JP2690262B2 - 脱硝装置 - Google Patents
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の、常温かつ低濃度の排ガス処理用の脱硝装置に関する
ものである。
排出される窒素酸化物(NOx)の総量又は濃度を規制
しようという環境問題から、トンネルの排気口付近に脱
硝装置を設置することが求められている。
24031号公報に示すような構成が一般的であった。
以下、その構成について図7を参照しながら説明する。
き込まれたトンネル排ガスに含まれるNOxの主成分で
あるNO及びNO2の内、NOは高圧放電酸化部101
によりNO2に酸化される。この酸化により得られたN
O2と、NOx中にもともと存在するNO2の両者とを、
活性炭とアルカリを含んだNO2吸収フィルタ102で
吸収している。
xを除去し脱硝を行っている。
装置は、調整されたサンプルガスを使用することによっ
てのみ脱硝性能を発揮するいわゆるラボテスト装置であ
り、実ガス使用条件下では、高い脱硝率を維持すること
はできない。従来の脱硝装置にトンネル実ガスを使用し
た場合、次に示す問題点があった。 (1)トンネル実ガス中のばいじんがNO2吸収フィル
タ102に付着し、このばいじんの炭素成分が触媒とな
り、せっかく酸化して得られたNO2の一部を再びNO
に還元してしまうので、このNOをNO2吸収フィルタ
102で吸収することができずに脱硝率が低下してしま
う。 (2)トンネル実ガス中のNOを高圧放電酸化部101
のみを用いて酸化することには次の問題がある。
し、この変動するNOに見合った酸化を行なうために、
高圧放電酸化部101の印加電圧を変化させて放電電流
を制御し、NOからNO2への酸化制御を行なわなけれ
ばならないが、実ガスの絶縁破壊電圧近傍の放電領域内
での放電電流制御は、不安定で尚且つ即応答性に欠け容
易ではない。これは、図9の酸化能力特性からも分かる
ことであり、実ガスの絶縁破壊電圧近傍の放電領域内で
の放電電流制御は、特性の立ち上がりが急峻で制御が困
難であり、またスパークが発生しやすく脱硝率の低下を
招いてしまう。
た高圧放電酸化部101のみを用いてNOをNO2へ酸
化するので、酸化に要する消費電力が大きい。 (3)実ガスの湿度は天候に影響され約30〜80%の
間で変動するが、NO2吸収フィルタ102の入口湿度
が60%を下回ると、脱硝率の低下を招いてしまう。
率の低下を招くばいじんを除去し、処理する排ガスのN
O濃度が変動しても安定して酸化能力をコントロールで
きる酸化装置を備え、しかも酸化電力効率が優れた脱硝
装置を提供することを第1の目的とする。
加えて、脱硝入口排ガスの湿度が低下したときでもNO
2吸収フィルタのNO2浄化能力が低下しない脱硝装置を
提供することにある。
成するための第1の手段は、脱硝入口の最前段に設けた
電気集じん機と、NOをNO2に酸化するために必要な
オゾンを発生するオゾナイザと、電気集じん機の次段に
設けたオゾン供給ノズルと、オゾン供給ノズルの次段に
設けたファン又は攪拌装置と、ファン又は攪拌装置の次
段に設けたNO 2吸収フィルタを備えた脱硝装置の構成
としたものである。
手段は、オゾン供給ノズルとNO2吸収フィルタとの間
に位置する加湿装置と、加湿装置の後段に位置する後段
湿度センサと、湿度制御部を加えた第1の手段記載の脱
硝装置の構成としたものである。
最前段に位置する電気集じん機がばいじんを除去するの
で、ばいじんがNO2吸収フィルタに付着することに起
因する脱硝率の低下を防止することができ、更にこの電
気集じん機の帯電部の電界強度を高めることにより、電
気集じん機に集じんのみならずNOをNO2に酸化する
ためのベースとなる放電酸化機能を持たせることができ
る。また、前述の電気集じん機によるベース放電酸化の
みでは酸化能力が不足し、変動する脱硝入口のNO濃度
に対する酸化制御ができないので、NO酸化用のオゾナ
イザを設ける。このオゾナイザより発生したNO酸化用
のオゾンは、オゾン供給ノズルを介して実ガスに混合さ
れるが、このオゾン供給ノズルの設置場所は電気集じん
機の次段側、且つファン又は攪拌装置の前段側とするこ
とにより、オゾン供給ノズルから吐出されるオゾンが高
濃度のばいじんにより酸素に還元されるのを防止するこ
とができるし、また吐出されたオゾンを、ファンの羽根
又は攪拌装置の攪拌作用により実ガスと充分に混合させ
ることができる。つまり、オゾンによるNOからNO2
への酸化反応を確実に行なわせることができるので、こ
の酸化で得られたNO2をNO2吸収フィルタで吸収する
ことができる。
で脱硝入口側の排ガス湿度が変動したことを検知する
と、加湿装置が最適な加湿を行うようなフィードバック
制御が行われる。またこの加湿装置がオゾン供給ノズル
の前段側に設置されると、加湿により高湿度となった実
ガスにオゾンを供給することになり、NOに対する酸化
に使用されないまま、湿度に消費されてしまうオゾンの
割合が増し、酸化電力効率が低下してしまう。従って、
加湿装置はオゾン供給ノズルの後段側に設置されなけれ
ばならず、また加湿の目的上、当然NO2吸収フィルタ
の前段側に設置されなければならない。つまり、この加
湿装置を、オゾン供給ノズルとNO2吸収フィルタの間
に設置することにより、最も効果的な加湿を行うことが
できる。
参照しながら説明する。本発明は、図1に示すように、
脱硝入口の最前段に設けた電気集じん機3と、NOをN
O 2に酸化するために必要なオゾンを発生するオゾナイ
ザ5と、電気集じん機の次段に設けたオゾン供給ノズル
4と、オゾン供給ノズル4の次段に設けたファン又は攪
拌装置6と、ファン又は攪拌装置6との次段に設けた、
活性炭と少なくともNaOH、KOH、Ca(O
H)2、Ba(OH)2の内の1種類以上のアルカリを含
んだNO2吸収フィルタ102を備えた脱硝装置の構成
である。脱硝入口最前段に位置する電気集じん機3がば
いじんを除去するので、ばいじんがNO2吸収フィルタ
102に付着することに起因する脱硝率の低下を防止す
ることができ、更にこの電気集じん機3の帯電部1の電
界強度を高め、例えば、従来の約1.5倍にあたる8.
5kV/cmといった強電界とし、尚且つ帯電部1への
印加電圧は正加電方式よりも酸化効果が大きな負加電方
式とし、これに伴い、集じん部2への印加電圧も負加電
方式とする。即ち、帯電部1の印加電圧を負加電方式と
することにより、電気集じん機3に集じんのみならずN
Oの一部をNO2に酸化するためのベースとなる放電酸
化機能を持たせることができる(但し、帯電部の印加電
圧は、放電酸化の安定性を確保するため、一定電圧とす
る必要がある。)。また、前述の電気集じん機によるベ
ース放電酸化のみでは酸化能力が不足し、変動する脱硝
入口のNO濃度に対する酸化制御ができないので、NO
酸化用のオゾナイザ5を設ける。このオゾナイザ5は、
オゾン供給ノズル4を介して、排ガス中の残りのNOを
NO2に酸化するのに必要なオゾンの量を、アナログ可
変制御で容易に供給する。図9は、従来の高圧放電酸化
部による酸化能力特性であり、図2は、本実施例のオゾ
ナイザ5による酸化能力特性である。このオゾナイザ酸
化制御が、従来の高圧放電酸化制御に比べていかに容易
であるかは、高圧放電酸化能力特性を示している図9
と、オゾナイザ酸化能力特性を示している図2の特性の
立ち上がり方を見比べれば一目瞭然で分かり、また酸化
電力効率を従来の高圧放電酸化よりも高めることができ
るので、脱硝装置全体のランニングコストの低減化を計
ることができる。このオゾナイザより発生したNO酸化
用のオゾンは、オゾン供給ノズル4を介して実ガスに混
合されるが、このオゾン供給ノズル4の設置場所は電気
集じん機3の次段側、且つファン又は攪拌装置6の前段
側とする必要がある。このように配置すれば、オゾン供
給ノズル4から吐出されるオゾンが高濃度のばいじんに
より酸素に還元されるのを防止することができるし、ま
た吐出されたオゾンを、ファンの羽根又は攪拌装置の攪
拌効果により実ガスと充分に混合させることができる。
つまり、オゾンによるNOからNO2への酸化反応を確
実に行なわせることができるので、この酸化で得られた
NO2をNO2吸収フィルタ102で吸収することができ
る。表1に示す実験結果からも、オゾン供給ノズル4
は、電気集じん機3と、ファン又は攪拌装置6との間に
配置するのが、最も高脱硝率を示し、最も効果的である
ことが分かる。
によれば、電気集じん機により脱硝率の低下を招くばい
じんを除去し、酸化制御については、制御が容易でしか
も酸化電力効率が良いオゾナイザ酸化方式とし、高脱硝
率を維持することができる。
第1実施例の脱硝装置とを設置し、脱硝性能の比較を行
ったので、その結果を報告する。図10は従来形の脱硝
装置の場合で、脱硝入口のNO濃度が変動すると、酸化
制御がこの変動にうまく追従できずに、脱硝率が変動し
てしまう。また、NO2吸収フィルタ102に付着した
ばいじんによる還元作用で、NO2吸収フィルタ102
の浄化性能が低下してしまう。従って、これらの影響に
より、結果として脱硝率の平均値自体も63%と低い値
を示している。これに対し図3は第1実施例の脱硝装置
の場合で、脱硝入口のNO濃度が変動しても、脱硝率は
安定しており、その平均値も72%と高くなっており、
明らかに脱硝性能が向上していることが伺える。また、
第1実施例のオゾナイザ酸化制御は、従来例の高圧放電
酸化制御に比べて、酸化電力効率の点でも俄然優れてい
ることが、図4に示す実験結果から伺われ、第1実施例
の優位性が示されている。以上の脱硝システムの構成と
することで、実ガスに適応した高脱硝率を維持する脱硝
装置を得ることができる。
を参照しながら説明する。本発明は、第1実施例の構成
に、オゾン供給ノズル4とNO2吸収フィルタ102の
間に設けた加湿装置7と、加湿装置7の前段に設けた前
段湿度センサ8と、加湿装置の後段に設けた後段湿度セ
ンサ9と、湿度制御部10を加えた構成である。まず、
本発明の基本作用を説明すると、NO2は空気中の水分
と結合した状態、もしくはNO2吸収フィルタ102の
表面に水分が付着した状態の時、多孔質なNO2吸収フ
ィルタ102に吸収され易くなる。特に、多孔質になる
ように活性炭を成分中に含み、アルカリ性材料でNO2
を吸収する形のフィルタでは湿度の影響が大きくなると
いうことである。つまり、NO2吸収フィルタ102の
NO2吸収能力を最大限に引き出すためには、NO2吸収
フィルタ102の入口側湿度を60〜90%程度の範囲
内に保つ必要があることになり、従って、図1に示すよ
うに、前段湿度センサ8で脱硝入口側の排ガス湿度が変
動したことを検知すると、後段湿度センサ9の値が一定
領域内に収まるように湿度制御部10から加湿装置へ加
湿出力コントロール指令11が発せられ、加湿装置7が
最適な加湿を行うようなフィードバック制御が行われ
る。即ち、脱硝入口湿度が低下すると、加湿出力を増加
させることによりNO2吸収フィルタの性能低下を防
ぎ、入口湿度が上昇すると、加湿出力を減少させ加湿の
ランニングコストを低減させることができる。またこの
加湿装置7がオゾン供給ノズル4の前段側に設置される
と、加湿により高湿度となった実ガスにオゾンを供給す
ることになり、NOに対する酸化に使用されないまま、
湿度分に消費されてしまうオゾンの割合が増し、酸化電
力効率が低下してしまう。従って、加湿装置7はオゾン
供給ノズル4の後段側に設置されなければならず、また
加湿の目的上、当然NO2吸収フィルタ102の前段側
に設置されなければならない。表2に示す実験結果から
も、加湿装置7は、オゾン供給ノズル4とNO2吸収フ
ィルタ102の間に設置されるのが最も高脱硝を示し、
最も効果的であることが分かる。
によれば、脱硝入口の湿度が低下しても、前段湿度セン
サ8と、後段湿度センサ9と、湿度制御部10とを用い
てNO2吸収フィルタ102の入口の湿度を(例えば7
0%〜80%といった)ある一定領域内に収まるように
制御することができ、高脱硝率を維持することができ
る。
第2実施例の脱硝装置とを設置し、脱硝性能の比較を行
ったので、その結果を報告する。図8は従来形の脱硝装
置の場合で、脱硝入口の湿度が変動すると、その影響を
受けて脱硝率も変動してしまい、脱硝率の平均値自体も
54%と低い値を示している。これに対し図6は第2実
施例の脱硝装置の場合で、脱硝入口の湿度が変動して
も、加湿後の湿度が安定しているので脱硝率も安定して
おり、その平均値は81%と高くなっており、明らかに
脱硝性能が向上していることが伺える。以上の脱硝シス
テムの構成とすることで、実ガスの湿度が低下した場合
でも、加湿装置7により最適な加湿を行うことでNO2
吸収フィルタ102の性能を保ち、高脱硝率を維持する
脱硝装置を得ることができる。
明によれば、電気集じん機は、酸化反応を妨害する作用
があるばいじんを除去し、また入口ガスの条件に応じ
て、オゾナイザがオゾン供給ノズルを介して、排ガス中
のNOをNO2に酸化するのに必要なオゾン供給量制御
を容易に行うので、安定し、なお且つ、優れた消費電力
効率をもって、高脱硝率を達成する効果がある脱硝装置
が提供できる。
ることにより、脱硝入口側の排ガス湿度がどんなに変動
しても、NO2吸収フィルタ入口側の湿度がある一定領
域内に収まるように湿度制御することにより、安定して
高脱硝率を達成する効果がある脱硝装置が提供できる。
図
図
Claims (2)
- 【請求項1】 脱硝装置入口の最前段に設けた電気集じ
ん機と、NOをNO2に酸化するために必要なオゾンを
発生するオゾナイザと、電気集じん機の次段に設けたオ
ゾン供給ノズルと、オゾン供給ノズルの次段に設けたフ
ァン又は攪拌装置と、ファン又は攪拌装置との次段に設
けたNO2吸収フィルタを備えた脱硝装置。 - 【請求項2】 オゾン供給ノズルとNO2吸収フィルタ
の間に設けた加湿装置と、加湿装置の後段に設けた後段
湿度センサと、湿度制御部を加えた請求項1記載の脱硝
装置。
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- 1993-10-29 JP JP27199893A patent/JP2690262B2/ja not_active Expired - Fee Related
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