JPH08332346A

JPH08332346A - 排ガス処理装置

Info

Publication number: JPH08332346A
Application number: JP7139358A
Authority: JP
Inventors: Hideo Akahori; 堀秀夫赤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】少ない時間と空間で、かつ、低い圧力で大量
の化石燃料の燃焼排ガス中の二酸化炭素から有用物質を
回収する排ガス処理装置を提供する。【構成】気相の二酸化炭素を一酸化炭素、エタノー
ル、およびメタンに還元する還元触媒をハニカム基材の
表面に担持させ、化石燃料を燃焼させた排ガスと接触さ
せるように設けた気相還元手段４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力発電所の排ガスな
どに大量に含まれる二酸化炭素を除去あるいは再利用す
る排ガス処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の火力発電所では、排ガス中の二酸
化炭素は大気中に放出するのが通常であった。これは、
これまで二酸化炭素の存在が問題となることは無かった
ため、その除去や有用物質に転化する技術に関する検討
はほとんど行われていなかったからである。しかし、最
近の地球温暖化に関する問題の高まりに伴い、火力発電
所排ガスや自動車排ガスなどに大量に含まれる二酸化炭
素の除去が人類にとって重要な課題であることが認識さ
れるようになってきた（アイピーシー、小宮山宏監修
「地球温暖化問題ハンドブック」参照）。

【０００３】化石燃料を燃焼させた排ガスから二酸化炭
素を除去する方法としては、物理的に二酸化炭素を分離
・除去する方法と、化学反応によって他の物質に転化す
る化学的な処理方法とがある。このうち、二酸化炭素は
燃焼すなわち化学反応により大量に生じるので、化学的
な処理を行うことが望ましい。

【０００４】化学的な処理方法としては、大別して電気
化学的反応による方法と、生化学的な方法と、触媒化学
的な方法とがある。しかし、電気化学的反応は大規模な
反応槽が必要であり、反応を進めるためには大量の電気
エネルギーを供給する必要がある。また、生化学的な方
法は反応速度が遅く、大量の排ガスを処理するためには
広大な地表面積が必要になる。現実的な処理プラントを
構成する場合、生化学的な方法では地球の全表面積を反
応に当ててもなお処理できないなどの根本的な問題があ
る。

【０００５】これに対して、触媒化学的な方法は反応速
度が速く、反応用の装置が小型であるという利点があ
る。したがって、触媒を用いて排ガス中の二酸化炭素を
気相でメタノールや石油などの液状炭化水素に還元すれ
ば、火力発電所の煙道などから排出される大量の二酸化
炭素を短時間に処理することが理論的には可能である。
しかし、現実には触媒と排ガスとの反応面積が限られて
いるため、反応速度を高めるため、大型の高圧力タンク
が必要となる。

【０００６】従来は、上記触媒化学的な方法の利点を認
識しつつも、圧力を高めることに伴う問題のために、現
実的な処理方法は提案されていなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記高圧力タンクを設
ける方法は、新設の発電所においては設置スペースが著
しく増加するという問題を招いた。また、既設の発電所
に追加してそのような排ガス処理設備を設置する場合
は、スペース的に高圧力タンクが収まらないという問題
があった。

【０００８】さらに、排ガスを高圧力にするためには、
圧縮機の動力分がエネルギー損失となり、排ガス処理設
備の効率が低下するという問題点もあった。

【０００９】一方、排ガスを低圧力にした場合は、有用
物質に転化するための反応速度が遅く、収率が低くなっ
た。このため、大量の排ガスの処理には不適当であり、
触媒も大量に必要となるなどの問題があった。

【００１０】さらに、低圧力では大量の触媒を用いるた
めに、排ガスの圧力損失が大きくなり、短時間処理が難
しくなるとの問題点も生じた。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
課題を解決し、少ない時間と空間で、かつ、低い圧力で
大量の化石燃料燃焼後の排ガス中の二酸化炭素から有用
物質を回収することができる排ガス処理装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１に係る排ガス処理装置は、気相の二酸
化炭素を一酸化炭素、エタノール、およびメタンに還元
する還元触媒をハニカム基材の表面に担持させ、化石燃
料を燃焼させた排ガスと接触させるように設けた気相還
元手段を有することを特徴とするものである。

【００１３】本願請求項２に係る排ガス処理装置は、化
石燃料を燃焼させる燃焼装置の排ガス通路の少なくとも
一部に請求項１に記載の気相還元手段を設け、前記気相
還元手段の排ガスの入口と出口の間の任意点と、前記気
相還元手段の下流の前記排ガス通路からそれぞれ還元さ
れたガスを分離し、燃焼性ガスを分離及び濃縮する燃焼
ガス分離濃縮手段へ前記ガスを導く流路と、前記燃焼ガ
ス分離濃縮手段によって分離および濃縮された燃焼性ガ
スを前記燃焼装置へ戻す流路と、を設けたことを特徴と
するものである。

【００１４】本願請求項３に係る排ガス処理装置は、化
石燃料を燃焼させる燃焼装置の排ガス通路の少なくとも
一部に請求項１に記載の気相還元手段を設け、前記気相
還元手段の排ガスの入口と出口の間の任意点と、前記気
相還元手段の下流の前記排ガス通路からそれぞれ還元さ
れたガスを分離し、有用物質を分離する有用物質分離手
段へ前記ガスを導く流路を設けたことを特徴とするもの
である。

【００１５】本願請求項４に係る排ガス処理装置は、ガ
スタービンの排ガスの排熱を蒸気タービンの給水と熱交
換させる排熱回収ボイラーのガス通路の少なくとも一部
に請求項１に記載の気相還元手段を設け、前記気相還元
手段の排ガスの入口と出口の間の任意点と、前記排熱回
収ボイラーの下流の排ガス通路からそれぞれ還元された
ガスを分離し、燃焼性ガスを分離及び濃縮する燃焼ガス
分離濃縮手段へ前記ガスを導く流路と、前記燃焼ガス分
離濃縮手段によって分離および濃縮された燃焼性ガスを
前記ガスタービンへ戻す流路と、を設けたことを特徴と
するものである。

【００１６】本願請求項５に係る排ガス処理装置は、請
求項１ないし４のいずれかに記載の排ガス処理装置にお
いて、前記気相還元手段のハニカム基材は、シリカおよ
びアルミナを主成分とするファイバーセラミックスから
なり、前記排ガス通路の内部形状に適合させた形状を有
していることを特徴とするものである。

【００１７】本願請求項６に係る排ガス処理装置は、請
求項１ないし４のいずれかに記載の排ガス処理装置にお
いて、前記気相還元手段は、シリカおよびアルミナを主
成分とするファイバーセラミックスからなるハニカム基
材に、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｈの少
なくとも一種類の元素を含む還元触媒を担持させたもの
からなることを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】本願請求項１の排ガス処理装置によれば、気相
還元手段がハニカム基材の表面に還元触媒を担持させた
ものからなり、排ガスと接触させるように設けられてい
る。このため、少ない空間で排ガスと触媒の接触面積を
効率よく確保でき、かつ、ハニカム構造によって排ガス
通路に設けた場合も大きな圧力損失を生じない。

【００１９】これにより、本発明の気相還元手段は、排
ガス通路の全長にわたって設けることが可能である。こ
の場合、追加のスペースを要することなく、大きな反応
面積を確保でき、かつ、低圧下で短い時間で二酸化炭素
を効率よく還元することができる。

【００２０】本願請求項２の排ガス処理装置によれば、
排ガス通路に気相還元手段を設け、この気相還元手段の
途中と下流から還元ガスを分離し、これを燃焼ガス分離
濃縮手段に通し、燃焼性ガスを分離して再燃焼する。こ
のように、二酸化炭素の一部から再び熱エネルギーを取
り出すことができるので、全体として消費する化石燃料
が少なくなり、二酸化炭素の発生量を少なくすることが
できる。

【００２１】本願請求項３の排ガス処理装置によれば、
排ガス通路に気相還元手段を設け、この気相還元手段の
途中と下流から還元ガスを分離し、これを有用物質分離
手段に通して有用物質を回収する。分離される有用物質
としては、メタノール、一酸化炭素、水素等がある。こ
れらの物質は他の用途に使用されるので、全体として化
石燃料や他のエネルギーを節約できる。

【００２２】本願請求項４の排ガス処理装置によれば、
排熱回収ボイラーのガス通路に気相還元手段を設け、こ
の気相還元手段の途中と排熱回収ボイラーの下流から還
元ガスを分離して燃焼ガス分離濃縮手段に通している。
燃焼ガス分離濃縮手段は還元ガスから燃焼性ガスを分離
し、ガスタービンへ燃料として供給している。このよう
に、本排ガス処理装置によれば、化石燃料を燃焼して生
じた二酸化炭素から燃焼性ガスを取り出し再燃焼するの
で、全体として化石燃料の消費が少なくなり、効率よく
エネルギーを利用して二酸化炭素の発生を少なくするこ
とができる。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して以下に説明する。

【００２４】図１は、本発明の排ガス処理装置の第一実
施例の構成を概略示したものである。

【００２５】図１において、化石燃料を燃焼する燃焼装
置１は、煙道等の排ガス通路２に接続され、この排ガス
通路２は燃焼排ガス排出口３へ導かれている。排ガス通
路２の途中の少なくとも一部（排ガス通路２の全長にわ
たって設けてもよい）には、気相還元装置４が設けられ
ている。気相還元装置４の排ガスの入口と出口の間の一
点からダクト５と、気相還元装置４の下流の排ガス通路
２からダクト６が分岐し、燃焼ガス分離濃縮装置７に接
続している。さらに、燃焼ガス分離濃縮装置７から燃焼
装置１へダクト８が設けられている。ダクト５とダクト
６には、それぞれ流量制御弁９と流量制御弁１０が設け
られている。なお、図１では、ダクト５とダクト６は途
中で合流しているが、これらは別々に燃焼ガス分離濃縮
装置７に接続していてもよい。

【００２６】気相還元装置４は、気相の二酸化炭素を一
酸化炭素、エタノール、およびメタンに還元する還元触
媒をハニカム基材の表面に担持させ、燃焼装置１からの
排ガスと接触させるように設けたものである。また、燃
焼ガス分離濃縮装置７は、気相還元装置４によって還元
された排ガスから燃焼性ガスを分離および濃縮するもの
である。

【００２７】本実施例の排ガス処理装置では、上記構成
により、燃焼装置１で化石燃料の燃焼により発生した排
ガスは、排ガス通路２に流出する。このとき、排ガス通
路２に配置された気相還元装置４により、二酸化炭素を
一酸化炭素、メタノール、メタンなどの燃焼性ガスに転
化させる。

【００２８】また、気相還元装置４で還元された燃焼性
ガスは流量制御弁９，１０をそれぞれ介して燃焼ガス分
離濃縮装置７へ流入する。燃焼ガス分離濃度装置７で
は、転化した燃焼性ガスや、水素ガスなど燃焼成分のみ
が分離または濃縮され、燃焼装置１へ送られ再び燃焼さ
れる。

【００２９】本実施例の気相還元装置４は、ハニカム基
材に還元触媒を担持させ、これを排ガスと接触させる構
造であるので、少ない体積で大きな反応面積を確保で
き、かつ、排ガスに対する圧力損失が極めて小さい。こ
れにより、低圧力の条件下で、ハニカム触媒の反応時間
は極めて短いので、煙道内の任意の箇所で二酸化炭素か
ら転化した燃焼性ガスを取り出すことが可能である。し
たがって、本排ガス処理装置よれば、高圧タンクの設置
や、大きな追加のスペースを必要とすることなく、排ガ
ス中の二酸化炭素から燃焼性ガスを回収でき、総量とし
て化石燃料の消費量を少なくすることができる。

【００３０】上記気相還元装置４による還元と、燃焼ガ
ス分離濃縮装置７による分離と濃縮と、燃焼装置１での
再燃焼を繰り返すことにより、熱エネルギーを効率よく
取り出すことが可能であり、発電の効率もさらに向上さ
せることができる。

【００３１】本願出願人は、気相還元装置４によって排
ガス中の二酸化炭素からメタノール、一酸化炭素、水素
等を生成できることを試験によって確かめている。

【００３２】図２は、上記気相還元装置４の試験用装置
を概略示したものである。この試験用装置は、Ｎ２ガ
ス、ＣＯ２ガス、およびＨ２ガスを混合する混合器１１
と、還元触媒を担持させたハニカム基材を充填した反応
管１２と、反応管１２の外周に配した管状炉１３と、気
液分離槽１４と、ガスクロマトグラフ１５と、排気ドラ
フト１６とからなる。反応管１２の上流と下流には、反
応管１２に充填されたハニカム触媒層を通過する前の原
料ガス組成分析用サンプリング口１７と、通過した後の
反応ガス組成分析用サンプリング口１８が設けられてい
る。

【００３３】排ガスに含まれるＮ２ガスおよびＣＯ２ガ
スとＨ２ガスを８：１：１の比率で混合し、排ガスの圧
力を６気圧とし、図２に示すように、ハニカム触媒を充
填した反応管１２にこの混合ガスを導き、ガスクロマト
グラフ１５を用いて、ＣＯ２からＣＯ、メタンおよびメ
タノールへの転化率を反応管１２の温度条件を変えて測
定した。

【００３４】この試験用装置で検討した触媒は、表１に
示す５種類である。Ｎｏ．１からＮｏ．３の触媒は市販
の触媒に、貴金属をアルミナに担持させたものを機械的
に混合したものである。混合比は市販の触媒８０％に対
し、貴金属をアルミナに担持させたものは重量比で２０
％とした。

【００３５】ハニカム基材には、ファイバーセラミック
ス（例えば、ニチアス株式会社商品名ハニクルなど）を
用い、有効表面積が３２ｃｍ2 ／ｃｍ3 、開口率が５７
％のタイプを使用した。アルミナゾルによりスラリー状
にした表１に示す触媒の溶液中に、ハニカム基材を数回
浸けた後、１２０℃で熱風乾燥処理を行い、触媒を担持
した。

【００３６】表１試料Ｎｏ触媒（メーカ）１Ｃｕ−Ｚｎ＋アルミナ（東洋ＣＣＩ）＋Ｐｔ／アルミナ２Ｃｕ−Ｚｎ＋アルミナ（東洋ＣＣＩ）＋Ｒｈ／アルミナ３Ｃｕ−Ｚｎ＋アルミナ（東洋ＣＣＩ）＋Ｎｉ／アルミナ４Ｃｕ−Ｚｎ＋アルミナ（東洋ＣＣＩ）５Ｆｅｗ−Ｃｒ（東洋ＣＣＩ）これらに関する転化率の測定結果を表２に示す。測定温
度は２３０℃、ガス流速は１０００ｍｌ／ｍｉｎとし
た。なお、比較のために、各試料はハニカム試料に担持
された触媒とタブレット試料についても転化率を測定
し、表２に併せて示した。二酸化炭素から一酸化炭素お
よびメタノールへの転化率は、反応管１２の入り口で採
取したガス中の二酸化炭素のガス組成比（容積％）に対
する、反応管１２の出口で採取したガス中の一酸化炭素
およびメタノールの組成比の百分率で表した。

【００３７】表２各試料の転化率（単位：％）ハニカムタブレットＮｏＣＯＣＨ３ＯＨＣＯＣＨ３ＯＨ１１．５１．９１．３０．４２１．５１．７１．４０．５３１．２１．４１．００．３４１．７０．９１．６０．２５１．２０．４１．００．１上記試験結果から明かなように、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｒ系触媒を用いることにより、排熱を有用に利用できる
２３０℃で二酸化炭素が一酸化炭素およびメタノールに
転化することが確認できた。なお、メタンも検出された
がいずれの試料においても転化率は０．２％以下であっ
た。また、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｎｉなどの添加効果も認められ
た。

【００３８】次に、本発明の第二実施例について図３を
用いて説明する。

【００３９】図１と同様に、燃焼装置１から排ガスを燃
焼排ガス排出口３に導く排ガス通路２を設け、この排ガ
ス通路２に気相還元装置４を配置し、さらに、気相還元
装置４の排ガス出口と入口の間、および気相還元装置４
の下流の排ガス通路２から、ダクト１９，２０を分岐さ
せ、流量制御弁２１，２２をそれぞれ介して有用物質分
離装置２３、および水素ガス分離装置２４に接続してい
る。有用物質分離装置２３と水素ガス分離装置２４を通
った排ガスは、ダクト２５によって燃焼排ガス排出口３
に導いている。

【００４０】以上の構成の排ガス処理装置によれば、燃
焼装置１で発生した排ガスは排ガス通路２を通って気相
還元装置４で還元され、二酸化炭素が一酸化炭素、メタ
ノール、メタン、水素などの有用物質に還元される。

【００４１】還元されたガスは、有用物質分離装置２３
によってメタノール、一酸化炭素を分離され、水素ガス
分離装置２４によって水素を分離される。

【００４２】これら有用物質は、必要に応じて再利用さ
れ、水素は気相還元装置４に再び送られ、再利用され
る。このように排ガスから有用物質を取り出し、再利用
するので、総量として有用性物質の生成量が増加する。
これらの反応行程を繰り返すことにより、二酸化炭素固
定化の効率を向上させることができる。

【００４３】排ガスに含まれる未転化の二酸化炭素は第
二実施例のようにそのまま排出口３から排出してもよい
が、水素ガスのように分離して、気相還元装置４に再び
送り、再度還元してもよいし、そのまま二酸化炭素のみ
を分離し、液化やドライアイス化などにより処理しても
よい。

【００４４】なお、本実施例の排ガス処理装置において
も、低圧力条件下で反応でき、かつ、排ガスの圧力損失
が少ない点は前記第一実施例と同じなので、高圧タンク
が不要になり、発電所の設置スペースを削減できる。ま
た、スペースに余裕のない既設の火力発電所にも容易に
適用できる。

【００４５】次に、本発明の第三実施例について図４を
用いて説明する。

【００４６】図４において、ガスタービン２６の排ガス
通路２７は、発生した排ガスの排熱を蒸気タービン２８
の給水と熱交換する排熱回収ボイラー２９を介して、排
ガス排出口３０に接続されている。排熱回収ボイラー２
９のガス通路の少なくとも一部には、還元触媒をハニカ
ム基材に担持させた還元触媒層３１が設けられている。
この還元触媒層３１のガス入口と出口の間の一点と、還
元触媒層３１と排ガス排出口３０の間の排ガス通路２７
からダクト３２，３３が分離され、これらダクト３２，
３３は流量制御弁３４，３５をそれぞれ介して燃焼ガス
分離濃縮装置３６に接続されている。燃焼ガス分離濃縮
装置３６とガスタービン２６の間は、ダクト３７によっ
て接続されている。

【００４７】以上の構成によって、ガスタービン２６で
発生した排ガスは、排熱回収ボイラー２９に通され、こ
のとき、排熱回収ボイラー２９の内部に配置された還元
触媒層３１により、二酸化炭素を一酸化炭素、メタノー
ル、メタンなどの燃焼性ガスに転化させる。

【００４８】還元触媒層３１によって転換された燃焼性
ガスは、燃焼ガス分離濃縮装置３６で分離および濃縮さ
れ、ガスタービン２６で再燃焼される。

【００４９】この反応行程を繰り返すことにより、総量
として化石燃料の消費量を少なし、結果として二酸化炭
素の発生を少なくすることができる。また、これらの燃
焼性ガスを再燃焼させることにより、熱エネルギーを取
り出すことが可能であり、コンバインドサイクル発電の
効率をさらに向上させることができる。なお、これらの
燃焼性ガスを再燃焼せず、分離し、有用物質として別に
利用することも本発明の範囲に含まれる。

【００５０】また、本実施例の排ガス処理装置において
も、低圧力の条件下で、かつ、排ガスの圧力損失を増大
させることなく二酸化炭素を還元できる点は、前記第一
実施例と同じである。特に、排熱回収ボイラーのよう
に、排ガス圧力を高くできない場合は、低圧力であって
も収率が低下しない本実施例は有効である。また、排熱
回収ボイラーのガス通路の全長または長い範囲にわたり
還元触媒層を設けることが可能となり、排熱回収ボイラ
ーを二酸化炭素固定化設備として利用できるので、スペ
ースの有効活用ができる。

【００５１】なお、上記実施例では、排ガスの混合比率
をＣＯ２：Ｈ２：Ｎ２＝１：１：８としたが、自動車な
どの内燃機関より生じる排ガスのように、ガス組成が異
なる場合でも、二酸化炭素をハニカム触媒を用いて還元
した後に、排ガス処理を行う場合は当然本発明の範囲に
含まれる。

【００５２】上記実施例では、気相還元装置の排ガスの
入口と出口の間の地点から反応後のガスを取り出すよう
にしたが、ガスの取り出し口の数は複数であっても良い
し、その位置は気相還元装置の排ガス入口と出口の範囲
であればどこに設けても良い。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願請
求項１に係る排ガス処理装置によれば、排ガス通路の一
部、または全長にわたってハニカム基材に還元触媒を担
持させた気相還元手段を設けている。このようにハニカ
ム基材に還元触媒を担持させることにより、少ない空間
で大きな触媒の反応面積を確保でき、かつ、排ガスの圧
力損失の上昇を抑えることができる。これにより、低圧
力の条件下で二酸化炭素から有用物質を高い収率で回収
することができる。従って、特別な高圧タンクが不要に
なり、排ガス処理装置を新たに設置する場合の設置スペ
ースをほぼ省略することができる。また、スペース的に
余裕のない既設の火力発電所にも容易に設置することが
できる。

【００５４】本願請求項２に係る排ガス処理装置によれ
ば、排ガス通路を利用して配置される気相還元装置の触
媒の反応時間が極めて短いので、排ガス通路の任意の箇
所で燃焼性ガスを取り出すことができる。また、化石燃
料を燃焼させた二酸化炭素からさらに燃焼性ガス成分を
生成することができるので、総量として化石燃料の消費
を少なくし、効率よく熱エネルギーを取り出して発電を
行うことができる。高圧タンクを省略できる点、および
設置スペースが小さい点は、請求項１の排ガス処理装置
と同様である。

【００５５】本願請求項３に係る排ガス処理装置によれ
ば、気相還元装置によって排ガス中の二酸化炭素を還元
し、有用物質分離手段によってメタノール、一酸化炭
素、水素等を回収することができる。すなわち、気相還
元装置と有用物質分離手段によって、二酸化炭素から有
用物質を固定化できる。

【００５６】なお、反応時間が短い点、高圧タンクを省
略できる点、および設置スペースが小さい点は、請求項
２の排ガス処理装置と同様である。

【００５７】本願請求項４に係る排ガス処理装置によれ
ば、排熱回収ボイラーのガス通路の一部、またはすべて
を利用してハニカム基材に担持された還元触媒層を設け
ることができるので、排熱回収ボイラーを二酸化炭素固
定化設備として利用できるので、スペースの有効活用が
できる。また、還元触媒層のハニカム構造によって排ガ
スの圧力損失を抑えることができるので、排熱回収ボイ
ラーのように排ガス圧力を高くできない場合に有効に適
用できる。さらに、排ガス中の二酸化炭素からガスター
ビンの燃料ガスを得るので、高い効率のコンバインドサ
イクル発電を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による排ガス処理装置の構
成を示した構成図。

【図２】本発明の気相還元手段の効果を試験する装置の
構成を示した図。

【図３】本発明の第２実施例による排ガス処理装置の構
成を示した構成図。

【図４】本発明の第３実施例による排ガス処理装置の構
成を示した構成図。

【符号の説明】

１燃焼装置２排ガス通路３燃焼排ガス排出口４気相還元装置５ダクト６ダクト７燃焼ガス分離濃縮装置８ダクト９流量制御弁１０流量制御弁２３有用物質分離装置２４水素ガス分離装置２６ガスタービン２７排ガス通路２８蒸気タービン２９排熱回収ボイラー３０排ガス排出口３１還元触媒層３２ダクト３３ダクト３４流量制御弁３５流量制御弁３６燃焼ガス分離濃縮装置３７ダクト

───────────────────────────────────────────────────── 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 23/44 Ｂ０１Ｊ 23/72 ＺＡＢＡ 23/46 23/74 Ａ 23/72 ＺＡＢＢ０１Ｄ 53/34 １３５Ｚ 23/74 53/36 ＣＺ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気相の二酸化炭素を一酸化炭素、エタノー
ル、およびメタンに還元する還元触媒をハニカム基材の
表面に担持させ、化石燃料を燃焼させた排ガスと接触さ
せるように設けた気相還元手段を有することを特徴とす
る排ガス処理装置。
【請求項２】化石燃料を燃焼させる燃焼装置の排ガス通
路の少なくとも一部に請求項１に記載の気相還元手段を
設け、前記気相還元手段の排ガスの入口と出口の間の任意点
と、前記気相還元手段の下流の前記排ガス通路からそれ
ぞれ還元されたガスを分離し、燃焼性ガスを分離及び濃
縮する燃焼ガス分離濃縮手段へ前記ガスを導く流路と、前記燃焼ガス分離濃縮手段によって分離および濃縮され
た燃焼性ガスを前記燃焼装置へ戻す流路と、を設けたこ
とを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３】化石燃料を燃焼させる燃焼装置の排ガス通
路の少なくとも一部に請求項１に記載の気相還元手段を
設け、前記気相還元手段の排ガスの入口と出口の間の任意点
と、前記気相還元手段の下流の前記排ガス通路からそれ
ぞれ還元されたガスを分離し、有用物質を分離する有用
物質分離手段へ前記ガスを導く流路を設けたことを特徴
とする排ガス処理装置。
【請求項４】ガスタービンの排ガスの排熱を蒸気タービ
ンの給水と熱交換させる排熱回収ボイラーのガス通路の
少なくとも一部に請求項１に記載の気相還元手段を設
け、前記気相還元手段の排ガスの入口と出口の間の任意点
と、前記排熱回収ボイラーの下流の排ガス通路からそれ
ぞれ還元されたガスを分離し、燃焼性ガスを分離及び濃
縮する燃焼ガス分離濃縮手段へ前記ガスを導く流路と、前記燃焼ガス分離濃縮手段によって分離および濃縮され
た燃焼性ガスを前記ガスタービンへ戻す流路と、を設け
たことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項５】前記気相還元手段のハニカム基材は、シリ
カおよびアルミナを主成分とするファイバーセラミック
スからなり、前記排ガス通路の内部形状に適合させた形
状を有していることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれかに記載の排ガス処理装置。
【請求項６】前記気相還元手段は、シリカおよびアルミ
ナを主成分とするファイバーセラミックスからなるハニ
カム基材に、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒ
ｈの少なくとも一種類の元素を含む還元触媒を担持させ
たものからなることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれかに記載の排ガス処理装置。