[發明專利]除去廢氣中的N2O的裝置以及N2O除去方法

有效

• 申請號: 201180014552.2
• 申請日: 2011-01-21
• 公開（公告）號: CN102869428A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 山田正樹;佐佐木統一郎;野入菜摘
• 申請（專利權）人: 美得華水務株式會社
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01J29/072
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 徐申民;湯國華

技術領域

本發明涉及除去污水污泥焚燒爐等排出的廢氣中的N₂O的裝置以及N₂O除去方法。

背景技術

污水污泥焚燒爐的廢氣、火力發電廠的鍋爐廢氣、汽車的廢氣等中含有少量的N₂O（一氧化二氮）。N₂O是溫室效應氣體之一，地球溫室化系數為310，帶來碳酸氣體的310倍的地球溫室效應。因此，基于防止地球溫室化的觀點，強烈要求削減N₂O向大氣中的排出量。

以往公開有使用N₂O分解催化劑而還原除去廢氣中的N₂O的技術。作為工業上可使用的N₂O分解催化劑，主流是使沸石搭載了鐵或鐵離子的鐵-沸石系催化劑，例如，專利文獻1中記載：作為鐵-沸石系催化劑的成型方法，將市售的銨·沸石和FeSO₄在室溫下用球磨機攪拌混合，將得到的粉末在馬弗爐中以400~600℃煅燒，再加入粘合劑，擠出成型為直徑2mm、長5mm的圓柱狀。

此外，作為鐵-沸石系催化劑的其他成型方法，也提出有使用氧化鋁溶膠等成型為顆粒形狀的技術（例如，專利文獻2）。

基于減少在除去廢氣中的N₂O的工序中的壓力損失的觀點，優選使用表面積大的蜂窩形狀的催化劑。但是，將鐵-沸石系催化劑成型為蜂窩形狀需要高度的技術，存在缺乏工業實用性的問題。

基于工業實用性的觀點，優選使用成型容易的顆粒形狀的催化劑。已知將顆粒形狀的催化劑填充到通常的反應器使用時，伴隨催化劑填充層厚度的增加壓力損失會變大，但例如通過使用專利文獻3提出的徑向反應器，可以避免使用顆粒形狀的催化劑所造成的壓力損失增大的問題。圖2顯示的是徑向反應器的說明圖。

在圖4所示的徑向反應器的催化劑床6中填充顆粒形狀的催化劑、除去廢氣中的N₂O時，使用新催化劑時可以得到非常高的N₂O分解率，但催化劑會隨著使用而劣化、N₂O分解率會下降。例如，東京都對削減溫室效應氣體排放量制定了《關于確保居民健康與安全的環境條例（東京都環境確保條例）》，從2010年4月起大型企事業單位負有削減溫室效應氣體的義務（2008年6月修訂）。該削減義務對每年的削減量（比例）實行義務化，若N₂O分解率變動，則難以穩定削減N₂O排出量，并不理想。

鐵-沸石系催化劑的劣化源于催化劑結構的變化，因此，要恢復N₂O分解率必須與新的催化劑進行交換。以往，為了將N₂O排出量維持在規定的削減目標范圍，在N₂O分解率達到規定值以下的時機頻繁地進行催化劑的全量交換。

但是，即使是使N₂O分解率在規定值以下而交換的催化劑，也是仍具有N₂O分解率在規定值以下水平的程度的N₂O分解能的催化劑，在上述的頻繁進行催化劑全量交換的以往技術中，在未充分利用催化劑所具有的N₂O分解能的階段徒勞地廢棄了催化劑，其結果，存在催化劑的總使用量增加的問題。

已知技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2009-183827號公報

專利文獻2：日本專利特開2001-286736號公報

專利文獻3：日本專利特表2004-537403號公報

發明內容

本發明的目的是提供廢氣中的N₂O除去裝置以及N₂O除去方法，所述廢氣中的N₂O除去裝置以及N₂O除去方法可以解決上述問題，提高N₂O分解催化劑原本具有的N₂O分解能的利用率，可以削減將N₂O排出量維持在規定的削減目標范圍所使用的催化劑的總使用量的廢氣。

為解決上述課題而作的本發明的N₂O除去裝置，是多個氣體流路與填充有N₂O分解催化劑的催化劑填充層各自交替排列的N₂O除去裝置，其特征在于，介由催化劑填充層相鄰的氣體流路由氣體導入路與氣體排出路構成，在各氣體流路設置有根據N₂O催化劑的經時變化所引起的劣化而依次打開、令催化劑填充層的使用數累積增加的閥。