尿素の分解触媒、それを用いた排ガス脱硝方法及び装置
【課題】尿素水を低温かつ常圧で効率良くガスに分解できる触媒を提供し、また当該尿素分解触媒を用いて、低温でもシアヌル酸などの析出物を生じる心配のない排ガス脱硝方法と装置を提供すること。
【解決手段】（１）ＮＨ4ＶＯ3又はＮＨ3と反応してＮＨ4ＶＯ3を生成するバナジウム（Ｖ）の酸化物またはバナジウムのオキソ酸塩を主成分とする尿素水溶液中の尿素をアンモニア（ＮＨ3）又はイソシアン酸（ＨＣＮＯ）に分解する尿素分解触媒又は（２）ＴｉＯ2又はＡｌ2Ｏ3を含む多孔質担体にＮＨ4ＶＯ3又はＶ2Ｏ5を吸着担持させた尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させ、１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱することにより尿素を分解する尿素させる。得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガスをＮＯｘ含有排ガス中に供給した後、接触還元脱硝触媒と接触させることにより排ガス中のＮＯｘを還元除去する排ガス脱硝方法である。
【解決手段】（１）ＮＨ4ＶＯ3又はＮＨ3と反応してＮＨ4ＶＯ3を生成するバナジウム（Ｖ）の酸化物またはバナジウムのオキソ酸塩を主成分とする尿素水溶液中の尿素をアンモニア（ＮＨ3）又はイソシアン酸（ＨＣＮＯ）に分解する尿素分解触媒又は（２）ＴｉＯ2又はＡｌ2Ｏ3を含む多孔質担体にＮＨ4ＶＯ3又はＶ2Ｏ5を吸着担持させた尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させ、１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱することにより尿素を分解する尿素させる。得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガスをＮＯｘ含有排ガス中に供給した後、接触還元脱硝触媒と接触させることにより排ガス中のＮＯｘを還元除去する排ガス脱硝方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は尿素の加水分解反応を促進する触媒と、その加水分解生成物を還元剤とする方法と装置に関し、特に尿素水中の尿素を低い温度で高い効率で加水分解させる触媒とそれを用いた排ガス脱硝方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所、各種工場及び自動車などから排出される排煙中のＮＯｘは、光化学スモッグの原因物質であり、その効果的な除去方法として、アンモニア（ＮＨ3）を還元剤とした選択的接触還元による排煙脱硝法が火力発電所を中心に幅広く用いられている。
【０００３】
最近は、ディーゼルエンジン又はガスタービン等を利用したコージェネレーションシステムが大都市の都心部を中心として増加しており、このシステムに対してもＮＯｘの排出規制が適用され、かつ地域によってはＮＯｘの排出規制が強化されるため、大型プラント同様に排ガス脱硝装置の設置が急務となっている。このような小規模施設用脱硝装置はビル等人口密集地で使用されるため、液化アンモニアの適用は困難である。そこで、液化アンモニアの代わりに取扱いが容易で、かつ安全な尿素水をスプレーすることで排ガス中に注入する方法などが実用化されている（特開昭５３−６２７７２号公報、特開昭５３−６４１０２号公報、特開昭５３−１１２２７３号公報、特開昭５３−１１５６５８号公報等）。また、近年ではディーゼルエンジン車の窒素酸化物の除去に無害な尿素水を用いる試みが多数行われている。
【０００４】
尿素水を直接排ガス中に噴霧して脱硝触媒による窒素酸化物の接触還元に用いる方法では、尿素の気化および分解が十分でなく、尿素、メラミン及びシアヌル酸などが固体として析出し、尿素水の注入ノズルの閉塞又は脱硝触媒のガス通路の閉塞、さらには排ガス配管までも閉塞させるトラブルが発生することがある。このため、炭酸アルカリ等を触媒に用いて尿素水を加熱加水分解し、アンモニアと炭酸ガスに変換してガス状にして使用する方法（特開平６−１６５８１４号公報等）、尿素水を触媒の存在下で加圧加熱してアンモニアに加水分して得た溶液を噴霧する方法（特開２００４−２０２４５０号公報等）などの発明がある。
【特許文献１】特開平６−１６５８１４号公報
【特許文献２】特開２００４−２０２４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの従来技術は何れも優れた方法であるが、直接尿素水を排ガス中に噴霧する方法は、排ガス温度が２００℃以下では尿素の気化が不十分なため、シアヌル酸などが析出するトラブルを生じ易い。一方、触媒を用いて尿素を加水分解する方法は、低温で尿素を加水分解できる触媒が無いため、高濃度の炭酸アルカリ触媒を高濃度の粘稠な溶液状にして高温で用いたり、加圧下・高温で実施する必要があるなど改善すべき点もあった。
【０００６】
本発明の課題は、尿素水を低温かつ常圧でも効率良くガスに分解できる触媒を提供し、また当該尿素分解触媒を用いて、低温でもシアヌル酸などの析出物を生じる心配のない排ガス脱硝方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は次の解決手段により達成される。
請求項１記載の発明は、メタバナジン酸アンモニウム又はアンモニアと反応してメタバナジン酸アンモニウムを生成するバナジウムの酸化物、例えば五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、またはバナジウムのオキソ酸塩、例えばメタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ4ＶＯ3）を主成分とする尿素水溶液中の尿素をアンモニア（ＮＨ3）又はイソシアン酸（ＨＣＮＯ）に分解する尿素分解触媒である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、酸化チタン又は酸化アルミニウムを含む多孔質担体にメタバナジン酸アンモニウム又は五酸化バナジウムを吸着担持させたものである請求項１記載の尿素分解触媒である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させ、１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱することにより尿素を分解する尿素の分解方法である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の尿素の分解方法で得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガスを窒素酸化物を含有する排ガス中に供給した後、アンモニア接触還元脱硝触媒と接触させることにより排ガス中の窒素酸化物を還元除去する排ガス脱硝方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の尿素の分解方法で得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガス中の尿素の分解気化物と水蒸気を一旦凝縮して液体とした後、該液体を窒素酸化物を含有する排ガス中に供給して気化させ、得られた気化物をアンモニア接触還元脱硝触媒と接触させて排ガス中の窒素酸化物を還元除去する排ガス脱硝方法である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の成型体を充填した反応器に尿素水を１００〜２５０℃と１〜２０気圧の雰囲気下で通過させることにより尿素の加水分解生成物を含む液体を得る尿素の分解方法である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の尿素の分解方法で得られる尿素の加水分解生成物を含む溶液を窒素酸化物を含有する排ガス中に噴霧して気化させ、該気化物をアンモニア接触還元脱硝触媒と接触させる排ガス脱硝方法である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させた尿素水スラリタンクと、該尿素水スラリタンク内の尿素水スラリの加熱手段と、該尿素水スラリタンク内の尿素が１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱されることにより分解して生成する尿素水分解ガスを窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する尿素水分解ガス供給手段と、該尿素水分解ガス供給手段の下流側の排ガス流路内に脱硝触媒層とを備えた排ガス脱硝装置である。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させた尿素水スラリタンクと、 該尿素水スラリタンク内の尿素水スラリの加熱手段と、該尿素水スラリタンク内の尿素が１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱されることにより分解して生成する尿素水分解ガスを冷却させて前記ガス中の尿素の分解気化物と水蒸気と一旦凝縮して液体として貯留する冷却兼凝縮液体貯留手段と、該冷却兼凝縮液体貯留手段中の液体を窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する凝縮液体供給手段と、該凝縮液体供給手段の下流側の排ガス流路内にアンモニア接触還元脱硝触媒層とを備えた排ガス脱硝装置である。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、尿素水タンクと、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の成型体を充填し、１００〜２５０℃と１〜２０気圧の雰囲気下にある反応器と、前記尿素水タンクから前記反応器に尿素水を通過させることにより得られる尿素の加水分解生成物を含む液体を貯留する液体貯留タンクと、該液体貯留タンク中の液体を窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する凝縮液体供給手段と、該凝縮液体供給手段の下流側の排ガス流路内にアンモニア接触還元脱硝触媒層とを備えた排ガス脱硝装置である。
【００１７】
上記尿素または尿素水の加熱温度は尿素の沸点（尿素の濃度にもよるが、通常１３０℃前後）以上には上昇しないが、加熱しすぎると水の蒸発速度が速くなりすぎるため好ましくない。また、加圧圧力は常圧でもよいが、２０気圧以下に加圧して、沸点を上げて沸騰を防ぎながら反応温度を上昇させることにより、反応速度を速くすることができる。加圧圧力は高すぎると装置が大型化するため好ましくない。
【００１８】
（作用）
本発明者は尿素水中の尿素（ＣＯ（ＮＨ2）2）を低温で効率良く分解できる触媒を長期にわたり探索し続けた結果、請求項１、２記載の発明をするに至った。
【００１９】
本発明の触媒の特徴は、メタバナジン酸アンモニウムあるいはＮＨ3と反応してメタバナジン酸アンモニウムを生成するバナジウム化合物を主成分とする点にあり、メタバナジン酸アンモニウムは次のように作用して水溶液中で熱分解反応類似の反応を促進しているものと推定される。
【００２０】
メタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ4ＶＯ3）が分解してＮＨ3を発生する下記（２）式の反応は、１００℃以下で進行することが知られている。その生成物であるバナジン酸（ＨＶＯ3）が下記（３）式の反応に従って尿素からＮＨ3を効率よく引き抜き、揮発性の高いイソシアン酸（ＨＣＮＯ）を生成する。総括的には、下記（４）式のような熱分解反応を促進することになる。さらにイソシアン酸の一部は下記（５）式の反応のように加水分解されてＮＨ3とＣＯ2を生成するものと考えられる。
【００２１】
ＮＨ4ＶＯ3 →ＮＨ3＋ＨＶＯ3 （２）
ＣＯ（ＮＨ2）2＋ＨＶＯ3→ＮＨ4ＶＯ3＋ＨＣＮＯ （３）
ＣＯ（ＮＨ2）2 →ＮＨ3＋ＨＣＮＯ （４）
ＨＣＮＯ＋Ｈ2Ｏ →ＮＨ3＋ＣＯ2 （５）
この反応に用いられる触媒は、メタバナジン酸アンモニアの形態である必要はなく、チタニアなどの多孔質担体に吸着されたバナジン酸や五酸化バナジウムの状態であっても進行する。この発見に基づく触媒が請求項２記載の発明である。
【００２２】
これらの触媒を請求項３記載の発明のように尿素水に懸濁させて、尿素水を加熱すると尿素が低温で分解する。
【００２３】
請求項４記載の発明のように、前記分解触媒の存在下に尿素水を加熱して得られた尿素の分解生成物（総括反応式である前記（４）式で得られた尿素分解生成物）を水蒸気を含むガスを窒素酸化物含有排ガス中に吹き込んで、接触還元脱硝触媒と接触させることで、ＮＨ3もイソシアン酸も共に還元剤として作用して排ガス中の窒素酸化物の還元（脱硝）ができる。
【００２４】
前記尿素分解触媒を溶解状態で用いる塩類を触媒とする場合には、溶液の粘度の上昇を招いたり、触媒の塩類の溶解度以上に濃度を高くできないのに対し、前記尿素分解触媒を尿素水中に懸濁状態で使用すると、触媒／尿素水比を高くして反応速度を向上させることが可能である。さらに、冷却時に反応液が固化するなどの問題も生じない。
【００２５】
さらに請求項５〜１０記載の発明のように、本発明の触媒により尿素を分解した分解生成物であるガスを水蒸気と共に一旦凝縮させ、しかる後にノズルなどにより排ガス中に吹き込む方法によると、排ガス中の窒素酸化物の濃度やガス量の急な変化に追従して還元剤を注入できることになり、脱硝率の応答特性を改善できる。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１、２記載の発明の触媒を用いると、約１００℃という低い温度でアンモニアガスと同様に扱い易い脱硝用還元ガスを得ることができる。このため、尿素を排ガス中に直接噴霧して尿素を分解させる場合に生じるメラミンやシアヌル酸などの析出物の生成のおそれがない。
【００２７】
また、請求項３記載の発明によれば、尿素水から容易に脱硝用還元ガスを得ることができる。
ＮＨ3は常温で気体であり、イソシアン酸は沸点が２３℃と低い上にＮＨ3と炭酸ガスに加水分解されやすい。このため請求項４〜１０記載の発明によれば、２００℃以下でも析出物を生じることがなく、脱硝用還元剤が得られ、高い排ガス脱硝性能を実現できる。
【００２８】
また、請求項１、２記載の発明の触媒を請求項６記載の発明のように、特開２００４−２０２４５０号公報に記載された加圧加水分解用触媒として使用し、これを請求項７記載の発明のように還元剤にして排ガス脱硝を行わせることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施例を図面と共に説明する。
本発明におけるメタバナジン酸アンモニウムもしくはＮＨ3により、それを生成するバナジウム化合物を主成分にする触媒には、メタバナジン酸アンモニウムの粉末、その成型体、あるいはそれらをシリカやアルミナなど多孔質担体に担持したものが使用できる。その使用方法は、微粉末にして尿素水溶液に分散させてスラリ状にして使用する方法、成型体を充填した容器に尿素水を満たして用いる方法、加熱して触媒に尿素水を吹き付ける方法などが用いられる。本発明の触媒は、尿素水中の尿素を分解するものであるが、触媒の全てを水溶液に浸漬する必要はなく、触媒の一部が尿素水と接して分解する場合も含まれる。また、分解温度は通常尿素水の沸点であり、沸騰させながら分解させると水蒸気と共に分解生成物が輸送されるので好都合であるが、沸騰状態で反応させる必要はない。さらに、分解生成物を系外に運び出すために空気などの気体をバブリングなどにより吹き込んでも良い。また、尿素水に対する触媒の使用量は大きければ大きいほど好結果を与えるため、触媒成型体と尿素水を接触させ、毛管現象で尿素水を触媒内に吸い上げさせる方法により実効の触媒／尿素溶液比を向上させることができる。
【００３０】
チタニア担体などにメタバナジン酸アンモニウムなどを吸着担持する方法は、酸化チタンとメタバナジン酸アンモンとを水の存在下で混練する方法、メタバナジン酸アンモニウムを錯化剤で溶解後担持する方法などが採用可能である。
【実施例１】
【００３１】
平底フラスコに尿素（ＣＯ（ＮＨ2）2）４０ｇ、水６０ｇを入れて溶解した中に、メタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ4ＶＯ3）の粉末２５ｇを懸濁させ、砂浴上で加熱し沸騰させた。沸騰して１０分後にフラスコの口から排出される蒸気と分解生成物の混合ガスを、ガスサンプリング器で５０ｃｃ採取後、０．１Ｎ硫酸１０ｍｌを加え良く振とうして、ＮＨ3およびイソシアン酸ガスを吸収させた。得られた液中のＮＨ3をイオンクロトグラフフィー法で測定した。
イソシアン酸は硫酸に溶解されると加水分解されＮＨ3として計測される。
【実施例２】
【００３２】
蒸発皿に酸化チタン（比表面積３３０ｍ２／ｇ）５０ｇとメタバナジン酸アンモニウム４ｇ、２００ｍｌを入れ、砂浴上で攪拌しながら加熱した。前記加熱に伴いメタバナジン酸アンモニウムの一部が酸化チタンに吸着して黄色に変化し、一部はＮＨ3を失って褐色に変化する。その状態で攪拌を続けると褐色に変化したバナジウム化合物も徐々に溶解して酸化チタンに吸着され均一な黄色物が得られる。そのまま蒸発乾固した後、５００℃で２時間焼成し、その冷却物を粉砕して触媒に用いた。
平底フラスコに尿素（ＣＯ（ＮＨ2）2）４０ｇ、水６０ｇ入れて溶解した中に、先に調製した触媒粉を２５ｇ懸濁させ、実施例１と同様、沸騰蒸気中に含まれる、ＮＨ3及びイソシアン酸の総量を測定した。
【実施例３】
【００３３】
実施例１のメタバナジン酸アンモニウム粉末の添加量を２５ｇから７５ｇに変更し、他は同様にしてＮＨ3及びイソシアン酸の総量を測定した。
【比較例１】
【００３４】
実施例１におけるメタバナジン酸アンモニウムを添加しないで、他は同様にしてＮＨ3及びイソシアン酸の総量を測定した。
【比較例２】
【００３５】
実施例２に用いた酸化チタン粉末のみを５００℃で二時間焼成したものを触媒に用い、他は同様にしてＮＨ3及びイソシアン酸の総量を測定した。
得られた結果を表１にまとめて示した。本表から明らかなように、本発明になるメタバナジン酸アンモニウム主成分とする触媒により、尿素水の沸騰条件である約１１０℃において高濃度のＮＨ3およびイソシアン酸のガスを含む水蒸気との混合ガスが得られる。また実施例１と実施例３とを比較すると、懸濁させる触媒量の増加に比例して分解ガスの濃度が増大し、更に高濃度の分解ガスを容易に得られる優れた方法であることが判る。
【００３６】
【表１】
【実施例４】
【００３７】
本発明の触媒を用いて尿素水を分解して得たガス状物を排ガス脱硝用の還元剤に用いる場合の例を図１に示した。タンク２中の尿素水１はポンプ３により本発明の触媒を水に懸濁した触媒液５を入れた反応器４に送られ、反応器４内に設置されたヒータ６で加熱され分解される。反応器４内で生成した分解ガスと水蒸気は、必要に応じてガス供給ライン７から送られる空気や窒素などのキャリアーガスと共に排ガスダクト１３中に設けられたノズル８に向けて送られ、ノズル８から窒素酸化物を含む排ガス中に注入される。排ガス中に注入された分解ガスと水蒸気は排ガスダクト１３内に設けられた脱硝触媒層９に導かれ、脱硝触媒作用により窒素酸化物を無害な窒素に還元する。
ここで使用される脱硝触媒９は、酸化チタンを主成分とするＴｉ−Ｗ−Ｖ系触媒やＴｉ−Ｍｏ−Ｖ系触媒などの公知の触媒が用いられる。
【実施例５】
【００３８】
実施例４の装置では、反応器４における尿素分解ガスの発生が変化するまでの時間遅れのため、ガス量や窒素酸化物の濃度などの変動に追従させて高い脱硝性能を維持することが難しい。図２は、反応器４から発生するガスと水蒸気を冷却してアンモニアとイソシアン酸を含む溶液に変換してバッファータンク１１に溜めた後、ガス量や窒素酸化物の濃度の変動に合わせてポンプ１２により排ガスダクト１３中に設けられたノズル８から排ガス中に吹き込むことにより、条件変動に対する応答性を高めたものである。これにより、自動車などのガス量や窒素酸化物の濃度変化の大きな排ガス浄化への対応が可能になる。
【００３９】
ＮＨ3は常温で気体であり、イソシアン酸は沸点が２３℃と低い上にＮＨ3と炭酸ガスに加水分解されやすい。このため本実施例のように凝縮液を排ガス中の中にスプレーしても、析出物を生じることがなく、２００℃以下でも高い脱硝性能が得られる。
【実施例６】
【００４０】
図３に示すようにタンク２中の尿素水１は高圧ポンプ１５により実施例１又は２の尿素分解触媒を充填した触媒層１６を備え、ヒータ６で加熱可能な反応容器１８に送られ、反応容器１８で１００〜２５０℃、０．１〜２ＭＰａの条件下で分解される。反応容器１８で生成した分解ガスと水蒸気は、バルブ２０を有する流路１７からポンプ１２により排ガスダクト１３中に設けられたノズル８に向けて送られ、ノズル８から窒素酸化物を含む排ガス中に注入される。排ガス中に注入された分解ガスと水蒸気は排ガスダクト１３内に設けられた脱硝触媒層９に導かれ、脱硝触媒作用により窒素酸化物を無害な窒素に還元する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明はディーゼルエンジン排ガスの脱硝など、メンテナンスフリーが望まれている分野において、難分解生成物の析出のない尿素気化装置と該装置を用いる排ガス脱硝に適用性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の尿素分解触媒を脱硝装置に用いた場合の構成図である。
【図２】本発明の尿素分解触媒を脱硝装置に用いた場合の構成図である。
【図３】本発明の尿素分解触媒を脱硝装置に用いた場合の構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 尿素水 ２ タンク
３ ポンプ ４ 反応器
５ 触媒スラリ ６ ヒータ
７ キャリアーガス導入ライン
８ 分解ガス吹き込みノズル
９ 脱硝触媒 １０ 冷却器
１１ バッファータンク １２ ポンプ
１３ 排ガスダクト １５ 高圧ポンプ
１６ 触媒層 １７ 流路
１８ 反応容器 ２０ バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は尿素の加水分解反応を促進する触媒と、その加水分解生成物を還元剤とする方法と装置に関し、特に尿素水中の尿素を低い温度で高い効率で加水分解させる触媒とそれを用いた排ガス脱硝方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所、各種工場及び自動車などから排出される排煙中のＮＯｘは、光化学スモッグの原因物質であり、その効果的な除去方法として、アンモニア（ＮＨ3）を還元剤とした選択的接触還元による排煙脱硝法が火力発電所を中心に幅広く用いられている。
【０００３】
最近は、ディーゼルエンジン又はガスタービン等を利用したコージェネレーションシステムが大都市の都心部を中心として増加しており、このシステムに対してもＮＯｘの排出規制が適用され、かつ地域によってはＮＯｘの排出規制が強化されるため、大型プラント同様に排ガス脱硝装置の設置が急務となっている。このような小規模施設用脱硝装置はビル等人口密集地で使用されるため、液化アンモニアの適用は困難である。そこで、液化アンモニアの代わりに取扱いが容易で、かつ安全な尿素水をスプレーすることで排ガス中に注入する方法などが実用化されている（特開昭５３−６２７７２号公報、特開昭５３−６４１０２号公報、特開昭５３−１１２２７３号公報、特開昭５３−１１５６５８号公報等）。また、近年ではディーゼルエンジン車の窒素酸化物の除去に無害な尿素水を用いる試みが多数行われている。
【０００４】
尿素水を直接排ガス中に噴霧して脱硝触媒による窒素酸化物の接触還元に用いる方法では、尿素の気化および分解が十分でなく、尿素、メラミン及びシアヌル酸などが固体として析出し、尿素水の注入ノズルの閉塞又は脱硝触媒のガス通路の閉塞、さらには排ガス配管までも閉塞させるトラブルが発生することがある。このため、炭酸アルカリ等を触媒に用いて尿素水を加熱加水分解し、アンモニアと炭酸ガスに変換してガス状にして使用する方法（特開平６−１６５８１４号公報等）、尿素水を触媒の存在下で加圧加熱してアンモニアに加水分して得た溶液を噴霧する方法（特開２００４−２０２４５０号公報等）などの発明がある。
【特許文献１】特開平６−１６５８１４号公報
【特許文献２】特開２００４−２０２４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの従来技術は何れも優れた方法であるが、直接尿素水を排ガス中に噴霧する方法は、排ガス温度が２００℃以下では尿素の気化が不十分なため、シアヌル酸などが析出するトラブルを生じ易い。一方、触媒を用いて尿素を加水分解する方法は、低温で尿素を加水分解できる触媒が無いため、高濃度の炭酸アルカリ触媒を高濃度の粘稠な溶液状にして高温で用いたり、加圧下・高温で実施する必要があるなど改善すべき点もあった。
【０００６】
本発明の課題は、尿素水を低温かつ常圧でも効率良くガスに分解できる触媒を提供し、また当該尿素分解触媒を用いて、低温でもシアヌル酸などの析出物を生じる心配のない排ガス脱硝方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は次の解決手段により達成される。
請求項１記載の発明は、メタバナジン酸アンモニウム又はアンモニアと反応してメタバナジン酸アンモニウムを生成するバナジウムの酸化物、例えば五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、またはバナジウムのオキソ酸塩、例えばメタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ4ＶＯ3）を主成分とする尿素水溶液中の尿素をアンモニア（ＮＨ3）又はイソシアン酸（ＨＣＮＯ）に分解する尿素分解触媒である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、酸化チタン又は酸化アルミニウムを含む多孔質担体にメタバナジン酸アンモニウム又は五酸化バナジウムを吸着担持させたものである請求項１記載の尿素分解触媒である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させ、１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱することにより尿素を分解する尿素の分解方法である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の尿素の分解方法で得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガスを窒素酸化物を含有する排ガス中に供給した後、アンモニア接触還元脱硝触媒と接触させることにより排ガス中の窒素酸化物を還元除去する排ガス脱硝方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の尿素の分解方法で得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガス中の尿素の分解気化物と水蒸気を一旦凝縮して液体とした後、該液体を窒素酸化物を含有する排ガス中に供給して気化させ、得られた気化物をアンモニア接触還元脱硝触媒と接触させて排ガス中の窒素酸化物を還元除去する排ガス脱硝方法である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の成型体を充填した反応器に尿素水を１００〜２５０℃と１〜２０気圧の雰囲気下で通過させることにより尿素の加水分解生成物を含む液体を得る尿素の分解方法である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の尿素の分解方法で得られる尿素の加水分解生成物を含む溶液を窒素酸化物を含有する排ガス中に噴霧して気化させ、該気化物をアンモニア接触還元脱硝触媒と接触させる排ガス脱硝方法である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させた尿素水スラリタンクと、該尿素水スラリタンク内の尿素水スラリの加熱手段と、該尿素水スラリタンク内の尿素が１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱されることにより分解して生成する尿素水分解ガスを窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する尿素水分解ガス供給手段と、該尿素水分解ガス供給手段の下流側の排ガス流路内に脱硝触媒層とを備えた排ガス脱硝装置である。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させた尿素水スラリタンクと、 該尿素水スラリタンク内の尿素水スラリの加熱手段と、該尿素水スラリタンク内の尿素が１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱されることにより分解して生成する尿素水分解ガスを冷却させて前記ガス中の尿素の分解気化物と水蒸気と一旦凝縮して液体として貯留する冷却兼凝縮液体貯留手段と、該冷却兼凝縮液体貯留手段中の液体を窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する凝縮液体供給手段と、該凝縮液体供給手段の下流側の排ガス流路内にアンモニア接触還元脱硝触媒層とを備えた排ガス脱硝装置である。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、尿素水タンクと、請求項１又は２記載の尿素分解触媒の成型体を充填し、１００〜２５０℃と１〜２０気圧の雰囲気下にある反応器と、前記尿素水タンクから前記反応器に尿素水を通過させることにより得られる尿素の加水分解生成物を含む液体を貯留する液体貯留タンクと、該液体貯留タンク中の液体を窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する凝縮液体供給手段と、該凝縮液体供給手段の下流側の排ガス流路内にアンモニア接触還元脱硝触媒層とを備えた排ガス脱硝装置である。
【００１７】
上記尿素または尿素水の加熱温度は尿素の沸点（尿素の濃度にもよるが、通常１３０℃前後）以上には上昇しないが、加熱しすぎると水の蒸発速度が速くなりすぎるため好ましくない。また、加圧圧力は常圧でもよいが、２０気圧以下に加圧して、沸点を上げて沸騰を防ぎながら反応温度を上昇させることにより、反応速度を速くすることができる。加圧圧力は高すぎると装置が大型化するため好ましくない。
【００１８】
（作用）
本発明者は尿素水中の尿素（ＣＯ（ＮＨ2）2）を低温で効率良く分解できる触媒を長期にわたり探索し続けた結果、請求項１、２記載の発明をするに至った。
【００１９】
本発明の触媒の特徴は、メタバナジン酸アンモニウムあるいはＮＨ3と反応してメタバナジン酸アンモニウムを生成するバナジウム化合物を主成分とする点にあり、メタバナジン酸アンモニウムは次のように作用して水溶液中で熱分解反応類似の反応を促進しているものと推定される。
【００２０】
メタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ4ＶＯ3）が分解してＮＨ3を発生する下記（２）式の反応は、１００℃以下で進行することが知られている。その生成物であるバナジン酸（ＨＶＯ3）が下記（３）式の反応に従って尿素からＮＨ3を効率よく引き抜き、揮発性の高いイソシアン酸（ＨＣＮＯ）を生成する。総括的には、下記（４）式のような熱分解反応を促進することになる。さらにイソシアン酸の一部は下記（５）式の反応のように加水分解されてＮＨ3とＣＯ2を生成するものと考えられる。
【００２１】
ＮＨ4ＶＯ3 →ＮＨ3＋ＨＶＯ3 （２）
ＣＯ（ＮＨ2）2＋ＨＶＯ3→ＮＨ4ＶＯ3＋ＨＣＮＯ （３）
ＣＯ（ＮＨ2）2 →ＮＨ3＋ＨＣＮＯ （４）
ＨＣＮＯ＋Ｈ2Ｏ →ＮＨ3＋ＣＯ2 （５）
この反応に用いられる触媒は、メタバナジン酸アンモニアの形態である必要はなく、チタニアなどの多孔質担体に吸着されたバナジン酸や五酸化バナジウムの状態であっても進行する。この発見に基づく触媒が請求項２記載の発明である。
【００２２】
これらの触媒を請求項３記載の発明のように尿素水に懸濁させて、尿素水を加熱すると尿素が低温で分解する。
【００２３】
請求項４記載の発明のように、前記分解触媒の存在下に尿素水を加熱して得られた尿素の分解生成物（総括反応式である前記（４）式で得られた尿素分解生成物）を水蒸気を含むガスを窒素酸化物含有排ガス中に吹き込んで、接触還元脱硝触媒と接触させることで、ＮＨ3もイソシアン酸も共に還元剤として作用して排ガス中の窒素酸化物の還元（脱硝）ができる。
【００２４】
前記尿素分解触媒を溶解状態で用いる塩類を触媒とする場合には、溶液の粘度の上昇を招いたり、触媒の塩類の溶解度以上に濃度を高くできないのに対し、前記尿素分解触媒を尿素水中に懸濁状態で使用すると、触媒／尿素水比を高くして反応速度を向上させることが可能である。さらに、冷却時に反応液が固化するなどの問題も生じない。
【００２５】
さらに請求項５〜１０記載の発明のように、本発明の触媒により尿素を分解した分解生成物であるガスを水蒸気と共に一旦凝縮させ、しかる後にノズルなどにより排ガス中に吹き込む方法によると、排ガス中の窒素酸化物の濃度やガス量の急な変化に追従して還元剤を注入できることになり、脱硝率の応答特性を改善できる。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１、２記載の発明の触媒を用いると、約１００℃という低い温度でアンモニアガスと同様に扱い易い脱硝用還元ガスを得ることができる。このため、尿素を排ガス中に直接噴霧して尿素を分解させる場合に生じるメラミンやシアヌル酸などの析出物の生成のおそれがない。
【００２７】
また、請求項３記載の発明によれば、尿素水から容易に脱硝用還元ガスを得ることができる。
ＮＨ3は常温で気体であり、イソシアン酸は沸点が２３℃と低い上にＮＨ3と炭酸ガスに加水分解されやすい。このため請求項４〜１０記載の発明によれば、２００℃以下でも析出物を生じることがなく、脱硝用還元剤が得られ、高い排ガス脱硝性能を実現できる。
【００２８】
また、請求項１、２記載の発明の触媒を請求項６記載の発明のように、特開２００４−２０２４５０号公報に記載された加圧加水分解用触媒として使用し、これを請求項７記載の発明のように還元剤にして排ガス脱硝を行わせることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施例を図面と共に説明する。
本発明におけるメタバナジン酸アンモニウムもしくはＮＨ3により、それを生成するバナジウム化合物を主成分にする触媒には、メタバナジン酸アンモニウムの粉末、その成型体、あるいはそれらをシリカやアルミナなど多孔質担体に担持したものが使用できる。その使用方法は、微粉末にして尿素水溶液に分散させてスラリ状にして使用する方法、成型体を充填した容器に尿素水を満たして用いる方法、加熱して触媒に尿素水を吹き付ける方法などが用いられる。本発明の触媒は、尿素水中の尿素を分解するものであるが、触媒の全てを水溶液に浸漬する必要はなく、触媒の一部が尿素水と接して分解する場合も含まれる。また、分解温度は通常尿素水の沸点であり、沸騰させながら分解させると水蒸気と共に分解生成物が輸送されるので好都合であるが、沸騰状態で反応させる必要はない。さらに、分解生成物を系外に運び出すために空気などの気体をバブリングなどにより吹き込んでも良い。また、尿素水に対する触媒の使用量は大きければ大きいほど好結果を与えるため、触媒成型体と尿素水を接触させ、毛管現象で尿素水を触媒内に吸い上げさせる方法により実効の触媒／尿素溶液比を向上させることができる。
【００３０】
チタニア担体などにメタバナジン酸アンモニウムなどを吸着担持する方法は、酸化チタンとメタバナジン酸アンモンとを水の存在下で混練する方法、メタバナジン酸アンモニウムを錯化剤で溶解後担持する方法などが採用可能である。
【実施例１】
【００３１】
平底フラスコに尿素（ＣＯ（ＮＨ2）2）４０ｇ、水６０ｇを入れて溶解した中に、メタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ4ＶＯ3）の粉末２５ｇを懸濁させ、砂浴上で加熱し沸騰させた。沸騰して１０分後にフラスコの口から排出される蒸気と分解生成物の混合ガスを、ガスサンプリング器で５０ｃｃ採取後、０．１Ｎ硫酸１０ｍｌを加え良く振とうして、ＮＨ3およびイソシアン酸ガスを吸収させた。得られた液中のＮＨ3をイオンクロトグラフフィー法で測定した。
イソシアン酸は硫酸に溶解されると加水分解されＮＨ3として計測される。
【実施例２】
【００３２】
蒸発皿に酸化チタン（比表面積３３０ｍ２／ｇ）５０ｇとメタバナジン酸アンモニウム４ｇ、２００ｍｌを入れ、砂浴上で攪拌しながら加熱した。前記加熱に伴いメタバナジン酸アンモニウムの一部が酸化チタンに吸着して黄色に変化し、一部はＮＨ3を失って褐色に変化する。その状態で攪拌を続けると褐色に変化したバナジウム化合物も徐々に溶解して酸化チタンに吸着され均一な黄色物が得られる。そのまま蒸発乾固した後、５００℃で２時間焼成し、その冷却物を粉砕して触媒に用いた。
平底フラスコに尿素（ＣＯ（ＮＨ2）2）４０ｇ、水６０ｇ入れて溶解した中に、先に調製した触媒粉を２５ｇ懸濁させ、実施例１と同様、沸騰蒸気中に含まれる、ＮＨ3及びイソシアン酸の総量を測定した。
【実施例３】
【００３３】
実施例１のメタバナジン酸アンモニウム粉末の添加量を２５ｇから７５ｇに変更し、他は同様にしてＮＨ3及びイソシアン酸の総量を測定した。
【比較例１】
【００３４】
実施例１におけるメタバナジン酸アンモニウムを添加しないで、他は同様にしてＮＨ3及びイソシアン酸の総量を測定した。
【比較例２】
【００３５】
実施例２に用いた酸化チタン粉末のみを５００℃で二時間焼成したものを触媒に用い、他は同様にしてＮＨ3及びイソシアン酸の総量を測定した。
得られた結果を表１にまとめて示した。本表から明らかなように、本発明になるメタバナジン酸アンモニウム主成分とする触媒により、尿素水の沸騰条件である約１１０℃において高濃度のＮＨ3およびイソシアン酸のガスを含む水蒸気との混合ガスが得られる。また実施例１と実施例３とを比較すると、懸濁させる触媒量の増加に比例して分解ガスの濃度が増大し、更に高濃度の分解ガスを容易に得られる優れた方法であることが判る。
【００３６】
【表１】
【実施例４】
【００３７】
本発明の触媒を用いて尿素水を分解して得たガス状物を排ガス脱硝用の還元剤に用いる場合の例を図１に示した。タンク２中の尿素水１はポンプ３により本発明の触媒を水に懸濁した触媒液５を入れた反応器４に送られ、反応器４内に設置されたヒータ６で加熱され分解される。反応器４内で生成した分解ガスと水蒸気は、必要に応じてガス供給ライン７から送られる空気や窒素などのキャリアーガスと共に排ガスダクト１３中に設けられたノズル８に向けて送られ、ノズル８から窒素酸化物を含む排ガス中に注入される。排ガス中に注入された分解ガスと水蒸気は排ガスダクト１３内に設けられた脱硝触媒層９に導かれ、脱硝触媒作用により窒素酸化物を無害な窒素に還元する。
ここで使用される脱硝触媒９は、酸化チタンを主成分とするＴｉ−Ｗ−Ｖ系触媒やＴｉ−Ｍｏ−Ｖ系触媒などの公知の触媒が用いられる。
【実施例５】
【００３８】
実施例４の装置では、反応器４における尿素分解ガスの発生が変化するまでの時間遅れのため、ガス量や窒素酸化物の濃度などの変動に追従させて高い脱硝性能を維持することが難しい。図２は、反応器４から発生するガスと水蒸気を冷却してアンモニアとイソシアン酸を含む溶液に変換してバッファータンク１１に溜めた後、ガス量や窒素酸化物の濃度の変動に合わせてポンプ１２により排ガスダクト１３中に設けられたノズル８から排ガス中に吹き込むことにより、条件変動に対する応答性を高めたものである。これにより、自動車などのガス量や窒素酸化物の濃度変化の大きな排ガス浄化への対応が可能になる。
【００３９】
ＮＨ3は常温で気体であり、イソシアン酸は沸点が２３℃と低い上にＮＨ3と炭酸ガスに加水分解されやすい。このため本実施例のように凝縮液を排ガス中の中にスプレーしても、析出物を生じることがなく、２００℃以下でも高い脱硝性能が得られる。
【実施例６】
【００４０】
図３に示すようにタンク２中の尿素水１は高圧ポンプ１５により実施例１又は２の尿素分解触媒を充填した触媒層１６を備え、ヒータ６で加熱可能な反応容器１８に送られ、反応容器１８で１００〜２５０℃、０．１〜２ＭＰａの条件下で分解される。反応容器１８で生成した分解ガスと水蒸気は、バルブ２０を有する流路１７からポンプ１２により排ガスダクト１３中に設けられたノズル８に向けて送られ、ノズル８から窒素酸化物を含む排ガス中に注入される。排ガス中に注入された分解ガスと水蒸気は排ガスダクト１３内に設けられた脱硝触媒層９に導かれ、脱硝触媒作用により窒素酸化物を無害な窒素に還元する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明はディーゼルエンジン排ガスの脱硝など、メンテナンスフリーが望まれている分野において、難分解生成物の析出のない尿素気化装置と該装置を用いる排ガス脱硝に適用性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の尿素分解触媒を脱硝装置に用いた場合の構成図である。
【図２】本発明の尿素分解触媒を脱硝装置に用いた場合の構成図である。
【図３】本発明の尿素分解触媒を脱硝装置に用いた場合の構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 尿素水 ２ タンク
３ ポンプ ４ 反応器
５ 触媒スラリ ６ ヒータ
７ キャリアーガス導入ライン
８ 分解ガス吹き込みノズル
９ 脱硝触媒 １０ 冷却器
１１ バッファータンク １２ ポンプ
１３ 排ガスダクト １５ 高圧ポンプ
１６ 触媒層 １７ 流路
１８ 反応容器 ２０ バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタバナジン酸アンモニウム又はアンモニアと反応してメタバナジン酸アンモニウムを生成するバナジウムの酸化物またはバナジウムのオキソ酸塩を主成分とする尿素水溶液中の尿素をアンモニア（ＮＨ3）又はイソシアン酸（ＨＣＮＯ）に分解する尿素分解触媒。
【請求項２】
酸化チタン又は酸化アルミニウムを含む多孔質担体にメタバナジン酸アンモニウム又は五酸化バナジウムを吸着担持させたものであることを特徴とする請求項１記載の尿素分解触媒。
【請求項３】
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させ、１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱することにより尿素を分解することを特徴とする尿素の分解方法。
【請求項４】
請求項３記載の尿素の分解方法で得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガスを窒素酸化物を含有する排ガス中に供給した後、アンモニア接触還元脱硝触媒と接触させることにより排ガス中の窒素酸化物を還元除去することを特徴とする排ガス脱硝方法。
【請求項５】
請求項３記載の尿素の分解方法で得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガス中の尿素の分解気化物と水蒸気を一旦凝縮して液体とした後、該液体を窒素酸化物を含有する排ガス中に供給して気化させ、得られた気化物をアンモニア接触還元脱硝触媒と接触させて排ガス中の窒素酸化物を還元除去することを特徴する排ガス脱硝方法。
【請求項６】
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の成型体を充填した反応器に尿素水を１００〜２５０℃と１〜２０気圧の雰囲気下で通過させることにより尿素の加水分解生成物を含む液体を得ることを特徴とする尿素の分解方法。
【請求項７】
請求項６記載の尿素の分解方法で得られる尿素の加水分解生成物を含む溶液を窒素酸化物を含有する排ガス中に噴霧して気化させ、該気化物をアンモニア接触還元脱硝触媒と接触させることを特徴する排ガス脱硝方法。
【請求項８】
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させた尿素水スラリタンクと、
該尿素水スラリタンク内の尿素水スラリの加熱手段と、
該尿素水スラリタンク内の尿素が１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱されることにより分解して生成する尿素水分解ガスを窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する尿素水分解ガス供給手段と、
該尿素水分解ガス供給手段の下流側の排ガス流路内に脱硝触媒層と
を備えたことを特徴とする排ガス脱硝装置。
【請求項９】
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させた尿素水スラリタンクと、
該尿素水スラリタンク内の尿素水スラリの加熱手段と、
該尿素水スラリタンク内の尿素が１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱されることにより分解して生成する尿素水分解ガスを冷却させて前記ガス中の尿素の分解気化物と水蒸気と一旦凝縮して液体として貯留する冷却兼凝縮液体貯留手段と、
該冷却兼凝縮液体貯留手段中の液体を窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する凝縮液体供給手段と、
該凝縮液体供給手段の下流側の排ガス流路内にアンモニア接触還元脱硝触媒層と
を備えたことを特徴とする排ガス脱硝装置。
【請求項１０】
尿素水タンクと、
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の成型体を充填し、１００〜２５０℃と１〜２０気圧の雰囲気下にある反応器と、
前記尿素水タンクから前記反応器に尿素水を通過させることにより得られる尿素の加水分解生成物を含む液体を貯留する液体貯留タンクと、
該液体貯留タンク中の液体を窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する凝縮液体供給手段と、
該凝縮液体供給手段の下流側の排ガス流路内にアンモニア接触還元脱硝触媒層と
を備えたことを特徴とする排ガス脱硝装置。
【請求項１】
メタバナジン酸アンモニウム又はアンモニアと反応してメタバナジン酸アンモニウムを生成するバナジウムの酸化物またはバナジウムのオキソ酸塩を主成分とする尿素水溶液中の尿素をアンモニア（ＮＨ3）又はイソシアン酸（ＨＣＮＯ）に分解する尿素分解触媒。
【請求項２】
酸化チタン又は酸化アルミニウムを含む多孔質担体にメタバナジン酸アンモニウム又は五酸化バナジウムを吸着担持させたものであることを特徴とする請求項１記載の尿素分解触媒。
【請求項３】
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させ、１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱することにより尿素を分解することを特徴とする尿素の分解方法。
【請求項４】
請求項３記載の尿素の分解方法で得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガスを窒素酸化物を含有する排ガス中に供給した後、アンモニア接触還元脱硝触媒と接触させることにより排ガス中の窒素酸化物を還元除去することを特徴とする排ガス脱硝方法。
【請求項５】
請求項３記載の尿素の分解方法で得られる尿素の分解気化物と水蒸気とを含むガス中の尿素の分解気化物と水蒸気を一旦凝縮して液体とした後、該液体を窒素酸化物を含有する排ガス中に供給して気化させ、得られた気化物をアンモニア接触還元脱硝触媒と接触させて排ガス中の窒素酸化物を還元除去することを特徴する排ガス脱硝方法。
【請求項６】
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の成型体を充填した反応器に尿素水を１００〜２５０℃と１〜２０気圧の雰囲気下で通過させることにより尿素の加水分解生成物を含む液体を得ることを特徴とする尿素の分解方法。
【請求項７】
請求項６記載の尿素の分解方法で得られる尿素の加水分解生成物を含む溶液を窒素酸化物を含有する排ガス中に噴霧して気化させ、該気化物をアンモニア接触還元脱硝触媒と接触させることを特徴する排ガス脱硝方法。
【請求項８】
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させた尿素水スラリタンクと、
該尿素水スラリタンク内の尿素水スラリの加熱手段と、
該尿素水スラリタンク内の尿素が１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱されることにより分解して生成する尿素水分解ガスを窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する尿素水分解ガス供給手段と、
該尿素水分解ガス供給手段の下流側の排ガス流路内に脱硝触媒層と
を備えたことを特徴とする排ガス脱硝装置。
【請求項９】
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の粒子を尿素水に懸濁させた尿素水スラリタンクと、
該尿素水スラリタンク内の尿素水スラリの加熱手段と、
該尿素水スラリタンク内の尿素が１００℃を超えて尿素の沸点までの間の温度に加熱されることにより分解して生成する尿素水分解ガスを冷却させて前記ガス中の尿素の分解気化物と水蒸気と一旦凝縮して液体として貯留する冷却兼凝縮液体貯留手段と、
該冷却兼凝縮液体貯留手段中の液体を窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する凝縮液体供給手段と、
該凝縮液体供給手段の下流側の排ガス流路内にアンモニア接触還元脱硝触媒層と
を備えたことを特徴とする排ガス脱硝装置。
【請求項１０】
尿素水タンクと、
請求項１又は２記載の尿素分解触媒の成型体を充填し、１００〜２５０℃と１〜２０気圧の雰囲気下にある反応器と、
前記尿素水タンクから前記反応器に尿素水を通過させることにより得られる尿素の加水分解生成物を含む液体を貯留する液体貯留タンクと、
該液体貯留タンク中の液体を窒素酸化物を含有する排ガス流路に供給する凝縮液体供給手段と、
該凝縮液体供給手段の下流側の排ガス流路内にアンモニア接触還元脱硝触媒層と
を備えたことを特徴とする排ガス脱硝装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２２３９３７（Ｐ２００６−２２３９３７Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７６５８（Ｐ２００５−３７６５８）
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
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