JPH07265667A - Treatment of exhaust gas - Google Patents

Treatment of exhaust gas

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JPH07265667A
JPH07265667A JP6062885A JP6288594A JPH07265667A JP H07265667 A JPH07265667 A JP H07265667A JP 6062885 A JP6062885 A JP 6062885A JP 6288594 A JP6288594 A JP 6288594A JP H07265667 A JPH07265667 A JP H07265667A
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JP
Japan
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exhaust gas
ammonia
catalyst
amount
reactor
Prior art date
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Application number
JP6062885A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yamada
慎一 山田
Kazuyoshi Takahashi
和義 高橋
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP6062885A priority Critical patent/JPH07265667A/en
Publication of JPH07265667A publication Critical patent/JPH07265667A/en
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

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  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent increase in the leak of ammonia into an exhaust gas and to suppress the decrease in denitrification rate caused by the lowering of the temp. of the exhaust gas by changing the injecting quantity of ammonia with the change in the exhaust gas temp. CONSTITUTION:The exhaust gas is introduced into an orthogonal flow type moving bed reactor 3 through a line at 60-180 deg.C after ammonia is injected from a line 2. In this case, the quantity of ammonia injected from the line 2 is changed with the change in the exhaust gas temp. to decrease the quantity of ammonia leaking into the treated gas. The exhaust gas flows in a carbonaceous catalyst bed 4 moving downward in the reactor 3 and is brought into contact with the catalyst and is desulfurized and denitrificated. The inactivated carbonaceous catalyst is discharged from the bottom of the reactor 3, fed to a regenerator 6 and heated at 300-600 deg.C in an inert gas atmosphere to be regenerated. As a result, the decrease in denitrification rate is suppressed even if the exhaust gas temp. is lowered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排ガスの処理方法に関
し、詳しく言えば、排ガスの温度変化に伴うアンモニア
リーク、脱硝率の低下を防止できる改良された排ガスの
処理方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating exhaust gas, and more particularly to an improved method for treating exhaust gas which can prevent ammonia leak and reduction of denitration rate due to temperature change of exhaust gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】活性炭、活性コークスなどの炭素質触媒
を用いる排ガスの処理方法は、湿式法の様な用水の確
保、排水処理、排ガス温度の低下などの問題が無いとい
う乾式法の特徴を有している。さらに、一般のバナジウ
ム触媒担持のアンモニア接触脱硝法に対比して、比較的
低温で硫黄酸化物(SOX)のみならず窒素酸化物(N
X)も除去できるのに加えて、簡単な加熱再生により
触媒が容易に再生できるという大きな利点を有してい
る。
2. Description of the Related Art A method for treating exhaust gas using a carbonaceous catalyst such as activated carbon or activated coke has a feature of a dry method that does not have problems such as securing water for use, wastewater treatment, and lowering of exhaust gas temperature as in a wet method. is doing. Further, in comparison with a general ammonia-catalyzed denitration method in which a vanadium catalyst is supported, not only sulfur oxide (SO x ) but also nitrogen oxide (N x
In addition to being able to remove O x ), there is a great advantage that the catalyst can be easily regenerated by simple heat regeneration.

【0003】具体的には、この方法は、SOX、NOX
含有する排ガス、燒結炉排ガス、ごみ焼却炉排ガスなど
にアンモニアを注入し、活性炭あるいは活性コークスな
どの炭素質触媒を充填した反応器中を通過させて排ガス
を処理するものである。この方法では、温度は通常のボ
イラー排ガスの温度である130〜150℃であるが、
この程度の低温は炭素質触媒の酸素による消耗を防ぐ点
でも有利である。
Specifically, this method is a reaction in which ammonia is injected into exhaust gas containing SO X , NO X , sintering furnace exhaust gas, refuse incinerator exhaust gas, etc., and a carbonaceous catalyst such as activated carbon or activated coke is filled. The exhaust gas is processed by passing through the chamber. In this method, the temperature is 130 to 150 ° C., which is the temperature of ordinary boiler exhaust gas,
This low temperature is also advantageous in preventing the carbonaceous catalyst from being consumed by oxygen.

【0004】排ガス中のSOXは、炭素質触媒にまず硫
酸の形で吸着される。排ガス中のSO2は共存するO2
2Oと触媒表面で反応してH2SO4に酸化されるから
である。ここに、アンモニアを注入すると、低温ではN
3と、触媒上に生成したH2SO4とが反応し、酸性硫
安NH4HSO4や硫安(NH42SO4となる。大部分
のアンモニアは硫酸との反応に使われ、一部のみがNO
Xとの反応に使われるに過ぎないことになる。つまり、
触媒は硫酸を吸着することで、活性吸着点が減り、いわ
ば被毒された状態となり、また、アンモニアも硫酸のほ
うに優先的に結合するので、アンモニア量がNOXと当
量程度ではバランス的にもアンモニアは不足する。
SO X in the exhaust gas is first adsorbed on the carbonaceous catalyst in the form of sulfuric acid. SO 2 in the exhaust gas coexists with O 2 ,
This is because it reacts with H 2 O on the catalyst surface and is oxidized to H 2 SO 4 . If ammonia is injected here, N
H 3 reacts with H 2 SO 4 produced on the catalyst to form acidic ammonium sulfate NH 4 HSO 4 or ammonium sulfate (NH 4 ) 2 SO 4 . Most of the ammonia is used in the reaction with sulfuric acid and only part is NO
It will only be used to react with X. That is,
Since the catalyst adsorbs sulfuric acid, the active adsorption point is reduced, so to speak, it is in a poisoned state, and ammonia also preferentially binds to sulfuric acid. Therefore, when the amount of ammonia is equivalent to NO x , there is a balance. But there is a shortage of ammonia.

【0005】従って、排煙中のSOXの濃度がNOXのそ
れに比べて高い場合は、脱硝率は低下してしまう。この
問題の解決法として、特公昭63ー50052号公報に
は、まず第1の反応器に排ガスを通過させて、大部分の
SOXをあらかじめ除去し、しかる後に第2の反応器に
排ガスを通過させて、ここではNOXを専ら除去させる
方法が提案されている。この方法では、高SOX濃度の
排ガスでも70〜80%またはそれ以上の脱硝率が得ら
れる。
Therefore, if the concentration of SO x in the flue gas is higher than that of NO x , the denitration rate will decrease. As a solution to this problem, Japanese Patent Publication No. 63-50052 discloses that the exhaust gas is first passed through the first reactor to remove most of the SO X in advance, and thereafter the exhaust gas is passed to the second reactor. A method has been proposed in which NO x is removed exclusively by passing it through. According to this method, a denitration rate of 70 to 80% or more can be obtained even with exhaust gas having a high SO X concentration.

【0006】しかし、排ガスの温度は上流側の影響を受
けて変化し易い。通常は140℃前後と一定であるが
(ボイラーによって異なる)、ボイラー側の状態によっ
て、20℃前後の温度変化がある。例えば20℃の温度
上昇があった場合、炭素質触媒上にNH3が吸着されて
いるので、温度上昇により吸着NH3が一気に脱離して
しまうことになる。従って、処理ガス中のアンモニア濃
度が著しく高くなるというアンモニアのリークの問題が
起こる。
However, the temperature of the exhaust gas is apt to change under the influence of the upstream side. Normally, the temperature is constant at around 140 ° C (depending on the boiler), but there is a temperature change around 20 ° C depending on the state of the boiler side. For example, when the temperature rises by 20 ° C., NH 3 is adsorbed on the carbonaceous catalyst, so the adsorbed NH 3 is desorbed all at once due to the temperature rise. Therefore, there arises a problem of ammonia leakage that the concentration of ammonia in the processing gas becomes extremely high.

【0007】この問題は、特に低温排ガス(100〜1
20℃前後)において顕著になる。低温ではNH3の炭
素質触媒への吸着量が多く、僅かな温度上昇によって多
量のNH3が脱離するからである。
This problem is especially caused by low temperature exhaust gas (100-1
It becomes remarkable at around 20 ° C). Many adsorption amount to the carbonaceous catalyst NH 3 at low temperatures, a large amount of NH 3 by a slight rise in temperature because of leaving.

【0008】逆に、排ガス温度が、ボイラー側の状態に
よっては、低下することもある。この場合、炭素質触媒
上のNH3の吸着量は増加するが、NOXとNH3との反
応速度は低下するので、脱硝率は低下する。従って、余
分のNH3が吸着されたままで炭素質触媒に残り、次に
温度が上がったときにより一層のNH3を排ガス中に放
散することになる。
On the contrary, the exhaust gas temperature may decrease depending on the condition on the boiler side. In this case, the amount of NH 3 adsorbed on the carbonaceous catalyst increases, but the reaction rate of NO X and NH 3 decreases, so the NOx removal rate decreases. Therefore, excess NH 3 remains adsorbed on the carbonaceous catalyst, and when the temperature next rises, more NH 3 is released into the exhaust gas.

【0009】このようなアンモニアの排ガスへのリーク
を抑える方法の一つとして、特開昭59ー196719
号公報には、排ガス処理後のガス中に微量のSO3を添
加してNH3と反応させ、生成したアンモニアの硫酸塩
固形分を後段のバグフィルターなどの集塵機で捕集する
方法が提案されている。
[0009] As one of the methods for suppressing such leakage of ammonia into exhaust gas, Japanese Patent Laid-Open No. 59-196719.
In the publication, a method is proposed in which a small amount of SO 3 is added to the gas after the exhaust gas treatment and reacted with NH 3, and the sulfate solid content of the produced ammonia is collected by a dust collector such as a bag filter in the subsequent stage. ing.

【0010】また、別の方法として、特開平1−530
86号公報には、脱硫のための第1の反応器と脱硝のた
めの第2の反応器とともに第3の反応器を設け、この第
3の反応器に、第1の反応器でSOXを吸着した炭素質
触媒と、第2の反応器からのアンモニア含有ガスとを導
き、リークNH3をSOXと反応させ、結局アンモニアの
硫酸塩としてこれを除去する方法が記載されている。
Another method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-530.
In Japanese Patent Publication No. 86, a third reactor is provided together with a first reactor for desulfurization and a second reactor for denitrification, and the third reactor is provided with SO X in the first reactor. There is described a method in which a carbonaceous catalyst having adsorbed thereinto and an ammonia-containing gas from a second reactor are introduced, the leak NH 3 is reacted with SO X, and finally this is removed as a sulfate of ammonia.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】排ガスの温度変化があ
る場合のアンモニアリークの問題を解決する、上記の特
開昭59−196719号および特開平1−53086
号公報に記載の従来方法は、いずれもアンモニア含有ガ
スの全量を処理対象とするもので、それぞれ大型の集塵
装置と第3の反応器を必要とし、方法の煩雑さに加え、
経済性に問題が生ずる。
SUMMARY OF THE INVENTION JP-A-59-196719 and JP-A-1-53086 described above solve the problem of ammonia leakage when the temperature of exhaust gas changes.
All of the conventional methods described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242242 are intended to treat the entire amount of the ammonia-containing gas, and each require a large dust collector and a third reactor, and in addition to the complexity of the method,
Economic problems arise.

【0012】本発明の目的は、特別な大掛かりの設備を
用いることなく、簡便な方法でアンモニアのリーク問題
を解決することができ、しかも、排ガス温度の低下に伴
う脱硝率の低下も抑えることができる排ガスの処理方法
を提供するものである。
An object of the present invention is to solve the ammonia leak problem by a simple method without using special large-scale equipment, and also to suppress a decrease in the denitration rate due to a decrease in exhaust gas temperature. The present invention provides a method of treating exhaust gas.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するものであり、窒素酸化物あるいは窒素酸化物と硫
黄酸化物とを含有する排ガスにアンモニアを注入し、炭
素質触媒が充填されている移動床反応器に導入して、脱
硝または脱硫・脱硝処理し、一方排ガスとの接触により
不活性化した前記炭素質触媒を加熱再生する排ガスの処
理方法において、注入するアンモニア量を、排ガス温度
の変化に応じて変化させることを特徴とする排ガスの処
理方法を要旨とするものである。
Means for Solving the Problems The present invention achieves the above-mentioned object, in which ammonia is injected into exhaust gas containing nitrogen oxides or nitrogen oxides and sulfur oxides, and a carbonaceous catalyst is filled therein. Introduced into a moving bed reactor, which is subjected to denitration or desulfurization / denitration treatment, on the other hand, in a method for treating exhaust gas in which the carbonaceous catalyst deactivated by contact with exhaust gas is heated and regenerated, The gist is a method for treating exhaust gas, which is characterized in that it is changed according to a change in temperature.

【0014】以下本発明を詳説する。The present invention will be described in detail below.

【0015】本発明の排ガス処理方法のポイントは、注
入するNH3量を、排ガスの温度変化に合わせて調節す
ることにある。例えば、排ガス温度が上昇する場合に
は、注入するアンモニア量を減少させることにより、温
度上昇に伴って炭素質触媒から離脱したNH3を、排ガ
ス中のNOXとの反応に消費させることができ、排ガス
へのアンモニアリーク量を減少させることができる。逆
に、排ガス温度が低下した場合は、注入するアンモニア
量を増加させることにより、NH3濃度を高め、脱硝反
応速度を上げ、所定の脱硝率を得ることができる。
The point of the exhaust gas treatment method of the present invention is to adjust the amount of NH 3 to be injected according to the temperature change of the exhaust gas. For example, when the exhaust gas temperature rises, by reducing the amount of ammonia to be injected, NH 3 desorbed from the carbonaceous catalyst as the temperature rises can be consumed in the reaction with NO X in the exhaust gas. It is possible to reduce the amount of ammonia leak into the exhaust gas. On the contrary, when the exhaust gas temperature decreases, the NH 3 concentration can be increased by increasing the amount of ammonia to be injected, the denitration reaction rate can be increased, and a predetermined denitration rate can be obtained.

【0016】図面を参照して本発明の排ガス処理方法を
詳述する。図1において排ガスはライン2からのアンモ
ニアを注入後、60〜180℃の範囲の温度でライン1
を経て直交流式移動床反応器3へ導入される。排ガス
は、反応器3の中を下向きに移動する炭素質触媒床4の
中を流れ、触媒と接触して脱硫、脱硝される。反応器3
を出た処理後の清浄ガスは、直接あるいは集塵機を経て
ライン5より大気中へ放出される。
The exhaust gas treatment method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, the exhaust gas was injected with ammonia from the line 2 and then at the temperature of 60 to 180 ° C. in the line 1
And is introduced into the cross-flow type moving bed reactor 3 via. The exhaust gas flows in the carbonaceous catalyst bed 4 moving downward in the reactor 3, contacts the catalyst, and is desulfurized and denitrated. Reactor 3
The treated clean gas exiting from the above is discharged to the atmosphere from the line 5 directly or through a dust collector.

【0017】反応器3の中の不活性化した炭素質触媒
は、反応器3の下部から引き抜かれ、再生器6へ送られ
る。ここで、不活性ガス雰囲気のもとに300〜600
℃に加熱されて再生が行なわれる。再生された触媒は、
振動スクリーンなどの分離器7にかけられ、粉化した触
媒およびダストが除去される。その後再生された触媒は
コンベアーなどによってライン8を経て反応器3の上部
に戻される。再生器6で回収された高濃度のSO2ガス
はライン9を経て後段の、例えば硫酸、硫黄または石膏
製造工程に供給される。
The deactivated carbonaceous catalyst in the reactor 3 is withdrawn from the lower part of the reactor 3 and sent to the regenerator 6. Here, 300 to 600 under an inert gas atmosphere
Regeneration is performed by heating to ℃. The regenerated catalyst is
It is passed through a separator 7 such as a vibrating screen to remove powdered catalyst and dust. After that, the regenerated catalyst is returned to the upper part of the reactor 3 through the line 8 by a conveyor or the like. The high-concentration SO 2 gas recovered by the regenerator 6 is supplied to a subsequent stage, for example, a sulfuric acid, sulfur or gypsum manufacturing process via a line 9.

【0018】図2においては排ガスは、60〜180℃
の範囲の温度で、直接またはライン2aよりのアンモニ
アを注入後、ライン1を経て第1の直交流式移動床反応
器3へ導入される。排ガスは、反応器3の中を下向きに
移動する炭素質触媒床4の中を流れ、触媒と接触して主
として脱硫が行なわれるが、一部脱硝も行なわれ、第1
の反応器3から排出される。第1の反応器を出たガス
は、ライン5を経て第2の直交流式移動床反応器10へ
導入される。ライン2bからアンモニアが注入されたラ
イン5のガスは、第2の反応器10の中を下向きに移動
する炭素質触媒床11の中を流れ、触媒と接触し、一部
脱硫が行なわれが、主としては脱硝が行なわれる。この
ようにして得られた清浄ガスはライン12を経て直接ま
たは集塵機を経てライン12より大気中へ放出される。
In FIG. 2, the exhaust gas is 60 to 180 ° C.
At a temperature in the range of 1, the ammonia is injected directly or from line 2a and then introduced into first cross-flow moving bed reactor 3 via line 1. The exhaust gas flows through the carbonaceous catalyst bed 4 moving downward in the reactor 3 and comes into contact with the catalyst for mainly desulfurization, but also partial denitration.
Is discharged from the reactor 3. The gas leaving the first reactor is introduced into the second cross-flow moving bed reactor 10 via line 5. The gas in line 5 into which ammonia is injected from line 2b flows in the carbonaceous catalyst bed 11 moving downward in the second reactor 10, comes into contact with the catalyst, and undergoes partial desulfurization. Denitration is mainly performed. The clean gas thus obtained is discharged into the atmosphere through line 12 directly or through a dust collector.

【0019】一方、上記触媒は、第2の反応器10の下
部より排出されたものが、第1の反応器3の上部に供給
される。第1の反応器3の下部より排出された不活性化
炭素質触媒は、再生器6へ送られ、不活性ガス雰囲気の
もとに300〜600℃に加熱されて再生が行なわれ
る。再生された触媒は、振動スクリーンなどの分離器7
にかけられ、粉状化した触媒およびダストが除かれる。
その後再生された触媒はコンベアーなどによってライン
8経由で反応器10の上部に戻され、循環使用されるこ
とになる。
On the other hand, the catalyst discharged from the lower part of the second reactor 10 is supplied to the upper part of the first reactor 3. The inactivated carbonaceous catalyst discharged from the lower part of the first reactor 3 is sent to the regenerator 6 and heated to 300 to 600 ° C. in an inert gas atmosphere to be regenerated. The regenerated catalyst is separated into a separator 7 such as a vibrating screen.
And powdered catalyst and dust are removed.
After that, the regenerated catalyst is returned to the upper portion of the reactor 10 via the line 8 by a conveyor or the like and is circulated and used.

【0020】本発明で用いる触媒は、一般には炭素含有
物質である石炭、ピッチ、あるいは木材、椰子殻などの
植物由来物質、さらにはプラスチックなどを炭化した
り、さらに水蒸気などで賦活して得られるものも使用さ
れる。触媒活性を上げるためにバナジウム、マンガン、
鉄、銅などの金属酸化物を担持あるいは含有させたりし
てもよい。
The catalyst used in the present invention is generally obtained by carbonizing carbon-containing substances such as coal, pitch, or plant-derived substances such as wood and coconut shell, plastics and the like, and further activating them with steam or the like. Things are also used. Vanadium, manganese to increase the catalytic activity,
A metal oxide such as iron or copper may be supported or contained.

【0021】前述のように、本発明のポイントは、図1
および図2の実施態様においてライン2,2a,2bを
経て注入されるアンモニア量を、排ガスの温度に合わせ
て変化させて、処理ガス中にリークするNH3量を低減
させることにある。さらにこの方法を実施すると、排ガ
スの温度が低下しても、脱硝率の低下が抑えられるとい
う効果も得られる。
As described above, the point of the present invention is that FIG.
The amount of ammonia injected through the lines 2, 2a and 2b in the embodiment of FIG. 2 is changed according to the temperature of the exhaust gas to reduce the amount of NH 3 leaking into the processing gas. Further, when this method is carried out, it is possible to obtain the effect of suppressing a decrease in the denitration rate even if the temperature of the exhaust gas is decreased.

【0022】アンモニアの注入箇所について言えば、図
2の実施例では、2箇所の注入箇所でそれぞれアンモニ
アの注入量を調節して排ガスの温度変化に対応させてい
る。しかし、排ガスにSOXが多い場合は、第1の反応
器では脱硫が主体になり、脱硝は付加的に過ぎなくな
る。従って、排ガスの温度変化があっても、アンモニア
リーク量の変化も極めて少なくなる。操作の簡便性の観
点からは、第2の反応器の前でのみアンモニア注入量を
調節すれば足りることが多い。
Regarding the injection point of ammonia, in the embodiment of FIG. 2, the injection amount of ammonia is adjusted at each of the two injection points so as to correspond to the temperature change of the exhaust gas. However, when the exhaust gas contains a large amount of SO X , desulfurization becomes the main component in the first reactor, and denitration is only additive. Therefore, even if there is a change in the temperature of the exhaust gas, the change in the amount of ammonia leakage is extremely small. From the viewpoint of ease of operation, it is often sufficient to adjust the ammonia injection amount only in front of the second reactor.

【0023】上述のように本発明ではアンモニアの注入
量を、排ガス温度に対応して変化させるのであるが、そ
の量の調節は、図1に示されるように、ライン1中の地
点における排ガスの温度Tを検出し、その信号を基にし
てコントローラー13によりアンモニア供給バルブ14
を制御することによって行われる。
As described above, in the present invention, the injection amount of ammonia is changed in accordance with the exhaust gas temperature, but the adjustment of the amount of the exhaust gas at the point in line 1 is performed as shown in FIG. The temperature T is detected, and the ammonia supply valve 14 is controlled by the controller 13 based on the signal.
Is done by controlling.

【0024】また図2に示す実施態様では、ライン1中
の地点における排ガス温度Taおよびライン5中の地点
における排ガス温度Tbを検出し、それらの信号に基づ
いてコントローラ13によりアンモニア供給バルブ14
aおよび14bの開度を制御することにより、アンモニ
ア注入量が変化される。
In the embodiment shown in FIG. 2, the exhaust gas temperature Ta at the point in line 1 and the exhaust gas temperature Tb at the point in line 5 are detected, and the ammonia supply valve 14 is controlled by the controller 13 based on these signals.
The ammonia injection amount is changed by controlling the opening degrees of a and 14b.

【0025】尚、ライン5が短くTbを検出してNH3
注入量を制御することが難しい場合は、Taを検出して
ライン2bから供給されるNH3の注入量を制御しても
よい。 さて、炭素質吸着剤(触媒)に吸着されるアン
モニア量q(gNH3/Kg触媒として表される)は、
排ガスの温度Tが上がると少なくなり、排ガス中のアン
モニアの濃度とともに増大する。すなわち、数式的には
概略次式のように表される。
The line 5 is short and NH 3 is detected when Tb is detected.
If it is difficult to control the injection amount, Ta may be detected to control the injection amount of NH 3 supplied from the line 2b. Now, the amount of ammonia adsorbed on the carbonaceous adsorbent (catalyst) q (expressed as gNH 3 / Kg catalyst) is
It decreases as the temperature T of the exhaust gas rises, and increases with the concentration of ammonia in the exhaust gas. That is, it can be expressed mathematically as the following equation.

【0026】q=k(Ca/Tb)−−− (A) ここで、C = アンモニア濃度(ppm) T = 排ガス温度(K) k,a,b = 定数Q = k (C a / T b ) --- (A) where C = ammonia concentration (ppm) T = exhaust gas temperature (K) k, a, b = constant

【0027】この関係式を、横軸に温度Tを取り、パラ
メーターをアンモニア濃度Cとして表すと図3のように
なる。
FIG. 3 shows this relational expression when the temperature T is plotted on the abscissa and the parameter is expressed as the ammonia concentration C.

【0028】いま、標準的に排ガス温度140℃、注入
アンモニア濃度C0(ppm) で運転されているものとす
る。次に排ガス温度が160℃に上昇すると、図3に示
すようにΔq1に相当するアンモニアが触媒から離脱す
る。ところが、上記(A)式の関係からアンモニア濃度
をC1(ppm)に変更すると、脱離するアンモニアがなく
なる。つまり、アンモニアリークが制御されることにな
る。
Now, it is assumed that the engine is normally operated at an exhaust gas temperature of 140 ° C. and an injected ammonia concentration of C 0 (ppm). Next, when the exhaust gas temperature rises to 160 ° C., ammonia corresponding to Δq1 is released from the catalyst as shown in FIG. However, if the ammonia concentration is changed to C 1 (ppm) from the relationship of the above formula (A), the desorbed ammonia will disappear. That is, the ammonia leak is controlled.

【0029】逆に、排ガス温度140℃、注入アンモニ
ア濃度C0(ppm)で運転していたものが、120℃へ排
ガス温度が低下したとする。この場合、アンモニア吸着
量はΔq2だけ増加するので、アンモニア濃度をC2(pp
m)に設定すればよい。
On the contrary, it is assumed that the exhaust gas temperature lowered to 120 ° C. after the operation at the exhaust gas temperature of 140 ° C. and the injected ammonia concentration C 0 (ppm). In this case, the amount of adsorbed ammonia increases by Δq 2, so the ammonia concentration is changed to C 2 (pp
m).

【0030】次に、本発明を化学反応の面から詳細に説
明する。注入されたNH3は、次の式(1)、(2)、
(3)、(4)、(5)に従い、脱硝反応、脱硫反応お
よび炭素質触媒への吸着によって消費される。NOX
の反応では窒素と水が生成し、SOXが触媒の表面で酸
化されて生成した硫酸との反応では、酸性硫安と硫安が
生成し、さらに物理的に触媒表面に吸着されるのであ
る。
Next, the present invention will be described in detail in terms of chemical reaction. The injected NH 3 has the following formulas (1), (2),
According to (3), (4) and (5), it is consumed by the denitration reaction, the desulfurization reaction and the adsorption on the carbonaceous catalyst. Nitrogen and water are produced in the reaction with NO x, and acidic ammonium sulfate and ammonium sulfate are produced in the reaction with sulfuric acid produced by the oxidation of SO x on the surface of the catalyst, and further, they are physically adsorbed on the catalyst surface. is there.

【0031】脱硝反応 NO+NH3+1/4O2→N2+3/2H2O (1) NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O (2) 硫酸との反応 H2SO4+NH3→NH4HSO4* (3) NH4HSO4+NH3→(NH42SO4* (4) 炭素質触媒への吸着 NH3+C→C・・・・NH3* (5) *:吸着状態を示す C:炭素質触媒を表すDenitration reaction NO + NH 3 + 1 / 4O 2 → N 2 + 3 / 2H 2 O (1) NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O (2) Reaction with sulfuric acid H 2 SO 4 + NH 3 → NH 4 HSO 4 * (3) NH 4 HSO 4 + NH 3 → (NH 4 ) 2 SO 4 * (4) Adsorption on carbonaceous catalyst NH 3 + C → C ... NH 3 * (5) *: C indicating adsorption state : Represents a carbonaceous catalyst

【0032】式(5)に示される、炭素質触媒に吸着さ
れるNH3の量は、式(A)に示されるようにNH3濃度
が高い程多く、また炭素質触媒の温度が低いほど多い。
従って、排ガス温度が上昇すると、炭素質触媒に吸着さ
れていたNH3が急激に脱着して排ガス中へリークする
ことになる。
The amount of NH 3 adsorbed on the carbonaceous catalyst shown in formula (5) increases as the NH 3 concentration increases, and the temperature of the carbonaceous catalyst decreases as shown in formula (A). Many.
Therefore, when the exhaust gas temperature rises, NH 3 adsorbed on the carbonaceous catalyst will be rapidly desorbed and leak into the exhaust gas.

【0033】排煙脱硝法では、勿論NOXの除去が目的
であるが、アンモニアをリークさせてしまうことは薬剤
のロスのみならず環境の面でも許されることではない。
NH3の注入量の制御は必須の技術である。従来の方法
では反応器の出口のNH3濃度を検出し、これを信号と
して反応器の入口のNH3の注入量を制御することが一
般であった。しかし、このようなフィードバック方式で
あると、アンモニアの脱着が急速に起きた場合は、NH
3濃度を検出してから信号を送って入口のアンモニア注
入量を絞っても、効果が少なく、所望の制御は困難であ
った。
In the flue gas denitration method, of course, the purpose is to remove NO x , but leaking ammonia is not permitted not only in terms of chemical loss but also in terms of the environment.
Controlling the injection amount of NH3 is an essential technique. In the conventional method, it was general to detect the NH 3 concentration at the outlet of the reactor and to control the injection amount of NH 3 at the inlet of the reactor by using this as a signal. However, with such a feedback system, if desorption of ammonia occurs rapidly, NH
3 Even if a signal was sent after detecting the concentration to reduce the amount of ammonia injected at the inlet, the effect was small and desired control was difficult.

【0034】これに対して本発明によれば、本発明者ら
が見い出した式(A)に従い、排ガス温度が上がったと
きに出口のNH3濃度の上昇を待たずにアンモニア注入
量の減少を操作すべき信号が得られるので、急激なアン
モニアの脱着にも速やかに応答することができる。注入
量を減少させても、脱着によりNH3がある程度は出て
くるが、これはNOXとの反応に使われる程度の量なの
で処理ガス中にリークするNH3を非常に低いレベルに
保持することができる。
On the other hand, according to the present invention, according to the formula (A) found by the present inventors, when the exhaust gas temperature rises, the ammonia injection amount can be reduced without waiting for the NH 3 concentration at the outlet to rise. Since the signal to be operated is obtained, it is possible to promptly respond to the rapid desorption of ammonia. Even if the injection amount is reduced, NH 3 will be released to some extent by desorption, but since this is an amount used for the reaction with NO X , NH 3 leaking into the processing gas is kept at a very low level. be able to.

【0035】また、排ガス温度が急激に低下した場合
も、アンモニアの増加した吸着量に対応するために必要
な不足のアンモニアを、NOXの出口濃度の変化を待た
ずに式(A)に従い補うことができるので、極めて正確
な制御を行なうことができる。
Further, even when the exhaust gas temperature suddenly drops, the insufficient ammonia required to cope with the increased adsorption amount of ammonia is compensated according to the formula (A) without waiting for the change in the NO x outlet concentration. Therefore, extremely accurate control can be performed.

【0036】[0036]

【実施例】以下、図1の構成に従う本発明の実施例を、
従来技術を用いる比較例と対比しつつ詳細に説明する。
Embodiments of the present invention according to the configuration of FIG.
The details will be described in comparison with a comparative example using a conventional technique.

【0037】実施例1 50ppmのSOXと200ppmのNOXを含む140
℃のボイラー排ガスを1000Nm3 /hで取り出し、
これにNH3を250ppm注入後、活性炭を1.67
3充填した直交流式移動床反応器に導入し、同反応器
内を下降する活性炭触媒床と接触させて脱硫と脱硝の同
時処理を行なった。活性炭の反応器内の滞留時間は、3
0時間となるように移動速度を設定した。
Example 1 140 containing 50 ppm SO x and 200 ppm NO x
The boiler exhaust gas at ℃ is taken out at 1000 Nm 3 / h,
After injecting 250 ppm of NH 3 into this, activated carbon 1.67
The mixture was introduced into a cross-flow type moving bed reactor filled with m 3 and brought into contact with the activated carbon catalyst bed descending in the reactor to perform desulfurization and denitration simultaneously. The residence time of activated carbon in the reactor is 3
The moving speed was set to be 0 hour.

【0038】上記の条件で運転を続けていたが、その後
排ガス温度が140℃から160℃に上昇した。この温
度変化に見合うアンモニア濃度を、上記の式(A)に従
って200ppmと算出し、ただちにNH3注入量を2
50ppmから200ppmへと変化させた。得られた
結果を図4に示す。図4に示すように排ガス温度が16
0℃に上昇しても、アンモニアのリーク濃度に異常は無
く、従前通り数ppm以下に保たれていた。
After continuing the operation under the above conditions, the exhaust gas temperature rose from 140 ° C to 160 ° C. The ammonia concentration corresponding to this temperature change was calculated to be 200 ppm according to the above formula (A), and the NH 3 injection amount was immediately increased to 2 ppm.
It was changed from 50 ppm to 200 ppm. The obtained results are shown in FIG. As shown in FIG. 4, the exhaust gas temperature is 16
Even if the temperature was raised to 0 ° C., there was no abnormality in the ammonia leak concentration, and it was kept at several ppm or less as before.

【0039】比較例1 実施例1で述べたと同一の条件で、140℃で運転を続
けていたが、その後排ガス温度が160℃に上昇した。
しかし、NH3注入量は排ガス温度が変わっても250
ppmと一定になるようにしておいた。得られた結果を
図5に示す。図5に示すように排ガス温度の上昇に応答
して、アンモニアのリーク濃度は異常に上昇し、従前の
数ppmから40ppm以上にもなった。
Comparative Example 1 Under the same conditions as described in Example 1, the operation was continued at 140 ° C., but thereafter the exhaust gas temperature rose to 160 ° C.
However, the NH 3 injection amount is 250 even if the exhaust gas temperature changes.
It was kept constant at ppm. The obtained results are shown in FIG. As shown in FIG. 5, in response to the rise in the exhaust gas temperature, the leak concentration of ammonia increased abnormally to 40 ppm or more from the previous several ppm.

【0040】実施例2 50ppmのSOXと200ppmのNOXを含む140
℃のボイラー排ガスを1000Nm3/hで取り出し、
これにNH3を250ppm注入後、活性炭を1.67
3 充填した直交流式移動床反応器に導入し、同反応器
内を下降する活性炭触媒床と接触させて脱硫と脱硝の同
時処理を行なった。活性炭の反応器内の滞留時間は、3
0時間となるように移動速度を設定した。
Example 2 140 Containing 50 ppm SO X and 200 ppm NO X
The boiler exhaust gas at ℃ is taken out at 1000 Nm 3 / h,
After injecting 250 ppm of NH 3 into this, activated carbon 1.67
The mixture was introduced into a cross-flow type moving bed reactor filled with m 3 and brought into contact with the activated carbon catalyst bed descending in the reactor to perform desulfurization and denitration simultaneously. The residence time of activated carbon in the reactor is 3
The moving speed was set to be 0 hour.

【0041】上記の条件で運転を続けていたが、その後
排ガス温度が120℃に降下した。この温度変化に見合
うアンモニア濃度を、上記の式(A)に従って300p
pmと算出し、ただちにNH3注入量を250ppmか
ら300ppmへと変化させた。得られた結果を図6に
示す。図6に示すように排ガス温度が低下しても、アン
モニアのリーク濃度に異常は無く、従前通り数ppm以
下に保たれていた。また、脱硝率の低下も僅かであっ
た。
Although the operation was continued under the above conditions, the exhaust gas temperature dropped to 120 ° C. The ammonia concentration corresponding to this temperature change is set to 300 p according to the above formula (A).
pm was calculated, and the NH 3 injection amount was immediately changed from 250 ppm to 300 ppm. The obtained results are shown in FIG. As shown in FIG. 6, even if the exhaust gas temperature was lowered, there was no abnormality in the ammonia leak concentration, and it was kept at several ppm or less as before. Moreover, the decrease in the denitration rate was slight.

【0042】比較例2 実施例2の上記の条件でまず140℃で運転を続けてい
たが、その後排ガス温度が120℃に低下した。しか
し、NH3注入量は排ガス温度が変わっても250pp
mと一定になるようにしておいた。得られた結果を図7
に示す。図7に示すように排ガス温度の低下に応答し
て、アンモニアのリーク濃度は少し減少したものの、一
方では脱硝率が異常に低下し、従前の80%から65%
以下にも下がってしまった。
Comparative Example 2 Under the above-mentioned conditions of Example 2, the operation was continued at 140 ° C. first, but thereafter the exhaust gas temperature dropped to 120 ° C. However, the amount of NH 3 injected is 250 pp even if the exhaust gas temperature changes.
It was kept constant at m. The obtained results are shown in FIG.
Shown in. As shown in FIG. 7, in response to the decrease in exhaust gas temperature, the ammonia leak concentration slightly decreased, but on the other hand, the denitrification rate decreased abnormally, from 80% to 65%.
It has dropped below.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、炭素質触
媒充填移動床反応器を用いる排煙脱硝法または排煙脱硫
・脱硝法において、注入されるアンモニア量を、排ガス
の温度に合わせて変化させることにより、処理ガス中に
リークするNH3量を低減させることができる。また、
本発明によれば、排ガスの温度が低下しても脱硝率の低
下が抑えられるという利点も得られる。
As described above, according to the present invention, in the flue gas denitration method or flue gas desulfurization / denitrification method using a carbonaceous catalyst-filled moving bed reactor, the amount of ammonia injected is adjusted to the temperature of the exhaust gas. The amount of NH 3 leaking into the processing gas can be reduced by changing the amount of NH 3 into the process gas. Also,
According to the present invention, it is possible to obtain an advantage that the decrease in the denitration rate can be suppressed even if the temperature of the exhaust gas decreases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の方法を実施するための脱硫・脱硝装置
の構成例の一つを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one example of the configuration of a desulfurization / denitration apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図2】本発明の方法を実施するための脱硫・脱硝装置
の構成例の別の一つを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing another example of the configuration of a desulfurization / denitration apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図3】炭素質触媒に吸着されるアンモニアの量を、温
度Tを横軸に、アンモニア濃度Cをパラメーターとして
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the amount of ammonia adsorbed on a carbonaceous catalyst, with temperature T as the horizontal axis and ammonia concentration C as a parameter.

【図4】本発明の実施例1において、排ガス温度の上昇
に応じてNH3注入量を低下させた場合の脱硝率とアン
モニアリークの応答を示す図である。
FIG. 4 is a graph showing the response of NOx removal rate and ammonia leak when the NH 3 injection amount is decreased according to the rise of exhaust gas temperature in Example 1 of the present invention.

【図5】比較例1において、排ガス温度上昇の際にもN
3注入量を一定にしておいた場合の脱硝率とアンモニ
アリークの応答を示す図である。
FIG. 5 is a graph of Comparative Example 1 in which N
It is a diagram showing the response of denitrification rate and ammonia leak if that had been with H 3 injection amount constant.

【図6】本発明の実施例2において、排ガス温度の低下
に応じてNH3注入量を増加させた場合の脱硝率とアン
モニアリークの応答を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a response of a NOx removal rate and an ammonia leak when an NH 3 injection amount is increased according to a decrease in exhaust gas temperature in Example 2 of the present invention.

【図7】比較例2において、排ガス温度の低下の際にも
NH3注入量を一定にしておいた場合の脱硝率とアンモ
ニアリークの応答を示す図である。
FIG. 7 is a graph showing a denitration rate and an ammonia leak response when the NH 3 injection amount is kept constant even when the exhaust gas temperature is lowered in Comparative Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 排ガスライン 2,2a,2b アンモニア注入ライン 3 移動床反応器 4 炭素質触媒床 5 ライン 6 加熱再生器 7 分離器 8 ライン 9 ライン 10 第2移動床反応器 11 第2炭素質触媒床 12 ライン 13 コントローラ 14,14a,14b アンモニア調節バルブ 1 Exhaust gas line 2, 2a, 2b Ammonia injection line 3 Moving bed reactor 4 Carbonaceous catalyst bed 5 Line 6 Heat regenerator 7 Separator 8 Line 9 Line 10 Second moving bed reactor 11 Second carbonaceous catalyst bed 12 Line 13 Controller 14, 14a, 14b Ammonia control valve

───────────────────────────────────────────────────── 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 53/77 53/56 53/74 53/60 53/86 ZAB 53/96 B01D 53/34 125 B 129 E 132 Z 53/36 ZAB 102 E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B01D 53/77 53/56 53/74 53/60 53/86 ZAB 53/96 B01D 53/34 125 B 129 E 132 Z 53/36 ZAB 102 E

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒素酸化物あるいは窒素酸化物と硫黄酸
化物とを含有する排ガスにアンモニアを注入し、炭素質
触媒が充填されている移動床反応器に導入して、脱硝ま
たは脱硫・脱硝処理し、一方排ガスとの接触により不活
性化した前記炭素質触媒を加熱再生する排ガスの処理方
法において、注入するアンモニア量を、排ガス温度の変
化に応じて変化させることを特徴とする排ガスの処理方
法。
1. Denitration or desulfurization / denitration treatment by injecting ammonia into exhaust gas containing nitrogen oxides or nitrogen oxides and sulfur oxides and introducing the ammonia into a moving bed reactor filled with a carbonaceous catalyst. On the other hand, in the method for treating exhaust gas in which the carbonaceous catalyst inactivated by contact with the exhaust gas is heated and regenerated, the amount of ammonia to be injected is changed in accordance with the change in exhaust gas temperature. .
【請求項2】 排ガス温度が上昇する場合には注入する
アンモニア量を減少させ、逆に排ガス温度が低下した場
合は注入するアンモニア量を増加させることを特徴とす
る請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the amount of injected ammonia is decreased when the exhaust gas temperature rises, and conversely, the amount of injected ammonia is increased when the exhaust gas temperature decreases.
【請求項3】 排ガスの温度と排ガス中のアンモニア濃
度とアンモニアの触媒への吸着量との関係式によって定
まる排ガス中のアンモニア濃度になるように排ガスへの
アンモニアの注入量を変化させることを特徴とする請求
項2記載の方法。
3. The injection amount of ammonia into the exhaust gas is changed so that the ammonia concentration in the exhaust gas is determined by the relational expression of the temperature of the exhaust gas, the ammonia concentration in the exhaust gas, and the adsorption amount of ammonia on the catalyst. The method according to claim 2, wherein
【請求項4】 排ガス温度が低下した場合に注入するア
ンモニア量を増加させることによって脱硝率の低下を抑
えることを特徴とする請求項3記載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein a decrease in the denitration rate is suppressed by increasing the amount of ammonia injected when the exhaust gas temperature decreases.
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Cited By (4)

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WO2017179107A1 (en) * 2016-04-11 2017-10-19 日揮株式会社 Exhaust gas processing system
CN111097271A (en) * 2018-10-29 2020-05-05 中国石油化工股份有限公司 Method and device for removing SOx and NOx in catalytic cracking flue gas

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