JPH08257363A - 排ガスの処理方法 - Google Patents

排ガスの処理方法

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JPH08257363A
JPH08257363A JP7069527A JP6952795A JPH08257363A JP H08257363 A JPH08257363 A JP H08257363A JP 7069527 A JP7069527 A JP 7069527A JP 6952795 A JP6952795 A JP 6952795A JP H08257363 A JPH08257363 A JP H08257363A
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JP
Japan
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exhaust gas
gas
nox
ammonia
desulfurization
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JP7069527A
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English (en)
Inventor
Shigeru Nojima
野島  繁
Hiroshi Suzumura
鈴村  洋
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボイラ排ガスの窒素酸化物及び硫黄酸化物を
高効率で除去する方法に関する。 【構成】 ボイラより排出する高温排ガスにアンモニア
を添加して高温接触還元脱硝装置において大部分の窒素
酸化物を除去した後、熱交換装置及び除塵装置により冷
却、除塵し、該低温、除塵排ガスに残留窒素酸化物の当
量以上のアンモニアを添加して低温接触還元脱硝装置に
おいて残留窒素酸化物をさらに除去し、窒素酸化物が低
減され、かつ余剰アンモニアを含有する排ガスを湿式石
灰石膏法脱硫装置において排ガス中の硫黄酸化物を除去
するようにしたボイラ排ガスの処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排ガス中の硫黄酸化物及
び窒素酸化物を高効率にて除去する排ガスの処理方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】排ガス中の脱硝及び脱硫方法において
は、それぞれ高温(入口ガス温度:約400℃)での選
択的接触還元法と低温(入口ガス温度:約90℃)の石
灰石膏法がほぼ確立されている。しかし、規制強化にと
もない、今後は更に高効率な脱硝および脱硫技術が求め
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】高温脱硝で高効率化を
狙うには、窒素酸化物とアンモニアのモル比のばらつき
を小さくすると共に、更に、アンモニアの添加量を多く
する必要があるが、未反応のアンモニアが脱硝反応器の
後方にリークするため、後流で酸性硫酸アンモニウムの
生成によるエアーヒータおよび電気集塵機の閉塞、更に
回収灰のアンモニア付着等の問題を有している。
【0004】本発明は上記技術水準に鑑み、従来技術に
おけるような不具合を解消し、しかも排ガス中の硫黄酸
化物及び窒素酸化物を高効率で除去することができる排
ガスの処理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 ボイラより
排出する高温排ガスにアンモニアを添加して高温接触還
元脱硝装置において大部分の窒素酸化物を除去した後、
熱交換装置及び除塵装置により冷却、除塵し、該低温、
除塵排ガスに残留窒素酸化物の当量以上のアンモニアを
添加して低温接触還元脱硝装置において、残留窒素酸化
物をさらに除去し、窒素酸化物が低減され、かつ余剰ア
ンモニアを含有する排ガスを湿式石灰石膏法脱硫装置に
おいて排ガス中の硫黄酸化物を除去することを特徴とす
るボイラ排ガスの処理方法及び 低温接触還元脱硝装
置の温度域が50〜200℃の範囲にあり、該装置に適
用する触媒がCr2 3 とTiO2 を含む酸化物、V2
5 とTiO2 を含む酸化物、活性炭及び活性炭素繊維
よりなる群のうちから選ばれた少くとも1種の材料であ
ることを特徴とする上記記載のボイラ排ガスの処理方
法である。
【0006】
【作用】本発明は高温接触還元脱硝装置(以下、“高温
用脱硝装置”と略記する)の高温脱硝触媒でアンモニア
の存在下において従来なみの80〜90%の脱硝を行
い、更に湿式石灰石膏法脱硫装置の直前に低温接触還元
脱硝装置(以下、“低温用脱硝装置”と略記する)を設
置し、該装置の低温脱硝触媒の存在下で残存窒素酸化物
よりも過剰のアンモニアを添加して更に高効率の仕上げ
脱硝を行い、この仕上げ脱硝においてリークするアンモ
ニアを排ガスと共にそのまゝ湿式石灰石膏法脱硫装置に
送り、硫黄酸化物の吸収液である石灰石スラリに吸収さ
せ、該吸収液のpHを上昇させて脱硫率を向上させるも
のである。
【0007】高温脱硝触媒の存在下では下記の反応が一
般に進行する。
【化1】 4NO+4NH3 +O2 →4N2 +6H2 O (脱硝反
応・・・主反応) SO2 + 1/2O2 → SO3 (SO2 酸化反応
・・・副反応) 本発明の高温脱硝触媒としては上記反応における副反応
をできる限り抑制し、主反応を促進する高活性、長寿命
の高温活性の脱硝触媒が使用される。そのような触媒と
しては硫酸塩を形成しにくいアナターゼ型TiO2 を担
体として用い、活性材料としてはV2 5 と、WO3
はMoO3 を用いることが好ましく、特に上記副反応を
抑制するためにはV2 5 は、0.01〜5wt%、好
ましくは0.1〜3wt%、WO3 又はMoO3 は1〜
30wt%であるものを用いるのが好ましい。
【0008】上述した高温脱硝触媒を使用しても、SO
2 のSO3 への酸化が僅かであるが生成し、過剰のアン
モニアを用いると高温用脱硝装置からアンモニアがリー
クし、後流の機器に酸性硫酸アンモニウムが付着すると
いう問題を発生させるので、この高温用脱硝装置に添加
するアンモニアはボイラ排ガス中の窒素酸化物の当量以
下の量であるのが好ましい。
【0009】低温脱硝触媒はガス温度:50〜200℃
の範囲で脱硝性能を発揮する触媒であり、これらの触媒
としてはCr2 3 とTiO2 を含む酸化物、V2 5
とTiO2 を含む酸化物、活性炭及び活性炭素繊維から
なる群から選ばれたものが使用される。低温脱硝触媒を
用いた低温用脱硝装置では前記高温用脱硝装置では除去
できなかった窒素酸化物をほゞ完全に除去するために、
残留窒素酸化物の当量以上のアンモニアが添加される。
これによって排ガス中の窒素酸化物はほゞ完全に除去さ
れるが、そのため低温用脱硝装置からはかなりの量のア
ンモニアがリークする。しかし、このリークしたアンモ
ニアは後流の湿式石灰石膏法脱硫装置(以下、“脱硫装
置”と略記する)に送られるので、後述するように大気
に放散されることはなく二次公害を起こすことはない。
なお、低温脱硝触媒は不純物の堆積などにより劣化が認
められる場合には、水洗又は加熱処理などによる再生を
行うこともできる。この場合は、反応器は固定床に限ら
ず、移動床や流動床で触媒を使用することができる。
【0010】前記低温用脱硝装置からリークするアンモ
ニアは湿式石灰石膏法脱硫装置に送られ、同装置の吸収
液、すなわち石灰石スラリに吸収される。湿式石灰石膏
法は下記の反応が生じる。
【化2】CaCO3 +SO2 + 1/2O2 +H2 O→Ca
SO4 +H2 CO3 この反応は吸収液中のpHにより脱硫速度が左右され、
アンモニアが吸収液に吸収されることにより、そのpH
が上昇するので脱硫率は向上する。
【0011】
【実施例】
(例1)本発明の一実施例を図1によって説明する。図
1において、1は高温用脱硝装置、2はエアーヒータ、
3はガスガスヒータ、4は電気集塵機、5は低温用脱硝
装置、6は脱硫装置、7は無排水化処理装置、8はガス
ガスヒータ、9は煙突を示す。
【0012】ボイラ排ガスにアンモニアを添加して高温
用脱硝装置1に供給する。この時のボイラ排ガス性状は
温度:380℃、NOx:400ppm、SOx:80
0ppm、O2 :4%、粉塵:300mg/Nm3 であ
った。この排ガスに対して、アンモニア:360ppm
を注入し、TiO2 担体にV2 5 (0.5%)−WO
3 (8%)を担持したハニカム触媒(7.5mmピッ
チ、壁厚1mm)を用いてGHSV:3000h-1で脱
硝試験を行ったところ、この高温用脱硝装置1の出口側
のガス性状は温度:380℃、NOx:40ppm、S
Ox:800ppm、O2 :4%、粉塵:300mg/
Nm3 であった。
【0013】さらに、この排ガスをエアーヒータ2、ガ
スガスヒータ3及び電気集塵機4を通して熱交換及び除
塵したところ、電気集塵機4の出口側のガス性状は温
度:130℃、NOx:40ppm、SOx:800p
pm、O2 :4%、粉塵:10mg/Nm3 となった。
【0014】上記性状の排ガスを低温用脱硝装置5に供
給し、アンモニアをNOxより過剰である120ppm
注入し、TiO2 担体にV2 5 (7%)、WO
3 (3.8%)を担持したハニカム触媒(7.5mmピ
ッチ、壁厚1mm)を用いてGHSV:1000h-1
脱硝試験を行ったところ、低温用脱硝装置5の出口側の
排ガスの性状は温度:100℃、NOx:12ppm、
NH3 :94ppm、SOx:800ppm、O2 :4
%、粉塵:10mg/Nm3 であった。
【0015】上記排ガスを脱硫装置7へ供給し、CaC
3 スラリを用いて石灰石膏法脱硫を行ったところ、脱
硫装置6の出口側の排ガス性状は温度:50℃、NO
x:12ppm、SOx:10ppm、O2 :4%、粉
塵:3mg/Nm3 となった。なお、脱硫装置7の吸収
液(CaCO3 スラリ)のNH3 は無排水処理装置、例
えば蒸発装置、により回収され、前記脱硝装置7の還元
剤として利用することができた。最後に、クリーンとな
った排ガスはガスガスヒータ8で再加熱して煙突9より
大気に放出した。
【0016】以上の実施例では、入口NOx:400p
pmが出口NOx:12ppmとなり、97%の脱硝率
が得られ、また入口SOx:800ppmが出口SO
x:10ppmとなり98.8%の脱硫率が得られた。
【0017】(例2)例1の低温用脱硝触媒の代りに、
Cr2 3 (20%)−TiO2 (80%)、Cr2
3 (17%)−Al2 3 (5%)−TiO2 (78
%)の酸化物を用い、例1と同一のハニカム形状にし、
温度:130℃、NOx:40ppm、SOx:800
ppm、O2 :4%、粉塵:10mg/Nm3 の排ガス
を例1と同一の評価条件で脱硝試験を行った。さらに、
活性炭素繊維(大阪ガス社製:OG−5A)、活性炭ハ
ニカム(クラレケミカル社製:クラニカ、300セル/
inch2 の形状)を用い、上記と同一評価条件で脱硝
試験を行った。これらの低温用脱硝触媒を充填した低温
脱硝装置5の出口の排ガス中のNOx濃度はCr23
(20%)−TiO2 (80%)では11ppm、Cr
2 3 (17%)−Al2 3 (5%)−TiO2 (7
8%)では13ppm、活性炭素繊維では12ppm、
活性炭ハニカムでは15ppmであった。これより、例
2のいずれの触媒も低温用脱硝触媒として十分な性能を
示すことが確認された。
【0018】(比較例)低温用脱硝装置5を省略し、こ
ゝにアンモニアを注入しない以外は例1と同様の試験を
行ったところ、煙突9から放出されるNOxは40pp
m、SOxは30ppmとなり、高効率に排ガス中のN
Ox、SOxは除去することはできなかった。
【0019】
【発明の効果】本発明による高温用脱硝装置と低温用脱
硝装置を組み合わせて用い、その後流に脱硫装置を設
け、低温用脱硝装置に窒素酸化物の当量以上にアンモニ
アを添加することにより高効率脱硝及び高効率脱硫が可
能であり、画期的な排ガス処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のフローの説明図。
───────────────────────────────────────────────────── 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 B01J 23/30 ZAB B01J 35/06 ZABL 35/06 ZAB B01D 53/36 102H 102C

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラより排出する高温排ガスにアンモ
    ニアを添加して高温接触還元脱硝装置において大部分の
    窒素酸化物を除去した後、熱交換装置及び除塵装置によ
    り冷却、除塵し、該低温、除塵排ガスに残留窒素酸化物
    の当量以上のアンモニアを添加して低温接触還元脱硝装
    置において残留窒素酸化物をさらに除去し、窒素酸化物
    が低減され、かつ余剰アンモニアを含有する排ガスを湿
    式石灰石膏法脱硫装置において排ガス中の硫黄酸化物を
    除去することを特徴とするボイラ排ガスの処理方法。
  2. 【請求項2】 低温接触還元脱硝装置の温度域が50〜
    200℃の範囲にあり、該装置に適用する触媒がCr2
    3 とTiO2 を含む酸化物、V2 5 とTiO2 を含
    む酸化物、活性炭及び活性炭素繊維よりなる群のうちか
    ら選ばれた少くとも1種の材料であることを特徴とする
    請求項1記載のボイラ排ガスの処理方法。
JP7069527A 1995-03-28 1995-03-28 排ガスの処理方法 Withdrawn JPH08257363A (ja)

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