JP4775697B2 - 排ガスの酸化的処理方法及びその装置 - Google Patents

排ガスの酸化的処理方法及びその装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4775697B2
JP4775697B2 JP2005209907A JP2005209907A JP4775697B2 JP 4775697 B2 JP4775697 B2 JP 4775697B2 JP 2005209907 A JP2005209907 A JP 2005209907A JP 2005209907 A JP2005209907 A JP 2005209907A JP 4775697 B2 JP4775697 B2 JP 4775697B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst layer
temperature
catalyst
inlet
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005209907A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007021433A (ja
Inventor
正男 三浦
隆 吉田
則道 嶺村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP2005209907A priority Critical patent/JP4775697B2/ja
Publication of JP2007021433A publication Critical patent/JP2007021433A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4775697B2 publication Critical patent/JP4775697B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

本発明は、半導体製造装置やLCD製造装置等から排出される、アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスを、触媒の存在下、酸化的に処理する方法及びその装置に関する。
従来、アンモニアを含有する排ガス中のアンモニアを、触媒を用いて酸化的処理する方法は多く知られており、例えば、多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第8族〜第12族の金属元素から選ばれる少なくとも1種の金属元素をイオン交換法により担持した触媒として用いてアンモニアを酸化的に処理する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この方法では、アンモニアを酸化的処理している際に、分解熱により触媒層の温度が急激に上がってしまうために、望ましくない分解生成物である窒素酸化物(例えば、一酸化二窒素、二酸化窒素、一酸化窒素等)が、依然として多く生成する等の問題があり、工業的なアンモニアの酸化的処理方法としては満足出来るものではなかった。
国際公開WO2005/018807号パンフレット
又、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガスを、触媒を用いて酸化的処理する方法においては、アンモニアと水素の酸化的処理条件が異なるために、複数の反応器を用いて、それぞれを個々の反応条件により処理しなければならなかった。なお、これらの課題を解決する装置については全く知られていなかった。
本発明の課題は、即ち、上記問題点を解決し、導入したアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスを、同じ条件下において酸化的処理し、導入した排ガス中のアンモニア及び/又は水素のほとんどを酸化的処理するとともに、アンモニアの酸化的分解によって生じる窒素酸化物を多く生成させることのない排ガスの酸化的処理方法及びその装置を提供することにある。
本発明の課題は、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガスを、触媒が充填された流通式反応装置内を流通させながら排ガスを処理する方法であって、該触媒が、多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第10族または第11族の金属元素のうちの少なくとも1種の金属元素を担持した触媒であり、該流通式反応装置の触媒層流入口(ガス流入口)及び触媒層流出口(ガス流出口)に、1個又は複数個の温度制御が出来る温度制御装置を備えてなる装置を使用して、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも上昇すると、触媒層入口温度を下降させ、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも下降すると、触媒層入口温度を上昇させる温度制御を行いながら酸化処理することを特徴とする、排ガスの酸化的処理方法及びその装置によって解決される。
本発明により、導入した排ガス中のアンモニア及び/又は水素のほとんどを酸化的処理するとともに、アンモニアの酸化的分解によって生じる窒素酸化物を多く生成させることのない排ガスの酸化的処理方法及びその装置を提供することが出来る。
本発明において使用する排ガスとは、特に限定されるものではないが、例えば、半導体工場等の排ガス、アンモニア含有排水のストリッピングにより発生する排ガス等のアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスが挙げられる。
本発明において使用するアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガス中のアンモニアの濃度は、好ましくは0.005〜5容量%、更に好ましくは0.01〜4容量%であり、水素の濃度は、好ましくは0.1〜4.0容量%、更に好ましくは0.5〜2.0容量%である。
本発明に酸化的処理は、例えば、反応工程式(1)
Figure 0004775697
で示されるように、触媒の存在下、アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスと酸素含有ガス(例えば、空気)とを接触させて、アンモニアは窒素ガスと水に、水素は水に酸化的に処理されるが、好ましくはアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスと酸素含有ガスを触媒が充填された流通式反応装置内を流通させながらアンモニア及び/又は水素を酸化的に処理する。
前記酸素含有ガスの酸素の濃度は、好ましくは6容量%以上、更に好ましくは10容量%以上、特に好ましくは20容量%以上であるが、空気が好適に使用される。
本発明の流通式反応装置としては、例えば、触媒層流入口(ガス流入口)及び触媒層流出口(ガス流出口)の両方に接続された温度指示調節器、温度検出器及びヒーター(これらをまとめて温度制御装置と称する)を最低限備えてなる流通式反応装置が使用される。なお、本発明における制御とは、機械が目的にそって動くように操作、調節することを示し、装置とは、機械の作動・運転等を制御する装置を示す。
本発明においては、まず、前記の流通式反応装置に触媒を充填する。そして、前記流通式反応装置内の触媒層流入口温度及び触媒層流出口温度を1個又は複数個設定するが、好ましくは複数個、更に好ましくは2〜10個、特に好ましくは2〜5個であり、触媒層流入口と触媒層流出口の設定温度の個数は、同一又は異なっていても良い。更に、触媒層流出口温度の変動により触媒層流入口の設定温度が切り替わるように調節する。次いで、排ガスを流入して酸化的処理を行うが、具体的には、流出ガスの温度が、その触媒層流出口の設定温度よりも上昇すると、触媒層流入口温度を下降させ、且つ、流出ガスの温度が、触媒層流出口の設定温度よりも下降すると、触媒層流入口温度を上昇させるという温度制御によって触媒内の温度をアンモニアや水素の酸化的処理に最適な温度に保持しながら行われる。なお、前記の設定温度は、使用する触媒やその形状によって適宜調節する。
本発明の具体的な態様としては、例えば、温度制御装置を備えた流通式反応装置に触媒を充填し、そして、触媒層流入口温度を350℃(入口設定温度1)、320℃(入口設定温度2)、310℃(入口設定温度3)に設定、触媒層流出口温度を350℃(出口設定温度1)、390℃(出口設定温度2)に設定した。更に、(1)触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度2)以上になると触媒層流入口温度が310℃(入口設定温度3)になるように、(2)触媒層流出口温度が350℃(出口設定温度1)以上、390℃(出口設定温度2)未満になると触媒層流入口温度が320℃(入口設定温度2)になるように、(3)触媒層流出口温度が350℃(出口設定温度1)未満になると触媒層流入口温度が350℃(入口設定温度1)になるように調節した。次いで、触媒層の温度を350℃(入口設定温度1)まで予熱し、次いで、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、触媒層流入口から触媒層へ流入し、酸化的処理を行う。その途中において、触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度2)を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度3(310℃)に切り替わる等して、触媒内の温度をアンモニアや水素の酸化的処理に最適な温度に保持しながら処理が行われる。
前記触媒層流入口の設定温度は、使用する触媒やその形状によって適宜調節するが、好ましくは150〜500℃、更に好ましくは250〜400℃、触媒層流出口の設定温度は、好ましくは150〜500℃、更に好ましくは250〜400℃であり、この温度制御によって、触媒内の温度をアンモニアや水素の酸化的処理に最適な温度(例えば、250〜400℃)に保つことが出来る。
アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスの流通式反応装置内への流入速度は、触媒やその形状、触媒層の温度により適宜調節するが、好ましくは空間速度SV100〜50000h−1、更に好ましくはSV100〜30000h−1、特に好ましくはSV100〜20000h−1である。
本発明において、アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスと同伴させる酸素含有ガスの量は、使用する触媒やその形状によって適宜調節するが、アンモニア及び水素の合計1モルに対して、好ましくは1.25〜1000モル、更に好ましくは10〜1000モルである。
本発明において使用する触媒としては、本発明の目的を達成出来る触媒であれば特に限定されないが、好ましくは多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第8族〜第12族の金属元素から選ばれる少なくとも1種の金属元素をイオン交換法により担持した触媒が挙げられるが、前記触媒に含浸法、スプレー法、イオン交換法又は混練法等によって、更に周期表の第8族〜第12族の金属元素(例えば、白金等)を担持させた触媒がより有効な活性を示すため、特に好適に使用される。
前記周期表の第8族〜第12族の金属元素としては、例えば、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドニウム等が挙げられる。
前記触媒の形状としては、例えば、粉状物、それらをハニカム化、ペレット化したもの、更にペレット化したものを粉砕して顆粒状としたものが挙げられるが、好ましくはペレット状、顆粒状、更に好ましくはハニカム状のものが使用される
前記該多孔質シリカアルミナのSi/Al(原子比)は、好ましくは1〜90、更に好ましくは2〜60、その比表面積は、好ましくは200〜900m/g、更に好ましくは300〜700m/gであり、このような多孔質シリカアルミナとしては、例えば、天然ゼオライト、合成ゼオライト、メタポーラスゼオライト等が挙げられるが、好ましくはモルデナイト、エリオナイト、クリプチノライト、ZSM−5、Y型ゼオライト、βゼオライト、MCM−41ゼオライト等が使用される。
前記多孔質シリカアルミナの平均粒子径は、好ましくは0.1〜20μmのものが用いられる。
前記多孔質シリカアルミナは、ナトリウム交換タイプとして合成されることが多く、それを使用することが出来る。又、ナトリウム交換タイプから、イオン交換操作により、プロトンタイプとしても良い。
前記多孔質シリカアルミナは、市販品として入手が可能であり、例えば、粉状物、それをペレット化したもの、更にペレット化したものを粉砕して顆粒状としたものが挙げられるが、好ましくはペレット状、顆粒状のものが使用される。
なお、触媒層流出口のガス組成は、例えば、ガスクロマトグラフィー、FT−IR(フーリエ変換型赤外分光分析装置)、ガス検知器、気体検知管等による一般的な方法によって分析することが出来る。
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。なお、流出したガスの中のアンモニア、一酸化窒素及び二酸化窒素の分析は気体検知管、一酸化二窒素の分析はFT−IR、水素の分析はガス検知器を用いて行った。その分析条件を以下に示す。
(流出ガス分析条件)
気体検知管(アンモニア分析);No.3L(商品名;ガステック社製)
気体検知管(一酸化窒素及び二酸化窒素分析);No.10(商品名;ガステック社製)
FT−IR(一酸化二窒素分析);FT−730G(商品名;堀場製作所製)
セル光路長;10m
分解能;2cm−1
ガス検知器(水素分析);PS−7(商品名;新コスモス電機社製)
実施例1(温度制御あり;N−440APによるアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスの酸化的処理)
(第1ステップ)
温度指示調節器(触媒層流入口(ガス流入口)及び触媒層流出口(ガス流出口)の両方に接続)、温度検出器、ヒーター(これらをまとめて温度制御装置と称する)及び熱交換器を備えた流通式反応装置(図1)に、φ145×82mmのハニカム形状触媒(N−440AP(商品名;ズードケミー触媒社製))1.35Lを2個充填した。
そして、触媒層流入口温度を350℃(入口設定温度1)、320℃(入口設定温度2)、310℃(入口設定温度3)に設定、触媒層流出口温度を350℃(出口設定温度1)、390℃(出口設定温度2)に設定した。
更に、(1)触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度2)以上になると触媒層流入口温度が310℃(入口設定温度3)になるように、(2)触媒層流出口温度が350℃(出口設定温度1)以上、390℃(出口設定温度2)未満になると触媒層流入口温度が320℃(入口設定温度2)になるように、(3)触媒層流出口温度が350℃(出口設定温度1)未満になると触媒層流入口温度が350℃(入口設定温度1)になるように調節した。
次いで、触媒層の温度を350℃(入口設定温度1)まで予熱し、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度2)を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度3(310℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は400〜424℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);20容量ppm
一酸化二窒素;25容量ppm
(第2ステップ)
次いで、アンモニアのみを含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が350℃(出口設定温度1)を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度2(320℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は347〜358℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);2容量ppm
一酸化二窒素;35容量ppm
(第3ステップ)
更に、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度2)を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度3(310℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は400〜420℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);15容量ppm
一酸化二窒素;25容量ppm
(第4ステップ)
その後、空気(酸素;20.8容量%)のみを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間流通させた。その途中において、触媒層流出口温度が350℃(出口設定温度1)より低下したので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度1(350℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は302〜305℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;0容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);0容量ppm
一酸化二窒素;0容量ppm
(第5ステップ)
引続き、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度2)を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度3(310℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は423〜436℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;3容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);15容量ppm
一酸化二窒素;25容量ppm
比較例1(温度制御なし;N−440APによるアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスの酸化的処理)
(第1ステップ)
温度指示調節器(触媒層流入口(ガス流入口)のみに接続)、温度検出器、ヒーター、温度指示計及び熱交換器を備えた流通式反応装置(図2)に、Φ145×82mmのハニカム形状触媒(N−440AP(商品名;ズードケミー触媒社製))1.35Lを2個充填した。
そして、触媒層流入口温度を320℃に設定した。
次いで、触媒層の温度を320℃まで予熱し、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度は458℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;80容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);15容量ppm
一酸化二窒素;25容量ppm
(第2ステップ)
次いで、アンモニアのみを含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度は378℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);5容量ppm
一酸化二窒素;35容量ppm
(第3ステップ)
更に、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度は454℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);52容量ppm
一酸化二窒素;70容量ppm
(第4ステップ)
その後、空気(酸素;20.8容量%)のみを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間流通させた。その途中において、触媒層流出口温度は298℃に低下した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;0容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);0容量ppm
一酸化二窒素;0容量ppm
(第5ステップ)
引続き、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV8200h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度は460℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;4容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);45容量ppm
一酸化二窒素;70容量ppm
実施例2(温度制御あり;N−440Aによるアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスの酸化的処理)
(第1ステップ)
温度指示調節器(触媒層流入口(ガス流入口)及び触媒層流出口(ガス流出口)の両方に接続)、温度検出器、ヒーター(これらをまとめて温度制御装置と称する)及び熱交換器を備えた流通式反応装置(図1)に、φ145×82mmのハニカム形状触媒(N440A(商品名;ズードケミー触媒社製))1.35Lを2個充填した。
そして、触媒層流入口温度を390℃(入口設定温度1)、360℃(入口設定温度2)、350℃(入口設定温度3)に設定、触媒層流出口温度を390℃(出口設定温度1)、430℃(出口設定温度2)に設定した。
更に、(1)触媒層流出口温度が430℃(出口設定温度2)以上になると触媒層流入口温度が350℃(入口設定温度3)になるように、(2)触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度1)以上、430℃(出口設定温度2)未満になると触媒層流入口温度が360℃(入口設定温度2)になるように、(3)触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度1)未満になると触媒層流入口温度が390℃(入口設定温度1)になるように調節した。
次いで、触媒層の温度を390℃(入口設定温度1)まで予熱し、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が430℃(出口設定温度2)を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度3(350℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は410〜428℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);20容量ppm
一酸化二窒素;35容量ppm
(第2ステップ)
次いで、アンモニアのみを含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度1)を超えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度2(360℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は364〜376℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);10容量ppm
一酸化二窒素;50容量ppm
(第3ステップ)
更に、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が430℃(出口設定温度2)を超えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度3(350℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は424〜445℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);20容量ppm
一酸化二窒素;40容量ppm
(第4ステップ)
その後、空気(酸素;20.8容量%)のみを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間流通させた。その途中において、触媒層流出口温度が390℃(出口設定温度1)より低下したので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度1(390℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は328〜360℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;0容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);0容量ppm
一酸化二窒素;0容量ppm
(第5ステップ)
引続き、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が430℃(出口設定温度2)を超えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度3(350℃)に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は428〜447℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;4容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);20容量ppm
一酸化二窒素;40容量ppm
比較例2(温度制御なし;N−440Aによるアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスの酸化的処理)
(第1ステップ)
温度指示調節器(触媒層流入口(ガス流入口)のみに接続)、温度検出器、ヒーター、温度指示計及び熱交換器を備えた流通式反応装置(図2)に、Φ145×82mmのハニカム形状触媒(N440A(商品名;ズードケミー触媒社製))1.35Lを2個充填した。
そして、触媒層流入口温度を360℃に設定した。
次いで、触媒層の温度を360℃まで予熱し、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が498℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;80容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);15容量ppm
一酸化二窒素;25容量ppm
(第2ステップ)
次いで、アンモニアのみを含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が413℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);5容量ppm
一酸化二窒素;35容量ppm
(第3ステップ)
更に、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が500℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;5容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);114容量ppm
一酸化二窒素;70容量ppm
(第4ステップ)
その後、空気(酸素;20.8容量%)のみを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間流通させた。その途中において、触媒層流出口温度が354℃に低下した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;0容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);0容量ppm
一酸化二窒素;0容量ppm
(第5ステップ)
引続き、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス(アンモニア;0.5容量%、水素;1.0容量%)及び空気(酸素;20.8容量%)の混合ガスを、空間速度SV5000h−1で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、20分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が498℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
アンモニア;4容量ppm
水素;0容量ppm
一酸化窒素及び二酸化窒素(合計);90容量ppm
一酸化二窒素;80容量ppm
本発明は、半導体製造装置やLCD製造装置等から排出される、アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含有する排ガスを、触媒の存在下、酸化的に処理する方法及びその装置に関する。
温度制御装置を備えた流通式反応装置の図である。 温度制御装置を備えていない流通式反応装置の図である。
符号の説明
1 アンモニアガス供給ライン
2 水素ガス供給ライン
3 空気(酸素)供給ライン
4 アンモニアガス流量制御装置
5 水素ガス流量制御装置
6 空気流量計
7 入口サンプリングポート
8 熱交換器
9 電気ヒーター
10 触媒入口温度検出器
11 触媒温度指示調節器
12 触媒出口温度検出器
13 触媒
14 反応器
15 出口サンプリングポート
16 触媒出口温度指示計

Claims (7)

  1. アンモニアと水素とを同時に含有する排ガスを、触媒が充填された流通式反応装置内を流通させながら排ガスを処理する方法であって、
    該触媒が、多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第10族または第11族の金属元素のうちの少なくとも1種の金属元素を担持した触媒であり、
    該流通式反応装置の触媒層流入口(ガス流入口)及び触媒層流出口(ガス流出口)に、1個又は複数個の温度制御が出来る温度制御装置を備えてなる装置を使用して、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも上昇すると、触媒層入口温度を下降させ、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも下降すると、触媒層入口温度を上昇させる温度制御を行いながら酸化処理することを特徴とする、排ガスの酸化的処理方法。
  2. 該触媒層出口の設定温度が250〜500℃である請求項1記載の排ガスの酸化的処理方法。
  3. 該多孔質シリカアルミナが平均粒子径0.1〜20μmのものである請求項1または2記載の排ガスの酸化的処理方法。
  4. 該多孔質シリカアルミナのSi/Al(原子比)が1〜90であり、その比表面積が200〜900m/gである請求項3記載の排ガスの酸化的処理方法。
  5. 該触媒は、含浸法、スプレー法、イオン交換法又は混練法によって該金属元素を該多孔質シリカアルミナに担持される請求項1から4のいずれか1項に記載の排ガスの酸化的処理方法。
  6. 排ガスの流通式反応装置内への空間速度SVが100〜50000である請求項1から4のいずれか1項に記載の排ガスの酸化的処理方法。
  7. アンモニアと水素とを同時に含有する排ガスを、触媒が充填された流通式反応装置内を流通させながら排ガスを処理する装置であって、触媒層流入口(ガス流入口)及び触媒層流出口(ガス流出口)の両方に接続された温度指示調節器、温度検出器及びヒーターを最低限備え、
    該触媒が、多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第10族または第11族の金属元素のうちの少なくとも1種の金属元素を担持した触媒であり、
    該温度指示調節器、温度検出器及びヒーターは、触媒層出口流出ガスの温度が、その触媒層出口の設定温度よりも上昇すると、触媒層入口温度を下降させ、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも下降すると、触媒層入口温度を上昇させる温度制御装置であることを特徴とする、流通式反応装置。
JP2005209907A 2005-07-20 2005-07-20 排ガスの酸化的処理方法及びその装置 Expired - Fee Related JP4775697B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005209907A JP4775697B2 (ja) 2005-07-20 2005-07-20 排ガスの酸化的処理方法及びその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005209907A JP4775697B2 (ja) 2005-07-20 2005-07-20 排ガスの酸化的処理方法及びその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007021433A JP2007021433A (ja) 2007-02-01
JP4775697B2 true JP4775697B2 (ja) 2011-09-21

Family

ID=37782880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005209907A Expired - Fee Related JP4775697B2 (ja) 2005-07-20 2005-07-20 排ガスの酸化的処理方法及びその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4775697B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106237838A (zh) * 2015-06-11 2016-12-21 泰拉半导体株式会社 含氢废气处理装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10249165A (ja) * 1997-03-07 1998-09-22 Masaru Ichikawa アンモニア含有ガスの処理方法
JP4216945B2 (ja) * 1999-04-19 2009-01-28 株式会社日本触媒 排ガスの浄化方法
JPWO2005018807A1 (ja) * 2003-08-26 2006-10-19 ズードケミー触媒株式会社 アンモニア分解触媒および該触媒を用いたアンモニア分解方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106237838A (zh) * 2015-06-11 2016-12-21 泰拉半导体株式会社 含氢废气处理装置
CN106237838B (zh) * 2015-06-11 2020-10-30 圆益Ips股份有限公司 含氢废气处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007021433A (ja) 2007-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guo et al. Effect of preparation methods on the performance of CeO2/Al2O3 catalysts for selective catalytic reduction of NO with NH3
Vu et al. Catalytic oxidation of volatile organic compounds on manganese and copper oxides supported on titania
Romero-Sarria et al. Surface dynamics of Au/CeO2 catalysts during CO oxidation
KR101898878B1 (ko) 질산 제조 공정으로부터 N2O 및 NOx를 제거하는 방법 및 이에 적합한 설비
US20130183221A1 (en) Preparation of copper oxide-cerium oxide-supported nano-gold catalysts and its application in removal of carbon monoxide in hydrogen stream
CN1658956A (zh) 降低气体中NOx和N2O含量的方法和设备
JPH08500055A (ja) 有機化合物の触媒的焼却
EP3189894A1 (en) Catalyst for water-hydrogen exchange reaction, method for producing same and apparatus for water-hydrogen exchange reaction
CN103212288B (zh) 一种用于脱除丙烯腈废气的方法
CN106964348A (zh) 一种甲醛污染物室温催化氧化催化剂及其制备方法和应用
EP3361878B1 (en) Process for treating gaseous effluents developed in coffee roasting installation
CN115155647B (zh) 一种负载双金属单原子的bcn气凝胶催化剂的制备方法及其应用
JP2008253978A (ja) ナノ金を含み酸化マンガン/酸化鉄に積載する触媒により及びその製造方法と応用
CN108187732B (zh) 一种抗硫抗水的ch4-scr脱硝催化剂及其制备方法
EP2326407B1 (en) Process
CN115155579A (zh) 用于多组分有机废气催化燃烧的还原性贵金属负载锰氧化物催化剂及其制备方法
RU2006136034A (ru) Способ обработки системы каталитических реакторов перед проведением технического обслуживания реакторов
JP4775697B2 (ja) 排ガスの酸化的処理方法及びその装置
JP7492743B2 (ja) アンモニア分解用触媒及び排ガスの処理方法
JP6531271B2 (ja) ポリマーフィルム製造炉内浄化用触媒およびポリマーフィルム製造炉内浄化方法
JP3652618B2 (ja) 排水の処理方法
KR20040069247A (ko) Pfc 및/또는 hfc를 포함하는 배기 가스의 처리방법및 장치
KR100889445B1 (ko) 암모니아 분해촉매 및 상기 촉매를 사용한 암모니아분해방법
JP6529375B2 (ja) 金属触媒、その製造方法およびその再生方法
WO2023084825A1 (ja) 亜酸化窒素分解用触媒の再生方法および亜酸化窒素の分解方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080421

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100427

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100527

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: 20110603

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: 20110616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4775697

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees