JP2002126449A - 空気浄化方法および装置 - Google Patents
空気浄化方法および装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Electrostatic Separation (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡略な装置構成と少ないエネルギで、煤じん
及び一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ2 ）等の窒
素酸化物（ＮＯX ）を含む空気を効率よく浄化し、かつ
ＮＯXに加えオゾンなどの有害物質の排出を抑制した空
気浄化方法および装置を提供する。 【解決手段】 被処理空気中の煤じんを除去する電気集
じん機１と、その後段に設けられＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，モ
ルデナイトのいずれかを主成分とする吸着材を有する吸
着反応槽２とを備え、電気集じん機１で発生するオゾン
を積極的に利用することにより、被処理空気中のＮＯを
ＮＯ2 に酸化してＮＯ2の濃度比率を当初よりも高め、
前記吸着材において、ＮＯとＮＯ2とを等モル吸着す
る。
及び一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ2 ）等の窒
素酸化物（ＮＯX ）を含む空気を効率よく浄化し、かつ
ＮＯXに加えオゾンなどの有害物質の排出を抑制した空
気浄化方法および装置を提供する。 【解決手段】 被処理空気中の煤じんを除去する電気集
じん機１と、その後段に設けられＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，モ
ルデナイトのいずれかを主成分とする吸着材を有する吸
着反応槽２とを備え、電気集じん機１で発生するオゾン
を積極的に利用することにより、被処理空気中のＮＯを
ＮＯ2 に酸化してＮＯ2の濃度比率を当初よりも高め、
前記吸着材において、ＮＯとＮＯ2とを等モル吸着す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車道
路用トンネル、地下駐車場、あるいは交通量の多い交差
点等の局所汚染対策として、空気を換気するに際して、
換気ガス中から煤じんや大気汚染物質である窒素酸化物
（NOx ：一酸化窒素NO、二酸化窒素NO2の総称）を除去
する方法および装置に関する。
路用トンネル、地下駐車場、あるいは交通量の多い交差
点等の局所汚染対策として、空気を換気するに際して、
換気ガス中から煤じんや大気汚染物質である窒素酸化物
（NOx ：一酸化窒素NO、二酸化窒素NO2の総称）を除去
する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大都市域では、自動車台数の増加や、渋
滞等の交通事情の悪化などによって、環境基準を達成で
きない地域が数多く出現するようになっている。このよ
うなことから、周辺地域の負荷を軽減するために、発生
源対策以外にも、排出後のNOxを除去する方法に関し
て、様々な研究がなされている。
滞等の交通事情の悪化などによって、環境基準を達成で
きない地域が数多く出現するようになっている。このよ
うなことから、周辺地域の負荷を軽減するために、発生
源対策以外にも、排出後のNOxを除去する方法に関し
て、様々な研究がなされている。
【０００３】自動車道路トンネル換気ガスは、低濃度
（0.数〜数ppm）で、NOxの組成比が、NO：NO2＝9：1
で、NOが大半を占めており、大気中からNOxを除去する
方法としては、NOを常温で大量に処理できる技術の確立
が求められている。このような技術として、例えば400n
m以下の紫外光によって励起され、強い酸化力を発現す
るTiO 2のような光半導体を主成分とする光触媒を利用し
て、NOをNO2、さらにNO3 -へと順次酸化することによ
り、反応生成物であるNO3 -を光触媒表面に捕捉して除去
し、補足したNO3 -を適宜水等で洗浄することによって光
触媒を再生、繰返し使用する方法が提案されている。な
お、上記光触媒作用により、上記NOx以外にSO2も除去で
きる（特開平７−１０８１３８号公報参照）。
（0.数〜数ppm）で、NOxの組成比が、NO：NO2＝9：1
で、NOが大半を占めており、大気中からNOxを除去する
方法としては、NOを常温で大量に処理できる技術の確立
が求められている。このような技術として、例えば400n
m以下の紫外光によって励起され、強い酸化力を発現す
るTiO 2のような光半導体を主成分とする光触媒を利用し
て、NOをNO2、さらにNO3 -へと順次酸化することによ
り、反応生成物であるNO3 -を光触媒表面に捕捉して除去
し、補足したNO3 -を適宜水等で洗浄することによって光
触媒を再生、繰返し使用する方法が提案されている。な
お、上記光触媒作用により、上記NOx以外にSO2も除去で
きる（特開平７−１０８１３８号公報参照）。
【０００４】また、上記酸化反応は、NO→NO2の一次酸
化反応とNO2→NO3 - の二次酸化反応の2つの段階が含ま
れるが、両者の反応速度が異なるため、NO3 -まで酸化し
て光触媒表面に捕捉する前に、中間生成物であるNO2の
一部が気相に放出され、光触媒反応の前後においてNO2
が増加するといったケースがあることから、上記現象を
逆に利用し、被処理ガスに含まれるNOx中に占めるNO2の
比率を高め、種々の吸着材にNOとNO2を等モルずつ同時
に吸着させて除去する方法（以下、等モル吸着法とい
う。）が、本発明者らによって提案されている（特開平
１１−９９５７号公報参照）。
化反応とNO2→NO3 - の二次酸化反応の2つの段階が含ま
れるが、両者の反応速度が異なるため、NO3 -まで酸化し
て光触媒表面に捕捉する前に、中間生成物であるNO2の
一部が気相に放出され、光触媒反応の前後においてNO2
が増加するといったケースがあることから、上記現象を
逆に利用し、被処理ガスに含まれるNOx中に占めるNO2の
比率を高め、種々の吸着材にNOとNO2を等モルずつ同時
に吸着させて除去する方法（以下、等モル吸着法とい
う。）が、本発明者らによって提案されている（特開平
１１−９９５７号公報参照）。
【０００５】前記等モル吸着法は、上記現象への対応も
さることながら、前述のようにNOxの組成比が、NO：NO2
＝9：1で、NOが大半を占めるNOx除去処理に有効であ
る。詳細は、前記特開平１１−９９５７号公報に記載さ
れているが、その要点は下記のとおりである。
さることながら、前述のようにNOxの組成比が、NO：NO2
＝9：1で、NOが大半を占めるNOx除去処理に有効であ
る。詳細は、前記特開平１１−９９５７号公報に記載さ
れているが、その要点は下記のとおりである。
【０００６】被処理空気からNOxを除去する技術とし
て、従来から、活性炭による吸着法が知られている。し
かしながら、活性炭はNO2の吸着除去には有効に機能す
るが、NOx 組成の大部分を占めるNOの吸着には有効に機
能しない。そこで、この対策としてオゾンを使ってNOを
NO2に酸化し、被処理空気中のNOxを略１００％NO2に変
えた上で、このNO2を活性炭で吸着除去する方法が考え
られた。
て、従来から、活性炭による吸着法が知られている。し
かしながら、活性炭はNO2の吸着除去には有効に機能す
るが、NOx 組成の大部分を占めるNOの吸着には有効に機
能しない。そこで、この対策としてオゾンを使ってNOを
NO2に酸化し、被処理空気中のNOxを略１００％NO2に変
えた上で、このNO2を活性炭で吸着除去する方法が考え
られた。
【０００７】しかしながら、前記したオゾン酸化，活性
炭吸着法は、以下に述べるような欠点がある。すなわ
ち、被処理空気のNO濃度は自動車の通行量により時々刻
々変動する。これに対して、被処理空気に添加するオゾ
ン量はNO濃度に応じて調整する必要があるが、オゾンの
発生量，添加量をNO濃度の変動に合わせて適正に制御す
ることは難しく、またオゾンを過剰に添加するようにす
ると、オゾンを生成するために余分なエネルギー（電
力）を投入することになるほか、過剰なオゾンが大気中
に放出されて光化学スモッグの発生原因にもなる。
炭吸着法は、以下に述べるような欠点がある。すなわ
ち、被処理空気のNO濃度は自動車の通行量により時々刻
々変動する。これに対して、被処理空気に添加するオゾ
ン量はNO濃度に応じて調整する必要があるが、オゾンの
発生量，添加量をNO濃度の変動に合わせて適正に制御す
ることは難しく、またオゾンを過剰に添加するようにす
ると、オゾンを生成するために余分なエネルギー（電
力）を投入することになるほか、過剰なオゾンが大気中
に放出されて光化学スモッグの発生原因にもなる。
【０００８】そこで、前記特開平１１−９９５７号公報
に記載された等モル吸着法においては、第１の処理工程
で、被処理空気に含むNOx（大気汚染物質）中のNOをオ
ゾンによる酸化，あるいは光触媒作用によりNO2に酸化
して、NOx中に占めるNO2の比率が当初よりも高く（２０
〜９０％、好ましくは５０％と）なるように調整し、続
く第２の処理工程で、TiO2，ZnO，モルデナイトのいず
れかを主成分とする吸着材を使用してNO，およびNO2を
等モルずつ同時に吸着させて被処理空気中のNOx濃度を
低めるようにしており、上記方法によって、NOxを少な
いエネルギーを投入するだけで安全，かつ効率よく除去
できるようにしている。
に記載された等モル吸着法においては、第１の処理工程
で、被処理空気に含むNOx（大気汚染物質）中のNOをオ
ゾンによる酸化，あるいは光触媒作用によりNO2に酸化
して、NOx中に占めるNO2の比率が当初よりも高く（２０
〜９０％、好ましくは５０％と）なるように調整し、続
く第２の処理工程で、TiO2，ZnO，モルデナイトのいず
れかを主成分とする吸着材を使用してNO，およびNO2を
等モルずつ同時に吸着させて被処理空気中のNOx濃度を
低めるようにしており、上記方法によって、NOxを少な
いエネルギーを投入するだけで安全，かつ効率よく除去
できるようにしている。
【０００９】図３は、反応ガスのNOx組成と等モル吸着
でのNOx除去率の関係を実験した結果を示す。図３と同様
の実験結果は、前記特開平１１−９９５７号公報にも記
載されている。この実験では便宜上、電気集じん機によ
る発生オゾンを利用してNOx組成の調整を行う変わりに、
NO標準ガスとNO2標準ガスとの混合比率によってNOx組成
を調整した。また、この実験で使用した吸着材の供試試料
として、TiO2を63.7wt％、K2TiO3を6.3wt％、フツ素樹脂
(PTFE:ホ゜リテトラフルオロエチレン)を30.0wt％の比率で混合し、厚さ
0.5mmに圧延して吸着材を作製し、これを50W×300L(mm)
のサイズにカットしたものを用いた。この供試試料をス
テンレス製の反応器に収容し、反応器に供給する被処理
ガスのNOx濃度を3.0ppm、NOx組成をNO2/ NOx＝0〜1、供給
流量を3.0L/min、相対湿度を50％(室温)の条件で、20時間
連続NOx除去実験を行った。その結果、NO2/ NOx＝0でほ
ぼ0％、NO2/ NOx＝0.5〜0.6で60数％と最大になり、NO2/
NOx＝1では最大値の約2/3に低下した。反応ガスがNOのみ
では除去せず、NOとNO2の比率がほぼ1:1のときNOxが効率
よく除去されることが分かる。また、NO2のみでは既知で
あるNO2の単独吸着によって除去しているものと考えら
れる。
でのNOx除去率の関係を実験した結果を示す。図３と同様
の実験結果は、前記特開平１１−９９５７号公報にも記
載されている。この実験では便宜上、電気集じん機によ
る発生オゾンを利用してNOx組成の調整を行う変わりに、
NO標準ガスとNO2標準ガスとの混合比率によってNOx組成
を調整した。また、この実験で使用した吸着材の供試試料
として、TiO2を63.7wt％、K2TiO3を6.3wt％、フツ素樹脂
(PTFE:ホ゜リテトラフルオロエチレン)を30.0wt％の比率で混合し、厚さ
0.5mmに圧延して吸着材を作製し、これを50W×300L(mm)
のサイズにカットしたものを用いた。この供試試料をス
テンレス製の反応器に収容し、反応器に供給する被処理
ガスのNOx濃度を3.0ppm、NOx組成をNO2/ NOx＝0〜1、供給
流量を3.0L/min、相対湿度を50％(室温)の条件で、20時間
連続NOx除去実験を行った。その結果、NO2/ NOx＝0でほ
ぼ0％、NO2/ NOx＝0.5〜0.6で60数％と最大になり、NO2/
NOx＝1では最大値の約2/3に低下した。反応ガスがNOのみ
では除去せず、NOとNO2の比率がほぼ1:1のときNOxが効率
よく除去されることが分かる。また、NO2のみでは既知で
あるNO2の単独吸着によって除去しているものと考えら
れる。
【００１０】ところで一方、自動車道路トンネル換気ガ
スにおける煤じんは、電気集じん機によって処理するこ
とが、かなり前から実施されている（特開平５−１５８
１０号公報参照）。例えば、自動車道トンネルに通じる
ように迂回ずい道が設けられ、その内部の仕切壁で仕切
られた左右各室にそれぞれ電気集じん機が設置される。
トンネル内の汚染空気は、ファンの運転により一端の吸
気口からずい道内に導入され、電気集じん機で煤じんが
除去された後、他端の送気口からトンネルに戻される。
スにおける煤じんは、電気集じん機によって処理するこ
とが、かなり前から実施されている（特開平５−１５８
１０号公報参照）。例えば、自動車道トンネルに通じる
ように迂回ずい道が設けられ、その内部の仕切壁で仕切
られた左右各室にそれぞれ電気集じん機が設置される。
トンネル内の汚染空気は、ファンの運転により一端の吸
気口からずい道内に導入され、電気集じん機で煤じんが
除去された後、他端の送気口からトンネルに戻される。
【００１１】電気集じん機は、煤じん粒子を含んだ空気
を帯電部でコロナ放電によるイオンシャワー空間に通過
させて煤じん粒子に電荷を与え、帯電された煤じん粒子
を集じん部で電界の力により吸引捕集するもので、図４
に、前記特開平５−１５８１０号公報に記載された電気
集じん機の模式的構成図を示す。
を帯電部でコロナ放電によるイオンシャワー空間に通過
させて煤じん粒子に電荷を与え、帯電された煤じん粒子
を集じん部で電界の力により吸引捕集するもので、図４
に、前記特開平５−１５８１０号公報に記載された電気
集じん機の模式的構成図を示す。
【００１２】図４によれば、電気集じん機１３の各ユニ
ットは、１ユニットの集じん部１３ｂに対して２ユニッ
トの帯電部１３ａが前後に組み合わされて構成されてい
る。詳細には図示しないが、各々の帯電部１３ａの設置
極板間には前後方向（処理空気の流れ方向）にそれぞれ
２本の放電線が配置されている。
ットは、１ユニットの集じん部１３ｂに対して２ユニッ
トの帯電部１３ａが前後に組み合わされて構成されてい
る。詳細には図示しないが、各々の帯電部１３ａの設置
極板間には前後方向（処理空気の流れ方向）にそれぞれ
２本の放電線が配置されている。
【００１３】電気集じん機１３には高圧電源１８から直
流高電圧が供給され、帯電部１３ａには11kVが、また集
じん部１３ｂには 5.5kVが印加される。なお、１９は集
じん部１３ｂの電極板に水を噴射して堆積した煤じんを
洗い流す洗浄水ノズルで、洗浄水は加圧ポンプ２０によ
り洗浄水タンク２１から圧送される。洗浄後の汚水は汚
水処理装置２２で処理される。また、２３及び２４はそ
れぞれ入口側及び出口側のダンパである。
流高電圧が供給され、帯電部１３ａには11kVが、また集
じん部１３ｂには 5.5kVが印加される。なお、１９は集
じん部１３ｂの電極板に水を噴射して堆積した煤じんを
洗い流す洗浄水ノズルで、洗浄水は加圧ポンプ２０によ
り洗浄水タンク２１から圧送される。洗浄後の汚水は汚
水処理装置２２で処理される。また、２３及び２４はそ
れぞれ入口側及び出口側のダンパである。
【００１４】従来、電気集じん機の帯電部はプラス放電
であったが、近年、プラス放電よりも低い電圧で高い放電
電流が得られることから、マイナス放電による電気集じ
ん機も導入されている。マイナス放電では放電線が切れ
にくいため、メンテナンス費用が抑えられるという利点
もある。
であったが、近年、プラス放電よりも低い電圧で高い放電
電流が得られることから、マイナス放電による電気集じ
ん機も導入されている。マイナス放電では放電線が切れ
にくいため、メンテナンス費用が抑えられるという利点
もある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電気集じん
機は、除じん機能はあるものの、大気汚染物質である窒
素酸化物（NOx）や亜硫酸ガス（SO2）等を除去する機能
は備えていない。
機は、除じん機能はあるものの、大気汚染物質である窒
素酸化物（NOx）や亜硫酸ガス（SO2）等を除去する機能
は備えていない。
【００１６】また、電気集じん機を道路トンネル内で用
いると、コロナ放電により発生するオゾンが問題になる
ことがある。特に、帯電部をマイナス放電とすること
で、プラス放電に比べオゾンの発生量が多くなる。空気
中では、発生したオゾンとNOが反応して人体に直接悪影
響を及ぼすNO2を副生し、これが共存すると低濃度のオゾ
ンでも毒性があらわれるという問題の指摘もある。
いると、コロナ放電により発生するオゾンが問題になる
ことがある。特に、帯電部をマイナス放電とすること
で、プラス放電に比べオゾンの発生量が多くなる。空気
中では、発生したオゾンとNOが反応して人体に直接悪影
響を及ぼすNO2を副生し、これが共存すると低濃度のオゾ
ンでも毒性があらわれるという問題の指摘もある。
【００１７】一方、前記等モル吸着によってNOxを処理
する場合には、道路トンネル換気ガスのNOx組成は概ねN
O: NO2＝9:1であることから、NOxの1割しかないNO2とそ
れと同量のNOしか反応しないため、前述のように、前工
程（前記第１の処理工程）で、被処理空気に含むNOx
（大気汚染物質）中のNOをオゾンによる酸化，あるいは
光触媒作用によりNO2に酸化してNOx中に占めるNO2の比
率が当初よりも高く（２０〜９０％、好ましくは５０％
と）なるように調整しない場合には、効率が悪いという
問題点がある。
する場合には、道路トンネル換気ガスのNOx組成は概ねN
O: NO2＝9:1であることから、NOxの1割しかないNO2とそ
れと同量のNOしか反応しないため、前述のように、前工
程（前記第１の処理工程）で、被処理空気に含むNOx
（大気汚染物質）中のNOをオゾンによる酸化，あるいは
光触媒作用によりNO2に酸化してNOx中に占めるNO2の比
率が当初よりも高く（２０〜９０％、好ましくは５０％
と）なるように調整しない場合には、効率が悪いという
問題点がある。
【００１８】前記効率の改善のために、前工程（前記第
１の処理工程）を行なう場合には、オゾンによる酸化，
あるいは光触媒作用による酸化のための固有のエネルギ
が必要であり、かつ、前工程のための装置（オゾナイザ
や光触媒処理装置）が必要となり、全体的にコストが増
大する問題がある。
１の処理工程）を行なう場合には、オゾンによる酸化，
あるいは光触媒作用による酸化のための固有のエネルギ
が必要であり、かつ、前工程のための装置（オゾナイザ
や光触媒処理装置）が必要となり、全体的にコストが増
大する問題がある。
【００１９】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、本発明の課題は、簡略な装置
構成と少ないエネルギで、煤じん及び一酸化窒素（Ｎ
Ｏ）と二酸化窒素（ＮＯ2 ）等の窒素酸化物（ＮＯX ）
を含む空気を効率よく浄化し、かつＮＯXに加えオゾン
などの有害物質の排出を抑制した自動車道トンネル内の
空気浄化方法および装置を提供することにある。
るためになされたもので、本発明の課題は、簡略な装置
構成と少ないエネルギで、煤じん及び一酸化窒素（Ｎ
Ｏ）と二酸化窒素（ＮＯ2 ）等の窒素酸化物（ＮＯX ）
を含む空気を効率よく浄化し、かつＮＯXに加えオゾン
などの有害物質の排出を抑制した自動車道トンネル内の
空気浄化方法および装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、この発明では、煤じん及び一酸化窒素（ＮＯ）と二
酸化窒素（ＮＯ2 ）等の窒素酸化物（ＮＯX ）を含む自
動車道トンネル内等の空気を浄化する方法において、電
気集じん機によって被処理空気中の煤じんを除去し、さ
らに前記電気集じん機で発生するオゾンによって被処理
空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化してＮＯX 中に占めるＮＯ
2 の濃度比率を電気集じん機入口部よりも高める第１の
処理工程と、この被処理空気を、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，モ
ルデナイトのいずれかを主成分とする吸着材に接触さ
せ、ＮＯとＮＯ2 を等量ずつ吸着させることによって被
処理ガス中のＮＯX 濃度を低減する第２の処理工程とを
含むこととする（請求項１の発明）。
め、この発明では、煤じん及び一酸化窒素（ＮＯ）と二
酸化窒素（ＮＯ2 ）等の窒素酸化物（ＮＯX ）を含む自
動車道トンネル内等の空気を浄化する方法において、電
気集じん機によって被処理空気中の煤じんを除去し、さ
らに前記電気集じん機で発生するオゾンによって被処理
空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化してＮＯX 中に占めるＮＯ
2 の濃度比率を電気集じん機入口部よりも高める第１の
処理工程と、この被処理空気を、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，モ
ルデナイトのいずれかを主成分とする吸着材に接触さ
せ、ＮＯとＮＯ2 を等量ずつ吸着させることによって被
処理ガス中のＮＯX 濃度を低減する第２の処理工程とを
含むこととする（請求項１の発明）。
【００２１】上記請求項１の発明により、第１の処理工
程として電気集じん機で発生するオゾンを積極的に利用
することにより、被処理空気中のＮＯをＮＯ2に酸化して
ＮＯ 2の濃度比率を当初よりも高め、被処理ガス中のＮ
ＯX濃度を効率的に低減することが可能となる。
程として電気集じん機で発生するオゾンを積極的に利用
することにより、被処理空気中のＮＯをＮＯ2に酸化して
ＮＯ 2の濃度比率を当初よりも高め、被処理ガス中のＮ
ＯX濃度を効率的に低減することが可能となる。
【００２２】また上記請求項１の発明の実施態様とし
て、下記請求項２ないし５の発明が好適である。即ち、
請求項１記載の方法において、前記第１の処理工程にお
けるＮＯ2の濃度比率は、少なくとも２０％とする（請
求項２の発明）。これにより、前述の図３から明らかな
ように、ＮＯXの除去効率が向上する。
て、下記請求項２ないし５の発明が好適である。即ち、
請求項１記載の方法において、前記第１の処理工程にお
けるＮＯ2の濃度比率は、少なくとも２０％とする（請
求項２の発明）。これにより、前述の図３から明らかな
ように、ＮＯXの除去効率が向上する。
【００２３】さらに、上記請求項１または２記載の方法
において、前記電気集じん機における帯電部の極性を負
とし、マイナス放電によって被処理空気を処理する（請
求項３の発明）。上記のように、帯電部をマイナス放電
とすることで、オゾンの発生量を増大させ、ＮＯ2の生
成量を増大することで、さらに高効率にＮＯX濃度を低
減することが可能となる。
において、前記電気集じん機における帯電部の極性を負
とし、マイナス放電によって被処理空気を処理する（請
求項３の発明）。上記のように、帯電部をマイナス放電
とすることで、オゾンの発生量を増大させ、ＮＯ2の生
成量を増大することで、さらに高効率にＮＯX濃度を低
減することが可能となる。
【００２４】また、前記請求項１ないし３のいずれかに
記載の方法において、前記被処理空気中のＮＯX 濃度を
計測し、ＮＯX 濃度が大のときには前記電気集じん機に
おける放電電流を大とする予め定めたＮＯX 濃度と前記
放電電流との相関と、前記ＮＯX 濃度の計測値とに基づ
き、前記電気集じん機における放電電流を制御する（請
求項４の発明）。
記載の方法において、前記被処理空気中のＮＯX 濃度を
計測し、ＮＯX 濃度が大のときには前記電気集じん機に
おける放電電流を大とする予め定めたＮＯX 濃度と前記
放電電流との相関と、前記ＮＯX 濃度の計測値とに基づ
き、前記電気集じん機における放電電流を制御する（請
求項４の発明）。
【００２５】前述のように、被処理空気のＮＯ濃度は自
動車の通行量により時々刻々変動する。また、後述する
ように、電気集じん機における放電電流を増大すると、
電気集じん機におけるオゾン発生量が増加する。従っ
て、上記請求項４の発明のように、等モル吸着の前段に
おいて、ＮＯX 濃度をモニターして、ＮＯX 濃度が大の
ときには前記電気集じん機における放電電流を大とする
制御を行なうことにより、全体的に効率の高い空気浄化
が可能となる。
動車の通行量により時々刻々変動する。また、後述する
ように、電気集じん機における放電電流を増大すると、
電気集じん機におけるオゾン発生量が増加する。従っ
て、上記請求項４の発明のように、等モル吸着の前段に
おいて、ＮＯX 濃度をモニターして、ＮＯX 濃度が大の
ときには前記電気集じん機における放電電流を大とする
制御を行なうことにより、全体的に効率の高い空気浄化
が可能となる。
【００２６】さらに、電気集じん機から流出するオゾン
が問題となる場合には、下記請求項５の発明が好まし
い。即ち、請求項１記載の方法において、前記第１の処
理工程と第２の処理工程との間に、ＴｉＯ2 を主成分と
する光触媒を設置して、該光触媒に波長400nm以下の紫外
光を照射することによって発現する光触媒作用を利用し
て、電気集じん機で発生したオゾンを分解し、かつ被処
理空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化する中間工程を含むこと
とする。
が問題となる場合には、下記請求項５の発明が好まし
い。即ち、請求項１記載の方法において、前記第１の処
理工程と第２の処理工程との間に、ＴｉＯ2 を主成分と
する光触媒を設置して、該光触媒に波長400nm以下の紫外
光を照射することによって発現する光触媒作用を利用し
て、電気集じん機で発生したオゾンを分解し、かつ被処
理空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化する中間工程を含むこと
とする。
【００２７】前記光触媒作用を利用して、電気集じん機
で発生したオゾンを、下式のの反応により分解で
きる。
で発生したオゾンを、下式のの反応により分解で
きる。
【００２８】 TiO2＋hν(光)→e‐(電子) ＋p+(正孔)− p+＋OH‐→OH* − O3＋OH*→O2＋HOO* − また、上記請求項５の発明により、前記オゾン分解以外
に、光触媒作用によりＮＯをＮＯ2 に酸化できるので、
前記中間工程は、被処理ガス中のＮＯX濃度を効率的に
低減する効果の助長効果がある。
に、光触媒作用によりＮＯをＮＯ2 に酸化できるので、
前記中間工程は、被処理ガス中のＮＯX濃度を効率的に
低減する効果の助長効果がある。
【００２９】さらに、前記方法を実施するための装置と
しては、下記請求項６および７の発明が好適である。即
ち、煤じん及び一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ
2 ）等の窒素酸化物（ＮＯX ）を含む空気を浄化する装
置において、被処理空気中の煤じんを除去する電気集じ
ん機と、その後段に設けられＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，モルデ
ナイトのいずれかを主成分とする吸着材を有する吸着反
応槽とを備えるものとする（請求項６の発明）。
しては、下記請求項６および７の発明が好適である。即
ち、煤じん及び一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ
2 ）等の窒素酸化物（ＮＯX ）を含む空気を浄化する装
置において、被処理空気中の煤じんを除去する電気集じ
ん機と、その後段に設けられＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，モルデ
ナイトのいずれかを主成分とする吸着材を有する吸着反
応槽とを備えるものとする（請求項６の発明）。
【００３０】また、上記請求項６記載の装置において、
前記電気集じん機と吸着反応槽との間に、ＴｉＯ2 を主
成分とする光触媒反応槽を設ける（請求項７の発明）。
前記電気集じん機と吸着反応槽との間に、ＴｉＯ2 を主
成分とする光触媒反応槽を設ける（請求項７の発明）。
【００３１】
【発明の実施の形態】図面により、本発明の実施例につ
いて以下にのべる。
いて以下にのべる。
【００３２】（実施例１）自動車道路トンネル内に設置
した電気集じん機（ＥＰ）出入口のＮＯXの測定結果の
一例を、表１に示す。
した電気集じん機（ＥＰ）出入口のＮＯXの測定結果の
一例を、表１に示す。
【００３３】
【表１】 表１から明らかなように、出入口のＮＯおよびＮＯ２濃
度を比較すると、集じん機を通過した空気中のＮＯ濃度
は減少し、ＮＯ2 濃度が増加する。これは、電気集じん機
のコロナ放電によってオゾンが発生し、オゾンとＮＯが
反応してＮＯ2が生成したことによる。
度を比較すると、集じん機を通過した空気中のＮＯ濃度
は減少し、ＮＯ2 濃度が増加する。これは、電気集じん機
のコロナ放電によってオゾンが発生し、オゾンとＮＯが
反応してＮＯ2が生成したことによる。
【００３４】また、帯電部をプラス放電からマイナス放
電にするとＮＯ2 濃度がさらに増加する。これは、マイナ
ス放電によってオゾンの発生量が増加したことによる。
プラス放電をマイナス放電とすることによって、ＮＯ2
／ＮＯX比は、約２倍となる。
電にするとＮＯ2 濃度がさらに増加する。これは、マイナ
ス放電によってオゾンの発生量が増加したことによる。
プラス放電をマイナス放電とすることによって、ＮＯ2
／ＮＯX比は、約２倍となる。
【００３５】さらにまた、マイナス放電時の放電電流を
増大することにより、発生オゾン量をさらに増大させる
ことが可能である。放電電流を変化させた実験結果の一
例を、表２に示す。
増大することにより、発生オゾン量をさらに増大させる
ことが可能である。放電電流を変化させた実験結果の一
例を、表２に示す。
【００３６】
【表２】 表２から明らかなように、マイナス放電において、放電
電流を約１．０７倍とすると、ＮＯ2／ＮＯX比は、約
１．０６倍となり、略、比例関係にある。一方、放電電
流を約２倍にすると、電気集じん機で発生するオゾン濃
度も１．５〜２倍となることが、実験で確認されてお
り、表２の結果は、放電電流の増大により、オゾン濃度
が増大し、その結果、ＮＯ2／ＮＯX比が増大したことを
示している。
電流を約１．０７倍とすると、ＮＯ2／ＮＯX比は、約
１．０６倍となり、略、比例関係にある。一方、放電電
流を約２倍にすると、電気集じん機で発生するオゾン濃
度も１．５〜２倍となることが、実験で確認されてお
り、表２の結果は、放電電流の増大により、オゾン濃度
が増大し、その結果、ＮＯ2／ＮＯX比が増大したことを
示している。
【００３７】表１の実験例において、ＮＯ2／ＮＯX比の
最大値は、マイナス放電において０．２１であるが、前
述のように、放電電流を２倍とすれば、ＮＯ2／ＮＯX比
を略倍の約０．４とすることができる。さらに、被処理
空気の処理流量を小さくするほど、オゾンとＮＯとの接
触機会増大のためか、ＮＯ2／ＮＯX比が増大する傾向が
認められ、これによって、さらにＮＯ2／ＮＯX比が増大
できる。
最大値は、マイナス放電において０．２１であるが、前
述のように、放電電流を２倍とすれば、ＮＯ2／ＮＯX比
を略倍の約０．４とすることができる。さらに、被処理
空気の処理流量を小さくするほど、オゾンとＮＯとの接
触機会増大のためか、ＮＯ2／ＮＯX比が増大する傾向が
認められ、これによって、さらにＮＯ2／ＮＯX比が増大
できる。
【００３８】（実施例２）図１は、請求項６の発明に関
わる実施例を示す構成図である。同図において、１は被
処理空気中の煤じんを除じんするための電気集じん機、
２は等モル吸着によってＮＯX を除去するためにＴｉＯ
2 ，ＺｎＯ，モルデナイトのいずれかを主成分とする吸
着材を設置した吸着反応槽、３は被処理ガスを装置に導
入するための送風機である。
わる実施例を示す構成図である。同図において、１は被
処理空気中の煤じんを除じんするための電気集じん機、
２は等モル吸着によってＮＯX を除去するためにＴｉＯ
2 ，ＺｎＯ，モルデナイトのいずれかを主成分とする吸
着材を設置した吸着反応槽、３は被処理ガスを装置に導
入するための送風機である。
【００３９】まず、電気集じん機１において、被処理ガ
スに含まれる煤じんを、帯電部におけるコロナ放電によ
るイオンシャワー空間に通過させて、煤じん粒子に電荷
を与え、帯電された煤じん粒子を集じん電極で電界の力
により吸引捕集する。この際、空気中ではコロナ放電によ
ってオゾンが発生することから、オゾンの強力な酸化力
によって、被処理ガス（空気）中のＮＯは、ＮＯ2に酸
化される。次に、ＮＯ2比率が当初よりも高くなった被処
理ガスは、吸着反応槽２に導入され、吸着材によってＮ
ＯおよびＮＯ2が効率よく吸着除去される。
スに含まれる煤じんを、帯電部におけるコロナ放電によ
るイオンシャワー空間に通過させて、煤じん粒子に電荷
を与え、帯電された煤じん粒子を集じん電極で電界の力
により吸引捕集する。この際、空気中ではコロナ放電によ
ってオゾンが発生することから、オゾンの強力な酸化力
によって、被処理ガス（空気）中のＮＯは、ＮＯ2に酸
化される。次に、ＮＯ2比率が当初よりも高くなった被処
理ガスは、吸着反応槽２に導入され、吸着材によってＮ
ＯおよびＮＯ2が効率よく吸着除去される。
【００４０】（実施例３）図２は、請求項７の発明に関
わる実施例を示す概略構成図である。図２においては、
実施例１における吸着反応槽２の図示を省略しており、
光触媒反応槽４とファン３との間に吸着反応槽２が設け
られる。
わる実施例を示す概略構成図である。図２においては、
実施例１における吸着反応槽２の図示を省略しており、
光触媒反応槽４とファン３との間に吸着反応槽２が設け
られる。
【００４１】図２において、１は被処理空気中の煤じん
を除じんするための電気集じん機、４は光触媒および光
源等で構成される光触媒反応槽、５は光触媒を保持する
ための基材、６はＴｉＯ2を主成分とする光触媒、７は
光触媒に400nm以下の紫外光を照射する光化学用蛍光灯、
３は被処理ガスを装置に導入するための送風機である。
を除じんするための電気集じん機、４は光触媒および光
源等で構成される光触媒反応槽、５は光触媒を保持する
ための基材、６はＴｉＯ2を主成分とする光触媒、７は
光触媒に400nm以下の紫外光を照射する光化学用蛍光灯、
３は被処理ガスを装置に導入するための送風機である。
【００４２】電気集じん機１で被処理空気中の煤じんを
除じんする際に、空気中ではコロナ放電によってオゾン
が発生する。このオゾンは被処理空気中のＮＯと反応し
てＮＯ2を生成し、その大部分は消費されるが、余剰の
オゾンを含む被処理ガスを光触媒反応槽４に導入するこ
とにより、ＴｉＯ2の光触媒作用によってオゾンが分解
除去される。またこのとき、ＮＯX 、ＳＯ2も同時に酸
化除去されることから清浄な空気が排出され、さらに、
光触媒作用によりＮＯをＮＯ2 に酸化して、被処理ガス
中のＮＯX濃度を効率的に低減する効果を助長する。ま
た、光化学用蛍光灯７を消灯した場合には、光触媒６は
吸着材として機能するため、等モル吸着によってＮＯお
よびＮＯ2が吸着除去できる。
除じんする際に、空気中ではコロナ放電によってオゾン
が発生する。このオゾンは被処理空気中のＮＯと反応し
てＮＯ2を生成し、その大部分は消費されるが、余剰の
オゾンを含む被処理ガスを光触媒反応槽４に導入するこ
とにより、ＴｉＯ2の光触媒作用によってオゾンが分解
除去される。またこのとき、ＮＯX 、ＳＯ2も同時に酸
化除去されることから清浄な空気が排出され、さらに、
光触媒作用によりＮＯをＮＯ2 に酸化して、被処理ガス
中のＮＯX濃度を効率的に低減する効果を助長する。ま
た、光化学用蛍光灯７を消灯した場合には、光触媒６は
吸着材として機能するため、等モル吸着によってＮＯお
よびＮＯ2が吸着除去できる。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、煤じ
ん及び一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ2 ）等の
窒素酸化物（ＮＯX ）を含む空気を浄化する方法におい
て、電気集じん機によって被処理空気中の煤じんを除去
し、さらに前記電気集じん機で発生するオゾンによって
被処理空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化してＮＯX 中に占め
るＮＯ2 の濃度比率を電気集じん機入口部よりも高める
第１の処理工程と、この被処理空気を、ＴｉＯ2 ，Ｚｎ
Ｏ，モルデナイトのいずれかを主成分とする吸着材に接
触させ、ＮＯとＮＯ2 を等量ずつ吸着させることによっ
て被処理ガス中のＮＯX 濃度を低減する第２の処理工程
とを含むこととし、また、前記第１の処理工程と第２の
処理工程との間に、ＴｉＯ2 を主成分とする光触媒を設
置して、該光触媒に波長400nm以下の紫外光を照射するこ
とによって発現する光触媒作用を利用して、電気集じん
機で発生したオゾンを分解し、かつ被処理空気中のＮＯ
をＮＯ2 に酸化する中間工程を含むことにより、電気集
じん機で発生するオゾンを積極的に利用することによ
り、被処理空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化してＮＯ2の濃度
比率を当初よりも高め、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，モルデナイ
トのいずれかを主成分とする吸着材に接触させ、ＮＯと
ＮＯ2を等量ずつ吸着させることによって、更なるエネ
ルギの投入なしに、被処理空気中のＮＯX濃度を効率的
に低減することが可能となる。また、余剰のオゾンが問
題となる場合には、電気集じん機の後段に設置したＴｉ
Ｏ2を主成分とする光触媒を設置することによって、オ
ゾンを分解することが可能となる。これにより、電気集
じん機を単独で運転する場合に比べ、オゾンやＮＯXな
どの有害物質の排出を低減した環境調和型の自動車道ト
ンネル内等の空気浄化方法および装置を提供することが
可能となる。
ん及び一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ2 ）等の
窒素酸化物（ＮＯX ）を含む空気を浄化する方法におい
て、電気集じん機によって被処理空気中の煤じんを除去
し、さらに前記電気集じん機で発生するオゾンによって
被処理空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化してＮＯX 中に占め
るＮＯ2 の濃度比率を電気集じん機入口部よりも高める
第１の処理工程と、この被処理空気を、ＴｉＯ2 ，Ｚｎ
Ｏ，モルデナイトのいずれかを主成分とする吸着材に接
触させ、ＮＯとＮＯ2 を等量ずつ吸着させることによっ
て被処理ガス中のＮＯX 濃度を低減する第２の処理工程
とを含むこととし、また、前記第１の処理工程と第２の
処理工程との間に、ＴｉＯ2 を主成分とする光触媒を設
置して、該光触媒に波長400nm以下の紫外光を照射するこ
とによって発現する光触媒作用を利用して、電気集じん
機で発生したオゾンを分解し、かつ被処理空気中のＮＯ
をＮＯ2 に酸化する中間工程を含むことにより、電気集
じん機で発生するオゾンを積極的に利用することによ
り、被処理空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化してＮＯ2の濃度
比率を当初よりも高め、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，モルデナイ
トのいずれかを主成分とする吸着材に接触させ、ＮＯと
ＮＯ2を等量ずつ吸着させることによって、更なるエネ
ルギの投入なしに、被処理空気中のＮＯX濃度を効率的
に低減することが可能となる。また、余剰のオゾンが問
題となる場合には、電気集じん機の後段に設置したＴｉ
Ｏ2を主成分とする光触媒を設置することによって、オ
ゾンを分解することが可能となる。これにより、電気集
じん機を単独で運転する場合に比べ、オゾンやＮＯXな
どの有害物質の排出を低減した環境調和型の自動車道ト
ンネル内等の空気浄化方法および装置を提供することが
可能となる。
【図１】本発明に関わる空気浄化装置の実施例の構成図
【図２】本発明に関わる空気浄化装置の異なる実施例の
構成図
構成図
【図３】反応ガスのNOx組成と等モル吸着でのNOx除去率
の関係を示す図
の関係を示す図
【図４】電気集じん機の模式的構成図
１：電気集じん機、２：吸着反応槽、３：ファン、４：
光触媒反応槽、５：基材、６：光触媒、７：光化学用蛍
光灯。
光触媒反応槽、５：基材、６：光触媒、７：光化学用蛍
光灯。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｆ Ｂ０３Ｃ 3/02 １０２Ｇ 3/68 Ｆターム(参考） 4D002 AA12 AC10 BA04 BA05 BA09 BA14 CA07 CA13 DA11 DA21 DA47 DA51 EA02 GA01 GB02 GB20 4D048 AA06 AA12 AB01 AB03 AC07 BA07X BA13X BA41X CD01 CD03 CD08 DA01 DA02 DA08 DA10 DA20 EA01 EA03 4D054 AA07 AA20 BA02 CA11 CA19 EA21 EA27 EA28
Claims (7)
- 【請求項１】 煤じん及び一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化
窒素（ＮＯ2 ）等の窒素酸化物（ＮＯX ）を含む空気を
浄化する方法において、 電気集じん機によって被処理空気中の煤じんを除去し、
さらに前記電気集じん機で発生するオゾンによって被処
理空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化してＮＯX 中に占めるＮ
Ｏ2 の濃度比率を電気集じん機入口部よりも高める第１
の処理工程と、この被処理空気を、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，
モルデナイトのいずれかを主成分とする吸着材に接触さ
せ、ＮＯとＮＯ2 を等量ずつ吸着させることによって被
処理ガス中のＮＯX 濃度を低減する第２の処理工程とを
含むことを特徴とする空気浄化方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記第１
の処理工程におけるＮＯ2の濃度比率は、少なくとも２
０％とすることを特徴とする空気浄化方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の方法において、
前記電気集じん機における帯電部の極性を負とし、マイ
ナス放電によって被処理空気を処理することを特徴とす
る空気浄化方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の方
法において、前記被処理空気中のＮＯX 濃度を計測し、
ＮＯX 濃度が大のときには前記電気集じん機における放
電電流を大とする予め定めたＮＯX 濃度と前記放電電流
との相関と、前記ＮＯX 濃度の計測値とに基づき、前記
電気集じん機における放電電流を制御することを特徴と
する空気浄化方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の方法において、前記第１
の処理工程と第２の処理工程との間に、ＴｉＯ2 を主成
分とする光触媒を設置して、該光触媒に波長400nm以下の
紫外光を照射することによって発現する光触媒作用を利
用して、電気集じん機で発生したオゾンを分解し、かつ
被処理空気中のＮＯをＮＯ2 に酸化する中間工程を含む
ことを特徴とする空気浄化方法。 - 【請求項６】 煤じん及び一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化
窒素（ＮＯ2 ）等の窒素酸化物（ＮＯX ）を含む空気を
浄化する装置において、被処理空気中の煤じんを除去す
る電気集じん機と、その後段に設けられＴｉＯ2 ，Ｚｎ
Ｏ，モルデナイトのいずれかを主成分とする吸着材を有
する吸着反応槽とを備えることを特徴とする空気浄化装
置。 - 【請求項７】 請求項６記載の装置において、前記電気
集じん機と吸着反応槽との間に、ＴｉＯ2 を主成分とす
る光触媒反応槽を設けることを特徴とする空気浄化装
置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000320798A JP2002126449A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 空気浄化方法および装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000320798A JP2002126449A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 空気浄化方法および装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002126449A true JP2002126449A (ja) | 2002-05-08 |
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ID=18799025
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|---|---|---|---|
| JP2000320798A Pending JP2002126449A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 空気浄化方法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002126449A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009240973A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 排気ガス処理システムおよび排気ガス処理方法 |
| EP2433711A3 (en) * | 2006-03-02 | 2017-01-11 | Technische Universiteit Delft | Method for the removal of smut, fine dust and exhaust gas particles, particle catch arrangement for use in this method and use of the particle catch arrangement to generate a static electric field |
| ITUB20153685A1 (it) * | 2015-09-17 | 2017-03-17 | Univ Politecnica Delle Marche | Dispositivo e processo per la purificazione dell?aria |
-
2000
- 2000-10-20 JP JP2000320798A patent/JP2002126449A/ja active Pending
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