JP2000279757A - メタン主成分の炭化水素含有ガス中の炭化水素の分解除去方法 - Google Patents
メタン主成分の炭化水素含有ガス中の炭化水素の分解除去方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温度ガス中のメタンを主成分とする炭化水素
を短時間ないし瞬時に完全ないしほぼ完全に酸化分解し
て除去する。 【解決手段】メタンを主成分とする炭化水素を含有する
３７０℃以上の高温度ガス中の炭化水素の酸化分解除去
方法であって、予め生成させたオゾンを該高温度ガスに
添加することを特徴とするメタンを主成分とする炭化水
素を含有する高温度ガス中の炭化水素の分解除去方法。
を短時間ないし瞬時に完全ないしほぼ完全に酸化分解し
て除去する。 【解決手段】メタンを主成分とする炭化水素を含有する
３７０℃以上の高温度ガス中の炭化水素の酸化分解除去
方法であって、予め生成させたオゾンを該高温度ガスに
添加することを特徴とするメタンを主成分とする炭化水
素を含有する高温度ガス中の炭化水素の分解除去方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温度の、メタン
を主成分とする炭化水素を含有するガス中の炭化水素を
オゾンにより酸化分解して除去する方法に関する。
を主成分とする炭化水素を含有するガス中の炭化水素を
オゾンにより酸化分解して除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、メタンを主成分とする炭化水素ガ
ス含有排ガスの処理方法としては、（１）触媒を用いる
方法、（２）吸着剤を用いる方法、（３）常温でオゾン
と触媒を用いる方法などが研究されている。ところが
（１）触媒を用いる方法では、メタンによる除去率が小
さい、装置容積が大きい、圧力損失が大きい、触媒自体
のコストが高く寿命が短いなどの欠点があり、また設備
上のコストが高いなどの問題がある。
ス含有排ガスの処理方法としては、（１）触媒を用いる
方法、（２）吸着剤を用いる方法、（３）常温でオゾン
と触媒を用いる方法などが研究されている。ところが
（１）触媒を用いる方法では、メタンによる除去率が小
さい、装置容積が大きい、圧力損失が大きい、触媒自体
のコストが高く寿命が短いなどの欠点があり、また設備
上のコストが高いなどの問題がある。
【０００３】（２）吸着剤を用いる方法では、吸着剤で
吸着させた成分を脱離処理しなければならない、装置容
積が大きく、その割には除去率が小さいなどの欠点があ
る。さらに（３）常温でオゾンと触媒を用いる方法で
は、常温では炭化水素除去率が低く、処理時間が長く、
装置容積が大きいなどの欠点があり、またオゾンを排出
しないための工夫を要するなどの問題がある。特に常温
でのメタンの除去はオゾンによっても非常に難しいだけ
でなく、必ずオゾンを分解するための触媒が必要であ
る。
吸着させた成分を脱離処理しなければならない、装置容
積が大きく、その割には除去率が小さいなどの欠点があ
る。さらに（３）常温でオゾンと触媒を用いる方法で
は、常温では炭化水素除去率が低く、処理時間が長く、
装置容積が大きいなどの欠点があり、またオゾンを排出
しないための工夫を要するなどの問題がある。特に常温
でのメタンの除去はオゾンによっても非常に難しいだけ
でなく、必ずオゾンを分解するための触媒が必要であ
る。
【０００４】（３）オゾンによる例として、特開平４ー
２７６１６７号公報では、排気ガスにオゾン化した空気
を導入して燃料の未燃焼又は不完全燃焼部分を燃焼させ
るとしているが、具体的にはオゾン添加後の導管に酸化
用触媒コンバーターを付設している。また特表平６ー５
１１３４４号公報ではサーマルエンジンからの排気ガス
中でスパークによりオゾンを発生させ、炭化水素及び一
酸化炭素を減少させるというもので、その温度がどの程
度のものか不明であり、また外気へ排出されるガス中に
含まれるオゾンについての配慮は見当たらない。
２７６１６７号公報では、排気ガスにオゾン化した空気
を導入して燃料の未燃焼又は不完全燃焼部分を燃焼させ
るとしているが、具体的にはオゾン添加後の導管に酸化
用触媒コンバーターを付設している。また特表平６ー５
１１３４４号公報ではサーマルエンジンからの排気ガス
中でスパークによりオゾンを発生させ、炭化水素及び一
酸化炭素を減少させるというもので、その温度がどの程
度のものか不明であり、また外気へ排出されるガス中に
含まれるオゾンについての配慮は見当たらない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、高
温度の、メタンを主成分とする炭化水素を含有するガス
中の炭化水素をオゾンを用いて酸化分解することによ
り、別途触媒等を必要とすることなく、短時間に、メタ
ンを主成分とする炭化水素を完全ないしほぼ完全に除去
できることを見い出した。
温度の、メタンを主成分とする炭化水素を含有するガス
中の炭化水素をオゾンを用いて酸化分解することによ
り、別途触媒等を必要とすることなく、短時間に、メタ
ンを主成分とする炭化水素を完全ないしほぼ完全に除去
できることを見い出した。
【０００６】すなわち、本発明は、高温度のメタンを主
成分とする炭化水素を含有するガス中の炭化水素をオゾ
ンを用いて酸化分解することにより、該炭化水素を完全
ないしほぼ完全に除去できるメタンを主成分とする炭化
水素含有ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法を提供す
ることを目的とする。
成分とする炭化水素を含有するガス中の炭化水素をオゾ
ンを用いて酸化分解することにより、該炭化水素を完全
ないしほぼ完全に除去できるメタンを主成分とする炭化
水素含有ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）メタン
を主成分とする炭化水素を含有する３７０℃以上の高温
度ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、予め
生成させたオゾンを該高温度ガスに添加することを特徴
とするメタンを主成分とする炭化水素を含有する高温度
ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
を主成分とする炭化水素を含有する３７０℃以上の高温
度ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、予め
生成させたオゾンを該高温度ガスに添加することを特徴
とするメタンを主成分とする炭化水素を含有する高温度
ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
【０００８】本発明は、（２）ガスエンジンから排出さ
れるメタンを主成分とする炭化水素を含有する３７０℃
以上の高温度排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法で
あって、予め生成させたオゾンを該高温度排ガスに添加
することを特徴とするガスエンジンから排出される高温
度排ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
れるメタンを主成分とする炭化水素を含有する３７０℃
以上の高温度排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法で
あって、予め生成させたオゾンを該高温度排ガスに添加
することを特徴とするガスエンジンから排出される高温
度排ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
【０００９】本発明は、（３）ガスエンジンから排出さ
れるメタンを主成分とする炭化水素を含有する３７０℃
以上の高温度排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法で
あって、予め生成させたオゾンをガスエンジンの各シリ
ンダーから出る導管中の該高温度排ガスに添加すること
を特徴とするガスエンジンから排出される高温度排ガス
中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
れるメタンを主成分とする炭化水素を含有する３７０℃
以上の高温度排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法で
あって、予め生成させたオゾンをガスエンジンの各シリ
ンダーから出る導管中の該高温度排ガスに添加すること
を特徴とするガスエンジンから排出される高温度排ガス
中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
【００１０】本発明は、（４）ガスエンジンから排出さ
れるメタンを主成分とする炭化水素を含有する３７０℃
以上の高温度排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法で
あって、予め生成させたオゾンをガスエンジンからター
ビンへ導く導管中の該高温度排ガスに添加することを特
徴とするガスエンジンから排出される高温度排ガス中の
炭化水素の分解除去方法を提供する。
れるメタンを主成分とする炭化水素を含有する３７０℃
以上の高温度排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法で
あって、予め生成させたオゾンをガスエンジンからター
ビンへ導く導管中の該高温度排ガスに添加することを特
徴とするガスエンジンから排出される高温度排ガス中の
炭化水素の分解除去方法を提供する。
【００１１】本発明は、（５）ガスエンジンから排出さ
れるメタンを主成分とする炭化水素を含有する３７０℃
以上の高温度排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法で
あって、予め生成させたオゾンをガスエンジンからター
ビンを経て排出される該高温度排ガスに添加することを
特徴とするガスエンジンから排出される高温度排ガス中
の炭化水素の分解除去方法を提供する。
れるメタンを主成分とする炭化水素を含有する３７０℃
以上の高温度排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法で
あって、予め生成させたオゾンをガスエンジンからター
ビンを経て排出される該高温度排ガスに添加することを
特徴とするガスエンジンから排出される高温度排ガス中
の炭化水素の分解除去方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、高温度の、メタンを主
成分とする炭化水素を含有するガス中の炭化水素をオゾ
ンを用いて酸化分解して除去する方法である。本発明に
おいては、別途触媒を必要とせずに、短時間に、高温度
のメタンを主成分とする炭化水素を完全にないしほぼ完
全に除去することができる。本発明において処理される
メタンを主成分とする炭化水素含有ガスの温度は３７０
℃以上、好ましくは４００℃以上、さらに好ましくは５
００℃以上である。
成分とする炭化水素を含有するガス中の炭化水素をオゾ
ンを用いて酸化分解して除去する方法である。本発明に
おいては、別途触媒を必要とせずに、短時間に、高温度
のメタンを主成分とする炭化水素を完全にないしほぼ完
全に除去することができる。本発明において処理される
メタンを主成分とする炭化水素含有ガスの温度は３７０
℃以上、好ましくは４００℃以上、さらに好ましくは５
００℃以上である。
【００１３】本発明で使用するオゾンは、空気、酸素富
化空気、酸素、酸素が含まれている排ガス等から予め生
成させ、これを高温のメタンを主成分とする炭化水素含
有ガスに添加する。炭化水素含有ガスに対するオゾンの
添加は１回又は複数回というように間欠的に添加しても
よく、連続的に添加してもよい。オゾン発生手段として
は特に限定はなく、空気、酸素富化空気、酸素等に対す
る高周波高電圧電源等による放電、紫外線やＸ線の照射
その他各種あるが、本発明においてはこれら何れの手段
も使用される。
化空気、酸素、酸素が含まれている排ガス等から予め生
成させ、これを高温のメタンを主成分とする炭化水素含
有ガスに添加する。炭化水素含有ガスに対するオゾンの
添加は１回又は複数回というように間欠的に添加しても
よく、連続的に添加してもよい。オゾン発生手段として
は特に限定はなく、空気、酸素富化空気、酸素等に対す
る高周波高電圧電源等による放電、紫外線やＸ線の照射
その他各種あるが、本発明においてはこれら何れの手段
も使用される。
【００１４】本発明で対象とするメタンを主成分とする
炭化水素含有ガスとしては、３７０℃以上の高温度で、
メタンを主成分とする炭化水素を含有するガスであれば
何れも適用される。例えばガスエンジンから排出される
排ガスには未燃焼の炭化水素成分、とりわけメタンが含
まれている。その排ガスは通常３００〜６００℃程度の
範囲で排出され、その作動条件如何により６５０℃以上
でも排出される。シリンダーからの排出口やそれに近い
箇所の排気はさらに高温である。このため本発明におい
ては、ガスエンジンから３７０℃以上で排出される排ガ
スに対して有効に適用することができる。
炭化水素含有ガスとしては、３７０℃以上の高温度で、
メタンを主成分とする炭化水素を含有するガスであれば
何れも適用される。例えばガスエンジンから排出される
排ガスには未燃焼の炭化水素成分、とりわけメタンが含
まれている。その排ガスは通常３００〜６００℃程度の
範囲で排出され、その作動条件如何により６５０℃以上
でも排出される。シリンダーからの排出口やそれに近い
箇所の排気はさらに高温である。このため本発明におい
ては、ガスエンジンから３７０℃以上で排出される排ガ
スに対して有効に適用することができる。
【００１５】本発明によれば、メタンを主成分とする炭
化水素含有ガス中に一酸化炭素やアルデヒド類（ホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド）などが含まれている場
合にも、これら一酸化炭素やアルデヒド類等も酸化し除
去することができる。また本発明によれば、大気へ排出
される時点でガス中にオゾンが含まれることはないの
で、これによる公害の問題も防止することができる。さ
らに本発明によれば、メタン等の炭化水素、また一酸化
炭素やアルデヒド類も酸化により発熱を伴うことから有
効な熱回収が可能である。
化水素含有ガス中に一酸化炭素やアルデヒド類（ホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド）などが含まれている場
合にも、これら一酸化炭素やアルデヒド類等も酸化し除
去することができる。また本発明によれば、大気へ排出
される時点でガス中にオゾンが含まれることはないの
で、これによる公害の問題も防止することができる。さ
らに本発明によれば、メタン等の炭化水素、また一酸化
炭素やアルデヒド類も酸化により発熱を伴うことから有
効な熱回収が可能である。
【００１６】図１はメタンを含むガスに対するオゾンに
よるメタンの酸化試験をオゾン添加量及び温度条件を変
えて実施した結果を示すグラフ図である。本酸化試験で
は概略図３に示す装置を用いた。メタンを含むガスを電
気炉中に配置した反応管に導入し加熱して所定温度に維
持し、その導入部の直前で、空気を原料とするオゾナイ
ザー（共和エンタープライズ社製、オゾナイザＳＰー０
１Ａ：高周波高電圧電源；電圧６ｋＶ、電流０．４５
Ａ、周波数１２ｋＨｚ）を作動させて発生させたオゾン
を添加した。オゾンの添加量は０ｐｐｍから２４００ｐ
ｐｍまで変えた。
よるメタンの酸化試験をオゾン添加量及び温度条件を変
えて実施した結果を示すグラフ図である。本酸化試験で
は概略図３に示す装置を用いた。メタンを含むガスを電
気炉中に配置した反応管に導入し加熱して所定温度に維
持し、その導入部の直前で、空気を原料とするオゾナイ
ザー（共和エンタープライズ社製、オゾナイザＳＰー０
１Ａ：高周波高電圧電源；電圧６ｋＶ、電流０．４５
Ａ、周波数１２ｋＨｚ）を作動させて発生させたオゾン
を添加した。オゾンの添加量は０ｐｐｍから２４００ｐ
ｐｍまで変えた。
【００１７】被処理ガスとしては空気中にメタンを含有
させたガスを用いた。メタン濃度は２１５０ｐｐｍとし
た。電気炉による排ガスの加熱温度は３５０〜８００℃
の範囲の各温度で実施した。電気炉中の反応管を経て排
出されたガスの成分の濃度はオゾン測定計（オゾン計：
荏原実業社製、ＥＧー２００１Ｂ）、ＣＨ4 測定計（メ
タン計：島津製作所社製、ＣＧＴー７０００）により計
測分析した。図１はこれら実験における反応管を経て排
出されたガス中の成分のうちメタン濃度の変化を示した
グラフ図である。
させたガスを用いた。メタン濃度は２１５０ｐｐｍとし
た。電気炉による排ガスの加熱温度は３５０〜８００℃
の範囲の各温度で実施した。電気炉中の反応管を経て排
出されたガスの成分の濃度はオゾン測定計（オゾン計：
荏原実業社製、ＥＧー２００１Ｂ）、ＣＨ4 測定計（メ
タン計：島津製作所社製、ＣＧＴー７０００）により計
測分析した。図１はこれら実験における反応管を経て排
出されたガス中の成分のうちメタン濃度の変化を示した
グラフ図である。
【００１８】図１のとおり、オゾンを添加しない場合
（０ｐｐｍ）には、６７０℃程度までメタン濃度に全く
変化はなく、メタンが酸化され始めるのは６７０℃程度
より高温域であることを示している。これに対して、オ
ゾンを４０ｐｐｍ添加した場合には、４５０℃程度で酸
化効果が現れ、５００℃程度以降メタン濃度は急激に低
下し、６７０℃ではメタンはほぼ完全に酸化され、７０
０℃以降は完全に酸化され除去されている。
（０ｐｐｍ）には、６７０℃程度までメタン濃度に全く
変化はなく、メタンが酸化され始めるのは６７０℃程度
より高温域であることを示している。これに対して、オ
ゾンを４０ｐｐｍ添加した場合には、４５０℃程度で酸
化効果が現れ、５００℃程度以降メタン濃度は急激に低
下し、６７０℃ではメタンはほぼ完全に酸化され、７０
０℃以降は完全に酸化され除去されている。
【００１９】また、オゾン添加量を２６３ｐｐｍ、９１
６ｐｐｍ、１３３０ｐｐｍ・・・と増加させて行くに従
い、メタン濃度の低下効果はより低温域にシフトしてい
る。例えばオゾン添加量９１６ｐｐｍの場合、既に４０
０℃でメタン濃度１８００ｐｐｍへ低下し、以降温度が
高くなるに従い、メタン濃度は急激に低下し、６６０℃
ではメタンはほぼ完全に酸化され、７００℃以降は完全
に酸化され除去されている。
６ｐｐｍ、１３３０ｐｐｍ・・・と増加させて行くに従
い、メタン濃度の低下効果はより低温域にシフトしてい
る。例えばオゾン添加量９１６ｐｐｍの場合、既に４０
０℃でメタン濃度１８００ｐｐｍへ低下し、以降温度が
高くなるに従い、メタン濃度は急激に低下し、６６０℃
ではメタンはほぼ完全に酸化され、７００℃以降は完全
に酸化され除去されている。
【００２０】前記のとおり、オゾンを添加しない場合、
メタンは６７０℃程度以上の高温域でしか酸化されない
が、オゾンを添加した場合、同じ６７０℃程度でメタン
はほぼ完全に酸化分解され除去されている。このように
本発明による優れたメタンの酸化分解、除去効果は明ら
かである。また、図示してはいないが、オゾン計で測定
した電気炉を経て排出されたガス中のオゾンは０．１ｐ
ｐｍ未満であり、これは我が国のオゾン作業環境基準
０．１ｐｐｍをクリアしている。
メタンは６７０℃程度以上の高温域でしか酸化されない
が、オゾンを添加した場合、同じ６７０℃程度でメタン
はほぼ完全に酸化分解され除去されている。このように
本発明による優れたメタンの酸化分解、除去効果は明ら
かである。また、図示してはいないが、オゾン計で測定
した電気炉を経て排出されたガス中のオゾンは０．１ｐ
ｐｍ未満であり、これは我が国のオゾン作業環境基準
０．１ｐｐｍをクリアしている。
【００２１】次に、図２は、温度条件の如何による、メ
タンを含むガスに対するオゾンによるメタン酸化速度試
験を実施した結果である。試験には概略図３に示す装置
を使用した。被処理ガスとしては空気中にメタンを含む
ガスを用い、メタン含量は図２に示したとおりとした。
被処理ガスを電気炉に配置した反応管に供給、導入し
て、該ガスを４５０℃から８００℃までの温度範囲にお
ける所定温度に加熱し、ガス導入部の直前で、空気を原
料とし、高周波高電圧電源を配置したオゾナイザーを作
動させて発生させたオゾンを添加した。その際、図２の
とおり、ガス中のメタンの量を１００ｐｐｍから１ｖｏ
ｌ％の範囲で変え、これに対するオゾンの添加量を１ｐ
ｐｍから１０００ｐｐｍの範囲で変化させた。
タンを含むガスに対するオゾンによるメタン酸化速度試
験を実施した結果である。試験には概略図３に示す装置
を使用した。被処理ガスとしては空気中にメタンを含む
ガスを用い、メタン含量は図２に示したとおりとした。
被処理ガスを電気炉に配置した反応管に供給、導入し
て、該ガスを４５０℃から８００℃までの温度範囲にお
ける所定温度に加熱し、ガス導入部の直前で、空気を原
料とし、高周波高電圧電源を配置したオゾナイザーを作
動させて発生させたオゾンを添加した。その際、図２の
とおり、ガス中のメタンの量を１００ｐｐｍから１ｖｏ
ｌ％の範囲で変え、これに対するオゾンの添加量を１ｐ
ｐｍから１０００ｐｐｍの範囲で変化させた。
【００２２】被処理ガスの供給速度をガス用マスフロー
コントローラ（ＭＦＣ）で調整して供給導入し、これに
対するオゾンの添加速度をオゾン用マスフローコントロ
ーラ（ＭＦＣ）で調整して添加した。電気炉を経て排出
されたガスの成分中のメタン濃度をＣＨ4 測定計により
計測分析した。図２は、これらの実験に基づき、電気炉
中の各温度で処理され、電気炉から排出されたガス中の
メタン濃度を９０％減じるのに必要であった時間の変化
を示した図である。
コントローラ（ＭＦＣ）で調整して供給導入し、これに
対するオゾンの添加速度をオゾン用マスフローコントロ
ーラ（ＭＦＣ）で調整して添加した。電気炉を経て排出
されたガスの成分中のメタン濃度をＣＨ4 測定計により
計測分析した。図２は、これらの実験に基づき、電気炉
中の各温度で処理され、電気炉から排出されたガス中の
メタン濃度を９０％減じるのに必要であった時間の変化
を示した図である。
【００２３】図２のとおり、被処理ガス中のメタン含量
に対してオゾン添加量が少ないと、ガス中からメタンを
減じる上で時間を要し、メタン含量に対しオゾン添加量
を多くすると、ガス中のメタンを短時間に減じ得ること
が分かる。またオゾン添加量が多い場合には、メタン濃
度を減じる速度に対する温度の影響は少ないが、オゾン
添加量が少ないと、メタン濃度を減じる速度は、相対的
に、より高温域で増加している。
に対してオゾン添加量が少ないと、ガス中からメタンを
減じる上で時間を要し、メタン含量に対しオゾン添加量
を多くすると、ガス中のメタンを短時間に減じ得ること
が分かる。またオゾン添加量が多い場合には、メタン濃
度を減じる速度に対する温度の影響は少ないが、オゾン
添加量が少ないと、メタン濃度を減じる速度は、相対的
に、より高温域で増加している。
【００２４】例えば図２中●印（メタン含量１００ｐｐ
ｍに対するオゾン添加量１ｐｐｍ、メタン含量１０００
ｐｐｍに対するオゾン添加量１ｐｐｍ、メタン含量１ｖ
ｏｌ％に対するオゾン添加量１ｐｐｍ）の場合、すなわ
ちオゾン添加量が少ない場合には、少なくとも１ミリ秒
前後以上を要している。またメタン濃度を減じる速度は
相対的により高温域で増加している。しかし、これでも
非常に短時間であり、本発明による高温度におけるメタ
ンの酸化分解効果は明らかである。
ｍに対するオゾン添加量１ｐｐｍ、メタン含量１０００
ｐｐｍに対するオゾン添加量１ｐｐｍ、メタン含量１ｖ
ｏｌ％に対するオゾン添加量１ｐｐｍ）の場合、すなわ
ちオゾン添加量が少ない場合には、少なくとも１ミリ秒
前後以上を要している。またメタン濃度を減じる速度は
相対的により高温域で増加している。しかし、これでも
非常に短時間であり、本発明による高温度におけるメタ
ンの酸化分解効果は明らかである。
【００２５】図２中▽印（メタン含量１００ｐｐｍに対
するオゾン添加量１０００ｐｐｍ、メタン含量１０００
ｐｐｍに対するオゾン添加量１０００ｐｐｍ、メタン含
量１ｖｏｌ％に対するオゾン添加量１０００ｐｐｍ）の
場合、すなわちオゾン添加量が多い場合には、温度５０
０℃で０．０５〜１ミリ秒程度であり、以降、５５０℃
では０．００９〜０．０４ミリ秒程度、６００℃以上で
はさらに０．００８〜０．０３ミリ秒程度であり、瞬時
にメタン濃度を９０％に減じている。
するオゾン添加量１０００ｐｐｍ、メタン含量１０００
ｐｐｍに対するオゾン添加量１０００ｐｐｍ、メタン含
量１ｖｏｌ％に対するオゾン添加量１０００ｐｐｍ）の
場合、すなわちオゾン添加量が多い場合には、温度５０
０℃で０．０５〜１ミリ秒程度であり、以降、５５０℃
では０．００９〜０．０４ミリ秒程度、６００℃以上で
はさらに０．００８〜０．０３ミリ秒程度であり、瞬時
にメタン濃度を９０％に減じている。
【００２６】オゾン添加量が上記の中間域の場合には、
メタン酸化速度は両者のメタン酸化速度の間に相当して
いる。すなわち図２中、○印、▼印の場合には、５５０
℃では０．５〜１３０ミリ秒程度を要するが、６００℃
以上では１ミリ秒程度以下でメタン濃度を９０％、すな
わちメタンをほぼ完全に減じている。
メタン酸化速度は両者のメタン酸化速度の間に相当して
いる。すなわち図２中、○印、▼印の場合には、５５０
℃では０．５〜１３０ミリ秒程度を要するが、６００℃
以上では１ミリ秒程度以下でメタン濃度を９０％、すな
わちメタンをほぼ完全に減じている。
【００２７】このように本発明においては、メタンを含
む炭化水素含有ガスの温度、またこれに対する添加オゾ
ン量を増減することで炭化水素の酸化分解速度を制御で
きることから、上記排出ガスの温度や速度に応じて添加
オゾン量を増減することにより、該ガス中の炭化水素を
完全ないしほぼ完全に酸化分解して除去することができ
る。本発明においては、以上の諸事実を基にし、メタン
を主成分とする炭化水素を含有する高温度ガス中の炭化
水素をオゾンを用いて、短時間ないし瞬時に、完全ない
しほぼ完全に酸化分解して除去するものである。
む炭化水素含有ガスの温度、またこれに対する添加オゾ
ン量を増減することで炭化水素の酸化分解速度を制御で
きることから、上記排出ガスの温度や速度に応じて添加
オゾン量を増減することにより、該ガス中の炭化水素を
完全ないしほぼ完全に酸化分解して除去することができ
る。本発明においては、以上の諸事実を基にし、メタン
を主成分とする炭化水素を含有する高温度ガス中の炭化
水素をオゾンを用いて、短時間ないし瞬時に、完全ない
しほぼ完全に酸化分解して除去するものである。
【００２８】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないこと
はもちろんである。
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないこと
はもちろんである。
【００２９】〈実施例１〉図４は本実施例１を示すもの
で、高温度の、メタンを含む炭化水素含有ガスであるガ
スエンジンからの排出ガスに対してオゾンを添加する例
である。図４のとおり、ガスエンジンの各シリンダーか
ら排出されるガスにオゾンを添加し、ガス中の炭化水素
を酸化分解して除去する。処理済みのガスはタービンへ
供給され、これを駆動した後、排出される。このガスは
なお高温であるので、以降適宜熱回収等を行った後大気
へ放出されるが、この点は以下の実施例でも同じであ
る。
で、高温度の、メタンを含む炭化水素含有ガスであるガ
スエンジンからの排出ガスに対してオゾンを添加する例
である。図４のとおり、ガスエンジンの各シリンダーか
ら排出されるガスにオゾンを添加し、ガス中の炭化水素
を酸化分解して除去する。処理済みのガスはタービンへ
供給され、これを駆動した後、排出される。このガスは
なお高温であるので、以降適宜熱回収等を行った後大気
へ放出されるが、この点は以下の実施例でも同じであ
る。
【００３０】ガスエンジンから排出されるガスは、その
負荷に応じて温度、流量が異なり、このためその速度も
異なるが、前述のとおり、本発明においてはメタンを含
む炭化水素含有ガスの温度、またこれに対する添加オゾ
ン量の如何により酸化分解速度を制御できることから、
上記排出ガスの温度や速度に応じて添加オゾン量を増減
することにより、排出ガス中の炭化水素を完全ないしほ
ぼ完全に酸化分解して除去する。この点は以下の実施例
においても同様である。
負荷に応じて温度、流量が異なり、このためその速度も
異なるが、前述のとおり、本発明においてはメタンを含
む炭化水素含有ガスの温度、またこれに対する添加オゾ
ン量の如何により酸化分解速度を制御できることから、
上記排出ガスの温度や速度に応じて添加オゾン量を増減
することにより、排出ガス中の炭化水素を完全ないしほ
ぼ完全に酸化分解して除去する。この点は以下の実施例
においても同様である。
【００３１】〈実施例２〉図５は本実施例２を示すもの
で、実施例１と同じく高温度の、メタンを含む炭化水素
含有ガスである、ガスエンジンからの排出ガスに対して
オゾンを添加する例である。図５のとおり、本実施例に
おいてはタービンへ入る前のガスに対してオゾンを添加
する。ガスエンジンから排出され、タービンへ入る前の
ガスは高温のガスであるが、このガスにオゾンを添加
し、ガス中の炭化水素を酸化分解して除去する。処理後
のガスはタービンへ供給されそれを駆動した後、排出さ
れる。
で、実施例１と同じく高温度の、メタンを含む炭化水素
含有ガスである、ガスエンジンからの排出ガスに対して
オゾンを添加する例である。図５のとおり、本実施例に
おいてはタービンへ入る前のガスに対してオゾンを添加
する。ガスエンジンから排出され、タービンへ入る前の
ガスは高温のガスであるが、このガスにオゾンを添加
し、ガス中の炭化水素を酸化分解して除去する。処理後
のガスはタービンへ供給されそれを駆動した後、排出さ
れる。
【００３２】〈実施例３〉図６は本実施例３を示すもの
で、高温度の、メタンを含む炭化水素含有ガスである、
ガスエンジンからの排出ガスに対してオゾンを添加する
例である。図６のとおり、オゾン添加をタービンからの
排出ガスに対して行う。ガスエンジンからタービンを経
て排出されるガスは高温のガスであるが、このガスにオ
ゾンを添加してその中の炭化水素を酸化分解して除去す
る。
で、高温度の、メタンを含む炭化水素含有ガスである、
ガスエンジンからの排出ガスに対してオゾンを添加する
例である。図６のとおり、オゾン添加をタービンからの
排出ガスに対して行う。ガスエンジンからタービンを経
て排出されるガスは高温のガスであるが、このガスにオ
ゾンを添加してその中の炭化水素を酸化分解して除去す
る。
【００３３】〈実施例４〉図７は本実施例４を示すもの
で、高温度の、メタンを含む炭化水素含有ガスである、
ガスエンジンからの排出ガスに対してオゾンを添加する
点は実施例３と同じであるが、図７のとおり、タービン
からのガス導管の途中にＮＯｘ除去用触媒層が配置され
た場合の例である。この場合、オゾンはＮＯｘ除去用触
媒層の前のガス導管中のガスに添加される。なお、本例
のようにタービンからの排出ガス導管の途中にＮＯｘ除
去用触媒層を配置する点は、実施例１〜２の例でも必要
に応じて同様に適用される。
で、高温度の、メタンを含む炭化水素含有ガスである、
ガスエンジンからの排出ガスに対してオゾンを添加する
点は実施例３と同じであるが、図７のとおり、タービン
からのガス導管の途中にＮＯｘ除去用触媒層が配置され
た場合の例である。この場合、オゾンはＮＯｘ除去用触
媒層の前のガス導管中のガスに添加される。なお、本例
のようにタービンからの排出ガス導管の途中にＮＯｘ除
去用触媒層を配置する点は、実施例１〜２の例でも必要
に応じて同様に適用される。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、高温度ガス中のメタン
その他炭化水素を、短時間ないし瞬時に、完全ないしほ
ぼ完全に酸化分解して除去することができ、高温度ガス
中に一酸化炭素やアルデヒド類等が含まれている場合に
はこれらも酸化し除去することができる。また本発明に
よれば、大気へ排出される時点でガス中にオゾンが含ま
れることはないので、オゾン除去用の触媒を必要せず
に、オゾンによる公害問題を防止することができる。さ
らに本発明によれば、メタン等の炭化水素、また一酸化
炭素やアルデヒド類も酸化により発熱を伴うことから有
効な熱回収が可能である。
その他炭化水素を、短時間ないし瞬時に、完全ないしほ
ぼ完全に酸化分解して除去することができ、高温度ガス
中に一酸化炭素やアルデヒド類等が含まれている場合に
はこれらも酸化し除去することができる。また本発明に
よれば、大気へ排出される時点でガス中にオゾンが含ま
れることはないので、オゾン除去用の触媒を必要せず
に、オゾンによる公害問題を防止することができる。さ
らに本発明によれば、メタン等の炭化水素、また一酸化
炭素やアルデヒド類も酸化により発熱を伴うことから有
効な熱回収が可能である。
【図１】メタンを含むガスに対するオゾンによるメタン
の酸化試験をオゾン添加量及び温度条件を変えて実施し
た結果を示すグラフ図。
の酸化試験をオゾン添加量及び温度条件を変えて実施し
た結果を示すグラフ図。
【図２】温度条件の如何による、メタンを含むガスに対
するオゾンによるメタン酸化速度試験を実施した結果を
示す図。
するオゾンによるメタン酸化速度試験を実施した結果を
示す図。
【図３】メタン酸化試験及びメタン酸化速度試験に使用
した試験装置の概略を示す図。
した試験装置の概略を示す図。
【図４】本発明の実施例を示す図。
【図５】本発明の実施例を示す図。
【図６】本発明の実施例を示す図。
【図７】本発明の実施例を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA10 AA19 AA28 AB04 BA14 BA15 BA19 BA20 CA08 CA21 DB10 EA17 HB06 4D002 AA08 AA32 AA40 AC10 BA05 BA07 BA09 BA12 CA20 DA51 GA01 GA02 GA03 GB02 GB03 GB08 HA08
Claims (5)
- 【請求項１】メタンを主成分とする炭化水素を含有する
３７０℃以上の高温度ガス中の炭化水素の酸化分解除去
方法であって、予め生成させたオゾンを該高温度ガスに
添加することを特徴とするメタンを主成分とする炭化水
素を含有する高温度ガス中の炭化水素の分解除去方法。 - 【請求項２】ガスエンジンから排出されるメタンを主成
分とする炭化水素を含有する３７０℃以上の高温度排ガ
ス中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、予め生成
させたオゾンを該高温度排ガスに添加することを特徴と
するガスエンジンから排出される高温度排ガス中の炭化
水素の分解除去方法。 - 【請求項３】ガスエンジンから排出されるメタンを主成
分とする炭化水素を含有する３７０℃以上の高温度排ガ
ス中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、予め生成
させたオゾンをガスエンジンの各シリンダーから出る導
管中の該高温度排ガスに添加することを特徴とするガス
エンジンから排出される高温度排ガス中の炭化水素の分
解除去方法。 - 【請求項４】ガスエンジンから排出されるメタンを主成
分とする炭化水素を含有する３７０℃以上の高温度排ガ
ス中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、予め生成
させたオゾンをガスエンジンからタービンへ導く導管中
の該高温度排ガスに添加することを特徴とするガスエン
ジンから排出される高温度排ガス中の炭化水素の分解除
去方法。 - 【請求項５】ガスエンジンから排出されるメタンを主成
分とする炭化水素を含有する３７０℃以上の高温度排ガ
ス中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、予め生成
させたオゾンをガスエンジンからタービンを経て排出さ
れる該高温度排ガスに添加することを特徴とするガスエ
ンジンから排出される高温度排ガス中の炭化水素の分解
除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090535A JP2000279757A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | メタン主成分の炭化水素含有ガス中の炭化水素の分解除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11090535A JP2000279757A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | メタン主成分の炭化水素含有ガス中の炭化水素の分解除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000279757A true JP2000279757A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14001117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11090535A Pending JP2000279757A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | メタン主成分の炭化水素含有ガス中の炭化水素の分解除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000279757A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007113459A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化システム |
| US10780395B2 (en) | 2017-12-04 | 2020-09-22 | Ricardo Inc. | Pollutant treatment process and apparatus |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11090535A patent/JP2000279757A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007113459A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Toyota Motor Corp | 排気ガス浄化システム |
| JP4655873B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2011-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御方法 |
| US10780395B2 (en) | 2017-12-04 | 2020-09-22 | Ricardo Inc. | Pollutant treatment process and apparatus |
| US11305231B2 (en) | 2017-12-04 | 2022-04-19 | Ricardo Uk Limited | Pollutant treatment process and apparatus |
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