JPH07185338A - 乾式排煙脱硫剤及び脱硝触媒及び製造方法 - Google Patents

乾式排煙脱硫剤及び脱硝触媒及び製造方法

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JPH07185338A
JPH07185338A JP5346895A JP34689593A JPH07185338A JP H07185338 A JPH07185338 A JP H07185338A JP 5346895 A JP5346895 A JP 5346895A JP 34689593 A JP34689593 A JP 34689593A JP H07185338 A JPH07185338 A JP H07185338A
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JP
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magnesium
denitration
reaction
magnesium oxide
desulfurization
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JP5346895A
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English (en)
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Hideo Nishimura
秀生 西村
Hisatsugu Kitaguchi
久継 北口
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は乾式排煙脱硫剤及び脱硝触媒を提供
することを目的とする。 【構成】 燃焼排ガス中の硫黄酸化物、窒素酸化物を乾
式にて除去する排煙脱硫剤及びアンモニア接触還元脱硝
触媒が、マグネシウム化合物(水酸化マグネシウム、炭
酸マグネシウム)を200℃〜800℃の温度範囲で熱
処理して得られる酸化マグネシウム(MgO)からなる
ことを特徴とする。 【効果】 従来の水マグ脱硫法において必要な用水確
保、排水処理、排ガス再加熱設備や、従来の活性コーク
ス法において必要な脱硫剤再生処理設備が不要となり、
簡便な乾式脱硫が可能となる。また、使用後触媒の廃棄
が極めて容易な排煙脱硝が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼排ガス中の硫黄酸化
物(SOx)、窒素酸化物(NOx)を乾式にて除去す
る乾式排煙脱硫剤並びに脱硝触媒に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、ボイラーや加熱炉などの燃焼排ガ
スから発生する硫黄酸化物(SOx)や窒素酸化物(N
Ox)の除去手段として、SOx除去については水酸化
マグネシウムを脱硫剤としてSOxを吸収除去する湿式
の水マグ脱硫法が広く採用され、NOx除去については
触媒の存在下でアンモニアを還元剤としてNOxをN2
に還元除去する乾式のアンモニア接触還元脱硝法が広く
採用されている。
【0003】水マグ脱硫法では、SOxを水の共存下で
水酸化マグネシウムと反応させて亜硫酸マグネシウム
(MgSO3)とし、MgSO3を海水成分である無害な
硫酸マグネシウム(MgSO4)に酸化したのち海中に
放流して処理する。
【0004】アンモニア接触還元脱硝法では、脱硝反応
を引き起こす触媒として「新しい触媒化学」(三共出
版)109ページ10行目、「NOxの化学」(共立出
版)157ページ4行目などに示されているようにV、
Mo、Fe、Cu、Fe、Ptをはじめとした多くの遷
移金属、貴金属、及びこれらの金属酸化物などが有効な
ことがわかっている。
【0005】又、同時脱硫・脱硝技術として、活性コー
クスを脱硫剤並びにアンモニア接触還元脱硝触媒に使用
する乾式の活性コークス法などが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水マグ脱硫法の問題点として、脱硫の際に多量の用水や
排水処理設備を必要とし、莫大な設備コスト及び運転コ
ストを要することが挙げられる。
【0007】さらに、湿式の脱硫法であるため脱硫処理
後の排ガス温度が低くなり、後段で触媒脱硝を行いたい
場合には排ガスを再加熱しなければならない。従って、
これに代わる新たな低コスト簡易脱硫法の開発が望まれ
ている。
【0008】また、従来のアンモニア接触還元脱硝法の
問題点として、脱硝性能が低下した使用済み触媒の後処
理方法が拳げられる。
【0009】固定層のアンモニア接触還元脱硝では、脱
硝能力が低下した場合触媒層の交換を行うが、触媒層は
通常触媒金属をTiO2やアルミナなどの担体に担持し
た粒状あるいはハニカム状に成形したもので構成されて
おり、使用済み触媒をそのまま廃棄することはできな
い。
【0010】すなわち、触媒層から金属回収作業を行う
などの後処理工程が必要である。この問題を解決する一
つの方法として、工業原料として再利用可能な物質を触
媒として用いる脱硝法が挙げられる。
【0011】工業原料を触媒に使った脱硝例としては特
開昭57―15824号公報に見られるように、製鉄原
料である鉄鉱石を触媒とした脱硝法が既に考案されてい
る。
【0012】しかしながら、工業原料を触媒として用い
る脱硝方法の適用範囲は触媒物質がNOx発生工場内で
使用可能である場合に限定され、汎用的な脱硝法とはい
えない。従って、これに代わる新たな脱硝方法の開発が
望まれている。
【0013】一方、同時脱硫・脱硝法である活性コーク
ス法の問題点として、SOx吸着能力が低下した活性コ
ークスは再生処理を行わねばならず、再生処理設備の設
置を必要とすることが挙げられる。
【0014】本発明は以上のような従来の脱硫法や脱硝
法の抱えている問題を解決した、乾式排煙脱硫剤及び脱
硝触媒を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、脱硫剤及
び脱硝触媒として有効な物質について鋭利検討した結
果、マグネシウム化合物を200℃〜800℃の温度範
囲で熱処理して得た酸化マグネシウムが極めて優れた脱
硫・脱硝性能を有していることを見いだし本発明に至っ
た。すなわち本発明の主旨とするところは、
【0016】1.燃焼排ガス中の硫黄酸化物、窒素酸化
物を乾式にて除去する排煙脱硫剤及び脱硝触媒が酸化マ
グネシウム(MgO)からなることを特徴とする。
【0017】2.マグネシウム化合物を200℃〜80
0℃の温度範囲で熱処理して得られる酸化マグネシウム
(MgO)からなることを特徴とする。
【0018】3.熱処理に使用するマグネシウム化合物
が水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)あるいは炭酸
マグネシウム(MgCO3)であることを特徴とする。
である。
【0019】
【作用】炭酸マグネシウム(MgCO3)あるいは水酸
化マグネシウム(Mg(OH)2)を加熱処理すると、
MgCO3→MgO+CO2あるいはMg(OH)2→M
gO+H2Oのような分解反応が起こりMgOが生成す
る。
【0020】本発明による酸化マグネシウムは、図1に
示すように熱処理により比表面積が増大した結果、脱硫
反応(MgO+SO2+1/2O2→MgSO4)の反応
速度が増大し、優れた脱硫能を有するようになる。
【0021】本発明による酸化マグネシウムは乾式脱硫
反応であることから、湿式の水マグ法で必要となる用水
の確保や排水処理設備の設置が不要である。
【0022】さらに、本発明の酸化マグネシウムは脱硫
反応後に水溶性が高く無害な硫酸マグネシウム(MgS
4)に変化するため、使用後の海中放流が可能であ
り、活性コークス法で必要となる脱硫剤再生装置の設置
が不要である。
【0023】また、本発明による酸化マグネシウムは、
比表面積増大に伴って表面性状の変化が生じ、表面に発
現した多数の活性点上で選択的なアンモニア接触還元脱
硝反応(4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O)が進
行して優れた脱硝能を示すようになる。
【0024】本発明による酸化マグネシウムを脱硝触媒
として利用した場合、金属回収の不要な脱硝が実現可能
となる。
【0025】すなわち、脱硝触媒として使用した後の酸
化マグネシウム触媒を硫黄酸化物で処理し、水溶性が高
く無害な硫酸マグネシウム(MgSO4)としたのち海
中放流することにより、使用後触媒からの金属回収処理
設備が一切不要となる。
【0026】以上のような作用で、本発明による酸化マ
グネシウムは脱硫剤及び脱硝触媒として使用可能である
が、マグネシウム化合物の加熱処理温度は200℃〜8
00℃の範囲が望ましい。
【0027】200℃以下では比表面積があまり向上せ
ず、脱硫剤並びに脱硝触媒としての性能が発現しにく
い。
【0028】一方、800℃以上の温度で加熱した場
合、比表面積が減少して脱硫剤並びに脱硝触媒としての
性能が低下する。
【0029】加熱処理に使用するマグネシウム化合物と
しては、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムが望ま
しいが、熱分解によって比表面積が大きくかつ多くの活
性点を持った酸化マグネシウムが得られるものであれば
使用可能である。
【0030】以下に本発明による実施例を示す。
【0031】
【実施例1】ガス組成SO2=300ppm、O2=15
%(残りはN2)の排ガスについて、炭酸マグネシウ
ム、水酸化マグネシウムを電気炉中100℃〜1000
℃で熱処理して得た酸化マグネシウムを脱硫剤とし、S
V=5000h-1、反応温度=150℃で脱硫試験を行
った例を示す。
【0032】反応ガスの分析は赤外線式SO2分析計及
びガスクロマトグラフを用いた。また、比較例として、
従来の脱硫法である水マグ脱硫法を用いて、実施例1と
同一の排ガス条件下で脱硫試験を行った。図2に脱硫率
の加熱処理温度依存性を示す。
【0033】200℃〜800℃の温度範囲で熱処理し
て得られた酸化マグネシウムは3〜9割の脱硫率を有し
た。
【0034】比較例である水マグ脱硫法の脱硫率は5割
程度であり、本発明による酸化マグネシウムは優れた脱
硫剤であることがわかる。
【0035】さらに、比較例として市販の水酸化マグネ
シウム試薬、炭酸マグネシウム試薬、そして酸化マグネ
シウム試薬をそのまま脱硫剤として用いて脱硫試験を行
ったが、これらは脱硫能を有さず、本発明により得られ
た酸化マグネシウムが脱硫剤として有効であることがわ
かる。
【0036】
【実施例2】ガス組成NOx=200ppm、O2=1
5%(残りはN2)の排ガスについて、炭酸マグネシウ
ム、水酸化マグネシウムを電気炉中100℃〜1000
℃で熱処理して得た酸化マグネシウムを触媒とし、SV
=5000h-1、還元剤(NH3)濃度=200pp
m、反応温度=150℃で脱硝試験を行った例を示す。
【0037】反応ガスの分析は化学発光式NOx分析計
及びガスクロマトグラフを用いた。
【0038】また、比較例として従来の脱硝触媒の一つ
である五酸化バナジウム(V25)を触媒に用い、実施
例2と同一の排ガス条件下で脱硝試験を行った。図3に
脱硝率の加熱処理温度依存性を示す。
【0039】200℃〜800℃の温度範囲で熱処理し
て得られた酸化マグネシウムは2〜7割の脱硝率を有し
た。
【0040】比較例である五酸化バナジウム触媒の脱硝
率は2割程度であり、本発明による酸化マグネシウムは
優れた脱硝触媒であることがわかる。
【0041】さらに、比較例として市販の水酸化マグネ
シウム試薬、炭酸マグネシウム試薬、そして酸化マグネ
シウム試薬をそのまま触媒として用いて脱硝試験を行っ
たが、これらは脱硝能を有さず、本発明により得られた
酸化マグネシウムが脱硝触媒として有効であることがわ
かる。
【0042】
【発明の効果】本発明の酸化マグネシウムを脱硫剤に使
用した場合、従来の湿式水マグ脱硫法において必要な用
水確保、排水処理、排ガス再加熱設備や、従来の活性コ
ークス法において必要な脱硫剤再生処理設備が不要とな
り、簡便な乾式排煙脱硫が可能となる。
【0043】本発明による酸化マグネシウムを脱硝触媒
に使用した場合、使用後触媒の廃棄が極めて容易な排煙
脱硝が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の酸化マグネシウムについて、処理温度
と比表面積との関係を示した説明図である。
【図2】本発明の酸化マグネシウムについて、処理温度
と脱硫率との関係を示した説明図である。
【図3】本発明の酸化マグネシウムについて、処理温度
と脱硝率との関係を示した説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/50 53/81 53/86 ZAB 53/94 B01D 53/36 ZAB 102 C

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化マグネシウム(MgO)からなるこ
    とを特徴とする乾式排煙脱硫剤及び脱硝触媒。
  2. 【請求項2】 マグネシウム化合物を200℃〜800
    ℃の温度範囲で熱処理して酸化マグネシウム(MgO)
    とすることを特徴とする乾式排煙脱硫剤及び脱硝触媒の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 マグネシウム化合物が水酸化マグネシウ
    ム(Mg(OH)2)あるいは炭酸マグネシウム(Mg
    CO3)であることを特徴とする、請求項2記載の乾式
    排煙脱硫剤及び脱硝触煤の製造方法。
JP5346895A 1993-12-27 1993-12-27 乾式排煙脱硫剤及び脱硝触媒及び製造方法 Withdrawn JPH07185338A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110090550A (zh) * 2019-04-17 2019-08-06 昆明理工大学 一种基于镁盐预热分解的焦炉烟气脱硫方法
CN114713028A (zh) * 2022-03-15 2022-07-08 南通远洋船舶配套有限公司 一种高比表面积船舶烟气海水脱硫系统及工艺

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