JPS594173B2 - 排ガスの脱硝及び一酸化炭素酸化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、焼結鉱の製造過程で生成する排ガス（焼結排
ガス）等に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）の酸化を脱硝と
ともにおこなう方法に関する。

焼結排ガスには、ＳＯ２００ｐｐｍ、 ＮＯＸ２００
ｐｐｍ程度含まれるため脱硫、脱硝される。

一方排ガス中に含まれる未燃ＣＯ（約１．２％）につい
てはそのまま放出され、ＣＯ潜熱を利用しない場合が多
い。

また利用する例として、排ガス加熱炉での燃焼用空気の
代替あるいはその希釈用として用いる方法が提案されて
いるが、この方法ではＣＯ潜熱の約８〜１０％利用する
にすぎず利用効率が低い欠点がある。

このことから出願人は、鉄鉱石脱硝触媒が、ＣＯ酸化能
力を有することに着目し、これを利用して脱硝及びＣＯ
の酸化をおこなうことを先に提案した。

この方法は第１図に示すように、脱硫後の焼結排ガス３
１（１２０℃）を熱交換器３２で３１０℃に昇温し、そ
の一部３１ａを空気３２と混合して加熱炉３３に入れ、
燃料３４を燃焼し、この燃焼で８００℃に昇温した燃焼
ガス３５を残りの排ガス３１ｂと混合して排ガス３１を
脱硝反応温度である３６０〜３８０℃とし、これを触媒
である鉄鉱石を入れた脱硝反応器３６・・・・・・内に
流通せしめて脱硝、及びＣＯの酸化をおこない、しかる
後上記熱交換器３２に通して降温せしめて外部に排出す
るものである。

この鉄鉱石触媒を用いれば、ＣＯを酸化させるため、Ｃ
Ｏの酸化熱を熱交換器３２で回収し、もって加熱炉３３
で使用する燃料を少なくすることができる。

しかし鉄鉱石触媒のＣＯ酸化能力は、第２図に示すよう
に短期間で著しく低下する（３日間で平均約２０％とな
る）。

従ってＣｏを効率よく酸化させるためには、触媒を頻繁
に交換しなければならないなど問題がある。

又ＣＯの酸化触媒として白金系貴金属触媒があるが、こ
のものは第３図に示すように反応温度が４１０℃以上で
ないと寿命が極端に短かい。

このヨウにＣＯ酸化触媒の寿命が短かいのは、焼結原料
中のＣＩ、に、Ａ１等がＮＨ３などと複塩を生成して触
媒表面を被覆し、と（にＮＨ４Ｃｌが主因となって約４
１０℃以下で触媒活性を低下させると考えられる。

このことから本発明者は、活性の低下したＣＯ酸化触媒
の再生方法につき研究を行なった結果、第４図に示すよ
うに触媒に所定の温度以上の空気（３００℃以上）、又
は焼結排ガス（４２０℃以上）を流通接触することによ
り触媒が再生されることを見出した。

本発明は、上述した点に着目してなされたもので、その
目的とするところは、ＣＯ酸化触媒を再生することによ
り、活性化状態の触媒に排ガスを流通接触でき、もって
排ガスのＣＯ潜熱を有効に利用できるとともに、触媒の
交換頻度も少な（できる排ガスの脱硝及び一酸化炭素酸
化方法を得んとするものである。

すなわち本発明は、ＮＯｘ及び一酸化炭素を含む排ガス
を昇温後−酸化炭素酸化触媒に流通接触し、ついで脱硝
触媒に流通接触せしめる触媒反応工程と、排ガス流通後
の一酸化炭素酸化触媒に触媒再生用ガスを流通する触媒
再生工程とを具備した排ガスの脱硝及び一酸化炭素酸化
方法である。

又本発明は、一酸化炭素酸化触媒を白金系貴金属とした
ものである。

又本発明は、触媒再生用ガスとして３００℃以上の空気
又は４２０℃以上の焼結排ガスを用いたものである。

又本発明は、一酸化炭素酸化触媒を複数の触媒反応器内
に入れて、それぞれが交互に触媒反応工程と触媒再生工
程とを繰返すようにしたものである。

又本発明は、一酸化炭素酸化触媒を連続回転装置内に入
れて、この回転により触媒反応工程と触媒再生工程とを
順次おこなう方法である。

更に本発明は、排ガスと触媒再生用ガスとを同一加熱炉
を用いて昇温するようにしたものである。

以下本発明を図面を参照して説明する。

第５図は本発明の一例を示し、図示する方法は焼結鉱製
造過程等で発生した排ガス１を脱硫処理（図示せず）し
た後熱交換器２を通して昇温する。

この排ガスは約１５０℃で、その組成は例えばＣＯ２７
％、０□ １．２％、■２０１０％、５Ｏｘ２００ ｐ
ｐｍ、 ＮｏＸ２００ ｐｐｍ、残りＮ２である。

この排ガス１は脱硫処理によりＳＯｘが除去され、熱交
換器２により約３１０℃に昇温される。

次に昇温した排ガス１の一部１ａ（約１０〜１５％）を
空気３と混合し、加熱炉４で燃料５を燃焼させて約８０
０℃の燃焼ガス６を生成する。

燃焼ガス６は、上記排ガス１の残部１ｂと混合して３０
０〜３６０℃程度の温度となり、切替装置１を経て酸化
反応器８，９の一方８に流入する。

これら酸化反応器８，９は、白金、パラジウム等の白金
系貴金属を充填しており、ここに排ガス１を流通接触す
ることによりＣＯが酸化され、ＣＯを酸化した排ガス１
は脱硝装置１０に流入する。

脱硝装置１０には鉄鉱石、白金系貴金属等の公知の触媒
が充填され、ここに流入した排ガス１は脱硝され、次い
で上記熱交換器２を通って降温され、外部に放出される
。

一方排ガスが流入しない酸化反応器９においては、熱源
１１からパージ装置１２を経て３００ ’Ｃ以上に昇温
した空気を流入する。

この流入により酸化反応器９内の触媒はＣｏ酸化能力が
上昇し再生される。

なお酸化反応器９を通った昇温空気は、触媒再生用とし
て循環使用される。

ここで排ガス１を流通した一方の酸化反応器８内の触媒
の性能が低下すると、切替装置７を切替えて、他方の酸
化反応器９に排ガス１を流入してＣＯを酸化し、一方の
酸化反応器８に昇温空気を流入して触媒の活性を再生す
る。

このように酸化反応器８，９内の触媒に交互に繰返して
排ガス、昇温空気を流入することにより、触媒反応工程
と、触媒再生工程とが順次なされる。

次に第６図に示す他の実施例につき説明する。

この方法は、排ガス１の昇温用加熱炉４を用いて再生用
ガス２１を昇温し、又ＣＯの酸化及び触媒の再生を触媒
回転装置２２を用いておこなうようにしたものである。

すなわち再生用ガス２１の昇温は、空気２３又は排ガス
２４を送風機２５を経て加熱炉４に送り、ここで昇温さ
れた再生用ガス２１を再生パージ装置２６を経て触媒回
転装置２２に送入する。

触媒回路装置２２には第５図の場合と同様Ｃｏ酸化能力
を有する触媒が充填されており、再生用ガス２１に接触
することにより活性が戻り再生される。

触媒回転装置２２は、連続して回転しており、この回転
にともなって触媒の接触するガスが順次、排ガス１の流
入から再生用ガス２１へ、又再生用ガス２１から排ガス
１へ切替り、Ｃｏ酸化及び再生がなされる。

この方法によれば、触媒の再生を順次おこなっているの
で、触媒なＣｏ酸化率の高い領域た長期間安定して維持
でき、排ガス中のＣＯを効率よ（酸化してその潜熱を有
効に回収でき、この結果加熱炉４での排ガス昇温用燃料
５は、スタートアンプ時のみ使用され、他は使用の必要
がなくなる。

これはＣＯの酸化熱が約１００℃に該当し、加熱炉４で
の昇温か６０〜８０℃であることと比較すれば、これよ
り太きいためである。

例えば７５万Ｎ ｍ３／Ｈｒの排ガス処理設備において
Ｃｏ酸化をおこなわないと７００ ＯＮｍ’／Ｈｒ （
２５００ｋｃａｌ／Ｎｕ’） の燃料を必要とするが
、平均Ｃ。

酸化反応率３０％、平均ＣＯ濃度１．２％とするとＣＯ
の燃焼熱は上記燃料の熱量を上回り、燃料を必要としな
い。

なお触媒再生用の熱源に用いる燃料は、少なくてよい。

これは触媒の熱容量が小さいとともに、触媒反応工程と
触媒再生工程とを順次おこない、触媒への吸熱量は僅か
であるためである。

この場合、再生用ガスを循環使用すれば、更に少なくて
すむ。

また脱硝反応温度は維持されているので、脱硝効率は高
い。

以上の如く本発明は、触媒を再生してＣｏ酸化効率を高
く維持することができるのでＣＯ潜熱の有効利用を図れ
、又触媒の交換頻度を少なくすることができる顕著な効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は先に提案した排ガスの脱硝及び一酸化炭素酸化
方法を示す説明図、第２図は鉄鉱石触媒のＣｏ酸化率の
経時的変化を示す特性図、第３図は反応温度と触媒活性
持続時間との関係を示す特性図、第４図は触媒再生用ガ
スの温度と触媒の再生率との関係を示す特性図、第５図
は本発明の一実施例を示す説明図、第６図は本発明の他
の実施例を示す説明図である。 １・・・・・・排ガス、２・・・・・・熱交換器、３・
・・・・・空気、４・・・・・・加熱炉、５・・・・・
・燃料、６・・・・・・燃焼ガス、７・−・・・・切替
装置、８，９・・・・・・酸化反応器、１０・・・・・
・脱硝装置、１１・・・・・・熱源、１２・・・・・・
パージ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ＮＯｘ及び一酸化炭素を含む排ガスを昇温後−酸化
   炭素酸化触媒に流通接触し、ついで脱硝触媒に流通接触
   せしめる触媒反応工程と、排ガス流通後の一酸化炭素酸
   化触媒に触媒再生用ガスを流通する触媒再生工程とを具
   備してなる排ガスの脱硝及び一酸化炭素酸化方法。 ２ 一酸化炭素酸化触媒は、白金系貴金属である特許請
   求の範囲第１項記載の排ガスの脱硝及び一酸化炭素酸化
   方法。 ３ 触媒再生用ガスは３００℃以上の空気又は４２０℃
   以上の焼結排ガスである特許請求の範囲第１項記載の排
   ガスの脱硝及び一酸化炭素酸化方法。 ４ 一酸化炭素酸化触媒は、複数の触媒反応器内に設け
   られ、触媒反応工程と触媒再生工程とを順次繰返すこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排ガスの脱硝
   及び一酸化炭素酸化方法。 ５ 一酸化炭素酸化触媒は、連続回転装置内に設けられ
   、これを回転することにより触媒反応工程と触媒再生工
   程とを順次おこなうことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の排ガスの脱硝及び一酸化炭素酸化方法。 ６ 排ガスと触媒再生用ガスとを同一加熱炉を用いて昇
   温することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排
   ガスの脱硝及び一酸化炭素酸化方法。