特表 2023-519742 プロセスオフガス中のＮＯｘおよび一酸化二窒素の除去のための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-12

(54)【発明の名称】プロセスオフガス中のＮＯｘおよび一酸化二窒素の除去のための方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/86 20060101AFI20230502BHJP

   B01D 53/90 20060101ALI20230502BHJP

   B01J 23/76 20060101ALI20230502BHJP

【ＦＩ】

B01D53/86 222

B01D53/90 ZAB

B01D53/86 228

B01J23/76 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022559806

(86)(22)【出願日】2021-03-29

(85)【翻訳文提出日】2022-10-14

(86)【国際出願番号】 EP2021058101

(87)【国際公開番号】W WO2021198150

(87)【国際公開日】2021-10-07

(31)【優先権主張番号】PA202000371

(32)【優先日】2020-04-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DK

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】590000282

【氏名又は名称】トプソー・アクチエゼルスカベット

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100139527

【弁理士】

【氏名又は名称】上西 克礼

(74)【代理人】

【識別番号】100164781

【弁理士】

【氏名又は名称】虎山 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100221981

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 大成

(72)【発明者】

【氏名】ミュンスタ－スヴェンスン・イェーヌス・イミール

【テーマコード（参考）】

4D148

4G169

【Ｆターム（参考）】

4D148AA06

4D148AA07

4D148AA08

4D148AA13

4D148AA18

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4G169BC16B

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4G169BC67B

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4G169BD02B

4G169CA03

4G169CA08

4G169CA13

4G169EC24

(57)【要約】

本発明は、プロセスオフガスに含まれるＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ_２）および亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）を除去するための改良された方法に関し、
当該方法は、
（ａ）プロセスオフガス中にある量のＮＯｘ還元剤を添加するステップ；
（ｂ）第１段階において、還元剤と混合されたプロセスオフガスを、還元剤によるＮＯｘの選択的触媒還元において活性な触媒に通し、亜酸化窒素および残留量の還元剤を含む流出ガスを提供するステップ；および
（ｃ）第２段階において、コバルト化合物を含み、亜酸化窒素の分解および残留量の還元剤の酸化に活性を有する触媒に、流出ガスを通するステップを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスオフガスに含まれるＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ_２）および亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）を除去するための方法であって、
（ａ）プロセスオフガス中にある量のＮＯｘ還元剤を添加するステップ；
（ｂ）第１段階において、還元剤と混合されたプロセスオフガスを、前記還元剤によるＮＯｘの選択的触媒還元に活性な触媒に通し、亜酸化窒素および残留量の還元剤を含む流出ガスを提供するステップ；および
（ｃ）第２段階において、前記ガスをコバルト化合物を含む触媒に通過させることにより、残留量の還元剤を酸化させ、亜酸化窒素を分解するステップ
を含む方法。

【請求項2】

還元剤がアンモニアまたはその前駆体を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

コバルト化合物がコバルトスピネルである、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

コバルト化合物を含む触媒を、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）および／またはセシウム（Ｃｓ）によって促進する、請求項１～３のいずれか１つに記載の方法。

【請求項5】

コバルト化合物を含む触媒が、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ａｌ、および／または、Ｔｉを含む請求項１～４のいずれか１つに記載の方法。

【請求項6】

亜酸化窒素の一部をステップ（ｂ）において分解する、請求項１～５のいずれか１つに記載の方法。

【請求項7】

ＮＯｘの選択的触媒還元に活性な触媒が金属交換ゼオライトを含み、当該金属がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎもしくはＰｄまたはそれらの混合物を含む、請求項１～６のいずれか１つに記載の方法。

【請求項8】

金属交換ゼオライトが、ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＥＲ、ＭＯＲ、ＦＡＵ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＥＲＩおよび／またはＬＴＡからなる群から選択される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

金属交換ゼオライトがＦｅ－ＢＥＡである、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

ＮＯｘの選択的触媒還元に活性な触媒が、酸化バナジウムおよび酸化チタンを含む、請求項１～５のいずれか１つに記載の方法。

【請求項11】

ＮＯｘの選択的触媒還元に活性な触媒および／またはコバルト化合物を含む触媒がモノリス形状である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

ＮＯｘ選択的触媒還元に活性な触媒および／またはコバルト化合物を含む触媒が２層以上積層して配置されている、請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プロセスオフガス中のＮＯｘ（ＮＯおよびＮＯ_２）および亜酸化窒素（一酸化二窒素、Ｎ_２Ｏ）を複合的に除去するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＮＯｘは既知の汚染物質であり、粒子状物質の形成とオゾンの生成に寄与している。Ｎ_２Ｏは強力な温室効果ガスであるため、ＣＯ_２市場がある地域ではコストとなる。この両方の物質の排出は通常、規制されている。したがって、ＮＯｘとＮ_２Ｏの除去は、可能な限りコスト効率良く行う必要がある。

【0003】

硝酸製造は、ＮＯｘとＮ_２Ｏの排出が知られている産業である。さらに、硝酸製造においては、触媒反応器下流のコールドスポットで硝酸アンモニウムが生成されるリスクがあるため、ＮＯｘからのアンモニア（ＮＨ_３）のスリップおよびＮ_２Ｏの除去に対して非常に厳しい要件が課されることもある。スリップ要件は通常５ｐｐｍ、または３ｐｐｍ、あるいは２ｐｐｍまで下げられる。

【0004】

硝酸（ＨＮＯ_３）は、主に肥料や火薬の製造に使用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

硝酸は通常、ドイツの化学者ウィルヘルム・オストワルトにちなんだオストワルトプロセスで製造される。このプロセスでは、アンモニア（ＮＨ_３）が一酸化窒素（ＮＯ）に酸化される。しかし、ＮＨ_３からＮＯへの酸化は１００％選択的ではなく、目的のＮＯとともに一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）も一定量生成される。この一酸化窒素は酸化されて二酸化窒素（ＮＯ_２）となり、水に吸収されて硝酸となる。このプロセスにおいては加圧され、オフガスはＮＯｘとＮ_２Ｏを含むが、それ以外は非常にクリーンである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書中で使用される用語「ＮＯｘ」とは、亜酸化窒素以外の窒素酸化物を意味する。

【0007】

酸化条件、すなわちＮＨ_３燃焼への優勢な圧力、温度および流入速度、ならびに触媒の種類および経時変化状態に応じて、１トンのＨＮＯ_３当たり約４～１５ｋｇのＮ_２Ｏが典型的に形成されるであろう。この結果、プロセスオフガス中のＮ_２Ｏ濃度は、一般的に約５００～２０００ｐｐｍ体積となる。

【0008】

アンモニアの酸化で生成されたＮ_２Ｏは、水中における二酸化窒素（ＮＯ_２）の吸収中においては吸収されず、硝酸を生成する。さらに、すべてのＮＯｘを硝酸に変換することは実行不可能である。したがって、ＨＮＯ_３製造プロセスのオフガスとともにＮＯｘおよびＮ_２Ｏが排出される。

【0009】

ＮＯｘは、典型的には、還元剤としてのアンモニアと窒素および水との反応を通じて、既知の選択的触媒還元（ＳＣＲ）プロセスによって除去される。

【0010】

ＳＣＲで使用するための適切な触媒は当技術分野で知られており、典型的には酸化バナジウムおよび酸化チタンを含む。最も典型的には、二酸化チタンに担持された五酸化バナジウムである。このような触媒は、潜在的に、酸化モリブデンまたは酸化タングステンも含む。

【0011】

吸収塔の下流に設置されたＮＯｘの残留量を低減するためのＤｅＮＯｘステージは、一般にＮ_２Ｏの含有量の低減をもたらさないので、Ｎ_２Ｏは最終的に大気中に放出される。

【0012】

Ｎ_２ＯはＣＯ_２の約３００倍の影響を有する温室効果ガスであり、硝酸プラントはこれらのガスの工業プロセスにおける単一の最大の発生源であり、Ｎ_２Ｏは成層圏のオゾンを分解し、温室効果に大きく寄与している。したがって、環境保護上の理由から、硝酸製造および他の工業プロセスにおけるＮＯｘ排出とともにＮ_２Ｏ排出を低減する問題に対する技術的解決策の必要性が高まっている。

【0013】

硝酸工場から排出されるＮ_２Ｏを低減する既知の方法として、以下の３つのグループに大別される：

【0014】

第１の方法：第１にＮ_２Ｏが生成されないようにする。そのためには、Ｎ_２Ｏの生成を抑えるために白金ガーゼを改良する必要がある。アンモニア酸化触媒として、代替材料を使用することができる。例えば、金属酸化物は、副生成物であるＮ_２Ｏを大量に発生させないが、ＮＯの生成に対する選択性が低いという欠点がある。

【0015】

第２の方法：アンモニア酸化ガーゼの出口と吸収塔の入口の間において、一度生成されたＮ_２Ｏを除去する。第２の方法では、温度が最も高くなるガーゼの直後が選択位置である。多くのの技術においては、緩んだ状態で、または耐熱ワイヤーでできたケージに封入された、ペレットの形の触媒が使用され、一部ではハニカムが使用されている。

【0016】

第３の方法：Ｎ_２Ｏは、Ｎ_２とＯ_２への触媒分解または化学還元剤による触媒還元によって、吸収塔の下流でプロセスオフガスから除去される。三次排ガス処理設備の最適な位置は、典型的には、吸収塔の下流で最も温度が高く、膨張タービンのすぐ上流である。既知の解決策としては、圧力損失を許容レベルに保つために、触媒床を放射状または水平方向に流れるように配置された、鉄ゼオライトを含むペレット触媒を使用する。この場合、一般的に大型の反応器が必要となる。

【0017】

既知の三次触媒ユニットは、通常、２つのベッドを採用している。大量のＮ_２Ｏを除去した後、還元剤を添加する第１のベッドと、ＮＯｘと残りのＮ_２Ｏを除去するための第２のベッドである。その結果、２つの放射状流動ベッドと還元剤の内添を有する非常に大型で複雑な反応器が必要となる。本発明により、ＮＯｘおよびＮ_２Ｏの除去は、より単純でより小さい反応器で達成され、それにより全体的な複雑さとコストを低減する。

【0018】

公知の三次触媒ユニットは、ＮＯｘおよびＮ_２Ｏの除去を組み合わせた１つのベッドのみを有することもでき、そこでは、還元剤が三次反応器の上流に添加される。十分な混合は、公知の静止型ミキサーの使用、または単に十分な混合長さによって達成される。

【0019】

Ｎ_２Ｏの低放出とＮＨ_３の低スリップを得るためには、ガス中のＮＨ_３の高効率混合と、反応を可能にするためのより大きな触媒容積が必要である。

【0020】

放射状または水平方向の流れを有する反応器においては、本発明のような異なるタイプの触媒を有するボトム層を作ることは不可能である。半径方向または水平方向の流れを持つ反応器では、それは別のベッドにしなければならず、反応器に大きなサイズとコストを追加することになる。

【0021】

典型的には、Ｎ_２Ｏは、鉄ゼオライトを含む触媒ペレットによって、硝酸テールガス中に除去される。

【0022】

アンモニア還元剤のスリップは、下流またはスタック内のコールドスポットにおける硝酸アンモニウムが生成される可能性があるため、硝酸製造における安全リスクとなる。そのため、アンモニアスリップに対する要件は通常、非常に厳しいものとなる。

【0023】

還元剤として炭化水素を使用するプロセス（工程）は、一般的に活性が低いため、ＣＯなどの部分燃焼生成物とともに、使用した炭化水素が大きくスリップすることになる。このようなプロセスで還元剤として頻繁に使用されるメタンは、それ自体が強力な温室効果ガスであるため、Ｎ_２Ｏ排出量の削減をある程度相殺するものである。一酸化炭素は有毒ガスであり、その排出は望ましくない

【0024】

Ｎ_２Ｏの排出を抑え、還元剤の低スリップとするためには、ガス中に還元剤を効率よく混合することと、反応を生じさせるために触媒の容量を大きくすることが必要となる。

【0025】

還元剤としてアンモニアを使用する場合、Ｎ_２Ｏの分解反応を効果的に行い、アンモニア５ｐｐｍ未満のスリップを得るためには、反応器内に触媒を大量に追加する必要がある。

【0026】

コバルトを含む触媒が、Ｎ_２Ｏの分解とアンモニアの酸化に非常に有効であることを見出した。

【0027】

この触媒には、以下のような利点を有する。

【0028】

ＮＯｘを除去するための典型的なＳＣＲ設備では、特に硝酸製造のような低いアンモニアスリップが重要な用途では、アンモニアは化学量論量ぎりぎりで添加される。

【0029】

コバルトを含む触媒は、ＤｅＮＯｘのＳＣＲプロセスで使用される還元剤の酸化効率が高いため、還元剤を処理ガス中のＮＯｘ含有量で要求される化学量論よりやや多い量で処理ガス中に第１段階で添加することができる。

【0030】

プロセスガス中のＮＯｘの含有量に応じた化学量論よりも多い量の還元剤を添加することは、ＮＯｘ除去に必要な触媒量を減少させることができることを意味する。

【0031】

より多い量の還元剤の添加は、ＮＯｘの実質的に完全な除去をもたらす。

【0032】

上記の利点に基づき、さらなる利点は、還元剤とプロセスガスとの広範な混合をより少なくすることができることである。アンモニアのような還元剤のスリップが非常に少なく、ＮＯｘの除去率が高くする必要がある場合、還元剤が少なすぎる、または多すぎる領域を避けるために、還元剤をガスに非常に完全に混合しなければならない。還元剤が少なすぎるとＮＯｘの除去率が低下し、多すぎると還元剤がスリップしてしまう。このような混合は、高価な静止型ミキサーを必要とし、プロセスの圧力損失を増加させる。

【0033】

第２段階のコバルト化合物を含む触媒が還元剤の酸化に活性である場合、第１触媒ベッドに還元剤が多すぎる領域があることは、あまり重要ではない。これは、還元剤がプロセスガスにあまり混合されなくてもよいことを意味する。混合効率が低いと、第１段階で同じレベルのＮＯｘ除去を達成するために、還元剤の投与量を若干多くする必要がある。しかし、第１段階の還元剤からのいずれのスリップも第２段階で酸化されるため、問題は生じない。

【0034】

さらに、ガス中のＮ_２Ｏを除去するために、特に低温において、還元剤、例えば、ＮＨ_３や炭化水素などを必要とするプロセスと比較して、本発明ではＮＨ_３の消費量が少なく、および／または炭化水素の消費もない利点がある。本発明では、第１段階でＮＨ_３を用いていくらかのＮ_２Ｏを除去することができるが、これは全Ｎ_２Ｏのごく一部である。特に低温では、Ｎ_２Ｏの除去のほとんどは第２段階で行われ、コバルトを含む触媒がＮ_２Ｏを除去するために還元剤を必要としない。還元剤の消費量が少なければ、作業コストの節約につながる。

【0035】

したがって、本発明は、プロセスオフガスに含まれるＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ_２）および亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）を除去するための改良された方法を提供し、
当該方法は、
（ａ）プロセスオフガス中にある量のＮＯｘ還元剤を添加するステップ；
（ｂ）第１段階において、還元剤と混合されたプロセスオフガスを、前記還元剤によるＮＯｘの選択的触媒還元において活性な触媒に通し、亜酸化窒素および残留量の還元剤を含む流出ガスを提供するステップ；および
（ｃ）第２段階において、コバルト化合物を含み、亜酸化窒素の分解および残留量の還元剤の酸化に活性を有する触媒に、流出ガスを通するステップを含む。

【発明を実施するための形態】

【0036】

本発明で使用するための好ましい還元剤は、アンモニアまたはその前駆体を含む。

【図面の簡単な説明】

【0037】

触媒を含むコバルト化合物と接触した酸化アンモニアの高効率は、添付図面に示すように、コバルト化合物がコバルトスピネルの場合に得られ、ここで、図１は、カリウムで促進したコバルトスピネルおよびコバルト－アルミナスピネルの１５０～６５０℃の温度でのアンモニア変換を示すものである。

【0038】

したがって、本発明の実施形態において、コバルト化合物は、コバルトスピネルを含む。

【0039】

一実施形態において、コバルト化合物は、アルカリ化合物、例えば、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）および／またはセシウム（Ｃｓ）などで促進される。

【0040】

一実施形態において、触媒を含むコバルト化合物は、さらに、金属（複数可）、例えば、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ａｌおよび／またはＴｉを含む。

【0041】

「ＮＯｘの除去」および「亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）の除去」という用語は、たとえ微量のＮＯｘおよびＮ_２Ｏがプロセスオフガス中にまだ含まれ得るとしても、ＮＯｘおよびＮ_２Ｏの量を実質的に減少させるものとして理解されるべきである。

【0042】

好ましくは、Ｎ_２Ｏの一部は、本発明による方法の第１段階において除去することができる。

【0043】

本発明の実施形態において、ＮＯｘの選択的触媒還元において活性な触媒は、同じ還元剤を用いて亜酸化窒素を除去する際にも活性である。

【0044】

それによって、第１段階は、この還元剤が亜酸化窒素との反応によっても消費され得るので、還元剤のスリップが実質なく（１０ｐｐｍ未満）と共に、ＮＯｘの実質的に完全な除去しつつ操業することが可能である。これはさらに、亜酸化窒素と反応することができる触媒ベッドの一部において、ＮＯｘ反応の化学量論的過剰として還元剤を混合する必要性がさらに少ないことを意味する。そのような場合、還元剤の若干高い投与量が必要とされる。そのような還元剤は、アンモニア（ＮＨ_３）またはその前駆体であることができる。

【0045】

本発明の実施形態において、Ｎ_２Ｏの５０％未満が第１段階で除去される。

【0046】

本発明の一実施形態において、ＮＯｘの選択的触媒還元に活性な触媒は、金属交換されたゼオライトを含み、ここで、金属は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、ＺｎもしくはＰｄまたはこれらの混合物を含む。

【0047】

好ましくは、金属交換されたゼオライトは、ＭＦＩ、ＢＥＡ、ＦＥＲ、ＭＯＲ、ＦＡＵ、ＣＨＡ、ＡＥＩ、ＥＲＩおよび／またはＬＴＡからなる群から選択される。

【0048】

最も好ましい金属交換されたゼオライトは、Ｆｅ－ＢＥＡである。

【0049】

実施形態において、ＮＯｘの選択的触媒還元において活性な触媒は、Ｖ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｐｔの酸化物またはそれらの混合物から選択される。

【0050】

別の実施形態では、ＮＯｘの選択的触媒還元に活性な触媒および／またはコバルト化合物を含む触媒は、モノリス状である。

【0051】

「モノリス形状の触媒」という用語は、触媒活性材料を含むかまたはコーティングされたモノリス形状またはハニカム形状として理解されるべきである。

【0052】

モノリス形状の触媒は、好ましくは、反応器（複数可）内で１つ以上の層に整然と配列される。

【0053】

モノリス形状の触媒は、軸流反応器の設計を可能にし、同時に、ペレット触媒を用いた半径方向流反応器の設計と比較して、低い圧力損失を提供する。

【0054】

別の好ましい実施形態においては、第１および／または第２のモノリス形状の触媒は、１つ以上のスタック層で反応器の内部に配置される。

【0055】

本発明は、その具体的な実施形態の以下の詳細な説明において、さらに議論される。

【0056】

一実施形態において、ＮＯｘはＮ_２Ｏ反応に対する阻害剤であるため、還元剤の添加は、第２段階において最も低い総ＮＯｘ濃度を与えるように操作される。第２段階におけるＮＨ_３酸化からのＮＯｘに対する選択性は１００％より低いので、最適なＮＨ_３投与量は、化学量論よりわずかに上である。触媒ステップの前のガス中のアンモニアの混合度合いも、最適なＮＨ_３投与量に役割を果たす。

【0057】

本発明の実施形態における方法は、吸収塔の下流の硝酸工程において、プロセスオフガスの再加熱後、エキスパンダー（拡張機）の前に行われる。アンモニアは、オフガスに注入され混合される。アンモニアと混合されたオフガスは、二酸化チタン、酸化バナジウム、および酸化タングステンを含む触媒が設置された第１段の反応器に入る。第１段階においては、周知のＳＣＲ反応に従ってＮＯｘがアンモニアと反応する。第１段階の触媒量とアンモニア添加量は、オフガス中のＮＯｘの含有量が体積比で約５～１０ｐｐｍのＮＯｘスリップに、かつ、第１段階からの流出ガス中のアンモニアスリップが５～１０ｐｐｍに大幅に減少するように調整される。

【0058】

流出ガスは、その後、カリウムで促進されたコバルトスピネルを含む触媒の第２段階に入る。

【0059】

第２段階においては、ＮＨ_３は窒素（Ｎ_２）、ＮＯｘおよびＮ_２Ｏの組合せに酸化される。触媒は、不活性窒素に対して高い選択性を有するか、または、第２段階の触媒によって再び除去することができるＮ_２Ｏに対して選択性を有するコバルト化合物を含む触媒が好ましい。ＮＯｘに対する選択性は、ＮＯｘがＮ_２Ｏ分解反応を阻害するため、好ましくない。

【0060】

第２段階においては、Ｎ_２Ｏは促進されたコバルトスピネルと接触することで、以下の反応に従って分解される。
２Ｎ_２Ｏ→２Ｎ_２＋Ｏ_２

【0061】

ＮＨ_３は酸化され、窒素（Ｎ_２）、ＮＯｘ、Ｎ_２Ｏの組み合わせとなる。ＮＨ_３の酸化により生成したＮ_２Ｏは、促進されたコバルトスピネル触媒と接触することにより分解される。

【0062】

第１段階からのＮＯｘ排出量は非常に少なく、第１段階から第２段階へのＮＨ_３スリップも非常に低いレベルに保たれているため、第２段階でのＮＨ_３の酸化によって生成されるＮＯｘは、選択性が低下してもＮＯｘ排出量が限定されるだけであり、排出上の問題にはならない。ＮＯｘは、促進されたコバルトスピネル触媒のＮ_２Ｏ分解反応を阻害し、それによって活性を低下させることになる。そのため、第２段階でのＮＯｘ生成は最小限に抑える必要がある。

【0063】

温度は、通常３００～５５０℃の範囲である。圧力は、典型的には４～１２ｂａｒｇの範囲であるが、より高くても低くてもよい。より高い圧力は、第１段階におけるＮＯｘ変換の活性を増加させ、それは第２段階におけるＮＨ_３およびＮ_２Ｏ変換を増加させる。

【0064】

本明細書で既に述べたように、その後、第１段階からアンモニアスリップの大部分を除去することによって、アンモニアのプロセスオフガスとの混合に対する要件が著しく低減される。

【0065】

本発明の実施形態による方法によれば、吸収塔の下流の硝酸プロセスにおいて、プロセスオフガスの再加熱の後、エキスパンダーの前に行われる。アンモニアは、オフガスに注入され、混合される。アンモニアと混合されたオフガスは、Ｆｅ－ＢＥＡゼオライトを含む触媒が設置された第１段階の反応器に入る。第１段階では、周知のＳＣＲ反応に従って、ＮＯｘがアンモニアと反応する。しかし、鉄ゼオライト触媒は、下記に従うＮＨ_３を用いてＮ_２Ｏを分解する反応にも活性である。
３Ｎ_２Ｏ＋２ＮＨ_３→４Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ

【0066】

この反応は、ＮＯｘを除去するＳＣＲ反応よりも遅い。しかし、これはＮＯｘ反応に必要な量よりも多くのＮＨ_３を投入することができ、この過剰なＮＨ_３がＮ_２Ｏを分解するために使われることを意味する。第１段階の触媒量とアンモニア添加量は、第１段階から来るガスが本質的にＮＯｘを含まず、第１段階からの流出ガス中に体積比で２０ｐｐｍ未満または１０ｐｐｍ未満または５ｐｐｍ未満の低いＮＨ_３スリップとなるように調整される。

【0067】

第１ベッドでのＮ_２Ｏ反応に活性な触媒、触媒量およびＮＨ_３添加の間の最適な選択は、ＮＯｘおよびＮ_２Ｏの初期濃度、ガス温度および圧力、ＮＨ_３の注入システムおよびＮＯｘおよびＮ_２Ｏの必要な転換率によって支配されている。水（Ｈ_２Ｏ）および酸素（Ｏ_２）濃度も、異なる反応としてＨ_２ＯおよびＯ_２に対して異なる感度を有するため、最適な選択に影響を与える。

【0068】

一実施形態においては、第１段階のＮＯｘの選択的触媒還元に活性なモノリス触媒は、第２段階におけるコバルト化合物を含むモノリス触媒の上に直接積み重ねられる。これにより、１つのマンホールアクセスおよび積層された触媒のための１つの支持グリッドのみで、単純な軸流反応器を利用することができ、反応器の圧力損失は依然として低いままである。

【図1】

【国際調査報告】