[go: up one dir, main page]

KR20240118813A - 암모니아-함유 배기 가스를 위한 배기 가스 처리 시스템 - Google Patents

암모니아-함유 배기 가스를 위한 배기 가스 처리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20240118813A
KR20240118813A KR1020247021920A KR20247021920A KR20240118813A KR 20240118813 A KR20240118813 A KR 20240118813A KR 1020247021920 A KR1020247021920 A KR 1020247021920A KR 20247021920 A KR20247021920 A KR 20247021920A KR 20240118813 A KR20240118813 A KR 20240118813A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
ammonia
configuration
flow
layer
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.)
Pending
Application number
KR1020247021920A
Other languages
English (en)
Inventor
마리아 테레샤 브란드마이어
조셉 페데이코
시몬 발렌틴 크놀
틸만 크노르
Original Assignee
존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니
존슨 매세이 카탈리스츠 (저머니) 게엠베하
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 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니, 존슨 매세이 카탈리스츠 (저머니) 게엠베하 filed Critical 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니
Publication of KR20240118813A publication Critical patent/KR20240118813A/ko
Pending legal-status Critical Current

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
    • B01D53/02—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0438—Cooling or heating systems
    • 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
    • B01D53/02—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0462—Temperature swing adsorption
    • 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
    • B01D53/02—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • 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
    • B01D53/02—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B01D53/0446—Means for feeding or distributing gases
    • 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
    • B01D53/02—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—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 by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454—Controlling adsorption
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B01D53/523—Mixtures of hydrogen sulfide and sulfur oxides
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/58—Ammonia
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/64—Heavy metals or compounds thereof, e.g. mercury
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • 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
    • B01D53/73—After-treatment of removed components
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/165—Natural alumino-silicates, e.g. zeolites
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/183—Physical conditioning without chemical treatment, e.g. drying, granulating, coating, irradiation
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B01J20/186—Chemical treatments in view of modifying the properties of the sieve, e.g. increasing the stability or the activity, also decreasing the activity
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • B01J20/2804—Sheets with a specific shape, e.g. corrugated, folded, pleated, helical
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • B01J20/28045—Honeycomb or cellular structures; Solid foams or sponges
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3408—Regenerating or reactivating of aluminosilicate molecular sieves
    • 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
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3483—Regenerating or reactivating by thermal treatment not covered by groups B01J20/3441 - B01J20/3475, e.g. by heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—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
    • B01D2257/406—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0266—Other waste gases from animal farms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40003—Methods relating to valve switching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40007—Controlling pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40009—Controlling pressure or temperature swing adsorption using sensors or gas analysers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
    • B01D2259/4009—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
    • 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
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/56—Use in the form of a bed
    • 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
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/60—Use in several different columns
    • B01J2220/606—Use in several different columns parallel disposed columns

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

암모니아-함유 배기 가스, 예를 들어 축사 배기 가스를 처리하기 위한 방법 및 배기 가스 처리 시스템이 제공된다. 배기 가스 처리 시스템은 구리-도핑된 소기공 제올라이트를 포함하는 복수의 흡수흡착제 층, 독립적으로 각각의 흡수흡착제 층에 대해 제1 또는 제2 구성에서 유체 연통을 확립하도록 구성된 밸브 시스템을 포함하며, 제1 구성에서, 암모니아-함유 배기 가스의 유동은 암모니아를 저장하기 위해 50℃ 미만의 온도에서 흡수흡착제 층과 접촉하고; 제2 구성에서, 가열된 가스의 유동은 암모니아를 방출하여 현장에서 처리하기 위해 300℃ 이상의 온도로 흡수흡착제 층을 유지한다.

Description

암모니아-함유 배기 가스를 위한 배기 가스 처리 시스템
본 발명은 암모니아-함유 배기 가스의 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템 및 방법은, 축사로부터 생성된 암모니아와 같은, 일부 공급원으로부터 저농도로 생성된 암모니아를 포함하는 배출물을 처리하는데 특히 유용하다.
동물들은 종종 외양간, 닭장 또는 헛간("축사들")과 같은 비교적 작은 공간에서 사육된다. 이러한 한정된 공간은 잠재적으로, 수용된 가스 대기 내에 높은 오염물 농도를 초래할 수 있다. 전형적인 오염물은 NH3, VOC, H2S, 사료 및 거름 입자로부터 발생할 수 있고 박테리아 등을 포함할 수 있는 유기 또는 무기 미립자와 같은 생물학적 에어로졸을 포함한다. 따라서 축사 내의 공기질은 동물과 작업자 모두의 건강을 위한 관심사이다. 또한 외부로 배출되는 배출물은 문제를 일으킬 수 있으며 배출 제한 대상이 될 수 있다.
예를 들어 가금류 사육에 있어서는 가금류 호흡 공기 중에 NH3을 25 ppm까지로 제한해야 하는 것이 요구된다(미국의 OSHA). 이것은 달성할 수 있는 것이지만, 50 내지 200 ppm만큼 높은 농도도 알려져 있다. 배출량은 일반적으로 일정하지 않으며 동물의 수, 연령, 및 활동에 따라 증가한다(VDI 4255 제2편).
동물 사육의 경우, 축사/우리 내의 공기 교환율은 외부 온도에 따라 달라진다. 여름에는 교환율이 높을 수 있지만, 추운 날씨에는 동물의 건강에 영향을 미칠 수 있는 너무 많은 외풍을 발생시키지 않도록 교환율이 일반적으로 매우 낮다. 낮은 공기 교환율은 동물/작업자가 호흡하는 공기 중의 오염물 농도를 악화시킨다.
현재는 축사 내부의 오염물 농도와 외부로의 배출물을 줄이는 데 특히 중점을 두고 있다. 이러한 유기 및 무기 대기 오염물을 최소화하기 위한 현재의 선행 기술은 관련 투자 비용이 높은 스크러버 및 바이오 필터 시스템에 의존하고 있다. 작동에 비교적 많은 양의 담수가 사용되므로 유기 오염된 오수(grey water)가 많은 양에 달하게 된다.
DE 4427491 A1은 상기 화합물 및 오존을 포함하는 유체 스트림의 UV 광분해를 포함하는 흡착성 화합물의 고정 폐기를 위한 방법들에 관한 것이다. NOx와 같은 상기 광분해의 원하지 않는 부산물은 촉매 변환기에 의해 처리될 수 있다.
EP 2581127 A1호는 오염물, 바람직하게는 VOC가 UV 방사에 의해, 바람직하게는 광산화에 의해 분해되도록 하고 잔류 오염물이 촉매 변환기에 의해 산화될 수 있도록 하는 공기 정화 방법에 관한 것이다.
US 2015/118138 A1은 초저농도의 휘발성 유기 화합물을 분해하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
따라서, 이러한 배기 가스를 처리하는 개선된 시스템 및 방법을 제공하고/하거나 종래 기술과 관련된 문제들 중 적어도 일부에 대처하거나 적어도 상업적으로 실행 가능한 대안을 제공하는 것이 바람직하다. 특히, 공기를 내부로 다시 재순환시키거나 외부로 환기시키기 위해 가스상에서 직접 오염물의 촉매 파괴를 달성하는 것이 목표이다.
제1 태양에 따르면, 암모니아-함유 배기 가스를 처리하는 방법이 제공되며, 본 방법은:
(i) 암모니아-함유 배기 가스의 처리를 위한 배기 가스 처리 시스템을 제공하는 단계를 포함하고, 배기 가스 처리 시스템은:
암모니아-함유 배기 가스의 유동을 제공하기 위한 제1 가스 유입구;
가열된 가스의 유동을 제공하기 위한 제2 가스 유입구;
구리-도핑된 소기공 제올라이트를 포함하는 복수의 흡수흡착제 층;
배기 가스 유출구; 및
독립적으로 각각의 흡수흡착제 층에 대해 제1 또는 제2 구성에서 유체 연통을 확립하도록 구성된 밸브 시스템을 포함하며,
i) 제1 구성에서, 제1 가스 유입구로부터의 암모니아-함유 배기 가스의 유동은 암모니아를 저장하기 위해 50℃ 미만의 온도에서 흡수흡착제 층과 접촉하고 이어서 배기 가스 유출구로 전달되고;
ii) 제2 구성에서, 제2 가스 유입구로부터의 가열된 가스의 유동은 흡수흡착제 층과 접촉하고 이어서 배기 가스 유출구로 전달되고, 가열된 가스의 유동은 300℃ 이상의 온도로 흡수흡착제 층을 유지하고;
밸브 시스템은 적어도 하나의 흡수흡착제 층이 제1 구성에 있는 것을 보장하도록 구성되고,
배기 가스 처리 시스템은 밸브 시스템 및 가열된 가스의 유동을 제어하기 위한 제어 모듈을 포함하고, 제어 모듈은, 각각의 흡수흡착제 층을 제1 구성으로부터 제2 구성으로 전환할 때, 60분 이내에 200℃에 도달하는 가열 프로파일로 300℃ 이상의 온도로 각각의 흡수흡착제 층을 가열하도록 구성된 작동 모드를 갖고,
본 방법은:
(i) 하나 이상의 흡수흡착제 층을, 각각 제1 구성에서, 50℃ 미만의 온도에서 암모니아-함유 배기 가스의 유동과 접촉시켜, 그에 의해 암모니아를 저장하는 단계; 및
(ii) 적어도 하나의 흡수흡착제 층을 제1 구성으로부터 제2 구성으로 간헐적으로 전환하여 60분 이내에 200℃에 도달하는 가열 프로파일로 300℃ 이상의 온도로 흡수흡착제 층을 가열하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 흡수흡착제 층은 제1 구성으로 유지된다.
이제 본 발명을 추가로 설명할 것이다. 다음의 단락에서, 본 발명의 상이한 태양을 더 상세히 정의한다. 이렇게 정의된 각 태양은 반대로 명확하게 지시되지 않는 한 임의의 다른 태양 또는 태양들과 조합될 수 있다. 특히, 바람직하거나 유리한 것으로 표시된 임의의 특징은 바람직하거나 유리한 것으로 표시된 임의의 다른 특징 또는 특징들과 조합될 수 있다.
본 발명자들은 미공개 특허 출원 PCT/EP2021/071983호의 주제인 암모니아-함유 배기 가스의 처리에 적합한 배기 시스템을 이전에 설명하였다. 이 시스템은 암모니아를 저장하기 위한 복수의 흡수흡착제 층을 포함하였다. 암모니아-함유 배기 가스는 농축을 위해 흡수흡착제 층 위로 전달되어, 암모니아를 층에 로딩(loading)하고 암모니아-고갈 배기 가스가 방출되게 한다. 일단 흡수흡착제 층이 암모니아로 채워지면, 층은 가열되어 농축된 암모니아-함유 가스를 방출하고, 이어서 이는 별도의 하류 촉매 상에서 처리될 수 있다. 다수의 흡수흡착제 층으로부터 농축된 배출물을 처리하기 위해 단일 촉매가 사용될 수 있되, 단, 적어도 하나의 층은 처리된 암모니아-함유 배기 가스로부터 암모니아를 포획하기 위한 요건을 항상 충족하고 있다.
이해되는 바와 같이, PCT/EP2021/071983호의 시스템은 상당히 복잡하며, 별도의 유닛의 제공은 생산 및 작동 비용을 증가시킨다. 본 발명자들은 이제, 놀랍게도 흡수흡착제 층으로서 구리-함유 소기공 제올라이트, 바람직하게는 구리-함유 CHA 제올라이트의 사용이 암모니아가 저장되고 현장에서(in-situ) 처리되게 한다는 것을 발견하였다. 제올라이트는 저장 단계 동안 암모니아를 흡수하고, 이어서, 가열된 가스의 유동에 의해 가열될 때, 흡수흡착제 층 상에서 암모니아를 방출하여 현장에서 처리하는 역할을 한다.
그러나, 본 발명자들은 흡수흡착제 층의 가열 속도가 유의하게 빠른 것을 보장하는 것이 이 시스템에서 중요하다는 것을 발견하였다. 즉, 제올라이트는 주위 온도 및 주위 온도 약간 초과의 온도에서 암모니아를 저장한다. Cu-함유 제올라이트는 200℃를 초과하는 온도 및 최적으로는 300 내지 400℃의 온도에서 암모니아를 처리한다. 제올라이트가 처리 온도로 가열됨에 따라, 암모니아가 저장되는 지점과 암모니아가 제올라이트로부터 방출되기 시작하는 지점 사이의 윈도우가 존재한다. 빠른 온도 증가를 보장함으로써, 암모니아가 방출되고 있지만 효율적으로 처리되지 않는 시간이 최소화된다.
본 발명은 가스상에서 처리될 암모니아의 직접 촉매 처리를 허용한다. 특히, 본 발명은 스크러버 또는 바이오필터 시스템에서와 같은 액상을 사용하지 않고, 습기 배기 가스의 가스상에서 직접적으로 저농도 및 저온의 암모니아 및 기타 공기 오염물을 처리하는 방법을 제공한다. 저온 촉매 가스 처리 시스템은 오직 팬 및 가스 히터를 위한 전력만으로 작동할 수 있으며, 소모된 촉매를 제외하고는 지속적으로 발생하는 어떠한 부산물도 없다.
본 발명은 암모니아-함유 배기 가스를 처리하는 방법에 관한 것이다. 배기 가스는 배출 또는 방출되는 가스이다. 본 발명과 관련하여, 배기 가스는, 배출 제한을 충족시키는 것을 보장하거나 내부 환경을 건강 및 안전 고려 사항들의 관점에서 허용가능한 수준으로 유지시키는 것을 보장하기 위해 처리될 필요가 있는 오염물질의 축적물, 특히 적어도 암모니아를 함유하는 가스이다. 축사(예를 들어, 가금류 축사 또는 돼지 축사)의 맥락에서, 배기 가스는 동물에 의해 생성된 NH3를 함유하는 축사 내부의 공기이며, 이는 외부로 배출되거나 축사 대기로 재순환되기 위해 본 명세서에 기술된 배기 가스 시스템 내에서 처리되도록 축사 밖으로 배출된다. 축사로부터의 배기 가스는 수증기를 함유하여 상대적으로 습할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 발명의 맥락에서 암모니아-함유 가스는 5 ppm 이상, 바람직하게는 10 ppm 이상, 바람직하게는 20 ppm 이상, 바람직하게는 30 ppm 이상, 바람직하게는 50 ppm 이상, 바람직하게는 100 ppm 이상, 바람직하게는 150 ppm 이상의 암모니아를 포함한다. 일반적으로 암모니아-함유 가스는 1000 ppm 미만, 바람직하게는 750 ppm 미만, 바람직하게는 500 ppm 미만, 바람직하게는 500 ppm 미만, 바람직하게는 250 ppm 미만의 암모니아를 함유할 것이다.
일단 본 방법이 수행되었으면, 배기 가스 유출구를 통해 빠져나가는 처리된 가스가 생성될 것이다. 이것은 암모니아-함유 배기 가스의 원래 공급원으로 되돌아가거나, 대기로 방출될 수 있다. 전자의 경우, 이것은 시스템에서 열을 유지하는 데 도움이 되기 때문에 바람직하다. 후자의 경우, 가스 방출은 엄격한 배출 기준을 충족해야만 한다. 바람직하게는, 처리된 가스는 암모니아 함량이 50 ppm 미만, 더 바람직하게는 25 ppm 미만, 더 바람직하게는 10 ppm 미만, 더 바람직하게는 5 ppm 미만, 그리고 가장 바람직하게는 4 ppm 미만이다.
일반적으로, 공정은 제1 가스 유입구에서의 암모니아-함유 가스와 배기 가스 유출구에서의 처리된 가스 사이의 관찰된 암모니아 수준을 75 중량% 이상, 더 바람직하게는 90 중량% 이상, 더 바람직하게는 95 중량% 이상, 그리고 가장 바람직하게는 99 중량% 이상만큼 감소시키기에 적합하다.
물론 암모니아의 ppm 농도는 처리될 암모니아의 천연 공급원 때문에 변동될 수도 있다. 위의 농도 범위는 배기 가스 시스템에 필요한 임의의 시동 또는 예열 기간을 제외한 배기 가스 시스템의 작동 기간 동안의 평균 농도이다.
본 방법은 암모니아-함유 배기 가스의 처리를 위한 배기 가스 처리 시스템을 제공하는 단계를 포함한다. 시스템은 아래에서 논의되는 구성요소들을 포함하며, 작동될 때 암모니아 함량의 논의된 감소를 달성하기 위해 암모니아-함유 배기 가스를 처리하는 역할을 한다.
이제 이 배기 시스템은 더 상세히 설명될 것이다. 아래에서 언급되는 바와 같이, 본 발명의 추가 태양은 배기 시스템 자체에 관한 것이며, 기술된 특징들 모두는 그 실시 형태에 동일하게 적용된다. 본 시스템은 저온(예컨대, 주위 온도 또는 주위 온도 근처) 및 저농도(심지어 수십 ppm 수준까지)로 제공되는 가스를 처리하는 데 특히 유리하다. 하기 논의는 일반적으로 축사로부터의 가스에 대한 암모니아 처리에 초점을 맞출 것이지만, 아래에 언급되는 바와 같이 시스템의 응용이 더 광범위하게 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
배기 가스 처리 시스템은 암모니아-함유 배기 가스의 유동을 제공하기 위한 제1 가스 유입구를 포함한다. 제1 가스 유입구는 처리될 배기 가스(구체적으로는 암모니아-함유 배기 가스)를 제공한다. 배기 가스는 축사와 같은, 처리될 암모니아를 함유하는 대기로부터 취해진다. 배기 가스는 팬에 의해 유입구 안으로, 예를 들어 축사 공기 처리 시스템 내의 전통적인 공기 흡입구를 일반적으로 포함하는 유입구 안으로, 흡인될 수 있다.
제1 가스 유입구는 공급원 가스의 주위 온도에서 가스를 제공할 것이다. 축사의 환경에서, 주위 온도는 일반적으로 10 내지 40℃이다. 바람직하게는, 시스템으로 유입되는 배기 가스는 흡수흡착제 층 상의 유효 촉매 처리 온도보다 적어도 25℃ 낮은 온도이고, 바람직하게는 주위 온도이다.
배기 가스 처리 시스템은 가열된 가스의 유동을 제공하기 위한 제2 가스 유입구를 포함한다. 제2 가스 유입구는 시스템의 외부로부터 신선한 공기를 흡인할 수 있거나, 또한, 제습기 시스템에 의해 선택적으로 제습될 수 있는, 처리될 암모니아를 함유하는 대기로부터 취해진 배기 가스의 유동에 의존할 수 있다. 신선한 공기를 흡인하는 것은 오염물질이 열원과 접촉하는 것을 방지하므로 이점이 있다. 예를 들어, 전기 유도 히터를 사용하는 경우, 이 전기 유도 히터는 사용 중 공기 오염물질로 인해 성능이 저하될 수 있다.
제2 가스 유입구가 (신선한 공기보다는) 가열된 배기 가스의 유동을 제공하는 경우, 제1 및 제2 가스 유입구들은 바람직하게는 단일 가스 유입구로부터 분할된다. 즉, 단일 배기 가스 스트림은, 예컨대 Y-형상의 배관 구성으로 분할되어, 가스 유동 경로에서 상이한 포크(fork)들로서 제1 및 제2 가스 유입구들을 제공한다. 따라서, 단일 가스 유입구는 처리할 암모니아를 함유하는 대기로부터, 선택적으로 제습기 시스템을 통해, 처리될 배기 가스를 흡인하고, 그것을 2개로 분할하여, 일부분을 제1 유입구로 그리고 일부분을 제2 유입구로 전달한다. 이것은 가스를 순환시키기 위한 단일 팬을 갖는 단일 흡입구에 의존할 수 있기 때문에 유리하다.
바람직하게는, 제2 가스 유입구는 가열된 가스의 유동을 제공하기 위한 가열 장치를 포함한다. 바람직하게는, 가열 장치는 300℃ 이상, 바람직하게는 350 내지 600℃, 바람직하게는 350 내지 500℃의 온도에서 가스의 유동을 제공하도록 구성된다. 목표 온도는 흡수흡착제 층 상에서 암모니아를 처리하는 데 필요한 열에 따라 달라질 것이다.
히터는 전기식이거나 또는 연료의 연소에 기반할 수 있다. 바람직하게는, 히터는 가스 버너, 바람직하게는 프로판, 천연 가스, 또는 바이오가스 버너이다. 이들은 축사 같은 장소에서 특히 유용한데, 그러한 장소에서는 프로판 등의 공급을 이용할 수 있는 경향이 있기 때문이다. 일 실시 형태에서, 프로판은 연소를 위한 산소 공급원으로서 배기 가스 유출구로부터의 가스와 함께 공급될 수 있다. 이러한 애프터버너는 처리되는 가스를 추가로 정화하는 역할을 한다.
바람직하게는, 가열된 가스의 유동은 (아래에서 논의되는) 구리-도핑된 소기공 제올라이트와 함께 암모니아의 촉매 처리로부터 획득된 열로 가열된다. 암모니아의 발열 분해로부터 획득된 열의 재순환에 의해, 시스템은 자열 조건으로 유지될 수 있다. 즉, 시스템은, 외부 히터로부터 어떠한 열의 투입도 요구하지 않고 시스템의 효율을 추가로 개선시키는 촉매 분해에 의해 생성된 열만으로도 끊임없이 작동할 수 있다. 이는 특히, 본 발명자들이 습기의 부재가 배기 가스의 가열 효율을 증가시킨다는 것을 발견했던 바와 같이, 가열된 배기 가스의 유동이 제습된 배기 가스인 경우에 효과적이다. 따라서, 개선된 에너지 재순환으로, 충분한 열이 촉매 처리로부터 유지될 수 있고, 자열 조건을 유지하기 위해 처리될 배기 가스로 전달될 수 있다.
배기 가스 처리 시스템은 구리-도핑된 소기공 제올라이트를 포함하는 복수의 흡수흡착제 층을 포함한다. 흡수흡착제 층은 암모니아를 축적하는 데 사용되어, 암모니아가 정상적인 유동 조건 하에 저장되도록 한다. 층이 가열되는 경우, 층은 저장된 물질을 종래의 SCR 반응 경로 하에서 방출하고 동시에 처리한다. 이전 시스템에 비해, 본 발명의 시스템은 오직 2개의 흡수흡착제 층(또는 아마도 3개)만으로 더 용이하게 작동될 수 있어서, 시스템의 복잡성을 추가로 감소시킬 수 있다.
제올라이트는, 예를 들어 고리 형태로, 함께 결합된 반복적인 SiO4, AlO4, 사면체 단위들로 구성되어 분자 크기의 규칙적인 결정질간 공동 및 채널을 갖는 골격을 형성한다. 사면체 단위들(고리 구성원들)의 특정 배열은 제올라이트의 골격을 생성하는데, 관례에 의하면, 각각의 고유 골격에는 국제 제올라이트 협회(IZA: International Zeolite Association)에 의해 고유한 3-문자 코드(예를 들어, "CHA")가 할당되어 있다. 제올라이트는 또한 기공 크기로, 예를 들어 제올라이트의 골격 내에 존재하는 사면체 원자의 최대 개수로, 분류될 수 있다. 본 명세서에 정의된 바와 같이, "작은 기공" 제올라이트, 예컨대 CHA는 8개의 사면체 원자의 최대 고리 크기를 함유하는 반면, "중간 기공" 제올라이트, 예를 들어 MFI는 10개의 사면체 원자의 최대 고리 크기를 함유하고; "큰 기공" 제올라이트, 예컨대 BEA는 12개의 사면체 원자의 최대 고리 크기를 함유한다.
소기공 제올라이트는 암모니아에 대해서 선택력 있는 것이므로, 다른 기체 종(gaseous species)이 존재할 때의 암모니아 저장을 위한 경쟁을 줄일 수 있다. 제올라이트에는 구리가 로딩(예를 들어, 이온-교환)된다. 바람직하게는, 소기공 제올라이트는 AEI, AFT, AFV, AFX, AVL, CHA, EMT, GME, KFI, LEV, LTN, 및 SFW, 그리고 이들의 둘 이상의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 골격 구조를 갖는다. CHA 또는 AEI-유형 골격 구조를 갖는 제올라이트가 특히 바람직하다. 제올라이트는 바람직하게는 1 내지 6 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%, 바람직하게는 3 내지 5.5 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 약 4 중량% 범위의 금속-로딩량을 갖는다.
구리-도핑된 소기공 제올라이트는 바람직하게는, 예컨대 벌집형 모노리스, 주름형 기재(예를 들어 주름형 유리 종이 또는 석영 섬유 시트), 또는 판과 같은 적합한 기재 상에 배치될 수 있다. 대안적으로, 구리-도핑된 소기공 제올라이트 자체는 모노리스 형태, 또는 펠릿 또는 비드 형태로 압출될 수 있다. 예를 들어, 흡수흡착제 재료는 흡수흡착제 비드 재료의 패킹된 층을 포함할 수 있다. 흡수흡착제 재료의 성질은 시스템의 배압 요건에 따라 달라질 것이다.
가장 바람직하게는, 흡수흡착제 재료는 구리-도핑된 소기공 제올라이트 및 하나 이상의 추가의 제올라이트 또는 활성탄을 포함한다. 바람직하게는, 흡수흡착제 재료는 둘 이상의 제올라이트의 혼합을 포함한다. 이들은 저장재의 상이한 영역에 상이한 제올라이트를 갖는 구역화된 구성으로 제공될 수 있다.
일 실시 형태에서, 흡수흡착제 층은 처리될 상이한 종에 대하여 2개의 상이한 흡수흡착제 재료(즉, 구리-도핑된 소기공 제올라이트 및 다른 흡수흡착제)를 포함한다. 예를 들어, 시스템은 암모니아 및 VOC를 동시에 처리하도록 구성될 수 있다. 휘발성 유기화합물(VOC)의 저장에 적합한 재료는 암모니아 저장을 위한 재료와 동일한 재료일 수 있거나, 암모니아보다 VOC의 저장 성능이 더 우수한 추가 재료가 제공될 수 있다. 예를 들어, VOC 저장에 적합한 재료는 중기공 제올라이트 또는 대기공 제올라이트일 것이다. 따라서, 소기공 제올라이트(암모니아용)와 중기공/대기공 제올라이트(VOC용)의 (혼합 구성, 구역화 구성, 또는 층상 구성의) 혼합물이 제공될 수 있다. 바람직한 대기공 제올라이트의 예는 제올라이트 Y 및 베타를 포함한다. 이러한 실시 형태에서, VOC들은 동시에 방출될 것이고 구리-도핑된 소기공 제올라이트에 의해 분해될 것이다.
필요한 흡수흡착제 층의 수는 흡수흡착제 층의 크기 및 처리될 암모니아의 양에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 많은 수의 흡수흡착제 층들을 가지되, 다만 사용 시 서브세트로 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이를 통해 시스템의 용량이 확장될 수 있는데, 예를 들어 동물들이 나이를 먹고 더 많은 암모니아를 생성함에 따라 확장될 수 있다.
가열된 가스의 유동과 함께 가열될 때, 구리-도핑된 소기공 제올라이트는 암모니아를 분해할 수 있다. 용어 "분해"는 암모니아가 하나 이상의 다른 화학종으로 변환되도록 처리됨을 의미한다. 분해된 암모니아는 바람직하게는 하나 이상의 덜 유해한 화학종이 되도록, 예컨대, 질소와 물로 변환된다.
본 발명은 암모니아를 본질적으로 질소 가스(N2)와 물(H2O)로 변환시키기 위해 본 명세서에 기술된 바와 같은 촉매가 사용될 수 있다는 것을 본 발명자들이 발견했기 때문에 암모니아를 포함하는 배기 가스의 처리에서 특별한 응용을 찾는다. 반대로, 오존에 의한 UV 산화 및 광분해에 기초한 공지된 시스템은 배기 스트림에 존재하는 임의의 질소의 완전한 산화를 초래하는데 이는 유해한 질소 산화물(NOx)의 생성을 야기하며 이는 본 시스템을 사용하여 유리하게 회피된다.
따라서, 배기 시스템은 광반응기, UV 광 발생 수단, 또는 오존 발생 수단을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 본 방법은 바람직하게는 광분해 또는 오존분해(즉, 암모니아의 산화를 위한 오존 공급)를 포함하지 않는다.
배기 가스 처리 시스템은 배기 가스 유출구를 포함한다. 배기 가스 유출구는, 유출구의 외부로 전달되는 가스는 암모니아가 흡수흡착제 층에 흡착되게 하도록, 가스가 단순히 흡수흡착제 층을 지나 유동하기 위한 것이다. 배기 가스 유출구는 또한, 암모니아가 분해되게 하도록, 흡수흡착제 층이 처리 온도로 가열되었을 때 흡수흡착제 층으로부터 가스가 멀리 유동하기 위한 것이다. 두 경우 모두에서, 가스 유출구를 빠져나오는 가스에서 암모니아가 감소된다.
배기 가스 처리 시스템은, 독립적으로 각각의 흡수흡착제 층에 대해 제1 또는 제2 구성에서 유체 연통을 확립하도록 구성된 밸브 시스템을 포함한다.
제1 구성에서, 제1 가스 유입구로부터의 암모니아-함유 배기 가스의 유동은 암모니아를 저장하기 위해 50℃ 미만의 온도에서 흡수흡착제 층과 접촉하고 이어서 배기 가스 유출구로 전달된다.
제2 구성에서, 제2 가스 유입구로부터의 가열된 가스의 유동은 흡수흡착제 층과 접촉하고 이어서 배기 가스 유출구로 전달되고, 가열된 가스의 유동은 300℃ 이상의 온도로 흡수흡착제 층을 유지한다.
밸브 시스템은 적어도 하나의 흡수흡착제 층이 제1 구성에 있는 것을 보장하도록 구성된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 다른 흡수흡착제 층이 제2 구성에 있다. 이해되는 바와 같이, 제1 구성은 암모니아가 흡수흡착제 층 내에 저장되게 하는 반면, 제2 구성은 암모니아가 흡수흡착제 층으로부터 방출되어 현장에서 처리되게 할 것이다.
물론, 이러한 구성은 작동 시의 시스템에 대해 고려되는 반면, 시동 중 또는 특정 조건 하에서, 처리되는 충분한 양이 존재하도록 모든 흡수흡착제 층이 암모니아를 저장하는 제1 구성에 있어야 한다는 것이 요구될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 흡수흡착제 층을 채우는 데 24시간이 걸리지만 흡수흡착제 층을 비우는 데 1시간이 걸리면, 각각의 층은 비우기 윈도우들이 중첩되는 것이 아닌 채우기 윈도우들이 중첩되는 것을 가질 것이다.
바람직하게는, 밸브 시스템이 독립적으로 각각의 흡수흡착제 층에 대해 흡수흡착제 층의 냉각을 위한 제3 구성에서 유체 연통을 확립하도록 추가로 구성되며, 가스가 흡수흡착제 층을, 그것이 50℃ 미만의 온도가 될 때까지, 빠져나오는 것이 방지된다. 이는 흡수흡착제 층이 유출구에 연결되어 있지만 여전히 암모니아의 일부를 방출하여 시스템으로부터의 바람직하지 않은 암모니아 슬립(slip)의 위험이 있는 상황을 방지하기 때문에 바람직한 옵션이다. 3개의 층을 갖는 일 실시 형태에서, 하나의 층은 비우고 하나의 층은 냉각하고 하나의 층은 다시 채우거나, 하나의 층은 비우고 2개의 층은 다시 채울 수 있다.
배기 가스 처리 시스템은 밸브 시스템 및 가열된 가스의 유동을 제어하기 위한 제어 모듈을 추가로 포함하고, 제어 모듈은, 각각의 흡수흡착제 층을 제1 구성으로부터 제2 구성으로 전환할 때, 60분 이내에 200℃에 도달하는 가열 프로파일로 300℃ 이상의 온도로 각각의 흡수흡착제 층을 가열하도록 구성된 작동 모드를 갖는다.
바람직하게는, 가열된 가스의 유동은 350℃ 이상의 온도로 상기 흡수흡착제 층을 유지한다. 바람직하게는, 가열 프로파일은 15분 미만에, 바람직하게는 10분 미만에 200℃에 도달한다. 바람직하게는, 가열 프로파일은 30분 미만에, 더 바람직하게는 15분 미만에 200℃로부터 300℃에 도달한다.
바람직하게는, 저장된 암모니아의 80 중량% 이상, 더 바람직하게는 90 중량% 이상, 가장 바람직하게는 95 중량% 이상이 제거 및 분해된다. 이는 대부분의 암모니아가 제거되기 전에 제올라이트가 촉매적으로 활성이 되도록 온도를 충분히 빠르게 증가시키는 것을 보장함으로써 제어된다.
본 방법은 하나 이상의 흡수흡착제 층을, 각각 제1 구성에서, 50℃ 미만의 온도에서 암모니아-함유 배기 가스의 유동과 접촉시켜, 그에 의해 암모니아를 저장하는 단계를 포함한다. 본 방법은 적어도 하나의 흡수흡착제 층을 제1 구성으로부터 제2 구성으로 간헐적으로 전환하여 60분 이내에 200℃에 도달하는 가열 프로파일로 300℃ 이상의 온도로 흡수흡착제 층을 가열하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 흡수흡착제 층은 제1 구성으로 유지된다.
바람직하게는, 배기 가스 처리 시스템은 제습기를 추가로 포함하며, 제1 가스 유입구로부터의 암모니아-함유 배기 가스의 유동은 제1 구성에서 각각의 흡수흡착제 층과 접촉하기 전에 제습기에 의해 처리된다.
즉, 존재하는 경우 제습기 시스템은 밸브 시스템 및 흡수흡착제 층의 상류에 배열되고, 암모니아를 포함하는 습한 배기 가스를 제습함으로써 제습된 배기 가스의 유동을 배기 시스템의 나머지에 제공한다. 제습기는 습한 배기 가스(예컨대, 암모니아를 포함하는 축사로부터의 배기 가스)의 유동을 제공하기 위한 습한 공기 유입구를 포함한다. 제습기는 본 발명의 배기 시스템의 제1 가스 유입구로 제습된 배기 가스의 유동을 제공한다.
제습기 시스템은 다른 가스와 독립적으로 물을 제거하기 위한 것이다. 예를 들어, 축사 공기로부터 물을 제거함으로써, 환기와 물 농축이 분리될 수 있다. 축사 공기로부터 물의 분리를 통해, 축사로부터의 공기 퍼지를 감소시킴으로써 특히 더 낮은 온도에서 에너지 절약을 증가할 수 있는 한편 수증기 농도는 여전히 가축 건강과 가치에 영향을 미치지 않는 충분히 낮은 수준을 유지한다.
(별도의 단계에서 암모니아에 더하여) 물을 선택적으로 제거함으로써, 퍼지된 공기의 양을 감소시킬 수 있으며, 이는 축사로 도입하려는 신선한 공기가 더 적게 요구된다는 것을 의미하고, 이는 결과적으로 더 낮은 가열 비용으로 이어진다.
본 발명자들은 배기 가스의 수분 함량이 다른 처리 시스템의 메커니즘을 억제한다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 수분이 활성 부위를 차단함으로써 촉매 성능을 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 가열 효율의 관점에서, 본 발명자들은 또한, 시스템의 전체 효율을 감소시키는 습한 배기 가스를 가열하기 위해 증가된 에너지가 요구된다는 것을 발견하였다.
바람직하게는, 배기 가스 시스템은 시스템을 통해 가스를 밀어내거나 끌어들이는 하나 이상의 팬을 포함한다. 이러한 팬의 구성은 처리할 대기에 필요한 원하는 공기 교환율에 따라 달라질 것이다.
바람직하게는, 시스템은 배기 가스를 사전-여과하기 위한 하나 이상의 재료 필터를 더 포함한다. 이러한 필터는 시스템에 들어가고 시스템의 구성요소를 막거나 열화시킬 수 있는 물질을 회수하기 위한 것이다. 예를 들어, 가금류 축사의 경우, 공기 시스템 내에 깃털, 솜털, 지푸라기 및 먼지가 혼입될 위험이 있으며, 이들은 이러한 필터에 의해 제거될 수 있다. 따라서, 이러한 필터는 가스 유입구 및, 존재하는 경우, 제습기의 상류에 있는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직하게는, 암모니아-함유 배기 가스는 흡수흡착제 층과 접촉하기 전에 여과된다.
바람직하게는, 시스템은 복수의 흡수흡착제 층 상류에 추가 오염물질에 대한 흡수흡착제 재료를 포함하며, 추가 오염물질은 As, SO2, SO3, H2S, Hg 및 Cl 중 하나 이상으로부터 선택된다. Hg 및 Cl은 각각 임의의 적절한 수은 함유 및 염소 함유 종을 의미한다. 이러한 오염물질은 하나 이상의 촉매가 피독되지 않도록 하기 위해 바람직하게 제거된다. 따라서, 바람직하게는, 암모니아-함유 배기 가스는 흡수흡착제 층과 접촉하기 전에 오염물질 흡수흡착제 재료로 처리된다.
바람직하게는, 시스템은 암모니아 로딩 상태를 결정하기 위해 각각의 흡수흡착제 층과 연통하는 하나 이상의 암모니아 센서를 추가로 포함한다. 이는 층이 과도하게 채워지기 전에 비워지는 것을 보장하기 위해 밸브 시스템을 제어하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 센서는 로딩 상태를 검출하고, 저장 매체에 대한 해당 오염물의 배출 한계에 도달하면 저장 매체에 오염물을 저장하기 위해 추가 흐름 경로로 변경한다. "암모니아 센서"라는 용어는 암모니아 로딩 수준의 표시를 제공할 수 있는 임의의 센서를 의미한다. 바람직한 센서는 자동 NOx 센서인데, 그 이유는 이들이 저렴하고, NH3와 NOx를 구별할 수 없기 때문에 NH3만이 존재하는 경우 NOx 센서의 출력이 NH3 수준을 표시하기 때문이다. 이러한 센서는 당업계에 잘 알려져 있다. 암모니아 로딩 상태를 결정함으로써, 제어 모듈이 밸브 시스템을 재구성해야 할 때를 확립하고 이에 의해 작동 모드들 간에 각각의 층을 개별적으로 이동시키는 것이 가능하다.
본 명세서에 기술된 하나 이상의 필터는 구리를 포함할 수 있다. 구리는 항바이러스 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 시스템에 배기 가스와 접촉하는 구리가 있게 되면 배기 가스를 통한 바이러스의 전파를 감소시킬 수 있는 항바이러스 효과를 가질 수 있다.
추가 태양에 따르면, 본 발명은 암모니아-함유 배기 가스의 처리를 위한 배기 가스 처리 시스템을 제공한다. 이 시스템은 본 방법과 관련하여 위에서 기술된 바와 같으며 본 방법을 실행하는 데 적합하다.
추가의 태양에 따르면, 본 명세서에 기술된 배기 가스 처리 시스템을 포함하는, 축사, HVAC 시설, 폐수 처리 플랜트, 또는 광산이 제공된다.
이제부터는 본 발명을 하기 비제한적인 도면과 관련하여 설명할 것이다.
Figure pct00001
도 1은 배기 시스템의 개략도를 도시한다.
도 1은 본 명세서에 기술된 바와 같은 배기 가스 시스템(1)을 도시한다. 배기 가스 시스템(1)은 축사(10)로부터의 암모니아-함유 배기 가스(5)를 처리하도록 구성된다. 암모니아-함유 배기 가스(5)는 배기 가스 유입구(15)를 통과하여 배기 가스 처리 시스템(1) 내로 전달된다.
암모니아-함유 배기 가스(15)는 성긴 재료 필터(20)를 통과하여 가금류 깃털과 같은 물질을 제거하고 이어서 H2S 흡수흡착제 필터(25)를 통과한다. 암모니아-함유 배기 가스(5)는 이어서 암모니아-함유 배기 가스(5)로부터 수분을 제거하기 위해 제습기 시스템(26)으로 전달된다. 수분은 배수구(28)로부터 회수된다. 제습기 시스템(26)은 제습된 암모니아-함유 배기 가스의 유동을 제1 가스 유입구(27)를 통해 배기 시스템(1)의 나머지로 전달한다. 제습된 암모니아-함유 배기 가스는, 밸브(40)를 포함하는 밸브 시스템의 구성에 따라, 제1 가스 유입구(27)를 통해 제1 흡수흡착제 층(30) 또는 제2 흡수흡착제 층(35)으로 전달된다.
각각의 흡수흡착제 층은 3 내지 4 중량% 구리가 로딩된 SSZ-13과 같은 구리-로딩된 CHA 제올라이트를 포함한다.
신선한 공기(45)의 공급원이 신선한 공기 유입구(50)를 통해 프로판 히터(55)로 공급된다. 밸브 시스템에 따라, 가열된 신선한 공기는 제1 흡수흡착제 층(30) 또는 제2 흡수흡착제 층(35)을 통과한다.
밸브 시스템의 밸브(40)는, 제1 흡수흡착제 층(30) 및 제2 흡수흡착제 층(35) 중 하나가 제습된 암모니아-함유 배기 가스(5)를 수용하고 다른 하나는 가열된 신선한 공기(45)를 수용하도록 구성된다.
제1 흡수흡착제 층(30)을 빠져나오는 가스를 추가 배기 가스 유출구(80)로 안내하거나 또는 가스가 빠져나올 수 없도록 제1 흡수흡착제 층(30)을 폐쇄하기 위해 추가 밸브(60)를 포함하는 추가 밸브 시스템이 제공된다. 동시에, 추가 밸브(60)는 제2 흡수흡착제 층(35)을 빠져나오는 가스를 동일한 방식으로 안내하도록 구성된다.
일 실시 형태에서, 촉매-처리된 배기 가스 유출구(80)를 빠져나오는 가스는 연소 가스로서 히터(55)로 재순환될 수 있다.
일 실시 형태에서, 흡수흡착제 층(30, 35)을 빠져나오는 가스는 축사(10) 내로 재순환될 수 있다.
사용 시, 암모니아-함유 배기 가스(15)는 유입구(27)로부터 각각의 흡수흡착제 층(30, 35)을 통과하여, 각각의 층 상에 암모니아를 축적한다. 흡수흡착제 층(30, 35) 중 하나가 완전히 로딩될 때 - 이는 하류 암모니아 센서 상에서 암모니아 슬립을 평가함으로써 결정될 수 있음 -, 밸브 시스템은, 암모니아-함유 배기 가스(15)의 유동이 로딩된 흡수흡착제 층(30, 35)에 진입하는 것이 중지되도록 밸브(40)를 재구성함으로써 적응된다. 그 대신, 가열된 신선한 공기(45)의 유동이 로딩된 흡수흡착제 층(30, 35)으로 전달되어 그에 의해 그의 온도를 증가시킨다. 이는 저장된 암모니아가 방출되게 하고, 이어서, 이는 흡수흡착제 층(30, 35)의 가열된 제올라이트 재료에 의해 현장에서 처리된다.
흡수흡착제 층(30, 35)의 가열 속도는 가열된 가스 유동의 열 및 흡수흡착제 층(30, 35)의 열 질량(thermal mass)에 의해 결정된다. 그럼에도 불구하고, 제올라이트가 촉매 활성 온도에 도달함에 따라 암모니아 슬립이 유의미하지 않도록 가열 속도가 빠른 것이 중요하다. 원하는 촉매 온도는 300℃ 초과이지만, 촉매 활성이 관찰되기 시작하는 임계 온도는 200℃이다. 따라서, 저장 온도(바람직하게는 가스 공급원의 주위 온도)로부터 200℃까지의 가열 속도는 바람직하게는 1시간 미만에 200℃가 달성되도록 하는 것이다.
일단 저장된 암모니아가 처리되었으면, 밸브 시스템(40,60)은 흡수흡착제 층(30, 35)이 다시 암모니아를 저장할 수 있는 온도로 냉각될 때까지 흡수흡착제 층(30, 35)을 통한 가스의 유동이 방지되는 것을 보장하도록 재구성된다. 이 시점에서, 밸브 시스템(40,60)은 흡수흡착제 층(30, 35)을 통한 암모니아-함유 배기 가스(15)의 유동을 허용하도록 재구성된다.
암모니아-함유 배기 가스(15)로부터 암모니아를 저장할 수 있는 구성에 흡수흡착제 층(30, 35)이 항상 존재하는 것은 중요하다. 이것은 유동이 끊임없이 처리될 수 있는 것을 보장한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태가 본 명세서에서 상세히 기술되었지만, 그에 대한 변형이 본 발명 또는 첨부된 청구범위의 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.

Claims (18)

  1. 암모니아-함유 배기 가스를 처리하는 방법으로서, 상기 방법은:
    (i) 암모니아-함유 배기 가스의 처리를 위한 배기 가스 처리 시스템을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 배기 가스 처리 시스템은:
    암모니아-함유 배기 가스의 유동을 제공하기 위한 제1 가스 유입구;
    가열된 가스의 유동을 제공하기 위한 제2 가스 유입구;
    구리-도핑된 소기공 제올라이트를 포함하는 복수의 흡수흡착제 층;
    배기 가스 유출구; 및
    독립적으로 각각의 흡수흡착제 층에 대해 제1 또는 제2 구성에서 유체 연통을 확립하도록 구성된 밸브 시스템을 포함하며,
    i) 상기 제1 구성에서, 상기 제1 가스 유입구로부터의 암모니아-함유 배기 가스의 유동은 암모니아를 저장하기 위해 50℃ 미만의 온도에서 상기 흡수흡착제 층과 접촉하고 이어서 상기 배기 가스 유출구로 전달되고;
    ii) 상기 제2 구성에서, 상기 제2 가스 유입구로부터의 가열된 가스의 유동은 상기 흡수흡착제 층과 접촉하고 이어서 상기 배기 가스 유출구로 전달되고, 상기 가열된 가스의 유동은 300℃ 이상의 온도로 상기 흡수흡착제 층을 유지하고;
    상기 밸브 시스템은 적어도 하나의 흡수흡착제 층이 상기 제1 구성에 있는 것을 보장하도록 구성되고,
    상기 배기 가스 처리 시스템은 상기 밸브 시스템 및 상기 가열된 가스의 유동을 제어하기 위한 제어 모듈을 포함하고, 상기 제어 모듈은, 각각의 흡수흡착제 층을 상기 제1 구성으로부터 상기 제2 구성으로 전환할 때, 60분 이내에 200℃에 도달하는 가열 프로파일로 300℃ 이상의 온도로 각각의 흡수흡착제 층을 가열하도록 구성된 작동 모드를 갖고,
    상기 방법은:
    (i) 하나 이상의 흡수흡착제 층을, 각각 상기 제1 구성에서, 50℃ 미만의 온도에서 암모니아-함유 배기 가스의 유동과 접촉시켜, 그에 의해 암모니아를 저장하는 단계; 및
    (ii) 적어도 하나의 흡수흡착제 층을 상기 제1 구성으로부터 상기 제2 구성으로 간헐적으로 전환하여 60분 이내에 200℃에 도달하는 가열 프로파일로 300℃ 이상의 온도로 상기 흡수흡착제 층을 가열하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 흡수흡착제 층은 상기 제1 구성으로 유지되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구리-도핑된 소기공 제올라이트는 CHA 또는 AEI-유형 골격 구조를 갖는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배기 가스 처리 시스템은 제습기를 추가로 포함하며, 상기 제1 가스 유입구로부터의 상기 암모니아-함유 배기 가스의 유동은 상기 제1 구성에서 각각의 흡수흡착제 층과 접촉하기 전에 상기 제습기에 의해 처리되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구리-도핑된 소기공 제올라이트는 1 내지 6 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%, 더 바람직하게는 3 내지 4 중량%의 양의 구리로 도핑되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 가스 처리 시스템은 2개의 흡수흡착제 층만을 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열된 가스의 유동은 350℃ 이상의 온도로 상기 흡수흡착제 층을 유지하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 가스 유입구로부터의 상기 암모니아-함유 배기 가스의 유동은 10℃ 내지 30℃의 온도에서 상기 흡수흡착제 층과 접촉하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 암모니아-함유 배기 가스는 축사 배기 가스인, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열된 가스의 유동은 탄화수소 가스 버너, 바람직하게는 프로판, 천연 가스 또는 바이오가스 버너에 의해 가열되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 가스 처리 시스템은 하나 이상의 재료 필터를 추가로 포함하고, 상기 암모니아-함유 배기 가스는 상기 흡수흡착제 층과 접촉하기 전에 여과되는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 가스 처리 시스템은 상기 복수의 흡수흡착제 층의 상류에 오염물질 흡수흡착제 재료를 추가로 포함하고, 상기 오염물질은 As, SO2, SO3, H2S, Hg 및 Cl 중 하나 이상으로부터 선택되고, 상기 암모니아-함유 배기 가스는 상기 흡수흡착제 층과 접촉하기 전에 상기 오염물질 흡수흡착제 재료로 처리되는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 가스 처리 시스템은 상기 제어 모듈이 상기 밸브 시스템을 재구성해야 할 때를 확립하기 위해 암모니아 로딩 상태를 결정하기 위해 각각의 흡수흡착제 층과 연통하는 하나 이상의 암모니아 센서를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 시스템은, 독립적으로 각각의 흡수흡착제 층에 대해, 제3 구성에서 유체 연통을 확립하도록 추가로 구성되고,
    (iii) 상기 흡수흡착제 층의 냉각을 위한 상기 제3 구성에서, 상기 흡수흡착제 층을, 그것이 50℃ 미만의 온도에 있을 때까지, 가스가 빠져나오는 것이 방지되는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    (i) 상기 가열 프로파일은 30분 미만에 200℃로부터 300℃에 도달하고/하거나
    (ii) 상기 가열 프로파일은 15분 미만에, 바람직하게는 10분 미만에 200℃에 도달하는, 방법.
  15. 암모니아-함유 배기 가스의 처리를 위한 배기 가스 처리 시스템으로서, 상기 배기 가스 처리 시스템은:
    암모니아-함유 배기 가스의 유동을 제공하기 위한 제1 가스 유입구;
    가열된 가스의 유동을 제공하기 위한 제2 가스 유입구;
    구리-도핑된 소기공 제올라이트를 포함하는 복수의 흡수흡착제 층;
    배기 가스 유출구; 및
    독립적으로 각각의 흡수흡착제 층에 대해 제1 또는 제2 구성에서 유체 연통을 확립하도록 구성된 밸브 시스템을 포함하며,
    i) 상기 제1 구성에서, 상기 제1 가스 유입구로부터의 암모니아-함유 배기 가스의 유동은 암모니아를 저장하기 위해 50℃ 미만의 온도에서 상기 흡수흡착제 층과 접촉하고 이어서 상기 배기 가스 유출구로 전달되고;
    ii) 상기 제2 구성에서, 상기 제2 가스 유입구로부터의 가열된 가스의 유동은 상기 흡수흡착제 층과 접촉하고 이어서 상기 배기 가스 유출구로 전달되고, 상기 가열된 가스의 유동은 300℃ 이상의 온도로 상기 흡수흡착제 층을 유지하고;
    상기 밸브 시스템은 적어도 하나의 흡수흡착제 층이 상기 제1 구성에 있는 것을 보장하도록 구성되고,
    상기 배기 가스 처리 시스템은 상기 밸브 시스템 및 상기 가열된 가스의 유동을 제어하기 위한 제어 모듈을 포함하고, 상기 제어 모듈은, 각각의 흡수흡착제 층을 상기 제1 구성으로부터 상기 제2 구성으로 전환할 때, 60분 이내에 200℃에 도달하는 가열 프로파일로 300℃ 이상의 온도로 각각의 흡수흡착제 층을 가열하도록 구성된 작동 모드를 갖는, 배기 가스 처리 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 구리-도핑된 소기공 제올라이트는 CHA 또는 AEI-유형 골격 구조를 갖는, 배기 가스 처리 시스템.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 배기 가스 처리 시스템은 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 것인, 배기 가스 처리 시스템.
  18. 제15항 또는 제16항에 따른 배기 가스 처리 시스템을 포함하는 축사, HVAC 시설, 폐수 처리 플랜트, 또는 광산.
KR1020247021920A 2022-02-08 2023-02-03 암모니아-함유 배기 가스를 위한 배기 가스 처리 시스템 Pending KR20240118813A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263267678P 2022-02-08 2022-02-08
US63/267,678 2022-02-08
PCT/EP2023/052709 WO2023152052A1 (en) 2022-02-08 2023-02-03 Exhaust gas treatment system for an ammonia-containing exhaust gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240118813A true KR20240118813A (ko) 2024-08-05

Family

ID=85175931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247021920A Pending KR20240118813A (ko) 2022-02-08 2023-02-03 암모니아-함유 배기 가스를 위한 배기 가스 처리 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230249126A1 (ko)
EP (1) EP4475978A1 (ko)
KR (1) KR20240118813A (ko)
CN (1) CN118510593A (ko)
GB (1) GB2617441A (ko)
TW (1) TWI843430B (ko)
WO (1) WO2023152052A1 (ko)

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019667A (en) * 1988-06-14 1991-05-28 Uop Process for purification of hydrocarbons
DE4427491A1 (de) 1994-08-03 1996-03-07 Hoffmann Hartmut Dr Verfahren und Vorrichtung zur stationären Entsorgung chemischer Verbindungen und ihre Verwendung
GB9422833D0 (en) * 1994-11-11 1995-01-04 Secr Defence Pressure and temperature swing absorbtion
FI111245B (fi) * 1998-12-31 2003-06-30 Micro Chemie B V Menetelmä ammoniakin erottamiseksi kaasuseoksesta ja adsorbenttikoostumuksen käyttö tässä erotuksessa
JP3693626B2 (ja) * 2002-04-19 2005-09-07 大陽日酸株式会社 吸着剤
TW200413083A (en) * 2003-01-20 2004-08-01 Tsoung-Y Yan Process for removing volatile organic compounds
US20120006193A1 (en) * 2010-07-09 2012-01-12 Subir Roychoudhury Adsorption-desorption apparatus and process
DE102012000206A1 (de) 2011-10-11 2013-04-11 IBL Umwelt- und Biotechnik GmbH Verfahren zur Fluidreinigung, vorzugsweise von organischen Verbindungen
WO2013155244A1 (en) * 2012-04-11 2013-10-17 Johnson Matthey Public Limited Company Zeolite catalyst containing metals
US20150118138A1 (en) 2013-10-31 2015-04-30 Korea Institute Of Science And Technology Apparatus and method for decomposing an ultra-low concentration of volatile organic compounds
GB201401115D0 (en) * 2014-01-23 2014-03-12 Johnson Matthey Plc Diesel oxidation catalyst and exhaust system
GB201521123D0 (en) * 2015-11-30 2016-01-13 Johnson Matthey Plc Diesel oxidation catalyst having a capture region for exhaust gas impurities
GB201721527D0 (en) * 2017-12-21 2018-02-07 Johnson Matthey Japan Godo Kaisha Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust
GB201721521D0 (en) * 2017-12-21 2018-02-07 Johnson Matthey Japan Godo Kaisha Oxidation catalyst for a diesel engine exhaust
CN109926033B (zh) * 2019-04-15 2020-12-01 清华大学 改性小孔分子筛吸附剂及其制备方法和用途
JP2022531492A (ja) * 2019-05-09 2022-07-06 ビーエーエスエフ コーポレーション 向上した水熱安定性を有する低温ＮＯｘ吸着剤
GB2604410B (en) * 2020-08-10 2025-03-12 Johnson Matthey Plc Exhaust gas treatment system

Also Published As

Publication number Publication date
US20230249126A1 (en) 2023-08-10
TW202344295A (zh) 2023-11-16
TWI843430B (zh) 2024-05-21
EP4475978A1 (en) 2024-12-18
GB2617441A (en) 2023-10-11
CN118510593A (zh) 2024-08-16
WO2023152052A1 (en) 2023-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4234496B2 (ja) 活性炭を再生する方法と装置及びそれを組み込んだ空気浄化システム
CN101778804A (zh) 使用臭氧与吸附剂和/或颗粒过滤器净化流体
US12011690B2 (en) Exhaust gas treatment system
JP6517053B2 (ja) 空気浄化装置
US20220040628A1 (en) Exhaust gas treatment system
KR20240118813A (ko) 암모니아-함유 배기 가스를 위한 배기 가스 처리 시스템
JP2003080029A (ja) 排ガス浄化システムおよび排ガス浄化方法
TWI861673B (zh) 廢氣處理系統
US20230226488A1 (en) Exhaust gas treatment system
JP2006055713A (ja) 水処理システム
CN203635052U (zh) 一种等离子空气净化滤芯结构
JP6573298B1 (ja) オゾン・プラズマ処理装置及びこれを使用した酸化分解処理方法
JP2000084340A (ja) ガス処理設備
JPH10258216A (ja) 空気の浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20240701

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application