JPS63287552A - 窒素酸化物除去剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は窒素酸化物除去剤に関する。

口、従来技術 環境保全のため、燃焼排ガス中に含まれる一酸化窒素（
Ｎｏ＞や二酸化窒素（ＮＯ２）等の窒素酸化物は、大気
中への放出に先立って窒素に還元し、無害化する必要が
ある。

工場での排ガス中の窒素酸化物を乾式で除去する方法と
しては、アンモニア（ＮＨ３）によル還元法が広く採用
されている。この方法では、有毒なアンモニアを使用す
るので、安全確保のために多大の注意が必要であって、
導入アンモニアの漏洩が大きな問題となり、窒素酸化物
除去システムのイニシャルコスト、ランニングコスト共
に高くなる。特に、住宅近辺や家庭内での燃焼排ガス中
の窒素酸化物除去には、アンモニア等の有毒還元ガスの
使用は安全性の観点から問題である。

還元ガスを使用しない窒素酸化物除去方法としては、活
性炭に窒素酸化物を吸着させる方法や、アルカリ金属や
遷移金属によって窒素酸化物を分解除去する方法がある
。しかしながら、上記吸着法では多量の活性炭を必要と
し、上記分解法では分解能力を高めるには排ガスを２５
０℃以上とする必要があり、酸素等の酸化性ガスの共存
下では、窒素酸化物の分解能力は高まるが、窒素酸化物
除去剤が着火するという問題が付き纏う。

ハ８発明の目的 本発明は、上記のような従来の窒素酸化物除去剤が有す
る問題点を解消し、２００〜４００℃のような比較的低
温から高温に至る温度範囲でも、外部から還元ガスを供
給することなく、また、酸素等の酸化性ガスを含有する
燃焼排ガス中の窒素酸化物を安定にかつ効率的に除去す
る窒素酸化物除去剤を提供することを目的としている。

二１発盟の構成 本発明は、炭素を主成分とし、アルカリ金属の１種又は
２種以上と、周期表ＩＢ族元素及びｎＢ族元素をも含む
遷移金属並びに錫からなる群から選ばれた１種又は２種
以上とを含有し、かつ、硫黄化合物によって部分的に安
定化された窒素酸化物除去剤（以下、単に除去剤と呼ぶ
。）に係る。

上記炭素としては、黒鉛、石炭、木炭、微品質炭素或い
は炭素を主成分とする物質が含まれ、中でも微品質炭素
に属する活性炭が好ましい。

また上記遷移金属としては、ニッケル、鉄、マンガン、
銅、亜鉛、コバルト、セリウム、ランタン、トリウム等
が好ましく使用できる。

ホ８発明の作用効果 本発明に基づく除去剤は、２００〜４００℃の範囲内の
温度でガス中の窒素酸化物除去に特に効果があり、酸素
のような酸化性ガスが含まれていても、その効果の低減
はない。この特異な効果は、炭素とアルカリ金属と遷移
金属との相乗作用により、更に強めることによるものと
考えられる。

更に、本発明に基づく除去剤は、硫黄化合物によって安
定化処理されている。この処理により、硫黄化合物が安
定な除去剤表面を形成する。その結果、この除去剤は、
部分的に被毒されて活性が若干低下するものの、この酸
化物の形成によって高温度或いは高酸素濃度下でも急激
な発熱が抑えられ、安定した窒素酸化物除去効果を示す
。従って、上記硫黄化合物のコントロールによって使用
条件に通した窒素酸化物除去剤がｔ’ｌＡ製可能である
。

へ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

まず、１４ｍ化物除去剤の好適な製造方法について説明
する。

炭素にアルカリ金属を添加するには、アルカリ金属の炭
酸塩、硝酸塩、酢酸塩、水酸化物等の溶液中に炭素を浸
漬する方法によることができる。

更に遷移金属等を添加するには、遷移金属等の酢酸塩、
炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等の溶液中にアルカリ金属を
担持させた炭素を浸漬してから乾燥する。また、フェロ
シアン化アルカリ等の溶液に炭素を浸漬し、乾燥する方
法によることもできる。

上記のようにして製作した除去剤は、使用温度と排ガス
中の酸化性ガス含有量とに対応して亜硫酸ガス（ＳＯ２
）などの硫黄化合物で処理し、調整する。

特に、着火し易い条件下で使用する場合は、アルカリ金
属の添加量を減らしたり、アルミナやチタニア等の耐熱
性物質と複合化してから前記のような安定化処理を施す
ことが有効である。このような除去剤では、２５容積％
以下の酸素を含む排ガスの処理を４５０℃迄行うことが
可能になる。

以下、具体的な実施例について説明する。

実上皿上 市販の活性炭に、カリウム次いでセリウム、マンガンを
含浸させた除去剤を用意した。この除去剤は、Ｋ２ＣＯ
３の溶液に活性炭を浸漬し乾燥した物をセリウム、マン
ガンの酢酸溶液に浸漬してから再び空気中で乾燥して製
造した。以下、このような除去剤をＣ／　Ｋ　／　Ｃｅ
　／　Ｍ　ｎのように表す。

上記のようにして製造した除去剤は、石英管容器に装填
され、約１００　ｐｐｍの亜硫酸ガスを含む窒素気流中
（流量２１　／ｍｉｎ　、温度２００℃）で１時間以上
の処理を施された後、使用排ガス温度以上の窒素気流中
で１時間処理された。

この除去剤１２ｍ１！　（見掛は容積）を内径２５１重
の石英管内にガラスウールを用いて固定し、室温でＮＯ
３００容積ｐｐｍ　、　Ｃｏ　ｚｌＯ容積％、Ｈ２Ｏ１
０容積％、酸素５容積％、残部実質的に窒素からなるガ
スを通じた後、除去剤充愼層へのガス流量を２４！／ｍ
ｉｎに調整した。その後所定の反応温度迄昇温し、ガス
中のＮＯ濃度変化を化学発光法ＮＯｘ分析計を用いて測
定した。

第１図に反応温度を２００℃、３００℃、４００℃とし
、１０時間反応させたときのＮｏ除去率を示す。

Ｎｏ除去率は、反応開始後１．５〜２．５時間経過後は
略一定の値が維持されていた。

第１図から解るように、本例で使用した除去剤は、還元
ガスの供給を必要とせず、３００℃、空間速度（還元剤
充填容積基準）　１００００　ｈｒ−”の条件下で、酸
素を含有するガス中のＮｏの除去率約３０％を１０時間
に亘って維持している。この除去剤は、反応温度を上げ
ると除去効果が増大し、反応温度４００℃で約８０％の
Ｎｏ除去率を示した。

側罰肌ｌ 前記実施例１に於けると同様にして、Ｃ／に／Ｚ　ｎ　
／　Ｓ　ｎ除去剤を製造し、同様の安定化処理を施した
。

この除去剤を使用して、前記実施例１に於けると同様の
試験を行った。この例でも前記実施例１に於けると同様
に、１．５〜２．５時間経過後は略一定のＮｏ除去率を
示した。

１０時間経過時点での反応温度とＮｏ除去率との関係は
、第１図中に併記しである。この例でも、反応温度４０
０℃でも安定なＮｏ除去効果を示している。更に特性を
上げるには、使用前の熱処理温る。

ス】１連１ 前記実施例１に於けると同様にしてＣ／に／Ｃｕ／　Ｍ
　ｎ除去剤を製造し、同様の処理を施した。

このＣ／　Ｋ　／　Ｃｕ　／　Ｍ　ｎ除去剤を使用し、
反応温度を３５０℃とし、ガス中の酸素濃度を４〜２０
容積％の間で変化させ、その他は前記実施例１に於ける
と同様の試験を行った。

試験結果は第２図に示す通りである。

Ｃ／　Ｋ　／　Ｃｕ　／　Ｍ　ｎ除去剤では、ガスの酸
素濃度が高くなる程ＮＯ除去率が高くなることが解る。

ガス中の酸素濃度に対するこのような傾向は、本発明に
基づく除去剤に共通して見られる傾向である。

実１超を上 前記実施例１に於けると同様にして調整したＣ／　Ｃｓ
　／　Ｚ　ｎ　／　Ｔ　ｈを、ｒ−ＡｌｚＯ３（２０重
量％）と水ガラスを結合剤として複合化して除去剤を調
製した。この除去剤を前記実施例１と同様の安定化処理
を行い、２５０〜４５０℃での排ガス中のＮｏ除去効果
を調べた。結果は第３図に示す通りである。

災見桝ｌ 前記実施例１に於けると同様にして調製したＣ／　Ｎ　
ａ　／　Ｆ　ｅ　／　Ｚ　ｎを、ｒ−ＡｌｚＯ３（２０
重量％）と水ガラスを結合剤として複合化して除去剤を
調製した。この除去剤を前記実施例１と同様の安定化処
理を行い、２５０〜４５０℃での排ガス中のＮｏ除去効
果を調べた。結果は第３図に併記しである。

実施例４．５共に、Ａｌ２Ｏ３との複合化を行って、Ｓ
Ｏ２処理したものは、Ｎｏ除去効果も大きな低下が見ら
れず、４５０℃でも除去剤の使用が可能だった。また、
結合剤としては、アルミナセメントなどの水硬性結合剤
でも優れた除去効果を示す。

なお、本発明にあって、窒素酸化物を除去すべきガス中
に含まれる酸化性ガスは、上記の酸素に限られるもので
はなく、例えば８２０２等が含有されているガス中の窒
素酸化物も同様に有効に除去できる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・ 第１図は反応温度とＮｏ除去率との関係を示すグラフ、 第２図はガス中の酸素濃度とＮｏ除去率との関係を示す
グラフ、 第３図は他の例による反応温度とＮｏ除去率との関係を
示すグラフ である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．炭素を主成分とし、アルカリ金属の１種又は２種以
   上と、周期表 I Ｂ族元素及びIIＢ族元素をも含む遷移
   金属並びに錫からなる群から選ばれた１種又は２種以上
   とを含有し、かつ、硫黄化合物によって部分的に安定化
   された窒素酸化物除去剤。