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公開番号2024061420
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2022169359
出願日2022-10-21
発明の名称排ガス処理システム
出願人日立造船株式会社
代理人個人,個人
主分類B01D 53/86 20060101AFI20240425BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】排ガス中の窒素酸化物および亜酸化窒素を高効率で分解することができ、さらに、触媒の性能低下を抑制できる排ガス処理システムを提供する。
【解決手段】排ガス処理システム1は、排気通路10と、第1触媒装置21と、第2触媒装置31と、第3触媒装置41と、第1濃度センサ22と、第2濃度センサ32と、第1バイパス通路23と、第2バイパス通路33と、第1切替装置24と、第2切替装置34と、第1濃度センサ22および第2濃度センサ32により検知される各化合物の濃度に基づいて、第1切替装置24および第2切替装置34を制御する制御ユニット14とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
窒素酸化物、アンモニアおよび亜酸化窒素を含む排ガスの処理システムであって、
前記排ガスが流れる排気通路と、
前記排気通路に介在し、窒素酸化物を還元する第１触媒を有する第１触媒装置と、
前記排気通路に介在し、アンモニアを分解する第２触媒を有する第２触媒装置と、
前記排気通路に介在し、亜酸化窒素を分解する第３触媒を有する第３触媒装置と、
前記第１触媒装置の上流側に配置され、窒素酸化物の濃度を検知する第１濃度センサと、
前記第２触媒装置の上流側に配置され、アンモニアの濃度を検知する第２濃度センサと、
前記第１触媒装置を迂回する第１バイパス通路であって、前記第１触媒装置の上流側の前記排気通路に接続する一端と、前記第１触媒装置の下流側の前記排気通路に接続する他端を有する前記第１バイパス通路と、
前記第２触媒装置を迂回する第２バイパス通路であって、前記第２触媒装置の上流側の前記排気通路に接続する一端と、前記第２触媒装置の下流側の前記排気通路に接続する他端を有する前記第２バイパス通路と、
前記排ガスが前記第１触媒装置と前記第１バイパス通路とのいずれか一方を通過するように、前記排ガスの通路を切り替える第１切替装置と、
前記排ガスが前記第２触媒装置と前記第２バイパス通路とのいずれか一方を通過するように、前記排ガスの通路を切り替える第２切替装置と、
前記第１濃度センサにより検知される窒素酸化物の濃度に基づいて、前記第１切替装置を制御し、前記第２濃度センサにより検知されるアンモニアの濃度に基づいて、前記第２切替装置を制御する制御ユニットと
を備える、排ガス処理システム。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記第１触媒装置の下流側に、前記第２触媒装置が配置され、
前記第２触媒装置の下流側に、前記第３触媒装置が配置される、請求項１に記載の排ガス処理システム。
【請求項３】
前記第１触媒装置の下流側に、前記第３触媒装置が配置され、
前記第３触媒装置の下流側に、前記第２触媒装置が配置される、請求項１に記載の排ガス処理システム。
【請求項４】
前記第３触媒装置の上流側に配置され、亜酸化窒素の濃度を検知する第３濃度センサと、
前記第３触媒装置を迂回する第３バイパス通路であって、前記第３触媒装置の上流側の前記排気通路に接続する一端と、前記第３触媒装置の下流側の前記排気通路に接続する他端を有する前記第３バイパス通路と、
前記排ガスが、前記第３触媒装置と前記第３バイパス通路とのいずれか一方を通過するように、前記排ガスの通路を切り替える第３切替装置と
を、さらに備え、
前記制御ユニットは、前記第３濃度センサにより検知される亜酸化窒素の濃度に基づいて、前記第３切替装置を制御する、請求項１に記載の排ガス処理システム。
【請求項５】
前記第３触媒装置の下流側に、前記第１触媒装置が配置され、
前記第１触媒装置の下流側に、前記第２触媒装置が配置される、請求項４に記載の排ガス処理システム。
【請求項６】
前記第１触媒装置の上流側、および／または、前記第３触媒装置の上流側に、前記排気通路に還元剤を供給する還元剤供給部を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の排ガス処理システム。
【請求項７】
前記還元剤がアンモニアガス、アンモニア水または尿素水である、請求項６に記載の排ガス処理システム。
【請求項８】
前記還元剤供給部の上流側に、前記還元剤の濃度を検知する還元剤濃度センサを備える、請求項６に記載の排ガス処理システム。
【請求項９】
前記制御ユニットは、前記還元剤濃度センサにより検知される還元剤の濃度に基づいて、前記還元剤供給部より、還元剤を供給する供給量を調整する、請求項８に記載の排ガス処理システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスの処理システムに関する。詳しくは、本発明は、窒素酸化物（ＮＯ
Ｘ
）、アンモニア（ＮＨ
３
）および亜酸化窒素（Ｎ
２
Ｏ）を含む排ガスの処理システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、排ガスを処理するために、排ガスの流れる排気通路に、排ガス処理用の触媒を配置して、排ガス中の有害物質を分解する技術が知られている。
【０００３】
例えば、排ガスに含まれる窒素酸化物および亜酸化窒素の処理方法として、脱硝触媒、アンモニア分解触媒および亜酸化窒素分解触媒を順に配置し、窒素酸化物および亜酸化窒素を分解する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１の排ガス処理方法は、第1工程で、還元剤として、アンモニアを加え、窒素酸化物を還元し、さらに、第２工程で、残存するアンモニアを分解することで、第３工程で、亜酸化窒素を分解する際に、アンモニアの影響を抑制できる。これにより、排ガス中の窒素酸化物および亜酸化窒素を効率的に分解することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－１９２３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の排ガスを処理する方法は、排ガス処理に用いられる触媒が直列に配置されているため、常に排ガスがすべての触媒に流通し、触媒の性能低下が著しく、寿命が短くなるという不具合がある。
【０００７】
本発明は、排ガス中の窒素酸化物および亜酸化窒素を高効率で分解することができ、さらに、触媒の性能低下を抑制できる排ガス処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明［１］は、窒素酸化物、アンモニアおよび亜酸化窒素を含む排ガスの処理システムであって、前記排ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に介在し、窒素酸化物を還元する第１触媒を有する第１触媒装置と、前記排気通路に介在し、アンモニアを分解する第２触媒を有する第２触媒装置と、前記排気通路に介在し、亜酸化窒素を分解する第３触媒を有する第３触媒装置と、前記第１触媒装置の上流側に配置され、窒素酸化物の濃度を検知する第１濃度センサと、前記第２触媒装置の上流側に配置され、アンモニアの濃度を検知する第２濃度センサと、前記第１触媒装置を迂回する第１バイパス通路であって、前記第１触媒装置の上流側の前記排気通路に接続する一端と、前記第１触媒装置の下流側の前記排気通路に接続する他端を有する前記第１バイパス通路と、前記第２触媒装置を迂回する第２バイパス通路であって、前記第２触媒装置の上流側の前記排気通路に接続する一端と、前記第２触媒装置の下流側の前記排気通路に接続する他端を有する前記第２バイパス通路と、前記排ガスが前記第１触媒装置と前記第１バイパス通路とのいずれか一方を通過するように、前記排ガスの通路を切り替える第１切替装置と、前記排ガスが前記第２触媒装置と前記第２バイパス通路とのいずれか一方を通過するように、前記排ガスの通路を切り替える第２切替装置と、前記第１濃度センサにより検知される窒素酸化物の濃度に基づいて、前記第１切替装置を制御し、前記第２濃度センサにより検知されるアンモニアの濃度に基づいて、前記第２切替装置を制御する制御ユニットとを備える、排ガス処理システムを含む。
【０００９】
このような排ガス処理システムでは、制御ユニットが、第１濃度センサにより検知される窒素酸化物の濃度に基づいて、排ガスが第１触媒装置と第１バイパス通路とのいずれか一方を通過するように、第１切替装置を制御し、第２濃度センサにより検知されるアンモニアの濃度に基づいて、排ガスが第２触媒装置と第２バイパス通路とのいずれか一方を通過するように、第２切替装置を制御する。
【００１０】
その結果、排ガス中の窒素酸化物の濃度が低く、第１触媒により処理する必要がない場合、第１触媒を迂回し、また、排ガス中のアンモニア濃度が低く、第２触媒により処理する必要がない場合、第２触媒を迂回することができ、これらの触媒の性能低下を抑制し、触媒の寿命を延ばすことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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