燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラ
【課題】ボイラをはじめとする燃焼機器から発生する燃焼ガスを浄化する際にＮＯｘの生成を抑制しつつ、ＣＯを低減、除去することが可能な燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラを提供すること。
【解決手段】燃焼により発生した燃焼ガスＧ１に含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減するための浄化装置１８であって、前記燃焼ガスＧ１が移動可能な通気路１７と、前記通気路１７に配置され、前記燃焼ガスＧ１が通過可能とされるＣＯ酸化触媒Ｃ３と、前記通気路１７において前記ＣＯ酸化触媒Ｃ３の上流側に配置され、前記燃焼ガスＧ１が通過可能とされるＮＯｘ還元触媒Ｃ１と、前記ＣＯ酸化触媒Ｃ３と前記ＮＯｘ還元触媒Ｃ１の間に配置され、前記燃焼ガスＧ１が移動可能とされるＮＨ３酸化触媒Ｃ２とを備えていることを特徴とする。
【解決手段】燃焼により発生した燃焼ガスＧ１に含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減するための浄化装置１８であって、前記燃焼ガスＧ１が移動可能な通気路１７と、前記通気路１７に配置され、前記燃焼ガスＧ１が通過可能とされるＣＯ酸化触媒Ｃ３と、前記通気路１７において前記ＣＯ酸化触媒Ｃ３の上流側に配置され、前記燃焼ガスＧ１が通過可能とされるＮＯｘ還元触媒Ｃ１と、前記ＣＯ酸化触媒Ｃ３と前記ＮＯｘ還元触媒Ｃ１の間に配置され、前記燃焼ガスＧ１が移動可能とされるＮＨ３酸化触媒Ｃ２とを備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼機器から発生される燃焼ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）及びＣＯ（一酸化炭素）を削減するための燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラ等の燃焼機器から発生する燃焼ガスを排出する場合、燃焼ガスに含まれるＣＯ、ＮＯｘを所定の数値（例えば、規制値等）以下とすることが必要な場合がある。
ＣＯ、ＮＯｘを所定の数値まで削減するにあたっては、燃焼ガスを触媒に通過させて、燃焼ガスに含有されるＣＯ、ＮＯｘを酸化、還元してこれらを除去することが行われている。
【０００３】
このように、燃焼ガスに含まれるＮＯｘ、ＣＯを、ＮＯｘの還元を促進するＮＯｘ還元触媒やＣＯの酸化を促進するＣＯ酸化触媒を用いて削減する技術として、燃料に対する空気比（化学量論的値）を１．０よりも小さくしてＮＯｘ還元触媒を通過する際のＣＯ含有量を高くすることにより、ＮＯｘ還元触媒上で還元されるＮＯｘ量を所定値以下とし、その後、燃焼ガスにＯ２を付加してＣＯをＣＯ酸化触媒にて除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５２０１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、例えば、ＮＯｘ還元触媒での還元反応で生成されたＮＨ３（アンモニア）等が、ＮＯｘ還元触媒後の高温雰囲気下やＣＯ酸化触媒上で酸化されて再びＮＯｘとなる場合や、燃焼雰囲気下において生成されたＮ中間体が燃焼ガスの通過経路の高温雰囲気下やＣＯ酸化触媒上で酸化されてＮＯｘを増大する可能性があるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ボイラをはじめとする燃焼機器から発生する燃焼ガスを浄化する際にＮＯｘの生成を抑制しつつ、ＣＯを低減、除去することが可能な燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、燃焼により発生した燃焼ガスに含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減するための浄化装置であって、前記燃焼ガスが移動可能な通気路と、前記通気路に配置され、前記燃焼ガスが通過可能とされるＣＯ酸化触媒と、前記通気路において前記ＣＯ酸化触媒の上流側に配置され、前記燃焼ガスが通過可能とされるＮＯｘ還元触媒と、前記ＣＯ酸化触媒と前記ＮＯｘ還元触媒の間に配置され、前記燃焼ガスが移動可能とされるＮＨ３酸化触媒と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求３記載の発明は、ボイラであって、請求項１又は請求項２に記載の浄化装置を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、燃焼により発生した燃焼ガスに含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減する燃焼ガスの浄化方法であって、前記燃焼ガスが移動可能とされる通気路の上流側から下流側に、ＮＯｘ還元触媒、ＮＨ３酸化触媒、ＣＯ酸化触媒をこの順に配置し、前記上流側から前記下流側に燃焼ガスを通過させてＮＯｘ及びＣＯを削減することを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラによれば、ＮＯｘ還元触媒、ＮＨ３酸化触媒、ＣＯ酸化触媒が配置された通気路にこの順に燃焼ガスを通過させるので、ＮＯｘを還元した場合に生成されるＮＨ３がＮＨ３酸化触媒により酸化されてＮ2となりＣＯ酸化触媒を通過するＮＨ３が削減される。
【００１１】
また、燃焼ガスをＮＯｘ還元触媒を通過させた際にＮＨ３が生成されても、ＮＯｘ還元触媒の下流に配置したＮＨ３酸化触媒によりＮＨ３が酸化、除去されるので、ＣＯ酸化触媒を通過するＮＨ３の量が削減される。その結果、ＣＯ酸化触媒において、ＮＨ３に由来するＮＯｘの生成を抑制しつつ燃焼ガス中のＣＯをＣＯ酸化触媒により効率的に酸化、除去することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の浄化装置であって、前記通気路は、前記ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給するための酸化ガス供給手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る浄化装置によれば、ＮＯｘ還元触媒で生成されたＮＨ３を酸化、除去してＮＨ３を効率的に減少させることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載のボイラであって、燃料を理論空気比以下で燃焼させる燃焼制御手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求６記載の発明は、請求項５に記載の燃焼ガスの浄化方法であって、燃焼における空気比を理論空気比以下で燃焼させ、前記通気路の前記ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラによれば、燃焼における空気比を理論空気比以下とすることによりＮＯｘの生成が抑制され、ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給することで、ＮＯｘ還元触媒で生成されたＮＨ３をＮＨ３酸化触媒で効率的に酸化、除去させることができる。
また、生成されたＮＨ３及びＣＯの酸化に適した量のＯ２含有ガスを供給することで、ＮＯｘの生成を抑制しつつＮＨ３及びＣＯを効率的に酸化、除去することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係る燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラによれば、燃焼ガスを浄化する際にＮＨ３に由来するＮＯｘの生成を抑制しつつ、ＣＯを効率的に低減、除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラ及び浄化装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る浄化装置に用いる触媒の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＮＯｘ還元触媒、ＮＨ３酸化触媒、ＣＯ酸化触媒の転化率と、ＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３の関係を示す概念図である。
【図４】周知の浄化装置におけるＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯの濃度の推移を示す概念図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る浄化装置におけるＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯの濃度の推移を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１、図２を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係る貫流式のボイラ（燃焼装置）１０の縦断面図を示している。
ボイラ１０は、燃料供給部１２と、缶体１３と、バーナ１４と、排出路１７と、浄化装置１８と、エコノマイザ１９とを備えており、排出路１７には、浄化装置１８、エコノマイザ１９が上流からこの順に設けられている。
また、バーナ１４から排出路１７の排出口１７Ａに至るまで間には、バーナ１４で発生した燃焼ガスＧ１が流通するガス流路Ｒが形成されている。なお、ガス流路Ｒは燃焼ガスＧ１が流通しボイラ１０外に排出されるための排ガス流路としても用いられている。
【００２０】
この明細書において、燃焼ガスＧ１とは、燃料ガスの燃焼反応が完了したものおよび燃焼反応中の燃料ガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃料ガスの燃焼反応が完了したものおよび燃焼反応中の燃料ガスの両方を有する場合、燃焼反応中の燃料ガスのみを有する場合、燃料ガスの燃焼反応が完了したもののみを有する場合の、いずれをも含む概念である。
【００２１】
また、実施形態において、ボイラ１０の燃料は、例えば、生ガスと燃焼用空気とが混合された燃料ガスとされている。なお、燃料ガスに代えて、重油をはじめとする液体燃料、微粉炭を用いてもよい。
【００２２】
燃料供給部１２は、燃焼用空気を供給する送風ファン１２ａと、生ガスを供給するノズル１２ｂとを備え、送風ファン１２ａから送風された燃焼用空気とノズル１２ｂから供給された生ガスとがダクト内で混合されて燃料ガスが生成されるようになっている。
また、燃料供給部１２は、制御部（図示せず）によって、ノズル１２ｂから供給する燃料供給量と送風ファン１２ａから送風された燃焼用空気量を制御することにより空気比を調整可能に構成されており、例えば、燃料に対する空気比を理論空気比近傍に調整することが可能とされており、理論空気比以下として還元性の燃焼ガスとしたり、わずかに理論空気比以上としてＨＣ（炭化水素）が完全燃焼されることにより又は不完全燃焼であっても燃焼ガス中の残留Ｏ２で酸化されてＨＣを含まない状態の燃焼ガスを生成することができるようになっている。
【００２３】
バーナ１４は、水管群１３Ｂ側の面にバーナエレメント１４Ａを有し、燃料供給部１２から供給された燃料ガスがバーナエレメント１４Ａで燃焼するようになっている。
【００２４】
図１においてバーナエレメント１４Ａから水管群１３Ｂ側に示した破線部は、バーナエレメント１４Ａで形成される火炎を概念的に表したものである。
なお、バーナ１４としてバーナエレメント１４Ａに代えて、他の予混合式バーナや、予混合式バーナ以外の周知のバーナ、圧力噴射ノズル、インジェクションノズル等のバーナを用いることも可能である。
【００２５】
缶体１３は、下部管寄せ１３Ａと、水管群１３Ｂと、上部管寄せ１３Ｃとを備え、水管群１３Ｂは、複数の内側水管と複数の外側水管とを有し、それぞれの内側水管及び外側水管は、下部管寄せ１３Ａと上部管寄せ１３Ｃとの間に垂直方向に配置されるとともに下側が下部管寄せ１３Ａに上側が上部管寄せ１３Ｃに接続され、下部管寄せ１３Ａと上部管寄せ１３Ｃとが連通されている。
【００２６】
バーナ１４の燃焼で発生した高温の燃焼ガスＧ１は、缶体１３内に形成されたガス流路Ｒを通過しながら水管群１３Ｂの水を加熱し、排出路１７に導入された後に浄化装置１８を経由してエコノマイザ１９に到達し、エコノマイザ１９の水を加熱した後に排出口１７Ａから排出されるようになっている。なお、排出路１７の一部は浄化装置１８の通気路を構成している。
エコノマイザ１９は、排出路１７を通過する燃焼ガスＧ１との熱交換により水が加熱され、加熱された水を下部管寄せ１３Ａに供給するようになっている。
【００２７】
浄化装置１８は、燃焼ガスＧ１に含まれているＮＯｘ、ＣＯを除去可能とされており、この実施形態に係る浄化装置１８は、排出路１７に配置されており、燃焼ガスＧ１が通過するガス流路Ｒに、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３が上流側からこの順番に配置されている。
【００２８】
ＮＯｘ還元触媒Ｃ１は、燃焼ガスＧ１に含まれるＮＯｘを還元してＮ２とすることによりＮＯｘを除去するものであり、例えば、図２に示すように厚さ方向に複数の通気孔Ｐが形成された矩形平板状の基材Ｃ１０の表面に、触媒活性材料として、例えば白金が担持されて構成されている。
【００２９】
基材Ｃ１０は、帯状の平板からなる第１の基材Ｃ１１と波板からなる第２の基材Ｃ１２とを交互に重ね合わせたものを側板Ｃ１３により囲んで固定した構造とされている。
第１の基材Ｃ１１及び第２の基材Ｃ１２は、それぞれ排ガスとの接触面積を広くするために表面処理が施されて表面に多数の微小凹凸が形成されたステンレス板からなり、この微小凹凸に触媒活性材料が担特されている。
【００３０】
なお、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１の構造は、特に限定されるものではなく、基材Ｃ１０に代えて、例えば、ステンレス以外の金属やセラミックにより形成された通気可能な基材の表面に触媒活性材料を担持させた構成としてもよいし、燃焼ガスＧ１の通気性を通気孔Ｐではなく一定しない方向の通気孔Ｐを有するスポンジ状の多孔性構造、又は通気可能な流路が形成された容器内に触媒活性材料が担持されたペレットを多数収容した構成としてもよい。
なお、触媒活性材料として、白金以外の貴金属（Ａｇ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ）又は金属酸化物（ＮｉＯＸ、ＣｕＯＸ、ＣＯＯＸ、ＭｎＯＸ）を用いてもよい。
ＣＯ酸化触媒Ｃ３は、燃焼ガスＧ１に含まれるＣＯを酸化してＣＯ２とすることによりＣＯを除去するものであり、図２に示したＮＯｘ還元触媒Ｃ１と同様の構成とされている。
【００３１】
ＮＨ３酸化触媒Ｃ２は、燃焼ガスＧ１に含まれるＮＨ３を酸化してＮ２とすることによりＮＨ３を削減、除去するものであり、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１と同様の基材Ｃ１０の表面に、触媒活性材料として、例えばＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の担体と、貴金属（例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ）からなる触媒活性材料が配置されて構成されている。
【００３２】
図３は、燃焼ガスＧ１の温度と、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３の転化率との関係を示す概念図であり、図３の横軸は燃焼ガスの温度（Ｔ）を表しており符号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、それぞれＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３を示し、縦軸は転化率（Ｑ）を示している。（必要とされる転化率（Ｑ）は、例えば、ＮＯｘの場合、現時点で９７％とされているが、例えば、公害に対する社会情勢等に依存して見直す指標である。）
【００３３】
この実施形態において、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３は、これら触媒Ｃ1、Ｃ２、Ｃ３を通過する際の燃焼ガスＧ１の温度が、例えば、図３で示したＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３となる位置に配置されている。その結果、それぞれの触媒において、ＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯを燃焼ガスＧ１から効率的に削減、除去できるようになっている。
ここで、例えば、上記触媒の場合に、ＮＯｘ還元反応温度Ｅ１は約２００℃から約７００℃、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２は約３００℃以上、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３は約２５０℃以上とされている。
【００３４】
また、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１とＮＨ３酸化触媒Ｃ２の間には排出路１７に空気（Ｏ２含有ガス）を供給するための空気ノズル（酸化ガス供給手段）２０が形成されており、ノズル２０から空気がＮＯｘ還元触媒Ｃ１の下流側に供給可能とされている。このノズル２０から供給された空気によりＣＯ酸化触媒Ｃ３におけるＣＯの酸化を効率的に促進することができるようになっている。
なお、空気ノズル２０を設けない構成とし、又はＮＨ３酸化触媒Ｃ２とＣＯ酸化触媒Ｃ３の間に設ける構成としてもよいし、通常の空気に代えてＯ２濃度を調整した空気や、純Ｏ２、Ｏ２を含んだ他のガスを供給してもよい。
【００３５】
次に、ボイラ１０及び浄化装置１８の作用について説明する。
１）燃料供給部１２からバーナ１４に供給された燃料ガスが、バーナエレメント１４Ａから噴出、燃焼して、高温の燃焼ガスＧ１が生成される。
２）燃焼ガスＧ１は、ガス流路Ｒを通過しながら水管群１３Ｂ内の水を加熱して蒸気とし、水管群１３Ｂを通過した後に燃焼ガス排出路１７の排出口１７Ａに向かって移動する。加熱により生じた蒸気は上部管寄せ１３Ｃを経由して蒸気消費説備に供給される。
３）水管群１３Ｂを通過した燃焼ガスＧ１は、次いでＮＯｘ還元触媒Ｃ１を通過し、燃焼ガスＧ１に含まれるＮＯｘがＮＯｘ還元触媒Ｃ１に吸着されて燃焼ガスＧ１中のＮＯｘが削減される。ＮＯｘ還元触媒Ｃ１に吸着されたＮＯｘは還元されてＮ２となる。
ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を燃焼ガスＧ１が通過する際の還元反応により、ＮＨ３が生成される場合がある。
４）ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を通過した燃焼ガスＧ１は、ノズル２０から供給された空気Ａと混合されて燃焼ガスＧ１中のＯ２濃度が高くなる。
なお、空気Ａの供給をする場合、燃焼ガスＧ１中のＣＯ、及びＮＯｘ還元触媒Ｃ１で生成されたＮＨ３の酸化に適した量（例えば、ＣＯ及びＮＨ３を酸化するための理論空気量）の空気Ａをノズル２０から供給することが好適であり、かかる量の空気Ａを供給することによりＮＯｘの生成を抑制しつつＣＯ及びＮＨ３を効率的に酸化、除去することができて好適である。
５）ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を通過した燃焼ガスＧ１は、次いでＮＨ３酸化触媒Ｃ２を通過する。このとき燃焼ガスＧ１に含まれるＮＨ３は、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２において供給された空気及び燃焼ガスＧ１中のＯ２により酸化されてＮ２とＨ２Ｏになり、ＮＨ３が削減される。
６）ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を通過した燃焼ガスＧ１は、次いでＣＯ酸化触媒Ｃ３を通過して燃焼ガスＧ１に含まれたＣＯは供給された空気及び燃焼ガスＧ１中のＯ２で酸化されてＣＯ２となりＣＯが削減される。
【００３６】
上記実施の形態に係るボイラ１０、浄化装置１８によれば、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３の順に燃焼ガスＧ１を通過させるので、ＮＯｘを還元した際に生成されるＮＨ３がＣＯ酸化触媒に到達するのが抑制される。
【００３７】
以上のように、燃焼ガスＧ１中に含まれるＮＨ３が空気の存在によってＮＨ３酸化触媒Ｃ２により酸化除去されるのでＣＯ酸化触媒におけるＮＯｘが生成されるのが抑制される。
【００３８】
図４、図５は、以上の効果を概念的に示すものであり、横軸（Ｌ）は、燃焼ガスの流れる方向及びＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３の位置を表しており、縦軸はＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯの濃度（Ｍ）を概念的に示している。破線で示したのは、ＮＨ３の濃度（Ｍ）の推移である。
なお、図４は、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＣＯ酸化触媒Ｃ３からなる周知の浄化装置におけるＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯの濃度の推移を示したものである。
【００３９】
図５は、浄化装置１８にて、ノズル２０から適量の空気を供給してＮＨ３を酸化する場合のＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯ、及びノズル２０から供給する空気中のＯ２の濃度の推移を示したものであり、
この場合、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１で生成されたＮＨ３はＮＨ３酸化触媒Ｃ２に到達するが、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２において供給された空気と反応して低減されるので、ＣＯ酸化触媒Ｃ３におけるＮＨ３の酸化に由来するＮＯｘの生成を抑制することができる。
【００４０】
その結果、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を高い温度領域に配置するとともにＣＯ酸化触媒Ｃ３を低い温度領域に配置して広い温度範囲で効率的にＮＯｘ及びＣＯを削減することができる。
その結果、燃焼ガスＧ１中のＮＯｘ及びＣＯを効率的に削減することができる。
【００４１】
また、理論空気比近傍の燃焼においてＮＯｘ還元触媒Ｃ１により生成されるＮＨ３を、例えば、空気注入法等の酸化手段によって有効に酸化させる場合、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３以上で反応させると低ＮＯｘ化が困難となり、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３以下の温度で反応させると低ＣＯ化が困難となるが、上記実施形態のように、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３を、それぞれＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３に配置することにより、生成されたＮＨ３を効率的に除去し、燃焼ガスＧ１の低ＮＯｘ化が可能となる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
上記実施の形態においては、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３を通過する燃焼ガスＧ１が、それぞれＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３となるように、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３を配置する場合について説明したが、このうちのいずれかを上記温度の範囲外の領域に配置してもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態においては、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１とＮＨ３酸化触媒Ｃ２の間に空気を供給する場合について説明したが、ノズル２０を有しない構成、又はノズル２０からの空気の供給を行わない構成としてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態においては、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１が缶体１３内に配置され、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３が排出路１７のガス流路Ｒに配置される湯合について説明したが、ガス流路Ｒを排出路１７の一部とみなしてこれら触媒のいずれかをバーナ１４と排出口１７Ａまでのいずれかの領域に配置することも可能である。
【００４５】
また、上記実施の形態においては、浄化装置１８を小型貫流型の蒸気ボイラに適用する場合について説明したが、蒸気ボイラのみならず温水ボイラに対しても適用可能であり、また、貫流型ボイラの他、水管が環状に配列された多管式のボイラ、炉筒煙管ボイラ、バーナにより加熱管を直接加熱する給湯器等、種々の構造のボイラに適用することが可能である。
また、ボイラ以外の燃焼機器に対して適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
燃焼ガスがＮＯｘ還元触媒と接触して生成されるＮＨ３に由来するＮＯｘの生成を効率的に抑制することができ産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｇ１ 燃焼ガス
Ｒ ガス流路（通気路）
Ｃ１ ＮＯｘ還元触媒
Ｃ２ ＮＨ３酸化触媒
Ｃ３ ＣＯ酸化触媒
１０ ボイラ（燃焼装置）
１７ 排出路（通気路）
１８ 浄化装置
２０ ノズル（酸化ガス供給手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼機器から発生される燃焼ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）及びＣＯ（一酸化炭素）を削減するための燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラ等の燃焼機器から発生する燃焼ガスを排出する場合、燃焼ガスに含まれるＣＯ、ＮＯｘを所定の数値（例えば、規制値等）以下とすることが必要な場合がある。
ＣＯ、ＮＯｘを所定の数値まで削減するにあたっては、燃焼ガスを触媒に通過させて、燃焼ガスに含有されるＣＯ、ＮＯｘを酸化、還元してこれらを除去することが行われている。
【０００３】
このように、燃焼ガスに含まれるＮＯｘ、ＣＯを、ＮＯｘの還元を促進するＮＯｘ還元触媒やＣＯの酸化を促進するＣＯ酸化触媒を用いて削減する技術として、燃料に対する空気比（化学量論的値）を１．０よりも小さくしてＮＯｘ還元触媒を通過する際のＣＯ含有量を高くすることにより、ＮＯｘ還元触媒上で還元されるＮＯｘ量を所定値以下とし、その後、燃焼ガスにＯ２を付加してＣＯをＣＯ酸化触媒にて除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５２０１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、例えば、ＮＯｘ還元触媒での還元反応で生成されたＮＨ３（アンモニア）等が、ＮＯｘ還元触媒後の高温雰囲気下やＣＯ酸化触媒上で酸化されて再びＮＯｘとなる場合や、燃焼雰囲気下において生成されたＮ中間体が燃焼ガスの通過経路の高温雰囲気下やＣＯ酸化触媒上で酸化されてＮＯｘを増大する可能性があるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ボイラをはじめとする燃焼機器から発生する燃焼ガスを浄化する際にＮＯｘの生成を抑制しつつ、ＣＯを低減、除去することが可能な燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、燃焼により発生した燃焼ガスに含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減するための浄化装置であって、前記燃焼ガスが移動可能な通気路と、前記通気路に配置され、前記燃焼ガスが通過可能とされるＣＯ酸化触媒と、前記通気路において前記ＣＯ酸化触媒の上流側に配置され、前記燃焼ガスが通過可能とされるＮＯｘ還元触媒と、前記ＣＯ酸化触媒と前記ＮＯｘ還元触媒の間に配置され、前記燃焼ガスが移動可能とされるＮＨ３酸化触媒と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求３記載の発明は、ボイラであって、請求項１又は請求項２に記載の浄化装置を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、燃焼により発生した燃焼ガスに含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減する燃焼ガスの浄化方法であって、前記燃焼ガスが移動可能とされる通気路の上流側から下流側に、ＮＯｘ還元触媒、ＮＨ３酸化触媒、ＣＯ酸化触媒をこの順に配置し、前記上流側から前記下流側に燃焼ガスを通過させてＮＯｘ及びＣＯを削減することを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラによれば、ＮＯｘ還元触媒、ＮＨ３酸化触媒、ＣＯ酸化触媒が配置された通気路にこの順に燃焼ガスを通過させるので、ＮＯｘを還元した場合に生成されるＮＨ３がＮＨ３酸化触媒により酸化されてＮ2となりＣＯ酸化触媒を通過するＮＨ３が削減される。
【００１１】
また、燃焼ガスをＮＯｘ還元触媒を通過させた際にＮＨ３が生成されても、ＮＯｘ還元触媒の下流に配置したＮＨ３酸化触媒によりＮＨ３が酸化、除去されるので、ＣＯ酸化触媒を通過するＮＨ３の量が削減される。その結果、ＣＯ酸化触媒において、ＮＨ３に由来するＮＯｘの生成を抑制しつつ燃焼ガス中のＣＯをＣＯ酸化触媒により効率的に酸化、除去することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の浄化装置であって、前記通気路は、前記ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給するための酸化ガス供給手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る浄化装置によれば、ＮＯｘ還元触媒で生成されたＮＨ３を酸化、除去してＮＨ３を効率的に減少させることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載のボイラであって、燃料を理論空気比以下で燃焼させる燃焼制御手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求６記載の発明は、請求項５に記載の燃焼ガスの浄化方法であって、燃焼における空気比を理論空気比以下で燃焼させ、前記通気路の前記ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラによれば、燃焼における空気比を理論空気比以下とすることによりＮＯｘの生成が抑制され、ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給することで、ＮＯｘ還元触媒で生成されたＮＨ３をＮＨ３酸化触媒で効率的に酸化、除去させることができる。
また、生成されたＮＨ３及びＣＯの酸化に適した量のＯ２含有ガスを供給することで、ＮＯｘの生成を抑制しつつＮＨ３及びＣＯを効率的に酸化、除去することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係る燃焼ガスの浄化方法、浄化装置及びボイラによれば、燃焼ガスを浄化する際にＮＨ３に由来するＮＯｘの生成を抑制しつつ、ＣＯを効率的に低減、除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラ及び浄化装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る浄化装置に用いる触媒の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＮＯｘ還元触媒、ＮＨ３酸化触媒、ＣＯ酸化触媒の転化率と、ＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３の関係を示す概念図である。
【図４】周知の浄化装置におけるＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯの濃度の推移を示す概念図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る浄化装置におけるＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯの濃度の推移を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１、図２を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係る貫流式のボイラ（燃焼装置）１０の縦断面図を示している。
ボイラ１０は、燃料供給部１２と、缶体１３と、バーナ１４と、排出路１７と、浄化装置１８と、エコノマイザ１９とを備えており、排出路１７には、浄化装置１８、エコノマイザ１９が上流からこの順に設けられている。
また、バーナ１４から排出路１７の排出口１７Ａに至るまで間には、バーナ１４で発生した燃焼ガスＧ１が流通するガス流路Ｒが形成されている。なお、ガス流路Ｒは燃焼ガスＧ１が流通しボイラ１０外に排出されるための排ガス流路としても用いられている。
【００２０】
この明細書において、燃焼ガスＧ１とは、燃料ガスの燃焼反応が完了したものおよび燃焼反応中の燃料ガスの少なくとも一方を含む概念であり、燃料ガスの燃焼反応が完了したものおよび燃焼反応中の燃料ガスの両方を有する場合、燃焼反応中の燃料ガスのみを有する場合、燃料ガスの燃焼反応が完了したもののみを有する場合の、いずれをも含む概念である。
【００２１】
また、実施形態において、ボイラ１０の燃料は、例えば、生ガスと燃焼用空気とが混合された燃料ガスとされている。なお、燃料ガスに代えて、重油をはじめとする液体燃料、微粉炭を用いてもよい。
【００２２】
燃料供給部１２は、燃焼用空気を供給する送風ファン１２ａと、生ガスを供給するノズル１２ｂとを備え、送風ファン１２ａから送風された燃焼用空気とノズル１２ｂから供給された生ガスとがダクト内で混合されて燃料ガスが生成されるようになっている。
また、燃料供給部１２は、制御部（図示せず）によって、ノズル１２ｂから供給する燃料供給量と送風ファン１２ａから送風された燃焼用空気量を制御することにより空気比を調整可能に構成されており、例えば、燃料に対する空気比を理論空気比近傍に調整することが可能とされており、理論空気比以下として還元性の燃焼ガスとしたり、わずかに理論空気比以上としてＨＣ（炭化水素）が完全燃焼されることにより又は不完全燃焼であっても燃焼ガス中の残留Ｏ２で酸化されてＨＣを含まない状態の燃焼ガスを生成することができるようになっている。
【００２３】
バーナ１４は、水管群１３Ｂ側の面にバーナエレメント１４Ａを有し、燃料供給部１２から供給された燃料ガスがバーナエレメント１４Ａで燃焼するようになっている。
【００２４】
図１においてバーナエレメント１４Ａから水管群１３Ｂ側に示した破線部は、バーナエレメント１４Ａで形成される火炎を概念的に表したものである。
なお、バーナ１４としてバーナエレメント１４Ａに代えて、他の予混合式バーナや、予混合式バーナ以外の周知のバーナ、圧力噴射ノズル、インジェクションノズル等のバーナを用いることも可能である。
【００２５】
缶体１３は、下部管寄せ１３Ａと、水管群１３Ｂと、上部管寄せ１３Ｃとを備え、水管群１３Ｂは、複数の内側水管と複数の外側水管とを有し、それぞれの内側水管及び外側水管は、下部管寄せ１３Ａと上部管寄せ１３Ｃとの間に垂直方向に配置されるとともに下側が下部管寄せ１３Ａに上側が上部管寄せ１３Ｃに接続され、下部管寄せ１３Ａと上部管寄せ１３Ｃとが連通されている。
【００２６】
バーナ１４の燃焼で発生した高温の燃焼ガスＧ１は、缶体１３内に形成されたガス流路Ｒを通過しながら水管群１３Ｂの水を加熱し、排出路１７に導入された後に浄化装置１８を経由してエコノマイザ１９に到達し、エコノマイザ１９の水を加熱した後に排出口１７Ａから排出されるようになっている。なお、排出路１７の一部は浄化装置１８の通気路を構成している。
エコノマイザ１９は、排出路１７を通過する燃焼ガスＧ１との熱交換により水が加熱され、加熱された水を下部管寄せ１３Ａに供給するようになっている。
【００２７】
浄化装置１８は、燃焼ガスＧ１に含まれているＮＯｘ、ＣＯを除去可能とされており、この実施形態に係る浄化装置１８は、排出路１７に配置されており、燃焼ガスＧ１が通過するガス流路Ｒに、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３が上流側からこの順番に配置されている。
【００２８】
ＮＯｘ還元触媒Ｃ１は、燃焼ガスＧ１に含まれるＮＯｘを還元してＮ２とすることによりＮＯｘを除去するものであり、例えば、図２に示すように厚さ方向に複数の通気孔Ｐが形成された矩形平板状の基材Ｃ１０の表面に、触媒活性材料として、例えば白金が担持されて構成されている。
【００２９】
基材Ｃ１０は、帯状の平板からなる第１の基材Ｃ１１と波板からなる第２の基材Ｃ１２とを交互に重ね合わせたものを側板Ｃ１３により囲んで固定した構造とされている。
第１の基材Ｃ１１及び第２の基材Ｃ１２は、それぞれ排ガスとの接触面積を広くするために表面処理が施されて表面に多数の微小凹凸が形成されたステンレス板からなり、この微小凹凸に触媒活性材料が担特されている。
【００３０】
なお、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１の構造は、特に限定されるものではなく、基材Ｃ１０に代えて、例えば、ステンレス以外の金属やセラミックにより形成された通気可能な基材の表面に触媒活性材料を担持させた構成としてもよいし、燃焼ガスＧ１の通気性を通気孔Ｐではなく一定しない方向の通気孔Ｐを有するスポンジ状の多孔性構造、又は通気可能な流路が形成された容器内に触媒活性材料が担持されたペレットを多数収容した構成としてもよい。
なお、触媒活性材料として、白金以外の貴金属（Ａｇ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ）又は金属酸化物（ＮｉＯＸ、ＣｕＯＸ、ＣＯＯＸ、ＭｎＯＸ）を用いてもよい。
ＣＯ酸化触媒Ｃ３は、燃焼ガスＧ１に含まれるＣＯを酸化してＣＯ２とすることによりＣＯを除去するものであり、図２に示したＮＯｘ還元触媒Ｃ１と同様の構成とされている。
【００３１】
ＮＨ３酸化触媒Ｃ２は、燃焼ガスＧ１に含まれるＮＨ３を酸化してＮ２とすることによりＮＨ３を削減、除去するものであり、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１と同様の基材Ｃ１０の表面に、触媒活性材料として、例えばＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の担体と、貴金属（例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ）からなる触媒活性材料が配置されて構成されている。
【００３２】
図３は、燃焼ガスＧ１の温度と、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３の転化率との関係を示す概念図であり、図３の横軸は燃焼ガスの温度（Ｔ）を表しており符号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、それぞれＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３を示し、縦軸は転化率（Ｑ）を示している。（必要とされる転化率（Ｑ）は、例えば、ＮＯｘの場合、現時点で９７％とされているが、例えば、公害に対する社会情勢等に依存して見直す指標である。）
【００３３】
この実施形態において、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３は、これら触媒Ｃ1、Ｃ２、Ｃ３を通過する際の燃焼ガスＧ１の温度が、例えば、図３で示したＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３となる位置に配置されている。その結果、それぞれの触媒において、ＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯを燃焼ガスＧ１から効率的に削減、除去できるようになっている。
ここで、例えば、上記触媒の場合に、ＮＯｘ還元反応温度Ｅ１は約２００℃から約７００℃、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２は約３００℃以上、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３は約２５０℃以上とされている。
【００３４】
また、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１とＮＨ３酸化触媒Ｃ２の間には排出路１７に空気（Ｏ２含有ガス）を供給するための空気ノズル（酸化ガス供給手段）２０が形成されており、ノズル２０から空気がＮＯｘ還元触媒Ｃ１の下流側に供給可能とされている。このノズル２０から供給された空気によりＣＯ酸化触媒Ｃ３におけるＣＯの酸化を効率的に促進することができるようになっている。
なお、空気ノズル２０を設けない構成とし、又はＮＨ３酸化触媒Ｃ２とＣＯ酸化触媒Ｃ３の間に設ける構成としてもよいし、通常の空気に代えてＯ２濃度を調整した空気や、純Ｏ２、Ｏ２を含んだ他のガスを供給してもよい。
【００３５】
次に、ボイラ１０及び浄化装置１８の作用について説明する。
１）燃料供給部１２からバーナ１４に供給された燃料ガスが、バーナエレメント１４Ａから噴出、燃焼して、高温の燃焼ガスＧ１が生成される。
２）燃焼ガスＧ１は、ガス流路Ｒを通過しながら水管群１３Ｂ内の水を加熱して蒸気とし、水管群１３Ｂを通過した後に燃焼ガス排出路１７の排出口１７Ａに向かって移動する。加熱により生じた蒸気は上部管寄せ１３Ｃを経由して蒸気消費説備に供給される。
３）水管群１３Ｂを通過した燃焼ガスＧ１は、次いでＮＯｘ還元触媒Ｃ１を通過し、燃焼ガスＧ１に含まれるＮＯｘがＮＯｘ還元触媒Ｃ１に吸着されて燃焼ガスＧ１中のＮＯｘが削減される。ＮＯｘ還元触媒Ｃ１に吸着されたＮＯｘは還元されてＮ２となる。
ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を燃焼ガスＧ１が通過する際の還元反応により、ＮＨ３が生成される場合がある。
４）ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を通過した燃焼ガスＧ１は、ノズル２０から供給された空気Ａと混合されて燃焼ガスＧ１中のＯ２濃度が高くなる。
なお、空気Ａの供給をする場合、燃焼ガスＧ１中のＣＯ、及びＮＯｘ還元触媒Ｃ１で生成されたＮＨ３の酸化に適した量（例えば、ＣＯ及びＮＨ３を酸化するための理論空気量）の空気Ａをノズル２０から供給することが好適であり、かかる量の空気Ａを供給することによりＮＯｘの生成を抑制しつつＣＯ及びＮＨ３を効率的に酸化、除去することができて好適である。
５）ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を通過した燃焼ガスＧ１は、次いでＮＨ３酸化触媒Ｃ２を通過する。このとき燃焼ガスＧ１に含まれるＮＨ３は、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２において供給された空気及び燃焼ガスＧ１中のＯ２により酸化されてＮ２とＨ２Ｏになり、ＮＨ３が削減される。
６）ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を通過した燃焼ガスＧ１は、次いでＣＯ酸化触媒Ｃ３を通過して燃焼ガスＧ１に含まれたＣＯは供給された空気及び燃焼ガスＧ１中のＯ２で酸化されてＣＯ２となりＣＯが削減される。
【００３６】
上記実施の形態に係るボイラ１０、浄化装置１８によれば、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３の順に燃焼ガスＧ１を通過させるので、ＮＯｘを還元した際に生成されるＮＨ３がＣＯ酸化触媒に到達するのが抑制される。
【００３７】
以上のように、燃焼ガスＧ１中に含まれるＮＨ３が空気の存在によってＮＨ３酸化触媒Ｃ２により酸化除去されるのでＣＯ酸化触媒におけるＮＯｘが生成されるのが抑制される。
【００３８】
図４、図５は、以上の効果を概念的に示すものであり、横軸（Ｌ）は、燃焼ガスの流れる方向及びＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３の位置を表しており、縦軸はＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯの濃度（Ｍ）を概念的に示している。破線で示したのは、ＮＨ３の濃度（Ｍ）の推移である。
なお、図４は、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＣＯ酸化触媒Ｃ３からなる周知の浄化装置におけるＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯの濃度の推移を示したものである。
【００３９】
図５は、浄化装置１８にて、ノズル２０から適量の空気を供給してＮＨ３を酸化する場合のＮＯｘ、ＮＨ３、ＣＯ、及びノズル２０から供給する空気中のＯ２の濃度の推移を示したものであり、
この場合、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１で生成されたＮＨ３はＮＨ３酸化触媒Ｃ２に到達するが、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２において供給された空気と反応して低減されるので、ＣＯ酸化触媒Ｃ３におけるＮＨ３の酸化に由来するＮＯｘの生成を抑制することができる。
【００４０】
その結果、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１を高い温度領域に配置するとともにＣＯ酸化触媒Ｃ３を低い温度領域に配置して広い温度範囲で効率的にＮＯｘ及びＣＯを削減することができる。
その結果、燃焼ガスＧ１中のＮＯｘ及びＣＯを効率的に削減することができる。
【００４１】
また、理論空気比近傍の燃焼においてＮＯｘ還元触媒Ｃ１により生成されるＮＨ３を、例えば、空気注入法等の酸化手段によって有効に酸化させる場合、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３以上で反応させると低ＮＯｘ化が困難となり、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３以下の温度で反応させると低ＣＯ化が困難となるが、上記実施形態のように、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３を、それぞれＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３に配置することにより、生成されたＮＨ３を効率的に除去し、燃焼ガスＧ１の低ＮＯｘ化が可能となる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
上記実施の形態においては、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３を通過する燃焼ガスＧ１が、それぞれＮＯｘ還元反応温度Ｅ１、ＮＨ３酸化反応温度Ｅ２、ＣＯ酸化反応温度Ｅ３となるように、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３を配置する場合について説明したが、このうちのいずれかを上記温度の範囲外の領域に配置してもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態においては、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１とＮＨ３酸化触媒Ｃ２の間に空気を供給する場合について説明したが、ノズル２０を有しない構成、又はノズル２０からの空気の供給を行わない構成としてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態においては、ＮＯｘ還元触媒Ｃ１が缶体１３内に配置され、ＮＨ３酸化触媒Ｃ２、ＣＯ酸化触媒Ｃ３が排出路１７のガス流路Ｒに配置される湯合について説明したが、ガス流路Ｒを排出路１７の一部とみなしてこれら触媒のいずれかをバーナ１４と排出口１７Ａまでのいずれかの領域に配置することも可能である。
【００４５】
また、上記実施の形態においては、浄化装置１８を小型貫流型の蒸気ボイラに適用する場合について説明したが、蒸気ボイラのみならず温水ボイラに対しても適用可能であり、また、貫流型ボイラの他、水管が環状に配列された多管式のボイラ、炉筒煙管ボイラ、バーナにより加熱管を直接加熱する給湯器等、種々の構造のボイラに適用することが可能である。
また、ボイラ以外の燃焼機器に対して適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
燃焼ガスがＮＯｘ還元触媒と接触して生成されるＮＨ３に由来するＮＯｘの生成を効率的に抑制することができ産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｇ１ 燃焼ガス
Ｒ ガス流路（通気路）
Ｃ１ ＮＯｘ還元触媒
Ｃ２ ＮＨ３酸化触媒
Ｃ３ ＣＯ酸化触媒
１０ ボイラ（燃焼装置）
１７ 排出路（通気路）
１８ 浄化装置
２０ ノズル（酸化ガス供給手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼により発生した燃焼ガスに含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減するための浄化装置であって、
前記燃焼ガスが移動可能な通気路と、
前記通気路に配置され、前記燃焼ガスが通過可能とされるＣＯ酸化触媒と、
前記通気路において前記ＣＯ酸化触媒の上流側に配置され、前記燃焼ガスが通過可能とされるＮＯｘ還元触媒と、
前記ＣＯ酸化触媒と前記ＮＯｘ還元触媒の間に配置され、前記燃焼ガスが移動可能とされるＮＨ３酸化触媒と、を備えていることを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の浄化装置であって、
前記通気路は、前記ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給するための酸化ガス供給手段を備えることを特徴とする浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の浄化装置を備えることを特徴とするボイラ。
【請求項４】
請求項３に記載のボイラであって、
燃料を理論空気比以下で燃焼させる燃焼制御手段を備えることを特徴とするボイラ。
【請求項５】
燃焼により発生した燃焼ガスに含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減する燃焼ガスの浄化方法であって、
前記燃焼ガスが移動可能とされる通気路の上流側から下流側に、ＮＯｘ還元触媒、ＮＨ３酸化触媒、ＣＯ酸化触媒をこの順に配置し、
前記上流側から前記下流側に燃焼ガスを通過させてＮＯｘ及びＣＯを削減することを特徴とする燃焼ガスの浄化方法。
【請求項６】
請求項５に記載の燃焼ガスの浄化方法であって、
燃焼における空気比を理論空気比以下で燃焼させ、
前記通気路の前記ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給することを特徴とする燃焼ガスの浄化方法。
【請求項１】
燃焼により発生した燃焼ガスに含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減するための浄化装置であって、
前記燃焼ガスが移動可能な通気路と、
前記通気路に配置され、前記燃焼ガスが通過可能とされるＣＯ酸化触媒と、
前記通気路において前記ＣＯ酸化触媒の上流側に配置され、前記燃焼ガスが通過可能とされるＮＯｘ還元触媒と、
前記ＣＯ酸化触媒と前記ＮＯｘ還元触媒の間に配置され、前記燃焼ガスが移動可能とされるＮＨ３酸化触媒と、を備えていることを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の浄化装置であって、
前記通気路は、前記ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給するための酸化ガス供給手段を備えることを特徴とする浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の浄化装置を備えることを特徴とするボイラ。
【請求項４】
請求項３に記載のボイラであって、
燃料を理論空気比以下で燃焼させる燃焼制御手段を備えることを特徴とするボイラ。
【請求項５】
燃焼により発生した燃焼ガスに含まれるＮＯｘ及びＣＯを削減する燃焼ガスの浄化方法であって、
前記燃焼ガスが移動可能とされる通気路の上流側から下流側に、ＮＯｘ還元触媒、ＮＨ３酸化触媒、ＣＯ酸化触媒をこの順に配置し、
前記上流側から前記下流側に燃焼ガスを通過させてＮＯｘ及びＣＯを削減することを特徴とする燃焼ガスの浄化方法。
【請求項６】
請求項５に記載の燃焼ガスの浄化方法であって、
燃焼における空気比を理論空気比以下で燃焼させ、
前記通気路の前記ＮＯｘ還元触媒と前記ＮＨ３酸化触媒の間にＯ２含有ガスを供給することを特徴とする燃焼ガスの浄化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１９０５２０（Ｐ２０１０−１９０５２０Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３６９１２（Ｐ２００９−３６９１２）
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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