水溶液の代わりに硫酸鉄(FeSO4
7H2 O)、硫酸コバルト(CoSO4 ・7H2 O)、
硫酸マンガン(MnSO4 ・7H2 O)、硫酸亜鉛(Z
nSO4 ・7H2 O)の各水溶液を用いて例1と同様の
方法でγ−アルミナ担体に、各金属硫酸塩を10wt%
担持した。1mmφに整粒たペレット触媒を各々触媒
7、8、9、10とした。
【0017】例1〜3にて調製した触媒1〜10を用い
て脱硝評価活性試験を行った。活性評価条件は表1のと
おり。
【0018】
【表1】
【0019】ガス供給10時間後、50時間後の脱硝率
を表2に示す。なお、脱硝率の定義は下記式にて表わさ
れる。
【0020】
【数1】
【0021】
【表2】
【0022】(比較例1)従来の脱硝触媒として検討さ
れている酸化物系触媒として、チタニア担体にCr2
3 を担持した触媒を触媒11(比較触媒1)とし、ま
た、200℃以上の中高温用脱硝触媒として適用されて
いるチタニア担体にV2 5 を担持した触媒を触媒12
(比較触媒2)も例1と同様に1mmφに整粒し、表1
に示す活性評価条件にて脱硝試験を行った。結果を表2
に併記した。
【0023】表2に示す結果より触媒1〜10に示す硫
酸塩含有触媒を用いることにより、90℃の低温で高い
脱硝率を安定に有することを確認した。一方、比較触媒
1は10時間後までの活性は高いが50時間後には大き
く活性が低下し、さらに、比較触媒2は初期活性におい
ても触媒1〜10より大きく下廻ることがわかった。
【0024】(例5)触媒1を用いて表1に示す活性評
価条件を基準に各反応条件変化試験を実施した。表1の
条件をベースに各パラメータとして、反応温度、NH3
濃度、SO2濃度、O2 濃度の影響として温度:70
℃、130℃、ガス組成としてNH3 :1000pp
m、SO2 :400ppm、1200ppm、O2 :2
%で活性評を行い他の条件に固定した場合の活性価結果
(ガス供給10時間後)を表3に示す。
【0025】
【表3】 上記結果より、広範囲な低温排ガス条件において高い脱
硝率を有することを確認した。
【0026】
【発明の効果】実施例にて示したように硫酸塩を活性金
属として各種担体上に担持した触媒を使用する本発明方
法は90℃付近の低温域で高い脱硝率を有し、さらに広
範囲の排ガス条件で安定な活性を有することがわかっ
た。
───────────────────────────────────────────────────── 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 B01J 32/00 B01D 53/36 ZAB 102H (72)発明者 三輪 勝 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社技術開発本部電気 利用技術研究所内 (72)発明者 野島 繁 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 鈴村 洋 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 田中 裕士 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 10〜200℃の温度域で、硫酸ニッケ
    ル、硫酸鉄、硫酸コバルト、硫酸マンガン及び硫酸亜鉛
    よりなる群から選ばれた少なくとも1種の活性物質を担
    持してなる触媒の存在下で、窒素酸化物を含有する排ガ
    スとアンモニアを接触反応させることを特徴とする低温
    排ガスの脱硝方法。
  2. 【請求項2】 前記担体がチタニア、アルミナ、シリ
    カ、ジルコニア、シリカライト及びメタロシリケートよ
    りなる群から選ばれた少なくとも1種の物質であること
    を特徴とする請求項1記載の低温排ガスの脱硝方法。
JP8233735A 1996-09-04 1996-09-04 低温排ガスの脱硝方法 Withdrawn JPH1076142A (ja)

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Effective date: 20031104