JPH09276655A - Treatment of exhaust gas containing high concentration ammonia and device therefor - Google Patents

Treatment of exhaust gas containing high concentration ammonia and device therefor

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JPH09276655A
JPH09276655A JP9029172A JP2917297A JPH09276655A JP H09276655 A JPH09276655 A JP H09276655A JP 9029172 A JP9029172 A JP 9029172A JP 2917297 A JP2917297 A JP 2917297A JP H09276655 A JPH09276655 A JP H09276655A
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JP
Japan
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gas
catalyst layer
ammonia
exhaust gas
pipe
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Application number
JP9029172A
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Japanese (ja)
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Roberuto Masahiro Serikawa
ロベルト 正浩 芹川
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device capable of controlling/adjusting the concentration and temperature of ammonia guided into a catalytic layer and a treating method by which it is possible to decompose ammonia into nitrogen and water and not generate a nitrogen oxide using the device. SOLUTION: In a treating method for decomposing an exhaust gas containing enriched ammonia by catalytic oxidation, an exhaust gas is mixed with a gaseous oxidizing agent, then the concentration of ammonia is diluted to at least, 0.1% and not more than 2%, and the temperatures of the exhaust gas when introduced into a catalytic layer 14 range from 180 to 250 deg.C. Thus the exhaust gas is brought into contact with a catalyst. A gas for dilution should preferably be part of gas, exhausted from the catalytic layer 14, which is used after cooling and by circulation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力産業、化学産
業、電子産業、金属表面処理産業やし尿処理場等から排
出されるアンモニア含有排水をスチームストリッピング
法等で分離濃縮された高濃度アンモニア含有排ガスまた
は直接高濃度アンモニア含有排ガスとして排出された排
ガスの処理方法及び処理装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to highly concentrated ammonia obtained by separating and concentrating ammonia-containing wastewater discharged from the electric power industry, chemical industry, electronic industry, metal surface treatment industry, human waste treatment plant, etc. by a steam stripping method or the like. The present invention relates to a treatment method and treatment device for exhaust gas discharged as exhaust gas containing gas or exhaust gas directly containing high-concentration ammonia.

【0002】[0002]

【従来の技術】アンモニアストリッピング法等から排出
される5〜20%程度の濃度の高濃度アンモニア含有排
ガスの処理法としては、従来技術では、窒素酸化物を生
成しないようにアンモニア濃度、触媒層温度および被処
理ガス温度を調節することは行われていない。例えば、
特開平2−245285号公報では、ストリッピングし
たアンモニア含有ガスを250〜350℃まで加熱して
触媒層へ導入している。この温度範囲では、高濃度アン
モニアが含まれている排ガスでは、触媒表面で温度がさ
らに上昇し、窒素酸化物の生成が著しく起こり、処理ガ
スを直接大気中に放出することができず、この窒素酸化
物を吸収するための吸収塔を設ける必要があった。ま
た、特開平3−258388号公報では、触媒層から排
出される処理ガスをストリッピング塔の下部に戻し、ス
トリッピングのキャリアーガスとして用いているが、窒
素酸化物の発生を抑制するようにアンモニア濃度及び被
処理ガス温度が調整されていないため、高濃度のアンモ
ニアが触媒層に導入される場合、酸化反応熱で触媒層で
の温度が上昇し、窒素酸化物が大量に発生される問題が
ある。特開平7−116650号公報でも同じくストリ
ッピング塔から排出されるアンモニア含有ガスを触媒酸
化させているが、窒素酸化物の生成を抑制する方法では
ない。
2. Description of the Related Art As a method for treating exhaust gas containing a high concentration of ammonia having a concentration of about 5 to 20% discharged from an ammonia stripping method or the like, in the prior art, the ammonia concentration and the catalyst layer are adjusted so as not to generate nitrogen oxides. No adjustment is made to the temperature and the temperature of the gas to be treated. For example,
In JP-A-2-245285, the stripped ammonia-containing gas is heated to 250 to 350 ° C. and introduced into the catalyst layer. In this temperature range, in the exhaust gas containing high-concentration ammonia, the temperature further rises on the catalyst surface, the generation of nitrogen oxides remarkably occurs, and the treated gas cannot be directly discharged to the atmosphere. It was necessary to provide an absorption tower for absorbing oxides. Further, in JP-A-3-258388, the processing gas discharged from the catalyst layer is returned to the lower portion of the stripping tower and used as a carrier gas for stripping. However, ammonia is used so as to suppress the generation of nitrogen oxides. Since the concentration and the temperature of the gas to be treated are not adjusted, when high-concentration ammonia is introduced into the catalyst layer, the temperature in the catalyst layer rises due to the heat of oxidation reaction, which causes a large amount of nitrogen oxides. is there. In Japanese Patent Laid-Open No. 7-116650, the ammonia-containing gas discharged from the stripping tower is also catalytically oxidized, but this is not a method for suppressing the production of nitrogen oxides.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記高濃度のアンモニ
アガスが触媒層に導入される場合、アンモニアの酸化の
際の発熱で触媒層の温度が上昇し、窒素酸化物の発生反
応が促進される。従来の技術では、この発生した窒素酸
化物を除去する装置を取り付ける必要があり、高濃度ア
ンモニア含有ガスの処理装置のコスト上昇に直接つなが
っていた。また、アンモニアの酸化分解には、以下に示
す3通りの反応がある。すなわち、 1) NH3 +3/4O2 −−→ 1/2N2 +3/2H2 O 2) NH3 +5/4O2 −−→ NO +3/2H2 O 3) NH3 +7/4O2 −−→ NO2 +3/2H2 O 反応温度が高いほど、2)及び3)の反応が促進され
る。本発明は、触媒層に導入される被処理ガス中のアン
モニア濃度及び温度を管理調整する方法及び装置であっ
て、反応1)を選択的に促進させる状況を提供し、2)
及び3)の反応を抑制することを課題とする。
When the high-concentration ammonia gas is introduced into the catalyst layer, the temperature of the catalyst layer rises due to the heat generated during the oxidation of ammonia, and the nitrogen oxide generation reaction is promoted. . In the conventional technique, it is necessary to attach a device for removing the generated nitrogen oxides, which directly leads to an increase in the cost of the treatment device for the high-concentration ammonia-containing gas. In addition, the oxidative decomposition of ammonia includes the following three reactions. That is, 1) NH 3 +3/4/4 O 2 −− → 1 / 2N 2 + 3 / 2H 2 O 2) NH 3 + 5 / 4O 2 −− → NO + 3 / 2H 2 O 3) NH 3 + 7 / 4O 2 −− → NO 2 + 3 / 2H 2 O The higher the reaction temperature, the more accelerated the reactions 2) and 3). The present invention provides a method and apparatus for controlling and adjusting the concentration and temperature of ammonia in a gas to be treated introduced into a catalyst layer, which provides a situation where reaction 1) is selectively promoted, and 2).
It is an object to suppress the reactions of 3) and 3).

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記の本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法及
び処理装置によって達成される。 (1)高濃度アンモニア含有排ガスを触媒酸化分解する
処理方法において、前記排ガスに気体状酸化剤を混合す
ると共に、アンモニア濃度を0.1%以上2%未満に希
釈し、この希釈された前記排ガスを触媒層に導入する時
の温度を180〜250℃の範囲として、前記触媒層中
の触媒と接触させることを特徴とする高濃度アンモニア
含有排ガスの処理方法。 (2)前記気体状酸化剤が空気、酸素富化空気、純酸素
のいずれかであることを特徴とする前記(1)に記載の
高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法。 (3)前記高濃度アンモニア含有排ガスを前記空気前記
気体状酸化剤で希釈した被処理ガスを前記触媒層に導入
する時の温度を180〜250℃とするため、前記被処
理ガスを触媒層排出ガスと熱交換を行うと共に、他の外
部熱源により加熱した酸化剤を含むガスを用いることを
特徴とする前記(1)に記載の高濃度アンモニア含有排
ガスの処理方法。 (4)前記被処理ガスを前記触媒層に導入する時の温度
を180〜250℃とするため、前記触媒層排出ガスの
一部を冷却し、そのガスを循環させて前記高濃度アンモ
ニア含有排ガスを希釈するために前記高濃度アンモニア
含有排ガスへ混合することを特徴とする前記(1)に記
載の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法。
The above-mentioned object of the present invention can be achieved by the following method and apparatus for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia. (1) In a treatment method of catalytically oxidizing and decomposing an exhaust gas containing high-concentration ammonia, a gaseous oxidizing agent is mixed with the exhaust gas, and the ammonia concentration is diluted to 0.1% or more and less than 2%, and the diluted exhaust gas is mixed. The method for treating high-concentration ammonia-containing exhaust gas, which comprises contacting the catalyst in the catalyst layer at a temperature of 180 to 250 ° C. when introduced into the catalyst layer. (2) The method for treating a high-concentration ammonia-containing exhaust gas according to (1), wherein the gaseous oxidant is any one of air, oxygen-enriched air, and pure oxygen. (3) Since the temperature at the time of introducing the gas to be treated, which is obtained by diluting the exhaust gas containing high-concentration ammonia with the air oxidant into the catalyst layer, is 180 to 250 ° C., the gas to be treated is discharged from the catalyst layer. The method for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia according to (1) above, wherein a gas containing an oxidant heated by another external heat source is used while performing heat exchange with the gas. (4) In order to set the temperature at which the gas to be treated is introduced into the catalyst layer to 180 to 250 ° C., a part of the catalyst layer exhaust gas is cooled and the gas is circulated to produce the high-concentration ammonia-containing exhaust gas. The method for treating high-concentration ammonia-containing exhaust gas according to (1) above, wherein the exhaust gas is mixed with the high-concentration ammonia-containing exhaust gas in order to dilute.

【0005】(5)触媒を充填した触媒層と前記触媒層
に被処理ガスを導入する導入管と前記触媒層排出ガスと
希釈用ガスを熱交換するガス−ガス熱交換器を配備した
排出管とからなる前記被処理ガス処理系統と、気体状酸
化剤を含む希釈用ガスを導入する送風機と、希釈用ガス
を加熱するヒータとを希釈用ガス導入管で連通して配備
した希釈用ガス導入系統とからなり、前記希釈用ガス導
入管は、前記触媒層排出ガスと希釈用ガスを熱交換する
ガス−ガス熱交換器内を通過せしめられ、かつ前記希釈
用ガス加熱ヒータを通った希釈用ガスを導入するための
もので、前記触媒層に被処理ガスを導入する導入管に対
して前記触媒層上流で連結されることを特徴とする高濃
度アンモニア含有排ガスの処理装置。 (6)高濃度アンモニア含有排ガスの導管に接続する気
体状酸化剤を含むガスの導入管及び希釈ガスの導入管、
触媒を充填した触媒層、前記触媒層に被処理ガスを導入
する導入管、前記触媒層からの排出ガスを導く排出管、
送風機、前記排出管から分岐して前記希釈ガス導入管に
接続するガス循環管を設け、前記排出管又は前記ガス循
環管の少なくとも一方にガス冷却用熱交換器を設けたこ
とを特徴とする高濃度アンモニア含有排ガスの処理装
置。
(5) A catalyst layer filled with a catalyst, an inlet pipe for introducing a gas to be treated into the catalyst layer, and an exhaust pipe provided with a gas-gas heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas for the catalyst layer and the diluting gas. A gas for dilution introduction in which the treated gas treatment system consisting of, a blower for introducing a dilution gas containing a gaseous oxidant, and a heater for heating the dilution gas are placed in communication by a dilution gas introduction pipe. System, the dilution gas introduction pipe is passed through a gas-gas heat exchanger that exchanges heat between the catalyst layer exhaust gas and the dilution gas, and the dilution gas is passed through the dilution gas heater. An apparatus for treating a high-concentration ammonia-containing exhaust gas, which is for introducing a gas and is connected upstream of the catalyst layer to an introduction pipe for introducing a gas to be treated into the catalyst layer. (6) A gas introducing pipe containing a gaseous oxidant and a diluting gas introducing pipe connected to a conduit for exhaust gas containing high-concentration ammonia.
A catalyst layer filled with a catalyst, an introduction pipe for introducing a gas to be treated into the catalyst layer, an exhaust pipe for introducing an exhaust gas from the catalyst layer,
A blower, a gas circulation pipe branching from the discharge pipe and connected to the dilution gas introduction pipe is provided, and a gas cooling heat exchanger is provided on at least one of the discharge pipe and the gas circulation pipe. Equipment for treating exhaust gas containing concentrated ammonia.

【0006】(7)被処理ガス処理系統は、触媒を充填
した触媒層と希釈用ガスで希釈された被処理ガスを循環
管路に循環せしめる高温ガス用ブースタを配備してなる
前記循環管路と、前記循環管路の前記触媒層の上流に設
けた被処理ガス導入配管と、前記高温ガス用ブースタの
下流、希釈用ガス導入管採り入れ口の上流で前記循環管
路から分岐し、バルブと前記触媒層排出ガスと希釈用ガ
スを熱交換するガス−ガス熱交換器を備えた処理ガス排
出管からなる被処理ガス処理系統と、気体状酸化剤を兼
ねる希釈用ガスを導入する送風機を備え、循環管路に連
結される前に導入する希釈用ガスを予備加熱するために
管路の一部が触媒層排出ガスと希釈用ガスを熱交換する
ガス−ガス熱交換器内を通過せしめられてなる管路より
なる希釈ガス供給系統とからなり、前記循環管路の被処
理ガス採り入れ口と希釈用ガス採り入れ口の間にスター
トアップ用ヒータを設けたスタートアップバイパスを連
結してなることを特徴とする高濃度アンモニア含有排ガ
スの処理装置。
(7) The treated gas treatment system is provided with a catalyst layer filled with a catalyst and a high temperature gas booster for circulating the treated gas diluted with a diluting gas through a circulation pipe. A target gas introduction pipe provided upstream of the catalyst layer of the circulation pipe, downstream of the high-temperature gas booster, upstream of the dilution gas introduction pipe intake port, branched from the circulation pipe, and a valve A processing gas processing system comprising a processing gas discharge pipe provided with a gas-gas heat exchanger for exchanging heat between the catalyst layer exhaust gas and the dilution gas, and a blower for introducing the dilution gas also serving as a gaseous oxidant. A part of the conduit is passed through a gas-gas heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas for the catalyst layer and the diluent gas in order to preheat the diluent gas introduced before being connected to the circulation conduit. Dilution gas supply consisting of And a start-up bypass provided with a start-up heater between the gas inlet for dilution and the gas inlet for dilution of the circulation line. .

【0007】(8)前記気体状酸化剤を兼ねる希釈用ガ
スを導入する送風機を備た前記希釈ガス供給管路は、前
記処理ガスと熱交換するガス−ガス熱交換器内を経た後
さらに前記触媒層の内部を通過させ、前記被処理ガス導
入配管と連結させる管路とし、その管路の前記触媒層の
内部を通過する部分を触媒層と希釈用ガスを熱交換する
ための熱交換配管とすることを特徴とする前記(7)に
記載の高濃度アンモニア含有排ガスの処理装置。
(8) The diluent gas supply line equipped with a blower for introducing a diluent gas that also serves as the gaseous oxidant passes through the gas-gas heat exchanger for heat exchange with the processing gas, and A heat exchange pipe for passing through the inside of the catalyst layer and forming a pipe line connected to the gas to be treated introduction pipe, and a portion of the pipe line passing through the inside of the catalyst layer for exchanging heat between the catalyst layer and the dilution gas. The treatment apparatus for high-concentration ammonia-containing exhaust gas according to (7) above.

【0008】本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処
理方法は、高濃度のアンモニアを含む排ガスを、そのア
ンモニア濃度が0.1%以上2%未満になるように気体
状酸化剤を含む希釈ガスで希釈し、触媒層へ導入される
ガス温度を180〜250℃に調整することにより、触
媒層でのNOx 発生量が十分に低い温度に維持でき、安
定な状態でアンモニアの分解が可能であることを見出し
たことを基礎として、研究することにより達成された。
つまり、被処理ガス中のアンモニア濃度が2%以上であ
ると、アンモニアの酸化熱により、触媒層温度が上昇
し、高濃度のNOx 成分が発生する。またアンモニア濃
度が0.1%以下であると、NOx の発生の問題はなく
なるが、アンモニアの酸化熱量が少ないため、アンモニ
アの分解を触媒層で進行させるのに大量の外部加熱を必
要とし、ランニングコストが高くなる。このため、被処
理ガス中のアンモニア濃度を0.1%以上2%未満とす
るが、それと共に触媒層での反応の進行を考慮して、触
媒層へ導入する被処理ガス温度を180〜250℃に調
整することにより、アンモニアの酸化熱を効率良く利用
し、NOx の発生量が少ない領域で安定な状態で高度の
アンモニア分解率が得られる。
The method for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia according to the present invention comprises treating exhaust gas containing high-concentration ammonia with a diluent gas containing a gaseous oxidant so that the ammonia concentration becomes 0.1% or more and less than 2%. By diluting and adjusting the temperature of the gas introduced into the catalyst layer to 180 to 250 ° C., the NO x generation amount in the catalyst layer can be maintained at a sufficiently low temperature, and ammonia can be decomposed in a stable state. It was achieved through research based on the finding of this.
That is, when the ammonia concentration in the gas to be treated is 2% or more, the catalyst layer temperature rises due to the heat of ammonia oxidation, and a high concentration of NO x components is generated. Further, when the ammonia concentration is 0.1% or less, the problem of NO x generation is eliminated, but the amount of heat of oxidation of ammonia is small, and therefore a large amount of external heating is required to proceed the decomposition of ammonia in the catalyst layer, Running costs are high. For this reason, the ammonia concentration in the gas to be treated is set to 0.1% or more and less than 2%, and in consideration of the progress of the reaction in the catalyst layer, the temperature of the gas to be introduced to the catalyst layer is set to 180 to 250. By adjusting the temperature to 0 ° C., the oxidation heat of ammonia can be efficiently used, and a high ammonia decomposition rate can be obtained in a stable state in a region where the amount of NO x generated is small.

【0009】本発明の希釈ガスとしては、空気、或いは
空気と循環ガスの混合ガスを用いることが可能である
が、アンモニア含有ガスのアンモニア濃度が高い場合に
は、希釈ガスとして空気を用いるとすると、大量の希釈
用空気を熱交換器及び加熱器で加熱する必要があり、コ
スト面で不利である。ただ、その空気を触媒層から出る
昇温した排出ガスと熱交換器で熱交換させて予熱させる
とか、或いは触媒層内に熱交換用の配管を設け、そこへ
空気を通して予熱させるときには、熱コスト的に有利で
あり、特に後者の場合には触媒層を冷却してその温度上
昇を抑えることができ、より高いアンモニア濃度の排ガ
スを処理することができ、かつ反応温度に近い温度でア
ンモニア含有ガスと混合することができる。また、触媒
層から排出される昇温した排出ガスの一部を循環させ、
これに気体状酸化剤の空気を混合させて希釈用ガスとし
て用いれば、他に加熱装置を必要としないために熱的ロ
スが少ないため、省エネルギーが計れるという利点があ
る。
As the diluent gas of the present invention, it is possible to use air or a mixed gas of air and a circulating gas. When the ammonia concentration of the ammonia-containing gas is high, air is used as the diluent gas. However, it is necessary to heat a large amount of dilution air with a heat exchanger and a heater, which is disadvantageous in terms of cost. However, when the air is preheated by exchanging heat with the heated exhaust gas from the catalyst layer in a heat exchanger, or when a heat exchange pipe is provided in the catalyst layer and air is preheated through it, the heat cost is reduced. In particular, in the latter case, the catalyst layer can be cooled to suppress its temperature rise, exhaust gas having a higher ammonia concentration can be treated, and the ammonia-containing gas can be treated at a temperature close to the reaction temperature. Can be mixed with. Further, a part of the heated exhaust gas discharged from the catalyst layer is circulated,
If air of a gaseous oxidant is mixed with this and used as a diluting gas, there is an advantage that energy saving can be achieved because there is little heat loss because no additional heating device is required.

【0010】ただ、前記したように、排出ガスの一部を
循環させる場合には、実際の問題として、触媒層で反応
が進行するように、希釈した被処理ガスにおけるアンモ
ニア濃度は0.1%以上2%未満の範囲とされている
が、触媒層内の温度が上昇しすぎてしまうという問題が
ある。特に、温度の上昇した排出ガスを循環させて用い
るこのような場合には、結果的に触媒層内に反応熱がた
まることになるため、触媒層内の温度が上昇しすぎてし
まうことになるので、循環用のガスは冷却することが必
要となる。このためには、ガスの冷却用の熱交換器を通
すようにすることが良く、このような熱交換器はガスク
ーラと呼ぶこともある。冷却用熱交換器は、触媒層から
の排出ガスを通す排出管の途中、或いはそれから分岐し
た循環管の途中に設ければよく、両方に設けてもよい。
排出管に設けた場合には、外部への排出ガスの温度が低
下して環境上好ましいという利点がある。
However, as described above, when a part of the exhaust gas is circulated, as a practical problem, the ammonia concentration in the diluted gas to be treated is 0.1% so that the reaction proceeds in the catalyst layer. Although the range is less than 2%, there is a problem that the temperature in the catalyst layer rises too much. In particular, in such a case where the exhaust gas whose temperature has risen is circulated and used, as a result, the heat of reaction accumulates in the catalyst layer, so the temperature in the catalyst layer rises too much. Therefore, the circulating gas needs to be cooled. For this purpose, it is preferable to pass a heat exchanger for cooling the gas, and such a heat exchanger is sometimes called a gas cooler. The cooling heat exchanger may be provided in the exhaust pipe through which the exhaust gas from the catalyst layer passes, or in the circulation pipe branched from the exhaust pipe, or in both.
When it is provided in the exhaust pipe, there is an advantage that the temperature of the exhaust gas to the outside is lowered and it is environmentally preferable.

【0011】触媒層は、従来の充填式反応層、ハニカム
触媒層の形がとれる。触媒としては、アンモニアの酸化
分解に有効とされている酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム、アルミナ、コージライトにFe、Co、Ni、C
u、Pt、Ag、Mo、V、Mn等の金属担持触媒又は
前記金属酸化物を複合酸化させたペレット状、球状の触
媒を用いることが可能である。なお、ガスを送るのに送
風機を用いるが、これはファン式のものだけでなく、コ
ンプレッサー式のものをも含むものである。
The catalyst layer may take the form of a conventional packed reaction layer or honeycomb catalyst layer. As the catalyst, titanium oxide, zirconium oxide, alumina, cordierite, Fe, Co, Ni and C, which are effective for oxidative decomposition of ammonia, are used.
It is possible to use a metal-supported catalyst such as u, Pt, Ag, Mo, V, Mn or the like, or a pellet-shaped or spherical catalyst obtained by complex-oxidizing the metal oxide. A blower is used to send the gas, but this includes not only a fan type but also a compressor type.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1に示す装置により、本発明の
高濃度アンモニア含有排ガスの処理を説明する。図1に
おいて、ハニカム触媒を充填した触媒層Aを設けた反応
槽Bの下部から試料アンモニアガス1と希釈用空気2を
導入して、混合した状態で触媒層Aに通す、混合ガス及
び触媒層Aは外部よりヒータで加熱する。触媒層Aの入
口と出口にそれぞれ温度測定手段(入口用C及び出口用
D)を設け入口温度及び出口温度を測定すると共に試料
アンモニアガス1と希釈用空気2の供給量を制御する。
試料アンモニアガス1と希釈用空気2は触媒層Aを通過
する間に酸化分解され、好ましくは窒素ガスと水蒸気ガ
スからなる処理ガス3として系外に放出される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The treatment of exhaust gas containing high-concentration ammonia according to the present invention will be described with reference to the apparatus shown in FIG. In FIG. 1, a sample ammonia gas 1 and dilution air 2 are introduced from the lower part of a reaction tank B provided with a catalyst layer A filled with a honeycomb catalyst, and the mixture gas and the catalyst layer are passed through the catalyst layer A. A is heated by a heater from the outside. Temperature measuring means (C for inlet and D for outlet) are respectively provided at the inlet and the outlet of the catalyst layer A to measure the inlet temperature and the outlet temperature and control the supply amounts of the sample ammonia gas 1 and the dilution air 2.
The sample ammonia gas 1 and the dilution air 2 are oxidatively decomposed while passing through the catalyst layer A, and are discharged out of the system as a processing gas 3 which is preferably composed of nitrogen gas and steam gas.

【0013】図6に示す装置は、排出ガスの少なくとも
一部を希釈ガスとして使用するために循環した場合にお
ける、本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理を説
明するためのものである。図6において、高濃度アンモ
ニア含有排ガス1は、アンモニア導入のためのラインa
から入り、後で述べる循環管であるラインgからの循環
ガスと混合して、ラインbから被処理ガスとして触媒層
Aへ導入する。触媒層Aからの排出ガスは排出管である
ラインdを通ってガスクーラKを通り、冷却される。ガ
スクーラKには外部の空気が導入されて冷却を行う。ガ
スクーラKの後のラインdに気体状酸化剤である空気2
が導入される。その後送風機Hを通り、その後の分岐箇
所kでラインgが分岐される。ラインgに冷却された排
出ガスの一部が分岐されて、前述したアンモニア導入の
ためのラインaに接続して高濃度アンモニア含有排ガス
1に循環ガスが混合される。分岐箇所kで循環されなか
った排出ガスは外部に放出される。前記において、送風
機Hの設置箇所及び希釈用空気2の導入箇所は、ガスの
流通関係を考慮して決めたものであって、空気2はライ
ンaに対する循環ガスの混合箇所の近くとしても良い
が、吸引圧の大きさの関係で図に示した箇所の方がよ
い。図2ないし図5の装置の構造及び作用は、以下に示
す実施例の中で説明する。
The apparatus shown in FIG. 6 is for explaining the treatment of the high-concentration ammonia-containing exhaust gas of the present invention when at least a part of the exhaust gas is circulated for use as a diluent gas. In FIG. 6, the exhaust gas 1 containing high-concentration ammonia is a line a for introducing ammonia.
The mixed gas with the circulating gas from the line g, which is a circulation pipe described later, is introduced into the catalyst layer A as the gas to be treated from the line b. The exhaust gas from the catalyst layer A passes through a line d which is an exhaust pipe, passes through a gas cooler K, and is cooled. External air is introduced into the gas cooler K for cooling. In the line d after the gas cooler K, air 2 which is a gaseous oxidant
Is introduced. After that, the line g is branched at the branch point k after passing through the blower H. A part of the cooled exhaust gas is branched to the line g, connected to the line a for introducing ammonia described above, and the circulating gas is mixed with the high-concentration ammonia-containing exhaust gas 1. The exhaust gas not circulated at the branch point k is released to the outside. In the above description, the location where the blower H is installed and the location where the dilution air 2 is introduced are determined in consideration of the gas distribution relationship, and the air 2 may be near the location where the circulating gas is mixed with the line a. The location shown in the figure is better due to the magnitude of the suction pressure. The structure and operation of the device of FIGS. 2 to 5 will be explained in the examples given below.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

実施例1 図1に示す簡単な装置で、高濃度アンモニア含有排ガス
として市販のアンモニアガスから形成したガスを用いて
その分解を行った。アンモニアガス1は反応槽Bの下部
で希釈用空気2と混合してアンモニア濃度を1%に調整
した。触媒層Aに充填する触媒はハニカム担体に白金・
パラジム等の貴金属を担持させたものであり、サイズは
径30mm、高さ50mmのものとして用いた。希釈用
空気2とアンモニアガス1との混合ガス流量は、GHS
Vが10,000hr-1になるように調整した。触媒と
混合ガスは、電気炉(ヒータ)で加熱した。電気炉の温
度は入口温度が適正温度になるように制御した。触媒層
Aの入口温度を設定し、それに対応する出口温度とアン
モニアの分解率、NOx の生成率を第1表に示した。混
合ガス中のアンモニアの濃度が1%であると、200〜
250℃の温度範囲で、高効率でアンモニアを分解する
ことが可能であり、NOx の生成率も低く抑えることが
可能である。
Example 1 With the simple apparatus shown in FIG. 1, the decomposition was performed using a gas formed from commercially available ammonia gas as the exhaust gas containing high-concentration ammonia. Ammonia gas 1 was mixed with dilution air 2 in the lower part of reaction tank B to adjust the ammonia concentration to 1%. The catalyst filled in the catalyst layer A is platinum on the honeycomb carrier.
A noble metal such as paradigm was carried, and the size was 30 mm and the height was 50 mm. The flow rate of the mixed gas of the dilution air 2 and the ammonia gas 1 is GHS.
The V was adjusted to 10,000 hr -1 . The catalyst and mixed gas were heated in an electric furnace (heater). The temperature of the electric furnace was controlled so that the inlet temperature became an appropriate temperature. Set the inlet temperature of the catalyst layer A, the outlet temperature and the ammonia decomposition rate corresponding thereto, it showed the production rate of the NO x in Table 1. When the concentration of ammonia in the mixed gas is 1%,
In the temperature range of 250 ° C., ammonia can be decomposed with high efficiency, and the production rate of NO x can be suppressed low.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】比較例1 実施例1の混合ガス中のアンモニアの濃度を2%に変え
て実施例1と同じ条件でアンモニアの分解実験を行っ
た。結果を第2表に示す。アンモニアの濃度が高いと、
触媒の表面温度が上昇し、NOx の生成を促進させ、N
x の濃度を低く抑え、かつ高度のアンモニア分解率が
得られる温度条件が得られなかった。
Comparative Example 1 An ammonia decomposition experiment was conducted under the same conditions as in Example 1 except that the concentration of ammonia in the mixed gas of Example 1 was changed to 2%. The results are shown in Table 2. When the concentration of ammonia is high,
The surface temperature of the catalyst rises, promoting the production of NO x ,
It was not possible to obtain a temperature condition in which the concentration of O x was suppressed to a low level and a high ammonia decomposition rate was obtained.

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】実施例2 スチームを用いたアンモニアストリッピングを想定し
て、水蒸気が存在する場合のアンモニアの触媒酸化分解
を図2に示す装置を用いて行った。図2に示す装置は、
反応槽Bの下部から希釈用空気2とアンモニアガス1と
共に水蒸気4を吹き込めるようにしてある以外、図1に
示す装置と構造及び機能は同じである。混合ガス中に占
める水蒸気4の濃度は39%、アンモニア1の濃度は1
%、空気の濃度は60%に設定した。触媒及びGHSV
を実施例1及び比較例1の場合と同条件として、アンモ
ニアの分解実験を行った。結果を第3表に示す。第3表
から本実施例2の場合、水蒸気が存在すると触媒層2の
温度は均一に保つことができ、NOx の生成を抑制する
ことが容易であることがわかる。本実施例2の結果か
ら、アンモニアストリッピング装置から排出される、水
蒸気を多く含む高濃度アンモニア含有排ガスには本発明
の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法が効果的であ
ることがわかる。
Example 2 Assuming ammonia stripping using steam, catalytic oxidative decomposition of ammonia in the presence of water vapor was carried out using the apparatus shown in FIG. The device shown in FIG.
The structure and function are the same as those of the apparatus shown in FIG. 1 except that the steam 2 is blown together with the dilution air 2 and the ammonia gas 1 from the lower part of the reaction tank B. The concentration of water vapor 4 in the mixed gas is 39%, and the concentration of ammonia 1 is 1
%, And the air concentration was set to 60%. Catalyst and GHSV
Under the same conditions as in Example 1 and Comparative Example 1, an ammonia decomposition experiment was conducted. The results are shown in Table 3. It can be seen from Table 3 that, in the case of the present Example 2, the temperature of the catalyst layer 2 can be kept uniform in the presence of water vapor, and it is easy to suppress the production of NO x . From the results of Example 2, it can be seen that the method for treating a high-concentration ammonia-containing exhaust gas of the present invention is effective for the high-concentration ammonia-containing exhaust gas containing a large amount of water vapor, which is discharged from the ammonia stripping apparatus.

【0019】[0019]

【表3】 [Table 3]

【0020】実施例3 本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法によっ
てアンモニアストリッピング装置から排出されたアンモ
ニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用する装置の1例
を図3に示す。図3において、ラインaを介して、15
%の濃度のアンモニアを含む飽和水蒸気(組成はアンモ
ニア15%、水蒸気85%である。)を360Nm3
Hr(8000Nm3 /日)の流量、110℃で送気
し、ラインbを経て触媒層Aに供給する。一方希釈ガス
として用いられる空気2をコンプレッサーEによって、
室温の空気をラインfに5,040Nm3 /Hrの流量
として取り込み、熱交換器Fを介して処理ガスdとの熱
交換で予備加熱され、ラインgに入り、空気加熱器Gで
ラインbの被処理ガス温度が180〜220℃となるよ
う昇温される。
Example 3 FIG. 3 shows an example of an apparatus used for carrying out catalytic oxidative decomposition of ammonia gas discharged from an ammonia stripping apparatus by the method for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia according to the present invention. In FIG. 3, 15 through line a
Saturated steam containing ammonia at a concentration of 15% (composition: 15% ammonia, 85% steam) 360 Nm 3 /
Air is supplied at a flow rate of Hr (8000 Nm 3 / day) at 110 ° C., and is supplied to the catalyst layer A through the line b. On the other hand, the air 2 used as a diluent gas is compressed by the compressor E.
Room-temperature air is taken into the line f as a flow rate of 5,040 Nm 3 / Hr, preheated by heat exchange with the processing gas d via the heat exchanger F, enters the line g, and the air heater G moves to the line b. The temperature of the gas to be processed is raised to 180 to 220 ° C.

【0021】空気加熱器Gを出た昇温された希釈ガス2
はラインcに入り、前記ラインaを介して送気されたア
ンモニア1を含む飽和水蒸気とラインbにおいて均一に
混合され、ラインaからの高濃度のアンモニア1を含む
飽和水蒸気含有排ガスをアンモニア濃度1%に希釈す
る。ラインb中のガスの流量及び温度は、好ましくは
5,400Nm3 /Hr、180〜220℃である。ラ
インb中のアンモニア含有ガスは触媒層Aで酸化分解さ
れ、窒素と水に変換・無害化され、ラインdを介して熱
交換器Fに導入され、冷却されて処理ガス3としてライ
ンeを介して大気中に放出可能となる。
Diluted gas 2 heated from the air heater G and heated
Enters the line c and is uniformly mixed in the line b with the saturated steam containing the ammonia 1 sent through the line a, and the saturated steam containing exhaust gas containing the high concentration ammonia 1 from the line a is mixed with the ammonia concentration 1 Dilute to%. The flow rate and temperature of the gas in the line b are preferably 5,400 Nm 3 / Hr and 180 to 220 ° C. The ammonia-containing gas in the line b is oxidatively decomposed in the catalyst layer A, converted into nitrogen and water / detoxified, introduced into the heat exchanger F via the line d, cooled, and cooled as the process gas 3 via the line e. Can be released into the atmosphere.

【0022】実施例4 本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法によっ
てアンモニアストリッピング装置から排出されたアンモ
ニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用する装置の他の
1例を図4に示す。図4において、ラインaを介して、
被処理ガスである15%の濃度のアンモニア1を含む飽
和水蒸気(組成はアンモニア15%、水蒸気85%であ
る。)を360Nm3 /Hr(8000Nm3 /日)の
流量、110℃の温度で送気し、ラインbを経て触媒層
Aに供給する。このアンモニア1を含む飽和水蒸気(排
ガス)をアンモニア濃度を約1%以下に希釈するガスは
触媒層Aから排出された処理ガスと加熱空気の混合ガス
である。前記被処理を希釈する処理ガスは高温ガス用ブ
ースタH、バルブIを有する処理ガス取り出し管e、加
熱空気供給管h及びスタートアップ用ヒータJを備えた
ラインiを備えたラインd、g、j、c及びbからなる
循環管路を通り、途中加熱空気供給管hから供給される
加熱空気と共にラインbで被処理ガスを希釈し、触媒層
Aに戻る。
Example 4 FIG. 4 shows another example of an apparatus used for carrying out catalytic oxidative decomposition of ammonia gas discharged from an ammonia stripping apparatus by the method for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia according to the present invention. In FIG. 4, via line a,
Saturated steam containing 15% concentration of ammonia 1, which is the gas to be treated (composition is 15% ammonia and 85% steam), is sent at a flow rate of 360 Nm 3 / Hr (8000 Nm 3 / day) and a temperature of 110 ° C. Then, it is supplied to the catalyst layer A through the line b. The gas for diluting the saturated steam (exhaust gas) containing ammonia 1 to an ammonia concentration of about 1% or less is a mixed gas of the processing gas and heated air discharged from the catalyst layer A. The process gas for diluting the object to be processed is a high temperature gas booster H, a process gas take-out pipe e having a valve I, a heated air supply pipe h, and lines d, g, j having a line i having a heater J for start-up. The gas to be treated is diluted in the line b together with the heating air supplied from the heating air supply pipe h on the way through the circulation conduit consisting of c and b, and then returns to the catalyst layer A.

【0023】一方気体状酸化剤を兼ねる希釈ガスとして
用いられる空気はコンプレッサーEによって、室温の空
気をラインfに600Nm3 /Hrの流量として取り込
み、熱交換器Fを介して処理ガスとの熱交換で予備加熱
され、ラインh(加熱空気供給管)に入り、前記希釈ガ
ス2が循環する循環管路に入る。このラインfに供給さ
れる600Nm3 /Hrの空気流量は10,000pp
mの被処理ガス中のアンモニアを酸化するに必要な酸素
の3倍量を含む空気流量である。アンモニア濃度が約1
%以下に希釈された被処理ガスは、ラインbを介して触
媒層Aに供給され、ここで酸化分解される。アンモニア
濃度が10ppm以下に分解された処理ガスは、ライン
dを介して高温ブースタHに導入される。高温ガス用ブ
ースタHは本発明システムで処理ガスを循環させる役割
を果たしている。高温ブースタHで昇圧されたガスの一
部は循環管路の途中に設けられたバルブIを有する処理
ガス取り出し管eにバルブIの操作を介して系外に取り
出し、酸化剤として、及び希釈ガスとして供給される空
気と熱交換し、冷却後大気中に放出される。
On the other hand, the air used as a diluting gas which also serves as a gaseous oxidant is taken into the line f by the compressor E at a flow rate of 600 Nm 3 / Hr by the compressor E, and heat-exchanged with the process gas via the heat exchanger F. Is preheated in, enters the line h (heated air supply pipe), and enters the circulation pipe line through which the dilution gas 2 circulates. The air flow rate of 600 Nm 3 / Hr supplied to this line f is 10,000 pp
It is an air flow rate containing three times the amount of oxygen necessary to oxidize ammonia in the gas to be treated of m. Ammonia concentration is about 1
The gas to be treated diluted to not more than 100% is supplied to the catalyst layer A via the line b and is oxidatively decomposed therein. The processing gas decomposed to an ammonia concentration of 10 ppm or less is introduced into the high temperature booster H via the line d. The high temperature gas booster H plays a role of circulating the processing gas in the system of the present invention. A part of the gas boosted by the high temperature booster H is taken out of the system through the operation of the valve I to a processing gas take-out pipe e having a valve I provided in the middle of the circulation line, and is used as an oxidant and a diluent gas. It exchanges heat with the air supplied as, and is discharged into the atmosphere after cooling.

【0024】一方酸化剤として、及び希釈ガスとして供
給される空気2の量は、ラインaに含まれるアンモニア
1を完全に酸化させ得る等量の1〜5倍の範囲で十分で
ある。酸化剤として、及び希釈ガスとして供給される空
気2はコンプレッサーEによって、室温の空気をライン
fに600Nm3 /Hrの流量として取り込まれ熱交換
器Fで加熱され、ラインhを介して前記循環管路に導入
される。加熱器Jは、バイパスラインiに設けられ、ス
タートアップ時にのみ使用される。
On the other hand, the amount of the air 2 supplied as the oxidizing agent and as the diluent gas is sufficient to be in the range of 1 to 5 times the equivalent amount capable of completely oxidizing the ammonia 1 contained in the line a. The air 2 supplied as an oxidant and as a diluent gas is taken into the line f by the compressor E at a flow rate of 600 Nm 3 / Hr as room temperature air and heated by the heat exchanger F, and is fed through the line h to the circulation pipe. Introduced to the road. The heater J is provided in the bypass line i and is used only at the start-up.

【0025】実施例5 本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法によっ
てアンモニアストリッピング装置から排出されたアンモ
ニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用する装置の今一
つ別の1例を図5に示す。図5に示す装置は、前記図4
に示す装置と比較すると、”酸化剤あるいは希釈ガスと
して供給される空気”を熱交換法によって予備加熱する
ための装置の構成が異なる以外、前記図4に示す装置と
同じである。図5を用いて、本発明の装置の1例とその
機能を説明する。図5において、ラインaを介して被処
理ガスである150,000ppmの濃度のアンモニア
1を含む飽和水蒸気(組成はアンモニア15%、水蒸気
85%である。)を360Nm3 /Hr(8000Nm
3 /日)の流量、110℃の温度で送気し、ラインbを
経て触媒層Aに供給する。このアンモニアを含む飽和水
蒸気をアンモニア濃度1%以下に希釈するガスは、ライ
ンaにおいて熱交換器Fを介して処理ガスとの熱交換で
予備加熱され、さらにラインhを経由し、触媒層Aの内
部に設けた熱交換のための経路Kを通って予備加熱され
た酸化用及び希釈用の空気と触媒層Aから排出された処
理ガスである。
Example 5 FIG. 5 shows another example of an apparatus used for carrying out catalytic oxidative decomposition of ammonia gas discharged from an ammonia stripping apparatus by the method for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia according to the present invention. . The device shown in FIG.
Compared with the device shown in FIG. 4, the device is the same as the device shown in FIG. 4 except that the structure of the device for preheating "air supplied as an oxidizing agent or diluent gas" by a heat exchange method is different. An example of the device of the present invention and its function will be described with reference to FIG. In FIG. 5, saturated steam containing ammonia 1 at a concentration of 150,000 ppm (composition is 15% ammonia and 85% steam), which is the gas to be treated, is supplied through line a to 360 Nm 3 / Hr (8000 Nm).
The gas is supplied at a flow rate of 3 / day) at a temperature of 110 ° C. and is supplied to the catalyst layer A via line b. The gas that dilutes the saturated steam containing ammonia to an ammonia concentration of 1% or less is preheated by heat exchange with the processing gas via the heat exchanger F in the line a, and further passes through the line h to pass through the catalyst layer A. The air for oxidation and dilution preheated through the heat exchange passage K provided inside and the processing gas discharged from the catalyst layer A.

【0026】前記触媒層Aから排出された処理ガスは、
ラインd、高温ガス用ブースタH及びバルブIを有する
処理ガス取り出し管eを分岐させるラインg、スタート
アップ用ヒータJを設けたラインiを備えたラインj及
びラインcとラインbからなる循環管路を通り触媒層A
に戻る。この循環管路を通り触媒層Aに戻る途中ライン
bおいて、ラインaを介して触媒層Aに流入する被処理
ガス1と希釈空気2との混合ガスと均一に混合される。
The processing gas discharged from the catalyst layer A is
A line d, a line g for branching a process gas take-out pipe e having a high-temperature gas booster H and a valve I, a line j provided with a line i provided with a heater J for start-up, and a circulation line consisting of a line c and a line b. Street catalyst layer A
Return to In the line b on the way back to the catalyst layer A through this circulation line, the mixed gas of the gas to be treated 1 and the dilution air 2 flowing into the catalyst layer A via the line a is uniformly mixed.

【0027】前記触媒層Aでは、被処理ガスは、ライン
hから導入される”酸化剤として及び希釈ガスとして”
供給される空気3と熱交換を行い、それによって被処理
ガス1から発生する酸化反応による反応熱を除去し、触
媒層Aの温度を常に200℃近辺に抑える。200℃近
辺に触媒層Aでの温度を一定にするこにより触媒層Aで
のNOx の生成を抑制し、かつ触媒の劣化を抑える。無
害化された処理ガスは、ラインdを介して高温ガス用ブ
ースタHに導入され、循環管路を通ってガスを循環させ
る圧力にまで昇圧される。昇圧された処理ガスはその一
部はバルブIの操作によって系外に排出され、その大半
はラインgを通る循環管路系に戻される。取り出された
処理ガス3は、ラインeを通って熱交換器Fに導入さ
れ、冷却された後大気中に放出される。ラインgを通る
循環管路系に戻された処理ガスは、高濃度アンモニア含
有ガスの希釈ガスとして用いられる。なお、実施例4の
場合と同様、スタートアップ時には、バイパスラインi
に設けられた加熱器Jを作動し、高温ガス用ブースタH
で触媒層Aの温度を理想的反応温度である200℃近辺
にまで加熱する。
In the catalyst layer A, the gas to be treated is "as an oxidizing agent and as a diluting gas" introduced through the line h.
The heat of the supplied air 3 is exchanged, whereby the reaction heat due to the oxidation reaction generated from the gas to be treated 1 is removed, and the temperature of the catalyst layer A is constantly suppressed to around 200 ° C. By keeping the temperature in the catalyst layer A constant at around 200 ° C., generation of NO x in the catalyst layer A is suppressed and deterioration of the catalyst is suppressed. The detoxified process gas is introduced into the high-temperature gas booster H through the line d, and is pressurized to a pressure at which the gas is circulated through the circulation pipe line. A part of the pressure-increased processing gas is discharged to the outside of the system by operating the valve I, and most of the processing gas is returned to the circulation pipe system passing through the line g. The extracted processing gas 3 is introduced into the heat exchanger F through the line e, cooled, and then released into the atmosphere. The processing gas returned to the circulation pipe system passing through the line g is used as a dilution gas for the high-concentration ammonia-containing gas. As in the case of the fourth embodiment, the bypass line i
The heater J provided in the
Then, the temperature of the catalyst layer A is heated up to around 200 ° C. which is an ideal reaction temperature.

【0028】実施例6 図6に示す装置を用いて高濃度アンモニア含有排ガスの
処理を行った。図6に示す装置は、前述したように触媒
層Aからの排出ガスを導く排出管であるラインdにガス
クーラKを設けて、循環ガスを冷却するようにしたもの
である。ラインaからアンモニア濃度20%、水蒸気8
0%の高濃度アンモニア含有排ガスが100℃、2.1
N・リットル/minの流量で導入し、それに循環管で
あるラインgから182℃の循環ガスが119N・リッ
トル/minの流量で導入されて、混合し、180℃の
被処理ガスとして121.1N・リットル/minの流
量で触媒層Aに入る。スタート・アップのときには加熱
のため電気ヒータからなるスタートアップヒータJを通
すが、処理が始まった後には、スタートアップヒータJ
を通すことはない。
Example 6 A high-concentration ammonia-containing exhaust gas was treated using the apparatus shown in FIG. In the apparatus shown in FIG. 6, the gas cooler K is provided in the line d, which is an exhaust pipe that guides the exhaust gas from the catalyst layer A as described above, to cool the circulating gas. Ammonia concentration 20%, steam 8 from line a
Exhaust gas containing 0% high concentration ammonia is 100 ° C, 2.1
The gas is introduced at a flow rate of N · L / min, and a circulating gas at 182 ° C. is introduced at a flow rate of 119 N · L / min from the line g which is a circulation pipe, and mixed to produce a gas to be treated at 180 ° C. of 121.1N. Enter the catalyst layer A at a flow rate of liter / min. At the time of start-up, the start-up heater J consisting of an electric heater is passed for heating, but after the process is started, the start-up heater J
It does not pass through.

【0029】触媒層AはFe/Mnペレット2.4リッ
トルを充填した層とPtハニカムを1.5リットル設け
た層の2段からなる触媒室であり、被処理ガスがこの触
媒層A内でアンモニアの酸化分解が生じると共に昇温
し、217℃の排出ガスとしてラインdへ排出される。
この排出ガスをガスクーラKに導き、冷却ファンで送ら
れる20℃、500Nリットル/minの流量の空気と
熱交換して190℃の温度に冷却される。この排出ガス
にラインhから気体状酸化剤として20℃の空気が3.
5〜7.5N・リットル/minの流量で導入され、そ
の混合ガスは循環用のファンHにより吸引されて送られ
る。このガスは流量が124.5〜128.5N・リッ
トル/minの範囲にあるが、2つに分岐され、その一
つの分岐ガス流れは前記した121.1N・リットル/
minの流量で、循環ガスとして高濃度アンモニア含有
排ガスと混合するために循環される。残ったもう一つの
分岐ガス流れは、5.5〜9.5N・リットル/min
の流量で排気される。このような処理によって、アンモ
ニア分解率99.9%以上が得られ、排気ガス中のNO
x 濃度は30ppm以下に抑えることができた。以上、
実施例により説明したような方法で本発明により、高効
率、経済的に、かつ安全に、触媒の劣化を抑制しつつ高
濃度アンモニア含有ガスを分解処理することができる。
The catalyst layer A is a catalyst chamber consisting of two layers, a layer filled with 2.4 liters of Fe / Mn pellets and a layer provided with 1.5 liters of Pt honeycomb, and the gas to be treated is contained in the catalyst layer A. As the oxidative decomposition of ammonia occurs, the temperature rises and the gas is discharged to the line d as 217 ° C. exhaust gas.
This exhaust gas is guided to a gas cooler K, and is heat-exchanged with air sent by a cooling fan at a flow rate of 20 ° C. and a flow rate of 500 Nl / min to be cooled to a temperature of 190 ° C. Air having a temperature of 20 ° C. is used as a gaseous oxidant from the line h in the exhaust gas.
It is introduced at a flow rate of 5 to 7.5 N · liter / min, and the mixed gas is sucked and sent by a circulation fan H. Although this gas has a flow rate in the range of 124.5 to 128.5 N · liter / min, it is branched into two, and one of the branched gas flows is 121.1 N · liter / min.
It is circulated to mix with the exhaust gas containing high-concentration ammonia as a circulating gas at a flow rate of min. The remaining branch gas flow is 5.5 to 9.5 N · liter / min.
Is exhausted at a flow rate of. By such a treatment, an ammonia decomposition rate of 99.9% or more is obtained, and NO in exhaust gas is
The x concentration could be suppressed to 30 ppm or less. that's all,
According to the present invention, it is possible to decompose the high-concentration ammonia-containing gas with high efficiency, economically and safely while suppressing the deterioration of the catalyst by the method as described in the examples.

【0030】[0030]

【発明の効果】前記説明した通り、高濃度アンモニア含
有ガスを分解処理する場合、従来の無希釈方法では触媒
層での温度が上昇し、NOx の発生量が増大し、さら
に、高温による触媒の劣化が激しい。本発明によると、
アンモニア濃度を循環する処理ガス及び空気で0.1%
以上2%未満、好ましくは0.1〜1%に希釈し、被処
理ガスの温度を180〜250℃にすることにより、高
効率、経済的に、安全に、高濃度アンモニア含有ガスを
分解処理することができ、かつ触媒の寿命を長くするこ
とができる。
As described above, in the case of decomposing a high-concentration ammonia-containing gas, the conventional undiluted method raises the temperature in the catalyst layer and increases the amount of NO x generated, and further, the catalyst due to high temperature is used. Is severely deteriorated. According to the present invention,
0.1% with process gas and air circulating ammonia concentration
By diluting it to less than 2%, preferably 0.1 to 1%, and setting the temperature of the gas to be treated to 180 to 250 ° C., the high-concentration ammonia-containing gas can be decomposed with high efficiency, economically and safely. And the life of the catalyst can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の高濃度アンモニア含有排ガスの高温・
触媒酸化処理方法の1例を示す説明図である。
FIG. 1 High temperature of exhaust gas containing high-concentration ammonia according to the present invention
It is an explanatory view showing an example of a catalytic oxidation treatment method.

【図2】高濃度アンモニア含有排ガスに水蒸気が存在す
る場合における触媒酸化分解を行った装置の概要図を示
す。
FIG. 2 is a schematic view of an apparatus that performs catalytic oxidative decomposition when water vapor is present in exhaust gas containing high-concentration ammonia.

【図3】アンモニアストリッピング装置から排出された
アンモニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用した装置
の概要図を示す。
FIG. 3 shows a schematic diagram of an apparatus used to perform catalytic oxidative decomposition of ammonia gas discharged from an ammonia stripping apparatus.

【図4】アンモニアストリッピング装置から排出された
アンモニアガスの触媒酸化分解を行うのに使用した装置
の他の1例の概要図を示す。
FIG. 4 shows a schematic diagram of another example of an apparatus used to carry out catalytic oxidative decomposition of ammonia gas discharged from an ammonia stripping apparatus.

【図5】希釈用空気を触媒層で熱交換するようにした、
アンモニアストリッピング装置から排出されたアンモニ
アガスの触媒酸化分解を行うのに使用した装置の概要図
を示す。
FIG. 5: Dilution air is heat-exchanged in a catalyst layer,
FIG. 1 shows a schematic diagram of an apparatus used for performing catalytic oxidative decomposition of ammonia gas discharged from an ammonia stripping apparatus.

【図6】触媒層からの排出ガスを冷却して希釈ガスとし
て循環する形式の本発明の高濃度アンモニア含有排ガス
の処理方法を示すフローシートである。
FIG. 6 is a flow sheet showing a method for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia according to the present invention, in which exhaust gas from a catalyst layer is cooled and circulated as a diluent gas.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アンモニアガス(被処理ガス) 2 希釈用空気 3 処理ガス 4 水蒸気 5 冷却用空気 A 触媒層 B 反応槽 C 入口用温度計 D 出口用温度計 E コンプレッサ F 熱交換器 H ブースタ I バルブ J スタートアップヒータ K ガスクーラ a ライン(試料供給管) b ライン(試料導入管) c ライン d ライン e ライン f ライン g ライン h ライン i ライン j ライン k 分岐箇所 1 Ammonia gas (gas to be treated) 2 Dilution air 3 Treatment gas 4 Steam 5 Cooling air A Catalyst layer B Reaction tank C Inlet thermometer D Outlet thermometer E Compressor F Heat exchanger H Booster I Valve J Start-up heater K gas cooler a line (sample supply pipe) b line (sample introduction pipe) c line d line e line f line g line h line i line j line k branch point

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高濃度アンモニア含有排ガスを触媒酸化
分解する処理方法において、前記排ガスに気体状酸化剤
を混合すると共に、アンモニア濃度を0.1%以上2%
未満に希釈し、この希釈された前記排ガスを触媒層に導
入する時の温度を180〜250℃の範囲として、前記
触媒層中の触媒と接触させることを特徴とする高濃度ア
ンモニア含有排ガスの処理方法。
1. A treatment method for catalytically oxidatively decomposing an exhaust gas containing a high concentration of ammonia, wherein the exhaust gas is mixed with a gaseous oxidant and the ammonia concentration is 0.1% or more and 2% or more.
Treatment of a high-concentration ammonia-containing exhaust gas, which is characterized in that the exhaust gas diluted to less than 1 is brought into contact with the catalyst in the catalyst layer at a temperature of 180 to 250 ° C. when the diluted exhaust gas is introduced into the catalyst layer. Method.
【請求項2】 前記気体状酸化剤が空気、酸素富化空
気、純酸素のいずれかであることを特徴とする請求項1
に記載の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法。
2. The gas oxidant is any one of air, oxygen-enriched air, and pure oxygen.
The method for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia according to 1.
【請求項3】 前記高濃度アンモニア含有排ガスに前記
気体状酸化剤を混合すると共に希釈して得た被処理ガス
を前記触媒層に導入する時の温度を180〜250℃と
するため、前記被処理ガスを触媒層排出ガスと熱交換を
行うと共に、前記気体状酸化剤を含有するガスとして他
の外部熱源により加熱した酸化剤を含むガスを用いるこ
とを特徴とする請求項1に記載の高濃度アンモニア含有
排ガスの処理方法。
3. The temperature at which the gas to be treated obtained by mixing and diluting the gaseous oxidizer with the high-concentration ammonia-containing exhaust gas is introduced into the catalyst layer is 180 to 250 ° C. The process gas is heat-exchanged with the exhaust gas of the catalyst layer, and a gas containing an oxidant heated by another external heat source is used as the gas containing the gaseous oxidant. A method for treating exhaust gas containing concentrated ammonia.
【請求項4】 前記被処理ガスを前記触媒層に導入する
時の温度を180〜250℃とするため、前記触媒層排
出ガスの一部を冷却し、そのガスを循環させて前記高濃
度アンモニア含有排ガスを希釈するために前記高濃度ア
ンモニア含有排ガスへ混合することを特徴とする請求項
1に記載の高濃度アンモニア含有排ガスの処理方法。
4. In order to set the temperature at which the gas to be treated is introduced into the catalyst layer to 180 to 250 ° C., a part of the exhaust gas from the catalyst layer is cooled, and the gas is circulated to produce the high concentration ammonia. The method for treating a high-concentration ammonia-containing exhaust gas according to claim 1, wherein the high-concentration ammonia-containing exhaust gas is mixed with the high-concentration ammonia-containing exhaust gas to dilute the high-concentration ammonia-containing exhaust gas.
【請求項5】 触媒を充填した触媒層と前記触媒層に被
処理ガスを導入する導入管と前記触媒層排出ガスと希釈
用ガスを熱交換するガス−ガス熱交換器を配備した排出
管とからなる前記被処理ガス処理系統と、気体状酸化剤
を含む希釈用ガスを導入する送風機と、希釈用ガスを加
熱するヒータとを希釈用ガス導入管で連通して配備した
希釈用ガス導入系統とからなり、前記希釈用ガス導入管
は、前記触媒層排出ガスと希釈用ガスを熱交換するガス
−ガス熱交換器内を通過せしめられ、かつ前記希釈用ガ
ス加熱ヒータを通った希釈用ガスを導入するためのもの
で、前記触媒層に被処理ガスを導入する導入管に対して
前記触媒層上流で連結されることを特徴とする高濃度ア
ンモニア含有排ガスの処理装置。
5. A catalyst layer filled with a catalyst, an introduction pipe for introducing a gas to be treated into the catalyst layer, and an exhaust pipe provided with a gas-gas heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas for the catalyst layer and the diluting gas. The system for processing a gas to be treated, a blower for introducing a diluting gas containing a gaseous oxidant, and a heater for heating the diluting gas are connected by a diluting gas introducing pipe to provide a diluting gas introducing system. The dilution gas introduction pipe is made to pass through a gas-gas heat exchanger that exchanges heat between the catalyst layer exhaust gas and the dilution gas, and the dilution gas has passed through the dilution gas heater. The apparatus for treating high-concentration ammonia-containing exhaust gas, characterized in that the exhaust gas is introduced into the catalyst layer and is connected upstream of the catalyst layer to an introduction pipe for introducing the gas to be treated into the catalyst layer.
【請求項6】 高濃度アンモニア含有排ガスの導管に接
続する気体状酸化剤を含むガスの導入管及び希釈ガスの
導入管、触媒を充填した触媒層、前記触媒層に被処理ガ
スを導入する導入管、前記触媒層からの排出ガスを導く
排出管、送風機、前記排出管から分岐して前記希釈ガス
導入管に接続するガス循環管を設け、前記排出管又は前
記ガス循環管の少なくとも一方にガス冷却用熱交換器を
設けたことを特徴とする高濃度アンモニア含有排ガスの
処理装置。
6. A gas introducing pipe containing a gaseous oxidizing agent and a diluting gas introducing pipe connected to a high-concentration ammonia-containing exhaust gas conduit, a catalyst layer filled with a catalyst, and an introduction introducing a gas to be treated into the catalyst layer. A pipe, an exhaust pipe for guiding the exhaust gas from the catalyst layer, a blower, a gas circulation pipe branched from the exhaust pipe and connected to the dilution gas introduction pipe, and a gas is provided in at least one of the exhaust pipe or the gas circulation pipe. An apparatus for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia, which is provided with a heat exchanger for cooling.
【請求項7】 被処理ガス処理系統は、触媒を充填した
触媒層と希釈用ガスで希釈された被処理ガスを循環管路
に循環せしめる高温ガス用ブースタを配備してなる前記
循環管路と、前記循環管路の前記触媒層の上流に設けた
被処理ガス導入配管と、前記高温ガス用ブースタの下
流、希釈用ガス導入管採り入れ口の上流で前記循環管路
から分岐し、バルブと前記触媒層排出ガスと希釈用ガス
を熱交換するガス−ガス熱交換器を備えた処理ガス排出
管からなる被処理ガス処理系統と、気体状酸化剤を兼ね
る希釈用ガスを導入する送風機を備え、循環管路に連結
される前に導入する希釈用ガスを予備加熱するために管
路の一部が触媒層排出ガスと希釈用ガスを熱交換するガ
ス−ガス熱交換器内を通過せしめられてなる管路よりな
る希釈ガス供給系統とからなり、前記循環管路の被処理
ガス採り入れ口と希釈用ガス採り入れ口の間にスタート
アップ用ヒータを設けたスタートアップバイパスを連結
してなることを特徴とする高濃度アンモニア含有排ガス
の処理装置。
7. The processing gas treatment system comprises a catalyst layer filled with a catalyst and a high temperature gas booster for circulating the processing gas diluted with a diluting gas into a circulation pipe. A target gas introduction pipe provided upstream of the catalyst layer of the circulation pipe, downstream of the high-temperature gas booster, and upstream of the dilution gas introduction pipe intake, branched from the circulation pipe, the valve and the valve. A gas for heat exchange between the catalyst layer exhaust gas and the dilution gas-a treated gas treatment system comprising a treated gas exhaust pipe provided with a gas heat exchanger, and a blower for introducing a diluent gas also serving as a gaseous oxidant, A part of the pipe is passed through a gas-gas heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas of the catalyst layer and the diluting gas in order to preheat the diluting gas introduced before being connected to the circulation pipe. Diluent gas supply system consisting of And a start-up bypass having a start-up heater provided between the processing gas intake port and the diluting gas intake port of the circulation pipe.
【請求項8】 前記気体状酸化剤を兼ねる希釈用ガスを
導入する送風機を備た前記希釈ガス供給管路は、前記処
理ガスと熱交換するガス−ガス熱交換器内を経た後さら
に前記触媒層の内部を通過させ、前記被処理ガス導入配
管と連結させる管路とし、その管路の前記触媒層の内部
を通過する部分を触媒層と希釈用ガスを熱交換するため
の熱交換配管とすることを特徴とする請求項7に記載の
高濃度アンモニア含有排ガスの処理装置。
8. The diluting gas supply line equipped with a blower for introducing a diluting gas that also serves as the gaseous oxidant passes through a gas-gas heat exchanger that exchanges heat with the process gas, and then the catalyst. A pipe that passes through the inside of the layer and is connected to the gas to be treated introducing pipe, and a portion of the pipe that passes inside the catalyst layer is a heat exchange pipe for exchanging heat between the catalyst layer and the diluting gas. The apparatus for treating exhaust gas containing high-concentration ammonia according to claim 7, characterized in that.
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