JPS62502732A - 廃ガスから窒素酸化物を除去するための触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 廃ガスから窒素酸化物を除去するための触媒本発明は、廃ガスから窒素酸化物を 除去するための触媒の使用に関する。

西ドイツ国特許出願公開第２４３３０７６号明細書には、廃ガスから窒素酸化物 を除去するための触媒として活性炭の使用力１記載され、西ドイツ国特許出願公 開第３０３６５３１号明細書には活性コークス（成形最近の燃料を結合剤と混合 し、この材料を成形し、約５００°Ｃ〜９０００Ｃの温度フコークス化すること によって製造される炭素含有材ηである。

活性炭の場合には、付加的に力お活性化が行なわれ、これは化学的活性化または ガス活性化の形１行なうことができる。活性化の際に炭素が崩壊するの雫、この 過程で著しい物質損失が起きる。製造法により制約されて、活性コークス／活性 炭は他の炭素含有材料に比べて比較的高価である。

接触過程においては専門家は、触媒活性は内部表面積の増加につれて増加するこ とから出発する。

意外にも、活性炭／活性コークスに比べて小さい内部表面積を有しかつこれらよ りも著しく低廉雫あるかかる炭素含有材相も、アンそニアによる窒素酸化物還元 を接触することが判明した。

゛　実験において、天然戻、木材、泥炭、褐炭および石炭からの乾留製品、なら びに木材、泥炭、褐炭および石炭の高温コークス化のコークス化製品は、５０〜 １８００Ｃｏｍｉ、と＜ニア０°Ｃ〜１５ｏｏＣの温ｕｉｔｉｂ内ファンモニア による窒素酸化物の還元を接触することが判明した。

この場合、触媒活性は塩、殊にアルカリ金屑およびアルカリ土類金属、とくにナ トリウム、カリウムおよびカルシウムの戻酸塩または硫酸塩の添加により高める ことがフきる。これらの無機化合物は炭素含有材料と乾燥状態フ混合するか、ま たは溶液または！Ｆ：、濁液を含浸によって設けること２５１できる。

本発明による触媒は、僅かが内部表面積を有するにも拘らず、窒素酸化物が有害 物として含有されていて分離される廃ガス浄化法に適当フある。僅かな価格のた め、本発明による触媒は、目下この分野フのとくに緊急の珈境問題を低コストを 解決するのに顕著に貢献することがフきる。

黄 多数の廃ガス中には、窒素酸化物のほかに硫に酸化物も含有されている。

硫黄酸化物は、周知のように、大きい内部表面積を有する活性コークス／活性炭 に吸着により結合されて廃ガスから分離される。しかしこの場合、Ｓ０２分離は 、活性炭／活性コークスの細孔系中にＨ，ＳＯ２を生成することとなる。さらに 、Ｎｈ３ｄｌ存在すると硫酸のアンモニウム塩が生成する。硫酸および硫酸アン モニウムの生成はこれら触媒の作用を損ないかつ費用のかかる再生手段を必要と する。

本発明による触媒は、その僅かな内部表面積のため、Ｓ０２が含有されているが 、殊に窒素酸化物を分離する、すべての廃ガス浄化法にも適している。僅かな内 部表面積のため、著しい硫酸ないしは硫酸アンモニウムの生成は起きないので、 これらの触媒を再生力いしは交換する必要は全くないかまたは大きい時間間隔フ 再生ないしは交換すればよい。従って、これらの触媒は有利に、脱硫装置の前ま たは後で使用することもできる。

本発明による触媒を使用する場合、これらの使用事例では、僅か々アンモニア濃 度〒作業することができる。それというのもアンモニアは硫酸アンモニウム生成 には殆んど消費されないからフある。もう１つの型費な利点は、これらの低廉な 触媒では再生は完全に断念しうることである。

本発明による触媒を用いる実験の結果は、下記の実施例から認めうる： ５０ｍｍの内部表面積を有する管形反応器中の種々□　の触媒に下記による組成 を有するガス混合物を貫流させるニ 一酸化窒素：　７２０　ｖｐｍ 酸　素二６．４容量％ 水　蒸　気二９．８容量％ 窒　素：　残　リ ガス混合物に、触媒層の前で、４８０ｖｐｍのアンモニア濃度が生じるような量 のアンそニアを混合する。

すべての実験において、触媒材料は、２００ｍｍの層の高さに一致して充填する 。反応器に、１．５ｍ３／ｈ（ｉ　、Ｎ）のガス流を貫流させる。次の触媒（表 １）を使用するが、そのうち数字１〜９に挙げたものは本発明による触媒１あり 、数字１０に挙げたものは公知技術による活性炭″１％６る： １　冶金用コークス、粒子画分２〜４　ｍｍ２　褐炭コークス、粒子画分２〜５ ｍｍ３　無煙炭、揮発分　約６．５％ ヰ　無煙炭、揮発分　１．５に以下、９００°Ｃより上フ３時間不活性ガス下フ コークス化、粒子画分　２〜６　ｍｍ ５　木炭、粒子画分　２〜１０ｍｍ ６　石炭、揮発公約２７％、粒子画分２〜Ｉｍｍ ’ｙ　冶金用−ｔ−クス、Ｑ、ｌ　ｍ　＋７）　ＣａＳＯ４溶液中に浸漬、１２ ０’Ｃで乾燥 ８　冶金用コークス、０．２５ｍ１７）に、ｓｏ４　浴液中に浸漬、１２０’Ｃ ｆｆｉ乾燥 ９　無煙炭、０　、５　ｍ　（Ｄ　Ｎ　ａ　２　Ｓ　Ｏ４溶液中に浸漬、１２０ °Ｃ〒乾燥 １０　活性炭、４ｍｍ 実験−結果は表２および３に記載されている。（Ｎ。

の濃度：　ＣＮＯ、ＮＨ３の濃度”　ＮＨｓ　）（触媒１０）の場合と比較可能 がＮｏの変換１（ＵＮ□）を得ることが１きることを立証する。

触媒１（冶金用コークス、９０°Ｃ）におけるＮｏの変換率と触媒７（冶金用コ ークス、０．２５　ＭｏＣａＳＯ４溶液中、に浸漬、８７°Ｃ）の変換率との比 較は、含浸による触媒活性の増加に基づき変換率が２５．７％から２９．２％に 増加することを示す。

専問家には、堆積高さが増加すると高いＮｏ変換率が得られる。従って廃ガス中 のアンモニアの残存含量が規定の限界値より下にとどまって９０％より上ま１の 変換率も得られることは公知フある。

触媒０　ＣＮＯＣＮＨ３温　度　ｕＮ。

１　５００　３１５　１２０　３０．５５３５　３３５　９０　２５．７ ２　４５０　３００　１２０　３７．５５１０　３３５　７０　２９．２ ３　４４０　３０５　１５０　３８．９４−７０　３２５　１２０　３４．７ ４９０　３４０　９０　３１．９ ４　４５０　２９５　１２０　３７．５５　４６５　３１５　１１８　３５．４ ６　５４０　３５５　１１８　２５．０７　５１０　３１０　８７　２９．２ ８　５１５　３２０　１０５　２８．５９　４６０　３０５　１１０　３６．１ １．０　４６０　３００　１２０　３６．１５Ｑｍｍの内径を有する管形反２器 中で、表３に列挙した触媒に、下記による組成のガス混合物を通過させる： 二酸化硫黄：　１５０　Ｖｐｍ −酸化９素：　７２０　ｖｐｍ 酸　素二６．４容憬２ 水　蒸　気：９．８容量％ 窒　素：　残　リ ガス混合物に触４Ａ層の前で、４８０Ｖｐｒｒｌのアンモニア濃度が生じるよう な量のアンモニアを混合する。

すべての実験において、触媒物質は２００　ｍｍの、壱高に一致して光種する。

反応器に、１．５ｍ３／ｈ　（標準状態）のガス流を通過させる。表３の数値は 、記載された温度において５時間の作業時間後の反応器の状態に関する。

表３におけるＣＮ）−１３出口値ならびにＵＮＯ値と表２の相にする触媒の比較 可能な値との比較は、ＳＯ２の存在によりＮＯｘ変り率は低下し、ｒ′４Ｈｓ消 費量は硫酸アンモニウム生成に晶づぎ増加する（ＣＮＨ３出口値は低くな触媒　 ＣＮＯ，出口　Ｃ５Ｏ□、出口　ＣＮｈ、、入口　Ｑｑ＋、、出口温度ＵＮＯ１ ５２０１３５４８０３００１２０２７，７５５０１２５４８０３０５９０２３， ６３４９０１４０４８０３２０１２０３２，１１０５３５２０４８０２００１２ ０２５，７４７０１０６８０３２０１２０３４、にの差は、触媒１０（活性炭） の場合に著しく大きい。ＮＯＸ変換率は、１０％（絶対）より多く低下し、ＮＨ ｓ？′ｆＡ費量はｌ　ＯＯｖｐｍだけ大きい。活性コークス使用の場合、表２に おけると同程度の変換率を達成しようとする場合には、アンモニアの入口濃度を ２００ｖｐｍだけ高めて６８０　ｖｐｍにしなければならない（表３の最後の行 ）。従ってこの例は、本発明による触媒を使用する場合、僅かなアンモニア濃度 を作業しうることを立証する。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴ三ＲＮＡＴｌ０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮＤＥ−Ａ−３３３５４９’Ｌ　１８１０４／８５　Ｎｏｎｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．５０℃〜１８０℃、とくに７０℃〜１５０℃の間の温度範囲内での窒素酸化 物とアンモニアとの反応のための触媒として、天然炭、木材、泥炭、褐炭および 石炭からの乾留生成物、ならびに木材、泥炭、褐炭および石炭の高温コークス化 のコークス化生成物の使用。
2. ２．炭素含有材料が塩、殊にアルカリ金属およびアルカリ土類金属、とくにナト リウム、カリウムおよびカルシウムの炭酸塩または硫酸塩と乾式混合されている か、または塩の水溶液ないしは懸濁液で含浸されていることを特徴とする請求の 範囲第１項による触媒。