JPS5829125B2 - アンモニア又はアンモニア含有有機混合ガスの浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンモニア又はアンモニア含有有機混合ガスの
浄化装置に関するものである。

従来、アンモニア又はアンモニアを含む有機混合ガスを
浄化する方法としては、始めに白金等の酸化触媒層に混
合ガスを通過させて、有機成分ガスを二酸化炭素と水蒸
気等に変化させて無害化するとともに、アンモニアは次
式（Ｉ）： ａ 、 ＮＨ２＋ｂ 、 ０２−＋ｃ 、 ＮＣ）（＋
ｄ 、Ｈ２０（Ｉ）で表わされる酸化反応で窒素酸化物
と水蒸気に変化させ、次にこの窒素酸化物の濃度及び流
量をセンサーにより検知して、それに相応する量のアン
モニアを別系統から送り込み、窒素酸化物とアンモニア
を混合させ、その混合ガスをゼオライト等の還元触媒層
に通過させて次式（■）： ｅ 、 ＮＯＸ ＋ ｆ 、 ＮＨｓ→ｇ、Ｎ２＋ｈ、
Ｈ２ｏ （ｎ）で表わされる還元反応により窒素
と水蒸気に変えて無害化していた。

しかしながら、上記の従来方法には、別系統からアンモ
ニアを送り込む必要があるため、窒素酸化物の濃度およ
び流量を検知するセンサーが必要であること、窒素酸化
物の量に応じてアンモニアを送り込む装置が必要である
こと、別系統からのアンモニアを用いなければならない
こと、別系統から供給するアンモニアの貯蔵容器が必要
であること等の理由から装置が複雑になりまたコストも
高くなるという欠点があった。

本発明は上記の欠点を解決したもので、極めて構造が単
純で、故障が少なく、設備費およびランニングコストを
低減させうるアンモニア又はアンモニア含有有機混合ガ
スの浄化装置を提供するものである。

本発明の浄化装置は被処理ガスの処理のために、反応部
と非反応部とから構成された触媒層を有することを特徴
とする。

以下、本発明を図面に従ってさらに詳しく説明する。

第１図は本発明装置の一実施例を示す説明図で、図に示
すように処理すべきアンモニア又はアンモニア含有有機
混合ガスの流れの方向に適当な間隔で順次設けられた、
前記被処理ガスを所定温度まで加熱する加熱部２、第１
段触媒層８および第２段触媒層５よりなり、被処理ガス
に有機ガスが含まれている場合は、上記構成要素に加え
てさらに第３段触媒層６よりなる。

第１段触媒層８は有機ガスを二酸化炭素と水蒸気に、又
アンモニアガスを窒素酸化物と水蒸気に変化させる酸化
触媒部３とアンモニア及び有機ガスをそのまま変化させ
ずに通過させる非触媒部４とからなり、第２段触媒層５
はアンモニアと窒素酸化物の混合ガスを窒素と水蒸気に
変化させる還元触媒部、第３段触媒部６は第１段で変化
しないでそのまま通過した有機ガスを二酸化炭素と水蒸
気に変化させる酸化触媒部からなる。

加熱部２はいかなる加熱手段によって構成してもよいが
、電熱ヒータを使用すると都合がよい。

酸化触媒部３はアルミナ等よりなる担体に白金等の触媒
成分を担持させた触媒を充填して形成せしめるとよい。

被処理ガスをそのまま通過させる非触媒部４は、単なる
通過孔としてもよいが、酸化触媒部３で使用する触媒の
担体と同じものを使用すると、ガスの流速、流量が変化
しないので好ましい。

第１段触媒層８に占める酸化触媒部３と非触媒部４との
最適比率は、下記実施例に示すとおり、目的のガスに応
じて実験的に定められる。

第２段触媒層５の触媒として例えば、ゼオライト触媒が
使用できる。

第３段触媒層６の酸化触媒としては、例えば白金触媒が
使用できる。

上記の構成よりなる本発明の浄化装置を使用するには、
先ずアンモニア単独又はアンモニア含有有機混合ガスを
ガス流入口１から供給し、次に加熱部２でガスを３４０
〜３７０℃に予熱する。

予熱したガスを酸化触媒部３と非触媒部４よりなる第１
段触媒層８に通すと、酸化触媒部３を通過したガス中の
アンモニアはガス中の酸素と反応し、前記式（Ｉ）に従
って窒素酸化物と水蒸気に変化し、処理すべきガスが有
機ガスを含む場合はそれらのガスも同様に酸化されて、
二酸化炭素と水蒸気に変化する。

一方、触媒化していない非触媒部４を通過するガスは何
ら変化せず、アンモニアのまま、又は有機ガスを含む場
合は有機ガスもそのまま変化せず通過する。

上記により酸化触媒部３を通過して得られた窒素酸化物
と非触媒部４を通過したアンモニアは、第２段触媒層５
の還元触媒の働きで前記式（ｎ）に従って窒素と水蒸気
に分解する。

その他の有機ガスの大部分は第２段触媒層５を通過して
も変化を受けない。

第２段触媒層５を通過したガスは、次に第３段触媒層６
の酸化触媒部に送られる。

ガス中の未処理の有機ガスは酸化触媒の働きで二酸化炭
素と水蒸気に変化する。

その他のガス中の成分は大部分変化しない。

なお、第１段触媒層８において、酸化触媒部３を通過し
てできた窒素酸化物と非触媒部４を通過するアンモニア
ガスとの比が、第１段触媒層８に送られてくるガスの流
量によって変化することを防ぐために、非触媒部４は酸
化触媒部３とほぼ等しい流気抵抗を持つように構成する
ことが望ましい。

以下、実施例によって本発明の詳細な説明するが、本発
明はこれのみに限定されるものではない。

実施例 １ 下記の３段の触媒層、すなわち、直径２〜３７７１ｍの
球状のアルミナ担体に白金を付着させた酸化触媒部３と
白金の付着していない同様のアルミナ担体を使用した非
触媒部４とからなる第１段触媒層８．３〜８メツシユの
触媒化したゼオライトよりなる第２段触媒層５、および
直径２〜３山の球状のアルミナ担体に白金を付着させた
酸化触媒よりなる第３段触媒層６を有するガス浄化装置
を製造した。

このようにして製造した浄化装置は、第１段触媒層８の
単位面積当りの流気抵抗が酸化触媒部３と非触媒部４で
ほぼ等しくなる。

この浄化装置に、アンモニア１〜２％、フェノール１４
００−２８００ｐｐｍ １ホルマリン１０００〜２００
０ｐｐｍの組成を有するアンモニアと有機成分ガスの混
合ガスを、１時間当り５Ｒまたは２０７１１″の流量で
ガス流入口１から導入し、ガス排出ロアから排出された
ガス気流中の窒素酸化物濃度を測定した。

上記測定において、第１段触媒層８の全ガス通過断面積
にしめる酸化触媒部３の面積比を種々変化させた時のガ
ス排出口７力らの排出ガス中の窒素酸化物濃度の測定結
果を第２図に示す。

第２図から明らかなように、本発明の装置を用いること
により窒素酸化物濃度は減少した。

この時第１段触媒層８の全ガス通過断面積にしめる白金
触媒部の面積比は２０φ前後にすると排出ガス中の窒素
酸化物濃度が最も減少し、良い結果が得られた。

なお、この面積比が１００俤の場合が従来法に相当する
が、同じガスを従来法で処理する場合には窒素酸化物は
およそ１０．０００ ｐｐ’ｍ出ることになり、このた
めこの窒素酸化物の濃度を検知して、これに相当する量
のアンモニアを外部から導入し、前記式（ｎ）の反応を
ゼオライト触媒層で起させて窒素酸化物を無害化する必
要があった。

また、ガス流量が１時間当り５ｍ３から２０．、”まで
変化しても、第２図の窒素酸化物濃度はほぼ同一曲線上
に乗っており、言いかえれば、導入するガス流量が可成
大きく変化してもガスの浄化能力は変わらないことがわ
かった。

なお、上記混合ガスを本実施例の装置に通過させた後の
気流中の有機ガス濃度は、フェノール１０ｐｐｍ、ホル
マリン１０ｐｐｍであり、またアンモニアは検出されな
かつた。

したがって、この装置はきわめて浄化能力の高いことが
わかった。

なお本発明はアンモニア又はアンモニアを含む有機混合
ガスの浄化のみならず、本発明と同様の原理で処理でき
る他のガスの浄化にも適用できることは勿論である。

以上説明したとおり、本発明はアンモニア又はアンモニ
アを含む有機混合ガスを浄化するために従来不可欠であ
った、別系統からのアンモニア導入を行なうことなく、
上記有害ガスを浄化して無害化できるガス浄化装置を提
供したもので、本発明浄化装置を使用すれば、窒素酸化
物の濃度および流量を検知するためのセンサーが不要と
なり、該センサーにより検知された窒素酸化物の量に応
じてアンモニアを供給する装置も不用となり、さらにま
た、別系統から供給するアンモニア貯蔵容器も不要とな
り、したがって構造が単純化されているので、運転およ
び維持も容易になる等の多くの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ガス浄化装置の側断面図、第２図は、第
１段触媒層のガス通過断面積にしめる酸化触媒部の面積
比とガス排出口からの気流中の窒素酸化物の濃度の関係
を示すグラフを表わす。 １・・・・・・ガス流入口、２・・・・・・加熱部、３
・・・・・・酸化触媒部、４・・・・・・非触媒部、５
・・・・・・第２段触媒層、６・・・・・・第３段触媒
層、７・・・・・・ガス排出口、８・・・・・・第１段
触媒層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アンモニア又はアンモニア含有有機混合ガスの流れ
   の方向にそって、順次前記ガスを所定温度まで加熱する
   加熱部と、ガス流れ方向と垂直の断面がアンモニアを窒
   素酸化物に酸化する酸化触媒部とアンモニアをそのまま
   通過させる非触媒部とを一定の比率で有する第１触媒層
   と、窒素酸化物とアンモニアより窒素を生成させる還元
   触媒からなる第２触媒層と、有機ガスを酸化して二酸化
   炭素と水蒸気に変化させる第３触媒層を有することを特
   徴とするアンモニア又はアンモニア含有有機混合ガスの
   浄化装置。