JPH08503880A - 吸着によって燃焼ガスからNOxを除去する方法 - Google Patents

吸着によって燃焼ガスからNOxを除去する方法

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JPH08503880A
JPH08503880A JP50642694A JP50642694A JPH08503880A JP H08503880 A JPH08503880 A JP H08503880A JP 50642694 A JP50642694 A JP 50642694A JP 50642694 A JP50642694 A JP 50642694A JP H08503880 A JPH08503880 A JP H08503880A
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nox
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oxide
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JP50642694A
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スティレス、アルビン、ビー.
ホン、チャールス、シー.
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ユニバーシティ オブ デラウェア
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Abstract

(57)【要約】 吸着剤が飽和して流出物(2)を放出する場合にNOxを脱着するステッブを含む吸着によって燃焼ガスからNOxを除去する方法。流出物を還元性ガスと混合し、NOxを水および元素状の窒素に還元する還元触媒上を通過させる。得られた無害ガスを大気中(2)に放出する。

Description

【発明の詳細な説明】 吸着によって燃焼ガスからNOxを除去する方法 技術分野 燃焼(領域)ガスからNOxを除去する分野において大きな変化がある。電力 発生場所における石炭燃焼炉および残留石油燃焼炉から発生するガス中のSOx とNOxの除去に関する多くの研究が成されている。SOxとNOxの精製であ るプロセスに関しては多くの例があるが、それは本発明の一部を成すものではな い。SOxとNOxの双方が存在すると、1反応器でSOxを除去した後に第2 反応器でNOxを処理する多くの方法がある。この方法とその変形は、本発明に 特に関連するわけではない。 背景技術 米国特許4,182,745および4,282,115は、本発明にとって特 に興味深い。米国特許4,182,745(ニシダら)には、酸素の存在下で、 窒素酸化物とアンモニアとの反応によって窒素酸化物を選択的に除去する代表的 な方法が記載されている。この方法が開示されており、さらにその他の背景技術 も記載されている(第1欄、第10〜51行)。 ニシダらの触媒の特性も第1欄、第53〜65行に記載されている。この方法 で役立つ触媒はヘテロポリ酸であり、 その塩も同様に適用できる(第2欄、第28〜54行)。 引用されたニシダらの方法(広くSCR法として公知である)と本発明方法と を比較すると多くの相違点がある。第1に、本発明ではアンモニアが使用されな いが、SCR法ではアンモニアが選択還元剤として使用される。相違の第2点は 、本発明の触媒および吸着剤が300℃未満で作用することである。ここで、そ の温度は、代表的な、商業的に経済的な条件である。SCR法の触媒は350℃ を越えて作用するはずであり、その唯一の実施例は400℃における作用を示す 。その結果、還元後、煙道ガスの加熱または熱交換を実質的に経済的とする。こ の方法において許容される空間速度は3,000〜8,000であり、一方本発 明において空間速度は12,000〜18,000であり、主要なコストを低減 する。 米国特許4,282,115(アツカワら)には、要約に示されているように 、窒素酸化物の還元剤としてアンモニアを使用することが記載されている。この 特許の新規な特徴は、独特の担体、すなわちケイ酸カルシウム、を使用し、硫黄 被毒に対する改良された耐性を提供することにある。このように、この特許の信 頼性は改良された担体の一つにある。(第3欄、第47〜67行、第4欄、第1 〜66行)。 SCR法では、先行技術として、酸素の存在下に窒素酸化物用の選択還元剤と してアンモニアを使用することが挙 げられている。水素、メタン、一酸化炭素などのその他の還元剤は、アンモニア のように選択的ではないと述べられている。しかしながら、アンモニアに関する 重要な問題点は、要求される温度が高温であり、さらに窒素酸化物が、本願発明 では100%除去が達成されるのに対して、たかだか75〜95%の範囲で除去 されることである。そのうえ、アンモニアが完全に反応せず、その結果、大気中 に排出されて有害な汚染を生じてしまう。 その他の先行技術としては、固定燃焼NOx制御に関する1989年ジョイン トEPA−EPRIシンポジウム(シェル リサーチ;オランダ、アルステルダ ム)が挙げられる。この文献には、触媒は硫黄に敏感であり、第2頁に示される ように、NOx転換率はたかだか60%〜80%であることが開示されている。 同様に、触媒は水分に極めて影響を受けやすく、その結果、水分が触媒の活性を 低下させる傾向があることに注目すべきである。煙道ガスまたは排出ガスには、 入口空気に加えて燃料の燃焼から生ずる、10%またはそれ以上の水分が含まれ ている。 前述の先行技術は、全て、還元剤としてアンモニアを使用するNOxの減少に 関する一般的な方法、すなわちSCR、に極めて類似する方法である。種々の先 行技術には方法に関する問題があり、本発明とは非常に相違するけれども、本発 明方法と比較して劣り、かつ、実質的に相違する方法によって窒素酸化物が除去 されるということを意味す る。 これと同じ方法に関するその他の先行技術は、インダストリアル アンド エ ンジニアリング ケミカル リサーチ(Industrial and Engineering Chemical Research)(1990年第29巻、第1985〜1989頁)に記載されている :この方法は第1985〜1989頁の序文に記載されている:第1985頁の 序文に記載された方法は、前記引用例のランタンおよび酸化チタンの代わりに触 媒として無定形クロム酸化物が使用されることを除いては、前記特許された2つ の方法に極めて類似している。そのうえ、この試験において、データの有効性お よび経済的な利用性に関して非常に重大な疑問がある。なぜならば、脱窒素化に 使用されるガスが全て無水であるのに対して、非常に希な場合を除いて商業上の いかなる場合にも水蒸気が含まれているためである。 その他の窒素酸化物減少方法は、ここに引用される。第1は、「担持パラジウ ム触媒上の直接的な硝酸酸化物に関する分解下のマグネシウムと2種イオンの高 揚効果」である(Applied Catalysis 65,1990,Letters,11-Letters page15) 。方法が簡単に記載されており、侵位性が序文の項(第11行)にクレームされ ている。先行技術に貴金属触媒が記載されているが、500℃を越える温度まで 、好ましくは700〜800℃、活性がない。この引用例で提供または記載され た触媒の有意性は、それはマグネシウム 促進化材料である、は650℃を越える温度で働くという事実によって示される 。この方法ではアンモニアは使用されないが、窒素酸化物の転化率および窒素酸 化物の減少率は550℃で23%を越えることなく、650℃で50%を越える ことはない。データは表1に示される(第L−13頁)。この方法では、要求さ れる温度および燃料の再加熱の観点から高価であり、さらに窒素酸化物減少の観 点から非常に劣ったものであることは明らかである。 その他の方法には、NOXOL法がある(科学技術の集中に関する「化学とエ ンジニアリングのニュース」、1991年10月21日、第20頁)。この方法 では、炭酸ナトリウムを含浸した活性アルミナ粒子が窒素酸化物とイオウ酸化物 との双方の吸着に使用された。窒素酸化物は、吸着剤から脱離させ、少量のメタ ン(天然ガス)が添加された電気炉にリサイクルすることによってさらに処理さ れた。この条件で、窒素酸化物の減少率は約6%から約90%に増加した。この 方法は、場所は確認されていないけれども、オハイオ電力会社の商業的な設備に おいて研究中である。この方法の有効性は、炭酸ナトリウムアルミナ吸着剤によ ってガスから除去される窒素酸化物のレベルが与えられていないのでまだ与えら れていない。窒素酸化物が炭酸ナトリウムから再生される割合は与えられていな いが、除去率をよくするために極めて高温、すなわち600℃以上であろう、で あることが予想される。記載はされていないが、 二酸化硫黄が炭酸ナトリウムに吸着した場合には、ガス流中で酸素の存在下で硫 酸塩に転化する亜硫酸ナトリウムを生じるので、その再生は極端な高温、おそら く約1,000℃以上、でなければ本質的に不可能であると予想される。最近上 記に関する結果を受け取っていないが、多分結果を受け取るにはあまりにも早す ぎるのだろう。 NOx低減のその他の方法は、「工業エンジニアリング化学生産物の研究およ び開発」(Industrial Engineering Chemistry Product and Development,1982 ,21巻,405-408頁)に記載されている。同様に、この方法には重大な欠点が含 まれている。その一つは、試験ではガス流中に酸素が含まれていないので、もち ろん、直ちに酸