KR20220025883A - 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치 - Google Patents

재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220025883A
KR20220025883A KR1020227003204A KR20227003204A KR20220025883A KR 20220025883 A KR20220025883 A KR 20220025883A KR 1020227003204 A KR1020227003204 A KR 1020227003204A KR 20227003204 A KR20227003204 A KR 20227003204A KR 20220025883 A KR20220025883 A KR 20220025883A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
denitration
titanium oxide
denitration catalyst
catalyst
regenerated
Prior art date
Application number
KR1020227003204A
Other languages
English (en)
Inventor
사토루 시시도
유 우라베
다쿠마 구라이
히로시 가코
가츠미 노치
Original Assignee
미츠비시 파워 가부시키가이샤
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 미츠비시 파워 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 파워 가부시키가이샤
Publication of KR20220025883A publication Critical patent/KR20220025883A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8628—Processes characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/88—Handling or mounting catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/90—Injecting reactants
    • 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
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • 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
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/20—Regeneration or reactivation
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/20—Vanadium, niobium or tantalum
    • B01J23/22—Vanadium
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/28—Molybdenum
    • 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
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/30—Tungsten
    • 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
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
    • 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
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/16—Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
    • B01J27/18—Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr with metals other than Al or Zr
    • B01J27/1802—Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates
    • 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
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J27/188—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
    • B01J27/19—Molybdenum
    • 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
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J27/195—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with vanadium, niobium or tantalum
    • B01J27/198—Vanadium
    • 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
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
    • B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J27/195—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with vanadium, niobium or tantalum
    • B01J27/198—Vanadium
    • B01J27/199—Vanadium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
    • 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
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/28—Regeneration or reactivation
    • 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
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • 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
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/613—10-100 m2/g
    • 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
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/615—100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B01J37/0217—Pretreatment of the substrate before coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024—Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0244—Coatings comprising several layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/04—Mixing
    • 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
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/48—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended
    • B01J38/68—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended including substantial dissolution or chemical precipitation of a catalyst component in the ultimate reconstitution of the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/02—Preparation of nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B5/00—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20707—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20723—Vanadium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20769—Molybdenum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20776—Tungsten
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/902—Multilayered catalyst
    • B01D2255/9022—Two layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/92—Dimensions
    • B01D2255/9207—Specific surface
    • 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
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • 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
    • B01D2258/0283—Flue 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

사용 완료 탈질 촉매를 이용하여, 사용 전의 탈질 촉매에 비하여 탈질 성능이 회복된 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 개시에 관계되는 재생 탈질 촉매는, 제1 산화티타늄을 주성분으로서 포함하는, 환원제를 사용하여 가스 중의 질소산화물을 질소 및 물로 분해하는 탈질 반응에 사용 완료된 탈질 촉매와, 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 큰 제2 산화티타늄이 혼재한다. 제1 산화티타늄 및 제2 산화티타늄의 총중량에 대한 제2 산화티타늄의 함유율은, 10중량％ 이상 90중량％ 이하인 것이 바람직하다.

Description

재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치
본 개시는, 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치에 관한 것이다.
보일러, 가스 터빈 및 연소로 등으로부터 배출되는 연소 배기 가스 중에는, 질소산화물(이하, NOx)이 포함된다. 배기 가스 중의 NOx를 제거하는 방법으로서 암모니아 접촉 환원법이 널리 알려져 있다. 암모니아 접촉 환원법에서는, 탈질 촉매의 존재 하에서, 암모니아(NH3)를 환원제로서 사용하여, NOx를 무해한 질소 및 물로 분해하는 탈질 반응을 행한다.
탈질 반응을 촉진시키는 탈질 촉매로서는, 산화티타늄을 주성분으로서 함유하는 촉매가 널리 사용되고 있다. 탈질 촉매는, 장기간의 사용 동안에, 탈질 반응의 반응률이 되는 탈질 성능이 저하된다. 탈질 성능의 저하는, 미분상 물질을 포함한 연소 배기 가스에 폭로되는 것에 의한 마모, 예를 들어 350℃ 이상의 탈질 반응 온도에서 촉매 자체의 신터링에 의한 촉매 입자의 조대화, 연소 배기 가스 중에 포함되는 촉매독 성분(알칼리 성분, 비소, 인 등) 및/또는 칼슘의 부착 등에 기인한다. 촉매독 성분이란, 촉매와 작용하여 그 성능을 저하시키는 물질이다. 탈질 성능이 저하된 탈질 촉매는 새로운 탈질 촉매로 교환되고, 사용 완료된 탈질 촉매는 폐기된다.
폐기에 수반하는 환경 부하 및 폐기 처리 비용의 관점에서, 사용 완료 탈질 촉매의 폐기량의 저감이 요망된다. 폐기량을 저감시키기 위해서는, 탈질 촉매의 수명을 연장시키거나, 또는, 사용 완료 탈질 촉매를 재이용하는 것을 생각할 수 있다.
특허문헌 1에서는, Bi와 P2O5를 포함하는 탈질 촉매 성분의 양을 규정하고, SO2 산화율의 상승을 저감하면서 종래보다도 장기간 사용할 수 있는 탈질 촉매를 개시하고 있다.
사용 완료된 탈질 촉매에 부착된 규소 화합물은, SO2 산화율 상승의 요인이 되는 저해 물질이다. 특허문헌 2에서는, 사용 완료된 탈질 촉매에 부착된 규소 화합물을 알칼리 수용액으로 제거한 후, 산 수용액으로 활성화하여 슬러리상의 촉매 성분을 사용 완료된 탈질 촉매의 표면에 도포한다. 이에 의해, 사용 완료된 탈질 촉매의 SO2 산화율의 상승을 억제하면서 탈질 성능을 회복시키고 있다.
특허문헌 3에서는, 사용 완료 탈질 촉매를 분쇄한 분체를, 새로운 탈질 촉매의 원료의 일부로서 재이용하고 있다.
국제 공개 제2008/093713호 일본 특허 공개 제2013-56319호 공보 일본 특허 공개 제2004-209355호 공보
상술한 바와 같이, 탈질 성능의 저하는, 탈질 촉매 표면의 마모, 신터링에 의한 촉매 입자의 조대화, 촉매독 성분(알칼리 성분, 비소, 인 등) 및/또는 칼슘의 부착 등에 기인하여 발생한다. 사용 완료 탈질 촉매는, 사용 전의 탈질 촉매에 비하여 탈질 성능이 저하되어 있다. 그 때문에, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된, Bi와 P2O5를 포함하는 탈질 촉매 성분의 조정, 및 슬러리상의 촉매 성분의 도포에서는, 마모에 의해 표면적이 감소한 사용 완료된 탈질 촉매의 촉매 성능을 회복시키는 것은 어렵다. 특허문헌 3에 기재된, 새로운 탈질 촉매의 원료와의 혼합에서도, 원하는 탈질 성능의 회복에 불충분하게 될 우려가 있다.
본 개시는, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 사용 완료 탈질 촉매의 재생 시에 있어서, 재생 전의 사용 완료 탈질 촉매에 비하여 탈질 성능이 회복된 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 개시의 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치는 이하의 수단을 채용한다.
본 개시의 일 양태는, 제1 산화티타늄을 주성분으로서 포함하는, 환원제를 사용하여 가스 중의 질소산화물을 질소 및 물로 분해하는 탈질 반응에 사용 완료된 탈질 촉매와, 상기 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 큰 제2 산화티타늄이 혼재하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매를 제공한다.
본 개시의 일 양태는, 제1 산화티타늄을 주성분으로서 포함하는, 환원제를 사용하여 가스 중의 질소산화물을 질소 및 물로 분해하는 탈질 반응에 사용 완료된 탈질 촉매 분체와, 상기 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 큰 제2 산화티타늄을 혼합한 혼합 분체를 사용하여 제조하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매의 제조 방법을 제공한다.
본 개시에 의하면, 사용 완료 탈질 촉매의 재생 시에 있어서, 사용 완료 탈질 촉매보다도 비표면적이 큰 새로운 탈질 촉매(제2 산화티타늄)를 사용함으로써 마모에 의해 감소된 사용 완료 탈질 촉매의 표면적을 보충하여, 재생 전의 사용 완료 탈질 촉매에 비하여 탈질 성능이 회복된 재생 탈질 촉매가 된다.
도 1은 제1 실시 형태에 관계되는 일례로서의 재생 탈질 촉매의 부분 종단면 도이다.
도 2는 판상의 재생 탈질 촉매의 사시도이다.
도 3은 판상의 재생 탈질 촉매를 구비한 촉매 유닛의 개략도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관계되는 재생 탈질 촉매의 제조 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 제2 실시 형태에 관계되는 일례로서의 재생 탈질 촉매의 부분 종단면 도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 관계되는 재생 탈질 촉매의 제조 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 고비표면적 TiO2 함유율과, 탈질 성능 및 강도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 인의 첨가와, 재생 탈질 촉매의 탈질 성능 및 SO2 산화의 관계를 도시하는 도면이다.
도 9는 인의 첨가와, 재생 탈질 촉매의 강도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 10은 바나듐 화합물의 첨가와, 재생 탈질 촉매의 탈질 성능 및 SO2 산화의 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 몇 가지 실시 형태에 관계되는 일 실시예의 탈질 장치를 구비하는 연소 가스 발생 장치의 주요부를 도시한 개략도이다.
본 개시는, 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치에 관한 것이다. 「재생 탈질 촉매」는, 사용 완료 탈질 촉매에서 유래되는 분체를 원료로서 사용하여 새롭게 제조된 탈질 촉매이다. 탈질 반응은, 가스 중의 질소산화물을, 환원제를 사용하여 질소 및 물로 분해하는 반응이다.
「사용 완료 탈질 촉매」는, 석탄 연소 보일러 등의 설비에서 사용되어서 탈질 성능이 열화되어, 교환 대상으로 된 탈질 촉매이다. 교환 기준은, 설비마다 정의될 수 있다. 석탄 연소 보일러 등의 설비에서 사용되는 탈질 촉매는, 산화티타늄을 주성분으로 한 공지된 탈질 촉매이면 된다.
이하에, 본 개시에 관계되는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치의 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
〔제1 실시 형태〕
본 실시 형태에 관계되는 재생 탈질 촉매는, 제1 산화티타늄을 주성분으로 한 사용 완료 탈질 촉매와, 제2 산화티타늄을 포함한다. 재생 탈질 촉매에 있어서, 사용 완료 탈질 촉매에 포함되는 제1 산화티타늄과, 제2 산화티타늄은 혼재하고 있다. 산화티타늄(제1 산화티타늄과 제2 산화티타늄)은 재생 탈질 촉매의 전체 중량에 대하여 예를 들어 60중량％ 내지 85중량％의 범위, 바람직하게는 70중량％ 내지 80중량％의 범위에서 재생 탈질 촉매에 포함되어 있으면 된다.
「제1 산화티타늄」은, 사용 전의 탈질 촉매에 포함되어 있었던 산화티타늄의 사용 후에서의 호칭이다. 「주성분」이란, 대상물에 가장 많이 포함되는 성분을 가리킨다. 사용 전의 탈질 촉매에 포함되어 있었던 산화티타늄의 단위 중량당의 비표면적은, 예를 들어, 100㎡/g 정도여도 된다. 사용 전의 탈질 촉매에 포함되어 있었던 산화티타늄의 단위 중량당의 비표면적은, 예를 들어, 200㎡/g 이상의 것이어도 된다.
제1 산화티타늄은, 제2 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 작다. 제1 산화티타늄의 대부분의 단위 중량당의 비표면적은, 예를 들어, 50㎡/g 이상 100㎡/g 미만이어도 된다. 또한, 「대부분」이란 제1 산화티타늄의 비표면적 분포를 상정했을 때에, 평균 비표면적에 대하여 ±표준 편차 1.5σ에 들어가는 것, 더욱 바람직하게는 ±표준 편차 2σ에 들어가는 것을 나타내고 있다.
사용 완료 탈질 촉매는, 공지된 탈질 촉매에 포함되는 성분을 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 사용 완료 탈질 촉매는, 활성 성분을 포함할 수 있다. 활성 성분은, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 바나듐(V), 인(P), 황(S) 등의 원소를 포함하는 성분이다. 사용 완료 탈질 촉매는, 활성 성분 이외에, 결합재, 보강재 등의 보조제가 포함되어 있어도 된다. 보조제로서는, 실리카졸, 이수 석고, 황산알루미늄, 무기 섬유 등을 들 수 있다.
제2 산화티타늄은, 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 크다. 제2 산화티타늄의 대부분의 단위 중량당의 비표면적은, 예를 들어 200㎡/g 이상 400㎡/g 이하이고, 또한 350㎡/g 이상 400㎡/g 이하인 것이 촉매 활성을 향상시키는 점에서 바람직하다. 그 밖에, 제2 산화티타늄으로서, 비표면적이 보다 큰 것을 사용하면, 제1 산화티타늄을 사용하는 경우와 비교하여 소량의 혼합으로 표면적을 증가시킬 수 있다. 그 때문에, 전체 산화티타늄에 대한 제1 산화티타늄의 함유율을 용이하게 증가시킬 수 있다. 즉, 재생할 수 있는 사용 완료 촉매량을 용이하게 증가시킬 수 있다. 또한, 「대부분」이란 제2 산화티타늄의 비표면적 분포를 상정했을 때에, 평균 비표면적에 대하여 ±표준 편차 1.5σ에 들어가는 것, 더욱 바람직하게는 ±표준 편차 2σ에 들어가는 것을 나타내고 있다. 제2 산화티타늄은, 단위 중량당의 비표면적이 크기 때문에 제1 산화티타늄보다도 탈질 성능이 높다.
재생 탈질 촉매에 있어서의 전체 산화티타늄에 대한 제2 산화티타늄의 함유율은, 10중량％ 이상 90중량％ 이하의 범위에서 선정한다. 또한, 제2 산화티타늄은 제1 산화티타늄과 비교하여 무르다. 따라서, 탈질 촉매의 강도 향상의 관점에서, 제2 산화티타늄의 함유율은, 바람직하게는 25중량％ 이상 50중량％ 이하의 범위 내에서 선정하는 것이 바람직하다. 여기에서는, 제1 산화티타늄 및 제2 산화티타늄의 총중량(전체 산화티타늄의 중량)을 100중량％로 하고 있다.
재생 탈질 촉매는, 소정량의 인 또는 인을 포함하는 화합물(인 화합물)을 포함해도 된다.
재생 탈질 촉매는, 바나듐 또는 바나듐을 포함하는 화합물(바나듐 화합물, 예를 들어, 오산화바나듐(V2O5))을 포함해도 된다. 바나듐 또는 바나듐 화합물의 함유량은, 재생 탈질 촉매의 총중량에 대하여 4중량％ 이하인 것이 바람직하다.
재생 탈질 촉매는, 예를 들어 텅스텐(텅스텐 화합물을 포함한다), 산화알루미늄(예를 들어, 산화알루미늄 등의 알루미늄 화합물을 포함한다), 또는 규소(예를 들어, 이산화규소 등의 규소 화합물을 포함한다) 등을 포함하고 있어도 된다.
도 1에, 재생 탈질 촉매의 부분 종단면을 예시한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 재생 탈질 촉매(1)는 판상 기재(2) 및 해당 판상 기재(2)에 담지된 촉매층(3)을 구비한 구성이면 된다.
판상 기재(2)는 담지된 촉매층(3)이 박리되기 어려운 구조를 한 것이면 된다. 예를 들어, 메탈 라스, 펀칭 메탈 등과 같이 판면 전체에 구멍이 복수 마련된 것, 블라스트 처리판과 같이 표면에 작은 요철이 마련된 것, 또는, 부직포, 금속망 등과 같이 선조재를 사용하여 판상으로 성형한 것 등을, 판상 기재(2)로서 사용할 수 있다.
판상 기재(2)는 스테인리스강, 유리, 세라믹스 등의 내열성을 갖는 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 판상 기재(2)로서 스테인리스강제 메탈 라스가 바람직하게 사용된다.
도 2에, 판상의 재생 탈질 촉매의 사시도를 예시한다. 도 3에, 판상의 재생 탈질 촉매를 구비한 촉매 유닛을 예시한다.
도 2에 있어서, 재생 탈질 촉매(1)(에 포함되는 판상 기재(2))는 평탄부(4)와 선조 스페이서부(5)를 갖는다. 평탄부(4)와 선조 스페이서부(5)는 교호로 배치된다. 판상 기재(2)는 평탄한 원판으로부터 제조할 수 있다. 선조 스페이서부(5)는 평탄한 원판을 예를 들어 프레스 절곡 가공 등에 의해 형성할 수 있다.
촉매층(3)은 사용 완료 탈질 촉매의 제1 산화티타늄 및 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 큰 제2 산화티타늄을 포함하는 층이다. 촉매층(3)은 텅스텐(텅스텐 화합물을 포함한다), 알루미늄(예를 들어, 산화알루미늄 등의 알루미늄 화합물을 포함한다), 규소(예를 들어, 이산화규소 등의 규소 화합물을 포함한다) 등을 포함해도 된다. 촉매층(3)은 몰리브덴, 또는 유리 섬유 등을 포함해도 된다. 도 1에 있어서, 촉매층(3)은 판상 기재(2)의 양면에 담지되어 있다.
도 3의 촉매 유닛(6)은 유닛 프레임(7) 내에, 복수의 판상의 재생 탈질 촉매(1)가 수납되어서 이루어지는 것이다. 촉매 유닛(6)에서는, 임의의 판상의 재생 탈질 촉매(1)의 평탄부(4)에, 인접하는 다른 판상의 재생 탈질 촉매(1)의 선조 스페이서부(5)가 맞닿도록 겹쳐져 있다.
이어서, 본 실시 형태에 관계되는 재생 탈질 촉매의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 4에 제조 공정의 흐름도를 도시한다.
본 실시 형태에 관계되는 제조 방법은, (S1) 사용 완료 탈질 촉매 분체의 취득, (S2) 혼련물의 제작, (S3) 도포, (S4) 건조 및 (S5) 소성을 포함한다.
(S1) 사용 완료 탈질 촉매 분체의 취득
제1 산화티타늄을 포함하는 사용 완료 탈질 촉매로부터, 사용 완료 탈질 촉매 분체를 얻는다. 이미 분쇄된 사용 완료 탈질 촉매 분체를 입수해도 된다.
사용 완료 탈질 촉매에는, 기재를 포함하지 않는 형태의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 「기재」는, 스테인리스 등의 금속판 또는 금속망이다. 사용 완료 탈질 촉매에는, 탈질 촉매 성분만으로 구성된 탈질 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 「탈질 촉매 성분」은, 탈질 반응의 촉매로서 기능하는 주성분, 탈질 반응을 활성화시키는 활성 성분 및 보조제 등이다.
예를 들어, 하니컴상 구조의 탈질 촉매는, 기재를 포함하지 않는 형태이며, 탈질 촉매 성분이 압출 성형되어서 이루어진다. 기재를 포함하지 않는 형태의 탈질 촉매에서는, 세정 처리에 의해 하니컴상 구조의 탈질 촉매의 표면에 부착된 유분 및 황분 등의 불순물을 제거한 후에 분쇄하거나, 혹은 그대로 분쇄함으로써 사용 완료 탈질 촉매 분체를 얻을 수 있다.
분쇄는, 해머 밀, 롤러 밀, 볼 밀 및 기류 분쇄기 등을 사용한 방법으로 행할 수 있다.
사용 완료 탈질 촉매 분체의 입도는, 역치 이하인 것이 바람직하다. 역치는, 0.1㎜ 이상 1.0㎜ 이하의 범위의 임의의 값이다. 사용 완료 탈질 촉매 분체의 입도는, 작을수록 사용 완료 탈질 촉매에 부착된 더스트와 촉매 분체가 분리되기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 사용 완료 탈질 촉매 분체의 입도는, 0.1㎜ 이하인 것이 바람직하다. 입도가 1.0㎜보다 크면, 더스트와 촉매 분체가 분리되기 어렵고, 사용 완료 탈질 촉매 분체의 성능이 낮아져, 소성 후에 얻어지는 재생 탈질 촉매의 강도가 저하될 우려가 있다.
(S2) 혼련물의 제작
사용 완료 탈질 촉매 분체에, 제2 산화티타늄 또는 제2 산화티타늄을 포함하는 부탈질 촉매 분체를 첨가하고, 혼합한다. 제2 산화티타늄은, 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 크다. 부탈질 촉매 분체는, 몰리브덴, 또는 유리 섬유 등을 포함해도 된다. 부탈질 촉매 분체는, 텅스텐(텅스텐 화합물을 포함한다), 알루미늄(예를 들어, 산화알루미늄 등의 알루미늄 화합물을 포함한다), 규소(예를 들어, 이산화규소 등의 규소 화합물을 포함한다) 등을 포함해도 된다.
제2 산화티타늄 또는 부탈질 촉매 분체에 포함되는 제2 산화티타늄은, 사용 완료 탈질 촉매 분체에 포함되는 제1 산화티타늄 및 제2 산화티타늄의 총중량에 대하여 10중량％ 이상 90중량％ 이하, 바람직하게는 25중량％ 이상 50중량％ 이하가 되도록 첨가되면 된다.
사용 완료 탈질 촉매 분체와, 제2 산화티타늄 또는 제2 산화티타늄을 포함하는 부탈질 촉매 분체가 혼합된 혼합 분체에는, 추가로 인 혹은 인 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 후술하는 도 8과 도 9에 도시하는 바와 같이, 인의 첨가량을 증가시키면 재생 탈질 촉매의 SO2 산화율의 저감과 강도가 향상되는 경향이 있다. 인(혹은 인 화합물)의 첨가량은, 원하는 효과가 얻어지도록 임의의 양을 선정해도 된다. 혼합 분체에는, 바나듐(바나듐 화합물을 포함한다) 등의 촉매 활성 성분을 또한 첨가해도 된다. 바나듐의 첨가량은, 혼합 분체 전체량에 대하여 바나듐(바나듐 화합물을 포함한다)이 0중량％ 초과 4중량％ 이하로 포함되도록 하면 된다.
혼합 분체에, 물 등의 용매를 첨가하여 혼련한다. 용매량이 많은 경우, 혼련물은 페이스트상이 된다. 용매량이 적은 경우, 혼련물은 슬러리상이 된다.
(S3) 도포
판상 기재 상에 혼련물의 페이스트를 도포한다. (혼련물이 슬러리상인 경우, 「도포」는, 판상 기재에 함침시키는 것을 의미한다.) 도포된 혼련물의 두께는, 0.5㎜ 이상 1.0㎜ 이하로 하면 된다. 「혼련물의 두께」는, 판상 기재의 표면으로부터 도포된 혼련물의 외표면까지의 거리의 평균이다.
(S4) 건조
혼련물이 도포된 판상 기재를 건조시킨다. 혼련물은, 예를 들어, 상온에서 정치함으로써 자연 건조될 수 있다.
(S5) 소성
건조 후, 불활성 가스 분위기 하에서, 300℃ 이상의 고온에서 소성한다.
또한, 상기 (S1)에 있어서, 분쇄 전에 사용 완료 탈질 촉매를 공지된 방법으로 물 세정 또는 약액 세정 등의 세정 처리를 실시해도 된다.
〔제2 실시 형태〕
도 5에, 본 실시 형태에 관계되는 재생 탈질 촉매의 부분 단면을 예시한다. 본 실시 형태에 관계되는 재생 탈질 촉매(10)에서는, 제1 실시 형태의 촉매층(3)의 표면에, 촉매층(3)을 활성화시키는 활성층(11)이 마련되어 있다. 활성층(11)은 바나듐(바나듐 화합물을 포함한다)과, 텅스텐(텅스텐 화합물을 포함한다) 및 몰리브덴(몰리브덴 화합물을 포함한다)의 적어도 한쪽을 포함한다.
도 6에 본 실시 형태에 관계되는 제조 공정의 흐름도를 도시한다. 본 실시 형태에 관계되는 제조 방법은, (S11) 사용 완료 탈질 촉매 분체의 취득, (S12) 혼련물의 제작, (S13) 도포, (S14) 코팅 처리(S15) 건조 및 (S16) 소성을 포함한다.
상기 (S11) 내지 (S13), (S15) 및 (S16)은 제1 실시 형태의 (S1) 내지 (S5)와 동일한 공정이기 때문에, 설명을 생략한다.
(S14) 코팅 처리
판상 기재 상에 도포된 혼련물의 상에 바나듐(바나듐 화합물을 포함한다)과, 몰리브덴(몰리브덴 화합물을 포함한다) 및 텅스텐(텅스텐 화합물을 포함한다)의 적어도 한쪽을 코팅한다.
코팅 두께는, 10㎛ 이상 400㎛ 이하로 하면 된다. 코팅 두께가 10㎛ 미만이면, 촉매 활성의 효과를 충분히 얻을 수 없게 된다. 코팅 두께가 400㎛를 초과하더라도, 촉매 활성의 효과를 더 상승시킬 수 없게 됨과 함께, 제1 산화티타늄 및 제2 산화티타늄을 포함하는 촉매층에 의한 탈질 성능이 저하된다.
예를 들어, 1회의 코팅 처리로 원하는 코팅 두께가 얻어지지 않았던 경우 등에는, 코팅 처리를 복수회 행해도 된다.
바나듐(바나듐 화합물을 포함한다)과, 몰리브덴(몰리브덴 화합물을 포함한다) 및 텅스텐(텅스텐 화합물을 포함한다)의 적어도 한쪽은, 혼합되어, 슬러리상으로 조정된다. 해당 슬러리에 재생 탈질 촉매를 침지하여 재생 탈질 촉매의 표면을 코팅한다.
이어서, 제2 산화티타늄의 함유율, 인 및 바나듐 등의 첨가에 의한 작용 효과에 대하여 설명한다.
(제2 산화티타늄의 함유율)
상기 제1 실시 형태에 따라서, 산화티타늄(TiO2), 오산화바나듐(V2O5) 및 인 등에 의해, 재생 탈질 촉매를 제조하였다. 사용 완료 탈질 촉매, 부탈질 촉매 분체 및 판상 기재는, 이하를 사용하였다.
사용 완료 탈질 촉매:
TiO2(제1 산화티타늄) 약 75wt％, V2O5 약 0.5wt％, 기타 약 24.5wt％
TiO2(제1 산화티타늄)의 비표면적 50㎡/g 내지 80㎡/g
하니컴 형상
부탈질 촉매 분체:
TiO2(제2 산화티타늄) 약 80wt％, 기타 20wt％
TiO2(제2 산화티타늄)의 비표면적 200㎡/g 내지 300㎡/g
판상 기재:
스테인리스제(판 두께 0.5㎜ 내지 1.0㎜)
인: (임의의 양)
바나듐(V2O5): (0.5wt％ 내지 3.0wt％)
사용 완료 하니컴상 구조의 촉매를 입도 0.1㎜ 이하로 분쇄하여 사용 완료 탈질 촉매 분체를 얻었다. 사용 완료 탈질 촉매 분체에 부탈질 촉매 분체, 인 및 바나듐을 첨가하여 혼합 분체를 얻었다. 혼합 분체 중의 제2 산화티타늄(고비표면적 TiO2)의 첨가량은, 전체 TiO2 중의 고비표면적 TiO2의 함유율이 소정의 중량(wt)％로 되도록 하였다. 혼합 분체 중의 바나듐(V2O5) 및 인 첨가량은 일정하게 하였다. 또한, 바나듐으로서 오산화바나듐(V2O5)을 사용했지만, 사용한 오산화바나듐에 포함되는 바나듐과 동량의 바나듐 단체 또는 동량의 바나듐을 포함하는 다른 바나듐 화합물을 사용해도 된다.
혼합 분체를 물과 혼련하여 페이스트상의 혼련물을 제작하였다. 혼련물을 판상 기재의 표면에 도포(두께: 0.5㎜ 내지 1.0㎜)한 후, 상온에서 자연 건조시켰다. 그 후, 불활성 가스 분위기 하에서, 300℃ 이상의 고온에서 소성하여 재생 탈질 촉매를 얻었다.
도 7에, 제2 산화티타늄(고비표면적 TiO2) 함유율과, 탈질 성능과의 관계를 실선으로, 및 내마모성의 강도와의 관계를 파선으로 나타낸다. 동 도면에 있어서, 횡축은 혼합 분체에 포함되는 전체 TiO2 중의 고비표면적 TiO2의 함유율(wt％), 종축(좌)은 탈질 성능을 탈질비로 나타내고, 종축(우)은 탈질 촉매의 내마모성의 강도를 강도비로 나타낸 것이다. 도 7에 있어서, 탈질비 및 강도비는, 고비표면적 TiO2의 함유율이 100wt％(신품)의 재생 탈질 촉매의 탈질 성능(탈질률) 및 내마모성의 강도를 1로 한 경우와의 차를 비로 나타낸 규격값이다.
도 7에 의하면, 고비표면적 TiO2의 함유율이 높아짐에 따라서, 탈질 성능은 향상되었다. 고비표면적 TiO2를 10wt％ 이상 함유시킴으로써, 고비표면적 TiO2의 함유율이 100wt％(신품)의 95％ 이상의 탈질 성능이 얻어졌다. 또한, 고비표면적 TiO2를 25wt％ 이상 함유시키면, 탈질 성능은, 고비표면적 TiO2의 함유율이 100wt％(신품)의 98％ 이상으로 되었다.
한편, 도 7에 의하면, 고비표면적 TiO2의 함유율이 높아짐에 따라서, 내마모성의 강도는 저하되었다. 이것으로부터, 고비표면적 TiO2의 첨가량은, 탈질 성능 및 내마모성의 강도의 밸런스를 고려하여 설정되면 되는 것이 시사되었다.
내마모성의 강도 확보의 관점에 따르면, 고비표면적 TiO2의 함유율이 90wt％를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 사용 완료 탈질 촉매의 재이용과의 관점에 따르면, 고비표면적 TiO2의 함유율은 50wt％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 배기 가스 중에 연소 재 등의 고형물이 포함되어 있는 경우에는, 더 높은 내마모성의 강도를 확보하기 위해서, 고비표면적 TiO2의 함유율을 50wt％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
이상으로부터, 고비표면적 TiO2의 함유량은, 10wt％ 이상 90wt％ 이하, 바람직하게는 25wt％ 이상 50wt％ 이하인 것이 바람직하다고 할 수 있다. 고비표면적 TiO2의 함유량은, 사용 완료 탈질 촉매의 탈질 성능의 저하 상태, 재생 탈질 촉매가 사용되는 설비에서 요구되는 탈질 성능 및 내마모성의 강도가 충족되도록 상기 범위 내에서 설정되면 된다.
(인의 첨가)
상기 제1 실시 형태에 따라서 재생 탈질 촉매를 제조하고, 인의 첨가에 의한 영향에 대하여 평가하였다.
사용 완료 탈질 촉매:
TiO2(제1 산화티타늄) 약 75wt％, V2O5 약 0.5wt％, 기타 24.5wt％
TiO2(제1 산화티타늄)의 비표면적 50㎡/g 내지 80㎡/g
하니컴 형상
부탈질 촉매 분체:
TiO2(제2 산화티타늄) 약 80wt％, 기타 20wt％
TiO2(제2 산화티타늄)의 비표면적 200㎡/g 내지 300㎡/g
판상 기재:
스테인리스제(판 두께 0.5㎜ 내지 1.0㎜)
인: (임의의 양)
바나듐(V2O5): (0.5wt％ 내지 3.0wt％)
사용 완료 하니컴상 구조의 촉매를 입도 0.1㎜ 이하로 분쇄하여 사용 완료 탈질 촉매 분체를 얻었다. 사용 완료 탈질 촉매 분체에 부탈질 촉매 분체, 인 및 바나듐을 첨가하여 혼합 분체를 얻었다. 혼합 분체 중의 제2 산화티타늄(고비표면적 TiO2)의 첨가량은, 전체 TiO2 중의 고비표면적 TiO2의 함유율이 소정의 중량(wt)％로 되도록 하였다. 혼합 분체 중의 바나듐 및 인 첨가량은 일정하게 하였다.
혼합 분체를 물과 혼련하여 페이스트상의 혼련물을 제작하였다. 혼련물을 판상 기재의 표면에 도포(두께: 0.5㎜ 내지 1.0㎜)한 후, 상온에서, 자연 건조시켰다. 그 후, 불활성 가스 분위기 하에서, 300℃ 이상의 고온에서 소성하여 재생 탈질 촉매를 얻었다.
도 8에, 인의 첨가와, 재생 탈질 촉매의 탈질 성능과의 관계를 일점쇄선으로, 그리고 SO2 산화율과의 관계를 실선으로 나타낸다. 동 도면에 있어서, 횡축은 인(P) 함유비, 종축은 변화비이다. 변화비는, 임의의 양의 인을 첨가한 재생 탈질 촉매의 탈질률 및 SO2 산화율을 1로 한 경우의 차를 비로 나타낸 규격값이다.
재생 탈질 촉매가 적용되는 설비(보일러 등)에는, 황분이 높은 석탄 혹은 C 중유 등을 연료로서 이용하는 경우가 있다. 이들 연료를 연소시켜서 발생하는 배기 가스에는, 이산화유황(SO2)이 포함된다.
SO2가 포함되는 배기 가스를 암모니아 접촉 환원법으로 처리하면, NOx를 환원하여 제거하는 반응과 동시에, SO2로부터 SO3으로의 산화 반응이 발생한다. SO3의 증가는, 후류에 배치되어 있는 열교환기 등의 각종 장치에 있어서의 배기 가스와의 접촉부의 부식 및 폐색의 요인이 될 수 있다. 그 때문에, SO2로부터 SO3으로의 산화 반응의 진행을 억제하는 것이 바람직하다.
도 9에, 인의 첨가량과, 재생 탈질 촉매의 내마모성의 강도의 관계를 실선으로 나타낸다. 동 도면에 있어서, 횡축은 인(P) 함유비, 종축은 변화비이다. 변화비는, 임의의 양의 인을 첨가한 재생 탈질 촉매의 내마모성의 강도를 1로 한 경우의 차를 비로 나타낸 규격값이다.
도 8에 의하면, 인이 많이 포함될수록, 탈질 성능 및 SO2 산화율은 저하되었다. 도 9에 의하면, 인이 많이 포함될수록, 내마모성의 강도는 향상되었다.
재생 탈질 촉매에 있어서 SO2 산화율은 낮은 쪽이 바람직하지만, 탈질 성능과 내마모성의 강도는 높은 쪽이 좋다. 도 8,9에 의하면, 인의 첨가량은, 탈질 성능, SO2 산화율 및 내마모성의 강도의 밸런스를 고려하여 설정해야 하는 것이 시사되었다.
또한, 본 발명자들의 예의 검토에 의하면, 재생 탈질 촉매에 있어서 인의 첨가량을 조정함으로써, SO2 산화율의 증가를 억제하면서, 요구되는 탈질 성능 및 내마모성의 강도를 확보할 수 있음이 확인되어 있다.
(바나듐의 첨가)
상기 제1 실시 형태에 따라서 재생 탈질 촉매를 제조하고, 바나듐(바나듐 화합물을 포함하는, 본 실시 형태에서는, 바나듐 화합물: V2O5)의 첨가에 의한 영향에 대하여 평가하였다.
사용 완료 탈질 촉매:
TiO2(제1 산화티타늄) 약 75wt％, V2O5 약 0.5wt％, 기타 24.5wt％
TiO2(제1 산화티타늄)의 비표면적 50㎡/g 내지 80㎡/g
하니컴 형상
부탈질 촉매 분체:
TiO2(제2 산화티타늄) 약 80wt％, 기타 20wt％
TiO2(제2 산화티타늄)의 비표면적 200㎡/g 내지 300㎡/g
판상 기재:
스테인리스제(판 두께 0.5㎜ 내지 1.0㎜)
인: (임의의 양)
바나듐(V2O5): (0.5wt％ 내지 3.0wt％)
사용 완료 하니컴상 구조의 촉매를 입도 0.1㎜ 이하로 분쇄하여 사용 완료 탈질 촉매 분체를 얻었다. 사용 완료 탈질 촉매 분체에 부탈질 촉매 분체, 인 및 바나듐(V2O5)을 첨가하여 혼합 분체를 얻었다. 혼합 분체 중의 제2 산화티타늄(고비표면적 TiO2) 및 인의 첨가량은 일정하게 하였다. 혼합 분체에의 바나듐(V2O5)의 첨가량은 변화시켰다.
혼합 분체를 물과 혼련하여 페이스트상의 혼련물을 제작하였다. 혼련물을 판상 기재의 표면에 도포(두께: 0.5㎜ 내지 1.0㎜)한 후, 상온에서 자연 건조시켰다. 그 후, 불활성 분위기 하에서, 300℃의 고온에서 소성하여 재생 탈질 촉매를 얻었다.
도 10에, 바나듐 화합물(예를 들어, 오산화바나듐(V2O5))의 첨가와, 재생 탈질 촉매의 탈질 성능(파선) 및 SO2 산화율(실선)의 관계를 도시한다. 동 도면에 있어서, 횡축은 재생 탈질 촉매의 총중량 중의 V2O5(wt％), 종축은 변화비이다. 탈질의 변화비는, V2O5 0.5wt％의 탈질률을 1로 한 경우의 차를 비로 나타낸 규격값이다. SO2 산화의 변화비는, V2O5 0.5wt％의 SO2 산화율을 1로 한 경우의 차를 비로 나타낸 규격값이다.
도 10에 의하면, V2O5의 함유량이 증가하면, 탈질 성능 및 SO2 산화율은 상승 경향을 나타냈다. 이에 의해, V2O5의 첨가는, 탈질 성능을 향상시킬 수 있는 반면, SO2 산화율을 증가시키는 것이 확인되었다. 본 발명자들 예의 검토에 의하면, 촉매층에 있어서의 바나듐의 함유량은, 4wt％ 이하가 바람직하다는 결과가 얻어져 있다. 더욱 바람직하게는, 촉매층에 있어서의 바나듐의 함유량은, 단위량당의 탈질 성능의 향상량이 큰 3wt％ 이하로 한다. 또한, 4wt％를 초과하여 바나듐의 함유량을 증가시키더라도, 탈질 성능이 거의 향상되지 않고 SO2 산화율이 대폭으로 상승하기 때문에, 바람직하지 않다.
이하에, 본 개시의 몇 가지 실시 형태에 관계되는 일 실시예의 재생 탈질 촉매가 채용된 탈질 장치(20)에 대하여 설명한다. 도 11에는, 일 실시예에 관계되는 재생 탈질 촉매를 구비하는 탈질 장치(20) 및 그의 주변기기가 도시되어 있다.
도 11에 있어서, 탈질 장치(20)는 후술하는 연소 가스 생성 장치(30)에서 생성한 연소 가스가, 열교환기(31) 내를 유통하는 매체와 열교환을 행한 후에 배기 가스로서 통과하는 경로인 덕트(32)에 설치되어 있다. 즉, 탈질 장치(20)는 덕트(32) 내의 연소 가스 흐름에 있어서의 열교환기(31)의 후류측에 설치되어 있다.
연소 가스 생성 장치(30)는 연소용 연료를 연소시킴으로써 질소산화물을 포함하는 연소 가스를 생성시키는 장치이다. 연소 가스 생성 장치(30)는 예를 들어 보일러, 가스 터빈 및 연소로 등이다.
덕트(32)에는, 연소 가스 생성 장치(30)로부터 배출된 연소 가스(배기 가스)가 유도되는 연소 가스 배출 라인(33)이 접속되어 있다. 덕트(32)에는, 배기 가스 흐름의 상류측(도 11에서 나타내는 좌측)으로부터 순서대로 열교환기(31), 탈질 장치(20)가 배치되어 있다. 덕트(32)에는, 배기 가스 흐름의 하류측에서, 추가로 다른 열교환기를 마련해도 된다.
열교환기(31)는 내부에 공급된 매체(급수나 증기)와 연소 가스 생성 장치(30)의 연소 가스 사이에서 열교환을 행함으로써, 증기를 생성하는 것이다. 덕트(32) 내를 통과하는 연소 가스는 열교환기(31)에서 열교환된 후, 탈질 장치(20)로 연소 가스에 포함되는 유해 물질(질소산화물)이 제거되어, 정화됨과 함께 열 회수된다. 온도가 저하된 배기 가스는 탈질 장치(20)의 배기 가스 흐름의 하류측에 접속된 연돌(도시 생략)로부터 대기로 방출된다.
이어서, 본 실시 형태에 관계되는 탈질 장치(20)에 대하여 설명한다.
도 11에 도시하는 탈질 장치(20)는 연소 가스 흐름의 상류측으로부터 순서대로 암모니아 주입 장치(22) 및 재생 탈질 촉매(21)를 구비하고 있다. 탈질 장치(20)는 덕트(32) 내부에 설치되어, 연소 가스가 재생 탈질 촉매(21)를 통과하는 구조로 되어 있다.
암모니아 주입 장치(22)에는, 암모니아 가스를 공급하는 암모니아 가스 라인(23)과, 암모니아 가스를 탈질 반응에 적절한 농도로 희석하기 위한 공기(희석용 공기)를 공급하는 희석용 공기 공급 라인(24)이 접속되어 있다. 암모니아 가스 라인(23)에는 밸브(25)가 설치되어 있어, 암모니아 가스의 유량을 조절할 수 있다.
희석용 공기 공급 라인(24)과 암모니아 가스 라인(23)은 합류부(X)에서 합류하고 있다. 희석용 공기 공급 라인(24)에 의해 공급된 희석용 공기와, 암모니아 가스 라인(23)에 의해 공급된 암모니아 가스는, 합류부(X)에서 혼합됨으로써 암모니아 혼합 기체가 되어, 암모니아 주입 장치(22)에 공급된다.
암모니아 혼합 기체는, 암모니아 주입 장치(22)의 노즐(도시 생략)로부터 분사됨으로써, 덕트(32) 내에 살포된다. 살포된 암모니아 혼합 기체는, 덕트(32) 내를 유통하는 연소 가스와 혼합되어, 암모니아 주입 장치(22)의 하류측에 설치되는 재생 탈질 촉매(21)를 통과한다.
유해 물질(질소산화물)의 제거에는, 선택 접촉 환원법(SCR; Selective Catalytic Reduction)이 사용된다. 암모니아 혼합 기체와 혼합된 연소 가스가 재생 탈질 촉매(21)를 통과함으로써, 화학 반응에 의해, 연소 가스 중의 질소산화물(NOx)을 환경 부하가 없는 질소나 수증기로 분해한다.
<부기>
이상 설명한 각 실시 형태에 기재된 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법은 예를 들어 이하와 같이 파악된다.
본 개시에 관계되는 재생 탈질 촉매에서는, 제1 산화티타늄을 주성분으로서 포함하는, 환원제를 사용하여 가스 중의 질소산화물을 질소 및 물로 분해하는 탈질 반응에 사용 완료된 탈질 촉매와, 상기 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 큰 제2 산화티타늄이 혼재한다.
탈질 촉매에 포함되는 제1 산화티타늄은, 예를 들어 350℃ 이상의 탈질 반응 온도에서의 탈질 반응에 사용 중인 신터링 등에 의해 촉매 입자의 조대화 등이 발생하여, 사용 전보다도 탈질 성능이 저하되어 있다. 제2 산화티타늄은, 단위 중량당의 비표면적이 크기 때문에 제1 산화티타늄보다도 탈질 성능이 높다. 제2 산화티타늄을 혼재시킴으로써, 제1 산화티타늄의 탈질 성능의 저하분을 보충하여, 재생 탈질 촉매로서 탈질 성능을 회복시킬 수 있다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 상기 제1 산화티타늄 및 상기 제2 산화티타늄의 총중량에 대한 상기 제2 산화티타늄의 함유율은, 10중량％ 이상 90중량％ 이하, 바람직하게는 25중량％ 이상 50중량％ 이하이다.
제2 산화티타늄을 10중량％ 이상 포함시킴으로써, 재생 탈질 촉매는, 제2 산화티타늄만(제1 산화티타늄 불사용)으로 제조된 신품의 탈질 촉매의 95％ 이상의 탈질 성능을 얻을 수 있다. 제2 산화티타늄을 25중량％ 이상 포함시키면, 얻어지는 탈질 성능은 제2 산화티타늄만(제1 산화티타늄 불사용)으로 제조된 신품의 탈질 촉매의 98％ 이상으로 된다.
단위 중량당의 비표면적이 큰 산화티타늄을 사용하여 탈질 촉매를 제조하기 위해서는, 제조 과정에서 용매를 많이 넣을 필요가 있다. 용매를 많이 넣으면, 소성 후에 얻어지는 재생 탈질 촉매는 포러스 구조로 된다. 기공이 많이 포함되면, 내마모성의 강도는 저하된다. 따라서, 제2 산화티타늄의 함유율이 너무 높아지면, 촉매 강도가 저하될 우려가 있다. 구체적으로는, 제2 산화티타늄의 함유율이 90％를 초과하면, 촉매 강도가 저하될 우려가 있다. 상기 개시에서는, 제2 산화티타늄의 함유량을 50중량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그에 의해, 내마모성의 강도를 유지하면서, 충분한 탈질 성능을 확보할 수 있다.
사용 완료된 탈질 촉매의 재이용률은 높은 쪽이 제조 비용 및 폐기 비용이 억제된다. 사용 완료된 탈질 촉매의 함유량과 제2 산화티타늄의 함유량은 트레이드오프의 관계에 있기 때문에, 제2 산화티타늄의 함유량이 많아지면 사용 완료된 탈질 촉매의 함유량이 적어져서, 사용 완료된 탈질 촉매의 재이용률이 저하된다. 그 때문에, 제2 산화티타늄의 첨가량은 적은 쪽이 바람직하다. 상기 개시에서는, 제2 산화티타늄의 함유량을 90중량％ 이하, 바람직하게는 50중량％ 이하로 함으로써, 사용 완료 탈질 촉매를 많이 리사이클할 수 있기 때문에, 제조 비용 및 폐기 비용을 억제할 수 있다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 상기 소정량의 인 또는 인을 포함하는 화합물을 포함해도 된다.
인 또는 인을 포함하는 화합물을 포함시킴으로써, 촉매 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 비표면적이 큰 제2 산화티타늄이 포함되는 것에 의한 내마모성의 강도 저하를 보충할 수 있다.
인 또는 인을 포함하는 화합물을 포함시킴으로써, SO2 산화율의 상승을 억제할 수 있다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 상기 사용 완료된 탈질 촉매는, 하니컴상 구조의 탈질 촉매에서 유래되는 것이 바람직하다.
판상 구조의 탈질 촉매는, 촉매 내부에 기재를 포함한다. 기재는 금속판 또는 금속망 등이며, 그대로 분쇄하는 것은 곤란하다. 가령 분쇄를 실시하더라도 금속판 표면으로부터 바나듐 등의 촉매 성분을 회수하는 것도 곤란하다. 한편, 하니컴상 구조의 탈질 촉매는, 탈질 촉매 성분만을 포함하는 성형체이다. 금속판 등의 기재를 포함하지 않는 하니컴상 구조의 탈질 촉매이면, 세정 처리에 의해 하니컴상 구조의 탈질 촉매의 표면의 부착물 등의 불순물을 제거한 후에 분쇄하거나, 혹은 그대로 분쇄함으로써 재생 탈질 촉매의 재료가 용이하게 얻어진다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 판상 기재(2)와, 상기 판상 기재에 담지된 촉매층(3)을 구비하고, 상기 사용 완료된 탈질 촉매 및 상기 제2 산화티타늄은, 상기 촉매층에 포함될 수 있다.
상기 개시의 일 양태에 있어서의 재생 탈질 촉매에서는, 형상 유지의 대부분을 기재가 담당한다. 그에 의해, 촉매층에 요구되는 성형성의 기준이, 기재를 포함하지 않는 하니컴상 구조의 탈질 촉매와 비교하여 느슨해지기 때문에, 재료 조정의 자유도가 증가한다. 또한, 판상 기재는, 하니컴상 구조보다도 구조가 심플하기 때문에, 혼련물의 도포가 용이하여 제조 공정이 간이화된다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 상기 촉매층의 표면에 활성층(11)이 마련되고, 상기 활성층은, 바나듐과, 몰리브덴 및 텅스텐의 적어도 한쪽을 포함해도 된다.
바나듐과, 몰리브덴 및 텅스텐의 적어도 한쪽을 표면에 배치함으로써, 탈질 성능을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 관계되는 재생 탈질 촉매의 제조 방법에서는, 제1 산화티타늄을 주성분으로서 포함하는, 환원제를 사용하여 가스 중의 질소산화물을 질소 및 물로 분해하는 탈질 반응에 사용 완료된 탈질 촉매 분체와, 상기 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 큰 제2 산화티타늄을 혼합한 혼합 분체를 사용한다(S2).
상기 개시의 일 양태에 있어서, 상기 제2 산화티타늄은, 상기 제1 산화티타늄 및 상기 제2 산화티타늄의 총중량에 대하여 10중량％ 이상 90중량％ 이하로 혼합하면 된다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 상기 혼합 분체에, 소정량의 인 또는 인을 포함하는 화합물을 첨가해도 된다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 사용 완료된 하니컴상 구조의 탈질 촉매를 분쇄하여, 상기 사용 완료된 탈질 촉매 분체를 얻는 것이 바람직하다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 상기 혼합 분체와 용매를 혼련한 혼련물을, 판상 기재 상에 도포해도 된다.
상기 개시의 일 양태에 있어서, 상기 판상 기재 상에 도포된 상기 혼련물의 표면에, 바나듐(바나듐 화합물을 포함한다)과, 몰리브덴(몰리브덴 화합물을 포함한다) 및 텅스텐(텅스텐 화합물을 포함한다)의 적어도 한쪽을 코팅하는 공정을 포함해도 된다.
본 개시에 관계되는 탈질 장치는, 질소산화물을 포함하는 가스가 흐르는 경로 내에 암모니아 가스와 희석용 공기가 혼합된 암모니아 혼합 기체를 살포하는 암모니아 주입 장치(22)와, 상기 암모니아 주입 장치의 상기 가스의 흐름의 하류측에 설치되어, 상기 가스와 상기 암모니아 혼합 기체에 의해 탈질 반응을 행하는 상기 개시의 어느 것에 기재된 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매(1, 10, 21)를 구비한다.
1, 10, 21: 재생 탈질 촉매
2: 판상 기재
3: 촉매층
4: 평탄부
5: 선조 스페이서부
6: 촉매 유닛
7: 유닛 프레임
11: 활성층
20: 탈질 장치
22: 암모니아 주입 장치
23: 암모니아 가스 라인
24: 희석용 공기 공급 라인
25: 밸브
30: 연소 가스 생성 장치
31: 열교환기
32: 덕트
33: 연소 가스 배출 라인

Claims (13)

  1. 제1 산화티타늄을 주성분으로서 포함하는, 환원제를 사용하여 가스 중의 질소산화물을 질소 및 물로 분해하는 탈질 반응에 사용 완료된 탈질 촉매와,
    상기 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 큰 제2 산화티타늄이
    혼재하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 산화티타늄 및 상기 제2 산화티타늄의 총중량에 대한 상기 제2 산화티타늄의 함유율은, 10중량％ 이상 90중량％ 이하인 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소정량의 인 또는 인을 포함하는 화합물을 포함하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용 완료된 탈질 촉매는, 하니컴상 구조의 탈질 촉매에서 유래되는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 판상 기재와, 상기 판상 기재에 담지된 촉매층을 구비하고,
    상기 사용 완료된 탈질 촉매 및 상기 제2 산화티타늄은, 상기 촉매층에 포함되는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매.
  6. 제5항에 있어서, 상기 촉매층의 표면에 활성층이 마련되고,
    상기 활성층은, 바나듐과, 몰리브덴 및 텅스텐의 적어도 한쪽을 포함하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매.
  7. 제1 산화티타늄을 주성분으로서 포함하는, 환원제를 사용하여 가스 중의 질소산화물을 질소 및 물로 분해하는 탈질 반응에 사용 완료된 탈질 촉매 분체와, 상기 제1 산화티타늄보다도 단위 중량당의 비표면적이 큰 제2 산화티타늄을 혼합한 혼합 분체를 사용하여 제조하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 산화티타늄은, 상기 제1 산화티타늄 및 상기 제2 산화티타늄의 총중량에 대하여 10중량％ 이상 90중량％ 이하로 혼합하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매의 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 혼합 분체에, 소정량의 인 또는 인을 포함하는 화합물을 첨가하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매의 제조 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 사용 완료된 하니컴상 구조의 탈질 촉매를 분쇄하여, 상기 사용 완료된 탈질 촉매 분체를 얻는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매의 제조 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합 분체와 용매를 혼련한 혼련물을, 판상 기재 상에 도포하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 판상 기재 상에 도포된 상기 혼련물의 표면에, 바나듐과, 몰리브덴 및 텅스텐의 적어도 한쪽을 코팅하는 공정을 포함하는 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매의 제조 방법.
  13. 질소산화물을 포함하는 가스가 흐르는 경로 내에 암모니아 가스와 희석용 공기가 혼합된 암모니아 혼합 기체를 살포하는 암모니아 주입 장치와,
    상기 암모니아 주입 장치의 상기 가스의 흐름의 하류측에 설치되어, 상기 가스와 상기 암모니아 혼합 기체에 의해 탈질 반응을 행하는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 탈질 반응용의 재생 탈질 촉매를 구비하는 탈질 장치.
KR1020227003204A 2020-01-31 2020-12-02 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치 KR20220025883A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020015042A JP7451195B2 (ja) 2020-01-31 2020-01-31 再生脱硝触媒の製造方法
JPJP-P-2020-015042 2020-01-31
PCT/JP2020/044918 WO2021153000A1 (ja) 2020-01-31 2020-12-02 再生脱硝触媒およびその製造方法、ならびに脱硝装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220025883A true KR20220025883A (ko) 2022-03-03

Family

ID=77078932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227003204A KR20220025883A (ko) 2020-01-31 2020-12-02 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220126280A1 (ko)
EP (1) EP3984636A4 (ko)
JP (1) JP7451195B2 (ko)
KR (1) KR20220025883A (ko)
CN (1) CN113498359A (ko)
WO (1) WO2021153000A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113941373B (zh) * 2021-10-28 2023-02-28 盐城工学院 一种陶瓷滤管敷设脱硝催化剂浸泡结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004209355A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Nippon Shokubai Co Ltd 排ガス処理用触媒の製造方法
WO2008093713A1 (ja) 2007-01-30 2008-08-07 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha 排ガス浄化用触媒およびその製造方法
JP2013056319A (ja) 2011-09-09 2013-03-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱硝触媒のｓｏ２酸化率上昇低減方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61153139A (ja) * 1984-12-27 1986-07-11 Babcock Hitachi Kk 脱硝触媒の再生法
JP4084658B2 (ja) * 2002-12-27 2008-04-30 株式会社日本触媒 排ガス処理用触媒の製造方法
JP2005087815A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理方法
KR101271105B1 (ko) * 2011-09-05 2013-06-04 주식회사 나노 촉매의 재생 방법
JP2013180282A (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 Babcock Hitachi Kk 脱硝触媒の再生方法
CN105854869A (zh) * 2016-04-28 2016-08-17 大唐南京环保科技有限责任公司 一种平板式脱硝催化剂及其制备方法
JP7171164B2 (ja) * 2017-04-14 2022-11-15 三菱重工業株式会社 燃焼排ガス処理方法、燃焼排ガス処理装置およびそれのメンテナンス方法
CN108786403B (zh) * 2017-05-02 2021-08-31 中国石油化工股份有限公司 一种脱硝反应器及脱硝脱硫方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004209355A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Nippon Shokubai Co Ltd 排ガス処理用触媒の製造方法
WO2008093713A1 (ja) 2007-01-30 2008-08-07 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha 排ガス浄化用触媒およびその製造方法
JP2013056319A (ja) 2011-09-09 2013-03-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱硝触媒のｓｏ２酸化率上昇低減方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7451195B2 (ja) 2024-03-18
US20220126280A1 (en) 2022-04-28
EP3984636A4 (en) 2022-11-23
JP2021121423A (ja) 2021-08-26
CN113498359A (zh) 2021-10-12
WO2021153000A1 (ja) 2021-08-05
EP3984636A1 (en) 2022-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104841420A (zh) 脱硝催化剂活性母液的制备方法及其应用
KR102625031B1 (ko) 배기 가스 처리를 위한 촉매, 배기 시스템 및 방법
CN113134269A (zh) 催化陶瓷纤维滤筒的制备及其在脱硝除尘一体化中的应用
KR20220025883A (ko) 재생 탈질 촉매 및 그의 제조 방법, 그리고 탈질 장치
CN208886814U (zh) 一种天然气烧结竖窑烟气脱硝装置
JP2021121423A5 (ko)
WO2009107729A1 (ja) 排ガス処理触媒
JP6000004B2 (ja) 板状触媒及び板状触媒の製造方法
JP4709716B2 (ja) 石炭燃焼排ガス用脱硝触媒及び排ガス浄化方法
JP5156173B2 (ja) 窒素酸化物除去用触媒の製造法
KR20230082733A (ko) 시멘트 제조 공정 중 발생하는 배가스 내 분진이 scr 촉매에 부착하는 것을 억제하는 수트 블로워가 적용된 scr 시스템
JP4959218B2 (ja) 板状脱硝触媒の製造方法
JP4177661B2 (ja) 排ガス処理用触媒の製造方法
KR102610338B1 (ko) 연도 가스 및 배기 가스 중의 질소 산화물을 제거하기 위한 허니컴 촉매 및 이의 제조방법
JP2002292245A (ja) 脱硝触媒及びダイオキシン分解触媒
JP7474854B2 (ja) 脱硝触媒および排ガス浄化方法
KR102081628B1 (ko) Scr 폐촉매를 이용한 scr 촉매의 제조방법
JP3900312B2 (ja) 触媒構造体と該触媒構造体製造方法
JP3762166B2 (ja) 排ガス浄化用触媒、その製造方法および処分方法ならびに前記排ガス浄化用触媒を用いた排ガス浄化方法
JP4084658B2 (ja) 排ガス処理用触媒の製造方法
JP2006205091A (ja) 脱硝触媒および排ガス処理方法
JPH08168641A (ja) 排ガス脱硝用板状触媒、その製造方法および該触媒を用いる排ガス脱硝方法
JPH09239243A (ja) 排煙脱硝装置と方法
WO2019130572A1 (ja) 脱硝装置
CN113877636A (zh) 一种废旧scr脱硝催化剂的环境友好再生方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal