CN119486797A 废气处理装置及废气处理装置的设计方法 （三菱重工业株式会社）

2025.01.03PCT/JP2023/0197592023.05.26WO2024/009647JA2024.01.11本发明提供一种对从燃烧含有氨的燃料的包含的一氧化二氮及NOx进行分解的第二催化2第二处理部，其具有对在所述第一处理部中分解了氨的所所述第一处理部通过所述第一催化剂去除在分解所述废气所包含的氨时生成的旁通配管，其使从所述燃烧装置排出的所述废气不通所述废气处理装置具备对通过了所述第二处理部的所述废气所包含的氨进行分解的检测部，其检测通过了所述第二处理部的所述废气所包含的一氧化二第一供给部，其在所述废气所包含的一氧化二氮的浓度比第气所包含的NOx的浓度比第二规定浓度高的情况下，对从所述第一处理部向所述第二处理所述第二催化剂是利用氨将所述废气所包含的NOx还原而分解的催化第二供给部，其在所述温度检测部检测的温度为规定温度烧装置向所述第一处理部供给的所述废气供所述废气处理装置具备对通过了所述第二处理部的所述废气所包含的氨进行分解的所述规定温度为450℃以上且530℃以下的温度。9.一种废气处理装置，其是对从燃烧含有氨的燃氮氧化物分解部，其具有氮氧化物分解催化剂，所述310.一种废气处理装置的设计方法，其是对从燃烧含有氨的燃料的燃烧装置排出的废在所述废气所包含的氨的浓度比对所述废气所包含的一氧化二氮的浓度乘以第一系数而得到的第一浓度与对所述废气所包含的NOx的浓度乘以第二系数而得到的第二浓度的理部中分解了氨的所述废气所包含的一氧化二氮及NOx进行分解的第二催化剂的第二处理在所述废气所包含的氨的浓度为所述合计浓度以下的情况下，游侧不配置所述第一处理部而配置所述第二处理部的方式设计所述废4洒作为还原剂的氨、尿素水来还原NOx的选择性接触还原法（SelectiveCatalytic氨的燃料的燃烧装置排出的废气所包含的氨、一氧化二氮及NOx的废气处理装置及废气处[0013]本公开的废气处理装置是对从燃烧含有氨的燃料的燃烧装置排出的废气进行处一氧化二氮及NOx进行分解的第二催化剂。[0014]本公开的废气处理装置的设计方法是对从燃烧含有氨的燃料的燃烧装置排出的废气所包含的一氧化二氮的浓度乘以第一系数而得到的第一浓度与对所述废气所包含的NOx的浓度乘以第二系数而得到的第二浓度的合计浓度高的情况下，以在所述燃烧装置的第一处理部的下游侧配置具有对在所述第一处理部中分解了氨的所述废气所包含的一氧5化二氮及NOx进行分解的第二催化剂的第二处理部的方式设计所述废气处理装置，在所述所述第一处理部而配置所述第二处理部的方式设计所述废[0022]图6是示出本公开的第一实施方式的废气处理装置中的还原剂的供给处理的流程[0023]图7是示出本公开的第一实施方式的废气处理装置中的旁通阀的切换处理的流程[0025]图9是示出本公开的第二实施方式的废气处理装置的旁通阀的切换处理的流程[0030]图14是示出本公开的第五实施方式的废气处理装置中的燃料及还原剂的供给处[0031]图15是示出本公开的第五实施方式的废气处理装置中的燃料及还原剂的供给处[0032]图16是示出本公开的第五实施方式的废气处理装置中的燃料及还原剂的供给处[0036]燃烧装置200是燃烧含有氨的燃料的装置，例如是产生船舶的推进力的船舶用柴6燃的氨。另外，在从燃烧装置200排出的废气中含有通过氨及其他燃料的燃烧而生成的NOx22O[0039]从燃烧装置200排出的废气经由配管L1向氨分解部10供给。通过了氨分解部10的[0040]本实施方式的废气处理装置100具备配管L5和旁通阀70，但也可以是不具备它们[0041]氨分解部10具有分解从燃烧装置200排出的废气所包含的氨的氨分解催化剂（第2O[0051]氮氧化物分解部20具有对在氨分解部10中被分解了氨的废气所包含的一氧化二7含，也可以以复合的形式包含。作为SiO2和Al2O3复合而成的物质，例如可以举出硅酸铝22O[0058]氨分解部30具有分解通过了氮氧化物分解部20的废气所包含的氨的氨分解催化的生成的功能的多元功能催化剂。氨分解催化剂是由第一成分和第二成分构成的催化剂，[0059]检测部40是检测通过了氨分解部10的废气所包含的一氧化二氮及NOx的浓度的装[0060]第一供给部50是对从氨分解部10向氮氧化物分解部20供给的废气供给作为还原[0064]控制部80是对废气处理装置100的各部进行控制的装置。控制部80读取并执行存[0065]控制部80根据检测部40检测的一氧化二氮及NOx的浓度及温度传感器60检测的废检测部40检测的一氧化二氮及NOx的浓度及温度传感器60检测的废气的温度，对旁通阀708[0067]接着，参照图3对本实施方式的氨分解部10的氨分解催化剂中的氨浓度与温度上[0068]如图3所示，氨分解部10的氨分解催化剂由于分解氨时的发热，随着从燃烧装置一氧化二氮相对于废气的温度的分解特性的图表。图4所示的催化剂A－F对应于后述的氮氧化物分解催化剂的实施例中说明的催化剂A－F。如图4所示，在催化剂A－F中的任一者废气的温度的分解特性的图表。图5所示的催化剂A－F对应于后述的氮氧化物分解催化剂燃烧装置200排出的废气所包含的未燃的氨的供给量超过在氮氧化物分解部20中分解一氧化二氮及NOx所需的氨的量。本实施方式的废气处理装置100在氨分解部10中分解剩余的[0072]在本实施方式的废气处理装置100中，设想从燃烧装置200排出的废气所包含的[0076]接着，参照图6对本实施方式的废气处理装置100中的还原剂的供给处理进行说9[0079]在步骤S102中，控制部80判定检测部40检测的NOx浓度是否为第一规定浓度（例定浓度以下，因此控制部80判定为适当地进行了利用氨进行的NOx及一氧化二氮的还原处[0086]本实施方式的废气处理装置100在氮氧化物分解部20的下游侧配置氨分解部30。氨分解部30例如是为了在从燃烧装置200排出的废气所包含的氨浓度比预先设想的浓度高部分导入配管L5来防止废气通过氨分解部30时[0096]本实施方式的氨分解部10的氨分解催化剂例如通过以下的实施例中的任一个得3wt%）12O412O[0100]将使第一成分20g和第二成分2.02kg悬浮于3.06kg的水中而得到的浆料浸渍于纸一成分和第二成分加在一起每载体表面积为1的第一成分与第二成分的第一成分/第二成分比为1/99，催化剂成分中的Pt含量相当于一成分和第二成分加在一起每载体表面积为22分20%[0110]使实施例1中制备的第一成分20g悬浮于1000g的胶体二氧化硅/水＝3/7的液中，时，进而以500℃烧成2小时。将得到的催化剂浸渍于使实施例1的2.02kg第二成分悬浮于[0112]本实施方式的氮氧化物分解部20的氮氧化物分解催化剂例如是以下的催化剂A-222O利用与催化剂A相同的制造方法得到粉末状的担载F232O2O利用与催化剂A相同的制造方法得到粉末状的担载利用与催化剂A相同的制造方法得到粉末状的担[0131]根据本实施方式的废气处理装置100，即使在通过了氮氧化物分解部20的废气中[0132]根据本实施方式的废气处理装置100，在检测部40检测出通过了氮氧化物分解部方式的废气处理装置100A是第一实施方式的废气处理装置100的变形例，除了以下特别说[0135]本实施方式的废气处理装置100B与第一实施方式的废气处理装置100不同之处在[0136]图8是示出本公开的第二实施方式的废气处理装置100A的概要结构图。如图8所[0138]本实施方式的废气处理装置100A在从燃烧装置200排出的废气所包含的未燃的氨的供给量超过在氮氧化物分解部20中分解一氧化二氮及NOx所需的氨的量的情况下，使旁[0139]另一方面，本实施方式的废气处理装置100A在从燃烧装置200排出的废气所包含的未燃的氨的供给量与在氮氧化物分解部20中分解一氧化二氮及NOx所需的氨的量相同或[0140]接着，参照图9对本实施方式的废气处理装置100A的旁通阀90的切换处理进行说步骤的处理通过控制部80控制废气处理装置100A的各部来执行。根据基于燃烧装置200的[0143]在步骤S303中，控制部80判定在步骤S302中算出的氨浓[0151]根据本实施方式的废气处理装置100A，在从燃烧装置200排出的废气所包含的氨的浓度比在氮氧化物分解部20中分解一氧化二氮及NOx时作为还原剂所需的浓度高的情况200排出的废气所包含的氨的浓度与在氮氧化物分解部20中分解一氧化二氮及NOx时作为解部10中不分解氨而向氮氧化物分解部2方式的废气处理装置100B是第一实施方式的废气处理装置100的变形例，除了以下特别说[0154]第一实施方式的废气处理装置100在氮氧化物分解部20的上游侧配置氨分解部燃烧装置200排出的废气经由配管L1向氮氧化物分解从燃烧装置200排出的废气所包含的未燃的氨的供给量与在氮氧化物分解部20中分解一氧化二氮及NOx所需的氨的量相同或低于该氨的量。本实施方式的废气处理装置100B通过从第一供给部50供给作为分解废气所包含的一氧化二氮及NOx的还原剂所需的氨的不足量来[0157]在本实施方式的废气处理装置100B中，设想从燃烧装置200排出的废气所包含的[0160]本实施方式的废气处理装置100B中的还原剂的供给处理与第一实施方式的图6所[0162]根据本实施方式的废气处理装置100B，从燃烧装置200排出的废气所包含的氨在通过氮氧化物分解部20时被氮氧化物分解催化剂作为还原剂与一氧化二氮及NOx反应而被置100、100A那样在氮氧化物分解部20的上游侧配置氨分解部10的设计和如第三实施方式中说明的废气处理装置100B那样在氮氧化物分解部20的上游侧不配置氨分解部10的设计采用在氮氧化物分解部20的上游侧不配置氨分解部10的第三实施方式的废气处理装置用在氮氧化物分解部20的上游侧配置氨分解部10的第一实施方式的废气处理装置100或第在氨分解部10的下游侧配置氮氧化物分解部20的方式设计废[0171]另一方面，在废气所包含的氨的浓度为对废气所包含的一氧化二氮的浓度乘以α二浓度的合计浓度以下的情况下，从氨分解部10向氮氧化物分解部20供给的氨的浓度不会变得过剩，因此以在燃烧装置200的下游侧不配置氨分解部10而配置氮氧化物分解部20的应的适当的结构的废气处理装置。方式的废气处理装置100C是第一实施方式的废气处理装置100的变形例，除了以下特别说[0174]本实施方式的废气处理装置100C与第一实施方式的废气处理装置100不同之处在于，具备对从燃烧装置200向氨分解部10供给的废气供给作为用于加热氨分解部10的氨分[0176]第二供给部55是如下装置：在温度传感器60检测的温度为规定温度以下的情况下，对从燃烧装置200向氨分解部10供给的废气供给作为用于加热氨分解催化剂的燃料的[0178]发明人等通过实验确认了从燃烧装置200排出的废气的性状与一氧化二氮的分解施方式的废气处理装置100C使氮氧化物分解部20在一氧化二氮的分解率不根据废气所包较了NO浓度为0ppm的情况和NO浓度为450ppm的情况的图表。图13是使用催化剂A作为氮氧一氧化二氮的分解率比废气中的NO浓度为450ppm时的一为450℃以上的方式设定温度范围，以使得一氧化二氮的分解率不根据废气所包含的NO的度Ta是否为能够从第二供给部55向氨分解部10供给用于加热氨分解催化剂（第一[0192]在步骤S406中，控制部80判定检测部40检测的NOx浓度是否为第一规定浓度（例NOx浓度及一氧化二氮浓度而从第一供给部50向氮氧化物分解部20供给的还原剂的供给量[0195]通过在本步骤中解除负载限制之前，以使燃烧装置200成为规定的负载以下的方物合计浓度所包含的NOx和一氧化二氮进行还原处理所需的还原剂量而得到的供给量。系数γ例如设定为0.8以上且1.2以下部80在执行步骤S416之后使处理进入[0209]根据本实施方式的废气处理装置100C，通过对从燃烧装置200向氨分解部10供给氧化二氮的分解率不根据废气所包含的NO的浓度发生变化的温度[0212]图17是示出本公开的第五实施方式的变形例的废气处理装置100D的概要结构不需要图15的步骤S408之前的燃烧装置200的负载限制、或者能够降低进行负载限制的频[0214]以上说明的各实施方式所记载的废气处理装置及废气处理装置的设计方法例如中分解了氨的所述废气所包含的一氧化二氮及NOx进行分解的第二催化[0218]根据本结构的废气处理装置，在第一处理部中分解氨时生成的NOx被第一催化剂二处理部中分解一氧化二氮及NOx时作为还原剂所需的浓度高的情况下，通过使旁通阀为的浓度与在第二处理部中分解一氧化二氮及NOx时作为还原剂所需的浓度相同或比该浓度所述废气所包含的一氧化二氮的浓度比第一规定浓度高、或所述废气所包含的NOx的浓度氨或尿素水，所述第二催化剂是利用氨将所述废气所包含的一氧化二氮及NOx还原而分解一氧化二氮的浓度比第一规定浓度高、或通过了第二处理部的废气所包含的NOx的浓度比第二处理部供给的氨的不足，使通过了第二处理部的废气所包含的一氧化二氮的浓度及氮氧化物分解部在一氧化二氮的分解率不根据废气所包含的NO的浓度发生变化的适当的[0231]本公开的废气处理装置是对从燃烧含有氨的燃料的燃烧装置排出的废气进行处从所述氨供给部供给的氨对所述废气所包含的一氧化二氮及NOx进行还原；以及氨分解部燃烧氨时生成的一氧化二氮及NOx在通过氮氧化物分解部时被分解催化剂适当地分解。这[0233]本公开的废气处理装置的设计方法是对从燃烧含有氨的燃料的燃烧装置排出的废气所包含的一氧化二氮的浓度乘以第一系数而得到的第一浓度与对所述废气所包含的NOx的浓度乘以第二系数而得到的第二浓度的合计浓度高的情况下，以在所述燃烧装置的第一处理部的下游侧配置具有对在所述第一处理部中分解了氨的所述废气所包含的一氧化二氮及NOx进行分解的第二催化剂的第二处理部的方式设计所述废气处理装置，在所述所述第一处理部而配置所述第二处理部的方式设计所述废气处含的一氧化二氮的浓度乘以第一系数而得到的第一浓度与对废气所包含的NOx的浓度乘以一系数而得到的第一浓度与对废气所