JPS6114405B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6114405B2
JPS6114405B2 JP6243377A JP6243377A JPS6114405B2 JP S6114405 B2 JPS6114405 B2 JP S6114405B2 JP 6243377 A JP6243377 A JP 6243377A JP 6243377 A JP6243377 A JP 6243377A JP S6114405 B2 JPS6114405 B2 JP S6114405B2
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JP
Japan
Prior art keywords
combustion
gas
nox
amount
waste gas
Prior art date
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Expired
Application number
JP6243377A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS53148167A (en
Inventor
Yutaka Yamada
Katsushi Tanda
Shiro Senrui
Akishi Kudo
Fumihiko Shoga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Motors Ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
Application filed by Showa Denko KK, Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP6243377A priority Critical patent/JPS53148167A/ja
Publication of JPS53148167A publication Critical patent/JPS53148167A/ja
Publication of JPS6114405B2 publication Critical patent/JPS6114405B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、窒素酸化物、燃焼により窒素酸化物
に転化する危惧のある窒素化合物を単独にもしく
は同時に含有する廃ガスまたは(および)廃液を
還元性雰囲気で燃焼させ、窒素酸化物および窒素
化合物中の窒素原子を無害な窒素ガスに変換する
廃ガス、廃液の無害化燃焼方法に関するものであ
る。 一般に、窒素酸化物(以下、NOxと略記す
る)もしくは窒素化合物(以下、N化合物と略記
する)を含む廃ガスまたは(および)廃液(以
下、単に廃ガス体と略記する)の無害化処理に関
しては、環境汚染防止の観点から種々の処理方法
が行なわれている。たとえば、NOxを含有する
廃ガスの燃焼による無害化処理方法としては、該
廃ガスを燃料とともに還元性雰囲気下で燃焼さ
せ、NOxを無害なN2に還元分解する方法が、米
国特許第2673141号公報、特開昭50−121159号公
報、特開昭51−104470号公報に記載されている。
これらの発明においては、本発明者等が見い出し
た。還元性雰囲気下で燃焼させた後に残留するN
化合物のNOxへの再転化を防止するための考慮
または対策が採られていない。その結果、NOx
の分解率は廃ガス中のNOx濃度により大きく異
なり、また処理済みガスは、周辺大気中へそのま
ま排出するには少なくない量のNOxが残留する
という欠点があつた。 他方、N化合物を含有する廃ガス体の焼却によ
る無害化処理として、たとえば、N化合物の
NOx転化を抑制する燃焼方法として公知の二段
燃焼などの段階燃焼法が適用できるが、この段階
燃焼法は、本発明者等が見い出したNOxへの転
化を抑制するための考慮または対策が採られてい
ないので、NOx抑制効果が不十分であつた。 本発明は上記の諸欠点を解消するためになされ
たもので、廃ガス体に含有されるNOxおよびN
化合物をN2に分解し、かつ分解効果が優れてい
ることを特徴とし、廃ガス体を周辺大気へそのま
ま放出可能なまでに無害化する燃焼処理方法の提
供を目的とするものである。 本発明は硝酸プラント、ボイラー、加熱炉、焼
却炉などのNOx発生源からの廃ガス(または排
ガス)や、有機合成化学プラントなどのNxとN
化合物の単独または同時発出源からの廃ガス(ま
たは排ガス)、廃液(または排液)など種々の廃
ガス体(または排ガス体)の無害化処理に適用す
ることができる。 本発明は、まず窒素酸化物(NOx)、燃焼によ
りNOxに転化する危惧のある窒素化合物(N化
合物)を単独にまたは同時に含有する廃ガス体を
燃焼分解するにあたり、該廃ガス体中に含有され
る可燃成分および必要に応じて供給される燃料に
対する燃焼用の酸素供給量が、燃料を含む可燃成
分を全量酸化するに必要な化学量論量の95%以
下、好ましくは90%以下で、かつ燃焼温度が700
℃〜1100℃の範囲内、好ましくは850℃〜1050℃
の範囲内の還元性燃焼雰囲気にて、該廃ガス体を
燃焼させ含有NOxおよびN化合物の無害化反応
を充分に進行させることにより、NOx、N化合
物を大部分N2に分解する。しかる後、得られた
不完全燃焼ガス中には、一酸化炭素(CO)、水素
(H2)、炭化水素(HC)などの可燃成分とともに
N化合物が残留するため、該可燃成分を全量酸化
するに必要な化学量論量を限度とした、好ましく
はこの化学量論量の95%を限度とした酸素を供給
し、燃焼温度を700℃〜1100℃の範囲内、好まし
くは850℃〜1050℃の範囲内の還元性燃焼雰囲気
に維持しつつ燃焼させ、残留N化合物の無害化反
応を行ない、反応を充分に進行させることによつ
て残路N化合物を殆どN2に分解する。該燃焼お
よび前記燃焼における燃焼温度は、新たな熱発性
NOxの付加を抑制し、NOxおよびN化合物の完
全燃焼分解を可能とするに適正な温度範囲であ
る。 また残留N化合物の無害化反応をさらに完壁な
ものとするには、可燃成分を全量酸化するに必要
な化学量論量を超えない範囲で、酸素を燃焼ガス
に供給して前記燃焼温度を維持しながら燃焼反応
を進行させ、さらに酸素を供給して同態様の燃焼
反応を繰り返して行なうことによつて可能であ
る。 しかる後、得られたN化合物を殆ど含有しない
不完全燃焼ガスに対して、該燃焼ガス中に残留す
る可燃成分を全量酸化可能な化学量論量以上の酸
素を供給して該可燃成分を燃焼させ、燃焼を完結
することによつて廃ガス体を完全に無害化する。
なお本発明において、説明をし易くするために
「酸素」と記載しいるが、酸素供給源としは空気
を使用するものである。 本発明者等は、NOxおよびN化合物を同時に
含有する廃ガス体の無害化燃焼方法の確立を目的
として、還元性燃焼雰囲気下での炭化水素などを
還元剤としたNOxの還元分解過程、二段燃焼な
どの段階燃焼法におけるN化合物のNOxへの転
化の過程の実験、研究を繰り返し行なつた結果、
本発明に到達したものである。これらの実験、研
究において、本発明の構成の要点として以下の結
論を得た。すなわち、(1)還元性燃焼雰囲気下で、
NOxは炭化水素などの還元剤により大部分N2
分解されるが、一部シアン化水素(HCN)など
のN化合物に転換し、この燃焼ガスを従来の方法
(米国特許第2673141号公報、特開昭50−121159号
公報、特開昭51−104470号公報記載の方法)にし
たがい、残留可燃成分を直接酸化燃焼させると転
換N化合物のNOxへの再転化が起こる。この転
換N化合物をN2に分解するためには、さらに還
元性雰囲気での燃焼が有効である。この理由は次
の(2)で明らかである。(2) 還元性雰囲気下での燃
焼を行なう反応部分において、酸素が可燃成分の
部分酸化により全量消費されるまでの反応部分で
は、N化合物の一部は酸化されてNOxに転化す
るが、酸素が全量消費されて還元性雰囲気となる
反応部分では、生成したNOxは残留可燃成分で
ある炭化水素などによりN2に分解する。この一
旦生成したNOxの分解を完了すること、そのた
めには分解完了まで燃焼反応を充分に進行させる
ことが重要である。また生成NOxの分解を完了
しても、前記(1)に述べた転換N化合物がここでも
生成し、また酸化されないままのN化合物も残留
している。これらN化合物をN2に分解するため
に、燃焼ガスに酸素を供給し、再度還元性雰囲気
下で燃焼させ燃焼反応を充分に進行させることに
より、N化合物を一旦NOxに変換してからN2
分解する必要がある。以上の考慮および対策は、
従来公知の二段燃焼などの段階燃焼法では採られ
ていない。(3) NOxおよびN化合物の分解反応
を効率よく行なうために、本発明の実施に際して
は、分解反応に必要な滞留時間をとること、反応
中のガスの混合をよくして反応を促進すること、
それぞれの反応部分の固有の燃焼形態を維持する
ために反応部分の境界を仕切ること、などが有効
である。 以下、本発明の実施例について説明するが、本
発明はこの実施例により限定されるものではな
い。なお実施例における種々のガスの分析は下記
の方法により行なつた。また分析値はすべて乾き
容積基準の値を示した。 NOx:ケミルミネツセンス法 HCN:シアンイオン電極法 NH3:アンモニアイオン電極法 その他の化合物の分解はすべてガスクロマトグラ
フ法により行なつた。 実施例 1 図面に示す装置を使用しし。図面において1は
燃料導管、2は廃ガス導管、3はN化合物添加用
導管、4は空気導管で、この空気導管4は空気導
管4a,4b,4cの三方に分枝している。燃焼
炉は耐火断熱構造(内径350mm、長さ4000mmの円
筒状)で、熱風発生炉5、還元燃焼炉6,7、酸
化燃焼室8に区分けされている。区分けの手段と
して、火格子式の隔壁9a,9b,9cを用い
た。10は酸化燃焼室に接続された燃焼ガス通
路、11は熱電対である。 上記のように構成した装置において、まず燃料
導管1によりプロパンガス0.8Nm3/H、空気導
管4aにより空気24.3Nm3/Hを熱風発生炉5内
に供給して燃焼させ、1150℃の温度の熱風ガス
(O2=4.7%、NOx=350ppm)を発生させて、こ
の熱風ガスを還元燃焼室6へ供給した。同時に還
元燃焼室6へ化学プラントで発生する廃ガス(組
成N化合物=550ppm,NO=120ppm,CO=1.2
%、炭化水素=1.4%、O2=2.0%、他はN2)を
45Nm3/H廃ガス導管2により投入して、理論酸
素比(計算式は後記する)=0.56、燃焼温度=875
℃で還元燃焼させた。つづいて還元燃焼室7で、
空気導管4bにより空気5.3Nm3/Hを供給して
理論酸素比(計算式は後記する)=0.88、燃焼温
度=892℃で還元燃焼させ、酸化燃焼室8で、さ
らに空気導管4cにより空気8.1Nm3/Hを供給
して、燃焼温度=838℃で酸化燃焼させた。処理
済みの燃焼ガスは、O2=1.7%、CO、炭化水素=
トレース、HCN=1.2ppm,NOx=60ppmであつ
た。 比較例として、上記燃焼条件において還元燃焼
室7に空気13.4Nm3/Hを供給し、酸化燃焼室8
には空気を供給しない場合、すなわち、従来法に
したがつて還元燃焼室6で還元燃焼後に還元燃焼
室7で直接酸化燃焼させた。この場合の処理済み
燃焼ガス中のNOxは91ppmであつた。 なお前記還元燃焼室6,7の理論酸素比は次式
により計算した。
【表】 に必要な酸素の化学量論量
【表】 に必要な酸素の化学量論量
実施例 2 実施例1において使用した装置を用い、かつプ
ロパンガス、廃ガスおよび空気の投入条件を実施
例1の場合と同じにし、N化合物添加用導管3を
通してアンモニア約4200ppm添加して処理し
た。この場合の処理済み燃焼ガスは、O2=1.5
%、CO、炭化水素、NH3=トレース、NOx=
71ppmであつた。 比較例として、従来法にしたがつて実施例1に
おける比較例と同じ空気投入条件で還元燃焼後に
直接酸化燃焼させた。この場合の処理済み燃焼ガ
ス中のNOxは122ppmであつた。 実施例 3 実施例1において使用した装置を用い、かつプ
ロパンガス、廃ガスおよび空気の投入条件を実施
例1の場合と同じにし、N化合物添加用導管3を
通してアセトニトリル約3200ppm添加して処理
した。この場合の処理済み燃焼ガスは、O2=1.2
%、CO、炭化水素=トレース、HCN=
2.7ppm,NOx=78ppmであつた。 比較例として、従来法にしたがつて実施例1に
おける比較例と同じ空気投入条件で還元燃焼後に
直接酸化燃焼させた。この場合の処理済み燃焼ガ
ス中のNOxは128ppmであつた。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の方法を実施するための廃ガス、
廃液の無害化燃焼装置の一例を示す系統的説明図
である。 1…燃料導管、2…廃ガス導管、3…N化合物
添加用導管、4,4a,4b,4c…空気導管、
5…熱風発生炉、6,7…還元燃焼室、8…酸化
燃焼室、9a,9b,9c…隔壁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 窒素酸化物、燃焼により窒素酸化物に転化す
    る危惧のある窒素化合物を単独にもしくは同時に
    含有する廃ガスまたは廃液を燃焼分解するにあた
    り、該廃ガスまたは廃液中に含有される可燃成分
    および必要に応じて供給される燃料に対する燃焼
    用の酸素供給量が、燃料を含む可燃成分を全量酸
    化するに必要な化学量論量の95%以下で、かつ燃
    焼温度が700℃〜1100℃の範囲内の還元性燃焼雰
    囲気にて、該廃ガスまたは廃液を燃焼させ、つい
    で、得られた不完全燃焼ガスに対して、該燃焼ガ
    ス中に残留する可燃成分を全量酸化するに必要な
    化学量論量を限度とした酸素を供給し、燃焼温度
    を700℃〜1100℃の範囲内に維持しつつ燃焼させ
    た後、得られた不完全燃焼ガスに対して、該燃焼
    ガス中に残留する可燃成分を全量酸化可能な化学
    量論量以上の酸素を供給して該可燃成分を燃焼さ
    せることを特徴とする廃ガス、廃液の無害化燃焼
    方法。
JP6243377A 1977-05-28 1977-05-28 Method of harmlessly burning waste gas and liquid Granted JPS53148167A (en)

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JPH07198905A (ja) * 1993-12-28 1995-08-01 Gurapatsuku Japan Kk 光の拡散等を利用した装飾装置

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