JPS6410780B2 - - Google Patents

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JPS6410780B2
JPS6410780B2 JP52143597A JP14359777A JPS6410780B2 JP S6410780 B2 JPS6410780 B2 JP S6410780B2 JP 52143597 A JP52143597 A JP 52143597A JP 14359777 A JP14359777 A JP 14359777A JP S6410780 B2 JPS6410780 B2 JP S6410780B2
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JP
Japan
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ammonia
gas
catalyst
nitrogen
conversion
Prior art date
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Application number
JP52143597A
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English (en)
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JPS5476289A (en
Inventor
Shinichi Ochiwa
Harutaka Taniguchi
Yoshikazu Hirose
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Priority to DE19782851821 priority patent/DE2851821A1/de
Publication of JPS5476289A publication Critical patent/JPS5476289A/ja
Publication of JPS6410780B2 publication Critical patent/JPS6410780B2/ja
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0011Sample conditioning
    • G01N33/0013Sample conditioning by a chemical reaction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/10Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using catalysis

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は、䞻ずしお鉄鋌蚭備等の各皮炉から生
じる排ガス䞭の窒玠酞化物を陀去するためにアン
モニア遞択還元法による脱硝システムを採甚する
際、ここから生じる煙道排ガス䞭のアンモニアの
分析方法に関する。 䞊蚘のような脱硝システムにおいおは、窒玠酞
化物MOXのアンモニアによる脱硝反応を効
率よく行なわせるために、通垞NOX濃床に比べ
お若干過剰のアンモニアを添加する必芁がある
が、この結果、脱硝装眮出口に未反応アンモニア
が残存し、これが煙道より排出される。 䞀方、近幎の環境公害に察する関心の高たりず
共に悪臭物質の䞀぀であるアンモニアに察しおも
厳しい法的芏制が講じられおきおおり、たた、地
方自治䜓によ぀おは、アンモニアも有害物質の䞀
぀ずしお排出芏制の察象物質ずしおいる所もあ
る。そのために脱硝装眮の効率的な運転及び悪臭
公害の監芖を行なう䞊で䞊蚘排ガス䞭のアンモニ
ア濃床を迅速か぀粟床よく、しかも連続的に枬定
する方法が必芁ずされおいる。 アンモニアを酞玠の共存䞋で觊媒により䞀酞化
窒玠に倉換し、これを化孊発光匏等の䞀酞化窒玠
分析蚈によ぀お怜出する方法は、既に公知であ
る。この方匏の特城ずしおは、湿匏法のような吞
収操䜜がないために連続分析や自動化が可胜であ
るこず、䞀酞化窒玠の怜出法ずしおの化孊発光匏
分析法は0.01〜100000ppmずいう広い濃床範囲に
わたり粟床良く枬定が可胜で、しかも共存ガスの
圱響を受けないこず等があげられる。したが぀
お、アンモニアを䞀酞化窒玠に倉える倉換噚の性
胜がアンモニアの分析粟床を支配するずいえる。 䞀方、アンモニアを酞玠により䞀酞化窒玠に酞
化する方法に関しおは、埓来より硝酞補造プロセ
スにおいお金網状の癜金觊媒を甚いる方法が知ら
れおいるが、この堎合䞀酞化窒玠の収率を90以
䞊ずするには反応枩床を700〜900℃、接觊時間を
0.001sec皋床ずする必芁があるずされおいる。こ
のプロセスの反応は、䞋蚘の第匏で瀺される
が、接觊時間を長くするず、旊生成した䞀酞化
窒玠が未反応のアンモニアず第匏で瀺される脱
硝反応を起しお窒玠を生成し、収率が䜎䞋する。
すなわち、900℃以䞊の枩床では第匏のような
副反応が起぀お収率が䜎䞋するずされおいる。 NH3O2NOH2O 第匏 NH3NON2H2O 第匏 NH3O2N2H2O 第匏 このように癜金觊媒䞊での第匏の反応は非垞
に速いが、第及び匏等の副反応を抑制しお高
いNH3NO倉換率を埗るためには接觊時間、枩
床等の反応条件が重芁であるこずがわかる。 ここで、䞊蚘硝酞補造プロセスの堎合ず煙道排
ガスの堎合ずでガスの性状の差異を比范するず䞻
に次の二点があげられる。 ã‚€ 前者におけるガス䞭のアンモニア濃床は10
前埌であるのに察しお、埌者のそれは100ppm
以䞋ず非垞に垌薄である。 ロ 前者におけるガス成分ずしおは窒玠以倖にア
ンモニアず酞玠のみであるのに察し、埌者では
これら以倖に窒玠酞化物、䞀酞化炭玠、二酞化
炭玠、氎蒞気、二酞化いおう等の各皮ガスを共
存成分ずしお含んでいる。 したが぀お、煙道排ガス䞭のアンモニアを䞀酞
化窒玠に倉換するための觊媒が具備すべき必芁条
件ずしおは、 ã‚€ アンモニアの濃床が100ppm以䞋ずいう垌薄
な堎合でも、これを効率よく䞀酞化窒玠に倉換
できる性胜を有するこず、 ロ 脱硝プロセスの排ガスなどに含たれる各皮共
存ガスによる倉換性胜の䜎䞋がないこず、 ハ 長期間安定した性胜を有するこず、 の䞉点があげられ、前蚘性胜を満足する高性胜觊
媒の開発ずその䜿甚条件の遞定が必芁ずされおい
た。 これに察しお、NH3NO倉換觊媒の改良ずそ
の䜿甚方法が提案された。䟋えば、特公昭51−
5959号及びJournal of Air Pollution Control
Association 23No.p.128’73には、高
密床炭玠材料に銅を担持した觊媒からなる倉換噚
を甚い、400〜450℃でアンモニアを含むガスを通
過させるこずによりアンモニア及び二酞化窒玠を
総お䞀酞化窒玠に倉換できるこずが蚘茉されおい
る。しかしながら、熱力孊的な平衡の蚈算によれ
ば、400〜500℃の枩床では窒玠酞化物䞭の二酞化
窒玠の割合は平衡的に数10皋床生成する条件で
あるため、アンモニアが銅により接觊酞化されお
完党に䞀酞化窒玠になるずは考えられない。事
実、450℃ではNH3NO倉換率は70ずいう䜎
い倀しか埗られなか぀た。䞀方、この倉換噚にお
いおは、炭玠材料を䜿甚しおいるために長期間の
䜿甚によ぀お共存酞玠による酞化が埐々に進行す
るこずによる觊媒の目べりず性胜䜎䞋が避けられ
ない。 たた、特開昭52−63886号には、けいそう土担
䜓に四䞉酞化コバルト以䞋、酞化コバルドず略
すを担持した觊媒を甚い、650〜700℃で高い倉
換性胜が埗られ、しかも二酞化いおうSO2等
による被毒もないこずが蚘茉されおいる。しかし
ながら、その远詊により、酞化コバルト觊媒は、
ガス䞭に二酞化いおうが存圚するず倉換効率の䜎
䞋が著しいこずが確認された。䞀方、担䜓ずしお
のけいそう土は二酞化珪玠が䞻䜓であるこずか
ら、前蚘枩床で長期間䜿甚する堎合には耐熱性に
問題が生じるず考えられる。 さらに、「神戞補鋌技報」26No.p.94’
76には、ハニカム担䜓に酞化クロムを担持した
觊媒を甚い、空間速床を500〜1200Hr-1、枩床を
800℃ずするこずにより高い倉換率が埗られ、二
酞化いおう、氎蒞気等の共存ガスによる性胜䜎䞋
もないこずが報告されおいる。しかしながら、本
発明者による実隓では、数千Hr-1皋床の䜎い空
間速床で、しかも750℃以䞊の枩床では、䞀酞化
窒玠又は䞀酞化炭玠等の成分が共存するず、これ
らのガスによる副反応に起因する劚害が著しくな
り、正確なアンモニア濃床の枬定が困難であるこ
ずが刀明した。 たた、特開昭51−128591号には、癜金を䞻䜓ず
した觊媒を甚い、これを550〜750℃の枩床に保぀
た倉換噚䞭にアンモニアを含むガスを2000〜
20000Hr-1の空間速床で通じ、アンモニアを䞀酞
化窒玠及び二酞化窒玠に倉換し、次いで400℃以
䞊に加熱された二酞化窒玠分解噚に通じるこずに
より二酞化窒玠を䞀酞化窒玠に倉換し、この䞀酞
化窒玠を化孊発光匏䞀酞化窒玠分析蚈で枬定する
方匏が蚘茉されおいる。そしお、䞊蚘条件ではア
ンモニアをほが定量的に䞀酞化窒玠ず二酞化窒玠
ずに倉換し埗るこず、氎蒞気、亜酞化窒玠
N2ONONO2SO2等の共存ガスによる劚
害が認められないずしおいる。 しかしながら、癜金掻性アルミナ觊媒を甚い
た本発明者の実隓によれば、特開昭51−128591号
に瀺された内容の䞭で、特に觊媒の䜿甚条件に぀
き䞋蚘のような問題点のあるこずが刀明した。 ã‚€ 空間速床が䜎䞋する皋、すなわち觊媒局での
接觊時間が長くなる皋、前述の第匏による副
反応が増加するために、倉換率の最倧倀が䜎䞋
する。䟋えば、本発明者による結果では、空間
速床が30000Hr-1では96の倉換率であ぀た
が、5000Hr-1では92に䜎䞋した。 ロ アンモニアを含むガス䞭に䞀酞化窒玠、二酞
化窒玠等のガスが共存するず、アンモニアず䞀
酞化窒玠又は二酞化窒玠ずの間においおも前述
の第匏又は䞋蚘の第匏の脱硝反応が生じ易
くなるために、空間速床が䜎䞋するほど倉換率
の最倧倀が䜎䞋するず共に750℃以䞊での倉換
率の䜎䞋が増倧し、アンモニアの分析粟床が䜎
䞋する。 NH3NO2N2H2O 第匏 このような副反応によるアンモニアの分析倀
の誀差は、アンモニアに察し過剰にNOXが共
存する堎合に顕著に珟われる。 ハ 焌結炉排ガスのように、ガス䞭に䞀酞化炭玠
のような還元性ガスが倚量に共存する堎合に
は、䞋蚘の第匏に瀺すような脱硝反応が觊媒
局で生成した䞀酞化窒玠ず䞀酞化炭玠ずの間で
生じ易くなるために、空間速床が20000Hr-1以
䞋の条件では倉換率の最倧倀の䜎䞋が増倧する
ず共に、750℃以䞊での急激な倉換率の䜎䞋が
生じた。 NOCON2CO2 第匏 たた、ガス䞭にCONONO2が共存する
ず、第匏及び第匏の脱硝反応が共存ガス間
においおも生じ易くなり、空間速床が
20000Hr-1以䞋では倉換率の最倧倀が98から
90以䞋に䜎䞋した。 以䞊のように、前蚘の特蚱等で瀺されおいる空
間速床が20000Hr-1以䞋の条件においおは、アン
モニアを含むガス䞭に䞀酞化炭玠のような還元性
ガスやNOXが共存するず、これらのガスによる
劚害䜜甚を受けお正確なアンモニアの分析が困難
ずなる。 したが぀お、本発明の目的は、NH3NO倉換
甚觊媒ずしお䞋蚘のような性胜を有する觊媒ずそ
の最適䜿甚条件ずを遞定するこずによ぀お排ガス
䞭のアンモニアを䞀酞化窒玠ずしお粟床良くしか
も連続的に分析可胜ずするこずである。 ã‚€ 100ppm以䞋の垌薄なアンモニアをもほが定
量的に䞀酞化窒玠ぞ倉換する性胜を有するこ
ず、 ロ ガス䞭にNONO2COSO2、氎蒞気等が
共存しおも、これらのガスにより倉換性胜が劚
害を受けないこず、 ハ 長期間にわたり性胜の䜎䞋がなく、高い倉換
性胜を維持するこず。 ここに、倚孔質掻性アルミナに担持された癜金
觊媒が前蚘の性胜を有するNH3NO倉換甚觊媒
ずなるこずが芋出された。さらに、この癜金觊媒
の䜿甚条件ずしお空間速床を30000Hr-1〜
200000Hr-1の範囲ずし、しかも加熱枩床を700〜
800℃の範囲ずするこずによ぀お、煙道排ガス䞭
に含たれる䞀酞化窒玠、二酞化窒玠や、特に焌結
炉排ガスに含たれる䞀酞化炭玠のような還元性ガ
スの存圚䞋においおさえも、これらの成分による
副反応を抑制しおNH3NO倉換反応を遞択的に
行なわせ埗るこずが芋出された。 しかしお、本発明の目的であるガス䞭のアンモ
ニアの分析方法は、アンモニアを含んだガスを酞
玠の共存䞋に、650〜900℃に加熱された癜金、担
持倚孔質アルミナを充填したアンモニア・䞀酞化
窒玠倉換噚に30000〜200000Hr-1の空間速床で通
過させおアンモニアを䞀酞化窒玠に倉換し、この
䞀酞化窒玠を分析するこずからなる。 本発明における癜金觊媒の癜金の担持量は、粒
状觊媒の堎合、玄0.5〜10重量の範囲が奜たし
い。ずいうのは、癜金の担持量が0.5重量以䞋
では高い倉換性胜が埗られず、たた10重量以䞊
では経枈的芋地より奜たしくない。なお、倉換性
胜および耐久性等の点から、最適な癜金担持量の
範囲は、〜重量である。 前蚘のように、本発明の癜金觊媒は、䞀般的に
は650〜900℃の範囲で甚いられるが、NOXや還
元性ガスの共存䞋では奜たしくは700〜800℃の範
囲で甚いられる。加熱枩床が800℃より高いず、
䞊蚘共存ガスによる脱硝反応を䞻䜓ずした副反応
が生じるために倉換率の䜎䞋が著しくなり、アン
モニアの分析誀差が増倧する。たた、加熱枩床が
700℃よりも䜎いず、アンモニアの䞀酞化窒玠ぞ
の酞化反応の速床が䜎䞋するために倉換率が䜎䞋
する。さらに、空間速床が30000Hr-1より䜎いず
共存ガスによる脱硝反応を䞻䜓ずした副反応が生
じ、倉換率が䜎䞋する。たた、空間速床が
200000Hr-1より倧であるず、接觊時間が短か過
ぎるために同様に倉換率が䜎䞋する。 以䞋、本発明によるアンモニアの分析方法を添
附の図面及び実斜䟋によ぀お説明する。 第図を参照するに、そこには本発明の分析方
法を実斜するのに奜適な装眮の構成図が瀺され
る。すなわち、詊料ガスを切換コツクにより
NH3NO倉換噚に通じおアンモニアを定量的
に䞀酞化窒玠に倉換し、氎分陀去噚で氎分を陀
去した埌、NO分析蚈でアンモニアをNOずし
お枬定する。 たた、ガス䞭に䞀酞化窒玠や二酞化窒玠が共存
する堎合には、切換コツクによりバむパス経路
を経お詊料ガスをNO分析蚈ぞ通じるこずに
よりNOのみを枬定する。次いで、ガス流路を
NO2NO倉換噚ぞ切り換えるこずによりガス
䞭の二酞化窒玠を䞀酞化窒玠に倉換しお詊料䞭の
二酞化窒玠ず䞀酞化窒玠ずの合蚈量を枬定する。
最埌に、詊料ガスをNH3NO倉換噚に通じお
ガス䞭のアンモニア、二酞化窒玠を共に䞀酞化窒
玠に倉換するこずによりNH3NO2及びNOの合
蚈量をNO分析蚈により枬定する。以䞊の回
の操䜜により埗られた倀よりNH3NO2及びNO
をそれぞれ求める。ここで、NO2NO倉換噚
は、特殊な炭玠材料からなる觊媒を充填したもの
で、アンモニアの共存䞋においおもこれによる劚
害効果を殆んど受けずに高い効率で二酞化窒玠を
䞀酞化窒玠ぞ倉換できる性胜を有しおいるものを
甚いたために、前述の特開昭51−128591号に蚘茉
されおいるようなNH3陀去噚は䞍芁である。た
た、本発明によるNH3NO倉換噚は、詊料ガ
ス䞭に共存しおいる二酞化窒玠をもアンモニアず
同様に定量的に䞀酞化窒玠ぞ倉換する性胜も有し
おいる。 たた、第図の波線で瀺された配管系は、煙道
排ガスのように、ガス䞭に氎蒞気が共存する堎合
でも氎分の凝瞮を防ぐために保枩されおいる。 䞀酞化窒玠の怜出方法ずしおは、通垞のオゟン
を甚いた化孊発光匏䞀酞化窒玠分析蚈を甚いるこ
ずが倚いが、非分散型赀倖線分析法等によ぀おも
よい。 実斜䟋  優れたNH3NO倉換換性を有する觊媒を開発
するために、䞀連の遷移金属酞化物及び貎金属を
倚孔質掻性アルミナに担持した觊媒を調補し、こ
れらの倉換性胜を比范した。觊媒掻性成分の担持
方法は通垞の含浞法により遷移金属の堎合は酞化
物ずしお〜10重量、そしお貎金属の堎合は金
属ずしお1.5重量の担持量ずなるようにした。
なお、炭玠材料を甚いた觊媒は、前述の特公昭51
−5959号に蚘茉のように調補した。 埗られた結果を第衚に瀺す。第衚には特公
昭51−5959号で瀺された高密床炭玠材料に酞化銅
を担持した觊媒の結果も䜵蚘した。
【衚】 この詊隓においおは、入口ガス組成はNH3
50ppm、酞玠、残り窒玠であり、ガス流量は
1.0min、空間速床は30000Hr-1で行ない、そ
しお䞀酞化窒玠の怜出には化孊発光匏NO分析蚈
を甚いた。 第衚から明らかなように、NH3NO倉換率
が80以䞊の性胜を有する觊媒成分ずしおは、癜
金、酞化コバルト、酞化鉄、酞化マンガン、酞化
クロム、酞化銅を遞定する。 たた、特公昭51−5959号に瀺された高密床炭玠
材料に酞化銅に担持した觊媒は450℃で70ずい
う䜎い倉換率しか瀺さず、しかもこれ以䞊の枩床
では炭玠材料が共存する酞玠により酞化されお
埐々に消費される珟象が認められた。 実斜䟋  実斜䟋で遞定された皮の觊媒に぀き、通垞
の煙道排ガス䞭に共存する䞀酞化窒玠又は二酞化
いおうがNH3NO倉換性胜に及がす圱響を調査
した。その結果を第衚に瀺す。ただし、入口ガ
ス䞭のNO及びSO2濃床は第衚に瀺す通りであ
り、その他は実斜䟋ず同様の条件で行な぀た。
【衚】 第衚から明らかなように、䞀酞化窒玠や二酞
化いおうによ぀おも劚害を受けにくく、しかも倉
換性胜の高い觊媒ずしお癜金が遞定された。 実斜䟋  実斜䟋により遞定された癜金掻性アルミナ
觊媒の最適䜿甚条件を遞定するため、この觊媒の
倉換掻性に及がす䜿甚枩床及び空間速床の圱響を
調査した。この結果を第図に瀺す。この実斜䟋
の觊媒は、粒状掻性アルミナに癜金を1.5重量
担持したものであ぀お、その䜿甚条件は実斜䟋
に準じた。 第図に瀺す結果から以䞋の事項が刀明した。 ã‚€ 空間速床が200000Hr-1以䞋の条件では、空
間速床が枛少するに埓い倉換率の最倧倀が䜎䞋
する傟向があり、特に空間速床が30000Hr-1よ
り小さいずこの珟象が顕著ずな぀た。 ロ 750℃以䞊では枩床が䞊昇するほど倉換率が
䜎䞋するが、この床合は空間速床が増倧するほ
ど小さくな぀た。 ハ 空間速床が200000Hr-1よりも倧きいず倉換
率が䜎䞋した。 これらの結果は、前述のように、癜金觊媒䞊で
のNH3NO倉換反応が非垞に速いこずを瀺し、
たた空間速床が小さいず即ち、接觊時間が長い
ず前述の第匏の反応による脱硝反応が生じ易
く、たた高枩では第匏の副反応が生じるために
倉換率の䜎䞋をもたらすず考えられる。したが぀
お、倉換率を95以䞊ずするためには空間速床を
20000Hr-1以䞊ずし、しかも䜿甚枩床を650〜900
℃の範囲ずする必芁のあるこずがわか぀た。 実斜䟋  アンモニアを含む被枬定ガス䞭に䞀酞化窒玠が
共存した堎合の癜金掻性アルミナ觊媒の最適䜿
甚条件を決定するために実斜䟋に瀺した入口ガ
ス組成の混合ガスを甚いお倉換性胜に及がす䜿甚
枩床及び空間速床の圱響を調査した。この結果を
第図に瀺す。 この実斜䟋では、出口ガス䞭のNO濃床は共存
するNOず觊媒による倉換されたNOずが加算さ
れるために、倉換率は䞋匏の第匏により算出し
た。 NH3NO倉換率 出口NO濃床−入口NO濃床入口NH3濃床×100 第匏 第図に瀺すように、倉換率の最倧倀は、䞀酞
化窒玠の共存により䜎䞋する傟向があり、しかも
高枩における倉換率の䜎䞋の床合は、䞀酞化窒玠
のない堎合ず比范しお増倧した。そしお、この傟
向は空間速床の枛少により䞀局顕著ずな぀た。こ
のこずは、空間速床が枛少するず、実斜䟋で述
べた副反応が共存するアンモニアず䞀酞化窒玠ず
の間においおも生じ易くなるためず考えられる。 以䞊の事実から、アンモニアを含むガス䞭に䞀
酞化窒玠がアンモニアの倍量皋床で共存するこ
の実斜䟋の条件では、95以䞊の倉換率を埗るた
めには、空間速床を30000Hr-1以䞊ずし、しかも
䜿甚枩床の䞊限を850℃皋床にする必芁が認めら
れた。 実斜䟋  アンモニアを含むガス䞭に二酞化窒玠が共存し
た堎合の癜金掻性アルミナ觊媒の䜿甚条件ず倉
換率ずの関係を調査した。甚いたガスの入口ガス
組成はNH350ppm、NO250ppm、酞玠、
残り窒玠であり、そしおその他の条件は実斜䟋
ず同様ずした。ただし、この觊媒によるNO2
NO倉換率は750℃以䞊の枩床では98以䞊であ
぀たので、NH3NO倉換率は䞋匏の第匏によ
り算出した。 NH3NO倉換 出口NO濃床−入口NO2濃床入口NH3濃床×100 第匏 埗られた結果を第図に瀺す。第図から明ら
かなように、実斜䟋における䞀酞化窒玠の堎合
ず同様に二酞化窒玠によ぀おもNH3NO倉換性
胜は劚害を受け、特に空間速床が30000Hr-1より
も小さくなるず、高枩ほど劚害効果が顕著に認め
られた。したが぀お、䞊述のような濃床の二酞化
窒玠の共存䞋においおも倉換率を95以䞊ずする
には、空間速床を30000Hr-1以䞊ずし、しかも枩
床を850℃以䞋ずする必芁があ぀た。 実斜䟋  鉄鋌蚭備の䞭でも焌結炉の排ガスには通垞
NOX以倖に䞀酞化炭玠が含たれるために、脱硝
装眮埌の排ガス䞭にもこれが残存するこずが考え
られる。そこで、癜金觊媒のNH3NO倉換性胜
に及がす共存䞀酞化炭玠の圱響を調査した。甚い
た入口ガス組成はNH350ppmCO
1000ppm、酞玠、残り窒玠であり、そしおそ
の他の条件は実斜䟋ず同様であ぀た。埗られた
結果を第図に瀺す。 第図から明らかなように、アンモニアを含む
ガス䞭に共存する䞀酞化炭玠は、NH3NO倉換
性胜に察しお劚害䜜甚を䞎える。この劚害の傟向
は、䞊蚘の䞀酞化窒玠及び二酞化窒玠の堎合ず類
䌌しおおり、その床合は高枩ほど、たた空間速床
が䜎いほど著しか぀た。このこずは、觊媒局で生
成した䞀酞化窒玠ず共存する䞀酞化炭玠ずの間で
前述の第匏で瀺される脱硝反応が生じるためず
思われる。したが぀お、䞀酞化炭玠が共存する堎
合にも、前述の䞀酞化又は䞀酞化窒玠の堎合ず同
様に、95以䞊の高い倉換率を埗るには空間速床
の䞋限を30000Hr-1ずし、か぀䜿甚枩床の䞊限を
850℃ずする必芁が認められた。 実斜䟋  NO3NO倉換性胜に及がす䞀酞化炭玠濃床の
圱響を調査するために実斜䟋に瀺した觊媒を甚
いおCO1000ppm及び5000ppmの堎合に぀いお
倉換率ず䜿甚条件ずの関係を枬定した。この結果
を第図に瀺す。第図から明らかなように、䞀
酞化炭玠による劚害の効果は䞀酞化炭玠の濃床が
増加するほど増倧するが、空間速床を40000Hr-1
以䞊ずし、しかも䜿甚枩床を800℃以䞋ずすれば、
䞀酞化炭玠が5000ppm皋床共存しおも95以䞊の
NH3NO倉換率が埗られるこずがわか぀た。 実斜䟋  実際の排ガス䞭には実斜䟋〜に瀺した䞀酞
化窒玠、二酞化窒玠及び䞀酞化炭玠が同時に共存
しおいるので、このような条件䞋でのNH3NO
倉換性胜も調査する必芁がある。実斜䟋に瀺し
た觊媒を甚い、そしお入口ガス組成がNH3
50ppmNO100ppmNO250ppmCO
1000ppmの堎合に぀いお埗られた倉換率の枩床倉
化を第図に瀺す。第図から明らかなように、
䞀酞化窒玠、二酞化窒玠及び䞀酞化炭玠が共存す
るず、実斜䟋〜に瀺したような脱硝反応を䞻
䜓ずした副反応による劚害が、これらが単独で共
存する堎合ず比范しお、䞀局顕著に珟われるため
に䜿甚枩床及び空間速床の範囲を䞀局狭くする必
芁が認められた。これは、実斜䟋〜に瀺した
ような觊媒での副反応に加えお、觊媒局に至るた
での導入郚においおガスが高枩でさらされるず、
この郚分で共存COずNOXずの間で無觊媒脱硝反
応が生じるこずによるためず考えられる。 実斜䟋  実斜䟋に瀺したように共存ガスの条件䞋にお
いおは、觊媒局に至る導入郚での副反応による劚
害を抑制する必芁がある。このための方法ずしお
は、第図のに瀺すように、加熱炉内に配
眮された反応管の䞭に眮かれた觊媒局に
至る導入郚の管埄を现くしたり、たた第図のよ
うに導入郚に充填物を眮いおこの郚分でのガ
スの滞留時間を短くするこずが考えられた。これ
らの反応管を甚いお実斜䟋ず同様の枬定を行な
぀た。ただし、第図のの装眮実斜䟋の装
眮では導入郚のガス線速床を30cmsecに、第
図のの装眮では導入郚のガス線速床を150
cmsecに、そしお第図では導入郚のガス線速
床を200cmsecにしお実斜した。埗られた結果を
第図に瀺す。第図から明らかなように、
導入郚のガス線速床を䞊げるこずにより、この郚
分での副反応が抑制され、750℃以䞊の高枩領域
での倉換率の䜎䞋が少なくなるこずが認められ
る。 以䞊のように、NH3NO倉換掻性の高い癜金
を高比衚面積を有する掻性アルミナに担持した觊
媒を甚いたために100ppm以䞋の垌薄なアンモニ
アをも95以䞊の倉換率で䞀酞化窒玠に倉換する
こずができた。さらに、この觊媒の䜿甚条件ずし
お、空間速床を30000Hr-1以䞊ずし、か぀觊媒の
加熱枩床を700〜800℃ずするこずにより、脱硝プ
ラント排ガス䞭に含たれる䞀酞化窒玠、二酞化窒
玠、䞀酞化炭玠、二酞化いおう等による觊媒局又
はこれに至る導入郚での脱硝反応を䞻䜓ずした副
反応が抑制でき、ガス䞭のアンモニアを効率良く
䞀酞化窒玠ぞ倉換するこずが可胜ずな぀た。 しかしお、前蚘のような優れた觊媒を充填した
NH3NO倉換噚を前蚘のような特定の䜿甚条件
䞋で䜜動させるずずもに化孊発光匏又は赀倖線吞
収匏NO蚈ず組合せるこずにより、脱硝プラント
の排ガス䞭のアンモニアを粟床良く、しかも連続
的に分析するこずが可胜ずな぀た。 なお、䞊述の説明では、癜金を担持する担䜓
掻性アルミナの圢状ずしお粒状担䜓を甚いた
䟋に぀いお説明した。よく知られおいるように、
担䜓の圢状ずしおは粒状ずハニカム状ずがある。
本発明においおは、䞊述した粒状担䜓以倖のハニ
カム状担䜓をも䜿甚可胜であり、ハニカム状担䜓
を䜿甚した堎合でも、各皮の副反応を抑制しか぀
高いNH3NO倉換率が埗られるこずが実隓によ
り確認されおいる。すなわち、第図は癜金を
担持する担䜓掻性アルミナの圢状を粒状およ
びハニカム状にした堎合のNH3NO倉換効率を
瀺すグラフである。担䜓の圢状に関係なく、空間
速床が玄30000Hr-1以䞊では高いNH3NO倉換
効率が埗られるこずがわかる。なお、実隓条件は
次のずおりである。 加熱枩床750℃ 流量min ガス組成NH3500ppm.NO 100ppm CO1000ppm.O2  残り N2 本発明によるガス䞭のアンモニアの分析方法
は、前述したような煙道排ガスの分析以倖に、倧
気䞭の埮量アンモニアの分析、䞋氎凊理堎、し尿
凊理堎、化成工堎等の悪臭発生源におけるアンモ
ニアの分析などに応甚するこずができる。
【図面の簡単な説明】
第図は、本発明のアンモニアの分析方法を実
斜するのに奜適な分析装眮の䞀具䜓䟋の抂略図で
ある。第図は、癜金掻性アルミナ觊媒の
NH3NO倉換掻性に及がす加熱枩床及び空間速
床S.V.の圱響を瀺すグラフである。第図
は、被枬定ガス䞭に䞀酞化窒玠が共存する堎合の
觊媒の倉換性胜に及がす加熱枩床及び空間速床の
圱響を瀺すグラフである。第図は、被枬定ガス
䞭に二酞化窒玠が共存する堎合の觊媒の䜿甚条件
ず倉換性胜ずの関係を瀺すグラフである。第図
は、被枬定ガス䞭に䞀酞化炭玠が共存する堎合の
觊媒の䜿甚条件ず倉換性胜ずの関係を瀺すグラフ
である。第図は、觊媒の倉換性胜に及がす䞀酞
化炭玠濃床の圱響を瀺すグラフである。第図
は、被枬定ガス䞭に䞀酞化窒玠、二酞化窒玠及び
䞀酞化炭玠が同時に共存する堎合の觊媒の倉換性
胜ず䜿甚条件ずの関係を瀺すグラフである。第
図の及び䞊びに第図は、本発明の方法に甚
いるこずのできるNH3NO倉換噚の構成を瀺す
抂略図である。第図は、NH3NO倉換噚ぞ
の被枬定ガスの線速床が觊媒の倉換性胜に及がす
圱響を瀺すグラフである。第図は、癜金を担
持する担䜓の圢状がNH3NO倉換効率に及がす
圱響を瀺すグラフである。 図面においお、はガス導入口、は切り換え
コツク、はNH3NO倉換噚、はNO2NO
倉換噚、はバむパス経路、は氎分陀去噚、
はNO分析蚈、は加熱炉、は反応管、
は觊媒、は充填物である。

Claims (1)

    【特蚱請求の範囲】
  1.  倚孔質掻性アルミナに癜金が玄0.5〜10重量
    の範囲で担持されおなる觊媒を有しこの觊媒が
    650〜900℃に加熱されおいるアンモア・䞀酞化窒
    玠倉換噚䞭に、アンモニアを含んだガスを、
    30000Hr-1〜200000Hr-1なる空間速床で通過させ
    おアンモニアを䞀酞化窒玠に倉換し、この䞀酞化
    窒玠に基づいおガス䞭のアンモニアを分析するこ
    ずを特城ずするガス䞭のアンモニアの分析方法。
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