JPH0910555A - 窒素酸化物除去方法 - Google Patents

窒素酸化物除去方法

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JPH0910555A
JPH0910555A JP7197868A JP19786895A JPH0910555A JP H0910555 A JPH0910555 A JP H0910555A JP 7197868 A JP7197868 A JP 7197868A JP 19786895 A JP19786895 A JP 19786895A JP H0910555 A JPH0910555 A JP H0910555A
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JP
Japan
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ammonia
adsorbent
nox
layer
nitrogen oxide
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JP7197868A
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English (en)
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Tadao Nakatsuji
忠夫 仲辻
Kazuhiko Nagano
一彦 永野
Toshihiro Sugaya
俊宏 菅谷
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Sakai Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目 的】低濃度のNOを除去する。 【構 成】アンモニアガス供給装置にアンモニア、窒
素酸化物吸着剤充填層を加熱する手段を備えたアンモニ
ア、窒素酸化物吸着剤充填層を保持する装置がパイプで
連結され、該吸着剤充填層を保持する装置とアンモニ
ア、窒素酸化物を還元する触媒の充填層を保持する装置
をパイプで連結したシステムにおいて、先ず窒素酸化物
を飽和量に達するまでアンモニア、窒素酸化物吸着剤充
填層を保持する装置へ流入吸着させ、ついでアンモニア
を先に吸着させた窒素酸化物ほぼ等モル量流入吸着させ
た後、該吸着剤充填層を加熱して窒素酸化物、アンモニ
アを脱着させてアンモニア、窒素酸化物を還元する触媒
の充填層を保持する装置へ流入させることによりアンモ
ニア、窒素酸化物を除去する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大気中あるいは各種煙
道排気中に含まれる低濃度の窒素酸化物を効率よく除去
する方法に関するものである。さらに詳しくは、高速道
路のトンネルや駐車場における自動車の排ガス中のNO
の除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】NOは代表的な大気汚染物質であり、
これまで多くの処理技術が提案されているが、とくに低
濃度NOの処理に関しては活性炭を初めとする多数の
吸着剤が提供されている。しかしながら、これらのいず
れの吸着剤においても、それらが吸着能を発揮する期間
が有限であるため、吸着剤のとりかえあるいは再生等を
行わなければならず、吸着装置のメンテナンスに多大の
労力及び費用が必要になるという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる欠点を
解消するためになされたものであり、コンパクトな装置
で効率よく低濃度NOを処理することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る方法とは、アンモニアガス供給装置にア
ンモニア、窒素酸化物吸着剤充填層を加熱する手段を備
えたアンモニア、窒素酸化物吸着剤充填層を保持する装
置がパイプで連結され、該吸着剤充填層を保持する装置
とアンモニア、窒素酸化物を還元する触媒の充填層を保
持する装置をパイプで連結したシステムにおいて、先ず
窒素酸化物を飽和量に達するまでアンモニア、窒素酸化
物吸着剤充填層を保持する装置へ流入吸着させ、ついで
アンモニアを先に吸着させた窒素酸化物とほぼ等モル量
流入吸着させた後、該吸着剤充填層を加熱して窒素酸化
物、アンモニアを脱着させてアンモニア、窒素酸化物を
還元する触媒の充填層を保持する装置へ流入させること
によりアンモニア、窒素酸化物を除去する方法である。
【0005】上記アンモニア、窒素酸化物の吸着剤は公
知のアンモニア吸着能を有する物質、窒素酸化物吸着能
を有するものであれば良い。アンモニアに対して吸着性
能を有するものとしては、チタン、アルミニウム、ジル
コニウム、ケイ素などの酸化物、ゼオライト及び活性炭
などが挙げられる。又、NOに対して吸着性能を有す
るものとしては、ニッケル、銀、銅、鉄、コバルトなど
の酸化物及びゼオライトなどが挙げられる。又、NO
のうち吸着しにくいNOを酸化して吸着しやすいNO
として、上記酸化物への吸着効率をあげるための補助剤
として、マンガンの酸化物、とりわけ本発明者らが、平
成7年5月29日に出願しているようなγ−二酸化マン
ガンなども挙げることが出来る。上記成分のうちで、好
適なものとしては、NiO/TiO.AgO/Ni
O/TiO,NiO/ゼオライト、AgO/NiO
/ゼオライトなどの組み合わせを、より好適なものとし
ては、これらにγ−MnOを加えたNiO/γ−Mn
/TiO,AgO/NiO/γ−MnO/T
iO,NiO/γ−MnO/ゼオライトおよびAg
O/NiO/γ−MnO/ゼオライトなどの組み合
わせを例示することが出来る。ここで例示したγ−二酸
化マンガンは、市販の炭酸マンガンを250〜450℃
において焼成し、酸処理することにより、又、硝酸マン
ガンと過マンガン酸カリを反応させて水洗乾燥させるこ
とによって得ることが出来る。
【0006】本発明のアンモニア、NO吸着剤加熱装
置は、吸着剤層前段にヒーターを設置してもよいが、他
の方法としては、これら吸着剤が、通電によって加熱可
能な担体に担持されていることによってもよい。上記吸
着剤が担持される担体は、これに担持した吸着剤を加熱
するために発熱しうる性能を有することが必要であっ
て、例えばそれ自体が発熱する発熱基材を用いたも
の、吸着剤と共に発熱のための導電性材料を付着させ
た基材、吸着剤と共に発熱のための導電性材料を付着
させたハニカム成形体などが挙げられる。これらの基材
はいずれも両端に導電線を接続して通電し、基材自体ま
たは導電性材料を発熱させるようにしたものである。こ
のように加熱可能な担体とは、担体自体が発熱する場合
のほか、担体に付着させた導電性材料が発熱する場合も
含んでいる。
【0007】前記発熱基材としては、多数の細孔(径
が30μm以上)を有する薄い金網や金属板等の通気性
基材が挙げられる。細孔を有する金属板としては、例え
ば穿孔加工やラス加工したものなどである。これらは、
種々の構造体を作ることが可能であるが、そのうち最も
一般的なものは、ハニカムあるいはコルゲート状に加工
したメタル担体である。使用可能な金属材料としては、
例えば鉄、コバルト、モリブデン、チタン、ジルコニウ
ム、クロム、銀、金、銅、ニッケル、スズなどの金属単
体、ステンレス鋼を含む種々の鉄合金、銅合金、ニッケ
ル合金、スズ合金、クロム合金などの合金が挙げられ
る。
【0008】吸着剤と共に発熱のための導電性材料を
付着させた基材を用いる場合、前記基材としては、例え
ばポリエステル等の有機繊維、シリカ繊維、ガラス繊維
などから作った織布、さらにポリエステル繊維、セラミ
ックファイバー、カーボンファイバーなどの不織布が挙
げられる。これらの基材は通気性を有し、かつ100℃
以上なかんづく150℃以上の耐熱性を有しているもの
が好ましい。かかる基材に付着させる導電性材料として
は、例えばグラファイト、カーボンファイバー、炭化ケ
イ素、銀、ニッケルクロム合金、クロムアルミニウム合
金、ステンレスなどが挙げられる。これらの導電性材料
は粉体、ウィスカー状、短繊維状などの種々の形状で使
用することが出来る。又、導電性材料の基材への付着量
は約20〜60%であるのが好ましく、これよりも付着
量が少ないと十分な導電性が得られないので発熱が不十
分となり、又これよりも多いときは吸着剤表面でのアン
モニアおよびNOと吸着剤との接触が阻害されるおそ
れがある。付着方法としては、吸着剤と共に導電性材料
を含有したスラリーに基材を浸漬して付着させる方法の
ほか、不織布基材の場合にはその抄成時に触媒及び導電
性材料を付着させる方法などが使用可能である。
【0009】吸着剤と共に発熱のための導電性材料を
付着させたハニカム成形体を用いる場合、吸着剤、導電
性材料及び成形材料を均一に混合したのち、ハニカム形
に押出成形するか、あるいは成形材料のみを使用してハ
ニカム形に成形後、吸着剤及び導電性材料を浸漬等によ
り付着させる。成形体はそのままでも使用可能である
が、さらに焼成して成形材料を炭化すると、より導電性
を向上させることが出来る。導電性材料としては、前記
と同じ導電性材料が使用可能である。又、成形材料と
しては、例えばメチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられ
る。又、押出性を改良するために、上記成形材料に粘土
などの可逆性材料を加えてもよい。ハニカム成形体内で
の導電性材料の含有率は約30〜70%であるのが好ま
しく、これよりも含有量が少ないと十分な発熱が得られ
ず、又これよりも多いと吸着剤表面でのアンモニアおよ
びNOと吸着剤との接触を阻害するおそれがある。
【0010】本発明の加熱装置により、脱着再生時のア
ンモニア、NO吸着剤層の温度は100〜400℃の
範囲であることが好ましい。温度が上記範囲よりも低い
場合には吸着剤の脱着再生が不十分となり好ましくな
い。又、温度が上記範囲より高くなると、吸着剤成分の
変質がおこり、吸着性能そのものが阻害されるおそれが
あり好ましくない。又、これら加熱装置は、後述するよ
うに後流側でのアンモニア、NO還元除去反応の熱源
の供給装置としても可能であることはもちろんである。
【0011】又、本発明に係る脱硝触媒としてはNH
を用いた選択還元用の触媒として用いられる公知の触媒
を挙げることが出来る。これらはより詳しくは、チタ
ン、アルミニウム、ジルコニウム、ケイ素などの酸化物
及びゼオライトなどから選ばれる少なくとも1種以上の
担体に、周期律表Ib,IIb,IIIa,IIIb,
IVa,IVb,Va,VIa,VIIa又はVIII
族の元素の酸化物から選ばれる少なくとも1種以上の活
性種を担持させて成るアンモニアSCR用脱硝触媒であ
り、V/TiO,Fe/TiO,Mn
/TiO,CrO/TiO,CoO/TiO
,CuO/TiO,ZnO/TiO,NiO/T
iO,WO/TiO,MoO/TiO,SnO
/TiO,V/Al,V/Zr
,V/SiO,V/酸型ゼオライト
などの二元触媒及びV/WO/TiO,Fe
/WO/TiO,MoO/WO/TiO
などの三元触媒を挙げることが出来る。これらの触媒に
よる、アンモニア、NO還元除去反応が効率的に行わ
れるためには、ヒーターあるいは前述したアンモニア、
NO吸着剤加熱装置あるいはこの触媒自身が前述した
吸着剤と同様に通常によって加熱可能な担体に担持され
ることなどによって、ガス温度を100〜400℃、好
ましくは150〜350℃に加熱することが必要であ
る。この温度が上記範囲より低い場合には、反応が十分
でなく、又、温度が上記範囲より高い場合には、アンモ
ニアの酸化によるNOの発生、あるいは触媒成分の変
質なども起こる場合もあり好ましくない。
【0012】本発明による触媒あるいは吸着剤は従来知
られている成形方法によってハニカム状、球状等の種々
の形状に成形することが出来る。この成形に際し、成形
助剤、成形補強体、無機繊維、有機バインダー等を適宜
配合してもよい。又、あらかじめ成形された基材上にウ
ォッシュコート法等によって被覆担持させることも出来
る。さらに従来知られているその他の吸着剤の調製法に
よることも出来る。
【0013】本発明方法が上記方法を採る理由は、希薄
な濃度のNOを含有する排ガスを直接NO分解触媒
で分解すると効率が悪いため、一度吸着層に吸着濃縮し
て後NO分解反応を行うのである。
【0014】
【実 施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説
明する。ただし、本発明は下記の実施例に限定されるも
のではない。 (1) 触媒等の調製 A.アンモニア−NO吸着剤 和光純薬製特級硝酸マンガン121.8gを20mlの
イオン交換水に溶解した硝酸マンガン水溶液を和光純薬
製特級過マンガン酸カリ40gを2,000mlのイオ
ン交換水に溶解した過マンガン酸カリ水溶液に攪拌下で
滴下し、約30分にて反応を終えその後、濾過、イオン
交換水にて水洗を行い61gのγ−二酸化マンガン乾燥
物を得た。この時比表面積は204m/gであった。
又、最大強度を示すX線回析強度角度(2θ)は36.
9゜であった。次に、和光純薬製特級炭酸ニッケル82
gを400℃にて3時間焼成して酸化ニッケル760g
を得た。得られた酸化ニッケルの比表面積は131.4
/gであった。次に、上記γ−二酸化マンガン25
gと酸化ニッケル35gにさらに相光純薬製特級酸化銀
5g及び比表面積が115m/gの活性二酸化チタン
35gを加え、さらに水及びガラスビーズを加えて30
分間攪拌混合してスラリーとした。このスラリーをピッ
チ約1.8mm、壁厚0.4mmの導電性セラミックハ
ニカムにウォッシュコートしてAgO/NiO/γ−
MnO/TiO(重量比5/35/20/35)を
0.20g/cc担持した加熱装置を兼ねたアンモニア
−NO吸着剤を得た。
【0015】B.脱硝触媒 比表面積が115m/gの活性二酸化チタン100g
にVとして150g/lのメタバナジン酸アンモ
ニウムのシュウ酸溶液を33.3cc加え、さらに適量
の水を加えて、乳鉢でよく混合した後、ドライアップし
た。このものを350℃で4時間焼成した後、サンプル
ミルにて粉砕し、V/TiO(重量比5/10
0)のパウダーを得た。このパウダーに、水及びガラス
ビーズを加えて30分間攪拌混合してスラリーとした。
このスラリーをピッチ約1.8mm、壁厚0.4mmの
セラミックハニカム(80□×50l、約100Ω)に
ウォッシュコートして、V/TiO(重量比5
/100)を0.18g/cc担持した二元系の脱硝触
媒を得た。
【0016】(2) 触媒評価試験 触媒評価試験は、図1にそのフローシートを示すような
試験装置を用いて行った。図に於いて、1はNO含有
ガス、2はNH供給装置である。NO含有ガスは、
三方コック3をアンモニア閉、NO含有ガス開とし
て、アンモニア−NO吸着剤層に導入され、三方コッ
ク7を脱硝触媒層10閉、排気及びNOメーター8開
として、NOメーター9により連続的にモニターさ
れ、NOが吸着飽和に達するまで供給される。その
後、三方コック3を、NO含有ガス閉、アンモニア開
とし、NHをNH供給装置よりアンモニア−NO
吸着剤層に導入する。NHは、検知管により約10分
毎にモニターされ、そのアンモニア、NO吸着剤層へ
の吸着量が、先に飽和吸着したNOとほぼ等モルとな
るまで供給される。こうして、アンモニア、NO吸着
剤層にほぼ等モル量のNH及びNOを吸着させた
後、三方コック3をNH及びNO含有ガス閉、三方
コック7を排気及びNOメーター閉、脱硝触媒層開と
して、5のアンモニア−NO吸着剤層加熱装置によ
り、加熱し、吸着したNO及びNHを脱着させる。
このときの温度は測温抵抗体6をみながら適切に調節さ
れる。なお、アンモニア−NO吸着剤層と脱硝触媒層
をつなぐ配管は保温材層8により保温されている。脱着
したNH及びNOは脱硝触媒層に供給され、N
,NH選択還元反応により分解除去される。この
ときの熱源は、アンモニア−NO吸着剤層加熱装置に
より供給される。NO濃度は、脱硝触媒層の入口側及
び出口側で検知管を用いて測定され、次式により分解率
を求める。 (試験条件) (1) NOの吸着 ガス組成 NO 10ppm 空気バランス 空間速度 10,000Hr−1 温 度 25℃ 湿 度 45±10 (2) NHの吸着 ガス組成 NO 10ppm 空気バランス 空間速度 10,000Hr−1 温 度 25℃ 湿 度 45±10 (3) アンモニア−NO吸着剤層加熱温度 150℃&350℃
【0017】実施例1 上記触媒評価試験方法において、アンモニア−NO
着剤層加熱装置を作動し、その温度を350℃に調節し
て反応を行った。
【0018】実施例2 上記触媒評価試験方法において、アンモニア−NO
着剤層加熱装置を作動し、その温度を150℃に調節し
て反応を行った。
【0019】比較例1 上記触媒評価試験方法において、アンモニア−NO
着剤層を担持せず、アンモニア−NO吸着剤加熱装置
を作動し、その温度を350℃とし、前記組成のNO
含有ガス及びアンモニアを脱硝触媒層に供給し反応させ
る。このときの空間速度を5,000Hr−1及び2,
500Hr−1とした。これは、実施例1における反応
が、それぞれ2系列及び4系列で行われることを想定し
たものである。結果は表1に示す。
【0020】
【表 1】
【0021】表1に示した如く、本発明は低濃度NO
を効率よく除去することが出来る。
【0022】
【図面の簡単な説明】
図1は触媒評価試験のフローシートである。 1.NO含有ガス 2.アンモニア供給装置 3.三方コック 4.アンモニア−NO吸着剤層 5.アンモニア−NO吸着剤層加熱装置 6.測温抵抗体 7.三方コック 8.保 温 剤 9.NOメーター 10.脱硝触媒層
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/22 ZAB

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンモニアガス供給装置にアンモニア、窒
    素酸化物吸着剤充填層を加熱する手段を備えたアンモニ
    ア、窒素酸化物吸着剤充填層を保持する装置がパイプで
    連結され、該吸着剤充填層を保持する装置とアンモニ
    ア、窒素酸化物を還元する触媒の充填層を保持する装置
    をパイプで連結したシステムにおいて、先ず窒素酸化物
    を飽和量に達するまでアンモニア、窒素酸化物吸着剤充
    填層を保持する装置へ流入吸着させ、ついでアンモニア
    を先に吸着させた窒素酸化物とほぼ等モル量流入吸着さ
    せた後、該吸着剤充填層を加熱して窒素酸化物、アンモ
    ニアを脱着させてアンモニア、窒素酸化物を還元する触
    媒の充填層を保持する装置へ流入させることによりアン
    モニア、窒素酸化物を除去する方法。
JP7197868A 1995-06-28 1995-06-28 窒素酸化物除去方法 Pending JPH0910555A (ja)

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