KR20100120135A - 배출 가스 중의 ｎ2ｏ 제거 방법 - Google Patents

배출 가스 중의 ｎ2ｏ 제거 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100120135A
KR20100120135A KR1020107017202A KR20107017202A KR20100120135A KR 20100120135 A KR20100120135 A KR 20100120135A KR 1020107017202 A KR1020107017202 A KR 1020107017202A KR 20107017202 A KR20107017202 A KR 20107017202A KR 20100120135 A KR20100120135 A KR 20100120135A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
water vapor
catalyst
reducing agent
concentration
Prior art date
Application number
KR1020107017202A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101469305B1 (ko
Inventor
도이치로 사사키
Original Assignee
메타워터 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 메타워터 가부시키가이샤 filed Critical 메타워터 가부시키가이샤
Publication of KR20100120135A publication Critical patent/KR20100120135A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101469305B1 publication Critical patent/KR101469305B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B01J29/064—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/072—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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • 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
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • 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
    • B01D2255/20738—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B01D2255/2092—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/50—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
    • B01D2257/402—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
    • 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
    • B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
    • B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0027—Powdering
    • B01J37/0036—Grinding
    • 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
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

본 발명은 배출 가스 중의 수증기 농도의 변동이 있었던 경우에도, 안정된 N2O의 분해 제거가 가능한 배출 가스 중의 N2O 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
N2O를 함유하는 배출 가스를 N2O 분해 촉매(9)의 존재 하에서 환원제와 접촉시켜 N2O를 환원 제거한다. N2O 분해 촉매(9)의 전단에 있어서의 배출 가스 중의 수증기 농도에 따라 N2O 분해 촉매(9)와 접촉되는 배출 가스 온도 또는 환원제의 첨가량을 제어하여, N2O 분해율의 저하를 억제한다. N2O 분해 촉매로서는 철-제올라이트계 촉매를 사용할 수 있고, 환원제로서, 메탄, 프로판, 암모니아 등을 사용할 수 있다.

Description

배출 가스 중의 Ｎ2Ｏ 제거 방법{EXHAUST GAS-BORNE N2O REMOVAL METHOD}
본 발명은 하수 오니 소각로 등의 배출 가스 중의 N2O 제거 방법에 관한 것이다.
하수 오니 소각로, 화력발전소의 보일러 배출 가스, 자동차 배출 가스 등에는 소량의 N2O(아산화질소)가 함유되어 있다. N2O는 온실 효과 가스의 하나로서, 지구 온난화 계수가 310이며, 탄산가스의 310배의 지구 온실 효과를 초래한다. 이 때문에 지구 온난화 방지의 관점에서, 대기 중으로의 N2O 배출량의 삭감이 강하게 요구되고 있다.
그래서, 종래부터 배출 가스 중의 N2O 제거 방법으로서, N2O 분해 촉매를 사용하여 N2O를 환원 제거하는 방법이 제안되어 있다. 예컨대 특허문헌 1, 2, 3에는 제올라이트에 철이나 철 이온을 담지시킨 철-제올라이트계 촉매를 사용하여 N2O를 환원 제거하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 철-제올라이트계 촉매는, 배출 가스 중의 NOX, SOX 등에 의한 촉매 활성의 저하가 적다고 설명되어 있다.
상기한 철-제올라이트계 촉매는 350℃∼500℃ 정도의 온도 영역에서 사용되는 것이지만, 특허문헌 4에는 보다 저온 영역에서 사용될 수 있는 N2O 분해 촉매가 개시되어 있다. 이 N2O 분해 촉매는 알루미나 또는 제올라이트 담체에 Rh, Ir, Pd, Pt, Ru 등의 귀금속을 담지시킨 것으로, 400℃ 이하에서 N2O를 분해할 수 있다고 설명되어 있다.
이들 특허문헌 1 내지 특허문헌 4의 N2O 분해 촉매는 모두 400℃ 정도의 온도 영역에서 탄화수소나 암모니아 등의 환원제와 N2O를 반응시켜 N2O를 환원 제거하는 것이며, 그 반응식은 다음과 같다.
N2O+1/4CH4→N2+1/4CO2+1/2H2O
N2O+2/3NH3→4/3N2+H2O
상기한 특허문헌 1∼4 중에는 환원제의 첨가량이나 배출 가스 온도를 제어하는 수단에 관한 기재는 없다. 그러나, 실제 플랜트 설비에 있어서는, 배출 가스 성상(性狀)은 크게 변동하는 것이 보통이며, 예컨대 하수 오니 소각로에서는 투입되는 하수 오니의 성분이나 함수(含水)율의 변화에 따라 배출 가스 중의 수증기 농도가 크게 변동한다. 또한, 연료 중의 수소 유래의 수증기는 연소 조건에 따라 변동한다.
이와 같이 배출 가스 중의 수증기량이 변동하면, N2O 분해 촉매의 활성이 변동해 버려, N2O의 제거 성능이 크게 변동한다. 그 결과, 안정된 배출 가스 처리를 행할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 철-제올라이트계 촉매는 수증기에 의한 촉매 활성의 저하가 비교적 적다고 되어 있지만, 철-제올라이트계 촉매를 사용한 경우에도 역시 N2O의 제거 성능이 크게 저하되는 것을 피할 수 없었다.
특허문헌 1 : 일본 특허 제3550653호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제3681769호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 공표 제2005-527350호 공보 특허문헌 4 : 일본 특허 공개 제2006-272240호 공보
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하여, 배출 가스의 성상 변동, 특히 수증기 농도의 변동이 있었던 경우에도, 안정된 N2O의 분해 제거가 가능한 배출 가스 중의 N2O 제거 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명의 배출 가스 중의 N2O 제거 방법은, N2O를 함유하는 배출 가스를 N2O 분해 촉매의 존재 하에서 환원제와 접촉시켜 N2O를 환원 제거하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법으로서, N2O 분해 촉매의 전단(前段)에 있어서의 배출 가스 중의 수증기 농도에 따라, N2O 분해 촉매와 접촉되는 배출 가스 온도 또는 환원제의 첨가량을 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명에 있어서는, N2O 분해 촉매의 전단에 있어서의 배출 가스 중의 수증기 농도로서는, 수증기 농도 검출기에 의한 측정값을 이용할 수 있는 것 이외에, 배연 처리탑 출구의 배출 가스 온도에 대응하는 포화 증기압으로부터 연산된 값을 이용할 수도 있다.
또한, N2O 분해 촉매로서, 철-제올라이트계 촉매를 사용할 수 있고, 또한, N2O 분해 촉매로서, 알루미나 또는 제올라이트 담체에 귀금속을 담지시킨 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 환원제로서, 메탄, 프로판, 암모니아 중 어느 하나를 사용할 수 있고, 배출 가스를 하수 오니 소각로의 배출 가스로 할 수 있다.
본 발명에 있어서는, N2O 분해 촉매의 전단에 있어서 배출 가스 중의 수증기 농도에 따라, N2O 분해 촉매와 접촉되는 배출 가스 온도 또는 환원제의 첨가량을 제어한다. 즉, 배출 가스 중의 수증기 농도가 상승했을 때에는 배출 가스 온도를 높이거나, 환원제의 첨가량을 증가시켜, N2O 분해 효과를 향상시킨다. 이것에 의해 배출 가스의 성상 변동, 특히 수증기 농도의 변동이 있었던 경우에도, 안정된 N2O의 분해 제거가 가능해진다. 또한, N2O 분해 촉매의 전단에 있어서의 배출 가스 중의 수증기 농도로서는, 수증기 농도 검출기에 의한 측정값을 이용할 수 있는 것 이외에, 배연 처리탑 출구의 배출 가스 온도에 대응하는 포화 증기압으로부터 연산된 값을 이용할 수 있고, 후자의 경우에는 배출 가스 온도계를 이용하기만 하여도 좋다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸 블록도이다.
도 3은 수증기 농도와 배출 가스 온도가 N2O 분해율에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 4는 수증기 농도와 환원제 농도가 N2O 분해율에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.
도 5는 배연 처리탑 출구의 배출 가스 온도와 수증기 농도의 관계를 나타낸 그래프이다.
이하에 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태에서는 N2O를 함유하는 배출 가스는 하수 오니 소각 배출 가스이지만, 배출 가스의 종류는 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태를 나타낸 블록도로서, 도면 부호 1은 하수 오니 소각로, 도면 부호 2는 공기 예열기, 도면 부호 3은 제1 가열기, 도면 부호 4는 냉각탑, 도면 부호 5는 버그 필터, 도면 부호 6은 배연 처리탑(스크러버), 도면 부호 7은 제2 가열기, 도면 부호 8은 환원제 공급 장치, 도면 부호 9는 N2O 분해 촉매, 도면 부호 10은 굴뚝이다.
하수 오니는 하수 오니 소각로(1)에 있어서, 중유 그 밖의 보조 연료를 이용하여 소각된다. 하수 오니 소각로(1)의 연소 온도는 통상 800℃∼850℃의 범위이다. 하수 오니 소각로(1)로서는, 예컨대 유동로가 이용된다. 하수 오니 소각로(1)로부터 배출된 N2O를 함유하는 800℃∼850℃ 정도의 고온의 배출 가스는, 공기 예열기(2)로 유도되어 하수 오니 소각로(1)에 공급되는 공기를 예열하고, 400℃∼550℃에서 제1 가열기(3)로 보내진다. 이 제1 가열기(3)를 통과한 배출 가스는 300℃ 정도까지 온도를 낮추어 냉각탑(4)에서 200℃ 정도까지 더 냉각된 후에, 버그 필터(5)에서 함유하는 더스트를 제거할 수 있다.
이와 같이 배출 가스의 온도를 강하시키는 것은, 버그 필터(5)가 고온 가스를 처리할 수 없기 때문이다. 버그 필터(5)를 통과하여 정화된 배출 가스는 배연 처리탑(6)으로 보내져, 위쪽에서부터의 강수(降水)와 접촉되어 배출 가스 중의 SOX나 HCl을 제거할 수 있다. 배연 처리탑(6)에서 물과 접촉된 배출 가스는 온도가 20℃∼50℃ 정도로까지 저하되고 있다. 상기한 바와 같이, N2O 분해 촉매(9)에는 300℃∼500℃ 정도의 온도가 필요하기 때문에, 배연 처리탑(6)에서 나온 배출 가스는 제2 가열기(7)와 제1 가열기(3)를 통과함으로써 이 온도 영역까지 재가열된다.
N2O 분해 촉매(9)로서는, 철-제올라이트계 촉매, 또는 알루미나 또는 제올라이트 담체에 귀금속을 담지시킨 촉매를 사용할 수 있지만, 이 실시형태에서는 제올라이트에 철을 담지시킨 것을 사용하였다. 구체적으로는, 시판되고 있는 암모늄·제올라이트와 FeSO4를 실온에서 볼밀로 교반 혼합하여 얻어진 분말을 머플로(muffle 爐) 내에서 400℃∼600℃로 하소하고, 바인더를 더 첨가하여 직경 2 ㎜ 길이 5 ㎜의 원기둥 형상으로 압출 성형한 철 담지 제올라이트를 사용하였다. 또한, 바인더의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 카올린과 같은 규산알루미늄류를 이용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 제1 가열기(3)에 의해 300℃∼500℃의 온도 영역까지 가열된 배출 가스가 상기 N2O 분해 촉매(9)로 들어가는 앞 부분에, 수증기 농도 검출기(11)와 환원제 공급 장치(8)와 전열 히터 등의 배출 가스 온도 제어 수단(12)이 설치되어 있다. 수증기 농도 검출기(11)는 시판품을 사용할 수 있으며, 배출 가스 중의 수증기 농도를 검출하고, 검출된 수증기 농도에 따라 배출 가스 온도 제어 수단(12)을 제어하여, N2O 분해 촉매와 접촉되는 배출 가스 온도를 제어한다. 후기하는 실험예의 데이터로부터 밝혀진 바와 같이, 수증기 농도의 증가에 의해 N2O 분해율은 저하되지만, 배출 가스 온도를 상승시킴으로써 저하를 방지할 수 있다. 또한, 이 실시형태에서는 배출 가스 온도 제어 수단(12)으로서 전열 히터를 사용하였지만, 제1 가열기(3)에 있어서의 열교환 조건을 변화시킴으로써 배출 가스 온도를 제어할 수 있도록 하여도 좋다.
그 후에 배출 가스 중에 환원제로서, 메탄, 프로판과 같은 탄화수소가스 또는 암모니아가 환원제 공급 장치(8)에 의해 첨가된다. 이와 같이 배출 가스를 N2O 분해 촉매의 존재 하에서 환원제와 접촉시킴으로써 N2O를 환원 제거할 수 있다. 그 후, 배출 가스는 제2 가열기(7)를 통과하여 열교환을 행한 후에 굴뚝으로부터 방출된다. 이 제1 실시형태에 따르면, 배출 가스 중의 수증기 농도가 상승했을 때에는 배출 가스 온도를 상승시킴으로써 N2O 분해 촉매(9)의 촉매 활성의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 안정된 N2O의 분해 제거가 가능해진다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸 블록도로서, 기본적인 구성은 제1 실시형태와 동일하다. 그러나, 이 제2 실시형태에서는 배출 가스 온도 제어 수단(12)은 사용하지 않고, 수증기 농도 검출기(11)에 의해 검출된 수증기 농도에 따라 환원제 공급 장치(8)로부터 배출 가스 중에 공급되는 환원제의 첨가량을 제어한다. 즉, 수증기 농도의 증가에 의해 N2O 분해율이 저하될 우려가 생겼을 경우에는, 환원제의 첨가량을 증가시킴으로써, N2O 분해율의 저하를 억제한다. 이 제2 실시형태에 따라서도 안정된 N2O의 분해 제거가 가능해진다.
이하에, 배출 가스 중의 수증기 농도에 따라 배출 가스 온도 또는 환원제의 첨가량을 제어함으로써, N2O 분해율의 저하를 억제할 수 있는 것을 확인한 실험 결과를 나타낸다.
사용한 N2O 분해 촉매는, 상기한 실시형태에서 사용한 것과 동일한, 직경 2 ㎜, 길이 5 ㎜의 원기둥 형상으로 압출 성형된 철 담지 제올라이트로서, 이것을 칼럼 내부에 충전하고, 배출 가스를 모의(模擬)한 가스를 SV=1100 h-1로 흐르게 하여 N2O 분해율을 측정하였다.
드라이 가스의 조성은 산소 5%, 잔부 질소로서, 이것에 500 ppm의 N2O와, 환원제인 250 ppm의 메탄 가스를 첨가하였다. 또한, 수증기 농도를 0%∼10%의 범위에서 변화시키고, 가스 온도를 400℃∼425℃의 범위에서 변화시켜, 수증기 농도와 배출 가스 온도가 N2O 분해율에 미치는 영향을 실험하였다. 그 결과를 도 3의 그래프에 나타내었다.
우선, 수증기 농도가 0%이면, 가스 온도가 400℃∼425℃의 범위에서는 N2O 분해율은 100%였지만, 어느 쪽 가스 온도의 경우에도 수증기 농도가 증가함에 따라 N2O 분해율은 저하되고, 특히, 가스 온도가 400℃인 경우에는 수증기 농도가 10%에 도달하면 N2O 분해율은 82%로까지 저하되었다. 그러나, 수증기 농도가 10%에 도달하여도, 가스 온도가 425℃라면 N2O 분해율은 96.5%이다. 이 때문에, 예컨대 수증기 농도가 0%일 때에는 가스 온도를 400℃로 하고, 수증기 농도가 2%일 때에는 가스 온도를 410℃로 하며, 5%일 때에는 420℃로 하고, 10%일 때에는 425℃로 하는 제어를 행하면, 수증기 농도의 변동에 관계없이 항상 N2O 분해율을 95% 이상의 레벨로 유지할 수 있게 된다.
또한, 가스 온도를 항상 425℃로 해 두면, 수증기 농도의 변동에 관계없이 항상 N2O 분해율을 95% 이상의 레벨로 유지할 수 있지만, 그 때문에 여분의 에너지를 필요로 하게 되기 때문에, 비용적인 관점에서도, 지구 온난화 방지의 관점에서도 바람직하지 못하다.
다음에, 상기와 동일한 장치를 이용하여, 수증기 농도를 0%∼10%의 범위에서 변화시키고, 환원제인 메탄 가스의 첨가량을 250 ppm∼500 ppm의 범위에서 변화시켜, 수증기 농도와 메탄 가스 농도가 N2O 분해율에 미치는 영향을 실험하였다. 또한, 가스 온도는 400℃로 하였다. 그 결과를 도 4의 그래프에 나타내었다. 상기한 실험과 마찬가지로 수증기 농도의 상승에 따라 N2O 분해율이 저하되고, 환원제 농도가 250 ppm이며, 수증기 농도가 10%에 도달하면 N2O 분해율은 82%로까지 저하되었다. 그러나, 수증기 농도가 10%에 도달하여도, 환원제 농도를 500 ppm으로 하면 N2O 분해율은 92%이다. 이 때문에, 예컨대 수증기 농도가 0%일 때에는 환원제 농도를 250 ppm으로 하고, 수증기 농도가 5%일 때에는 환원제 농도를 375 ppm으로 하며, 10%일 때에는 환원제 농도를 500 ppm으로 하는 제어를 행하면, 수증기 농도의 변동에 관계없이 항상 N2O 분해율을 92% 이상의 레벨로 유지할 수 있게 된다.
상기한 실시형태에서는, 수증기 농도의 변동에 따라 가스 온도와 환원제 농도를 개별적으로 제어하여, N2O 분해율의 저하를 방지하였다. 그러나, 쌍방을 동시에 제어하는 것도 가능하고, 그 경우에는 보다 우수한 효과를 달성할 수 있게 된다.
또한, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 배출 가스를 배연 처리탑(6)에 의해 처리하는 플로우를 채용한 경우에는, 배연 처리탑(6)의 출구에 있어서의 배출 가스 온도와, 그 온도의 포화 증기압에 의해 배출 가스 중의 수증기 농도가 결정된다. 이것은 배연 처리탑(6)에 있어서 물과의 접촉에 의해 배출 가스 온도가 내려가서, 배출 가스 중의 수분이 응결되기 때문이다.
배연 처리탑(6)의 출구에서의 배출 가스 온도는, 배출 가스량 등의 운전 조건이나 외부 기온 등의 영향을 받지만, 통상은 20℃∼50℃ 정도이다. 이 경우, 포화 증기압으로부터 연산된 도 5의 그래프에 나타낸 바와 같이, 배출 가스 중의 수증기 농도는 2%∼12% 정도가 된다.
이 수증기 농도는 N2O 분해 촉매(9)의 전단까지 유지되기 때문에, 청구항 3과 같이, N2O 분해 촉매의 전단에 있어서의 배출 가스 중의 수증기 농도로서, 배연 처리탑 출구의 배출 가스 온도에 대응하는 포화 증기압으로부터 연산된 값을 이용하는 것도 가능하다. 이 때문에 수증기 농도 검출기(11)를 이용하지 않아도 온도계만으로 배출 가스 중의 수증기 농도를 평가할 수도 있다.
1 : 하수 오니 소각로 2 : 공기 예열기
3 : 제1 가열기 4 : 냉각탑
5 : 버그 필터 6 : 배연 처리탑
7 : 제2 가열기 8 : 환원제 공급 장치
9 : N2O 분해 촉매 10 : 굴뚝
11 : 수증기 농도 검출기 12 : 배출 가스 온도 제어 수단

Claims (7)

  1. N2O를 함유하는 배출 가스를 N2O 분해 촉매의 존재 하에서 환원제와 접촉시켜, N2O를 환원 제거하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법으로서, N2O 분해 촉매의 전단(前段)에 있어서의 배출 가스 중의 수증기 농도에 따라, N2O 분해 촉매와 접촉되는 배출 가스 온도 또는 환원제의 첨가량을 제어하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서, N2O 분해 촉매의 전단에 있어서의 배출 가스 중의 수증기 농도로서, 수증기 농도 검출기에 의한 측정값을 이용하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법.
  3. 제1항에 있어서, N2O 분해 촉매의 전단에 있어서의 배출 가스 중의 수증기 농도로서, 배연 처리탑 출구의 배출 가스 온도에 대응하는 포화 증기압으로부터 연산된 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법.
  4. 제1항에 있어서, N2O 분해 촉매로서, 철-제올라이트계 촉매를 사용하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법.
  5. 제1항에 있어서, N2O 분해 촉매로서, 알루미나 또는 제올라이트 담체(擔體)에 귀금속을 담지시킨 촉매를 사용하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법.
  6. 제1항에 있어서, 환원제로서, 메탄, 프로판, 암모니아 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법.
  7. 제1항에 있어서, 배출 가스는 하수 오니 소각로의 배출 가스인 것을 특징으로 하는 배출 가스 중의 N2O 제거 방법.
KR1020107017202A 2008-02-05 2009-02-03 배출 가스 중의 ｎ2ｏ 제거 방법 KR101469305B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2008-024797 2008-02-05
JP2008024797A JP5459965B2 (ja) 2008-02-05 2008-02-05 排ガス中のｎ２ｏ除去方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100120135A true KR20100120135A (ko) 2010-11-12
KR101469305B1 KR101469305B1 (ko) 2014-12-08

Family

ID=40952115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107017202A KR101469305B1 (ko) 2008-02-05 2009-02-03 배출 가스 중의 ｎ2ｏ 제거 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8192708B2 (ko)
JP (1) JP5459965B2 (ko)
KR (1) KR101469305B1 (ko)
CN (1) CN101970089B (ko)
WO (1) WO2009099040A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200120811A (ko) * 2019-04-12 2020-10-22 한국화학연구원 SO2 처리에 의해 성능이 향상된 deNOx 촉매 및 그의 제조방법, SO2 처리에 의해 성능이 향상된 deNOx 시스템
KR102295169B1 (ko) * 2021-06-29 2021-08-31 주식회사 이엔드디 선택적 환원 촉매 및 이를 포함하는 디젤 엔진 후처리 시스템

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037882A1 (de) * 2009-01-13 2010-07-15 Linde Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Zersetzung von Lachgas in einem adiabaten Festbettreaktor
CN102482969B (zh) * 2009-06-16 2014-05-28 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化装置
JP5541951B2 (ja) 2010-03-19 2014-07-09 メタウォーター株式会社 排ガス中のｎ２ｏ除去装置およびｎ２ｏ除去方法
DE102010022775A1 (de) 2010-06-04 2011-12-08 Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von NOx und N2O
KR101139601B1 (ko) 2010-07-23 2012-04-27 한모기술주식회사 질소산화물 처리 시스템의 환원제 주입 방법
KR101652454B1 (ko) * 2012-05-03 2016-08-30 스카니아 씨브이 악티에볼라그 배기 후처리 시스템 및 그와 같은 시스템에 관한 방법
JP6129595B2 (ja) * 2013-03-14 2017-05-17 三菱重工業株式会社 亜酸化窒素処理触媒及び排ガスの浄化方法
CN103408141B (zh) * 2013-08-16 2014-09-24 北京工业大学 一种强化污水处理过程中n2o产生的装置与控制方法
CN113701174A (zh) * 2021-09-07 2021-11-26 江苏大信环境科技有限公司 一种低浓度voc尾气高处理效率的防堵组合工艺和系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3681769B2 (ja) 1994-08-24 2005-08-10 バブコック日立株式会社 排ガス中の亜酸化窒素の除去方法および除去用触媒
JP4203926B2 (ja) * 1995-06-16 2009-01-07 バブコック日立株式会社 排ガス中の亜酸化窒素などの除去方法と装置
JP3550653B2 (ja) * 2000-04-10 2004-08-04 独立行政法人産業技術総合研究所 亜酸化窒素ガス含有ガスの処理方法及びその処理触媒
DE10112444A1 (de) * 2001-03-13 2002-10-02 Krupp Uhde Gmbh Verfahren zur Verringerung des Gehalts von N¶2¶O und NO¶x¶ in Gasen
DE10215605A1 (de) * 2002-04-09 2003-10-30 Uhde Gmbh Entstickungsverfahren
DE10226461A1 (de) * 2002-06-13 2004-01-22 Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des Gehaltes an NOx und N2O in Gasen
FR2847830B1 (fr) * 2002-12-02 2005-08-12 Irma Procede de decomposition catalytique de n2o en n2 et o2 realise a haute temperature
JP2006272240A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Tsukishima Kikai Co Ltd 亜酸化窒素の除去方法
DE102005022650A1 (de) * 2005-05-11 2006-11-16 Uhde Gmbh Verfahren zur Verringerung des Gehaltes an Stickoxiden in Gasen
US20100322834A1 (en) * 2006-04-13 2010-12-23 Takehiko Ito Method of and Apparatus for Treating Gas Containing Nitrous Oxide

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200120811A (ko) * 2019-04-12 2020-10-22 한국화학연구원 SO2 처리에 의해 성능이 향상된 deNOx 촉매 및 그의 제조방법, SO2 처리에 의해 성능이 향상된 deNOx 시스템
KR102295169B1 (ko) * 2021-06-29 2021-08-31 주식회사 이엔드디 선택적 환원 촉매 및 이를 포함하는 디젤 엔진 후처리 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20100303699A1 (en) 2010-12-02
CN101970089B (zh) 2013-04-10
WO2009099040A1 (ja) 2009-08-13
JP5459965B2 (ja) 2014-04-02
KR101469305B1 (ko) 2014-12-08
JP2009183827A (ja) 2009-08-20
US8192708B2 (en) 2012-06-05
CN101970089A (zh) 2011-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100120135A (ko) 배출 가스 중의 ｎ2ｏ 제거 방법
KR101817677B1 (ko) 이산화황을 더 포함하는 오프-가스 중에서 일산화탄소 및 휘발성 유기 화합물의 선택적 산화를 위한 방법
EP2561921B1 (en) Process for removal of NOx and SO2 in flue gas boilers
EP3962859B1 (en) Revamping of a claus plant with a sulfuric acid plan
KR101814893B1 (ko) 산화 촉매, 배기 가스 처리 장치, 축열 연소 버너, 가스 중의 가연 성분을 산화하는 방법 및 가스 중의 질소산화물의 제거 방법
CA2736788C (en) A method for treating refinery waste streams in a fluid catalytic cracking unit and an improved catalytic cracking unit for processing refinery waste streams
CA2992172A1 (en) Methods and systems for particulate matter removal from a process exhaust gas stream
US8613896B2 (en) Process for removing nitrous oxide from a gas stream
WO2013065850A1 (ja) 窒素酸化物の除去方法
WO2015158849A1 (en) Combined oxidation and absorption of nox by an ionic liquid tandem process
US7655211B2 (en) Process for producing ammonium thiosulfate
US6488906B1 (en) Method for removing nitrogen oxides in exhaust gas
US7250149B1 (en) Sulfur gas treatment process
EA022495B1 (ru) Технология удаления закиси азота из газового потока
JP5576593B2 (ja) 排ガス中のｎ２ｏ除去方法
JP2010227728A (ja) 下水汚泥焼却炉の排ガス中のｎ２ｏ除去方法
KR100751167B1 (ko) 이산화탄소의 정제 방법
Sasaki et al. Method of removing N2O from waste gas
JP5911350B2 (ja) 排ガス浄化方法および装置
KR101377634B1 (ko) 배가스 처리 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171027

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191029

Year of fee payment: 6