JP3009508B2 - 燃焼排ガス中の亜酸化窒素の低減法 - Google Patents
燃焼排ガス中の亜酸化窒素の低減法Info
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- JP3009508B2 JP3009508B2 JP3168010A JP16801091A JP3009508B2 JP 3009508 B2 JP3009508 B2 JP 3009508B2 JP 3168010 A JP3168010 A JP 3168010A JP 16801091 A JP16801091 A JP 16801091A JP 3009508 B2 JP3009508 B2 JP 3009508B2
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- nitrous oxide
- combustion
- flue gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
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- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は事業用、産業用のボイ
ラ、特に燃焼温度が低い（７００〜９００℃）流動床方
式のボイラ又は都市ゴミ焼却炉等より発生する亜酸化窒
素（Ｎ2 Ｏ）を含む排ガス中の亜酸化窒素の低減方法に
関する。
ラ、特に燃焼温度が低い（７００〜９００℃）流動床方
式のボイラ又は都市ゴミ焼却炉等より発生する亜酸化窒
素（Ｎ2 Ｏ）を含む排ガス中の亜酸化窒素の低減方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）は地球環境上問題
ある物質として注目され始めたのが比較的最近であるた
め、その低減方法については殆ど技術的な検討がなされ
ていないのが現状である。
ある物質として注目され始めたのが比較的最近であるた
め、その低減方法については殆ど技術的な検討がなされ
ていないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｎ2 Ｏは炭酸ガスと同
様の温室効果を有し、また、フロン（フルオロカーボ
ン）ガスと同様に成層圏のオゾン層破壊の原因物質とな
るために、近時地球規模の環境問題に関連して注目され
るようになった。このＮ2 Ｏは一般に高温度（１３００
℃以上）での燃焼方式（微粉炭燃焼、ガス燃焼、油燃焼
等）では殆ど生じないが、流動床など低温度（７００〜
９００℃）で燃焼させる方式ではかなりの濃度で発生す
ることが一般に認められつつある。
様の温室効果を有し、また、フロン（フルオロカーボ
ン）ガスと同様に成層圏のオゾン層破壊の原因物質とな
るために、近時地球規模の環境問題に関連して注目され
るようになった。このＮ2 Ｏは一般に高温度（１３００
℃以上）での燃焼方式（微粉炭燃焼、ガス燃焼、油燃焼
等）では殆ど生じないが、流動床など低温度（７００〜
９００℃）で燃焼させる方式ではかなりの濃度で発生す
ることが一般に認められつつある。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、いったん生
成した排ガス中のＮ2 Ｏを簡単な手段によって効率的に
低減する方法を提供しようとするものである。
成した排ガス中のＮ2 Ｏを簡単な手段によって効率的に
低減する方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は燃焼排ガスを除
塵用多孔性セラミックスフィルタを通過させ、その後流
で該排ガス温度が５５０℃以上である領域に配置したγ
−アルミナよりなる触媒層を更に該排ガスを通過させる
ことを特徴とする燃焼排ガス中の亜酸化窒素の低減法で
ある。
塵用多孔性セラミックスフィルタを通過させ、その後流
で該排ガス温度が５５０℃以上である領域に配置したγ
−アルミナよりなる触媒層を更に該排ガスを通過させる
ことを特徴とする燃焼排ガス中の亜酸化窒素の低減法で
ある。
【０００６】すなわち、本発明は燃焼排ガス中の亜酸化
窒素を５５０℃以上の比較的高い温度域で、多孔性セラ
ミックスフィルタとＮ2 Ｏ分解触媒の組み合せにより、
窒素に分解するようにした燃焼排ガス中の亜酸化窒素の
低減法である。
窒素を５５０℃以上の比較的高い温度域で、多孔性セラ
ミックスフィルタとＮ2 Ｏ分解触媒の組み合せにより、
窒素に分解するようにした燃焼排ガス中の亜酸化窒素の
低減法である。
【０００７】一般に工業用触媒はペレット、粒状、ある
いはハニカム状に整形して用いるが、燃焼排ガス中に固
形分が多量に含まれていると運転中に目詰りを生じる不
具合がある。本発明にいう多孔性セラミックスフィルタ
とは、排ガス中の未燃カーボン、灰分などの固形物を微
細な孔に付着させて除くもので、従来の電気集塵機ある
いはスクラバ等の方式より、高い温度で適用可能なもの
である。
いはハニカム状に整形して用いるが、燃焼排ガス中に固
形分が多量に含まれていると運転中に目詰りを生じる不
具合がある。本発明にいう多孔性セラミックスフィルタ
とは、排ガス中の未燃カーボン、灰分などの固形物を微
細な孔に付着させて除くもので、従来の電気集塵機ある
いはスクラバ等の方式より、高い温度で適用可能なもの
である。
【０００８】多孔性セラミックスの材料としては、アル
ミナ、マグネシア等の耐高温性のものが用いられる。ま
たフィルタの形状としては、ハニカム状のエレメントを
充填したものあるいは円筒状で円筒内側を固形分を含ん
だ燃焼排ガスが流通し円筒材中で固形分を吸着した後、
円筒外側へ清浄な排ガスが流出する型式のものなど燃焼
排ガスの流量や固形分濃度に応じて適宜選択して使用さ
れる。
ミナ、マグネシア等の耐高温性のものが用いられる。ま
たフィルタの形状としては、ハニカム状のエレメントを
充填したものあるいは円筒状で円筒内側を固形分を含ん
だ燃焼排ガスが流通し円筒材中で固形分を吸着した後、
円筒外側へ清浄な排ガスが流出する型式のものなど燃焼
排ガスの流量や固形分濃度に応じて適宜選択して使用さ
れる。
【０００９】また、Ｎ2 Ｏ分解触媒としては、本発明者
らの試験によれば、γ（ガンマ）アルミナが５５０℃以
上の温度域でＮ2 Ｏの分解性能を有しており、セラミッ
クスフィルタとの組み合せに適している。ここでγ−ア
ルミナとは酸化アルミニウムの結晶形の一つであり、最
も安定なα型とは異なり、スピネル型に近い結晶構造を
有するもので、工業的には脱水触媒などとして用いられ
ているものである。
らの試験によれば、γ（ガンマ）アルミナが５５０℃以
上の温度域でＮ2 Ｏの分解性能を有しており、セラミッ
クスフィルタとの組み合せに適している。ここでγ−ア
ルミナとは酸化アルミニウムの結晶形の一つであり、最
も安定なα型とは異なり、スピネル型に近い結晶構造を
有するもので、工業的には脱水触媒などとして用いられ
ているものである。
【００１０】すなわち、本発明は、高温度でダスト除去
可能な多孔性セラミックスフィルタと、高温度でＮ2 Ｏ
分解性能を有する触媒の組み合せにより排ガス中のＮ2
Ｏを有効に低減するものである。
可能な多孔性セラミックスフィルタと、高温度でＮ2 Ｏ
分解性能を有する触媒の組み合せにより排ガス中のＮ2
Ｏを有効に低減するものである。
【００１１】以上の趣旨から本発明は多孔性セラミック
スフィルタの後流にＮ2 Ｏ分解用の触媒層を分離して設
置すること、あるいは両者を一体化して設置すること、
或いはフィルタの排ガス出口側にＮ2 Ｏ分解触媒を塗布
・焼結させること等も可能である。
スフィルタの後流にＮ2 Ｏ分解用の触媒層を分離して設
置すること、あるいは両者を一体化して設置すること、
或いはフィルタの排ガス出口側にＮ2 Ｏ分解触媒を塗布
・焼結させること等も可能である。
【００１２】
【作用】Ｎ2 Ｏは５５０℃以上でのγ−アルミナの作用
により、実用的な速度及び耐久性を維持してＮ2 とＯ2
に分解することが本発明者らの実験によって判明した。
により、実用的な速度及び耐久性を維持してＮ2 とＯ2
に分解することが本発明者らの実験によって判明した。
【００１３】以下にＮ2 Ｏ分解触媒に関する本発明者ら
の実験結果について述べる。
の実験結果について述べる。
【００１４】Ｎ2 Ｏ：４９ppm 、Ｏ2 ：３％、残部：Ｎ
2 よりなる供試ガスを標準ガスボンベと浮遊式流量計に
て調整し、磁製反応管（アルミナ製内径２０mm、有効加
熱長１５０mm）と電気炉よりなる流動式反応装置を用い
てＮ2 Ｏの分解挙動を調査した。反応時間は０．４秒、
ガス流量は２Ｎｌ／分、またＮ2 Ｏ濃度の分析はＥＣＤ
検出器ガスクロマトグラフによった。なお、触媒は球の
γ−アルミナ（球径４mm）２０ｇを充填した。なお、比
較のため、安定なα−アルミナ及び無充填の試験も併せ
実施した。
2 よりなる供試ガスを標準ガスボンベと浮遊式流量計に
て調整し、磁製反応管（アルミナ製内径２０mm、有効加
熱長１５０mm）と電気炉よりなる流動式反応装置を用い
てＮ2 Ｏの分解挙動を調査した。反応時間は０．４秒、
ガス流量は２Ｎｌ／分、またＮ2 Ｏ濃度の分析はＥＣＤ
検出器ガスクロマトグラフによった。なお、触媒は球の
γ−アルミナ（球径４mm）２０ｇを充填した。なお、比
較のため、安定なα−アルミナ及び無充填の試験も併せ
実施した。
【００１５】結果を表１に示す。表１に示したように、
Ｎ2 Ｏはγ−アルミナの存在下では５５０℃以上で有効
に低減されることが判明した。なお、出口ガス中のＮ
Ｏ、Ｎ 2 Ｏ濃度は、いずれの条件でも１ppm 以下であ
り、Ｎ2 Ｏは無害なＮ2 とＯ2 に分解されている。
Ｎ2 Ｏはγ−アルミナの存在下では５５０℃以上で有効
に低減されることが判明した。なお、出口ガス中のＮ
Ｏ、Ｎ 2 Ｏ濃度は、いずれの条件でも１ppm 以下であ
り、Ｎ2 Ｏは無害なＮ2 とＯ2 に分解されている。
【表１】
【００１６】
【実施例】本発明の一実施例を図１によって説明する。
図１において、１は燃焼炉本体、２は同燃焼炉本体１内
に設けられた流動床燃焼部、３は燃焼用空気の供給ライ
ン、４は流動床燃焼部２へ供給される主燃料である石炭
の供給ライン、５は燃焼炉本体１の上部に接続された未
燃炭素回収用の多孔性セラミックスフィルタ、６はＮ2
Ｏ分解触媒の充填層であり、５，６が本発明の主要構成
要素である。
図１において、１は燃焼炉本体、２は同燃焼炉本体１内
に設けられた流動床燃焼部、３は燃焼用空気の供給ライ
ン、４は流動床燃焼部２へ供給される主燃料である石炭
の供給ライン、５は燃焼炉本体１の上部に接続された未
燃炭素回収用の多孔性セラミックスフィルタ、６はＮ2
Ｏ分解触媒の充填層であり、５，６が本発明の主要構成
要素である。
【００１７】一般に多孔性セラミックスフィルタ５及び
触媒充填層６は５５０〜９００℃で運転される。
触媒充填層６は５５０〜９００℃で運転される。
【００１８】前記の流動床燃焼部２においては、石炭
（豪州炭）を８５０℃の温度、残留酸素濃度３．５％で
燃焼した。石炭供給量は１００kg／時間であり、触媒と
して球径５mmのγ−アルミナを空間速度（ＳＶ）＝１
０，０００ｈｒ-1になるように充填した。図１で８，９
はＮ2 Ｏ濃度の第１及び第２計測点であり、７は後流へ
のＮ2 Ｏ除去後排ガスの流路である。
（豪州炭）を８５０℃の温度、残留酸素濃度３．５％で
燃焼した。石炭供給量は１００kg／時間であり、触媒と
して球径５mmのγ−アルミナを空間速度（ＳＶ）＝１
０，０００ｈｒ-1になるように充填した。図１で８，９
はＮ2 Ｏ濃度の第１及び第２計測点であり、７は後流へ
のＮ2 Ｏ除去後排ガスの流路である。
【００１９】以上の方法により、多孔性フィルタ５の入
口濃度６９ppm のＮ2 Ｏを１．２ppm まで低減させるこ
とができた。また排ガス中に含まれるＳＯ2 の濃度は約
３０ppm であったが、これに被毒されることなく、７５
０時間後の性能は初期と殆ど差がなく、耐久性にも問題
がないことが確認された。
口濃度６９ppm のＮ2 Ｏを１．２ppm まで低減させるこ
とができた。また排ガス中に含まれるＳＯ2 の濃度は約
３０ppm であったが、これに被毒されることなく、７５
０時間後の性能は初期と殆ど差がなく、耐久性にも問題
がないことが確認された。
【００２０】また多孔性セラミックスフィルタ５を設置
したことにより、排ガス中に含まれる未燃カーボンや灰
分が除去され、Ｎ2 Ｏ分解触媒充填層の目詰りや触媒性
能の劣化が防止でき、長期間の連続運転が可能になっ
た。
したことにより、排ガス中に含まれる未燃カーボンや灰
分が除去され、Ｎ2 Ｏ分解触媒充填層の目詰りや触媒性
能の劣化が防止でき、長期間の連続運転が可能になっ
た。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、未燃カ
ーボンや灰分等のダスト及びＮ2 Ｏを含む燃焼排ガスの
高温部に、多孔性セラミックスフィルタ及びＮ2 Ｏの分
解触媒を設置するという簡単な手段によって、地球温室
効果および成層圏オゾン層破壊の原因物質の一であるＮ
2 Ｏを容易、低廉、かつ効果的に低減することができ
る。
ーボンや灰分等のダスト及びＮ2 Ｏを含む燃焼排ガスの
高温部に、多孔性セラミックスフィルタ及びＮ2 Ｏの分
解触媒を設置するという簡単な手段によって、地球温室
効果および成層圏オゾン層破壊の原因物質の一であるＮ
2 Ｏを容易、低廉、かつ効果的に低減することができ
る。
【図１】本発明の一実施例の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 聡 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 小林 敬古 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社 本社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/86,53/94 B01J 21/00 - 38/74
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼排ガスを除塵用多孔性セラミックス
フィルタを通過させ、その後流で該排ガス温度が５５０
℃以上である領域に配置したγ−アルミナよりなる触媒
層を更に該排ガスを通過させることを特徴とする燃焼排
ガス中の亜酸化窒素の低減法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168010A JP3009508B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 燃焼排ガス中の亜酸化窒素の低減法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168010A JP3009508B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 燃焼排ガス中の亜酸化窒素の低減法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515742A JPH0515742A (ja) | 1993-01-26 |
| JP3009508B2 true JP3009508B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=15860136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3168010A Expired - Lifetime JP3009508B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 燃焼排ガス中の亜酸化窒素の低減法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3009508B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5555913B2 (ja) * | 2009-12-08 | 2014-07-23 | 出光興産株式会社 | 燃焼装置におけるＮ２ＯおよびＮＯｘの排出抑制方法 |
| TWI786954B (zh) * | 2021-11-22 | 2022-12-11 | 財團法人工業技術研究院 | 同時去除易燃氣體與一氧化二氮的裝置與方法 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3168010A patent/JP3009508B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0515742A (ja) | 1993-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991102 |