JP2008055272A

JP2008055272A - 硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ吸収システム

Info

Publication number: JP2008055272A
Application number: JP2006233111A
Authority: JP
Inventors: Hisao Yamamoto; 山本久雄; Akira Yoshioka; 明吉岡; Tatsuo Mito; 達雄三戸; Masakatsu Abe; 政克阿部
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-03-13

Abstract

【課題】硝酸溶解工程で発生した硝酸ガス中のＮＯｘを効果的に除去して外部への拡散を防止するＮＯｘ除去方法および除去システムに関する。
【解決手段】硝酸溶解槽で発生した硝酸ガスをアンモニア水と接触させ、硝酸ガス中のＮＯｘとアンモニア水を反応させて硝酸アンモニウムにし、さらに該硝酸アンモニウムを含むガスをアルカリ溶液に接触させてガス中の硝酸アンモニウムを該アルカリ溶液に吸収させることを特徴とする硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法であって、好ましくは、硝酸ガスに接触させたアンモニア水のｐＨ値を測定し、目標ｐＨ域になるようにアンモニア水を調整添加し硝酸ガスと接触させてＮＯｘとアンモニア水を反応させるＮＯｘ除去方法および除去システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、硝酸溶解工程で発生した硝酸ガス中のＮＯｘを除去して外部への拡散を防止する硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法および除去システムに関する。

金属の硝酸溶解工程が各種の処理方法において実施されている。例えば、金属スズを水に投入して９０℃程度に加熱し、スズに対する硝酸添加量を制御して金属スズを硝酸に溶解し、生成したメタスズ酸を回収し焼成して粒径の均一な酸化スズ粉末を製造する方法が知られている（特許文献１）。また、金属インジウムを硝酸に溶解することによって硝酸インジウム溶液とし、このインジウム含有硝酸溶液から酸化インジウムを製造する方法が知られている。
特開２００５−２７２１８６号公報

一般に硝酸溶解は加熱下で行われるため、ＮＯｘを含む多量の硝酸ガスが発生する。この硝酸ガスをそのまま外部に放出すると環境汚染を招くのでＮＯｘを除去する必要がある。本発明は、硝酸溶解工程で発生した硝酸ガスに含まれるＮＯｘを除去して、排ガスを浄化することができる硝酸ガス吸収システムを提供する。

本発明は、以下の構成によって上記課題を解決した、硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法および除去システムに関する
（１）硝酸溶解槽で発生したＮＯｘを含んだ排ガス(硝酸ガス)をアンモニア水と接触させ、硝酸ガス中のＮＯｘとアンモニア水を反応させて硝酸アンモニウムにし、さらに該硝酸アンモニウムを含むガスをアルカリ溶液に接触させてガス中の硝酸アンモニウムを該アルカリ溶液に吸収させることを特徴とする硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法。
（２）上記(１)の方法において、硝酸ガスに接触させたアンモニア水のｐＨ値を測定し、目標ｐＨ域になるようにアンモニア水を循環して繰り返し硝酸ガスと接触させる硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法。
（３）硝酸ガスに接触させるアンモニア水を６０℃以下に冷却し、アンモニア水のｐＨが８.０〜９.０になるようにアンモニア水を循環して繰り返し硝酸ガスに接触させてガス中のＮＯｘ濃度を５００ppm以下にし、次いで、このガスをアルカリ溶液に接触させてＮＯｘ濃度を１５０ppm以下に低減する上記(１)または上記(２)に記載する硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法。
（４）硝酸溶解槽で生じた硝酸ガスが導入されるガス吸収塔と、該ガス吸収塔にアンモニア水を供給する手段とを有し、さらにガス吸収塔の排ガスにアルカリ溶液を接触させるスクラバーが設けられていることを特徴とする硝酸溶解排ガス中のＮＯｘを除去するシステム。
（５）上記(４)のシステムにおいて、ガス吸収塔から抜き出したアンモニア水を溜める受槽、該受槽にアンモニア水を供給する槽、上記受槽のアンモニア水をガス吸収塔の上部に導くと共にガス吸収塔から抜き出したアンモニア水を上記受槽に戻す管路、および送液ポンプによって、アンモニア水をガス吸収塔に繰り返し供給する循環路が形成されている硝酸溶解排ガス中のＮＯｘを除去するシステム。
（６）上記(４)または上記(５)のシステムにおいて、受槽にｐＨ計が設けられており、ガス吸収塔を経由したアンモニア水のｐＨを測定し、目標ｐＨ値になるように上記循環路を通じてアンモニア水を繰り返しガス吸収塔に供給する自動供給手段が設けられている硝酸溶解排ガス中のＮＯｘを除去するシステム。
（７）上記(４)〜上記(６)の何れかに記載するシステムにおいて、受槽からガス吸収塔上部に至る管路に冷却器が設けられており、冷却したアンモニア循環水をガス吸収塔に供給する硝酸溶解排ガス中のＮＯｘを除去するシステム。

本発明のＮＯｘ除去方法によれば、金属の硝酸溶解工程などにおいて、硝酸溶解槽で発生した硝酸ガス中に含まれるＮＯｘを確実に除去することができるので、本発明を適用することによって各種硝酸溶解工程の環境を清浄に維持することができる。

本発明の方法によれば、好ましくは、硝酸ガスをガス吸収塔内でアンモニア水と接触させ、硝酸ガスに含まれるＮＯｘを硝酸アンモニウムにした後に、さらにアルカリ溶液に接触させて上記硝酸アンモニウムをアルカリ溶液に吸収させる二段処理を行うので、硝酸ガス中のＮＯｘを確実かつ大幅に低減することができる。

本発明のＮＯｘ除去方法は、好ましくは、ガス吸収塔内から抜き出したアンモニア水のｐＨ値を測定し、目標ｐＨ域になるようにアンモニア水を循環して繰り返し硝酸ガスと接触させてＮＯｘとアンモニア水を反応させるので、硝酸ガス中のＮＯｘ濃度を常時一定以下に抑制することができる。具体的には、例えば、アンモニア水のｐＨが８.０〜９.０、好ましくは８.３〜８.５になるようにアンモニア水を循環して繰り返し硝酸ガスに接触させてガス中のＮＯｘ濃度を５００ppm以下にし、次いで、このガスをアルカリ溶液に接触させてＮＯｘ濃度を１５０ppm以下に低減することができる。なお、以下、循環して繰り返し硝酸ガスと接触させるアンモニア水をアンモニア循環水と云う。

本発明のＮＯｘ除去システムは、硝酸溶解槽で生じた硝酸ガスが導入されるガス吸収塔と、該ガス吸収塔にアンモニア水を供給する手段とを有し、さらにガス吸収塔の排ガスにアルカリ溶液を接触させるスクラバーが設けられているので、上記二段処理によるＮＯｘ除去方法を実施することができ、硝酸ガス中のＮＯｘを確実かつ大幅に低減することができる。

本発明のＮＯｘ除去システムは、好ましくは、ガス吸収塔から抜き出したアンモニア循環水を溜める受槽、該受槽に新たなアンモニア水を供給する槽、上記受槽のアンモニア循環水をガス吸収塔の上部に導くと共にガス吸収塔から抜き出したアンモニア循環水を上記受槽に戻す管路、および送液ポンプによって、アンモニア循環水をガス吸収塔に繰り返し供給する循環路が形成されているので、アンモニア循環水と硝酸ガスとを繰り返し接触させることによって、アンモニア循環水を無駄なく有効に使用してＮＯｘの硝酸アンモニウム化効率を高めることができる。

本発明のＮＯｘ除去システムは、好ましくは、受槽にｐＨ計が設けられており、ガス吸収塔を経由したアンモニア循環水のｐＨを測定し、目標ｐＨ値になるようにアンモニア水の添加を調整をするので、硝酸ガス中のＮＯｘ濃度を常時一定以下に抑制することができ、さらに上記ｐＨ値に基づいて送液ポンプを操作してアンモニア循環水の添加を調整する自動制御手段を組み込むことによって、ガス吸収塔から排出されるガス中のＮＯｘ濃度を一定以下に抑制する自動制御系を容易に形成することができる。

また、本発明のＮＯｘ除去システムは、好ましくは、受槽からガス吸収塔上部に至る管路に冷却器が設けられており、冷却したアンモニア循環水をガス吸収塔に供給することによって、アンモニア循環水からアンモニアガスが揮発するのを防止する。

以下、本発明を実施例と共に具体的に説明する。
本発明のＮＯｘ除去方法は、硝酸溶解槽で発生した硝酸ガスをアンモニア水と接触させ、硝酸ガス中のＮＯｘとアンモニア循環水を反応させて硝酸アンモニウムにし、さらに該硝酸アンモニウムを含むガスをアルカリ溶液に接触させてガス中の硝酸アンモニウムを該アルカリ溶液に吸収させることを特徴とする硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法である。

本発明のＮＯｘ除去方法は、好ましくは、硝酸ガスに接触させたアンモニア循環水のｐＨ値を測定し、目標ｐＨ域になるようにアンモニア水添加を自動調整し硝酸ガスと接触させてＮＯｘとアンモニア循環水を反応させる硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法である。

本発明のＮＯｘ除去方法を実施する装置システムを図１に示す。
図示するように、本発明のＮＯｘ除去システムは、硝酸溶解槽１０で生じた硝酸ガスが導入されるガス吸収塔２０と、該ガス吸収塔２０にアンモニア水を供給する槽３０とを有し、さらにガス吸収塔２０の排ガスにアルカリ溶液を接触させるスクラバー４０が設けられている。

上記ＮＯｘ除去方法およびシステムにおいて、硝酸溶解の種類は限定されない。各種金属等を硝酸溶解する際に生じる硝酸ガスについて、広く本発明の方法を適用することができる。硝酸溶解槽１０で発生した硝酸ガスをガス吸収塔２０に導き、塔内でアンモニア循環水と接触させる。ガス吸収塔２０の形式は限定されない。ガラス繊維体からなるラッシリングを塔内に充填したものなどを用いると良い。ガラス繊維体を用いることによって塔内の圧損が少なくして接触効率を高めることができる。

図示する装置システムの構成例では、ガス吸収塔２０から抜き出したアンモニア循環水を溜める受槽３１、該受槽３１にアンモニア水を供給する槽３０、上記受槽３１のアンモニア循環水をガス吸収塔の上部に導くと共にガス吸収塔から抜き出したアンモニア循環水を上記受槽３１に戻す管路３３、および送液ポンプ３４が設けられており、これらによってアンモニア循環水をガス吸収塔２０に繰り返し供給する循環路が形成されている。

また、受槽３１にはｐＨ計（図示省略）が設けられており、ガス吸収塔２０を経由したアンモニア水のｐＨを測定し、目標ｐＨ値になるように槽３０からアンモニア水が自動制御で供給されており、さらに受槽３１からガス吸収塔２０の上部に至る管路３３には冷却器３５が設けられており、冷却したアンモニア循環水をガス吸収塔２０に供給し、一部のアンモニア循環水は受槽３１に戻すように形成されている。

図示するシステムにおいて、受槽３１のｐＨ計によってガス吸収塔２０を経由したアンモニア循環水のｐＨを測定し、例えば、アンモニア水のｐＨが８.０〜９.０、好ましくは８.３〜８.５になるようにアンモニア水添加を調整し、ガス吸収塔２０に供給して硝酸ガスに接触させる。アンモニア循環水のｐＨを上記範囲になるようにし、硝酸ガスに接触することによって、ガス中のＮＯｘがアンモニア水と反応して白煙状の硝酸アンモニウムを生じ、ガスに含まれる遊離のＮＯｘ濃度が大幅に低減する。

具体的には、例えば、硝酸溶解槽で発生したＮＯｘ濃度５０００ppmの硝酸ガスを上記ガス吸収塔に導き、アンモニア循環水を繰り返し接触させることによって、ガス吸収塔２０から排出されるガス中のＮＯｘ濃度を５００ppm以下、例えば３５０ppm程度に低減することができる。
ガス中の硝酸アンモニウムの濃度は３００ppm以下、例えば２００ppm程度である。

ガス吸収塔２０から排出されたガスをスクラバー４０に導き、このガスを水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液に接触させてＮＯｘ濃度をさらに低減することができる。具体的にはＮＯｘ濃度を１５０ppm以下、例えば１００ppm程度に低減することができる。なお、ガス中に残留しているＮＯｘは水酸化ナトリウムと反応して硝酸ナトリウムあるいは亜硝酸ナトリウムになり、系外に除去される。

本発明の実施例を示す。
〔実施例１〕
インジウムメタルフレーク１４４kgを入れた硝酸溶解槽に、水１０００Ｌと硝酸２７８Ｌを添加し、８０℃に時間加熱して溶解した。この硝酸溶解槽で発生した硝酸ガスを図示するシステムのガス吸収塔（高さ1500mm、直径160mmφ）に導き、受槽３１のアンモニア循環水（濃度９５ｇ/Ｌ）を６０Ｌ/minの流速でガス吸収塔２０の上部に供給し、アンモニア循環水のｐＨが８.３〜８.５になるようにアンモニア水を自動調整し供給した。このアンモニア循環水は冷却器３４によって５０℃以下に冷却した。ガス吸収塔２０の排ガスをスクラバー４０に導き、水酸化ナトリウム溶液でスクラビングさせた。
この結果を表１に示した。

〔実施例２〜３〕
表１に示すように処理条件を変えた以外は実施例１と同様にして硝酸ガスを処理した。この結果を表１に示した。

本発明の処理システムを示す模式図

符号の説明

１０−硝酸溶解槽、受槽−ガス吸収塔、３０−アンモニア水供給槽、３１−受槽、３３−循環管路、３４−送液ポンプ、３５−冷却器、４０−スクラバー。

Claims

硝酸溶解槽で発生したＮＯｘを含んだ排ガス(以下、硝酸ガスと記す)をアンモニア水と接触させ、硝酸ガス中のＮＯｘとアンモニア水を反応させて硝酸アンモニウムにし、さらに該硝酸アンモニウムを含むガスをアルカリ溶液に接触させてガス中の硝酸アンモニウムを該アルカリ溶液に吸収させることを特徴とする硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法。
請求項１の方法において、硝酸ガスに接触させたアンモニア水のｐＨ値を測定し、目標ｐＨ域になるようにアンモニア水を循環して繰り返し硝酸ガスと接触させる硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法。
硝酸ガスに接触させるアンモニア水を６０℃以下に冷却し、アンモニア水のｐＨが８.０〜９.０になるようにアンモニア水を循環して繰り返し硝酸ガスに接触させてガス中のＮＯｘ濃度を５００ppm以下にし、次いで、このガスをアルカリ溶液に接触させてＮＯｘ濃度を１５０ppm以下に低減する請求項１または２に記載する硝酸溶解排ガス中のＮＯｘ除去方法。
硝酸溶解槽で生じた硝酸ガスが導入されるガス吸収塔と、該ガス吸収塔にアンモニア水を供給する手段とを有し、さらにガス吸収塔の排ガスにアルカリ溶液を接触させるスクラバーが設けられていることを特徴とする硝酸溶解排ガス中のＮＯｘを除去するシステム。
請求項４のシステムにおいて、ガス吸収塔から抜き出したアンモニア水を溜める受槽、該受槽にアンモニア水を供給する槽、上記受槽のアンモニア水をガス吸収塔の上部に導くと共にガス吸収塔から抜き出したアンモニア水を上記受槽に戻す管路、および送液ポンプによって、アンモニア水をガス吸収塔に繰り返し供給する循環路が形成されている硝酸溶解排ガス中のＮＯｘを除去するシステム。
請求項４または５のシステムにおいて、受槽にｐＨ計が設けられており、ガス吸収塔を経由したアンモニア水のｐＨを測定し、目標ｐＨ値になるように上記循環路を通じてアンモニア水を繰り返しガス吸収塔に供給する自動供給手段が設けられている硝酸溶解排ガス中のＮＯｘを除去するシステム。
請求項４〜６の何れかに記載するシステムにおいて、受槽からガス吸収塔上部に至る管路に冷却器が設けられており、冷却したアンモニア循環水をガス吸収塔に供給する硝酸溶解排ガス中のＮＯｘを除去するシステム。