JPS605328B2 - Method of detoxifying high concentration nitrogen oxides using coke - Google Patents
Method of detoxifying high concentration nitrogen oxides using cokeInfo
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- JPS605328B2 JPS605328B2 JP51132235A JP13223576A JPS605328B2 JP S605328 B2 JPS605328 B2 JP S605328B2 JP 51132235 A JP51132235 A JP 51132235A JP 13223576 A JP13223576 A JP 13223576A JP S605328 B2 JPS605328 B2 JP S605328B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は廃棄処理を必要とする硝酸カルシウムもしくは
硝酸マグネシウムなどの硝酸塩を含む混合物、湿式脱硝
廃液処理の際副生する硝酸カルシウムもしくは硝酸マグ
ネシウムなどの硝酸塩の熱分解処理により発生する1容
量%以上の高濃度の窒素酸化物(以下、N○×という)
、または亜硝酸カルシウムもしくは亜硝酸マグネシウム
などの函硝酸塩の水溶液の強酸処理により発生する1容
量%以上の高濃度のNO戊を還元して無害化する方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention utilizes thermal decomposition treatment of mixtures containing nitrates such as calcium nitrate or magnesium nitrate that require disposal, and nitrates such as calcium nitrate or magnesium nitrate that are by-produced during wet denitrification waste liquid treatment. Nitrogen oxides generated at a high concentration of 1% by volume or more (hereinafter referred to as N○×)
The present invention also relates to a method for reducing and rendering harmless NO2 at a high concentration of 1% by volume or more, which is generated by treating an aqueous solution of a functional nitrate such as calcium nitrite or magnesium nitrite with a strong acid.
ボィラ、燃焼炉、仮暁炉などの工業窯炉から排出される
排ガス中には、N○×が数百脚含まれており、このN○
xはきわめて有害であるので排ガスから除去しなければ
ならない。The exhaust gas discharged from industrial furnaces such as boilers, combustion furnaces, and pseudo-drying furnaces contains several hundred units of N○×.
x is extremely harmful and must be removed from the exhaust gas.
従来、排ガス中のN0×を除去する方法として、NOと
N02とのモル比がほぼ1になるようにNOをN02に
酸化してアルカリ吸収液に吸収させる等モル法、または
NOをオゾンでNQ、N205などに酸化してアルカリ
吸収液もしくは函硝酸塩吸収液に吸収させるオゾン法な
どのいわゆる湿式法があるが、これらの方法においては
副生成物として、硝酸塩および亜硝酸塩が生成するので
、これをそのまま廃棄することはできず、無害化処理す
る必要がある。本発明者らはすでに侍願昭50一106
797(特関昭52−30298号)号で、硝酸塩を熱
分解する方法を提案した。その要旨は硝酸カルシウムと
その熱分解生成物でもある生石灰を適当比に混合し、8
00〜1200qoに熱分解温度を維持して熱分解を行
なうことにより、活性度の良好な生石灰を連続的に製造
し、かつ高濃度のN○×ガスを発生させることである。
かくしてこの熱分解方法により1ぴ胸(1容量%)以上
の高濃度のN○×ガスを発生させることができる。つい
でこの高濃度NO広ガスを還元ゾーンへ送給し、還元し
て無害化しなければならない。N○×ガスの還元法とし
ては、アンモニア、硫化水素、水素、一酸化炭素、メタ
ンなどの還元ガスを添加し、触媒と接触させてN○×を
N2にまで還元する、いわゆる乾式脱硝法が提案されて
おり、とくにアンモニアを用いる選択的還元法はその代
表例である。Conventionally, methods for removing NOx from exhaust gas include an equimolar method in which NO is oxidized to N02 so that the molar ratio of NO and NO2 is approximately 1 and absorbed in an alkaline absorption liquid, or a There are so-called wet methods such as the ozone method, which oxidizes to N205, etc. and absorbs it in an alkaline absorption liquid or a box nitrate absorption liquid.However, in these methods, nitrates and nitrites are produced as by-products. It cannot be disposed of as is; it must be rendered harmless. The inventors have already made the Samurai request in 1973-106.
In No. 797 (Special Seki No. 52-30298), he proposed a method for thermally decomposing nitrates. The gist is that calcium nitrate and quicklime, which is a thermal decomposition product of calcium nitrate, are mixed in an appropriate ratio, and
By performing thermal decomposition while maintaining the thermal decomposition temperature at 0.00 to 1200 qo, quicklime with good activity is continuously produced and highly concentrated N○x gas is generated.
Thus, by this pyrolysis method, it is possible to generate N○x gas with a high concentration of 1 volume % or more. This highly concentrated NO gas must then be delivered to a reduction zone to be reduced and rendered harmless. A method for reducing N○x gas is the so-called dry denitrification method, in which a reducing gas such as ammonia, hydrogen sulfide, hydrogen, carbon monoxide, methane, etc. is added and brought into contact with a catalyst to reduce the N○x to N2. A typical example is a selective reduction method using ammonia.
しかるに一般の燃焼排ガス中のN○xガスの濃度は前述
のように数百脚であり、硝酸製造装置からの排ガスでも
NO戊ガスの濃度は数千脚である。従釆はこれらの濃度
範囲において、還元ガスとしてアンモニアを用い触媒と
接触させる選択的還元・無害化法が提案されてきた。し
かしながら上述の方法で発生させた高濃度N○×の触媒
法による還元はいくつかの困難が伴つ。つまり1容量%
以上の高濃度N○×ガスになると低濃度N○×ガスの場
合の還元と同様の方法を採用することができない。その
理由としては以下の4点が考えられる。まず第1には、
高濃度領域になると数百帆の条件での還元が成立せず、
多量の一酸化二窒素(N20、笑気)が発生し易くなる
ことである。。たとえばFe一Cr系触媒(y−N20
3担体)を用い、500脚のN○×を含む排ガスを29
030で触媒還元すると、N20の発生は全く検知され
ないが、N○×濃度が5容量%になると1容量%前後の
N20の発生が認められる。なおN20の分析は島津製
ガスクロマトグラフィ(ポーラパックQ、40o0)に
よつた。第2の理由は、直熱炉で熱分解によって発生さ
せる高濃度N○×ガスを含む排ガス中のダストの存在が
、触媒を用いる還元の操業性に著しい悪影響をもたらす
ことである。However, as mentioned above, the concentration of NOx gas in general combustion exhaust gas is several hundreds, and even in the exhaust gas from a nitric acid production device, the concentration of NOx gas is several thousand. As a companion, a selective reduction/detoxification method has been proposed in which ammonia is used as a reducing gas and brought into contact with a catalyst within these concentration ranges. However, there are some difficulties in reducing the high concentration N○× generated by the above method using a catalytic method. That is 1% by volume
When the concentration of N○× gas is as high as above, the same reduction method as in the case of low concentration N○× gas cannot be adopted. The following four points can be considered as reasons for this. First of all,
In the high concentration region, reduction under the condition of several hundred sails cannot be achieved,
This means that large amounts of dinitrogen monoxide (N20, laughing gas) are likely to be generated. . For example, Fe-Cr catalyst (y-N20
3 carrier), the exhaust gas containing 500 N○× was
When catalytic reduction is carried out at 030, no generation of N20 is detected, but when the N○× concentration reaches 5% by volume, the generation of N20 of about 1% by volume is observed. The analysis of N20 was performed using a Shimadzu gas chromatography (Polarpack Q, 40o0). The second reason is that the presence of dust in the exhaust gas containing high concentration N○× gas generated by thermal decomposition in a direct heating furnace has a significant adverse effect on the operability of reduction using a catalyst.
サイクロン、電気集塵機などの集塵装置で、排ガス中の
ダストを長時間にわたって完全に除去することは不可能
で、排ガス中のダストが触媒の表面を被覆して触媒性能
を低下させていく。ことに直熱式回転炉の如き装置で硝
酸塩を熱分解するとき、炉内より持ち去られるダスト量
は供給量の5%以上にも達し、これを高温度に保つたま
ま還元装置へ導入するときはきわめて困難なことであり
、また排ガス中に水を滴下する方式の湿式集塵は、排ガ
ス中のN02が水分に吸収されるので適当でない。第3
には、熱分解炉より発生してくるガス中のN仇ガス濃度
の変動の頻度が多く、これに見合うアンモニアを追従・
投入することが困難であるという追従操業性の問題があ
る。第4には、触媒層の温度を通常の300℃近辺に保
って還元すると、正常なる還元反応でも、NO十2′刈
日3一5/柵2十日20十71.球caIN02十4′
刈日3一7′鮒2十2LO+108.球caIN02十
2′州日3一7/州0十3′QLO+7.7kcalな
どの発熱反応が起こり、高濃度のNO戊を処理する場合
には、触媒層の温度ゾーンの発熱が著しく、このため触
媒層の冷却を行なわなければならず、触媒寿命にも影響
をもたらして触媒寿命が短かくなる。Dust collectors such as cyclones and electrostatic precipitators cannot completely remove dust in exhaust gas over a long period of time, and the dust in exhaust gas coats the surface of the catalyst, reducing catalyst performance. In particular, when nitrates are thermally decomposed using a device such as a direct-heating rotary furnace, the amount of dust removed from the furnace reaches more than 5% of the supplied amount, and when this dust is introduced into the reduction equipment while being kept at a high temperature. This is extremely difficult, and wet dust collection in which water is dropped into the exhaust gas is not suitable because the N02 in the exhaust gas is absorbed by moisture. Third
In this case, the concentration of nitrogen gas in the gas generated from the pyrolysis furnace fluctuates frequently, and it is necessary to track and adjust ammonia to match this fluctuation.
There is a problem with follow-up operability that it is difficult to input. Fourthly, if the temperature of the catalyst layer is maintained at around the normal 300°C for reduction, even in a normal reduction reaction, NO12'Karihi 315 / Fence 20 Day 20171. Ball caIN02 14'
Karihi 3-7' Carp 22LO+108. When an exothermic reaction such as bulb caIN 02 12' state day 317/state 0 13' QLO + 7.7 kcal occurs, and when processing a high concentration of NO, the heat generation in the temperature zone of the catalyst layer is significant. The catalyst layer must be cooled, which affects the catalyst life and shortens the catalyst life.
以上説明した4点の触媒法の欠点は、安定な連続還元操
業を不可能にする。The four drawbacks of the catalyst method explained above make stable continuous reduction operation impossible.
そこで本発明者らはこれらの欠点を解消し、1容量%以
上の高濃度かつ高温のN0×ガスの無害化をはかるべく
、実験、研究を重ねた結果、本発明に到達した。本発明
の要旨は、スケールトラブルを起こさないように灰分の
融点の高いコークスを用いて、コークス炉内の温度を1
400oo以下に保ち、望ましくは700〜140ぴ○
、さらに望ましくは900〜1100℃に保ち、コーク
ス炉内の燃焼に伴うクリンカ・スケールの発生を回避し
、さらに排ガス中のN○×ガス、酸素(02)などのガ
ス成分と炭素(C)との反応が全体として吸熱反応の場
合には適当量の空気を導入して燃焼を促進し、一方、上
記反応が全体として発熱反応の場合には適当量の水蒸気
を導入し水蒸気とコークスとの水性ガス化反応の吸熱反
応および水蒸気の顕熱を利用して冷却すること(以下、
ェア・スチームィンジェクション方式という)により、
コークス炉内の最高温度の制御を自在にしてコークス灰
のクリンカ・スケールトラブルを防止するとともに、高
濃度N○×ガスをきわめて効率よく無害化する方法の提
供を目的とするものである。かくしてコークスを用いる
N○×ガスの無害化(以下、コークス法という)を実施
すると、N20(笑気)の発生は全く認められず、かつ
ダストによる無害化の阻害の懸念もなく、しかもN○×
ガス濃度の変動に対しても鈍感であり、発熱により触媒
寿命が短かくなるという問題も全くなく、きわめて効率
よく無害化をはかることができる。すなわち本発明は、
硝酸塩または硝酸塩を含む混合物を熱分解装置内で熱分
解する際、函硝酸塩または亜硝酸塩を含む混合物の水溶
液を強酸処理する際などに発生する1容量%以上の高濃
度N○kを含むガスを、コークス炉内に供給して窒素酸
化物とコークスとを直接反応させ、このコークス炉内の
温度を700〜140000に維持し、かつコークス炉
内に水蒸気と空気とを適当量比に導入して、コークス灰
によるクリンカ・スケールを防止するとともに、反応温
度が前記700〜1400qCの範囲になるように自在
に制御して、高濃度N○×を連続的または断続的に無害
化することを特徴とする,ものである。具体的にはコー
クス炉内のコークス層の温度が適温(700〜1400
℃)であるときには特別な操作を行わず、コークス層の
温度が適温(700〜1400つC)より低いときには
コ−クス層に空気を導入しコークスを燃焼させてコーク
ス層の温度を上昇させる方法において、コークス層の温
度が適温(700〜1400qo)より高いときには、
コークス層の上流側から水蒸気を導入し、水蒸気とコー
クスとの水性ガス化反応の吸熱反応および水蒸気の顕熱
を利用してコークス層を冷却して、反応温度が一定範囲
内になるように制御して、コークス灰によるクリンカ・
スケールの生成を抑える。炭素によるN○×ガスの還元
については、既にたとえばG.技dPietc;1.E
.C50 1165(1958)に記載されている。そ
れによると活性炭を用い空間速度(以下、SVという)
1500/Hr、NOガス0.53%(ヘリウム希釈)
で70000においてNOガスがほぼ除去されている。
本発明によるとコークス層温度を700〜140ぴ0、
望ましくは900〜11000Cに保つことによりSV
を大きくすることを可能ならしめる(第1図参照)。こ
れをさらに詳しく説明すると、コークス充填量を少なく
することによりコークス炉をコンパクトにし、また系全
体が吸熱反応であるような排ガス組成のものをコークス
炉に導入する場合にはェアィンジェクションによる補熱
方式を採用し、系全体が発熱反応の場合にはスチームィ
ンジェクションによる冷却方式を採用し、またはェア・
スチームインジェクション方式をバランスさせて採用し
てコークス炉内の最高温度を自在に制御することにより
、高温過熱が原因となるクリンカトラブルを防止し、長
時間の安定かつ高性能運転を可能ならしめるものである
。かくして100ぴ0近辺でのSVとN○×ガスの転化
率(除去率)との関係を示したものが第1図である。第
1図から900〜1100qoにおいて高濃度N○×ガ
スの無害化がきわめて高性能に行なわれていることが明
らかである。本発明の方法において、コークス炉内で行
なわれる1容量%以上の高濃度NO広を含む排ガスの反
応式はつぎの如くである。Therefore, the present inventors have conducted repeated experiments and research in order to eliminate these drawbacks and render the high-concentration, high-temperature NOx gas of 1% by volume or more harmless, and as a result, they have arrived at the present invention. The gist of the present invention is to reduce the temperature in the coke oven by using coke with a high melting point of ash so as not to cause scale trouble.
Keep it below 400oo, preferably 700~140pi○
, more desirably maintained at 900 to 1100°C to avoid the generation of clinker scale due to combustion in the coke oven, and further to separate gas components such as N○× gas and oxygen (02) in the exhaust gas from carbon (C). If the above reaction is an endothermic reaction as a whole, an appropriate amount of air is introduced to promote combustion. On the other hand, if the reaction is an exothermic reaction as a whole, an appropriate amount of steam is introduced to promote the aqueous formation of the steam and coke. Cooling using the endothermic reaction of the gasification reaction and the sensible heat of water vapor (hereinafter referred to as
air steam injection method),
The object of the present invention is to provide a method for freely controlling the maximum temperature in a coke oven to prevent clinker and scale troubles in coke ash, and for highly efficiently rendering highly concentrated N○x gas harmless. In this way, when detoxifying N○x gas using coke (hereinafter referred to as the coke method), no generation of N20 (laughing gas) is observed, and there is no concern that dust will impede detoxification. ×
It is insensitive to changes in gas concentration, there is no problem of shortening the catalyst life due to heat generation, and it can be rendered harmless very efficiently. That is, the present invention
When nitrates or mixtures containing nitrates are thermally decomposed in a pyrolysis device, or when an aqueous solution of a mixture containing nitrates or nitrites is treated with a strong acid, gas containing a high concentration of N○k of 1% by volume or more is generated. , by supplying nitrogen oxides and coke into a coke oven, maintaining the temperature in the coke oven at 700 to 140,000, and introducing water vapor and air into the coke oven in an appropriate ratio. , is characterized by preventing clinker scale caused by coke ash and freely controlling the reaction temperature to be in the range of 700 to 1400 qC to continuously or intermittently render high concentration N○× harmless. It is something that does. Specifically, the temperature of the coke layer in the coke oven is an appropriate temperature (700 to 1400
℃), no special operation is performed, and when the temperature of the coke layer is lower than the appropriate temperature (700 to 1400 degrees Celsius), air is introduced into the coke layer to burn the coke and raise the temperature of the coke layer. In, when the temperature of the coke layer is higher than the appropriate temperature (700 to 1400 qo),
Steam is introduced from the upstream side of the coke layer, and the coke layer is cooled using the endothermic reaction of the water gasification reaction between the steam and coke and the sensible heat of the steam, and the reaction temperature is controlled to be within a certain range. clinker and coke ash.
Reduces scale formation. Regarding the reduction of N○× gas by carbon, for example, G. Technique d Pietc;1. E
.. C50 1165 (1958). According to this, using activated carbon, space velocity (hereinafter referred to as SV)
1500/Hr, NO gas 0.53% (helium dilution)
At 70,000, NO gas is almost removed.
According to the present invention, the coke layer temperature is set at 700 to 140 pi.
SV by keeping it preferably at 900-11000C
(See Figure 1). To explain this in more detail, coke ovens can be made more compact by reducing the amount of coke charged, and air injection can be used to compensate for the exhaust gas composition in which the entire system undergoes an endothermic reaction. A thermal method is used, and if the entire system is an exothermic reaction, a cooling method using steam injection is used, or an air cooling method is used.
By adopting a balanced steam injection method and freely controlling the maximum temperature inside the coke oven, clinker trouble caused by high temperature overheating is prevented, and long-term stable and high-performance operation is possible. be. Thus, FIG. 1 shows the relationship between the SV and the conversion rate (removal rate) of N○× gas in the vicinity of 100 p0. It is clear from FIG. 1 that the highly concentrated N○× gas is rendered harmless at an extremely high efficiency in the range of 900 to 1100 qo. In the method of the present invention, the reaction formula of the exhaust gas containing NO at a high concentration of 1% by volume or more, which is carried out in the coke oven, is as follows.
NC+C(コ−クス)一CO+1′州2十48.4kc
al/mol (1)Q+本(コークス)一次O+
58.秋cal/mol (2)QO+C(
コークス)→CO+弘一28.4kcal′mol
(3)C02十C(コークス)一次0‐38.2k
caVmol (4)02十C(コークス)→
C02十97.0kcal/mol (5
1NO十1′2C→1′次02十1/が2十67.球c
al′mol (6)以上の各素反応式が重
なり合って、系全体として発熱反応の場合は灰のクリン
カ・スケールトラブルを抑制し、かつ反応をコントロー
ルするために水蒸気を導入して熱バランスをとり、また
系全体が吸熱反応の場合は反応をコントロールするため
に空気導入量を増加させて熱バランスをとって、水蒸気
と空気すなわち酸素の導入を適当に調節・制御して順調
な操業を行なわしめる。NC+C (Coke) 1 CO+1' 248.4kc
al/mol (1) Q+ main (coke) primary O+
58. Autumn cal/mol (2) QO+C(
coke) → CO + Koichi 28.4 kcal'mol
(3) C020C (coke) primary 0-38.2k
caVmol (4) 020C (coke) →
C02197.0kcal/mol (5
1NO11'2C→1'th 0211/is 2167. ball c
al'mol (6) If the above elementary reaction equations overlap and the system as a whole is an exothermic reaction, water vapor is introduced to maintain heat balance in order to suppress clinker and scale troubles in the ash and control the reaction. In addition, if the entire system is an endothermic reaction, increase the amount of air introduced to control the reaction to maintain heat balance, and appropriately adjust and control the introduction of water vapor and air, i.e. oxygen, to ensure smooth operation. .
本発明の方法は、1容量%以上の高濃度の窒素酸化物を
対象としており、とくに酸素の存在を問わず、前記{6
)式および{1’式により直接N○×とコークスとを反
応させる、いわゆる固気反応をNO広の酸化特性を利用
して行なわしめることを特徴としている。The method of the present invention targets nitrogen oxides with a high concentration of 1% by volume or more, and in particular, regardless of the presence of oxygen,
) and {1' equations, the so-called solid-gas reaction in which NOx and coke are directly reacted is carried out by utilizing the oxidation properties of NO.
また必要に応じて酸素(空気)をコークス層に導入する
のは、NO戊とコークスとの反応熱のみでコークス層(
還元層)の温度を最適温度(700〜1400oo)に
維持できない場合に導入し、N○×濃度如何によっては
、全く酸素(空気)導入を必要としない場合も有り得る
。このように酸素(空気)の導入は、コークス層の温度
をコントロールするためである。また処理ガス中のN○
×濃度が高く、NOxとコークスとの反応によりコーク
ス層の温度が上昇した場合、水蒸気を導入し、単に水蒸
気導入による願熱を利用する以外に、前記{3’式に示
す水蒸気とコークスとの、いわゆる水性ガス化反応の吸
熱反応を利用して、コークス層の温度コントロールを図
る。さらに温度低減化のために水蒸気を導入することに
より、N瓜還元剤としてのC0、均が発生し、NO十C
O→1/2N2十C02
NO+日2一1′州2十比0
の反応によりN○×還元反応を促進するという2次的効
果を期待できる。In addition, oxygen (air) can be introduced into the coke layer as needed using only the heat of reaction between NO and coke.
Oxygen (air) is introduced when the temperature of the reduction layer (reduced layer) cannot be maintained at the optimum temperature (700 to 1400 oo), and depending on the N○× concentration, it may not be necessary to introduce oxygen (air) at all. The purpose of introducing oxygen (air) in this way is to control the temperature of the coke layer. Also, N○ in the processing gas
× When the concentration is high and the temperature of the coke layer rises due to the reaction between NOx and coke, in addition to introducing steam and simply utilizing the heat generated by introducing the steam, it is possible to , the temperature of the coke layer is controlled by utilizing the endothermic reaction of the so-called water gasification reaction. Furthermore, by introducing water vapor to reduce the temperature, CO and nitrogen as a reducing agent are generated, and NO
A secondary effect of promoting the N○× reduction reaction can be expected due to the reaction of O→1/2N20C02NO+day21'state20ratio0.
なお経済性を無視すれば空気の代りに酸素を導入するよ
うにしても差し支えない。このような炉の原型はコーク
スの発生炉ガスについての記載(たとえば矢木栄著、工
業窯炉267頁 昭和23王共立出版)が参照される。Note that if economic efficiency is ignored, oxygen may be introduced instead of air. For the prototype of such a furnace, reference is made to the description of coke generating furnace gas (for example, written by Sakae Yagi, Industrial Kiln Furnace, p. 267, Oh Kyoritsu Shuppan).
本発明の方法により無害化されたコークス炉排出ガスは
、一酸化炭素、水素を含んでいるので、要すればアフタ
ーバーニング炉などで2次燃焼を行ない、冷却した後、
完全無害化ガスとして大気中に放出する。またコークス
炉から排出される排ガスを熱源として循環使用すること
もできる。なおコークス炉の型式としては固定床式、流
動床式、移動床式のいずれを採用してもよい。つぎに本
発明の方法を実施するための装置の一例のフローシート
を第2図に示す。Since the coke oven exhaust gas made harmless by the method of the present invention contains carbon monoxide and hydrogen, if necessary, it is subjected to secondary combustion in an afterburning furnace, etc., and after cooling,
Release into the atmosphere as a completely harmless gas. Furthermore, the exhaust gas discharged from the coke oven can be recycled and used as a heat source. The type of coke oven may be a fixed bed type, a fluidized bed type, or a moving bed type. Next, a flow sheet of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention is shown in FIG.
これは硝酸カルシウムの熱分解によるNO戊ガスの発生
装置と、コークス炉による無害化処理装置とを結合した
装置のフローシートである。図中の番号の説明について
は、後述の実施例において説明する。なお本発明におい
て用いる被処理ガスは、硝酸塩の熱分解により発生する
高濃度N○×ガス、亜硝酸塩水溶液の強酸処理により発
生する高濃度N○×ガスに限定されるものでなく、要す
るに1容量%以上の高濃度のN○×を含むガスであれば
これを適用することができる。以下、本発明の実施例を
示す。This is a flow sheet of a device that combines a NO gas generation device by thermal decomposition of calcium nitrate and a detoxification treatment device using a coke oven. Explanations of the numbers in the figures will be given in the examples described later. Note that the gas to be treated in the present invention is not limited to the high concentration N○× gas generated by thermal decomposition of nitrates and the high concentration N○× gas generated by strong acid treatment of nitrite aqueous solution; This gas can be applied as long as it contains a high concentration of N○× of % or more. Examples of the present invention will be shown below.
実施例 ‐第2図に示す
装置を使用して、Ca○/Ca(N03)2=4/1(
重量比)、粒軽2肋の試料をフィーダ1からロータリキ
ルン2内に供給して熱分解を行ない、C0212.3%
、Q5.8%、N○×2.5%のガス組成の排ガスを得
た。Example - Using the apparatus shown in Figure 2, Ca○/Ca(N03)2=4/1(
(weight ratio), a sample of two grains is fed from feeder 1 into rotary kiln 2 for thermal decomposition, and C0212.3%
An exhaust gas having a gas composition of , Q5.8%, and N○×2.5% was obtained.
この排ガスを集塵器3を通してダストを除去した後コー
クス炉4に導入した。排ガス温度は310℃であった。
コークスとしてコークス灰の融点1350o0、粒径1
0肋、密度0.67夕/地の製鉄用コークスを用いた。
コークス炉内のコークスのSVは2500ノHrで、こ
のコ−クスをバーナで着火して最高温度ゾ−ンを110
0qoに保ち排ガスを導入して還元を行なうと、N○×
濃度は5の風となった。運転を長時間継続すると、1
このガス組成ではコークス層の温度が低下していくので
空気供給管5よりェアィンジヱクションを行なった。こ
の場合空気量は、導入排ガス110夕/minに対して
50そ/minで、空気導入後数分で炉内温度が900
30から1050qoに上昇したのでェアインジヱクシ
ョンを停止した。また、発熱し過ぎて温度が上昇すると
水蒸気供給管6より水蒸気を導入した。このようにして
得られた処理ガス中のN○kガスは5功風以下で、NO
xの転化率は98%以上で、かつN20(笑気)は全く
検出されなかった。またコークスの約1の重量%が副生
してくる灰分は、炉内温度が灰分の融点以下であるため
融着によるクリンカ現象を起こさず、コークス炉の運転
を順調に継続することができ、高濃度N0×ガスを効率
よく無害化することができた。なおN瓜濃度の測定は化
学発光法により柳本製ECL−77型装置を用いて行な
った。7は冷却塔である。This exhaust gas was introduced into a coke oven 4 after removing dust through a dust collector 3. The exhaust gas temperature was 310°C.
Melting point of coke ash as coke: 1350o0, particle size: 1
Steelmaking coke with 0 ribs and a density of 0.67 coke was used.
The coke in the coke oven has an SV of 2,500 nohr, and this coke is ignited with a burner to raise the maximum temperature zone to 110
If reduction is carried out by introducing exhaust gas while keeping it at 0qo, N○×
The concentration was 5 winds. If you continue to drive for a long time, 1
With this gas composition, the temperature of the coke layer decreased, so air injection was performed from the air supply pipe 5. In this case, the amount of air is 50 som/min for the introduced exhaust gas of 110 som/min, and the temperature inside the furnace reaches 900 m within a few minutes after introducing the air.
Air injection was stopped as it rose from 30 to 1050 qo. Further, when the temperature rose due to excessive heat generation, water vapor was introduced from the water vapor supply pipe 6. The N○k gas in the process gas obtained in this way is less than 5 degrees, and NO
The conversion rate of x was 98% or more, and no N20 (laughing gas) was detected. In addition, the ash content, which is a by-product of about 1% by weight of coke, does not cause clinker phenomenon due to fusion because the furnace temperature is below the melting point of the ash content, allowing the coke oven to continue operating smoothly. High concentration NOx gas could be effectively rendered harmless. The melon concentration was measured by chemiluminescence using an ECL-77 device manufactured by Yanagimoto. 7 is a cooling tower.
以上説明したように、本発明の方法によれば、1容量%
以上の高濃度のNO広を含むガスをN20を全く含まな
い無害化ガスに効率よく変換することができ、従来のよ
うに触媒およびアンモニアなどの還元ガスを用いないの
で排ガス中のダストによる無害化の阻害、N&ガス濃度
の変動によるアンモニアなどの還元ガスの追従・投入の
問題、発熱により触媒寿命が短かくなるという問題など
が解決でき、さらにコークス炉内のコークス層の温度が
上昇するとコークス層の上流側から水蒸気を供給し水蒸
気とコークスとの水性ガス化反応の吸熱反応および水蒸
気の藤熱を利用してコークス層を冷却するので、コーク
ス灰によるクリンカ・スケールの生成を防止することが
できるという効果を有している。As explained above, according to the method of the present invention, 1% by volume
It is possible to efficiently convert gas containing a high concentration of NO into a detoxified gas that does not contain any N20, and since it does not use a catalyst or a reducing gas such as ammonia as in conventional methods, it is detoxified by dust in the exhaust gas. This solves problems such as the following problems with reducing gas such as ammonia and injection due to fluctuations in N & gas concentration, and the shortening of catalyst life due to heat generation.Furthermore, when the temperature of the coke layer in the coke oven increases, the coke layer Steam is supplied from the upstream side of the coke layer, and the coke layer is cooled using the endothermic reaction of the water gasification reaction between the steam and coke and the rat heat of the steam, so it is possible to prevent the formation of clinker scale due to coke ash. It has this effect.
第1図はN0×濃度890〜980肌のガスを、コ−ク
ス量106の、コークス層温度900oo、10000
0、110030の条件で処理した場合における空間速
度(SV)とNO遺伝化率(除去率)との関係を示すグ
ラフ、第2図は本発明の方法を実施するための装置の一
例を示すフローシートである。
1……フイーダ、2……ロータリキルン、3…・・・集
塵器、4・・・・・・コークス炉、5・…・・空気供給
管、6・・・・・・水蒸気供給管、7・…・・冷却塔。
髪’図繁Z図Figure 1 shows N0x concentration 890-980 skin gas, coke amount 106, coke layer temperature 900oo, 10000
Graph showing the relationship between space velocity (SV) and NO heritization rate (removal rate) when processed under the conditions of 0 and 110030, Figure 2 is a flowchart showing an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention It is a sheet. 1... Feeder, 2... Rotary kiln, 3... Dust collector, 4... Coke oven, 5... Air supply pipe, 6... Steam supply pipe, 7... Cooling tower. Hair 'Z diagram
Claims (1)
熱分解する際、亜硝酸塩または亜硝酸塩を含む混合物の
水溶液を強酸処理する際などに発生する1容量%以上の
高濃度窒素酸化物を含むガスをコークス炉内に供給して
窒素酸化物とコークスとを直接反応させ、コークス炉内
のコークス層の温度が適温であるときには特別な操作を
行わず、コークス層の温度が適温より低いときにはコー
クス層に空気を導入しコークスを燃焼させてコークス層
の温度を上昇させる方法において、コークス層の温度が
適温より高いときには、コークス層の上流側から水蒸気
を導入し、水蒸気とコークスとの水性ガス化反応の吸熱
反応および水蒸気の顕熱を利用してコークス層を冷却し
て、反応温度が一定範囲内になるように制御することを
特徴とするコークスを用いて高濃度窒素酸化物を無害化
する方法。1. Gas containing nitrogen oxides with a high concentration of 1% by volume or more, which is generated when nitrates or mixtures containing nitrates are thermally decomposed in a pyrolysis device, or when an aqueous solution of nitrites or mixtures containing nitrites is treated with strong acid. is fed into the coke oven to cause nitrogen oxides and coke to react directly, and when the temperature of the coke layer in the coke oven is at an appropriate temperature, no special operation is performed, and when the temperature of the coke layer is lower than the appropriate temperature, the coke layer is reacted directly. In this method, when the temperature of the coke layer is higher than the appropriate temperature, water vapor is introduced from the upstream side of the coke layer to initiate a water gasification reaction between the water vapor and coke. A method of detoxifying highly concentrated nitrogen oxides using coke, which is characterized by cooling a coke layer using the endothermic reaction of .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51132235A JPS605328B2 (en) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | Method of detoxifying high concentration nitrogen oxides using coke |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51132235A JPS605328B2 (en) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | Method of detoxifying high concentration nitrogen oxides using coke |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5356166A JPS5356166A (en) | 1978-05-22 |
| JPS605328B2 true JPS605328B2 (en) | 1985-02-09 |
Family
ID=15076515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51132235A Expired JPS605328B2 (en) | 1976-11-01 | 1976-11-01 | Method of detoxifying high concentration nitrogen oxides using coke |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605328B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5035907B2 (en) * | 1973-09-20 | 1975-11-19 | ||
| JPS51144372A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-11 | Kubota Ltd | A process for removal of nitrogen oxides in exhaust combustion gas |
-
1976
- 1976-11-01 JP JP51132235A patent/JPS605328B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5356166A (en) | 1978-05-22 |
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