JP2002361098A - 脱硝用触媒構造体およびこれを用いた排ガス脱硝方法 - Google Patents
脱硝用触媒構造体およびこれを用いた排ガス脱硝方法Info
- Publication number
- JP2002361098A JP2002361098A JP2001171588A JP2001171588A JP2002361098A JP 2002361098 A JP2002361098 A JP 2002361098A JP 2001171588 A JP2001171588 A JP 2001171588A JP 2001171588 A JP2001171588 A JP 2001171588A JP 2002361098 A JP2002361098 A JP 2002361098A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- denitration
- gas
- sheet
- exhaust gas
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 178
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 title abstract 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 93
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 53
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 8
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 2
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 2
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 2
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 102100033041 Carbonic anhydrase 13 Human genes 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000867860 Homo sapiens Carbonic anhydrase 13 Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- ALTWGIIQPLQAAM-UHFFFAOYSA-N metavanadate Chemical compound [O-][V](=O)=O ALTWGIIQPLQAAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
く、低温活性に優れた、排ガス脱硝方法を提供するこ
と。 【解決手段】 繊維シートに脱硝触媒成分を担持した、
ガス透過性の触媒シートを折り曲げて所定長さの平面部
が段差部の間隔を保って複数重なるように形成した断面
凹凸状の触媒シート成形体の平面部相互間に断面波形の
スペーサを挟持させ、このスペーサと触媒シートとの隙
間およびこの隙間から触媒シートを貫通して隣接するス
ペーサと触媒シートとの間の隙間に到るガス流路を形成
した脱硝用触媒構造体を、その触媒シート平面部がガス
流通方向に沿うように排ガス煙道内に設置し、必要に応
じて排ガス中のNO2 濃度を増大させたのち、被処理排
ガスをNH3 と共に上記触媒構造体に流入させ、脱硝触
媒の存在下被処理ガス中のNOxをNH3 と接触させて
還元、処理する。
Description
およびこれを用いた排ガス脱硝方法に係り、特に250
℃以下の低温性能に優れた脱硝用触媒構造体およびこれ
を用いた排ガス脱硝方法に関する。
選択的接触還元脱硝法は、発電所、各種工場、ディーゼ
ルエンジンなどから排出される排煙中の窒素酸化物(N
Ox)の処理方法として広く実用化されており、特に火
力発電所における排煙脱硝法の主流となっている。NH
3 を還元剤とした選択的接触還元脱硝法では、一般に、
バナジウム(V)、モリブデン(Mo)またはタングス
テン(W)の酸化物を活性成分とした酸化チタン(Ti
O2)系触媒を板状、ハニカム状、粒状などに成形し、こ
の触媒成形体を充填した脱硝触媒層にNH3 と共に排ガ
スを導入し、250〜400℃の温度域で排ガスに含ま
れるNOxを還元、無害化するものであり、処理温度3
50℃近辺の中温脱硝が主流となっていた。
脱硝反応温度を低温化することへの要望が高まってい
る。特に、ボイラのように高温の排ガス源を容易に得ら
れない産業排ガスや、ごみ焼却炉排ガス、廃熱回収ボイ
ラ(HRSG)出口ガス等の脱硝処理では、排ガスを脱
硝反応温度、例えば350℃まで加熱するためには多く
のエネルギーを必要とし、また環境上の問題が発生する
おそれもあるために、低温活性の高い脱硝触媒および脱
硝技術への要望が高まっており、プラズマや無機燐を用
いる方法等も検討されている。
酸化物を脱硝活性成分とする触媒を用いた排ガス脱硝方
法に加え、被処理ガス中の二酸化窒素(NO2 )濃度を
高めて触媒の低温活性を向上させる方法、およびこの方
法と、バグフィルタに脱硝触媒成分を担持した高活性の
触媒とを組み合わせた脱硝方法を提案した。このような
従来技術に関するものとして、例えば特開平9−290
136号公報等が挙げられる。
ウム(V)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)
等を活性成分とする脱硝触媒を用いる方法は、反応温度
が250℃以下になると急激に脱硝活性が低下し、例え
ば150℃で運転しようとすると350℃で運転する場
合の約10倍の触媒量が必要となるなど実用性に欠ける
という問題があった。一方、脱硝触媒成分をバグフィル
タに担持した触媒と被処理ガス中のNO2濃度をコント
ロールする(増加させる)技術とを組合わせた方法は低
温における触媒単位面積当たりの性能が優れているので
触媒使用量は少なくなるが、触媒面積を大きくしようと
すると装置が大きくなって設置場所が制約される等の問
題があり、広く実用化されるまでには至っていない。
鑑み、少ない触媒量で高い脱硝活性が得られると共に、
設置スペースの制約をなくして実用性の高い、コンパク
ト、かつ例えば200℃以下の低温活性に優れた脱硝用
触媒構造体およびこれを用いた排ガス脱硝方法を提供す
ることにある。
め、本発明者は、各種触媒構造と脱硝活性との関係等に
ついて鋭意研究した結果、脱硝触媒成分を担持した網状
の触媒シートを順次一方向に連続2回、逆方向に連続2
回、繰り返し折り曲げて所定長さの平面部が段差部の間
隔を保って幾重にも重なるように形成した断面凹凸状の
触媒シート成形体の前記平面部相互間に金属、セラミッ
クスまたは有機樹脂の平板または網状物を断面波形に成
形したスペーサを挟持させ、該スペーサと前記触媒シー
トの平面部との隙間および該隙間から前記触媒シートの
平面部を透過して隣接するスペーサと触媒シート平面部
との間の隙間に到るガス流路を形成することにより、脱
硝用触媒と排ガスとの接触効率が向上し、高活性の脱硝
用触媒構造体が得られること、およびこの脱硝用触媒構
造体を用いた排ガス脱硝方法において、触媒構造体に流
入する排ガス中のNO2 濃度を高めて脱硝活性を向上さ
せる方法とを組み合わせることにより、処理温度200
℃以下でも排ガス中のNOxが効率よく分解、除去され
ることを見出し、本発明に到達した。
下のとおりである。 (1)無機繊維または有機繊維製の織布または不織布シ
ートに脱硝触媒成分を担持した、ガス透過性の触媒シー
トを順次一方向に連続2回、逆方向に連続2回、折り返
す操作を繰り返して所定長さの平面部が段差部の間隔を
保って複数重なるように形成した断面凹凸状の触媒シー
ト成形体の前記平面部相互間に金属、セラミックスまた
は有機樹脂の平板を断面波形に成形したスペーサを挟持
させ、該スペーサと前記触媒シートの平面部との隙間お
よび該隙間から前記触媒シート平面部を透過して隣接す
るスペーサと触媒シート平面部との間の隙間に到るガス
流路を形成したことを特徴とする脱硝用触媒構造体。
セラミックスまたは有機樹脂からなる平板状網状物の成
形体であることを特徴とする上記(1)に記載の脱硝用
触媒構造体。 (3)前記断面波形のスペーサに、脱硝触媒成分を担持
させたことを特徴とする上記(1)または(2)に記載
の脱硝用触媒構造体。 (4)前記脱硝触媒成分が、チタン(Ti)、モリブデ
ン(Mo)、タングステン(W)およびバナジウム
(V)の酸化物のうち少なくとも一種を含有することを
特徴とする上記(1)〜(3)の何れかに記載の脱硝用
触媒構造体。
の脱硝用触媒構造体を用いた排ガス脱硝方法において、
前記触媒構造体を、該触媒構造体の触媒シートの平面部
がガス流通方向に沿うように排ガス煙道内に設置し、被
処理ガスを、前記触媒構造体の上流部で導入されるアン
モニア(NH3 )と共に触媒構造体に流入させ、脱硝触
媒の存在下前記アンモニアと接触させて被処理ガス中に
含まれる窒素酸化物(NOx)を還元処理することを特
徴とする排ガス脱硝方法。
処理ガス中の二酸化窒素(NO2 )濃度を増加させるこ
とを特徴とする上記(5)に記載の排ガス脱硝方法。 (7)前記被処理ガス中の二酸化窒素(NO2 )濃度を
増加させる方法が、排ガス中にオゾン、硝酸、硝酸アン
モニウムのような酸化剤を吹き込んで被処理ガスに含ま
れる一酸化窒素(NO)をNO2 に酸化する方法、また
は前記被処理ガスを酸化触媒と接触させて被処理ガス中
のNOをNO2 に酸化する方法であることを特徴とする
上記(6)に記載の排ガス脱硝方法。
脱硝用触媒構造体の説明図、図2は、図1の触媒構造体
における排ガス流通状況を示す説明図である。図1にお
いて、この触媒構造体は、無機繊維または有機繊維製の
織布または不織布シートに脱硝触媒成分を担持した、ガ
ス透過性の触媒シート1を順次一方向に連続2回、逆方
向に連続2回、繰り返し折り曲げて所定長さの平面部1
1が段差部12の間隔を保って複数重なるように形成し
た断面凹凸状の触媒シート成形体の前記平面部11相互
間に金属、セラミックスまたは有機樹脂の平板を断面波
形に成形した入口部スペーサ2および出口部スペーサ3
を挟持させ、入口部スペーサ2または出口部スペーサ3
と前記触媒シート1の平面部11との隙間および入口部
スペーサ2と触媒シート1の平面部11との間の隙間か
ら前記触媒シート1の平面部11を透過して出口部スペ
ーサ3と触媒シート1の平面部11との間の隙間に到る
ガス流路を形成したものである(図2参照)。
有機シート状物に脱硝触媒成分を担持した触媒シート1
と、該触媒シート1の平面部11を貫通してガスが流れ
るようにするための入口部スペーサ2および出口部スペ
ーサ3とから主としてなり、触媒シート1に入口部スペ
ーサ2および出口部スペーサ3が交互に挟まれて積層さ
れた構造になっている。
処理排ガス8は、図2に示したように例えば還元剤とし
てのNH3 と共に入口部スペーサ2と触媒シート1とで
形成される間隙に流入したのち、触媒シート1の平面部
11の網目を貫通して出口部スペーサ3と触媒シート1
の平面部11とで形成される間隙に流れ、被処理排ガス
8に含まれるNOxは、図4に示したような触媒シート
1に担持された脱硝触媒成分粒子10の存在下、NH3
と効率よく接触、反応して無害な窒素と水に分解する。
なお、図4中9は、繊維物質である。
ート1の平面部11の網目を貫通して流通するので、前
記被処理ガス8と触媒粒子10との接触効率が著しく向
上し、触媒反応が促進される。
び出口部スペーサ3にも触媒成分を担持させることが好
ましい。これによって触媒シート1の平面部11を通過
する際だけでなく、入口部スペーサ2および出口部スペ
ーサ3と触媒シート1とで形成された流路を通過する過
程でも脱硝反応が進行し、より高い脱硝性能が得られ
る。
ート状物としては、例えば厚さ0.2〜6mmのガス透
過性の無機繊維または有機繊維製の織布または不織布シ
ートが用いられる。無機繊維としてはガラス繊維、シリ
カ繊維、シリカアルミナ繊維など、有機繊維としてはフ
ッ素樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維など使用温度で酸化
による劣化を生じにくいものが用いられる。このような
シート状物に担持される脱硝触媒成分としては、酸化チ
タン、酸化バナジウム、酸化モリブデンおよび酸化タン
グステンのうち少なくとも1種を含むものが用いられ、
好ましくは酸化チタンに活性成分として酸化バナジウ
ム、酸化モリブデンまたは酸化タングステンを担持した
触媒成分が用いられる。触媒成分の担持量は、例えば5
0〜500g/m2 である。
口部スペーサとしては、例えば金属、セラミックスまた
は有機樹脂製の薄板を波形に成形したもの、金属網、メ
タルラス、セラミックスからなる無機網状物等または有
機網状物を波形に形成したものが使用されるほか、これ
らに上記脱硝用触媒成分を担持したものが使用される。
波板状触媒、または波板状の網状物からなる触媒をスペ
ーサとして用いることにより、同一触媒量における触媒
構造体全体としての体積を小さくすることができるの
で、コンパクトな脱硝装置を実現することができる。
特に限定されないが、波部の高さを2〜30mmとする
ことによりコンパクトな脱硝装置を構成し易くなる。ス
ペーサの配置方向は、線条につけた波がガスの流通方向
であること、すなわち各波形の稜線が被処理ガスの流通
方向に沿うように配置することが好ましいが、スペーサ
が網状物からなる波形である場合には、ガス流が網目を
貫通できるので配置方向はいずれの方向であってもよ
い。この場合、入口部スペーサの凸部または凹部に対
し、出口部スペーサの凸部または凹部が、横方向から見
て交差するように配置することにより、ガス流を乱して
接触効率を高める効果とガスの均一攪拌効果の両方が期
待できるのでより好ましい。
脱硝方法において、脱硝用触媒構造体の上流側において
排ガス中の二酸化窒素(NO2 )含有量を増加させるこ
とが好ましい。これによって触媒構造体の低温脱硝活性
が向上する。
る脱硝装置の説明図である。図において、排ガス煙道4
の所定位置に図1の脱硝用触媒構造体5が設置されてお
り、この触媒構造体5の排ガス流通方向上流側には排ガ
ス8の流通方向に沿って順次NO2 濃度の増加手段6お
よびNH3 注入手段7が設けられている。
の増加手段6によってNO2 濃度が、例えばNOとほぼ
同一の濃度となるまで増加された窒素酸化物含有排ガス
8はNH3 注入手段7から注入される所定量のNH3 と
共に脱硝用触媒構造体5に流入し、排ガス中のNO2 1
モルとNO1モルが2モルのNH3 と素早く反応し、N
2 とH2 Oとが生成する。
増加させる方法としては、例えば(1)オゾンの添加によ
り排ガス中のNOの一部をNO2 に酸化させる方法、
(2)硝酸または硝酸アンモニウムを添加し、硝酸とNO
からNO2 を生成させる方法、(3)貴金属触媒などの酸
化触媒を設置し、排ガス中のNOをNO2 に酸化する方
法または(4)排ガス中に外部からNO2 を吹き込む方法
を採用することができる。
加されるとこれが触媒と接触することにより排ガスに含
まれるNOの一部は次の反応により酸化されてNO2 が
生成する。
NH3 と反応し(下記、4式)、無害な窒素と水にな
る。下記4式の反応は通常の脱硝反応であるNOとNH
3 の反応(下記5式)に比べ極めて早く、例えば150
〜200℃の範囲における反応速度比は4〜5倍にな
る。
うな特定構造にしたことによるコンパクト、かつ排ガス
と脱硝触媒成分との接触効率向上効果と、排ガス中のN
O2 濃度増加による脱硝反応速度比増大効果との相乗効
果により、例えば200℃程度の低温であっても、従来
技術を用いた350℃における脱硝処理の場合に比べて
より少ない触媒量で効率よくNOxを分解、処理するこ
とができる。
説明する。
量:3wt%)1.5kg、モリブデン酸アンモニウム((N
H4)6 ・Mo7 O24・4H2 O)188g 、メタバナジ
ン酸アンモニウム(NH4 VO3)175g 、および蓚酸
(H2 C2 O4 ・2H2 O)226g に水を加えて加
熱、混練して粘土状物質を得た。これを3φの柱状に押
し出し成形した後、流動層乾燥機で乾燥し、500℃で
2時間焼成し、得られた焼成物をハンマーミルを用いて
1μm 以下の粒径が60%以上の粉末となるように粉砕
し、触媒粉末を得た。この触媒粉末10kgを水50kgに
分散させて担持用触媒スラリとした。
不織布(厚み2mm、重量密度520g/m2)を用意し、
これを上記スラリ中に浸漬した後150℃で乾燥し、触
媒担持量400g/m2の触媒担持フィルタ(触媒シート)
を調製した。
m幅のSUS430の平板に山高さ4mm、山底辺12
mmの波形を多数形成し、長さ500mmに切断して入
口部および出口部スペーサとし、このスペーサを挟みな
がら上記触媒シートを屏風状に折り曲げて積層し、枠に
組み込んで図1のような触媒構造体を得た。
製帯鋼をメタルラス加工した金属基板に、酸化チタン粉
末20kgにモリブデン酸アンモニウム((NH4) 6 ・Mo
7 O24・4H2 O)を2.5kg、メタバナジン酸アンモ
ニウム2.33kg、蓚酸3.0kg、無機繊維(商品名カ
オウール)4.8kgとに水を加えてニーダで混練した、
水分33%の基材用ペーストをローラを用いて塗布し、
その後、実施例1のスペーサと同様の山形を成形し、5
00℃で2時間焼成したスペーサを用いた以外は、上記
実施例1と同様にして実施例2の触媒構造体を得た。
、厚み0.5mmのEガラス繊維不織布を用いた以外
は、上記実施例1と同様にして70g/m2で触媒成分が担
持された触媒シートを得た。
00本の撚糸を10本/25.4mmの荒さで平織りし
た網状物にチタニア40%、シリカゾル20%、ポリビ
ニールアルコール1%のスラリを含浸し、150℃で乾
燥して剛性を持たせて触媒基材とし、この触媒基材二枚
の間に上記実施例2で用いた基材用ペーストを置き、圧
延ローラを通すことにより酸化チタン、酸化モリブデン
および酸化バナジウムを活性成分とする厚み0.7mm
の板状触媒を得、これを加熱成形金型により実施例1の
スペーサと同様の山形を成形し、500℃で2時間焼成
して入口部および出口部スペーサとし、このスペーサを
挟みながら上記触媒シートを屏風状に折り曲げて図1に
示したように複数積層し、枠に組み込んで実施例3の触
媒構造体とした。 実施例4 実施例2で用いた厚さ0.2mmのSUS製帯鋼をメタ
ルラス加工した金属基板にプレス加工により実施例1の
スペーサと同様の波形を形成して波形基材とし、この波
形基材を実施例1の触媒シートの作成に用いた触媒スラ
リ中に浸漬した後、エアーブローしてラス目間の余剰ス
ラリを吹き飛ばして網目を貫通させ、乾燥し、500℃
で2時間焼成し、得られた触媒担持網状スペーサを、実
施例1で用いた触媒シートに挟みながら該触媒シートを
屏風状に折り曲げて複数積層し、触媒枠に組み込んで実
施例4の触媒構造体とした。
触媒シートを用いた以外は、上記実施例4と同様にして
実施例5の触媒構造体とした。
7mmの板状触媒を加熱成形金型に供給して高さ3mm
の波形を多数形成したのち乾燥し、500℃で2時間焼
成し、得られた波形板状触媒を積層し、図5に示したよ
うな流路形状を有する、パラレルフロー形の触媒構造体
とした。
の性能を比較するため、実施例1〜5の触媒シートを5
0cm2 の大きさに切り出し、表1および表2に示す組成
のガスAおよびBをフィルタ面に直交する方向に1m/mi
n の速度で流しながら180℃における脱硝率を測定し
た。
触媒を20mm×100mmに切り出し、これらテスト
ピースの表1および表2に示すガスに対する脱硝活性を
表3の条件で測定した。
0,000 h-1、180℃で脱硝処理した場合の脱硝率
を試算し、結果を表4に示した。
は、比較例1に比べて高く、180℃という低温でも実
用に耐え得る性能を有していることが分かる。特に、N
O2 /NOモル比を1近くに維持した場合(表2のガス
組成)では、その性能が飛躍的に向上し、本発明の触媒
構造体と、被処理ガス中のNO濃度を増加させてNO2
/NOモル比を調節する方法とを組み合わせた脱硝方法
は低温脱硝に適することが分かる。
触媒構造体をコンパクト化できるうえ、被処理ガスが触
媒シートの平面部を貫通して流通するので、被処理ガス
と脱硝触媒との接触効率が向上する。
記発明の効果に加え、被処理ガスの均一攪拌効果が向上
する。
記発明の効果に加え、同一体積内の触媒量が増加するの
で、脱硝効率がより向上するとともに、同一触媒量であ
れば、触媒構造体全体としての体積をよりコンパクトに
することができる。
記発明の効果に加え、特定成分の脱硝触媒成分による脱
硝性能が発揮される。
定構造の触媒構造体を用いることにより排ガス中のNO
xを効率よく分解除去することができる。
定構造の触媒構造体を用いることによる接触効率の向上
と、排ガス中のNO2 濃度を増加させることによる、脱
硝反応速度増大効果との相乗効果により、低温でも高い
脱硝性能を実現することができ、例えば反応温度200
℃以下の低温脱硝においても、従来技術における350
℃の場合と同程度の触媒量で済むコンパクトな脱硝装置
が実現できる。
記発明と同様の効果が得られ、例えば排ガスの予熱など
無駄なエネルギー消費を低減でき、地球環境の保護に大
きく寄与することができる。
す説明図である。
説明図。
硝装置を示す説明図。
を拡大した模式図。
図。
ーサ、4…煙道、5…触媒構造体、6…NO2 濃度増加
手段、7…NH3 注入手段、8…排ガス流、9…繊維物
質、10…脱硝触媒成分粒子、11…触媒シートの平面
部、12…触媒シートの段差部。
Claims (7)
- 【請求項1】 無機繊維または有機繊維製の織布または
不織布シートに脱硝触媒成分を担持した、ガス透過性の
触媒シートを順次一方向に連続2回、逆方向に連続2
回、折り返す操作を繰り返して所定長さの平面部が段差
部の間隔を保って複数重なるように形成した断面凹凸状
の触媒シート成形体の前記平面部相互間に金属、セラミ
ックスまたは有機樹脂の平板を断面波形に成形したスペ
ーサを挟持させ、該スペーサと前記触媒シートの平面部
との隙間および該隙間から前記触媒シート平面部を透過
して隣接するスペーサと触媒シート平面部との間の隙間
に到るガス流路を形成したことを特徴とする脱硝用触媒
構造体。 - 【請求項2】 前記断面波形のスペーサが、金属、セラ
ミックスまたは有機樹脂からなる平板状網状物の成形体
であることを特徴とする請求項1に記載の脱硝用触媒構
造体。 - 【請求項3】 前記断面波形のスペーサに、脱硝触媒成
分を担持させたことを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の脱硝用触媒構造体。 - 【請求項4】 前記脱硝触媒成分が、チタン(Ti)、
モリブデン(Mo)タングステン(W)およびバナジウ
ム(V)の酸化物のうち少なくとも一種を含有すること
を特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の脱硝用触媒
構造体。 - 【請求項5】 請求項1〜請求項4の何れかに記載の脱
硝用触媒構造体を用いた排ガス脱硝方法において、前記
触媒構造体を、該触媒構造体の触媒シート平面部がガス
流通方向に沿うように排ガス煙道内に設置し、被処理ガ
スを、前記触媒構造体の上流部で導入されるアンモニア
と共に触媒構造体に流入させ、脱硝触媒の存在下前記ア
ンモニアと接触させて被処理ガス中に含まれる窒素酸化
物を還元処理することを特徴とする排ガス脱硝方法。 - 【請求項6】 前記脱硝用触媒構造体に流入する被処理
ガス中の二酸化窒素濃度を増加させることを特徴とする
請求項5に記載の排ガス脱硝方法。 - 【請求項7】 前記被処理ガス中の二酸化窒素濃度を増
加させる方法が、排ガス中にオゾン、硝酸、硝酸アンモ
ニウムのような酸化剤を吹き込んで被処理ガスに含まれ
る一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する方法、または前記
被処理ガスを酸化触媒と接触させて排ガス中の一酸化窒
素を二酸化窒素に酸化する方法であることを特徴とする
請求項6に記載の排ガス脱硝方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001171588A JP4864231B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 脱硝用触媒構造体およびこれを用いた排ガス脱硝方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001171588A JP4864231B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 脱硝用触媒構造体およびこれを用いた排ガス脱硝方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002361098A true JP2002361098A (ja) | 2002-12-17 |
JP4864231B2 JP4864231B2 (ja) | 2012-02-01 |
Family
ID=19013338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001171588A Expired - Fee Related JP4864231B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 脱硝用触媒構造体およびこれを用いた排ガス脱硝方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4864231B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006205061A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス中粒状物質除去用フィルタおよび排ガス浄化方法 |
JP2012173007A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Metawater Co Ltd | 熱電対、熱電対具備部材及びそれを用いたオゾン濃度計 |
KR102231930B1 (ko) * | 2019-10-15 | 2021-03-25 | 한국화학연구원 | 선택적 촉매 환원 방법 및 선택적 촉매 환원 시스템 |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001171588A patent/JP4864231B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006205061A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス中粒状物質除去用フィルタおよび排ガス浄化方法 |
JP2012173007A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Metawater Co Ltd | 熱電対、熱電対具備部材及びそれを用いたオゾン濃度計 |
KR102231930B1 (ko) * | 2019-10-15 | 2021-03-25 | 한국화학연구원 | 선택적 촉매 환원 방법 및 선택적 촉매 환원 시스템 |
WO2021075714A1 (ko) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | 한국화학연구원 | 선택적 촉매 환원 방법 및 선택적 촉매 환원 시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4864231B2 (ja) | 2012-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4293569B2 (ja) | 触媒構造体と被処理ガス浄化装置 | |
US6534022B1 (en) | Conversion of nitrogen oxides in the presence of a catalyst supported on a mesh-like structure | |
US7833932B1 (en) | Compositions and methods for treating exhaust gases | |
US20140154163A1 (en) | Ammonia oxidation catalyst | |
US20140212350A1 (en) | Ammonia oxidation catalyst | |
EP2144691B1 (en) | Apparatus and process for reducing the content of nitrogen oxides in exhaust gases of combustion systems | |
TW396052B (en) | Exhaust emission control catalyst element, catalyst structure, production method thereof, exhaust emission control apparatus and exhaust emission control method using the apparatus | |
KR20190135024A (ko) | 배기 가스 처리를 위한 촉매, 배기 시스템 및 방법 | |
JPH06319950A (ja) | 固体還元剤を用いる排煙脱硝方法および装置 | |
JPH05146634A (ja) | 脱硝機能を備えたアンモニア分解触媒および排ガス浄化方法 | |
JP4864231B2 (ja) | 脱硝用触媒構造体およびこれを用いた排ガス脱硝方法 | |
JPH105591A (ja) | 排ガス浄化用触媒およびそれを用いた排ガス浄化装置 | |
JP2008284506A (ja) | 排ガス浄化用触媒及びその製造方法と排ガスの処理方法 | |
JP5198744B2 (ja) | 触媒構造体 | |
JPH0587291B2 (ja) | ||
JP3512454B2 (ja) | 排ガス浄化触媒および排ガスの浄化方法 | |
JPH09150039A (ja) | 排ガス浄化装置と方法 | |
JP3745407B2 (ja) | 排ガス浄化触媒とその製造方法および排ガス浄化方法 | |
JP3759832B2 (ja) | 板状触媒構造体及び該触媒構造体を用いる触媒反応装置 | |
JP3256660B2 (ja) | アンモニア含有排ガスの浄化方法 | |
KR101298667B1 (ko) | 배기가스 정화장치 | |
US10737258B2 (en) | Honeycomb catalyst for removal of nitrogen oxides in flue and exhaust gasses and method of preparation thereof | |
JPH05329334A (ja) | 排ガスの浄化用触媒および排ガス浄化方法 | |
JPH0671187A (ja) | 排ガス浄化用触媒の製造方法および排ガス浄化方法 | |
EP1690586A1 (en) | Method for apparatus for treating ammonia-containing gas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080604 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100402 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111108 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111109 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |