JP2016209835A - Method for recovering performance of denitration catalyst - Google Patents
Method for recovering performance of denitration catalyst Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016209835A JP2016209835A JP2015096941A JP2015096941A JP2016209835A JP 2016209835 A JP2016209835 A JP 2016209835A JP 2015096941 A JP2015096941 A JP 2015096941A JP 2015096941 A JP2015096941 A JP 2015096941A JP 2016209835 A JP2016209835 A JP 2016209835A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- denitration
- catalyst
- catalyst layer
- humidity
- exhaust gas
- 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
Links
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
本発明は、脱硝触媒の性能を回復させる方法に関する。より詳細に本発明は、石炭の燃焼によって発生する排ガスの浄化処理に使用された脱硝触媒を含んで成る触媒層を脱硝装置に設置したままで前記脱硝触媒の性能を回復させる方法に関する。 The present invention relates to a method for recovering the performance of a denitration catalyst. More specifically, the present invention relates to a method for recovering the performance of the denitration catalyst while the catalyst layer including the denitration catalyst used for purification treatment of exhaust gas generated by coal combustion is installed in the denitration apparatus.
酸化チタンを主成分として含有する触媒は、アンモニアや尿素を用いた脱硝処理において、高い活性と高い耐久性を示すので、国内外で広く使われている。この脱硝触媒は、長期間の使用の間に、排煙中に含まれる触媒毒(アルカリ成分、ヒ素、リンなど)の付着や、触媒自身のシンタリングによる触媒粒子の粗大化などによって脱硝性能が低下する。新しい脱硝触媒に交換した際に多量の使用済み脱硝触媒が発生する。この使用済み脱硝触媒を再生して、廃棄物の低減、触媒生産コストの低減などが図られている。 Catalysts containing titanium oxide as a main component are widely used both at home and abroad because they exhibit high activity and high durability in denitration treatment using ammonia or urea. This denitration catalyst has denitration performance due to the adhesion of catalyst poisons (alkali components, arsenic, phosphorus, etc.) contained in the flue gas and the coarsening of the catalyst particles due to sintering of the catalyst itself during long-term use. descend. When a new denitration catalyst is replaced, a large amount of used denitration catalyst is generated. This used denitration catalyst is regenerated to reduce waste and reduce catalyst production costs.
使用済み脱硝触媒の再生方法として、例えば、特許文献1は、劣化した石炭焚用脱硝触媒の再生に際し、触媒表面から物理的に付着したダスト成分を除去した後、その触媒表面に、触媒活性成分を含浸或いはコーティングして再担持させることを特徴とする触媒の再生方法を開示している。特許文献2は、酸化チタンと、バナジウム酸化物と、タングステン酸化物及び/又はモリブデン酸化物と、硫酸アルミニウムとを含有する使用済み脱硝触媒に、液滴、ミスト或いは蒸気の状態で水を供給して該触媒の表面が液膜で覆われる状態に為し、次いで乾燥することを含む、使用済み脱硝触媒の再生方法を開示している。このような脱硝触媒の再生方法のほとんどは、脱硝装置から脱硝触媒を取り外して行われる。このような再生処理には高額な費用がかかる場合がある。 As a method for regenerating a used denitration catalyst, for example, Patent Document 1 discloses a method for removing a dust component physically attached from a catalyst surface when regenerating a deteriorated coal soot denitration catalyst, A method for regenerating a catalyst is disclosed, wherein the catalyst is re-supported by impregnation or coating. In Patent Document 2, water is supplied in the form of droplets, mist, or steam to a used denitration catalyst containing titanium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide and / or molybdenum oxide, and aluminum sulfate. A method for regenerating a used denitration catalyst is disclosed, which comprises bringing the surface of the catalyst into a state of being covered with a liquid film and then drying it. Most of the regeneration methods for such a denitration catalyst are performed by removing the denitration catalyst from the denitration apparatus. Such regeneration processing may be expensive.
本発明の目的は、石炭の燃焼によって発生する排ガスの浄化処理に使用された脱硝触媒を含んで成る触媒層を脱硝装置に設置したままで前記脱硝触媒の性能を回復させる方法を提供することである。
別の観点から、本発明の目的は、石炭の燃焼によって発生する排ガスの浄化処理に使用された脱硝触媒を含んで成る触媒層を脱硝装置に設置したままで前記脱硝触媒に吸着したヒ素のオキソ酸を無毒化する方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method for recovering the performance of the denitration catalyst while the catalyst layer comprising the denitration catalyst used for purification treatment of exhaust gas generated by coal combustion is installed in the denitration apparatus. is there.
From another viewpoint, an object of the present invention is to provide an arsenic oxo adsorbed on the denitration catalyst while the catalyst layer comprising the denitration catalyst used for the purification treatment of exhaust gas generated by coal combustion is installed in the denitration apparatus. It is to provide a method for detoxifying acids.
上記目的を達成すべく検討した結果、以下のような態様を包含する本発明を完成するに至った。 As a result of studying to achieve the above object, the present invention including the following aspects has been completed.
〔1〕 酸化チタンを主成分として含有し、バナジウム(V)を副成分として含有し、且つアルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、ビスマス(Bi)、およびマグネシウム(Mg)からなる群より選ばれる少なくともひとつの硫酸塩もしくは酸化物をさらに含有する脱硝触媒を含んで成る触媒層が設置されている脱硝装置に石炭の燃焼によって発生する排ガスを流すことによって排ガス浄化処理を行い、その後、
前記排ガス浄化処理を停止し、
前記触媒層に付着したダストを除去し、
次いで、脱硝装置内を相対湿度80〜95%に加湿することを含む、
前記触媒層を脱硝装置に設置したままで脱硝触媒の性能を回復させる方法。
[1] Contains titanium oxide as a main component, vanadium (V) as a subcomponent, and selected from the group consisting of aluminum (Al), manganese (Mn), bismuth (Bi), and magnesium (Mg) An exhaust gas purification treatment is performed by flowing an exhaust gas generated by combustion of coal through a denitration apparatus in which a catalyst layer including a denitration catalyst further containing at least one sulfate or oxide is installed,
Stop the exhaust gas purification treatment,
Removing dust adhering to the catalyst layer;
Then, humidifying the inside of the denitration apparatus to a relative humidity of 80 to 95%,
A method of recovering the performance of a denitration catalyst while the catalyst layer is installed in a denitration apparatus.
〔2〕 加湿が、空気と水蒸気とを混合して高湿ガスを生成させ、該高湿ガスを触媒層に流すことによって行われる、〔1〕に記載の方法。
〔3〕 脱硝装置内に設置された触媒層の上流部または下流部において相対湿度を測定し、
該測定値が前記の値になるように、
前記高湿ガスの生成量および前記高湿ガスの流量を制御することをさらに含む、〔2〕に記載の方法。
〔4〕 加湿を行っているときの触媒層の上流部または下流部の雰囲気温度が20〜40℃になるように、前記高湿ガスの温度を制御することをさらに含む、〔2〕または〔3〕に記載の方法。
〔5〕 酸化チタンを主成分として含有し、バナジウム(V)を副成分として含有し、且つアルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、ビスマス(Bi)、およびマグネシウム(Mg)からなる群より選ばれる少なくともひとつの硫酸塩もしくは酸化物をさらに含む脱硝触媒を含んで成る触媒層、および
空気と水蒸気とを混合して高湿ガスを生成させるための加湿装置、触媒層に前記高湿ガスを流すための送風装置、触媒層の上流部または下流部における相対湿度を測定するための湿度測定装置、および脱硝装置内に設置された触媒層の上流部または下流部における相対湿度測定値が80〜95%になるように高湿ガス生成量および高湿ガス流量を制御するための制御装置を有する脱硝触媒性能回復設備
を有する、石炭の燃焼によって発生する排ガスの浄化のために用いられる脱硝装置。
[2] The method according to [1], wherein the humidification is performed by mixing air and water vapor to generate a high-humidity gas and flowing the high-humidity gas through the catalyst layer.
[3] Measure the relative humidity at the upstream or downstream part of the catalyst layer installed in the denitration device,
So that the measured value becomes the above value,
The method according to [2], further comprising controlling a production amount of the high-humidity gas and a flow rate of the high-humidity gas.
[4] The method further includes controlling the temperature of the high-humidity gas so that the atmosphere temperature in the upstream portion or downstream portion of the catalyst layer when humidifying is 20 to 40 ° C. 3].
[5] Contains titanium oxide as a main component, vanadium (V) as a subcomponent, and selected from the group consisting of aluminum (Al), manganese (Mn), bismuth (Bi), and magnesium (Mg) A catalyst layer comprising a denitration catalyst further comprising at least one sulfate or oxide; a humidifier for mixing air and water vapor to generate a high humidity gas; and for flowing the high humidity gas through the catalyst layer 80% to 95% of the relative humidity measurement value in the upstream part or downstream part of the catalyst layer installed in the NOx removal apparatus, and the humidity measuring apparatus for measuring the relative humidity in the upstream part or downstream part of the catalyst layer Generated by the combustion of coal, having a denitration catalyst performance recovery facility with a control device for controlling the generation amount of high humidity gas and the flow rate of high humidity gas Denitration apparatus used for purifying the exhaust gas.
本発明によれば、脱硝装置内に脱硝触媒を充填したままで脱硝触媒の性能を回復させることができる。本発明によれば、新たな脱硝触媒と交換しなければならない時までの期間を延ばすことができるので、経費の節減または資源の有効利用に資することができる。 According to the present invention, it is possible to recover the performance of the denitration catalyst while the denitration device is filled in the denitration apparatus. According to the present invention, it is possible to extend the period up to the time when the catalyst needs to be replaced with a new denitration catalyst, which can contribute to cost savings or effective use of resources.
石炭燃焼排ガスには、ヒ酸、亜ヒ酸などのヒ素化合物が多く含まれている。酸化チタンを主成分として含有する脱硝触媒で石炭燃焼排ガスの浄化処理を行うと、ヒ素化合物が、脱硝触媒の微細孔の奥にまで入り込んで、例えば、式1で表されるような反応をして強く吸着し、酸化チタン表面の活性点を失活させる。
TiO2+As2O3+O2 → TiO2−As2O5(吸着) (1)
従来の脱硝触媒の再生法では、吸着したヒ素化合物を酸洗浄などで酸化チタン表面から除去して、酸化チタン表面の活性点を再生させていた。
Coal combustion exhaust gas contains a large amount of arsenic compounds such as arsenic acid and arsenous acid. When purifying coal combustion exhaust gas with a denitration catalyst containing titanium oxide as a main component, the arsenic compound enters deep inside the denitration catalyst and reacts, for example, as shown in Formula 1. Strongly adsorbs and deactivates the active sites on the surface of titanium oxide.
TiO 2 + As 2 O 3 + O 2 → TiO 2 —As 2 O 5 (Adsorption) (1)
In the conventional regeneration method of the denitration catalyst, the adsorbed arsenic compound is removed from the titanium oxide surface by acid cleaning or the like to regenerate the active sites on the titanium oxide surface.
本発明にしたがって、酸化チタンを主成分として含有し、バナジウム(V)を副成分として含有し、且つアルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、ビスマス(Bi)、およびマグネシウム(Mg)からなる群より選ばれる少なくともひとつの硫酸塩もしくは酸化物をさらに含む脱硝触媒を用いて石炭燃焼排ガスの浄化処理を行い、その後、ダスト除去、次いで加湿を行うと、酸化チタンに吸着したヒ素化合物が、酸化チタンから脱離し、Al、Mn、BiもしくはMgの硫酸塩もしくは酸化物と反応(例えば、式2で表される反応)してヒ酸塩化合物(AlAsO4、Mn2(AsO4)3、BiAsO4、およびMg2(AsO4)3)を生成するので、酸化チタン表面の活性点を再生させることができる。
TiO2−As2O5(吸着)+Al2(SO4)3+3H2O
→ TiO2+2AlAsO4+3H2SO4 (2)
According to the invention, from the group consisting of titanium oxide as a main component, vanadium (V) as a minor component, and consisting of aluminum (Al), manganese (Mn), bismuth (Bi), and magnesium (Mg) When the coal combustion exhaust gas is purified using a denitration catalyst further containing at least one selected sulfate or oxide, and then dust removal and humidification are performed, the arsenic compound adsorbed on the titanium oxide is converted from the titanium oxide. The arsenate compound (AlAsO 4 , Mn 2 (AsO 4 ) 3 , BiAsO 4 ) is released and reacted with a sulfate or oxide of Al, Mn, Bi or Mg (for example, a reaction represented by Formula 2). And Mg 2 (AsO 4 ) 3 ), the active sites on the titanium oxide surface can be regenerated.
TiO 2 —As 2 O 5 (adsorption) + Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O
→ TiO 2 + 2AlAsO 4 + 3H 2 SO 4 (2)
本発明に係る脱硝触媒の性能回復方法は、脱硝触媒を含んで成る触媒層が設置されている脱硝装置に石炭の燃焼によって発生する排ガスを流すことによって排ガス浄化処理を行い、 その後、前記排ガス浄化処理を停止し、 前記触媒層に付着したダストを除去し、 次いで、脱硝装置内を加湿することを含むものである。本発明に係る脱硝触媒の性能回復方法は、前記触媒層を脱硝装置に設置したままで行うものである。 The method of recovering the performance of a denitration catalyst according to the present invention performs an exhaust gas purification treatment by flowing exhaust gas generated by combustion of coal through a denitration apparatus in which a catalyst layer containing the denitration catalyst is installed, and then the exhaust gas purification This includes stopping the treatment, removing dust adhering to the catalyst layer, and then humidifying the inside of the denitration apparatus. The method for recovering the performance of a denitration catalyst according to the present invention is performed while the catalyst layer is installed in a denitration apparatus.
本発明に使用される脱硝触媒は、酸化チタンを主成分として含有し、バナジウム(V)を副成分として含有し、且つアルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、ビスマス(Bi)、およびマグネシウム(Mg)からなる群より選ばれる少なくともひとつの硫酸塩もしくは酸化物をさらに含有するものである。 The denitration catalyst used in the present invention contains titanium oxide as a main component, vanadium (V) as an accessory component, and aluminum (Al), manganese (Mn), bismuth (Bi), and magnesium (Mg). And at least one sulfate or oxide selected from the group consisting of:
脱硝触媒の主成分である酸化チタンとしては、二酸化チタン(TiO2)の粉末、スラリまたはペースト;オルトチタン酸もしくはメタチタン酸(H2TiO3)の粉末、スラリまたはペーストなどを用いることができる。酸化チタン粉末は、その製法によって制限されず、塩素法や硫酸法などで製造されたものであることができる。硫黄による触媒活性向上が期待できることがあるので、硫酸法で得られる酸化チタンが好ましい。 As titanium oxide as the main component of the denitration catalyst, titanium dioxide (TiO 2 ) powder, slurry or paste; orthotitanic acid or metatitanic acid (H 2 TiO 3 ) powder, slurry or paste can be used. The titanium oxide powder is not limited by its production method, and can be produced by a chlorine method or a sulfuric acid method. Titanium oxide obtained by the sulfuric acid method is preferable because catalyst activity can be improved by sulfur.
脱硝触媒の副成分であるバナジウム(V)は、バナジウム元素を含む化合物を添加することによって含有させることができる。バナジウム元素を含む化合物としては、硫酸バナジル、メタバナジン酸アンモニウム、酸化バナジウムなどが挙げられる。Vの量は、特に限定されないが、酸化チタンに対して、好ましくは0.3〜4atom%である。 Vanadium (V), which is a subcomponent of the denitration catalyst, can be contained by adding a compound containing a vanadium element. Examples of the compound containing a vanadium element include vanadyl sulfate, ammonium metavanadate, vanadium oxide, and the like. The amount of V is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 4 atom% with respect to titanium oxide.
脱硝触媒の副成分として、モリブデン(Mo)またはタングステン(W)をさらに含有させることができる。脱硝触媒の副成分であるモリブデンまたはタングステンはモリブデン元素を含む化合物またはタングステン元素を含む化合物を添加することによって含有させることができる。モリブデン元素を含む化合物としてはモリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸などが挙げられる。タングステン元素を含む化合物としては、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸などが挙げられる。Moの量は、特に限定されないが、酸化チタンに対して、好ましくは0.5〜5atom%である。Wの量は、特に限定されないが、酸化チタンに対して、好ましくは0.5〜5atom%である。
さらに、必要に応じてリン(P)元素を含有させることができる。脱硝触媒に添加することができるリン元素を含む化合物としてはリン酸、ポリリン酸などが挙げられる。Pの量は、特に限定されないが、酸化チタンに対して、好ましくはP原子として0.5〜2質量%である。
As a secondary component of the denitration catalyst, molybdenum (Mo) or tungsten (W) can be further contained. Molybdenum or tungsten, which is a subsidiary component of the denitration catalyst, can be contained by adding a compound containing molybdenum element or a compound containing tungsten element. Examples of the compound containing molybdenum element include ammonium molybdate and molybdic acid. Examples of the compound containing tungsten element include ammonium tungstate and tungstic acid. The amount of Mo is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 5 atom% with respect to titanium oxide. The amount of W is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 5 atom% with respect to titanium oxide.
Furthermore, a phosphorus (P) element can be contained as needed. Examples of the compound containing phosphorus element that can be added to the denitration catalyst include phosphoric acid and polyphosphoric acid. The amount of P is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2% by mass as P atoms with respect to titanium oxide.
本発明に使用される脱硝触媒は、アルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、ビスマス(Bi)、およびマグネシウム(Mg)からなる群より選ばれる少なくともひとつの硫酸塩もしくは酸化物を含有する。 The denitration catalyst used in the present invention contains at least one sulfate or oxide selected from the group consisting of aluminum (Al), manganese (Mn), bismuth (Bi), and magnesium (Mg).
Al、Mn、BiもしくはMgの硫酸塩またはAl、Mn、BiもしくはMgの酸化物の添加量は、特に限定されないが、Al2(SO4)3のみを添加する場合、その添加量は触媒成分質量(TiO2とVとの合計質量、以下同じ)に対して好ましくは2〜6質量%であり、MnSO4のみを添加する場合、その添加量は触媒成分質量に対して好ましくは2〜4質量%であり、Bi2(SO4)3のみを添加する場合、その添加量は触媒成分質量に対して好ましくは4〜9質量%であり、MgSO4のみを添加する場合、その添加量は触媒成分質量に対して好ましくは2〜4質量%であり、Al2O3のみを添加する場合、その添加量は触媒成分質量に対して好ましくは1〜2質量%であり、Mn2O3のみを添加する場合、その添加量は触媒成分質量に対して好ましくは1〜3質量%であり、Bi2O3のみを添加する場合、その添加量は触媒成分質量に対して好ましくは3〜6質量%であり、MgOのみを添加する場合、その添加量は触媒成分質量に対して好ましくは1〜3質量%である。
Al、Mn、BiもしくはMgの硫酸塩、Al、Mn、BiもしくはMgの酸化物を2種以上組み合わせて添加する場合は、上記の範囲内で(Al+Mn+Bi+Mg)/Tiの原子比が1乃至2.5になるようにするとよい。
Al、Mn、BiもしくはMgの硫酸塩またはAl、Mn、BiもしくはMgの酸化物の添加量が、少なすぎると脱硝性能の回復度合いが低くなる傾向があり、多すぎると初期の脱硝性能が低くなる傾向がある。
The addition amount of the sulfate of Al, Mn, Bi or Mg or the oxide of Al, Mn, Bi or Mg is not particularly limited, but when only Al 2 (SO 4 ) 3 is added, the addition amount is the catalyst component. It is preferably 2 to 6% by mass with respect to the mass (the total mass of TiO 2 and V, hereinafter the same), and when only MnSO 4 is added, the addition amount is preferably 2 to 4 with respect to the catalyst component mass. When adding only Bi 2 (SO 4 ) 3 , the addition amount is preferably 4 to 9% by mass with respect to the catalyst component mass, and when adding only MgSO 4 , the addition amount is preferably the catalyst component mass 2 to 4 wt%, in the case of adding only the Al 2 O 3, the amount added is preferably 1-2% by weight relative to the catalyst component weight, Mn 2 O 3 In the case of adding only Preferably 1 to 3% by weight with respect to minute mass, when adding only Bi 2 O 3, the amount added is preferably 3 to 6% by weight relative to the catalyst component weight, the addition of only MgO In this case, the amount added is preferably 1 to 3% by mass relative to the mass of the catalyst component.
When two or more oxides of Al, Mn, Bi, or Mg, or an oxide of Al, Mn, Bi, or Mg are added in combination, the atomic ratio of (Al + Mn + Bi + Mg) / Ti is 1 to 2 within the above range. It should be 5
If the addition amount of Al, Mn, Bi or Mg sulfate or Al, Mn, Bi or Mg oxide is too small, the degree of recovery of the denitration performance tends to be low, and if too large, the initial denitration performance is low. Tend to be.
本発明に使用される脱硝触媒は、例えば、主成分の酸化チタンと副成分のW、Mo、Vなどの元素を含む化合物とAl、Mn、BiもしくはMgの硫酸塩または酸化物とを含んで成る触媒活性物質をハニカム状に成形してなるもの、メタルラスやガラス繊維製板などの板状基材に主成分の酸化チタンと副成分のW、Mo、Vなどの元素を含む化合物とAl、Mn、BiもしくはMgの硫酸塩または酸化物とを含んで成る触媒活性物質を担持してなるものなどが挙げられる。 The denitration catalyst used in the present invention includes, for example, a compound containing titanium oxide as a main component and elements such as W, Mo, V as accessory components and a sulfate or oxide of Al, Mn, Bi or Mg. A catalytically active material formed into a honeycomb shape, a plate-like base material such as a metal lath or glass fiber plate, a compound containing titanium oxide as a main component and elements such as W, Mo, V as subcomponents and Al, Examples thereof include those carrying a catalytically active substance containing a sulfate or oxide of Mn, Bi or Mg.
本発明に使用される触媒層は所望の形状に形成された脱硝触媒を含有してなるものである。触媒層は、例えば、複数の板状脱硝触媒を所定の距離間隔を開けて重ね、それらを枠内に固定したものなどを挙げることができる。係る触媒層は脱硝装置内に設置される。 The catalyst layer used in the present invention contains a denitration catalyst formed in a desired shape. Examples of the catalyst layer include a plurality of plate-shaped denitration catalysts stacked at predetermined distance intervals and fixed in a frame. Such a catalyst layer is installed in a denitration apparatus.
本発明に係る脱硝触媒の性能回復方法では、先ず、上記脱硝触媒を含んで成る触媒層が設置されている脱硝装置に排ガスを流すことによって排ガス浄化処理を行う。
本発明の方法において使用される排ガスは、石炭の燃焼によって発生する排ガスである。該排ガスは、例えば、石炭火力発電設備のボイラなどで発生するものである。この排ガスにはすでに述べたとおりヒ素化合物が含まれている。排ガス浄化処理を継続して行うことによって脱硝触媒に吸着するヒ素化合物の量が増えてくる。ヒ素化合物の吸着量が増えてくるほど脱硝性能が低下してくる。
In the denitration catalyst performance recovery method according to the present invention, first, exhaust gas purification treatment is performed by flowing exhaust gas through a denitration apparatus in which a catalyst layer including the denitration catalyst is installed.
The exhaust gas used in the method of the present invention is exhaust gas generated by combustion of coal. The exhaust gas is generated in, for example, a boiler of a coal-fired power generation facility. As described above, this exhaust gas contains an arsenic compound. By continuously performing the exhaust gas purification treatment, the amount of the arsenic compound adsorbed on the denitration catalyst increases. The denitration performance decreases as the amount of arsenic compound adsorbed increases.
所定のレベルまで脱硝率が低下したときに、上記の排ガス浄化処理を停止させる。そして、本発明の方法においては、前記触媒層に付着したダストを除去する。ダストの除去方法は特に制限されない。ダストの除去は、例えば、ブラシ、低周波振動機、スートブロワ、エアブローガン、サンドブラスト、集塵機などで行うことができる。本発明においては、触媒層以外の箇所(例えば、脱硝装置の内壁)に付着したダストも除去することが好ましい。 When the denitration rate decreases to a predetermined level, the exhaust gas purification process is stopped. And in the method of this invention, the dust adhering to the said catalyst layer is removed. The method for removing dust is not particularly limited. The dust can be removed with, for example, a brush, a low-frequency vibrator, a soot blower, an air blow gun, a sand blast, a dust collector, or the like. In the present invention, it is preferable to remove dust adhering to places other than the catalyst layer (for example, the inner wall of the denitration apparatus).
次に、脱硝装置内を加湿する。加湿の方法は特に制限されないが、本発明において、加湿は、空気と水蒸気とを混合して高湿ガスを生成させ、該高湿ガスを触媒層に流すことによって行うことが好ましい。空気は脱硝装置内に存在するものでも、脱硝装置外に存在するものでもよい。また、窒素、酸素などの空気主要構成成分を混合して人工的に空気を調製してもよい。なお、特許文献2のように液滴やミスト状の水を脱硝装置内に供給すると、該装置内壁面や脱硝触媒層の金属枠表面がすぐに結露してしまい腐食が進行してしまう上に、相対湿度を均一に制御することが困難となるため好ましくない。
高湿ガスの生成のために加湿装置が用いられる。加湿装置としては、浸透膜式、滴下浸透式、毛細管式、回転式などの気化式加湿器;超音波式、遠心式、高圧スプレー式、二流体噴射式などの水噴霧式加湿器;蒸気配管式、電熱式、電極式などの蒸気式加湿器などがある。蒸気式加湿器のうち蒸気配管式加湿器(例えば、二重管式加湿器、間接蒸気式加湿器など)はボイラなどで発生した水蒸気を利用することができる。
Next, the inside of the denitration apparatus is humidified. Although the method of humidification is not particularly limited, in the present invention, humidification is preferably performed by mixing air and water vapor to generate a high-humidity gas and flowing the high-humidity gas through the catalyst layer. The air may exist in the denitration apparatus or may exist outside the denitration apparatus. Alternatively, air may be artificially prepared by mixing main air components such as nitrogen and oxygen. In addition, when droplets or mist-like water is supplied into the denitration device as in Patent Document 2, the inner wall surface of the device and the metal frame surface of the denitration catalyst layer are immediately condensed, and corrosion progresses. This is not preferable because it is difficult to control the relative humidity uniformly.
A humidifier is used for the generation of high humidity gas. Humidifiers include vaporizing humidifiers such as osmotic membrane, dripping and penetrating, capillary, and rotary; water spray humidifiers such as ultrasonic, centrifugal, high-pressure spray, and two-fluid jet; steam piping There are steam humidifiers such as electric, electric, and electrode types. Among steam-type humidifiers, steam-pipe type humidifiers (for example, double-pipe type humidifiers, indirect steam-type humidifiers) can use water vapor generated in a boiler or the like.
加湿は、脱硝装置内の相対湿度が、80〜95%、好ましくは90〜95%になるようにして行う。相対湿度が低すぎると脱硝触媒の細孔内に水が十分供給されないため性能回復の度合いが低くなる傾向がある。相対湿度が高すぎると脱硝装置内の金属壁面や触媒を固定している金属枠などで水蒸気が凝縮して腐食を促す傾向がある。
相対湿度は、脱硝装置内に設置された触媒層の上流部または下流部において測定することが好ましい。相対湿度の測定は、例えば、伸縮式湿度計、バイメタル式湿度計、電気式湿度計、露点計などの湿度測定装置を触媒層の上流部または下流部に設置して行うことができる。触媒層の上流部または下流部における相対湿度が均一になるようにまたは触媒層に高湿ガスを送り込むために送風装置を触媒層の上流部または下流部に設置することができる。
Humidification is performed so that the relative humidity in the denitration apparatus is 80 to 95%, preferably 90 to 95%. If the relative humidity is too low, sufficient water is not supplied into the pores of the denitration catalyst, so that the degree of performance recovery tends to be low. If the relative humidity is too high, the water vapor tends to condense on the metal wall surface in the denitration apparatus or the metal frame on which the catalyst is fixed, thereby promoting corrosion.
The relative humidity is preferably measured at the upstream portion or downstream portion of the catalyst layer installed in the denitration apparatus. The relative humidity can be measured, for example, by installing a humidity measuring device such as a telescopic hygrometer, a bimetal hygrometer, an electric hygrometer, or a dew point meter in the upstream portion or the downstream portion of the catalyst layer. A blower can be installed in the upstream or downstream part of the catalyst layer so that the relative humidity in the upstream part or downstream part of the catalyst layer is uniform or in order to send high-humidity gas into the catalyst layer.
高湿ガスの生成量および触媒層への高湿ガスの流量は、相対湿度の測定値が、前記の値になるように制御することが好ましい。さらに、加湿を行っているときの触媒層の上流部または下流部の雰囲気温度が20〜40℃になるように、前記高湿ガスの温度や流量を制御することが好ましい。温度が低すぎると、空気中の水分量が減少するため、触媒全体を十分に吸湿処理し難くなり、式(2)などで表される反応が抑制される傾向がある。逆に温度が高すぎると、大容量の加湿設備が必要となる上に、環境上、入缶作業が困難になる傾向がある。 It is preferable to control the production amount of the high humidity gas and the flow rate of the high humidity gas to the catalyst layer so that the measured value of the relative humidity becomes the above value. Furthermore, it is preferable to control the temperature and flow rate of the high-humidity gas so that the atmosphere temperature in the upstream portion or downstream portion of the catalyst layer during humidification is 20 to 40 ° C. If the temperature is too low, the amount of moisture in the air will decrease, making it difficult to sufficiently absorb the entire catalyst, and the reaction represented by the formula (2) tends to be suppressed. On the other hand, if the temperature is too high, a large-capacity humidification facility is required, and the canning operation tends to be difficult due to the environment.
脱硝装置内を加湿する時間は、特に制限されないが、数時間〜1日程度が好ましい。加湿終了後、脱硝装置内での結露を防止するために、脱硝装置内を外気などの低湿度ガスに置き換えることが好ましい。 The time for humidifying the inside of the denitration apparatus is not particularly limited, but is preferably about several hours to one day. After the humidification is completed, it is preferable to replace the inside of the denitration apparatus with a low humidity gas such as outside air in order to prevent condensation in the denitration apparatus.
本発明の性能回復方法を行った後、石炭の燃焼によって発生する排ガスの浄化処理を再開させると、初期脱硝率と同程度の脱硝率で排ガスの浄化を行うことができる。 After performing the performance recovery method of the present invention, when the purification treatment of the exhaust gas generated by the combustion of coal is resumed, the exhaust gas can be purified at a denitration rate comparable to the initial denitration rate.
以下に実施例を示して本発明をより詳細に説明する。なお、以下の実施例によって本発明の範囲は制限されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The scope of the present invention is not limited by the following examples.
実施例1 (触媒Aの調製)
酸化チタン粉末(石原産業製、比表面積290m2/g)900g、硫酸アルミニウム13〜14水和物62.6g、20質量%シリカゾル(日産化学製、OSゾル)385gおよび水100gをニーダに入れ、30分間混練して、硫酸イオンをTiO2表面に吸着させた。これに三酸化モリブデン16.2gおよびメタバナジン酸アンモニウム13.2gを添加し、更に1時間混練した。その後、シリカアルミナ系セラミック繊維(東芝ファインレックス製)144gを徐々に添加しながら20分間混練してペーストを得た。該ペーストを厚さ0.2mmのSUS304製鋼板をラス加工して成る厚さ0.7mmのメタルラス基材の上におき、ペーストとメタルラス基材を二枚のポリエチレンシートに挟んで、その状態で一対の加圧ローラに通してメタルラス基材の網目にペーストを埋め込むように塗布した。これを自然乾燥させ、次いで500℃で2時間焼成して板状触媒Aを得た。該板状触媒Aは、Ti/Mo/Vの原子比が98/1/1、硫酸アルミニウム(Al2(SO4)3)の含有量がTiO2に対して4.5質量%であった。この板状触媒Aを幅20mm×長さ100mmのサイズに裁断した。
Example 1 (Preparation of catalyst A)
Titanium oxide powder (Ishihara Sangyo, specific surface area 290 m 2 / g) 900 g, aluminum sulfate 13-14 hydrate 62.6 g, 20% by mass silica sol (Nissan Chemical, OS sol) 385 g and water 100 g are put in a kneader. The mixture was kneaded for 30 minutes to adsorb sulfate ions on the TiO 2 surface. To this, 16.2 g of molybdenum trioxide and 13.2 g of ammonium metavanadate were added and kneaded for an additional hour. Thereafter, 144 g of silica-alumina ceramic fiber (manufactured by Toshiba Fine Rex) was gradually added while kneading for 20 minutes to obtain a paste. The paste is placed on a 0.7 mm thick metal lath substrate formed by lathing a 0.2 mm thick SUS304 steel plate, and the paste and the metal lath substrate are sandwiched between two polyethylene sheets. The paste was embedded in the mesh of the metal lath substrate through a pair of pressure rollers. This was naturally dried and then calcined at 500 ° C. for 2 hours to obtain a plate-like catalyst A. The plate catalyst A had an atomic ratio of Ti / Mo / V of 98/1/1 and an aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) content of 4.5% by mass with respect to TiO 2 . . This plate-like catalyst A was cut into a size of 20 mm wide × 100 mm long.
(初期脱硝率(脱硝率(I))の測定)
管型反応器に幅20mm×長さ100mmの板状触媒Aを1枚充填した。管型反応器を400℃に加熱した。加熱された管型反応器に、表1に示す組成のガスを3.1L/minにて供給して、脱硝率(I)を測定した。結果を表3に示す。
(Initial denitration rate (denitration rate (I)) measurement)
One plate-shaped catalyst A having a width of 20 mm and a length of 100 mm was packed in a tubular reactor. The tubular reactor was heated to 400 ° C. A gas having the composition shown in Table 1 was supplied to the heated tubular reactor at 3.1 L / min, and the denitration rate (I) was measured. The results are shown in Table 3.
(ヒ素による被毒処理)
規定濃度の亜ヒ酸(As2O3)水溶液を定量フィーダで200℃に設定された気化器に導入して水蒸気と亜ヒ酸蒸気を生成させた。これに、窒素、酸素、および二酸化炭素からなる混合ガスを混ぜて、表2に示すガス組成の模擬燃焼排ガスを得た。
幅20mm×長さ100mmの板状触媒Aの充填された350℃の管型反応器に模擬燃焼排ガスを導入して前記触媒Aを模擬燃焼排ガスに50時間曝した。被毒処理された板状触媒Aは亜ヒ酸1質量%を吸着していた。
(Poisoning treatment with arsenic)
An aqueous arsenous acid (As 2 O 3 ) solution having a specified concentration was introduced into a vaporizer set at 200 ° C. with a quantitative feeder to generate water vapor and arsenous acid vapor. This was mixed with a mixed gas composed of nitrogen, oxygen and carbon dioxide to obtain a simulated combustion exhaust gas having the gas composition shown in Table 2.
Simulated combustion exhaust gas was introduced into a 350 ° C. tubular reactor filled with a plate-shaped catalyst A having a width of 20 mm and a length of 100 mm, and the catalyst A was exposed to the simulated combustion exhaust gas for 50 hours. The poisoned plate-like catalyst A adsorbed 1% by mass of arsenous acid.
(被毒後脱硝率(脱硝率(II))の測定)
被毒処理された板状触媒Aの充填された400℃の管型反応器に表1に示す組成のガスを、3.1L/minにて供給して、脱硝率(II)を測定した。結果を表3に示す。
(Measurement of denitration rate after poisoning (denitration rate (II)))
A gas having the composition shown in Table 1 was supplied at a rate of 3.1 L / min to a 400 ° C. tubular reactor filled with the poisoned plate catalyst A, and the denitration rate (II) was measured. The results are shown in Table 3.
(加湿処理)
被毒処理された板状触媒Aが充填された管型反応器に、温度30℃、相対湿度95%に調整された高湿ガスを24時間流した。その後、管型反応器を120℃に加熱して乾燥させた。
(Humidification treatment)
A high-humidity gas adjusted to a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 95% was allowed to flow through the tubular reactor filled with the poisoned plate catalyst A for 24 hours. Thereafter, the tubular reactor was heated to 120 ° C. and dried.
(回復後脱硝率(脱硝率(III))の測定)
加湿処理された板状触媒Aが充填された400℃の管型反応器に表1に示す組成のガスを、3.1L/minにて供給して、脱硝率(III)を測定した。結果を表3に示す。
(Measurement of denitration rate after recovery (denitration rate (III)))
A gas having a composition shown in Table 1 was supplied at a rate of 3.1 L / min to a 400 ° C. tubular reactor filled with a humidified plate catalyst A, and the denitration rate (III) was measured. The results are shown in Table 3.
実施例2 (触媒Bの調製)
硫酸アルミニウム13〜14水和物を硫酸マンガンに置き換えた以外は実施例1と同じ方法で板状触媒Bを得た。板状触媒Bは、硫酸マンガンの含有量がTiO2に対して4質量wt%であった。板状触媒Bについて、実施例1と同じ方法で脱硝率(I)〜(III)を測定した。結果を表3に示す。
Example 2 (Preparation of catalyst B)
A plate catalyst B was obtained in the same manner as in Example 1 except that aluminum sulfate 13-14 hydrate was replaced with manganese sulfate. In the plate-like catalyst B, the content of manganese sulfate was 4% by mass with respect to TiO 2 . For the plate catalyst B, the denitration rates (I) to (III) were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
実施例3 (触媒Cの調製)
硫酸アルミニウム13〜14水和物を硫酸ビスマスに置き換えた以外は実施例1と同じ方法で板状触媒Cを得た。板状触媒Cは、硫酸ビスマスの含有量がTiO2に対して9質量%であった。板状触媒Cについて、実施例1と同じ方法で脱硝率(I)〜(III)を測定した。結果を表3に示す。
Example 3 (Preparation of catalyst C)
A plate catalyst C was obtained in the same manner as in Example 1 except that aluminum sulfate 13-14 hydrate was replaced with bismuth sulfate. In the plate catalyst C, the content of bismuth sulfate was 9% by mass with respect to TiO 2 . With respect to the plate catalyst C, the denitration rates (I) to (III) were measured by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 3.
実施例4 (触媒Dの調製)
硫酸アルミニウム13〜14水和物を硫酸マグネシウムに置き換えた以外は実施例1と同じ方法で板状触媒Dを得た。板状触媒Dは、硫酸マグネシウムの含有量がTiO2に対して3質量%であった。板状触媒Dについて、実施例1と同じ方法で脱硝率(I)〜(III)を測定した。結果を表3に示す。
Example 4 (Preparation of catalyst D)
A plate catalyst D was obtained in the same manner as in Example 1 except that aluminum sulfate 13-14 hydrate was replaced with magnesium sulfate. In the plate-like catalyst D, the content of magnesium sulfate was 3% by mass with respect to TiO 2 . For the plate catalyst D, the denitration rates (I) to (III) were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
比較例1 (触媒Eの調製)
硫酸アルミニウム13〜14水和物を添加しなかった以外は実施例1と同じ方法で板状触媒Eを得た。板状触媒Eについて、実施例1と同じ方法で脱硝率(I)〜(III)を測定した結果を表3に示す。
Comparative Example 1 (Preparation of catalyst E)
A plate-like catalyst E was obtained in the same manner as in Example 1 except that aluminum sulfate 13-14 hydrate was not added. Table 3 shows the results obtained by measuring the denitration rates (I) to (III) of the plate catalyst E by the same method as in Example 1.
触媒Eは、脱硝率(III)が脱硝率(II)に対して3%増加した。これは、表面に局在していたヒ素化合物が触媒全体に広がって、活性点を失活させていたヒ素化合物の濃度が下がり、見かけ上脱硝性能が回復したように見えるだけであると推定する。
これに対して、Al、Mn、BiまたはMgを含有する触媒A〜Dは、加湿処理によって脱硝率(III)が脱硝率(I)と同程度にまで増加した。これは、Al、Mn、BiまたはMgがヒ素化合物と反応してヒ素を無毒化したからであると考える。
これらの結果から、本発明の方法によれば、脱硝装置内に脱硝触媒を充填したままで脱硝触媒の性能を回復させることができる。
In Catalyst E, the denitration rate (III) increased by 3% with respect to the denitration rate (II). This is presumed that the arsenic compound localized on the surface spreads throughout the catalyst, the concentration of the arsenic compound deactivating the active sites is lowered, and it appears that the denitration performance is apparently restored. .
In contrast, the catalysts A to D containing Al, Mn, Bi, or Mg have a denitration rate (III) increased to the same level as the denitration rate (I) by the humidification treatment. This is considered to be because Al, Mn, Bi, or Mg reacted with the arsenic compound to detoxify arsenic.
From these results, according to the method of the present invention, the performance of the denitration catalyst can be recovered while the denitration apparatus is still filled in the denitration apparatus.
Claims (5)
前記排ガス浄化処理を停止し、
前記触媒層に付着したダストを除去し、
次いで、脱硝装置内を相対湿度80〜95%に加湿することを含む、
前記触媒層を脱硝装置に設置したままで脱硝触媒の性能を回復させる方法。 At least one selected from the group consisting of titanium oxide as a main component, vanadium (V) as a subcomponent, and aluminum (Al), manganese (Mn), bismuth (Bi), and magnesium (Mg) An exhaust gas purification treatment is performed by flowing an exhaust gas generated by coal combustion in a denitration apparatus in which a catalyst layer including a denitration catalyst further containing a sulfate or an oxide is installed,
Stop the exhaust gas purification treatment,
Removing dust adhering to the catalyst layer;
Then, humidifying the inside of the denitration apparatus to a relative humidity of 80 to 95%,
A method of recovering the performance of a denitration catalyst while the catalyst layer is installed in a denitration apparatus.
該測定値が前記の値になるように、
前記高湿ガスの生成量および前記高湿ガスの流量を制御することをさらに含む、請求項2に記載の方法。 Measure the relative humidity at the upstream or downstream part of the catalyst layer installed in the denitration device,
So that the measured value becomes the above value,
The method according to claim 2, further comprising controlling a production amount of the high-humidity gas and a flow rate of the high-humidity gas.
空気と水蒸気とを混合して高湿ガスを生成させるための加湿装置、触媒層に前記高湿ガスを流すための送風装置、触媒層の上流部または下流部における相対湿度を測定するための湿度測定装置、および脱硝装置内に設置された触媒層の上流部または下流部における相対湿度測定値が80〜95%になるように高湿ガス生成量および高湿ガス流量を制御するための制御装置を有する脱硝触媒性能回復設備
を有する、石炭の燃焼によって発生する排ガスの浄化のために用いられる脱硝装置。 At least one selected from the group consisting of titanium oxide as a main component, vanadium (V) as a subcomponent, and aluminum (Al), manganese (Mn), bismuth (Bi), and magnesium (Mg) A catalyst layer comprising a denitration catalyst further containing sulfate or oxide, a humidifier for mixing air and water vapor to generate a high humidity gas, and a blower for flowing the high humidity gas through the catalyst layer , A humidity measuring device for measuring the relative humidity in the upstream or downstream portion of the catalyst layer, and the relative humidity measurement value in the upstream or downstream portion of the catalyst layer installed in the denitration device is 80 to 95% Exhaust gas generated by combustion of coal having a denitration catalyst performance recovery facility with a control device for controlling the amount of high-humidity gas generation and high-humidity gas flow rate Denitration equipment used for purification of water.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015096941A JP2016209835A (en) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | Method for recovering performance of denitration catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015096941A JP2016209835A (en) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | Method for recovering performance of denitration catalyst |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016209835A true JP2016209835A (en) | 2016-12-15 |
Family
ID=57550945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015096941A Pending JP2016209835A (en) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | Method for recovering performance of denitration catalyst |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016209835A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021171626A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 中国電力株式会社 | Denitrification catalyst abrading method and denitrification catalyst abrading device |
CN114870910A (en) * | 2022-05-24 | 2022-08-09 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | Method for carrying out in-situ regeneration on SCR denitration catalyst by coupling with cement production process |
-
2015
- 2015-05-11 JP JP2015096941A patent/JP2016209835A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021171626A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 中国電力株式会社 | Denitrification catalyst abrading method and denitrification catalyst abrading device |
CN114870910A (en) * | 2022-05-24 | 2022-08-09 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | Method for carrying out in-situ regeneration on SCR denitration catalyst by coupling with cement production process |
CN114870910B (en) * | 2022-05-24 | 2024-04-30 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | Method for in-situ regeneration of SCR denitration catalyst by coupling with cement production process |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5126718B2 (en) | Exhaust gas purification catalyst | |
WO2011074230A1 (en) | Method for removing mercury from combustion gas, and combustion gas cleaner | |
WO2015099024A1 (en) | Ammonia decomposition catalyst | |
JP2013244469A (en) | Method for producing denitration catalyst | |
KR102625031B1 (en) | Catalysts, exhaust systems and methods for exhaust gas treatment | |
JP5636577B2 (en) | Method for purifying exhaust gas containing metallic mercury and oxidation catalyst for metallic mercury in exhaust gas | |
KR101843214B1 (en) | Exhaust gas purification catalyst and production method therefor, and method for purifying nitrogen oxide in exhaust gas | |
JP2020515384A (en) | Catalyst, exhaust system and method for treating exhaust gas | |
JP2015104725A (en) | Method for oxidation treatment of metallic mercury in gas by using used denitration catalyst | |
JP2016209835A (en) | Method for recovering performance of denitration catalyst | |
RU2429908C1 (en) | Catalyst for treating exhaust gases | |
JP4346706B2 (en) | Catalyst carrier, production method thereof, denitration catalyst and denitration method | |
TWI465285B (en) | An exhaust gas purification catalyst capable of suppressing the influence of an iron compound, an exhaust gas purification method using the same, and a manufacturing method thereof | |
JP4994008B2 (en) | Purification equipment for exhaust gas containing nitrogen oxides and metallic mercury | |
KR101329828B1 (en) | A tungsten/titania-based catalyst and a method of preparing the same | |
JPH01111443A (en) | Nitrogen oxide removing catalyst | |
JP2016036779A (en) | Denitration method of flue gas | |
JP2015116512A (en) | Adsorbent for removing arsenic or phosphorus from flue gas and flue gas purification method using the same | |
JP5804836B2 (en) | Denitration catalyst for catalytic catalytic reduction | |
JP2010017687A (en) | Catalyst for cleaning exhaust gas and manufacturing method therefor | |
JP2014008480A (en) | Method for regenerating spent denitration catalyst | |
WO2010016250A1 (en) | Catalyst for removing nitrogen oxide, system for removing nitrogen oxide using same and method for removing nitrogen oxide using same | |
JP2014200757A (en) | Cumulative catalyst poison adsorbent, and combustion exhaust gas purification method | |
JPH09271638A (en) | Treatment of exhaust gas | |
JP2011230043A (en) | Nitrogen oxide-removing catalyst and nitrogen oxide-removing device using the same |