JPH11253751A - 高濃度アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法及びその装置 - Google Patents
高濃度アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法及びその装置Info
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- JPH11253751A JPH11253751A JP10058590A JP5859098A JPH11253751A JP H11253751 A JPH11253751 A JP H11253751A JP 10058590 A JP10058590 A JP 10058590A JP 5859098 A JP5859098 A JP 5859098A JP H11253751 A JPH11253751 A JP H11253751A
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンモニア含有排ガス中に含まれるアンモニ
ア含有量が１容量％を超えるような高濃度排ガスであっ
ても、安価な方法で分解して無害化することの出来る高
濃度アンモニア含有排ガス処理の制御方法及び制御装置
を提供する。 【解決手段】 高濃度アンモニア含有排ガスを酸素含有
ガスで希釈した後の一次被処理ガス、または前段触媒層
2 で処理した後の排ガスの一部を処理系とは別のライン
18に取り込み、一定量の酸素含有ガスを付加した状態で
測定用触媒180bに導入し、発生したＮＯｘ濃度を測定
し、測定されたＮＯｘ濃度に応じて前段触媒層2 に供給
する酸素含有ガス量を増減させることにより、前段触媒
層2 における理論酸素要求量に対する酸素の比率（Ｏ2
／ＴｈＯＤ）を１．０未満の一定の範囲に制御する。
ア含有量が１容量％を超えるような高濃度排ガスであっ
ても、安価な方法で分解して無害化することの出来る高
濃度アンモニア含有排ガス処理の制御方法及び制御装置
を提供する。 【解決手段】 高濃度アンモニア含有排ガスを酸素含有
ガスで希釈した後の一次被処理ガス、または前段触媒層
2 で処理した後の排ガスの一部を処理系とは別のライン
18に取り込み、一定量の酸素含有ガスを付加した状態で
測定用触媒180bに導入し、発生したＮＯｘ濃度を測定
し、測定されたＮＯｘ濃度に応じて前段触媒層2 に供給
する酸素含有ガス量を増減させることにより、前段触媒
層2 における理論酸素要求量に対する酸素の比率（Ｏ2
／ＴｈＯＤ）を１．０未満の一定の範囲に制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアンモニア含有排ガ
スの触媒浄化処理に関し、詳しくは、排ガス中に含まれ
る高濃度アンモニア含有排ガス中のアンモニア成分を主
に窒素ガスと水に、その他の炭化水素は炭酸ガスと水に
酸化分解して無害化する高濃度アンモニア含有排ガス処
理装置の制御方法及びその装置に関するものである。
スの触媒浄化処理に関し、詳しくは、排ガス中に含まれ
る高濃度アンモニア含有排ガス中のアンモニア成分を主
に窒素ガスと水に、その他の炭化水素は炭酸ガスと水に
酸化分解して無害化する高濃度アンモニア含有排ガス処
理装置の制御方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高濃度アンモニア含有排ガスとしては、
各種化学工場から排出される排ガス、都市型清掃施設，
汚泥処理施設等から排出される排ガス吸収液、または半
導体洗浄廃液や各種化学工場反応廃液をアンモニアスト
リッピング処理した排ガス等が挙げられる。
各種化学工場から排出される排ガス、都市型清掃施設，
汚泥処理施設等から排出される排ガス吸収液、または半
導体洗浄廃液や各種化学工場反応廃液をアンモニアスト
リッピング処理した排ガス等が挙げられる。
【０００３】アンモニア含有排水に空気又は蒸気を吹き
込んでアンモニア含有ガスを放散させる上記アンモニア
ストリッピング処理は、各種排水中の全窒素濃度を低減
させる上で有用な方法であり、湖沼や閉鎖海域の富栄養
化を防ぐ技術としても最近、特に注目されている。
込んでアンモニア含有ガスを放散させる上記アンモニア
ストリッピング処理は、各種排水中の全窒素濃度を低減
させる上で有用な方法であり、湖沼や閉鎖海域の富栄養
化を防ぐ技術としても最近、特に注目されている。
【０００４】この種のアンモニアストリッピング処理を
行う場合には、排水中から放散されるアンモニア含有排
ガスを無害化する必要があり、その手段としてバーナー
燃焼法や触媒法が知られている。後者の方法が用いられ
るアンモニア含有排ガス処理装置では、高濃度アンモニ
ア含有排ガスを多量の酸素含有ガスで希釈し、熱交換
器、ヒータ等で所定温度まで昇温した後、一段の酸化触
媒に導入してアンモニア含有排ガスのアンモニア成分
を、主に窒素ガスと水にその他の炭化水素は炭酸ガスと
水に酸化分解するようになっている。
行う場合には、排水中から放散されるアンモニア含有排
ガスを無害化する必要があり、その手段としてバーナー
燃焼法や触媒法が知られている。後者の方法が用いられ
るアンモニア含有排ガス処理装置では、高濃度アンモニ
ア含有排ガスを多量の酸素含有ガスで希釈し、熱交換
器、ヒータ等で所定温度まで昇温した後、一段の酸化触
媒に導入してアンモニア含有排ガスのアンモニア成分
を、主に窒素ガスと水にその他の炭化水素は炭酸ガスと
水に酸化分解するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した一段触媒で構
成されたアンモニア含有排ガス処理装置では、処理ライ
ンにおいて排ガスの流量制御、酸素含有ガスの流量制御
および温度制御を行うだけの簡単な制御を行うものが一
般的である。このような制御方法は、一段触媒の入口に
おけるアンモニア含有排ガス濃度が１容量％以下である
ような比較的低濃度のアンモニア含有排ガスについては
有効である。しかしながら、含有されているアンモニア
含有排ガスが高濃度になると、触媒の耐熱性等の制約か
ら高濃度アンモニア含有排ガスを多量の空気で希釈する
必要があり、処理装置全体の規模が大きくなりコスト高
となる。そこでアンモニア含有排ガス処理能力の高い触
媒を用いることも検討されているが、このような高濃度
のアンモニア含有排ガスを浄化処理する場合については
ＮＯｘやＮ2 Ｏの発生量を抑制しつつ処理しなければな
らず、そのための制御方法については確立されていな
い。
成されたアンモニア含有排ガス処理装置では、処理ライ
ンにおいて排ガスの流量制御、酸素含有ガスの流量制御
および温度制御を行うだけの簡単な制御を行うものが一
般的である。このような制御方法は、一段触媒の入口に
おけるアンモニア含有排ガス濃度が１容量％以下である
ような比較的低濃度のアンモニア含有排ガスについては
有効である。しかしながら、含有されているアンモニア
含有排ガスが高濃度になると、触媒の耐熱性等の制約か
ら高濃度アンモニア含有排ガスを多量の空気で希釈する
必要があり、処理装置全体の規模が大きくなりコスト高
となる。そこでアンモニア含有排ガス処理能力の高い触
媒を用いることも検討されているが、このような高濃度
のアンモニア含有排ガスを浄化処理する場合については
ＮＯｘやＮ2 Ｏの発生量を抑制しつつ処理しなければな
らず、そのための制御方法については確立されていな
い。
【０００６】また、この時、アンモニア分析計を導入し
て浄化処理の制御を行うことも検討されているが、大部
分が水蒸気であるようなアンモニアストリッピングガス
では、この種の分析機器は通常、高価であるために多大
な投資をしなければならないという問題がある。
て浄化処理の制御を行うことも検討されているが、大部
分が水蒸気であるようなアンモニアストリッピングガス
では、この種の分析機器は通常、高価であるために多大
な投資をしなければならないという問題がある。
【０００７】本発明は上記したようなアンモニア触媒浄
化処理を考慮してなされたものであって、被処理ガス中
に含まれるアンモニア含有量が１容量％を超えるような
高濃度アンモニア含有排ガスであっても、安価な方法で
ＮＯｘやＮ2 Ｏの発生量を抑制し、効率よく分解して無
害化することができる高濃度アンモニア含有排ガス処理
装置の制御方法及びその装置を提供するものである。
化処理を考慮してなされたものであって、被処理ガス中
に含まれるアンモニア含有量が１容量％を超えるような
高濃度アンモニア含有排ガスであっても、安価な方法で
ＮＯｘやＮ2 Ｏの発生量を抑制し、効率よく分解して無
害化することができる高濃度アンモニア含有排ガス処理
装置の制御方法及びその装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、アンモニア態
窒素含有排水を例えば蒸気ストリッピング装置で放散さ
せることにより得られる高濃度アンモニア含有排ガス
を、複数の触媒層を有する触媒方式（高濃度処理を行う
前段触媒層＋低濃度処理を行う後段触媒層）で処理する
システムを用いた場合に、アンモニア含有排ガス濃度が
変化してもＮＯｘやＮ2 Ｏの発生を極力抑制し、且つア
ンモニア含有排ガスの充分な処理性能を確保するための
制御方法及びその装置を示したものである。
窒素含有排水を例えば蒸気ストリッピング装置で放散さ
せることにより得られる高濃度アンモニア含有排ガス
を、複数の触媒層を有する触媒方式（高濃度処理を行う
前段触媒層＋低濃度処理を行う後段触媒層）で処理する
システムを用いた場合に、アンモニア含有排ガス濃度が
変化してもＮＯｘやＮ2 Ｏの発生を極力抑制し、且つア
ンモニア含有排ガスの充分な処理性能を確保するための
制御方法及びその装置を示したものである。
【０００９】上記前段触媒層における触媒は、高耐熱性
を有しているものの窒素への選択性が低いため酸素過剰
下ではＮＯｘやＮ2 Ｏを発生する。しかし、発明者らは
該触媒を用い酸素不足下（アンモニア含有排ガスを酸化
分解する理論酸素量未満）でアンモニア含有排ガスを分
解させると、ＮＯｘやＮ2 Ｏが殆ど発生しないことを見
い出した。なお、理論酸素量は以下に示す化学式より求
められる。４ＮＨ3 ＋３Ｏ2 →２Ｎ2 ＋６Ｈ2 Ｏ
を有しているものの窒素への選択性が低いため酸素過剰
下ではＮＯｘやＮ2 Ｏを発生する。しかし、発明者らは
該触媒を用い酸素不足下（アンモニア含有排ガスを酸化
分解する理論酸素量未満）でアンモニア含有排ガスを分
解させると、ＮＯｘやＮ2 Ｏが殆ど発生しないことを見
い出した。なお、理論酸素量は以下に示す化学式より求
められる。４ＮＨ3 ＋３Ｏ2 →２Ｎ2 ＋６Ｈ2 Ｏ
【００１０】これに対し上記後段触媒層は、前段触媒層
とは異なる性質を有するものであり、酸素過剰でも殆ど
窒素へ選択的に分解されるが、耐熱性の面から、アンモ
ニア含有排ガス濃度約１．５容量％が上限である。この
ような触媒を組み合わせて使用することにより、高濃度
アンモニア含有排ガスを段階的に分解処理できるように
構成した。このようなシステムに適用される本発明には
下記(1) 〜(3) に示す三つの形態がある。
とは異なる性質を有するものであり、酸素過剰でも殆ど
窒素へ選択的に分解されるが、耐熱性の面から、アンモ
ニア含有排ガス濃度約１．５容量％が上限である。この
ような触媒を組み合わせて使用することにより、高濃度
アンモニア含有排ガスを段階的に分解処理できるように
構成した。このようなシステムに適用される本発明には
下記(1) 〜(3) に示す三つの形態がある。
【００１１】(1) ＮＯｘ計を用いる第一の形態 第一の形態では、高濃度アンモニア含有排ガスを酸素含
有ガスで希釈した後の一次被処理ガス、または前段触媒
層で処理した後の排ガスの一部を処理系とは別のライン
に取り込み、一定量の酸素含有ガスを付加した状態でＮ
Ｏｘ測定用触媒に導入し、発生したＮＯｘ濃度を測定
し、測定されたＮＯｘ濃度に応じて前段触媒層に供給す
る酸素含有ガス量を増減させるか高濃度アンモニア含有
排ガスの導入量を増減させることにより、前段触媒層に
おける理論酸素要求量に対する酸素の比率（Ｏ2 ／Ｔｈ
ＯＤ）を１．０未満の一定の範囲に制御する。なお、本
発明におけるＮＯｘ測定用触媒としては、通常、前段触
媒と同じ触媒が用いられるが、実際の処理系とは別のラ
インに設けられ測定用として機能することから便宜上Ｎ
Ｏｘ測定用触媒と呼ぶものとする。
有ガスで希釈した後の一次被処理ガス、または前段触媒
層で処理した後の排ガスの一部を処理系とは別のライン
に取り込み、一定量の酸素含有ガスを付加した状態でＮ
Ｏｘ測定用触媒に導入し、発生したＮＯｘ濃度を測定
し、測定されたＮＯｘ濃度に応じて前段触媒層に供給す
る酸素含有ガス量を増減させるか高濃度アンモニア含有
排ガスの導入量を増減させることにより、前段触媒層に
おける理論酸素要求量に対する酸素の比率（Ｏ2 ／Ｔｈ
ＯＤ）を１．０未満の一定の範囲に制御する。なお、本
発明におけるＮＯｘ測定用触媒としては、通常、前段触
媒と同じ触媒が用いられるが、実際の処理系とは別のラ
インに設けられ測定用として機能することから便宜上Ｎ
Ｏｘ測定用触媒と呼ぶものとする。
【００１２】(2) Ｏ2 計を用いる第二の形態 第二の形態では、高濃度アンモニア含有排ガスまたは酸
素含有ガスで希釈後の一次被処理ガス、或いは前段触媒
層で処理した後の排ガスの一部を処理系とは別のライン
に取り込み、一定量の酸素含有ガスを付加した状態でＯ
2 測定用触媒に導入し、Ｏ2 測定用触媒前後の酸素濃度
を測定して酸素濃度差を求めるか、またはアンモニア濃
度を算出し、酸素濃度差またはアンモニア濃度に応じて
前段触媒層に供給する酸素含有ガス量を増減させるか高
濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増減させることに
より、前段触媒層における理論酸素要求量に対する酸素
の比率（Ｏ2 ／ＴｈＯＤ）を１．０未満の一定の範囲に
制御する。なお、本発明におけるＯ2 測定用触媒として
は、通常、後段触媒と同じ触媒が用いられる。
素含有ガスで希釈後の一次被処理ガス、或いは前段触媒
層で処理した後の排ガスの一部を処理系とは別のライン
に取り込み、一定量の酸素含有ガスを付加した状態でＯ
2 測定用触媒に導入し、Ｏ2 測定用触媒前後の酸素濃度
を測定して酸素濃度差を求めるか、またはアンモニア濃
度を算出し、酸素濃度差またはアンモニア濃度に応じて
前段触媒層に供給する酸素含有ガス量を増減させるか高
濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増減させることに
より、前段触媒層における理論酸素要求量に対する酸素
の比率（Ｏ2 ／ＴｈＯＤ）を１．０未満の一定の範囲に
制御する。なお、本発明におけるＯ2 測定用触媒として
は、通常、後段触媒と同じ触媒が用いられる。
【００１３】(3) 温度または温度差を利用する第三の形
態 第三の形態では、後段触媒層の出口温度を測定し、また
は入口と出口の温度を測定して温度差を求め、または温
度差より後段触媒層の入口のアンモニア濃度を求め、出
口温度または出入口の温度差、或いはアンモニア濃度に
応じて後段触媒層の出口温度が一定の範囲になるように
前段触媒層に供給する酸素含有ガス量を増減させるか高
濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増減させることに
より、前段触媒層における理論酸素要求量に対する酸素
の比率（Ｏ2 ／ＴｈＯＤ）を１．０未満の一定の範囲に
制御する。以下、各形態における制御方法及び制御装置
について説明する。
態 第三の形態では、後段触媒層の出口温度を測定し、また
は入口と出口の温度を測定して温度差を求め、または温
度差より後段触媒層の入口のアンモニア濃度を求め、出
口温度または出入口の温度差、或いはアンモニア濃度に
応じて後段触媒層の出口温度が一定の範囲になるように
前段触媒層に供給する酸素含有ガス量を増減させるか高
濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増減させることに
より、前段触媒層における理論酸素要求量に対する酸素
の比率（Ｏ2 ／ＴｈＯＤ）を１．０未満の一定の範囲に
制御する。以下、各形態における制御方法及び制御装置
について説明する。
【００１４】上記第一の形態に係る制御方法は、高濃度
アンモニア含有排ガスに酸素含有ガスを混合した一次被
処理ガスを、前段触媒層に導入し、前段触媒層で処理さ
れた一次処理後ガスに酸素含有ガスを混合した二次被処
理ガスを、後段触媒層に順次導入することによって高濃
度アンモニア含有排ガスを浄化する排ガス処理装置にお
いて、(a) 一次被処理ガスの一部、または一次処理後ガ
スの一部を抜き出し、(b) 抜き出した上記ガスに対し、
一定量の酸素含有ガスを付加し、(c) ＮＯｘ測定用触媒
を用いて反応させ、発生したＮＯｘ濃度を測定し、(d)
測定されたＮＯｘ濃度が設定値以上であれば、高濃度ア
ンモニア含有排ガスに混合する酸素含有ガス量を減少さ
せるかまたは高濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増
加させ、(e) 測定されたＮＯｘ濃度が設定値未満であれ
ば、高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素含有ガ
ス量を増加させるかまたは高濃度アンモニア含有排ガス
の導入量を減少させ、上記(a) 〜(e) の工程を繰り返す
ことを要旨とする。
アンモニア含有排ガスに酸素含有ガスを混合した一次被
処理ガスを、前段触媒層に導入し、前段触媒層で処理さ
れた一次処理後ガスに酸素含有ガスを混合した二次被処
理ガスを、後段触媒層に順次導入することによって高濃
度アンモニア含有排ガスを浄化する排ガス処理装置にお
いて、(a) 一次被処理ガスの一部、または一次処理後ガ
スの一部を抜き出し、(b) 抜き出した上記ガスに対し、
一定量の酸素含有ガスを付加し、(c) ＮＯｘ測定用触媒
を用いて反応させ、発生したＮＯｘ濃度を測定し、(d)
測定されたＮＯｘ濃度が設定値以上であれば、高濃度ア
ンモニア含有排ガスに混合する酸素含有ガス量を減少さ
せるかまたは高濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増
加させ、(e) 測定されたＮＯｘ濃度が設定値未満であれ
ば、高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素含有ガ
ス量を増加させるかまたは高濃度アンモニア含有排ガス
の導入量を減少させ、上記(a) 〜(e) の工程を繰り返す
ことを要旨とする。
【００１５】また、第一の形態に係る制御装置は、上記
排ガスを浄化する排ガス処理装置において、一次被処理
ガスの一部または一次処理後ガスの一部に、一定量の酸
素含有ガスを付加する酸素含有ガス付加手段と、酸素含
有ガスが付加されたガスと反応されるＮＯｘ測定用触媒
と、反応によって発生したＮＯｘの濃度を測定し、該Ｎ
Ｏｘ濃度に応じて高濃度アンモニア含有排ガスに混合す
る酸素含有ガス量または前記高濃度アンモニア含有排ガ
スの導入量を制御する制御手段と、を備えてなることを
要旨とする。
排ガスを浄化する排ガス処理装置において、一次被処理
ガスの一部または一次処理後ガスの一部に、一定量の酸
素含有ガスを付加する酸素含有ガス付加手段と、酸素含
有ガスが付加されたガスと反応されるＮＯｘ測定用触媒
と、反応によって発生したＮＯｘの濃度を測定し、該Ｎ
Ｏｘ濃度に応じて高濃度アンモニア含有排ガスに混合す
る酸素含有ガス量または前記高濃度アンモニア含有排ガ
スの導入量を制御する制御手段と、を備えてなることを
要旨とする。
【００１６】上記第二の形態に係る制御方法は、高濃度
アンモニア含有排ガスに酸素含有ガスを混合した一次被
処理ガスを、前段触媒層に導入し、前段触媒層で処理さ
れた一次処理後ガスに酸素含有ガスを混合した二次被処
理ガスを、後段触媒層に順次導入することによって高濃
度アンモニア含有排ガスを浄化する排ガス処理装置にお
いて、(a) 高濃度アンモニア含有ガスの一部、または一
次被処理ガスの一部、または一次処理後ガスの一部を抜
き出し、(b) 抜き出した上記ガスに対し、一定量の酸素
含有ガスを付加し、(c) Ｏ2 測定用触媒を用いて反応さ
せ、反応前および後のガスの酸素濃度を測定して酸素濃
度差を求め、(d) 酸素濃度差または酸素濃度差に基づく
アンモニア濃度を算出し、酸素濃度差またはアンモニア
濃度が設定値以上であれば、高濃度アンモニア含有排ガ
スに混合する酸素含有ガス量を増加させるかまたは高濃
度アンモニア含有排ガスの導入量を減少させ、(e) 酸素
濃度差または該酸素濃度差に基づく一次被処理ガスのア
ンモニア濃度を算出し、酸素濃度差またはアンモニア濃
度が設定値未満であれば、高濃度アンモニア含有排ガス
に混合する酸素含有ガス量を減少させるかまたは高濃度
アンモニア含有排ガスの導入量を増加させ、上記(a) 〜
(e) の工程を繰り返すことを要旨とする。
アンモニア含有排ガスに酸素含有ガスを混合した一次被
処理ガスを、前段触媒層に導入し、前段触媒層で処理さ
れた一次処理後ガスに酸素含有ガスを混合した二次被処
理ガスを、後段触媒層に順次導入することによって高濃
度アンモニア含有排ガスを浄化する排ガス処理装置にお
いて、(a) 高濃度アンモニア含有ガスの一部、または一
次被処理ガスの一部、または一次処理後ガスの一部を抜
き出し、(b) 抜き出した上記ガスに対し、一定量の酸素
含有ガスを付加し、(c) Ｏ2 測定用触媒を用いて反応さ
せ、反応前および後のガスの酸素濃度を測定して酸素濃
度差を求め、(d) 酸素濃度差または酸素濃度差に基づく
アンモニア濃度を算出し、酸素濃度差またはアンモニア
濃度が設定値以上であれば、高濃度アンモニア含有排ガ
スに混合する酸素含有ガス量を増加させるかまたは高濃
度アンモニア含有排ガスの導入量を減少させ、(e) 酸素
濃度差または該酸素濃度差に基づく一次被処理ガスのア
ンモニア濃度を算出し、酸素濃度差またはアンモニア濃
度が設定値未満であれば、高濃度アンモニア含有排ガス
に混合する酸素含有ガス量を減少させるかまたは高濃度
アンモニア含有排ガスの導入量を増加させ、上記(a) 〜
(e) の工程を繰り返すことを要旨とする。
【００１７】また、上記第二の形態に係る制御装置は、
上記排ガスを浄化する排ガス処理装置において、高濃度
アンモニア含有ガスの一部または一次被処理ガスの一
部、或いは一次処理後ガスの一部に、一定量の酸素含有
ガスを付加する酸素含有ガス付加手段と、酸素含有ガス
が付加されたガスと反応されるＯ2 測定用触媒と、反応
前および反応後のガスの酸素濃度を測定し、該酸素濃度
差に応じて高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素
含有ガス量または高濃度アンモニア含有排ガスの導入量
を制御する制御手段と、を備えてなることを要旨とす
る。
上記排ガスを浄化する排ガス処理装置において、高濃度
アンモニア含有ガスの一部または一次被処理ガスの一
部、或いは一次処理後ガスの一部に、一定量の酸素含有
ガスを付加する酸素含有ガス付加手段と、酸素含有ガス
が付加されたガスと反応されるＯ2 測定用触媒と、反応
前および反応後のガスの酸素濃度を測定し、該酸素濃度
差に応じて高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素
含有ガス量または高濃度アンモニア含有排ガスの導入量
を制御する制御手段と、を備えてなることを要旨とす
る。
【００１８】上記第三の形態に係る制御方法は、高濃度
アンモニア含有排ガスに酸素含有ガスを混合した一次被
処理ガスを、前段触媒層に導入し、前段で処理された一
次処理後ガスに酸素含有ガスを混合した二次被処理ガス
を、後段触媒層に順次導入することによって高濃度アン
モニア含有排ガスを浄化する排ガス処理装置において、
(a) 前記後段触媒層の出口温度を測定、または後段触媒
層の入口と出口の温度差を測定、または該温度差より後
段触媒層入口のアンモニア濃度を算出し、(b)上記出口
温度、または上記温度差、または上記アンモニア濃度が
設定値以上であれば、前記高濃度アンモニア含有排ガス
に混合する酸素含有ガス量を増加させるかまたは前記高
濃度アンモニア含有排ガスの導入量を減少させ、(c) 上
記出口温度、または上記温度差、または上記アンモニア
濃度が設定値未満であれば、前記高濃度アンモニア含有
排ガスに混合する酸素含有ガス量を減少させるかまたは
前記高濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増加させ、
上記(a) 〜(c) の工程を繰り返すことを要旨とする。
アンモニア含有排ガスに酸素含有ガスを混合した一次被
処理ガスを、前段触媒層に導入し、前段で処理された一
次処理後ガスに酸素含有ガスを混合した二次被処理ガス
を、後段触媒層に順次導入することによって高濃度アン
モニア含有排ガスを浄化する排ガス処理装置において、
(a) 前記後段触媒層の出口温度を測定、または後段触媒
層の入口と出口の温度差を測定、または該温度差より後
段触媒層入口のアンモニア濃度を算出し、(b)上記出口
温度、または上記温度差、または上記アンモニア濃度が
設定値以上であれば、前記高濃度アンモニア含有排ガス
に混合する酸素含有ガス量を増加させるかまたは前記高
濃度アンモニア含有排ガスの導入量を減少させ、(c) 上
記出口温度、または上記温度差、または上記アンモニア
濃度が設定値未満であれば、前記高濃度アンモニア含有
排ガスに混合する酸素含有ガス量を減少させるかまたは
前記高濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増加させ、
上記(a) 〜(c) の工程を繰り返すことを要旨とする。
【００１９】なお、上記出口温度にて酸素含有ガスまた
は高濃度アンモニア排ガスを制御する場合、後段触媒層
の入口温度は一定にコントロールされている。
は高濃度アンモニア排ガスを制御する場合、後段触媒層
の入口温度は一定にコントロールされている。
【００２０】また、上記第三の形態に係る制御装置は、
上記排ガスを浄化する排ガス処理装置において、後段触
媒層の出口温度または後段触媒層の入口温度と出口温度
との温度差を測定する測定手段と、出口温度または温度
差に応じて高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素
含有ガス量または高濃度アンモニア含有排ガスの導入量
を制御する制御手段と、を備えてなることを要旨とす
る。
上記排ガスを浄化する排ガス処理装置において、後段触
媒層の出口温度または後段触媒層の入口温度と出口温度
との温度差を測定する測定手段と、出口温度または温度
差に応じて高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素
含有ガス量または高濃度アンモニア含有排ガスの導入量
を制御する制御手段と、を備えてなることを要旨とす
る。
【００２１】上記第一〜第三の形態に係る各発明におい
て、本発明の特長を十分発揮するためには、高濃度アン
モニア含有排ガス中のアンモニア濃度が１容量％以上で
あることが望ましい。
て、本発明の特長を十分発揮するためには、高濃度アン
モニア含有排ガス中のアンモニア濃度が１容量％以上で
あることが望ましい。
【００２２】また、後段触媒層に充填される触媒及び第
二の形態に係る発明におけるＯ2 測定用触媒は、Ａ成分
としてアルミニウム、チタニウム、シリコン及びジルコ
ニウムより選ばれる少なくとも一種の酸化物または複合
酸化物と、Ｂ成分としてバナジウム、タングステン、セ
リウム及び鉄より選ばれる少なくとも一種の酸化物と、
Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウ
ム、イリジウム、マンガン、クロム及び銅より選ばれる
少なくとも一種の金属及び／または酸化物とからなるも
のが好ましく、とりわけ、Ａ成分：７０〜９９重量％、
Ｂ成分：０．５〜３０重量％、Ｃ成分：０．００１〜２
０重量％を含有するものが有効である。
二の形態に係る発明におけるＯ2 測定用触媒は、Ａ成分
としてアルミニウム、チタニウム、シリコン及びジルコ
ニウムより選ばれる少なくとも一種の酸化物または複合
酸化物と、Ｂ成分としてバナジウム、タングステン、セ
リウム及び鉄より選ばれる少なくとも一種の酸化物と、
Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウ
ム、イリジウム、マンガン、クロム及び銅より選ばれる
少なくとも一種の金属及び／または酸化物とからなるも
のが好ましく、とりわけ、Ａ成分：７０〜９９重量％、
Ｂ成分：０．５〜３０重量％、Ｃ成分：０．００１〜２
０重量％を含有するものが有効である。
【００２３】また、前段触媒層に充填される触媒及び第
一の形態に係る発明におけるＮＯｘ測定用触媒は、Ｄ成
分としてアルミニウム、チタニウム、シリコン、ジルコ
ニウム、セリウム及び鉄より選ばれる少なくとも１種の
酸化物または複合酸化物と、Ｅ成分として白金、パラジ
ウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、マンガン及
び銅より選ばれる少なくとも一種の金属及び／または酸
化物とからなるものが好ましく、とりわけ、Ｄ成分：８
０〜９９．９９重量％、Ｅ成分：０．０１〜２０重量％
を含有したもの、あるいは、上記触媒をコージェライ
ト、ムライト、アルミナ、チタニア及びシリカの中から
選ばれる結晶性酸化物の耐熱材上に１〜３０％重量％担
持したものが有効である。
一の形態に係る発明におけるＮＯｘ測定用触媒は、Ｄ成
分としてアルミニウム、チタニウム、シリコン、ジルコ
ニウム、セリウム及び鉄より選ばれる少なくとも１種の
酸化物または複合酸化物と、Ｅ成分として白金、パラジ
ウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、マンガン及
び銅より選ばれる少なくとも一種の金属及び／または酸
化物とからなるものが好ましく、とりわけ、Ｄ成分：８
０〜９９．９９重量％、Ｅ成分：０．０１〜２０重量％
を含有したもの、あるいは、上記触媒をコージェライ
ト、ムライト、アルミナ、チタニア及びシリカの中から
選ばれる結晶性酸化物の耐熱材上に１〜３０％重量％担
持したものが有効である。
【００２４】また、各発明における高濃度アンモニア含
有排ガスとは、各種化学工場から排出される排ガス、都
市型清掃施設や汚泥処理施設から排出される排ガス吸収
液、あるいは半導体洗浄廃液や各種化学工場反応廃液の
アンモニアストリッピング放散ガス等が示される。
有排ガスとは、各種化学工場から排出される排ガス、都
市型清掃施設や汚泥処理施設から排出される排ガス吸収
液、あるいは半導体洗浄廃液や各種化学工場反応廃液の
アンモニアストリッピング放散ガス等が示される。
【００２５】ところで蒸気ストリッピングでは、放散ガ
ス中のアンモニアガス濃度が３０容量％程度に及ぶ場合
がある。このガスに空気を加え、直接前段触媒層で反応
させると、触媒入口温度を２５０℃とした場合、触媒層
温度が１４００℃にも達して触媒及び装置の耐熱限界を
超えてしまうことがある。
ス中のアンモニアガス濃度が３０容量％程度に及ぶ場合
がある。このガスに空気を加え、直接前段触媒層で反応
させると、触媒入口温度を２５０℃とした場合、触媒層
温度が１４００℃にも達して触媒及び装置の耐熱限界を
超えてしまうことがある。
【００２６】本発明において、高濃度アンモニア含有排
ガスに酸素含有ガスを混合した一次被処理ガスの濃度は
１〜１０容量％であり、好ましくは２〜８容量％であ
る。１容量％未満であれば二段目の後段触媒層のみでも
対応することができるため、本発明に依る必要はない。
また、１０容量％を超えると、前段反応器２における発
熱量が大きくなり、触媒及び装置の耐熱限界を超えてし
まうことがある。
ガスに酸素含有ガスを混合した一次被処理ガスの濃度は
１〜１０容量％であり、好ましくは２〜８容量％であ
る。１容量％未満であれば二段目の後段触媒層のみでも
対応することができるため、本発明に依る必要はない。
また、１０容量％を超えると、前段反応器２における発
熱量が大きくなり、触媒及び装置の耐熱限界を超えてし
まうことがある。
【００２７】この場合、窒素、水蒸気、産業排ガス等の
不活性ガスで希釈した後、前段触媒層に導入したり、ま
た、後述する第二の形態の図４で示すようなリサイクル
法を採用したり、或いはまた、前段触媒層を複数段の反
応器に分割して反応させることにより発熱を分散させる
方法を採用することにより、触媒層の温度を抑制してい
る。上記発熱分散法についてより具体的に述べると、ア
ンモニア含有排ガス中のアンモニアを窒素と水に分解す
るのに必要な理論酸素量未満の領域において、各反応器
での発熱量が触媒及び装置の耐熱限界を超えないように
反応器入口における被処理ガスの酸素濃度をコントロー
ルする方法である。このように、高濃度アンモニア含有
排ガスを多段からなる前段反応器によって処理して排ガ
ス中のアンモニア濃度を一定値以下にすることにより、
後段触媒層での経済的処理を可能にしている。なお、前
段の各反応器入口における被処理ガスの酸素濃度は第
一、第二及び第三の形態のいずれかの方法によってコン
トロールされてもよい。
不活性ガスで希釈した後、前段触媒層に導入したり、ま
た、後述する第二の形態の図４で示すようなリサイクル
法を採用したり、或いはまた、前段触媒層を複数段の反
応器に分割して反応させることにより発熱を分散させる
方法を採用することにより、触媒層の温度を抑制してい
る。上記発熱分散法についてより具体的に述べると、ア
ンモニア含有排ガス中のアンモニアを窒素と水に分解す
るのに必要な理論酸素量未満の領域において、各反応器
での発熱量が触媒及び装置の耐熱限界を超えないように
反応器入口における被処理ガスの酸素濃度をコントロー
ルする方法である。このように、高濃度アンモニア含有
排ガスを多段からなる前段反応器によって処理して排ガ
ス中のアンモニア濃度を一定値以下にすることにより、
後段触媒層での経済的処理を可能にしている。なお、前
段の各反応器入口における被処理ガスの酸素濃度は第
一、第二及び第三の形態のいずれかの方法によってコン
トロールされてもよい。
【００２８】また、本実施形態においては、高濃度アン
モニア含有排ガス中に、メタノール、エタノール、ホル
ムアルデヒド、アセトアルデヒド、メチルアミン等の有
機物が含まれていても処理を行うことができる。
モニア含有排ガス中に、メタノール、エタノール、ホル
ムアルデヒド、アセトアルデヒド、メチルアミン等の有
機物が含まれていても処理を行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した好ましい実施
の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１〜３は
第一の形態に係る制御方法と制御装置、図４は第二の形
態に係る制御方法と制御装置、図５は第三の形態に係る
制御方法と制御装置をそれぞれ示したものである。
の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１〜３は
第一の形態に係る制御方法と制御装置、図４は第二の形
態に係る制御方法と制御装置、図５は第三の形態に係る
制御方法と制御装置をそれぞれ示したものである。
【００３０】図１は、高濃度アンモニア含有排ガス処理
装置の構成を示したものである。高濃度アンモニア含有
排ガスは、一般的に図示しない蒸気ストリッピング装置
等から放散ガスとして得られるが、勿論、本発明には蒸
気の代わりに不活性ガスを用いて得られるような放散ガ
スも含まれる。
装置の構成を示したものである。高濃度アンモニア含有
排ガスは、一般的に図示しない蒸気ストリッピング装置
等から放散ガスとして得られるが、勿論、本発明には蒸
気の代わりに不活性ガスを用いて得られるような放散ガ
スも含まれる。
【００３１】触媒が充填されている前段触媒層としての
一段目の触媒反応器（以下、前段反応器と呼ぶ）２に
は、放散ガスを空気（酸素含有ガス）で希釈させた一次
被処理ガスが導入される。
一段目の触媒反応器（以下、前段反応器と呼ぶ）２に
は、放散ガスを空気（酸素含有ガス）で希釈させた一次
被処理ガスが導入される。
【００３２】この放散ガスは放散ガス導入路１を通じて
前段反応器２に導入される。この前段反応器２には、高
耐熱性の触媒が充填されており、酸素不足下ではＮ2 へ
の選択性が高いが、Ｏ2 過剰下ではＮＯｘ等を生成する
特性がある。この種の触媒の具体例としては、Ｄ成分と
してアルミニウム、チタニウム、シリコン、ジルコニウ
ム、セリウム及び鉄より選ばれる少なくとも１種の酸化
物または複合酸化物と、Ｅ成分として白金、パラジウ
ム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、マンガン及び
銅より選ばれる少なくとも一種の金属及び／または酸化
物とからなり、これをコージェライト、ムライト、アル
ミナ、チタニア及びシリカから選ばれる結晶性酸化物上
に担持させたものが示される。
前段反応器２に導入される。この前段反応器２には、高
耐熱性の触媒が充填されており、酸素不足下ではＮ2 へ
の選択性が高いが、Ｏ2 過剰下ではＮＯｘ等を生成する
特性がある。この種の触媒の具体例としては、Ｄ成分と
してアルミニウム、チタニウム、シリコン、ジルコニウ
ム、セリウム及び鉄より選ばれる少なくとも１種の酸化
物または複合酸化物と、Ｅ成分として白金、パラジウ
ム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、マンガン及び
銅より選ばれる少なくとも一種の金属及び／または酸化
物とからなり、これをコージェライト、ムライト、アル
ミナ、チタニア及びシリカから選ばれる結晶性酸化物上
に担持させたものが示される。
【００３３】また、前段反応器２に充填する触媒の空間
速度ＳＶは、５，０００〜５００，０００Ｈｒ-1であ
り、好ましくは１０，０００〜３００，０００Ｈｒ-1で
ある。５、０００Ｈｒ-1未満では処理装置が大きくなり
過ぎ非効率であり、５００，０００Ｈｒ-1を超える場合
は分解効率が低下し、また、圧損が大きくなるため好ま
しくない。
速度ＳＶは、５，０００〜５００，０００Ｈｒ-1であ
り、好ましくは１０，０００〜３００，０００Ｈｒ-1で
ある。５、０００Ｈｒ-1未満では処理装置が大きくなり
過ぎ非効率であり、５００，０００Ｈｒ-1を超える場合
は分解効率が低下し、また、圧損が大きくなるため好ま
しくない。
【００３４】放散ガス導入路１には前段反応器２用の空
気（以下、前段空気と呼ぶ）を導入するための前段空気
導入路３が分岐接続されており、空気ブロア４から送出
される空気が、流量制御弁５を介して流量調整された状
態で放散ガス導入路１に導入され、放散ガスを希釈する
ようになっている。
気（以下、前段空気と呼ぶ）を導入するための前段空気
導入路３が分岐接続されており、空気ブロア４から送出
される空気が、流量制御弁５を介して流量調整された状
態で放散ガス導入路１に導入され、放散ガスを希釈する
ようになっている。
【００３５】前段反応器２に導入される、希釈された放
散ガスは、酸素濃度がアンモニア含有排ガス中のアンモ
ニアを窒素と水に分解するのに必要な理論酸素量未満に
なるように調整され一次被処理ガスとなる。このように
して前段反応器２に導入された一次被処理ガス中のアン
モニアは、理論酸素量未満の状態で酸素量に応じた分だ
け分解される。なお、前段空気導入路３には空気予熱器
６が備えられ、希釈用の空気を昇温するようになってい
る。
散ガスは、酸素濃度がアンモニア含有排ガス中のアンモ
ニアを窒素と水に分解するのに必要な理論酸素量未満に
なるように調整され一次被処理ガスとなる。このように
して前段反応器２に導入された一次被処理ガス中のアン
モニアは、理論酸素量未満の状態で酸素量に応じた分だ
け分解される。なお、前段空気導入路３には空気予熱器
６が備えられ、希釈用の空気を昇温するようになってい
る。
【００３６】前段反応器２から送出されたガス（一次処
理後ガス）が流れる接続通路７には、引き続き、二段目
の触媒反応器（以下、後段反応器と呼ぶ）８用の酸素含
有ガスとしての空気（以下、後段空気と呼ぶ）を導入す
るための後段空気導入路９が接続されており、空気ブロ
ア４から送出される空気が、流量制御弁１０を介して流
量調整された状態で接続通路７に導入される。それによ
り一次処理後ガスは希釈された後に二次被処理ガスとな
り、触媒が充填されている後段反応器８に導入される。
なお、後段空気導入路９には空気予熱器１１が備えら
れ、希釈用の空気を昇温するようになっている。
理後ガス）が流れる接続通路７には、引き続き、二段目
の触媒反応器（以下、後段反応器と呼ぶ）８用の酸素含
有ガスとしての空気（以下、後段空気と呼ぶ）を導入す
るための後段空気導入路９が接続されており、空気ブロ
ア４から送出される空気が、流量制御弁１０を介して流
量調整された状態で接続通路７に導入される。それによ
り一次処理後ガスは希釈された後に二次被処理ガスとな
り、触媒が充填されている後段反応器８に導入される。
なお、後段空気導入路９には空気予熱器１１が備えら
れ、希釈用の空気を昇温するようになっている。
【００３７】この後段反応器８に充填されている触媒の
特性は、前段反応器２に充填されている触媒とは異なる
特性を有する。すなわち、Ｏ2 過剰であってもＮ2 選択
性が極めて高い。ただし、耐熱性の面から、アンモニア
濃度約１．５容量％が処理できる上限である。
特性は、前段反応器２に充填されている触媒とは異なる
特性を有する。すなわち、Ｏ2 過剰であってもＮ2 選択
性が極めて高い。ただし、耐熱性の面から、アンモニア
濃度約１．５容量％が処理できる上限である。
【００３８】後段反応器８に充填される触媒の具体例と
しては、Ａ成分としてアルミニウム、チタニウム、シリ
コン及びジルコニウムより選ばれる少なくとも一種の酸
化物または複合酸化物と、Ｂ成分としてバナジウム、タ
ングステン、セリウム及び鉄より選ばれる少なくとも一
種の酸化物と、Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウ
ム、ルテニウム、イリジウム、マンガン、クロム及び銅
より選ばれる少なくとも一種の金属及び／または酸化物
とからなるものが示される。
しては、Ａ成分としてアルミニウム、チタニウム、シリ
コン及びジルコニウムより選ばれる少なくとも一種の酸
化物または複合酸化物と、Ｂ成分としてバナジウム、タ
ングステン、セリウム及び鉄より選ばれる少なくとも一
種の酸化物と、Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウ
ム、ルテニウム、イリジウム、マンガン、クロム及び銅
より選ばれる少なくとも一種の金属及び／または酸化物
とからなるものが示される。
【００３９】また、後段反応器８に充填する触媒の空間
速度ＳＶは、５００〜１００，０００Ｈｒ-1であり、好
ましくは１、０００〜５０，０００Ｈｒ-1である。５０
０Ｈｒ-1未満では処理装置が大きくなり過ぎ非効率であ
り、１００，０００Ｈｒ-1を超える場合は分解効率が低
下するため好ましくない。
速度ＳＶは、５００〜１００，０００Ｈｒ-1であり、好
ましくは１、０００〜５０，０００Ｈｒ-1である。５０
０Ｈｒ-1未満では処理装置が大きくなり過ぎ非効率であ
り、１００，０００Ｈｒ-1を超える場合は分解効率が低
下するため好ましくない。
【００４０】また、後段空気の流量は、前段反応器２か
ら送出されたガスに対して理論酸素量以上となるように
調整される。また、後段反応器８に導入される二次被処
理ガス中のアンモニア濃度は、１．５容量％以下、好ま
しくは１容量％以下である。１．５容量％を超えると、
触媒が高温に曝されて劣化するため好ましくないからで
ある。
ら送出されたガスに対して理論酸素量以上となるように
調整される。また、後段反応器８に導入される二次被処
理ガス中のアンモニア濃度は、１．５容量％以下、好ま
しくは１容量％以下である。１．５容量％を超えると、
触媒が高温に曝されて劣化するため好ましくないからで
ある。
【００４１】なお、後段空気導入路９には空気予熱器１
１とスタートアップ炉１２が備えられている。スタート
アップ炉１２は燃料の供給によって燃焼する炉であり、
装置の始動時や一次被処理ガス中のアンモニア量が少な
い場合においてのみ動作する。
１とスタートアップ炉１２が備えられている。スタート
アップ炉１２は燃料の供給によって燃焼する炉であり、
装置の始動時や一次被処理ガス中のアンモニア量が少な
い場合においてのみ動作する。
【００４２】なお、ガス予熱器１４は後段反応器８から
排出されるガスの排熱を利用して、一次被処理ガスを設
定温度まで昇温する為のものであるが、バイパスライン
を設けその流量比を変化させることにより、一次被処理
ガスの温度を調整できるようになっている。このガス予
熱器（熱交換）では蒸気を回収しても良い。また回収蒸
気はストリッピング用として用いることもできる。
排出されるガスの排熱を利用して、一次被処理ガスを設
定温度まで昇温する為のものであるが、バイパスライン
を設けその流量比を変化させることにより、一次被処理
ガスの温度を調整できるようになっている。このガス予
熱器（熱交換）では蒸気を回収しても良い。また回収蒸
気はストリッピング用として用いることもできる。
【００４３】本発明において前段反応器２に導入する一
次被処理ガス中の酸素量は、アンモニア含有排ガス中の
アンモニアを窒素と水とに分解するのに必要な酸素量、
すなわち、理論酸素要求量を１とすると１未満でなけれ
ばならず、０．９５倍以下が好ましい。理論酸素要求量
を超えるとＮＯｘおよびＮ2 Ｏが激増するからである。
一方、後段反応器８に導入する酸素量は、理論酸素要求
量の１倍以上でなければならず、２倍以上が好ましい。
通常、この酸素量は、前段反応器２から送出されるガス
温度と後段反応器８の出入口温度と後段反応器８のガス
流量等に基づき、経済性を考慮して適宜決定される。な
お、後段反応器８において理論酸素要求量未満ではアン
モニアが残留することになり好ましくない。
次被処理ガス中の酸素量は、アンモニア含有排ガス中の
アンモニアを窒素と水とに分解するのに必要な酸素量、
すなわち、理論酸素要求量を１とすると１未満でなけれ
ばならず、０．９５倍以下が好ましい。理論酸素要求量
を超えるとＮＯｘおよびＮ2 Ｏが激増するからである。
一方、後段反応器８に導入する酸素量は、理論酸素要求
量の１倍以上でなければならず、２倍以上が好ましい。
通常、この酸素量は、前段反応器２から送出されるガス
温度と後段反応器８の出入口温度と後段反応器８のガス
流量等に基づき、経済性を考慮して適宜決定される。な
お、後段反応器８において理論酸素要求量未満ではアン
モニアが残留することになり好ましくない。
【００４４】また、放散ガス導入路１における前段反応
器２の上流側にはガス抽出路１７が分岐して設けられ、
そのガス抽出路１７を通じて抽出された一次被処理ガス
の一部（以下サンプルガスと呼ぶ）は請求項２の制御手
段としての制御ユニット１８の判定部１８０に導入され
る。なお、ガス抽出路の分岐箇所は前段反応器２の出口
であってもよい。
器２の上流側にはガス抽出路１７が分岐して設けられ、
そのガス抽出路１７を通じて抽出された一次被処理ガス
の一部（以下サンプルガスと呼ぶ）は請求項２の制御手
段としての制御ユニット１８の判定部１８０に導入され
る。なお、ガス抽出路の分岐箇所は前段反応器２の出口
であってもよい。
【００４５】判定部１８０は、抽出されたサンプルガス
に対して、アンモニア含有排ガスを分解するに必要な酸
素量以上の空気を一定量過剰付加し、ＮＯｘ測定用触媒
と反応させてＮＯｘを発生させ、ＮＯｘ濃度がある一定
値以上か以下かに応じて流量制御弁５の開度を調整する
ようになっている。なお、測定に供したサンプルガス
は、戻し通路１９を介して接続通路７に戻される。
に対して、アンモニア含有排ガスを分解するに必要な酸
素量以上の空気を一定量過剰付加し、ＮＯｘ測定用触媒
と反応させてＮＯｘを発生させ、ＮＯｘ濃度がある一定
値以上か以下かに応じて流量制御弁５の開度を調整する
ようになっている。なお、測定に供したサンプルガス
は、戻し通路１９を介して接続通路７に戻される。
【００４６】上記ＮＯｘ測定用触媒は、上述した前段反
応器２に充填される触媒と同じもの、または同種のもの
であってもよい。ただし、測定用触媒としての空間速度
ＳＶは、１００〜５０，０００Ｈｒ-1であり、好ましく
は５００〜５０００Ｈｒ-1である。１００Ｈｒ-1未満で
は必要以上に測定装置が大きくなり好ましくなく、また
測定精度を高めるために５０，０００Ｈｒ-1を超えるべ
きでない。
応器２に充填される触媒と同じもの、または同種のもの
であってもよい。ただし、測定用触媒としての空間速度
ＳＶは、１００〜５０，０００Ｈｒ-1であり、好ましく
は５００〜５０００Ｈｒ-1である。１００Ｈｒ-1未満で
は必要以上に測定装置が大きくなり好ましくなく、また
測定精度を高めるために５０，０００Ｈｒ-1を超えるべ
きでない。
【００４７】なお、アンモニア含有排ガスを浄化処理す
るときの測定用触媒の入口温度は、測定精度を高めるた
めには２００〜４００℃の範囲内であることが好まし
い。また、前段反応器２の入口温度は１５０〜５００℃
であり、好ましくは２００〜４００℃である。１５０℃
未満では処理効率が十分でなく、５００℃を超えて反応
することは徒に昇温するだけで経済的でない。また、後
段反応器８の入口温度は２５０〜５００℃であり、好ま
しくは３００〜４７０℃である。２５０℃未満の場合は
アンモニアの処理効率が十分でなく、４７０℃を超える
場合はＮＯｘの高度除去が難しくなる。
るときの測定用触媒の入口温度は、測定精度を高めるた
めには２００〜４００℃の範囲内であることが好まし
い。また、前段反応器２の入口温度は１５０〜５００℃
であり、好ましくは２００〜４００℃である。１５０℃
未満では処理効率が十分でなく、５００℃を超えて反応
することは徒に昇温するだけで経済的でない。また、後
段反応器８の入口温度は２５０〜５００℃であり、好ま
しくは３００〜４７０℃である。２５０℃未満の場合は
アンモニアの処理効率が十分でなく、４７０℃を超える
場合はＮＯｘの高度除去が難しくなる。
【００４８】図２は上述した判定部１８０の内部構成を
示す回路図である。同図において、ガス抽出路１７から
導入されたサンプルガスは、流量計１８０ａまたはオリ
フィスを通過して流量測定される。サンプルガスは、上
記測定された流量と、予め設定されたある一次被処理ガ
スのＯ2 ／ＴｈＯＤ比に対しサンプルガスのＯ2 ／Ｔｈ
ＯＤ比を例えば１．０１にするのに必要な酸素量とから
算出される一定量の空気が加えられた状態でＮＯｘ測定
用触媒１８０ｂに導入される。ＮＯｘ測定用触媒１８０
ｂにて反応に供せられたサンプルガスは、ＮＯｘ測定装
置１８０ｃに導入され、反応後に生じたＮＯｘが測定さ
れる。測定結果は流量制御部１８１に与えられ、流量制
御部１８１は予め与えられている設定値と比較すること
により、流量制御弁５に対し開度信号を出力する。次に
上記制御ユニット１８の制御動作を以下に説明する。
示す回路図である。同図において、ガス抽出路１７から
導入されたサンプルガスは、流量計１８０ａまたはオリ
フィスを通過して流量測定される。サンプルガスは、上
記測定された流量と、予め設定されたある一次被処理ガ
スのＯ2 ／ＴｈＯＤ比に対しサンプルガスのＯ2 ／Ｔｈ
ＯＤ比を例えば１．０１にするのに必要な酸素量とから
算出される一定量の空気が加えられた状態でＮＯｘ測定
用触媒１８０ｂに導入される。ＮＯｘ測定用触媒１８０
ｂにて反応に供せられたサンプルガスは、ＮＯｘ測定装
置１８０ｃに導入され、反応後に生じたＮＯｘが測定さ
れる。測定結果は流量制御部１８１に与えられ、流量制
御部１８１は予め与えられている設定値と比較すること
により、流量制御弁５に対し開度信号を出力する。次に
上記制御ユニット１８の制御動作を以下に説明する。
【００４９】図３は測定用触媒１８０ｂにおいて、理論
酸素要求量ＴｈＯＤに対する酸素Ｏ 2 の比率とＮＯｘ発
生濃度との関係を示したものである。
酸素要求量ＴｈＯＤに対する酸素Ｏ 2 の比率とＮＯｘ発
生濃度との関係を示したものである。
【００５０】前段反応器２に充填される触媒において、
Ｏ2 ／ＴｈＯＤ＝１．０以上にするとＮＯｘ発生濃度が
急激に増加する特性を利用した本発明は、放散ガスと空
気を混合した一次被処理ガスの一部を抽出し、上記で規
定した一定量の空気を加えた状態で判定部１８０に導入
している。すなわち、一次被処理ガスを、実際の処理ラ
インから分岐して設けられたＮＯｘ測定用の流路に取り
込み、実際の処理ラインで導入される空気よりも多い量
の空気を付加してＮＯｘが発生しやすい状態を形成して
いる。上記で規定した一定量の空気を加えた状態でＮＯ
ｘ発生濃度が例えば設定値としての１，０００ｐｐｍ以
上であるときは、流量制御弁５の開度を絞り、放散ガス
に混合する空気量を一定量削減する。一方、ＮＯｘ発生
濃度が１，０００ｐｐｍ未満であれば、流量制御弁５の
開度を開いて放散ガスに混合する空気量を増加させる。
Ｏ2 ／ＴｈＯＤ＝１．０以上にするとＮＯｘ発生濃度が
急激に増加する特性を利用した本発明は、放散ガスと空
気を混合した一次被処理ガスの一部を抽出し、上記で規
定した一定量の空気を加えた状態で判定部１８０に導入
している。すなわち、一次被処理ガスを、実際の処理ラ
インから分岐して設けられたＮＯｘ測定用の流路に取り
込み、実際の処理ラインで導入される空気よりも多い量
の空気を付加してＮＯｘが発生しやすい状態を形成して
いる。上記で規定した一定量の空気を加えた状態でＮＯ
ｘ発生濃度が例えば設定値としての１，０００ｐｐｍ以
上であるときは、流量制御弁５の開度を絞り、放散ガス
に混合する空気量を一定量削減する。一方、ＮＯｘ発生
濃度が１，０００ｐｐｍ未満であれば、流量制御弁５の
開度を開いて放散ガスに混合する空気量を増加させる。
【００５１】このような制御を行うことにより、前段反
応器２から送出される排ガス中のＮＯｘ抑制が可能とな
り、前段反応器２でのアンモニアの処理量を一定の範囲
（後段反応器８へのアンモニア濃度を一定の範囲）にす
ることができる。
応器２から送出される排ガス中のＮＯｘ抑制が可能とな
り、前段反応器２でのアンモニアの処理量を一定の範囲
（後段反応器８へのアンモニア濃度を一定の範囲）にす
ることができる。
【００５２】また、上記実施形態では判定部１８０で測
定されたＮＯｘ濃度が設定値以上または未満であれば(
ａ) 放散ガスに混合する空気量を減少または増加させる
よう制御したが、これに限らず、( ｂ) 放散ガス量を増
加または減少させるよう制御することもできる。
定されたＮＯｘ濃度が設定値以上または未満であれば(
ａ) 放散ガスに混合する空気量を減少または増加させる
よう制御したが、これに限らず、( ｂ) 放散ガス量を増
加または減少させるよう制御することもできる。
【００５３】また、上記実施形態では触媒反応器をニ段
に分け、前段で理論酸素量以下の条件で反応させること
により供給酸素量に見合ったアンモニア分を低減させた
後、さらに残存するアンモニア分に対して空気を少なく
とも理論酸素量以上吹き込み、後段反応器へ導入してア
ンモニア含有排ガス浄化処理の制御を行ったが、これに
限らず、前段が複数の触媒反応器を有している場合に対
しても本発明を適用することができる。
に分け、前段で理論酸素量以下の条件で反応させること
により供給酸素量に見合ったアンモニア分を低減させた
後、さらに残存するアンモニア分に対して空気を少なく
とも理論酸素量以上吹き込み、後段反応器へ導入してア
ンモニア含有排ガス浄化処理の制御を行ったが、これに
限らず、前段が複数の触媒反応器を有している場合に対
しても本発明を適用することができる。
【００５４】次に、第二の形態に係る制御方法及び制御
装置を図４を参照しながら説明する。同図において、蒸
気ストリッピング装置から発生してきた放散ガスをガス
導入路３５から導入し、そのうち、０．０５Ｎｍ3/Ｈｒ
を分岐路２０に取り込み、この取り込んだサンプリング
ガスに対し、予めヒータ２１で５０℃に昇温した空気
０．７Ｎｍ3/Ｈｒを混合して１５倍に希釈した後、０．
０３Ｎｍ3/Ｈｒを酸素濃度計２２に供給し、残りのガス
をヒータ２３によりさらに３５０℃まで昇温した後、後
述する触媒調製例１で得られたアンモニア濃度測定用と
しての触媒（測定用触媒）２４（０．３リットル）に導
入した。上記昇温した空気を供給する供給路は請求項４
の酸素含有ガス付加手段とみなすことができる。
装置を図４を参照しながら説明する。同図において、蒸
気ストリッピング装置から発生してきた放散ガスをガス
導入路３５から導入し、そのうち、０．０５Ｎｍ3/Ｈｒ
を分岐路２０に取り込み、この取り込んだサンプリング
ガスに対し、予めヒータ２１で５０℃に昇温した空気
０．７Ｎｍ3/Ｈｒを混合して１５倍に希釈した後、０．
０３Ｎｍ3/Ｈｒを酸素濃度計２２に供給し、残りのガス
をヒータ２３によりさらに３５０℃まで昇温した後、後
述する触媒調製例１で得られたアンモニア濃度測定用と
しての触媒（測定用触媒）２４（０．３リットル）に導
入した。上記昇温した空気を供給する供給路は請求項４
の酸素含有ガス付加手段とみなすことができる。
【００５５】触媒処理後のガスのうち０．０３Ｎｍ3/Ｈ
ｒを５０℃に降温した後、酸素濃度計２５に導入し、残
りのガスおよび酸素濃度計２２と２５から送出されたガ
スは後段反応器３３の上流側に戻した。
ｒを５０℃に降温した後、酸素濃度計２５に導入し、残
りのガスおよび酸素濃度計２２と２５から送出されたガ
スは後段反応器３３の上流側に戻した。
【００５６】両酸素濃度計２２，２５により測定用触媒
２４の入口および出口の酸素濃度が測定され、それらの
酸素濃度値の差、すなわち酸素濃度減少値に基づいて演
算器２６（請求項４の制御手段）は放散ガス中のアンモ
ニア濃度を１５容量％と算出した。なお酸素濃度計２
２，２５は一つで共用し、交互に切り替えて測定用触媒
２４の入口および出口の酸素濃度を測定してもよい。こ
のようにして放散ガス中のアンモニア濃度が算出される
と、処理系に導入された高濃度アンモニア含有ガス５０
Ｎｍ3/Ｈｒに対して、酸素計を介して理論酸素要求量の
０．８倍（予め設定された値）になるように制御された
空気（２１．４Ｎｍ3/Ｈｒ）が、ヒータ２７で昇温され
た後、混合される。昇温された空気により２１０℃まで
昇温された一次被処理ガスは、ブロワ２８を通り、後述
する触媒調製例２で得られた触媒（３リットル）が充填
された前段反応器２９に導入される。
２４の入口および出口の酸素濃度が測定され、それらの
酸素濃度値の差、すなわち酸素濃度減少値に基づいて演
算器２６（請求項４の制御手段）は放散ガス中のアンモ
ニア濃度を１５容量％と算出した。なお酸素濃度計２
２，２５は一つで共用し、交互に切り替えて測定用触媒
２４の入口および出口の酸素濃度を測定してもよい。こ
のようにして放散ガス中のアンモニア濃度が算出される
と、処理系に導入された高濃度アンモニア含有ガス５０
Ｎｍ3/Ｈｒに対して、酸素計を介して理論酸素要求量の
０．８倍（予め設定された値）になるように制御された
空気（２１．４Ｎｍ3/Ｈｒ）が、ヒータ２７で昇温され
た後、混合される。昇温された空気により２１０℃まで
昇温された一次被処理ガスは、ブロワ２８を通り、後述
する触媒調製例２で得られた触媒（３リットル）が充填
された前段反応器２９に導入される。
【００５７】また、前段反応器２９より送出されたガス
は、リサイクルライン３０に６７Ｎｍ3 ／Ｈｒ導入さ
れ、熱交換器３１を通して所定温度に降温され、前段触
媒２９の上流側のライン３２に帰還される。
は、リサイクルライン３０に６７Ｎｍ3 ／Ｈｒ導入さ
れ、熱交換器３１を通して所定温度に降温され、前段触
媒２９の上流側のライン３２に帰還される。
【００５８】前段触媒２９から送出されたガスには、空
気６６Ｎｍ3/Ｈｒ（酸素大過剰）が混合され、ガス温度
が３３０℃に低下された後、触媒調製例１で得られた触
媒（３０リットル）が充填された後段反応器３３に導入
される。
気６６Ｎｍ3/Ｈｒ（酸素大過剰）が混合され、ガス温度
が３３０℃に低下された後、触媒調製例１で得られた触
媒（３０リットル）が充填された後段反応器３３に導入
される。
【００５９】このとき、後段反応器３３から排出された
ガス中のアンモニア濃度は、未検出レベル、すなわち１
ｐｐｍ以下であり、ＮＯｘは１０ｐｐｍ、Ｎ2 Ｏは４０
ｐｐｍであった。
ガス中のアンモニア濃度は、未検出レベル、すなわち１
ｐｐｍ以下であり、ＮＯｘは１０ｐｐｍ、Ｎ2 Ｏは４０
ｐｐｍであった。
【００６０】また、このとき一次被処理ガス及び後段反
応器排出ガスについて冷水吸収し、分析したところ、一
次被処理ガスにはメタノールが１５０ｐｐｍ検出された
が、後段反応器排出ガスでは未検出レベル、すなわち１
ｐｐｍ以下であった。
応器排出ガスについて冷水吸収し、分析したところ、一
次被処理ガスにはメタノールが１５０ｐｐｍ検出された
が、後段反応器排出ガスでは未検出レベル、すなわち１
ｐｐｍ以下であった。
【００６１】上記演算器２６においてアンモニア濃度の
算出には、下記に例示した反応式を使用している。 ４ＮＨ3 ＋３Ｏ2 →２Ｎ2 ＋６Ｈ2 ０
算出には、下記に例示した反応式を使用している。 ４ＮＨ3 ＋３Ｏ2 →２Ｎ2 ＋６Ｈ2 ０
【００６２】Ｏ2 濃度測定用触媒を用いた場合には、Ｎ
2 と水への選択性が極めて高いため、上記反応式を用い
てアンモニア濃度を算出することができる。なお、Ｏ2
濃度測定用以外の触媒、例えば第一の形態で示したＮＯ
ｘ測定用触媒を用いた場合には、アンモニアに理論酸素
量以上の空気を添加し反応させると、９９％以上の転化
率時においてＮＯｘ及びＮ2 Ｏ等副生物の生成率が数割
に達するため、上記反応式を採用し難い。しかしなが
ら、Ｏ2 濃度測定用触媒以外でも、経験的にアンモニア
モル当たりの酸素消費量を求めることにより、Ｏ2 濃度
測定用触媒として用いることもできる。
2 と水への選択性が極めて高いため、上記反応式を用い
てアンモニア濃度を算出することができる。なお、Ｏ2
濃度測定用以外の触媒、例えば第一の形態で示したＮＯ
ｘ測定用触媒を用いた場合には、アンモニアに理論酸素
量以上の空気を添加し反応させると、９９％以上の転化
率時においてＮＯｘ及びＮ2 Ｏ等副生物の生成率が数割
に達するため、上記反応式を採用し難い。しかしなが
ら、Ｏ2 濃度測定用触媒以外でも、経験的にアンモニア
モル当たりの酸素消費量を求めることにより、Ｏ2 濃度
測定用触媒として用いることもできる。
【００６３】なお、上記の空気を制御するには放散ガス
中のアンモニア濃度の算出によらず単に酸素濃度差で制
御することもできる。また、サンプリングガスの取り込
み位置は、前段反応器の入口または出口とすることもで
きる。
中のアンモニア濃度の算出によらず単に酸素濃度差で制
御することもできる。また、サンプリングガスの取り込
み位置は、前段反応器の入口または出口とすることもで
きる。
【００６４】また、酸素濃度計２２，２５としては、連
続測定が可能なものであれば良く、例えばジルコニア式
酸素濃度計、ガルバニ電池式酸素濃度計、磁気式酸素濃
度計等、市販の計器を用いることができる。上記説明に
おいて触媒調製例１及び２は以下の通りである。
続測定が可能なものであれば良く、例えばジルコニア式
酸素濃度計、ガルバニ電池式酸素濃度計、磁気式酸素濃
度計等、市販の計器を用いることができる。上記説明に
おいて触媒調製例１及び２は以下の通りである。
【００６５】触媒調製例１ チタニア及びシリカからなる複合酸化物を以下に示す方
法にて調製した。１０重量％アンモニア水７００リット
ルに２０重量％シリカゾル３５．５kgを加え撹拌混合し
た後、硫酸チタニルの硫酸水溶液（１２５g ・ＴｉＯ2
／リットル、０．５５g ・Ｈ2 ＳＯ4 ／リットル）３０
０リットルを撹拌しながら徐々に滴下した。得られたゲ
ルを熟成、ろ過水洗後、１５０℃にて１０時間乾燥し、
次いで５００℃にて３時間焼成した。得られた粉体組成
は、ＴｉＯ2 ：ＳｉＯ2 ＝４：１（モル比）であり、Ｂ
ＥＴ比表面積は２００ｍ3/ｇであった。この粉体２０kg
にメタバナジン酸アンモニウム０．８６kg及びパラタン
グステン酸アンモニウム１．８１kgを含む１０％モノエ
タノールアミン水溶液１４kgを加え、成形助剤として澱
粉を加えニーダーにて混練りした後、押し出し成形機に
て外寸１００mm角、目開き２．８mm、肉厚０．５mm、長
さ４５０mmのハニカム状に成型した。
法にて調製した。１０重量％アンモニア水７００リット
ルに２０重量％シリカゾル３５．５kgを加え撹拌混合し
た後、硫酸チタニルの硫酸水溶液（１２５g ・ＴｉＯ2
／リットル、０．５５g ・Ｈ2 ＳＯ4 ／リットル）３０
０リットルを撹拌しながら徐々に滴下した。得られたゲ
ルを熟成、ろ過水洗後、１５０℃にて１０時間乾燥し、
次いで５００℃にて３時間焼成した。得られた粉体組成
は、ＴｉＯ2 ：ＳｉＯ2 ＝４：１（モル比）であり、Ｂ
ＥＴ比表面積は２００ｍ3/ｇであった。この粉体２０kg
にメタバナジン酸アンモニウム０．８６kg及びパラタン
グステン酸アンモニウム１．８１kgを含む１０％モノエ
タノールアミン水溶液１４kgを加え、成形助剤として澱
粉を加えニーダーにて混練りした後、押し出し成形機に
て外寸１００mm角、目開き２．８mm、肉厚０．５mm、長
さ４５０mmのハニカム状に成型した。
【００６６】これを８０℃乾燥後、４５０℃にて６時間
空気焼成した。このハニカム成型体の組成は、Ｔｉ−Ｓ
ｉ複合酸化物：Ｖ2 Ｏ5 ：ＷＯ3 ＝９０：３：７（重量
比）であった。この成型体を硝酸パラジウム水溶液に含
浸し、１５０℃で３時間乾燥後４５０℃にて３時間空気
雰囲気下で焼成した。こうして得られた触媒の組成は、
Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物：Ｖ2 Ｏ5 ：ＷＯ3 ：Ｐｄ＝８
９．４：３：７：０．６（重量比）であり、ＢＥＴ比表
面積は１２５ｍ2/ｇ、細孔容積は０．４５ｃｃ／ｇであ
った。
空気焼成した。このハニカム成型体の組成は、Ｔｉ−Ｓ
ｉ複合酸化物：Ｖ2 Ｏ5 ：ＷＯ3 ＝９０：３：７（重量
比）であった。この成型体を硝酸パラジウム水溶液に含
浸し、１５０℃で３時間乾燥後４５０℃にて３時間空気
雰囲気下で焼成した。こうして得られた触媒の組成は、
Ｔｉ−Ｓｉ複合酸化物：Ｖ2 Ｏ5 ：ＷＯ3 ：Ｐｄ＝８
９．４：３：７：０．６（重量比）であり、ＢＥＴ比表
面積は１２５ｍ2/ｇ、細孔容積は０．４５ｃｃ／ｇであ
った。
【００６７】触媒調製例２ 蓚酸水溶液に１５０m2/gの比表面積を持つγ−アルミナ
粉を投入し、スラリー化した。これをハニカム状のコー
ジェライト担体（外寸８０mm角、目開き２．０mm、肉厚
０．５mm、長さ２００mm）にコーティングし、乾燥、焼
成して触媒支持体を調製した。この触媒支持体のＡｌ2
Ｏ3 含有率は１５重量％であった。これを硝酸白金と硝
酸パラジウムを含む水溶液に含浸し、１００℃で乾燥し
た後、４５０℃にて３時間空気雰囲気下で焼成した。こ
の触媒のＰｔ及びＰｄ担持量は、各々０．１５重量％で
あった。
粉を投入し、スラリー化した。これをハニカム状のコー
ジェライト担体（外寸８０mm角、目開き２．０mm、肉厚
０．５mm、長さ２００mm）にコーティングし、乾燥、焼
成して触媒支持体を調製した。この触媒支持体のＡｌ2
Ｏ3 含有率は１５重量％であった。これを硝酸白金と硝
酸パラジウムを含む水溶液に含浸し、１００℃で乾燥し
た後、４５０℃にて３時間空気雰囲気下で焼成した。こ
の触媒のＰｔ及びＰｄ担持量は、各々０．１５重量％で
あった。
【００６８】次に、第三の形態に係る制御方法及び制御
装置を図５を参照しながら説明する。
装置を図５を参照しながら説明する。
【００６９】蒸気ストリッピング装置から発生してきた
放散ガス（アンモニア濃度は１０容量％以下になるよう
にコントロールされている）６０Nm3/Hrを熱交換器４０
で昇温し、これに空気１５Nm3/Hrを混合した。このとき
のガス温は２５０℃であった。この混合ガスをブロワ４
１により、上記触媒調製例２で得られた触媒１．５リッ
トルが充填された前段反応器４２に導入した。
放散ガス（アンモニア濃度は１０容量％以下になるよう
にコントロールされている）６０Nm3/Hrを熱交換器４０
で昇温し、これに空気１５Nm3/Hrを混合した。このとき
のガス温は２５０℃であった。この混合ガスをブロワ４
１により、上記触媒調製例２で得られた触媒１．５リッ
トルが充填された前段反応器４２に導入した。
【００７０】その前段反応器４２より送出されたガスに
対し、後段反応器４３の入口温度が３６０℃になるよう
に制御された空気量（酸素大過剰）を混合した後、触媒
調製例１で得られた触媒３０リットルが充填された後段
反応器４３に導入した。このときの空気量は７５Nm3/Hr
であった。
対し、後段反応器４３の入口温度が３６０℃になるよう
に制御された空気量（酸素大過剰）を混合した後、触媒
調製例１で得られた触媒３０リットルが充填された後段
反応器４３に導入した。このときの空気量は７５Nm3/Hr
であった。
【００７１】放散ガスを二段の反応器を通過させて処理
するにあたり、前段反応器４２では、アンモニア含有排
ガスを浄化するのに必要な理論酸素量未満で反応が行わ
れるため、前段反応器４２出口には、酸素不足により必
ずアンモニアが送出される。このアンモニア含有排ガス
に対して過剰酸素となるような一定空気量を混合し、後
段反応器４３に導入した場合、後段反応器４３における
入口及び出口においてアンモニア含有排ガス中のアンモ
ニア濃度に概ね比例した温度差が生じる。
するにあたり、前段反応器４２では、アンモニア含有排
ガスを浄化するのに必要な理論酸素量未満で反応が行わ
れるため、前段反応器４２出口には、酸素不足により必
ずアンモニアが送出される。このアンモニア含有排ガス
に対して過剰酸素となるような一定空気量を混合し、後
段反応器４３に導入した場合、後段反応器４３における
入口及び出口においてアンモニア含有排ガス中のアンモ
ニア濃度に概ね比例した温度差が生じる。
【００７２】ちなみにアンモニア濃度と反応器入出温度
差の関係は、アンモニア燃焼熱（７５．７ｋｃａｌ／ｍ
ｏｌ）、ガス組成、反応器の放熱量等により決まるが、
例えば反応器の放熱がなく、空気中にアンモニアが１容
量％含有される場合、ガス温度が３００℃付近ではアン
モニアの窒素と水への分解反応により、そのガス温度は
約１００℃上昇する。また、空気と水蒸気が１：１の混
合ガスの場合、同じく約９０℃上昇する。
差の関係は、アンモニア燃焼熱（７５．７ｋｃａｌ／ｍ
ｏｌ）、ガス組成、反応器の放熱量等により決まるが、
例えば反応器の放熱がなく、空気中にアンモニアが１容
量％含有される場合、ガス温度が３００℃付近ではアン
モニアの窒素と水への分解反応により、そのガス温度は
約１００℃上昇する。また、空気と水蒸気が１：１の混
合ガスの場合、同じく約９０℃上昇する。
【００７３】そこで後段反応器４３の入口と出口にそれ
ぞれ請求項６の測定手段としての温度計４４，４５を設
置して入口と出口の温度差を測定し、請求項６の制御手
段としての演算器４６でその温度差を算出する。次い
で、前段反応器４２の出口ガス量と後段用希釈空気量か
ら前段反応器４２から送出されたガスのアンモニア濃度
を算出し、その結果に基づいて、温度差または出口温度
が一定になるように、前段反応器４２に導入する高濃度
アンモニア含有排ガスの浄化用空気量の制御を行ってい
る。なお、温度計４５の設置位置は、アンモニア濃度が
変化した際、最初に温度変化を示す部位は触媒層入口付
近であるので、速くアンモニア濃度を検知するために、
触媒層に挿入してもよい。
ぞれ請求項６の測定手段としての温度計４４，４５を設
置して入口と出口の温度差を測定し、請求項６の制御手
段としての演算器４６でその温度差を算出する。次い
で、前段反応器４２の出口ガス量と後段用希釈空気量か
ら前段反応器４２から送出されたガスのアンモニア濃度
を算出し、その結果に基づいて、温度差または出口温度
が一定になるように、前段反応器４２に導入する高濃度
アンモニア含有排ガスの浄化用空気量の制御を行ってい
る。なお、温度計４５の設置位置は、アンモニア濃度が
変化した際、最初に温度変化を示す部位は触媒層入口付
近であるので、速くアンモニア濃度を検知するために、
触媒層に挿入してもよい。
【００７４】本実施形態において各温度計４４，４５に
よって測定された温度の差は６０℃であった。また、入
口温度計４４は、後段反応器４３手前から導入する空気
量を調節することによって後段反応器４３入口温度を制
御する場合にも利用される。また、後段反応器４３から
送出されたガスは、熱交換器４０を通して大気放出され
る。
よって測定された温度の差は６０℃であった。また、入
口温度計４４は、後段反応器４３手前から導入する空気
量を調節することによって後段反応器４３入口温度を制
御する場合にも利用される。また、後段反応器４３から
送出されたガスは、熱交換器４０を通して大気放出され
る。
【００７５】この制御によって後段反応器４３から送出
されたガス中のアンモニア濃度は未検出レベル、すなわ
ち１ｐｐｍ以下であり、ＮＯｘは１５ｐｐｍ、Ｎ2 Ｏは
３５ｐｐｍであった。また、このとき、放散ガス中のア
ンモニア濃度は８．８容量％であった。
されたガス中のアンモニア濃度は未検出レベル、すなわ
ち１ｐｐｍ以下であり、ＮＯｘは１５ｐｐｍ、Ｎ2 Ｏは
３５ｐｐｍであった。また、このとき、放散ガス中のア
ンモニア濃度は８．８容量％であった。
【００７６】なお、第一〜第三の各形態における反応器
に充填される触媒、および第一と第二の形態において測
定用に充填される触媒の形状としては、板状、波板状、
網状、球状、円柱状、円筒状、ハニカム状に成型して用
いてもよい。また、コージェライト、ムライト、アルミ
ナ、チタニア、シリカ、シリカアミナル、ステンレス金
網などよりなる板状、波板状、網状、球状、円柱状、円
筒状、ハニカム状の耐熱基材に担持して用いることもで
きる。
に充填される触媒、および第一と第二の形態において測
定用に充填される触媒の形状としては、板状、波板状、
網状、球状、円柱状、円筒状、ハニカム状に成型して用
いてもよい。また、コージェライト、ムライト、アルミ
ナ、チタニア、シリカ、シリカアミナル、ステンレス金
網などよりなる板状、波板状、網状、球状、円柱状、円
筒状、ハニカム状の耐熱基材に担持して用いることもで
きる。
【００７７】また、第一〜第三の各形態による制御方法
または制御装置は、上記したように単独で処理系に適用
することができるが、例えば第一の形態または第二の形
態に係る制御方法または制御装置と第三の形態に係る制
御方法または制御装置を組み合わせて、より信頼性のあ
る高濃度アンモニア含有排ガス処理を行うこともでき
る。
または制御装置は、上記したように単独で処理系に適用
することができるが、例えば第一の形態または第二の形
態に係る制御方法または制御装置と第三の形態に係る制
御方法または制御装置を組み合わせて、より信頼性のあ
る高濃度アンモニア含有排ガス処理を行うこともでき
る。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、排ガス中に含まれるアンモニア含有量
が１容量％を超えるような高濃度アンモニア含有排ガス
であっても、安価な制御方法及び装置でＮＯｘやＮ2 Ｏ
の発生量を抑制しながら、効率良くアンモニアを分解処
理することができる。
本発明によれば、排ガス中に含まれるアンモニア含有量
が１容量％を超えるような高濃度アンモニア含有排ガス
であっても、安価な制御方法及び装置でＮＯｘやＮ2 Ｏ
の発生量を抑制しながら、効率良くアンモニアを分解処
理することができる。
【図１】本発明の第一の形態に係る高濃度アンモニア含
有排ガス処理装置の構成図である。
有排ガス処理装置の構成図である。
【図２】図１の判定部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の測定用触媒におけるＮＯｘ発生量を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】本発明の第二の形態に係る高濃度アンモニア含
有排ガス処理装置の構成図である。
有排ガス処理装置の構成図である。
【図５】本発明の第三の形態に係る高濃度アンモニア含
有排ガス処理装置の構成図である。
有排ガス処理装置の構成図である。
１ 放散ガス導入路 ２ 前段反応器 ３ 前段空気導入路 ４ 空気ブロア ５ 流量制御弁 ６ 空気予熱器 ７ 接続通路 ８ 後段反応器 ９ 後段空気導入路 １０ 流量制御弁 １１ 空気予熱器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 幸弘 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の １ 株式会社日本触媒内
Claims (10)
- 【請求項１】 高濃度アンモニア含有排ガスに酸素含有
ガスを混合した一次被処理ガスを、前段触媒層に導入
し、前記前段触媒層で処理された一次処理後ガスに酸素
含有ガスを混合した二次被処理ガスを、後段触媒層に順
次導入することによって高濃度アンモニア含有排ガスを
浄化する排ガス処理装置において、 (a) 前記一次被処理ガスの一部または前記一次処理後ガ
スの一部を抜き出し、 (b) 抜き出した前記ガスに対し、一定量の酸素含有ガス
を付加し、 (c) ＮＯｘ測定用触媒を用いて反応させ、発生したＮＯ
ｘ濃度を測定し、 (d) 測定されたＮＯｘ濃度が設定値以上であれば、前記
高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素含有ガス量
を減少させるかまたは前記高濃度アンモニア含有排ガス
の導入量を増加させ、 (e) 測定されたＮＯｘ濃度が設定値未満であれば、前記
高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素含有ガス量
を増加させるか、または前記高濃度アンモニア含有排ガ
スの導入量を減少させ、 前記(a) 〜(e) の工程を繰り返すことを特徴とする高濃
度アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法。 - 【請求項２】 高濃度アンモニア含有排ガスに酸素含有
ガスを混合した一次被処理ガスを、前段触媒層に導入
し、前記前段触媒層で処理された一次処理後ガスに酸素
含有ガスを混合した二次被処理ガスを、後段触媒層に順
次導入することによって高濃度アンモニア含有排ガスを
浄化する排ガス処理装置において、 前記一次被処理ガスの一部または前記一次処理後ガスの
一部に、一定量の酸素含有ガスを付加する酸素含有ガス
付加手段と、前記酸素含有ガスが付加されたガスと反応
されるＮＯｘ測定用触媒と、反応によって発生したＮＯ
ｘの濃度を測定し、該ＮＯｘ濃度に応じて前記高濃度ア
ンモニア含有排ガスに混合する酸素含有ガス量または前
記高濃度アンモニア含有排ガスの導入量を制御する制御
手段と、を備えてなることを特徴とする高濃度アンモニ
ア含有排ガス処理装置。 - 【請求項３】 高濃度アンモニア含有排ガスに酸素含有
ガスを混合した一次被処理ガスを、前段触媒層に導入
し、前記前段触媒層で処理された一次処理後ガスに酸素
含有ガスを混合した二次被処理ガスを、後段触媒層に順
次導入することによって高濃度アンモニア含有排ガスを
浄化する排ガス処理装置において、 (a) 前記高濃度アンモニア含有ガスの一部または前記一
次被処理ガスの一部、或いは前記一次処理後ガスの一部
を抜き出し、 (b) 抜き出した上記ガスに対し、一定量の酸素含有ガス
を付加し、 (c) Ｏ2 測定用触媒を用いて反応させ、反応前および反
応後のガスの酸素濃度を測定して酸素濃度差を求め、 (d) 該酸素濃度差または該酸素濃度差に基づく前記ガス
のアンモニア濃度を算出し、前記酸素濃度 差または前
記アンモニア濃度が設定値以上であれば、前記高濃度ア
ンモニア含有排ガスに混合する酸 素含有ガス量を増加
させるか、または前記高濃度アンモニア含有排ガスの導
入量を減少させ、 (e) 前記酸素濃度差または前記酸素濃度差に基づく前記
一次被処理ガスのアンモニア濃度を算出し、前記酸素濃
度差または前記アンモニア濃度が設定値未満であれば、
前記高濃度アンモニア含有排ガスに混合する酸素含有ガ
ス量を減少させるかまたは前記高濃度アンモニア含有排
ガスの導入量を増加させ、 前記(a) 〜(e) の工程を繰り返すことを特徴とする高濃
度アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法。 - 【請求項４】 高濃度アンモニア含有排ガスに酸素含有
ガスを混合した一次被処理ガスを、前段触媒層に導入
し、前記前段触媒層で処理された一次処理後ガスに酸素
含有ガスを混合した二次被処理ガスを、後段触媒層に順
次導入することによって高濃度アンモニア含有排ガスを
浄化する排ガス処理装置において、 前記高濃度アンモニア含有ガスの一部または前記一次被
処理ガスの一部、或いは前記一次処理後ガスの一部に、
一定量の酸素含有ガスを付加する酸素含有ガス付加手段
と、前記酸素含有ガスが付加されたガスと反応されるＯ
2 測定用触媒と、反応前および反応後のガスの酸素濃度
を測定し、該酸素濃度差に応じて前記高濃度アンモニア
含有排ガスに混合する酸素含有ガス量または前記高濃度
アンモニア含有排ガスの導入量を制御する制御手段と、
を備えてなることを特徴とする高濃度アンモニア含有排
ガス処理装置。 - 【請求項５】 高濃度アンモニア含有排ガスに酸素含有
ガスを混合した一次被処理ガスを、前段触媒層に導入
し、前記前段触媒層で処理された一次処理後ガスに酸素
含有ガスを混合した二次被処理ガスを、後段触媒層に順
次導入することによって高濃度アンモニア含有排ガスを
浄化する排ガス処理装置において、 (a) 前記後段触媒層の出口温度を測定または前記後段触
媒層の入口温度と出口温度との温度差を測定、或いは該
温度差より前記後段触媒層入口のアンモニア濃度を算出
し、 (b) 前記出口温度または前記温度差、或いは前記アンモ
ニア濃度が設定値以上であれば、前記高濃度アンモニア
含有排ガスに混合する酸素含有ガス量を増加させるかま
たは前記高濃度アンモニア含有排ガスの導入量を減少さ
せ、 (c) 上記出口温度または前記温度差、或いは上記アンモ
ニア濃度が設定値未満であれば、前記高濃度アンモニア
含有排ガスに混合する酸素含有ガス量を減少させるかま
たは前記高濃度アンモニア含有排ガスの導入量を増加さ
せ、 前記(a) 〜(c) の工程を繰り返すことを特徴とする高濃
度アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法。 - 【請求項６】 高濃度アンモニア含有排ガスに酸素含有
ガスを混合した一次被処理ガスを、前段触媒層に導入
し、前記前段触媒層で処理された一次処理後ガスに酸素
含有ガスを混合した二次被処理ガスを、後段触媒層に順
次導入することによって高濃度アンモニア含有排ガスを
浄化する排ガス処理装置において、 前記後段触媒層の出口温度または前記後段触媒層の入口
温度と出口温度との温度差を測定する測定手段と、前記
出口温度または前記温度差に応じて前記高濃度アンモニ
ア含有排ガスに混合する酸素含有ガス量または前記高濃
度アンモニア含有排ガスの導入量を制御する制御手段
と、を備えてなることを特徴とする高濃度アンモニア含
有排ガス処理装置。 - 【請求項７】 前記高濃度アンモニア含有排ガス中のア
ンモニア濃度が１容量％以上である請求項１、３、５の
いずれかに記載の高濃度アンモニア含有排ガス処理装置
の制御方法。 - 【請求項８】 前記前段触媒層に導入される一次被処理
ガスの含有酸素量が一次被処理ガス中のアンモニアを窒
素と水に分解するのに必要な理論酸素量未満である請求
項１、３、５または７のいずれかに記載の高濃度アンモ
ニア含有排ガス処理装置の制御方法。 - 【請求項９】 前記前段触媒層を複数段の反応器に分割
し、各反応器の入口における被処理ガスの含有酸素量
を、被処理ガス中のアンモニアを窒素と水に分解するの
に必要な理論酸素量未満とする請求項１、３、５または
７のいずれかに記載の高濃度アンモニア含有排ガス処理
装置の制御方法。 - 【請求項１０】 前記後段触媒層に導入される二次被処
理ガスの含有酸素量が二次被処理ガス中のアンモニアを
窒素と水に分解するのに必要な理論酸素量以上である請
求項１、３、５、７または８のいずれかに記載の高濃度
アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05859098A JP3488625B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 高濃度アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05859098A JP3488625B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 高濃度アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法及びその装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11253751A true JPH11253751A (ja) | 1999-09-21 |
| JP3488625B2 JP3488625B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=13088712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05859098A Expired - Fee Related JP3488625B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 高濃度アンモニア含有排ガス処理装置の制御方法及びその装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3488625B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014222A1 (fr) * | 2000-08-10 | 2002-02-21 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Procede de traitement d'eaux usees contenant de l'ammoniaque et appareil correspondant |
| JP2005246163A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Osaka Gas Co Ltd | アンモニア分解用触媒およびアンモニアの分解方法 |
| KR20230010880A (ko) * | 2021-07-12 | 2023-01-20 | 삼성중공업 주식회사 | 선박의 암모니아처리시스템 |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP05859098A patent/JP3488625B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014222A1 (fr) * | 2000-08-10 | 2002-02-21 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Procede de traitement d'eaux usees contenant de l'ammoniaque et appareil correspondant |
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| KR100799049B1 (ko) | 2000-08-10 | 2008-01-29 | 바브콕-히다찌 가부시끼가이샤 | 암모니아 함유 배수(排水)의 처리방법 및 장치 |
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|---|---|
| JP3488625B2 (ja) | 2004-01-19 |
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