(57)【要約】【課題】新規の排ガス浄化装置の運転方法を提供する。【解決手段】第一および第二の触媒の再生を異なった長さの時間間隔で実施し、かつ第二の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔は実質的に第一の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔よりも長く実施する。【効果】再生のために必要とされる水素量が低減し、浄化装置の性能が総体的に改善され、かつ不完全なＳＣＯＣＯｘ再生によるＳＣＯＮＯｘ触媒の失活の危険が低減する。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス浄化装置の運転方法であり、ＳＣＯＮＯｘの原理により第一の触媒でＣＯおよびＮＯを同時に酸化し、かつ生じるＮＯ２を触媒表面上に吸着し、その際、さらにＳＣＯＳＯｘの原理により第一の触媒の前方に接続されている第二の触媒でＳＯ２を酸化し、かつ生じるＳＯ３を触媒表面上に吸着し、かつその際、第一および第二の触媒を規則的な時間間隔で水素を含有する再生ガスにより再生サイクル中で再生する排ガス浄化装置の運転方法において、第一および第二の触媒の再生を異なった長さの時間間隔で実施し、かつ第二の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔は第一の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔よりもはるかに長いことを特徴とする、排ガス浄化装置の運転方法。
【請求項２】
第二の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔を、浄化すべき排ガスのＳＯ２含有率に依存して選択する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第二の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔が２〜２４時間である、請求項１または２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排ガス浄化技術の分野に関する。本発明は排ガス浄化装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
９０年代の半ばから窒素酸化物（ＮＯｘ）および一酸化炭素（ＣＯ）をディーゼルエンジン、ガスタービンなどの排ガスから除去するために、アンモニアを使用せずにすみ、かつ商標名ＳＣＯＮＯｘおよびＳＣＯＳＯｘで公知となった方法が開発されている。
【０００３】
これらの排ガス浄化法の場合、白金および炭酸カリウム（ＳＣＯＮＯｘ）もしくは白金およびＳＯ３吸着層（ＳＣＯＳＯｘ）により被覆された特殊な触媒を使用してまず特定の気体成分を酸化し、かつ次いで吸着する。ＳＣＯＮＯｘ法の場合、ＣＯをＣＯ２へ、およびＮＯをＮＯ２へと酸化し、かつ次いでＮＯ２を炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）により亜硝酸カリウム（ＫＮＯ２）および硝酸カリウム（ＫＮＯ３）へと転化する。ＳＣＯＳＯｘ法の場合、ＳＯ２をＳＯ３へと酸化し、かつＳＯ３を吸着する。硫黄を除去するＳＣＯＳＯｘ法がＳＣＯＮＯｘ法の前に接続されている。というのは、ＳＣＯＮＯｘ法は排ガス中の硫黄分により迅速に不活性化されるからである（この点に関してはＵＳ−Ａ−５，９５３，９１１を参照のこと）。
【０００４】
両方の方法において規則的な間隔で、触媒を排ガス浄化工程から取り出し、かつ特殊な再生ガスによりふたたび再生する再生サイクルを中間に接続しなくてはならない。ＳＣＯＮＯｘ触媒の場合、形成される亜硝酸カリウムおよび硝酸カリウムは水素と二酸化炭素の存在下で再生ガスから本来の炭酸カリウム、水および純粋な窒素へと転化される。ＳＣＯＳＯｘ−触媒の場合、水素の存在下でＳＯ３をＳＯ２および水へと転化し、かつ吸着層から除去する。該方法の詳細な記載はたとえば論文Ｌ．　Ｃｚａｒｎｅｃｋｉ　ｅｔ　ａｌ．，　ＳＣＯＮＯｘ　−　Ａｍｍｏｎｉａ　Ｆｒｅｅ　ＮＯｘ　Ｒｅｍｏｖａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｆｏｒ　Ｇａｓ　Ｔｕｒｂｉｎｅｓ，　Ｐｒｏｃ．　２０００　Ｉｎｔ．　Ｊｏｉｎｔ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｆ．，　Ｍｉａｍｉ　Ｂｅａｃｈ，　Ｆｌｏｒｉｄａ、２０００年７月２３〜２６日に見ることができる。
【０００５】
複合発電所（Ｋｏｍｂｉｋｒａｆｔｗｅｒｋ）などのガスタービンのための典型的なＳＣＯＮＯｘシステムは１０〜１５の個別に分離可能な触媒セクションを有し、そのうち随時８０％は酸化／吸着サイクルにあり、かつ２０％は再生サイクルにある。この場合、再生サイクルは一般に３〜８分であるので、それぞれの触媒セクションは１２〜３２分間、酸化／吸着サイクルにある。
【０００６】
従来それぞれの再生段階でＳＣＯＳＯｘ触媒もＳＣＯＮＯｘ触媒も再生されている。ＳＣＯＳＯｘ再生ではまず、吸着された二酸化硫黄の放出を開始することができる前に、触媒材料を還元、つまり吸着された酸素を除去しなくてはならないので、ＳＣＯＳＯｘ触媒の再生は比較的長い時間がかかる。一般に再生時間の７０％はＳＣＯＳＯｘのために適用される。再生時間の残りの３０％でＳＣＯＮＯｘ触媒の再生のために十分な水素を供給するためには、比較的高濃度の水素を再生ガス中に供給しなくてはならない。これは天然ガス（メタン）から水素を製造するために使用される水蒸気改質装置の、できる限り高い運転温度により達成される。しかし水蒸気改質装置の高い運転温度は著しい運転コストと結びついている。
【０００７】
【特許文献１】
ＵＳ−Ａ−５，９５３，９１１
【非特許文献１】
Ｌ．　Ｃｚａｒｎｅｃｋｉ　ｅｔ　ａｌ．，　ＳＣＯＮＯｘ　−　Ａｍｍｏｎｉａ　Ｆｒｅｅ　ＮＯｘ　Ｒｅｍｏｖａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｆｏｒ　Ｇａｓ　Ｔｕｒｂｉｎｅｓ，　Ｐｒｏｃ．　２０００　Ｉｎｔ．　Ｊｏｉｎｔ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｆ．，　Ｍｉａｍｉ　Ｂｅａｃｈ，
Ｆｌｏｒｉｄａ、２０００年７月２３〜２６日
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、水素の必要量が低減したことにより優れており、浄化装置の性能を総体的に改善し、かつ不完全なＳＣＯＳＯｘ再生によるＳＣＯＮＯｘ触媒の失活の危険が低減した、ＳＣＯＮＯｘ／ＳＣＯＳＯｘシステムの運転方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、排ガス浄化装置の運転方法であり、ＳＣＯＮＯｘＮＯ原理により第一の触媒でＣＯおよびＮＯを同時に酸化し、かつ生じるＮＯ２を触媒表面上に吸着し、その際、さらにＳＣＯＳＯｘの原理により第一の触媒の前方に接続されている第二の触媒でＳＯ２を酸化し、かつ生じるＳＯ３を触媒表面上に吸着し、かつその際、第一および第二の触媒を規則的な時間間隔で水素を含有する再生ガスにより再生サイクル中で再生する排ガス浄化装置の運転方法において、第一および第二の触媒の再生を異なった長さの時間間隔で実施し、かつ第二の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔は第一の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔よりもはるかに長いことを特徴とする、排ガス浄化装置の運転方法により解決される。本発明の中心は、二酸化硫黄を還元するための当該触媒の再生を、ＮＯおよびＣＯを還元するための当該触媒の再生よりもはるかに少ない頻度で実施することにより、両方の種類の触媒の再生時間を相互に無関係に最適化することができることである。この新規の運転法により次の利点が実現される：
ａ．再生のための水素の必要量が低減する；
ｂ．不完全なＳＣＯＳＯｘ再生によるＳＣＯＮＯｘ触媒の失活の危険が低減する；および
ｃ．装置の性能が向上する。
【００１０】
有利には第二の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔を、浄化すべき排ガスのＳＯ２含有率に依存して選択し、その際、第二の触媒の２つの再生サイクルの間の時間間隔は特に６〜２４時間である。
【００１１】
【実施例】
二酸化硫黄を還元するための当該ＳＣＯＳＯｘ触媒の再生は、装置の運転時間の大部分において省略され、かつそれぞれＣＯおよびＮＯを還元するための当該ＳＣＯＮＯｘ触媒の再生のために再生サイクルの全再生時間を使用することが提案される。排ガスのＳＯ２含有率に依存してＳＣＯＳＯｘ触媒の再生は２〜２４時間に１回実施するのみである。
【００１２】
このことは、天然ガスを燃料とするガスタービンの排ガス中で、ＳＣＯＳＯｘ触媒が再生を必要とするまでに４８時間以上吸着するために十分な貯蔵容量を有するために可能である。
【００１３】
ＳＣＯＳＯｘ再生の頻度が低減した本発明による運転により次の利点が生じる：
ａ．再生ガス中で比較的低い水素濃度を認容することができる。というのも、ＳＣＯＮＯｘ触媒の再生のために全再生時間を利用することができ、ひいては再生のために必要とされる水素量を供給するためにより多くの時間が存在するからである。
【００１４】
ｂ．比較的長い時間にわたるＳＣＯＳＯｘ再生によりＳＣＯＳＯｘ再生が終了する際に、ＳＯ２の放出は通常まだ完了しない。このことによりなお触媒室中に存在するＳＯ２はＳＣＯＮＯｘ触媒の失活に寄与する可能性があり、かつこうして触媒作用を損なうことがある。ＳＣＯＳＯｘ触媒の再生の頻度が低減したことによりＳＣＯＮＯｘ触媒の失活の危険が劇的に低減する。
【００１５】
提案される方法は、全てのＳＣＯＮＯｘ装置中で適用することができる、つまりガスを燃料とする装置においてのみではなく、硫黄の少ないディーゼル油により運転される装置においても使用することができる。
【００１６】
提案される方法を適用する際に装置の設計の変更する必要はない。制御ソフトウェアを変更する必要さえもない。というのも、規定の時間間隔で行う個別のＳＣＯＳＯｘ再生はすでに考慮に入れられているからである。