KR102082275B1 - 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법 - Google Patents

배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102082275B1
KR102082275B1 KR1020157027304A KR20157027304A KR102082275B1 KR 102082275 B1 KR102082275 B1 KR 102082275B1 KR 1020157027304 A KR1020157027304 A KR 1020157027304A KR 20157027304 A KR20157027304 A KR 20157027304A KR 102082275 B1 KR102082275 B1 KR 102082275B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reducing agent
catalyst layer
denitration catalyst
exhaust gas
air
Prior art date
Application number
KR1020157027304A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150133740A (ko
Inventor
다쿠마 모리
스스무 히카즈다니
기요시로우 우메오
Original Assignee
히다치 조센 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히다치 조센 가부시키가이샤 filed Critical 히다치 조센 가부시키가이샤
Publication of KR20150133740A publication Critical patent/KR20150133740A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102082275B1 publication Critical patent/KR102082275B1/ko

Links

Images

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
    • F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/306—Preheating additional air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418—Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/90—Regeneration or reactivation
    • B01J23/96—Regeneration or reactivation of catalysts comprising metals, oxides or hydroxides of the noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
    • B01J29/42—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/46—Iron group metals or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/90—Regeneration or reactivation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/02—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • 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
    • 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
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • 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
    • F01N3/18—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 methods of operation; Control
    • F01N3/20—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 methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • 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
    • F01N3/18—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 methods of operation; Control
    • F01N3/20—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 methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • 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
    • F01N3/18—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 methods of operation; Control
    • F01N3/20—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 methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • 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
    • F01N3/18—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 methods of operation; Control
    • F01N3/22—Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
    • 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
    • F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/208—Hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20746—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—Zeolites
    • B01D2255/504—ZSM 5 zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • 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
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • 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
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/04—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for regeneration or reactivation, e.g. of catalyst
    • 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
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • 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
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • 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
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • 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
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • 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
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/08—Adding substances to exhaust gases with prior mixing of the substances with a gas, e.g. air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(과제) 본 발명은, 선박용 디젤엔진 등의 배기가스온도가 200∼400℃인 저온영역의 탈초촉매를 사용하고, 알코올 등의 환원제를 첨가하는 배기가스 정화시스템에 있어서, 적절한 가열처리에 의하여 탈초촉매성능을 회복시키고 또한 그 가열처리를 환원제와 공기 및 전용으로 설치된 환원제 산화촉매층에 의하여, 종래의 특별한 가열장치나 연료를 사용하지 않고 온사이트에서(현장에서) 탈초촉매의 재생이 가능한, 실용성이 우수한 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 제공한다.
(해결수단) 탈초촉매층(1)을 구비한 배기가스 정화시스템에 있어서, 환원제 산화촉매층(2)을 병설하고, 탈초촉매층(1)의 촉매재생 시에, 환원제 산화촉매층(2)에 환원제 및 공기를 공급하고, 이 산화촉매층(2)에 있어서 환원제와 공기에 의한 산화반응에서 발생한 반응열에 의하여 고온의 산화반응가스를 발생시키고, 이 고온의 산화반응가스를 상기 탈초촉매층(1)에 유입하여 탈초촉매를 가열함으로써 촉매의 탈초성능을 회복시킨다.

Description

배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법{ON-SITE REGENERATION METHOD FOR DENITRIFICATION CATALYST IN EXHAUST GAS PURIFICATION SYSTEMS}
본 발명은, 내연기관(內燃機關) 등의 배기가스 중의 정화시스템(淨化system), 더 상세하게는 예를 들면 선박용 디젤엔진(船舶用 diesel engine) 등의 내연기관 등의 배기가스의 정화시스템에 알코올(alcohol), 탄화수소 등의 액체환원제(液體還元劑)를 첨가하여 질소산화물(NOx)을 제거하고 또한 탈초촉매(脫硝觸媒)의 성능회복이 가능한, 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법(on-site 再生方法)에 관한 것이다.
선박으로부터의 해양오염 등을 방지하는 국제조약인 해양오염방지조약(MARPOL조약)에 의하여, 2016년 이후의 새롭게 제작되는 선박을 대상으로 한 대기오염물질 방출제한해역(ECA : Emission Control Area)에 한정하여 NOx의 배출을 규제값으로부터 약 80% 감소시키도록 되어 있다.
종래에 있어서 예를 들면 디젤엔진 등의 내연기관 등의 배기통로에 설치된 SCR(Selective Catalytic Reduction : 선택적 접촉환원)탈초장치에 있어서는, 선박의 배기가스온도가 300℃ 이하인 저온배기가스 분위기(低溫排氣gas 雰圍氣)에서는 탈초반응이 충분하지 않고 또한 연료유(燃料油) 중에 포함되는 유황분(硫黃分)과 환원제의 암모니아 성분의 반응에 의하여 생성되는 황산수소암모늄(산성유안(酸性硫安))이 탈초촉매를 피독(被毒)시키기 때문에, 실용화가 곤란하다는 문제가 있었다.
한편 환원제로 알코올 등을 사용하고, 180∼300℃ 정도의 저온온도영역에서 탈초 가능한 제올라이트(zeolite)를 이용한 탈초촉매가 알려져 있다. 이들 저온활성 탈초촉매에 있어서, 환원제로서 사용되고 있는 알코올에서 유래된 탄소성분의 탈초촉매 상에 대한 부착(코킹(caulking))에 의하여 탈초반응 중에 경시적(經時的)으로 성능이 저하되는 과제가 확인되고 있다.
또한 이들 성능이 저하된 탈초촉매를 제거하여 가열처리함으로써, 부착되어 있었던 탄소성분이 탈리(脫離)되어 성능이 회복되는 것이 확인되고 있다.
예를 들면 하기의 특허문헌1에는, 메탄올(methanol) 및/또는 디메틸에테르(dimethylether) 등의 알코올 및/또는 에테르를 환원제로 하고, 프로톤형 β제올라이트(proton型 βzeolite)의 탈초촉매를 사용하여 배기가스 중의 NOx를 환원시켜서 제거하는 방법이 개시되어 있고, 그 때에 적어도 2계통으로 분기(分岐)된 배기가스 처리유로에 탈초촉매층을 배치하고, 1개의 배기가스 처리유로를 폐쇄하여 배기가스의 공급을 정지시키고 또한 다른 배기가스 처리유로에서는 배기가스처리를 계속하면서, 배기가스의 공급을 정지시킨 배기가스 처리유로의 탈초촉매층을 그 자리에서 350∼800℃로 가열처리(히터에 의하여 직접 가열)함으로써 저하된 탈초성능을 회복시키는 탈초촉매 재생시스템이 개시되어 있다.
또한 하기의 특허문헌2의 도2에는, 자동차의 배기처리장치의 탈초촉매의 기능회복구조로서, 항상 환원제를 투입하는 제1환원제 투입관과, 적시(適時)에 환원제를 투입하는 제2환원제 투입관을 설치하고, 또한 탈초촉매 상류측의 배압(背壓) 상승에 따르는 환원제 공급압력의 조압(調壓)에 대해서는, 산화촉매를 삽입하여 설치되는 탈초촉매 재생시스템이 개시되어 있다. 이 특허문헌2에 기재되어 있는 탈초촉매 재생시스템에서는, 보통일 때에도 산화촉매를 통과하는 배기가 활성화되어 후의 탈초촉매에 있어서의 반응성을 높이고, 또한 연소잔사물의 부착에 의한 탈초촉매기능이 저하될 때에는 제2계열로부터의 환원제 투여에 의하여 산화촉매의 활성이 한층 더 높아져서 연소잔사물의 완전연소를 촉진하는 것이 기재되어 있다.
: 일본국 공개특허 특개2006-220107호 공보 : 일본국 공개특허 특개평8-200048호 공보
그러나 상기 특허문헌1에 기재되어 있는 탈초촉매 정화시스템에서는, 실용적인 면(예를 들면 선박 등)을 고려하면, 가열처리수단인 히터를 촉매반응기 부분에 설치하여 탈초촉매를 재생하는 것은, 설비의 대형화에 연결됨과 아울러 설비비가 비싸지게 되고 또 히터를 전력에 의하여 가동시키기 때문에, 운용비용도 비싸지게 된다는 문제가 있었다.
또 가령 히터용의 열원을 전력이 아니라 배기가스로부터의 열교환에 의하여 얻는 경우에 있어서도 내연기관의 배기가스온도(약 300℃)를 고려하면, 탈초촉매의 회복에 필요한 350∼800℃의 온도영역에서 촉매를 가열하는 것은 곤란하다는 문제가 있었다.
또한 상기 특허문헌2의 도2에 기재되어 있는 탈초촉매 정화시스템에서는, 항상 산화촉매 중을 배기가스가 유통(流通)되는 배치로 이루어져 있기 때문에, 배기가스 중에 포함되는 일반적인 촉매독성분(觸媒毒成分)(예를 들면 S, P, Cl 등)에 의하여 산화촉매 자체가 열화(劣化)되어 간다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 상기의 종래기술의 문제를 해결하여 예를 들면 선박용 디젤엔진의 배기가스와 같이 배기가스온도가 200∼400℃ 정도인 비교적 저온영역의 질소산화물 환원용의 탈초촉매를 사용하고 또한 알코올 또는 탄화수소 등의 환원제를 첨가하는 배기가스 정화시스템에 있어서, 적절한 가열처리에 의하여 탈초촉매 상에 부착된 탄소성분이 제거되고, 그에 따라 탈초촉매성능을 회복할 수 있고 또한 그 가열처리를 환원제와 공기 및 전용(專用)으로 설치된 환원제 산화촉매층에 의하여, 종래의 특별한 가열장치나 연료를 사용하지 않고 온사이트에서 즉 현장에서 탈초촉매의 재생이 가능한, 실용성이 우수한 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기한 점을 고려하여 예의 연구를 거듭한 결과, 예를 들면 선박용 디젤엔진의 배기가스와 같이 배기가스온도가 200∼400℃ 정도인 비교적 저온영역의 배기가스의 정화시스템에 있어서의 가열에 의한 탈초촉매의 재생을 온사이트에서 하는 것에 있어서, 열원(熱源)으로 환원제의 산화열을 이용하고, 통상 시에 환원제는 탈초반응에 사용하고, 재생 시에는 환원제의 유로(流路)를 변경함으로써 환원제를 산화촉매층으로 유입하여 환원제의 산화반응에 의하여 산화열을 얻고, 그 때에 산화반응을 일으키는 열원은, 열교환기에 의하여 배기가스와의 열교환에 의하여 가온된 공기를 이용하고, 탈초촉매의 재생처리 후에는, 환원제의 유로를 변경함으로써 통상 시(탈초반응)로 되돌리는 것이 가능한 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하게 된 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 청구항1의 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법의 발명은, 내연기관의 배기통로에 설치된 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 환원제 포함 공기를 첨가하고, 탈초촉매층에 있어서 배기가스 중의 질소산화물을 환원시켜서 배기가스를 정화하는 배기가스 정화시스템에 있어서, 환원제 산화촉매층을 병설하고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생 시에, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제 및 공기를 공급하고, 이 환원제 산화촉매층에 있어서 환원제와 공기에 의한 산화반응에서 발생한 반응열에 의하여 고온의 산화반응가스를 발생시키고, 이 고온의 산화반응가스를 상기 탈초촉매층에 유입하여 탈초촉매를 가열함으로써 탈초촉매를 재생하는 것을 특징으로 하고 있다.
청구항2의 발명은, 청구항1에 기재되어 있는 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법으로서, 고온의 산화반응가스에 의한 탈초촉매의 가열온도가 500℃ 이상, 800℃ 이하인 것을 특징으로 하고 있다.
청구항3은, 청구항1 또는 청구항2에 기재되어 있는 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법으로서, 환원제를 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제공급 주라인의 도중에 환원제공급 분기라인을 설치하는 한편, 공기를 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 공기공급 주라인의 도중에 공기공급 분기라인을 설치함과 아울러, 이들 환원제공급 분기라인 및 공기공급 분기라인을 상기 환원제 산화촉매층에 접속시켜 두고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생 시에, 환원제의 공급을 환원제공급 주라인으로부터 환원제공급 분기라인으로 절환함과 아울러, 공기의 공급을 공기공급 주라인으로부터 공기공급 분기라인으로 절환하여, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제 및 공기를 공급하는 것을 특징으로 하고 있다.
청구항4의 발명은, 청구항1 또는 청구항2에 기재되어 있는 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법으로서, 상기 환원제 산화촉매층에, 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제와 동종의 환원제 또는 별종의 환원제를 공급하는 환원제공급 부라인을 접속하는 한편, 공기를 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 공기공급 주라인의 도중에 공기공급 분기라인을 설치하고, 이 공기공급 분기라인을 상기 환원제 산화촉매층에 접속시켜 두고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생 시에, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제공급 부라인으로부터 동종의 환원제 또는 별종의 환원제를 공급함과 아울러, 공기의 공급을 공기공급 주라인으로부터 공기공급 분기라인으로 절환하여, 상기 환원제 산화촉매층에 공기를 공급하는 것을 특징으로 하고 있다.
청구항5의 발명은, 청구항1 또는 청구항2에 기재되어 있는 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법으로서, 상기 환원제 산화촉매층에, 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제와 동종의 환원제 또는 별종의 환원제를 공급하는 환원제공급 부라인 및 상기 환원제 산화촉매층에 공기를 공급하는 공기공급 부라인을, 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 환원제를 공급하는 환원제공급 주라인 및 공기를 공급하는 공기공급 주라인과는 각각 별도로 설치하여 두고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생 시에, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제공급 부라인으로부터 동종의 환원제 또는 별종의 환원제를 공급함과 아울러 공기공급 부라인으로부터 공기를 공급하는 것을 특징으로 하고 있다.
청구항6의 발명은, 청구항1∼청구항5 중의 어느 하나의 항에 기재되어 있는 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법으로서, 탈초촉매층의 하류측의 배기통로에 공기가열용 열교환기를 설치하고, 상기 열교환기에 있어서 탈초촉매층으로부터 배출된 정화배기가스의 배열에 의하여 공기를 가온하고, 이 가온공기를 상기 환원제 산화촉매층에 공급하여 환원제와 공기에 의한 산화반응을 일으키는 것을 특징으로 하고 있다.
청구항7의 발명은, 청구항1∼청구항3 중의 어느 하나의 항에 기재되어 있는 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법으로서, 환원제가 알코올, 에테르, 케톤류 및 탄화수소로 이루어지는 군 중에서 선택된 적어도 1개의 유기화합물로서, 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에, 기화 환원제와 함께 공기를 첨가하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법에 의하면, 적절한 가열처리에 의하여 탈초촉매 상에 부착된 탄소성분이 제거되고, 그에 따라 탈초촉매성능을 회복할 수 있고 또한 그 가열처리를 환원제와 공기 및 전용으로 설치된 환원제 산화촉매층에 의하여, 종래의 특별한 가열장치나 연료를 사용하지 않고 온사이트에서 즉 현장에서 탈초촉매의 재생이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.
도1은, 본 발명의 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 실시하는 장치의 제1실시형태를 나타내는 플로시트이다.
도2는, 본 발명의 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 실시하는 장치의 제2실시형태를 나타내는 플로시트이다.
도3은, 본 발명의 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 실시하는 장치의 제3실시형태를 나타내는 플로시트이다.
다음에 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
도1은, 본 발명에 의한 배기가스 정화시스템(排氣gas 淨化system)에 있어서의 탈초촉매(脫硝觸媒)의 온사이트 재생방법(on-site 再生方法)을 실시하는 장치의 제1실시형태를 나타내는 플로시트(flow sheet)이다.
동(同) 도면을 참조하면, 배기가스 정화시스템은, 선박용 디젤엔진 등의 내연기관(內燃機關)의 배기가스를 정화함에 있어서 환원제로 알코올(alcohol) 등(예를 들면 에탄올(ethanol))을 사용하여 180∼300℃ 정도의 저온온도영역에서 탈초(脫硝) 가능한 탈초촉매(脫硝觸媒)(예를 들면 Co/제올라이트(Co/zeolite)) 시스템을 제공한다. 이 시스템에 있어서, 환원제는 공기와 혼합되어 탈초촉매반응기에 유입됨으로써 촉매 전체로 확산된다.
즉 내연기관의 배기통로(라인)(11)에 설치된 탈초촉매층(脫硝觸媒層)(1)의 상류측의 배기가스에 환원제 포함 공기를 첨가하여, 탈초촉매층(1)에 있어서 배기가스 중의 질소산화물을 환원시킨다. 탈초촉매층(1)에 있어서 정화된 정화가스는 배출라인(12)에서 외부로 배출된다.
여기에서 환원제(예를 들면 에탄올)는 환원제공급 주라인(還元劑供給 主line)(13)에 의하여 공급되는 한편, 공기는 공기공급 주라인(14)에 의하여 공급된다. 환원제공급 주라인(13) 및 공기공급 주라인(14)을 합류라인(15)에 접속시켜서, 환원제는 공기와 혼합되어 합류라인(15)에서 노즐(nozzle)(16)에 의하여 탈초촉매층(1)으로 유입되어 촉매 전체로 확산된다. 환원제공급 주라인(13)에는 밸브(21) 및 밸브(22)가 설치되어 있고, 공기공급 주라인(14)에는 밸브(23) 및 밸브(24)가 설치되어 있다.
탈초촉매층(1)에 충전(充塡)되는 탈초촉매로서는, 예를 들면 제올라이트에 코발트(cobalt)를 담지(擔持)한 것, 또는 TiO2에 바나듐(vanadium)을 담지한 것, 또한 제올라이트 또는 TiO2에 텅스텐(tungsten)이나 몰리브덴(molybdenum)을 담지한 것을 들 수 있지만, NOx를 환원처리할 수 있는 것이라면, 다른 것이더라도 좋다.
본 실시형태에서는, 탈초촉매인 코발트/제올라이트를 벌집구조체(honeycomb 構造體)에 담지시킨 것을 충전하였다. 여기에서 벌집구조체는, 글라스 페이퍼(glass paper)에 의하여 제작된 것이 바람직하다. 이 벌집구조체는, 예를 들면 시판되는 글라스 페이퍼를 소성(燒成)시켜서 글라스 페이퍼에 포함되는 유기바인더(有機binder) 성분을 연소에 의하여 제거하는 공정과, 유기바인더 성분 제거 후의 글라스 페이퍼에, 탈초촉매인 코발트/제올라이트를 포함하는 슬러리(slurry)를 도포하는 공정과, 촉매함유 슬러리 도포 글라스 페이퍼를 골함석모양으로 만드는 공정과, 만들어진 골함석모양의 촉매함유 슬러리 도포 글라스 페이퍼를 건조시키는 공정과, 한편 골함석모양으로 만들기를 하지 않은 평판모양의 촉매 슬러리 도포 글라스 페이퍼를 건조시키는 공정과, 골함석모양의 촉매함유 슬러리 도포 글라스 페이퍼와 평판모양의 촉매 슬러리 도포 글라스 페이퍼를 소성시켜서 촉매담지 평판모양 글라스 페이퍼 및 촉매담지 골함석모양 글라스 페이퍼를 형성하는 공정과, 소성 후의 촉매담지 평판모양 글라스 페이퍼 및 촉매담지 골함석모양 글라스 페이퍼를 교대로 접착시키지 않고 적층(積層)하여 촉매담지 벌집구조체를 형성하는 공정을 실시함으로써 제작된 것이 바람직하다.
혹은 또한 시판되는 글라스 페이퍼에 포함되는 유기바인더 성분을 연소에 의하여 제거하지 않고, 시판되는 글라스 페이퍼에, 탈초촉매인 코발트/제올라이트를 포함하는 슬러리를 도포하는 공정과, 촉매함유 슬러리 도포 글라스 페이퍼를 골함석모양으로 만드는 공정과, 만들어진 골함석모양의 촉매함유 슬러리 도포 글라스 페이퍼를 건조시키는 공정과, 한편 시판되는 글라스 페이퍼에 포함되는 유기바인더 성분을 연소에 의하여 제거하지 않고 또한 골함석모양으로 모양 만들기를 하지 않은 평판모양의 촉매 슬러리 도포 글라스 페이퍼를 건조시키는 공정과, 골함석모양의 촉매함유 슬러리 도포 글라스 페이퍼와 평판모양의 촉매 슬러리 도포 글라스 페이퍼를 소성시켜서 촉매담지 평판모양 글라스 페이퍼 및 촉매담지 골함석모양 글라스 페이퍼를 형성하는 공정과, 소성 후의 촉매담지 평판모양 글라스 페이퍼 및 촉매담지 골함석모양 글라스 페이퍼를 교대로 접착하지 않고 적층하여 촉매담지 벌집구조체를 형성하는 공정을 실시함으로써 제작된 것이 바람직하다.
그리고 탈초촉매층(1)에 충전되어 있는 탈초촉매가 경시적(經時的)으로 성능이 저하되었을 때에는, 본 발명의 탈초촉매의 온사이트 재생방법에 의하여 탈초촉매의 재생처리를 실시한다.
동 도면에 나타내는 바와 같이 탈초촉매층(1)에 환원제 산화촉매층(2)이 병설(倂設)되어 있다. 그리고 환원제공급 주라인(13)의 밸브(21)와 밸브(22)의 사이에 있어서 환원제공급 주라인(13)에 환원제공급 분기라인(還元劑供給 分岐line)(17)이 접속되어 있는 한편, 공기공급 주라인(14)의 밸브(23)와 밸브(24)의 사이에 있어서 공기공급 주라인(14)에 공기공급 분기라인(18)이 접속되어 있고, 환원제공급 분기라인(17) 및 공기공급 분기라인(18)은 합류라인(19)에서 합류하고, 환원제는 공기와 혼합되어 합류라인(19)에서 환원제 산화촉매층(2)에 공급되고, 탈초촉매층(1)의 촉매재생 시에, 이 환원제 산화촉매층(2)에 있어서 환원제와 공기에 의한 산화반응에서 발생된 반응열에 의하여 고온의 산화반응가스를 발생시키고, 이 고온의 산화반응가스를 라인(20)에서 상기 탈초촉매층(1)에 유입하여 탈초촉매를 가열함으로써 탈초촉매를 재생한다.
여기에서 환원제공급 분기라인(17)에는 밸브(25)가 설치되어 있고, 공기공급 분기라인(18)에는 밸브(26)가 설치되어 있고, 합류라인(19)에는 밸브(27)가 설치되어 있다.
또한 탈초촉매층(1)의 하류측의 배기라인(12)에 공기가열용 열교환기(熱交換器)(3)가 설치되어 있고, 상기 열교환기(3)에 있어서 탈초촉매층(1)으로부터 배출된 정화배기가스의 배열(排熱)에 의하여, 공기공급 분기라인(18) 내를 통과하는 공기를 가온(加溫)하고, 이 가온공기를 환원제와 합류시켜서 상기 환원제 산화촉매층(2)에 공급하여, 환원제와 공기에 의한 산화반응을 일으키도록 하는 것이 바람직하다. 탈초촉매층(1)으로부터 배출된 정화가스는, 라인(12)을 통하여 열교환기(3)를 통과하고, 여기에서 열교환에 의하여 냉각된 후에 외부로 배출된다.
본 발명의 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법에 있어서, 탈초촉매층(1)에 있어서의 고온의 산화반응가스에 의한 탈초촉매의 가열온도는 500℃ 이상, 800℃ 이하인 것이 바람직하다.
산화반응가스에 의한 탈초촉매의 가열온도를 800℃ 이하로 하는 이유는, 제올라이트의 결정구조가 파괴되므로 탈초성능 자체가 저하되어 버리기 때문이다.
또 액체환원제로서 사용할 수 있는 화합물로서는, 메탄올, 에탄올, 프로판올(propanol) 등의 알코올류, 디에틸에테르(diethylether) 등의 에테르류, 메틸에틸케톤(methylethylketone) 등의 케톤류 및 경유(輕油), 등유(燈油), 휘발유 등의 탄화수소로 이루어지는 군(群) 중에서 선택된 적어도 1개의 저분자량(低分子量)의 유기화합물인 것이 바람직하다.
도1에 나타내는 본 발명에 의한 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법의 제1실시형태에 있어서는, 환원제를 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제공급 주라인(13)의 도중에 환원제공급 분기라인(17)을 설치하는 한편, 공기를 상기 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 공급하는 공기공급 주라인(14)의 도중에 공기공급 분기라인(18)을 설치함과 아울러, 이들의 환원제공급 분기라인(17) 및 공기공급 분기라인(18)을, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 연결되는 합류라인(19)에 접속하여 둔다.
그리고 탈초촉매층(1)의 촉매재생 시에, 환원제공급 주라인(13)의 밸브(22)를 닫고 환원제공급 분기라인(17)의 밸브(25)를 열어서 환원제(예를 들면 에탄올)의 공급을 환원제공급 주라인(13)으로부터 환원제공급 분기라인(17)으로 절환(切換)함과 아울러, 공기공급 주라인(14)의 밸브(24)를 닫고 공기공급 분기라인(18)의 밸브(26)를 열어서 공기의 공급을 공기공급 주라인(14)으로부터 공기공급 분기라인(18)으로 절환하여, 상기 탈초촉매층(1)의 하류측의 배기라인(12)에 설치된 열교환기(3)에 있어서 정화배기가스의 배열에 의하여, 공기공급 분기라인(18) 내를 통과하는 공기를 가온하고, 이 가온공기와 환원제를 합류라인(19)에서 합류시켜서 상기 환원제 산화촉매층(2)에 공급하는 것이다.
이 제1실시형태에 있어서는, 탈초촉매층(1)의 하류측의 정화가스 배출라인(12)에 공기가열용 열교환기(3)를 설치하고, 상기 열교환기(3)에 있어서 탈초촉매층(1)으로부터 배출된 정화배기가스의 배열을 이용하여, 공기를 산화촉매의 기동온도(起動溫度)(예를 들면 200℃) 이상으로 가온한다. 이와 같이 하여 산화촉매의 기동온도 이상으로 가온된 공기를 산화촉매층(2)으로 유입한다.
환원제 산화촉매층(2)에 있어서는, 유입된 환원제를 산화촉매(예를 들면 Pt/Al2O3)에 의하여 산화시키고, 그 산화열에 의하여 공기를 가온한다. 이와 같이 하여 가온된 공기를 탈초촉매층(1)으로 유입하여, 탈초촉매층(1) 내의 유통가스온도를 500℃ 이상으로 한다. 그리고 500℃ 이상의 유통가스에 의하여 촉매를 가열함으로써 탈초촉매를 재생한다. 소정의 시간(예를 들면 1시간) 가열한 후에 공기 및 환원제의 유로(流路)를 원래의 상태로 되돌린다.
환원제를 산화시키는 산화촉매층(2)의 산화촉매는, 일반적인 Pt/Al2O3뿐만 아니라, 촉매금속으로서는 Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au 등 백금족(白金族) 또는 Fe, Ni, Co 등 전이금속 또는 그들의 2개 이상의 복합물이 선택 가능하고, 담체(擔體)로서는 Al2O3, SiO2, TiO2, SnO2, CeO2 등 금속산화물이 선택 가능하다.
도2는, 본 발명에 의한 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 실시하는 장치의 제2실시형태를 나타내는 플로시트이다.
동 도면을 참조하면, 이 제2실시형태에 있어서 상기 본 발명의 제1실시형태의 경우와 다른 점은, 상기 환원제 산화촉매층(2)에, 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제와 동종(同種)의 환원제 또는 별종(別種)의 환원제를 공급하는 점에 있다. 즉 상기 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제(예를 들면 에탄올)와 동종의 환원제 또는 별종의 환원제(예를 들면 메탄올)를 공급하는 환원제공급 부라인(還元劑供給 副line)(31)을, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 연결되는 합류라인(19)에 접속한다. 환원제공급 부라인(31)에는 밸브(32)가 설치되어 있다. 한편 공기의 공급에 대해서는, 상기 제1실시형태의 경우와 마찬가지로 공기를 상기 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 공급하는 공기공급 주라인(14)의 도중에 공기공급 분기라인(18)을 설치하고, 이 공기공급 분기라인(18)을, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 연결되는 합류라인(19)에 접속하여 둔다.
그리고 탈초촉매층(1)의 촉매재생 시에는, 환원제공급 주라인(13)의 밸브(21)를 닫고 환원제공급 부라인(31)의 밸브(32)를 열어서 환원제의 공급을 절환하여, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 환원제공급 부라인(31)으로부터 동종의 환원제 또는 별종의 환원제(예를 들면 메탄올)를 공급함과 아울러, 공기공급 주라인(14)의 밸브(24)를 닫고 공기공급 분기라인(18)의 밸브(26)를 열어서 공기의 공급을 공기공급 주라인(14)으로부터 공기공급 분기라인(18)으로 절환하여, 탈초촉매층(1)의 하류측의 배기라인(12)에 설치된 열교환기(3)에 있어서 정화배기가스의 배열에 의하여, 공기공급 분기라인(18) 내를 통과하는 공기를 가온하고, 이 가온공기를 환원제와 합류시켜서 상기 환원제 산화촉매층(2)에 공급하는 것이다.
또 본 발명의 제2실시형태에 있어서, 그 이외의 점은 상기 본 발명의 제1실시형태의 경우와 동일하기 때문에, 도2에 있어서 상기 도1과 동일한 것에는 동일한 부호를 붙였다.
도3은, 본 발명에 의한 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 실시하는 장치의 제3실시형태를 나타내는 플로시트이다.
동 도면을 참조하면, 이 제3실시형태에 있어서 상기 본 발명의 제1실시형태의 경우와 다른 점은, 환원제 산화촉매층(2)에 환원제를 공급하는 환원제공급 부라인(31) 및 상기 환원제 산화촉매층(2)에 공기를 공급하는 공기공급 부라인(33)을, 상기 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 환원제를 공급하는 환원제공급 주라인(13) 및 공기를 공급하는 공기공급 주라인(14)과는 각각 별도로 설치하고 있는 점에 있다. 즉 상기 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제(예를 들면 에탄올)와 동종의 환원제 또는 별종의 환원제(예를 들면 메탄올)를 공급하는 환원제공급 부라인(31)을, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 연결되는 합류라인(19)에 접속시킨다(이 점은, 상기 제2실시형태의 경우와 동일하다). 한편 공기의 공급에 대해서는, 공기를 상기 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 공급하는 공기공급 주라인(14)과는 별도로, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 공기를 공급하는 공기공급 부라인(33)을 설치한다. 공기공급 주라인(14)에 밸브(23)가 설치되어 있고, 공기공급 부라인(33)에는 밸브(34)가 설치되어 있다. 또한 탈초촉매층(1)의 하류측의 배기라인(12)에 공기가열용 열교환기(3)가 설치되어 있고, 상기 열교환기(3)에 있어서 탈초촉매층(1)으로부터 배출된 정화배기가스의 배열에 의하여, 공기공급 부라인(33) 내를 통과하는 공기를 가온한다. 공기공급 부라인(33)의 선단(先端)은, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 연결되는 합류라인(19)에 접속되어 있다.
그리고 탈초촉매층(1)의 촉매재생 시에는, 환원제공급 주라인(13)의 밸브(21)를 닫고 환원제공급 부라인(31)의 밸브(32)를 열어서 환원제의 공급을 절환하여, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 환원제공급 부라인(31)으로부터 동종의 환원제 또는 별종의 환원제(예를 들면 메탄올)를 공급함과 아울러, 공기공급 주라인(14)의 밸브(23)를 닫고 공기공급 부라인(33)의 밸브(34)를 열어서 공기의 공급을 공기공급 주라인(14)으로부터 공기공급 부라인(33)으로 절환하여, 탈초촉매층(1)의 하류측의 배기라인(12)에 설치된 열교환기(3)에 있어서 정화배기가스의 배열에 의하여, 공기공급 부라인(33) 내를 통과하는 공기를 가온하고, 이 가온공기를 환원제와 합류시켜서 상기 환원제 산화촉매층(2)에 공급하는 것이다.
또 본 발명의 제3실시형태에 있어서, 그 이외의 점은 상기 본 발명의 제1실시형태의 경우와 동일하기 때문에, 도3에 있어서 상기 도1과 동일한 것에는 동일한 부호를 붙였다.
또한 본 발명에 의한 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법은, 예를 들면 ECA(대기오염물질 방출제한) 해역(海域) 외나 기항(寄港) 시 등에 실시되는 것이다.
(실시예)
계속하여 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예1)
도1의 플로시트에 나타내는 장치를 사용하여 본 발명에 의한 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 실시하여, 탈초촉매의 재생을 정기적으로 하였을 때의 탈초율(脫硝率)의 변화를 측정하였다.
선박용 디젤엔진 등의 내연기관의 배기가스를 정화함에 있어서, 탈초촉매층(1)에 유입되는 모의배기가스의 조성은 NO : 1,000ppm, SO2 : 540ppm, SO3 : 60ppm, 공기 밸런스(空氣 balance)로 하였다. 또 배기가스 유량을 100Nm3/h로 하고, 수분(H2O) 10vol%이고, 환원제에 에탄올을 2000ppm 사용하였다.
하기의 표1에 탈초촉매 성능평가시험의 조건을 정리하여 나타내었다. 또 탈초촉매층(1)에 있어서 250℃의 온도에서 탈초 가능한 탈초촉매로서 Co/제올라이트 탈초촉매를 사용하였다. 또 Co/제올라이트 탈초촉매는, 이온교환수 194.18g과 Co(NO3)2·H2O 5.82g을 섞은 수용액에 시판되는 MFI형 제올라이트 10g을 현탁(懸濁)시키고, 80℃에서 밤새 교반한 후에 여과, 세정하고, 온도 100℃에서 3시간 건조시킴으로써 얻은 것이다.
Figure 112015095615972-pct00001
배기통로(라인)(11)에 설치된 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 환원제 포함 공기를 첨가하여, 탈초촉매층(1)에 있어서 배기가스 중의 질소산화물을 환원시켜서 배기가스를 정화한다. 여기에서 에탄올로 이루어지는 환원제는 환원제공급 주라인(13)에 의하여 공급되는 한편, 공기는 공기공급 주라인(14)에 의하여 공급된다. 환원제 포함 공기는 합류라인(15)에서 노즐(16)에 의하여 탈초촉매층(1)으로 유입되어 촉매 전체로 확산된다.
상기 Co/제올라이트 탈초촉매의 신품(新品)을 사용하여 탈초반응을 10시간 실시한 결과 탈초율은 91%이었다.
계속하여 상기 배기가스의 정화시스템을 100시간 가동시킨 후에 탈초촉매층(1)의 촉매의 탈초성능이 저하되었을 때에, 이하의 촉매재생처리를 실시하였다.
[재생처리]
탈초촉매층(1)의 촉매재생 시에, 환원제공급 주라인(13)의 밸브(22)를 닫고 환원제공급 분기라인(17)의 밸브(25)를 열어서 에탄올로 이루어지는 환원제의 공급을 환원제공급 주라인(13)으로부터 환원제공급 분기라인(17)으로 절환함과 아울러, 공기공급 주라인(14)의 밸브(24)를 닫고 공기공급 분기라인(18)의 밸브(26)를 열어서 공기의 공급을 공기공급 주라인(14)으로부터 공기공급 분기라인(18)으로 절환하여, 상기 탈초촉매층(1)의 하류측의 배기라인(12)에 설치된 열교환기(3)에 있어서 정화배기가스의 배열에 의하여, 공기공급 분기라인(18) 내를 통과하는 공기를 가온하고, 이 가온공기와 환원제를 합류라인(19)에서 합류시켜서 환원제 산화촉매층(2)에 공급하였다.
이 실시예에 있어서는, 환원제 산화촉매층(2)의 산화촉매로서 Pt/Al2O3를 사용하였다. 그리고 탈초촉매층(1)의 하류측의 정화가스 배출라인(12)에 설치된 공기가열용 열교환기(3)에 있어서 탈초촉매층(1)으로부터 배출된 정화배기가스의 배열을 이용하여 공기를 산화촉매의 기동온도(200℃)로 가온하고, 이와 같이 하여 산화촉매의 기동온도 이상으로 가온된 공기를 산화촉매층(2)으로 유입하였다.
환원제 산화촉매층(2)에 있어서는, 유입된 환원제를 산화촉매(Pt/Al2O3)에 의하여 산화시키고, 그 산화열에 의하여 공기를 가온한다. 이와 같이 하여 가온된 공기를 탈초촉매층(1)으로 유입하여, 탈초촉매층(1) 내의 유통가스온도를 400℃로 하였다. 그리고 이 400℃의 유통가스에 의하여 촉매를 1시간 가열함으로써 탈초촉매를 재생하였다.
계속하여 이와 같이 하여 탈초촉매의 재생처리가 실시된 후에 공기 및 환원제의 유로를 원래의 상태로 되돌리고, 재생탈초촉매를 사용하여 탈초반응을 실시한 결과 탈초율은 53%이었다. 이 재생탈초촉매를 사용하였을 때의 배기가스의 탈초율을, 탈초촉매의 신품을 사용하였을 때의 배기가스의 탈초율과 비교한 대신품비(對新品比)는 0.58이었다.
하기의 표2에, 탈초촉매재생 시의 탈초촉매층(1)의 가열처리온도(℃), 가열처리시간(h), 재생탈초촉매를 사용하였을 때의 배기가스의 탈초율 및 대신품비를 정리하여 나타내었다.
(실시예2)∼(실시예6)
상기 실시예1의 경우와 마찬가지로 하여 본 발명에 의한 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 실시하지만, 상기 실시예1의 경우와 다른 점은, 탈초촉매재생 시의 탈초촉매층(1)의 가열처리온도(℃) 및/또는 가열처리시간(h)을 변경한 점에 있다.
즉 실시예2∼실시예4에 있어서는, 탈초촉매재생 시의 탈초촉매층(1)의 가열처리온도를 각각 450℃, 500℃ 및 600℃로 하였다. 또한 실시예5와 실시예6에 있어서는, 탈초촉매재생 시의 탈초촉매층(1)의 가열처리온도(℃)를 각각 500℃로 하였지만, 가열처리시간을 0.5h 및 2h로 하였다.
그리고 상기 실시예1의 경우와 마찬가지로 배기가스의 정화시스템을 100시간 가동시킨 후에 탈초촉매층(1)의 탈초촉매가 성능저하되었을 때에, 탈초촉매재생 시의 탈초촉매층(1)의 가열처리온도(℃) 및/또는 가열처리시간(h)을 상기한 바와 같이 변경하여 촉매재생처리를 실시하였다. 이와 같이 하여 각각의 실시예에 있어서 탈초촉매의 재생처리가 실시된 후에 공기 및 환원제의 유로를 원래의 상태로 되돌리고, 재생탈초촉매를 사용하여 탈초반응을 실시하고, 얻어진 탈초율의 결과 및 재생탈초촉매의 탈초율의 대신품비를 하기의 표2에 모두 나타내었다.
(비교예1)
도1의 플로시트에 나타내는 장치를 사용하여 상기 실시예1의 경우와 마찬가지로 배기가스 정화시스템을 가동시키지만, 탈초촉매층(1)의 촉매의 성능이 저하되었을 때에도 촉매재생처리를 실시하지 않고, 그대로 배기가스의 탈초에 의한 정화를 100시간 계속하여 실시한 후에 배기가스의 탈초율을 측정하고, 얻어진 탈초율의 결과 및 이 때의 탈초율의 대신품비를 하기의 표2에 모두 나타내었다.
Figure 112015095615972-pct00002
상기 표2의 결과로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이 본 발명의 실시예1∼실시예6의 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법에 의하면, 적절한 가열처리에 의하여 탈초촉매 상에 부착된 탄소성분이 제거되고, 그에 따라 탈초촉매성능을 회복할 수 있고 또한 그 가열처리를 환원제와 공기 및 전용으로 설치된 환원제 산화촉매층(2)에 의하여, 종래의 특별한 가열장치나 연료를 사용하지 않고 온사이트에서 즉 현장에서 탈초촉매의 재생이 가능한 것을 알았다.
또 상기 표2의 결과에서, 탈초촉매의 가열재생조건으로서 온도는 500℃ 이상, 시간은 1시간 이상이 바람직한 것이 확인된다.
(실시예7)
도2의 플로시트에 나타내는 장치를 사용하여 본 발명에 의한 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법을 실시하고, 탈초촉매의 재생을 정기적으로 하였을 때의 탈초율의 변화를 측정하였다.
여기에서 상기 실시예1의 경우와 다른 점은, 환원제 산화촉매층(2)에, 탈초촉매층(1)의 상류측의 배기가스에 공급하는 에탄올로 이루어지는 환원제와는 별종의 메탄올로 이루어지는 환원제를 공급한 점에 있다.
그리고 탈초촉매층(1)의 촉매재생 시에는, 환원제공급 주라인(13)의 밸브(21)를 닫고 환원제공급 부라인(31)의 밸브(32)를 열어서 환원제의 공급을 절환하여, 상기 환원제 산화촉매층(2)에 환원제공급 부라인(31)으로부터 별종의 메탄올로 이루어지는 환원제를 공급함과 아울러, 공기공급 주라인(14)의 밸브(24)를 닫고 공기공급 분기라인(18)의 밸브(26)를 열어서 공기의 공급을 공기공급 주라인(14)으로부터 공기공급 분기라인(18)으로 절환하여, 탈초촉매층(1)의 하류측의 배기라인(12)에 설치된 열교환기(3)에 있어서 정화배기가스의 배열에 의하여, 공기공급 분기라인(18) 내를 통과하는 공기를 200℃로 가온하고, 이와 같이 하여 산화촉매의 기동온도 이상으로 가온된 공기를 메탄올로 이루어지는 환원제와 합류시켜서 상기 환원제 산화촉매층(2)으로 유입하였다.
환원제 산화촉매층(2)에 있어서는, 유입된 환원제를 산화촉매(Pt/Al2O3)에 의하여 산화시키고, 그 산화열에 의하여 공기를 가온한다. 이와 같이 하여 가온된 공기를 탈초촉매층(1)으로 유입하여, 탈초촉매층(1) 내의 유통가스온도를 상기 실시예3의 경우와 마찬가지로 500℃로 하였다. 그리고 이 500℃의 유통가스에 의하여 촉매를 1시간 가열함으로써 탈초촉매를 재생하였다.
계속하여 이와 같이 하여 탈초촉매의 재생처리를 실시한 후에 공기 및 환원제의 유로를 원래의 상태로 되돌리고, 재생탈초촉매를 사용하여 탈초반응을 실시한 결과 탈초율은 88%이었다. 이 재생탈초촉매를 사용하였을 때의 배기가스의 탈초율을, 탈초촉매의 신품을 사용하였을 때의 배기가스의 탈초율과 비교한 대신품비는 0.97이며, 상기 실시예3의 경우와 동일한 결과가 얻어졌다.
1 : 탈초촉매층
2 : 환원제 산화촉매층
3 : 공기가열용 열교환기
11 : 내연기관의 배기라인(배기통로)
12 : 배출라인
13 : 환원제공급 주라인
14 : 공기공급 주라인
15 : 합류라인
16 : 노즐
17 : 환원제공급 분기라인
18 : 공기공급 분기라인
19 : 합류라인
20 : 라인
21∼27 : 밸브
31 : 별도의 환원제공급 부라인
32 : 밸브
33 : 공기공급 부라인
34 : 밸브

Claims (7)

  1. 내연기관(內燃機關)의 배기통로에 설치된 탈초촉매층(脫硝觸媒層)의 상류측의 배기가스에 환원제 포함 공기를 첨가하고, 탈초촉매층에 있어서 배기가스 중의 질소산화물을 환원시켜서 배기가스를 정화하는 배기가스 정화시스템(排氣gas 淨化system)에 있어서,
    환원제 산화촉매층을 병설(倂設)하고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생(觸媒再生) 시에, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제 및 공기를 공급하고, 이 환원제 산화촉매층에 있어서 환원제와 공기에 의한 산화반응에서 발생한 반응열에 의하여 고온의 산화반응가스를 발생시키고, 이 고온의 산화반응가스를 상기 탈초촉매층에 유입하여 탈초촉매를 가열함으로써 탈초촉매를 재생하고,
    고온의 산화반응가스에 의한 탈초촉매의 가열온도가 500℃ 이상, 800℃ 이하이고,
    환원제를 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제공급 주라인(還元劑供給 主line)의 도중에 환원제공급 분기라인(還元劑供給 分岐line)을 설치하는 한편, 공기를 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 공기공급 주라인의 도중에 공기공급 분기라인을 설치함과 아울러, 이들 환원제공급 분기라인 및 공기공급 분기라인을 상기 환원제 산화촉매층에 접속시켜 두고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생 시에, 환원제의 공급을 환원제공급 주라인으로부터 환원제공급 분기라인으로 절환(切換)함과 아울러, 공기의 공급을 공기공급 주라인으로부터 공기공급 분기라인으로 절환하여, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제 및 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법(on-site 再生方法).
  2. 내연기관(內燃機關)의 배기통로에 설치된 탈초촉매층(脫硝觸媒層)의 상류측의 배기가스에 환원제 포함 공기를 첨가하고, 탈초촉매층에 있어서 배기가스 중의 질소산화물을 환원시켜서 배기가스를 정화하는 배기가스 정화시스템(排氣gas 淨化system)에 있어서,
    환원제 산화촉매층을 병설(倂設)하고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생(觸媒再生) 시에, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제 및 공기를 공급하고, 이 환원제 산화촉매층에 있어서 환원제와 공기에 의한 산화반응에서 발생한 반응열에 의하여 고온의 산화반응가스를 발생시키고, 이 고온의 산화반응가스를 상기 탈초촉매층에 유입하여 탈초촉매를 가열함으로써 탈초촉매를 재생하고,
    고온의 산화반응가스에 의한 탈초촉매의 가열온도가 500℃ 이상, 800℃ 이하이고,
    상기 환원제 산화촉매층에, 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제와 동종(同種)의 환원제 또는 별종(別種)의 환원제를 공급하는 환원제공급 부라인(還元劑供給 副line)을 접속하는 한편, 공기를 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 공기공급 주라인의 도중에 공기공급 분기라인을 설치하고, 이 공기공급 분기라인을 상기 환원제 산화촉매층에 접속시켜 두고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생 시에, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제공급 부라인으로부터 동종의 환원제 또는 별종의 환원제를 공급함과 아울러, 공기의 공급을 공기공급 주라인으로부터 공기공급 분기라인으로 절환하여, 상기 환원제 산화촉매층에 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법(on-site 再生方法).
  3. 내연기관(內燃機關)의 배기통로에 설치된 탈초촉매층(脫硝觸媒層)의 상류측의 배기가스에 환원제 포함 공기를 첨가하고, 탈초촉매층에 있어서 배기가스 중의 질소산화물을 환원시켜서 배기가스를 정화하는 배기가스 정화시스템(排氣gas 淨化system)에 있어서,
    환원제 산화촉매층을 병설(倂設)하고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생(觸媒再生) 시에, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제 및 공기를 공급하고, 이 환원제 산화촉매층에 있어서 환원제와 공기에 의한 산화반응에서 발생한 반응열에 의하여 고온의 산화반응가스를 발생시키고, 이 고온의 산화반응가스를 상기 탈초촉매층에 유입하여 탈초촉매를 가열함으로써 탈초촉매를 재생하고,
    고온의 산화반응가스에 의한 탈초촉매의 가열온도가 500℃ 이상, 800℃ 이하이고,
    상기 환원제 산화촉매층에, 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 공급하는 환원제와 동종의 환원제 또는 별종의 환원제를 공급하는 환원제공급 부라인 및 상기 환원제 산화촉매층에 공기를 공급하는 공기공급 부라인을, 상기 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에 환원제를 공급하는 환원제공급 주라인 및 공기를 공급하는 공기공급 주라인과는 각각 별도로 설치하여 두고, 상기 탈초촉매층의 촉매재생 시에, 상기 환원제 산화촉매층에 환원제공급 부라인으로부터 동종의 환원제 또는 별종의 환원제를 공급함과 아울러 공기공급 부라인으로부터 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법(on-site 再生方法).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    탈초촉매층의 하류측의 배기통로에 공기가열용 열교환기(熱交換器)를 설치하고, 상기 열교환기에 있어서 탈초촉매층으로부터 배출된 정화배기가스의 배열(排熱)에 의하여 공기를 가온(加溫)하고, 이 가온공기를 상기 환원제 산화촉매층에 공급하여 환원제와 공기에 의한 산화반응을 일으키는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    환원제가 알코올(alcohol), 에테르(ether), 케톤류(ketone類) 및 탄화수소로 이루어지는 군(群) 중에서 선택된 적어도 1개의 유기화합물로서, 탈초촉매층의 상류측의 배기가스에, 기화(氣化) 환원제와 함께 공기를 첨가하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020157027304A 2013-03-29 2014-02-12 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법 KR102082275B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-072242 2013-03-29
JP2013072242A JP6205153B2 (ja) 2013-03-29 2013-03-29 排ガス浄化システムにおける脱硝触媒のオンサイト再生方法
PCT/JP2014/053161 WO2014156346A1 (ja) 2013-03-29 2014-02-12 排ガス浄化システムにおける脱硝触媒のオンサイト再生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150133740A KR20150133740A (ko) 2015-11-30
KR102082275B1 true KR102082275B1 (ko) 2020-02-27

Family

ID=51623347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157027304A KR102082275B1 (ko) 2013-03-29 2014-02-12 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9784164B2 (ko)
EP (1) EP2993322B1 (ko)
JP (1) JP6205153B2 (ko)
KR (1) KR102082275B1 (ko)
CN (1) CN105102782B (ko)
DK (1) DK2993322T3 (ko)
WO (1) WO2014156346A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102173487B1 (ko) * 2015-02-23 2020-11-03 현대중공업 주식회사 Scr 장치의 가열 시스템 및 방법
CN108993318B (zh) * 2015-12-15 2021-04-27 沙特阿拉伯石油公司 用于石油升级的超临界反应器系统和工艺
CN105536884B (zh) * 2016-01-18 2020-12-01 北京国电龙源环保工程有限公司 一种选择性植入活性成分的废弃脱硝催化剂的再生方法
JP6886776B2 (ja) * 2016-03-31 2021-06-16 日立造船株式会社 排ガス浄化触媒
WO2018055165A1 (en) 2016-09-26 2018-03-29 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of regenerating a denox catalyst
SE542084C2 (en) * 2017-07-14 2020-02-25 Lean Marine Sweden Ab Method for controlling the propulsion of a ship by determined cylinder top pressure
CN107649186A (zh) * 2017-11-14 2018-02-02 上海泰欣环境工程股份有限公司 一种scr脱硝催化剂在线再生技术
CN108295891B (zh) * 2018-01-10 2021-04-06 绍兴文理学院 柴油车尾气净化用Cu基分子筛脱硝催化剂的原位再生系统与方法
CN111467961B (zh) * 2019-05-31 2021-08-17 中国科学院过程工程研究所 一种scr脱硝催化剂原位再生系统及再生方法
CN112169581B (zh) * 2019-07-04 2023-03-17 中冶长天国际工程有限责任公司 一种在线再生scr催化剂的烟气处理方法及系统
CN110939498B (zh) * 2019-12-16 2021-04-27 东风汽车集团有限公司 一种增压汽油混动车型gpf再生装置和控制方法
CN114870910B (zh) * 2022-05-24 2024-04-30 天津水泥工业设计研究院有限公司 一种与水泥生产工艺耦合进行scr脱硝催化剂原位再生的方法
CN116557125B (zh) * 2023-07-11 2023-09-15 苏州有单互联网科技有限公司 一种汽车尾气自检净化系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000282850A (ja) * 1999-03-26 2000-10-10 Osaka Gas Co Ltd 内燃機関の排ガス浄化システム
JP2011032931A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Isuzu Motors Ltd 触媒昇温装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2410644A1 (de) * 1974-03-06 1975-09-18 Reinhold Dipl Ing Schmidt Anordnungen an brennkraftmaschinen und/oder feuerungsanlagen bei methanol-betrieb
JPH08200048A (ja) 1995-01-20 1996-08-06 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 内燃機関の排気処理装置
JP2000018024A (ja) * 1998-07-06 2000-01-18 Nippon Soken Inc ディーゼル触媒システムの制御方法
JP3508691B2 (ja) * 2000-03-31 2004-03-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10258278A1 (de) 2002-12-13 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Katalysatortemperatur-Modellierung bei exothermem Betrieb
DE502005007492D1 (de) * 2004-10-01 2009-07-30 Eberspaecher J Gmbh & Co Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine und zugehöriges Betriebsverfahren
JP2006220107A (ja) 2005-02-14 2006-08-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 排ガスの脱硝浄化方法及びその装置
US8171724B2 (en) * 2007-05-02 2012-05-08 Ford Global Technologies, Llc Vehicle-based strategy for removing urea deposits from an SCR catalyst
WO2008137028A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-13 Mack Trucks, Inc. Exhaust aftertreatment system
JP2009092015A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
JP5282568B2 (ja) * 2008-12-26 2013-09-04 いすゞ自動車株式会社 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
JP5266105B2 (ja) * 2009-03-13 2013-08-21 日野自動車株式会社 脱硫処理装置
JP2011027023A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Isuzu Motors Ltd 内燃機関
US9784157B2 (en) 2010-03-25 2017-10-10 General Electric Company System and method for exhaust treatment
US20130061579A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-14 Adam J. Kotrba Exhaust Gas Aftertreatment System For Engines Equipped With Exhaust Gas Recirculation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000282850A (ja) * 1999-03-26 2000-10-10 Osaka Gas Co Ltd 内燃機関の排ガス浄化システム
JP2011032931A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Isuzu Motors Ltd 触媒昇温装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2993322B1 (en) 2018-12-12
US9784164B2 (en) 2017-10-10
WO2014156346A1 (ja) 2014-10-02
JP2014196685A (ja) 2014-10-16
US20160305303A1 (en) 2016-10-20
CN105102782A (zh) 2015-11-25
DK2993322T3 (en) 2019-03-04
CN105102782B (zh) 2017-11-10
JP6205153B2 (ja) 2017-09-27
KR20150133740A (ko) 2015-11-30
EP2993322A1 (en) 2016-03-09
EP2993322A4 (en) 2017-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102082275B1 (ko) 배기가스 정화시스템에 있어서의 탈초촉매의 온사이트 재생방법
US10316739B2 (en) Method and device for the purification of diesel exhaust gases
KR101858683B1 (ko) 배기가스 처리 시스템 및 배기가스 스트림 처리 방법
CN101175904B (zh) 用于稀燃式内燃机的废气后处理系统和方法
US7188469B2 (en) Exhaust system and methods of reducing contaminants in an exhaust stream
US7584603B2 (en) Method and system for regenerating NOx adsorbers and/or particulate filters
RU2650142C2 (ru) Выхлопная система с катализатором реформинга
KR20130103502A (ko) 조합된 슬립 촉매와 탄화수소 발열 촉매
JP6396636B2 (ja) 排気ガス制御の改善
KR20140020251A (ko) NOx 환원 촉매 및 EGR 회로를 포함하는 배기 시스템
CN102301101A (zh) 用于使布置在内燃机的排气道中的颗粒过滤器再生的装置和方法
JP5972274B2 (ja) ３連続のＳＣＲ触媒区画を使用する排気ガスＮＯｘ処理
EP3699408A1 (en) Exhaust gas purification system for vehicle and method of controlling the same
JP2007009718A (ja) 排気浄化装置
JP2011032952A (ja) 船舶用排気ガス浄化装置、および排気ガス浄化方法
KR20180041195A (ko) 배기 처리 시스템 및 배기가스 스트림 처리 방법
JPH11179153A (ja) 排ガス浄化方法および装置
KR20110062625A (ko) 질소 산화물 저감 촉매 및 이를 이용한 배기 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right