JPH05168857A - 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 - Google Patents
燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法Info
- Publication number
- JPH05168857A JPH05168857A JP3333097A JP33309791A JPH05168857A JP H05168857 A JPH05168857 A JP H05168857A JP 3333097 A JP3333097 A JP 3333097A JP 33309791 A JP33309791 A JP 33309791A JP H05168857 A JPH05168857 A JP H05168857A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- nox
- combustion exhaust
- added
- layer
- 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.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスタービン、ボイラ等の燃焼排ガス中のＮ
Ｏｘの低減方法に関する。 【構成】 ＮＨ3 を還元剤とする選択的還元脱硝触媒層
の前流に、ＮＯｘ吸着剤層を設置し、ガスタービンある
いはボイラ等の燃焼排ガスが低温時にはＮＨ3 を添加せ
ず該排ガスをこれらの量を通過させ、該排ガスが高温時
にはＮＨ3 を前記脱硝触媒層の直前に添加してガスター
ビンあるいはボイラ等の起動時から通常運転までの広い
範囲にわたって排ガス中のＮＯｘ濃度を低減する方法。
Ｏｘの低減方法に関する。 【構成】 ＮＨ3 を還元剤とする選択的還元脱硝触媒層
の前流に、ＮＯｘ吸着剤層を設置し、ガスタービンある
いはボイラ等の燃焼排ガスが低温時にはＮＨ3 を添加せ
ず該排ガスをこれらの量を通過させ、該排ガスが高温時
にはＮＨ3 を前記脱硝触媒層の直前に添加してガスター
ビンあるいはボイラ等の起動時から通常運転までの広い
範囲にわたって排ガス中のＮＯｘ濃度を低減する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンあるいはボ
イラ等の燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）低減方法
に関する。
イラ等の燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）低減方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼排ガス中のＮＯｘを低減する方法と
しては、ＮＨ3 を還元剤として、２５０〜４００℃でバ
ナジウムなどの触媒を用いて、ＮＯｘを窒素と水に無公
害化する方式が一般的であり、大型装置まで実用化され
ており実績も数多い。
しては、ＮＨ3 を還元剤として、２５０〜４００℃でバ
ナジウムなどの触媒を用いて、ＮＯｘを窒素と水に無公
害化する方式が一般的であり、大型装置まで実用化され
ており実績も数多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では低温度（〜２００℃以下）では触媒の活性が
極めて小さい。そのため、ガスタービン、ボイラ等の燃
焼機器の起動時の、低温度で、かつかなり高い濃度のＮ
Ｏｘを含有する燃焼排ガスに対しては全く効果がなく、
この対策が課題となっている。
来技術では低温度（〜２００℃以下）では触媒の活性が
極めて小さい。そのため、ガスタービン、ボイラ等の燃
焼機器の起動時の、低温度で、かつかなり高い濃度のＮ
Ｏｘを含有する燃焼排ガスに対しては全く効果がなく、
この対策が課題となっている。
【０００４】本発明はこのような現状に鑑み、簡易な装
置構成で起動時から通常運用時までの広い負荷範囲にわ
たって良好なＮＯｘ低減効果を得る方法を提供しようと
するものである。
置構成で起動時から通常運用時までの広い負荷範囲にわ
たって良好なＮＯｘ低減効果を得る方法を提供しようと
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はＮＨ3 を還元剤
とする選択的還元脱硝触媒層の前流に、ＮＯｘ吸着剤層
を設置し、ガスタービン、ボイラ等の燃焼排ガスが低温
時の際にはＮＨ3 を添加せずに燃焼排ガスをこれらの層
を通過させ、燃焼排ガスが高温時の際には前記脱硝触媒
層の直前にＮＨ3 を添加するようにしたことを特徴とす
る燃焼排ガス中のＮＯｘ低減法である。
とする選択的還元脱硝触媒層の前流に、ＮＯｘ吸着剤層
を設置し、ガスタービン、ボイラ等の燃焼排ガスが低温
時の際にはＮＨ3 を添加せずに燃焼排ガスをこれらの層
を通過させ、燃焼排ガスが高温時の際には前記脱硝触媒
層の直前にＮＨ3 を添加するようにしたことを特徴とす
る燃焼排ガス中のＮＯｘ低減法である。
【０００６】本発明において使用される選択的還元脱硝
触媒（以下、単に脱硝触媒という）として従来より知ら
れているものならば全て使用され、例えばＴｉＯ2 担体
にＶを担持した触媒などがあげられる。また、ＮＯｘ吸
着剤としては活性炭、ゼオライト、Ｃｕを担持したゼオ
ライトなどがあげられる。
触媒（以下、単に脱硝触媒という）として従来より知ら
れているものならば全て使用され、例えばＴｉＯ2 担体
にＶを担持した触媒などがあげられる。また、ＮＯｘ吸
着剤としては活性炭、ゼオライト、Ｃｕを担持したゼオ
ライトなどがあげられる。
【０００７】
【作用】上記のようにＮＯｘ吸着剤と脱硝触媒との組み
合わせにより、下記の理由で起動時の低温度（排ガス温
度２０〜２００℃）から通常運用時（２００℃〜４００
℃）までＮＯｘの排出濃度を抑制し得る。
合わせにより、下記の理由で起動時の低温度（排ガス温
度２０〜２００℃）から通常運用時（２００℃〜４００
℃）までＮＯｘの排出濃度を抑制し得る。
【０００８】 起動時（低温度時）にはＮＯｘ吸着剤
のＮＯｘの吸着性が大きく、ＮＯｘはＮＯｘ吸着剤に捕
捉されて、排出濃度は抑制される。
のＮＯｘの吸着性が大きく、ＮＯｘはＮＯｘ吸着剤に捕
捉されて、排出濃度は抑制される。
【０００９】 負荷の上昇（排ガス温度の上昇）及び
時間経過に伴うＮＯｘ吸着剤のＮＯｘ吸着量の飽和化の
ため、ＮＯｘは徐々にＮＯｘ吸着剤に捕捉されずに後流
に逸流するようになる。しかしながら、この場合にはＮ
Ｈ3 添加によって脱硝触媒が機能を有するから問題は生
じない。
時間経過に伴うＮＯｘ吸着剤のＮＯｘ吸着量の飽和化の
ため、ＮＯｘは徐々にＮＯｘ吸着剤に捕捉されずに後流
に逸流するようになる。しかしながら、この場合にはＮ
Ｈ3 添加によって脱硝触媒が機能を有するから問題は生
じない。
【００１０】 また、一たび高温度排ガスが流過した
ＮＯｘ吸着剤中のＮＯｘは脱着されており、再度低温度
の排ガスが流入した場合には、ＮＯｘ吸着剤は充分なＮ
Ｏｘ吸着能を回復しているから、負荷の上昇・下降の繰
り返し操作にも何ら支障がない。
ＮＯｘ吸着剤中のＮＯｘは脱着されており、再度低温度
の排ガスが流入した場合には、ＮＯｘ吸着剤は充分なＮ
Ｏｘ吸着能を回復しているから、負荷の上昇・下降の繰
り返し操作にも何ら支障がない。
【００１１】
（実験例）本発明の具体的実施にあたってはＮＯｘ吸着
剤の選定が重要である。本発明者らはモルデナイト系の
天然ゼオライトがＮＯｘ吸着能に優れていることを見出
し、本発明に対する有用性を示す実験を行った。
剤の選定が重要である。本発明者らはモルデナイト系の
天然ゼオライトがＮＯｘ吸着能に優れていることを見出
し、本発明に対する有用性を示す実験を行った。
【００１２】図１はその実験装置の概略を示すフローシ
ートである。図１において、１は供試ガスの流路、２は
反応温度制御用の電気炉、３は石英製の反応管、４はＮ
Ｏｘ吸着剤の充填層、５はＮＯｘ濃度の連続分析を行う
ＮＯｘ計である。
ートである。図１において、１は供試ガスの流路、２は
反応温度制御用の電気炉、３は石英製の反応管、４はＮ
Ｏｘ吸着剤の充填層、５はＮＯｘ濃度の連続分析を行う
ＮＯｘ計である。
【００１３】５８０℃で熱処理したモルデナイト系の天
然ゼオライト１０ｇを充填した反応管にＮＯ：１０８pp
m を含有する供試ガス（Ｏ2 ：３％，残：Ｎ2 ）をボン
ベより２Ｎリットル／分で流過させた場合の試験結果を
図２に示す。
然ゼオライト１０ｇを充填した反応管にＮＯ：１０８pp
m を含有する供試ガス（Ｏ2 ：３％，残：Ｎ2 ）をボン
ベより２Ｎリットル／分で流過させた場合の試験結果を
図２に示す。
【００１４】試験開始後１時間は１００℃に保持してお
り、出口ＮＯ濃度は１〜２ppm 以下のままであった。１
時間経過後、１００℃から３３０℃まで３０℃／分の速
度で上昇させたところ、出口ＮＯｘは最高１７５ppm ま
で増大し、約２０分経過後に入口濃度である１０８ppm
に安定した。
り、出口ＮＯ濃度は１〜２ppm 以下のままであった。１
時間経過後、１００℃から３３０℃まで３０℃／分の速
度で上昇させたところ、出口ＮＯｘは最高１７５ppm ま
で増大し、約２０分経過後に入口濃度である１０８ppm
に安定した。
【００１５】これは、このゼオライトが低温度域でＮＯ
に対し優れた吸着能を有し本発明に利用し得るものであ
ることを示している。
に対し優れた吸着能を有し本発明に利用し得るものであ
ることを示している。
【００１６】（実施例）燃焼排ガス量２００Ｎｍ3 ／Ｈ
のテスト装置を用いて本発明の有用性の確認試験を実施
した。装置の概要を図３に、試験結果例を図４に示す。
のテスト装置を用いて本発明の有用性の確認試験を実施
した。装置の概要を図３に、試験結果例を図４に示す。
【００１７】図３において、１０１は反応器本体であ
り、１０２は燃焼排ガスの流路、１０３はモルデナイト
系の天然ゼオライトのＮＯｘ吸着剤、１０４はガス温度
計測用の熱電対、１０５は還元用のＮＨ3 の添加ライ
ン、１０６はチタニアを担体としたバナジウム系脱硝触
媒層、１０７は浄化排ガスの流出ラインである。
り、１０２は燃焼排ガスの流路、１０３はモルデナイト
系の天然ゼオライトのＮＯｘ吸着剤、１０４はガス温度
計測用の熱電対、１０５は還元用のＮＨ3 の添加ライ
ン、１０６はチタニアを担体としたバナジウム系脱硝触
媒層、１０７は浄化排ガスの流出ラインである。
【００１８】試験はメタンガスを燃料として、定常状態
での燃焼排ガス量２３０Ｎｍ3 ／Ｈ、残留Ｏ2 濃度１３
％の条件で行い、ＮＯ吸着用の天然ゼオライト（直径５
〜８mmの粒状）、脱硝触媒（ハニカム型）のそれぞれの
充填量は空間速度（Ｓ／Ｖ）として１３，０００Ｈ
ｒ-1，７００Ｈｒ-1とした。
での燃焼排ガス量２３０Ｎｍ3 ／Ｈ、残留Ｏ2 濃度１３
％の条件で行い、ＮＯ吸着用の天然ゼオライト（直径５
〜８mmの粒状）、脱硝触媒（ハニカム型）のそれぞれの
充填量は空間速度（Ｓ／Ｖ）として１３，０００Ｈ
ｒ-1，７００Ｈｒ-1とした。
【００１９】このような組合せにより、図４に示すよう
に、起動時の入口ＮＯｘ濃度（図３のライン１０２での
分析）はかなり高いにも拘らず、出口ＮＯｘ濃度（図３
のライン１０７での分析）は常時１０ppm 以下と有効に
抑制し得ることが判る。これは脱硝触媒の無効温度域で
ある２００℃以下を、低温度でＮＯｘ吸着特性の良好な
吸着剤が補完しているためである。ガス温度が２００℃
に達してＮＨ3 を投入した以後は、脱硝触媒の脱硝効果
により排出ＮＯｘは１０ppm 以下に抑制される。このよ
うに、本発明によれば起動時から通常運転に至る全ての
範囲で排出ＮＯｘを低減することが可能になる。
に、起動時の入口ＮＯｘ濃度（図３のライン１０２での
分析）はかなり高いにも拘らず、出口ＮＯｘ濃度（図３
のライン１０７での分析）は常時１０ppm 以下と有効に
抑制し得ることが判る。これは脱硝触媒の無効温度域で
ある２００℃以下を、低温度でＮＯｘ吸着特性の良好な
吸着剤が補完しているためである。ガス温度が２００℃
に達してＮＨ3 を投入した以後は、脱硝触媒の脱硝効果
により排出ＮＯｘは１０ppm 以下に抑制される。このよ
うに、本発明によれば起動時から通常運転に至る全ての
範囲で排出ＮＯｘを低減することが可能になる。
【００２０】次に本発明の対象であるＮＯｘ吸着剤１０
３を除いた比較試験を実施した。還元剤であるＮＨ3 を
起動時から添加したが、やはりガス温度が低い初期状態
では触媒性能が低く、起動７分後に最大１７０ppm のＮ
Ｏｘ濃度となった。
３を除いた比較試験を実施した。還元剤であるＮＨ3 を
起動時から添加したが、やはりガス温度が低い初期状態
では触媒性能が低く、起動７分後に最大１７０ppm のＮ
Ｏｘ濃度となった。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ガスタ
ービン、ボイラ等の燃焼機器からの排ガス中のＮＯｘを
起動時から有効に低減し得るものであり、産業上極めて
有用である。
ービン、ボイラ等の燃焼機器からの排ガス中のＮＯｘを
起動時から有効に低減し得るものであり、産業上極めて
有用である。
【図１】本発明におけるＮＯｘ吸着剤のＮＯｘ吸着量の
温度依存性を確認する実験装置
温度依存性を確認する実験装置
【図２】図１の実験装置によって確認されたＮＯｘ吸着
剤の温度依存性を示す図表
剤の温度依存性を示す図表
【図３】本発明方法の実験装置の概略図
【図４】図３の実験装置による本発明の効果を示す図表
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹澤 暁 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 内田 聡 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内
Claims (1)
- 【請求項１】 ＮＨ3 を還元剤とする選択的還元脱硝触
媒層の前流に、ＮＯｘ吸着剤層を設置し、ガスタービ
ン、ボイラ等の燃焼排ガスが低温時の際にはＮＨ3 を添
加せずに燃焼排ガスをこれらの層を通過させ、燃焼排ガ
スが高温時の際には前記脱硝触媒層の直前にＮＨ3 を添
加するようにしたことを特徴とする燃焼排ガス中のＮＯ
ｘ低減法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333097A JPH05168857A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3333097A JPH05168857A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168857A true JPH05168857A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18262247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3333097A Withdrawn JPH05168857A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 燃焼排ガス中の窒素酸化物低減法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05168857A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814241A1 (en) * | 1996-06-18 | 1997-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A method and a device for purifying combustion exhaust gas |
| WO2003056150A3 (en) * | 2001-12-21 | 2003-12-04 | Engelhard Corp | Exhaust system and method for removing particulate matter from diesel engine exhaust |
| KR100963645B1 (ko) * | 2008-02-25 | 2010-06-15 | 한국화학연구원 | 선택성 환원 공정용 친암모니아성 촉매체 |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP3333097A patent/JPH05168857A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814241A1 (en) * | 1996-06-18 | 1997-12-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A method and a device for purifying combustion exhaust gas |
| WO2003056150A3 (en) * | 2001-12-21 | 2003-12-04 | Engelhard Corp | Exhaust system and method for removing particulate matter from diesel engine exhaust |
| US6912847B2 (en) | 2001-12-21 | 2005-07-05 | Engelhard Corporation | Diesel engine system comprising a soot filter and low temperature NOx trap |
| KR100963645B1 (ko) * | 2008-02-25 | 2010-06-15 | 한국화학연구원 | 선택성 환원 공정용 친암모니아성 촉매체 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |