JPH1085560A - 二酸化窒素除去法 - Google Patents

二酸化窒素除去法

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JPH1085560A
JPH1085560A JP8244373A JP24437396A JPH1085560A JP H1085560 A JPH1085560 A JP H1085560A JP 8244373 A JP8244373 A JP 8244373A JP 24437396 A JP24437396 A JP 24437396A JP H1085560 A JPH1085560 A JP H1085560A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理ガス中におけるNOxの成分モル比が
NO2 >NOの場合でも脱硝性能が低下しないNO2
硝法を提供する。 【解決手段】 本発明によるNO2 脱硝法は、被処理ガ
ス中のNO2 を還元剤であるNH3 を用いて選択的接触
還元により分解するNO2 脱硝法において、触媒活性点
上の過剰酸素と反応しかつ300℃以下で酸化される物
質を還元助剤として用いることを特徴とする。好ましく
は、NH3 の供給源として、アンモニア水または尿素水
を用いると共に、これら水溶液に該還元助剤を溶かして
該還元助剤とNH3 とを同時に用いる。還元助剤は好ま
しくは炭化水素またはアルコールである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化窒素(NO
2 )除去法に関し、より詳しくは、道路トンネルにおけ
る換気ガス中のNOxを吸着除去した吸着剤の再生時や
硝酸の製造時に生ずる排ガス中のNO2 を選択的接触還
元によって除去する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の二酸化窒素除去法は、バナジウム
担持チタニア触媒を用いて、還元剤であるアンモニアや
尿素等により、被処理ガス中のNO2 を還元分解して除
去するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記脱
硝法では、後述の通り、被処理ガス中におけるNOxの
成分モル比がNO2 >NOの場合には、NO2 ≦NOの
場合よりも触媒活性が低いという問題があった。
【0004】図1には反応温度250℃におけるNO/
NOx比と脱硝率の関係が示されている。この場合の脱
硝条件は、以下の通りである。
【0005】面積速度(AV):35Nm3 /m2
h、被処理ガスは、空気+H2 O(約3%)、NOx:
90ppm、NH3 :90ppmである。
【0006】ここで、NO/NOx比が0.5(NO:
NO2 =1:1)の時に触媒の脱硝性能が最大となり、
NO/NOx比が0.5より低くなる(NO2 リッチ)
ほど脱硝性能が低下する。この触媒活性の低下原因の一
つとして、触媒活性点上の酸素が過剰となることによる
NH3 吸着点の減少が考えられる。すなわち、 1)NO除去の場合 NO+NH3 +1/4O2 →N2 +3/2H2 O 触媒活性点が還元されて酸素不足となるが、被処理ガス
中のO2 の活性点吸着により酸素が補われる。反応温度
が200℃以下の低温であると、この気相酸素による触
媒の再酸化が起こりにくく脱硝性能は急激に低下する。
【0007】2)NO2 除去の場合 NO2 +NH3 →N2 +3/2H2 O+1/4O2 被処理ガス中に高濃度の酸素が存在する場合、触媒活性
点上に生成した酸素は容易には気相へ脱離できない。そ
のため、触媒活性点上の過剰の酸素によってアンモニア
吸着が阻害され、その結果、当該触媒の脱硝性能が低下
する。
【0008】 3)NO+NO2 (モル比1:1)脱硝の場合 NO+NO2 +2NH3 →2N2 +3H2 O 酸素の過不足がなく、触媒の最高の脱硝性能が得られ
る。
【0009】本発明の目的は、被処理ガス中におけるN
Oxの成分モル比がNO2 >NOの場合でも脱硝性能が
低下しない二酸化窒素除去法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による二酸化窒素
除去法は、被処理ガス中のNO2 を還元剤であるNH3
を用いて選択的接触還元により分解する二酸化窒素除去
法において、触媒活性点上の過剰酸素と反応しかつ30
0℃以下で酸化される物質、好ましくは有機化合物を還
元助剤として用いることを特徴とするものである。
【0011】NH3 の供給源として、アンモニア水また
は尿素水を用いる場合、これら水溶液に、触媒活性点上
の過剰酸素と反応しかつ300℃以下で酸化される物質
(これを該還元助剤という)を溶かして該還元助剤とN
3 とを同時に用いるのが好ましい。
【0012】該還元助剤は、気相の酸素に関係なく、触
媒活性点上の過剰酸素と反応し、かつ低温(300℃以
下)で酸化されるものであることが条件とされる。
【0013】該還元助剤の注入量は、未反応物の発生及
び副生成物を考慮して、できるだけ少量とするのが望ま
しい。
【0014】該還元助剤としては、炭化水素やアルコー
ル等が例示される。
【0015】脱硝触媒としては、該還元助剤を酸化し易
いように、酸化力を高めたものであれば良く、特に限定
されない。具体例として、バナジウム担持チタニア触媒
等が挙げられる。
【0016】被処理ガス中のNO2 を還元剤であるNH
3 を用いて選択的接触還元により分解するNO2 除去で
は、脱硝反応温度が高温(300℃を超える)の場合、
【化1】 の平衡関係によりNOが生成する。また、アンモニアの
燃焼により、 NH3 +5/4O2 →NO+3/2H2 O の反応によってNOが生成する。これらの生成したNO
が触媒表面(活性点上)の過剰酸素を奪うことにより、
触媒の脱硝性能はあまり低下しない。
【0017】一方、脱硝反応温度が低温(300℃以
下)の場合は、NOの生成はほとんど望めないので、触
媒表面(活性点上)にアンモニア吸着を阻害する過剰酸
素が存在するが、本発明方法によれば、触媒活性点上の
過剰酸素と反応しかつ300℃以下で酸化される物質を
還元助剤として用いることにより、上記過剰酸素が該還
元助剤の酸化に消費される結果、触媒活性点上における
アンモニア吸着が上記過剰酸素によって阻害されること
がなく、そのためNO2 除去が確実に行われる。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
説明する。
【0019】1.触媒の調製 セラミック繊維からなるセラミックペーパー(厚さ0.
25mm)に、硝酸塩加水分解法で得られたチタニアコ
ロイド溶液(固形分32wt%)を含浸担持せしめ、こ
れを110℃で1時間乾燥した後、400℃で3時間焼
成することにより、アナターゼ型チタニアを90g/m
2 保持した板状担体を得た。
【0020】この板状担体を、メタバナジン酸アンモン
飽和水溶液(常温)に浸漬した後、200℃で30分間
乾燥した。そして、この操作を更にもう一度繰り返した
後、得られた乾燥品を400℃で1時間焼成することに
よりバナジウム担持チタニア板状触媒を得た。
【0021】2.該還元助剤として炭化水素を用いた二
酸化窒素除去 実施形態1 脱硝触媒として上記バナジウム担持チタニア板状触媒を
用い、還元剤としてアンモニアを用いると同時に該還元
助剤としてプロピレンを用い、以下の条件下で二酸化窒
素除去を行った。
【0022】比較形態1および2 該還元助剤を用いずに、還元剤としてアンモニアのみ
(比較形態1)、プロピレンのみ(比較形態2)をそれ
ぞれ用いて二酸化窒素除去を行った。
【0023】上記実施形態1および比較形態1、2にお
いて、還元剤および該還元助剤は、被処理ガスと等量用
いた。
【0024】脱硝条件: 面積速度(AV):35Nm3 /m2 ・h、被処理ガス
は、空気+H2 O(約3%)、NO2 :50ppm、N
3 :50ppm、プロピレン:50ppm 図2に見られるように、還元剤であるアンモニアと共に
該還元助剤としてプロピレンを同時使用した実施形態1
の場合、アンモニアのみを用いた比較形態1の場合に比
べて、300℃以下の低温において、二酸化窒素除去性
能の高いことが認められる。また、プロピレンのみを用
いた比較形態2の場合には、二酸化窒素除去がほとんど
行われていないことから、プロピレンは触媒上の過剰酸
素を奪う該還元助剤としてのみ機能し、還元剤としては
アンモニアが機能することが確認できた。
【0025】3.該還元助剤としてアルコールを用いた
二酸化窒素除去 実施形態2〜5 脱硝触媒として上記バナジウム担持チタニア板状触媒を
用いて、還元剤としてアンモニアを被処理ガスと等量用
いると同時に該還元助剤として2−プロパノールを被処
理ガスと等量から順次減量して用いて、以下の条件下で
二酸化窒素除去を行った。
【0026】脱硝条件: 面積速度(AV):35Nm3 /m2 ・h、被処理ガス
は、空気+H2 O(約3%)、NO2 :50ppm、N
3 :50ppm、2−プロパノール:5〜50ppm 2−プロパノールは、5ppm(実施形態2)、12.
5ppm(実施形態3)、25ppm(実施形態4)、
50ppm(実施形態5)の各水溶液を加熱気化した
後、アンモニアと共に用いた。
【0027】図3に見られるように、該還元助剤として
2−プロパノールを、還元剤としてのアンモニアと共に
用いた各実施形態の場合、アンモニアのみを用いた上記
比較形態1の場合に比べて高い二酸化窒素除去性能が認
められる。
【0028】また、該還元助剤として2−プロパノール
を用いた各実施形態の場合、該還元助剤としてプロピレ
ン用いた上記実施形態1の場合よりも200〜250℃
の低温域で高い二酸化窒素除去性能が認められる。
【0029】更に、該還元助剤として用いる2−プロパ
ノールの量は、被処理ガスと等量よりもある程度少ない
量の方が二酸化窒素除去性能が高くなることが分かる。
【0030】2−プロパノールは、低温域でプロピレン
よりも酸化され易く、また、2−プロパノールの過剰注
入により触媒が過剰還元されたり、或いは未反応の2−
プロパノールが触媒に吸着する等して脱硝性能を阻害す
る傾向があると考えられる。ここで、2−プロパノール
の酸化反応は、 C3 7 OH+9/2O2 →3CO2 +4H2 O であり、2−プロパノールの注入量は、1molのNO
2 に対して1/9mol以下で充分であると言える。
【0031】
【発明の効果】本発明による二酸化窒素除去法では、被
処理ガス中のNO2 を還元剤であるNH3 を用いて選択
的接触還元により分解する二酸化窒素除去法において、
該還元助剤を用いるので、低温度の被処理ガス中におけ
るNOxの成分モル比がNO2>NOの場合に、触媒表
面(活性点上)に生成した過剰酸素が該還元助剤の酸化
に消費され、したがって、上記過剰酸素が触媒表面(活
性点上)におけるアンモニア吸着を阻害することがな
い。そのため、触媒活性点上におけるアンモニア吸着が
確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の脱硝法によるNO/NOx比と脱硝率と
の関係を示すグラフである。
【図2】該還元助剤としてプロピレンを用いた本発明の
実施形態およびこれとの比較形態による脱硝率を示すグ
ラフである。
【図3】該還元助剤として2−プロパノールを用いた本
発明の実施形態およびこれとの比較形態による脱硝率を
示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理ガス中のNO2 を還元剤であるN
    3 を用いて選択的接触還元により分解する二酸化窒素
    除去法において、触媒活性点上の過剰酸素と反応しかつ
    300℃以下で酸化される物質を還元助剤として用いる
    ことを特徴とする二酸化窒素除去法。
  2. 【請求項2】 NH3 の供給源として、アンモニア水ま
    たは尿素水を用いると共に、これら水溶液に該還元助剤
    を溶かして該還元助剤とNH3 とを同時に用いることを
    特徴とする請求項1記載の二酸化窒素除去法。
  3. 【請求項3】 該還元助剤が炭化水素である請求項1ま
    たは2記載の二酸化窒素除去法。
  4. 【請求項4】 該還元助剤がアルコールである請求項1
    または2記載の二酸化窒素除去法。
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JP2010043782A (ja) * 2008-08-12 2010-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガスボイラ及び燃焼排ガスの脱硝方法

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