JPS6014502Y2 - 窒素酸化物除去用触媒装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排ガス中の窒素酸化物除去用触媒装置に関する
ものである。

各種燃焼炉から排出される排ガス中の有害な窒素酸化物
を除去する装置としては排ガス管路中に設置した触媒単
位体よりなる触媒床の人気側にアンモニア注入装置を設
けてアンモニア注入装置からのアンモニアと排ガス中の
窒素酸化物とを触媒床上で反応させることにより無害な
窒素と水に分解するようにした装置が知られているが、
特に電力用ボイラーのように排ガス量が大きくて排ガス
管路の断面積が大きい時には、広い断面に亘って極めて
多数の触媒単位体を配列して触媒床を構成することにな
る。

ところが、一般に大口径の排ガス管路内を流れる排ガス
の温度はそれぞれの断面について中央部より周辺部へ低
下する温度分布を有しているため、排ガス管路内に配列
した触媒単位体にも温度分布が生じ、その結果、排ガス
管路内において周辺部に配列した触媒単位体の温度が低
下する。

この場合排ガス管路周辺部に配列した触媒単位体の脱硝
性能は温度の降下に伴い低下し、さらに排ガス中の三酸
化イオウと注入されるアンモニアの一部やダスト中の金
属類が反応してできるいわゆるＮＳ化合物（例えばＮＨ
４Ｈ３Ｏ，。

（ＮＨ４）２ＳＯ４ＮＨ４ＸＳｏ、：Ｘは金属）等も低
温の為付着凝集しやすくなり、この為性能がさらに低下
するという問題点があった。

そこで触媒装置の上流側にガス流の整流用メツシュデミ
スタ−等を設けて流速分布を均一化することも考えられ
るが、かなりの圧力損失を要して排ガスを吸引するブロ
ワ−に負荷がかかるという欠点があり、また、排ガス中
に含まれるダスト等により目詰りが発生してその結果圧
力損失の上昇をもたらし、触媒装置の運転を続けること
ができなくなるという欠点があって適当な解決策とは云
えにい。

さらに、排ガス管路の外面を断熱保温材で覆って外気の
放出熱を少なくする事も考えられるが、排ガス管路の形
状等により保温材の厚みにも限度があるうえ保温材をあ
る一定厚み以上に厚くしても上記の問題点を解消する効
果は余り期待できないものであった。

本考案は前記のような問題点を解決して排ガス管路の周
辺部の触媒の活性低下を防止して脱硝性能を維持向上し
た窒素酸化物除去用触媒装置を目的として完成されたも
ので、以下、図示の実施例にもとづいて詳細に説明する
。

図中、１は排ガス管路であって、該排ガス管路１内には
多数の触媒単位体からなる触媒床３の複数個が相互間に
空間部４を介在させて並設され、そして、人気側の最初
の触媒床３の前面空間部４′にはアンモニア混入装置５
が設けられる。

なお、触媒床３を構成する多数の触媒単位体のうち該触
媒床３の中央部に配置されている多数個は高温活性のす
ぐれた触媒を用いた触媒単位体２ａが使用されているの
に対し周辺部に配置されている多数個は低温活性のすぐ
れた触媒を用いた触媒単位体２ｂが使用され、また、中
央部の触媒単位体２ａ群と、周辺部の触媒単位体２ｂ群
との中間には温度分布に応じ高温活性にすぐれた触媒と
低温活性にすぐれた触媒とを適宜組合せ使用した触媒単
位体２Ｃを順次配列した触媒単位体群が配置されている
。

また、図示の実施例における前記触媒単位体２ａ、２ｂ
、２ｃとしては例えば多数の貫通細孔をハニカム状に設
けたセラミック体に触媒をコーティングして少なくとも
貫通細孔の内面と所要外壁面に触媒機能をもたせた平行
六面体をもってし、該触媒単位体２ａ、２ｂ、２ｃの所
要数を同一平面上に連結して触媒床３を構成しているが
、このようなハニカム状触媒単位体の外にビーズ状触媒
単位体や板状触媒単位体などをもって触媒床３を構成し
てもよく、さらに、前記実施例では排ガス管路１内の触
媒床３が３層に分割されたもので説明したが、排ガス管
路１内の温度分布にもとづいて触媒床３の層数、層の長
さ、触媒の含有成分および含有量を決めて高温活性のす
ぐれた触媒と低温活性のすぐれた触媒を選択使用した触
媒単位体を組合せて触媒床とすればよい。

このように構成されたものは、排ガス管路１中に人気側
から窒素酸化物を含有する排ガスを送るとともに人気側
の最初の触媒床３の前面空間部４′に設けたアンモニア
混入装置５から該排ガス中にアンモニアを混入して稼動
させることは在来のこの種窒素酸化物除去用触媒装置と
同様であるが、排ガス管路１内にある触媒床３はその中
央部が高温活性のすぐれた触媒を用いた触媒単位体２ａ
よらなるのに対し周辺部が低温活性のすぐれた触媒を用
いた触媒単位体２ｂよりなり、また、中間部も排ガス管
路１内の温度分布に応じた触媒を用いた触媒単位体２Ｃ
よりなるものであるから、排ガス管路１内を流れる排ガ
ス温度分布が該排ガス管路１内の中央部に比較して周辺
部が低下するのを普通とするため触媒単位体２ａ、２ｂ
ｙ２ｃに同様の温度分布が生ずるとしても、この温度分
布に対応して各触媒単位体２ａ、２ｂ、２ｃがそれぞれ
充分な触媒能を発揮することとなり、従って、排ガス管
路内の窒素酸化物の触媒反応作用は通過する排ガスに前
記のような温度分布があるに拘らず各部において最も高
性能に働くこととなって効率的に窒素酸化物を除去でき
ることとなる。

しかも、排ガス管路１内に設けた触媒床３はこれを構成
する多数の触媒単位体に用いる触媒として排ガス管路１
内の温度分布に対応する温度ですぐれた触媒能を発揮す
るものを選択使用しただけで形状的に従来のものと変る
ことがないから、触媒床３を通過する際の圧力損失は特
に上昇することがなく、また、排ガス管路内の温度分布
を均一化するためガス流の整流用メツシュデミスタ−を
付設したり厚い保温材により排ガス管路の外面を覆う必
要もなくなるから、経済的に有利な利点もある。

従って、本考案は在来のこの種窒素酸化物除去用触媒装
置の問題点を解決したものとして実用的価値極めて大な
るものである。

実験例 ナニカム状の触媒担体に上表に示したような高温活性の
すぐれた触媒Ａを付着させた触媒単位体と、低温活性の
すぐれた触媒Ｂを付着させた触媒単位体と、高温活性の
すぐれた触媒と低温活性のすぐれた触媒とを組合せた中
間の触媒Ｃを付着させた触媒単位体の各多数個をそれぞ
れ単独に使用して排ガス管路内に触媒床を設けた窒素酸
化物除去用触媒装置と、前記と同様高温活性のすぐれた
触媒Ａを用いた触媒単位体２ａを中央部に配置するとと
もに低温活性のすぐれた触媒Ｂを用いた触媒単位体２ｂ
を周辺部に配置し、また、両触媒単位体２ａ、２ｂ間に
は前記中間の触媒Ｃを用いた触媒単位体２ｃを配置して
なる触媒床３を排ガス管路１内を設けた窒素酸化物除去
用触媒装置とを使用して実験を行ったところ、触媒Ａを
用いた触媒単位体のみからなる触媒床を排ガス管路内に
設けた場合の脱硝率は８５．２％、触媒Ｂを用いた触媒
単位体のみからなる触媒床を排ガス管路内に設けた場合
の脱硝率は９０．９％、触媒Ｃを用いた触媒単位体のみ
からなる触媒床を排ガス管路内に設けた場合の脱硝率が
８９．６％であったのに対し、３種の触媒単位体２ａ、
２ｂ、２ｃを前記のように配置した触媒床３を排ガス管
路１内に設けた場合の脱硝率は９２．６％に向上した。

この実験結果から明らかなように、排ガス管路内の温度
分布に対応して高温活性のすぐれた触媒を用いた触媒単
位体と低温活性のすぐれた触媒を用いた触媒単位体を所
要個所に配置した触媒床を使用することにより全体とし
て窒素酸化物の除去性能を著しく向上させることができ
ることが確認された。

なお、第２図に記された数値は実験に使用した排ガス管
路内の触媒床の温度分布（単位℃）である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す一部切欠正面図、第２図
は一部切欠側面図である。 １：排ガス管路、２ａ：高温活性のすぐれた触媒単位体
、２ｂ：低温活性のすぐれた触媒単位体、３：触媒床。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排ガス管路１内に多数の触媒単位体からなる触媒床３を
   設けた窒素酸化物除去用触媒装置において、触媒床３の
   中央部に高温活性のすぐれた触媒を用いた触媒単位体２
   ａを配置するとともに該触媒床３の周辺部には低温活性
   のすぐれた触媒を用いた触媒単位体２ｂを配置したこと
   を特徴とする窒素酸化物除去用触媒装置。