KR950004139B1 - 연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 유기 염소 화합물의 제거 방법 및 제거용 필터 - Google Patents
연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 유기 염소 화합물의 제거 방법 및 제거용 필터 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 제1방법의 한가지 실시태양을 나타내는 공정 계통도.
제2도는 본 발명의 제1방법에서 사용되는 표면상의 촉매 지지용 담체의 한가지 대표적인 예를 나타내는 개략 부분 단면도.
제3도는 본 발명의 제1방법에서 사용되는 표면상의 촉매 지지용 담체의 다른 예를 나타내는 개략 부분 단면도.
제4도는 본 발명의 제2방법의 제1실시태양을 나타내는 공정 계통도.
제5도는 본 발명의 제2방법의 제2실시태양을 나타내는 공정 계통도.
제6도는 본 발명의 제2방법의 제3실시태양을 나타내는 공정 계통도.
제7도는 본 발명의 방법의 범위밖의 비교예의 방법을 나타내는 공정 계통도.
제8도는 본 발명의 필터의 한가지 실시태양을 나타내는 개략 투시도.
제9도는 연소 배가 가스로부터 더스트(dust) 및 유기 염소 화합물을 제거하기 위한 종래 방법을 나타내는 공정 계통도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 혼합실 2 : 반응기
3 : 질소 산화물 제거용 반응기 4 : 유기 염소 학합물 제거용 반응기
5 : 질소 산화물의 제1농도 측정기 6 : 질소 산화물의 제2농도 측정기
7 : 연산기 8a,8b : 1쌍의 측벽
9 : 파형의격벽 10,13 : 복수개의 통로
11a,11b : 복수개의 수평벽 12a,12b : 복수개의 수직벽
14 : 원통상의 외층 15 : 원통상의 내층
16 : 집진기 17 : 유기 염소 화합물 제거용 반응
A,B : 담체 C : 필터
본 발명은 소각로(incinerator)에서 배출된 연소 배기 가스로부터 유해물질, 즉 질소 산화물과 폴리염화디벤조-p-디옥신, 폴리염화 디벤조푸란 등의 유기 염소 화합물을 제거하는 방법과, 위에 나온 연소 배기가스로부터 더스트(dust)와 유해물질을 제거하는 필터에 관한 것이다.
산법 폐기물이나 가정 폐기물은 소각로에서 소각되지만, 근래에 와서는 이러한 종류의 폐기물 중 대다수는 염소 화합물을 함유하고 있다. 이러한 염소 화합물을 함유하는 폐기물을 소각하면, 소각로내에서 발생하여 소각로로부터 배출된 연소 배기 가스는 유해물질, 즉 질소 산화뭍(NOx)과, 폴리염화디벤조-p-디옥신(PCDDs), 폴리염화디벤조푸란(PCDFs) 등의 유기 염소 화합물을 함유하고 있다. 특히, 연소 배기 가스중의 유기 염소 화합물은 그 양이 미량일지라도 독성이 극히 강하다. 따라서, 연소 배기 가스로부터 유해한 질소 산화물과 유해한 유기 염소 화합물을 제거한다는 것은 공해 방지상 극히 중요하다. 이러한 상황하에서 연소 배기 가스로부터 위에 나온 유해물질을 제거하기 위한 여러가지 방법이 개발되어 있다.
1979년 9읠 22일자 일본국 특허공고 제 54-29,419호에는, 가) 연소 배기 가스에 환원제로서 암모니아를 첨가하고, 나) 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 촉매와 접촉시켜 연소배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원시키고 이것을 분해하여 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 공정단계로 되어 있는 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 방법이 개시(開示)되어 있다(이하, "선행기술 1"이라 한다).
1988년 11월 28일자 일본국 특허공개 제 63-290,314호에는 아래와 같은 공정단계로 되어 있는 연소 배기가스로부터 유기 염소 화합물을 제거하는 방법을 개시하고 있다. 즉, 연소 배기 가스의 온도를 300∼900℃의 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 산화용 촉매와 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물을 산화하여 이것을 분해시킴으로써 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물을 제거한다(이하, "선행기술 2"라 한다).
1987년 3읠 25일자 일본국 특허공개 제 62-65,721호에는, 가) 연소 배기 가스에 환원제로서 암모니아를 첨가하고, 나) 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 촉매와 접촉시켜 연소배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하여 이것을 분해시킴으로써 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하고, 다) 이와 같이하여 질소 산화물이 제거된 연소 배기 가스를 백금 및/ 또는 팔라듐으로 된 산화용 촉매와 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 일산화 탄소, 탄화 수소 및 알데히드 등의 산소를 함유하는 유기 화합물을 산화하여 이것을 분해함으로써 연소 배기 가스로부터 일산화 탄소, 탄화 수소 및 알데히드 등의 산소를 함유하는 유기 화합물을 제거하는 공정단계로 되어 있는 연소 배기 가스로부터 질소 산화물, 일산화 탄소, 탄화 수소 및 알데히드 등의 산소를 함유하는 유기 화합물을 제거하는 방법이 개시되어 있다(이하, "선행기술 2"이라 한다).
선행기술 1에 의하면, 연소 배기 가스로부터 질소 산화물만을 제거할 수 있으나, 선행기술 1에서는 연소배기 가스로부터 실소 산화물 및 풀리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs), 올리염화 디벤조푸란(PCDFs) 등의 유기 염소 화합물을 제거하는 것은 전혀 고려되어 있지 않다.
선행기술 2에 의하면, 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물을 제거할 수 있으나, 선행기술 2에 있어서는 또한 연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs), 폴리임화 디벤조푸란(PCDFs) 등의 유기 염소 화합물을 제거하는 것은 전혀 고려되어 있지 않다.
선행기술 3에 의하면, 연소 배기 가스로부터 질소 산화물, 일산화 탄소, 탄화 수소 및 알데히드 등의 산소를 함유하는 유기 화합물을 제거할 수 있으나, 선행기술 3에 있어서도 또한 연소 배기 가스로부터 질소산화물 및 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs), 폴리염화 디벤조푸란(PCDFs) 등의 유기 염소 화합물을 제거하는 것은 전혀 고려되어 있지 않다.
이러한 사정에서 연소로에서 배출된 연소 배기가스로부터 유해물질, 즉 질소 산화물 및 폴리염화 디벤조-p-디옥신, 폴리염화 디벤조푸란 등의 유기 염소 화합물을 효율적으로 제거하는 방법의 개발이 강하게 요망되고 있으나, 이러한 방법은 아직 제안되어 있지 않다.
연소로에서 배출된 연소 배기 가스는 위에 나온 유해물질 위에 다량의 더스트를 함유하고 있기 때문에 종래에는 연소로로부터 배출된 연소 배기 가스를 집진기에 도입하여 그 속에 장치된 필터로 연소 배기 가스로부터 더스트를 제거하고, 이와 같이하여 더스트가 제거된 연소 배기 가스에 대하여 연소 배기 가스로부터위에 나온 유해성분을 제거하는 종래의 방법, 예를 들자면, 선행기술 1 내지 선행기술 3 중 어느 한가지 방법이 적용되었다.
예를 들자면, 연소 배기 가스로부터 더스트와 유기 염소 화합물을 제거할 경우에는 소각로와 연돌 사이에 설치된 집진기에 의하여 연소 배기 가스로부터 더스트를 제거한 다음 집진기와 연돌 사이에 설치된 유기 염소 화합물 제거용 반응기에서 위와 같이하여 더스트가 제거된 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물을 제거하였다. 이와 같이, 종래의 방법에서는 소각로와 연돌과의 사이에 집진기와 유기 염소 화합물 제거용 반응기를 각각 별개로 설치해야 하는 필요가 있었기 때문에, 넓은 부지를 확보해야 했고 설비가 복잡하게 되어, 결국 많은 설비비와 운전비를 필요로 하는 등의 여러가지 문제가 있었다.
이러한 사정에서 소각로에서 배출된 연소 배기 가스로부터 더스트 뿐만 아니라 위에 나온 유해물질도 효율적으로 제거하고, 연소 배기 가스를 처리하는 설비를 소형화함으로써 설비비와 운전비를 절감할 수 있는, 집진기에 상치되는 필터의 개발이 요망되고 있으나 이러한 필터는 아직 제안되어 있지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 연소로에서 배출된 연소 배기 가스로부터 유해 물질, 즉 질소 산화물 및 폴리염화 디벤조-p-디옥신, 폴리염화 디벤조푸란 등의 유기 염소 화합물 모두를 효율적으로 제거하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 소각로에서 배출된 연소 배기 기스로부터 더스트 뿐만아니라 외에 나온 유해물질도 효율적으로 제거하고, 연소 배기 가스를 처리하는 설비를 소형화함으르서 설비비와 운전비를 절감할 수있는, 집진기에 장치되는 필터를 제공함에 있다.
본 발명의 한가지 특징에 따라, 가) 질소 산화물 및 유기 염소 화합물을 함유하는 연소 배기 가스에 환원제로서 암모니아(NH3)를 첨가하고, 나) 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온드를 150∼340℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화 지르코늄(ZrO2)으로 되어 있는 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 담체 표면에 지지된 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과 이들의 산화물로 되어 있는 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 촉매와 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하고 이것을 분해시킴과 동시에 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물을 산화하여 이것을 분해시킴으로써 연소 배기 가스로부터 질소 산화물과 유기 염소 화합물을 제거하는 공정단계로 되어 있는 연소 배기가스로부터 질소 산화물 및 유기 염소 화합물을 제거하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 한가지 특징에 따라, 가) 질소 산화물과 유기 염소 화합물을 함유하는 연소 배기 가스에 환원제로서 암모니아(NH3)를 첨가하고, 나) 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 촉매와 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하여 이것을 분해함으로써 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하고,다) 이와 같이하여 질소 산화물이 제거된 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내로 유지하면서 연소배기 가스를 유기 염소 화합물 산화용 촉매와 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물과 잔류 암모니아를 산화하여 이것을 분해함으로써 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물과 잔류 암모니아를 제거하는 공정단계로 되어 있는 연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 유기 염소 화합물을 제거하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 한가지 특징에 따라, 필터의 적어도 일부분은 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소화합물과 접촉하여 이것을 산화함으로써 유기 염소 화합물을 분해하는 촉매로 되어 있는 연소 배기 가스로부터 더스트 및 유기 염소 화합물을 제거하는, 집진기에 장치되는 필터가 제공된다.
본 발명자 등은 위에 나온 관점에서 연소로에서 배출된 연소 배기 가스로부터 유해물질, 즉 질소 산화물 및 폴리염화 디벤조-p-디옥신, 폴리염화 디벤조푸란 등의 유기 염소 화합물을 효율적으로 제거하는 방법과, 소각로에서 배출된 연소 배기 가스로부터 더스트 뿐만아니라 위에 나온 유해물질도 효율적으로 제거하여 연소 배기 가스를 처리하는 설비를 소형화해서 설비비와 운전비를 절감할 수 있는, 집진기에 장치되는 필터를 개발하고자 예의 연구를 거듭한 결과 다음과 같은 사실을 얻었다.
(1) 질소 산화물 및 유기 염소. 화합물을 함유하는 연소 배기 가스에 환원제로서 암모니아(NH3)를 첨가하고, 그리고 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온도를 150∼340℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화 지르고눔(ZrO2)으로된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 담체의 포면위에 지지시킨 백금(Pt) 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru),망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과 이들 산화물로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 촉매와 접촉시킴으로써 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하여 이것을 분해함과 동시에 연소 배기 가스중이 함유된 유기 염소 화합물을 산화하여 이것을 분해함으로써 연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 유기 염소 화합물을 효율적으로 제거할 수 있다.
(2) 질소 산화물 및 유기 염소 화합물을 함유하는 연소 배기 가스에 환원제로시 암모니아(NH3)를 첨가하고, 그리고 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 촉매와 접촉시킴으로써 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하여 이것을 분해해서 연소 배기 가스로부터 질소 산화들을 효율적으로 제거한 다음, 이와 같이해서 질소산화물이 제거된 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 산화용 촉매와 접촉시킴으로써 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물 및 잔류 암모니아를 산화하여 이를 분해해서 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물 및 잔류 암모니아를 효율적으로 제거할 수 있다.
(3) 집진기에 장치된 필터의 적어도 일부분을 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물과 접촉시켜 이것을 산화하여 이것을 분해하는 촉매로 구성함으로써 연소 배기 가스로부터 더스트 뿐만아니라 유기 염소화합물을 효율적으로 제거할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 사실에 입각하여 완성된 것이다. 이하에 연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 유기염소 화합물을 제거하는 본 발명의 제1방법과 제2방법 및 연소 배기 가스로부터 더스트와 유기 염소 화합물을 제거하는 집진기에 장치되는 본 발명의 필터를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 제1방법의 한가지 실시태양을 나타내는 공정 계통도이다.
본 발명의 제1방법은 질소 산화물, 유기 염소 화합물 및 산소를 함유하는 연소 배기 가스에 환원계로서 암모니아를 첨가하는 공정단계(이하, "공정단계 1"이라 한다)와, 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기가스의 온도를 다음에 나오는 소정의 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 다음에 나오는 소정의 성분 조성으로 된 촉매와 암모니아 및 산소의 존재하에 접촉시키는 공정단계(이하, "공정단계 2"라 한다)로 되어있다. 제1도에 있는 바와 같이, 공정단계 1은 소각로(도면에 없음)와 연돌(도면에 없음)과의 사이에 설치된 혼합실(1)내에서 행해지고, 공정단계 2는 혼합실(1)과 연돌과의 사이에 설치된 반응기(2)내에서 행해진다.
혼합실(1)내에서 환원제로서의 암모니아는 가스상태로 연소 배기 가스에 첨가되지만 암모니아 수용액을 연소 배기 가스중에 살포하여도 좋다. 암모니아는 다음에 나오는 소정의 성분으로 된 촉매 존재하에 연소배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하여 이것을 분해하는 작용을 가지고 있다. 연소 배기 가스의 온도에 따라 달라지지만 통상은 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물은 첨가된 암모니아에 의하여 혼합실(1)내에서 연소 배기 가스에 첨가된 암모니아에 의하여 혼합실(1)내에서 환원되는 일은 거의 없다. 그 이유는 혼합실(1)내에는 위에 나온 촉매가 존재하지 않기 때문이다.
반응기(2)내에는 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화 지르고늄(ZrO2)으로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 담체의 표면외에 지지된 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과 이들의 산화물로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 촉매가 배치되어 있다. 위에 나온 담체의 표면에 지지된 이와 같은 촉매는 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하는 촉매반응을 촉진하는 작용과 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물을 산화하는 또 다른 작용의 양쪽 기능을 가지고 있다. 위에 나온 촉매를 사용하면 연소 배기 가스중에 함유된 황 산화물(SOx), 염화 수소(HCl) 또는 할로겐 등에 의한 촉매의 작용의 열화(劣化)가 방지되므로 촉매의 안정한 작용을 장기간 동안 유지할 수가 있다.
이와 같은 촉매를 그 표면에 지지시킨 담체는 산화 티탄과 산화 규소와의 복합 화합물(TiO2-SiO2), 산화 티탄과 산화 지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-ZrO2), 산화 티탄과 산화 규소와 산화 알루미늄과의 복합화합물(TiO2-SiO2-Al2O3) 및 산화 티탄과 산화 규소와 산화 지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-ZrO2)로 된 군으로부터 선택한 어느 한가지로 되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 이 담체를 물라이트(mullite : 3A12O3·SiO2)로 된 기체(基體 : substrate) 및 이 기체의 표면에 형성된 산화 티탄(TiO2)으로 된 층에 의하여 형성시키면, 물라이트로 된 기체와 산화 티단층에 의하여 보호되어 담체의 내산성을 향상시킬 수 있다. 더욱이 산화 티탄층은 그 표면에 미세한 요철을 가지고 있기 때문에 미립자상 촉매를 다량으로 탐지하는데 충분한 표면적을 확보할 수가 있으므로 촉매의 작용을 보다 효과적으로 발휘할 수 있다.
담체의 형상은 원주상, 원통상, 판상, 벨트상, 구상 등 여러가지 형상을 취할 수 있다. 그리고, 담체는 서로 분리된 복수개의 평행한 통로를 가진 구조체로 하여 형성하는 것이 바람직하다. 한쌍의 측벽(8a,8b)사이에 파형(波形)의 격벽(9)을 배치함으로써 서로 분리된 복수개의 평행한 통로(10)가 형성된 구조를 가진 담체(A)가 제2도에 나와 있다. 복수의 수평벽(11a,11b)을 복수의 수직벽(12a,12b)과 직교시킴으로써 서로 분리된 복수개의 평행한 통로(13)가 형성된 벌집 구조를 가진 또 다른 담체(B)가 제3도에 나와 있다. 이와 같은 구조를 가진 담체(A) 또는 담체(B)를 사용하면 연소 배기 가스는 통로(10) 또는 통로(13)의 속을 통과하기 때문에 연소 배기 가스중에 함유된 더스트가 통로(10) 또는 (13) 속에서 담체(A) 또는 (B)의 표면위에 지지된 촉매에 부착하는 일이 적으므로 촉매에 더스트가 부착해서 생기는 압력손실의 증대나 촉매의 작용저하 등의 문제를 발생하는 일이 없이 안정한 조업을 장기간 동안 할 수가 있다.
혼합실(1)내에서 환원제로서의 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스는 이어서 제1도에 있는 바와 같이 반응기(2) 속으로 도입되는데, 반응기(2)내에서의 연소 배기 가스의 온도는 연소 배기 가스로부터의 질소 산화물 및 유기 염소 화합물의 제거 효율에 현저한 영향을 준다. 연소 배기 가스의 온도가 150℃이하이면, 반응기(2) 속에서의 질소 산화물의 환원반응 및 유기 염소 화합물의 산화반응이 불충분하게 되어 연소 배기가스로부터의 질소 산화물 및 유기 염소 화합물의 제거 효율이 현저히 저하하고, 더욱이 연소 배기 가스중에 황 산화물(SOx), 염화 수소(HC1) 등이 잔존함에 기인하여 촉매의 작용이 현저하게 저하된다. 한편, 연소 배기 가스의 온도가 340℃를 초과하면, 위에 나온 촉매의 작용에 의하여 연소 배기 가스에 첨가된 환원제로서의 암모니아와 연소 배기 가스중에 함유된 산소가 반응하여 질소 산화물의 발생이 현저하게 된다. 따라서, 반응기(2)내에서의 연소 배기 가스의 온도를 150∼340℃ 범위내로 유지해야 한다.
환원제로서의 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온도를 150∼340℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 반응기(2) 속으로 도입하면, 연소 배기 가스는 반응기(2) 속에 배치된 촉매와 암모니아 및 산소 존재하에 접촉하여 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물의 환원 및 분해가 일어나고, 동시에 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물의 산화와 분해가 일어남으로써 연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 유기염소 화합물이 효율적으로 제거된다.
본 발명의 제1방법에 있어서, 질소 산화물에 대한 암모니아의 비율(즉, NH3/NOx)이 몰비로 1이상이 되도록 연소 배기 가스에 암모니아를 첨가하면 질소 산화물이 제거효율을 보다 크게 할 수 있다. 이와 같은 비율로 연소 배기 가스에 암모니아를 첨가했을 경우에 있어서, 잔류 암모니아의 양이 약 200ppm 이상이 아닌한 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 대부분은 반응기(2)내에서 질소 및 물로 분해되기 때문에, 잔류 암모니아에 의한 폐해가 방지된다.
그리고, 본 발명의 제1방법에 있어서, 암모니아는 혼합실(1)내에서 연소 배기 가스중에 연속적으로 첨가되는데, 이와 같은 암모니아의 첨가를 간헐적으로 하여도 좋다. 암모니아를 연소 배기 가스중에 간헐적으로 첨가했을 경우에는 암모니아의 일부는 반응기(2)내에 설치된 촉매와 그 담체중에 흡착되므로, 배기 가스중에 함유되어 있는 질소 산화물의 환원반응은 반응기(2)내에서 실질적으로 연속적으로 이루어진다.
그리고 본 발명의 제1방법에 있어서 공정단계 2의 후에 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도를 측정하여 이 농도에 의하여 공정단계 1에서의 연소 배기 가스 속으로 첨가되는 환원제인 암모니아의 첨가량을 조절하는 것도 가능하다.
제 4도는 본 발명의 제 2 방법의 제 1실시태양을 나타내는 공정 계통도이다.
본 발명의 제2방법의 실시태양은 질소 산화물, 유기 염소 화합물 및 산소를 함유하는 연소 배기 가스에 환원제로서의 암모니아를 첨가하는 공정단계(이하, "공정단계 (가)"라 한다)와, 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온도를 다음에 나오는 소정의 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 다음에 나오는 소정의 성분으로 된 질소 산화물 환원용 촉매와 암모니아 존재하에 접촉시켜 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하는 공정단계(이하, "공정단계 (나)"라 한다)와, 그리고 이와 같이하여 질소 산화물이 제거된 연소 배기 가스의 온도를 다음에 나오는 소정의 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 다음에 나오는 소정의 성분으로 된 유기 염소 화합물 산화용 촉매와 산소 존재하에 접촉시켜 연소 배기 가스로부터 유기 염소화합물을 제거하는 공정단계(이하, "공정단계 (다)"라 한다)로 되어 있다. 제4도에 있는 바와 같이, 공정단계(가)는 소각로(도면에 없음)와 연돌(도면에 없음)과의 사이에 설치된 혼합실(1)내에서 행해지고, 공정단계 (나)는 혼합실(1)과 연돌과의 사이에 설치된 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에서 행해지며, 공정단계(다)는 질소 산화물 제거용 반응기(3)와 연돌과의 사이에 설치된 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에서 행해진다.
공정단계 (가)는 본 발명의 위에 나온 제1방법에서의 공정단계 1과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
질소 산화물 제거용 반응기(3)내에는 질소 산화물 환원용 촉매가 배치되어 있다. 질소 산화물 환원용 촉매는 바나듐(V)으로 되어 있고, 산화 티탄(TiO2)으로 된 담체 표면상에 지지되어 있다.
질소 산화물 환원용 촉매를 그 표면에 지지시킨 담체의 형상은 본 발명의 위에 나온 제1방법에서 사용되는 담체의 형상과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
혼합실(1)내에서 환원제로서 암모니아가 첨가된 연소 배기가스는 이어서 제4도에 있는 바와 같이 질소산화물 제거용 반응기(3) 속에 도입되는데, 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에서의 연소 배기 가스의 온도는 연소 배기 가스로부터의 질소 산화물의 제거 효율에 현저한 영향을 미친다. 즉, 연소 배기 가스의 온도가 150℃ 이하이면, 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에서의 질소 산화물의 환원반응이 불충분하게 되고, 연소 배기 가스로부터의 질소 산화물의 제거 효율이 현저히 저하하며, 더욱이 연소 배기 가스중에 황 산화물(SOx), 염화 수소(HC1) 등이 잔존함에 의하여 질소 산화물 환원용 촉매의 작용이 현저히 저하된다. 한편, 연소 배기 가스의 온도가 500℃ 이상이 되면 연소 배기 가스에 첨가된 환원제로서의 암모니아의 연소 배기가스중에 함유된 산소가 반응하여 질소 산화물이 발생한다.
따라서, 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에서의 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내로 유지해야 한다. 환원제로서의 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에 도입하면, 연소 배기 가스는 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에 비치된 질소 산화물 환원용 촉매와 암모니아의 존재하에 접촉하여 연소 배기 가스 중에 함유된 질소 산화물의 환원 및 분해가 일어남으로써 연소 배기 가스로부터 질소 산화물이 효율적으로 제거된다.
유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 슥에는 유기 염소 화합물 산화용 촉매가 배치되어 있다. 유기 염소화합물 산화용 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 망간(Mu), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과이들의 산화물로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 되어 있고, 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2),산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화 지르코늄(ZrO2)으로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 담체의 표면에 지지되어 있다. 위에 나온 유기 염소 화합물 산화용 촉매를 사용하면 연소 배기 가스중에 함유된 황 산화물(SOx), 염화 수소(HC1) 또는 할로겐 등에 의한 촉매 작용의 열화가 방지되므로, 촉매의 안정한 작용을 장기간 동안 유지할 수 있다.
이와 같은 유기 염소 화합물 산화용 촉매를 그 표면위에 지지하는 담체는 산화 티단과 산화 규소와의 복합 화합물(TiO2-SiO2), 산화 티탄과 산학 지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-ZrO2), 산화 티탄과 산화 규소와 산화 알루미늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-A12O3) 및 산화 티탄과 산학 규소와 산화 지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-ZrO2)로 된 군으로부터 선택한 어느 한가지로 되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 위에 나온 담체를 물라이트(3Al2O3·SiO2)로 된 기체(基體) 및 기체의 표면위에 형성된 산화 티탄(TiO2)으로 된 층으로 형성하면 물라이트로 된 기체가 탄화 티탄층으로 보호되어 담체의 내산성을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 산화 티탄층은 그 표면에 미세한 요철을 가지고 있기 때문에, 미립자상의 촉매를 다량으로 지지하는데 충분한 표면적을 확보할 수가 있어서 촉매의 작용을 보다 효과적으로 발휘할 수 있다.
유기 염소 화합물 산화용 촉매를 그 표면상에 지지하고 있는 담체의 형상은 본 발명의 위에 나온 제1방법에서 사용되는 담체의 형상과 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
위에 나온 바와 같이 하여, 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에서 질소 산화물이 제거된 연소 배기 가스는 이어서 제4도에 있는 바와 같이 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에 도입되는데, 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에서의 연소 배기 가스의 온도는 연소 배기 가스로부터의 유기 염소 화합물의 제거 효율 뿐만아니라 질소 산화물의 재발생에 현저한 영향을 미친다.
즉, 연소 배기 가스의 온도가 150℃ 이하이면, 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에서 유기 염소 화합물의 산화 반응이 불충분하게 되어 연소 배기 가스로부터의 유기 염소 화합물의 제거 효율이 현저히 저하하고, 더욱이 연소 배기 가스중에 황 산화물(SOx), 염화 수소(HCl) 등이 존재함으로 인하여 유기 염소 화합물 산화용 촉매의 작용이 현저하게 저하된다. 한편, 연소 배기 가스의 온도가 500℃ 이상이 되면, 연소배기 가스중의 미량의 암모니아와 연소 배기 가스중에 함유된 산소가 반응하여 질소 산화물이 발생한다. 따라서, 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에서의 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내로 유지하여야 한다.
위에 나온 바와 같이 하여, 질소 산화물 제거용 반응기(3) 속에서 질소 산화물이 제거된 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에 도입하면, 연소 배기 가스는 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에 배치된 유기 염소 화합물 산화용 촉매와 산소 존재하에 접촉하여 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물의 산화 및 분해가 일어남으로써 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물이 효율적으로 제거된다.
본 발명의 제2방법의 제1실시태양에 있어서, 질소 산화물에 대한 암모니아의 비율(즉, NH3/NOx)가 몰비로 1이상 되도록 연소 배기 가스에 암모니아를 첨가하면, 질소 산화믈의 제거 효율을 보다 높일 수가있다. 이아 같은 비율로 연스 배기 가스에 암모니아를 첨가했을 경우에 있어서, 잔류 암모니아의 양이 약50ppm 이상이 아닌한 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 거의는 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서 질소와 물로 분해되고, 따라서 잔류 암모니이에 의한 폐해가 방지된다.
그리고, 본 발명의 제2방법의 제1실시태양에 있어서, 암모니아는 혼합실(1)내에서 연소 배기 가스중에 연속적으로 첨가되는데, 이와 같은 암모니아의 첨가를 간헐적으로 하여도 좋다. 암모니아를 연소 배기 가스중에 간헐적으로 첨가했을 경우에는 암모니아의 일부는 질소 산화를 제거용 반응기(3)내에 배치된 질소 산화물 환원용 촉매와 그 담체중에 흡착되므로 배기 가스중에 함유되어 있는 질소 산화물의 환원반응은 질소산화물 제거용 반응기(3)내에서 실질적으로 연속적으로 일어난다.
더욱이, 본 발명의 제2방법의 제1실시태양에 있어서는 혼합실(1)과 연돌(도면에 없음)과의 사이에 질소산화를 제거용 반응기(3)와 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)가 별도로 설치되어 있으나, 혼합실(1)과 연돌(도면에 없음)과의 사이에 단일 반응기를 설치하고 그 속에 위에 나온 질소 산화물 환원용 촉매와 위에 나온 유기 염소 화합물 산화용 촉매를 배치하는 것도 가능하다. 이 경우에는 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물과 유기 염소 화합물의 제거 뿐만아니라 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아도 역시 제거한다는 견지에서 위에 나온 단일 반응기에 있어서 연소 배기 가스의 흐름방향의 상류쪽으로부터 하류쪽을 향하여 질소 산화물 환원용 촉매와 유기 염소 화합물 산화용 촉매를 이러한 순서로 배치하는 것이 바람직하다. 단일반응기내에서 질소 산화물 촉매와 유기 염소 화하물 산화용 촉매를 위에 나온 바와 같이 배치하면, 연소 배기 가스를 처리하기 위한 설비를 소형화하므로씨 설비비와 운전비를 절감할 수가 있다.
제5도는 본 발명의 제2실시태양을 나타내는 공정 계통도이다.
본 발명의 제2방법의 제2실시태양은 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)의 출구쪽, 즉 제5도에 나타낸바와 같이 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)와 연돌(도면에 없음)과의 사이에 질소 산화물 농도 측정기(5)를 설치하고 있는 것 이외에는 본 발명의 제2방법의 위에 나온 제1실시태양과 동일하다.
즉, 본 발명의 제2방법의 제2실시태양에 있어서는 제5도에 있는 바와 같이, 질소 산화물제거용 반응기(3)내에서 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거한 다음, 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)내에서 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물을 제거한 후, 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도를 유기 질소화합물 제거용 반응기(4)의 출구쪽에서 질소 산화물의 농도 측정기(5)로 측정하고, 이와 같이 측정된 연소배기 가스중의 질소 산화물의 농도에 의거하여 혼합실(1)내에 있어서 연소 배기 가스중에 첨가되는 환원제로서의 암모니아량이 조절된다.
제6도는 본 발명의 제2방법의 제3실시태양을 나타내는 공정 계통도이다.
본 발명의 제2방법의 제3실시태양은 아래의 경우를 제외하고는 본 발명의 제2방법의 위에 나온 제1실시태양과 동일하다.
(1) 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)의 출구쪽, 즉 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)와 연돌(도면에없음)과의 사이에 질소 산화물의 제1농도 측정기(5)가 설치되어 있다.
(2) 혼합실(1)의 입구쪽, 즉 소각로(도면에 없음)와 혼합실(1)과의 사이에 질소 산화물의 제2농도 측정기(6)가 설치되어 있다.
(3) 질소 산화물의 제1농도 측정기(5)로 측정된 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도와 질소 산화물의 제2농도 측정기(6)로 측정된 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도와의 사이의 차를 구하고, 이렇게 해서 구한 차의 값에 의거하여 혼합실(1)내의 연소 배기 가스에 첨가되는 환원제로서의 암모니아의 양을 조절하는 연산기(computer)(7)가 설치되어 있다.
특히, 본 발명의 제2방법의 제3실시태양에 있어서는 제6도에 있는 바와 같이, 혼합실(1)내에 도입되기 전에 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도를 혼합실(1)의 입구쪽에서 질소 산화물의 제2농도 측정기(6)로 측정한 다음, 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에서 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하고, 그리고 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)내에서 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물을 제거한다. 이어서,유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서 배출된 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도를 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)의 출구쪽에서 질소 산화물의 제1농도 측정기(5)로 측정한다. 다음에는 질소 산화물의 제1농도 측정기(5)로 측정된 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도와 질소 산화물의 제2농도 측정기(6)로 측정된 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도와의 사이의 차를 연산기(7)로 구하고, 그 구한 값에 의거하여 혼합실(1)내의 연소 배기 가스에 환원제인 암모니아를 공급하는 장치(도면에 없음)를 제어하여 혼합실(1)내의 연소 배기 가스에 첨가되는 환원제로서의 암모니아의 양을 조절한다.
본 발명의 제2방법의 제3실시양의 방법에 의하면, 소각로에서 배출된 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도가 변화하더라도 항상 적절한 양의 환원제인 암모니아를 혼합실(1)내의 연소 배기 가스중에 첨가함으로써 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 보다 효율적으로 제거할 수 있다.
이어서, 본 발명의 필터를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 제8도는 본 발명의 필터의 한가지 실시태양을 나타내는 개략 사시도이다.
본 발명의 필터(C)는 집진기(도면에 없음)에 설치되는 것이기 때문에 제8도에 있는 바와 같이 원통상외층(14)과 그 속에 이것과 긴밀히 접촉하여 동심원상으로 배치된 원통상의 내층(15)으로 되어 있다.
원통상 외층(14)을 산화 티탄(TiO2), 산학 규소(SiO2), 산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화 지르코늄(ZrO2)으로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 되어 있고 다공질 구조로 형성되어 있다. 외층(14)은 연소 배기 가스로부터 더스트를 제거하는 작용을 가지고 있다.
원통상의 내층(15)은 원통상의 외층(14)내에 동심원상으로 긴밀히 접합해 있다. 내층(15)은 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 알루미늄(A12O3) 및 산화 지르코늄(ZrO2)으로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 되어 있고 원통상으로 형성된 다공질의 담체와, 그리고 그 기공내에 지지된 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과 이들의 산화물로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 촉매로 구성되어 있다. 위에 나온 촉매를 사용하면, 연소 배기 가스중에 함유된 황 산화물(SOx), 염화 수소(HCl) 또는 할로겐 등에 의한 촉매 작용의 열화(劣化)가 방지되므로 촉매의 안정한작용을 장기간 동안 유지할 수 있다.
외층(14)과 내층(15)의 각각은 10∼30% 범위내의 겉보기 기공율을 가지고 있는 것이 바람직하다.
내층(15)의 담체는 산화 티탄과 산화 규소의 복합 화합물(TiO2-SiO2), 산화 티탄과 산화 지르코늄의 복합 화합물(TiO2-ZrO2), 산화 티탄과 산화 규소와 산화 알루미늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-Al2O3) 및 산화 티탄과 산화 규소와 산화 지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-ZrO2)로 된 군으로부터 선택된 어느한가지로 되어 있는 것이 바람직하다.
연소 배기 가스는 제8도에서 화살표 방향(X)으로 외층(14) 및 내층(15)을 통과하여 내층(15)의 중심축선을 따라 있는 공간부를 통해 화살표 방향(Y)으로 배출된다. 이와 같이 하여 연소 배기 가스는 필터(C)를 통과하면, 연소 배기 가스중의 더스트는 외층(14)에 의해 거의가 제거되고, 연기 배기 가스중의 유기 염소화합물은 내층(15)의 담체의 기공 속에 지지된 위에 나온 촉매와 산소 존재하에서 접촉하여 산화되어 분해된다.
제8도에 있는 본 발명의 필터(C)는 위에 나온 바와 같이, 원동상의 외층(14)과 원통상의 내층(15)으로되어 있는 것으로 설명하였으나, 그 구조와 형상은 어떠한 것으로 해도 좋고 필터의 적어도 일부분이 연소배기 가스중에 함유된 질소 산화물과 접촉하여 이것을 환원해서 분해하고 이와 동시에 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물과 접촉하여 이것을 산화해서 분해하는 촉매로 되어 있으면 좋다.
본 발명의 필터의 다른 예를 아래에 나타낸다.
(1) 다공질 담체와 그 기공내에 지지된 위와 같은 촉매로 되어 있는 필터로서, 연소 배기 가스증의 배출쪽으로부터 필터 전체의 두께의 50% 이하 되는 길이에 이르는 부분의 기공내에 사용되는 촉매 중 70% 이상의 촉매가 지지되어 있다.
(2) 다공질 담체와 이 담체의 한쪽 표면에 지지된 위와 같은 촉매로 되어 있는 필터로서 촉매를 지지하지않는 담체의 다른 표면쪽이 연소 배기 가스의 도입쪽에 배치되고 촉매를 지지하는 담체의 한쪽 표면은 연소배기 가스의 배출쪽에 배치된다.
(3) 종래의 필터와 동일한 재료로 된 여과포(filter cloth)와 이 여과포의 한쪽 표면에 지지된 위와 같은 촉매로 되어 있는 필터로서 촉매를 지지하지 않는 여과포의 다른쪽 표면이 연소 배기 가스의 도입쪽에 배치되고 촉매를 지지하는 여과포의 한쪽 표면은 연소 배기 가스의 배출쪽에 배치된다.
제8도에 나와 있고 위에서 설명한 본 발명의 필터(C)와 위에 나온 (1)항∼(3)항의 필터에 의하면, 필터의 연소 배기 가스의 도입쪽 부분에서 연소 배기 가스중에 함유된 더스트의 거의 대부분이 제거되므로 촉매의 표면에 더스트가 부착하는 것이 방지되고, 따라서 촉매의 안정한 작용을 장기간 동안 유지할 수가 있다.
더욱이, 촉매를 지지하는 담체를 물라이트(3Al2O3·SiO2)로 된 기체(基體)와 이 기체의 표면에 형성된 산화 티탄(TiO2)으로 된 층에 의하여 형성하여 주면, 물라이트로 된 기체가 산화 티탄층에 의하여 보호되므로 담체의 내산성을 향상시킬 수가 있다. 또한, 산화 티탄층은 그 포면에 미세한 요절을 가지고 있기 때문에 다음에 나오게 되는 미립자상의 촉매를 다량으로 지지하는데 충분한 표면적을 확보할 수가 있고, 따라서 촉매의 작용을 보다 효과적으로 발휘할 수가 있다.
본 발명의 필터에 사용되는 위와 같은 촉매는 연소 배기 가스중에 항유된 질소 산화물을 환원한다는 촉매반응을 촉진하는 작용과 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물을 산화한다는 촉매반응을 촉진하는또 다른 작용의 양쪽을 가지고 있다. 따라서, 연소 배기 가스중에 환원제로서의 암모니아를 첨가하면 연소배가 가스로부터 더스트와 유기 염소 화합물 뿐만아니라 질소 산화물도 제거할 수가 있다.
그리고, 본 발명의 필터의 적어도 일부분이 바나듐(V)으로 된 질소 산화물 환원용 촉매와 위에 나온 촉매, 즉 백금(Pt), 팔라듐(pd), 루테늄(Ru), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과 이들의 산화물로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 촉매로 되어 있으면, 연소 배기 가스로부터 장기간 동안 유지할 수가 있다.
더욱이, 촉매를 지지하는 담체를 물라이트(3Al2O3·SiO2)로 된 기체(基體)와 이 기체의 표면에 형성된 산화 티탄(TiO2)으로 된 층에 의하여 형성하여 주면, 물라이트로 된 기체가 산학 티탄층에 의하여 보호되므로 담체의 내산성을 향상시킬 수가 있다. 또한, 산화 티탄층은 그 표면에 미세한 요철을 가지고 있기 때문에 다음에 나오게 되는 미립자상의 촉매를 다량으로 지지하는데 충분한 표면적을 확보할 수가 있고, 따라서 촉매의 작용을 보다 효과적으로 발휘할 수가 있다.
본 발명의 필터에 사용되는 위와 같은 촉매는 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원한다는 촉매반응을 촉진하는 작용과 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물을 산화한다는 촉매반응을 촉진하는 또 다른 작용의 양쪽을 가지고 있다. 따라서, 연소 배기 가스중에 환원제로서의 암모니아를 첨가하면 연소배기 가스로부터 더스트와 유기 염소 화합물 뿐만아니라 질소 산화물도 제거할 수가 있다.
그리고, 본 발명의 필터의 적어도 일부분이 바나듐(V)으로 된 질소 산화물 환원용 촉매와 위에 나온 촉매, 즉 백금(Pt) 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 망간(Mn), 구리(Cu), 크루(Cr) 및 철(Fe)과 이들의 산화물로 된 군으로부터 선태한 적어도 한가지로 된 촉매로 되어 있으면, 연소 배기 가스로부터 더스트, 유기 염소 화합물 및 질소 산화물을 제거할 수가 있고, 특히 질소 산화물의 제거 효율을 크게 할 수가 있다.
본 발명의 위에 나온 필터에 의하면, 제9도에 나와 있는 종래의 방법과는 달리 집진기(16)의 아래쪽에 유기 염소 화합물 제거용 반응기(17)를 설치할 필요가 없고, 연소 배기 가스를 처리하기 위한 설비를 소형화하므로써 설비비와 운전비를 절감할 수가 있다.
다음에는 연소 배기 가스로부터 질소 산화물과 유기 염소 화합물을 제거하기 위한 본 발명의 방법과 집진기에 부착되어 연소 배기 가스로부터 더스트와 유기 염소 화합물을 제거하기 위한 본 발명의 필터를 실시예에 따라 비교예와 대비하면서 더욱 상세히 설명한다.
(실시예 1)
물라이트(3Al2O3·SiO2)로 된 기체(基體)와 이 기체의 표면에 형성된 산화 티탄(TiO2)으로 된 층으로 구성되어 있는 제2도에 나타낸 구조를 가진 담체(A)를 제조하였다. 산회 티탄의 함유량은 담체(A)에 대하여 60wt. %이었다. 담체(A)의 각 부분의 칫수는 아래와 같다.
(1) 한쌍의 측벽(8a,8b) 사이의 거리 "a" : 3.7mm
(2) 파형(皮形)의 격벽(9)의 파의 피치(pitch) "b" : 7.5mm
(3) 파형의 격벽(9)의 두께 "C" : 0.4mm
(4) 한쌍의 측벽(8a,8b)의 각각의 두께 "d" : 0.5mm
(5) 기공율 : 77%
위와 같은 담체(A)의 표면에 촉매로서 백금(Pt) 미립자를 공지의 방법에 따라 지지시켜, 질소 산화물과 유기 염소 화합물 제거용 멜리멘트(element) I을 제조하였다. 지지된 백금의 양은 담체(A)의 체적 1,000Cm3당 2.5g이었다.
질소 산화물과 유기 염소 화합물 제거용 엘리멘트 I을 사용하여 제1도에 있는 본 발명의 제1방법에 따라 연소 배기 가스로부터 유해한 물질을 제거하였다.
즉,130∼180ppm인 양의 질소 산화물(NOx)과 2,000∼4,000ng/Nm3인 양의 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 함유하는 연소 배기 가스를 혼합실(1)내에 도입하고, 연소 배기 가스에 환원제로서의 암모니아를 첨가하였다.
이어서, 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스를 질소 산화물 및 유기 염소 화합물 제거용 엘리멘트 I이 배치된 반응기(2) 속에 도입하고, 연소 배기 가스를 엘리멘트 I의 촉매와 암모니아 및 산소의 존새하에 접촉시킴으로써 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물(NOx)을 환원하고 분해함과 동시에 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물로서의 풀리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 산화하여 분해하였다.
위에 나온 실시예 1에서 반응기(2) 속에서의 연소 배기 가스의 온도를 변화시키면서 질소 산화물(NOx)의 제거율 또는 증가율 및 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 제거율을 조사하였다. 그 결과는 제1표에 나와 있다.
연소 배기 가스에 첨가된 암모니아의 양, 즉 연소 배기 가스에 함유된 질소 산화물에 대한 암모니아의 몰비(즉, NH3/NOx), 반응기(2) 속에서의 연소 배기 가스의 온도 및 반응기(2)에서의 공간속도를 제1표에 아울러 나타내었다.
제1표
제1표로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 방법 No.1∼No.5에 있어서는 연소 배기 가스로부터 질소 화합물(NOx) 및 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)이 효율이 좋게 제거되었다.
한편, 반응기(2)내에서의 연소 배기 가스의 온도가 본 발명의 제1방법의 범위를 벗어나서 높은 비교 방법 No.1에 있어서는 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 효율적으로 제거할 수 있었으나, 연소 배기 가스로부터 질소 산화물(NOx)을 제거할 수가 없었고, 오히려 반응기(2)로부터 배출된 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물(NOx)의 양은 혼합실(1)내로 도입되기전의 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물(NOx)의 양을 36.8%나 증가시켰다. 그 이유는 반응기(2)내에서의 연소 배기 가스의 온도가 본 발명의 제1방법의 범위를 벗어나서 높았고, 이로 인해 반응기(2)내에서 다량의 질소 산화물(NOx)이 발생하였기 때문이다.
(실시예 2)
산화 티탄(TiO2)으로 되어 있고,제3도에 나와 있는 구조를 가진 담체(B)를 제조하였다. 담체(B)의 각 부분의 칫수는 다음과 같다.
(1) 복수개의 평행한 통로(13)의 각각의 폭 "e" :6.0mm
(2) 복수의 수평벽(11a,11b) 및 복수의 수직벽(12a,12b)의 각각의 두께 "f" : 1.0mm
위의 담체(B)의 표면에 질소 산화물 환원용 촉매로서의 바나듐(V) 미립자를 공지의 방법에 따라 지지시켜 질소 산화물 환원용 엘리멘트 II를 제조하였다. 지지된 바나듐(V)의 양은 담체(B)를 형성하는 산화 티탄(TiO2)의 양에 대하여 10wt %이었다.
그리고, 산화 티탄과 산화 규소와의 복합 화합물(TiO2-SiO2)로 되어 있고, 제3도에 나와 있는 구조를 가진 또 다른 담체(B)를 제조하였다. 이 담체(B)에 있어시 티탄과 규소의 비율(Ti : Si)은 몰비로 8.5:1.5이었다. 이 담체(B)의 각 부분의 칫수는 다음과 같다.
(1) 복수개의 평행한 통로(13)의 각각의 폭 "e" :3.2mm
(2) 복수의 수평벽(11a,11b)및 복수의 수직벽(12a,12b)의 각각의 두께"f" : 0.5mm
위의 담체(B)의 표면에 유기 염소 화합물 산화용 촉매로서의 백금(Pt) 미립자를 공지의 방법에 따라 지지시켜 유기 염소 화합물 산화용 엘리멘트 III을 제조하였다. 지지된 백금의 양은 담체(B)의 체적 1,000cm3당1.5g이었다.
질소 산화물 환원용 엘리멘트 II와 유기 염소 화합물 산화용 엘리멘트 III을 사용하고, 제4도에 있는 본발명의 제2방법의 제1실시태양에 따라 연소 배기 가스로부터 유해물질을 제거하였다.
즉,130∼180ppm인 양의 질소 산화물(NOx)과 2,000∼4,000ng/Nm3인 양의 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 함유하는 연소 배기 가스를 혼합실(1)내에 도입하고 연소 배기 가스에 환원제인 암모니아를 첨가하였다.
이어서, 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 엘리멘트 II가 배치된 질소 산화물 제거용 반응기(3) 속에 도입하고, 연소 배기 가스를 엘리멘트 II의 질소 산화물 환원용 촉매와 암모니아의 존재하에 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물(NOx)을 환원하여 분해하였다. 질소 산화물 제거용 반응기(3)에서의 연소 가스의 공간속도(SV)는 5,000hr-1)이었다.
이어서, 이와 같이 하여 질소 산화물(NOx)이 제거된 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 산화용 엘리멘트 III가 배치된 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)내에 도입하고, 연소 배기 가스를 엘리멘트 III의 유기염소 화합물 산화용 촉매와 산소의 존재하에 접촉시킴으로써 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)과 잔류 암모니아를 산화하고 분해하였다. 유기 염소 화합물제거용 반응기(4)에서의 연소 배기 가스의 공간속도(SV)는 2,000hr-1이었다.
위의 실시예 2에서, 혼합실(1)내에 있어서 연소 배기 가스중에 첨가된 암모니아의 양과 질소 산화물 제거용 반응기(3) 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에서의 연소 배기 가스의 온도를 변화시키면서 질소산화물(NOx)의 제거율, 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 제거율 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서 배출된 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 양을 조사하였다. 그 결과는 제2표에 나와 있다. 연소 배기 가스에 첨가된 암모니아의 양, 즉 연소 배기 가스에 함유된 질소 산화물에 대한 암모니아의 몰비(즉, NH3/NOx)와 질소 산화물 제거용 반응기(3) 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)내에서의 연소 배기 가스의 온도를 제2표에 아울러 나타내었다.
제2표
제2표로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 방법 No.6∼No.20의 어느 것이라도 연소 배기 가스로부터 질소 산화물(NOx)과 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 극히 효율이 우수하게 제거할 수가 있었고, 더욱이 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서 배출된 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 양은 1 0ppm 이하로서 극히 미량이었다.
비교의 목적으로 위에 나온 본 발명 방법 No.6∼No.20에서와 동일한 질소 산화물 환원용 엘리멘트 II와 유기 염소 화합물 산화용 엘리멘트 III을 사용하여 제7도에 나와 있는 종래의 방법에 따라 연소 배기 가스로부터 유해물질을 제거하였다.
즉,130∼180ppm인 양의 질소 산화물(NOx)과 2,000∼4,000ng/Nm3양의 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 함유하는 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에 도입하고, 연소 배기 가스를 엘리멘트 III의 유기 염소 화합뭍 산화용 촉매와 산소의 존재하에 접촉시킴으로써 연소 배기 가스 중에 함유된 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 산화하고 분해하였다. 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서의 연소 배기 가스의 공간속도(SV)는 2,000hr-1이었다.
이어서, 이와 같이 하여 유기 염소 화합물이 제거된 연소 배기 가스를 혼합실(1)내에 도입하고 연소 배기가스에 환원제로서의 암모니아를 첨가하였다.
이어서, 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 엘리멘트 II가 배치된 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에 도입하고, 연소 배기 가스를 엘리멘트 II의 질소 산화물 환원용 촉매와 암모니아의 존재하에 접촉시킴으로써 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물(NOx)을 환원하고 분해하였다. 질소 산화물 제거용 반응기(3)에서의 연소 배기 가스의 공간 속도(SV)는 5,000hr-1이었다.
위에 나온 비교 방법에 있어서, 혼합실(1)내에서 연소 배기 가스중에 첨가되는 암모니아의 양과 질소 산화물 제거용 반응기(3) 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)내에서의 연소 배기 가스의 온도를 변화시키면서 질소 산화물(NOx)의 제거율, 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 제거율 및 질소 산화물 제거용반응기(3)에서 배출된 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 양을 조사하였다. 그 결과는 제3표에 나와 있다.
연소 배기 가스에 첨가된 암모니아의 양, 즉 연소 배기 가스에 함유된 질소 산화물에 대한 암모니아의 몰비(즉, NH3/NOx)와 질소 산화물 제거용 반응기(3) 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)내에서의 연소배기 가스의 온도를 제3표에 아울러 나타내었다.
제3표
3 표에서 명백히 알 수 있는 바와 같이, 비교 방법 No.2∼No.16의 각각에 있어서는 질소 산화물제(NOx) 및 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 제거율에 있어서, 위에 나온 본 발명 방법 No.6∼No.20의 각각 보다도 약간 불량하였다. 특히, 비교방법 No.2∼No.16의 각각에 있어서는 질소 산화물 제거용반응기(3)에서 배출된 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 양은 나온 본 발명 방법 No.6∼No.20의 각각에 있어서의 잔류 암모니아의 양을 초과하여 많았다.
더욱이, 비교 방법 No.2∼No.16의 각각은 아래와 같은 문제를 가지고 있는 것이 확인되었다.
(1) 소각로에서의 연소 조건에 따라 연소 배기 가스중에 미량의 암모니아가 함유되어 있는 경우가 있다. 이 암모니아는 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)내에서 질소 산화물을 발생시키는 요인이 되고, 그 결과, 연소 배기 가스궁의 질소 산화뭍의 양이 증가한다.
(2) 이와 같은 다량의 질소 산화물을 연소 배기 가스로부터 제거하자면, 혼합실(1)내에서 질소 산화물에 대한 암모니아의 몰비(즉, NH3/NOx)가 1이상이 되도록 다량의 암모니아를 천가할 필요가 있다
(3) 그 결과, 질소 산화물 제거용 반응기(3) 및/또는 그 보다 하류쪽에 위치한 기기내에서의 연소 배기 중의 잔류 암모니아가 연소 배기 가스중의 황 산화물(SOx)과 반응하여 황산 암모늄[(NH4)2SO4]이 생성되고, 이것에 의하여 질소 화합물 제거용 반응기 (3) 및 위에 나온 기기의 부식을 초래할 우려가 있다.
(4) 위에 나온 문제를 피하기 위한 견지에서 연소 배기 가스중에 첨가되는 암모니아의 첨가량을 질소 산화물에 대한 암모니아의 몰비(즉, NH3/NOx)가 1이하, 예를 들자면,0.7∼0.9인 범위내로 감소시키면 연소 배기 가스로부터의 질소 산화물의 제거율이 약 70%까지 저하된다.
(실시예 3)
위에 나온 실시예 2에서의 동일한 질소 산화물 환원용 엘리멘트 II를 제조하였다.
그리고 몰라이트(3A12O3/SiO2)로 된 기체(基體)와 이 기체의 표면에 형성된 산화 티탄(TiO2)으로 된 층으로 구성되어 있는 제2도에 나온 구조를 가진 담체(A)를 제조하였다. 산화 티탄(TiO2)의 함유량은 담체1 대하여 60wt.%이었다. 담체(A)의 각 부분의 칫수는 다음과 같다.
(1) 한쌍의 측벽(8a,8b) 사이의 거리 "a" : 3,7mm
(2) 파형(波形)의 격벽(9)의 파의 피치(pitch) "b" : 7.5mm
(3) 파형의 격벽(9)의 두께"c" : 0.4mm
(4) 한쌍의 축벽(8a,8b)의 각각의 두께 "d" : 0.5mm
(5) 기공율 : 77%
위의 담체(A)의 표면에 유기 염소 화합물 산화용 촉매로서의 백금(Pt)의 미립자를 공지의 방법에 따라 지지시켜 유기 염소 화합물 산화용 멜리멘트 IV를 제조하였다. 지지된 백금의 양은 담체(A)의 체적 1,000cm3당 2.Og이었다.
질소 산화물 환원용 멜리멘트 II와 유기 염소 화합물 산화용 멜리멘트 IV를 사용하여 제4도에 있는 본 발명의 제2방법의 제1실시태양에 따라 연소 배기 가스로부터 유해물질을 제거하였다.
즉, 양이 130∼180ppm인 질소 산화물(NOx) 및 양이 2,000∼4,000ng/Nm3인 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 함유하는 연소 배기 가스를 혼합실(1)내에 도입하고 연소 배기가스에 환원제로서의 암모니아를 첨가하였다. 연소 배기 가스에 첨가된 암모니아의 양, 즉 연소 배기 가스에 함유된 질소 산화물에 대한 암모니아의 몰비(즉, NH3/NOx)는 0.9이었다.
이어서, 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 엘리멘트 II가 배치된 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에 도입하고, 연소 배기 가스를 엘리멘트 II의 질소 산화물 환원용 촉매와 임모니아의 존재하에 접촉시킴으로서 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물(NOx)을 환원하고 분해하였다. 질소 산화물 제거용 반응기(3)에서의 연소 배기 가스의 공간속도(SV)는 5,000hr-1이었다.
이어서, 이와 같이 하여 질소 산화물(NOx)이 제거된 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)속에 도입하고, 연소 배기 가스를 엘리멘트 IV의 유기 염소 화합물 산학용 촉매와 산소의 존재하에 접촉시킴으로서 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물로서의 풀리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs) 및 잔류 암모니아를 산화하고 분해하였다. 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서의 연소 배기 가스의 공산속도(SV)는 5,000hr-1이었다.
위에 나온 실시예 3에 있어서, 질소 산화물 제거용 반응기(3) 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에서의 연소 배기 가스의 온도를 변화시키면서 질소 산화물(NOx)의 제거율, 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 제시율 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서 배출된 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 양을 조사하였다. 그 결과는 제4표에 나와 있다.
질소 산화물 제거용 반응기(3) 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)속에서의 연소 배기 가스의 온도를 제 4 표에 아울러 나타내었다.
제4표
제 4 표에 명백히 알수 있는 바와 같이, 본 발명 방법 No.2l∼No.25 중 어느 것이라도 연소 배기 가스로부터 질소 산화물(NOx) 및 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 극히 효율좋게 제거할 수 있고, 더욱이 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서 배출된 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 양은 1.0ppm 이하로서 극히 미량이었다.
비교의 목적으로 위에 나온 본 발명 방법 No.21∼No.25에서와 동일한 질소 산화물 환원용 엘리멘트 II및 유기 염소 화합물 산화용 엘리멘트 IV를 사용하여 제7도에 있는 종래의 방법에 따라 연소 배기 가스로부터 유해 물질을 제거하였다.
즉, 양이 130∼180ppm인 질소 산화물(NOx) 및 양이 2,000∼4,000ng/Nm3인 유기 염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 함유하는 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 산화 엘리멘트 IV가 배치된 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)내에 도입하고 연소 배기 가스를 엘리멘트 IV의 유기 염소 화합물산화용 촉매와 산소 존재하에 접촉시킴으로써 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물로서의 폴리염화디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 산화하고 분해하였다. 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4)에서의 연소 배기가스의 공간속도(SV) 는 5,000hr-1이었다.
이어서, 이와 같이 하여 유기 염소 화합물이 제거된 연소 배기 가스를 혼합실(1)내에 도입하고, 연소 배기 가스에 환원제로서의 암모니아를 첨가하였다. 연소 배기 가스에 첨가된 암모니아의 양, 즉 연소 배기 가스에 함유된 질소 산화물에 대한 암모니아의 몰비(즉, NH3/NOx)는 0.9이었다.
이어서, 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 엘리멘트 II가 배치된 질소 산화물 제거용 반응기(3)내에 도입하여 연소 배기 가스를 엘리멘트 II의 질소 산학물 환원용 촉매와 암모니아의 존재하에 접촉시킴으로써 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물(NOx)을 환원하고 분해하였다. 질소 산화물제거용 반응기(3)에서의 연소 배기 가스의 공간속도(SV)는 5,000hr-1이었다.
위에 나온 비교 방법에 있어서, 질소 산화물 제거용 반응기(3) 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에서의 연소 배기 가스의 온도를 변화시키면서 질소 산화물(NOx)의 제거율, 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 제거율 및 질소 산화물 제거용 반응기(3)에서 배출된 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 양을 조사하였다. 그 결과는 제 5 표에 나와 있다.
질소 산화물 제거용 반응기(3) 및 유기 염소 화합물 제거용 반응기(4) 속에서의 연소 배기 가스의 온도를 제5표에 아울러 나타내었다.
제5표
제5표에 명백히 알수 있는 바와 같이, 비교 방법 No.17∼No.21의 각각에 있어서는 질소 산화물(NOx)및 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 제거율에 있어서 위에 나온 본 발명 방법 No.21∼No.25의 각각과 거의 동일하였으나, 비교 방법 No.17∼No.21의 각각에 있어서는 질소 산화물 제거용 반응기(3)에서 배출된 연소 배기 가스중의 잔류 암모니아의 양은 위에 나온 본 발명 방법 No.21∼No.25의 각각에 있어서의 잔류 암모니아의 양을 초과하여 많았다.
(실시예 4)
제8도에 나와 있는 원통상의 외층(14)과 여기에 긴밀히 접촉하여 동심원상으로 배치된 원통상의 내층(15)으로 된 본 발명의 범위내의 필터(C)를 제조하였다.
즉, 산화 티탄과 산화 규소와의 복합 화합물(TiO2-SiO2)로 된 다공질인 원통상의 외층(14)을 제조하였다. 외층(14)에서의 티단(Ti)과 규소(Si)와의 비율(즉, Ti : Si)은 몰비로 8.5 : 1.5이었다. 외층(14)의 외경, 두께 및 겉보기 기공율은 아래와 같다.
(1) 외경 : 110mm
(2) 두께 : 1.5mm
(3) 겉보기 기공율 : 20%
그리고, 산화 티탄과 산화 규소와의 복합 화합물(TiO2-SiO2)로 된 다공질인 원통상의 담체와 그 기공내에 지지된 촉매로서의 백금(Pt)의 미립자로 된 원통상의 내층(15)을 제조하였다. 내층(15)의 담체에 있어서 티단(Ti)과 규소(Si)와의 비율(즉, Ti:Si)은 몰비로 8.5:1.5이었다. 담체의 기공내에 지지된 촉매로서의 백금의 양은 담체 1,000cm3당 1.5g이었다. 내층(15)의 외경, 두께 및 겉보기 기공율은 다음과 같다.
(1) 내경 : 104mm
(2) 두께 : 1.5mm
(3) 겉보기 기공율 : 20%
원통상의 외층(14)내에 원통상의 내층(15)을 동심원상으로 긴밀히 접합시킴으로써 본 발명의 필터(C)를 제조하였다.
위에 나온 필더(C)를 공지의 집진기에 설치하여 연소 배기 가스중의 더스트 및 유기 염소 화합물을 제거하였다.
즉, 연소 배기 가스를 아래 조건하에서 제8도에서의 화살표 방향(X)으로 원통상의 외층(14)과 원통상의 내층(15)을 통과시키고,
(1) 연소 배기 가스중의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 함유량 : 2,000∼4,000ng/Nm3
(2) 연소 배기 가스중의 더스트의 함유량 : 10∼20g/Nm3
(3) 연소 배기 가스의 온도 : 250℃
(4) 연소 배기 가스의 유속 : 0.8m/초
그리고, 원통상의 내층(15)의 중심축선을 따라 있는 공간부를 통해 화살포 방향(Y)으로 배출시켰다.
이와 같이 하여 배출된 연소 배기 가스중의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs) 및 더스트의 함유량을 조사하였다. 그 결과는 아래와 같았다.
(가) 폴리염화디벤조-p-디옥신(PCDDs)의 함유량 : 2∼5ng/Nm3
(나) 더스트의 함유량 : 0.001g/Nm3
위에 나온 바로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 필터(C)에 의하면 더스트 뿐만아니라 유기염소 화합물로서의 폴리염화 디벤조-p-디옥신(PCDDs)을 효율이 양호하게 제거할 수가 있었다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 연소로에서 배출된 연소 배기 가스로부터 유해물질, 즉 질소 산화물 및 폴리염화 디벤조-p-디옥신, 폴리염화 디벤조푸란 등의 유기 염소 화합물의 양자를 양호한 효율로 제거하는 방법과, 소각로에서 배출된 연소 배기 가스로부터 더스트 뿐만아니라 위에 나온 유해물질도 양호한 효율로 제거하여, 연소 배기 가스를 처리하는 설비를 소형화함으로써 설비비와 운전비를 절감할 수 있는 집진기에 설치되는 필터를 제공할 수가 있으므로 공업상 유효한 효과를 가져온다.
Claims (14)
- (가) 질소 산화물과 유기 염소 화합물을 함유하는 연소 배기 가스에 환원제로서의 암모니아(NH3)를첨가하고, (나) 환원제로서의 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온도를 150∼340℃ 범위내로 유지하면서 연소 배기 가스를 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 알루미늄(A12O3) 및 산화 지르코늄(ZrO2)으로된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 담체의 표면상에 지지시킨 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru),망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과 이들의 산화물로 된 군으로부러 선택한 적어도 한가지로 된 촉매와 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하고 분해함과 동시에 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소- 화합물을 산화하고 분해함으로써 연소 배기 가스로부더 질소 산화물과 유기 염소 화합물을 제거하는 공정단계로 연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 유기 염소 화합물의 제거방법.
- 제1항에 있어서, 담체는 물라이트(3A12O3·SiO2)로 된 기체(基體)와 이 기체의 표면상에 형성된 산화 티탄(TiO2)으로 된 층으로 구성되어 었는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 담체는 산화 티탄과 산화 규소와의 복합 화합물(TiO2-SiO2), 산화 티탄과 산화지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-ZrO2), 산화 티탄과 산화 규소와 산화 알루미늄기의 복합 화합물(TiO2-SiO2-A12O3) 및 산화 티탄과 산화 규소와 산화 지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-ZrO2)로 뒤 군으로부터 선택한 한가지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 빙법.
- 제1항에 있어서, 연소 배기 가스를 촉매와 접촉시키는 공정단계 후에 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 농도를 측정하고, 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 위와 같이 측정된 농도에 의거하여 연소 배기 가스중에 첨가되는 환원제로서의 암모니아의 양을 조절함을 특징으로 하는 방법.
- (가) 질소 산화물과 유기 염소 화합물을 함유하는 연소 배기 가스에 환원제로서의 암모니아(NH3)를 첨가하고,(나) 환원제로서의 암모니아가 첨가된 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내에서 유지하면서 연소 배기 가스를 질소 산화물 환원용 촉매와 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 질소 산화물을 환원하고, 이것을 분해함으로써 연소 배기 가스로부터 질소 산화물을 제거하고, (다) 이와 같이 하여 질소 산화물이 제거된 연소 배기 가스의 온도를 150∼500℃ 범위내에서 유지하면서 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 산화용 촉매와 접촉시켜 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물과 잔류 암모니아를 산화하고, 이것을 분해시킴으로써 연소 배기 가스로부터 유기 염소 화합물과 잔류 암모니아를 제거하는 공정단계로 된 연소 배기 가스로부터 질소 산화물 및 유기 염소 화합물의 제거방법.
- 제5항에 있어서, 연소 배기 가스를 유기 염소 화합물 산화용 촉매와 접촉시키는 공정단계 후에 연소배기 가스중의 질소 산화물의 농도를 측정하고, 연소 배기 가스중의 질소 산화물의 이와 같이 측정된 농도에 의하여 의하여 연소 배기 가스중에 첨가되는 환원제로서의 암모니아의 양을 조절함을 특징으로 하는 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 유기 염소 화합물 산화용 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru). 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과 이들의 산화물로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 되어 있고, 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 알루미눔(Al2O3) 및 산화 지르코늄(ZrO2)으로 된군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 담체의 표면상에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 담체는 물라이트(3Al2O3·SiO2)로 된 기체(基體)와 이 기체의 표면에 형성된 산화티탄(TiO2)으로 된 층으르 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 담체는 산화 티탄과 산화 규소와의 복합 화합물(TiO2-SiO2), 산화 티탄과 산화지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-ZrO2), 산화 티탄과 산화 규소와 산화 알루미늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-Al2O3) 및 산화 티탄과 산화 규소와 산화 지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-ZrO2)로 된 군으로부터 선택한 한가지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 질소 산화물 환원용 촉매는 바나듐(V)으로 되어 있고, 산화 티단(TiO2)으로 되어 있는 담체의 표면상에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 필터의 적어도 일부분은 연소 배기 가스중에 함유된 유기 염소 화합물과 접촉하여 이것을 산화함으로써 유기 염소 화합물을 분해하는 촉매로 되어 있는, 연소 배기 가스로부터 더스트와 유기 염소 화합물을 제거하는 집진기에 설치되는 필터.
- 제11항에 있어서, 촉매는 산화 티탄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 알루미늄(A12O3) 및 산화 지르코늄(ZrO2)으로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 된 담체의 표면상에 지기된 백금(Pt), 팔라듐(Pd),루테늄(Ru), 망간(Mn), 구리(Cu), 크롬(Cr) 및 철(Fe)과 이들의 산화물로 된 군으로부터 선택한 적어도 한가지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제12항에 있어서, 담체는 물라이트(3Al2O3·SiO2)로 된 기체(基體)와 이 기체의 표면상에 형성된 산화 티탄(TiO2)으로 된 층으로 되어 있는 것을 특징으르 하는 필터.
- 제12항에 있어서, 담체는 산화 티단과 산화 규소와의 복합 화합물(TiO2-SiO2), 산화 티탄과 산화지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-ZrO2), 산화 티탄과 산화 규소의 산화 알루미늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-Al2O3) 및 산화 티탄과 산화 규소와 산화 지르코늄과의 복합 화합물(TiO2-SiO2-ZrO2)로 된 군으로부터 선택한 한가지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
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