JP2003326135A - 排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＮＯｘを含む排ガス中にＮＯ2 とＮＨ3 を共存
させて接触アンモニア還元脱硝を行う際に、その脱硝率
を一定に制御して排ガスの浄化を低温で効率よく行うこ
とができる排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置を提
供する。 【解決手段】(1) 窒素酸化物を含む排ガスの煙道にアン
モニアと二酸化窒素を供給した後、該排ガスを触媒に接
触させて前記窒素酸化物を還元除去する排ガスの浄化方
法であって、前記二酸化窒素を、前記煙道に供給するア
ンモニアの一部を酸化触媒に接触させて製造し、かつ、
該二酸化窒素の製造に使用するアンモニア量に対する前
記煙道に供給するアンモニア量の割合をモル比で２〜
２．５となるように制御する排ガスの浄化方法。(2) 前
記煙道に供給する二酸化窒素の量を、前記排ガス中に含
まれる窒素酸化物の量に対して当モル以下となるように
制御することを排ガスの浄化方法。
させて接触アンモニア還元脱硝を行う際に、その脱硝率
を一定に制御して排ガスの浄化を低温で効率よく行うこ
とができる排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置を提
供する。 【解決手段】(1) 窒素酸化物を含む排ガスの煙道にアン
モニアと二酸化窒素を供給した後、該排ガスを触媒に接
触させて前記窒素酸化物を還元除去する排ガスの浄化方
法であって、前記二酸化窒素を、前記煙道に供給するア
ンモニアの一部を酸化触媒に接触させて製造し、かつ、
該二酸化窒素の製造に使用するアンモニア量に対する前
記煙道に供給するアンモニア量の割合をモル比で２〜
２．５となるように制御する排ガスの浄化方法。(2) 前
記煙道に供給する二酸化窒素の量を、前記排ガス中に含
まれる窒素酸化物の量に対して当モル以下となるように
制御することを排ガスの浄化方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排ガスの浄化方法お
よび排ガス浄化装置に係り、特に発電プラント用ボイ
ラ、ガスタービン、ゴミ焼却炉などの各種燃焼炉から排
出される排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニア
（ＮＨ3 ）を還元剤として低温で効率よく還元除去する
ことができる排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置に
関する。
よび排ガス浄化装置に係り、特に発電プラント用ボイ
ラ、ガスタービン、ゴミ焼却炉などの各種燃焼炉から排
出される排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニア
（ＮＨ3 ）を還元剤として低温で効率よく還元除去する
ことができる排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＮＯｘを含む排ガスを浄化す
る方法としては、排ガスにアンモニア（ＮＨ3 ）を注入
し、これを脱硝触媒に接触させて排ガス中のＮＯｘを窒
素（Ｎ 2 ）に還元して除去する接触アンモニア還元脱硝
法が知られている。また該脱硝法において、排ガス中に
酸化剤を注入し、該排ガスに含まれる一酸化窒素（Ｎ
Ｏ）の一部を二酸化窒素（ＮＯ2 ）に変換し、ＮＨ3 と
の反応性を向上させて低温脱硝反応を行わせる方法が提
案されている（特開昭５２−９４８６３号公報、特公昭
５６−５０６１３号公報、特開昭５４−２３０６８号公
報など）。上記脱硝反応は、下記（１）および（２）の
反応により行われ、またＮＯの各酸化剤による酸化は
（３）〜（５）の反応により行われるが、（１）の反応
が（２）の反応に比べて極めて速いため、排ガス中にＮ
ＯとＮＯ2 を共存させることにより、脱硝反応の温度を
１００〜３００℃に低減させることができる。
る方法としては、排ガスにアンモニア（ＮＨ3 ）を注入
し、これを脱硝触媒に接触させて排ガス中のＮＯｘを窒
素（Ｎ 2 ）に還元して除去する接触アンモニア還元脱硝
法が知られている。また該脱硝法において、排ガス中に
酸化剤を注入し、該排ガスに含まれる一酸化窒素（Ｎ
Ｏ）の一部を二酸化窒素（ＮＯ2 ）に変換し、ＮＨ3 と
の反応性を向上させて低温脱硝反応を行わせる方法が提
案されている（特開昭５２−９４８６３号公報、特公昭
５６−５０６１３号公報、特開昭５４−２３０６８号公
報など）。上記脱硝反応は、下記（１）および（２）の
反応により行われ、またＮＯの各酸化剤による酸化は
（３）〜（５）の反応により行われるが、（１）の反応
が（２）の反応に比べて極めて速いため、排ガス中にＮ
ＯとＮＯ2 を共存させることにより、脱硝反応の温度を
１００〜３００℃に低減させることができる。
【０００３】
〔脱硝反応〕
ＮＯ＋ＮＯ2 ＋２ＮＨ3 →２Ｎ2 ＋３Ｈ2 Ｏ （１）
ＮＯ＋ＮＨ3 ＋１／４Ｏ2 →Ｎ2 ＋３／２Ｈ2 Ｏ （２）
〔ＮＯの酸化反応〕
ＮＯ＋Ｏ3 →ＮＯ2 ＋Ｏ2 （３）
ＮＯ＋Ｈ2 Ｏ2 →ＮＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ （４）
ＮＯ＋２ＨＮＯ3 →３ＮＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ （５）
しかし、上記のようなオゾン、硝酸、過酸化水素などの
酸化剤を使用する方法では、高価な装置が必要となり、
また装置が腐食し易く、さらに爆発の危険性が大きいな
どの欠点があった。
酸化剤を使用する方法では、高価な装置が必要となり、
また装置が腐食し易く、さらに爆発の危険性が大きいな
どの欠点があった。
【０００４】また特開昭５４−１４２１７２号公報に
は、下記（６）のようにＮＨ3 を酸化してＮＯ2 を生成
させ、これを排ガス中に注入してＮＯ2 とＮＯの共存化
で脱硝温度の低温化を促進させる方法が提案されてい
る。この方法は還元剤としてのＮＨ3 を酸化してＮＯ2
を発生させることができるため、新たな酸化剤を必要と
しない点で、前記酸化剤を必要とする方法に比べて優れ
た方法である。しかし、上記（１）と（２）の反応は、
下記（７）と（８）の反応式に書き換えることができ、
これらの式から明らかなように、排ガス中のＮＯを一定
の割合で除去しようとしても、常時変化する排ガス中の
ＮＯ濃度、注入されるＮＯ2 量および注入すべきＮＨ3
量が複雑に影響し、ＮＨ3 の注入量を精度よく制御する
手段がなく、脱硝率を一定に保つことが難しいという問
題があった。
は、下記（６）のようにＮＨ3 を酸化してＮＯ2 を生成
させ、これを排ガス中に注入してＮＯ2 とＮＯの共存化
で脱硝温度の低温化を促進させる方法が提案されてい
る。この方法は還元剤としてのＮＨ3 を酸化してＮＯ2
を発生させることができるため、新たな酸化剤を必要と
しない点で、前記酸化剤を必要とする方法に比べて優れ
た方法である。しかし、上記（１）と（２）の反応は、
下記（７）と（８）の反応式に書き換えることができ、
これらの式から明らかなように、排ガス中のＮＯを一定
の割合で除去しようとしても、常時変化する排ガス中の
ＮＯ濃度、注入されるＮＯ2 量および注入すべきＮＨ3
量が複雑に影響し、ＮＨ3 の注入量を精度よく制御する
手段がなく、脱硝率を一定に保つことが難しいという問
題があった。
【０００５】
ＮＨ3 ＋５／２Ｏ2 → ＮＯ2 ＋３／２Ｈ2 Ｏ （６）
排ガス中のＮＯ＋注入ＮＯ2 ＋２ＮＨ3 →２Ｎ2 ＋３Ｈ2 Ｏ （７）
(7) の反応で残ったＮＯ＋ＮＨ3 ＋1/4 Ｏ2 →Ｎ2 ＋3/2 Ｈ2 Ｏ （８）
このように、従来から各種焼却炉や廃熱回収ボイラ、ガ
スタービンなどの燃焼炉から排出される排ガスに、ＮＨ
3 とＮＯ2 を注入して低温脱硝を行わせる試みがなされ
ているが、まだ広く実用化されるには至っていないとい
うのが現状であった。
スタービンなどの燃焼炉から排出される排ガスに、ＮＨ
3 とＮＯ2 を注入して低温脱硝を行わせる試みがなされ
ているが、まだ広く実用化されるには至っていないとい
うのが現状であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図２は、ＮＯ単独、Ｎ
Ｏ2 単独、ＮＯとＮＯ2 を当モルで含む各排ガスをチタ
ン（Ｔｉ）−タングステン（Ｗ）−バナジウム（Ｖ）系
触媒を用いて脱硝した場合の脱硝温度と脱硝率の関係を
示す図である。図２より、ＮＯまたはＮＯ2 単独の場合
には温度低下とともにＮＯｘ除去性能が著しく低下する
が、ＮＯとＮＯ2を当モルで含む場合には低温でも効率
よくＮＯｘを除去できることがわかる。排ガス中のＮＯ
ｘをＮＨ3 を用いて接触還元する方法では、ＮＯｘとＮ
Ｈ3 が１対１で反応する（２）の反応で進行するため、
排ガスに注入するＮＨ3 量は、排ガス中のＮＯｘ濃度と
必要とされる脱硝率（ＮＯｘの反応率）を掛け合わせて
算出すればよく、脱硝率の制御が容易であった。しか
し、ＮＨ3 とＮＯ2 を共存させて行う脱硝方法では、上
記（１）と（２）の反応が混在するため、（２）の反応
で脱硝反応を行わせようとすると、（２）の反応速度が
（１）の反応速度に比べ極めて遅いためにＮＨ3 の注入
量を大きくして運転する必要があり、その結果、未反応
ＮＨ3 が増大するという問題が生じる。
Ｏ2 単独、ＮＯとＮＯ2 を当モルで含む各排ガスをチタ
ン（Ｔｉ）−タングステン（Ｗ）−バナジウム（Ｖ）系
触媒を用いて脱硝した場合の脱硝温度と脱硝率の関係を
示す図である。図２より、ＮＯまたはＮＯ2 単独の場合
には温度低下とともにＮＯｘ除去性能が著しく低下する
が、ＮＯとＮＯ2を当モルで含む場合には低温でも効率
よくＮＯｘを除去できることがわかる。排ガス中のＮＯ
ｘをＮＨ3 を用いて接触還元する方法では、ＮＯｘとＮ
Ｈ3 が１対１で反応する（２）の反応で進行するため、
排ガスに注入するＮＨ3 量は、排ガス中のＮＯｘ濃度と
必要とされる脱硝率（ＮＯｘの反応率）を掛け合わせて
算出すればよく、脱硝率の制御が容易であった。しか
し、ＮＨ3 とＮＯ2 を共存させて行う脱硝方法では、上
記（１）と（２）の反応が混在するため、（２）の反応
で脱硝反応を行わせようとすると、（２）の反応速度が
（１）の反応速度に比べ極めて遅いためにＮＨ3 の注入
量を大きくして運転する必要があり、その結果、未反応
ＮＨ3 が増大するという問題が生じる。
【０００７】本発明の課題は、上記従来技術の問題を解
決し、ＮＯｘを含む排ガス中にＮＯ 2 とＮＨ3 を共存さ
せて接触アンモニア還元脱硝を行う際に、その脱硝率を
一定に制御して排ガスの浄化を低温で効率よく行うこと
ができる排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置を提供
することにある。
決し、ＮＯｘを含む排ガス中にＮＯ 2 とＮＨ3 を共存さ
せて接触アンモニア還元脱硝を行う際に、その脱硝率を
一定に制御して排ガスの浄化を低温で効率よく行うこと
ができる排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、脱硝率を従来のようにＮＨ
3 注入量で制御するのではなく、還元剤として用いるＮ
Ｈ3 の一部に空気を吹込んでＮＨ3 酸化触媒により定量
的にＮＯ2 を発生させ、脱硝率を該ＮＯ2 量、すなわち
ＮＯ2 生成用ＮＨ3 量で制御し、還元剤として注入する
ＮＨ3 量を該ＮＯ2 生成用ＮＨ3 量の２〜２．５倍モル
となるように注入することにより、脱硝率のコントロー
ルが飛躍的に容易になることを見いだし、本発明に到達
したものである。上記課題を達成するために本願で特許
請求される発明は以下の通りである。
について鋭意検討した結果、脱硝率を従来のようにＮＨ
3 注入量で制御するのではなく、還元剤として用いるＮ
Ｈ3 の一部に空気を吹込んでＮＨ3 酸化触媒により定量
的にＮＯ2 を発生させ、脱硝率を該ＮＯ2 量、すなわち
ＮＯ2 生成用ＮＨ3 量で制御し、還元剤として注入する
ＮＨ3 量を該ＮＯ2 生成用ＮＨ3 量の２〜２．５倍モル
となるように注入することにより、脱硝率のコントロー
ルが飛躍的に容易になることを見いだし、本発明に到達
したものである。上記課題を達成するために本願で特許
請求される発明は以下の通りである。
【０００９】（１）窒素酸化物を含む排ガスの煙道にア
ンモニアと二酸化窒素を供給した後、該排ガスを触媒に
接触させて前記窒素酸化物を還元除去する排ガスの浄化
方法であって、前記二酸化窒素を、前記煙道に供給する
アンモニアの一部を酸化触媒に接触させて製造し、か
つ、該二酸化窒素の製造に使用するアンモニア量に対す
る前記煙道に供給するアンモニア量の割合をモル比で２
〜２．５となるように制御することを特徴とする排ガス
の浄化方法。 （２）前記煙道に供給する二酸化窒素の量を、前記排ガ
ス中に含まれる窒素酸化物の量に対して当モル以下とな
るように制御することを特徴とする（１）に記載の排ガ
スの浄化方法。 （３）排ガス中の窒素酸化物をアンモニアと二酸化窒素
の存在下に脱硝触媒に接触させて選択的に還元する脱硝
装置と、該脱硝装置前流の排ガスにアンモニアおよび二
酸化窒素をそれぞれ供給する手段と、該アンモニアの一
部を酸化触媒に接触させて前記二酸化窒素を製造する酸
化反応器と、該酸化反応器に供給するアンモニア量に対
する前記排ガスに供給するアンモニア量の割合がモル比
で２〜２．５となるように制御する手段とを備えたこと
を特徴とする排ガス浄化装置。 （４）前記排ガスに供給する二酸化窒素の量を前記排ガ
スに含まれる窒素酸化物の量に対して当モル以下となる
ように制御する手段を設けたことを特徴とする（３）に
記載の排ガス浄化装置。
ンモニアと二酸化窒素を供給した後、該排ガスを触媒に
接触させて前記窒素酸化物を還元除去する排ガスの浄化
方法であって、前記二酸化窒素を、前記煙道に供給する
アンモニアの一部を酸化触媒に接触させて製造し、か
つ、該二酸化窒素の製造に使用するアンモニア量に対す
る前記煙道に供給するアンモニア量の割合をモル比で２
〜２．５となるように制御することを特徴とする排ガス
の浄化方法。 （２）前記煙道に供給する二酸化窒素の量を、前記排ガ
ス中に含まれる窒素酸化物の量に対して当モル以下とな
るように制御することを特徴とする（１）に記載の排ガ
スの浄化方法。 （３）排ガス中の窒素酸化物をアンモニアと二酸化窒素
の存在下に脱硝触媒に接触させて選択的に還元する脱硝
装置と、該脱硝装置前流の排ガスにアンモニアおよび二
酸化窒素をそれぞれ供給する手段と、該アンモニアの一
部を酸化触媒に接触させて前記二酸化窒素を製造する酸
化反応器と、該酸化反応器に供給するアンモニア量に対
する前記排ガスに供給するアンモニア量の割合がモル比
で２〜２．５となるように制御する手段とを備えたこと
を特徴とする排ガス浄化装置。 （４）前記排ガスに供給する二酸化窒素の量を前記排ガ
スに含まれる窒素酸化物の量に対して当モル以下となる
ように制御する手段を設けたことを特徴とする（３）に
記載の排ガス浄化装置。
【００１０】
【作用】本発明では、脱硝率を従来のようにＮＨ3 注入
量で制御するのではなく、還元剤として用いるＮＨ3 の
一部に空気を吹込み、ＮＨ3 酸化触媒の存在下に（６）
の反応により定量的にＮＯ2 を発生させ、脱硝率をＮＯ
2 量、すなわちＮＯ2 生成用ＮＨ3 量により制御し、還
元剤として注入するＮＨ3 量は（１）の反応で消費され
る過不足ない量、すなわちＮＯ2 生成用ＮＨ3 量の２〜
２．５倍モルとなる量で注入するため、（１）および
（２）の脱硝反応のうち、反応速度の速い（１）の反応
だけを優先的に進行させることができ、さらに排ガス中
のＮＯｘ濃度の変動や排ガス流量の急変に容易に追従す
ることができ、従って、脱硝率を一定に制御することが
可能になる。 ＮＯ＋ＮＯ2 ＋２ＮＨ3 →２Ｎ2 ＋３Ｈ2 Ｏ （１） ＮＯ＋ＮＨ3 ＋１／４Ｏ2 →Ｎ2 ＋３／２Ｈ2 Ｏ （２） ＮＨ3 ＋５／２Ｏ2 → ＮＯ2 ＋３／２Ｈ2 Ｏ （６）
量で制御するのではなく、還元剤として用いるＮＨ3 の
一部に空気を吹込み、ＮＨ3 酸化触媒の存在下に（６）
の反応により定量的にＮＯ2 を発生させ、脱硝率をＮＯ
2 量、すなわちＮＯ2 生成用ＮＨ3 量により制御し、還
元剤として注入するＮＨ3 量は（１）の反応で消費され
る過不足ない量、すなわちＮＯ2 生成用ＮＨ3 量の２〜
２．５倍モルとなる量で注入するため、（１）および
（２）の脱硝反応のうち、反応速度の速い（１）の反応
だけを優先的に進行させることができ、さらに排ガス中
のＮＯｘ濃度の変動や排ガス流量の急変に容易に追従す
ることができ、従って、脱硝率を一定に制御することが
可能になる。 ＮＯ＋ＮＯ2 ＋２ＮＨ3 →２Ｎ2 ＋３Ｈ2 Ｏ （１） ＮＯ＋ＮＨ3 ＋１／４Ｏ2 →Ｎ2 ＋３／２Ｈ2 Ｏ （２） ＮＨ3 ＋５／２Ｏ2 → ＮＯ2 ＋３／２Ｈ2 Ｏ （６）
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面により詳細に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。図１は、本発明の一実施例を示す排ガス浄化装置の
説明図である。図１において、排ガス浄化装置は、焼却
炉や燃焼炉などの排ガス源１と、排ガス源１で発生した
排ガス中のＮＯｘを還元除去する脱硝装置３と、前記排
ガスを脱硝装置３に導く煙道２と、前記脱硝装置３で処
理された処理ガスを系外に排出する煙突６と、煙道２に
ＮＨ3 を供給するＮＨ3 注入ノズル１８と、該ＮＨ3 注
入ノズル１８から煙道２に供給されるＮＨ3 量を制御す
る流量制御器１６と、煙道２にＮＯ2 を供給するＮＯ2
注入ノズル１５と、該ＮＯ2 注入ノズル１５に供給する
ＮＯ2 を生成するＮＨ3 酸化反応器１２と、該ＮＨ3 酸
化反応器１２に供給するＮＯ2 生成用ＮＨ3 の量を制御
する流量制御器１０と、前記流量制御器１６および流量
制御器１０のそれぞれにＮＨ3 を供給するＮＨ3 タンク
７と、前記流量制御器１６および流量制御器１０に指示
するそれぞれのＮＨ3 量を算出し、その信号を発生させ
る信号発生器２３とから主として構成される。
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。図１は、本発明の一実施例を示す排ガス浄化装置の
説明図である。図１において、排ガス浄化装置は、焼却
炉や燃焼炉などの排ガス源１と、排ガス源１で発生した
排ガス中のＮＯｘを還元除去する脱硝装置３と、前記排
ガスを脱硝装置３に導く煙道２と、前記脱硝装置３で処
理された処理ガスを系外に排出する煙突６と、煙道２に
ＮＨ3 を供給するＮＨ3 注入ノズル１８と、該ＮＨ3 注
入ノズル１８から煙道２に供給されるＮＨ3 量を制御す
る流量制御器１６と、煙道２にＮＯ2 を供給するＮＯ2
注入ノズル１５と、該ＮＯ2 注入ノズル１５に供給する
ＮＯ2 を生成するＮＨ3 酸化反応器１２と、該ＮＨ3 酸
化反応器１２に供給するＮＯ2 生成用ＮＨ3 の量を制御
する流量制御器１０と、前記流量制御器１６および流量
制御器１０のそれぞれにＮＨ3 を供給するＮＨ3 タンク
７と、前記流量制御器１６および流量制御器１０に指示
するそれぞれのＮＨ3 量を算出し、その信号を発生させ
る信号発生器２３とから主として構成される。
【００１２】このような構成において、排ガス源１で発
生した排ガスは、煙道２を経て脱硝装置３に導かれる。
該排ガスは、煙道２でＮＨ3 注入ノズル１８から供給さ
れる還元剤としてのＮＨ3 と、ＮＯ2 注入ノズル１５か
ら供給されるＮＯ2 と混合され、脱硝装置３に設けられ
た脱硝触媒４と接触して排ガス中のＮＯｘが選択的に無
害なＮ2 に還元される。脱硝装置３でＮＯｘが除去され
た処理ガスは、煙道５を経て煙突６から系外に排出され
る。還元剤としてのＮＨ3 は、ＮＨ3 タンク７から配管
８、流量制御器１６および配管１７を経てＮＨ3 注入ノ
ズル１８から煙道２に供給され、その供給量は前記流量
制御器１６により制御される。
生した排ガスは、煙道２を経て脱硝装置３に導かれる。
該排ガスは、煙道２でＮＨ3 注入ノズル１８から供給さ
れる還元剤としてのＮＨ3 と、ＮＯ2 注入ノズル１５か
ら供給されるＮＯ2 と混合され、脱硝装置３に設けられ
た脱硝触媒４と接触して排ガス中のＮＯｘが選択的に無
害なＮ2 に還元される。脱硝装置３でＮＯｘが除去され
た処理ガスは、煙道５を経て煙突６から系外に排出され
る。還元剤としてのＮＨ3 は、ＮＨ3 タンク７から配管
８、流量制御器１６および配管１７を経てＮＨ3 注入ノ
ズル１８から煙道２に供給され、その供給量は前記流量
制御器１６により制御される。
【００１３】またＮＯ2 は、ＮＯ2 生成用ＮＨ3 を、Ｎ
Ｈ3 タンク７から配管９、流量制御器１０および配管１
１を経てＮＨ3 酸化反応器１２に供給し、該ＮＨ3 酸化
反応器１２に設けられた酸化触媒１３と接触させて製造
し、配管１４を経て煙道２に供給される。ＮＯ2 生成用
ＮＨ3 のＮＨ3 酸化反応器１２への供給量は、前記流量
制御器１０により制御される。また空気または酸素含有
ガスが空気送入器２６から配管１１を介してＮＨ3 酸化
反応器１２に供給される。一方、煙道２内の排ガスの一
部がサンプリング配管１９を経てＮＯｘ計測器２０に送
られ、ここで排ガス中のＮＯｘ濃度が測定され、ＮＯｘ
濃度信号２１として信号発生器２３に入力される。また
排ガス源１で発生する排ガスの流量信号２２が信号発生
器２３に入力される。信号発生器２３では、ＮＯｘ濃度
信号２１と必要とされる脱硝率を掛け合わせてＮＯ2 生
成用ＮＨ3 量が算出され、さらに該ＮＯ2 生成用ＮＨ3
量に対して２〜２．５倍モルとなるように還元剤用ＮＨ
3 量が算出され、それぞれの信号がＮＯ2 発生用ＮＨ3
制御信号２５および還元剤用ＮＨ3 制御信号２４として
それぞれの流量制御器１０および流量制御器１６に送ら
れる。
Ｈ3 タンク７から配管９、流量制御器１０および配管１
１を経てＮＨ3 酸化反応器１２に供給し、該ＮＨ3 酸化
反応器１２に設けられた酸化触媒１３と接触させて製造
し、配管１４を経て煙道２に供給される。ＮＯ2 生成用
ＮＨ3 のＮＨ3 酸化反応器１２への供給量は、前記流量
制御器１０により制御される。また空気または酸素含有
ガスが空気送入器２６から配管１１を介してＮＨ3 酸化
反応器１２に供給される。一方、煙道２内の排ガスの一
部がサンプリング配管１９を経てＮＯｘ計測器２０に送
られ、ここで排ガス中のＮＯｘ濃度が測定され、ＮＯｘ
濃度信号２１として信号発生器２３に入力される。また
排ガス源１で発生する排ガスの流量信号２２が信号発生
器２３に入力される。信号発生器２３では、ＮＯｘ濃度
信号２１と必要とされる脱硝率を掛け合わせてＮＯ2 生
成用ＮＨ3 量が算出され、さらに該ＮＯ2 生成用ＮＨ3
量に対して２〜２．５倍モルとなるように還元剤用ＮＨ
3 量が算出され、それぞれの信号がＮＯ2 発生用ＮＨ3
制御信号２５および還元剤用ＮＨ3 制御信号２４として
それぞれの流量制御器１０および流量制御器１６に送ら
れる。
【００１４】本発明において、還元剤用ＮＨ3 量は、Ｎ
Ｏ2 生成用ＮＨ3 量に対して２〜２．５倍モル、好まし
くは２．１〜２．４倍モルとなるように設定される。こ
の還元剤用ＮＨ3 量がＮＯ2 生成用ＮＨ3 量の２倍モル
未満では上記（１）の反応が完結して反応速度の遅い
（２）の反応が生ずるようになり、未反応ＮＨ3 の流出
量が増大するようになる。また２．５倍モルを超えると
未反応のＮＯ2 が流出するようになる。排ガス中に含ま
れるＮＯｘは、通常、大半がＮＯである場合が多いが、
ＮＯの１０％程度のＮＯ2 が含まれる場合があるため、
高脱硝性能を得る点から、前記還元剤用ＮＨ3 量を２倍
モルより大きく選定することが好ましい。また排ガスに
注入するＮＯ2 量、すなわちＮＯ2 生成用ＮＨ3 量は、
必要な脱硝性能に応じて適宜設定されるが、排ガス中に
含まれる窒素酸化物の量に対して当モル以下になるよう
に制御するのが好ましい。
Ｏ2 生成用ＮＨ3 量に対して２〜２．５倍モル、好まし
くは２．１〜２．４倍モルとなるように設定される。こ
の還元剤用ＮＨ3 量がＮＯ2 生成用ＮＨ3 量の２倍モル
未満では上記（１）の反応が完結して反応速度の遅い
（２）の反応が生ずるようになり、未反応ＮＨ3 の流出
量が増大するようになる。また２．５倍モルを超えると
未反応のＮＯ2 が流出するようになる。排ガス中に含ま
れるＮＯｘは、通常、大半がＮＯである場合が多いが、
ＮＯの１０％程度のＮＯ2 が含まれる場合があるため、
高脱硝性能を得る点から、前記還元剤用ＮＨ3 量を２倍
モルより大きく選定することが好ましい。また排ガスに
注入するＮＯ2 量、すなわちＮＯ2 生成用ＮＨ3 量は、
必要な脱硝性能に応じて適宜設定されるが、排ガス中に
含まれる窒素酸化物の量に対して当モル以下になるよう
に制御するのが好ましい。
【００１５】脱硝装置３に用いる脱硝触媒４には特に制
限はなく、板状、粒状、ハニカム状などの公知の脱硝触
媒を用いることができるが、１００〜２５０℃の低温で
高い活性が得られる、Ｔｉの酸化物にＶ、Ｗ、Ｍｏ（モ
リブデン）などの酸化物を添加した触媒が特に好まし
い。またＮＨ3 酸化反応器１２に用いる酸化触媒１３に
も特に限定はなく、公知のＮＨ3 酸化用触媒、例えば、
Ｐｔ（白金）などの貴金属網や貴金属を担持したアルミ
ナ触媒、Ｃｏ（コバルト）やＣｕ（銅）などの酸化物を
担持した触媒などが用いられる。特に反応開始温度が低
く、定量的なＮＯ2 変換が可能なＰｔ担持触媒が好まし
い。ＮＨ3 の酸化反応条件には特に制限はないが、ＮＯ
2 への添加率が高い条件を選定するのが好ましい。特に
空気を混合された後のＮＨ3 濃度を５％以下とし、反応
温度を２５０℃以上であるのが好ましい。反応温度が低
いとＮ 2 Ｏを副生しやすくなり、またＮＨ3 濃度が高す
ぎると触媒の種類によっては反応熱劣化する場合があ
る。またＮＨ3 酸化反応器１２に供給されたＮＨ3 の全
てがＮＯ2 に変換される必要はなく、ＮＯ2 とＮＯの混
合物であってもよい。これは濃度の高いＮＯは配管１４
や排ガス中に吹き込まれる過程で容易に酸素と反応して
ＮＯ2 に変化するためである。従って、酸化反応器１２
に供給するガス中のＮＨ3 濃度は許容される範囲で高い
ことが好ましい。次に本発明の排ガス浄化方法の効果を
小型実験装置を用いた実施例により説明する。
限はなく、板状、粒状、ハニカム状などの公知の脱硝触
媒を用いることができるが、１００〜２５０℃の低温で
高い活性が得られる、Ｔｉの酸化物にＶ、Ｗ、Ｍｏ（モ
リブデン）などの酸化物を添加した触媒が特に好まし
い。またＮＨ3 酸化反応器１２に用いる酸化触媒１３に
も特に限定はなく、公知のＮＨ3 酸化用触媒、例えば、
Ｐｔ（白金）などの貴金属網や貴金属を担持したアルミ
ナ触媒、Ｃｏ（コバルト）やＣｕ（銅）などの酸化物を
担持した触媒などが用いられる。特に反応開始温度が低
く、定量的なＮＯ2 変換が可能なＰｔ担持触媒が好まし
い。ＮＨ3 の酸化反応条件には特に制限はないが、ＮＯ
2 への添加率が高い条件を選定するのが好ましい。特に
空気を混合された後のＮＨ3 濃度を５％以下とし、反応
温度を２５０℃以上であるのが好ましい。反応温度が低
いとＮ 2 Ｏを副生しやすくなり、またＮＨ3 濃度が高す
ぎると触媒の種類によっては反応熱劣化する場合があ
る。またＮＨ3 酸化反応器１２に供給されたＮＨ3 の全
てがＮＯ2 に変換される必要はなく、ＮＯ2 とＮＯの混
合物であってもよい。これは濃度の高いＮＯは配管１４
や排ガス中に吹き込まれる過程で容易に酸素と反応して
ＮＯ2 に変化するためである。従って、酸化反応器１２
に供給するガス中のＮＨ3 濃度は許容される範囲で高い
ことが好ましい。次に本発明の排ガス浄化方法の効果を
小型実験装置を用いた実施例により説明する。
【００１６】実施例１
まず、酸化チタンを主成分とする２０ｍｍ×１００ｍｍ
の板状脱硝触媒（Ｔｉ／Ｍｏ／Ｖ＝８８／５／７原子
比）を３枚充填した小型反応器を１５０℃に加熱し、模
擬排ガス（ＮＯ：２００ｐｐｍ、Ｏ2 ：１０％、Ｃ
Ｏ2 ：５％、Ｈ2 Ｏ：５％、残りＮ2 ）を３Ｌ／ｍｉｎ
で流した。次に濃度２％のＮＨ3 （Ｎ2 バランス）２７
ｍｌ／ｍｉｎと、Ｏ2 ３０ｍｌ／ｍｉｎの混合ガスを、
Ｐｔを１％担持したアルミナ触媒が１ｍｌ充填され、３
５０℃に加熱された超小型酸化反応器に通過させてＮＯ
2 を生成させ、このＮＯ2 を含むガスを前記模擬排ガス
に注入し、さらに該模擬排ガス中に濃度２％のＮＨ
3 （Ｎ2 バランス）を５４ｍｌ／ｍｉｎで添加して脱硝
試験を行った。このときの脱硝率を測定し、その結果を
表１に示した。
の板状脱硝触媒（Ｔｉ／Ｍｏ／Ｖ＝８８／５／７原子
比）を３枚充填した小型反応器を１５０℃に加熱し、模
擬排ガス（ＮＯ：２００ｐｐｍ、Ｏ2 ：１０％、Ｃ
Ｏ2 ：５％、Ｈ2 Ｏ：５％、残りＮ2 ）を３Ｌ／ｍｉｎ
で流した。次に濃度２％のＮＨ3 （Ｎ2 バランス）２７
ｍｌ／ｍｉｎと、Ｏ2 ３０ｍｌ／ｍｉｎの混合ガスを、
Ｐｔを１％担持したアルミナ触媒が１ｍｌ充填され、３
５０℃に加熱された超小型酸化反応器に通過させてＮＯ
2 を生成させ、このＮＯ2 を含むガスを前記模擬排ガス
に注入し、さらに該模擬排ガス中に濃度２％のＮＨ
3 （Ｎ2 バランス）を５４ｍｌ／ｍｉｎで添加して脱硝
試験を行った。このときの脱硝率を測定し、その結果を
表１に示した。
【００１７】この場合に期待される脱硝率は９０％であ
り、排ガス中に注入するＮＯ2 のモル量は、模擬排ガス
中のＮＯモル量の０．９倍、還元剤用ＮＨ3 の注入量
は、ＮＯ2 量の２倍モルであった。次いで、上記模擬排
ガス中のＮＯ濃度を４００ｐｐｍに増加するとともに、
注入されるＮＯ2 量が模擬排ガス中のＮＯ量の０．９倍
モルおよび還元剤用ＮＨ3の注入量がＮＯ2 量の２倍モ
ルである条件を維持するため、ＮＯ2 生成用ＮＨ3量を
５４ｍｌ／ｍｉｎとし、さらに還元剤用ＮＨ3 の注入量
を１０８ｍｌ／ｍｉｎに増大させて上記と同様に脱硝試
験を行い、そのときの脱硝率を測定し、結果を表１に示
した。
り、排ガス中に注入するＮＯ2 のモル量は、模擬排ガス
中のＮＯモル量の０．９倍、還元剤用ＮＨ3 の注入量
は、ＮＯ2 量の２倍モルであった。次いで、上記模擬排
ガス中のＮＯ濃度を４００ｐｐｍに増加するとともに、
注入されるＮＯ2 量が模擬排ガス中のＮＯ量の０．９倍
モルおよび還元剤用ＮＨ3の注入量がＮＯ2 量の２倍モ
ルである条件を維持するため、ＮＯ2 生成用ＮＨ3量を
５４ｍｌ／ｍｉｎとし、さらに還元剤用ＮＨ3 の注入量
を１０８ｍｌ／ｍｉｎに増大させて上記と同様に脱硝試
験を行い、そのときの脱硝率を測定し、結果を表１に示
した。
【００１８】比較例１
実施例１において、模擬排ガスに、ＮＨ3 を酸化してＮ
Ｏ2 を注入する操作を行わなかった以外は実施例１と同
様の方法で脱硝試験を行い、その脱硝率を測定し、結果
を表１に示した。 比較例２ 実施例１において、模擬排ガスのＮＯ濃度を２００ｐｐ
ｍから４００ｐｐｍに変化させた場合のＮＯ2 生成用Ｎ
Ｈ3 の量を一定にした以外は実施例１と同様にして脱硝
試験を行い、そのときの脱硝率を測定し、結果を表１に
示した。
Ｏ2 を注入する操作を行わなかった以外は実施例１と同
様の方法で脱硝試験を行い、その脱硝率を測定し、結果
を表１に示した。 比較例２ 実施例１において、模擬排ガスのＮＯ濃度を２００ｐｐ
ｍから４００ｐｐｍに変化させた場合のＮＯ2 生成用Ｎ
Ｈ3 の量を一定にした以外は実施例１と同様にして脱硝
試験を行い、そのときの脱硝率を測定し、結果を表１に
示した。
【００１９】表１から明らかなように、実施例１では、
模擬排ガス中のＮＯ濃度が２００ｐｐｍから４００ｐｐ
ｍに急変しても脱硝性能を高い値に維持することが可能
である。一方、比較例１では、模擬排ガス中にＮＯ2 を
添加していないため、低い脱硝率であった。また比較例
２では、ＮＨ3 を酸化して添加するＮＯ2 量を、模擬排
ガス中のＮＯの量に比例して添加されていないため、Ｎ
Ｏ濃度が２００ｐｐｍから４００ｐｐｍへと変化するＮ
Ｏ濃度の変化に対応できず、低い脱硝率しかえられなか
った。以上から本発明の排ガスの浄化方法は、高い脱硝
性能を得るのに好適であることが確認された。
模擬排ガス中のＮＯ濃度が２００ｐｐｍから４００ｐｐ
ｍに急変しても脱硝性能を高い値に維持することが可能
である。一方、比較例１では、模擬排ガス中にＮＯ2 を
添加していないため、低い脱硝率であった。また比較例
２では、ＮＨ3 を酸化して添加するＮＯ2 量を、模擬排
ガス中のＮＯの量に比例して添加されていないため、Ｎ
Ｏ濃度が２００ｐｐｍから４００ｐｐｍへと変化するＮ
Ｏ濃度の変化に対応できず、低い脱硝率しかえられなか
った。以上から本発明の排ガスの浄化方法は、高い脱硝
性能を得るのに好適であることが確認された。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】請求項１から請求項４に係る発明によれ
ば、簡単な設備と簡単な制御方法により、１００〜２５
０℃という低温での脱硝が可能になり、コージェネレー
ション発電設備やゴミ焼却炉などから排出される排ガス
温度の低い排ガスの浄化が可能になる。
ば、簡単な設備と簡単な制御方法により、１００〜２５
０℃という低温での脱硝が可能になり、コージェネレー
ション発電設備やゴミ焼却炉などから排出される排ガス
温度の低い排ガスの浄化が可能になる。
【図１】本発明の一実施例を示すガス浄化装置の説明
図。
図。
【図２】脱硝率と脱硝温度の関係図。
【符号の説明】
１…排ガス源、２…煙道、３…脱硝装置、４…脱硝触
媒、５、６…煙道、７…ＮＨ3 タンク、８、９…配管、
１０…流量制御器、１１…配管、１２…ＮＨ3 酸化反応
器、１３…酸化触媒、１４…配管、１５…ＮＯ2 注入ノ
ズル、１６…流量制御器、１７…配管、１８…ＮＨ3 注
入ノズル、１９…サンプリング配管、２０…ＮＯｘ計測
器、２１…ＮＯｘ濃度信号、２２…排ガス流量信号、２
３…信号発生器、２４…還元剤用ＮＨ3 制御信号、２５
…ＮＯ2 発生用ＮＨ3 制御信号、２６…空気送入器、２
７…空気配管。
媒、５、６…煙道、７…ＮＨ3 タンク、８、９…配管、
１０…流量制御器、１１…配管、１２…ＮＨ3 酸化反応
器、１３…酸化触媒、１４…配管、１５…ＮＯ2 注入ノ
ズル、１６…流量制御器、１７…配管、１８…ＮＨ3 注
入ノズル、１９…サンプリング配管、２０…ＮＯｘ計測
器、２１…ＮＯｘ濃度信号、２２…排ガス流量信号、２
３…信号発生器、２４…還元剤用ＮＨ3 制御信号、２５
…ＮＯ2 発生用ＮＨ3 制御信号、２６…空気送入器、２
７…空気配管。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4D002 AA12 AC01 AC04 BA06 CA01
CA07 DA07 GA01 GA03 GB02
GB06
4D048 AA06 AB02 AC03 AC04 BA07X
BA23X BA26X BB03
Claims (4)
- 【請求項１】 窒素酸化物を含む排ガスの煙道にアンモ
ニアと二酸化窒素を供給した後、該排ガスを触媒に接触
させて前記窒素酸化物を還元除去する排ガスの浄化方法
であって、前記二酸化窒素を、前記煙道に供給するアン
モニアの一部を酸化触媒に接触させて製造し、かつ、該
二酸化窒素の製造に使用するアンモニア量に対する前記
煙道に供給するアンモニア量の割合をモル比で２〜２．
５となるように制御することを特徴とする排ガスの浄化
方法。 - 【請求項２】 前記煙道に供給する二酸化窒素の量を、
前記排ガス中に含まれる窒素酸化物の量に対して当モル
以下となるように制御することを特徴とする請求項１に
記載の排ガスの浄化方法。 - 【請求項３】 排ガス中の窒素酸化物をアンモニアと二
酸化窒素の存在下に脱硝触媒に接触させて還元除去する
脱硝装置と、該脱硝装置前流の排ガスにアンモニアおよ
び二酸化窒素をそれぞれ供給する手段と、該アンモニア
の一部を酸化触媒に接触させて前記二酸化窒素を製造す
る酸化反応器と、該酸化反応器に供給するアンモニア量
に対する前記排ガスに供給するアンモニア量の割合がモ
ル比で２〜２．５となるように制御する手段とを備えた
ことを特徴とする排ガス浄化装置。 - 【請求項４】 前記排ガスに供給する二酸化窒素の量を
前記排ガスに含まれる窒素酸化物の量に対して当モル以
下となるように制御する手段を設けたことを特徴とする
請求項３に記載の排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002135194A JP2003326135A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | 排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002135194A JP2003326135A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | 排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003326135A true JP2003326135A (ja) | 2003-11-18 |
Family
ID=29697581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002135194A Pending JP2003326135A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | 排ガスの浄化方法および排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003326135A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102210969A (zh) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | 太阳筑炉工业株式会社 | 焚化炉用氮氧化物削减系统 |
| JP2013017934A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Ihi Corp | 脱硝装置及び脱硝方法 |
| JP2016187774A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 株式会社東芝 | 排ガス処理装置および排ガス処理方法 |
| CN110566989A (zh) * | 2019-10-18 | 2019-12-13 | 佛山丰汇环保工程有限公司 | 一种环保型烟气脱硝装置 |
| CN115055121A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-16 | 凯龙蓝烽新材料科技有限公司 | 一种可生成不同浓度的nox的生产制备装置及其方法 |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002135194A patent/JP2003326135A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102210969A (zh) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | 太阳筑炉工业株式会社 | 焚化炉用氮氧化物削减系统 |
| JP2013017934A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Ihi Corp | 脱硝装置及び脱硝方法 |
| JP2016187774A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 株式会社東芝 | 排ガス処理装置および排ガス処理方法 |
| CN110566989A (zh) * | 2019-10-18 | 2019-12-13 | 佛山丰汇环保工程有限公司 | 一种环保型烟气脱硝装置 |
| CN115055121A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-16 | 凯龙蓝烽新材料科技有限公司 | 一种可生成不同浓度的nox的生产制备装置及其方法 |
| CN115055121B (zh) * | 2022-06-15 | 2023-10-03 | 凯龙蓝烽新材料科技有限公司 | 一种可生成不同浓度的nox的生产制备装置及其方法 |
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|---|---|---|---|
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