CN100415349C - 氮氧化物除去装置以及氮氧化物除去方法 - Google Patents

氮氧化物除去装置以及氮氧化物除去方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供氮氧化物除去装置、氮氧化物除去方法以及为此使用的容器及容器的填充方法。本发明的氮氧化物吸附机构(94),对于构成氮氧化物吸附机构(94)的具备包含多个半高规格固体吸附剂(95)的固体吸附剂层的吸附组件(94a),介于为给固体吸附剂层的大面积侧供给气体的气体整流部(108)通过降低流量不均度把气体供应给吸附组件(94a)。气体中所包含的氮氧化物有效地通过固体吸附剂层并被除去。

Description

氮氧化物除去装置以及氮氧化物除去方法
技术领域
本发明,有关对气体中所包含的氮氧化物进行除去的方法及氮氧化物除去装置,特别是有关可有效除去大气中所包含的氮氧化物的氮氧化物的除去方法以及在进行上述除去方法时可适合使用的氮氧化物的除去装置。
背景技术
一直以来,作为气体中的氮氧化物除去方法,有对锅炉或燃气轮机、燃气发动机等的发电设备的燃烧气体中所包含的氮氧化物进行除去的氨脱氮方法及尿素脱氮方法。此外,作为汽车尾气中所包含的氮氧化物除去方法,有把尾气中所包含的碳氢化合物作为还原剂,除去氮氧化催化剂的三元催化剂系方法。利用上述方法除去尾气中所包含的氮氧化物时,利用尾气具有的几百℃的能量把氮氧化物还原为氮气进行除去。此外,燃烧气体中及尾气中所包含的氮氧化物浓度一般为几百ppm。
当把燃烧气体及尾气所使用的上述氮氧化物的除去方法作为大气中所包含的氮氧化物除去方法加以应用时,由于大气中所包含的氮氧化物的浓度较低,所以存在着把氮氧化物还原为氮气时的反应速度较慢的问题。此外,与燃烧气体及尾气相比,必须把低温的大气加热至几百℃,所以还存在着消耗大量能量的问题。
此外,作为大气中所包含的氮氧化物的除去方法,有使用碱吸收液的碱吸收法(专利文献1)、使用还原剂的还原法以及使用固体吸附剂的吸附法(专利文献2)等。
可是,碱吸收法虽然可以吸收低浓度的氮氧化物,但是大气中共存的二氧化碳也与氮氧化物一起同时吸收,所以存在着不能有效吸收氮氧化物的问题。此外,在还原法中,由于还原剂被大气中共存的氧所氧化,所以存在着不能有效还原氮氧化物的问题。另外,在固体吸附法中,当大气中所包含的氮氧化物的浓度较低时,即使氮氧化物向固体吸附剂的吸附量较少,由于固体吸附剂立刻吸附突破,所以存在着不能充分吸附大气中所包含的氮氧化物的问题。
进而,作为大气中所包含的低浓度的氮氧化物的除去方法,还有利用土壤具有的净化功能的方法。可是,利用土壤净化功能时,必须确保必要的与氮氧化物除去能力相应的土壤,存在着往往需要占用大量土地的问题。
这种氮氧化物的除去装置,为使气体通过除去装置内的压力最好比较小。为此,使气体通过的固体吸附材料的厚度,在不影响氮氧化物除去功能的范围内,最好尽量地减薄。
可是,为了减薄使气体通过的固体吸附材料的厚度,必须伴随单位时间应处理的气体量的增大,增加设置固体吸附材料的面积。为此,有时会遇到难以确保设置空间的情况,这是个问题。特别是尽管单位时间应处理的气体量较多,但是必须在有限的空间内设置除去装置时,具体地说,就是在城市部等,在道路中央隔离带、交叉路口附近、高架桥下、隧道换气口等处,设置除去装置时,由于不能确保设置空间,所以恐怕不能设置除去装置,这是个问题。
还有,越增加设置固体吸附材料的面积,使通过固体吸附材料的气体的速度均匀就越困难,由于气体中的氮氧化物没有充分地被固体吸附材料除去,所以发生气体通过固体吸附材料的称为“穿透(breakthrough)”的现象,存在着除去功能降低的问题。
在这种氮氧化物的除去装置中,被供应到氮氧化物吸附机构中的气体,最好含有湿度。
此外,现有的氮氧化物的除去装置,为了使气体含有湿度,将使用与除去装置分别设置的加湿机构。为此,需要使用连结用配管通道连结除去装置和加湿机构,在设置除去装置时,存在着需要确保为设置加湿机构的空间及为了连结用配管通道的空间的问题。另外,为使气体通过除去装置内的压力在连结用配管通道内受到损失以及连结用配管通道设置作业烦琐将成为问题。
专利文献1:特开平10-211427号公报
专利文献2:特开平11-9957号公报
专利文献3:特开2001-259798号公报
发明内容
发明需要解决的课题
本发明是为了改善上述现有技术的不妥之处而进行的,它是有关对气体中所包含的氮氧化物进行除去的方法及氮氧化物除去装置,特别是其目的是提供可有效除去大气中所包含的氮氧化物的氮氧化物的除去方法以及在进行上述除去方法时可适合使用的氮氧化物的除去装置。
解决课题的手段
利用本发明的话,可以提供具有以下特征的氮氧化物的除去装置,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的装置,其中具备利用使上述气体通过固体吸附材料层,以除去上述气体中所包含的上述氮氧化物的具有吸附组件的氮氧化物吸附机构,上述吸附组件具有被收纳部边界壁和收纳部底板及出口侧上部包围且在内部设有上述固体吸附材料层的吸附材料收纳部、具备对通过上述固体吸附材料层的气体进行整流的气体整流部的半高规格的组件本体,上述组件本体,具备入口侧面、相对上述入口侧面配置且具有上述出口侧上部和出口侧下部的出口侧面、被配置在上述入口侧面和上述出口侧面之间的上述收纳部边界壁、从上述收纳部边界壁的下端朝向上述出口侧上部并被水平配置的上述收纳部底板、水平配置在作为上述出口侧上部和上述出口侧下部边界的出口侧边界之下的上述整流部底、从上述入口侧面延伸至上述整流部底的上述入口侧底板、从上述出口侧边界延伸至上述整流部底的上述出口侧底板。
在本发明中,上述入口侧面,具有入口侧上部和入口侧下部,上述整流部底被配置在作为上述入口侧上部和上述入口侧下部边界的入口侧边界之下,上述入口侧底板也可以从上述入口侧边界延伸至上述整流部底。本发明的上述氮氧化物吸附机构,多个吸附组件被层合在垂直方向并一体化,上述组件本体利用上述整流部底和上述入口侧底板及上述出口侧底板与上述气体整流部分离,并具备对上述吸附组件进行层合时配置在下的作为其他吸附组件的上述气体整流部的下段组件用整流部,在上述入口侧下部,也可以设置通向上述下段组件用整流部的气体入口,在上述出口侧下部,也可以设置来自上述下段组件用整流部的气体出口。本发明,上述入口侧底板和上述入口侧上部所构成的角度θ可在90°~180°范围内倾斜。
此外,从上述整流部底和上述出口侧底板的边界到上述收纳部底板的长度A与从上述边界到上述出口侧面的长度B之比A∶B可设为1∶1~1∶10的范围。在本发明中,可以做成上述整流部底和上述收纳部边界壁平面重合的构成。本发明,在对上述吸附组件进行层合时,可以做成被配置在上的上述吸附组件的上述整流部底和被配置在下的上述吸附组件的上述收纳部边界壁的上端进行重合的构成。进而,在本发明中,具备在上述固体吸附材料层的除去功能降低时,把再生剂供应给上述氮氧化物吸附机构的再生剂供给机构,通过利用上述再生剂除去被上述固体吸附材料层吸附的氮氧化物,可以使降低的上述除去功能再生。上述吸附材料收纳部以及上述气体整流部也可以具有水密性。进而,上述再生剂供给机构,也可以做成可把上述再生剂个别供应给每一个上述吸附组件的方式。上述再生剂,可以包含碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜、硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁或者从由它们的混合物组成的群中选择的含硫化合物的任何一个。
此外,利用本发明的话,可以提供具有以下特征的氮氧化物的除去装置,它是气体中所包含的氮氧化物的除去装置,其中具备构成氮氧化物吸附机构的具备上述多个半高规格的固体吸附剂层的吸附组件、为给上述吸附组件的上述半高规格的上述固体吸附剂层的大面积侧供给上述气体的气体整流机构。
利用本发明的话,可以提供氮氧化物的除去方法,它是气体中所包含的氮氧化物的除去方法,其中包含相对构成氮氧化物吸附机构的具备上述多个半高规格的固体吸附剂层的吸附组件,把上述气体介于为给上述吸附组件的上述半高规格的上述固体吸附剂层的大面积侧供给上述气体的气体整流机构进行导入的工序、利用上述固体吸附剂选择性地对上述氮氧化物进行除去的工序。
进而利用本发明的话,可以提供具有以下特征的氮氧化物的除去方法,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的方法,其中包含利用介于选择性地把上述气体供应给上述半高规格的上述固体吸附剂的大面积侧的气体整流机构把上述气体供应给包含吸附氮氧化物并进行除去的半高规格的固体吸附剂的氮氧化物吸附机构以除去上述气体中所包含的氮氧化物的除去工序、通过利用包含碱性物质或者还原性物质的再生剂对吸附了上述固体吸附剂的氮氧化物进行除去以使因上述除去工序而降低的上述氮氧化物吸附机构的上述氮氧化物的除去功能再生的再生工序。
在本发明中,包含利用氮氧化物传感器对上述除去功能进行检测的检测工序,当在上述检测工序中检测到除去功能降低时,可以进行上述再生工序。上述氮氧化物吸附装置和贮存上述再生剂的再生剂箱之间,可以使上述再生剂循环。在本发明中,在上述除去工序之前,也可以包含把上述气体中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个的前处理工序。上述气体,可以是道路隧道内、沟·半地下道路隧道、道路掩蔽工事、停车场内、道路附近、停靠站中采集的任何一种大气。上述碱性物质为碱金属的氢氧化物或者碱土金属的氢氧化物,上述还原性物质也可以是亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜、硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁或者从由它们的混合物组成的群中选择的含硫化合物。上述再生剂,包含还原性物质时,可以在氮气氛下再生上述除去功能。
此外,利用本发明的话,可以提供具有以下特征的氮氧化物的除去装置,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的装置,其中具备包含吸附氮氧化物并进行除去的半高规格的固体吸附剂的氮氧化物吸附机构、选择性地把上述气体供应给上述半高规格的上述固体吸附剂的大面积侧的气体整流机构、在上述氮氧化物吸附机构的氮氧化物的除去功能降低时把包含碱性物质或还原性物质的再生剂供应给上述氮氧化物吸附机构的再生剂供给机构,通过利用上述再生剂除去被上述固体吸附剂吸附的氮氧化物,使降低的上述除去功能再生。
在本发明中,包含对上述除去功能进行检测的氮氧化物传感器,当上述氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物浓度时,也可以使上述除去功能再生。在本发明中,具备贮存上述再生剂的再生剂箱,上述再生剂也可以在上述再生剂箱和上述氮氧化物吸附装置之间循环。在本发明中,具备把上述气体中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个的前处理机构,通过了上述前处理机构的上述气体可以供应给上述氮氧化物吸附装置。
进而,利用本发明的话,可以提供具有以下特征的氮氧化物的除去装置,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的装置,包含利用介于为使上述气体引导到上述半高规格的大面积侧的气体整流机构使上述气体通过半高规格的固体吸附材料层,以对上述气体中所包含的上述氮氧化物进行除去的多个吸附组件,具备在与上述固定吸附材料层的延长方向交叉的方向上层合了多个上述吸附组件并进行一体化的节省空间型的氮氧化物吸附机构。
在本发明中,上述吸附组件,也可以分别具备对通过上述固体吸附材料层的上述气体的速度进行控制的控制机构。在本发明中,也可以具备当上述固体吸附材料层的除去功能降低时,把再生剂供应给上述氮氧化物吸附机构的再生剂供给机构,并通过利用上述再生剂除去被上述固体吸附材料层吸附的氮氧化物,使降低的上述除去功能再生。上述再生剂供给机构,也可以做成可把上述再生剂个别地供应给每一个上述吸附组件的方式。具备把上述气体中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个的前处理机构,通过了上述前处理机构的上述气体可以供应给上述氮氧化物吸附机构。
进而,上述再生剂,可以包含碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜、硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁或者从由它们的混合物组成的群中选择的含硫化合物的任何一个。
此外,利用本发明的话,可以提供具有以下特征的氮氧化物的除去装置,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的装置,具备对上述气体进行加湿的加湿机构、利用介于为使上述气体引导到上述半高规格的大面积侧的气体整流机构使上述气体通过半高规格的固体吸附材料层以除去上述气体中所包含的上述氮氧化物的氮氧化物吸附机构,上述加湿机构为与上述固体吸附材料层进行平面重合而与上述氮氧化物吸附机构一体化,通过了上述加湿机构的上述气体被供应到上述氮氧化物吸附装置。
在本发明中,具备对上述加湿机构所使用的加湿用水进行贮存的水箱,利用再生剂被供应到上述固体吸附材料层上,通过了上述固体吸附材料层的上述再生剂被供应到上述水箱,上述固体吸附材料层由包含碳素材料的固体吸附材料制成,并且上述再生剂,可以包含碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜、硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁或者从由它们的混合物组成的群中选择的含硫化合物的任何一个。
附图简单说明
图1是为说明本发明的氮氧化物除去方法的流程图。
图2是为说明本发明的氮氧化物除去方法的流程图。
图3是表示本发明的氮氧化物除去装置实施形态的照片。
图4是为说明本发明的氮氧化物除去装置一例的概略图。
图5是为说明本发明的氮氧化物除去装置其他例的概略图。
图6是表示为测量本发明的氮吸附和再生处理效率而使用的装置的图。
图7是为说明本发明的氮氧化物除去装置一例的概略图。
图8是为说明本发明的氮氧化物除去装置其他例的概略图。
图9是为说明本发明的氮氧化物除去装置一例的概略图。
图10是为说明本发明的氮氧化物除去装置一例的概略图。
图11是为说明吸附组件结构的概略图。
图12是表示本发明吸附组件第二实施形态的图。
符号的说明
1...大气供给管线
2...氮氧化物氧化装置
3...大气供给管线
4...氮氧化物吸附装置
5...大气排出管线
6...再生剂箱
7...再生剂供应管线
8...再生剂返回管线
10...控制装置
14...氮氧化物吸附装置
15...氮氧化物传感器
31...大气供给管线
41、42、43...氮氧化物吸附装置
44...连结构件
45...支持构件
51...大气排出管线
61、62...再生剂箱
71、72...再生剂供应管线
81、82...再生剂返回管线
91...加湿机构
92...前处理机构
93...压力送给扇
94...氮氧化物吸附机构
94a...吸附组件
95...固体吸附材料层
96...控制扇
97...再生剂箱
98...再生剂供给管线
99...活门
100...氮氧化物吸附机构
101...本体
102...散布管
104...水箱
103...填充层
105...水供给管线
106...供给阀
107...吸附材料收纳部
108...气体整流部
109...排出阀
110...下段组件用整流部
111...组件本体
112...入口侧面
113...出口侧面
114...侧面
115...整流部底
117...排出口
具体实施方式
A部分:氮氧化物除去材料及基本装置构成
以下,参照附图对本发明进行详细说明。图1及图2是为说明本发明的氮氧化物除去方法的基本构成的流程图。此外,图3是表示本发明的氮氧化物除去装置的基本构成的照片。图4是为说明本发明的氮氧化物除去装置的基本构成的概略图。
首先,就本发明的氮氧化物的除去装置进行详细说明。图4所示的氮氧化物的除去装置,具备把为除去氮氧化物而采集的大气供应给氮氧化物氧化装置2的大气供给管线1、氮氧化物氧化装置2、把通过了氮氧化物氧化装置2的大气供应到氮氧化物吸附装置4的大气供给管线3、吸附氮氧化物的氮氧化物吸附装置4、把通过了氮氧化物吸附装置4的大气作为净化大气排放的大气排出管线5。
此外,在图4所示的大气排出管线5中,设置了氮氧化物传感器。氮氧化物传感器,对氮氧化物吸附装置4的氮氧化物除去功能进行检测,对从大气排出管线5排放的净化大气的氮氧化物的浓度进行管理。进而,图4所示的氮氧化物的除去装置,具备对再生剂进行贮存的再生剂箱6、从再生剂箱6向氮氧化物吸附装置4供给再生剂的再生剂供给管线7、由从氮氧化物吸附装置4把通过了氮氧化物吸附装置4的再生剂返回到再生剂箱6的再生剂返回管线8组成的再生剂供给机构,再生剂在再生剂箱6和氮氧化物吸附装置4之间,可以介于再生剂供给管线7及再生剂返回管线8循环。
而且,图4所示的氮氧化物的除去装置,在氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的浓度时,氮氧化物吸附装置4的氮氧化物除去功能被再生。
大气供给管线1,只要是可向氮氧化物氧化装置2供给大气的结构的话,那么可以是任何形式,没有特别限定。此外,在大气供给管线1中,根据需要,可以安装为防止氮氧化物吸附装置4的孔眼堵塞等的吸尘装置及对供应给氮氧化物氧化装置2的大气的流速及流量进行控制的装置等。
氮氧化物氧化装置2,利用对大气中所包含的氮氧化物进行氧化,把大气中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个。虽然氮氧化物吸附装置4的形态没有特别限定,但是最好是可以有效地对低浓度的氮氧化物进行氧化的发生臭氧的氧化装置。不必专门进行氮氧化物氧化装置2的温度控制,在介于大气供给管线1供给的温度下也无妨。
氮氧化物吸附装置4,吸附氮氧化物,并使用把吸附氮氧化物的固体吸附剂4a填充在容器内而构成的填充层。作为填充了固体吸附剂4a的填充层,虽然没有特别限定,但是最好使用可以用较少的压力损失使大气流通的结构。
固体吸附剂4a,从把压力损失控制较低的观点,最好是几mm~几cm的破碎粒子及成型粒子、或者蜂窝结构的粒子。进而,固体吸附剂4a,从有效吸附低浓度的氮氧化物的观点,最好比表面积较大。此外,氮氧化物吸附装置4所使用的固体吸附剂4a的种类,可以是一种,也可以同时使用两种以上。作为构成固体吸附剂4a的材料,可以例举碳素材料及无机材料等。作为碳素材料,可以例举椰壳(Coconuthust)活性碳、沥青活性碳、PAN活性碳、碳素纤维、木炭、富勒林(Fullerene)、碳纳管(Carbon nano-tubes)等。作为无机材料,可以例举活性白土、氧化铝、沸石、硅石、镁、二氧化钛等。其中,作为特别理想的固体吸附剂4a,可以举出活性碳等具有较大的比表面积的碳素材料。
此外,填充固体吸附剂4a的容器,只要没有大气泄漏、且是可以承受来自固体吸附剂4a的体压及固体吸附剂4a清洗和再生时所使用的再生剂的液压的结构的话,可以是任何容器,没有特别限定。进而,填充固体吸附剂4a的容器的材质也没有特别限定,可以例举软钢、不锈钢、FRP、PCV等。
此外,关于氮氧化物吸附装置4,与氮氧化物氧化装置2一样,不必专门进行温度控制,在介于大气供给管线3供给的温度下也无妨。另外,在图4所示的氮氧化物的除去装置中,为了有效地吸附氮氧化物,介于大气供给管线3供给的大气的湿度,最好为40%以上,为60%以上则更好,而在80%以上则更理想。被供应给氮氧化物吸附装置4的大气的湿度,也可以使用任何方法及装置进行控制,例如,可以适合使用向大气喷水雾等以提高湿度的方法等。
进而,在图4所示的氮氧化物的除去装置中,为了有效地吸附氮氧化物,利用使用控制装置9进行控制,以使被供应给氮氧化物吸附装置4的大气的空间速度为1000~200000h-1,最好为3000~100000h-1。被供应给氮氧化物吸附装置4的大气的空间速度,根据应除去的大气的氮氧化物的浓度、固体吸附剂4a的种类、氮氧化物吸附装置4的大小等决定。此外,控制装置9只要能够对被供应给氮氧化物吸附装置4的大气的空间速度进行控制的话,那么可以是任何装置,没有特别限定。
氮氧化物吸附装置4,由于固体吸附剂4a因氮氧化物吸附突破而逐渐降低氮氧化物的除去功能。但是,在图4所示的氮氧化物的除去装置中,通过使用再生剂从吸附突破的固体吸附剂4a除去氮氧化物,可以使氮氧化物吸附装置4再生。作为再生剂,可以使用包含碱性物质或还原性物质的水溶液。
作为碱性物质,虽没有特别限定,但可例举碱金属氢氧化物、碱土类氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱土类金属碳酸盐等,从有效除去固体吸附剂吸附的氮氧化物的观点,特别是最好使用作为强碱性物质的碱金属氢氧化物及碱土类氢氧化物。
作为碱金属氢氧化物,可以例举氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等。作为碱土类氢氧化物,可以例举氢氧化钙、氢氧化镁等。作为碱金属碳酸盐,可以例举碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾等。作为碱土类金属碳酸盐,可以例举碳酸钙、碳酸镁等。
此外,作为还原性物质,虽没有特别限定,但是可以举出亚硫酸盐、硫代硫酸盐、氢氧化物、硫化氢、醛类等,从在常温下把氮氧化物还原成氮气的观点,最好使用亚硝酸盐。
作为亚硫酸盐,可以例举亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜等。作为硫代硫酸盐,可以例举硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁等。作为氢化物,可以例举氢化硼钠、氢化铝锂等。作为醛类,可以例举甲醛、乙醛等。
另外,使用还原性物质作为再生剂时,为了防止还原性物质因氧等劣化,最好事先用氮对再生剂箱6进行置换。进而,在对氮氧化物吸附装置4进行再生时,最好不仅事先用氮对再生剂箱6进行置换,而且还要事先用氮对氮氧化物吸附装置4进行置换。
考虑供应给氮氧化物吸附装置4的大气中的氮氧化物的种类、数量及再生剂的浓度等对再生剂进行调制,可以使再生剂使用一次或多次。
下面,就使用这种氮氧化物的除去装置,对大气中所包含的氮氧化物进行除去的方法进行详细说明。
作为包含了利用以下说明的方法除去的氮氧化物的大气,虽没有特别限定,但是可例举从存在几ppm以下的氮氧化物浓度时可引起问题的道路隧道内及地下停车场内采集的大气,或者从城市干线道路附近等采集的大气等。此外,作为包含氮氧化物的大气,最好湿度在60%,为80%以上则更好。进而,本发明的除去装置,一般可以设置在与道路隧道内、沟·半地下道路隧道、道路掩蔽工事、停车场内、道路附近、停靠站等接近或相邻以获取被污染的大气的地方。
为了除去在包含这种氮氧化物的大气中所包含的氮氧化物,首先,如图1所示,使包含氮氧化物的大气介于大气供给管线1被供应到氮氧化物氧化装置2(S1),大气中的氮氧化物变为二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个(S2)。其次,通过了氮氧化物氧化装置2的大气,介于大气供给管线3被供应到氮氧化物吸附装置4(S3),大气中的氮氧化物被固定吸附剂4a吸附而除去(S4)。而且,通过了氮氧化物吸附装置4的大气,介于大气排出管线5作为净化大气被排放(S6)。
这时,利用被设置在大气排出管线5中的氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物(S4)的话,包含来自大气供给管线1的氮氧化物的大气的供给被遮断(S7),在大气供给遮断的状态下,可进行以下所示的氮氧化物吸附装置4的再生(S8)。
为了对氮氧化物吸附装置4进行再生,首先,如图2所示,从再生剂箱6介于再生剂供给管线7向氮氧化物吸附装置4供应再生剂(S81),并从固体吸附剂4a除去氮氧化物(S82)。利用再生剂对氮氧化物进行除去,有在氮氧化物吸附装置4内等把固体吸附剂4a浸渍在再生剂中的方法、把再生剂散布在固体吸附剂4a上的方法等。接着,利用把使用完的再生剂介于再生剂返回管线8返回到固体吸附剂4a的再生剂箱6(S83),则氮氧化物吸附装置4的再生结束。
这样,氮氧化物吸附装置4的再生结束的话,如图1所示,包含来自大气供给管线1的氮氧化物的大气的供给被重新开启(S9)。而且,包含氮氧化物的所有的大气作为净化大气排放前,上述工序反复进行,对于包含氮氧化物的所有大气中的氮氧化物的除去结束。
利用这种氮氧化物的除去方法及除去装置的话,由于利用把大气供应给包含固体吸附剂4a的氮氧化物吸附装置4以除去大气中所包含的氮氧化物,并且利用除去固体吸附剂4a吸附的氮氧化物以再生氮氧化物的除去功能,所以可以有效地除去大气中所包含的氮氧化物。
另外,在本发明的氮氧化物的除去方法及除去装置中,如上例所示,虽然也可以利用氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物时进行氮氧化物吸附装置4的再生,但是也可以每隔规定时间进行。例如,长期连续使用本发明的氮氧化物的除去方法及除去装置时等,考虑维护的便利等,也可以以每天一次、或者每周一次等的周期进行再生。
图3表示的是具备图4所示的基本构成的氮氧化物除去装置构成的图。在图3中,包含湿度被调整的氮氧化物的大气,首先被导入氮氧化物氧化装置2,氮氧化物进行氧化,在具体实施的形态中,利用施加高电压进行放电以发生臭氧,进行集尘及氮氧化物的氧化。然后,气体被导入氮氧化物吸附装置4,氮氧化物除去后,介于大气排出管线5净化大气被排出到大气中。另外,在氮氧化物吸附装置4的内部,虽然构成了图中未显示的再生剂箱6、再生剂供给管线7、再生剂返回管线8等,但是这些都作为一体被收容在框体内。
此外,在本发明的氮氧化物的除去方法及除去装置中,也可以设置多个氮氧化物吸附装置。图5是表示设有两个氮氧化物吸附装置的氮氧化物除去装置的一例的概略图。另外,图5所示的氮氧化物的除去装置,由于与图4所示的氮氧化物的除去装置和氮氧化物吸附装置41·43只是其周边部分不同,所以在图5中,省略了氮氧化物吸附装置41·43和其周边部分以外的部分。
图5所示的氮氧化物的除去装置,具备除去氮氧化物的领域A、使氮氧化物吸附装置再生的领域B·C。在被配置于对氮氧化物进行除去的领域A,并被支持构件45支持的氮氧化物吸附装置43中,从大气供给管线31供给大气。而且,通过了氮氧化物吸附装置43的大气从大气排出管线51排放。此外,在被配置于使氮氧化物吸附装置再生的领域B,并被连结构件44与氮氧化物吸附装置43连结且一体化的氮氧化物吸附装置41中,从再生剂箱61介于再生剂供给管线71供应再生剂,通过了氮氧化物吸附装置41的再生剂介于再生剂返回管线81返回到再生剂箱61。
此外,使氮氧化物吸附装置43再生时,氮氧化物吸附装置43移动到箭头D的方向并被配置于使氮氧化物吸附装置再生的领域C,同时氮氧化物吸附装置41被配置在对氮氧化物进行除去的领域A。另外,在图5中,用虚线表示配置于领域C的氮氧化物吸附装置43,同时用符号42表示。再有,在氮氧化物吸附装置42中,从再生剂箱62介于再生剂供给管线72供应再生剂,通过了氮氧化物吸附装置42的再生剂介于再生剂返回管线82返回到再生剂箱62。
使用图5所示的氮氧化物的除去装置除去氮氧化物时,在氮氧化物吸附装置43正在除去氮氧化物期间,氮氧化物吸附装置41被再生。此外,在氮氧化物吸附装置41正在除去氮氧化物期间,氮氧化物吸附装置43被再生。
这样,设置多个氮氧化物吸附装置时,多个氮氧化物吸附装置中至少1个在对氮氧化物进行除去时,可以对其他氮氧化物吸附装置进行再生,由于可以同时进行氮氧化物的除去和再生,所以可以连续有效地除去氮氧化物。此外,设有多个氮氧化物吸附装置时的再生剂供给机构的设置数,如图5所示的例子,既可以是多个,也可以是一个。另外,多个氮氧化物吸附装置,如图5所示的例子,既可以连结,也可以不连结,亦可以把除去氮氧化物的领域和使氮氧化物吸附装置再生的领域之间分别各自移动。
进而,氮氧化物吸附装置4为小型时,也可以把固体吸附剂做成半高规格(low profile)的盒式化并可拆卸的形式,利用拆卸被盒式化的固体吸附剂并浸渍在再生剂中的方法,可以除去固定吸附剂的氮氧化物。此外,把固体吸附剂做成盒式化并可拆卸的形式,当需要交换固体吸附剂时,可以很容易地对固体吸附剂进行交换。
再有,如上例所示,包含氮氧化物的大气,最好通过了氮氧化物氧化装置2后,能够供应给氮氧化物吸附装置4,但是当包含氮氧化物的大气中的氮氧化物的除去率即使较低也没问题时以及气体中所包含的氮氧化物由从二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中选择的一种以上组成时,也可以把大气供给管线1直接接续大气供给管线3,并且不介于氮氧化物氧化装置2而把包含氮氧化物的大气供应给氮氧化物吸附装置4。
本发明的吸附及再生处理构成了图6所示的简化的除去装置,并进行以下的试验以确认了其效率。
在试验中,在内径16mm的玻璃容器内填充1ml(0.43g)由椰壳活性碳(Nacalai Tesque公司制,粒子径0.5~3mm)组成的固体吸附剂而得到氮氧化物吸附装置14,使用控制装置10进行控制,使包含1ppm二氧化氮的温度为25℃、湿度为100%的空气以4800h-1~48000h-1空间速度流通该氮氧化物吸附装置14中,根据用氮氧化物传感器15检测的氮氧化物的浓度计算氮氧化物的除去率。
而且,氮氧化物除去率达到70%的32h后,把氮氧化物吸附装置14内的固体吸附剂浸渍在10ml再生剂(包含1%亚硫酸钠的水溶液)中保持30分钟,使固体吸附剂再生。然后,重新开启空气的流通,每32h合计4次,与上述相同使固体吸附剂再生,并与上述相同计算氮氧化物的除去率。结果可知,通过本发明的上述的吸附和再生处理,可以得到良好的吸附特性及再生特性。
此外,如上例所示,本发明可比较好地适用于对大气中所包含的氮氧化物进行除去时的情况,但是本发明中被除去氮氧化物的气体也可以不是大气,没有特别限定。
B部分:基本装置构成及基本除去方法
图7,表示的是本发明的基本构成中,使氮氧化物特性的环境稳定性提高的氮氧化物除去装置构成的概略图。
图7所示的氮氧化物的除去装置,具备对被输入除去装置内的大气进行加湿的加湿机构91、对在通过了加湿机构91的大气中所包含的氮氧化物进行氧化的前处理机构92、对在通过了前处理机构的大气中所包含的氮氧化物进行吸附的氮氧化物吸附机构94、采集大气并输入除去装置内且使之通过除去装置内同时排放到除去装置外的大气的压力送给扇93。
氮氧化物吸附机构94,如图7所示具备三个吸附组件94a。吸附组件94a,是利用使大气通过把固体吸附材料填充在容器内而构成的固体吸附材料层95,以除去大气中所包含的氮氧化物,并分别具备对通过固体吸附材料层95的大气的速度进行控制的控制扇96。此外,三个吸附组件94a被层合在与固体吸附材料层95的延长方向(图7中的左右方向)交叉的方向(图7中的上下方向)上并被一体化。
另外,在图7所示的例子中,虽然被层合了三个吸附组件94a,但是被层合的吸附组件的数只要是2个以上的话,则多少个都可以,可根据设置场所的条件等决定,没有特别限定。
此外,图7所示的氮氧化物的除去装置,具备当固体吸附材料层95的除去功能降低时,把再生剂供应给氮氧化物吸附机构94的再生剂供给机构。再生剂供给机构,具备贮存再生剂的再生剂箱97、从再生剂箱97向各吸附组件94a供给再生剂的再生剂供给管线98、为把再生剂个别地供应给每一个吸附组件94a的活门99。
进而,在图7所示的氮氧化物的除去装置中,在各固体吸附材料层95上分别具备被接续在再生剂供给管线98上且在各吸附组件94a的固体吸附材料层95上散布再生剂的散布管,各固体吸附材料层95上被均匀地供应再生剂。
此外,在图7所示的氮氧化物的除去装置中,在把通过了氮氧化物吸附机构94的大气作为净化大气排放的大气排放管线中,设置了氮氧化物传感器(图中省略)。氮氧化物传感器,检测氮氧化物吸附机构94的氮氧化物的除去功能,并对从除去装置排放的净化大气的氮氧化物的浓度进行管理。
而且,图7所示的氮氧化物的除去装置,在氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的浓度时,氮氧化物吸附机构94的氮氧化物的除去功能被再生。
作为加湿机构91,只要是可对大气进行加湿的话,则什么机构都可以使用,例如,可以适合使用向大气喷水雾的装置及使大气通过含水的网格状的填充层的装置等。
此外,前处理机构92,利用对大气中所包含的氮氧化物进行氧化,使大气中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个。虽然前处理机构92的形态没有特别限定,但是最好是可以有效地对低浓度的氮氧化物进行氧化的发生臭氧的氧化装置。
进而,在图7所示的氮氧化物的除去装置中,根据需要,可以安装防止固体吸附材料层95的孔眼堵塞的吸尘装置等。
作为构成吸附组件94a的固体吸附材料,与上述相同,从把压力损失控制在较小的观点,可以做成几mm~几cm的破碎粒子及成型粒子、或者蜂窝结构,以及可以使用相同的材料。
此外,在图7所示的氮氧化物的除去装置中,不必专门对被供应给氮氧化物吸附机构94的大气进行温度控制,但是为了有效地吸附氮氧化物,应利用加湿机构91使湿度达到60%,最好在80%以上。
进而,在图7所示的氮氧化物的除去装置中,为了有效地吸附氮氧化物,利用使用压力送给扇93和控制扇96进行控制,以使被供应给吸附组件94a的大气的空间速度为1000~200000h-1,最好为3000~100000h-1。被供应给吸附组件94a的大气的空间速度,根据应除去的大气的氮氧化物的浓度、固体吸附材料的种类、附组件94a的大小等决定。
氮氧化物吸附机构4,由于固体吸附材料因氮氧化物吸附突破而逐渐降低氮氧化物的除去功能。但是,在图1所示的氮氧化物的除去装置中,利用使用再生剂从吸附突破的固体吸附材料除去氮氧化物,可以使氮氧化物吸附机构94再生。作为再生剂,虽没有特别限定,但最好使用包含碱性物质或还原性物质的水溶液。
此外,使用还原性物质作为再生剂时,为了防止还原性物质因氧等劣化,最好事先用氮对再生剂箱97内进行置换。进而,在对固体吸附材料进行再生时,最好不仅事先用氮对再生剂箱97进行置换,而且还要事先用氮对吸附组件94a内进行置换。
下面,就使用这种氮氧化物的除去装置,对大气中所包含的氮氧化物进行除去的方法进行详细说明。
作为利用以下说明的方法除去氮氧化物的大气,虽没有特别限定,但是可例举从存在几ppm以下的氮氧化物浓度时可引起问题的道路隧道内及地下停车场内采集的大气,或者从城市干线道路附近等采集的大气等。此外,作为包含氮氧化物的大气,最好湿度在60%,为80%以上则更好。
为了除去在包含这种氮氧化物的大气中所包含的氮氧化物,首先,如图7所示,利用压力送给扇93和控制扇96的动力,使包含氮氧化物的大气输入除去装置内,通过加湿机构91,湿度达到60%以上,最好为80%以上。其次,通过了加湿机构91的大气,被供应到前处理机构92,大气中的氮氧化物变为二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个并被供应到氮氧化物吸附机构94。被供应到氮氧化物吸附机构94的大气,被供应给图7所示的所有的吸附组件94a,利用控制扇96的动力,通过固体吸附材料层95的大气的速度经过控制在所有的吸附组件94a中为一定。而且,由于通过氮氧化物吸附机构94,大气中的氮氧化物被吸附除去,利用氮氧化物传感器检测了氮氧化物浓度后,作为净化大气排放。
这时,利用氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物的话,那么进行以下所示的氮氧化物吸附机构94的再生。
氮氧化物吸附机构94的再生,由打开图7所示的所有的阀99,从再生剂箱97介于再生剂供给管线98及散布管,向所有的吸附组件94a的固体吸附材料层91上散布再生剂,以从固体吸附材料除去氮氧化物的方法进行。
然后,在包含氮氧化物的所有的大气作为净化大气被排放前,氮氧化物的除去和氮氧化物的除去功能的再生反复进行。
此外,在上述的氮氧化物的除去装置及除去方法中,由于各吸附组件94a具备对通过固体吸附材料层95的大气的速度进行控制的控制扇96,所以在所有的吸附组件94a中,可以经过控制使通过固体吸附材料层95的大气的速度为一定。因此,可以使除去氮氧化物时通过各吸附组件94a的氮氧化物的量均匀,同时可以有效地防止因通过固体吸附材料层95的大气的速度不均引起的除去功能的降低。为此,可以得到优异的除去效率。
进而,固体吸附材料层95的除去功能降低时,可以利用再生剂除去被固体吸附材料层95所吸附的氮氧化物。
此外,由于包含检测除去功能的氮氧化物传感器,且当氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物的浓度时,除去功能再生,所以可以确保规定水准以上的氮氧化物的除去功能,从而可以使除去了氮氧化物后所得到的净化大气的品质提高。
另外,在本发明的氮氧化物的除去装置及除去方法中,如上例所示,虽然也可以利用氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物时进行氮氧化物吸附装置94的再生,但是也可以每隔规定时间进行。例如,长期连续使用本发明的氮氧化物的除去装置及除去方法时,考虑维护的便利等,也可以以每天一次、或者每周一次等的周期进行再生。
此外,利用再生剂对氮氧化物进行除去,既可以如上例所示,用把再生剂散布在固定吸附材料层95上的方法进行,也可以用在吸附组件94a内等把固体吸附材料浸渍在再生剂中的方法进行。
另外,如上例所示,构成氮氧化物吸附机构94的所有的吸附组件94a,同时进行氮氧化物的除去及氮氧化物的除去功能的再生,氮氧化物吸附机构94既可以使氮氧化物的除去及氮氧化物的除去功能的再生交互进行,也可以在构成氮氧化物吸附机构94的吸附组件94a中一部分吸附组件94a在除去氮氧化物时,对剩余的吸附组件94a进行再生。这样,在氮氧化物吸附机构94中同时进行氮氧化物的除去和再生时,可以连续有效地进行氮氧化物的除去。并且,在本发明中,由于三个吸附组件94a,被层合在与固体吸附材料层95的延长方向交叉的方向上并被一体化,所以为了同时进行氮氧化物的除去和再生,与使用多个除去装置的情况及使用多个氮氧化物吸附装置的情况相比,可以缩短除去装置内的大气的流路,使大气通过的配管空间减小。此外可以减少除去装置设置作业的烦琐,很容易进行设置。
此外,如上例所示,各吸附组件94a,最好具备控制扇96,但是也可以不设控制扇96。
进而,如上例所示,包含氮氧化物的大气,虽然最好通过了前处理机构92后,被供应给氮氧化物吸附机构94,但是当包含氮氧化物的大气中的氮氧化物的除去率即使较低也没问题时以及气体中所包含的氮氧化物由从二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中选择的一种以上组成时,既可以不设前处理机构92,也可以不介于前处理机构92而包含氮氧化物的大气被供应给氮氧化物吸附机构94。
再有,在上例中,包含氮氧化物的大气,通过了加湿机构91后,被供应给前处理机构92,通过了前处理机构92后,被供应给氮氧化物吸附机构94,但是也可以通过了前处理机构92后,被供应给加湿机构91,通过了加湿机构91后,被供应给氮氧化物吸附机构94。
此外,包含氮氧化物的大气,也可以介于可个别地供应给各吸附组件94a的配管等,个别地供应给每一个吸附组件94a。
另外,如上例所示,本发明可最好适用于对大气中所包含的氮氧化物进行除去时的情况,但是本发明中被除去氮氧化物的气体也可以不是大气,没有特别限定。
再者,构成本发明的吸附组件,如图7所示,可以是具备在水平方向延长的固体吸附材料层的吸附组件被层合在垂直方向并被一体化,但是如图8所示的例子,也可以是具备在垂直方向延长的固体吸附材料层的吸附组件被层合在水平方向并被一体化。
图8是为说明本发明的氮氧化物除去装置其他例的概略图。图8所示的氮氧化物除去装置和图7所示的氮氧化物除去装置,由于只是氮氧化物吸附机构不同,所以在图8中,省略了氮氧化物吸附机构100和其周边部分以外的部分。
在图8所示的例子中,由于具备在垂直方向延长的固体吸附材料层95的吸附组件94a,被层合在水平方向,所以利用从再生剂供给管线98滴下再生剂的方法,从各固体吸附材料层95的上侧端面向固体吸附材料供给再生剂。
在图8所示的氮氧化物的除去装置中,与图7所示的氮氧化物除去装置一样,也可以充分发挥固体吸附材料的除去功能,得到优异的除去效率。进而,为使大气通过除去装置内的压力较小即可,可以减少运行成本。
此外,在图8所示的氮氧化物的除去装置中,由于具备在垂直方向延长的固体吸附材料层95的吸附组件94a,被层合在水平方向,所以为设置氮氧化物吸附机构100的面积,成为被层合的吸附组件94a的端面的面积。因此,为设置氮氧化物除去装置的面积较小即可,设置空间的确保非常容易。这时,考虑再生处理,还将降低再生时重力方向的接触面积,并且还可以另行设置从横向方向或更有效地从上方向进行再生处理的其他机构。
C部分:其他基本构成例
图9是说明本发明的氮氧化物除去装置其他基本构成的概略图。图9所示的氮氧化物除去装置,具备对被供应给加湿机构91的大气中所包含的氮氧化物进行氧化的前处理机构92、对被供应给氮氧化物吸附机构4的大气进行加湿的加湿机构91、对通过了加湿机构91的大气中所包含的氮氧化物进行吸附的氮氧化物吸附机构94、采集大气并输入除去装置内且使之通过除去装置内同时排放到除去装置外的大气的压力送给扇93。
氮氧化物吸附机构94,是利用使大气通过由固体吸附材料组成的固体吸附材料层95,以除去大气中所包含的氮氧化物。加湿机构91,如图9所示,与氮氧化物吸附机构94一体化,并与固体吸附材料层95平面重合。
此外,氮氧化物吸附机构94和加湿机构91被一体化构成的本体101,只要不泄漏大气及水的话,也可以用任何材质制成,没有特别限定,但是为了可长期使用,最好使用耐水性及耐候性优异的材质制成。具体地说,作为制作本体101的材质,可以例举软钢、不锈钢、FRP、PCV等,为了提高耐久性,最好在内壁和外壁进行衬砌。
另外,图9所示的氮氧化物的除去装置,具备当固体吸附材料层95的除去功能降低时,把再生剂供应给氮氧化物吸附机构94的再生剂供给机构。再生剂供给机构,具备贮存再生剂的再生剂箱97、从再生剂箱97向氮氧化物吸附机构94供给再生剂的再生剂供给管线98、被接续在再生剂供给管线98上并在固体吸附材料层95上散布再生剂的散布管102,并且可以均匀地在固体吸附材料层95上供给再生剂。
此外,在图9所示的氮氧化物的除去装置中,在把通过了氮氧化物吸附机构94的大气作为净化大气排放的大气排放管线中,设置了氮氧化物传感器(图中省略)。氮氧化物传感器,检测氮氧化物吸附机构94的氮氧化物除去功能,并对从除去装置排放的净化大气的氮氧化物浓度进行管理。
而且,图9所示的氮氧化物的除去装置,在氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的浓度时,氮氧化物吸附机构94的氮氧化物的除去功能被再生。
作为加湿机构91,使用的是具备由网格状的填充材料组成的填充层103、设在填充层103下层并贮存在加湿机构91内进行循环的循环水的水箱104、从水箱把循环水供应给填充层103的水供给管线105的机构。在该加湿机构91中,从水箱介于水供给管线105向填充层103供给水,利用使大气通过加湿机构91以提高大气的湿度。而且,在图9所示的氮氧化物的除去装置中,通过加湿机构91并供应给氮氧化物吸附机构94的大气,为了有效地吸附氮氧化物,湿度为60%以上,最好为80%以上。
此外,前处理机构92,利用对大气中所包含的氮氧化物进行氧化,使大气中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个。虽然前处理机构92的形态没有特别限定,但是最好是可以有效地对低浓度的氮氧化物进行氧化的发生臭氧的氧化装置。而且,如图9所示,最好在前处理机构92中发生臭氧被供应给通过加湿机构91前的大气中。
进而,图9所示的氮氧化物的除去装置,根据需要,也可以具备防止固体吸附材料层95等的孔眼堵塞的吸尘功能。
作为构成吸附材料层95的固体吸附材料,可以根据上述的尺寸、特性及材料进行适当选择使用,此外,关于空间速度,也可以适当选择在1000~200000h-1,最好为3000h-1~100000h-1的范围。
氮氧化物吸附机构94,由于固体吸附材料因氮氧化物吸附突破而逐渐降低氮氧化物的除去功能。但是,在图9所示的氮氧化物的除去装置中,利用使用再生剂从吸附突破的固体吸附材料除去氮氧化物,可以使氮氧化物吸附机构94再生。为此目的的再生装置及再生方法,虽没有特别限定,但作为再生剂,最好使用包含上述碱性物质或还原性物质的水溶液。
为了除去在包含这种氮氧化物的大气中所包含的氮氧化物,首先,如图9所示,利用压力送给扇93的动力,使包含氮氧化物的大气被输入除去装置内,大气中的氮氧化物,利用从前处理机构92供给的臭氧,被变为二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个并被供应到加湿机构91。被供应给加湿机构91的大气,湿度达到60%以上,最好为80%以上并被供应给氮氧化物吸附机构94。被供应给氮氧化物吸附机构94的大气,由于通过固体吸附材料层95,大气中的氮氧化物被吸附除去,用氮氧化物传感器检测了氮氧化物浓度后,作为净化大气排放。
这时,利用氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物的话,那么进行以下所示的氮氧化物吸附机构94的再生。
氮氧化物吸附机构94的再生,由从再生剂箱97介于再生剂供给管线98及散布管,在固体吸附材料层95上散布再生剂,以从固体吸附材料除去氮氧化物的方法进行。在再生剂供给管线98和散布管之间配设了活门99,当要求再生处理的话,活门99被打开,供给再生剂。再生时使用的使用完的再生剂,即通过了固体吸附材料层95后的再生剂,通过被配置在固体吸附材料层95下层的填充层103并被供应给水箱104,作为循环水再利用。
而且,氮氧化物吸附机构94再生后,包含氮氧化物的所有的大气作为净化大气被排放前,氮氧化物的除去和氮氧化物的除去功能的再生将反复进行。
利用图9所示的氮氧化物除去装置的话,由于加湿机构91为与固体吸附材料层95平面重合而与氮氧化物吸附机构94一体化,所以与个别地设置加湿机构和除去装置的情况相比,可以很容易设置除去装置。此外,设置除去装置时所必需的空间较小即可。进而,由于不需要用连结用配管通道连结除去装置和加湿机构,所以为使大气通过除去装置内的压力,不会在连结用配管通道内损失,为使大气通过除去装置内的压力较小即可,从而可以减少运行成本。另外,设置连结用的配管通道也不麻烦。进而,不需要与除去装置个别设置加湿机构,与个别设置加湿机构和除去装置的情况相比,可以很容易设置除去装置。
并且,由于通过了加湿机构91的大气被供应给氮氧化物吸附装置94,所以不管被输入除去装置内的大气的湿度如何,在构成固体吸附材料层95的固体吸附材料的表面将产生氮氧化物的水化反应,氮氧化物变成亚硝酸或硝酸。因此,由于固体吸附材料层95,氮氧化物的吸附量增大,氮氧化物容易被固体吸附材料层95吸附,可以有效地除去大气中所包含的氮氧化物。
此外,当固体吸附材料层95的除去功能降低时,可以利用再生剂除去固体吸附材料层95所吸附的氮氧化物。
进而,由于具备贮存在加湿机构91内进行循环的循环水的水箱104,并且利用再生剂被供应到固体吸附机构95上,通过了固体吸附材料层95的再生剂被供应到水箱104,所以可以把除去功能再生所利用的再生剂作为循环水再利用。
再者,由于包含检测除去功能的氮氧化物传感器,且当氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物的浓度时,除去功能被再生,所以可以确保规定水准以上的氮氧化物的除去功能,从而可以使除去了氮氧化物后所得到的净化大气的品质提高。
此外,由于具备把被供应给加湿机构91的大气中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个的前处理机构92,所以可有效地除去大气中所包含的氮氧化物。
另外,由于前处理机构92,使用臭氧进行氧化,所以可以有效对被供应给加湿机构91的大气中所包含的氮氧化物进行氧化。并且,被供应给加湿机构91的大气,即使包含了未被前处理机构92中的氧化反应利用的剩余臭氧,由于剩余臭氧可在加湿机构91内分解,所以可以抑制因剩余臭氧引起的固体吸附材料的劣化。
再有,由于在前处理机构92中发生的臭氧被供应给通过加湿机构91前的大气中,所以作为前处理机构,与使用利用使大气通过前处理装置内而使大气中所包含的氮氧化物氧化的机构的情况相比,设置除去装置时所必需的空间较小即可。进而,与使大气通过构成前处理机构的前处理装置内的情况相比,为使大气通过除去装置内的压力也可以较小。
再者,在图9所示的本发明的氮氧化物的除去装置中,如上例所示,虽然最好加湿机构91和固体吸附材料层95完全进行平面重合,但是为了使加湿机构91与固体吸附材料层95的至少一部分进行平面重合,也可以与氮氧化物吸附机构94一体化,重合领域的大小,可根据设置空间等决定,没有特别限定。此外,构成加湿机构91的填充层103和固体吸附材料层95的平面的面积,如上例所示,既可以相同,也可以不同,可根据设置空间等决定,没有特别限定。
还有,利用再生剂对氮氧化物进行除去,如上例所示,既可以采用把再生剂散布在固定吸附材料层95上的方法等,也可以采用在本体101内等把固体吸附材料浸渍在再生剂中的方法等。
此外,作为加湿机构91,虽可使用上例所示的机构,但也可使用其他加湿机构,例如,也可以使用向大气喷水雾等以提高湿度的装置等,没有特别限定。
D部分:本发明氮氧化物除去装置及方法的理想的实施形态
以下,参照附图就本发明的氮氧化物的除去装置及方法的理想实施形态进行详细说明。图10是本发明的氮氧化物除去装置的概略图,图11是为说明吸附组件结构的概略图。此外,在图11中,为了便于阅图,没有表示收纳部底板及固体吸附材料层。
图10所示的氮氧化物的除去装置,具备对被输入除去装置内的大气进行加湿的加湿机构91、对通过了加湿机构91的大气中所包含的氮氧化物进行氧化的前处理机构92、对通过了前处理机构的大气中所包含的氮氧化物进行吸附的氮氧化物吸附机构94、采集大气并输入除去装置内且使之通过除去装置内同时排放到除去装置外的大气的压力送给扇93。
此外,设置压力送给扇93的位置,可以为加湿机构91之前及加湿机构91和前处理机构92之间,只要可以使大气通过吸附组件94a内的话即可,没有特别限定。
氮氧化物吸附机构94,如图10所示,具备三个吸附组件94a。吸附组件94a,是利用使大气通过由固体吸附材料组成的固体吸附材料层95,以除去大气中所包含的氮氧化物,并分别具备对通过固体吸附材料层95的大气的速度进行控制的控制扇96。此外,三个吸附组件94a被层合在垂直方向上并被一体化,在图10中,用虚线表示各吸附组件94a的上端和下端。
另外,在图10所示的例子中,虽然被层合了三个吸附组件94a,但是被层合的吸附组件的数只要是2个以上的话,则多少个都可以,可根据设置场所的条件等进行决定,没有特别限定。
此外,图10所示的氮氧化物的除去装置,具备当固体吸附材料层95的除去功能降低时,把再生剂供应给氮氧化物吸附机构94的再生剂供给机构。再生剂供给机构,具备贮存再生剂的再生剂箱97、从再生剂箱97向各吸附组件94a供给再生剂的同时把使用后的再生剂从各吸附组件94a返回到再生剂箱97的再生剂供给管线98、为把再生剂个别地供应给每一个吸附组件94a的供给阀106、把被供应给吸附组件94a的再生剂积存在吸附材料收纳部107及气体整流部108内时被关闭的排出阀109。
进而,在图10所示的氮氧化物的除去装置中,吸附材料收纳部107及气体整流部108具有水密性,再生时,可以把从再生剂供给管线98供给的再生剂积存在吸附材料收纳部107及气体整流部108内,并可以把固体吸附材料层95浸渍在再生剂中。
此外,在图10所示的氮氧化物的除去装置中,在把通过了氮氧化物吸附机构94的大气作为净化大气排放的大气排放管线中,设置了氮氧化物传感器(图中省略)。氮氧化物传感器,检测氮氧化物吸附机构94的氮氧化物除去功能,并对从除去装置排放的净化大气的氮氧化物浓度进行管理。
而且,图10所示的氮氧化物的除去装置,在氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的浓度时,氮氧化物吸附机构94的氮氧化物的除去功能被再生。
作为加湿机构91,只要是可对大气进行加湿的话,则什么机构都可以使用,例如,可以适合使用向大气喷水雾的装置及使大气通过含水的网格状的填充层的装置等。
此外,前处理机构92,利用对大气中所包含的氮氧化物进行氧化,使大气中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个。虽然前处理机构92的形态没有特别限定,但是最好是可以有效地对低浓度的氮氧化物进行氧化的发生臭氧的氧化装置。
进而,在图10所示的氮氧化物的除去装置中,根据需要,也可以具备防止固体吸附材料层95的孔眼堵塞的吸尘功能等,例如,也可以把前处理装置92作为电子吸尘器与氮氧化物的氧化同时进行吸尘。
此外,图10所示的固体吸附材料层95的厚度,虽没有特别限定,但最好为10~50cm的范围,在15~30cm的范围则更好。固体吸附材料层95的厚度超过50cm的话,则压力损失变大而不太好。此外,固体吸附材料层95的厚度不足10cm的话,则由于担心不能得到充分的除去功能,故不太好。
吸附组件94a,如图10及图11所示,具备内部设有固体吸附材料层95的吸附材料收纳部107、对通过上述固体吸附材料层95的大气进行整流的气体整流部108、层合了吸附组件94a时对通过被配置在组件本体111之下的其他吸附组件94a的固体吸附材料层95的大气进行整流的下段组件用整流部110。
如图10及图11所示,组件本体111,如图11所示,被做成了具备,具有入口侧上部112a和设置了通向下段组件用整流部110的气体入口112c的入口侧下部112b的入口侧面112、与入口侧面112相对配置且具有出口侧上部113a和设置了来自下段组件用整流部110的气体出口113c的出口侧下部113b的出口侧面113、被设置在与入口侧面112及出口侧面113交叉的方向上的两个侧面114的俯视时为矩形的半高规格形状。
此外,如图10及图11所示,在吸附组件94a内,为了使大气均匀流动,气体入口112c,被设在入口侧面112的整个宽度上,气体出口113c,被设在出口侧面113的整个宽度上。
在出口侧113的出口侧上部113a,设有可开闭的开口部113e,即使层合了吸附组件94a的状态,也可以从出口侧面113使固体吸附材料出入。因此,既可以在层合吸附组件94a前形成固体吸附材料层95,也可以在层合了吸附组件94a后形成固体吸附材料层95。此外,形成了固体吸附材料层95后,根据需要,还可以交换固体吸附材料。
入口侧面112和出口侧面113之间,配置了收纳部边界壁107b,从收纳部边界壁107b的下端107c朝向出口侧上部113a水平配置了收纳部底板107d,形成了由收纳部边界壁107b和收纳部底板107d和出口侧上部113a所包围的吸附材料收纳部107。
收纳部底板107d,具有比固体吸附材料的粒径小的孔,使用的是由金属等制成的网眼状的底板等。此外,收纳部底板107d,如图11所示,在沿吸附材料收纳部107的内壁朝内侧伸展的支持构件107e上,利用承载收纳部底板107d的缘部进行支持。
此外,在图11中,符号115表示整流部底。整流部底115,如图11所示,位于作为入口侧上部112a和入口侧下部112b边界的入口侧边界112d之下,并且水平配置在出口侧边界113d之下。
进而,组件本体111,如图11所示,具备从入口侧边界112d延伸到整流部底115的入口侧底板115a、从出口侧边界113d延伸到整流部底115的出口侧底板115b。
而且,气体整流部108和下段组件用整流部110被整流部底115和入口侧底板115a及出口侧底板115b分离,如图10所示,通过组件本体111内的大气和通过被配置在组件本体111之下的其他吸附组件94a内的大气被隔开。
另外,如图11所示,整流部底115,为与收纳部底板107d平行的平面,如图10所示,它设置了再生时对被积存在吸附材料收纳部107及气体整流部108内的再生剂进行排出的排出口117。排出口117,如图10所示,利用再生剂供给管线98与再生剂箱97接续,再生时使用的再生剂被返回到再生剂箱97。此外,来自排水口117的再生剂的排出,可以利用在每一个吸附组件94a上个别具备的排出阀109,按照各吸附组件94a个别地进行。
进而,整流部底115,如图11所示,被配置成与收纳部边界壁107b平面重合,在层合了吸附组件94a时,整流部底115和被配置在组件本体111之下的其他吸附组件94a的收纳部边界壁107b的上端107a重合。
此外,入口侧底板115a和入口侧上部112a所构成的角度θ最好在90°~180°,为120°~150°的范围则更好。入口侧底板115a和入口侧上部112a所构成的角度θ不足90°时,以及角度θ超过180°时,有可能不能充分得到对于通过气体整流部108内及下段组件用整流部110内的大气的整流效果。
另外,从整流部底115和出口侧底板115b的边界到收纳部底板107d的长度A与从整流部底115和出口侧底板115b的边界到出口侧面113的长度B之比A∶B,最好为1∶1~1∶10的范围,为1∶2~1∶5的范围则更好。上述的比A∶B不足1∶1时,以及超过1∶10时,有可能不能充分得到对于通过气体整流部108内的大气的整流效果。
再者,如图10所示,本发明的氮氧化物的除去装置,在构成氮氧化物吸附机构94的最上部的吸附组件94a之上具备盖子116。盖子116,如图10所示,具有在顶板116a之下具备与吸附组件94a的收纳部底板107d的下侧部相同形状的下侧部116b,从而通过构成最上部的吸附组件94a的气体的流路,与通过其他吸附组件94a的气体的流路成为相同形状。
再有,组件本体111及盖子116,可以由软钢、不锈钢、FRP、PCV等制成,既可以用单一材料制成,也可以由多种材料制成,没有特别限定。
还有,关于图10所示的氮氧化物的除去装置的湿度条件、吸附材料、再生剂以及流速等,可以从上述的范围的材料或者条件适宜地选择使用。
为了除去在包含这种氮氧化物的大气中所包含的氮氧化物,首先,如图10所示,利用压力送给扇93和控制扇96的动力,使包含氮氧化物的大气被输入除去装置内,通过加湿机构91,使湿度达到60%以上,最好为80%以上。其次,通过了加湿机构91的大气,被供应到前处理机构92,大气中的氮氧化物变为二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个并被供应到氮氧化物吸附机构94。被供应给氮氧化物吸附机构94的大气,被供应给图10所示的所有的吸附组件94a,利用控制扇96的动力,通过固体吸附材料层95的大气的速度经过控制在所有的吸附组件94a中为一定。而且,由于通过氮氧化物吸附机构94,大气中的氮氧化物被吸附除去。
这时,在图10所示的除去装置中,如下所示,通过固体吸附材料层95的大气被流动。也就是说,如图11所示,入口侧底板115a的形状,从入口侧边界107d朝向整流部底115斜向下,出口侧底板115b的形状,从整流部底115朝向出口侧边界113d斜向上。此外,在图10所示的吸附组件94a中下面两个吸附组件94a中,由构成上下相邻的吸附组件94a的整流部底115和入口侧底板115a及出口侧底板115b所形成的整个空间,成为了通过吸附组件94a的气体的流路。此外,在最上的吸附组件94a,由整流部底115、入口侧底板115a、出口侧底板115b和盖子116所形成的整个空间,形成了通过吸附组件94a的大气的流路。
因此,通过各吸附组件94a的大气,从气体入口112c供给,如图10中的箭头所示,利用入口侧底板115a从入口侧边界112d朝向整流部底115斜向下流动,利用出口侧底板115b从整流部底115朝向出口侧边界113d斜向上流动,通过固体吸附材料层95从气体出口113c排放。
这样,通过了氮氧化物吸附机构94的大气,利用氮氧化物传感器检测到氮氧化物浓度后,作为净化大气排放。这时,利用氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物的话,那么进行以下所示的氮氧化物吸附机构94的再生。
氮氧化物吸附机构94的再生,由打开图10所示的所有的供给阀106,关闭所有的排出阀109,从再生剂箱97介于再生剂供给管线98供给再生剂,在所有的吸附组件94a的吸附材料收纳部107及气体整流部108内积存再生剂并从固体吸附材料除去氮氧化物后,关闭所有的供给阀106,打开所有的排出阀109,以从排出口117排出使用过的再生剂,并利用再生剂供给管线98返回到再生剂箱的方法进行。
然后,包含氮氧化物的所有的大气作为净化大气被排放前,氮氧化物的除去和氮氧化物的除去功能的再生将反复进行。
利用图10及图11所示的氮氧化物除去装置及除去方法的话,由于层合了三个半高规格的吸附组件94a并一体化,所以与把三个吸附组件94a排列设置在固体吸附材料层95的延长方向上的情况相比,可以把为设置固体吸附材料层95的面积控制在三分之一,从而很容易确保除去装置的设置空间。并且,由于固体吸附材料层95上的面积,与把三个吸附组件94a排列设置在固体吸附材料层95的延长方向上的情况相同,所以与把三个吸附组件94a排列设置在固体吸附材料层95的延长方向上的情况相比,不会降低氮氧化物的除去功能,可以充分发挥固体吸附材料的除去功能,得到优异的除去效率。进而,由于各固体吸附材料层95的面积为三分之一,所以为使大气通过除去装置内的压力较小即可,可以减少运行成本,并且可以高效率地把含有氮氧化物的气体供应到固体吸附材料层95,可以实现很高的吸附效率,此外,由于针对再生液的重力方向的接触面积很大,所以可以更加提高再生处理的效率。
进而,由于组件本体具备整流部底115和入口侧底板115a及出口侧底板115b,所以通过各吸附组件94a的大气,利用入口侧底板115a从入口侧边界112d朝向整流部底115斜向下流动,利用出口侧底板115b从整流部底115朝向出口侧边界113d斜向上流动,并通过固体吸附层95。
结果,与整流部底115和入口侧底板115a及出口侧底板115b全部与固体吸附材料层95平行配置的情况相比,通过吸附组件的气体的流动很难紊乱,通过固体吸附材料层95的气体变得容易流动。此外,由于可以使速度均匀化,所以为使气体通过除去装置内的压力非常小即可。进而,在本发明中,也可以使用风量调节器替代控制扇96。
此外,下段组件用整流部110,由于被整流部底115和入口侧底板115a及出口侧底板115b与气体整流部108分离,所以再生时不供给再生剂。因此,与整流部底115和入口侧底板115a及出口侧底板115b全部与固体吸附材料层95平行配置的情况相比,可以削减再生剂的用量。
另外,在本发明的氮氧化物的除去装置及除去方法中,如上例所示,在构成氮氧化物吸附机构94最上部的吸附组件94a之上,配置了在顶板116a之下与吸附组件94a的收纳部底板107d之下具备相同形状的盖子116,通过构成最上部的吸附组件94a的气体的流路,最好做成与通过其他吸附组件94a的气体流路具有相同的形状,但是在构成氮氧化物吸附机构94最上部的吸附组件94a之上,既可以设置只由顶板116a组成的盖子,也可以设置具有其他形状的盖子。
再者,如上例所示,构成氮氧化物吸附机构94的所有的吸附组件94a,同时进行氮氧化物的除去及氮氧化物的除去功能的再生,虽然氮氧化物吸附机构94也可以交互进行氮氧化物的除去及氮氧化物的除去功能的再生,但是在本发明的其他的形态中,鉴于使用多个吸附组件94a,所以也可以在构成氮氧化物吸附机构94的吸附组件94a中一部分吸附组件94a在除去氮氧化物时,剩余的吸附组件94a进行再生。这样,在氮氧化物吸附机构94中同时进行氮氧化物的除去和再生时,可以连续且有效地除去氮氧化物。
进而,在上述的例子中,包含氮氧化物的大气,通过了加湿机构91后,被供应给前处理机构92,通过了前处理机构92后,被供应给氮氧化物吸附机构94,但是也可以通过前处理机构92后,被供应给加湿机构91,通过了加湿机构91后,被供应给氮氧化物吸附机构94。
此外,包含氮氧化物的大气,也可以介于可个别供应给各吸附组件94a的配管等,个别地供应给每一个吸附组件94a。
图12是使用本发明填充装置例举填充粒状物的吸附组件的第二实施形态的图。图12所示的吸附组件,虽然吸附组件本身没有开口或喷嘴,但是它是利用使相同的吸附组件上下重合,可形成两个开口的吸附组件。图12表示了两个吸附组件120·130上下重合的情况。图12所示的吸附组件120·130,上部开放,底部121形成了两个倾斜,利用把两个相同吸附组件在上下重合,并由上侧吸附组件120的底部121的两个倾斜和下侧吸附组件130形成两个开口131。图12只表示一个开口131。吸附组件120·130,例如可以作为吸附组件使用,这时,内部具备隔离板122,利用该隔离板122,可形成与一个开口连续的气流入部123和与其他开口连续的为填充吸附材料的吸附材料填充部124,底部121形成了为联系气流入部123和吸附材料填充部124的气流路部125。另外,上述一个开口及其他开口,利用进一步在上侧吸附组件120的上部重合相同的吸附组件,在气流入部123上及吸附材料填充部124上形成。
图12所示的吸附组件120,使气从所形成的一个开口流入,通过气流入部123、气流路部125和吸附材料填充部124,从其他的开口排出。例如,吸附材料填充部124,具备支持部124a和被支持部124a支持的图中未表示的多孔板,多孔板上填充吸附材料。图12所示的吸附组件120·130,不限于两段,可以重合多段使用。
对图12所示的吸附组件120进行详述的话,由两对相对的侧板126a·126b·127a·127b、隔离板122、形成规定倾斜的两个倾斜板128a·128b、底板129、上述支持部124a、上述多孔板构成。两对相对的侧板126a·126b·127a·127b,相对的侧板具有相同的大小,一对的侧板126a·126b的垂直方向的长度,比其他一对的侧板127a·127b的垂直方向的长度短,这些侧板126a·126b·127a·127b的上端一致,并且由于具备两个倾斜板128a·128b,所以当把下侧吸附组件130重合时,可以形成两个开口131。隔离板122,与垂直方向的长度较短的一对的侧板126a·126b平行,在该一对的侧板126a·126b之间相离配设。两对侧板126a·126b·127a·127b的上端和隔离板122的上端一致,进而在上侧配置相同的吸附组件时,其底部与隔离板122的上端邻接。与垂直方向的长度较短的一对侧板126a·126b接续,为在隔离板132之下形成流路而接合两个倾斜板128a·128b。这两个倾斜板128a·128b,被底板129接续。
吸附材料填充部124,由隔离板122、一对侧板127a·127b和侧板126b形成。隔离板122的下部、各侧板126b、127a、127b的规定位置配设支持部124a,支持部124a上承载了图中未表示的多孔板。多孔板,设有没有穿通吸附材料的多个孔。此外,吸附组件130也具有与吸附组件120相同的构成。
在图12所示的上下两个重合的吸附组件120·130中,开通一个开口,并通过由上侧吸附组件120的一个倾斜板128a和一对侧板127a·127b所形成的空间向下侧吸附组件130内供给气。接着,送往由与上侧吸附组件120的侧板126a对应的下侧吸附组件130的侧板132a、与上侧吸附组件120其他一对侧板127a·127b对应的下侧吸附组件130的一对侧板133a·133b、与上侧吸附组件120的隔离板123对应的下侧吸附组件130的隔离板所形成的气流入部。进而,接着送往由一对侧板133a·133b、与上侧吸附组件120的两个倾斜板128a·128b对应的下侧吸附组件130的两个倾斜板、与上侧吸附组件120的底板129对应的下侧吸附组件130的底板所形成的气流路部。再接着,气通过下侧吸附组件130的多孔板、通过吸附材料间、通过由上侧吸附组件的一对侧板127a·127b和倾斜板128b所形成的空间、通过其他开口131被排出。
图12所示的吸附组件120·130,可以填充吸附材料,但是例如当把该吸附组件120·130用于吸附除去氮氧化物时,作为吸附材料,可以填充椰壳(Coconut hust)活性碳、沥青活性碳、PAN活性碳、碳素纤维、木炭、富勒林(Fullerene)、碳纳管(Carbon nano-tubes)、活性白土、氧化铝、沸石、硅石、镁、二氧化钛等规定粒子径的材料。作为填充物,可以填充上述的陶瓷球等。此外,与气流入部邻接的一个倾斜板128a的倾斜角,相对水平方向可以设为40°~60°,最好为45°,其他倾斜板128b的倾斜角,可以设置为,在垂直方向的隔离板122和底板129的距离,与在水平方向的隔离板122和形成吸附材料填充部124的侧板126b的距离之比,为1∶1~1∶10,最好为1∶2~1∶5。为了减少气对于流动的压力损失,使气均匀地通过吸附材料层,吸附组件底的形状,最好不是由两个倾斜板128a·128b构成,而是平滑的曲面,做成曲面时,为了减少流入下侧吸附组件130的气及被排出的气的流路面积,最好做成具备具有上述角度倾斜的两个倾斜板128a·128b的构成。此外,由于在上述范围形成,所以在气流路部可以充分得到对于通过该气流路部的气的整流效果。
产业上利用可能性
利用本发明的话,可以提供有关对气体中所包含的氮氧化物进行除去的方法及氮氧化物除去装置,特别是可有效除去大气中所包含的氮氧化物的氮氧化物的除去方法以及在进行上述除去方法时可适合使用的氮氧化物的除去装置。

Claims (32)

1. 一种氮氧化物的除去装置,其中,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的装置,其特征在于,
具备利用使上述气体通过固体吸附材料层,以除去上述气体中所包含的上述氮氧化物的具有吸附组件的氮氧化物吸附机构,
其中,上述吸附组件具有,
被收纳部边界壁和收纳部底板及出口侧上部包围,且在内部设有上述固体吸附材料层的吸附材料收纳部、
半高规格的组件本体,该半高规格的组件本体具备对通过上述固体吸附材料层的气体进行整流的气体整流部,
其中,上述组件本体具备,
入口侧面、
相对上述入口侧面配置且具有上述出口侧上部和出口侧下部的出口侧面、
被配置在上述入口侧面和上述出口侧面之间的上述收纳部边界壁、
从上述收纳部边界壁的下端朝向上述出口侧上部并被水平配置的上述收纳部底板、
水平配置在作为上述出口侧上部和上述出口侧下部边界的出口侧边界之下的上述整流部底、
从上述入口侧面延伸至上述整流部底的上述入口侧底板、
从上述出口侧边界延伸至上述整流部底的上述出口侧底板。
2. 如权利要求1所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述入口侧面,具有入口侧上部和入口侧下部,
上述整流部底被配置在作为上述入口侧上部和上述入口侧下部边界的入口侧边界之下,
上述入口侧底板从上述入口侧边界延伸至上述整流部底。
3. 如权利要求2所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述氮氧化物吸附机构,多个吸附组件被层合在垂直方向并一体化,
上述组件本体具备下段组件用整流部,该下段组件用整流部利用上述整流部底和上述入口侧底板及上述出口侧底板,而与上述气体整流部分离;并且提供在对上述吸附组件进行层合时,相对于配置在下侧的其他吸附组件的上述气体整流部,
在上述入口侧下部,设有通向上述下段组件用整流部的气体入口,
在上述出口侧下部,设有来自上述下段组件用整流部的气体出口。
4. 如权利要求1至3中任何一项所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述入口侧底板和上述入口侧上部所构成的角度θ可在90°~180°范围内倾斜。
5. 如权利要求1所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,从上述整流部底和上述出口侧底板的边界到上述收纳部底板的长度A与从上述边界到上述出口侧面的长度B之比A∶B在1∶1~1∶10的范围。
6. 如权利要求1所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述整流部底和上述收纳部边界壁平面重合。
7. 如权利要求1所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,在对上述吸附组件进行层合时,被配置在上的上述吸附组件的上述整流部底和被配置在下的上述吸附组件的上述收纳部边界壁的上端重合。
8. 如权利要求1所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,具有在上述固体吸附材料层的除去功能降低时,把再生剂供应给上述氮氧化物吸附机构的再生剂供给机构,
通过利用上述再生剂除去被上述固体吸附材料层吸附的氮氧化物,使降低的上述除去功能再生。
9. 如权利要求1所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述吸附材料收纳部以及上述气体整流部具有水密性。
10. 如权利要求8所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述再生剂供给机构,被做成可把上述再生剂个别地供应给每一个上述吸附组件的方式。
11. 如权利要求8所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述再生剂,包含碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜、硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁或者从由它们的混合物组成的群中选择的含硫化合物的任何一个。
12. 一种氮氧化物的除去装置,其中,它是气体中所包含的氮氧化物的除去装置,其特征在于,具备,
构成氮氧化物吸附机构的多个半高规格固体吸附剂层的吸附组件、
为给上述吸附组件的上述半高规格的上述固体吸附剂层的大面积侧供给上述气体的气体整流机构。
13. 一种氮氧化物的除去方法,它是气体中所包含的氮氧化物的除去方法,
其中包含,对于具备构成氮氧化物吸附机构的多个半高规格的固体吸附剂层的吸附组件,把上述气体介于为给上述吸附组件的上述半高规格的上述固体吸附剂层的大面积侧供给上述气体的气体整流机构进行导入的工序、
利用固体吸附剂选择性地对上述氮氧化物进行除去的工序。
14. 一种氮氧化物的除去方法,其中,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的方法,其特征在于,包含
利用介于选择性地把上述气体供应给半高规格的固体吸附剂的大面积侧的气体整流机构,把上述气体供应给包含吸附氮氧化物并进行除去的半高规格的固体吸附剂的氮氧化物吸附机构,以除去上述气体中所包含的氮氧化物的除去工序、
通过利用包含碱性物质或者还原性物质的再生剂对上述固体吸附剂吸附的氮氧化物进行除去,以使因上述除去工序而降低的上述氮氧化物吸附机构的上述氮氧化物的除去功能再生的再生工序。
15. 如权利要求14所述的氮氧化物的除去方法,其特征在于,包含利用氮氧化物传感器对上述除去功能进行检测的检测工序,当在上述检测工序中检测到除去功能降低时,进行上述再生工序。
16. 如权利要求14或15所述的氮氧化物的除去方法,其特征在于,上述氮氧化物吸附装置和贮存上述再生剂的再生剂箱之间,使上述再生剂循环。
17. 如权利要求14所述的氮氧化物的除去方法,其特征在于,在上述除去工序之前,包含把上述气体中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个的前处理工序。
18. 如权利要求14所述的氮氧化物的除去方法,其特征在于,上述气体,是道路隧道内、沟·半地下道路隧道、道路掩蔽工事、停车场内、道路附近、停靠站中采集的任何一种大气。
19. 如权利要求18所述的氮氧化物的除去方法,其特征在于,上述碱性物质为碱金属的氢氧化物或者碱土金属的氢氧化物,上述还原性物质是亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜、硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁或者从由它们的混合物组成的群中选择的含硫化合物。
20. 如权利要求19所述的氮氧化物的除去方法,其特征在于,上述再生剂,包含还原性物质时,在氮气氛下再生上述除去功能。
21. 一种氮氧化物的除去装置,其中,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的装置,其特征在于,具备
包含吸附氮氧化物并进行除去的半高规格的固体吸附剂的氮氧化物吸附机构、
选择性地把上述气体供应给上述半高规格的上述固体吸附剂的大面积侧的气体整流机构、
在上述氮氧化物吸附机构的氮氧化物的除去功能降低时把包含碱性物质或还原性物质的再生剂供应给上述氮氧化物吸附机构的再生剂供给机构,
通过利用上述再生剂除去被上述固体吸附剂吸附的氮氧化物,使降低的上述除去功能再生。
22. 如权利要求21所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,包含对上述除去功能进行检测的氮氧化物传感器,当上述氮氧化物传感器检测到规定浓度以上的氮氧化物浓度时,使上述除去功能再生。
23. 如权利要求21或22所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,具备贮存上述再生剂的再生剂箱,
上述再生剂可在上述再生剂箱和上述氮氧化物吸附装置之间循环。
24. 如权利要求21所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,具备把上述气体中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个的前处理机构,
通过了上述前处理机构的上述气体供应给上述氮氧化物吸附装置。
25. 一种氮氧化物的除去装置,其中,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的装置,其特征在于,
包含利用介于为使上述气体引导到半高规格的大面积侧的气体整流机构使上述气体通过半高规格的固体吸附材料层,以对上述气体中所包含的上述氮氧化物进行除去的多个吸附组件,具备在与上述固定吸附材料层的延长方向交叉的方向上层合了多个上述吸附组件并进行一体化的节省空间型的氮氧化物吸附机构。
26. 如权利要求25所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述吸附组件,分别具备对通过上述固体吸附材料层的上述气体的速度进行控制的控制机构。
27. 如权利要求25或26所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,具备当上述固体吸附材料层的除去功能降低时,把再生剂供应给上述氮氧化物吸附机构的再生剂供给机构,
通过利用上述再生剂除去被上述固体吸附材料层吸附的氮氧化物,使降低的上述除去功能再生。
28. 如权利要求27所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述再生剂供给机构,可以做成可把上述再生剂个别地供应给每一个上述吸附组件的方式。
29. 如权利要求25所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,具备把上述气体中所包含的氮氧化物变成二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮中任何一个的前处理机构,
通过了上述前处理机构的上述气体供应给上述氮氧化物吸附机构。
30. 如权利要求25所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,上述再生剂,包含碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜、硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁或者从由它们的混合物组成的群中选择的含硫化合物的任何一个。
31. 一种氮氧化物的除去装置,其特征在于,它是对气体中所包含的氮氧化物进行除去的装置,具备
对上述气体进行加湿的加湿机构、
利用介于为使上述气体引导到半高规格的大面积侧的气体整流机构使上述气体通过半高规格的固体吸附材料层,以除去上述气体中所包含的上述氮氧化物的氮氧化物吸附机构,
上述加湿机构为与上述固体吸附材料层进行平面重合而与上述氮氧化物吸附机构一体化,通过了上述加湿机构的上述气体被供应到上述氮氧化物吸附装置。
32. 如权利要求31所述的氮氧化物的除去装置,其特征在于,具备对上述加湿机构所使用的加湿用水进行贮存的水箱,
利用再生剂被供应到上述固体吸附材料层上,通过了上述固体吸附材料层的上述再生剂被供应到上述水箱中,上述固体吸附材料层由包含碳素材料的固体吸附材料制成,并且上述再生剂,包含碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、亚硫酸锂、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸铁、亚硫酸铜、硫代硫酸锂、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁或者从由它们的混合物组成的群中选择的含硫化合物的任何一个。
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