JP5459965B2 - 排ガス中のｎ２ｏ除去方法 - Google Patents
排ガス中のｎ２ｏ除去方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5459965B2 JP5459965B2 JP2008024797A JP2008024797A JP5459965B2 JP 5459965 B2 JP5459965 B2 JP 5459965B2 JP 2008024797 A JP2008024797 A JP 2008024797A JP 2008024797 A JP2008024797 A JP 2008024797A JP 5459965 B2 JP5459965 B2 JP 5459965B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- water vapor
- reducing agent
- vapor concentration
- decomposition catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 99
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 50
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 41
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 28
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 17
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 16
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims description 15
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
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)
Description
本発明は、下水汚泥焼却炉などの排ガス中のN2O除去方法に関するものである。
下水汚泥焼却炉、火力発電所のボイラー排ガス、自動車排ガス等には、少量のN2O（亜酸化窒素）が含まれている。N2Oは温室効果ガスのひとつであり、地球温暖化係数が３１０であって、炭酸ガスの３１０倍の地球温室効果をもたらす。このため地球温暖化防止の観点から、大気中へのN2O排出量の削減が強く求められている。
そこで従来から排ガス中のN2O除去方法として、N2O分解触媒を用いてN2Oを還元除去する方法が提案されている。例えば特許文献１，２，３には、ゼオライトに鉄や鉄イオンを担持させた鉄−ゼオライト系触媒を用いてN2Oを還元除去する方法が開示されている。このような鉄−ゼオライト系触媒は、排ガス中のNOX、SOXなどによる触媒活性の低下が少ないと説明されている。
上記の鉄−ゼオライト系触媒は３５０〜５００℃程度の温度域において使用されるものであるが、特許文献４にはより低温域において使用できるN2O分解触媒が開示されている。このN2O分解触媒はアルミナまたはゼオライト担体にRh、Ir、Pd、Pt、Ruなどの貴金属を担持させたもので、４００℃以下でN2Oを分解することができると説明されている。
これらの特許文献１〜４のN2O分解触媒はいずれも、４００℃程度の温度域において炭化水素やアンモニアなどの還元剤とN2Oとを反応させてN2Oを還元除去するものであり、その反応式は次のとおりである。
Ｎ２Ｏ＋1/4ＣＨ４→Ｎ２＋1/4ＣＯ２＋1/2Ｈ２Ｏ
Ｎ２Ｏ＋2/3ＮＨ３→4/3Ｎ２＋Ｈ２Ｏ
Ｎ２Ｏ＋1/4ＣＨ４→Ｎ２＋1/4ＣＯ２＋1/2Ｈ２Ｏ
Ｎ２Ｏ＋2/3ＮＨ３→4/3Ｎ２＋Ｈ２Ｏ
上記した特許文献１〜４中には、還元剤の添加量や排ガス温度を制御する手段に関する記載はない。しかし実際のプラント設備においては、排ガス性状は大きく変動するのが常であり、例えば下水汚泥焼却炉では投入される下水汚泥の成分や含水率の変化に伴って、排ガス中の水蒸気濃度が大きく変動する。また燃料中の水素由来の水蒸気は、燃焼条件に伴って変動する。
このように排ガス中の水蒸気量が変動すると、N2O分解触媒の活性が変動してしまい、N2Oの除去性能が大きく変動する。その結果、安定した排ガス処理が行えないという問題があった。鉄−ゼオライト系触媒は水蒸気による触媒活性の低下が比較的少ないとされているが、鉄−ゼオライト系触媒を用いた場合にもやはり、N2Oの除去性能が大きく低下することが避けられなかった。
特許第３５５０６５３号公報
特許第３６８１７６９号公報
特表２００５−５２７３５０号公報
特開２００６−２７２２４０号公報
したがって本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、排ガスの性状変動、特に水蒸気濃度の変動があった場合にも、安定したN2Oの分解除去が可能な排ガス中のN2O除去方法を提供することである。
上記の課題を解決するためになされた本発明の排ガス中のN2O除去方法は、N2Oを含有する排ガスを排煙処理塔に通したうえでN2O分解触媒の存在下で還元剤と接触させ、N2Oを還元除去する排ガス中のN2O除去方法であって、前記排煙処理塔出口の排ガス温度に対応する飽和蒸気圧からN 2 O分解触媒の前段における排ガス中の水蒸気濃度を演算し、その値に応じて、N2O分解触媒と接触する排ガス温度または還元剤の添加量を制御することを特徴とするものである。
なおN2O分解触媒として、鉄−ゼオライト系触媒を使用することができ、またN2O分解触媒として、アルミナまたはゼオライト担体に貴金属を担持させた触媒を使用することができる。さらに還元剤として、メタン、プロパン、アンモニアの何れかを使用することができ、排ガスを下水汚泥焼却炉の排ガスとすることができる。
本発明においては、N2O分解触媒の前段において排ガス中の水蒸気濃度に応じて、N2O分解触媒と接触する排ガス温度または還元剤の添加量を制御する。すなわち排ガス中の水蒸気濃度が上昇したときには排ガス温度を高めるか、還元剤の添加量を増加させ、N2O分解効果を向上させる。これによって排ガスの性状変動、特に水蒸気濃度の変動があった場合にも、安定したN2Oの分解除去が可能となる。なおN2O分解触媒の前段における排ガス中の水蒸気濃度として、排煙処理塔出口の排ガス温度に対応する飽和蒸気圧から演算された値を用いるため、排ガス温度計を用いるだけでよい。
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。この実施形態ではN2Oを含有する排ガスは下水汚泥焼却排ガスであるが、排ガスの種類はこれに限定されるものではない。
図１は本発明の第１の実施形態を示すブロック図であり、１は下水汚泥焼却炉、２は空気予熱器、３は第１加熱器、４は冷却塔、５はバグフィルタ、６は排煙処理塔（スクラバ）、７は第２加熱器、８は還元剤供給装置、９はN2O分解触媒、１０は煙突である。
図１は本発明の第１の実施形態を示すブロック図であり、１は下水汚泥焼却炉、２は空気予熱器、３は第１加熱器、４は冷却塔、５はバグフィルタ、６は排煙処理塔（スクラバ）、７は第２加熱器、８は還元剤供給装置、９はN2O分解触媒、１０は煙突である。
下水汚泥は下水汚泥焼却炉１において、重油その他の補助燃料を用いて焼却される。下水汚泥焼却炉１の燃焼温度は通常８００〜８５０℃の範囲である。下水汚泥焼却炉１としては例えば流動炉が用いられる。下水汚泥焼却炉１から排出されたN2Oを含有する８００〜８５０℃程度の高温の排ガスは、空気予熱器２に導かれて下水汚泥焼却炉１に供給される空気を予熱し、４００〜５５０℃で第１加熱器３に送られる。この第１加熱器３を通過した排ガスは３００℃程度まで降温し、冷却塔４において更に２００℃程度まで冷却されたうえで、バグフィルタ５において含有するダストを除去される。
このように排ガスの温度を降下させるのは、バグフィルタ５が高温ガスを処理することができないためである。バグフィルタ５を通過して浄化された排ガスは排煙処理塔６に送られ、上方からの降水と接触して排ガス中のＳＯＸやＨＣｌを除去される。排煙処理塔６で水と接触した排ガスは温度が２０〜５０℃程度にまで低下している。前記したように、N2O分解触媒９には３００〜５００℃程度の温度が必要であるので、排煙処理塔６を出た排ガスは第２加熱器７と第１加熱器３とを通過することによってこの温度域まで再加熱される。
N2O分解触媒９としては、鉄−ゼオライト系触媒、またはアルミナまたはゼオライト担体に貴金属を担持させた触媒を用いることができるが、この実施形態ではゼオライトに鉄
を担持させたものを用いた。具体的には、市販のアンモニウム・ゼオライトとFeSO4とを室温においてボールミルで撹拌混合し、得られた粉末をマッフル炉中で４００〜６００℃で仮焼し、さらにバインダを加えて直径２mm長さ５mmの円柱状に押し出し成形した鉄担持ゼオライトを使用した。なおバインダの種類は特に限定されるものではないが、例えばカオリンのような珪酸アルミニウム類を用いることができる。
を担持させたものを用いた。具体的には、市販のアンモニウム・ゼオライトとFeSO4とを室温においてボールミルで撹拌混合し、得られた粉末をマッフル炉中で４００〜６００℃で仮焼し、さらにバインダを加えて直径２mm長さ５mmの円柱状に押し出し成形した鉄担持ゼオライトを使用した。なおバインダの種類は特に限定されるものではないが、例えばカオリンのような珪酸アルミニウム類を用いることができる。
本実施形態においては、第１加熱器３によって３００〜５００℃の温度域まで加熱された排ガスが上記のN2O分解触媒９に入る手前部分に、水蒸気濃度検出器１１と還元剤供給装置８と電熱ヒータなどの排ガス温度制御手段１２とが設置されている。水蒸気濃度検出器１１は市販品を用いることができ、排ガス中の水蒸気濃度を検出し、検出された水蒸気濃度に応じて排ガス温度制御手段１２を制御し、N2O分解触媒と接触する排ガス温度を制御する。後記する実験例のデータから明らかなように、水蒸気濃度の増加によりN2O分解率は低下するが、排ガス温度を上昇させることによって低下を防止することができる。なおこの実施形態では排ガス温度制御手段１２として電熱ヒータを用いたが、第１加熱器３における熱交換条件を変化させることにより排ガス温度を制御できるようにしてもよい。
その後に排ガス中に還元剤として、メタン、プロパンのような炭化水素ガス、またはアンモニアが還元剤供給装置８によって添加される。このように排ガスをN2O分解触媒の存在下で還元剤と接触させることによりN2Oを還元除去することができる。その後、排ガスは第２加熱器７を通過し、熱交換を行ったうえで煙突から放出される。この第１の実施形態によれば、排ガス中の水蒸気濃度が上昇した際には排ガス温度を上昇させることによりN2O分解触媒９の触媒活性の低下を抑制することができるので、安定したN2Oの分解除去が可能となる。
図２は本発明の第２の実施形態を示すブロック図であり、基本的な構成は第１の実施形態と同様である。しかしこの第２の実施形態では排ガス温度制御手段１２は使用せず、水蒸気濃度検出器１１により検出された水蒸気濃度に応じて還元剤供給装置８から排ガス中に供給される還元剤の添加量を制御する。すなわち水蒸気濃度の増加によりN2O分解率が低下するおそれが生じた場合には、還元剤の添加量を増加させることによって、N2O分解率の低下を抑制する。この第２の実施形態によっても、安定したN2Oの分解除去が可能となる。
以下に、排ガス中の水蒸気濃度に応じて排ガス温度または還元剤の添加量を制御することによって、N2O分解率の低下を抑制できることを確認した実験結果を示す。
使用したN2O分解触媒は、前記した実施形態において用いたものと同じ、直径２mm、長さ５mmの円柱状に押し出し成形した鉄担持ゼオライトであり、これをカラム内部に充填し、排ガスを模擬したガスをSV＝1100ｈ−1で流してN2O分解率を測定した。
使用したN2O分解触媒は、前記した実施形態において用いたものと同じ、直径２mm、長さ５mmの円柱状に押し出し成形した鉄担持ゼオライトであり、これをカラム内部に充填し、排ガスを模擬したガスをSV＝1100ｈ−1で流してN2O分解率を測定した。
ドライガスの組成は酸素５％、残部窒素であり、これに５００ppmのN2Oと、還元剤である２５０ppmのメタンガスとを添加した。さらに水蒸気濃度を０〜１０％の範囲で変化させるとともに、ガス温度を４００〜４２５℃の範囲で変化させて、水蒸気濃度と排ガス温度がN2O分解率に及ぼす影響を実験した。その結果を図３のグラフに示した。
まず水蒸気濃度が０％であると、ガス温度が４００〜４２５℃の範囲ではN2O分解率は１００％であったが、いずれのガス温度の場合にも水蒸気濃度が増加するに連れてN2O分解率は低下し、特にガス温度が４００℃の場合には水蒸気濃度が１０％に達するとN2O分解率は８２％にまで低下した。しかし水蒸気濃度が１０％に達しても、ガス温度が４２５℃であればN2O分解率は９６.５％である。このため、例えば水蒸気濃度が０％のときにはガス温度を４００℃とし、水蒸気濃度が２％のときにはガス温度を４１０℃とし、５％のときには４２０℃とし、１０％のときには４２５℃とする制御を行えば、水蒸気濃度の変
動にかかわらず、常にN2O分解率を９５％以上のレベルに維持することが可能となる。
動にかかわらず、常にN2O分解率を９５％以上のレベルに維持することが可能となる。
なお、ガス温度を常に４２５℃としておけば、水蒸気濃度の変動にかかわらず、常にN2O分解率を９５％以上のレベルに維持できるわけであるが、そのために余分のエネルギーを要することとなるので、コスト的な観点からも、地球温暖化防止の観点からも好ましくない。
次に上記と同じ装置を用い、水蒸気濃度を０〜１０％の範囲で変化させるとともに、還元剤であるメタンガスの添加量を２５０〜５００ppmの範囲で変化させて、水蒸気濃度とメタンガス濃度がN2O分解率に及ぼす影響を実験した。なおガス温度は４００℃とした。その結果を図４のグラフに示した。前記の実験と同様に水蒸気濃度の上昇に連れてN2O分解率が低下し、還元剤濃度が２５０ppmであると水蒸気濃度が１０％に達するとN2O分解率は８２％にまで低下した。しかし水蒸気濃度が１０％に達しても、還元剤濃度を５００ppmとすればN2O分解率は９２％である。このため、例えば水蒸気濃度が０％のときには還元剤濃度を２５０ppmとし、水蒸気濃度が５％のときには還元剤濃度を３７５ppmとし、１０％のときには還元剤濃度を５００ppmとする制御を行えば、水蒸気濃度の変動にかかわらず、常にN2O分解率を９２％以上のレベルに維持することが可能となる。
上記した実施形態では、水蒸気濃度の変動に応じてガス温度と還元剤濃度を個別に制御し、N2O分解率の低下を防止した。しかし双方を同時に制御することも可能であり、その場合にはより優れた効果を達成することが可能となる。
なお、図１、図２に示したように排ガスを排煙処理塔６によって処理するフローを採用した場合には、排煙処理塔６の出口における排ガス温度と、その温度の飽和蒸気圧によって排ガス中の水蒸気濃度が決まる。これは排煙処理塔６において水との接触により排ガス温度が下がり、排ガス中の水分が凝結するためである。
排煙処理塔６の出口における排ガス温度は、排ガス量などの運転条件や外気温などの影響を受けるが、通常は２０〜５０℃程度である。この場合、飽和蒸気圧から演算された図５のグラフに示すように、排ガス中の水蒸気濃度は２〜１２％程度となる。
この水蒸気濃度はN2O分解触媒９の前段まで維持されるので、請求項３のように、N2O分解触媒の前段における排ガス中の水蒸気濃度として、排煙処理塔出口の排ガス温度に対応する飽和蒸気圧から演算された値を用いることも可能である。この値を用いれば、水蒸気濃度検出器１１を用いなくても温度計のみで排ガス中の水蒸気濃度を評価することができる。
１ 下水汚泥焼却炉
２ 空気予熱器
３ 第１加熱器
４ 冷却塔
５ バグフィルタ
６ 排煙処理塔
７ 第２加熱器
８ 還元剤供給装置
９ N2O分解触媒
１０ 煙突
１１ 水蒸気濃度検出器
１２ 排ガス温度制御手段
２ 空気予熱器
３ 第１加熱器
４ 冷却塔
５ バグフィルタ
６ 排煙処理塔
７ 第２加熱器
８ 還元剤供給装置
９ N2O分解触媒
１０ 煙突
１１ 水蒸気濃度検出器
１２ 排ガス温度制御手段
Claims (5)
- N2Oを含有する排ガスを排煙処理塔に通したうえでN2O分解触媒の存在下で還元剤と接触させ、N2Oを還元除去する排ガス中のN2O除去方法であって、前記排煙処理塔出口の排ガス温度に対応する飽和蒸気圧からN 2 O分解触媒の前段における排ガス中の水蒸気濃度を演算し、その値に応じて、N2O分解触媒と接触する排ガス温度または還元剤の添加量を制御することを特徴とする排ガス中のN2O除去方法。
- N 2 O分解触媒として、鉄−ゼオライト系触媒を使用することを特徴とする請求項１記載の排ガス中のN 2 O除去方法。
- N 2 O分解触媒として、アルミナまたはゼオライト担体に貴金属を担持させた触媒を使用することを特徴とする請求項１記載の排ガス中のN 2 O除去方法。
- 還元剤として、メタン、プロパン、アンモニアの何れかを使用することを特徴とする請求項１記載の排ガス中のN 2 O除去方法。
- 排ガスが下水汚泥焼却炉の排ガスであることを特徴とする請求項１記載の排ガス中のN 2 O除去方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008024797A JP5459965B2 (ja) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | 排ガス中のｎ２ｏ除去方法 |
| KR1020107017202A KR101469305B1 (ko) | 2008-02-05 | 2009-02-03 | 배출 가스 중의 ｎ2ｏ 제거 방법 |
| PCT/JP2009/051739 WO2009099040A1 (ja) | 2008-02-05 | 2009-02-03 | 排ガス中のn2o除去方法 |
| CN2009801046033A CN101970089B (zh) | 2008-02-05 | 2009-02-03 | 除去废气中的n2o的方法 |
| US12/835,970 US8192708B2 (en) | 2008-02-05 | 2010-07-14 | Method of removing N2O from waste gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| 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 |
|---|---|
| JP2009183827A JP2009183827A (ja) | 2009-08-20 |
| JP5459965B2 true JP5459965B2 (ja) | 2014-04-02 |
Family
ID=40952115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008024797A Active JP5459965B2 (ja) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | 排ガス中のｎ２ｏ除去方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8192708B2 (ja) |
| JP (1) | JP5459965B2 (ja) |
| KR (1) | KR101469305B1 (ja) |
| CN (1) | CN101970089B (ja) |
| WO (1) | WO2009099040A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009037885A1 (de) * | 2009-01-13 | 2010-07-15 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Zersetzung von Lachgas |
| EP2444611B1 (en) * | 2009-06-16 | 2016-01-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification system of an internal combustion engine |
| 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 |
| SE539586C2 (sv) * | 2012-05-03 | 2017-10-17 | Scania Cv Ab | Avgasefterbehandlingssystem, och metod i samband med ett sådant system |
| 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 |
| KR102255628B1 (ko) * | 2019-04-12 | 2021-05-26 | 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 |
| CN113701174B (zh) * | 2021-09-07 | 2024-07-12 | 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 |
| TWI841035B (zh) * | 2022-11-03 | 2024-05-01 | 財團法人工業技術研究院 | 半導體製程還原劑添加系統與方法 |
Family Cites Families (10)
| 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 |
-
2008
- 2008-02-05 JP JP2008024797A patent/JP5459965B2/ja active Active
-
2009
- 2009-02-03 CN CN2009801046033A patent/CN101970089B/zh active Active
- 2009-02-03 KR KR1020107017202A patent/KR101469305B1/ko active IP Right Grant
- 2009-02-03 WO PCT/JP2009/051739 patent/WO2009099040A1/ja active Application Filing
-
2010
- 2010-07-14 US US12/835,970 patent/US8192708B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101469305B1 (ko) | 2014-12-08 |
| WO2009099040A1 (ja) | 2009-08-13 |
| CN101970089A (zh) | 2011-02-09 |
| KR20100120135A (ko) | 2010-11-12 |
| US8192708B2 (en) | 2012-06-05 |
| CN101970089B (zh) | 2013-04-10 |
| JP2009183827A (ja) | 2009-08-20 |
| US20100303699A1 (en) | 2010-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5459965B2 (ja) | 排ガス中のｎ２ｏ除去方法 | |
| KR101817677B1 (ko) | 이산화황을 더 포함하는 오프-가스 중에서 일산화탄소 및 휘발성 유기 화합물의 선택적 산화를 위한 방법 | |
| EP3962859B1 (en) | Revamping of a claus plant with a sulfuric acid plan | |
| JP5302597B2 (ja) | 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 | |
| CN105992633B (zh) | 包含硫化氢的气体的催化氧化 | |
| EP2561921B1 (en) | Process for removal of NOx and SO2 in flue gas boilers | |
| MX2012013191A (es) | Proceso de remocion de oxido nitroso de corriente de gas. | |
| JP6134094B2 (ja) | 窒素酸化物の除去方法 | |
| KR102607313B1 (ko) | Scr 촉매를 사용하여 연도 가스로부터 유해 화합물을 제거하기 위한 방법 및 시스템 | |
| JP5398193B2 (ja) | 排ガス処理装置、排ガス処理システム及び排ガス中の水銀酸化性能管理システム | |
| 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 | |
| JP4180623B2 (ja) | 乾式排ガス処理装置の運転方法 | |
| KR102359124B1 (ko) | Scr 촉매를 가진 패브릭 필터 백을 사용하여 연도 가스로부터 유해 화합물을 제거하기 위한 방법 및 시스템 | |
| JP2006026525A (ja) | 排ガス処理システム | |
| JP4382770B2 (ja) | 二酸化炭素の精製方法 | |
| Sasaki et al. | Method of removing N2O from waste gas | |
| EP1166850A1 (en) | Treatment of feed gas streams containing hydrogen sulphide with sulphur recovery | |
| JP5911350B2 (ja) | 排ガス浄化方法および装置 | |
| JP2011131196A (ja) | ボイラプラント | |
| JP2010046596A (ja) | 排ガス処理装置及び排ガス処理システム | |
| JP2010017609A (ja) | コージェネレーション設備のエンジン排熱を利用したｖｏｃ除去システム及びコージェネレーション設備のエンジン排熱を利用したｖｏｃ除去システムの運転方法 | |
| JP2002052380A (ja) | アンモニア含有排水の浄化方法及び装置 | |
| JP2011025123A (ja) | 排ガス処理方法及び排ガス処理設備 | |
| JPH08210618A (ja) | アセトニトリル含有溶液の焼却方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130412 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131227 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140114 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5459965 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |