応用化学 毎日一題8-10

　排ガス処理装置における煙ガス脱硫技術には、気相反応法、液体吸収法、吸着法、液膜法、微生物法などがある。 　　一、気相反応法には3つのタイプがある：1.電子ビーム照射法とパルスコロナプラズマ法；2.選択的触媒還元法、選択的非触媒還元法、および発熱炭還元法；3.低温常圧プラズマ分解法など。第一の方法は、高エネルギー電子によって生成されるフリーラジカルを利用してNOをNO2に酸化させ、その後H2OやNH3と反応させてNH4NO3を生成し、これを回収して利用するもので、脱硫と脱硝を同時に行うことができる。第二の方法は、触媒ありまたはなしの条件下で、NH3やCなどの還元剤を用いてN2Oを無害なN2に還元する方法である。第三の方法は、超高出力の狭パルスコロナ放電によって生成される高エネルギー活性粒子を利用してNOx分子に衝突させ、その化学結合を断ち切ってO2とN2に分解する方法である。 　　二、液体吸収法 NOxを吸収する方法は多く、応用も広範囲にわたる。NOxは水、アルカリ溶液、希硝酸、濃硫酸で吸収できる。NOは水やアルカリ溶液に極めて溶けにくいため、湿式脱硝の効率は一般的に高くない。そこで、NOの浄化効果を高めるために、酸化、還元、または総合吸収法が用いられる。乾式法と比較して、湿式法は工程装置がシンプルで投資額も少ないといった利点があり、一部の方法ではNOxを回収できるため、一定の経済的効果がある。欠点は、浄化効果がやや劣ることです。 煙ガス脱硫プロセスフロー 煙ガス脱硫プロセスフロー　　三、吸着法によるNOxの除去：一般的に使用される吸着剤には、分子ふるい、活性炭、天然ゼオライト、シリカゲル、泥炭などがある。シリカゲル、分子ふるい、活性炭などの吸着剤の中には、触媒機能も持つものがあり、排気ガス中のNOを触媒的に酸化してNO2に変え、その後水やアルカリで吸収することで回収することができる。吸着法は脱硝効果が高く、NOxを回収できるが、吸着容量が小さく、吸着剤の使用量が多いことや装置が大型であること、再生が頻繁に必要などの理由から、あまり広くは利用されていない。 　　全体として、現在工業で用いられている方法は主に気相反応法と液体吸収法の2つに分類される。これら2つの方法のうち、それぞれ触媒還元法とアルカリ吸収法が主流である。前者は排ガス中のNOx排出濃度を低い水準まで下げることができるが、大量のNH3を消費し、場合によっては燃料ガスも消費するため、経済的な損失が生じる。後者はNOを硝酸塩や亜硝酸塩として回収できるため、ある程度の経済的効果があるが、浄化効果は高くなく、NOxを低い水準まで下げることはできない。一般的な方法にはまだ欠点があるため、現在、技術的に実現可能で、経済的にも合理的かつ中国の国情に適した脱硝技術を1つまたは複数見出すために、さらなる努力が必要である。

　排ガス処理装置における煙ガス脱硫技術には、気相反応法、液体吸収法、吸着法、液膜法、微生物法などがある。 　　一、気相反応法には3つのタイプがある：1.電子ビーム照射法とパルスコロナプラズマ法；2.選択的触媒還元法、選択的非触媒還元法、および発熱炭還元法；3.低温常圧プラズマ分解法など。第一の方法は、高エネルギー電子によって生成されるフリーラジカルを利用してNOをNO2に酸化させ、その後H2OやNH3と反応させてNH4NO3を生成し、これを回収して利用するもので、脱硫と脱硝を同時に行うことができる。第二の方法は、触媒ありまたはなしの条件下で、NH3やCなどの還元剤を用いてN2Oを無害なN2に還元する方法である。第三の方法は、超高出力の狭パルスコロナ放電によって生成される高エネルギー活性粒子を利用してNOx分子に衝突させ、その化学結合を断ち切ってO2とN2に分解する方法である。 　　二、液体吸収法 NOxを吸収する方法は多く、応用も広範囲にわたる。NOxは水、アルカリ溶液、希硝酸、濃硫酸で吸収できる。NOは水やアルカリ溶液に極めて溶けにくいため、湿式脱硝の効率は一般的に高くない。そこで、NOの浄化効果を高めるために、酸化、還元、または総合吸収法が用いられる。乾式法と比較して、湿式法は工程装置がシンプルで投資額も少ないといった利点があり、一部の方法ではNOxを回収できるため、一定の経済的効果がある。欠点は、浄化効果がやや劣ることです。 煙ガス脱硫プロセスフロー 煙ガス脱硫プロセスフロー　　三、吸着法によるNOxの除去：一般的に使用される吸着剤には、分子ふるい、活性炭、天然ゼオライト、シリカゲル、泥炭などがある。シリカゲル、分子ふるい、活性炭などの吸着剤の中には、触媒機能も持つものがあり、排気ガス中のNOを触媒的に酸化してNO2に変え、その後水やアルカリで吸収することで回収することができる。吸着法は脱硝効果が高く、NOxを回収できるが、吸着容量が小さく、吸着剤の使用量が多いことや装置が大型であること、再生が頻繁に必要などの理由から、あまり広くは利用されていない。 　　全体として、現在工業で用いられている方法は主に気相反応法と液体吸収法の2つに分類される。これら2つの方法のうち、それぞれ触媒還元法とアルカリ吸収法が主流である。前者は排ガス中のNOx排出濃度を低い水準まで下げることができるが、大量のNH3を消費し、場合によっては燃料ガスも消費するため、経済的な損失が生じる。後者はNOを硝酸塩や亜硝酸塩として回収できるため、ある程度の経済的効果があるが、浄化効果は高くなく、NOxを低い水準まで下げることはできない。一般的な方法にはまだ欠点があるため、現在、技術的に実現可能で、経済的にも合理的かつ中国の国情に適した脱硝技術を1つまたは複数見出すために、さらなる努力が必要である。

SNCR、SCR、活性炭吸着、電子ビーム脱硝。

煙ガス脱硫技術には、気相反応法、液体吸収法、吸着法、液膜法、微生物法がある

SCR、SNCR、およびSNCR/SCR複合技術において、SCRによる脱硝効率は一般的に80～90％に達し、NOxの排出濃度を100mg/m3（標準状態、乾燥基準、6％O2）未満に低減することができる

主な方法は以下の通りです：SCR（発電所向け）、SNCRA、段階燃焼（セメント業界向け）。酸吸収法、アルカリ吸収法、選択的触媒還元法、非選択的触媒還元法、吸着法、プラズマ活性化法など

酸吸収法、アルカリ吸収法、選択的触媒還元法、非選択的触媒還元法、吸着法、プラズマ活性化法など

SNCR、SCR、活性炭吸着、電子ビーム脱硝。私たちは活性炭吸着法を使用しており、窒素酸化物は約100mg/立方メートル、二酸化硫黄は約10mg/立方メートルです。特に理由はなく、実践こそが真実を明らかにするのです

　1）選択的無触媒還元脱硝（SNCR）　　2) 選択的触媒還元脱硝（SCR）　　3）活性炭吸着　　4）電子ビーム脱硝　　1、SNCR（選択的無触媒還元）技術：選択的無触媒還元法とは、触媒を使用せず、850～1100℃の温度範囲でNOxを還元する方法です。工事費用が安く、設置が簡単で、占有面積も小さいため、既存の工場の改修に適しており、新しい工場ではボイラーの設計に合わせて利用することができる。 　　 2、SCR（選択的触媒還元）技術：SCRは現在、最も成熟した排ガス脱硝技術であり、炉後型の脱硝方法です。現在、世界で普及しているSCRプロセスは、主にアンモニア法SCRと尿素法SCRの2種類に分かれます。利点：この方法は脱硝効率が高く、コストも比較的安いため、現在、国内外のプロジェクトで広く利用されており、発電所の排ガス脱硝における主流技術となっています。 欠点：燃料に硫黄分が含まれており、燃焼過程で一定量のSO3が生成される。触媒を加えると、酸素存在下でSO3の生成量が大幅に増加し、過剰なNH3と反応してNH4HSO4が生成される。NH4HSO4は腐食性と粘着性を持ち、尾部煙道の機器を損傷させる可能性があります。 3、活性炭吸着：併用　4、電子ビーム脱硝：新技術

活性炭粉末を配合炭から除去し、コークス製造に使用する

排煙脱硝　炉内での低窒素燃焼技術には限界があるため、NOxの排出量を満足のいくレベルまで下げることができない。NOxの排出をさらに削減するためには、燃焼後の排煙に対して脱硝処理を行う必要がある。現在一般的に用いられている煙ガス脱硝プロセスは、大きく乾式、半乾式、湿式の3種類に分けられる。その中で、乾式には選択的無触媒還元法（SNCR）、選択的触媒還元法（SCR）、電子ビームを用いた脱硫脱硝法が含まれる。半乾式には活性炭を用いた脱硫脱硝法がある。湿式にはオゾン酸化吸収法などがある。 多くの脱硝方法の中で、SCR脱硝プロセスは、脱硝装置の構造がシンプルで副産物が出ない、運用が容易で信頼性が高く、脱硝効率も優れ、初期投資も比較的少ないといった多くの利点から、日本や欧米で広く商業的に利用されている。 SCR脱硝装置は、主に脱硝反応剤製造システムと反応器本体で構成されています。反応器内に脱硝剤であるNH3を噴射することで、NOxを窒素に還元する。この還元反応は温度に敏感であるため、反応の温度条件を満たし、反応性を高めるために触媒を添加する必要がある。 高塵含有プロセスを採用する場合、SCR反応器は省煤器と空気予熱器（エアプリヒーター）の間に配置される。その利点は、煙ガスの温度が高く、触媒の活性要件を満たすことです。欠点は、煙ガス中の飛灰含有量が多く、触媒の耐摩耗性や目詰まり防止性能に高い要求がかかることです。低塵埃プロセスの場合、SCRは煙ガス脱硫システム（FGD）の後、煙突の前に設置される。この時点では煙ガス中の飛灰含有量は大幅に減少するが、触媒の活性に求められる反応温度を満たすために蒸気加熱器と煙ガス熱交換器（GGH）を設置する必要があり、システムが複雑になり投資も増加するため、一般的には高塵含有プロセスが選択される。

1) 選択的無触媒還元・脱硝（SNCR） 選択的無触媒還元法とは、触媒を使用せず、850～1100℃の温度範囲でNOxを還元する方法です。最もよく使用される薬剤はアンモニアと尿素です。一般的に、SNCRによる脱硝効率は、大型石炭火力発電所では25％～40％に達し、小型発電所では80％に達する。この方法はボイラーの構造寸法の影響を大きく受けるため、低窒素燃焼技術の補助的な処理手段として用いられることが多い。工事費用が安く、設置が簡単で、占有面積も小さいため、既存の工場の改修に適しており、新しい工場ではボイラーの設計に合わせて利用することができる。 2) 選択的触媒還元脱硝（SCR）SCRは、現在最も成熟した排ガス脱硝技術であり、炉後型の脱硝方法です。最初に商業的に運用が開始されたのは20世紀の60～70年代後半の日本でした。これは、還元剤（NH3、尿素）を金属触媒の作用によって利用し、NOxと選択的に反応させてN2とH2Oを生成させるもので、O2によって酸化されることはありません。そのため「選択的」と呼ばれています。世界で普及しているSCRプロセスは、主にアンモニア法SCRと尿素法SCRの2種類に分かれます。これら2つの方法は、いずれもアンモニアのNOx還元機能を利用し、触媒の作用によってNOx（主にNO）を、大気にほとんど影響を与えないN2と水に還元するもので、還元剤はNH3です。 SCRで使用される触媒のほとんどは、TiO2を担体とし、V2O5またはV2O5-WO3、あるいはV2O5-MoO3を活性成分として、ハニカム型、プレート型、波形型の3種類に製造されている。排ガス脱硝に用いられるSCR触媒は、高温触媒（345℃～590℃）、中温触媒（260℃～380℃）、低温触媒（80℃～300℃）に分けられ、触媒ごとに適した反応温度が異なります。反応温度が低すぎると、触媒の活性が低下し、脱硝効率が落ちます。また、触媒を継続して低温状態で使用すると、触媒に永続的な損傷が生じます。一方、反応温度が高すぎると、NH3が容易に酸化されてNOxの生成量が増加し、さらに触媒材料の相変化を引き起こして触媒の活性が低下します。国内外のSCRシステムはほとんどが高温を採用しており、反応温度範囲は315℃～400℃です。 利点：この方法は脱硝効率が高く、コストも比較的安いため、国内外のプロジェクトで広く採用されており、発電所の排ガス脱硝における主流技術となっています。 欠点：燃料に硫黄分が含まれており、燃焼過程で一定量のSO3が生成される。触媒を加えると、酸素存在下でSO3の生成量が大幅に増加し、過剰なNH3と反応してNH4HSO4が生成される。NH4HSO4は腐食性と粘着性を持ち、尾部煙道の機器を損傷させる可能性があります。 SO3の生成量は限られているものの、その影響は見過ごせない。また、触媒の中毒現象も見過ごせない。 3)活性炭吸着　併用
4)電子ビーム脱硝　新技術

SNCR SCR 炭素吸着 電子ビーム脱硝

1) 選択的非触媒還元脱硝(SNCR)； 2) 選択的触媒還元脱硝(SCR)； 3)活性炭吸着； 4)電子ビーム脱硝。個人的にはSCRという方法の方が良いと思います。反応温度が低く、エネルギー消費も節約できます。

SCR/SNCR。SNCRは良く、導入が容易で、ハードルが低く、コストも安い。システムへの影響は小さい。 すべては利益を前提としなければならず、現在、東北地方でかつてガスを使用していたところが再び石炭に切り替えているのもその一例だ

SNCR SCR 炭素吸着 電子ビーム脱硝

SNCR SCR 炭素吸着 電子ビーム脱硝

SNCR SCR 炭素吸着 電子ビーム脱硝

SNCR SCR 炭素吸着 電子ビーム脱硝