JPH01127028A - 燃焼排ガスの脱硝装置 - Google Patents
燃焼排ガスの脱硝装置Info
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- JPH01127028A JPH01127028A JP62283030A JP28303087A JPH01127028A JP H01127028 A JPH01127028 A JP H01127028A JP 62283030 A JP62283030 A JP 62283030A JP 28303087 A JP28303087 A JP 28303087A JP H01127028 A JPH01127028 A JP H01127028A
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Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はゲイ２．デイーゼル、ガスタービン、金属加熱
炉、各種産業廃棄物焼却炉等の燃焼機器から排出される
排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置に関する。
炉、各種産業廃棄物焼却炉等の燃焼機器から排出される
排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置に関する。
従来から燃焼排ガス中の窒素酸化物の低減の方法はＮＨ
ｓを還元剤とする触媒脱硝法が一般的である。ＮＨ３を
還元剤とするが触媒を用いずに高温（８５０〜１０５０
℃）で排ガス中の窒素酸化物を除去するいわゆる無触媒
脱硝法は問題が多く、いくつかの小型プラントで用いら
れているに過ぎない。
ｓを還元剤とする触媒脱硝法が一般的である。ＮＨ３を
還元剤とするが触媒を用いずに高温（８５０〜１０５０
℃）で排ガス中の窒素酸化物を除去するいわゆる無触媒
脱硝法は問題が多く、いくつかの小型プラントで用いら
れているに過ぎない。
従来の脱硝装置には次のような問題点がある。
触媒脱硝は、脱硝効率は高いが脱硝触媒、ＮＨｓ注入装
置を含む脱硝プラントのコストが高く、触媒には経時劣
化が伴うため定期的な取シ替えが必要でメンテナンス費
用を要壓する。
置を含む脱硝プラントのコストが高く、触媒には経時劣
化が伴うため定期的な取シ替えが必要でメンテナンス費
用を要壓する。
一方無触媒脱硝は簡易な装置構成で処理することができ
触媒脱硝に比べ装置費は廉価であるが、窒素酸化物の低
減に有効な温度域がかなり狭く限られる（８００〜１２
００℃の温度で有効だが、最適な温度域は８５０〜１０
５０℃程度と狭い）ため、実際の排ガスでは脱硝反応に
必要な時間が充分にとれないという欠点がある。
触媒脱硝に比べ装置費は廉価であるが、窒素酸化物の低
減に有効な温度域がかなり狭く限られる（８００〜１２
００℃の温度で有効だが、最適な温度域は８５０〜１０
５０℃程度と狭い）ため、実際の排ガスでは脱硝反応に
必要な時間が充分にとれないという欠点がある。
また、高温部でＮＨ３を投入するため、排ガスと混合す
る迄に相当量のＮＨｓが有効に働くことなく分解してし
まう。 等のため、十分な脱硝効果が得られない。
る迄に相当量のＮＨｓが有効に働くことなく分解してし
まう。 等のため、十分な脱硝効果が得られない。
上記従来技術の欠点を克服する方法として、本発明者ら
は、排ガス流れ中に複数個の多孔性隔壁を設置し、多孔
性隔壁によって仕切られた区間の排ガス温度を６００〜
１２００ＤＫ保持し、そこでＮＨｓを還元剤とする無触
媒脱硝反応を生起させる脱硝装置を提案した。（特願昭
６２−２１０２６７号） これは簡易かつ効率的な装置であるが、対象排ガスの温
度が２００〜４５０℃と低い場合は、これを反応に適す
る温度の６００〜１２００’Ｃの高温度にまで上昇させ
ることが困難な場合がある。
は、排ガス流れ中に複数個の多孔性隔壁を設置し、多孔
性隔壁によって仕切られた区間の排ガス温度を６００〜
１２００ＤＫ保持し、そこでＮＨｓを還元剤とする無触
媒脱硝反応を生起させる脱硝装置を提案した。（特願昭
６２−２１０２６７号） これは簡易かつ効率的な装置であるが、対象排ガスの温
度が２００〜４５０℃と低い場合は、これを反応に適す
る温度の６００〜１２００’Ｃの高温度にまで上昇させ
ることが困難な場合がある。
本発明はか＼る現状に鑑みなされたもので、簡易な装置
構成でかつ低温においても高い脱硝率で燃焼排ガス中の
窒素酸化物を除去することができ、かつＮＨｓの分解損
失の少ない燃焼排ガスの脱硝装置を提供することを目的
としたものである。
構成でかつ低温においても高い脱硝率で燃焼排ガス中の
窒素酸化物を除去することができ、かつＮＨｓの分解損
失の少ない燃焼排ガスの脱硝装置を提供することを目的
としたものである。
ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明は燃焼排ガス中の窒素酸化物をアンモニアと還元
性物質の存在下無触媒脱硝方法にょシ除去する脱硝装置
が、複数個の多孔質隔壁で仕切られその内部温度が４５
０℃〜９００℃に保たれた脱硝反応部と、上記脱硝反応
部の燃焼排ガス流れ上流の低温度域に配置されたアンモ
ニア注入手段と、同低温度域に配置された還元性物質注
入手段とを備え、かつ上記脱硝反応部の下流側多孔質隔
壁が還元性物質の酸化触媒を担持していることを特徴と
する燃焼排ガスの脱硝装置を提案するものである。
性物質の存在下無触媒脱硝方法にょシ除去する脱硝装置
が、複数個の多孔質隔壁で仕切られその内部温度が４５
０℃〜９００℃に保たれた脱硝反応部と、上記脱硝反応
部の燃焼排ガス流れ上流の低温度域に配置されたアンモ
ニア注入手段と、同低温度域に配置された還元性物質注
入手段とを備え、かつ上記脱硝反応部の下流側多孔質隔
壁が還元性物質の酸化触媒を担持していることを特徴と
する燃焼排ガスの脱硝装置を提案するものである。
本発明の装置ではＮＨｓの注入手段を低温度域だ設け、
ＮＨｓを排ガスの低温度域（５００℃以下）に注入する
ので、従来の無触媒脱硝法の欠点であった排ガスとの混
合までの損失ＮＨｓがほとんどなくなる。
ＮＨｓを排ガスの低温度域（５００℃以下）に注入する
ので、従来の無触媒脱硝法の欠点であった排ガスとの混
合までの損失ＮＨｓがほとんどなくなる。
ＮＨＪの注入温度が高すぎると排ガスとの充分な混合が
行なわれる前に次の第１式および第２式の反応 ＮＨｓ＋Ｏｔ →Ｎ２＋Ｈ２０・・・・・・・・・
第１式Ｎ Ｈ、＋ Ｏｔ →ＮＯ＋Ｈ，Ｏ・・・・
・・・・・第２式により添加ＮＨｓの消耗および逆にＮ
Ｏｘの発生を惹起し好ましくない。したがってＮＨ３の
添加温度は５００℃以下が適している。
行なわれる前に次の第１式および第２式の反応 ＮＨｓ＋Ｏｔ →Ｎ２＋Ｈ２０・・・・・・・・・
第１式Ｎ Ｈ、＋ Ｏｔ →ＮＯ＋Ｈ，Ｏ・・・・
・・・・・第２式により添加ＮＨｓの消耗および逆にＮ
Ｏｘの発生を惹起し好ましくない。したがってＮＨ３の
添加温度は５００℃以下が適している。
還元性物質の注入手段もＮＨｓと同様添加還元性物質の
消耗を抑制するために同様の低温度域に設ける。
消耗を抑制するために同様の低温度域に設ける。
ＮＨｓの注入手段と還元性物質の注入手段とを設は九個
所の下流に多孔質隔壁で仕切った脱硝反応部を設ける。
所の下流に多孔質隔壁で仕切った脱硝反応部を設ける。
この多孔質隔壁（通常気孔率０．６〜０．９８）は流通
するガス体の有する頭熱を極めて有効に輻射熱１ｃ変換
することが可能であり、これを用いれば熱を殆ど損失す
ることなく多孔質隔壁で仕切られた脱硝反応部の内部を
高温度に維持することができる。なお多孔質隔壁の気孔
率が大きいと、輻射熱への変換効率が低下し、また余り
に気孔率が小さいと排ガス流れの圧損上昇の原因となる
ため気孔率にはｉ当な範囲がある。また多孔質隔壁の板
厚が厚くなれば輻射熱への変換効率は上がるが、圧損も
上昇するので、これにも適当な範囲がある。以上気孔率
、圧損とも実機の条件により適宜選定される。
するガス体の有する頭熱を極めて有効に輻射熱１ｃ変換
することが可能であり、これを用いれば熱を殆ど損失す
ることなく多孔質隔壁で仕切られた脱硝反応部の内部を
高温度に維持することができる。なお多孔質隔壁の気孔
率が大きいと、輻射熱への変換効率が低下し、また余り
に気孔率が小さいと排ガス流れの圧損上昇の原因となる
ため気孔率にはｉ当な範囲がある。また多孔質隔壁の板
厚が厚くなれば輻射熱への変換効率は上がるが、圧損も
上昇するので、これにも適当な範囲がある。以上気孔率
、圧損とも実機の条件により適宜選定される。
また、本発明の装置では脱硝反応部の上流の低温度域に
ＮＨ，ｔと還元性物質（Ｃｏ 、Ｈｓ 、 ＣＨ４。
ＮＨ，ｔと還元性物質（Ｃｏ 、Ｈｓ 、 ＣＨ４。
Ｃ５Ｈｓ 、灯油、軽油１重油等の炭化水素類）の注入
手段を設は脱硝反応部において無触媒脱硝反応の場に還
元性物質を共存させることによりＮＯｘのＮ２への還元
反応を促進させＮＯｘの還元反応温度を従来の６００〜
１２００℃から４５０〜９００℃に低下させる。なお、
脱硝反応部の温度が４５０℃未満あるいは９００℃を超
えた温度範囲では脱硝率が低く充分でない。
手段を設は脱硝反応部において無触媒脱硝反応の場に還
元性物質を共存させることによりＮＯｘのＮ２への還元
反応を促進させＮＯｘの還元反応温度を従来の６００〜
１２００℃から４５０〜９００℃に低下させる。なお、
脱硝反応部の温度が４５０℃未満あるいは９００℃を超
えた温度範囲では脱硝率が低く充分でない。
排ガス中のＮＯｘは低温度（４５０〜９００℃）で第３
弐だよりＮｔＫ還元され無公害化される。
弐だよりＮｔＫ還元され無公害化される。
ＮＨ３＋０２＋（）Ｉｔ 、Ｃｏ 、１（Ｃ） →Ｎ
ｔ ・・・第３式防ぐために多孔質隔壁が触媒担体と
しても利用可能なことに着目し、多孔質隔壁にＬａＣｏ
Ｏｓ 。
ｔ ・・・第３式防ぐために多孔質隔壁が触媒担体と
しても利用可能なことに着目し、多孔質隔壁にＬａＣｏ
Ｏｓ 。
ＬａＭｎｏｓ などのへブスカイト酸化物あるいはｐ
ｔ、ｐｄ などの貴金属の酸化触媒を担持させ、還元
性物質をＣＯｓ 、 Ｈｔ Ｏに酸化して清浄化した後
大気中に放出する。
ｔ、ｐｄ などの貴金属の酸化触媒を担持させ、還元
性物質をＣＯｓ 、 Ｈｔ Ｏに酸化して清浄化した後
大気中に放出する。
第１図により本発明の一実施例の脱硝装置について説明
する。
する。
第１図において、１は燃焼排ガスライン、２は燃焼排ガ
スライン１の低温度域（１５０〜３５０ｔｌ：）Ｋ設置
されたＮＨｓ供給ライン、３は同じく燃焼排ガスライン
１の低温度域釦設置された還元性物質供給ライン、４ａ
、４ｂは気孔率０．６〜０．９のセラミックス族の多孔
質隔壁、５は多−孔質隔壁４ａ、４ｂによって仕切られ
内部温度が４５０〜９００℃に保たれた脱硝反応部、６
は脱硝反応部５に設けられた補助的熱源である燃料／空
気供給ラインであシ、図示しない燃料調節弁により燃料
の量が加減され上記温度が保たれる。７は脱硝反応部５
の下流側多孔質隔壁４ｂに担持された酸化触媒、８は脱
硝反応部５の下流の清浄排ガス流出ラインである。
スライン１の低温度域（１５０〜３５０ｔｌ：）Ｋ設置
されたＮＨｓ供給ライン、３は同じく燃焼排ガスライン
１の低温度域釦設置された還元性物質供給ライン、４ａ
、４ｂは気孔率０．６〜０．９のセラミックス族の多孔
質隔壁、５は多−孔質隔壁４ａ、４ｂによって仕切られ
内部温度が４５０〜９００℃に保たれた脱硝反応部、６
は脱硝反応部５に設けられた補助的熱源である燃料／空
気供給ラインであシ、図示しない燃料調節弁により燃料
の量が加減され上記温度が保たれる。７は脱硝反応部５
の下流側多孔質隔壁４ｂに担持された酸化触媒、８は脱
硝反応部５の下流の清浄排ガス流出ラインである。
このような構成の脱硝装置において、燃焼排ガスライン
１中の燃焼排ガスにアンモニア供給ライン２からＮＨ，
を、還元性物質供給ライン３からａｔ 、 Ｃｏ 、
ＣＨ，等の還元性物質が供給され、これらの混合ガスは
多孔質隔壁４ａを通過して、燃料／空気供給ライン６か
ら供給された燃料の燃焼熱によって脱硝反応に必要な温
度である４５０〜９００℃に保たれた脱硝反応部５に導
入され、燃焼排ガス中の窒素酸化物はＮＨｓと還元性物
質との反応により窒素だ還元される。その後、残存する
還元性物質は酸化触媒７上で酸化されＨｚ Ｏ、ＣＯｔ
に変化する。このようにして清浄となった燃焼排ガスは
清浄排ガス流出ライン８から系外に排出される。
１中の燃焼排ガスにアンモニア供給ライン２からＮＨ，
を、還元性物質供給ライン３からａｔ 、 Ｃｏ 、
ＣＨ，等の還元性物質が供給され、これらの混合ガスは
多孔質隔壁４ａを通過して、燃料／空気供給ライン６か
ら供給された燃料の燃焼熱によって脱硝反応に必要な温
度である４５０〜９００℃に保たれた脱硝反応部５に導
入され、燃焼排ガス中の窒素酸化物はＮＨｓと還元性物
質との反応により窒素だ還元される。その後、残存する
還元性物質は酸化触媒７上で酸化されＨｚ Ｏ、ＣＯｔ
に変化する。このようにして清浄となった燃焼排ガスは
清浄排ガス流出ライン８から系外に排出される。
なお、対象とする燃焼排ガスは例えば通常の発電用ボイ
ラの場合、Ｎｏ”３０〜３００ ｐｐｍ 、 ０ｔ＝０
．５〜５チ、ディーゼル機関の場合Ｎ０＝５００〜２０
００ｐｐｍ、Ｏ□＝７〜１５チを含む。この排ガスの適
当な温度域（常温〜５００℃、設置位置との関係上、１
５０〜３５０℃程度が一般的であム）にＮＯの還元剤で
あるＮＨｓと、還元の促進剤である、Ｃｏ、 Ｈｔ 、
ＣＨ４、Ｃ５Ｈｓあるいは重油、＠油、灯油等の還元
性物質を添加する。
ラの場合、Ｎｏ”３０〜３００ ｐｐｍ 、 ０ｔ＝０
．５〜５チ、ディーゼル機関の場合Ｎ０＝５００〜２０
００ｐｐｍ、Ｏ□＝７〜１５チを含む。この排ガスの適
当な温度域（常温〜５００℃、設置位置との関係上、１
５０〜３５０℃程度が一般的であム）にＮＯの還元剤で
あるＮＨｓと、還元の促進剤である、Ｃｏ、 Ｈｔ 、
ＣＨ４、Ｃ５Ｈｓあるいは重油、＠油、灯油等の還元
性物質を添加する。
ＮＨ３はガス状のものを単独で注入してもよいし、ある
いは燃焼排ガスまだは水蒸気などを搬送媒体として用い
てもよい。勿論、水溶液の形で排ガス中に噴霧してもよ
い。
いは燃焼排ガスまだは水蒸気などを搬送媒体として用い
てもよい。勿論、水溶液の形で排ガス中に噴霧してもよ
い。
なお、多孔質隔壁としては気孔率０６〜０，９のセラミ
ックス族の例を挙げたがその他、アルミナ製、ジルコニ
ア製などが挙げられ、ガスは通過するが通過するガスの
顕熱を有効に輻射熱に変換することができる機能を有す
るものであれば任意の材質および形状のものが使用され
る。
ックス族の例を挙げたがその他、アルミナ製、ジルコニ
ア製などが挙げられ、ガスは通過するが通過するガスの
顕熱を有効に輻射熱に変換することができる機能を有す
るものであれば任意の材質および形状のものが使用され
る。
また、補助熱源としては燃料の燃焼の例を挙げたが、高
温度の燃焼排ガスや電気発熱式のヒータなどを用いても
よい。
温度の燃焼排ガスや電気発熱式のヒータなどを用いても
よい。
また還元性物質の翠化触媒としてはＬａＣｏＯｓの他Ｌ
ａＭ【１０ｓなどのへブスカイト酸化物あるいはｐｔ、
ｐ、ｄ などの貴金属が使用される。
ａＭ【１０ｓなどのへブスカイト酸化物あるいはｐｔ、
ｐ、ｄ などの貴金属が使用される。
第１図に示した脱硝装置の態様の実験装置を試作し、ボ
／べからの模擬ガスを用いて実験室試験を実施した。な
お、ガス流量は２．０８１７分であシ、反応部温度は少
量のプロパンガスの燃焼によって制御した。また、触媒
としてはＬａＣｏＯ３を用いた。
／べからの模擬ガスを用いて実験室試験を実施した。な
お、ガス流量は２．０８１７分であシ、反応部温度は少
量のプロパンガスの燃焼によって制御した。また、触媒
としてはＬａＣｏＯ３を用いた。
その試験結果を第１表に示す。試験結果から減が可能で
あることが確められた。
あることが確められた。
以下余白
本実施例の装置によれば燃焼排ガス中のＮＯｘを低温度
でも効果的に除去することができ還元性物質の排出も少
ない。
でも効果的に除去することができ還元性物質の排出も少
ない。
以上詳述したように本発明の脱硝装置忙よれば簡易な装
置構成で燃焼排ガス中のＮＯｘを効果的に低減すること
が可能であ）、かつ、ＮＨｓも有効に利用することがで
きしかも排ガス温度の低い部分に設置することができる
ので、新設のみならず、既存の設備にも適用することが
でき工業的に極めて有用である。
置構成で燃焼排ガス中のＮＯｘを効果的に低減すること
が可能であ）、かつ、ＮＨｓも有効に利用することがで
きしかも排ガス温度の低い部分に設置することができる
ので、新設のみならず、既存の設備にも適用することが
でき工業的に極めて有用である。
第１図は本発明の一実施例の脱硝装置の説明図である。
１・・・燃焼排ガスライン、２・・・ＮＨｓ供給ライン
３・・・還元性物質供給ライｙ、４ａ、４ｂ・・・多孔
質隔壁、５・・・燃料／空気供給ライン、６・・・脱硝
反応部、７・・・酸化触媒、８・・・清浄排ガス流出ラ
イン。
３・・・還元性物質供給ライｙ、４ａ、４ｂ・・・多孔
質隔壁、５・・・燃料／空気供給ライン、６・・・脱硝
反応部、７・・・酸化触媒、８・・・清浄排ガス流出ラ
イン。
Claims (1)
- 燃焼排ガス中の窒素酸化物をアンモニアと還元性物質の
存在下無触媒脱硝方法により除去する脱硝装置が、複数
個の多孔質隔壁で仕切られその内部温度が４５０℃〜９
００℃に保たれた脱硝反応部と、上記脱硝反応部の燃焼
排ガス流れ上流の低温度域に配置されたアンモニア注入
手段と、同低温度域に配置された還元性物質注入手段と
を備え、かつ上記脱硝反応部の下流側多孔質隔壁が還元
性物質の酸化触媒を担持していることを特徴とする燃焼
排ガスの脱硝装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62283030A JPH01127028A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 燃焼排ガスの脱硝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62283030A JPH01127028A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 燃焼排ガスの脱硝装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127028A true JPH01127028A (ja) | 1989-05-19 |
Family
ID=17660308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62283030A Pending JPH01127028A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 燃焼排ガスの脱硝装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01127028A (ja) |
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-
1987
- 1987-11-11 JP JP62283030A patent/JPH01127028A/ja active Pending
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