JPS6254539B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、排ガス中の一酸化炭素を酸化して酸
化熱を回収したり公害防止を図るために用いられ
る酸化触媒の再生方法に係るものである。

従来の技術 焼結鉱の製造工程等で生成し、排ガス中に含ま
れる一酸化炭素は、環境対策上また省エネルギー
上その低減が望まれる。

上記排ガス中に含まれる不完全燃焼による一酸
化炭素は、低濃度であり、低温では酸化されない
ので、従来より、触媒を用いて酸化させる方法が
研究されている。

しかし、排ガス中には一般に極く微量の触媒被
毒物質が含まれており、触媒が短時間に劣化して
しまうという問題があつた。

すなわち、焼結排ガス中にはSOx、NOxの他に
極く微量の触媒被毒物質が含まれているので、酸
化触媒で一酸化炭素を効率よく酸化させるために
は、触媒を頻繁に交換するかあるいは被処理ガス
を高温にして酸化触媒に吸着した被毒物質を加熱
脱着させ、触媒の活性を回復させる必要がある。

劣化した触媒の再生に際しては、従来より、排
ガス流通下において昇温再生する方法が知られて
おり、また特開昭56−168825、56−168826、56−
168827および56−169734には、空気流通下におい
て昇温再生する方法も開示されている。これらは
再生用ガスまたは空気を昇温し、触媒層を流通せ
しめた後、熱交換機で熱回収を行う方法、または
再生用ガスまたは空気を昇温し、循環使用する方
法を提示している。

しかし、これらは何れも触媒再生用の排ガスや
空気を別途、加熱炉を設けて昇温させているた
め、省エネルギー上好ましくない。さらにその排
ガスや空気を循環使用するための送風機なども要
し、総じて運転費が高いという欠点があつた。

第３図は従来の焼結排ガスの処理フローの一例
を示したものである。

焼結排ガス中には SOx；200〜300ppm NOx；150〜250ppm CO；1.0〜1.2％ O₂；14〜16％ 等が含まれているために脱硫・脱硝、CO酸化を
行いこれを大気放散している。

焼結排ガスの脱硫後排ガス（）は回転式熱交
換機１で受熱後昇圧ブロワ２で加圧された後、脱
硝反応に必要な温度、例えば約400℃まで加熱炉
３で加温される。その後、脱硝反応器４ａ，４ｂ
へ送られてNH₃による還元が行われる。脱硝後の
排ガス（）はCO酸化触媒５によつて排ガス
（）中のCOが排ガス中のO₂によつて酸化され
CO₂になり、回転式熱交換機１で脱硫後の排ガス
（）と熱交換して大気放散されている。

脱硝後排ガス（）中のCOがCO酸化触媒５に
よつて排ガス中のO₂と酸化する際には酢化熱が
発生するので、CO酸化後の排ガス（）は通常
80〜100℃温度上昇し、約480℃〜500℃になる。
通常、加熱炉３での加温は焼結設備等の設備休止
後の立上げあるいは排ガス中のCO濃度の低下時
のみ行えばよく、排ガス中のCO濃度が1.0〜1.2
％の場合には加温する必要がなく、CO酸化熱に
よつて脱硝反応あるいはCOの酸化反応に必要な
温度まで排ガス温度を上昇させることができる。

しかし、焼結鉱製造操業の変化等によつて排ガ
ス中のCO濃度は大きく変化する。CO濃度が1.0
〜1.2％より高濃度側に移行した場合にはCO酸化
後の排ガス（）の温度は高温化するので、この
場合にはさほど問題はないが、CO濃度が低濃度
側に移行した場合には、脱硝あるいはCO酸化に
必要な温度までの熱が得られず、第４図に示す如
く排ガス温度が低下すると極端にCO酸化率が低
下し、酸化触媒の劣化が進行する。

一方、脱硝後排ガス（）の温度をCO酸化率
が低下しにくい420℃以上にして操業を行う場合
には系内全体からの熱放散が大きく、しかも回転
式熱交換機１での脱増後排ガス（）への熱交換
率はほぼ一定であるために、大気放散ガス（）
への熱ロスが大きくなる等、省エネルギー上好ま
しくない。また、高温度下においてはダクト類や
熱交換機・昇圧ブロワ等の設備強度も低下し、大
がかりな補強改造を要する等の問題があつた。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決することを目的とす
るもので、酸化触媒をガス流中にガス流に対し直
列に２段以上の複数段の触媒層に分けて配置し、
排ガスの上流段では活性の高い触媒による排ガス
のCO酸化を行い、下流段では上流段触媒で酸化
しきれなかつたCOの酸化とCO酸化によつて温度
上昇した非ガスによる劣化触媒の再生を行うこと
を特徴としている。

また、前段の酸化触媒層の性能劣化が進んでき
た場合には前・後段触媒層の配置位置を反転さ
せ、再生が終了した後段触媒をガス流れに対して
前段に、また性能が劣化した前段触媒を後段に、
各々配置場所を変更して、酸化あるいは再生を行
わしめる。この触媒位置の反転は、複数段の触媒
層を回動自在に構成し間欠的に回動させてもよ
い。

本発明方法を好適に実施することのできるフロ
ーシートを第１図、第５図に示す。第２図は第１
図の部分拡大図である。本発明方法では脱硝後排
ガス（）の流れ方向に交差させて触媒層を多段
に配置し、排ガスの酸化と劣化触媒の再生とを同
時に行う。第１図、第２図に示した例では排ガス
の流れに直角に、また第５図では排ガスの流れに
対して45゜程度の角度をつけて触媒表面に乱流を
生ぜしめ酸化促進させるように酸化触媒５を配置
している。

酸化触媒５は第２図に詳細を示す如くガス流れ
に対して前段と後段との２段に配置する。この酸
化触媒の配列段数は２段に限られるものではなく
３段以上の多段に配列してもよい。第２図の例で
は２組の２段の回転式触媒層６，６ａをダクト７
内に配置している。回転式触媒層６，６ａには回
動軸、駆動装置（図示せず）が付属しており、第
２図の矢印８の如く、正・逆反転または同一方向
に回転できるようになつている。

作 用 脱硝後排ガス（）中に含まれている1.0〜1.2
％のCOは前段酸化触媒５ａ，５ｃで排ガス中の
O₂により約90％酸化され、その酸化熱によつて
昇温した排ガスは後段触媒５ｂ，５ｄと接触し通
過する。この際、前段触媒５ａ，５ｃで完全に酸
化されなかつたCOは、後段酸化触媒５ｂ，５ｄ
層で完全に酸化される。

しかも酸化熱を奪つて約80〜100℃温度上昇し
た排ガスは、後段酸化触媒５ｂ，５ｄに吸着して
いる極く微量の被毒物質を脱着させるのに必要な
温度、例えば420℃以上に上昇しているために、
これら被毒物質を脱着、浄化させ、酸化触媒活性
の再生を行つて回転式熱交換機１へと進む。回転
式熱交換機１では脱硫後排ガス（）への放熱を
行つて大気放散される。

しかし経時的に前段酸化触媒５ａ，５ｃは徐々
に被毒物質を吸着し酸化性能が低下（劣化）して
くる。一方後段酸化触媒５ｂ，５ｄの再生は短時
間に行われるので、前段酸化触媒５ａ，５ｃの
CO酸化率がある程度低下した段階または定期的
に回転式触媒層６，６ａを駆動装置（図示せず）
により正転方向または逆転方向へ半回転させて前
段酸化触媒５ａ，５ｃをガス流後段へ、また後段
酸化触媒５ｂ，５ｄをガス流前段へ移動させる。

すなわち、劣化している前段酸化触媒５ａ，５
ｃを再生側へ、後段酸化触媒５ｂ，５ｄをCO酸
化側へ反転させることで移動させる。

この繰り返しを行うことにより高CO酸化率が
維持でき安定した操業を継続することができる。

なお、前段酸化触媒５ａ，５ｃと後段酸化触媒
５ｂ，５ｄとの間にCO濃度計のセンサを設置し
てCO濃度を表示させ、前段酸化触媒５ａ，５ｃ
を通過するCO濃度を常時把握して、ある数値以
上になれば回転式触媒層６，６ａを反転させて再
生させるシステムとするのが好適である。

実施例 焼結排ガスについて本発明方法を実施した例を
示す。

焼結排ガスを脱硫、脱硝処理した排ガスは、従
来、CO酸化触媒入口排ガス温度を420℃以上にし
なければ触媒の劣化が起こる（第４図参照）ので
脱硫後排ガスの熱交換後排ガスを加熱炉で燃料を
用いて加温していた。本発明方法により、第１図
に示すように、回転式触媒層を設置して前段触媒
５ａ，５ｃのCO酸化触媒入口排ガス温度を405℃
で操業した。その結果後段触媒５ｂ，５ｄの入口
排ガス温度は485℃になるとともに、第６図に示
す如く前段に配置した触媒のCO酸化率は徐々に
低下し、約2.5日後にはCO酸化率が90％まで低下
したので、回転式触媒層を半回転させ、劣化して
いない後段酸化触媒を前段へ移動（第６図に▲印
で示す）させると、たちまち本来の触媒性能（第
６図では約95％）を発揮した。その後、5.2日目
または7.8日目等CO酸化率が90％に達した段階で
反転させてやることによつて高酸化率を継続して
発揮させることができた。

また前段酸化触媒と後段酸化触媒との間に設置
したCO濃度計ではCOを検出したが、後段酸化触
媒後のCO濃度は殆どＯであつた。このことから
前段酸化触媒を通過した若干のCOは後段酸化触
媒で酸化されていることが分る。

発明の効果 本発明は、一酸化炭素の酸化作用と、劣化触媒
の再生とを同時に行わせることにより、一酸化炭
素の高酸化率を維持することができ、触媒の入換
えや排ガスの加熱高温化等を不要とし、また焼結
排ガス中に含まれているCOを完全に酸化させる
ことにより、一酸化炭素の酸化熱の全量を劣化し
た触媒の再生に利用することができ、大きな省エ
ネルギーと運転費の低減の効果を挙げると共に環
境が著しく改善された。

また、本発明方法により上流側と下流側の酸化
触媒を反転させて排ガスの酸化と触媒の再生とを
連続的に行うことができ、触媒の入れ替等を不要
とする効果を奏した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を好適に実施することので
きる脱硝、一酸化炭素酸化工程のフローシート、
第２図は回転式触媒層設置詳細図、第３図は従来
方法の脱硝、一酸化炭素酸化工程のフローシー
ト、第４図は排ガス温度とCO酸化率との関係を
示すグラフ、第５図は本発明方法を適用した他の
実施例のフローシート（回転式触媒層設置詳細
図）、第６図は一酸化炭素酸化率の経時変化と触
媒層反転との関係を示すグラフである。 １……回転式熱交換器、２……昇圧ブロワ、３
……加熱炉、４ａ，４ｂ……脱硝反応器、５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄ……一酸化炭素酸化触媒、６，
６ａ……回転式触媒層、７……ダクト、８……矢
印（反転方向を示す）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排ガス中の一酸化炭素の酸化に用いる触媒を
   再生する方法において、排ガス流路の上流側に活
   性の高い酸化触媒を、その下流側に劣化した酸化
   触媒をそれぞれ配置し、上流側触媒で排ガス中の
   COの酸化を行い、下流側の触媒は上流側触媒層
   を出た排ガス中に残存したCOの酸化を行うと共
   に、該ガスにより劣化の再生を行うことを特徴と
   する触媒の再生方法。 ２ 上流側と下流側の酸化触媒を反転させて配置
   位置を入れ換える装置を設け、定期的またはCO
   酸化率の低下度合いに応じて上流側と下流側の触
   媒を反転させ、排ガスの酸化と劣化触媒の再生と
   を連続的に行う特許請求の範囲第１項に記載の触
   媒の再生方法。