专利名称：：含有一氧化二氮的气体的处理方法及装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种含有一氧化二氮的气体的处理方法及装置，特别是涉及一种从硝酸生产工厂、己内酰胺制造工厂及己二酸制造工厂等排出的含有一氧化二氮的气体的处理方法及装置。
背景技术：
：一氧化二氮包含在例如来自硝酸生产工厂的废气、由环己醇、环己烷制造己二酸的工序的废气、在制造己内酰胺等的气相中使氨氧化的工序的废气或麻醉剂使用后的废气中等。一氧化二氮被认为是对地球大气有害的气体。这是由于，一氧化二氮在平流层中会生成一氧化氮，而该一氧化氮会破坏臭氧层。另外，公知一氧化二氮是温室效应气体，其温室效应是二氧化碳的温室效应的310倍。才艮据这种理由，被《京都议定书》规定为削减对象气体。另一方面，公知一氧化氮是稳定物质，在不存在催化剂的情况下，仅在80(TC以上分解。而且，当温度上升时，不以分解成氮气和氧气这样的形式变化，当在IOO(TC以上时分解成一氧化氮的比例增加。因此，通常使用催化剂来进行一氧化氮的分解处理。例如，专利文献1公开的使用在氧化铝上担载氧化铜而成的催化剂来分解在己二酸制造工序中的副产物的一氧化二氮的具体例子。图l表示该具体例。在图1中，来自己二酸制造工序的氧化废气l被供给到N0x吸收塔13。气体中的二氧化氮被吸收水2吸收，可作为硝酸水溶液3从塔底抽出。来自塔顶的以N20为主要成分的氧化废气4在大约常温、常压的状态下被供给到供给气体预热用热交换器14。在此，被预热至规定温度的氧化废气5被导入到催化剂填充反应器15。催化剂填充反应器15的形式可以是固定床及流化床的任一种，在该具体例中使用的是利用固定床的等温反应器。大部分分解热被在反应管的外部与汽包(steamdrum)17之间循环的热水10及11吸收。热水在汽包蒸发，其热量可作为蒸汽12再利用。蒸发了的水分经常作为锅炉用供给水9由预备容器18被供给。而且，在反应器的温度较低的倾斜升温(ramp-up)时，需要将氧化废气4导入到导入用配管19中，用倾斜升温用预热器20加温至规定的温度。而且，认为这可使烃及其它的可燃性气体或液体燃烧，但只要可以供给需要的热量即可，可以不管其种类来利用。专利文献l:日本特开平5—4027号公报一氧化二氮的分解反应取决于反应抑制物质的共存状态，即使使用催化剂，一氧化二氮的分解反应也仅在300400。C以上发生，因此，必须象上述以往例那样将含有一氧化二氮的气体升温至反应开始温度。另外，根据一氧化二氮的浓度，为了取得反应体系的热平衡，需要使倾斜升温用预热器20经常运转。在这种情况下，燃料费增大，而且会导致C02排放量的增加。因而，要求提供一种用于维持含有一氧化二氮的气体的温度所需要的燃料较少、C02排放量较少的分解系统。
发明内容因此，本发明的目的在于提供一种可以使一氧化二氮气体的分解所需要的能量较少的处理方法及装置。本发明的含有一氧化二氮的气体的处理方法的特征在于，使用陶瓷蓄热体和助燃部件将被处理气体加热至30060(TC，利用催化剂将一氧化二氮热分解成氮气。另外，本发明的含有一氧化二氮气体的处理方法的特征在于，将热分解后处理完毕的气体的热蓄积在陶瓷蓄热体内，将该蓄热施加给接下来被导入的被处理气体。本发明的含有一氧化二氮的气体的处理装置包括用于导入被处理气体并将处理完毕的气体排出的气流调节器(damper);填充有陶瓷蓄热体的多个蓄热层；分别对应上述蓄二氮热分解成氮气的多个催化剂层；用于将被导入的上述被处理气体升温到可在上述催化剂层热分解的温度的加热部件。图l是使用催化剂分解含有一氧化二氮的气体的处理装置的一个以往例的示意图。图2是本发明的使用催化剂分解含有一氧化二氮的气体的处理装置的基本结构图。具体实施例方式图2表示本发明的处理装置的一个实施例。图中，附图标记101为反应器，该反应器内部由三组蓄热一催化剂区域104、105、106和顶盖区域108构成，三组蓄热一催化剂区域104、105、106包括由陶瓷蓄热体构成的蓄热层102和设在该蓄热层102上的由担载铂等贵金属的催化剂构成的催化剂层103;顶盖区域108设在蓄热一催化剂区域之上包括喷枪等助燃部件107。附图标记109是用于给助燃部件107供给燃料的自动阀，附图标记110是用于给助燃部件107供给燃烧用空气的自动阀，附图标记lll是用于检测各蓄热一催化剂区域104、105、106内的蓄热层102和催化剂层103之间的温度并控制自动阀109、IIO的温度控制器，附图标记112是当天井区域108内的温度超过规定值时发出警报的温度报警器。各蓄热一催化剂区域104、105、106的底部通过转换气流调节器113、114、115、116连接着与被处理气体源、即含有一氧化二氮的气体源117相连接的分配配管；通过转换气流调节器118、119、120、116和送风机121连接着与处理完毕的气体排放配管122相连接的气体排出配管；通过转换气流调节器123、124、125连接着净化配管126相连接的气体排出配管，该净化配管126与处理完毕的气体排放配管122相连接。另外，通过转换气流调节器127连接气体分配配管的转换气流调节器113的上游侧和处理完毕的气体排放配管122的送风机121的下在上述反应炉运转时，开启转换气流调节器113、114、120、124,关闭转换气流调节器115、116、118、119、125、127,对加热部件107点火，只要驱动送风机121，就可以利用其吸引力通过气体分配配管从被处理气体源117向蓄热一催化剂区域104内吸入被处理气体，经由蓄热层102、催化剂层103、顶盖区域108、蓄热一催化剂部分106的催化剂层103及蓄热层102,向处理完毕的气体排放配管122内排出处理完毕的气体。而且，处理完毕的气体的一部分通过净化配管126作为净化气体被导入到蓄热一催化剂区域105内，该净化气体经由蓄热一催化剂区域105的蓄热层102和催化剂层103进入顶盖区域108内，随着其中的气体的流动进入到蓄热一催化剂区域106内，经由其催化剂层103及蓄热层102，向处理完毕的气体排放配管122内排出。在上述过程中，向蓄热一催化剂区域104内导入的一皮处理气体、即含有一氧化二氮的气体，在通过蓄热好的蓄热层102期间被升温至催化剂反应处理适当温度(约400°C~600°C),被催化剂层103分解成氮气和氧气，被导入到顶盖区域108内进行预热。其后，残存的一氧化二氮成分在另一个蓄热一催化剂区域106内被催化剂层103分解成氮气和氧气，在蓄热层102蓄热，失去热后利用送风机121向体系外排出。在此期间，根据蓄热—催化剂区域106内的催化剂层103下部的气体温度，在顶盖区域108内利用加热部件107使煤油、LPG或柴油等燃料燃烧，以使该催化剂层103的温度总是维持在规定值。换言之，利用温度控制器111控制加热部件107,以使催化剂层103的入口温度总是为适当温度。由此，经过了规定的时间时，依次转换转换气流调节器114116、118120及123125的开关组合，改变被处理气体的流动，以使蓄热好的蓄热层为入口层、要蓄热的蓄热层为出口层。通过反复进行该转换，可以使热效率高达95°/。以上，可以降低运行成本。净化配管126是用于防止在改变被处理气体的流动时未处理气体向处理侧泄漏的线路，与该线路相连接的蓄热一催化剂量为微量，因此考虑到经济性，也可以不设置该净化配管。另外，在上述情况下，在转换转换气流调节器时，虽然只是稍微改变，但还是会使装置内压力发生变化。在装置不允许有该压力变化的情况下，也可以使用可连续转换废气线路的旋转型来取代转换气流调节器。另外，在上述实施例中，对蓄热一催化剂区域为二组或三组连接的情况进行了说明，但并不限定于此，只要没有超出本发明的宗旨，也可以为四组以上连接的结构。下面，表示在下述条件下对本发明装置和这种普通方式的装置进行比较验证的结果。被处理废气量20，000m3N/hr废气温度8(TC催化剂处理温度450°C燃料天然气10，000kcal/m3C02的发生量及燃料用量<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>另外，采用本发明方式，通过改变催化剂温度，可以调整由时效性变化引起的催化剂活性降低的对策、N20的处理效率。另外，由于本发明方式比普通方式的热效率高，因此，即使改变催化剂的处理温度，燃料费、C02的发生量的变化幅度也较少，可以自由调整性能。当催化剂的处理温度为500。C时，C02的发生量及燃料用量的比较验证结果如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>另外，本发明的反应为放热反应，当将被处理气体温度升温至超过6ocrc的温度发生反应时，开始破坏催化剂，不优选。另外，当使被处理气体温度小于300。C时，不会发生分解反应。由于根据实际的被处理气体中包含的一氧化二氮量、水分量可确定最佳被处理气体温度，因此，优选预先求出最佳温度。工业上的可利用性采用本发明的装置，可以大幅度降低运行成本，作为用于降低含有作为温室效应气体的一氧化二氮的气体的处理装置是极其有效的。权利要求1.一种含有一氧化二氮的气体的处理方法，其特征在于，使用陶瓷蓄热体和助燃部件将被处理气体加热至300～600℃，利用催化剂将一氧化二氮热分解成氮气。2.—种含有一氧化二氮的气体的处理方法，其特征在于，将热分解后处理完毕的气体的热蓄积在陶瓷蓄热体内，将该蓄热施加给接下来导入的被处理气体。3.—种含有一氧化二氮的气体的处理装置，其包括用于导入被处理气体并将处理完毕的气体排出的气流调节器、填充有陶瓷蓄热体的多个蓄热层、分别对应上述蓄热层配置的用于的多个催化剂层、用于将被导入的上述被处理气体升温到可在上述催化剂层热分解的温度的加热部件。全文摘要本发明提供一种含有一氧化二氮的气体的处理方法及处理装置，该处理装置包括用于导入被处理气体并将处理完毕的气体排出的气流调节器(113～116、118～120、123～125)、填充有陶瓷蓄热体的多个蓄热层(102)；分别对应上述蓄热层配置的用于将被导入的上述被处理气体所包含的一氧化二氮热分解成氮气的多个催化剂层(103)、用于使被导入的上述被处理气体升温到可在上述催化剂层热分解的温度的加热部件(107)。文档编号B01D53/86GK101415479SQ200680054199公开日2009年4月22日申请日期2006年4月13日优先权日2006年4月13日发明者伊藤武彦,近藤文夫申请人:住友金属矿山工程株式会社