JPH0531329A - 亜酸化窒素の除去方法 - Google Patents
亜酸化窒素の除去方法Info
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Classifications
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｎ2 Ｏを効率よく分解することを可能とす
る。 【構成】 亜酸化窒素を含有するガスに一酸化炭素を混
入し、これをコバルト又は銅置換型モルデナイト触媒と
接触させてガス中の亜酸化窒素を分解除去するようにし
たことを特徴としている。
る。 【構成】 亜酸化窒素を含有するガスに一酸化炭素を混
入し、これをコバルト又は銅置換型モルデナイト触媒と
接触させてガス中の亜酸化窒素を分解除去するようにし
たことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス中の亜酸化窒素を
分解除去する亜酸化窒素の除去方法に関するものであ
る。
分解除去する亜酸化窒素の除去方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、人工的に排出される二酸化炭素
（ＣＯ2 ）などの温室効果による気候の温暖化や、フロ
ンなどの安定化合物によるオゾン層の破壊等、地球レベ
ルでの環境破壊が問題となっている。特にオゾン層の破
壊は、地表面に到達する紫外線を増加させ、皮膚ガンな
どを多発させ人類の健康に重大な影響を与えると言われ
ている。
（ＣＯ2 ）などの温室効果による気候の温暖化や、フロ
ンなどの安定化合物によるオゾン層の破壊等、地球レベ
ルでの環境破壊が問題となっている。特にオゾン層の破
壊は、地表面に到達する紫外線を増加させ、皮膚ガンな
どを多発させ人類の健康に重大な影響を与えると言われ
ている。
【０００３】オゾン層の破壊を引き起こす物質として、
従来は人工的に合成された各種フロンが主体であると考
えられており、ボイラなどの各種燃焼装置から排出され
るガスなどに含まれる亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）はそれ程注
目されていなかった。だが、Ｎ2 Ｏの増加量が近年にな
って上昇傾向にあり、しかも、最近の調査では、Ｎ 2
Ｏは成層圏へ拡散してオゾン層を破壊すると共に、温室
効果の寄与も大きいことが明らかになり、地球環境問題
の一つとしてクローズアップされつつある。
従来は人工的に合成された各種フロンが主体であると考
えられており、ボイラなどの各種燃焼装置から排出され
るガスなどに含まれる亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）はそれ程注
目されていなかった。だが、Ｎ2 Ｏの増加量が近年にな
って上昇傾向にあり、しかも、最近の調査では、Ｎ 2
Ｏは成層圏へ拡散してオゾン層を破壊すると共に、温室
効果の寄与も大きいことが明らかになり、地球環境問題
の一つとしてクローズアップされつつある。
【０００４】特に、加圧流動層ボイラや低温燃焼により
排出されるガスには、他のボイラに比べＮ2 Ｏが多く含
まれる。ボイラなどから排出されるＮ2 Ｏの除去方法と
しては、燃焼方式の改良によるＮ2 Ｏ発生の低減、
プラズマ照射によるＮ2 Ｏの分解、触媒によるＮ2 Ｏ
の除去などが考えられる。しかし、及びは高温材
料、熱効率、コストなどの面で実用化に問題がある。
は触媒によるＮ2 Ｏの除去が可能になれば、比較的実用
性が高いと考えられるが、現在多くの発電プラントに適
用されている触媒ではＮ2 Ｏは除去できないことが確認
されている。
排出されるガスには、他のボイラに比べＮ2 Ｏが多く含
まれる。ボイラなどから排出されるＮ2 Ｏの除去方法と
しては、燃焼方式の改良によるＮ2 Ｏ発生の低減、
プラズマ照射によるＮ2 Ｏの分解、触媒によるＮ2 Ｏ
の除去などが考えられる。しかし、及びは高温材
料、熱効率、コストなどの面で実用化に問題がある。
は触媒によるＮ2 Ｏの除去が可能になれば、比較的実用
性が高いと考えられるが、現在多くの発電プラントに適
用されている触媒ではＮ2 Ｏは除去できないことが確認
されている。
【０００５】このため、新触媒の開発が必要になり、例
えば、Ｓｉ／Ａｌのモル比が１０以上のモルデナイト、
又はその水素を鉄で置換した鉄置換型モルデナイトを触
媒として使用しＮ2 Ｏを還元除去することが提案されて
いる（特開平 2-68120号公報等）。
えば、Ｓｉ／Ａｌのモル比が１０以上のモルデナイト、
又はその水素を鉄で置換した鉄置換型モルデナイトを触
媒として使用しＮ2 Ｏを還元除去することが提案されて
いる（特開平 2-68120号公報等）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｎ2 Ｏを分
解除去する場合、実用化の条件として反応温度が約 350
〜500 ℃で80％以上の分解活性が一つの目標であり、上
述のモルデナイト触媒は、例えばＮ2 Ｏ除去率を80％以
上にしようとすると、反応温度を 600℃以上にしなけれ
ばならず効率が悪い。
解除去する場合、実用化の条件として反応温度が約 350
〜500 ℃で80％以上の分解活性が一つの目標であり、上
述のモルデナイト触媒は、例えばＮ2 Ｏ除去率を80％以
上にしようとすると、反応温度を 600℃以上にしなけれ
ばならず効率が悪い。
【０００７】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、Ｎ2 Ｏを効率よ
く分解除去することを可能にする亜酸化窒素の除去方法
を提供することにある。
してなされたものであり、その目的は、Ｎ2 Ｏを効率よ
く分解除去することを可能にする亜酸化窒素の除去方法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、亜酸化窒
素（Ｎ2 Ｏ）を効率よく分解除去するために種々の研究
開発を行った結果、モルデナイト系触媒に着目し、本発
明を完成するに至ったのであり、本発明の亜酸化窒素の
除去方法は、亜酸化窒素を含有するガスに一酸化炭素を
混入し、これをコバルト又は銅置換型モルデナイト触媒
と接触させてガス中の亜酸化窒素を分解除去するように
したものである。
素（Ｎ2 Ｏ）を効率よく分解除去するために種々の研究
開発を行った結果、モルデナイト系触媒に着目し、本発
明を完成するに至ったのであり、本発明の亜酸化窒素の
除去方法は、亜酸化窒素を含有するガスに一酸化炭素を
混入し、これをコバルト又は銅置換型モルデナイト触媒
と接触させてガス中の亜酸化窒素を分解除去するように
したものである。
【０００９】すなわち、種々の触媒（現在多くの発電プ
ラントに適用されているアンモニア還元触媒（ＳＣ
Ｒ），チタニア担持貴金属系触媒，モルデナイト系触媒
等）を用いてＮ2 Ｏを分解する実験を行った結果、モル
デナイト系触媒が有用であることが確かめられた。そし
て、モルデナイトにコバルト（Ｃｏ），銅（Ｃｕ）等の
遷移元素をイオン交換等によって調整し、これらの触媒
のＮ2 Ｏ分解活性について調べた。その結果、Ｃｏ置換
型モルデナイト触媒又はＣｕ置換型モルデナイト触媒が
従来のモルデナイト又は鉄置換型モルデナイト触媒より
低温度で活性があることが分った。しかし、実用性を考
慮するとさらに温度が低いほうが望まれるために種々の
研究開発を行った。その結果、Ｎ2 Ｏ含有ガスに一酸化
炭素（ＣＯ）を混入することにより、ＣＯが還元物質と
して分解反応に寄与して、さらに低温度でＮ2 Ｏを分解
除去することを見出したのである。
ラントに適用されているアンモニア還元触媒（ＳＣ
Ｒ），チタニア担持貴金属系触媒，モルデナイト系触媒
等）を用いてＮ2 Ｏを分解する実験を行った結果、モル
デナイト系触媒が有用であることが確かめられた。そし
て、モルデナイトにコバルト（Ｃｏ），銅（Ｃｕ）等の
遷移元素をイオン交換等によって調整し、これらの触媒
のＮ2 Ｏ分解活性について調べた。その結果、Ｃｏ置換
型モルデナイト触媒又はＣｕ置換型モルデナイト触媒が
従来のモルデナイト又は鉄置換型モルデナイト触媒より
低温度で活性があることが分った。しかし、実用性を考
慮するとさらに温度が低いほうが望まれるために種々の
研究開発を行った。その結果、Ｎ2 Ｏ含有ガスに一酸化
炭素（ＣＯ）を混入することにより、ＣＯが還元物質と
して分解反応に寄与して、さらに低温度でＮ2 Ｏを分解
除去することを見出したのである。
【００１０】本発明においてモルデナイトとしては、Ｓ
ｉ／Ａｌのモル比が１０以上の物が好ましく、そのモル
比が小さいと耐熱性に劣る。
ｉ／Ａｌのモル比が１０以上の物が好ましく、そのモル
比が小さいと耐熱性に劣る。
【００１１】したがって、亜酸化窒素を含有するガスに
一酸化炭素を混入し、これをコバルト又は銅置換型モル
デナイト触媒と接触させてガス中の亜酸化窒素を分解除
去することにより、ＣＯが還元物質としてＮ2 Ｏの分解
反応に寄与するので、高効率でＮ2 ＯをＮ2 とＯ2 に分
解除去することが可能となる。
一酸化炭素を混入し、これをコバルト又は銅置換型モル
デナイト触媒と接触させてガス中の亜酸化窒素を分解除
去することにより、ＣＯが還元物質としてＮ2 Ｏの分解
反応に寄与するので、高効率でＮ2 ＯをＮ2 とＯ2 に分
解除去することが可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１３】モルデナイト（Ｓｉ／Ａｌモル比：15.2）
の水素をコバルト（Ｃｏ）又は銅（Ｃｕ）の元素と交換
して、Ｃｏ置換型モルデナイト触媒又はＣｕ置換型モル
デナイト触媒を調整した。この調整は、金属酸化物10％
水溶液を 100ｇ作成し、これにモルデナイトを30g 加
え、80℃で保温しながら２日間撹拌する。撹拌後、水
洗、ろ過し、これを 110℃で 1hr乾燥した後、 350℃で
1hrの焼成を行った。
の水素をコバルト（Ｃｏ）又は銅（Ｃｕ）の元素と交換
して、Ｃｏ置換型モルデナイト触媒又はＣｕ置換型モル
デナイト触媒を調整した。この調整は、金属酸化物10％
水溶液を 100ｇ作成し、これにモルデナイトを30g 加
え、80℃で保温しながら２日間撹拌する。撹拌後、水
洗、ろ過し、これを 110℃で 1hr乾燥した後、 350℃で
1hrの焼成を行った。
【００１４】このように調整した触媒のＮ2 Ｏ分解活性
について調べ、その結果を図１に示す。なお、比較のた
めにモルデナイトと、上述とほぼ同様にＦｅを置換させ
たＦｅ置換型モルデナイトについてもそのＮ2 Ｏ分解活
性を調べた。
について調べ、その結果を図１に示す。なお、比較のた
めにモルデナイトと、上述とほぼ同様にＦｅを置換させ
たＦｅ置換型モルデナイトについてもそのＮ2 Ｏ分解活
性を調べた。
【００１５】Ｎ2 Ｏ分解活性は次のようにして調べた。
【００１６】電気炉により温度調節可能な内径20mmの石
英ガラス製反応管に、秤量した触媒を15ml充填して触媒
層を形成した。そして、Ｎ2 Ｏ：100ppm，ＮＯ：150pp
m，Ｏ2 ： 3％，ＣＯ：100ppm，ＣＯ2 ：13％，Ｓ
Ｏ2 ：50ppm ，Ｈ2 Ｏ：10％及び残りＮ2 を含有するガ
スを反応管内に1250ml/minで流すと共に、その反応温度
を 200〜800 ℃に維持して、触媒層接触前後のＮ2 Ｏ変
化量によりＮ2 Ｏの分解率を下記式により求めた。図
中、ＡはＣｏ置換型モルデナイト触媒，ＢはＣｕ置換型
モルデナイト触媒，ＣはＦｅ置換型モルデナイト触媒，
Ｄはモルデナイト触媒，Ｅは無触媒をそれぞれ示す。
英ガラス製反応管に、秤量した触媒を15ml充填して触媒
層を形成した。そして、Ｎ2 Ｏ：100ppm，ＮＯ：150pp
m，Ｏ2 ： 3％，ＣＯ：100ppm，ＣＯ2 ：13％，Ｓ
Ｏ2 ：50ppm ，Ｈ2 Ｏ：10％及び残りＮ2 を含有するガ
スを反応管内に1250ml/minで流すと共に、その反応温度
を 200〜800 ℃に維持して、触媒層接触前後のＮ2 Ｏ変
化量によりＮ2 Ｏの分解率を下記式により求めた。図
中、ＡはＣｏ置換型モルデナイト触媒，ＢはＣｕ置換型
モルデナイト触媒，ＣはＦｅ置換型モルデナイト触媒，
Ｄはモルデナイト触媒，Ｅは無触媒をそれぞれ示す。
【００１７】 Ｎ2 Ｏ分解率(%)=[(触媒層入口Ｎ2 Ｏ濃度(ppm)-触媒層
出口Ｎ2 Ｏ濃度(ppm))／(触媒層入口Ｎ2 Ｏ濃度(ppm)]
×100 なお、Ｎ2 Ｏの濃度はガスクロマトグラフィーで測定す
ると共に、ガス中に含まれるＣＯ等のガス濃度について
は赤外線吸収式により測定し、Ｃｏ置換型モルデナイト
触媒を用いてＮ2 Ｏを分解除去する場合のガス温度に対
するＮ2 Ｏ分解率とＣＯ減少率との関係を図２に示し
た。図２中、ＦはＣＯ濃度について示している。
出口Ｎ2 Ｏ濃度(ppm))／(触媒層入口Ｎ2 Ｏ濃度(ppm)]
×100 なお、Ｎ2 Ｏの濃度はガスクロマトグラフィーで測定す
ると共に、ガス中に含まれるＣＯ等のガス濃度について
は赤外線吸収式により測定し、Ｃｏ置換型モルデナイト
触媒を用いてＮ2 Ｏを分解除去する場合のガス温度に対
するＮ2 Ｏ分解率とＣＯ減少率との関係を図２に示し
た。図２中、ＦはＣＯ濃度について示している。
【００１８】図１に示される結果からも明らかな通り、
本発明のＣｏ置換型モルデナイト触媒及びＣｕ置換型モ
ルデナイト触媒を用いた方法では、反応温度が約500 ℃
で80％以上の分解活性があり、特にＣｏ置換型モルデナ
イト触媒は低温度で良い活性を示し例えば 400℃近辺で
58％Ｎ2 Ｏ分解率が得られる。これに対して、Ｆｅ置換
型モルデナイト触媒，モルデナイト触媒及び無触媒のも
のは、Ｎ2 Ｏ除去率を80％以上にするには反応温度を 6
00℃以上にしなければならず効率が悪い。また、図２よ
りＮ2 Ｏ分解量とＣＯ2 減少量とがほぼ同等に変化する
ことから、ＣＯが還元物質としてＮ2 Ｏの分解反応に寄
与して反応が進行したものと考えられる （ＣＯ＋Ｎ2 Ｏ→Ｎ2 ＋ＣＯ2 ）。
本発明のＣｏ置換型モルデナイト触媒及びＣｕ置換型モ
ルデナイト触媒を用いた方法では、反応温度が約500 ℃
で80％以上の分解活性があり、特にＣｏ置換型モルデナ
イト触媒は低温度で良い活性を示し例えば 400℃近辺で
58％Ｎ2 Ｏ分解率が得られる。これに対して、Ｆｅ置換
型モルデナイト触媒，モルデナイト触媒及び無触媒のも
のは、Ｎ2 Ｏ除去率を80％以上にするには反応温度を 6
00℃以上にしなければならず効率が悪い。また、図２よ
りＮ2 Ｏ分解量とＣＯ2 減少量とがほぼ同等に変化する
ことから、ＣＯが還元物質としてＮ2 Ｏの分解反応に寄
与して反応が進行したものと考えられる （ＣＯ＋Ｎ2 Ｏ→Ｎ2 ＋ＣＯ2 ）。
【００１９】したがって、亜酸化窒素を含有するガスに
一酸化炭素を混入し、これをコバルト又は銅置換型モル
デナイト触媒と接触させることにより、ＣＯが還元物質
としてＮ2 Ｏの分解反応に寄与するので、高効率でＮ2
ＯをＮ2 とＯ2 に分解除去することができ、実用化し易
い。
一酸化炭素を混入し、これをコバルト又は銅置換型モル
デナイト触媒と接触させることにより、ＣＯが還元物質
としてＮ2 Ｏの分解反応に寄与するので、高効率でＮ2
ＯをＮ2 とＯ2 に分解除去することができ、実用化し易
い。
【００２０】また、Ｎ2 Ｏを分解除去する実験に用いた
ガス、すなわちＮ2 Ｏ，ＮＯ，Ｏ 2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ，
ＳＯ2 ，Ｈ2 Ｏ及びＮ2 を含有するガスは、加圧流動層
ボイラ排ガスの模擬ガスであり、そのガス中にはＣＯが
含まれるので、加圧流動層ボイラ等の排ガス中のＮ2 Ｏ
を分解除去する場合には、ＣＯを添加することなく即ち
他の物質を添加することなく高効率でＮ2 Ｏを分解除去
することができる。
ガス、すなわちＮ2 Ｏ，ＮＯ，Ｏ 2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ，
ＳＯ2 ，Ｈ2 Ｏ及びＮ2 を含有するガスは、加圧流動層
ボイラ排ガスの模擬ガスであり、そのガス中にはＣＯが
含まれるので、加圧流動層ボイラ等の排ガス中のＮ2 Ｏ
を分解除去する場合には、ＣＯを添加することなく即ち
他の物質を添加することなく高効率でＮ2 Ｏを分解除去
することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、亜酸化窒
素を含有するガスに一酸化炭素を混入し、これをコバル
ト又は銅置換型モルデナイト触媒と接触させるので、Ｃ
Ｏが還元物質としてＮ2 Ｏの分解反応に寄与し、Ｎ2 Ｏ
を効率よく分解除去できるという優れた効果を発揮す
る。
素を含有するガスに一酸化炭素を混入し、これをコバル
ト又は銅置換型モルデナイト触媒と接触させるので、Ｃ
Ｏが還元物質としてＮ2 Ｏの分解反応に寄与し、Ｎ2 Ｏ
を効率よく分解除去できるという優れた効果を発揮す
る。
【図１】ガス温度とＮ2 Ｏ分解率との関係を示す図であ
る。
る。
【図２】ガス温度に対するＮ2 Ｏ分解率とＣＯ2 減少率
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妹尾 順正 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 亜酸化窒素を含有するガスに一酸化炭素
を混入し、これをコバルト又は銅置換型モルデナイト触
媒と接触させてガス中の亜酸化窒素を分解除去するよう
にしたことを特徴とする亜酸化窒素の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191735A JPH0531329A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 亜酸化窒素の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3191735A JPH0531329A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 亜酸化窒素の除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0531329A true JPH0531329A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16279628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3191735A Pending JPH0531329A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 亜酸化窒素の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0531329A (ja) |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3191735A patent/JPH0531329A/ja active Pending
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