KR20170102229A - 알데히드 분해촉매, 배기가스 처리설비 및 배기가스 처리방법 - Google Patents

알데히드 분해촉매, 배기가스 처리설비 및 배기가스 처리방법 Download PDF

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KR20170102229A
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쓰구미 니시
스스무 히카즈다니
에미 쇼노
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히다치 조센 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 비용면에서 개선되고, 또한 적은 촉매량으로도 충분한 알데히드 분해성능을 얻을 수 있는, 편리성이 향상된 알데히드 분해촉매, 이 알데히드 분해촉매를 이용한 배기가스 처리설비 및 배기가스 처리방법을 제공한다. 본 발명의 알데히드 분해촉매는, CHA 혹은 MOR의 구조형의 NH4양이온의 제올라이트에, Cu를 담지시켜 이루어지는 것이다.

Description

알데히드 분해촉매, 배기가스 처리설비 및 배기가스 처리방법{ALDEHYDE DECOMPOSITION CATALYST, AND EXHAUST GAS TREATMENT EQUIPMENT AND EXHAUST GAS TREATMENT METHOD}
본 발명은, 연소배기가스(燃燒排氣gas) 중에 존재하는 포름알데히드(formaldehyde) 등의 알데히드류(aldehyde類)를 분해하는 촉매(觸媒), 이 알데히드 분해촉매를 이용한 배기가스 처리설비(排氣gas 處理設備) 및 배기가스 처리방법(排氣gas 處理方法)에 관한 것이다.
내연기관인 디젤엔진, 가스엔진이나 연소설비인 폐기물 소각로, 보일러, 가스터빈 등으로부터의 각종 연소배기가스나 산업설비로부터의 배기가스 중에는, 질소산화물이 포함되는 경우가 있고, 이러한 연소배기가스 중에 포함되는 질소산화물을 제거하는 방법으로서, 알코올(alcohol)을 환원제로서 사용하는 방법이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌1).
그러나 이러한 질소산화물을 제거하기 위한 탈질반응(脫窒反應)에 일반적으로 사용되는, 제올라이트(zeolite)에 금속을 담지(擔持)시켜 이루어지는 촉매에 알코올을 접촉시키면, 원하는 탈질반응 이외에 알코올의 산화반응이 일어나고, 그 결과로서 CO나 CO2 이외에 중간생성물인 알데히드가 생성된다.
알데히드는 많은 생물에 있어서 유해하며, 특히 그 1종인 포름알데히드는 독성이 강하여, 호흡기계(呼吸器系)나 눈, 목구멍, 피부 등의 염증을 일으키는 원인이 된다.
포름알데히드 등의 알데히드를 분해할 수 있는 촉매로서, 특허문헌2∼3에 기재된 촉매 등이 알려져 있다.
특허문헌2에 기재된 촉매는, ZSM-5, 포우저사이트(faujasite) 또는 몰데나이트(mordenite)로부터 선택되는 제올라이트에 Pt를 담지시켜 이루어지는 것이며, 담체(擔體)에 담지시키는 금속에 귀금속인 Pt를 사용하고 있기 때문에 비용이 든다는 문제가 있다. 또한 어느 정도 많은 촉매량이 아니면 알데히드 분해성능을 충분히 얻을 수 없다는 문제도 있다.
특허문헌3에 기재된 촉매는, 몰데나이트, 페리어라이트(ferrierite), ZSM-5, β-제올라이트, Ga-실리케이트(Ga-silicate), Ti-실리케이트, Fe-실리케이트 또는 Mn-실리케이트로부터 선택되는 제올라이트에, Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir, Pt 또는 Au로부터 선택되는 귀금속을 담지시켜 이루어지는 것이며, 귀금속으로서 Pd나 Ag를 사용한 것이 비교적 높은 포름알데히드의 분해율을 갖지만, 상기 특허문헌2에 기재된 촉매와 마찬가지로 귀금속을 사용하고 있어, 비용이 든다는 문제가 있다. 또한 알데히드의 분해에 요구되는 촉매량이 많다.
또한 특허문헌4에는, TiO2에 W, Mo 또는 V로부터 선택되는 금속의 산화물을 담지시켜 이루어지는 촉매가 개시되어 있다.
그러나 특허문헌4에 기재된 촉매에서는, 500℃ 부근에서는 포름알데히드의 분해성능은 높지만(전화율(轉化率) : 90%에 조금 모자란 정도), 500℃ 이하에서의 분해성능은 충분하지 않다. 즉 각종 연소배기가스나 산업설비로부터의 배기가스 중에 포함되는 경우가 있는 질소산화물을 알코올을 환원제로 하여 제거한 후의 배기가스는, 500℃이하인 경우가 많으므로 그러한 경우에는 특허문헌4에 기재된 촉매는 적용될 수 없게 된다.
한편 특허문헌2∼3과 같이 특정의 제올라이트를 담체로 하여 사용했을 경우에는, 적용온도가 300℃정도까지의 비교적 낮은 온도에서도 포름알데히드의 분해성능이 높아, 상기와 같은 배기가스 중의 알데히드 처리에 적용할 수 있다.
그러나 이들 촉매는, 담지시키는 금속으로서 고가(高價)의 귀금속을 사용하고 있기 때문에, 높은 비용이 든다는 문제가 있다.
: 일본국 공개특허 특개2013-226543호 공보 : 일본국 공개특허 특개평10-309443호 공보 : 일본국 특허공표 특표2012-517343호 공보 : 일본국 공개특허 특개2005-319393호 공보
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 고가의 귀금속을 대신하여 비교적 저렴한 금속을 담지시킴으로써 비용면에 있어서 개선이 이루어지고, 또한 적은 촉매량으로도 알데히드 분해성능을 충분히 얻을 수 있는, 편리성이 향상된 알데히드 분해촉매, 이 알데히드 분해촉매를 이용한 배기가스 처리설비 및 배기가스 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 알데히드 분해촉매는, CHA 혹은 MOR의 구조형의 NH4양이온의 제올라이트에, Cu를 담지시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 알데히드 분해촉매이다.
보일러나 폐기물 소각로, 디젤엔진, 가스엔진, 가스터빈 등으로부터의 각종 연소배기가스나 산업설비로부터의 배기가스 중에 포함되는 질소산화물을 제거하기 위해서 알코올을 환원제로서 사용했을 경우에, 그 연소배기가스 중에는 포름알데히드 등의 알데히드가 포함된다. 본 발명에 의한 CHA 혹은 MOR의 구조형의 NH4양이온의 제올라이트에, Cu를 담지시켜 이루어지는 알데히드 분해촉매가, 연소배기가스와 접촉되면 산화반응이 일어나서, 알데히드를 무해한 가스로 변환할 수 있다.
상기한 바와 같이 알코올을 환원제로서 사용하여 질소산화물을 제거하는 경우에, 사용하는 알코올에 따라 발생하는 알데히드가 다르지만, 본 발명의 알데히드 분해촉매는, 알데히드류 전반에 대하여 분해할 수 있고, 그 중에서도 특히 바람직한 분해대상으로서, 독성이 강한 포름알데히드를 들 수 있다.
본 발명에서는, 상기한 바와 같이 고가의 귀금속의 사용을 피하여, 비교적 저렴한 Cu를 담지시킴으로써 매우 양호한 알데히드 분해성능을 얻을 수 있는 것을 찾아냈다.
상기의 제올라이트에 대한 Cu의 담지방법은, Cu를 담지시킬 수 있으면 어떠한 방법이더라도 좋으며, 예를 들면 이온교환법이나 함침법 등을 들 수 있다.
연소배기가스의 적용온도는 특별히 제한은 없지만, 유리하게는 200∼600℃의 범위이고, 더 유리하게는 200∼400℃의 범위이다. 분해성능은 반응온도가 높을수록 양호하지만, 연소배기가스의 한계온도나 비용 등을 고려하여 600℃까지, 더는 400℃까지가 타당하다.
상기의 본 발명의 알데히드 분해촉매는, 알데히드를 분해할 수 있으면 어떠한 형태를 구비하고 있어도 좋으며, 예를 들면 펠렛(pellet)이나 벌집(honeycomb) 등의 형태를 들 수 있다.
본 발명의 알데히드 분해촉매는, CHA 혹은 MOR의 구조형의 NH4양이온의 제올라이트에, Cu를 담지시켜 이루어지는 것이며, 연소배기가스 중의 포름알데히드 등의 알데히드를 무해한 가스로 분해할 수 있다.
상기의 본 발명의 알데히드 분해촉매는, 200℃ 이상의 온도영역에서 알데히드 분해성능을 충분히 구비하고 있으므로, 비교적 저온의 연소배기가스 중의 알데히드의 분해에 적용할 수 있다. 또한 소량의 촉매로 알데히드를 분해할 수 있다.
또한 고가의 귀금속과 비교하면 Cu는 저렴하므로 비용을 삭감시킬 수 있다.
또한 상기 알데히드 분해촉매를, 내연기관인 디젤엔진, 가스엔진이나, 연소설비인 폐기물 소각로, 보일러, 가스터빈 등으로부터 배출되는 배기가스의 배기가스 처리설비에 이용함으로써, 연소배기가스 중의 알데히드를 효과적으로 분해하여, 예를 들면 생물에 있어서 유해하고 독성이 강한 포름알데히드가 방출되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도1은, 실시예의 촉매의 촉매성능시험에 사용되는 시험장치를 나타내는 흐름도이다.
도2는, 알데히드 분해촉매를 사용한 선박용 디젤기관의 배기가스 처리설비를 나타내는 구성도이다.
도3은, 배기가스 처리설비의 변형예를 나타내는 구성도이다.
(실시형태1)
이하에서, 본 발명의 알데히드 분해촉매(aldehyde 分解觸媒)에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 알데히드 분해촉매는, CHA 혹은 MOR의 구조형이고, NH4양이온(NH4陽ion)의 제올라이트(zeolite)에, Cu를 담지(擔持)시켜 이루어지는 것이며, 이하에서, 본 발명에 해당하는 촉매에 관해서는 실시예로서 구체적으로 설명한다.
(실시예1 : Cu/CHA)
미리 Cu를 담지하고 있는 NH4형 CHA제올라이트(제올리스트사(Zeolyst Indernation) 제품, ZD12002AC, SiO2/Al2O3몰비 30>)를 사용하였다.
(실시예2 : Cu/MOR)
시판되는 NH4형 MOR제올라이트(도소 주식회사(Tosoh 株式會社) 제품, HSZ-643NHA, SiO2/Al2O3몰비 18)의 10g을 0.1M의 Cu(NO3)2수용액 200ｍL에 첨가하고, 80℃에서 3시간에 걸쳐 교반(攪拌)한 후에 여과·세정하고, 110℃에서 하룻밤 건조시켰다.
(비교예1)
시판되는 NH4형 MFI제올라이트(Zeolyst사 제품, CBV2314, SiO2/Al2O3몰비 23)의 10g을 0.1M의 AgNO3수용액 200ｍL에 첨가하고, 80℃에서 3시간에 걸쳐 교반한 후에 여과·세정하고, 110℃에서 하룻밤 건조시켰다.
(비교예2)
· 제올라이트종 : 시판되는 Ｈ형 ZSM-5(MFI)제올라이트(피큐사(PQ corporation) 제품, CBV8020, SiO2/Al2O3몰비 70)
· 금속수용액 : 디니트로 디암민백금[Pt(NH3)2(NO3)2]의 질산수용액
· 촉매 : Pt/ZSM-5(MFI8030)
(비교예3)
· 제올라이트종 : 시판되는 Ｈ형 ZSM-5(MFI)제올라이트(PQ사 제품, CBV8020, SiO2/Al2O3몰비 35)
· 금속수용액 : 디니트로 디암민백금[Pt(NH3)2(NO3)2]의 질산수용액
· 촉매 : Pt/ZSM-5(MFI3030)
(비교예4)
· 제올라이트종 : 시판되는 몰데나이트 제올라이트(PQ사 제품, PQ511, SiO2/Al2O3몰비 12.8)
· 금속수용액 : 디니트로 디암민백금[Pt(NH3)2(NO3)2]의 질산수용액
· 촉매 : Pt/몰데나이트
상기의 비교예2∼4에 있어서, 사용되는 제올라이트종 및 금속수용액은, 일본국 공개특허 특개평10-309443호 공보에 기재된 내용을 참조한 것으로서, 그 조제방법도 당해 문헌에 기재된 방법을 참조하고 있다. 비교예2∼4의 촉매의 조제방법은, 실시예1과 2, 및 비교예1의 촉매의 조제방법과는 약간 다르지만, 본질적으로는 거의 동일한 것으로 하여, 이하의 실시예1과 2, 및 비교예1의 성능시험의 결과를, 문헌 일본국 공개특허 특개평10-309443호 공보에 기재된 시험의 결과와 비교하여 고찰하기로 한다.
(촉매성능시험)
상기의 실시예1과 2, 및 비교예1의 각 촉매에 대하여 촉매성능시험을 하였다. 상기한 실시예1과 2, 및 비교예1의 각 촉매에 대하여 프레스성형(press成形)을 하고, 그 후에 분쇄하여, 메시 사이즈(mesh size) 28로부터 14로 정립(整粒)하였다.
도1에 촉매성능시험에 사용되는 시험장치의 흐름도를 나타낸다.
상기한 바와 같이 하여 얻어진 촉매를 내경 10.6mm의 스테인레스제 반응기(1)에 충전하였다.
상기의 촉매가 충전된 반응기(1)에는, 그 상부로부터 라인(2)을 통해서 시험용 가스가 유입되도록 되어 있고, 그 하부로부터 알데히드 분해촉매에 의하여 처리를 끝낸 가스가 라인(3)을 통해서 배출되도록 되어 있다.
라인(2)을 통해서 반응기(1)로 유입되는 시험용의 가스는, 라인(4)으로부터의 공기 및 라인(5)으로부터의 Ｎ2가스를 혼합함으로써 조제된다. 라인(4) 및 라인(5)의 각각에는 밸브(6) 및 밸브(7)가 설치되어 있고, 밸브(6) 및 밸브(7)의 개도(開度)를 각각 조정함으로써 각 가스의 유량을 조정하여, 가스유량 및 혼합비가 조정되도록 되어 있다.
혼합 후의 가스는, 라인(8)을 통해서 가열기(加熱器)(9)의 상부로 유입되도록 되어 있고, 가열에 의하여 소정의 온도로 도달한 가스를 그 하부로부터 라인(2)을 통하여 반응기(1)로 공급하도록 되어 있다.
반응기(1)의 상부 근처에는, 알데히드 수용액(aldehyde 水溶液)(본실시예에서는, 포름알데히드 수용액 ; 이하 포름알데히드 수용액이라고 기재한다)이 라인(10)을 통해서 공급되도록 되어 있다.
반응기(1)로 유입되는 포름알데히드 수용액은, 포름알데히드 수용액조(formaldehyde 水溶液槽)(11)로부터 정량송액펌프(定量送液pump)(12)로 퍼올려진 후에, 라인(10)을 거쳐서 라인(2)에 합류되도록 되어 있다.
반응기(1)로부터 배출된, 처리완료된 가스는 라인(3)으로부터 외부로 배출됨과 아울러, 그 일부가 라인(13)을 거쳐서 가스분석에 제공된다.
도1에 나타내는 시험장치를 사용하여 시험을 할 때에, 그 시험조건을 하기 표1에 정리한다.
Figure pct00001
표1에 있어서의 「밸런스」는, 가스조성이 토탈(total)로 100%가 되도록 N2가 첨가되는 것을 나타내며, O2, 포름알데히드 및 수분 이외의 가스조성이 N2에 의하여 점유되어 있는 것을 나타내고 있다.
상기 표1에 있어서 공간속도(SV)는, 반응기에 유입되는 처리대상의 가스량(m3/h)을, 촉매가 설치되어 있는 반응기가 차지하는 부피(m3)로 나누어 얻어지는 값으로서, 그 값이 크면 촉매와 접촉하는 효율도 좋게 된다.
가스분석은, 가스검출관을 사용하여 출구의 포름알데히드 농도를 측정함으로써 이루어졌다. 가스검출관에서의 측정치로부터 하기의 수식(1)에 의하여 촉매의 포름알데히드 분해성능인 분해율을 산출하였다.
Figure pct00002
여기에서 상기 수식(1) 중, 포름알데히드(in)는 반응기(1)에 들어 가기 전의 가스 중의 포름알데히드 농도, 포름알데히드(out)는 반응기(1)로부터 나간 가스 중의 포름알데히드 농도를 나타낸다.
시험결과를 나타내기 전에, 비교해야 할 수치에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는 공간속도를 SV=120,000/h로 한다. 일반적으로 촉매량이 많을(SV가 작을)수록 촉매의 성능은 좋아지는 경향으로부터, 비교예2∼4에 있어서, SV=100,000/h일 때에 얻어지는 분해율의 문헌치(文獻値)를 SV=120,000/h일 때에 얻어지는 분해율 값으로 환산하는 경우에, 선형적으로 분해성능이 나빠질 것이라고 생각하는 것이 타당며, 이와 같이 생각하면 일본국 공개특허 특개평10-309443호 공보에 기재된 SV 100,000/h 및 200℃의 조건하에서 얻어진 분해율의 문헌치는, 하기 표2과 같이 환산된다.
Figure pct00003
따라서 상기의 문헌치로부터의 환산치로부터 비교하면, SV=120,000/h 및 온도 200℃ 또는 250℃의 조건하에서, 분해율 50% 정도이면, 비교예2∼4의 경우와 동등 정도의 결과가 얻어진다고 간주할 수 있다.
하기 표3에 실시형태1∼2 및 비교예1에 대하여 얻어진 결과를 정리한다.
Figure pct00004
실시예1의 촉매에서는, 200℃ 및 250℃의 쌍방의 온도조건하에 각각 70.4% 및 85.3%라는 매우 양호한 분해율의 결과가 얻어지고, 실시예2의 촉매에서도, 200℃ 및 250℃의 쌍방의 온도조건하에 각각 65.5% 및 75.6%라고 하는 매우 양호한 분해율의 결과가 얻어졌다.
이에 대하여 비교예1의 촉매에서는, 200℃ 및 250℃의 쌍방의 온도조건하에서 각각 50%를 넘는 분해율의 결과가 얻어졌지만, 분해율을 평가하는 목표가 되는 50%를 크게 넘는 결과가 아니므로, 종래부터 알려진 촉매와 동일한 정도의 분해성능이라고 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 알데히드 분해촉매에서는, Pt와 같은 고가의 금속이 아니라 비교적 저렴한 금속인 Cu를 사용하여 더 적은 촉매량으로도 사용 가능한, 포름알데히드의 분해성능이 향상된 촉매를 얻을 수 있었다.
(실시형태2 : 알데히드 분해촉매를 사용한 선박용 디젤기관의 배기가스 처리설비 및 배기가스 처리방법)
상기의 본 발명에 관한 알데히드 분해촉매를 사용한 선박용 디젤기관의 배기가스 처리설비에 대해서, 도2를 참조하여 설명한다.
선박용 디젤기관에서는, 유황성분을 함유하는 Ｃ중유를 연료로 하기 때문에, 연소배기가스 중에 질소산화물에 더하여 유황산화물이 발생하게 된다. 디젤엔진으로부터 배출되는 약 350℃의 연소배기가스는, 과급기(過給機)를 통하여 배출됨으로써 200∼300℃ 정도의 저온으로 된다. 이 연소배기가스를 암모니아선택 환원법(ammonia選擇 還元法)으로 탈질(脫窒)하면, 유황산화물과 암모니아가 반응해서 황산암모늄(유안(硫安))이 발생함으로써 배기로(排氣路)에 석출되어, 열교환기를 폐색시킬 우려가 있다.
이러한 열교환기의 폐색의 원인은 암모니아를 환원제로 사용하는 것에 있기 때문에, 이러한 폐색의 문제를 해소하기 위해서는, 암모니아에 대신하여 알코올을 환원제로서 사용하는 방법이 이용된다. 그러나 일반적인 제올라이트에 금속을 담지시킨 탈질촉매에 알코올을 접촉시키면, 탈질반응 이외에 알코올의 산화반응이 일어나서, 알데히드가 발생한다.
본 실시형태2에서는, 200∼300℃의 저온의 배기가스 중의, 알코올을 환원제로 하여 탈질촉매에 의하여 탈질되는 경우에 부생(副生)하는 알데히드를, 적은 촉매량으로 충분하게 분해할 수 있는 배기가스 처리장치 및 배기가스 처리방법에 대하여 설명한다.
도2에 나타나 있는 바와 같이 디젤엔진(21)의 각 연소실로부터 배출된 약 350℃ 정도의 배기가스는, 배기관(22)으로부터 배기 리저버 탱크(排氣 reservoir tank)(23)를 통하여 과급기(24)의 터빈측(turbine側)으로 보내진다. 과급기(24)로부터 배기가스로(排氣gas路)(28)를 통하여 배출되는 배기가스는, 열방출의 결과로 약 200∼300℃의 저온까지 내려가게 되어, 소정의 제올라이트에 소정의 금속을 담지한 탈질촉매를 구비한 탈질장치(25)로 송출된다. 또한 과급기(24)의 컴프레서(compressor)로부터 송출된 가압 에어(加壓 air)는, 송기 리저버 탱크(送氣 reservoir tank)(26)로부터 디젤엔진(21)의 각 연소실에 공급된다.
탈질장치(25)에서는, 배기가스 입구에 설치된 분사노즐(憤事nozzle)(25b)로부터 배기가스 중으로 환원제인 알코올이 분사되어, 배기가스가 탈질촉매(25a)에 접촉되어서 탈질반응과 함께 알코올의 산화반응이 일어나, 알데히드가 발생한다. 그리고 탈질장치(25)로부터 배출된 배기가스는, 알데히드 분해수단인 알데히드 분해장치(27)로 보내진다. 알데히드 분해장치(27)에서는, 이전의 실시형태1에 기재된 알데히드 분해촉매(27a), 즉 CHA 혹은 MOR의 구조형의 NH4양이온의 제올라이트에, Cu를 담지시켜 이루어지는 알데히드 분해촉매(27a)에 배기가스를 접촉시켜서, 배기가스에 포함되는 알데히드가 효과적으로 분해되고, 알데히드 분해처리 후의 배기가스는 배기굴뚝(29)으로부터 배출된다.
요약하면, 본 실시형태2에서는, 디젤엔진(21)으로부터 과급기(24)를 통하여 탈질장치(25)로 유입되는 200∼300℃의 저온의 연소배기가스에 환원제로서의 알코올을 공급하고, 이것을 탈질촉매에 접촉시켜 탈질하는 배기가스 처리설비로서, 상기 탈질장치(25)로부터 배출되는 연소배기가스 중의 알데히드를 분해하는 알데히드 분해촉매를 구비하는 알데히드 분해수단인 알데히드 분해장치(27)가 더 설치되고, 상기 알데히드 분해촉매는, CHA 혹은 MOR의 구조형의 NH4양이온의 제올라이트에, Cu를 담지시켜 이루어진 설비에 대하여 설명하고 있다.
또한 본 실시형태2에서는, 디젤엔진(21)로부터 과급기(24)를 통하여 탈질장치(25)에 유입되는 200∼300℃의 저온의 연소배기가스에 환원제로서의 알코올을 공급하고, 이것을 탈질촉매에 접촉시킴으로써 탈질하는 배기가스 처리방법으로서, 상기 탈질장치(25)로부터 배출되는 연소배기가스를 알데히드 분해촉매에 접촉시켜서 연소배기가스 중의 알데히드를 분해시키고, 상기 알데히드 분해촉매는, CHA 혹은 MOR의 구조형의 NH4양이온의 제올라이트에, Cu를 담지시켜 이루어지는 방법에 대하여 설명하고 있다.
본 실시형태2에서는, 과급기(24)부터 배출되어서 200∼300℃ 정도의 저온이 되는 배기가스 중으로, 환원제로서 알코올을 공급하는 방법을 채용하고, 탈질촉매에 접촉해서 탈질반응 이외에 알코올의 산화반응이 발생함으로써 알데히드가 발생하더라도, CHA 혹은 MOR의 구조형의 NH4양이온의 제올라이트에, Cu를 담지시켜 이루어지는 알데히드 분해촉매에 의하여 효과적으로 알데히드를 분해하여 연소배기가스와 함께, 예를 들면 생물에 있어서 유해하고 독성이 강한 포름알데히드가 방출되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 알데히드의 분해에 사용하는 본 발명에 관한 알데히드 분해촉매는, 200℃ 이상의 온도영역에서 충분한 알데히드 분해성능을 구비하고 있으므로, 비교적 저온의 연소배기가스 중의 알데히드의 분해에 적용할 수 있다. 또한 소량의 촉매로 알데히드를 분해할 수 있다. 또한 고가의 귀금속과 비교하면 Cu는 저렴하므로 비용을 삭감시킬 수 있다.
또한 본 실시형태2에서는, 배기가스로의 상류단(上流端)의 탈질장치(25)와, 하류단(下流端)의 알데히드 분해장치(27)를 독립해서 배치했지만, 도3에 나타나 있는 바와 같이 일체(一體)의 용기(31) 내의 상류단에 탈질촉매(32)을 설치하고, 하류단에 알데히드 분해수단인 알데히드 분해촉매(33)를 설치하여도 좋다. 30은 알코올의 분사노즐을 나타낸다.
또한 본 실시형태2에서 사용하는 알데히드 분해촉매(27a, 33)는, 분말모양, 입자모양, 과립모양(공모양을 포함한다), 펠렛(pellet ; 원통형(圓筒形), 환상형(環狀型))모양, 태블릿(tablet ; 정제(錠劑))모양, 또는 벌집(모노리스체(monolith體))모양 등 적절한 형태로 사용될 수 있다.
이상에서, 알데히드 분해촉매를 사용한, 선박용 디젤엔진으로부터 배출되는 연소배기가스의 처리설비에 대하여 설명했지만, 그 설비와 본질적으로 동일한 구조를 갖는 것도, 예를 들면 육상에서 발전소 등에 설치되는 디젤엔진으로부터 배출되는 연소배기가스의 처리설비에도 최적으로 이용될 수 있다. 또 내연기관인 듀얼퓨얼엔진(DF엔진 ; dual fuel engine)이나 가스엔진에도 적절하게 적용될 수 있다. 이들 DF엔진이나 가스엔진에서는, 예를 들면 과급기의 터빈으로부터 배출되는 200∼300℃정도의 배기가스를 탈질처리할 수 있다. 또한 연소설비인 폐기물 소각로, 보일러, 가스터빈 등으로부터 배출되는 연소배기가스를 탈질처리하는 배기가스 처리설비에 적용할 수도 있다.

Claims (3)

  1. CHA 혹은 MOR의 구조형(構造型)의 NH4양이온(NH4陽ion)의 제올라이트(zeolite)에, Cu를 담지시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 알데히드 분해촉매(aldehyde 分解觸媒).
  2. 연소배기가스(燃燒排氣gas) 중의 질소산화물(窒素酸化物)을 탈질하기 위한 탈질촉매(脫窒觸媒)를 구비한 탈질장치(脫窒裝置)를 구비하고, 탈질을 위한 환원제(還元劑)로서 알코올(alcohol)이 상기 연소배기가스에 공급되도록 되어 있는 배기가스 처리설비(排氣gas 處理設備)에 있어서,
    상기 탈질장치에서의 탈질반응(脫窒反應) 시에 부생(副生)하는, 상기 탈질장치로부터 배출되는 배기가스 중에 존재하는 알데히드를 분해하는 알데히드 분해촉매를 구비한 알데히드 분해장치가 더 설치되고, 상기 알데히드 분해촉매는, 제1항의 알데히드 분해촉매인 배기가스 처리설비.
  3. 연소배기가스를, 상기 연소배기가스 중의 질소산화물을 탈질하기 위한 탈질촉매에 접촉시킴으로써 탈질처리하는 배기가스 처리방법(排氣gas 處理方法)으로서, 상기 탈질처리를 위한 환원제로서 알코올이 상기 연소배기가스에 공급되어, 상기 탈질처리 시에 부생하는 알데히드를, 제1항의 알데히드 분해촉매와 접촉시킴으로써 분해하는 배기가스 처리방법.
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