JPS628203B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS628203B2 JPS628203B2 JP53045034A JP4503478A JPS628203B2 JP S628203 B2 JPS628203 B2 JP S628203B2 JP 53045034 A JP53045034 A JP 53045034A JP 4503478 A JP4503478 A JP 4503478A JP S628203 B2 JPS628203 B2 JP S628203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- sox
- exhaust gas
- ammonia
- mist
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はNOx及びSOxを含有する燃焼排ガス中
のNOxを脱硝する方法に関するものである。
のNOxを脱硝する方法に関するものである。
一般に乾式アンモニア接触還元脱硝法において
は、触媒上で次の如き気体吸着反応が競争的に起
るとされている。
は、触媒上で次の如き気体吸着反応が競争的に起
るとされている。
NH3NH2＋ＨNH＋ＨＮ＋Ｈ
NO＋ＯNO2
NO＋NH2→N2＋H2O
NO2＋NH2→N2＋H2O
SO2＋Ｏ→SO3
SO2＋NO→SO3＋Ｎ
SO3＋NH3＋H2O→NH4HSO4（或はNH4H3
（SO4）2、（NH4）4H2（SO4）3、（NH4）3H（SO4）2、
（NH4）2SO4）SO2＋NH3＋H2O→NH4HSO3 これらの反応のためSOxと触媒成分との反応に
よる触媒自体の物理的、化学的変化、例えば
Al2O3担体触媒においてはAl2（SO4）3、NH4Al
（SO4）2の生成による性能低下、及びSOxとアン
モニアとの触媒表面での反応生成物が触媒表面を
被覆することによる性能低下が大きな問題となつ
ている。これらの問題を解決すべく、従来はSOx
と触媒成分との反応、或はSOxとアンモニアとの
反応を防止するためには、(1)あらかじめSOxを除
去する方法及び(2)排ガス又は触媒表面の温度を硫
安系化合物の熱分解温度である約300℃以上に保
持する方法がある。またSOxとアンモニアの触媒
表面反応生成物を除去するためには(3)触媒を水、
アンモニア水、無機アルカリ水溶液、または有機
アミンなどのいずれかで洗浄し、乾燥する方法、
(4)、(3)の処理後更に触媒成分を含浸し焼成する方
法、(5)触媒を空気中、還元性ガスまたは、アンモ
ニアガス中で加熱する方法が知られている。しか
し、いずれの方法も次の如き欠点を有している。
すなわち前述(1)の方法は排煙脱硫設備および排ガ
ス加熱設備を要すると同時にランニングコストの
増大、(2)の方法は、前述同様排ガス加熱設備を要
し、かつランニングコストが大きい。(3)の方法は
水洗設備、乾燥設備、水処理設備を要し、またラ
ンニングコストが大きい。更に(4)及び(5)の方法も
(3)の方法に加え触媒含浸焼成設備、並びに触媒加
熱設備を要するなど、いずれも膨大な設備費とラ
ンニングコストを必要とする大きな欠点を有して
いる。本発明はこれら欠点を解消した極めて優れ
た方法を提供せんとするものである。
（SO4）2、（NH4）4H2（SO4）3、（NH4）3H（SO4）2、
（NH4）2SO4）SO2＋NH3＋H2O→NH4HSO3 これらの反応のためSOxと触媒成分との反応に
よる触媒自体の物理的、化学的変化、例えば
Al2O3担体触媒においてはAl2（SO4）3、NH4Al
（SO4）2の生成による性能低下、及びSOxとアン
モニアとの触媒表面での反応生成物が触媒表面を
被覆することによる性能低下が大きな問題となつ
ている。これらの問題を解決すべく、従来はSOx
と触媒成分との反応、或はSOxとアンモニアとの
反応を防止するためには、(1)あらかじめSOxを除
去する方法及び(2)排ガス又は触媒表面の温度を硫
安系化合物の熱分解温度である約300℃以上に保
持する方法がある。またSOxとアンモニアの触媒
表面反応生成物を除去するためには(3)触媒を水、
アンモニア水、無機アルカリ水溶液、または有機
アミンなどのいずれかで洗浄し、乾燥する方法、
(4)、(3)の処理後更に触媒成分を含浸し焼成する方
法、(5)触媒を空気中、還元性ガスまたは、アンモ
ニアガス中で加熱する方法が知られている。しか
し、いずれの方法も次の如き欠点を有している。
すなわち前述(1)の方法は排煙脱硫設備および排ガ
ス加熱設備を要すると同時にランニングコストの
増大、(2)の方法は、前述同様排ガス加熱設備を要
し、かつランニングコストが大きい。(3)の方法は
水洗設備、乾燥設備、水処理設備を要し、またラ
ンニングコストが大きい。更に(4)及び(5)の方法も
(3)の方法に加え触媒含浸焼成設備、並びに触媒加
熱設備を要するなど、いずれも膨大な設備費とラ
ンニングコストを必要とする大きな欠点を有して
いる。本発明はこれら欠点を解消した極めて優れ
た方法を提供せんとするものである。
すなわち本発明は気相ではSOxとアンモニアと
の化合は極めて遅いが、液相では殆んど瞬間的に
化合することに着目し、SOxが触媒表面に達する
前にアンモニア水の液滴に速やかに吸収溶解せし
め、アンモニアと反応させて硫安系化合物とな
し、もつて遊離のSOxが触媒表面に達しないよう
にすることによつて触媒の劣化現象を防止せんと
するものである。
の化合は極めて遅いが、液相では殆んど瞬間的に
化合することに着目し、SOxが触媒表面に達する
前にアンモニア水の液滴に速やかに吸収溶解せし
め、アンモニアと反応させて硫安系化合物とな
し、もつて遊離のSOxが触媒表面に達しないよう
にすることによつて触媒の劣化現象を防止せんと
するものである。
以下本発明について図面に従つて説明する。第
１図は本発明に係る工程図を示す。燃焼装置１よ
り発生したNOx及びSOxを含有する燃焼排ガスを
煙道２を通つて脱硝触媒塔７を送る際の煙道２の
脱硝触媒塔７との一定距離を有する個所にアンモ
ニア水注入パイプ３を設け、該パイプ３をアンモ
ニア水タンク４と連設し、ポンプ５を介して噴出
ノズル６より煙道２の本発明の目的を達成する適
所にアンモニア水をミスト状にて添加する。前記
煙道中に導入された排ガスはSOxとアンモニア水
とを反応させて硫安系化合物を生成せしめること
によつて触媒層８の表面でのSOxとアンモニアと
の反応を防止した上で前記脱硝触媒塔７内に送ら
れ、次いで当該触媒塔７内で排ガス中のNOxを
除去した後煙道１０を介して煙突９から放散され
る。以上の工程のように排ガス中のSOxを予めア
ンモニアと反応させることにより、触媒表面に
SOxが達しないようにすると共に、前記反応生成
物は常時系外に取り出すことなく、引き続き脱硝
を行なうもので、このためには排ガスの温度の低
下を極力防止する必要から最低必要量のアンモニ
ア水を気流に乗せて有効に反応させるよう微小の
液滴にて導入させる。アンモニア水を粒子の大き
さ最大300μ以下なる微小の液滴にて添加した理
由は、SOxとNH4OHの反応生成物を同じように
生成させる場合、液滴の粒径が大なるほどその単
位液量当りの表面積は小さくなるので、ミスト表
面近傍の反応生成物濃度が上昇し、長時間滞溜に
よりNH3蒸発量が増加するため、SOxとNH4OH
の反応が液側拡散律速の関係から、SOxと
NH4OHの反応効率が低下するからである。すな
わちSOxが液中に拡散する前にミストが蒸発して
しまい、そのため反応効率が低下するものであ
る。そこで液滴の蒸発速度及びSOxのアンモニア
水への瞬間拡散速度との関係が必要であるため蒸
発速度又はSOx拡散速度とミスト径との関係を第
２図に示す。第２図によれば排ガス温度300℃で
は液滴径300μにおいて、蒸発速度がSOx拡散速
度より大となる。すなわち排ガス温度300℃では
300μ以下のミスト径であれば常にSO2がミスト
全体に拡散するに必要な時間より蒸発完了時間が
大なる関係が曲線で示されている。勿論排ガス温
度150℃や200℃に於いては常にSO2がミスト全体
に拡散するに必要な時間より大である。この関係
から排ガス温度を150〜300℃に限定した場合には
第２図よりミスト径の最大は300μを限度とする
必要がある。
１図は本発明に係る工程図を示す。燃焼装置１よ
り発生したNOx及びSOxを含有する燃焼排ガスを
煙道２を通つて脱硝触媒塔７を送る際の煙道２の
脱硝触媒塔７との一定距離を有する個所にアンモ
ニア水注入パイプ３を設け、該パイプ３をアンモ
ニア水タンク４と連設し、ポンプ５を介して噴出
ノズル６より煙道２の本発明の目的を達成する適
所にアンモニア水をミスト状にて添加する。前記
煙道中に導入された排ガスはSOxとアンモニア水
とを反応させて硫安系化合物を生成せしめること
によつて触媒層８の表面でのSOxとアンモニアと
の反応を防止した上で前記脱硝触媒塔７内に送ら
れ、次いで当該触媒塔７内で排ガス中のNOxを
除去した後煙道１０を介して煙突９から放散され
る。以上の工程のように排ガス中のSOxを予めア
ンモニアと反応させることにより、触媒表面に
SOxが達しないようにすると共に、前記反応生成
物は常時系外に取り出すことなく、引き続き脱硝
を行なうもので、このためには排ガスの温度の低
下を極力防止する必要から最低必要量のアンモニ
ア水を気流に乗せて有効に反応させるよう微小の
液滴にて導入させる。アンモニア水を粒子の大き
さ最大300μ以下なる微小の液滴にて添加した理
由は、SOxとNH4OHの反応生成物を同じように
生成させる場合、液滴の粒径が大なるほどその単
位液量当りの表面積は小さくなるので、ミスト表
面近傍の反応生成物濃度が上昇し、長時間滞溜に
よりNH3蒸発量が増加するため、SOxとNH4OH
の反応が液側拡散律速の関係から、SOxと
NH4OHの反応効率が低下するからである。すな
わちSOxが液中に拡散する前にミストが蒸発して
しまい、そのため反応効率が低下するものであ
る。そこで液滴の蒸発速度及びSOxのアンモニア
水への瞬間拡散速度との関係が必要であるため蒸
発速度又はSOx拡散速度とミスト径との関係を第
２図に示す。第２図によれば排ガス温度300℃で
は液滴径300μにおいて、蒸発速度がSOx拡散速
度より大となる。すなわち排ガス温度300℃では
300μ以下のミスト径であれば常にSO2がミスト
全体に拡散するに必要な時間より蒸発完了時間が
大なる関係が曲線で示されている。勿論排ガス温
度150℃や200℃に於いては常にSO2がミスト全体
に拡散するに必要な時間より大である。この関係
から排ガス温度を150〜300℃に限定した場合には
第２図よりミスト径の最大は300μを限度とする
必要がある。
次に排ガス温度を150℃〜300℃に限定した理由
は、150℃未満では触媒の脱硝性能は低下し目的
とする脱硝効果が全く得られない。
は、150℃未満では触媒の脱硝性能は低下し目的
とする脱硝効果が全く得られない。
また300℃を越える範囲では、反応生成物であ
る硫安系化合物が分解し、また第２図に示される
ようにSO2がミスト全体に拡散する速度よりもミ
ストの蒸発速度の方が速くなるためNH4OHの有
効利用分が減少してミスト中でのSO2とNH4OH
との速い反応が制約されるので、SOxが触媒表面
に達してNOxの無害化の効率が著しく低下する
ためである。更に触媒に到達するまでに少なくと
も２秒〜10秒を要する部位とした理由は、触媒に
ミストが到達するとその蒸発潜熱により触媒の温
度が低下し、また液滴の触媒表面への付着により
NOxとNH3の吸着を妨げ、触媒能を極端に低下さ
せるものである。そこで第２図にも示すように
300μのミストが300℃で完全に蒸発する時間は２
秒であり、かつ300μのミストが150℃で完全に蒸
発する時間は約10秒となる。この関係から排ガス
の温度を150℃〜300℃の範囲内においては、２秒
〜10秒であることから触媒に到達する前２秒〜10
秒の位置に於いて少くとも添加する必要がある。
る硫安系化合物が分解し、また第２図に示される
ようにSO2がミスト全体に拡散する速度よりもミ
ストの蒸発速度の方が速くなるためNH4OHの有
効利用分が減少してミスト中でのSO2とNH4OH
との速い反応が制約されるので、SOxが触媒表面
に達してNOxの無害化の効率が著しく低下する
ためである。更に触媒に到達するまでに少なくと
も２秒〜10秒を要する部位とした理由は、触媒に
ミストが到達するとその蒸発潜熱により触媒の温
度が低下し、また液滴の触媒表面への付着により
NOxとNH3の吸着を妨げ、触媒能を極端に低下さ
せるものである。そこで第２図にも示すように
300μのミストが300℃で完全に蒸発する時間は２
秒であり、かつ300μのミストが150℃で完全に蒸
発する時間は約10秒となる。この関係から排ガス
の温度を150℃〜300℃の範囲内においては、２秒
〜10秒であることから触媒に到達する前２秒〜10
秒の位置に於いて少くとも添加する必要がある。
以下本発明に係る実施例を説明する。
実施例 １
排ガスのNOx濃度200ppm、SOx濃度30ppm排
ガス温度200℃、排ガス流量200Nm3／Ｈなる排ガ
スの煙道中にアンモニア注入濃度250ppmアンモ
ニア液滴径200μのミストを脱硝触媒塔より10秒
前個所に添加注入した。その結果、初期の脱硝率
は95％であり触媒表面への硫安系化合物の付着は
10時間経過後でも、僅かに検出されるのみであ
り、脱硝率低下もみられなかつた。
ガス温度200℃、排ガス流量200Nm3／Ｈなる排ガ
スの煙道中にアンモニア注入濃度250ppmアンモ
ニア液滴径200μのミストを脱硝触媒塔より10秒
前個所に添加注入した。その結果、初期の脱硝率
は95％であり触媒表面への硫安系化合物の付着は
10時間経過後でも、僅かに検出されるのみであ
り、脱硝率低下もみられなかつた。
実施例 ２
排ガスのNOx濃度200ppm、SOx濃度30ppm排
ガス温度300℃排ガス流量200Ncm3／Ｈなる排ガス
の煙道中にアンモニア注入濃度200ppm、アンモ
ニア液滴径300μのミストを脱硝触媒塔より２秒
前個所にて添加注入した。その結果、脱硝率は97
％であり触媒表面への硫安系化合物の付着は10時
間使用するも僅かに検出されるのみであつた。
ガス温度300℃排ガス流量200Ncm3／Ｈなる排ガス
の煙道中にアンモニア注入濃度200ppm、アンモ
ニア液滴径300μのミストを脱硝触媒塔より２秒
前個所にて添加注入した。その結果、脱硝率は97
％であり触媒表面への硫安系化合物の付着は10時
間使用するも僅かに検出されるのみであつた。
以上の如く従来の添加方法に比較して触媒性能
は低温でも長時間にわたつて、高脱硝率を維持し
うるので、脱硝エネルギーコストおよび触媒再生
コストを格段に低減させることが可能になつた。
は低温でも長時間にわたつて、高脱硝率を維持し
うるので、脱硝エネルギーコストおよび触媒再生
コストを格段に低減させることが可能になつた。
第１図は本発明に係る工程図、第２図は蒸発完
了時間又はSO2拡散完了時間とミスト径との関係
曲線を示す。 １……燃焼装置、２……煙道、３……アンモニ
ア水注入パイプ、４……アンモニア水タンク、５
……ポンプ、６……噴出ノズル、７……脱硝触媒
塔、８……触媒層、９……煙突、１０……煙道。
了時間又はSO2拡散完了時間とミスト径との関係
曲線を示す。 １……燃焼装置、２……煙道、３……アンモニ
ア水注入パイプ、４……アンモニア水タンク、５
……ポンプ、６……噴出ノズル、７……脱硝触媒
塔、８……触媒層、９……煙突、１０……煙道。
Claims (1)
- １ NOx及びSOxを含有する燃焼排ガス中のNOx
を脱硝触媒の存在下で接触的に還元除去する処理
工程において、還元剤としてのアンモニア水を粒
子の大きさ最大300μ以下のミスト状態で150℃〜
300℃の排ガス中に、触媒に達する時間が少なく
とも２秒〜10秒前の部位で添加することにより触
媒表面でのSOxとアンモニアとの反応を防止しな
がらNOxを除去することを特徴とする燃焼排ガ
スの処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4503478A JPS54136572A (en) | 1978-04-17 | 1978-04-17 | Treating method for combustion exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4503478A JPS54136572A (en) | 1978-04-17 | 1978-04-17 | Treating method for combustion exhaust gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54136572A JPS54136572A (en) | 1979-10-23 |
| JPS628203B2 true JPS628203B2 (ja) | 1987-02-21 |
Family
ID=12708050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4503478A Granted JPS54136572A (en) | 1978-04-17 | 1978-04-17 | Treating method for combustion exhaust gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54136572A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5573329A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-03 | Hitachi Ltd | Treatment of exhaust gas which contains nitrogen oxide |
| JPH0634902B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1994-05-11 | 日本鋼管株式会社 | 排ガスの脱硝方法 |
-
1978
- 1978-04-17 JP JP4503478A patent/JPS54136572A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54136572A (en) | 1979-10-23 |
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