JPH10216513A - 触媒構造体と該触媒構造体製造方法 - Google Patents
触媒構造体と該触媒構造体製造方法Info
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- JPH10216513A JPH10216513A JP9020518A JP2051897A JPH10216513A JP H10216513 A JPH10216513 A JP H10216513A JP 9020518 A JP9020518 A JP 9020518A JP 2051897 A JP2051897 A JP 2051897A JP H10216513 A JPH10216513 A JP H10216513A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １回当たりの交換または再生する触媒量を減
らすことおよび脱硝触媒構造体の交換または再生の頻度
を低くすること、灰のつまりを防止すること、触媒上へ
の灰の付着を軽減することにある。 【解決手段】 硫黄分、Ｖ成分を高濃度で含む排ガス中
のＮＯｘを除去する脱硝装置内に設置する触媒ブロック
において、触媒ブロック内にガス流れ上流側にＴｉ、Ｔ
ｉ／Ｍｏ、Ｔｉ／ＷまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗを主成分とす
る触媒を配置し、続いて１以上のＴｉ／Ｖ、Ｔｉ／Ｍｏ
／Ｖ、Ｔｉ／Ｗ／ＶまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗ／Ｖを主成分
とする触媒を順に配置する。
らすことおよび脱硝触媒構造体の交換または再生の頻度
を低くすること、灰のつまりを防止すること、触媒上へ
の灰の付着を軽減することにある。 【解決手段】 硫黄分、Ｖ成分を高濃度で含む排ガス中
のＮＯｘを除去する脱硝装置内に設置する触媒ブロック
において、触媒ブロック内にガス流れ上流側にＴｉ、Ｔ
ｉ／Ｍｏ、Ｔｉ／ＷまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗを主成分とす
る触媒を配置し、続いて１以上のＴｉ／Ｖ、Ｔｉ／Ｍｏ
／Ｖ、Ｔｉ／Ｗ／ＶまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗ／Ｖを主成分
とする触媒を順に配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫黄分およびバナ
ジウムを高濃度で含むボイラなどからの排ガスにおい
て、ガス中の三酸化硫黄（ＳＯ3）濃度の増加を有効的
に抑制しつつ窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率よく除去する
ための排ガス処理用の触媒構造体に関する。
ジウムを高濃度で含むボイラなどからの排ガスにおい
て、ガス中の三酸化硫黄（ＳＯ3）濃度の増加を有効的
に抑制しつつ窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率よく除去する
ための排ガス処理用の触媒構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒素酸化物（ＮＯｘ）は、光化学スモッ
グの原因となる物質であり、火力発電所をはじめとする
固定発生源から発生する排ガス中に特に多量含まれてい
て大気中に排出されている。このため特に火力発電所な
どの固定発生源から排出される排ガス中のＮＯｘの除去
（脱硝）は重要であり、この方法としてはＮＨ3を還元
剤とした選択的接触還元法（ＳＣＲ）が幅広く用いられ
ている。
グの原因となる物質であり、火力発電所をはじめとする
固定発生源から発生する排ガス中に特に多量含まれてい
て大気中に排出されている。このため特に火力発電所な
どの固定発生源から排出される排ガス中のＮＯｘの除去
（脱硝）は重要であり、この方法としてはＮＨ3を還元
剤とした選択的接触還元法（ＳＣＲ）が幅広く用いられ
ている。
【０００３】固定発生源が使用する燃料としては、天然
ガス、重油及び石炭など様々なものがあるが、最近は硫
黄分およびバナジウムを高濃度に含んだ燃料を使用する
例も増えつつある。
ガス、重油及び石炭など様々なものがあるが、最近は硫
黄分およびバナジウムを高濃度に含んだ燃料を使用する
例も増えつつある。
【０００４】ところで、脱硝触媒として用いられるのは
少なくともチタンおよびバナジウムの酸化物を主成分と
する触媒が主流であるが、この触媒は触媒中のバナジウ
ム分が脱硝活性成分であるものの、このバナジウム
（Ｖ）には脱硝反応と同時に排ガス中の二酸化硫黄（Ｓ
Ｏ2）を酸化させて三酸化硫黄（ＳＯ3）に転化する作用
もある。このＳＯ3は排ガス中の未反応ＮＨ3と反応して
硫安（（ＮＨ4）2ＳＯ4）や酸性硫安（（ＮＨ4）ＨＳＯ
4）を生成する。これらの生成物は脱硝反応器後流のエ
アヒータ等の熱交換器に付着し、排ガス流路の閉塞の伴
って圧力損失が増加してしまうため脱硝反応器やボイラ
の運転に支障をきたす。このため、特に硫黄分を含む排
ガスの脱硝に関しては脱硝性能だけでなくＳＯ2酸化率
をできるだけ抑えることが極めて重要な課題となってい
る。
少なくともチタンおよびバナジウムの酸化物を主成分と
する触媒が主流であるが、この触媒は触媒中のバナジウ
ム分が脱硝活性成分であるものの、このバナジウム
（Ｖ）には脱硝反応と同時に排ガス中の二酸化硫黄（Ｓ
Ｏ2）を酸化させて三酸化硫黄（ＳＯ3）に転化する作用
もある。このＳＯ3は排ガス中の未反応ＮＨ3と反応して
硫安（（ＮＨ4）2ＳＯ4）や酸性硫安（（ＮＨ4）ＨＳＯ
4）を生成する。これらの生成物は脱硝反応器後流のエ
アヒータ等の熱交換器に付着し、排ガス流路の閉塞の伴
って圧力損失が増加してしまうため脱硝反応器やボイラ
の運転に支障をきたす。このため、特に硫黄分を含む排
ガスの脱硝に関しては脱硝性能だけでなくＳＯ2酸化率
をできるだけ抑えることが極めて重要な課題となってい
る。
【０００５】硫黄分とバナジウムを高濃度に含む燃焼を
燃焼させた排ガスを排煙脱硝した場合、排ガス中の灰中
に含まれるバナジウム分が触媒表面に付着するため、触
媒表面のバナジウム量は経時的に増加してしまう。その
結果、触媒のＳＯ2酸化率も経時的に上昇してしまい、
前述のような様々な問題が出てしまう。
燃焼させた排ガスを排煙脱硝した場合、排ガス中の灰中
に含まれるバナジウム分が触媒表面に付着するため、触
媒表面のバナジウム量は経時的に増加してしまう。その
結果、触媒のＳＯ2酸化率も経時的に上昇してしまい、
前述のような様々な問題が出てしまう。
【０００６】図９に硫黄分、およびバナジウムを高濃度
で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス中の窒素酸化物
を除去する垂直流型脱硝装置１の構造を示す。図９
（ａ）は排ガス流路中における１以上の触媒ユニット３
から構成される触媒ブロック２の配置図であり、図９
（ｂ）は触媒ブロック２の斜視図である。触媒ブロック
２内にはＴｉ／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分と
する触媒ユニット３が排ガス流れ方向に２個配置されて
いる。
で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス中の窒素酸化物
を除去する垂直流型脱硝装置１の構造を示す。図９
（ａ）は排ガス流路中における１以上の触媒ユニット３
から構成される触媒ブロック２の配置図であり、図９
（ｂ）は触媒ブロック２の斜視図である。触媒ブロック
２内にはＴｉ／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分と
する触媒ユニット３が排ガス流れ方向に２個配置されて
いる。
【０００７】硫黄分およびバナジウムを高濃度で含む燃
料を燃焼させるボイラの排ガス中にはバナジウムを含有
した灰が含まれている。このバナジウムを含有した灰が
触媒ユニット３の構成単位である触媒エレメント（図示
せず）に付着するとＳＯ2酸化率が上昇する。
料を燃焼させるボイラの排ガス中にはバナジウムを含有
した灰が含まれている。このバナジウムを含有した灰が
触媒ユニット３の構成単位である触媒エレメント（図示
せず）に付着するとＳＯ2酸化率が上昇する。
【０００８】図１０に触媒ブロック２内にＴｉ／Ｍｏ／
Ｖを主成分とする長さ６００ｍｍの触媒ユニット３をガ
ス流れ方向に２個配置し、硫黄分およびバナジウムを高
濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス流路中に配
置し、このときの配置初期および所定時間経時後の触媒
エレメントに付着したバナジウム濃度（図１０（ａ））
およびＳＯ2酸化率（図１０（ｂ））を示す。バナジウ
ム濃度およびＳＯ2酸化率の上昇は触媒ユニット３中の
ガス流れ入口部で上昇が大きく、特に触媒ブロック２入
口部（０〜３００ｍｍ）での上昇が大きいことが分か
る。
Ｖを主成分とする長さ６００ｍｍの触媒ユニット３をガ
ス流れ方向に２個配置し、硫黄分およびバナジウムを高
濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス流路中に配
置し、このときの配置初期および所定時間経時後の触媒
エレメントに付着したバナジウム濃度（図１０（ａ））
およびＳＯ2酸化率（図１０（ｂ））を示す。バナジウ
ム濃度およびＳＯ2酸化率の上昇は触媒ユニット３中の
ガス流れ入口部で上昇が大きく、特に触媒ブロック２入
口部（０〜３００ｍｍ）での上昇が大きいことが分か
る。
【０００９】また、板状触媒ユニット３を図１１のよう
に排ガス流路中のガス流れ方向に配置して３層のブロッ
ク２ａ〜２ｃに組んで、硫黄分およびバナジウムを高濃
度で含む排ガスを通ガスした場合の付着バナジウム分の
量について測定した結果を図１２に示す。図１２より、
バナジウム分が付着するのは触媒全面ではなく、各触媒
ブロック２ａ〜２ｃの入口側の一部だけであり、また前
流側の触媒ブロック２だけでなくすべての触媒ブロック
２を構成する触媒エレメントでバナジウム分が付着する
ことが確認された。
に排ガス流路中のガス流れ方向に配置して３層のブロッ
ク２ａ〜２ｃに組んで、硫黄分およびバナジウムを高濃
度で含む排ガスを通ガスした場合の付着バナジウム分の
量について測定した結果を図１２に示す。図１２より、
バナジウム分が付着するのは触媒全面ではなく、各触媒
ブロック２ａ〜２ｃの入口側の一部だけであり、また前
流側の触媒ブロック２だけでなくすべての触媒ブロック
２を構成する触媒エレメントでバナジウム分が付着する
ことが確認された。
【００１０】従来、脱硝触媒上での排ガス中のＳＯ2酸
化率の上昇を防ぐためにとられてきた手段には湿式法と
非湿式法があるが、このうち湿式法としては触媒エレメ
ントを水洗いする方法（特開昭５１−８０６９６号）や
無機酸で洗浄する方法（特開昭５４−１０２９４号、特
開昭５４−１１０９４号、特開平７−２２２９２４号
他）が挙げられる。しかしながらこの方法は洗浄用の酸
の噴射装置ならびに洗浄液回収装置を設けなければなら
ず、また灰中のバナジウム分が基板上に触媒を塗布した
触媒体である。触媒エレメント上にバナジウム分が付着
する領域は触媒エレメントの前流側の一部であるため、
バナジウム分が付着していない領域も洗浄してしまうと
いった無駄が生じてしまう。さらにこの方法は触媒表面
が濡れてしまうため、洗浄が完全に行われなかった場合
にはバナジウムが触媒中に浸透してしまい、本来の目的
とは逆の作用を起こしてしまう場合がある。また非湿式
法としては、触媒エレメントの組み合わせ体である触媒
ユニット３の交換方法または再生方法が挙げられる。
化率の上昇を防ぐためにとられてきた手段には湿式法と
非湿式法があるが、このうち湿式法としては触媒エレメ
ントを水洗いする方法（特開昭５１−８０６９６号）や
無機酸で洗浄する方法（特開昭５４−１０２９４号、特
開昭５４−１１０９４号、特開平７−２２２９２４号
他）が挙げられる。しかしながらこの方法は洗浄用の酸
の噴射装置ならびに洗浄液回収装置を設けなければなら
ず、また灰中のバナジウム分が基板上に触媒を塗布した
触媒体である。触媒エレメント上にバナジウム分が付着
する領域は触媒エレメントの前流側の一部であるため、
バナジウム分が付着していない領域も洗浄してしまうと
いった無駄が生じてしまう。さらにこの方法は触媒表面
が濡れてしまうため、洗浄が完全に行われなかった場合
にはバナジウムが触媒中に浸透してしまい、本来の目的
とは逆の作用を起こしてしまう場合がある。また非湿式
法としては、触媒エレメントの組み合わせ体である触媒
ユニット３の交換方法または再生方法が挙げられる。
【００１１】しかしＳＯ2酸化率の上昇が大きいのは、
触媒ユニット３中のガス流れ入口部、特に最前流側のガ
ス流れ入口部（０〜３００ｍｍ）であるのに対し、触媒
ユニットのガス流れ方向の長さは通常４００〜６００ｍ
ｍであるため、交換または再生の際にはＳＯ2酸化率の
上昇が小さい部分も一緒に交換または再生を行わなけれ
ばならない。
触媒ユニット３中のガス流れ入口部、特に最前流側のガ
ス流れ入口部（０〜３００ｍｍ）であるのに対し、触媒
ユニットのガス流れ方向の長さは通常４００〜６００ｍ
ｍであるため、交換または再生の際にはＳＯ2酸化率の
上昇が小さい部分も一緒に交換または再生を行わなけれ
ばならない。
【００１２】また触媒の主成分はＴｉ／Ｍｏ／Ｖまたは
Ｔｉ／Ｗ／Ｖであり、バナジウムを含んでいるため、バ
ナジウムを含まない触媒と比較すると高いＳＯ2酸化率
を示す。この触媒エレメントに硫黄分及びバナジウムを
高濃度で含む燃料を燃焼させるボイラ排ガス中のバナジ
ウムを含有した灰が付着することにより、さらにＳＯ2
酸化率が上昇するため、バナジウムを含まない触媒と比
較すると触媒ユニットの交換または再生の頻度が高くな
る（図４の点線の折れ線参照）。
Ｔｉ／Ｗ／Ｖであり、バナジウムを含んでいるため、バ
ナジウムを含まない触媒と比較すると高いＳＯ2酸化率
を示す。この触媒エレメントに硫黄分及びバナジウムを
高濃度で含む燃料を燃焼させるボイラ排ガス中のバナジ
ウムを含有した灰が付着することにより、さらにＳＯ2
酸化率が上昇するため、バナジウムを含まない触媒と比
較すると触媒ユニットの交換または再生の頻度が高くな
る（図４の点線の折れ線参照）。
【００１３】また、触媒ユニット３がハニカム状触媒エ
レメントで構成されている場合や、図１３（ガス流れ上
流側から見た図）に示すように板状触媒エレメント４で
構成されている場合でも、触媒エレメント間のガス流れ
の方向が各触媒ユニット３毎にガス流れ方向に同じ向き
で、かつガス流れ方向に複数の触媒ユニット３が隙間な
しで組み付けられていると（垂直流型脱硝装置の場合は
複数の触媒ユニット３が積み重ねられる）、図１３
（ａ）に示す場合は、複数の触媒ユニット３の積み重ね
た位置がずれないのでガス流路はあるが、図１３（ｂ）
のようにその積み重ねた位置がずれると排ガスの流路が
狭くなり、灰のつまりの原因となってしまう。
レメントで構成されている場合や、図１３（ガス流れ上
流側から見た図）に示すように板状触媒エレメント４で
構成されている場合でも、触媒エレメント間のガス流れ
の方向が各触媒ユニット３毎にガス流れ方向に同じ向き
で、かつガス流れ方向に複数の触媒ユニット３が隙間な
しで組み付けられていると（垂直流型脱硝装置の場合は
複数の触媒ユニット３が積み重ねられる）、図１３
（ａ）に示す場合は、複数の触媒ユニット３の積み重ね
た位置がずれないのでガス流路はあるが、図１３（ｂ）
のようにその積み重ねた位置がずれると排ガスの流路が
狭くなり、灰のつまりの原因となってしまう。
【００１４】このようにガス流路が狭くなるのを防ぐた
めには図１４のようにガス流れ方向の触媒ユニット３間
に隙間を空ければよいが、この隙間でガスの流れの乱れ
が生じ、下流側の触媒ユニット３の入口部への灰の付着
が多くなってしまう。
めには図１４のようにガス流れ方向の触媒ユニット３間
に隙間を空ければよいが、この隙間でガスの流れの乱れ
が生じ、下流側の触媒ユニット３の入口部への灰の付着
が多くなってしまう。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、硫黄
分、およびバナジウムを高濃度で含む燃料の燃焼排ガス
中の窒素酸化物を除去する垂直流脱硝装置内に設置する
触媒ブロック２において、ＳＯ2酸化率の上昇が大きい
のは、触媒ブロック２を構成する触媒ユニット３内のガ
ス流れ入口部、特に触媒ブロック２入口部（０〜３００
ｍｍ）であるのに対して、触媒ユニット３のガス流れ方
向の長さは４００〜６００ｍｍであるため、触媒ユニッ
ト３の交換または再生の際にはＳＯ2酸化率の上昇が小
さい部分も一緒に交換または再生を行わなければならな
いという問題があった。
分、およびバナジウムを高濃度で含む燃料の燃焼排ガス
中の窒素酸化物を除去する垂直流脱硝装置内に設置する
触媒ブロック２において、ＳＯ2酸化率の上昇が大きい
のは、触媒ブロック２を構成する触媒ユニット３内のガ
ス流れ入口部、特に触媒ブロック２入口部（０〜３００
ｍｍ）であるのに対して、触媒ユニット３のガス流れ方
向の長さは４００〜６００ｍｍであるため、触媒ユニッ
ト３の交換または再生の際にはＳＯ2酸化率の上昇が小
さい部分も一緒に交換または再生を行わなければならな
いという問題があった。
【００１６】また触媒の主成分がＴｉ／Ｍｏ／Ｖまはた
Ｔｉ／Ｗ／Ｖであり、バナジウムを含んでいるため、バ
ナジウムを含まない触媒と比較すると高いＳＯ2酸化率
を示す。この触媒ユニット３の構成単位である触媒エレ
メントに硫黄分、およびバナジウムを高濃度で含む燃料
の燃焼排ガス中のバナジウムを含有した灰が付着するこ
とにより、さらにＳＯ2酸化率が上昇するため、バナジ
ウムを含まない触媒と比較すると触媒ユニット３の交換
または再生の頻度が高くなるという問題があった。
Ｔｉ／Ｗ／Ｖであり、バナジウムを含んでいるため、バ
ナジウムを含まない触媒と比較すると高いＳＯ2酸化率
を示す。この触媒ユニット３の構成単位である触媒エレ
メントに硫黄分、およびバナジウムを高濃度で含む燃料
の燃焼排ガス中のバナジウムを含有した灰が付着するこ
とにより、さらにＳＯ2酸化率が上昇するため、バナジ
ウムを含まない触媒と比較すると触媒ユニット３の交換
または再生の頻度が高くなるという問題があった。
【００１７】このことからも明らかであるように、従来
の対策は経費がかさみ、しかも無駄が生じ、湿式法では
特には逆効果となってしまうという、問題点があり、ま
た非湿式でも触媒の交換はすべての触媒に対する対策で
はないという問題点があった。
の対策は経費がかさみ、しかも無駄が生じ、湿式法では
特には逆効果となってしまうという、問題点があり、ま
た非湿式でも触媒の交換はすべての触媒に対する対策で
はないという問題点があった。
【００１８】また触媒ユニット３がハニカム触媒エレメ
ントで構成されている場合や、図１３、図１４に示すよ
うに板状触媒エレメント４で構成されている場合でも、
前記触媒エレメントの方向がガス流れの触媒ユニット３
毎に同じ向きで、ガス流れ方向の触媒ユニット３が隙間
なしで積み重ねられていると（垂直流脱硝装置の場
合）、図１３のように隣接する触媒ユニット３の間で積
み重ねた位置がずれると排ガスの流路が狭くなり、灰の
つまりの原因となってしまうという問題点があった。
ントで構成されている場合や、図１３、図１４に示すよ
うに板状触媒エレメント４で構成されている場合でも、
前記触媒エレメントの方向がガス流れの触媒ユニット３
毎に同じ向きで、ガス流れ方向の触媒ユニット３が隙間
なしで積み重ねられていると（垂直流脱硝装置の場
合）、図１３のように隣接する触媒ユニット３の間で積
み重ねた位置がずれると排ガスの流路が狭くなり、灰の
つまりの原因となってしまうという問題点があった。
【００１９】この灰のつまりを防ぐためにガス流れ方向
の触媒ユニット３間に図１１および図１４に示すように
隙間を空けると、下流側の触媒ユニット３の入口部への
灰の付着が多くなってしまうという問題点があった。
の触媒ユニット３間に図１１および図１４に示すように
隙間を空けると、下流側の触媒ユニット３の入口部への
灰の付着が多くなってしまうという問題点があった。
【００２０】本発明の課題は、触媒構造体（触媒ユニッ
ト）の１回当たりの交換または再生する触媒量を減らす
ことおよび交換または再生の頻度を低くすること、灰の
つまりを防止すること、触媒上への灰の付着を軽減する
ことにある。
ト）の１回当たりの交換または再生する触媒量を減らす
ことおよび交換または再生の頻度を低くすること、灰の
つまりを防止すること、触媒上への灰の付着を軽減する
ことにある。
【００２１】また、本発明の課題は、上記の従来技術の
問題点を無くし、排ガス中のＳＯ3濃度の増加を有効的
に抑制しつつＮＯｘを効率よく除去する触媒構造体と、
この触媒構造体を得るための経済的に優れた触媒製造方
法を提供することである。
問題点を無くし、排ガス中のＳＯ3濃度の増加を有効的
に抑制しつつＮＯｘを効率よく除去する触媒構造体と、
この触媒構造体を得るための経済的に優れた触媒製造方
法を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は次の
構成によって解決される。すなわち、硫黄分およびバナ
ジウムを高濃度で含む燃料の燃焼排ガス中の窒素酸化物
を除去する脱硝装置内に設置する触媒構造体において、
触媒構造体内にガス流れ上流から、ひとつの長さが３０
０ｍｍ以下のＴｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成分とする
触媒成分、続いてひとつまたは複数個のＴｉ／Ｍｏ／Ｖ
またはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分とする触媒成分を順に配列
した触媒構造体を用いることにより達成される。
構成によって解決される。すなわち、硫黄分およびバナ
ジウムを高濃度で含む燃料の燃焼排ガス中の窒素酸化物
を除去する脱硝装置内に設置する触媒構造体において、
触媒構造体内にガス流れ上流から、ひとつの長さが３０
０ｍｍ以下のＴｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成分とする
触媒成分、続いてひとつまたは複数個のＴｉ／Ｍｏ／Ｖ
またはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分とする触媒成分を順に配列
した触媒構造体を用いることにより達成される。
【００２３】また上記課題は、触媒ユニットが多数の板
状触媒エレメントを並列配置して構成されている場合、
触媒エレメントの平面の方向をガス流れ方向の触媒ユニ
ット毎に交差しており、かつガス流れ方向の触媒ユニッ
トが隙間なしで接触していることにより達成される。
状触媒エレメントを並列配置して構成されている場合、
触媒エレメントの平面の方向をガス流れ方向の触媒ユニ
ット毎に交差しており、かつガス流れ方向の触媒ユニッ
トが隙間なしで接触していることにより達成される。
【００２４】また、上記従来技術の問題点は図１に示す
ように例えば触媒エレメント中の前流側に酸化チタン
（ＴｉＯ2）、酸化チタンとモリブデン（Ｍｏ）酸化
物、酸化チタンとタングステン（Ｗ）酸化物、あるい
は酸化チタンとモリブデン酸化物とタングステン酸化
物を主成分とする触媒成分を配置し、それ以外の部分に
上記の酸化物およびバナジウム（Ｖ）酸化物を主成分と
する触媒成分を配置した触媒構造体によって解決するこ
とができる。
ように例えば触媒エレメント中の前流側に酸化チタン
（ＴｉＯ2）、酸化チタンとモリブデン（Ｍｏ）酸化
物、酸化チタンとタングステン（Ｗ）酸化物、あるい
は酸化チタンとモリブデン酸化物とタングステン酸化
物を主成分とする触媒成分を配置し、それ以外の部分に
上記の酸化物およびバナジウム（Ｖ）酸化物を主成分と
する触媒成分を配置した触媒構造体によって解決するこ
とができる。
【００２５】この場合、後者の触媒成分は酸化チタン
（ＴｉＯ2）、酸化チタンとモリブデン（Ｍｏ）酸化
物、酸化チタンとタングステン（Ｗ）酸化物、酸化
チタンとモリブデン酸化物とタングステン酸化物を主成
分とする成形体表面の一部にこれらの酸化物およびバナ
ジウム（Ｖ）酸化物を主成分とする触媒成分層を形成さ
せて触媒エレメントを構成することが好ましい。
（ＴｉＯ2）、酸化チタンとモリブデン（Ｍｏ）酸化
物、酸化チタンとタングステン（Ｗ）酸化物、酸化
チタンとモリブデン酸化物とタングステン酸化物を主成
分とする成形体表面の一部にこれらの酸化物およびバナ
ジウム（Ｖ）酸化物を主成分とする触媒成分層を形成さ
せて触媒エレメントを構成することが好ましい。
【００２６】すなわち、図５に示すように、ＴｉＯ2、
ＴｉＯ2とＭｏＯ3、ＴｉＯ2とＷＯ3またはＴｉＯ2とＭ
ｏＯ3とＷＯ3とからなる触媒基材表面にＴｉ／Ｖ、Ｔｉ
／Ｍｏ／Ｖ、Ｔｉ／Ｗ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／Ｍｏ／Ｖを
主成とする触媒成分層を形成したものが望ましい。
ＴｉＯ2とＭｏＯ3、ＴｉＯ2とＷＯ3またはＴｉＯ2とＭ
ｏＯ3とＷＯ3とからなる触媒基材表面にＴｉ／Ｖ、Ｔｉ
／Ｍｏ／Ｖ、Ｔｉ／Ｗ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／Ｍｏ／Ｖを
主成とする触媒成分層を形成したものが望ましい。
【００２７】このとき、バナジウムを含まない触媒成分
の領域は、排ガス中の灰分が付着してしまう領域、すな
わち通ガスした場合にガス流れに乱れが生じている部分
と一致させる事が重要であるが、この領域は排ガスの組
成や流速等の条件によって変わるので触媒反応器として
適用する場合に考慮すべきである。
の領域は、排ガス中の灰分が付着してしまう領域、すな
わち通ガスした場合にガス流れに乱れが生じている部分
と一致させる事が重要であるが、この領域は排ガスの組
成や流速等の条件によって変わるので触媒反応器として
適用する場合に考慮すべきである。
【００２８】ここで基材となる内部触媒層は通常の方法
により成型されたハニカム状または板状の成形体であ
る。
により成型されたハニカム状または板状の成形体であ
る。
【００２９】被覆層は、具体的にはハニカムあるいは板
状の湿式成形体がまだ湿った状態で、バナジウム含有触
媒成分の粉末もしくは水を分散剤とするスラリと接する
ことにより付着させるが、成形後湿った状態もしくは一
旦焼成したものに触媒スラリを塗布または転着させても
よい。
状の湿式成形体がまだ湿った状態で、バナジウム含有触
媒成分の粉末もしくは水を分散剤とするスラリと接する
ことにより付着させるが、成形後湿った状態もしくは一
旦焼成したものに触媒スラリを塗布または転着させても
よい。
【００３０】本発明の触媒構造体とは複数の触媒エレメ
ントから構成される触媒ユニット及び／又は１以上の触
媒ユニットから構成される触媒ブロックを示すものとす
る。
ントから構成される触媒ユニット及び／又は１以上の触
媒ユニットから構成される触媒ブロックを示すものとす
る。
【００３１】ガス流れ上流から、たとえば一つのＴｉ／
ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成分とする触媒ユニット７、続
いて一つまたは複数個のＴｉ／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ
／Ｖを主成分とする触媒ユニット３を順に配列して構成
した触媒ブロック２（図１（ａ））は、バナジウム濃度
およびＳＯ2酸化率の上昇が大きい触媒ユニット７内の
ガス流れ入口部、特に触媒ブロック２入口部（Ｌ≦０〜
３００ｍｍ）に一つのＴｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成
分とする触媒ユニット７を配置しているので、ＳＯ2酸
化率の上昇に伴う触媒ユニット７の交換量を減らすこと
ができ、交換頻度を低くすることができる。また、図１
（ａ）に示す触媒ブロック２の代わりに図１（ｃ）に示
すように、たとえばＴｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成分
とする触媒ユニット７の回りにたとえばＴｉ／Ｍｏ／Ｖ
またはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分とする触媒ユニット３を配
列して、触媒ユニット７をガス流れ上流側に突き出した
形状の触媒ブロック２を用いてもよい。これら触媒ブロ
ック２は図２に示すようにガス流れ方向が垂直流型の脱
硝装置あるいは図示していないがガス流れ方向が水平流
型の脱硝装置に用いても良い。
ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成分とする触媒ユニット７、続
いて一つまたは複数個のＴｉ／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ
／Ｖを主成分とする触媒ユニット３を順に配列して構成
した触媒ブロック２（図１（ａ））は、バナジウム濃度
およびＳＯ2酸化率の上昇が大きい触媒ユニット７内の
ガス流れ入口部、特に触媒ブロック２入口部（Ｌ≦０〜
３００ｍｍ）に一つのＴｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成
分とする触媒ユニット７を配置しているので、ＳＯ2酸
化率の上昇に伴う触媒ユニット７の交換量を減らすこと
ができ、交換頻度を低くすることができる。また、図１
（ａ）に示す触媒ブロック２の代わりに図１（ｃ）に示
すように、たとえばＴｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成分
とする触媒ユニット７の回りにたとえばＴｉ／Ｍｏ／Ｖ
またはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分とする触媒ユニット３を配
列して、触媒ユニット７をガス流れ上流側に突き出した
形状の触媒ブロック２を用いてもよい。これら触媒ブロ
ック２は図２に示すようにガス流れ方向が垂直流型の脱
硝装置あるいは図示していないがガス流れ方向が水平流
型の脱硝装置に用いても良い。
【００３２】また図５に示すようにたとえばＴｉ／Ｍｏ
またはＴｉ／Ｗを主成分とする触媒ユニット７は、Ｔｉ
／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分とする触媒ユニ
ット３と比較すると、新品では脱硝率が低いが、硫黄
分、およびバナジウムを高濃度で含む燃料を燃焼させる
ボイラの排ガスの通ガス直後（３０時間後）において、
触媒エレメントの表面にバナジウムを含有した灰が付着
するため両者とも、ほぼ同じ脱硝率が得られる。
またはＴｉ／Ｗを主成分とする触媒ユニット７は、Ｔｉ
／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分とする触媒ユニ
ット３と比較すると、新品では脱硝率が低いが、硫黄
分、およびバナジウムを高濃度で含む燃料を燃焼させる
ボイラの排ガスの通ガス直後（３０時間後）において、
触媒エレメントの表面にバナジウムを含有した灰が付着
するため両者とも、ほぼ同じ脱硝率が得られる。
【００３３】また図１（ｂ）に示すように図１（ａ）の
触媒ユニット３、７が板状触媒エレメント４、４’（触
媒エレメント４は触媒ユニット３を構成し、触媒エレメ
ント４’は触媒ユニット７を構成する）で構成されてい
る場合、エレメント４、４’の方向をガス流れ方向の隣
接する触媒ユニット３、７毎に交差させることにより、
排ガス流路の挟化による灰のつまりを防止することがで
き、かつガス流れ方向の触媒ユニット３、７が隙間なし
で接触していることにより、触媒エレメント４、４’へ
の灰の付着を軽減することができる。
触媒ユニット３、７が板状触媒エレメント４、４’（触
媒エレメント４は触媒ユニット３を構成し、触媒エレメ
ント４’は触媒ユニット７を構成する）で構成されてい
る場合、エレメント４、４’の方向をガス流れ方向の隣
接する触媒ユニット３、７毎に交差させることにより、
排ガス流路の挟化による灰のつまりを防止することがで
き、かつガス流れ方向の触媒ユニット３、７が隙間なし
で接触していることにより、触媒エレメント４、４’へ
の灰の付着を軽減することができる。
【００３４】バナジウムを高濃度に含む排ガスを排煙脱
硝した場合、触媒エレメント４、４’の前流側の一部分
にバナジウム分を含む灰が付着するが、図５の場合では
触媒ブロック２の入口側部分にバナジウムを含んでいな
い触媒ユニット７だけが設置される構造をとっているの
で、ガス入口側にバナジウム分が十分付着しても通常の
触媒よりもバナジウム量が少なく、ＳＯ2酸化率の経時
的増加を十分に抑制することができる。
硝した場合、触媒エレメント４、４’の前流側の一部分
にバナジウム分を含む灰が付着するが、図５の場合では
触媒ブロック２の入口側部分にバナジウムを含んでいな
い触媒ユニット７だけが設置される構造をとっているの
で、ガス入口側にバナジウム分が十分付着しても通常の
触媒よりもバナジウム量が少なく、ＳＯ2酸化率の経時
的増加を十分に抑制することができる。
【００３５】また、通常のバナジウムを含んでいる脱硝
触媒は経時的に脱硝性能が低下する傾向があり、この対
策として触媒の積増等の処置がとられているが、本発明
が適用される条件では付着するバナジウム分が脱硝率を
上げるため、このような処置はほとんど不要となる。
触媒は経時的に脱硝性能が低下する傾向があり、この対
策として触媒の積増等の処置がとられているが、本発明
が適用される条件では付着するバナジウム分が脱硝率を
上げるため、このような処置はほとんど不要となる。
【００３６】特に成分中にバナジウム分を含まない触媒
ユニット３の一部の外側にバナジウム分を含む触媒ユニ
ット７を被覆した図１（ｃ）に示す触媒構造の場合に
は、通常のバナジウムを含む触媒ユニット３だけから構
成した触媒構造に比べて触媒全体のバナジウムの量がか
なり少ないため、よりＳＯ2酸化率を抑えることができ
る。これはＳＯ2酸化反応には触媒全体に含まれるバナ
ジウムが関与しており、触媒全体のバナジウム量が少な
いほどＳＯ2酸化率も低くなるためである。なお、脱硝
反応に関与しているバナジウムは触媒の表面付近だけで
あるため、脱硝率に影響は及ぼさない。
ユニット３の一部の外側にバナジウム分を含む触媒ユニ
ット７を被覆した図１（ｃ）に示す触媒構造の場合に
は、通常のバナジウムを含む触媒ユニット３だけから構
成した触媒構造に比べて触媒全体のバナジウムの量がか
なり少ないため、よりＳＯ2酸化率を抑えることができ
る。これはＳＯ2酸化反応には触媒全体に含まれるバナ
ジウムが関与しており、触媒全体のバナジウム量が少な
いほどＳＯ2酸化率も低くなるためである。なお、脱硝
反応に関与しているバナジウムは触媒の表面付近だけで
あるため、脱硝率に影響は及ぼさない。
【００３７】本発明で重要な点は触媒ブロック２（図１
参照）の排ガス入口側の一部がバナジウムを含まない触
媒成分で形成されているということであるため、触媒ユ
ニット３を構成する触媒エレメントの形状が板状やハニ
カム状等いずれの形状のものであっても良い。
参照）の排ガス入口側の一部がバナジウムを含まない触
媒成分で形成されているということであるため、触媒ユ
ニット３を構成する触媒エレメントの形状が板状やハニ
カム状等いずれの形状のものであっても良い。
【００３８】なお、バナジウムを含む灰が付着する領域
は排ガスの性状や運転条件によって異なるため、排ガス
流れの前流側の配置されるバナジウムを含まない触媒の
領域は当然排ガスの性状、運転条件によって最適化され
る。
は排ガスの性状や運転条件によって異なるため、排ガス
流れの前流側の配置されるバナジウムを含まない触媒の
領域は当然排ガスの性状、運転条件によって最適化され
る。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下実施例を用いて本発明を詳細
に説明する。 実施例１ 酸化チタン粉末２０ｋｇにモリブデン酸アンモニウム
（（ＮＨ4）Ｍｏ7Ｏ24・４Ｈ2Ｏ）を２．３ｋｇ、無機
繊維（商品名カオウール）を３．３ｋｇと水を加えて混
練し、水分３２％の基材用ペーストを調整した。
に説明する。 実施例１ 酸化チタン粉末２０ｋｇにモリブデン酸アンモニウム
（（ＮＨ4）Ｍｏ7Ｏ24・４Ｈ2Ｏ）を２．３ｋｇ、無機
繊維（商品名カオウール）を３．３ｋｇと水を加えて混
練し、水分３２％の基材用ペーストを調整した。
【００４０】一方繊維径９μｍのＥガラス性繊維１４０
０本の捻糸を１０本／インチの粗さで平織りした網状物
にチタニア４０％、シリカゾル２０％、ポリビニルアル
コール１％のスラリを含浸し、１５０℃で乾燥して剛性
を持たせて触媒基材を得た。
０本の捻糸を１０本／インチの粗さで平織りした網状物
にチタニア４０％、シリカゾル２０％、ポリビニルアル
コール１％のスラリを含浸し、１５０℃で乾燥して剛性
を持たせて触媒基材を得た。
【００４１】本触媒基材２枚の間に上記基材用ペースト
を置き、圧延ローラを通すことによって酸化チタンと酸
化モリブデンとからなる厚み１．２ｍｍの板状触媒基材
を得た。これを１２時間大気中に風乾後５００℃で２時
間焼成して触媒（触媒ユニット７用の触媒）を得た。
を置き、圧延ローラを通すことによって酸化チタンと酸
化モリブデンとからなる厚み１．２ｍｍの板状触媒基材
を得た。これを１２時間大気中に風乾後５００℃で２時
間焼成して触媒（触媒ユニット７用の触媒）を得た。
【００４２】これとは別に、酸化チタン粉末２０ｋｇに
モリブデン酸アンモニウムを２．５ｋｇ、メタバナジン
酸アンモニウム２．３３ｋｇ、シュウ酸３．０ｋｇとに
水を加えて混練してペースト状にしたものを直径３ｍｍ
の柱状に造粒後、流動層乾燥機で乾燥、５００℃で２時
間焼成し、続いてハンマーミルで粉砕して径が１μｍ以
下の粒子が５０重量％以上の割合で含まれる触媒粉末を
得た。得られた粉末１００ｇに水を加えてスラリにし、
前記触媒基材表面に触媒成分が１ｍ2あたり５０ｇにな
るように塗布後１５０℃で乾燥して触媒（触媒ユニット
３用の触媒）を得た。
モリブデン酸アンモニウムを２．５ｋｇ、メタバナジン
酸アンモニウム２．３３ｋｇ、シュウ酸３．０ｋｇとに
水を加えて混練してペースト状にしたものを直径３ｍｍ
の柱状に造粒後、流動層乾燥機で乾燥、５００℃で２時
間焼成し、続いてハンマーミルで粉砕して径が１μｍ以
下の粒子が５０重量％以上の割合で含まれる触媒粉末を
得た。得られた粉末１００ｇに水を加えてスラリにし、
前記触媒基材表面に触媒成分が１ｍ2あたり５０ｇにな
るように塗布後１５０℃で乾燥して触媒（触媒ユニット
３用の触媒）を得た。
【００４３】図１（ａ）に硫黄分、およびバナジウムを
高濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス中の窒素
酸化物を除去する垂直流型脱硝装置１の構造を示す。触
媒ブロック２内にはガス流れ上流から、ひとつのＴｉ／
Ｍｏを主成分とする触媒ユニット７、続いて２個のＴｉ
／Ｍｏ／Ｖを主成分とする触媒ユニット３が順に配置さ
れている。
高濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス中の窒素
酸化物を除去する垂直流型脱硝装置１の構造を示す。触
媒ブロック２内にはガス流れ上流から、ひとつのＴｉ／
Ｍｏを主成分とする触媒ユニット７、続いて２個のＴｉ
／Ｍｏ／Ｖを主成分とする触媒ユニット３が順に配置さ
れている。
【００４４】このときバナジウム濃度およびＳＯ2酸化
率は、触媒ユニット３内のガス流れ入口部、特に触媒ブ
ロック２の排ガス入口部（０〜３００ｍｍ）で上昇が大
きいため、Ｔｉ／Ｍｏを主成分とする触媒ユニット７の
長さは３００ｍｍ以下にすることが望ましい。
率は、触媒ユニット３内のガス流れ入口部、特に触媒ブ
ロック２の排ガス入口部（０〜３００ｍｍ）で上昇が大
きいため、Ｔｉ／Ｍｏを主成分とする触媒ユニット７の
長さは３００ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００４５】また触媒ユニット３、７が板状触媒エレメ
ント４、４’で構成されており、図１（ｂ）に示すよう
にエレメント４、４’の方向をガス流れ方向の触媒ユニ
ット３、７毎に交差させることにより、灰のつまりを防
ぐことができる。また触媒ユニット３、７は互いにその
間に隙間が生じないように端部同士を接触して配置させ
ることにより、触媒ユニット３および７の変わり目での
ガス流れの乱れによる触媒エレメント４、４’への灰の
付着を軽減することができる。
ント４、４’で構成されており、図１（ｂ）に示すよう
にエレメント４、４’の方向をガス流れ方向の触媒ユニ
ット３、７毎に交差させることにより、灰のつまりを防
ぐことができる。また触媒ユニット３、７は互いにその
間に隙間が生じないように端部同士を接触して配置させ
ることにより、触媒ユニット３および７の変わり目での
ガス流れの乱れによる触媒エレメント４、４’への灰の
付着を軽減することができる。
【００４６】実施例２ 触媒ブロック２内にガス流れ方向の上流側から順にＴｉ
／Ｍｏを主成分とする長さ２００ｍｍの触媒ユニット７
を１個、Ｔｉ／Ｍｏ／Ｖを主成分とする長さ５００ｍｍ
の触媒ユニット３を２個を配置し、硫黄分、およびバナ
ジウムを高濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス
中に曝し、このときの初期および経時後の触媒エレメン
ト４、４’に付着したバナジウム濃度およびＳＯ2酸化
率を図３に示す。
／Ｍｏを主成分とする長さ２００ｍｍの触媒ユニット７
を１個、Ｔｉ／Ｍｏ／Ｖを主成分とする長さ５００ｍｍ
の触媒ユニット３を２個を配置し、硫黄分、およびバナ
ジウムを高濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス
中に曝し、このときの初期および経時後の触媒エレメン
ト４、４’に付着したバナジウム濃度およびＳＯ2酸化
率を図３に示す。
【００４７】比較例１ 触媒ブロック２内にＴｉ／Ｍｏ／Ｖを主成分とする長さ
６００ｍｍの触媒ユニット３をガス流れ方向に２個配置
し、硫黄分、およびバナジウムを高濃度で含む燃料を燃
焼させるボイラの排ガス中に曝し、このときの初期およ
び経時後の触媒エレメント４に付着したバナジウム濃度
およびＳＯ2酸化率を図１０に示す。
６００ｍｍの触媒ユニット３をガス流れ方向に２個配置
し、硫黄分、およびバナジウムを高濃度で含む燃料を燃
焼させるボイラの排ガス中に曝し、このときの初期およ
び経時後の触媒エレメント４に付着したバナジウム濃度
およびＳＯ2酸化率を図１０に示す。
【００４８】実施例３ 実施例２および比較例１の結果から、ＳＯ2酸化率に基
準を設け、触媒の交換時期および初期の触媒量を１００
％とした場合の交換する触媒量の予想値を図４に示す。
準を設け、触媒の交換時期および初期の触媒量を１００
％とした場合の交換する触媒量の予想値を図４に示す。
【００４９】実施例４ 実施例１で述べた触媒ユニット７用のバナジウムを含ま
ない触媒を得て、この触媒とは別に、酸化チタン粉末２
０ｋｇにモリブデン酸アンモニウムを２．５Ｋｇ、メタ
バナジン酸アンモニウム２．３３ｋｇ、シュウ酸３．０
ｋｇとに水を加えて混練してペースト状にしたものを直
径３ｍｍの柱状に造粒後、流動層乾燥機で乾燥、５００
℃で２時間焼成し、続いてハンマーミルで紛糾して１μ
ｍ以下５０％以上の触媒粉末を得た。得られた粉末１０
０ｇに水を加えてスラリにし、前記触媒ユニット７用の
バナジウムを含まない触媒の表面に触媒成分が１ｍ2あ
たり５０ｇになるように塗布後１５０℃で乾燥させて、
バナジウムを含まない触媒層とバナジウムを含む触媒層
からなる触媒エレメント１０を得た。
ない触媒を得て、この触媒とは別に、酸化チタン粉末２
０ｋｇにモリブデン酸アンモニウムを２．５Ｋｇ、メタ
バナジン酸アンモニウム２．３３ｋｇ、シュウ酸３．０
ｋｇとに水を加えて混練してペースト状にしたものを直
径３ｍｍの柱状に造粒後、流動層乾燥機で乾燥、５００
℃で２時間焼成し、続いてハンマーミルで紛糾して１μ
ｍ以下５０％以上の触媒粉末を得た。得られた粉末１０
０ｇに水を加えてスラリにし、前記触媒ユニット７用の
バナジウムを含まない触媒の表面に触媒成分が１ｍ2あ
たり５０ｇになるように塗布後１５０℃で乾燥させて、
バナジウムを含まない触媒層とバナジウムを含む触媒層
からなる触媒エレメント１０を得た。
【００５０】上記触媒体から図６に示すように排ガス入
口から２００ｍｍの長さに相当する幅のバナジウムを含
まない触媒層１０ａと該触媒層１０ａから排ガス流れ方
向に４００ｍｍの長さに相当する幅のバナジウムを含む
触媒層１０ｂからなる板状の触媒エレメント１０を得て
これを組み合わせて触媒ユニット３を構成し、さらに該
触媒ユニット３から構成される触媒ブロック２としてた
とえば図１１に示すように排ガス流路に配置し、この触
媒ブロック２に高濃度に硫黄分およびバナジウム分を含
む燃焼排ガスに４０００時間曝した。
口から２００ｍｍの長さに相当する幅のバナジウムを含
まない触媒層１０ａと該触媒層１０ａから排ガス流れ方
向に４００ｍｍの長さに相当する幅のバナジウムを含む
触媒層１０ｂからなる板状の触媒エレメント１０を得て
これを組み合わせて触媒ユニット３を構成し、さらに該
触媒ユニット３から構成される触媒ブロック２としてた
とえば図１１に示すように排ガス流路に配置し、この触
媒ブロック２に高濃度に硫黄分およびバナジウム分を含
む燃焼排ガスに４０００時間曝した。
【００５１】経時後の触媒ブロック２に関して、表１の
条件にて触媒ブロック２の排ガス入口側および出口側の
ＮＯｘ濃度とＳＯ2濃度から脱硝率とＳＯ2酸化率を測定
し、その結果を表２に示した。
条件にて触媒ブロック２の排ガス入口側および出口側の
ＮＯｘ濃度とＳＯ2濃度から脱硝率とＳＯ2酸化率を測定
し、その結果を表２に示した。
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】実施例５ 実施例４の触媒ユニット７用のバナジウムを含まない触
媒の表面に塗布するバナジウム含有触媒成分の量を１ｍ
2あたり１０ｇとなるようにして調整し、表１の条件に
て脱硝率とＳＯ2酸化率を測定し、その結果を表２に示
した。
媒の表面に塗布するバナジウム含有触媒成分の量を１ｍ
2あたり１０ｇとなるようにして調整し、表１の条件に
て脱硝率とＳＯ2酸化率を測定し、その結果を表２に示
した。
【００５４】実施例６ モリブデン酸アンモニウムに代えて等モルのパラタング
ステン酸アンモニウム（（ＮＨ4）10Ｗ12Ｏ41・５Ｈ
2Ｏ）を用いて同様の触媒を得、実施例４と同条件での
脱硝率とＳＯ2酸化率を測定し、その結果を表２に示し
た。
ステン酸アンモニウム（（ＮＨ4）10Ｗ12Ｏ41・５Ｈ
2Ｏ）を用いて同様の触媒を得、実施例４と同条件での
脱硝率とＳＯ2酸化率を測定し、その結果を表２に示し
た。
【００５５】実施例７ 実施例４の触媒ユニット７用のバナジウムを含まない触
媒の表面に塗布するバナジウム含有触媒成分の量を１ｍ
2あたり２０ｇとなるようにして調整し、表１の条件に
て脱硝率ＳＯ2酸化率を測定し、その結果を表２に示し
た。
媒の表面に塗布するバナジウム含有触媒成分の量を１ｍ
2あたり２０ｇとなるようにして調整し、表１の条件に
て脱硝率ＳＯ2酸化率を測定し、その結果を表２に示し
た。
【００５６】比較例２ 実施例４の塗布に使った触媒と同成分である板状触媒を
被覆を行わずに製造し、表１の条件にて脱硝率とＳＯ2
酸化率を測定し、その結果を表２に示した。
被覆を行わずに製造し、表１の条件にて脱硝率とＳＯ2
酸化率を測定し、その結果を表２に示した。
【００５７】比較例３ 実施例５の塗布に使った触媒と同成分である板状触媒を
被覆を行わずに製造し、表１の条件にて脱硝率とＳＯ2
酸化率を測定し、その結果を表２に示した。
被覆を行わずに製造し、表１の条件にて脱硝率とＳＯ2
酸化率を測定し、その結果を表２に示した。
【００５８】比較例４ 実施例６の塗布に使った触媒と同成分である板状触媒を
被覆を行わずに製造し、表１の条件にて脱硝率とＳＯ2
酸化率を測定し、その結果を表２に示した。
被覆を行わずに製造し、表１の条件にて脱硝率とＳＯ2
酸化率を測定し、その結果を表２に示した。
【００５９】比較例５ 実施例７の塗布に使った触媒と同成分である板状触媒を
被覆を行わずに製造し、表１の条件にて脱硝率とＳＯ2
酸化率を測定し、その結果を表２に示した。
被覆を行わずに製造し、表１の条件にて脱硝率とＳＯ2
酸化率を測定し、その結果を表２に示した。
【００６０】上記の試験結果からも明らかなように、実
施例４および比較例２の場合の排ガス流路内に配置する
触媒ブロック２の配置位置（入口側ブロック２ａ、中間
部ブロック２ｂ、出口側ブロック２ｃ）の違いにより各
位置でのバナジウムの量はそれぞれ図７および図８のよ
うになる。
施例４および比較例２の場合の排ガス流路内に配置する
触媒ブロック２の配置位置（入口側ブロック２ａ、中間
部ブロック２ｂ、出口側ブロック２ｃ）の違いにより各
位置でのバナジウムの量はそれぞれ図７および図８のよ
うになる。
【００６１】すなわち、本発明ではバナジウムを含まな
い触媒層１０ａ上にバナジウムを含む触媒層１０ｂを被
覆しているため、触媒全体のバナジウム量は従来の全体
にバナジウムが含まれた触媒に比べてかなり少ない。こ
のことより本発明の実施によって経時後もＳＯ2酸化率
の上昇を抑えることができる。また、バナジウム量が少
ないにも関わらず、脱硝率は従来のものと遜色しないほ
ど高い。この理由は、触媒中のバナジウムと脱硝および
ＳＯ2酸化反応との関係説明される。脱硝反応には触媒
の表面付近のバナジウムが関与しており、触媒内部のバ
ナジウムとは無関係であるのに対し、ＳＯ2酸化反応に
は触媒全体のバナジウムが関与していることによる。す
なわち本発明においてはバナジウムが存在するのは表面
だけであるが、脱硝反応を起こさせるには十分であり、
しかも脱硝には関与せずにＳＯ2酸化だけが起こる領域
にはバナジウムが存在しないため、高脱硝率を保ちつつ
ＳＯ2酸化率を抑制することができる。
い触媒層１０ａ上にバナジウムを含む触媒層１０ｂを被
覆しているため、触媒全体のバナジウム量は従来の全体
にバナジウムが含まれた触媒に比べてかなり少ない。こ
のことより本発明の実施によって経時後もＳＯ2酸化率
の上昇を抑えることができる。また、バナジウム量が少
ないにも関わらず、脱硝率は従来のものと遜色しないほ
ど高い。この理由は、触媒中のバナジウムと脱硝および
ＳＯ2酸化反応との関係説明される。脱硝反応には触媒
の表面付近のバナジウムが関与しており、触媒内部のバ
ナジウムとは無関係であるのに対し、ＳＯ2酸化反応に
は触媒全体のバナジウムが関与していることによる。す
なわち本発明においてはバナジウムが存在するのは表面
だけであるが、脱硝反応を起こさせるには十分であり、
しかも脱硝には関与せずにＳＯ2酸化だけが起こる領域
にはバナジウムが存在しないため、高脱硝率を保ちつつ
ＳＯ2酸化率を抑制することができる。
【００６２】また、本発明の触媒のバナジウム分を含ん
だ灰分が付着する領域にはバナジウム分を存在させてい
ないため、硫黄分およびバナジウム分を高濃度に含む排
ガスを排煙脱硝するときでもＳＯ2酸化率を抑制するこ
とができる。
だ灰分が付着する領域にはバナジウム分を存在させてい
ないため、硫黄分およびバナジウム分を高濃度に含む排
ガスを排煙脱硝するときでもＳＯ2酸化率を抑制するこ
とができる。
【００６３】
【発明の効果】本発明の触媒は、硫黄分、およびバナジ
ウムを高濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス中
の窒素酸化物を除去する脱硝装置内に配置しても、１回
当たりの交換または再生する触媒量を減らし、触媒の交
換または再生の頻度を低くすることができ、脱硝装置を
経済的、安定的に運転できる。
ウムを高濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガス中
の窒素酸化物を除去する脱硝装置内に配置しても、１回
当たりの交換または再生する触媒量を減らし、触媒の交
換または再生の頻度を低くすることができ、脱硝装置を
経済的、安定的に運転できる。
【００６４】また、本発明によれば、ガス中のＳＯ3濃
度の増加を有効的に抑制しつつＮＯｘを効率よく除去す
る触媒と、この触媒を得るための経済的に優れた触媒製
造方法を提供することができる。
度の増加を有効的に抑制しつつＮＯｘを効率よく除去す
る触媒と、この触媒を得るための経済的に優れた触媒製
造方法を提供することができる。
【図１】 本発明の実施例の触媒ブロックの一例の斜視
図である。
図である。
【図２】 本発明の実施例のバナジウムを含まない触媒
基材表面上にバナジウムを含む触媒成分を被覆させた触
媒ユニットの構造である。
基材表面上にバナジウムを含む触媒成分を被覆させた触
媒ユニットの構造である。
【図３】 本発明の実施例の触媒ブロックを用いた場合
のガス流れ方向に対するバナジウム濃度およびＳＯ2酸
化率の変化を示す図である。
のガス流れ方向に対するバナジウム濃度およびＳＯ2酸
化率の変化を示す図である。
【図４】 本発明の実施例と比較例のＳＯ2酸化率に基
準を設け、触媒の交換時期および初期の触媒量を１００
％とした場合の交換する触媒量の予想値を示した図であ
る。
準を設け、触媒の交換時期および初期の触媒量を１００
％とした場合の交換する触媒量の予想値を示した図であ
る。
【図５】 本発明の実施例のＴｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗ
を主成分とする触媒とＴｉ／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／
Ｖを主成分とする触媒を硫黄分、およびバナジウムを高
濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガスに曝した場
合の脱硝率を経時変化を示す図である。
を主成分とする触媒とＴｉ／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／
Ｖを主成分とする触媒を硫黄分、およびバナジウムを高
濃度で含む燃料を燃焼させるボイラの排ガスに曝した場
合の脱硝率を経時変化を示す図である。
【図６】 本発明の実施例の触媒エレメントと該触媒エ
レメントを組合わせて得られる触媒ユニットを示す図で
ある。
レメントを組合わせて得られる触媒ユニットを示す図で
ある。
【図７】 本発明の実施例４を行った場合の排ガス曝露
前後の触媒中のバナジウム量、点線は曝露前実線は曝露
後を示す。
前後の触媒中のバナジウム量、点線は曝露前実線は曝露
後を示す。
【図８】 比較例２を行った場合の排ガス曝露前後の触
媒中のバナジウム量、点線は曝露前実線は曝露後を示
す。
媒中のバナジウム量、点線は曝露前実線は曝露後を示
す。
【図９】 従来の触媒ブロックの一例を示す図である。
【図１０】 従来の触媒ブロックを用いた場合のガス流
れ方向に対するバナジウム濃度およびＳＯ2酸化率の変
化を示す図である。
れ方向に対するバナジウム濃度およびＳＯ2酸化率の変
化を示す図である。
【図１１】 図１２の測定を行う前に実機排ガスに曝露
したときのユニットの配置図である。
したときのユニットの配置図である。
【図１２】 従来技術における実機排ガスに曝露された
後の触媒ユニット中の各地点でのバナジウム量である。
後の触媒ユニット中の各地点でのバナジウム量である。
【図１３】 触媒ユニット内の板状触媒エレメントの方
向が、ガス流れの触媒ユニット毎に同じ向きであり、ず
れていることを示す図である。
向が、ガス流れの触媒ユニット毎に同じ向きであり、ず
れていることを示す図である。
【図１４】 ガス流れ方向の触媒ユニット間に隙間が空
いていることを示す図である。
いていることを示す図である。
１ 垂直流型脱硝装置 ２ 触媒ブロック ３、１２ Ｔｉ／Ｍｏ／ＶまたはＴｉ／Ｗ／Ｖを主成分
とする触媒ユニット ４ 板状触媒エレメント ６ 隙間 ７、１１ Ｔｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成分とする触
媒ユニット
とする触媒ユニット ４ 板状触媒エレメント ６ 隙間 ７、１１ Ｔｉ／ＭｏまたはＴｉ／Ｗを主成分とする触
媒ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 33/00 Ｂ０１Ｊ 35/02 Ｐ 35/02 Ｆ０１Ｎ 3/10 Ａ Ｆ０１Ｎ 3/10 3/28 ３０１Ｇ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｃ (72)発明者 加藤 泰良 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 硫黄分およびバナジウムを高濃度で含む
燃料の燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置に
用いる触媒構造体として、 排ガス流路内のガス流れ上流側にＴｉ、Ｔｉ／Ｍｏ、Ｔ
ｉ／ＷまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗを主成分とする触媒成分を
配置し、続いて１以上のＴｉ／Ｖ、Ｔｉ／Ｍｏ／Ｖ、Ｔ
ｉ／Ｗ／ＶまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗ／Ｖを主成分とする触
媒成分を配置したことを特徴とする触媒構造体。 - 【請求項２】 ガス流れ上流側に配置するＴｉ、Ｔｉ／
Ｍｏ、Ｔｉ／ＷまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗを主成分とする触
媒成分のガス流れ方向の長さが３００ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の触媒構造体。 - 【請求項３】 触媒を板状に成形して、複数の前記板状
触媒を並行に配置し、かつその各板状触媒の平面をガス
流れに沿う方向に配列して、これを一つの触媒ユニット
として排ガス流路に１以上配置したことを特徴とする請
求項１または２記載の触媒構造体。 - 【請求項４】 前記触媒ユニットを構成する板状触媒の
平面がガス流れに沿って並列配置され、かつガス流れ方
向に隣接する二つの触媒ユニットの各板状触媒が互いに
交差し、これらの隣接する触媒ユニットが隙間なしに配
置されることを特徴とする請求項３記載の触媒構造体。 - 【請求項５】 硫黄分およびバナジウムを高濃度に含む
燃料の燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置に
用いる触媒構造体として、 触媒構造体中のガスの流れが乱流である部分にＴｉ、Ｔ
ｉ／Ｍｏ、Ｔｉ／ＷまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗを主成分とす
る触媒成分を配置し、他の部分にＴｉ／Ｖ、Ｔｉ／Ｍｏ
／Ｖ、Ｔｉ／Ｗ／ＶまたはＴｉ／Ｍｏ／Ｗ／Ｖを主成分
とする触媒成分を配置したことを特徴とする触媒構造
体。 - 【請求項６】 Ｔｉ、Ｔｉ／Ｍｏ、Ｔｉ／ＷまたはＴｉ
／Ｍｏ／Ｗを主成分とする触媒成形体の表面の一部にＴ
ｉ／Ｖ、Ｔｉ／Ｍｏ／Ｖ、Ｔｉ／Ｗ／ＶまたはＴｉ／Ｍ
ｏ／Ｗ／Ｖを主成分とする触媒成分を被覆したことを特
徴とする請求項５記載の触媒構造体。 - 【請求項７】 Ｔｉ、Ｔｉ／Ｍｏ、Ｔｉ／ＷまたはＴｉ
／Ｍｏ／Ｗを主成分とする触媒成形体の表面の一部に、
Ｔｉ／Ｖ、Ｔｉ／Ｍｏ／Ｖ、Ｔｉ／Ｗ／ＶまたはＴｉ／
Ｍｏ／Ｗ／Ｖを主成分とする触媒成分を浸して得られる
ことを特徴とする請求項５または６記載の触媒構造体を
触媒の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02051897A JP3900312B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 触媒構造体と該触媒構造体製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02051897A JP3900312B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 触媒構造体と該触媒構造体製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10216513A true JPH10216513A (ja) | 1998-08-18 |
| JP3900312B2 JP3900312B2 (ja) | 2007-04-04 |
Family
ID=12029390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02051897A Expired - Fee Related JP3900312B2 (ja) | 1997-02-03 | 1997-02-03 | 触媒構造体と該触媒構造体製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3900312B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19938686A1 (de) * | 1999-08-14 | 2001-02-15 | Volkswagen Ag | Katalysator zur Reinigung eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine |
| JP2004330179A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 窒素酸化物の除去用触媒、触媒成型品、排ガス処理方法及び複合発電設備 |
-
1997
- 1997-02-03 JP JP02051897A patent/JP3900312B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19938686A1 (de) * | 1999-08-14 | 2001-02-15 | Volkswagen Ag | Katalysator zur Reinigung eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine |
| JP2004330179A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 窒素酸化物の除去用触媒、触媒成型品、排ガス処理方法及び複合発電設備 |
| JP4508615B2 (ja) * | 2003-04-18 | 2010-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 窒素酸化物の除去用触媒、触媒成型品、排ガス処理方法及び複合発電設備 |
| US8663567B2 (en) | 2003-04-18 | 2014-03-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Catalyst for removing nitrogen oxides |
| US8852518B2 (en) | 2003-04-18 | 2014-10-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Catalyst for removing nitrogen oxides |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3900312B2 (ja) | 2007-04-04 |
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