JPH07500280A - 燃焼交換器を使用するガス流から窒素酸化物を除去する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 燃焼交換器を使用するガス流から窒素酸化物を除去する方法 燃焼エンジンを組み込んだ大部分の燃焼系からは窒素酸化物を含んだ排ガスが放 出される。窒素酸化物の大気への放出は、環境に対して潜在的な危険性を含んで いる。例えば、極端な肥沃化、酸性化、直接的な毒性効果等の多くの態様、およ び光化学オキシダント等の毒性物質の副次的な形成等が挙げられる。

燃焼系からの排ガスは、燃焼段階から発生するある余剰の酸素を含んでいるもの が大部分であり、それらは本質的にオキシダントであり、通常の還元剤を使用し て窒素酸化物を減少させることを困難としている。しかし、窒素酸化物を選択的 に減少させるものとして知られている各種の方法を使用することが可能であるこ とが見出だされた。還元剤としてはアンモニア、カルバミドまたはアミンのよう な窒素を含むその他の物質が使用される。簡単にいうとその方法は、窒素酸化物 中の正価の窒素と負値の窒素とを反応させて零価の窒素、すなわち毒性のない窒 素ガス分子を生成する方法を倉んでいるといえる。

しかし、かかる反応を利用するために、高温（２００〜５００°Ｃ）媒体および ハニカムまたは流動床形の固定触媒の効能、すなわち選択的な触媒還元（ＳＣＲ ）として知られている方法、または固定触媒を使用せずにかなり高温（５００〜 ９００℃）で達成される効能のいずれかが要求される。類推により、後者の方法 は、通常、選択的非接触還元（Ｓ　Ｎ　ＣＲ）と称される。

いずれの方法が採用されようとも、添加される還元剤の量に注意を払い、注意深 く制御することが必要である。なぜならば、それらは全く毒性が無いわけではな いので、過剰の流出を避けるべきであるからである。窒素酸化物との反応に使用 されなかった還元剤は、いわゆるスリップ（ｓｌｉｐ）と称され、ガス流と共に 流出する。時折、具体的には５ＮＣＲの場合に比較的高温で作業するためには不 利益を生ずる。大容量のガスの加熱は極めて出費がかさみ、操業上の経費がかな り上昇する。

本発明の教示に従えば、燃焼交換器（ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ ｒ）　（ヨーロッパ特許２１８５９０号）を使用してガス流中の窒素酸化物含量 を低減できる。これにより、加熱費用を低く維持しながら還元剤のスリ・ツブ問 題を除くことができる。

本発明の方法は、以下に説明する：ガス流に好ましい還元剤が含まれない場合に は、還元剤を添加し、ガス流と混合する。その後、後者のものは、ガスがうまく 高温に加熱される燃焼交換器を通過し、その後開始温度に近い温度にうまく冷却 することができる。熱はガスから一時的に取り入れられるので、熱の大部分はた だちに燃焼交換器によって回収され、この熱処理のエネルギー消費量は少ない。

ガスは効率的に加熱され、窒素酸化物還元反応が生ずる温度範囲を通過する。こ のように、還元剤のある量が所定のプロセスで使用され、余剰の還元剤はガス中 に残ることとなる。しかし、その後、残りのガスを反応させる温度にさらに加熱 され、ガス中に含まれる酸素との反応により破壊される。

要するに、燃焼交換器における処理には、還元反応と酸化反応との両者が含まれ 、未使用窒素酸化物還元剤と共に窒素酸化物を除去することが含まれる。従って 、酸化段階では、−酸化炭素、炭化水素、水素ガス等の酸化性のその他の汚染物 質を取り除くことができるというさらなる効果が達成される。

ガス混合物および特にそこに含まれる酸化性の成分に関しては、主な目的である 窒素酸化物の選択的還元は、最適効率で、しかしガス組成によるが、異なる温度 レベルで行われる。最適温度は使用される還元剤にも依存する。燃焼交換器を使 用するとガス混合物を全ての妥当な温度にさらすことができるとすると、反応に はたいそう好ましい。言い換えると、ガス組成は予め知る必要はなく、そればか りか加熱を異なる状態に合わせる必要もない。

ガス流に添加される窒素ガス還元剤は、ガス形態、例えば加圧容器からのアンモ ニアであっても良い。このことは、燃焼交換器に入る前に、ガス流との混合を容 易にする。通常、添加量はガス容積に比較して少ないので、添加物はガス流と混 合する際に蒸発する液体であっても良い。この場合には、液体は本質的に純粋な 物質または活性成分の液体溶液のいずれかである。

添加物は、単一の活性物質である必要は必ずしもない。

燃焼交換器における処理が全く妥当な温度レベルでの処理を含むため、異なる最 適反応温度を示す各種の相違する成分の混合物は、使用しても不利益はない。添 加物は、同様に妨害しない多くの妥当でない成分を含んでいる。窒素酸化物還元 プロセスに使用されなかった残りのものは、高温で破壊される。この為、本発明 方法に従って窒素酸化物の還元に尿素および液体肥料を使用することは、環境に 安全であるばかりでなく経済的利益がある。

国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ （ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ， ＳＮ、　ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　 ＣＨ，Ｃ３゜ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、 　ＬＵ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＰＬ、　ＲＯ，ＲＵ、　 ＳＤ、　ＳＥ、　ＵＳ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．燃焼交換器を用いてガス流から窒素酸化物を除去する際に、該ガス流が該燃 焼交換器において処理される前に１もしくはそれ以上の還元性窒素化合物を該ガ ス流と混合することを特徴とする窒素酸化物の除去方法。
2. ２．該還元性窒素化合物がアンモニアであり、液体または気体状態で該ガス流に スプレーされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ３．該還元性窒素化合物がアンモニア溶液であり、該ガス流にスプレーまたは蒸 発させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. ４．該還元性窒素化合物がカルバミド溶液であり、該ガス流にスプレーまたは蒸 発させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. ５．該還元性窒素化合物が動物尿素および動物液体肥料であることを特徴とする 請求項１に記載の方法。