排气净化方法技术

本发明专利技术提供一种排气净化方法，例如从船舶用柴油发动机等内燃机的燃烧排气中去除氮氧化物(NOx)，其使用醇作为还原剂时，不仅利用排气中的水分，还进一步追加水分，由此可期待提高脱硝催化剂的脱硝性能，能够充分提高脱硝催化剂的耐久性，此外通过使用醇的水溶液来降低其浓度，进而在例如装载醇的船舶中，由于使用不被视为危险品的低浓度的醇的水溶液，因此也就不会导致脱硝设备的高成本化，且实用性优异。本发明专利技术的排气净化方法的特征在于，向应处理的原排气中进一步添加水蒸汽，将增加了排气中的水蒸汽浓度的水分调整排气导入脱硝催化剂层中。水分调整排气中的水蒸汽浓度以原排气既有水蒸汽和添加水蒸汽总计的优选为22.0容量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种排气净化方法，其从例如船舶用柴油发动机等内燃机的燃烧排气中将氮氧化物(NOx)去除。
技术介绍
在去除船舶用柴油发动机等内燃机的燃烧排气中的氮氧化物的情况下，作为其方法，氨选择性还原法为主流。该氨选择性还原法使用以钒或二氧化钛为主要成分的脱硝催化剂作为催化剂，使用以氨作为还原剂。但是，在通过船舶用柴油发动机等内燃机使C重油等燃烧的情况下，由于C重油等中含有硫磺成分，因此会与氮氧化物一起在燃烧排气中也生成硫氧化物。在采用氨选择性还原法对这样的燃烧排气进行脱硝时，燃烧排气中，硫氧化物会与氨反应成为硫酸铵((NH4)2SO4)(硫酸铵)，若燃烧排气的温度降低，则设备中的硫酸铵会析出，产生使热交换器堵塞等问题。因此，存在必须使系统内设定为使硫酸铵不会析出的温度域(大约为280℃以上)的问题。另一方面，作为使用除氨以外的还原剂进行的还原去除方法，例如在下述的专利文献1中，记载有一种以沸石担载金属的催化剂中，将醇用作还原剂的方法。但是，在若使醇接触以沸石担载金属的催化剂，则除所期望的脱硝反应以外，还会引起副反应，由这样的副反应产生的副生成物导致在催化剂表面有所谓的焦炭(炭)析出，从而存在经时性地脱硝性能降低的问题。在专利文献2中，公开了在分支为两个系统的排气处理流路中配置脱硝催化剂层，关闭其中一个排气处理流路以停止排气的供给，并且在另一个排气处理流路中继续进行排气处理，同时在该情况下对停止了排气供给的排气处理流路的脱硝催化剂层进行350～800℃条件下的加热处理，由此来恢复降低了的脱硝性能。另外，在专利文献3中公开了一种氮氧化物的还原去除方法，其在存在过量氧的氧化气氛中，在存在醇的条件下，使第4周期过渡金属的金属铝酸盐催化剂与含有氮氧化物的排气接触。另一方面，在专利文献4中公开了一种氮氧化物的去除方法，其在存在过量氧及水蒸汽的氧化气氛中，在存在甲醇、乙醇中的至少一种的条件下，在反应温度为200～550℃下使含有氮氧化物的排气与由质子型沸石、氧化铝、担载第4周期过渡金属的氧化铝中选择的一种以上的催化剂接触。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开2004-358454号公报专利文献2：日本专利公开2006-220107号公报专利文献3：日本专利公开平成4-358525号公报专利文献4：日本专利公开平成6-47255号公报
技术实现思路
(一)要解决的技术问题然而，根据在上述专利文献1～4中所记载的现有方法，存在如下问题：无法充分抑制由醇的副反应引起的脱硝催化剂表面上的焦炭析出而导致的脱硝催化剂的性能降低，无法充分提高长时间的脱硝催化剂的耐久性。另外，为了将醇用作还原剂的脱硝系统应用于船舶用发动机，需要更进一步的高性能化，装载醇的船舶由于例如乙醇的燃点为60℃以下，因此被认为是危险品船舶运输及储存规则法中所涉及的危险品，需要将配管配置为双重管等措施，存在导致使脱硝设备高成本化的问题。本专利技术的目的在于，提供一种排气净化方法，以解决上述现有技术的问题，其使用醇作为还原剂时，不仅利用排气中的水分，还进一步追加水分，由此可期待提高脱硝催化剂的脱硝性能，能够充分提高脱硝催化剂的耐久性，另外，作为有助于脱硝反应而增加水分量的方法，通过使用醇的水溶液来降低其浓度，能够提高醇的水溶液的燃点，进而在例如装载醇的船舶中，由于使用不被视为危险品的低浓度的醇的水溶液，因此也就不会导致脱硝设备的高成本化，实用性优异。(二)技术方案为实现上述目的，技术方案1的排气净化方法的专利技术的特征在于，通过使添加了作为还原剂的醇的燃烧排气与脱硝催化剂接触，来去除排气中的氮氧化物的排气净化方法，向应处理的原排气中添加水蒸汽，将增加了排气中水蒸汽浓度的水分调整排气导入脱硝催化剂层中。技术方案2的专利技术为，根据技术方案1所述的排气净化方法，其特征在于，水分调整排气中的水蒸汽浓度是以原排气既有水蒸汽和添加水蒸汽总计为22.0容量％以下。技术方案3的专利技术为，根据技术方案1或2所述的排气净化方法，其特征在于，向原排气中添加水蒸汽是通过向燃烧排气中导入液态或气态的水来进行的。技术方案4的专利技术为，根据技术方案1或2所述的排气净化方法，其特征在于，向原排气中添加水蒸汽是通过向燃烧排气中导入醇的水溶液来进行的。技术方案5的专利技术为，根据技术方案4所述的排气净化方法，其特征在于，醇为乙醇，导入原排气中的乙醇水溶液的浓度为5.0容量％以下。技术方案6的专利技术为，根据技术方案1～5中任意一项所述的排气净化方法，其特征在于，脱硝催化剂是以ZSM-5(MFI)型沸石担载钴的脱硝催化剂。技术方案7的专利技术为，根据技术方案1～6中任意一项所述的排气净化方法，其特征在于，排气为来自船舶用柴油发动机的燃烧排气。(三)有益效果根据本专利技术的排气净化方法，使用醇作为还原剂时，不仅利用排气中的水蒸汽，还可以进一步追加水蒸汽，由此来期待提高脱硝性能，能够充分提高脱硝催化剂的耐久性，另外，作为有助于脱硝反应而增加水分量的方法，可以使用醇的水溶液来降低其浓度，从而能够提高醇的水溶液的燃点，回避危险性，进而在例如装载有醇的船舶中，由于使用不被视为危险品的低浓度的醇的水溶液，因此也就不会导致脱硝设备的高成本化，起到实用性优异的效果。附图说明图1为表示在本专利技术的实施例1～8中的催化剂性能试验中所使用的试验装置一例的流程图。图2为表示本专利技术的实施例等中脱硝率相对于排气中的水蒸汽浓度的变化的图。图3为表示本专利技术的实施例9中的催化剂性能试验中所使用的试验装置的现有一例的流程图。具体实施方式下面，对本专利技术的实施方式进行说明，但本专利技术并不限定于此。本专利技术的排气净化方法的特征在于，通过使添加了作为还原剂的醇的燃烧排气与脱硝催化剂接触，来去除排气中的氮氧化物的排气净化方法，向应处理的原排气中进一步添加水蒸汽，将增加了排气中水蒸汽浓度的水分调整排气导入脱硝催化剂层中。在本专利技术中，优选地，水分调整排气中的水蒸汽浓度是以原排气既有水蒸汽和添加水蒸汽总计为22.0容量％以下。此处，排气中的水蒸汽量根据燃料的氢含有量与氧消耗量会有所不同。例如，柴油发动机、燃油锅炉、及燃气轮机等内燃机的排气中的水蒸汽量大约为2～10容量％程度。另一方面，考虑到若向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气净化方法，通过使添加了作为还原剂的醇的燃烧排气与脱硝催化剂接触，来去除排气中的氮氧化物，其特征在于，向应处理的原排气中进一步添加水蒸汽，将增加了排气中水蒸汽浓度的水分调整排气导入脱硝催化剂层中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.25 JP 2013-1547521.一种排气净化方法，通过使添加了作为还原剂的醇的燃烧排
气与脱硝催化剂接触，来去除排气中的氮氧化物，其特征在于，
向应处理的原排气中进一步添加水蒸汽，将增加了排气中水蒸汽
浓度的水分调整排气导入脱硝催化剂层中。
2.根据权利要求1所述的排气净化方法，其特征在于，水分调
整排气中的水蒸汽浓度是以原排气既有水蒸汽和添加水蒸汽总计为
22.0容量％以下。
3.根据权利要求1或2所述的排气净化方法，其特征在于，向
原排气中添加水蒸汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：西亚美，日野尚荣，山本诚吾，日数谷进，
申请(专利权)人：日立造船株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP