JPS589693B2 - ３００゜ｃ以下の温度を有する排ガスの接触還元脱硝法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンモニアを使用した接触還元脱硝により排ガ
ス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するに際し、チタン
系触媒を使用するとともに熱損失を少なくした排ガスの
接触還元脱硝法に関する。

一般にボイラー，焼結機，内燃機関等の排ガスに含まれ
る有害な窒素酸化物は還元性ガス雰囲気において還元さ
れて、窒素，炭酸ガスあるいは水蒸気などの無害な成分
に分解除去されている。

ボイラー排ガス等の燃焼炉排ガスに含まれる窒素酸化物
の還元分解にあっては上記ガス中に通常還元性ガスが含
有されていないため、一般にこれにアンモニアを注入し
ているが、炭化水素，可燃性ダスト，アルカリ，アンモ
ニア化合物，硫化化合物等により触媒が被毒されて所期
の目的を達成できなくなることが知られている。

触媒の被毒はかかる燃焼炉排ガス中に含まれる硫黄酸化
物（特に亜硫酸ガス）やアンモニア化合物等の作用によ
ることが原因の一つと考えられており、この亜硫酸ガス
が酸化されて、無水硫酸となり、これが触媒の金属酸化
物に作用して硫酸塩を形成して触媒活性を示す金属酸化
物から触媒活性を示さない組成にかえるためであると考
えられている。

ところで、従来、排ガス中の窒素酸化物を触媒を用いて
接触還元除去するに際し、触媒として一般にはアルミナ
系触媒が用いられているが接触還元脱硝工程において反
応塔が移動層式である場合上記被毒により活性の低下し
た触媒を高温空気にて再生する工程が必要である。

アルミナ系触媒においては、活性の低下した触媒を８０
０℃以上の高温空気にて再生するという例はあるが、再
生後の高温ガスはそのまま排ガスと共に放出されており
、また触媒再生が５００℃以上である為一再生器から搬
送手段を使用して再び反応器に移送させるには、移送設
備の保護のために冷却させねばならず、エネルギーロス
が多い。

さらに、冷却器の設備を必要とする欠点があった。

本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、比
較的低温すなわち３００℃以下の排ガスを脱硝する際に
アルミナ系触媒を使用せず、比較的低温度でも耐被毒性
のあるチタン系触媒を使用し、反応塔上方に該反応塔の
移動層と連通ずる移動層型再生器を設け、その内部にお
ける触媒の移動方向と直交するように加熱炉にて生成さ
れた、４５０℃以上の加熱ガスの一部を通過せしめ、触
媒を再生するとともに、該使用後の加熱ガスと加熱炉か
らの一部の加熱ガスとを排ガスに加え、３００℃以下の
排ガス温度を上昇せしめた後、該反応塔に供給し、一方
、反応塔下部より連続的或いは間欠的に排出される触媒
を搬送手段により該再生反応器頂部に還流させ、かつ、
加熱炉から該再生器ならびに被処理排ガス中にそれぞれ
流入される加熱ガスの割合を調節可能にしたことを特徴
とする。

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。

１は燃焼空気ファンで吸引された空気は熱風炉２憾で約
５００℃まで加熱される。

３は再生器で触媒上に付着している硫酸アンモニウム塩
，炭化水素，可燃性ダストを除去する装置である。

再生器３は後述する反応塔６上方に当該反応塔６の移動
層と連通する移動層型接触還元脱硝反応器６を設け、そ
の内部における触媒の移動方向と直交するように加熱炉
にて生成された４５０℃以上の加熱ガスを通過せしめ、
触媒を再生するとともに当該使用後の加熱ガスと加熱炉
からの加熱ガスとを排ガスに加え、３００℃以下の排ガ
ス温度を２５０℃ないし３００℃に上昇せしめる。

４，５は熱風ラインで加熱ガスが流入してくる。

６は接触還元脱硝反応器である。

７はボイラー焼結機内燃機関等の排ガスラインである。

８，９はそれぞれ加熱ガスライン４および５の流量を制
御するコントロールバルブである。

１０はアンモニア注入ラインで、アンモニア添加後、燃
焼空気ファン１にて吸引された空気は熱風炉２にて約５
００℃まで加熱される。

加熱された空気の一部は再生器３に導かれ、ここで触媒
上に付着している硫酸アンモニウム塩，炭化水素，可燃
性ダストを除去する。

また一部加熱空気は排ガスの昇温に関与するためにライ
ン４を通り排ガス煙道７に導かれる。

煙源の負荷変動に対処させることが可能なように再生に
用いる高温空気の一部を分岐させ、反応器前、煙道に導
ひき再生の必要のない場合や、空気量の少なくてすむ場
合は、高温空気の一部を分岐させ、反応器入口前の煙道
に導くようにした。

このため、再生温度と反応温度とを制御するために、流
量コントロールバルブ８，９を設け、最適な温度制御が
できるようにする。

例えば、ディーゼル機関のフル稼動の場合は、脱硝する
装置内の排ガス温度が高くＮＯｘ濃度が高くなり、触媒
単位面積当りの負荷が大きくなる。

このため、移動層触媒量の移送量を大きくとる必要があ
り、再生器３に多くの熱量を通し、このために排ガスラ
イン４のコントロールバルブ８を閉にし、コントロール
バルブ９を開にする。

排ガス温度が低くなると、ＮＯｘ濃度が低くなり、触媒
単位面積当りの負荷が小さくなる。

このため、移動層触媒量の移送量を小さくとり、再生器
３に少量の熱量を通すだけでよくコントロールバルブ８
を開にし、コントロールバルブ９を閉にする。

本発明は以上の構成としたため、再生系に送る加熱ガス
の温度を低くおさえることができる。

また再生反応器と反応塔との流動層が連通しているため
、熱損失が少なくまた反応器入口部での被毒を防止でき
る。

排ガス温度の上昇を行い、再生温度が比較的低温度であ
るため、エネルギー経済性が高く、また再生系部分の材
質も普通鋼を使用することができ建設費が安価となる。

又Ｓ０２やダスト等を多量に含むダーテイ排ガスに対し
て触媒の活性低下を防止しながら長期間の高性能の脱硝
連続運転ができ、また硫酸アンモニウム塩や炭化水素等
が比較的触媒上に付着しやすい温度領域の排ガス脱硝に
ついても高性能の脱硝率を維持できる。

また再生器を反応器上部においてあるため、触媒はあら
かじめ予熱されており、急激な温度降下による触媒の劣
化，排ガス中のＳＯ３による装置の露天腐蝕の防止など
ができる等の効果を奏する。

実験例 空間速度（ＳＶ）７０００ｈｒ−１ ，反応温度２６０
℃，ＮＨ３／ＮＯＸ＝１の条件で、１０００ｈｒ上記接
触還元脱硝装置を用い、脱硝反応の実験を行った。

約２００ｈｒ経過後、初期９６％の脱硝効率であったも
のが、６６％に低下した。

この状態で再生反応温度４２０℃の温度で３ｈｒチタン
系触媒を再生賦活させると、脱硝率が９５％に上昇する
ことがわかる。

（第２図参照）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の接触還元脱硝法の具体的なプロセスフ
ロ一を示す図，第２図は本発明における脱硝率と触媒活
性の経時変化とを示すグラフである。 １……燃焼空気ファン、２……熱風炉、３……再生器、
４，５……熱風ライン、６……接触還元脱硝反応器、７
……排ガスライン、８，９……コントロールバルブ、１
０……アンモニア注入ライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動層型アンモニア接触還元脱硝反応塔にその触媒
   の移動方向と直交するように窒素酸化物含有排ガスを通
   過せしめ、反応塔内に充填されたチタシ系触媒により窒
   素酸化物を接触還元する方法において反応塔上方に該反
   応塔の移動層と連通する移動層型再生器を設けその内部
   における触媒の移動方向と直交するように加熱炉にて生
   成された４５０℃以上の加熱ガスの一部を通過せしめ、
   触媒を再生するとともに使用後の加熱ガスと加熱炉から
   の加熱ガスの一部とを被処理排ガスに加え、該排ガスの
   温度を２５０℃〜３００℃に上昇せしめた後、該反応塔
   に供給し、一方反応塔下部より連続的或いは間欠的に排
   出される触媒を搬送手段により該再生器頂部に療流させ
   、かつ、加熱炉から該再生器ならびに被処理ガス中にそ
   れぞれ流入材必加熱ガスの割合を調節可能にしたことを
   特徴とする３００℃以下の温度を有する排ガスの触還元
   脱硝法。