JPS63123450A - 排ガス中の窒素酸化物除去用触媒装置 - Google Patents
排ガス中の窒素酸化物除去用触媒装置Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
-
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
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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。
め要約のデータは記録されません。
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窒素酸化物除去用触媒装置に係り、
特に排ガスの低流速時においても高い活性性能を示す窒
素酸化物除去用触媒装置に関するものである。
特に排ガスの低流速時においても高い活性性能を示す窒
素酸化物除去用触媒装置に関するものである。
（従来の技術）
近時公害防止の点より、各種燃焼設備からの排ガスを浄
化することが望まれている。特に排ガス中の窒素酸化物
の除去のため、排ガス中に還元剤としてのアンモニアを
混合して、この排ガスを触媒と接触させて、排ガス中の
窒素酸化物を選択的に還元除去することが行なわれてい
る。
化することが望まれている。特に排ガス中の窒素酸化物
の除去のため、排ガス中に還元剤としてのアンモニアを
混合して、この排ガスを触媒と接触させて、排ガス中の
窒素酸化物を選択的に還元除去することが行なわれてい
る。
このような窒素酸化物の除去装置において、触媒を通過
する際の排ガスの圧力損失を低減するため、排ガスの流
れ方向と並行な表面をもつ板状触媒や蜂の巣形状のハニ
カム触媒が多く採用されている。
する際の排ガスの圧力損失を低減するため、排ガスの流
れ方向と並行な表面をもつ板状触媒や蜂の巣形状のハニ
カム触媒が多く採用されている。
（発明が解決しようとする問題点）
従来、採用されている板状触媒またはハニカム触媒は、
ダストを含む排ガスに使用された場合、触媒がダストに
より閉塞されることがなく、圧力損失の増大も少ないと
いう利点がある反面、触媒中の排ガス流路が直線的に構
成されているので、排ガスの流速が低い低レイノルズ（
Ｒｅ）数の領域（約２５００以下）では、第１０図に示
すように層流状態となり、触媒流路中のガスは乱れなく
整然と流れるため、流路中央部に入ったガスは、そのま
ま、流路壁を構成する触媒表面に接触することなく外部
に流出してしまう。窒素酸化物の還元反応は、排ガスが
触媒に接触して起きるものであるので、上記状態では触
媒は有効に活用されていないことになる。
ダストを含む排ガスに使用された場合、触媒がダストに
より閉塞されることがなく、圧力損失の増大も少ないと
いう利点がある反面、触媒中の排ガス流路が直線的に構
成されているので、排ガスの流速が低い低レイノルズ（
Ｒｅ）数の領域（約２５００以下）では、第１０図に示
すように層流状態となり、触媒流路中のガスは乱れなく
整然と流れるため、流路中央部に入ったガスは、そのま
ま、流路壁を構成する触媒表面に接触することなく外部
に流出してしまう。窒素酸化物の還元反応は、排ガスが
触媒に接触して起きるものであるので、上記状態では触
媒は有効に活用されていないことになる。
実用されている触媒においては、ガス流路を形成する触
媒対向平面の間隔は３〜１０鶴、流路長さは５００〜１
０００ｍであり、触媒通過時の圧力損失を少な（するた
め、触媒流路中の排ガス流速は１０ｍ／ｓ以下となる場
合が多く、このような状態では層流になり易く、触媒が
有効に活用されないという問題があった。特に、排ガス
中にダストを含まない燃焼排ガスの窒素酸化物除去用触
媒としては、経済的な面から、例えば板状触媒の厚さを
従来以上に薄くするとともに、流路を形成する触媒間隔
を小さくして、触媒装置の立体空間光たりの触媒密度を
高くとることが要求されており、このような場合は、上
記問題点の解決が特に切望されていた。
媒対向平面の間隔は３〜１０鶴、流路長さは５００〜１
０００ｍであり、触媒通過時の圧力損失を少な（するた
め、触媒流路中の排ガス流速は１０ｍ／ｓ以下となる場
合が多く、このような状態では層流になり易く、触媒が
有効に活用されないという問題があった。特に、排ガス
中にダストを含まない燃焼排ガスの窒素酸化物除去用触
媒としては、経済的な面から、例えば板状触媒の厚さを
従来以上に薄くするとともに、流路を形成する触媒間隔
を小さくして、触媒装置の立体空間光たりの触媒密度を
高くとることが要求されており、このような場合は、上
記問題点の解決が特に切望されていた。
（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ためになされたもので
、流路を構成する触媒表面に、排ガス流れに沿って凹凸
の突起をつ（す、触媒流路内を流れる排ガスが強制的に
乱れて触媒表面と十分に接触するようにしたものである
。すなわち、本発明は、触媒表面により排ガス流れ方向
に沿って流路を構成する窒素酸化物除去用触媒装置にお
いて、排ガス流路となる触媒表面に、排ガス流れ方向に
沿って凹凸を設け、かつこの凹凸の高さｈが排ガス流路
を構成する触媒表面間の距Ｎｄの１０〜７０％となるご
とく構成したことを特徴とする排ガス中の窒素酸化物除
去用触媒装置である。
、流路を構成する触媒表面に、排ガス流れに沿って凹凸
の突起をつ（す、触媒流路内を流れる排ガスが強制的に
乱れて触媒表面と十分に接触するようにしたものである
。すなわち、本発明は、触媒表面により排ガス流れ方向
に沿って流路を構成する窒素酸化物除去用触媒装置にお
いて、排ガス流路となる触媒表面に、排ガス流れ方向に
沿って凹凸を設け、かつこの凹凸の高さｈが排ガス流路
を構成する触媒表面間の距Ｎｄの１０〜７０％となるご
とく構成したことを特徴とする排ガス中の窒素酸化物除
去用触媒装置である。
（実施例）
第５図に窒素酸化物除去装置を設置した火力発電プラン
トの系統図の一例を示す。ボイラ１で生じた燃焼排ガス
はボイラを出た後、アンモニア注入管２により供給され
るアンモニアと混合され、触媒を内蔵した窒素酸化物除
去装置４に流入する。
トの系統図の一例を示す。ボイラ１で生じた燃焼排ガス
はボイラを出た後、アンモニア注入管２により供給され
るアンモニアと混合され、触媒を内蔵した窒素酸化物除
去装置４に流入する。
排ガス中の窒素酸化物は還元剤たるアンモニアにより触
媒の助けにより窒素と水に還元される。上記還元反応は
３００〜４００℃の温度域が望ましいので・空気予熱器
３の上流側に通常設けられる。
媒の助けにより窒素と水に還元される。上記還元反応は
３００〜４００℃の温度域が望ましいので・空気予熱器
３の上流側に通常設けられる。
本発明になる触媒装置は上記した窒素酸化物除去装置４
に充填されるものである。第５図において、５は燃焼用
空気をボイラに送るためのファンであり、７はその空気
を送るための燃焼用空気ダクト、６はボイラの燃焼装置
に供給する燃料、８は窒素酸化物を除去された燃焼排ガ
スを排出するための煙突である。
に充填されるものである。第５図において、５は燃焼用
空気をボイラに送るためのファンであり、７はその空気
を送るための燃焼用空気ダクト、６はボイラの燃焼装置
に供給する燃料、８は窒素酸化物を除去された燃焼排ガ
スを排出するための煙突である。
第１図は本発明になる窒素酸化物除去用触媒装置に使用
される板状触媒の一実施例を示す図である。板状触媒９
にば一定間隔Ｐをもって、触媒板面の両面に突出するＺ
形の凹凸１０がガス流れ方向３０と平行に設けられてい
る。さらにこれとは別に、板状触媒９には波形の凹凸２
１がガス流れ方向に対する斜めの角度で設けられている
。この波形の凹凸２１は前記したＺ形の凹凸２０より凹
凸の波高が小さく構成されている。
される板状触媒の一実施例を示す図である。板状触媒９
にば一定間隔Ｐをもって、触媒板面の両面に突出するＺ
形の凹凸１０がガス流れ方向３０と平行に設けられてい
る。さらにこれとは別に、板状触媒９には波形の凹凸２
１がガス流れ方向に対する斜めの角度で設けられている
。この波形の凹凸２１は前記したＺ形の凹凸２０より凹
凸の波高が小さく構成されている。
この板状触媒は、ステンレス鋼に千鳥形の小さなスリッ
トを多数切り、スリットの長さ方向と直角方向に張力を
加えてつくったエキスバンドメタル板の両面に、酸化雰
囲気中で電気アークを使ってアルミニウム材を溶射し、
これに触媒活性成分であるチタン、モリブデン、タング
ステン、鉄、銅などの酸化物を一種以上塗布したもので
ある。
トを多数切り、スリットの長さ方向と直角方向に張力を
加えてつくったエキスバンドメタル板の両面に、酸化雰
囲気中で電気アークを使ってアルミニウム材を溶射し、
これに触媒活性成分であるチタン、モリブデン、タング
ステン、鉄、銅などの酸化物を一種以上塗布したもので
ある。
この触媒板は触媒活性成分を塗布した時点では−様な平
面であるが、これを凹凸面を有する上、下２つのロール
の間を通すことによってガス流れ方向に対し斜め方向の
波形２１を全面に形成する。
面であるが、これを凹凸面を有する上、下２つのロール
の間を通すことによってガス流れ方向に対し斜め方向の
波形２１を全面に形成する。
しかる後に、ガス流れ方向に並行で大きなＺ形の凹凸を
所定間隔Ｐでもって、プレス装置を使って成形すること
により第１図に示すような板状触媒が作成される。
所定間隔Ｐでもって、プレス装置を使って成形すること
により第１図に示すような板状触媒が作成される。
第１図に示した一つの実施態様である触媒板は、ピッチ
Ｐを有するＺ形凹凸の中央部に、隣接する触媒板のＺ形
凹凸が位置するように交互に積み重ね、第２図に示すよ
うに鋼板製の枠１０の中に納められ、触媒ユニット１１
を構成する。Ｚ形の凹凸２０は隣接する触媒板を所定間
隙に保つための突起である。この触媒ユニット１１は取
扱いの容易な大きさに組合わされ、第３図に示すように
枠体１２に収納され、ブロック体１３を構成する。
Ｐを有するＺ形凹凸の中央部に、隣接する触媒板のＺ形
凹凸が位置するように交互に積み重ね、第２図に示すよ
うに鋼板製の枠１０の中に納められ、触媒ユニット１１
を構成する。Ｚ形の凹凸２０は隣接する触媒板を所定間
隙に保つための突起である。この触媒ユニット１１は取
扱いの容易な大きさに組合わされ、第３図に示すように
枠体１２に収納され、ブロック体１３を構成する。
第４図はこのようにしてつくられたブロック体１３を積
み重ね、窒素酸化物除去用触媒装置１４の内部に充填し
た状態を示すものである。
み重ね、窒素酸化物除去用触媒装置１４の内部に充填し
た状態を示すものである。
第６図は排ガス流れ方向に沿って隣接する板状触媒９を
切断した断面を示す。第６図に示すように、触媒板９に
形成された波形の凹凸により、触媒板９の間の通路を流
れる排ガスは、強制的に乱され、この乱れにより、触媒
板の間の中央部の排ガスも触媒表面に接触し、窒素酸化
物除去反応が促進されるので、通路中央部の排ガスの吹
き抜は現象は生じない。したがって、窒素酸化物除去率
を高めることができる。ここで、波形の山の高さは、そ
の高さが低過ぎると、第７図に示すように通路中央部の
排ガスに乱れを起こすことが十分でなく効果が少ない、
また高過ぎると、排ガスの通路通過に対する圧力損失が
大きくなり過ぎて実用的でない。
切断した断面を示す。第６図に示すように、触媒板９に
形成された波形の凹凸により、触媒板９の間の通路を流
れる排ガスは、強制的に乱され、この乱れにより、触媒
板の間の中央部の排ガスも触媒表面に接触し、窒素酸化
物除去反応が促進されるので、通路中央部の排ガスの吹
き抜は現象は生じない。したがって、窒素酸化物除去率
を高めることができる。ここで、波形の山の高さは、そ
の高さが低過ぎると、第７図に示すように通路中央部の
排ガスに乱れを起こすことが十分でなく効果が少ない、
また高過ぎると、排ガスの通路通過に対する圧力損失が
大きくなり過ぎて実用的でない。
種々テストの結果、波形の山の高さｈは、触媒板の最小
間隔ｄの１０〜７０％が好ましく、さらに好ましくは２
０〜３５％であることがわかった。
間隔ｄの１０〜７０％が好ましく、さらに好ましくは２
０〜３５％であることがわかった。
なお、本発明になる触媒装置が適用できる排ガスの条件
として、ダストを含まないか非常に少ない場合に限られ
る。つまり、石炭を燃料とするボイラの排ガスのように
ダスト量が多い場合、触媒板に形成した波形突起の凹部
にダストが堆積して触媒の性能劣化というトラブルを生
じる。したがって、本発明になる触媒装置は、例えばＬ
ＮＧを燃料とする燃焼排ガス、あるいは、石炭を燃料と
する場合でも、集塵装置でダストを除去した後の燃焼排
ガスに通用されるものである。
として、ダストを含まないか非常に少ない場合に限られ
る。つまり、石炭を燃料とするボイラの排ガスのように
ダスト量が多い場合、触媒板に形成した波形突起の凹部
にダストが堆積して触媒の性能劣化というトラブルを生
じる。したがって、本発明になる触媒装置は、例えばＬ
ＮＧを燃料とする燃焼排ガス、あるいは、石炭を燃料と
する場合でも、集塵装置でダストを除去した後の燃焼排
ガスに通用されるものである。
第１１図に本発明になる触媒を充填した窒素酸化物除去
装置による窒素酸化物除去率を従来の触媒装置と比較し
て示す。従来の触媒装置は、第１図で示した本発明に使
用される触媒板において、Ｚ形の凹凸のみを有し、波形
の小さい凹凸がないものである。第１１図において実線
で示したものが、本発明になる触媒装置であり、破線で
示したものが従来の触媒装置によるテスト結果を示す。
装置による窒素酸化物除去率を従来の触媒装置と比較し
て示す。従来の触媒装置は、第１図で示した本発明に使
用される触媒板において、Ｚ形の凹凸のみを有し、波形
の小さい凹凸がないものである。第１１図において実線
で示したものが、本発明になる触媒装置であり、破線で
示したものが従来の触媒装置によるテスト結果を示す。
すなわち、同量の触媒を使っても、本発明触媒装置を使
えば数％の性能向上があることがわかる。
えば数％の性能向上があることがわかる。
第８図は本発明の他の実施例を示したもので、第１図に
示した触媒板の波形凹凸２１０代わりに、半球状の凹凸
を付けたものである。凹凸の高さｈは触媒間隔ｄの１０
〜７０％が好ましく、２０〜３５％がさらに好ましい。
示した触媒板の波形凹凸２１０代わりに、半球状の凹凸
を付けたものである。凹凸の高さｈは触媒間隔ｄの１０
〜７０％が好ましく、２０〜３５％がさらに好ましい。
第９図は、第８図の触媒を用いた装置のガス流れ方向に
沿った断面を示したものである。
沿った断面を示したものである。
（発明の効果）
本発明の窒素酸化物除去用触媒装置を使用することによ
り、被処理ガスが通過する際の圧力損失を少なく、かつ
排ガスの流速の小さい場合において゛も排ガスの触媒装
置における吹き抜けがなく、高い窒素酸化物除去率を得
ることができる。
り、被処理ガスが通過する際の圧力損失を少なく、かつ
排ガスの流速の小さい場合において゛も排ガスの触媒装
置における吹き抜けがなく、高い窒素酸化物除去率を得
ることができる。
第１図は、本発明に使用される触媒板の説明図、第２図
は、第１図の触媒板をユニット状に組込んだ状態を示す
図、第３図は、上記ユニットをブロック状に組込んだ状
態を示す図、第４図は、上記ブロックを窒素酸化物除去
用触媒装置に組込んだ図、第５図は、火力発電プラント
に窒素酸化物除去装置を設置した場合の系統図、第６図
は、本発明の装置における触媒表面間におけるガス流れ
の模式図、第７図は、触媒板の凹凸が小さ過ぎる場合の
装置におけるガス流れの模式図、第８図は、本発明に用
いられる板状触媒の他の実施態様説明図、第９図は、第
８図に示した触媒板を使用した装置におけるガス流れ説
明図、第１０図は、従来の触媒装置におけるガス流れ説
明図、第１１図は、本発明になる窒素酸化物除去用触媒
装置と従来装置との性能比較図である。 ９・・・板状触媒、１０・・・枠、１１・・・触媒ユニ
ット、１２・・・枠体、１３・・・触媒ブロック、１４
・・・窒素酸化物除去用触媒装置、２０・・・Ｚ形凹凸
部、２１・・・波形凹凸部。 代理人 弁理士 川 北 武 長 ３０ 力・λシ次− 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 簗７図 ソ 第８図 第１１図 ガス温度（’Ｃ）
は、第１図の触媒板をユニット状に組込んだ状態を示す
図、第３図は、上記ユニットをブロック状に組込んだ状
態を示す図、第４図は、上記ブロックを窒素酸化物除去
用触媒装置に組込んだ図、第５図は、火力発電プラント
に窒素酸化物除去装置を設置した場合の系統図、第６図
は、本発明の装置における触媒表面間におけるガス流れ
の模式図、第７図は、触媒板の凹凸が小さ過ぎる場合の
装置におけるガス流れの模式図、第８図は、本発明に用
いられる板状触媒の他の実施態様説明図、第９図は、第
８図に示した触媒板を使用した装置におけるガス流れ説
明図、第１０図は、従来の触媒装置におけるガス流れ説
明図、第１１図は、本発明になる窒素酸化物除去用触媒
装置と従来装置との性能比較図である。 ９・・・板状触媒、１０・・・枠、１１・・・触媒ユニ
ット、１２・・・枠体、１３・・・触媒ブロック、１４
・・・窒素酸化物除去用触媒装置、２０・・・Ｚ形凹凸
部、２１・・・波形凹凸部。 代理人 弁理士 川 北 武 長 ３０ 力・λシ次− 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 簗７図 ソ 第８図 第１１図 ガス温度（’Ｃ）
Claims (1)
- 触媒表面により排ガス流れ方向に沿って流路を構成する
窒素酸化物除去用触媒装置において、排ガス流路となる
触媒表面に、排ガス流れ方向に沿って凹凸を設け、かつ
この凹凸の高さｈが排ガス流路を構成する触媒表面間の
最小距離ｄの１０〜７０％となるごとく構成したことを
特徴とする排ガス中の窒素酸化物除去用触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61268844A JPS63123450A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 排ガス中の窒素酸化物除去用触媒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61268844A JPS63123450A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 排ガス中の窒素酸化物除去用触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123450A true JPS63123450A (ja) | 1988-05-27 |
Family
ID=17464052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61268844A Pending JPS63123450A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 排ガス中の窒素酸化物除去用触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63123450A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0299144A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-11 | Babcock Hitachi Kk | 板状触媒およびその製法 |
| JPH0537340U (ja) * | 1991-10-18 | 1993-05-21 | 三菱自動車工業株式会社 | 触媒コンバータ |
| JP2008023461A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Babcock Hitachi Kk | 触媒構造体 |
| CN106150623A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-23 | 温洲 | 可供暖的汽车尾气净化装置 |
| CN106150613A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-23 | 温洲 | 可扰乱气流的汽车尾气净化装置 |
| CN106194345A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 温洲 | 可再利用汽车尾气的净化装置 |
| CN106194346A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 温洲 | 汽车尾气净化装置 |
-
1986
- 1986-11-12 JP JP61268844A patent/JPS63123450A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0299144A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-11 | Babcock Hitachi Kk | 板状触媒およびその製法 |
| JPH0537340U (ja) * | 1991-10-18 | 1993-05-21 | 三菱自動車工業株式会社 | 触媒コンバータ |
| JP2008023461A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Babcock Hitachi Kk | 触媒構造体 |
| CN106150623A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-23 | 温洲 | 可供暖的汽车尾气净化装置 |
| CN106150613A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-23 | 温洲 | 可扰乱气流的汽车尾气净化装置 |
| CN106194345A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 温洲 | 可再利用汽车尾气的净化装置 |
| CN106194346A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 温洲 | 汽车尾气净化装置 |
| CN106194346B (zh) * | 2016-06-29 | 2019-01-29 | 杭州悦山科技有限公司 | 汽车尾气净化装置 |
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