JPH0747231A - 脱硝装置 - Google Patents

脱硝装置

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JPH0747231A
JPH0747231A JP5197385A JP19738593A JPH0747231A JP H0747231 A JPH0747231 A JP H0747231A JP 5197385 A JP5197385 A JP 5197385A JP 19738593 A JP19738593 A JP 19738593A JP H0747231 A JPH0747231 A JP H0747231A
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JP
Japan
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denitration
denitration catalyst
decomposition
catalyst
catalyst bed
Prior art date
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Pending
Application number
JP5197385A
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English (en)
Inventor
Yoshirou Inagaki
芳郎 稲恒
Tatsuo Murataka
達雄 村高
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication of JPH0747231A publication Critical patent/JPH0747231A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱硝触媒出口のスリツプNH3を低減でき、
しかも長期間安定した脱硝効率が得られる脱硝装置を提
供する。 【構成】 脱硝触媒層5の内一定期間使用した上流側の
脱硝触媒Aを後流側へ移設する。これにより、モル比を
上げて運転することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アンモニア(NH3
分解活性成分を含有する排ガス中の窒素酸化物(NO
x)を低減するに好適な脱硝装置に関する。
【0002】
【従来の技術】NOxによる大気汚染は年々深刻化して
おり、従来の大型排ガス発生源から、小規模用の産業プ
ラント、ガスタービン、デイーゼルなどに至るまで脱硝
装置の適用対象プラントは広範囲にわたつてきている。
これに伴ない、脱硝技術にとつて障害となる新らたな課
題も生じ、NH3分解成分による脱硝触媒の被毒もその
1つである。
【0003】例えばNH3分解成分とはNH3の分解活性
を有する一般的な成分を示すが、特にPt,Pd,Ru
などの第8族の元素が主な対象となる。
【0004】図8は、CO酸化触媒と脱硝触媒を並設し
たガスタービン用脱硝装置の概略構成図を示したもので
ある。図示していないガスタービンより排出された排ガ
ス2は、NH3分解成分を含有するNH3分解成分含有触
媒層3、例えば貴金属を担持したCO酸化触媒層3を通
過する時、その飛散成分を捕捉し、NH3を分解する触
媒成分を含有する排ガス4となり、NH3分解成分除去
装置6を経てNH3注入装置8によりNH3を注入され、
脱硝触媒層5に導入される。この時、排ガス中のNH3
分解成分の一部が脱硝触媒層5の表面に付着し、NH3
分解を生じ脱硝性能が見かけ上低下してしまう問題があ
つた。
【0005】これを解決するための手段としては、NH
3注入装置8の前流に、NH3分解成分除去装置6、例え
ば、触媒担体によるNH3分解成分吸着を利用するも
の、あるいは、脱硝触媒そのものを吸着層として設置す
るものが提案されている。
【0006】しかしながら、吸着能力に限界があり、全
てのNH3分解成分の除去は不可能であること、また設
置スぺース又は許容圧力損失の制約上、吸着容量が限ら
れており、吸着が飽和に達する毎に、脱硝装置1を停止
して、吸着層を取り換えなければならない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の脱硝装置
は、脱硝触媒上へのNH3分解成分が飛散、付着しない
よう除去するという考えに基づいており、これを達成す
ることは前述したNH3分解成分吸着剤の種々の制約に
より限界があつた。
【0008】本発明はかかる従来技術の欠点を解消しよ
うとするもので、その目的とするところは、脱硝触媒出
口のスリツプNH3を低減することができ、しかも長期
間安定した脱硝効率が得られる脱硝装置を提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の目的を達
成するために、脱硝触媒層の内一定期間使用した前流側
の脱硝触媒を後流側へ移設するようにしたものである。
【0010】
【作用】最後流側に設置されたNH3分解活性を有する
脱硝触媒は、その触媒層の前流側で未反応のまま流出し
てきたNH3を次式のように分解する。
【0011】 4NH3+5O2→4NO+6H2O ……(1) ここで生成したNOは、未反応のNH3とさらに次式の
ように分解される。
【0012】 4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O ……(2) 従つて、脱硝触媒層出口のスリツプNH3が低減される
ので、その分、入口のモル比(NH3/NOx)を増加
させることにより、所定の脱硝性能を維持できることに
なる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0014】図1は初期脱硝触媒の配列を示し、図2は
図1の脱硝装置における一定時間経過後の脱硝触媒への
NH3分解成分の付着量を示す。
【0015】図1において、NH3分解成分含有排ガス
4が脱硝触媒層5を通過する時、NH3分解成分は脱硝
触媒層5の表面に付着する。この付着量は最前流側が最
も多く、後流になるに従つて指数関数的に減少する。
【0016】図2は、図1の脱硝装置をある一定期間使
用した後の脱硝触媒層5の各脱硝触媒A〜DのNH3
解成分付着量と脱硝触媒層5の関係を示した特性図で脱
硝触媒5Dへの付着量を1として、その比で示したもの
である。
【0017】ここで、NH3分解成分はある一定量が脱
硝触媒層5に付着しないとNH3分解を発現しないこと
を発明者等は確認した。例えば、NH3分解成分含有触
媒層3をPt、脱硝触媒層5をV系の場合、NH3分解
活性が発現する量(以下NH3分解発現量と呼ぶ)は5
〜10ppm程度である。図2においては、NH3分解
発現量を仮に8として以下説明する。
【0018】再び図1に戻り、まず脱硝触媒層5の初期
充填時排ガス前流側より脱硝触媒A,B,C,Dの順に
4層の脱硝触媒層5で構成されているものとする。この
脱硝装置1をある時間運転した後、脱硝触媒層5の脱硝
触媒AのNH3分解成分付着量がNH3分解発現量に達す
ると、脱硝触媒Aの脱硝触媒層5によつて、NH3注入
装置8からのNH3は分解されるために(前流側で脱硝
反応に寄与するべきNH3が消費されるために)B以降
のモル比が小さくなり、脱硝性能が低下してしまう。従
つて脱硝触媒層5の脱硝触媒AがNH3分解発現量に達
する直前に図3に示すように脱硝触媒層5の脱硝触媒の
Aを最上流側から最後流に移設する。
【0019】図3は、この脱硝触媒5の脱硝触媒Aを移
設した状態を示す。図4の斜線を施した棒グラフは、脱
硝触媒層5の脱硝触媒のAを移設直後の各層のNH3
解成分の付着量を示す。NH3分解活性を示す脱硝触媒
Aは最後流側に位置し、上流側の脱硝触媒層5の脱硝触
媒B,C,Dで脱硝反応処理されたガス中の未反応NH
3を脱硝触媒層5の最下流に位置する脱硝触媒Aで分解
する。この状態で運転を続けていき、脱硝触媒層5の脱
硝触媒BのNH3分解成分がNH3分解発現量に達した
時、次のステツプつまり、図5に示すように脱硝触媒層
5の脱硝触媒Bを最上流側から最下流側へ移設する。
【0020】図5は、図3で最上流にあつた脱硝触媒層
5の脱硝触媒Bを最下流に移設した状態を示す。図6で
脱硝触媒層5の脱硝触媒Bを移設直後の各層のNH3
解成分付着量(斜線棒グラフ)を見ると、脱硝触媒層5
の脱硝触媒A,BがNH3分解発現量を越えている。こ
うなると最下流の脱硝触媒Bでは、脱硝反応はほとんど
期待できないが、後述するようにNH3の注入量を増加
させ高モル比運転をすることにより初期の充填触媒量に
十分余裕があればさらに運転を続けることが可能にな
る。その後、各触媒層の脱硝性能が低下し所定脱硝率を
維持することが困難となつた場合、最も脱硝性能の低下
の大きい脱硝触媒Aは、新しい脱硝触媒と交換する。新
しい脱硝触媒の位置は、現状の脱硝触媒Aの位置がNH
3分解成分付着量の増加が少なく好適である。以下、新
品触媒交換の順番は脱硝触媒B,C,Dの順になる。図
1から図6に示した触媒層移設の時期及び新品触媒交換
の時期は、NH3注入量を増加させても所定の脱硝率を
維持できなくなる直前が望ましい。
【0021】本発明の実施例によれば、NH3分解成分
付着によりNH3分解性能を示す脱硝触媒においても、
最後流に移設し、NH3分解触媒として利用することに
より、脱硝触媒の長期間の有効利用を図ることができ
る。
【0022】図7は縦軸に脱硝率、横軸にモル比を示し
た特性曲線図で実線は脱硝率、破線はスリツプNH3
示す。図中の各記号は以下のことを示す。
【0023】P,P’は最上流側に位置する脱硝触媒A
がNH3分解活性を示す場合(図2の斜線棒グラフ)の
脱硝率及びスリツプNH3のモル比カーブを示す。
【0024】Q,Q’は最後流側に位置する脱硝触媒層
5の脱硝触媒AがNH3分解活性を示す場合(図4の斜
線棒グラフ)の脱硝率及びスリツプNH3のモル比カー
ブを示す。
【0025】R,R’は脱硝触媒層5の脱硝触媒A〜D
がNH3分解活性を示さない、つまり全て新品の脱硝触
媒層の脱硝率及びスリツプNH3のモル比カーブを示
す。
【0026】S,S’は図6に示すように脱硝触媒層5
の脱硝触媒C,Dは脱硝触媒、脱硝触媒A,BはNH3
活性を示す場合の脱硝率とスリツプNH3を示す。
【0027】図7において、最上流脱硝触媒層がNH3
分解活性を示す場合(P,P’)においては、モル比を
増加させても所定脱硝率を得ることは不可能である。
【0028】これに対し、本発明の実施例(Q)におい
ては、NH3分解活性を示さないケース(R)に比べ
て、モル比を増加させることにより、所定の脱硝率を得
ることが可能となり、この時スリツプNH3(Q’)
は、NH3分解活性を示さないケース(R’)よりも低
くなるため、モル比増加に伴なう、スリツプNH3増加
の弊害を生じない。
【0029】以下、図7を用いて詳しく説明する。
【0030】図7において、図1の脱硝触媒層5の脱硝
触媒A〜Dが全て新品の脱硝触媒でモル比M0で運転す
れば脱硝率は曲線RのE点、スリツプNH3は曲線R’
のF点になる。
【0031】そして、図1,図2のように脱硝触媒Aが
最上流側に位置し、脱硝触媒AのNH3分解成分付着量
が最も多くなると脱硝率は図7の曲線RのE点から曲線
PのG点へ脱硝効率が低下する。この時のスリツプNH
3は曲線R’のF点から曲線P’のH点へ低下する。
【0032】それは図2の最上流側に位置する脱硝触媒
AでNH3が分解されるために脱硝触媒B以降のモル比
が低下するからである。
【0033】次に、図1および図2に示すように最上流
側に位置していた脱硝触媒Aを図3および図4に示すよ
うに最後流側に配置し、モル比M0で運転すると曲線Q
上の脱硝率は所定脱硝率以下になるので、モル比をM0
からM1に上げて脱硝率を曲線PのG点から曲線QのI
点へ上昇させる。
【0034】この時のスリツプNH3は曲線P’のH点
から曲線Q’のJ点へ下り、許容スリツプNH3以下に
することができる。
【0035】それはモル比をモル比M0からモル比M1
上げることによつて、図3の脱硝触媒B〜Dでは脱硝反
応に有利となる高モル比で脱硝が行なわれて脱硝率は上
り、最下流に位置する脱硝触媒Aではモル比をモル比M
0からモル比M1に上げることによる余剰のNH3は脱硝
触媒Aで分解してリークNH3が低下するからである。
【0036】次に、図3および図4に示すように最上流
側に位置していた脱硝触媒Bを図5および図6に示すよ
うに最後流側に配置し、モル比M1で運転すると曲線S
上の脱硝率は所定脱硝率以下になるので、モル比をM1
からM2に上げて脱硝率を曲線QのI点から曲線SのK
点へ移行させる。
【0037】この時のスリツプNH3は曲線Q’のJ点
から曲線S’のL点へ移行する。
【0038】それはモル比をモル比M1からモル比M2
上げることによつて、図5の脱硝触媒C,Dでは高モル
比で脱硝が行なわれるので、脱硝率を所定脱硝率に維持
することができ、下流側に位置する脱硝触媒A,Bでは
モル比をモル比M1からモル比M2に上げることによる余
剰のNH3は脱硝触媒A,Bで分解してリークNH3を低
くおさえることができるからである。
【0039】以上本発明の実施例においては、CO酸化
触媒を並設したガスタービン用脱硝装置を例に説明した
が、NH3分解成分を含有する排ガスであれば、本発明
の実施例を適用することができる。貴金属類を触媒成分
とする流動接触分解炉用の排ガスあるいはこれに類する
化学プラントの排ガス等にも適用可能である。
【0040】例えば、流動接触分解用の排ガスを例にと
ると、原料油の接触分解に使用され劣化した微粉状のア
ルミナシリカゲル触媒を空気で加熱再生する時に発生す
る排ガスは、該触媒の活性成分であるPt等の貴金属類
を含むため、これが触媒微粉の状態で、排ガス中のダス
トとして脱硝触媒に飛散付着し、脱硝性能を低下させて
しまう。従つて、貴金属によるNH3分解を生じ、脱硝
性能を低下させる点で、CO触媒の場合と同様に取り扱
うことができる。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、スリツプNH3を低減
することができ、しかも少ない脱硝触媒量で、長期間の
安定した運転が可能となり、経済的にも優れた脱硝装置
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】初期脱硝触媒の配列を示す断面図である。
【図2】図1の脱硝装置における一定時間経過後の脱硝
触媒へのNH3分解成分の付着量を示す特性図である。
【図3】本発明の実施例に係る脱硝触媒の配列を示す断
面図である。
【図4】図3の脱硝触媒へのNH3分解成分の付着量を
示す特性図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す脱硝触媒の配列を示
す断面図である。
【図6】図5の脱硝触媒へのNH3分解成分の付着量を
示す特性図である。
【図7】縦軸に脱硝率、横軸にモル比を示した特性曲線
図である。
【図8】従来の脱硝装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 脱硝装置 3 NH3分解成分含有触媒層 5 脱硝触媒層 A,B,C,D 脱硝触媒

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NH3分解成分を含むNH3分解成分含有
    触媒層を脱硝触媒層の前流側に配置し、排ガスを脱硝す
    るものにおいて、 前記脱硝触媒層の内一定期間使用した上流側の脱硝触媒
    を後流側へ移設することを特徴とする脱硝装置。
JP5197385A 1993-08-09 1993-08-09 脱硝装置 Pending JPH0747231A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5197385A JPH0747231A (ja) 1993-08-09 1993-08-09 脱硝装置

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JP5197385A JPH0747231A (ja) 1993-08-09 1993-08-09 脱硝装置

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JPH0747231A true JPH0747231A (ja) 1995-02-21

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ID=16373636

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JP5197385A Pending JPH0747231A (ja) 1993-08-09 1993-08-09 脱硝装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018176079A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼排ガス処理方法、燃焼排ガス処理装置およびそれのメンテナンス方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018176079A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼排ガス処理方法、燃焼排ガス処理装置およびそれのメンテナンス方法

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