(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアと水素とを同時に含有する排ガスを、触媒が充填された流通式反応装置内を流通させながら排ガスを処理する方法であって、
該触媒が、多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第１０族または第１１族の金属元素のうちの少なくとも１種の金属元素を担持した触媒であり、
該流通式反応装置の触媒層流入口（ガス流入口）及び触媒層流出口（ガス流出口）に、１個又は複数個の温度制御が出来る温度制御装置を備えてなる装置を使用して、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも上昇すると、触媒層入口温度を下降させ、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも下降すると、触媒層入口温度を上昇させる温度制御を行いながら酸化処理することを特徴とする、排ガスの酸化的処理方法。
【請求項２】
該触媒層出口の設定温度が２５０〜５００℃である請求項１記載の排ガスの酸化的処理方法。
【請求項３】
該多孔質シリカアルミナが平均粒子径０．１〜２０μｍのものである請求項１または２記載の排ガスの酸化的処理方法。
【請求項４】
該多孔質シリカアルミナのＳｉ／Ａｌ（原子比）が１〜９０であり、その比表面積が２００〜９００ｍ２／ｇである請求項３記載の排ガスの酸化的処理方法。
【請求項５】
該触媒は、含浸法、スプレー法、イオン交換法又は混練法によって該金属元素を該多孔質シリカアルミナに担持される請求項１から４のいずれか１項に記載の排ガスの酸化的処理方法。
【請求項６】
排ガスの流通式反応装置内への空間速度ＳＶが１００〜５００００である請求項１から４のいずれか１項に記載の排ガスの酸化的処理方法。
【請求項７】
アンモニアと水素とを同時に含有する排ガスを、触媒が充填された流通式反応装置内を流通させながら排ガスを処理する装置であって、触媒層流入口（ガス流入口）及び触媒層流出口（ガス流出口）の両方に接続された温度指示調節器、温度検出器及びヒーターを最低限備え、
該触媒が、多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第１０族または第１１族の金属元素のうちの少なくとも１種の金属元素を担持した触媒であり、
該温度指示調節器、温度検出器及びヒーターは、触媒層出口流出ガスの温度が、その触媒層出口の設定温度よりも上昇すると、触媒層入口温度を下降させ、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも下降すると、触媒層入口温度を上昇させる温度制御装置であることを特徴とする、流通式反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置やＬＣＤ製造装置等から排出される、アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスを、触媒の存在下、酸化的に処理する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンモニアを含有する排ガス中のアンモニアを、触媒を用いて酸化的処理する方法は多く知られており、例えば、多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第８族〜第１２族の金属元素から選ばれる少なくとも１種の金属元素をイオン交換法により担持した触媒として用いてアンモニアを酸化的に処理する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、アンモニアを酸化的処理している際に、分解熱により触媒層の温度が急激に上がってしまうために、望ましくない分解生成物である窒素酸化物（例えば、一酸化二窒素、二酸化窒素、一酸化窒素等）が、依然として多く生成する等の問題があり、工業的なアンモニアの酸化的処理方法としては満足出来るものではなかった。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００５／０１８８０７号パンフレット
【０００３】
又、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガスを、触媒を用いて酸化的処理する方法においては、アンモニアと水素の酸化的処理条件が異なるために、複数の反応器を用いて、それぞれを個々の反応条件により処理しなければならなかった。なお、これらの課題を解決する装置については全く知られていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、即ち、上記問題点を解決し、導入したアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスを、同じ条件下において酸化的処理し、導入した排ガス中のアンモニア及び／又は水素のほとんどを酸化的処理するとともに、アンモニアの酸化的分解によって生じる窒素酸化物を多く生成させることのない排ガスの酸化的処理方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガスを、触媒が充填された流通式反応装置内を流通させながら排ガスを処理する方法であって、該触媒が、多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第１０族または第１１族の金属元素のうちの少なくとも１種の金属元素を担持した触媒であり、該流通式反応装置の触媒層流入口（ガス流入口）及び触媒層流出口（ガス流出口）に、１個又は複数個の温度制御が出来る温度制御装置を備えてなる装置を使用して、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも上昇すると、触媒層入口温度を下降させ、触媒層出口流出ガスの温度が、触媒層出口の設定温度よりも下降すると、触媒層入口温度を上昇させる温度制御を行いながら酸化処理することを特徴とする、排ガスの酸化的処理方法及びその装置によって解決される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、導入した排ガス中のアンモニア及び／又は水素のほとんどを酸化的処理するとともに、アンモニアの酸化的分解によって生じる窒素酸化物を多く生成させることのない排ガスの酸化的処理方法及びその装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明において使用する排ガスとは、特に限定されるものではないが、例えば、半導体工場等の排ガス、アンモニア含有排水のストリッピングにより発生する排ガス等のアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスが挙げられる。
【０００８】
本発明において使用するアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガス中のアンモニアの濃度は、好ましくは０．００５〜５容量％、更に好ましくは０．０１〜４容量％であり、水素の濃度は、好ましくは０．１〜４．０容量％、更に好ましくは０．５〜２．０容量％である。
【０００９】
本発明に酸化的処理は、例えば、反応工程式（１）
【００１０】
【化１】
0004775697.tif 000002
【００１１】
で示されるように、触媒の存在下、アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスと酸素含有ガス（例えば、空気）とを接触させて、アンモニアは窒素ガスと水に、水素は水に酸化的に処理されるが、好ましくはアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスと酸素含有ガスを触媒が充填された流通式反応装置内を流通させながらアンモニア及び／又は水素を酸化的に処理する。
【００１２】
前記酸素含有ガスの酸素の濃度は、好ましくは６容量％以上、更に好ましくは１０容量％以上、特に好ましくは２０容量％以上であるが、空気が好適に使用される。
【００１３】
本発明の流通式反応装置としては、例えば、触媒層流入口（ガス流入口）及び触媒層流出口（ガス流出口）の両方に接続された温度指示調節器、温度検出器及びヒーター（これらをまとめて温度制御装置と称する）を最低限備えてなる流通式反応装置が使用される。なお、本発明における制御とは、機械が目的にそって動くように操作、調節することを示し、装置とは、機械の作動・運転等を制御する装置を示す。
【００１４】
本発明においては、まず、前記の流通式反応装置に触媒を充填する。そして、前記流通式反応装置内の触媒層流入口温度及び触媒層流出口温度を１個又は複数個設定するが、好ましくは複数個、更に好ましくは２〜１０個、特に好ましくは２〜５個であり、触媒層流入口と触媒層流出口の設定温度の個数は、同一又は異なっていても良い。更に、触媒層流出口温度の変動により触媒層流入口の設定温度が切り替わるように調節する。次いで、排ガスを流入して酸化的処理を行うが、具体的には、流出ガスの温度が、その触媒層流出口の設定温度よりも上昇すると、触媒層流入口温度を下降させ、且つ、流出ガスの温度が、触媒層流出口の設定温度よりも下降すると、触媒層流入口温度を上昇させるという温度制御によって触媒内の温度をアンモニアや水素の酸化的処理に最適な温度に保持しながら行われる。なお、前記の設定温度は、使用する触媒やその形状によって適宜調節する。
【００１５】
本発明の具体的な態様としては、例えば、温度制御装置を備えた流通式反応装置に触媒を充填し、そして、触媒層流入口温度を３５０℃（入口設定温度１）、３２０℃（入口設定温度２）、３１０℃（入口設定温度３）に設定、触媒層流出口温度を３５０℃（出口設定温度１）、３９０℃（出口設定温度２）に設定した。更に、（１）触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度２）以上になると触媒層流入口温度が３１０℃（入口設定温度３）になるように、（２）触媒層流出口温度が３５０℃（出口設定温度１）以上、３９０℃（出口設定温度２）未満になると触媒層流入口温度が３２０℃（入口設定温度２）になるように、（３）触媒層流出口温度が３５０℃（出口設定温度１）未満になると触媒層流入口温度が３５０℃（入口設定温度１）になるように調節した。次いで、触媒層の温度を３５０℃（入口設定温度１）まで予熱し、次いで、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、触媒層流入口から触媒層へ流入し、酸化的処理を行う。その途中において、触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度２）を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度３（３１０℃）に切り替わる等して、触媒内の温度をアンモニアや水素の酸化的処理に最適な温度に保持しながら処理が行われる。
【００１６】
前記触媒層流入口の設定温度は、使用する触媒やその形状によって適宜調節するが、好ましくは１５０〜５００℃、更に好ましくは２５０〜４００℃、触媒層流出口の設定温度は、好ましくは１５０〜５００℃、更に好ましくは２５０〜４００℃であり、この温度制御によって、触媒内の温度をアンモニアや水素の酸化的処理に最適な温度（例えば、２５０〜４００℃）に保つことが出来る。
【００１７】
アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスの流通式反応装置内への流入速度は、触媒やその形状、触媒層の温度により適宜調節するが、好ましくは空間速度ＳＶ１００〜５００００ｈ−１、更に好ましくはＳＶ１００〜３００００ｈ−１、特に好ましくはＳＶ１００〜２００００ｈ−１である。
【００１８】
本発明において、アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスと同伴させる酸素含有ガスの量は、使用する触媒やその形状によって適宜調節するが、アンモニア及び水素の合計１モルに対して、好ましくは１．２５〜１０００モル、更に好ましくは１０〜１０００モルである。
【００１９】
本発明において使用する触媒としては、本発明の目的を達成出来る触媒であれば特に限定されないが、好ましくは多孔質シリカアルミナを担体とし、これに周期表の第８族〜第１２族の金属元素から選ばれる少なくとも１種の金属元素をイオン交換法により担持した触媒が挙げられるが、前記触媒に含浸法、スプレー法、イオン交換法又は混練法等によって、更に周期表の第８族〜第１２族の金属元素（例えば、白金等）を担持させた触媒がより有効な活性を示すため、特に好適に使用される。
【００２０】
前記周期表の第８族〜第１２族の金属元素としては、例えば、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドニウム等が挙げられる。
【００２１】
前記触媒の形状としては、例えば、粉状物、それらをハニカム化、ペレット化したもの、更にペレット化したものを粉砕して顆粒状としたものが挙げられるが、好ましくはペレット状、顆粒状、更に好ましくはハニカム状のものが使用される
【００２２】
前記該多孔質シリカアルミナのＳｉ／Ａｌ（原子比）は、好ましくは１〜９０、更に好ましくは２〜６０、その比表面積は、好ましくは２００〜９００ｍ２／ｇ、更に好ましくは３００〜７００ｍ２／ｇであり、このような多孔質シリカアルミナとしては、例えば、天然ゼオライト、合成ゼオライト、メタポーラスゼオライト等が挙げられるが、好ましくはモルデナイト、エリオナイト、クリプチノライト、ＺＳＭ−５、Ｙ型ゼオライト、βゼオライト、ＭＣＭ−４１ゼオライト等が使用される。
【００２３】
前記多孔質シリカアルミナの平均粒子径は、好ましくは０．１〜２０μｍのものが用いられる。
【００２４】
前記多孔質シリカアルミナは、ナトリウム交換タイプとして合成されることが多く、それを使用することが出来る。又、ナトリウム交換タイプから、イオン交換操作により、プロトンタイプとしても良い。
【００２５】
前記多孔質シリカアルミナは、市販品として入手が可能であり、例えば、粉状物、それをペレット化したもの、更にペレット化したものを粉砕して顆粒状としたものが挙げられるが、好ましくはペレット状、顆粒状のものが使用される。
【００２６】
なお、触媒層流出口のガス組成は、例えば、ガスクロマトグラフィー、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換型赤外分光分析装置）、ガス検知器、気体検知管等による一般的な方法によって分析することが出来る。
【実施例】
【００２７】
次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。なお、流出したガスの中のアンモニア、一酸化窒素及び二酸化窒素の分析は気体検知管、一酸化二窒素の分析はＦＴ−ＩＲ、水素の分析はガス検知器を用いて行った。その分析条件を以下に示す。
【００２８】
（流出ガス分析条件）
気体検知管（アンモニア分析）；Ｎｏ．３Ｌ（商品名；ガステック社製）
気体検知管（一酸化窒素及び二酸化窒素分析）；Ｎｏ．１０（商品名；ガステック社製）
ＦＴ−ＩＲ（一酸化二窒素分析）；ＦＴ−７３０Ｇ（商品名；堀場製作所製）
セル光路長；１０ｍ
分解能；２ｃｍ−１
ガス検知器（水素分析）；ＰＳ−７（商品名；新コスモス電機社製）
【００２９】
実施例１（温度制御あり；Ｎ−４４０ＡＰによるアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスの酸化的処理）
（第１ステップ）
温度指示調節器（触媒層流入口（ガス流入口）及び触媒層流出口（ガス流出口）の両方に接続）、温度検出器、ヒーター（これらをまとめて温度制御装置と称する）及び熱交換器を備えた流通式反応装置（図１）に、φ１４５×８２ｍｍのハニカム形状触媒（Ｎ−４４０ＡＰ（商品名；ズードケミー触媒社製））１．３５Ｌを２個充填した。
そして、触媒層流入口温度を３５０℃（入口設定温度１）、３２０℃（入口設定温度２）、３１０℃（入口設定温度３）に設定、触媒層流出口温度を３５０℃（出口設定温度１）、３９０℃（出口設定温度２）に設定した。
更に、（１）触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度２）以上になると触媒層流入口温度が３１０℃（入口設定温度３）になるように、（２）触媒層流出口温度が３５０℃（出口設定温度１）以上、３９０℃（出口設定温度２）未満になると触媒層流入口温度が３２０℃（入口設定温度２）になるように、（３）触媒層流出口温度が３５０℃（出口設定温度１）未満になると触媒層流入口温度が３５０℃（入口設定温度１）になるように調節した。
次いで、触媒層の温度を３５０℃（入口設定温度１）まで予熱し、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度２）を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度３（３１０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は４００〜４２４℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００３０】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；２０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；２５容量ｐｐｍ
【００３１】
（第２ステップ）
次いで、アンモニアのみを含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が３５０℃（出口設定温度１）を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度２（３２０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は３４７〜３５８℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００３２】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；２容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；３５容量ｐｐｍ
【００３３】
（第３ステップ）
更に、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度２）を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度３（３１０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は４００〜４２０℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００３４】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；１５容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；２５容量ｐｐｍ
【００３５】
（第４ステップ）
その後、空気（酸素；２０．８容量％）のみを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間流通させた。その途中において、触媒層流出口温度が３５０℃（出口設定温度１）より低下したので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度１（３５０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は３０２〜３０５℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００３６】
アンモニア；０容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；０容量ｐｐｍ
【００３７】
（第５ステップ）
引続き、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度２）を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度３（３１０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は４２３〜４３６℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００３８】
アンモニア；３容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；１５容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；２５容量ｐｐｍ
【００３９】
比較例１（温度制御なし；Ｎ−４４０ＡＰによるアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスの酸化的処理）
（第１ステップ）
温度指示調節器（触媒層流入口（ガス流入口）のみに接続）、温度検出器、ヒーター、温度指示計及び熱交換器を備えた流通式反応装置（図２）に、Φ１４５×８２ｍｍのハニカム形状触媒（Ｎ−４４０ＡＰ（商品名；ズードケミー触媒社製））１．３５Ｌを２個充填した。
そして、触媒層流入口温度を３２０℃に設定した。
次いで、触媒層の温度を３２０℃まで予熱し、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度は４５８℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００４０】
アンモニア；８０容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；１５容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；２５容量ｐｐｍ
【００４１】
（第２ステップ）
次いで、アンモニアのみを含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度は３７８℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００４２】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；５容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；３５容量ｐｐｍ
【００４３】
（第３ステップ）
更に、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度は４５４℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００４４】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；５２容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；７０容量ｐｐｍ
【００４５】
（第４ステップ）
その後、空気（酸素；２０．８容量％）のみを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間流通させた。その途中において、触媒層流出口温度は２９８℃に低下した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００４６】
アンモニア；０容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；０容量ｐｐｍ
【００４７】
（第５ステップ）
引続き、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ８２００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度は４６０℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００４８】
アンモニア；４容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；４５容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；７０容量ｐｐｍ
【００４９】
実施例２（温度制御あり；Ｎ−４４０Ａによるアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスの酸化的処理）
（第１ステップ）
温度指示調節器（触媒層流入口（ガス流入口）及び触媒層流出口（ガス流出口）の両方に接続）、温度検出器、ヒーター（これらをまとめて温度制御装置と称する）及び熱交換器を備えた流通式反応装置（図１）に、φ１４５×８２ｍｍのハニカム形状触媒（Ｎ４４０Ａ（商品名；ズードケミー触媒社製））１．３５Ｌを２個充填した。
そして、触媒層流入口温度を３９０℃（入口設定温度１）、３６０℃（入口設定温度２）、３５０℃（入口設定温度３）に設定、触媒層流出口温度を３９０℃（出口設定温度１）、４３０℃（出口設定温度２）に設定した。
更に、（１）触媒層流出口温度が４３０℃（出口設定温度２）以上になると触媒層流入口温度が３５０℃（入口設定温度３）になるように、（２）触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度１）以上、４３０℃（出口設定温度２）未満になると触媒層流入口温度が３６０℃（入口設定温度２）になるように、（３）触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度１）未満になると触媒層流入口温度が３９０℃（入口設定温度１）になるように調節した。
次いで、触媒層の温度を３９０℃（入口設定温度１）まで予熱し、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が４３０℃（出口設定温度２）を越えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度３（３５０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は４１０〜４２８℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００５０】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；２０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；３５容量ｐｐｍ
【００５１】
（第２ステップ）
次いで、アンモニアのみを含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度１）を超えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度２（３６０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は３６４〜３７６℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００５２】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；１０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；５０容量ｐｐｍ
【００５３】
（第３ステップ）
更に、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が４３０℃（出口設定温度２）を超えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度３（３５０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は４２４〜４４５℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００５４】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；２０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；４０容量ｐｐｍ
【００５５】
（第４ステップ）
その後、空気（酸素；２０．８容量％）のみを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間流通させた。その途中において、触媒層流出口温度が３９０℃（出口設定温度１）より低下したので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度１（３９０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は３２８〜３６０℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００５６】
アンモニア；０容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；０容量ｐｐｍ
【００５７】
（第５ステップ）
引続き、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が４３０℃（出口設定温度２）を超えたので、温度制御装置が自動的にそれを認識し、触媒層流入口温度が入口設定温度３（３５０℃）に切り替わった。数分後、触媒層流出口温度は４２８〜４４７℃の範囲で安定した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００５８】
アンモニア；４容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；２０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；４０容量ｐｐｍ
【００５９】
比較例２（温度制御なし；Ｎ−４４０Ａによるアンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスの酸化的処理）
（第１ステップ）
温度指示調節器（触媒層流入口（ガス流入口）のみに接続）、温度検出器、ヒーター、温度指示計及び熱交換器を備えた流通式反応装置（図２）に、Φ１４５×８２ｍｍのハニカム形状触媒（Ｎ４４０Ａ（商品名；ズードケミー触媒社製））１．３５Ｌを２個充填した。
そして、触媒層流入口温度を３６０℃に設定した。
次いで、触媒層の温度を３６０℃まで予熱し、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が４９８℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００６０】
アンモニア；８０容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；１５容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；２５容量ｐｐｍ
【００６１】
（第２ステップ）
次いで、アンモニアのみを含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が４１３℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００６２】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；５容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；３５容量ｐｐｍ
【００６３】
（第３ステップ）
更に、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が５００℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００６４】
アンモニア；５容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；１１４容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；７０容量ｐｐｍ
【００６５】
（第４ステップ）
その後、空気（酸素；２０．８容量％）のみを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間流通させた。その途中において、触媒層流出口温度が３５４℃に低下した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００６６】
アンモニア；０容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；０容量ｐｐｍ
【００６７】
（第５ステップ）
引続き、アンモニアと水素とを同時に含有する排ガス（アンモニア；０．５容量％、水素；１．０容量％）及び空気（酸素；２０．８容量％）の混合ガスを、空間速度ＳＶ５０００ｈ−１で、触媒層流入口から触媒層へ流入し、２０分間酸化的処理を行った。その途中において、触媒層流出口温度が４９８℃に達した。その間に流出したガスの分析結果は以下の通りであった。
【００６８】
アンモニア；４容量ｐｐｍ
水素；０容量ｐｐｍ
一酸化窒素及び二酸化窒素（合計）；９０容量ｐｐｍ
一酸化二窒素；８０容量ｐｐｍ
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、半導体製造装置やＬＣＤ製造装置等から排出される、アンモニア及び水素からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含有する排ガスを、触媒の存在下、酸化的に処理する方法及びその装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】温度制御装置を備えた流通式反応装置の図である。
【図２】温度制御装置を備えていない流通式反応装置の図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  アンモニアガス供給ライン  
２  水素ガス供給ライン  
３  空気（酸素）供給ライン  
４  アンモニアガス流量制御装置  
５  水素ガス流量制御装置  
６  空気流量計  
７  入口サンプリングポート  
８  熱交換器  
９  電気ヒーター  
１０  触媒入口温度検出器  
１１  触媒温度指示調節器  
１２  触媒出口温度検出器  
１３  触媒  
１４  反応器  
１５  出口サンプリングポート  
１６  触媒出口温度指示計
【図１】
0004775697.tif 000003
【図２】
0004775697.tif 000004