JP2003159511A - 脱硝用吸着剤の再生方法、排ガスの処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 毒性の高い物質を排出することがなく、排ガ
ス処理装置の小型化、コストの低減が可能な脱硝用吸着
剤の再生方法、排ガスの処理方法および装置を提供する
こと。 【解決手段】 窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水
で洗浄し、吸着した窒素酸化物を脱着させ、続いて前記
脱硝用吸着剤を乾燥することにより前記脱硝用吸着剤の
再生を行う吸着剤の再生方法と、該方法を適用した排ガ
スの処理方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脱硝用吸着剤の再
生方法、排ガスの処理方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、大都市における自動車排気ガスに
よる環境汚染、とくに窒素酸化物（ＮＯｘ）による汚染
が問題となっており、とくに道路トンネルなどから排出
される排ガスの脱硝処理が検討されている。なお従来、
ボイラ等の排煙脱硝技術については広く研究開発が行わ
れて実用化されているが、道路トンネル排ガスの脱硝
は、固定発生源からの排ガスの脱硝ではなく、前記ボイ
ラ等の排煙脱硝技術と条件が全く異なっている。すなわ
ち、道路トンネル排ガスは、自動車排気ガスが大量の大
気で希釈されたものであって、常温でＮＯｘ濃度は最大
３〜５ｐｐｍであり、処理ガス量が多いという特性を有
している。このような排ガスの脱硝装置としては、何ら
かの装置によりＮＯｘを濃縮し、濃縮した少量のガスを
脱硝処理する装置が検討されており、現在、ゼオライト
系吸着剤によりＮＯｘを吸着濃縮し、アンモニア接触還
元脱硝法により処理する装置が使用されている。しか
し、前記アンモニア接触還元脱硝法は、常温かつ大量の
排ガスを２００〜３００℃に昇温する必要があり、大量
のエネルギーを必要とする課題がある。

【０００３】また、特開平１１−１１４３７０号公報に
は、道路トンネル排ガスの脱硝技術として、吸着剤とし
てオゾンを吸着しかつＮＯｘを吸着する高シリカ吸着剤
｛シリカゲル、高シリカペンタシルゼオライト（シリカ
ライトまたはＳｉＯ₂ ／Ａｌ ₂ Ｏ₃ 比が高いＺＳＭ−
５）、脱アルミニウムフォージャサイト（超安定Ｙ型ゼ
オライト：ＵＳＹ）、およびメソポーラスシリケート
（ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラエトキシシラン
をシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリケー
ト、または低分子ケイ酸をシリカ源とする低温酸性合成
メソポーラスシリケート）などの高シリカ吸着剤｝を使
用し、オゾンを注入した排ガスを吸着剤と接触させるこ
とによって、ＮＯｘの主成分であるＮＯのＮＯ₂ および
ＨＮＯ₃ への酸化反応と吸着を同時に行なう技術を開示
している。なお、高シリカ吸着剤の詳細については、例
えば特開平１１−３４２３１３号公報に記載されてい
る。

【０００４】しかしながら上記従来技術では、用いた高
シリカ吸着剤を再生処理するために、２００℃以上に高
シリカ吸着剤を加熱しＮＯｘを加熱脱着しており、大量
のエネルギーを必要とする課題がある。また、高シリカ
吸着剤から加熱脱着にて脱離された高濃度ＮＯｘには毒
性の高いNO₂が多量に含まれるため、脱離されたＮＯｘ
が漏れないよう高密閉空間での処理が必要となり、装置
コストが高くなるという課題もある。さらに高濃度ＮＯ
ｘは、アンモニアなどの還元剤を使用した接触還元脱硝
装置にて脱硝処理する必要があり、上述のとおり２００
〜３００℃の昇温による大量のエネルギーを必要とし結
果的にランニングコストが高くなるとともに、毒性の高
いアンモニアが漏れないようにこれもまた高密閉空間で
の処理が必要となり装置のトータルコストが高くなると
いう課題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、このような従来技術における課題を解決し、毒性
の高い物質を排出することがなく、排ガス処理装置の小
型化、コストの低減が可能な脱硝用吸着剤の再生方法、
排ガスの処理方法および装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、窒素
酸化物の脱硝処理装置に用いられる脱硝用吸着剤の再生
方法において、窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水
で洗浄し、吸着した窒素酸化物を脱着させ、続いて前記
脱硝用吸着剤を乾燥することにより前記脱硝用吸着剤の
再生を行うことを特徴とする前記再生方法である。請求
項２の発明は、排ガスと脱硝用吸着剤とを接触させて前
記排ガス中の窒素酸化物を前記脱硝用吸着剤に吸着さ
せ、窒素酸化物の含有量が低減した排ガスを大気中に放
出し、前記窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水で洗
浄し、吸着した窒素酸化物を脱着させ、続いて前記脱硝
用吸着剤を乾燥することにより前記脱硝用吸着剤の再生
を行い、前記再生された脱硝用吸着剤を再び排ガス中の
窒素酸化物の吸着に供することを特徴とする排ガスの処
理方法である。請求項３の発明は、脱硝用吸着剤が、ゼ
オライト、フォージャサイト、高シリカペンタシルゼオ
ライト、メソポーラスシリケートおよびシリカゲルから
なる群から選択された少なくとも１種であることを特徴
とする請求項１に記載の再生方法である。請求項４の発
明は、脱硝用吸着剤の水での洗浄が、前記脱硝用吸着剤
を水中に一定時間浸漬することにより行われることを特
徴とする請求項１に記載の再生方法である。請求項５の
発明は、脱硝用吸着剤の水での洗浄が、前記脱硝用吸着
剤を一定時間流水と接触させることにより行われること
を特徴とする請求項１に記載の再生方法である。請求項
６の発明は、脱硝用吸着剤の乾燥が、前記脱硝用吸着剤
と空気流との接触により行われることを特徴とする請求
項１に記載の再生方法である。請求項７の発明は、脱硝
用吸着剤の乾燥が、熱せられた空気流を用いて行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の再生方法である。請
求項８の発明は、窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を
水で洗浄して生じた廃液を、アルカリ性薬品で中和処理
することを特徴とする請求項１に記載の再生方法であ
る。請求項９の発明は、アルカリ性薬品が、アンモニア
水であることを特徴とする請求項８に記載の再生方法で
ある。請求項１０の発明は、窒素酸化物を吸着した脱硝
用吸着剤を水で洗浄して生じた廃液を、イオン交換膜に
通すことで清浄化し、再びその清浄化された水を脱硝用
吸着剤の洗浄に用いることを特徴とする請求項１に記載
の再生方法である。請求項１１の発明は、排ガスと脱硝
用吸着剤とを接触させて前記排ガス中の窒素酸化物を前
記脱硝用吸着剤に吸着させる手段と、窒素酸化物の含有
量が低減した排ガスを大気中に放出する手段と、前記窒
素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水で洗浄し、吸着し
た窒素酸化物を脱着させる手段と、前記脱硝用吸着剤を
乾燥することにより前記脱硝用吸着剤の再生を行う手段
とを有することを特徴とする排ガスの処理装置である。
請求項１２の発明は、脱硝用吸着剤が、ゼオライト、フ
ォージャサイト、高シリカペンタシルゼオライト、メソ
ポーラスシリケートおよびシリカゲルからなる群から選
択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項
１１に記載の排ガスの処理装置である。請求項１３の発
明は、脱硝用吸着剤の水での洗浄が、前記脱硝用吸着剤
を水中に一定時間浸漬することにより行われることを特
徴とする請求項１１に記載の排ガスの処理装置である。
請求項１４の発明は、窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着
剤を水で洗浄し、吸着した窒素酸化物を脱着させる手段
が、前記脱硝用吸着剤の上面から一定時間水を供給する
と共に側面ないし下面から排出することのできる水洗容
器であることを特徴とする請求項１１に記載の排ガスの
処理装置である。請求項１５の発明は、脱硝用吸着剤を
乾燥することにより前記脱硝用吸着剤の再生を行う手段
が、前記脱硝用吸着剤と空気流とを接触させる手段であ
ることを特徴とする請求項１１に記載の排ガスの処理装
置である。請求項１６の発明は、脱硝用吸着剤の乾燥
が、熱せられた空気流を用いて行われることを特徴とす
る請求項１５に記載の排ガスの処理装置である。請求項
１７の発明は、窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水
で洗浄して生じた廃液を、アルカリ性薬品で中和処理す
る手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記
載の排ガスの処理装置である。請求項１８の発明は、ア
ルカリ性薬品が、アンモニア水であることを特徴とする
請求項１７に記載の排ガスの処理装置である。請求項１
９の発明は、窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水で
洗浄して生じた廃液を、イオン交換膜に通すことで清浄
化する手段をさらに備え、再びその清浄化された水を脱
硝用吸着剤の洗浄に用いることを特徴とする請求項１１
に記載の排ガスの処理装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに説明する。
本発明の脱硝用吸着剤の再生方法は、窒素酸化物を吸着
した脱硝用吸着剤を水で洗浄する工程と、続いて脱硝用
吸着剤を乾燥する工程とを有することに特徴がある。本
発明で使用できる脱硝用吸着剤（以下、単に吸着剤とい
う）は、例えばゼオライト、フォージャサイト、高シリ
カペンタシルゼオライト（シリカライトまたはＳｉＯ₂
／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比が高いＺＳＭ−５）、メソポーラスシリ
ケート（ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラエトキシ
シランをシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリ
ケート、または低分子ケイ酸をシリカ源とする低温酸性
合成メソポーラスシリケートなど）、シリカゲル等を挙
げることができる。フォージャサイトは、ＳｉＯ₂ ／Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 比が５〜1000程度のＮａ−Ｙ型ないしＸ型ゼオ
ライトおよびＮａをＨと置換した疎水性Ｙ型ないしＸ型
ゼオライトである。高シリカペンタシルゼオライトは、
シリカ源としてケイ酸ナトリウムやヒュームドシリカを
使用し、有機テンプレートとしてテトラプロピルアンモ
ニウムブロミドを使用して１５０〜１８０℃程度で水熱
合成を行って得られるＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０〜１
０００程度のペンタシルゼオライトである。メソポーラ
スシリケートは１０〜１０００オングストロームのメソ
孔を有するシリカ系多孔質体であって、種々の製造方法
があり、製造条件等によりＳｉＯ₂／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０
から実質的にＳｉＯ₂ のみのものまで得られている。例
えば、ＭＣＭ−４１はモービル社により開発され比表面
積１６００ｍ² ／ｇ程度、ＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０
００程度のシリカ系多孔質体である。ＦＭＳ−１６はＭ
ＣＭ−４１と類似の構造のＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０
００程度のシリカ系多孔質体である。また、低温酸性合
成メソポーラスシリケートは製造条件等によりＳｉＯ₂
／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比１０から実質的にＳｉＯ₂ のみのものま
で得ることができる。これらの吸着剤は単独または混合
物の形で粉体状、粒状、ペレット状、ラシヒリング状、
ハニカム状など任意の形状に成形して使用することが可
能である。

【０００８】窒素酸化物を吸着した吸着剤を水で洗浄す
る工程は、例えば吸着剤を水中に一定時間浸漬すること
により行うことができるが、好ましくは、洗浄時間の短
縮および洗浄に使用する水量の低減から、吸着剤を一定
時間流水と接触させることにより行うのが好ましい。ま
た吸着剤を乾燥する工程は、空気流との接触により行う
ことができるが、好ましくは乾燥時間の短縮から、熱せ
られた空気流を用いて行うのがよい。

【０００９】また、吸着剤を洗浄して生じた廃液には、
NO₂ガス由来の物質（NO₃ ^-であると推定される）が溶解
しており酸性を呈していることから、アルカリ性薬品、
例えばアンモニア水で中和処理するのが好ましい。

【００１０】さらに本発明によれば、吸着剤を水で洗浄
して生じた廃液を、イオン交換膜に通すことで清浄化す
れば、再びその清浄化された水を吸着剤の洗浄に用いる
ことができ、使用する水量を低減することができ好まし
い。

【００１１】本発明の装置は、前記の吸着剤の再生方法
を利用したものであって、排ガスと吸着剤とを接触させ
て排ガス中の窒素酸化物を吸着剤に吸着させる手段と、
窒素酸化物の含有量が低減した排ガスを大気中に放出す
る手段と、使用した吸着剤を水で洗浄し、窒素酸化物を
脱着させる手段と、吸着剤を乾燥して吸着剤の再生を行
う手段とを有している。図１は、本発明の装置の一実施
形態を説明するための概略図である。図１において、道
路トンネルからの排ガス１が、ブロア２を経由して混合
器３に供給される。混合器３では、オゾン発生器４から
オゾン５が注入され、ドラム１０の吸着反応ゾーン７に
導入される。吸着反応ゾーン７には、脱硝用吸着剤充填
層が存在し、ここでＮＯｘを吸着反応処理する。なおオ
ゾン発生器４は水６を供給して電解しオゾンを発生させ
る方式のものであるが、本発明ではオゾンの使用は任意
であり、使用しなくてもよい。またドラム１０は、吸着
反応ゾーン以外に、洗浄槽１２および乾燥槽１３を備
え、ここで吸着剤はそれぞれ洗浄および乾燥が順次行わ
れる。脱硝用吸着剤充填層は、ドラム１０内に円盤状に
配置され、これが回転することにより、吸着反応ゾーン
７、洗浄槽１２および乾燥槽１３を順次通過するように
なっている。吸着反応ゾーン７に導入された排ガス１中
のＮＯｘ（ＮＯが主体）は高濃度のオゾンと接触して酸
化されＮＯ₂ およびＨＮＯ₃ となり脱硝用吸着剤充填層
に吸着される。ＮＯｘ濃度が低減した排ガスは処理済ガ
ス１１として大気中に放出され、ＮＯｘを吸着した脱硝
用吸着剤充填層は、洗浄槽１２に導入され、ここで例え
ば水がシャワー状に充填層に降り注がれ、充填層の洗浄
が完了する。続いて脱硝用吸着剤充填層は乾燥槽１３に
導入され、ここで熱風が導入されて充填層が乾燥し、再
生が完了する。再生後の脱硝用吸着剤充填層は、再び吸
着反応ゾーン７に進入し、排ガス１の処理を行う。な
お、洗浄後に生じた廃液は、中和槽に運ばれここで中和
されるか、イオン交換処理槽に運ばれ硝酸イオンを分離
し、純水を得、これを洗浄工程に利用することもでき
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に実施例について説明する。 実施例１．1000ｍｌのガラスビン内に1ｐｐｍ〜１％のN
O₂ガス(試薬ボンベ：乾燥空気ベース)と、脱硝用吸着剤
としてのフォージャサイト（東ソー製ゼオライトHSZ360
（SiO₂／Al₂O₃比１４の脱アルミニウムフォージャサイ
ト、Ｙ型ゼオライト））0.5ｇとを封入し、48時間暴露
放置することで、ゼオライトHSZ360にNO₂を吸着させ
た。ゼオライトに吸着したNO₂の吸着量は赤外分光分析
法とイオンクロマトグラフ分析法で実施した。赤外分光
分析法では、日本分光製FT-IR（ＶＡＬＯＲIII）を用
い、ゼオライトをＫＢｒと共に粉砕し錠剤成型し透過法
にて測定した。図２は、１％のNO₂ガス中での暴露前後
におけるゼオライトHSZ360の赤外吸収スペクトルを示す
図である。ＮＯ₂ガス暴露に伴いゼオライトHSZ360骨格
に依存する赤外吸収スペクトル（1250から400ｃｍ^-1）
以外に1385ｃｍ^-1に急峻な吸収ピークが発生した。この
1385ｃｍ^-1のピークと613ｃｍ^-1のゼオライトHSZ360骨
格起因のピークとの強度比は暴露に用いたNO₂ガスの濃
度が高いほど強かった。そのため、1385ｃｍ^-1のピーク
はゼオライトHSZ360に吸着したNO₂ガスに基づく吸収で
あると判断され、さらにこの領域の吸収ピーク波数がＮ
Ｏ₃ ^-と帰属されることから、ＮＯ₂ガスはゼオライトに
ＮＯ₃ ^-の形態で吸着していると推定された。なお、1ｐ
ｐｍのNO₂ガス中で暴露したゼオライトHSZ360の1385ｃ
ｍ^-1のピークは弱いものの確認できた。暴露した各ゼオ
ライト0.2ｇを2500ｍｌの水中に2日間浸漬した後、ゼオ
ライトを取り出し乾燥し、赤外分光分析に供したところ
1385ｃｍ^-1のピークはほぼ消失した。なお、ゼオライト
HSZ360は8時間の自然乾燥で褐色からアイボリー色に変
化し、乾燥状態となった。ゼオライトHSZ360に吸着した
NO₂ガス由来の物質（ＮＯ₃ ^-と推定）は水中に抽出され
たと判断される。このときの抽出水について、イオンク
ロマトグラフ分析（装置：日本DIONEX製2010 ｉ型）を
実施したところ、抽出水中からNO₃ ^-が検出された。NO₂
ガス暴露後のゼオライトHSZ360から水中に抽出されたNO
₃ ^-の濃度は、抽出前のNO₂ガス暴露後ゼオライトの示し
た1385ｃｍ^{- 1}の赤外吸収ピーク強度比（613ｃｍ^-1のピ
ークに対する）に比例して増加していた。その関係を図
3に示す。このことは、水を用いれば、ゼオライトHSZ36
0に吸着したNO₂ガス由来の吸着物質（ＮＯ₃ ^-と推定）の
抽出が可能であり、NO₂ガス由来の吸着物質を除去した
清浄なゼオライトHSZ360に再生できることを示してい
る。また、ゼオライトに吸着したNO₂ガス由来の吸着物
質の濃度は、赤外分光分析法で検出された1385ｃｍ^{- 1}の
赤外吸収ピーク強度比（ゼオライトHSZ360起因の613ｃ
ｍ^-1のピークに対する）の測定で定量的に把握できるこ
とを示している。次に、水中に浸漬したNO₂ガス暴露後
のゼオライトを水から取り出し、自然乾燥させることで
再生ゼオライトHSZ360を得た。1000ｍｌのガラスビン内
に0.1〜１％のNO₂ガスと再生ゼオライトHSZ360、0.5ｇ
とを封入し、48時間暴露放置することで、再生ゼオライ
トHSZ360にNO₂を吸着させた後、赤外分光分析を実施し
たところ、1385ｃｍ^-1にピークが確認され再度ゼオライ
トへのNO₂ガス吸着が確認された。

【００１３】実施例２．実施例１では、暴露した各ゼオ
ライト0.2ｇを2500ｍｌの水中に2日間浸漬することでゼ
オライトHSZ360からNO₂ガスの吸着由来の物質を水中に
抽出することができ、続いて乾燥することによりゼオラ
イトの再生が可能であることを示した。しかし、少量の
ゼオライトHSZ360からNO₂ガスの吸着由来の物質を抽出
するのに多量の水と長い抽出時間を要している。ここで
は、少量の水と短い抽出時間で除去可能なNO₂ガス由来
の吸着物質の除去性について測定した。NO₂ガス由来の
吸着物質が１重量％吸着したゼオライト１ｇを20分間水
に浸漬したときに除去されずに残ったNO₂ガス由来の吸
着物質（ＮＯ₃ ^-と推定）と抽出に用いた水の重量との関
係を図４に示す。抽出に用いた水の量が多くなるに従っ
てゼオライトHSZ360中に残るNO₂ガス吸着由来の物質は
減少している。20分間の水への浸漬という比較的短時間
でありながら、ゼオライト１ｇに対し水10ｇと比較的少
量の水を用いることで、60％以上のNO₂ガス吸着由来の
物質がゼオライトから除去されている。これは、NＯｘ
ガスの除去に用いる吸着剤であるゼオライトHSZ360の使
用量を若干増やすことで、NO₂ガス吸着由来の物質の洗
浄に用いる水の使用量を大きく削減できることを示して
いる。

【００１４】実施例３．東ソー製ゼオライトHSZ360の代
わりにユニオン昭和製フォージャサイトであるＸ型ゼオ
ライト（ナトリウム終端） ：13ＸＮａ（SiO₂／Al₂O₃比
2.5のフォージャサイト、X型ゼオライト）を用いた以外
は全く同じ条件で実施例１を繰り返した。図５にNO₂ガ
スの暴露前後におけるゼオライト13ＸＮａの赤外吸収ス
ペクトルを示す。ＮＯ₂ガス暴露に伴いゼオライト13Ｘ
Ｎａ骨格に依存する赤外吸収スペクトル以外に1385ｃｍ
^-1に急峻な吸収ピークが発生した。この1385ｃｍ^-1のピ
ーク強度と756ｃｍ^-1のゼオライト13ＸＮａ骨格起因の
ピークの強度比は暴露したNO₂ガスの濃度が高いほど強
かった。また、暴露した各ゼオライト0.2ｇを2500ｍｌ
の水中に2日間浸漬した後、ゼオライトを取り出し乾燥
し、赤外分光分析に供したところ1385ｃｍ^-1のピークは
消失した。抽出された水中NO₃ ^-の濃度は、抽出前のNO₂
ガス暴露後のゼオライトの示した1385ｃｍ^-1の赤外吸収
ピーク強度に比例して増加した。その関係を図6に示
す。水を用いてゼオライト13ＸＮａに吸着したNO₂ガス
由来の吸着物質（ＮＯ₃ ^-と推定）の抽出が可能であり、
NO₂ガス由来の吸着物質がない清浄なゼオライト13ＸＮ
ａに再生できることがわかる。

【００１５】実施例４．ゼオライトHSZ360、13ＸＮａの
代わりに前記記載の吸着剤{高シリカペンタシルゼオラ
イト、脱アルミニウムフォージャサイトおよびメソポー
ラスシリケート（ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラ
エトキシシランをシリカ源とする低温酸性合成メソポー
ラスシリケート、または低分子ケイ酸をシリカ源とする
低温酸性合成メソポーラスシリケート}を用いた以外は
全く同じ条件で実施例１を繰り返した。NO₂ガスの暴露
前後では、各種吸着剤骨格に依存する赤外吸収スペクト
ル以外に1385ｃｍ^-1に急峻な吸収ピークが確認された。
また、これらのピークは水中に2日間浸漬した後、乾燥
することで消失した。水を用いて吸着剤に吸着したNO₂
ガス由来の吸着物質の抽出が可能であり、NO₂ガス由来
の吸着物質がない清浄な吸着剤に再生できることが確認
された。

【００１６】実施例５．実施例１および２に記した水に
吸着剤を浸漬する方法以外の方法で、吸着剤（ゼオライ
トHSZ360）に吸着したNO₂ガス由来の吸着物質を抽出・除
去する方法について記す。図７は、実施例５で使用した
水洗容器を説明するための図である。NO₂ガス由来の吸
着物質が１重量％吸着したゼオライト100、30ｇを図7に
示すような円柱セル101に詰めて、その上から水102、30
0ｇをゆっくりと円柱セル101の上部から一定時間（例え
ば15分間）かけて注水した。なお、円柱セル101の下部
にはゼオライトを保持するメッシュ105が入っている。
下部からの抽出水103の流出は注水から20分後には停止
した。その後、20℃の乾燥空気104を円柱セル101上部か
ら送り込むことでゼオライトHSZ360の乾燥を実施した。
ゼオライトHSZ360は40分で褐色からアイボリー色に変化
し、乾燥状態となり、実施例1のときより短時間で乾燥
されることがわかった。また、乾燥空気106の温度を40
℃の熱風にし、同様の実験をしたところ約20分で褐色か
らアイボリー色に変化し乾燥状態となり、乾燥時間の短
縮が実現した。乾燥によって再生されたゼオライト中の
NO₂ガス由来の吸着物質濃度を赤外分光分析法で測定し
たところ、円柱セル101の上部で採取したゼオライトで
0.15重量％であり、下部で0．35重量％であった。これ
より、ゼオライトからのNO₂ガス由来の吸着物質の抽出
効率は、水に浸漬するよりも、一定期間流水として供給
するほうが効率的であることがわかる。なお、ここで
は、吸着剤となるゼオライトを円柱セル101に詰めて再
生を実施したが、吸着剤をハニカム状など任意の構造体
とすることで必ずしも円柱セルを必要とすることなく再
生ができる。また水の流出は円柱セルの下部（底部）か
ら行っているがこれに限定されず、例えば円柱セルの下
方側部であってもよい。

【００１７】ゼオライトの再生に用いられた抽出水１０
３の中にはＮＯ₃ ^-が溶解しており、この抽出水にアルカ
リ性薬品、例えばアンモニア水を加え、ｐＨメータを用
いてｐＨ７に中和処理した後、この溶液を乾燥させたと
ころ、無色の結晶が得られた。この結晶を赤外分光分析
法で同定したところ硝酸アンモニウムであった。ところ
で硝酸アンモニウムは良質の肥料である。よって、抽出
水にアンモニア水を加え、ｐＨメータを用いてｐＨ７に
中和処理した液は硝酸アンモニウム溶液であるため、例
えば肥料として用いることが可能であり、脱硝装置のお
かれた近傍の街路樹や草花等の植物栽培に役立てること
ができ、炭酸ガス排出の抑制に寄与させることが可能と
なる。なお、実施例５のＮＯ₃ ^-が含まれる抽出水103の
処理は、従来の高濃度ＮＯｘ含有ガスをアンモニア接触
還元脱硝法等で無害化する脱硝処理工程より熱を使わな
いため、はるかに安価な処理である。また、大気への拡
散が心配であるＮＯ₂ガスを発生することがないため、
処理装置を密閉にする必要がなく，小型かつ安価な装置
にすることが可能である。

【００１８】実施例６．ゼオライトの再生に用いられた
抽出水１０３中の主成分はＮＯ₃ ^-イオンであるため、イ
オン交換樹脂を介することで、高濃度の硝酸溶液と純水
に分離できる。抽出水１０３はイオン交換樹脂を介して
純水となり、再び吸着剤に吸着したNO₂ガス由来の吸着
物質の抽出に供することができる。これにより、大幅な
水の使用量の削減が可能となる。なお、回収した高濃度
の硝酸溶液は別途アルカリ性薬品、例えばアンモニア水
を用いた中和処理により肥料として用いることが可能で
ある。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明は、窒素酸化物の脱硝処
理装置に用いられる脱硝用吸着剤の再生方法において、
窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水で洗浄し、吸着
した窒素酸化物を脱着させ、続いて前記脱硝用吸着剤を
乾燥することにより前記脱硝用吸着剤の再生を行うこと
を特徴とする前記再生方法であるので、毒性の高い物質
を排出することがなく、排ガス処理装置の小型化、コス
トの低減が可能な脱硝用吸着剤の再生方法を提供するこ
とができる。

【００２０】請求項２の発明は、排ガスと脱硝用吸着剤
とを接触させて前記排ガス中の窒素酸化物を前記脱硝用
吸着剤に吸着させ、窒素酸化物の含有量が低減した排ガ
スを大気中に放出し、前記窒素酸化物を吸着した脱硝用
吸着剤を水で洗浄し、吸着した窒素酸化物を脱着させ、
続いて前記脱硝用吸着剤を乾燥することにより前記脱硝
用吸着剤の再生を行い、前記再生された脱硝用吸着剤を
再び排ガス中の窒素酸化物の吸着に供することを特徴と
する排ガスの処理方法であるので、毒性の高い物質を排
出することがなく、排ガス処理装置の小型化、コストの
低減が排ガスの処理方法を提供することができる。

【００２１】請求項３の発明は、脱硝用吸着剤が、ゼオ
ライト、フォージャサイト、高シリカペンタシルゼオラ
イト、メソポーラスシリケートおよびシリカゲルからな
る群から選択された少なくとも１種であることを特徴と
する請求項１に記載の再生方法であるので、効率よくＮ
Ｏｘの濃縮を行うことができる。

【００２２】請求項４の発明は、脱硝用吸着剤の水での
洗浄が、前記脱硝用吸着剤を水中に一定時間浸漬するこ
とにより行われることを特徴とする請求項１に記載の再
生方法であるので、毒性の高い物質を排出することがな
く、排ガス処理装置の小型化、コストの低減が可能な脱
硝用吸着剤の再生方法を提供することができる。

【００２３】請求項５の発明は、脱硝用吸着剤の水での
洗浄が、前記脱硝用吸着剤を一定時間流水と接触させる
ことにより行われることを特徴とする請求項１に記載の
再生方法であるので、洗浄時間の短縮および使用水量の
低減を図ることができる。

【００２４】請求項６の発明は、脱硝用吸着剤の乾燥
が、前記脱硝用吸着剤と空気流との接触により行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の再生方法であるの
で、毒性の高い物質を排出することがなく、排ガス処理
装置の小型化、コストの低減が可能な脱硝用吸着剤の再
生方法を提供することができる。

【００２５】請求項７の発明は、脱硝用吸着剤の乾燥
が、熱せられた空気流を用いて行われることを特徴とす
る請求項１に記載の再生方法であるので、乾燥時間を短
縮することができる。

【００２６】請求項８の発明は、窒素酸化物を吸着した
脱硝用吸着剤を水で洗浄して生じた廃液を、アルカリ性
薬品で中和処理することを特徴とする請求項１に記載の
再生方法であるので、酸性である廃液が中和され、毒性
を緩和することができる。

【００２７】請求項９の発明は、アルカリ性薬品が、ア
ンモニア水であることを特徴とする請求項８に記載の再
生方法であるので、廃液を例えば肥料として利用するこ
とができる。

【００２８】請求項１０の発明は、窒素酸化物を吸着し
た脱硝用吸着剤を水で洗浄して生じた廃液を、イオン交
換膜に通すことで清浄化し、再びその清浄化された水を
脱硝用吸着剤の洗浄に用いることを特徴とする請求項１
に記載の再生方法であるので、洗浄に用いる水の量の低
減を図ることができる。

【００２９】請求項１１の発明は、排ガスと脱硝用吸着
剤とを接触させて前記排ガス中の窒素酸化物を前記脱硝
用吸着剤に吸着させる手段と、窒素酸化物の含有量が低
減した排ガスを大気中に放出する手段と、前記窒素酸化
物を吸着した脱硝用吸着剤を水で洗浄し、吸着した窒素
酸化物を脱着させる手段と、前記脱硝用吸着剤を乾燥す
ることにより前記脱硝用吸着剤の再生を行う手段とを有
することを特徴とする排ガスの処理装置であるので、毒
性の高い物質を排出することがなく、排ガス処理装置の
小型化、コストの低減が可能な排ガスの処理装置を提供
することができる。

【００３０】請求項１２の発明は、脱硝用吸着剤が、ゼ
オライト、フォージャサイト、高シリカペンタシルゼオ
ライト、メソポーラスシリケートおよびシリカゲルから
なる群から選択された少なくとも１種であることを特徴
とする請求項１１に記載の排ガスの処理装置であるの
で、効率よくＮＯｘの濃縮を行うことができる。

【００３１】請求項１３の発明は、脱硝用吸着剤の水で
の洗浄が、前記脱硝用吸着剤を水中に一定時間浸漬する
ことにより行われることを特徴とする請求項１１に記載
の排ガスの処理装置であるので、毒性の高い物質を排出
することがなく、排ガス処理装置の小型化、コストの低
減が可能な排ガスの処理装置を提供することができる。

【００３２】請求項１４の発明は、窒素酸化物を吸着し
た脱硝用吸着剤を水で洗浄し、吸着した窒素酸化物を脱
着させる手段が、前記脱硝用吸着剤の上面から一定時間
水を供給すると共に側面ないし下面から排出することの
できる水洗容器であることを特徴とする請求項１１に記
載の排ガスの処理装置であるので、効率よく洗浄工程を
実施できるとともに、洗浄時間の短縮および使用水量の
低減を図ることができる。

【００３３】請求項１５の発明は、脱硝用吸着剤を乾燥
することにより前記脱硝用吸着剤の再生を行う手段が、
前記脱硝用吸着剤と空気流とを接触させる手段であるこ
とを特徴とする請求項１１に記載の排ガスの処理装置で
あるので、毒性の高い物質を排出することがなく、排ガ
ス処理装置の小型化、コストの低減が可能な排ガスの処
理装置を提供することができる。

【００３４】請求項１６の発明は、脱硝用吸着剤の乾燥
が、熱せられた空気流を用いて行われることを特徴とす
る請求項１５に記載の排ガスの処理装置であるので、乾
燥時間を短縮することができる。

【００３５】請求項１７の発明は、窒素酸化物を吸着し
た脱硝用吸着剤を水で洗浄して生じた廃液を、アルカリ
性薬品で中和処理する手段をさらに備えたことを特徴と
する請求項１１に記載の排ガスの処理装置であるので、
酸性である廃液が中和され、毒性を緩和することができ
る。

【００３６】請求項１８の発明は、アルカリ性薬品が、
アンモニア水であることを特徴とする請求項１７に記載
の排ガスの処理装置であるので、廃液を例えば肥料とし
て利用することができる。

【００３７】請求項１９の発明は、窒素酸化物を吸着し
た脱硝用吸着剤を水で洗浄して生じた廃液を、イオン交
換膜に通すことで清浄化する手段をさらに備え、再びそ
の清浄化された水を脱硝用吸着剤の洗浄に用いることを
特徴とする請求項１１に記載の排ガスの処理装置である
ので、洗浄に用いる水の量の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置の一実施形態を説明するための
概略図である。

【図２】 １％のNO₂ガス中での暴露前後におけるゼオ
ライトHSZ360の赤外吸収スペクトルを示す図である。

【図３】 実施例１で使用したゼオライトにおけるＩＲ
強度比とＨＮＯ₃吸着量との関係を示す図である。

【図４】 実施例２における、抽出に用いた水とゼオラ
イトに残存するＨＮＯ₃濃度との関係を示す図である。

【図５】 １％のNO₂ガス中での暴露前後におけるゼオ
ライト13ＸＮａの赤外吸収スペクトルを示す図である。

【図６】 実施例３で使用したゼオライトにおけるＩＲ
強度比とＨＮＯ₃吸着量との関係を示す図である。

【図７】 実施例５で使用した水洗容器を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ 排ガス１、２ ブロア、７ 吸着反応ゾーン、１０
ドラム、１１ 処理済みガス、１２ 洗浄槽、１３
乾燥槽

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０２Ｆ 1/66 ５２１ Ｂ０１Ｄ 53/34 １２９Ａ ＺＡＢ Ｆターム(参考） 4D002 AA12 AB01 BA04 DA45 EA09 4D025 AA09 AB02 AB11 4G066 AA22A AA22B AA61A AA61B CA28 DA02 GA11

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒素酸化物の脱硝処理装置に用いられる
   脱硝用吸着剤の再生方法において、窒素酸化物を吸着し
   た脱硝用吸着剤を水で洗浄し、吸着した窒素酸化物を脱
   着させ、続いて前記脱硝用吸着剤を乾燥することにより
   前記脱硝用吸着剤の再生を行うことを特徴とする前記再
   生方法。
2. 【請求項２】 排ガスと脱硝用吸着剤とを接触させて前
   記排ガス中の窒素酸化物を前記脱硝用吸着剤に吸着さ
   せ、窒素酸化物の含有量が低減した排ガスを大気中に放
   出し、前記窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水で洗
   浄し、吸着した窒素酸化物を脱着させ、続いて前記脱硝
   用吸着剤を乾燥することにより前記脱硝用吸着剤の再生
   を行い、前記再生された脱硝用吸着剤を再び排ガス中の
   窒素酸化物の吸着に供することを特徴とする排ガスの処
   理方法。
3. 【請求項３】 脱硝用吸着剤が、ゼオライト、フォージ
   ャサイト、高シリカペンタシルゼオライト、メソポーラ
   スシリケートおよびシリカゲルからなる群から選択され
   た少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記
   載の再生方法。
4. 【請求項４】 脱硝用吸着剤の水での洗浄が、前記脱硝
   用吸着剤を水中に一定時間浸漬することにより行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載の再生方法。
5. 【請求項５】 脱硝用吸着剤の水での洗浄が、前記脱硝
   用吸着剤を一定時間流水と接触させることにより行われ
   ることを特徴とする請求項１に記載の再生方法。
6. 【請求項６】 脱硝用吸着剤の乾燥が、前記脱硝用吸着
   剤と空気流との接触により行われることを特徴とする請
   求項１に記載の再生方法。
7. 【請求項７】 脱硝用吸着剤の乾燥が、熱せられた空気
   流を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の
   再生方法。
8. 【請求項８】 窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を水
   で洗浄して生じた廃液を、アルカリ性薬品で中和処理す
   ることを特徴とする請求項１に記載の再生方法。
9. 【請求項９】 アルカリ性薬品が、アンモニア水である
   ことを特徴とする請求項８に記載の再生方法。
10. 【請求項１０】 窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を
    水で洗浄して生じた廃液を、イオン交換膜に通すことで
    清浄化し、再びその清浄化された水を脱硝用吸着剤の洗
    浄に用いることを特徴とする請求項１に記載の再生方
    法。
11. 【請求項１１】 排ガスと脱硝用吸着剤とを接触させて
    前記排ガス中の窒素酸化物を前記脱硝用吸着剤に吸着さ
    せる手段と、窒素酸化物の含有量が低減した排ガスを大
    気中に放出する手段と、前記窒素酸化物を吸着した脱硝
    用吸着剤を水で洗浄し、吸着した窒素酸化物を脱着させ
    る手段と、前記脱硝用吸着剤を乾燥することにより前記
    脱硝用吸着剤の再生を行う手段とを有することを特徴と
    する排ガスの処理装置。
12. 【請求項１２】 脱硝用吸着剤が、ゼオライト、フォー
    ジャサイト、高シリカペンタシルゼオライト、メソポー
    ラスシリケートおよびシリカゲルからなる群から選択さ
    れた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１１
    に記載の排ガスの処理装置。
13. 【請求項１３】 脱硝用吸着剤の水での洗浄が、前記脱
    硝用吸着剤を水中に一定時間浸漬することにより行われ
    ることを特徴とする請求項１１に記載の排ガスの処理装
    置。
14. 【請求項１４】 窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を
    水で洗浄し、吸着した窒素酸化物を脱着させる手段が、
    前記脱硝用吸着剤の上面から一定時間水を供給すると共
    に側面ないし下面から排出することのできる水洗容器で
    あることを特徴とする請求項１１に記載の排ガスの処理
    装置。
15. 【請求項１５】 脱硝用吸着剤を乾燥することにより前
    記脱硝用吸着剤の再生を行う手段が、前記脱硝用吸着剤
    と空気流とを接触させる手段であることを特徴とする請
    求項１１に記載の排ガスの処理装置。
16. 【請求項１６】 脱硝用吸着剤の乾燥が、熱せられた空
    気流を用いて行われることを特徴とする請求項１５に記
    載の排ガスの処理装置。
17. 【請求項１７】 窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を
    水で洗浄して生じた廃液を、アルカリ性薬品で中和処理
    する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に
    記載の排ガスの処理装置。
18. 【請求項１８】 アルカリ性薬品が、アンモニア水であ
    ることを特徴とする請求項１７に記載の排ガスの処理装
    置。
19. 【請求項１９】 窒素酸化物を吸着した脱硝用吸着剤を
    水で洗浄して生じた廃液を、イオン交換膜に通すことで
    清浄化する手段をさらに備え、再びその清浄化された水
    を脱硝用吸着剤の洗浄に用いることを特徴とする請求項
    １１に記載の排ガスの処理装置。