排气的脱硝方法技术

本发明专利技术提供将低温排气中氮氧化物以高脱硝率除去的脱硝方法。该方法是将含有一氧化氮及二氧化硫的排气（ｘ）中的氮氧化物还原性除去的脱硝方法，包括下述工序：将排气（ｘ）中的部分一氧化氮氧化生成二氧化氮的预备工序（２）；将氮化合物及碳氢化合物添加到高温区域（２２）生成胺自由基（ｒ）的自由基生成工序（３）；胺自由基（ｒ）与预备工序（２）排出的含一氧化氮及二氧化氮的预处理气体（ｐ）混合进行的脱硝工序（４），还原分解排气（ｘ）中的氮氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，更具体而言，是涉及将船舶、发电用 柴油机等排放的排气中的氮氧化物还原性除去的。
技术介绍
近年来，减少公交车、卡车等汽车用柴油机排放的颗粒物及氮氧化 物成为人们关注的问题，同样，船舶、发电用柴油机等排出的排气、锅 炉排气、工厂排气中的有害物质的去除也成为重要的课题。但是，汽车用柴油机以含硫量低的轻油为燃料，而船舶、发电用柴油机等使用A重 油或C重油这样硫含量多的燃料，所以排放气体中大量包含硫氧化物， 这成为有害物的去除之际的巨大障碍。作为，通常公知的有无催化脱硝法和选择性还原催 化法(SCR)法。无催化脱硝法周知的有使用氨或尿素等氮类还原剂的 脱硝方法，但排气温度若达不到900~ 100(TC的高温状态就得不到高活 性(参见例如专利文献1及2)。为此，对于船舶、发电用柴油机等排 出的250 450。C左右的温度较低的排气而言，必须进行加热排气使之升 温等的前处理，导致处理成本增加，无催化脱硝法的应用有一定难度。另外，采用氨进行无催化脱硝法在实验室级别能得到较高的脱硝 率，但在实际的锅炉等燃烧炉，很难得到超过50%的脱硝率。例如，非 专利文献l公开了脱硝法，即在卯0~ 105(TC温度范围，对应于锅炉负 荷，将氨的供给量分前后2阶段分别进行控制、供给。但是，在氮氧化 物和氨等摩尔条件下，脱硝率仅为40%左右。而且，如果为提高脱硝率 供给过量的氨，则未反应的氨残留导致处理成本增大，以及排气中含有 硫氧化物，此时会生成硫酸铵，进一步加大处理成本。专利文献3公开了将排气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，然后在 SCR催化剂存在条件下，添加氨、尿素或烃等还原剂进行接触还原的 SCR法。但这种SCR法使用大量的SCR催化剂，在这一点上，比无催 化脱硝法差，而且排气温度在30(TC以下时，由排气中的二氧化石危氧化 而成的三氧化硫等与氨发生反应生成硫酸氢铵，产生SCR催化剂中毒使催化剂活性下降的问题。因此，SCR法仅适用于排气为硫酸氢铵分解温 度300。C以上的高温状态的情况或排气中硫氧化物浓度lppm以下的情 况。专利文献4所述的是在含硫氧化物的低温排气通过的烟道与烟道连 通的空间内形成加热区域，向该加热区域吹入氮化合物和烃类<吏形成胺 自由基，借助该胺自由基使排气中的氮氧化物脱硝的方法。但这种脱硝 方法的脱硝率不是很充分，有待于进一步提高。专利文献l:美国专利第6， 066, 303号说明书专利文献2:日本特开2002-136837号公报专利文献3:日本特表2001-525902号公报专利文献4:日本特开2005-254093号公报非专利文献1:安藤淳平著；"燃料转换与SOx/NOx治理技术一以 排烟脱硫/脱硝为中心],projectnews出版社，1983年6月25日，p.205-20
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供高脱硝率除去低温排气中氮氧化物的脱硝 方法。解决技术问题的方法为达到上述目的的本专利技术的脱硝方法是将含 一 氧化氮和二氧化硫 等排气中的氮氧化物还原性除去的脱硝方法，其特征在于，包括下述工 序将上述排气中一部分氧化生成二氧化氮的预备工序；将氮化合物和 碳氢化合物添加到高温区域生成胺自由基的自由基生成工序；将该胺自 由基和上述预备工序排出的含有一氧化氮及二氧化氮的预处理气体混 合的脱硝工序。在这里，优选对上述脱硝工序排出的处理气体进一步混合上述胺自 由基的工序，其次数是2次以上效果更好。另外，所述高温区域优选在燃烧器的火焰或电加热器的周边形成， 而且该高温区域的温度最好控制在600~ 1000°C。上述高温区域优选在 上述排气烟道的内部形成。还有，上述预备工序优选通过使前述排气与氧化催化剂接触或等离 子照射处理将一氧化氮氧化成二氧化氮。在这里，所述氧化催化剂是含钛载体上担载有活性金属的催化剂，该活性金属优选是选自钒化合物、 铌化合物、钼化合物及鴒化合物中的至少一种。另外，上述预备工序中，二氧化硫的氧化率Sc对一氧化氮的氧化 率Nc之比Sc/Nc优选在0.01 ~ 0.2之间。专利技术效果根据本专利技术的脱硝方法，由于在预备工序中将排气中的部分一氧化 氮氧化生成二氧化氮，由此提高了氮氧化物的反应性，所以在脱硝工序 中氮氧化物容易还原分解。另外，在自由基生成工序，将氮化合物及碳 氬化合物添加到高温区域，由碳氬化合物生成的羟基自由基和氮化合物 反应，由此高效生成胺自由基。此时，未反应的氮化合物残留少。而且， 在脱硝工序，该胺自由基和预备工序排出的含有一氧化氮和二氧化氮的 预处理气体通过混合，可将氮氧化物有效还原分解。因此，排气温度即 使很低，由于氮氧化物及胺自由基两者反应性很高，所以可提高脱硝率。 而且，因为不使用还原催化剂，所以就算排气中含有硫氧化物，也由于 生成硫酸氨等，不会导致脱硝效率下降。另外，进一步使胺自由基作用于上述脱硝工序排放的处理气体，由 此使处理气体中残存的氮氧化物还原分解，因而可进一步提高最终的脱 硝率。此时由于胺自由基的反应性高，即使排气及处理气体的温度很低， 氮氧化物的浓度也很低，也能有效进行氮氧化物的除去处理。附图说明本专利技术排气脱硝方法之工艺的示例方块流程图。 本专利技术排气脱硝方法中所用装置构成的一个例子的说明图。 本专利技术排气脱硝方法中所用装置构成的其它例子的说明图。 本专利技术排气脱硝方法中所用装置构成的另一其它例子的说明图。实施例所用实验装置概要的说明图具体实施例方式下面参照附图对本专利技术的构成进行详细说明。图l中，由柴油机1排出的排气x含有一氧化氮及二氧化硫。首先在预备工序2将排气x中的部分一氧化氮氧化成二氧化氮，作为预处理 气体p被送入脱硝工序4。另外，在自由基生成工序3,将氮化合物a 及碳氢化合物b添加到高温区域生成胺自由基r，该胺自由基r被送入 脱硝工序4。在脱硝工序4，胺自由基r作用于预处理气体p中含有的一 氧化氮及二氧化氮，将这些氮氧化物还原分解。处理气体y是氮氧化物 经脱硝处理后从脱硝工序4排出的气体。在这里，自由基生成工序3如图2所示，在与排气x的烟道10基 本垂直连接的管道5的端部具备燃烧器20。在该燃烧器20的火焰21的 下游端部形成高温区域22。面向高温区域22,分别从喷嘴8及9添加 氮化合物a及碳氬化合物b,从而生成还原性气体胺自由基r。该胺自由 基r被供给脱硝工序4，作用于预处理气体p中的氮氧化物，将其还原 分解。另外，图2的例子中高温区域由燃烧器的火焰形成，但高温区域 形成不仅限于该形式，也可以在电热器或热交换器的周围形成。在本专利技术中，预备工序2是将排气x中的部分一氧化氮氧化生成二 氧化氮的处理工序。预备工序2排出的预处理气体p由于含有二氧化氮， 所以氮氧化物整体的反应性提高，在脱硝工序4容易被还原分解。在预备工序中，没必要将排气中的一氧化氮全部氧化，将其中的至 少一部分氧化成二氧化氮即可。相对于预处理气体中氮氧化物的二氧化氮的比例，优选在40重量％以上，更优选在50重量％以上。通过将二 氧化氮的比例控制在上述范围，可使预处理气体中氮氧化物的反应性提 高，使得在脱硝工序中氮氧化物容易还原分解。一氧化氮的氧化方法不被特别限制，例如可举出接触氧化催化剂的 方法、等离子照射法、臭氧氧化法等。其中，优选接触氧化催化剂的方 法、本文档来自技高网...

【技术保护点】
将含一氧化氮及二氧化硫的排气中的氮氧化物还原性除去的排气的脱硝方法，其中，包括以下工序：将上述排气中的部分一氧化氮氧化生成二氧化氮的预备工序；将氮化合物及碳氢化合物添加到高温区域生成胺自由基的自由基生成工序；该胺自由基与上述预备工序排出的含一氧化氮及二氧化氮的预处理气体混合的脱硝工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：神田伸靖，杉浦公彦，茨木彰一，高桥洋一，津久井裕，
申请(专利权)人：三井造船株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]