JP2016150888A - 硝酸製造方法および硝酸製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
内径(R1)80mm、長さ(L1)100mmの光反応器1の中央に、1台のXeエキシマランプ4を配置した硝酸製造装置10を用いて、硝酸を製造した。使用したXeエキシマランプ4は、中心波長が172nmの光を発生するランプである。ここでは、ランプ径(R2)40mm、発光長(L2)100mm、ランプ面出力36mmW/cm2のXeエキシマランプを用いている。
実施例1と同一の硝酸製造装置10を用いて、硝酸製造時のNO濃度に対するO2濃度の好ましい比を検証した。本実施例において硝酸製造装置10に供給した被処理ガスは、一酸化窒素1500ppmと水9.5vol%とを含み、且つ酸素濃度を0vol%から16vol%までの7水準で変化させた7種類のガスである。これら7種類の室温の被処理ガスを、それぞれ流量2.0L/minで硝酸製造装置10に供給し、Xeエキシマランプ4の光を照射した。図3に、それぞれの被処理ガスのHNO3転化率を示す。
実施例1と同様に、硝酸転化率の実用上の目安を50%以上とすると、図3に示した結果から、被処理ガスに必要な酸素濃度は0.6%以上となる。以上の結果から、NO濃度に対するO2濃度の好ましい比は、4以上であることが明らかとなった。
実施例1、2と同一の硝酸製造装置10を用いて、酸素濃度0vol%として水分濃度を変化させた時の硝酸転化率を検証した。これはすなわち、式10の反応効率の検証である。本実施例において硝酸製造装置10に供給した被処理ガスは、一酸化窒素1500ppm、且つ水分濃度を0vol%から9vol%までの4水準で変化させた4種類のガスである。これら4種類の室温の被処理ガスを、それぞれ流量1.0L/minで硝酸製造装置10に供給し、Xeエキシマランプ4の光を照射した。図4に、それぞれの被処理ガスのHNO3転化率を示す。
内径(R1)43mm、長さ(L1)1200mmの光反応器の中央に1台のXeエキシマランプ4を配置した硝酸製造装置10を用いて、硝酸を製造した。本実施例で使用したXeエキシマランプ4は、中心波長が172nmの光を発生する、ランプ径(R2)19mm、発光長(L2)850mm、ランプ面出力40mmW/cm2のランプである。
2 ガス供給口
3 ガス排出口
4 光源(Xeエキシマランプ)
5 電源
6 被処理ガス供給手段
10 硝酸製造装置
Claims (8)
- 窒素酸化物から硝酸を製造する硝酸製造方法であって、
窒素酸化物と水と酸素とを含む被処理ガスに175nmよりも短い波長の紫外線を含む光を照射する光照射工程を備えており、
前記被処理ガス中の水と酸素とに前記光を照射することによりOラジカルおよびOHラジカルを生成し、このOラジカルおよびOHラジカルを窒素酸化物と反応させて硝酸を製造することを特徴とする硝酸製造方法。 - 前記被処理ガス中の窒素酸化物の濃度に対する水分濃度の比が1:5以上であることを特徴とする請求項1に記載の硝酸製造方法。
- 前記被処理ガス中の窒素酸化物の濃度に対する酸素濃度の比が1:4以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の硝酸製造方法。
- 前記被処理ガスに照射する光が、中心波長172nmの光を放出するエキシマ光源からの光であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の硝酸製造方法。
- 前記窒素酸化物と水と酸素を含む被処理ガスが燃焼器の排ガスであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の硝酸製造方法。
- 窒素酸化物から硝酸を製造する硝酸製造装置であって、
光反応器と、当該光反応器に窒素酸化物と水と酸素とを含む被処理ガスを供給する被処理ガス供給手段と、前記光反応器内に配置されており175nmよりも短い波長の紫外線を含む光を発生させる光源と、を備えており、
供給された前記被処理ガスに前記光を照射して前記被処理ガス中の水および酸素からOラジカルおよびOHラジカルを生成し、さらに生成したOラジカルおよびOHラジカルを窒素酸化物と反応させることによって硝酸を製造することを特徴とする硝酸製造装置。 - 前記光源が、中心波長が172nmである光を放出するエキシマ光源であることを特徴とする請求項6に記載の硝酸製造装置。
- 前記被処理ガス供給手段が燃焼器に接続されており、燃焼器の排ガスを光反応器に供給する排ガス供給手段であることを特徴とする請求項6または7に記載の硝酸製造装置。
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