JP2000282844A - 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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- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
Abstract
(57)【要約】
【課題】高温ガス中の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酸化分解し除去する。 【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、該ガス中でオゾンを発生させて炭化水素
を分解除去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ガス中の炭化水素の分解除去方
法。
完全ないしほぼ完全に酸化分解し除去する。 【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、該ガス中でオゾンを発生させて炭化水素
を分解除去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含有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含有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、また設備上のコストが高い
などの欠点がある。
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、また設備上のコストが高い
などの欠点がある。
【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含有ガス中の炭化
水素をオゾンを用いて酸化分解することにより、短時間
に、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。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含有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、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分解除去方法を提供することを目的
とする。
温度のメタンを主成分とする炭化水素含有ガス中の炭化
水素をオゾンを用いて酸化分解することにより、短時間
に、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。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含有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、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分解除去方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【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、該ガス
中でオゾンを発生させて炭化水素を分解除去することを
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
温ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
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、該ガス
中でオゾンを発生させて炭化水素を分解除去することを
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
温ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
【０００７】本発明は（２）メタンを主成分とする炭化
水素を含むガスエンジンから排出される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、該ガス中でオゾンを発生させることにより炭化水素
を分解除去することを特徴とするガスエンジンから排出
される排ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
水素を含むガスエンジンから排出される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、該ガス中でオゾンを発生させることにより炭化水素
を分解除去することを特徴とするガスエンジンから排出
される排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（３）メタンを主成分とする炭化
水素を含むガスエンジンから排出される３７０℃以上の
高温度の排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法であっ
て、ガスエンジンのシリンダーから出る導管中の該排ガ
ス中でオゾンを発生させることにより炭化水素を分解除
去することを特徴とするガスエンジンから排出される排
ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
水素を含むガスエンジンから排出される３７０℃以上の
高温度の排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法であっ
て、ガスエンジンのシリンダーから出る導管中の該排ガ
ス中でオゾンを発生させることにより炭化水素を分解除
去することを特徴とするガスエンジンから排出される排
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（４）メタンを主成分とする炭化
水素を含むガスエンジンから排出される３７０℃以上の
高温度の排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法であっ
て、ガスエンジンからタービンへ導く導管中の該排ガス
中でオゾンを発生させることにより炭化水素を分解除去
することを特徴とするガスエンジンから排出される排ガ
ス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
水素を含むガスエンジンから排出される３７０℃以上の
高温度の排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法であっ
て、ガスエンジンからタービンへ導く導管中の該排ガス
中でオゾンを発生させることにより炭化水素を分解除去
することを特徴とするガスエンジンから排出される排ガ
ス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
【００１０】本発明は（５）メタンを主成分とする炭化
水素を含むガスエンジンから排出される３７０℃以上の
高温度の排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法であっ
て、ガスエンジンからタービンを経て排出される該排ガ
ス中でオゾンを発生させることにより炭化水素を分解除
去することを特徴とするガスエンジンから排出される排
ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
水素を含むガスエンジンから排出される３７０℃以上の
高温度の排ガス中の炭化水素の酸化分解除去方法であっ
て、ガスエンジンからタービンを経て排出される該排ガ
ス中でオゾンを発生させることにより炭化水素を分解除
去することを特徴とするガスエンジンから排出される排
ガス中の炭化水素の分解除去方法を提供する。
【００１１】
【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含有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、触媒を必要とせずに、瞬間に、高温度のメタンを主
成分とする炭化水素を完全に、またはほぼ完全に除去す
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５００℃以上
である。
成分とする炭化水素含有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、触媒を必要とせずに、瞬間に、高温度のメタンを主
成分とする炭化水素を完全に、またはほぼ完全に除去す
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５００℃以上
である。
【００１２】本発明ではそのような高温度の排ガス中で
オゾンを発生させ、この生成オゾンにより排ガス中のメ
タンを主成分とする炭化水素を酸化分解して除去する。
オゾンの発生は１回又は複数回というように間欠的に発
生させてもよく、連続的に発生させてもよい。オゾン発
生手段としては特に限定はなく、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。
オゾンを発生させ、この生成オゾンにより排ガス中のメ
タンを主成分とする炭化水素を酸化分解して除去する。
オゾンの発生は１回又は複数回というように間欠的に発
生させてもよく、連続的に発生させてもよい。オゾン発
生手段としては特に限定はなく、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。
【００１３】本発明で対象とされ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の排気、ま
た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３７０℃以上のガスエンジンからの排
気、排ガスに対して有効に適用することができる。
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の排気、ま
た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３７０℃以上のガスエンジンからの排
気、排ガスに対して有効に適用することができる。
【００１４】また、本発明においては、ガス中でのオゾ
ン発生量を、メタンを主成分とする炭化水素含有ガス中
の炭化水素量に応じて制御し、またガス中でのオゾン発
生量を、メタンを主成分とする炭化水素含有ガスの流速
に応じて制御する。これにより該ガス中の炭化水素の含
有量、またはその流速に応じて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。
ン発生量を、メタンを主成分とする炭化水素含有ガス中
の炭化水素量に応じて制御し、またガス中でのオゾン発
生量を、メタンを主成分とする炭化水素含有ガスの流速
に応じて制御する。これにより該ガス中の炭化水素の含
有量、またはその流速に応じて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。
【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、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、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の結果を示すグラフ図である。
本酸化試験はメタンを含むガスに対してオゾン添加量及
び温度条件を変えて実施している。試験装置としては概
略図１１に示す装置を使用した。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、空気を原料とし、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２４００
ｐｐｍまで変えた。
によるメタンの酸化試験の結果を示すグラフ図である。
本酸化試験はメタンを含むガスに対してオゾン添加量及
び温度条件を変えて実施している。試験装置としては概
略図１１に示す装置を使用した。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、空気を原料とし、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２４００
ｐｐｍ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２１００ｐｐｍと
し、電気炉による排ガスの加熱温度は３７０〜８００℃
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２１００ｐｐｍと
し、電気炉による排ガスの加熱温度は３７０〜８００℃
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変化
はなく、メタンが酸化分解されるのは６７０℃程度より
高温域であることを示している。オゾン添加がなければ
６７０℃程度より高温域でないとメタンは分解しない。
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℃以降メタン濃
度は急激に低下する。そして、６７０℃ではメタンはほ
ぼ完全に酸化され、７００℃以降は完全に酸化分解され
て除去されている。
（０ｐｐｍ）には、６７０℃程度までメタン濃度に変化
はなく、メタンが酸化分解されるのは６７０℃程度より
高温域であることを示している。オゾン添加がなければ
６７０℃程度より高温域でないとメタンは分解しない。
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℃以降メタン濃
度は急激に低下する。そして、６７０℃ではメタンはほ
ぼ完全に酸化され、７００℃以降は完全に酸化分解され
て除去されている。
【００１９】オゾン添加量を２６３ｐｐｍ、９１６ｐｐ
ｍ、１３３０ｐｐｍ・・・と増加させて行くにしたが
い、メタン濃度の低下効果はさらに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４
００℃でメタン濃度１８００ｐｐｍへ低下し、以降温度
が高くなるにしたがい、メタン濃度は急激に低下し、６
６０℃ではメタンはほぼ完全に酸化され、７００℃以降
は完全に酸化分解されて除去されている。
ｍ、１３３０ｐｐｍ・・・と増加させて行くにしたが
い、メタン濃度の低下効果はさらに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４
００℃でメタン濃度１８００ｐｐｍへ低下し、以降温度
が高くなるにしたがい、メタン濃度は急激に低下し、６
６０℃ではメタンはほぼ完全に酸化され、７００℃以降
は完全に酸化分解されて除去されている。
【００２０】前記のとおり、オゾン添加がない場合、メ
タンは６７０℃程度以上の高温域でしか酸化されない
が、オゾンを添加することにより、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、本実験による処理済みのガスを
常温に戻してオゾンを計測したところ、オゾンは検出さ
れなかった。
タンは６７０℃程度以上の高温域でしか酸化されない
が、オゾンを添加することにより、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、本実験による処理済みのガスを
常温に戻してオゾンを計測したところ、オゾンは検出さ
れなかった。
【００２１】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。本試験には図１１に示す装置を用い
た。被処理ガスとしては空気にメタンを含有させたガス
を用いた。メタン含量は図２に示すとおりである。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各
所定温度に加熱し、ガス導入部の直前で高周波高電圧電
源を配置したオゾナイザーを空気を原料として作動させ
て発生させたオゾンを添加した。その際、図示のとお
り、ガス中のメタンの量をそれぞれ１００ｐｐｍ、１０
００ｐｐｍ、１ｖｏｌ％とし、各メタン含量毎にオゾン
の添加量を１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの範囲で変化さ
せた。
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。本試験には図１１に示す装置を用い
た。被処理ガスとしては空気にメタンを含有させたガス
を用いた。メタン含量は図２に示すとおりである。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各
所定温度に加熱し、ガス導入部の直前で高周波高電圧電
源を配置したオゾナイザーを空気を原料として作動させ
て発生させたオゾンを添加した。その際、図示のとお
り、ガス中のメタンの量をそれぞれ１００ｐｐｍ、１０
００ｐｐｍ、１ｖｏｌ％とし、各メタン含量毎にオゾン
の添加量を１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの範囲で変化さ
せた。
【００２２】被処理ガスの供給速度を被処理ガス流量用
マスフローコントローラ（ＭＦＣ）で調整して導入し、
これに対するオゾンの添加速度をオゾン流量用マスフロ
ーコントローラ（ＭＦＣ）で調整して添加し、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
時間の変化として換算して示した図である。
マスフローコントローラ（ＭＦＣ）で調整して導入し、
これに対するオゾンの添加速度をオゾン流量用マスフロ
ーコントローラ（ＭＦＣ）で調整して添加し、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
時間の変化として換算して示した図である。
【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。
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。
【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場合の中間域の場合に
は、メタン酸化速度は両者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。
は、メタン酸化速度は両者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】図３〜１０は上記と同様にして、温度条件
の如何による、メタン含有ガスのメタン濃度に対する各
添加オゾン量によるメタン酸化速度試験を実施した結果
である。オゾナイザーにおける高周波高電圧電源の周波
数を変え、各周波数で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。オゾンの添加量は１ｐｐｍ、１
０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍとした。本試
験には同じく図１１に示す装置を使用した。図３〜１０
は、この実験により、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。
の如何による、メタン含有ガスのメタン濃度に対する各
添加オゾン量によるメタン酸化速度試験を実施した結果
である。オゾナイザーにおける高周波高電圧電源の周波
数を変え、各周波数で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。オゾンの添加量は１ｐｐｍ、１
０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍとした。本試
験には同じく図１１に示す装置を使用した。図３〜１０
は、この実験により、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。
【００２８】図３〜６はメタン濃度１ｖｏｌ％に対する
データである。図３〜６から明らかなとおり、添加オゾ
ン量が多くなるに従い、メタンはより短時間で除去され
ている。また同じオゾン添加量でも高周波高電圧電源の
周波数が大きいほど、メタンはより短時間で除去され、
さらに温度が高いほど、メタンはより短時間で除去され
ている。例えば、高周波高電圧電源の周波数１００ｋＨ
ｚで発生させたオゾン添加量１０ｐｐｍの場合、４００
℃においては１０５ミリ秒程度でメタン濃度を９０％に
減じるが、８００℃では５ミリ秒程度で同じ効果が達成
される。
データである。図３〜６から明らかなとおり、添加オゾ
ン量が多くなるに従い、メタンはより短時間で除去され
ている。また同じオゾン添加量でも高周波高電圧電源の
周波数が大きいほど、メタンはより短時間で除去され、
さらに温度が高いほど、メタンはより短時間で除去され
ている。例えば、高周波高電圧電源の周波数１００ｋＨ
ｚで発生させたオゾン添加量１０ｐｐｍの場合、４００
℃においては１０５ミリ秒程度でメタン濃度を９０％に
減じるが、８００℃では５ミリ秒程度で同じ効果が達成
される。
【００２９】図７〜１０はメタン濃度０．１ｖｏｌ％に
対するデータである。図７〜１０から明らかなとおり、
この場合にも添加オゾン量が多くなるに従い、メタンは
より短時間で除去されている。また同じオゾン添加量で
も高周波高電圧電源の周波数が大きいほど、メタンはよ
り短時間で除去され、さらに温度が高いほど、メタンは
より短時間で除去されている。例えば、高周波高電圧電
源の周波数１００ｋＨｚで発生させたオゾン添加量１０
ｐｐｍの場合、４００℃においては１３０ミリ秒程度で
メタン濃度を９０％に減じるが、８００℃では２ミリ秒
程度で同じ効果が達成される。
対するデータである。図７〜１０から明らかなとおり、
この場合にも添加オゾン量が多くなるに従い、メタンは
より短時間で除去されている。また同じオゾン添加量で
も高周波高電圧電源の周波数が大きいほど、メタンはよ
り短時間で除去され、さらに温度が高いほど、メタンは
より短時間で除去されている。例えば、高周波高電圧電
源の周波数１００ｋＨｚで発生させたオゾン添加量１０
ｐｐｍの場合、４００℃においては１３０ミリ秒程度で
メタン濃度を９０％に減じるが、８００℃では２ミリ秒
程度で同じ効果が達成される。
【００３０】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
ス中でオゾンを発生させることによりメタンを主成分と
する炭化水素を完全ないしほぼ完全に酸化分解して除去
するものである。
し、メタンを主成分とする炭化水素を含有する高温度ガ
ス中でオゾンを発生させることによりメタンを主成分と
する炭化水素を完全ないしほぼ完全に酸化分解して除去
するものである。
【００３１】
【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。
【００３２】〈実施例１〉図１２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排ガスであ
る、ガスエンジンのシリンダーから排出されるガス中で
オゾンを発生させる例である。図１２のとおり、ガスエ
ンジンの各シリンダーからの排出ガスの導管中にオゾン
発生装置を配置する。ガスエンジンからの排出ガス中で
オゾン発生装置によりオゾンを発生させ、これにより排
出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。
ので、高温度のメタンを含む炭化水素含有排ガスであ
る、ガスエンジンのシリンダーから排出されるガス中で
オゾンを発生させる例である。図１２のとおり、ガスエ
ンジンの各シリンダーからの排出ガスの導管中にオゾン
発生装置を配置する。ガスエンジンからの排出ガス中で
オゾン発生装置によりオゾンを発生させ、これにより排
出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。
【００３３】前述のとおり、本発明によれば、メタンを
含む炭化水素含有ガス中の炭化水素を瞬時に分解できる
ため、オゾンの発生は所定時間を置いて１回又は複数回
というように間欠的に発生させてもよく、連続的に発生
させてもよい。処理済み排出ガスは高温であるので、以
降適宜熱回収等を行った後、大気へ放出される。これら
の点は以下の実施例でも同じである。
含む炭化水素含有ガス中の炭化水素を瞬時に分解できる
ため、オゾンの発生は所定時間を置いて１回又は複数回
というように間欠的に発生させてもよく、連続的に発生
させてもよい。処理済み排出ガスは高温であるので、以
降適宜熱回収等を行った後、大気へ放出される。これら
の点は以下の実施例でも同じである。
【００３４】〈実施例２〉図１３は本実施例２を示すも
ので、高温度のメタンを含む炭化水素含有排ガスであ
る、タービンから排出されるガス中でオゾンを発生させ
る例である。図１３のとおり、タービンからＮＯｘ除去
触媒層への排出ガス導管中にオゾン発生装置を配置す
る。排出ガス導管を流れる排出ガス中でオゾン発生装置
によりオゾンを発生させ、これにより排出ガス中の炭化
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。処理済み
排出ガスはＮＯｘ除去触媒層を経て排出される。
ので、高温度のメタンを含む炭化水素含有排ガスであ
る、タービンから排出されるガス中でオゾンを発生させ
る例である。図１３のとおり、タービンからＮＯｘ除去
触媒層への排出ガス導管中にオゾン発生装置を配置す
る。排出ガス導管を流れる排出ガス中でオゾン発生装置
によりオゾンを発生させ、これにより排出ガス中の炭化
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。処理済み
排出ガスはＮＯｘ除去触媒層を経て排出される。
【００３５】〈実施例３〉図１４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排ガスであ
る、ガスエンジンのシリンダーから排出されるガス中及
びタービンから排出されるガス中でオゾンを発生させる
例である。図１４のとおり、タービンからＮＯｘ除去触
媒層への排出ガス導管中及びタービンからＮＯｘ除去触
媒層への排出ガス導管中にオゾン発生装置を配置する。
これらガス中でオゾン発生装置によりオゾンを発生さ
せ、これによりガス中の炭化水素を酸化分解して除去す
る。
ので、高温度のメタンを含む炭化水素含有排ガスであ
る、ガスエンジンのシリンダーから排出されるガス中及
びタービンから排出されるガス中でオゾンを発生させる
例である。図１４のとおり、タービンからＮＯｘ除去触
媒層への排出ガス導管中及びタービンからＮＯｘ除去触
媒層への排出ガス導管中にオゾン発生装置を配置する。
これらガス中でオゾン発生装置によりオゾンを発生さ
せ、これによりガス中の炭化水素を酸化分解して除去す
る。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、３７０℃以上の高温度
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。
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。
【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】温度条件の如何による、メタン含有ガスのメタ
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
【図４】温度条件の如何による、メタン含有ガスのメタ
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
【図５】温度条件の如何による、メタン含有ガスのメタ
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
【図６】温度条件の如何による、メタン含有ガスのメタ
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
【図７】温度条件の如何による、メタン含有ガスのメタ
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
【図８】温度条件の如何による、メタン含有ガスのメタ
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
【図９】温度条件の如何による、メタン含有ガスのメタ
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
ン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度試
験の結果を示す図。
【図１０】温度条件の如何による、メタン含有ガスのメ
タン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度
試験の結果を示す図。
タン濃度に対する各添加オゾン量によるメタン酸化速度
試験の結果を示す図。
【図１１】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。
用した試験装置の概略を示す図。
【図１２】本発明の実施例を示す図。
【図１３】本発明の実施例を示す図。
【図１４】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 AB04 AB14 BA04 BA14 BA15 BA19 BA20 CA05 FB03 HA07 HB06 4D002 AA08 AA32 AA40 AC10 BA05 CA20 DA51 GA01 GA03 GB03 GB06 GB08
Claims (7)
- 【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、該ガス中でオゾンを発生させて炭化水素
を分解除去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ガス中の炭化水素の分解除去方
法。 - 【請求項２】メタンを主成分とする炭化水素を含むガス
エンジンから排出される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、該ガス中でオ
ゾンを発生させることにより炭化水素を分解除去するこ
とを特徴とするガスエンジンから排出される排ガス中の
炭化水素の分解除去方法。 - 【請求項３】メタンを主成分とする炭化水素を含むガス
エンジンから排出される３７０℃以上の高温度の排ガス
中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、ガスエンジ
ンのシリンダーから出る導管中の該排ガス中でオゾンを
発生させることにより炭化水素を分解除去することを特
徴とするガスエンジンから排出される排ガス中の炭化水
素の分解除去方法。 - 【請求項４】メタンを主成分とする炭化水素を含むガス
エンジンから排出される３７０℃以上の高温度の排ガス
中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、ガスエンジ
ンからタービンへ導く導管中の該排ガス中でオゾンを発
生させることにより炭化水素を分解除去することを特徴
とするガスエンジンから排出される排ガス中の炭化水素
の分解除去方法。 - 【請求項５】メタンを主成分とする炭化水素を含むガス
エンジンから排出される３７０℃以上の高温度の排ガス
中の炭化水素の酸化分解除去方法であって、ガスエンジ
ンからタービンを経て排出される該排ガス中でオゾンを
発生させることにより炭化水素を分解除去することを特
徴とするガスエンジンから排出される排ガス中の炭化水
素の分解除去方法。 - 【請求項６】上記ガス中でのオゾン発生量を、メタンを
主成分とする炭化水素含有ガス中の炭化水素量に応じて
制御することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に
記載のメタンを主成分とする炭化水素含有ガス中の炭化
水素の分解除去方法。 - 【請求項７】上記ガス中でのオゾン発生量を、メタンを
主成分とする炭化水素含有ガスの流速に応じて制御する
ことを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載のメ
タンを主成分とする炭化水素含有ガス中の炭化水素の分
解除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11092871A JP2000282844A (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 |
|---|---|---|---|
| JP11092871A JP2000282844A (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 |
|---|---|
| JP2000282844A true JP2000282844A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14066511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11092871A Pending JP2000282844A (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) | JP2000282844A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1712752A2 (en) | 2005-04-12 | 2006-10-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying apparatus and method thereof |
| US8051643B2 (en) | 2005-06-17 | 2011-11-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system utilizing ozone |
| US10478517B2 (en) | 2008-09-19 | 2019-11-19 | Fipak Research And Development Company | Method and apparatus for purging unwanted substances from air |
| US10780395B2 (en) | 2017-12-04 | 2020-09-22 | Ricardo Inc. | Pollutant treatment process and apparatus |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11092871A patent/JP2000282844A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1712752A2 (en) | 2005-04-12 | 2006-10-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying apparatus and method thereof |
| US7299624B2 (en) | 2005-04-12 | 2007-11-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying apparatus and method thereof |
| US8051643B2 (en) | 2005-06-17 | 2011-11-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system utilizing ozone |
| US10478517B2 (en) | 2008-09-19 | 2019-11-19 | Fipak Research And Development Company | Method and apparatus for purging unwanted substances from air |
| 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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