JP2004066009A - Carbon material and equipment for treating flue gas - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、溶融炉、ボイラ、ガスタービン、エンジン等から排出される排ガス中に含有される有害物質を無害化するための炭素材料及びそれを用いた排煙処理装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、排ガス中の硫黄酸化物の除去方法として、石灰石または消石灰スラリーを吸収剤として用いて、排ガス中の硫黄分を石膏として回収する石灰−石膏法が採用されている。他の方法としては、乾式法の活性炭による吸着法が知られている。
【０００３】
上記従来の石灰−石膏法では、石灰石または消石灰スラリーを排ガス中にスプレーすることにより、排ガスの増湿冷却及びＳＯｘ の吸収を同時に行っている。このため、多量のスラリーを循環する必要があり、スラリーを循環するための動力及び多量の水が必要となる。
【０００４】
一方、乾式法の場合、活性炭に吸着した硫黄分を加熱によって脱離させるため、大量の熱を必要とする。しかも、この方法の場合、生成した希硫酸の廃棄や、吸着材の損耗等が問題になる。したがって、硫黄酸化物の吸収剤や大型設備を必要とせず、しかも脱硫の際に高い濃度の硫酸を得ることのでき、また石灰石膏法と同じ設備を使用して少動力で石膏を生成する脱硫装置の出現が望まれている。
【０００５】
このため、排ガス中のＳＯｘを除去する装置として活性炭素繊維等の多孔質炭素材料に排ガス中のＳＯｘを吸着させ、多孔質炭素材料の触媒作用を利用して排ガス中に含まれる酸素により硫黄成分を酸化させ、これを水分に吸収させて硫酸として多孔質炭素材料から除去することが提案されている（特開平１１−３４７３５０号公報参照）。
【０００６】
この活性炭素繊維を用いた従来の排煙処理装置では、排ガス中のＳＯｘを吸着するための活性炭素繊維槽を吸着塔内に配設し、排ガスを下方から供給して活性炭素繊維の表面でＳＯ２ をＳＯ３ に酸化し、生成したＳＯ３ が供給された水と反応して、硫酸（Ｈ２ ＳＯ４ ）を生成するようにしている。
【０００７】
ここで、石炭や重油等の燃料を燃焼させるボイラからの排ガスのガス量は膨大であり、この膨大な排ガスを多量に処理する場合には、脱硫効率の向上を図ることが必要となる。このため、単に吸着塔の大型化が必須となるが、活性炭素繊維の脱硫反応が効率よいものが望まれている。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、活性炭素繊維の脱硫反応が効率よくしかも脱硫システムが簡易で高効率な排煙脱硫装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第１の発明は、炭素材料に金属材料を添加してなることを特徴とする炭素材料にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
上記金属成分がクロム、イリジウム、パラジウム、プラチナ、鉄、コバルト、銀の金属成分を少なくとも１種以上であることを特徴とする炭素材料にある。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、
上記炭素材料が、活性炭素繊維、活性炭、グラファイト、カーボンナノチューブ、ナノカーボンのいずれかであることを特徴とする炭素材料にある。
【００１２】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一の発明において、
上記金属成分の添加が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする炭素材料にある。
【００１３】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一の発明において、
上記炭素材料が、非酸化性雰囲気中で６００〜１２００℃で加熱処理して疎水化されたものであることを特徴とする炭素材料にある。
【００１４】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一の発明において、
排ガス中のＳ成分を除去することを特徴とする脱硫用炭素材料にある。
【００１５】
第７の発明は、排ガスが流通する装置塔内に設けられ、炭素材料で形成される触媒層と、
上記装置塔内に設けられ、上記触媒層に水を供給する水供給手段とを具備してな排煙処理装置であって、
上記炭素材料が第１乃至６の炭素材料より構成されてなることを特徴とする排煙処理装置にある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
本発明の炭素材料は、炭素材料に金属材料を添加してなるものである。
【００１８】
ここで、上記添加する金属成分としては、元素周期律表上で３族から１２族の金属元素が適しており、１族、２族又は１３族から１６族の金属又は半導体の元素が有効である。
例えば１族のナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、２族のカルシウム（Ｃａ）、４族のチタン（Ｔｉ）、５族のバナジウム（Ｖ），６族のクロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ），７族のマンガン（Ｍｎ），８族の鉄（Ｆｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、９族のコバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、１０族のニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、１１族の銀（Ａｇ）、１２族の亜鉛（Ｚｎ）、１３族のアルミニウム（Ａｌ）等の金属成分を挙げることができる。そして、これらを単独又は少なくとも２種以上を混合して添加することができる。
【００１９】
また、その添加量は最終的に炭素材料中に残留する濃度で１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下とするのがよい。これは、１０００ｐｐｍを超えて添加しても添加効果が発現されないからである。
【００２０】
また、上記炭素材料としては、例えば活性炭素繊維、活性炭、グラファイト、カーボンナノチューブ、ナノカーボン等の炭素系材料を挙げることができる。
【００２１】
上記炭素材料に金属成分を添加する時期としては、特に限定されるものではないが、例えば原料である炭化前駆体の段階、炭素原料を温度３３０〜５５０℃で不融化して炭化する工程、炭化物を賦活（水蒸気賦活の場合には７５０℃以上、二酸化炭素賦活の場合には８５０℃以上で熱処理）して細孔を形成する工程、賦活炭化物を焼成（６００〜１２００℃）する工程、或いは炭素材料を加工してシート化、例えば矩形状又はハニカム状等の形状に熱融着により成型する場合における低温（１５０〜２００℃程度）での熱処理工程等において、適宜行うようにすればよい。
【００２２】
また、上記金属成分を炭素材料に添加する方法としては、例えば原料に溶液にして含浸、金属粉末を散布等により添加する方法、熱処理時に金属又は金属化合物のバルク体（固形物）と共に焼成する方法、容器や炉の部品を構成する材料を添加する金属で作成し、熱処理時に移行させる方法等を挙げることができる。
【００２３】
また、上記炭素材料の内で活性炭素繊維を活性化するには、非酸化性雰囲気中で６００〜１２００℃で加熱処理して疎水化するようにすればよい。
なお、焼成温度は低いほど装置及びランニングコストの低減を図ることができるが、６００℃以下では活性点の増加が認められないので、好ましくない。
【００２４】
ここで、本発明で用いる活性炭素繊維の一例及びその製造例の一例を下記に示す。
本発明で用いられる活性炭素繊維としては、例えばピッチ系活性炭素繊維、ポリアクリロニトリル系活性炭素繊維、フェノール系活性炭素繊維、セルロース系活性炭素繊維を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、上記触媒作用を奏する活性炭素繊維であれば何等限定されるものではない。
【００２５】
【実施例】
具体的な実施例を下記に示す。
本実施例では、炭素材料として炭種類の組成の異なる活性炭素繊維Ａ〜Ｃを用いた。
【００２６】
＜実施例１＞
Ｃｒ４０ｍｇを含む試薬（ＣｒＮＨ４ （ＳＯ４ ）２ ）粉末を活性炭素繊維Ａ（２ｇ）に散布し、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００２７】
＜実施例２＞
Ｃｒ４０ｍｇを含む試薬（ＣｒＮＨ４ （ＳＯ４ ）２ ）水溶液２ｍＬを活性炭素繊維Ａ（２ｇ）の中央部に散布した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００２８】
＜実施例３＞
Ｃｒ４０ｍｇを含む試薬（ＣｒＮＨ４ （ＳＯ４ ）２ ）水溶液４０ｍＬに活性炭素繊維Ａ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
なお、浸漬は６０℃で３時間おこなった。
【００２９】
＜実施例４＞
Ｃｒ４０ｍｇを含む試薬（Ｃｒ（Ｃ２ Ｈ３ Ｏ２ ）３ ）水溶液２ｍＬを活性炭素繊維Ａ（２ｇ）の中央部に散布した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００３０】
＜実施例５＞
Ｃｒ４０ｍｇを含む試薬（ＣｒＮＨ４ （ＳＯ４ ）２ ）水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｂ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００３１】
調整した触媒をガラス反応管で脱硫活性を評価した。条件は、反応温度５０℃、触媒量０．２ｇ、処理ガス量２００ｍＬＮ／分、入口ＳＯ２ 濃度１０００ｐｐｍ、酸素濃度４％、水分濃度１３％相当、窒素バランスである。
【００３２】
この結果を、表１に示す。
【００３３】
【表１】
「表１」に示すように、Ｃｒを添加した活性炭素繊維は添加しないもの（脱硫率：２９％）に較べて、脱硫効率が２倍以上と飛躍的に向上した。
特に、実施例３の浸漬したものは、９０％以上の高い脱硫率であった。
これは、実施例３の浸漬方法では、金属状態のままで散布した場合と較べて、Ｃｒの分布が均一化されることとなるからである。
【００３５】
次に、他の種類の活性炭素繊維Ｃを用い、Ｃｒ以外の他の金属における脱硫率について検討した。
【００３６】
＜実施例６＞
Ｃｒ４０ｍｇを含む試薬（ＣｒＮＨ４ （ＳＯ４ ）２ ）水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００３７】
＜実施例７＞
Ｆｅ４０ｍｇを含む試薬（ＦｅＯＨ（Ｃ３ ＣＯＯ）２ ）水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００３８】
＜実施例８＞
Ａｇ４０ｍｇを含む試薬（Ａｇ（Ｃ３ ＣＯＯ））水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００３９】
＜実施例９＞
Ｐｔ４０ｍｇを含む試薬（Ｈ２ ＰｔＣｌ６ ・６Ｈ２ Ｏ）水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００４０】
＜実施例１０＞
Ｐｔ４０ｍｇを含む試薬（Ｈ２ ＰｔＣｌ６ ・６Ｈ２ Ｏ）エタノール溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００４１】
＜実施例１１＞
Ｉｒ４０ｍｇを含む試薬（Ｈ２ （ＩｒＣｌ６ ）・６Ｈ２ Ｏ）水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００４２】
＜実施例１２＞
Ｉｒ４０ｍｇを含む試薬（Ｈ２ （ＩｒＣｌ６ ）・６Ｈ２ Ｏ）エタノール溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００４３】
＜実施例１３＞
Ｐｄ４０ｍｇを含む試薬（Ｐｄ（ＮＨ３ ）Ｃｌ２ ・６Ｈ２ Ｏ）水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００４４】
＜実施例１４＞
Ｍｎ４０ｍｇを含む試薬（Ｍｎ（Ｃ３ ＣＯＯ）２ ・４Ｈ２ Ｏ）水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００４５】
＜実施例１５＞
Ｎｉ４０ｍｇを含む試薬（Ｎｉ（Ｃ３ ＣＯＯ）２ ・４Ｈ２ Ｏ）水溶液４０ｍＬに異なる種類の活性炭素繊維Ｃ（２ｇ）を浸漬した後、これを窒素雰囲気中で１，１００℃の温度範囲内で２０時間焼成した。
【００４６】
この結果を、「表２」に示す。
【００４７】
【表２】
「表２」に示すように、Ｃｒ以外のＦｅ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｎｉ等の他の金属成分を添加した活性炭素繊維は添加しないもの（活性炭素繊維Ｃの場合の脱硫率：１３％）に較べて、脱硫効率が２倍以上と飛躍的に向上した。
【００４９】
＜実施例１６＞
実施例１１において、Ｉｒの担持率（金属％）を１重量％に変化した以外は、同様に操作した。
【００５０】
＜実施例１７＞
実施例１１において、Ｉｒの担持率（金属％）を０．５重量％に変化した以外は、同様に操作した。
【００５１】
＜実施例１８＞
実施例１１において、Ｉｒの担持率（金属％）を０．１重量％に変化した以外は、同様に操作した。
【００５２】
この結果を、「表３」に示す。
【００５３】
【表３】
「表３」に示すように、Ｉｒの添加は０．５重量％の場合が特に好ましかった。
【００５５】
図１に基づいて上記金属成分を添加した活性炭素繊維を用いた排煙脱硫装置を備えた排ガス処理システムを説明する。
【００５６】
図１の排ガス処理システムは、排ガス中の硫黄酸化物を脱硫装置での脱硫により硫酸とするものである。図１に示すように、蒸気タービンを駆動する蒸気を発生させるボイラ１と、該ボイラ１からの排ガス１００中の煤塵を除去する集塵機２と、除塵された排ガスを脱硫塔４内に供給する押込みファン３と、脱硫塔４に供給する前段で（又は塔内で）排ガス１００を冷却すると共に増湿を行う増湿冷却装置１６と、触媒層６を内部に配設し、塔下部側壁の導入口５から排ガス１００を供給すると共に、触媒層６の上方から散水ノズル７で水を供給して、排ガス中のＳＯｘを希硫酸（Ｈ２ ＳＯ４ ）まで脱硫反応させる脱硫塔４と、塔頂部の排出口１２から脱硫された浄化排ガスを外部へ排出する煙突１３と、上記脱硫塔４から排出ポンプ１０を介して希硫酸を貯蔵する硫酸タンク１１とを備えてなる。なお、脱硫塔４から排出される浄化された排ガスを排出するラインには必要に応じてミストエリミネータ１９を介装し、排ガス中の水分を分離するようにしてもよい。
【００５７】
ここで、上記ボイラ１では、例えば、火力発電設備の図示しない蒸気タービンを駆動するための蒸気を発生させるために、石炭や重油等の燃料が炉で燃焼されるようになっている。ボイラ１の排ガスには硫黄酸化物（ＳＯｘ ）が含有され、排ガスは図示しない脱硝装置で脱硝されてガスガスヒータで冷却された後に集塵機２で除塵される。
【００５８】
上記除塵された排ガス１００は押込みファン３により下部側壁の導入口５から脱硫塔４内に導入される。脱硫塔４の内部には活性炭素繊維層で形成される触媒層６が備えられ、該触媒層６には硫酸生成用の水が散水ノズル７から供給される。水が上部から供給され、触媒層６の内部に排ガスを下部から通過させることにより、排ガス１００からＳＯｘを反応除去する。触媒層６を通過した排ガスは排出口１２から排出され、煙突１３を通して大気に放出される。
【００５９】
次に、他の排ガス処理システムの一例を図２に示す。図２の排ガス処理システムは、排ガス中の硫黄酸化物を脱硫装置での脱硫により硫酸とし、該硫酸に石灰スラリーを供給して石膏を製造するものである。
図２に示すように、蒸気タービンを駆動する蒸気を発生させるボイラ１と、該ボイラ１からの排ガス１００中の煤塵を除去する除塵機２と、除塵された排ガスを脱硫塔４内に供給する押込みファン３と、脱硫塔内又は塔に供給する前に排ガス１００を冷却すると共に増湿を行う増湿冷却装置１６と、触媒層６を内部に配設し、塔下部側壁の導入口５から排ガス１００を供給すると共に、触媒層６の上方から散水ノズルで水を供給して、排ガス中のＳＯｘを希硫酸（Ｈ２ ＳＯ４ ）まで脱硫反応させる脱硫塔４と、塔頂部の排出口１２から脱硫された浄化排ガスを外部へ排出する煙突１３と、脱硫塔４から排出ポンプ１０を介して希硫酸（Ｈ２ ＳＯ４ ）を貯蔵すると共に石灰スラリー５１を供給して石膏を析出させる石膏反応槽５２と、石膏を沈降させる沈降槽（シックナー）５３と、石膏スラリー５４から水分を排水（濾液）５７として除去して石膏５５を得る脱水器５６とを備えてなる。
【００６０】
図１のシステムでは、脱硫して得られた硫酸を硫酸のままで使用するものであるが、図２のシステムでは、硫酸に石灰スラリーを供給して石膏スラリーを得た後、脱水して石膏として利用するものである。
【００６１】
［排煙脱硫装置の構成］
図３に示すように、排煙脱硫装置は、硫黄酸化物を含有する排ガス１００の導入口５を上記装置塔の側壁（又は下部）に有し、該脱硫塔４内に設けられた活性炭素繊維層からなる触媒層６の上方に硫酸生成用の水の供給器である散水ノズル７を備えてなると共に、触媒の上流側には供給された排ガス１００を整流化する分散穴４１を有する整流板４２が配設されている。
【００６２】
図４は触媒層の斜視図である。図４に示すように、触媒層６の一単位を形成する活性炭素繊維層２０は、平板状の平板活性炭素繊維シート２１と仕切り用活性炭素繊維シート２２とが配置され、間に形成される直線状の空間が上下に延びた状態で断面矩形状の通路１５を複数形成している。
なお、図３においては、活性炭素繊維層６が１層であるが、これは模式的に示したものであり、図４に示すように複数層のから形成されている。
図４中、ｈは通路１５の高さ（平板活性炭素繊維シート２１，２１間の距離）、ｐは通路１５のピッチ（仕切り用活性炭素繊維シート２２，２２間の距離）である。
【００６３】
そして、散水ノズル７から水が噴霧されて供給されると共に排ガス１００が下から送られ、活性炭素繊維層２０を流通した水は粒径が数ｍｍ程度となって下部に落下する。排ガス１００は、平板活性炭素繊維シート２１及び仕切り用活性炭素繊維シート２２で形成される比較的小さな通路１５を流通するようになっているので、圧力損失の増大が抑制されている。
【００６４】
また、上記脱硫塔４内に還元雰囲気下となる炉を設け、炭素繊維を還元雰囲気中で１，１００℃以下の温度範囲内で焼成し、再生処理するようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明によれば、炭素材料である活性炭素繊維等にクロム等の金属成分を添加してなるので、触媒活性が良好となり、例えば排煙脱硫装置の触媒材として用いて好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる排煙処理装置を備えた排ガス処理システム（硫酸製造）の概略図である。
【図２】本実施の形態にかかる排煙処理装置を備えた排ガス処理システム（石膏製造）の概略図である。
【図３】本実施の形態にかかる排煙脱硫装置の構成図である。
【図４】触媒層の斜視図である。
【符号の説明】
１ ボイラ
１００ 排ガス
２ 除塵機
３ 押込みファン
４ 脱硫塔
５ 導入口
６ 触媒層
７ 散水ノズル
１０ 排出ポンプ
１１ 硫酸タンク
１２ 排出口
１３ 煙突
１６ 増湿冷却装置
１９ ミストエリミネータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention detoxifies harmful substances contained in exhaust gas discharged from various incinerators such as municipal waste incinerators, industrial waste incinerators, sludge incinerators, melting furnaces, boilers, gas turbines, engines and the like. The present invention relates to a carbon material and a flue gas treatment device using the same.
[0002]
[Background Art]
BACKGROUND ART Conventionally, as a method for removing sulfur oxides in exhaust gas, a lime-gypsum method in which limestone or slaked lime slurry is used as an absorbent and the sulfur content in the exhaust gas is collected as gypsum has been adopted. As another method, a dry method of adsorption with activated carbon is known.
[0003]
In the above-mentioned conventional lime-gypsum method, limestone or slaked lime slurry is sprayed into exhaust gas to simultaneously perform humidifying cooling of the exhaust gas and absorption of SOx. For this reason, it is necessary to circulate a large amount of slurry, and a power for circulating the slurry and a large amount of water are required.
[0004]
On the other hand, in the case of the dry method, a large amount of heat is required because the sulfur content adsorbed on the activated carbon is desorbed by heating. In addition, in the case of this method, there is a problem in that the generated diluted sulfuric acid is discarded and the adsorbent is worn. Therefore, a sulfur oxide absorbent and large-scale equipment are not required, and a high concentration of sulfuric acid can be obtained at the time of desulfurization. The advent of devices is desired.
[0005]
Therefore, as a device for removing SOx in the exhaust gas, the SOx in the exhaust gas is adsorbed on a porous carbon material such as activated carbon fiber, and the sulfur component is removed by the oxygen contained in the exhaust gas using the catalytic action of the porous carbon material. It has been proposed to oxidize and absorb it in water to remove it from the porous carbon material as sulfuric acid (see JP-A-11-347350).
[0006]
In a conventional flue gas treatment device using this activated carbon fiber, an activated carbon fiber tank for adsorbing SOx in exhaust gas is disposed in an adsorption tower, and the exhaust gas is supplied from below and the surface of the activated carbon fiber is supplied. The SO 2 is oxidized to SO 3 , and the generated SO 3 reacts with the supplied water to generate sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
[0007]
Here, the gas amount of exhaust gas from a boiler that burns fuel such as coal or heavy oil is enormous, and it is necessary to improve the desulfurization efficiency when treating this enormous exhaust gas in a large amount. For this reason, simply increasing the size of the adsorption tower is indispensable. However, an efficient one in which the desulfurization reaction of activated carbon fibers is efficient is desired.
[0008]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a flue gas desulfurization device that efficiently performs a desulfurization reaction of activated carbon fibers, has a simple desulfurization system, and has a high efficiency.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A first invention for solving the above-mentioned problem is a carbon material characterized by adding a metal material to a carbon material.
[0010]
In a second aspect, in the first aspect,
The carbon material is characterized in that the metal component is at least one of chromium, iridium, palladium, platinum, iron, cobalt, and silver.
[0011]
A third invention is a method according to the first or second invention,
The carbon material is characterized in that the carbon material is any one of activated carbon fiber, activated carbon, graphite, carbon nanotube, and nanocarbon.
[0012]
According to a fourth aspect, in any one of the first to third aspects,
The carbon material is characterized in that the addition of the metal component is 1000 ppm or less.
[0013]
According to a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects,
The carbon material is characterized in that the carbon material is subjected to a heat treatment at 600 to 1200 ° C. in a non-oxidizing atmosphere to make the material hydrophobic.
[0014]
According to a sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects,
A carbon material for desulfurization characterized by removing S component in exhaust gas.
[0015]
A seventh invention is provided in a device tower through which exhaust gas flows, and a catalyst layer formed of a carbon material,
A flue gas treatment device provided in the device tower and including a water supply unit that supplies water to the catalyst layer,
The above-mentioned carbon material is composed of the first to sixth carbon materials.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0017]
The carbon material of the present invention is obtained by adding a metal material to a carbon material.
[0018]
Here, as the metal component to be added, a metal element belonging to
For example, Group 1 sodium (Na), potassium (K), Group 2 calcium (Ca),
[0019]
Further, it is preferable that the addition amount is 1000 ppm or less, more preferably 100 ppm or less as the concentration finally remaining in the carbon material. This is because the addition effect is not exhibited even if it is added in excess of 1000 ppm.
[0020]
Examples of the carbon material include carbon-based materials such as activated carbon fiber, activated carbon, graphite, carbon nanotube, and nanocarbon.
[0021]
The timing of adding the metal component to the carbon material is not particularly limited. For example, a stage of a carbonization precursor as a raw material, a step of infusibilizing and carbonizing a carbon raw material at a temperature of 330 to 550 ° C., a carbide (A heat treatment at 750 ° C. or more in the case of steam activation or 850 ° C. or more in the case of carbon dioxide activation) to form pores, a step of calcining the activated carbide (600 to 1200 ° C.), or carbon. It may be appropriately performed in a heat treatment process at a low temperature (about 150 to 200 ° C.) in the case where the material is processed into a sheet, for example, a shape such as a rectangular shape or a honeycomb shape by heat fusion, and the like.
[0022]
Examples of the method of adding the metal component to the carbon material include a method of impregnating a raw material into a solution, adding a metal powder by spraying, and a method of baking together with a bulk body (solid material) of a metal or a metal compound during heat treatment. And a method in which the material for forming the components of the container or the furnace is made of a metal to which the material is added and the material is transferred at the time of heat treatment.
[0023]
Further, in order to activate the activated carbon fibers in the above-mentioned carbon material, it is only necessary to heat-treat at 600 to 1200 ° C. in a non-oxidizing atmosphere to make the carbon fibers hydrophobic.
It should be noted that the lower the firing temperature is, the more the apparatus and running cost can be reduced.
[0024]
Here, an example of an activated carbon fiber used in the present invention and an example of a production example thereof are shown below.
Examples of the activated carbon fibers used in the present invention include pitch-based activated carbon fibers, polyacrylonitrile-based activated carbon fibers, phenol-based activated carbon fibers, and cellulose-based activated carbon fibers, but the present invention is not limited thereto. The activated carbon fibers exhibiting the above-mentioned catalytic action are not limited at all.
[0025]
【Example】
Specific examples are shown below.
In the present embodiment, activated carbon fibers A to C having different compositions of charcoal types were used as the carbon material.
[0026]
<Example 1>
A reagent (CrNH 4 (SO 4 ) 2 ) powder containing 40 mg of Cr was sprinkled on activated carbon fiber A (2 g) and baked in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. for 20 hours.
[0027]
<Example 2>
After spraying 2 mL of a reagent (CrNH 4 (SO 4 ) 2 ) aqueous solution containing 40 mg of Cr on the center of the activated carbon fiber A (2 g), this was baked in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. for 20 hours. .
[0028]
<Example 3>
Activated carbon fiber A (2 g) was immersed in 40 mL of a reagent (CrNH 4 (SO 4 ) 2 ) aqueous solution containing 40 mg of Cr, and then baked in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. for 20 hours.
The immersion was performed at 60 ° C. for 3 hours.
[0029]
<Example 4>
After spraying 2 mL of a reagent (Cr (C 2 H 3 O 2 ) 3 ) aqueous solution containing 40 mg of Cr on the center of the activated carbon fiber A (2 g), the solution was dispersed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1,100 ° C. for 20 minutes. Fired for hours.
[0030]
<Example 5>
Different types of activated carbon fibers B (2 g) were immersed in 40 mL of a reagent (CrNH 4 (SO 4 ) 2 ) aqueous solution containing 40 mg of Cr, and then baked in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. for 20 hours. .
[0031]
The desulfurization activity of the prepared catalyst was evaluated in a glass reaction tube. The conditions are a reaction temperature of 50 ° C., a catalyst amount of 0.2 g, a processing gas amount of 200 mLN / min, an inlet SO 2 concentration of 1000 ppm, an oxygen concentration of 4%, a water concentration of 13%, and a nitrogen balance.
[0032]
The results are shown in Table 1.
[0033]
[Table 1]
As shown in "Table 1," the desulfurization efficiency was remarkably improved to twice or more as compared with the case where the activated carbon fiber to which Cr was added was not added (desulfurization rate: 29%).
In particular, what was immersed in Example 3 had a high desulfurization rate of 90% or more.
This is because the distribution of Cr becomes uniform in the immersion method of Example 3 as compared with the case of spraying in the metal state.
[0035]
Next, using another type of activated carbon fiber C, the desulfurization rate of metals other than Cr was examined.
[0036]
<Example 6>
Different kinds of activated carbon fibers C (2 g) were immersed in 40 mL of a reagent (CrNH 4 (SO 4 ) 2 ) aqueous solution containing 40 mg of Cr, and then baked in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. for 20 hours. .
[0037]
<Example 7>
Different types of activated carbon fibers C (2 g) were immersed in 40 mL of a reagent (FeOH (C 3 COO) 2 ) aqueous solution containing 40 mg of Fe, and then baked in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. for 20 hours. .
[0038]
Example 8
Different kinds of activated carbon fibers C (2 g) were immersed in 40 mL of a reagent (Ag (C 3 COO)) aqueous solution containing 40 mg of Ag, and then baked in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. for 20 hours.
[0039]
<Example 9>
After immersing the reagent (H 2 PtCl 6 · 6H 2 O) different aqueous 40mL type of activated carbon fibers C (2 g) containing Pt40mg, which fired for 20 hours in a temperature range of 1,100 ° C. in a nitrogen atmosphere did.
[0040]
<Example 10>
After immersing the reagent (H 2 PtCl 6 · 6H 2 O) different ethanol solution 40mL kinds of activated carbon fibers C (2 g) containing Pt40mg, which 20 hours within a temperature range of 1,100 ° C. in a nitrogen atmosphere Fired.
[0041]
<Example 11>
Different kinds of activated carbon fibers C (2 g) were immersed in 40 mL of a reagent (H 2 (IrCl 6 ) .6H 2 O) aqueous solution containing 40 mg of Ir, and then immersed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1,100 ° C. for 20 minutes. Fired for hours.
[0042]
<Example 12>
Different types of activated carbon fibers C (2 g) were immersed in 40 mL of a reagent (H 2 (IrCl 6 ) .6H 2 O) ethanol solution containing 40 mg of Ir, and then immersed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1,100 ° C. It was baked for 20 hours.
[0043]
<Example 13>
Different types of activated carbon fibers C (2 g) were immersed in 40 mL of a reagent (Pd (NH 3 ) Cl 2 .6H 2 O) aqueous solution containing 40 mg of Pd, and then immersed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1,100 ° C. It was baked for 20 hours.
[0044]
<Example 14>
After immersing different types of activated carbon fibers C (2 g) in 40 mL of a reagent (Mn (C 3 COO) 2 .4H 2 O) aqueous solution containing 40 mg of Mn, this was immersed in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. It was baked for 20 hours.
[0045]
<Example 15>
After immersing different types of activated carbon fibers C (2 g) in 40 mL of a reagent (Ni (C 3 COO) 2 .4H 2 O) aqueous solution containing 40 mg of Ni, this was immersed in a nitrogen atmosphere within a temperature range of 1,100 ° C. It was baked for 20 hours.
[0046]
The results are shown in "Table 2".
[0047]
[Table 2]
As shown in "Table 2," no activated carbon fiber to which other metal components such as Fe, Ag, Pt, Ir, Mn, and Ni were added other than Cr (desulfurization rate in case of activated carbon fiber C: 13%), the desulfurization efficiency has been dramatically improved to more than double.
[0049]
<Example 16>
The same operation as in Example 11 was carried out except that the loading ratio of Ir (metal%) was changed to 1% by weight.
[0050]
<Example 17>
The same operation as in Example 11 was carried out except that the loading ratio of Ir (metal%) was changed to 0.5% by weight.
[0051]
<Example 18>
The same operation as in Example 11 was carried out except that the loading ratio of Ir (metal%) was changed to 0.1% by weight.
[0052]
The results are shown in Table 3.
[0053]
[Table 3]
As shown in Table 3, the addition of Ir was particularly preferred at 0.5% by weight.
[0055]
An exhaust gas treatment system provided with a flue gas desulfurization device using activated carbon fibers to which the above metal component has been added will be described with reference to FIG.
[0056]
The exhaust gas treatment system in FIG. 1 converts sulfur oxides in exhaust gas into sulfuric acid by desulfurization in a desulfurizer. As shown in FIG. 1, a boiler 1 that generates steam for driving a steam turbine, a dust collector 2 that removes dust in
[0057]
Here, in the boiler 1, for example, fuel such as coal or heavy oil is burned in a furnace in order to generate steam for driving a steam turbine (not shown) of the thermal power generation facility. The exhaust gas from the boiler 1 contains sulfur oxides (SOx), and the exhaust gas is denitrated by a denitration device (not shown), cooled by a gas gas heater, and then removed by a dust collector 2.
[0058]
The
[0059]
Next, an example of another exhaust gas treatment system is shown in FIG. The exhaust gas treatment system shown in FIG. 2 converts sulfur oxides in exhaust gas into sulfuric acid by desulfurization in a desulfurizer, and supplies lime slurry to the sulfuric acid to produce gypsum.
As shown in FIG. 2, a boiler 1 that generates steam for driving a steam turbine, a dust remover 2 that removes dust in
[0060]
In the system of FIG. 1, the sulfuric acid obtained by desulfurization is used as it is, but in the system of FIG. 2, a lime slurry is supplied to sulfuric acid to obtain a gypsum slurry, which is then dehydrated to form a gypsum slurry. It is used as
[0061]
[Configuration of flue gas desulfurization unit]
As shown in FIG. 3, the flue gas desulfurization apparatus has an
[0062]
FIG. 4 is a perspective view of the catalyst layer. As shown in FIG. 4, the activated
In FIG. 3, the activated
In FIG. 4, h is the height of the passage 15 (the distance between the flat activated
[0063]
Then, water is sprayed and supplied from the watering nozzle 7 and the
[0064]
Further, a furnace under a reducing atmosphere may be provided in the
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since a metal component such as chromium is added to activated carbon fiber or the like as a carbon material, the catalytic activity becomes good, and for example, it is used as a catalyst material of a flue gas desulfurization device. It becomes suitable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an exhaust gas treatment system (sulfuric acid production) provided with a flue gas treatment device according to the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram of an exhaust gas treatment system (gypsum production) provided with the smoke exhaust treatment device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a flue gas desulfurization device according to the present embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of a catalyst layer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
上記金属成分がクロム、イリジウム、パラジウム、プラチナ、鉄、コバルト、銀の金属成分を少なくとも１種以上であることを特徴とする炭素材料。In claim 1,
A carbon material, wherein the metal component is at least one of chromium, iridium, palladium, platinum, iron, cobalt, and silver.
上記炭素材料が、活性炭素繊維、活性炭、グラファイト、カーボンナノチューブ、ナノカーボンのいずれかであることを特徴とする炭素材料。In claim 1 or 2,
A carbon material, wherein the carbon material is any one of activated carbon fiber, activated carbon, graphite, carbon nanotube, and nanocarbon.
上記金属成分の添加が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする炭素材料。In any one of claims 1 to 3,
A carbon material, wherein the addition of the metal component is 1000 ppm or less.
上記炭素材料が、非酸化性雰囲気中で６００〜１２００℃で加熱処理して疎水化されたものであることを特徴とする炭素材料。In any one of claims 1 to 4,
A carbon material, wherein the carbon material has been subjected to a heat treatment at 600 to 1200 ° C. in a non-oxidizing atmosphere to have been rendered hydrophobic.
排ガス中のＳ成分を除去することを特徴とする脱硫用炭素材料。In any one of claims 1 to 5,
A carbon material for desulfurization, wherein S component in exhaust gas is removed.
上記装置塔内に設けられ、上記触媒層に水を供給する水供給手段とを具備してな排煙処理装置であって、
上記炭素材料が請求項１乃至６の炭素材料より構成されてなることを特徴とする排煙処理装置。A catalyst layer provided in a device tower through which exhaust gas flows and formed of a carbon material,
A flue gas treatment device provided in the device tower and including a water supply unit that supplies water to the catalyst layer,
A flue gas treatment apparatus characterized in that the carbon material comprises the carbon material according to any one of claims 1 to 6.
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005279596A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | National Institute For Materials Science | Metal-supported nanocarbon fiber catalyst and method for producing the same |
| JP2006150348A (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-15 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Method for forming carbon nanotube, filter and exposure system (chemical particle filter including chemically modified carbon nanotube structure) |
| WO2006115486A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Seldon Technologies, Llc | Article comprising carbon nanotubes and method of using the same for purifying fluids |
| JP2006307373A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for preparing active carbon fiber for desulfurization catalyst and active carbon fiber for desulfurization catalyst |
| CN1323753C (en) * | 2005-03-01 | 2007-07-04 | 华东理工大学 | Catalyst used for preparing phenylethylene and its application |
| US7419601B2 (en) | 2003-03-07 | 2008-09-02 | Seldon Technologies, Llc | Nanomesh article and method of using the same for purifying fluids |
| JP2008208486A (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Activated carbon fiber and apparatus for cleaning exhaust gas |
| JP2008214784A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Activated carbon fiber and exhaust gas purification apparatus |
| CN106622129A (en) * | 2016-12-17 | 2017-05-10 | 安徽师范大学 | Graphite/sludge composite adsorbent, and preparation method and application thereof |
| CN114588908A (en) * | 2022-03-23 | 2022-06-07 | 中国科学院过程工程研究所 | Flue gas catalyst and preparation method and application thereof |
-
2002
- 2002-08-01 JP JP2002224428A patent/JP2004066009A/en active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7419601B2 (en) | 2003-03-07 | 2008-09-02 | Seldon Technologies, Llc | Nanomesh article and method of using the same for purifying fluids |
| JP2005279596A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | National Institute For Materials Science | Metal-supported nanocarbon fiber catalyst and method for producing the same |
| JP2006150348A (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-15 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Method for forming carbon nanotube, filter and exposure system (chemical particle filter including chemically modified carbon nanotube structure) |
| CN1323753C (en) * | 2005-03-01 | 2007-07-04 | 华东理工大学 | Catalyst used for preparing phenylethylene and its application |
| WO2006115486A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Seldon Technologies, Llc | Article comprising carbon nanotubes and method of using the same for purifying fluids |
| JP2006307373A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for preparing active carbon fiber for desulfurization catalyst and active carbon fiber for desulfurization catalyst |
| JP2008208486A (en) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Activated carbon fiber and apparatus for cleaning exhaust gas |
| JP2008214784A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Activated carbon fiber and exhaust gas purification apparatus |
| CN106622129A (en) * | 2016-12-17 | 2017-05-10 | 安徽师范大学 | Graphite/sludge composite adsorbent, and preparation method and application thereof |
| CN114588908A (en) * | 2022-03-23 | 2022-06-07 | 中国科学院过程工程研究所 | Flue gas catalyst and preparation method and application thereof |
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