JP3129359B2 - 吸着剤の再生方法 - Google Patents
吸着剤の再生方法Info
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- JP3129359B2 JP3129359B2 JP05080462A JP8046293A JP3129359B2 JP 3129359 B2 JP3129359 B2 JP 3129359B2 JP 05080462 A JP05080462 A JP 05080462A JP 8046293 A JP8046293 A JP 8046293A JP 3129359 B2 JP3129359 B2 JP 3129359B2
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- 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
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被吸着物質を吸着した吸
着剤の再生方法に関し、特に被吸着物質が公害物質であ
る際に特に有利に適用することができる同方法に関す
る。
着剤の再生方法に関し、特に被吸着物質が公害物質であ
る際に特に有利に適用することができる同方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】吸着剤としてはゼオライトまたは活性炭
などがよく知られている。従来、これらは空気中の酸素
と窒素の分離、排ガス中の二酸化炭素の除去、水素ガス
中の不純物を分離して純度を９９．９９９％の水素程度
まで精製すること等に利用されている。また液状炭化水
素を加熱し、パラフィン原料からオクタン価の高いｎ−
パラフィンを分離する場合等にも利用されている。しか
し、吸着剤には吸着量に限界があり、使い捨てではなく
繰り返し使用するには何等かの再生処理が必要となる。
などがよく知られている。従来、これらは空気中の酸素
と窒素の分離、排ガス中の二酸化炭素の除去、水素ガス
中の不純物を分離して純度を９９．９９９％の水素程度
まで精製すること等に利用されている。また液状炭化水
素を加熱し、パラフィン原料からオクタン価の高いｎ−
パラフィンを分離する場合等にも利用されている。しか
し、吸着剤には吸着量に限界があり、使い捨てではなく
繰り返し使用するには何等かの再生処理が必要となる。
【０００３】従来、被吸着物質を吸着した吸着剤は一般
には下記の２方法にて再生されている。 (1) 熱再生（温度スイング法） 吸着量が高温になるに従い少なくなることを利用して再
生する方法。 (2) 減圧再生（温度スイング法） 吸着量が低圧になるに従い少なくなることを利用して再
生する方法。
には下記の２方法にて再生されている。 (1) 熱再生（温度スイング法） 吸着量が高温になるに従い少なくなることを利用して再
生する方法。 (2) 減圧再生（温度スイング法） 吸着量が低圧になるに従い少なくなることを利用して再
生する方法。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】熱再生は高温ガスまた
は加熱装置が必要であり、減圧再生は真空等により減圧
する必要があり、どちらもエネルギ消費が大きいという
欠点があった。また、再生に長時間が必要であり、再生
の期間は吸着が行なえないのでその分だけ装置の容量を
大きくする必要があった。特に微量成分を吸着、濃縮す
るには真空度を低くしなければならず、多大なエネルギ
が必要となる。また装置も加熱装置または真空ポンプ等
が必要であり複雑となる。従って、エネルギ消費が低
く、短時間に確実に再生できることが望まれており、こ
れが達成できれば更に吸着法の利用範囲は広がり、省エ
ネルギ化ができる。
は加熱装置が必要であり、減圧再生は真空等により減圧
する必要があり、どちらもエネルギ消費が大きいという
欠点があった。また、再生に長時間が必要であり、再生
の期間は吸着が行なえないのでその分だけ装置の容量を
大きくする必要があった。特に微量成分を吸着、濃縮す
るには真空度を低くしなければならず、多大なエネルギ
が必要となる。また装置も加熱装置または真空ポンプ等
が必要であり複雑となる。従って、エネルギ消費が低
く、短時間に確実に再生できることが望まれており、こ
れが達成できれば更に吸着法の利用範囲は広がり、省エ
ネルギ化ができる。
【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、省エネルギ
化が達成できる吸着剤の再生方法を提供しようとするも
のである。
化が達成できる吸着剤の再生方法を提供しようとするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はアンモニアを吸
着したチタニア系触媒にＮＯｘを接触させ、アンモニア
を分解して脱着させることを特徴とするアンモニア吸着
チタニア系吸着剤の再生方法である。
着したチタニア系触媒にＮＯｘを接触させ、アンモニア
を分解して脱着させることを特徴とするアンモニア吸着
チタニア系吸着剤の再生方法である。
【０００７】被吸着物質は微量なことが多く、特に公害
対策等では何等かの後処理により、吸着物質を分解する
必要があり、一般には脱着した後に分解処理を行なって
いた。これに対し、本発明は再生ガスまたは液中に被吸
着物質を分解する物質（反応物質）を混合させておき、
被吸着物質と反応させて吸着性の低い物質に変えること
により脱着させて吸着剤を再生するものである。
対策等では何等かの後処理により、吸着物質を分解する
必要があり、一般には脱着した後に分解処理を行なって
いた。これに対し、本発明は再生ガスまたは液中に被吸
着物質を分解する物質（反応物質）を混合させておき、
被吸着物質と反応させて吸着性の低い物質に変えること
により脱着させて吸着剤を再生するものである。
【０００８】反応物質としては被吸着物質と反応が早い
ほど再生時間が短くなるので望ましい。また、反応後の
生成物は気体または液体の方が吸着剤より分離し易く、
固体状の場合は吸着剤を閉塞させ再使用できなくなる可
能性もあるので一般には望ましくない。また、この場合
に吸着剤が被吸着物質の分解触媒として利用できる場合
は再生時間を短縮できるか、または反応収率を向上で
き、更に効果が高くなる。さらに、公害対策の場合には
公害の原因物質を吸着させ、反応脱着時に無害な物質に
変えることにより、二次公害の発生が防止できる。
ほど再生時間が短くなるので望ましい。また、反応後の
生成物は気体または液体の方が吸着剤より分離し易く、
固体状の場合は吸着剤を閉塞させ再使用できなくなる可
能性もあるので一般には望ましくない。また、この場合
に吸着剤が被吸着物質の分解触媒として利用できる場合
は再生時間を短縮できるか、または反応収率を向上で
き、更に効果が高くなる。さらに、公害対策の場合には
公害の原因物質を吸着させ、反応脱着時に無害な物質に
変えることにより、二次公害の発生が防止できる。
【０００９】
【作用】吸着剤は一般に多孔質であり内部に非常に広い
表面をもっている。被吸着物質はこの多孔質内の表面に
吸着される。吸着される量は一般に温度と圧力の関数で
あり、以下の式にて表せる。 ｑ＝ｆ（Ｔ，ｐ） ここでｑは吸着量であり、Ｔは温度、ｐは圧力である。
従って、従来の方法で再生する場合には前述したように
温度または圧力を低下させ再生を行なっている。
表面をもっている。被吸着物質はこの多孔質内の表面に
吸着される。吸着される量は一般に温度と圧力の関数で
あり、以下の式にて表せる。 ｑ＝ｆ（Ｔ，ｐ） ここでｑは吸着量であり、Ｔは温度、ｐは圧力である。
従って、従来の方法で再生する場合には前述したように
温度または圧力を低下させ再生を行なっている。
【００１０】一方、本発明の反応再生は吸着剤に反応物
質Ａを供給し、吸着剤の表面に存在する被吸着物質Ｂと
反応させ、吸着性の低い物質Ｃ，Ｄ等に変えることによ
り再生し、被吸着物質Ｂに関する吸着性能を回復させる
ことができる。反応再生により被吸着物質Ｂを分解すれ
ば、圧力に関係なく被吸着物質Ｂを脱着でき、短時間に
吸着剤を簡単に再生でき再度吸着できるようになり、吸
着剤を繰り返し使用できる。また、反応再生に必要な温
度は熱再生に必要な温度より低く、かつ再生熱量も少な
くできる場合が多い。従って、従来の熱再生または真空
再生よりも軽度の熱再生または真空再生と併用してもよ
い。さらに、また反応物質Ａを適切に選定すれば、物質
Ｃ，Ｄ等を商品価値の高い物質または無害な物質に変え
ることもできる。
質Ａを供給し、吸着剤の表面に存在する被吸着物質Ｂと
反応させ、吸着性の低い物質Ｃ，Ｄ等に変えることによ
り再生し、被吸着物質Ｂに関する吸着性能を回復させる
ことができる。反応再生により被吸着物質Ｂを分解すれ
ば、圧力に関係なく被吸着物質Ｂを脱着でき、短時間に
吸着剤を簡単に再生でき再度吸着できるようになり、吸
着剤を繰り返し使用できる。また、反応再生に必要な温
度は熱再生に必要な温度より低く、かつ再生熱量も少な
くできる場合が多い。従って、従来の熱再生または真空
再生よりも軽度の熱再生または真空再生と併用してもよ
い。さらに、また反応物質Ａを適切に選定すれば、物質
Ｃ，Ｄ等を商品価値の高い物質または無害な物質に変え
ることもできる。
【００１１】
【実施例】（参考例１） 以下、本発明の一参考例としてＮＯｘを吸着した吸着剤
を再生する場合を図１によって説明する。排ガス中のＮ
Ｏｘの分解は一般にチタニア触媒を用い、ＮＯｘ分解塔
１でＮＨ3 を還元剤として分解しており、ＮＯｘとＮＨ
3 の反応は下記の式に示すように等モル反応である。 ４ＮＯ＋４ＮＨ3 ＋Ｏ2 ＝４Ｎ2 ＋６Ｈ2 Ｏ ＮＯ＋ＮＯ2 ＋２ＮＨ3 ＝２Ｎ2 ＋３Ｈ2 Ｏ
を再生する場合を図１によって説明する。排ガス中のＮ
Ｏｘの分解は一般にチタニア触媒を用い、ＮＯｘ分解塔
１でＮＨ3 を還元剤として分解しており、ＮＯｘとＮＨ
3 の反応は下記の式に示すように等モル反応である。 ４ＮＯ＋４ＮＨ3 ＋Ｏ2 ＝４Ｎ2 ＋６Ｈ2 Ｏ ＮＯ＋ＮＯ2 ＋２ＮＨ3 ＝２Ｎ2 ＋３Ｈ2 Ｏ
【００１２】排ガスの流れおよびＮＨ3 の分散が理想的
であれば等モルのＮＨ3 を注入すればＮＯｘとＮＨ3 は
完全に反応しＮＯｘは完全に分解する。しかし、一般に
は排ガスの流れは不均一であり、ＮＨ3 の分散も偏り、
また、完全に分解するには無限大量の触媒が必要とな
る。従って、ＮＯｘ分解塔１の出口でのＮＨ3 のリーク
を極力少なくすると、ＮＯｘを完全に分解することは困
難であり、一般に１０ppm 前後のＮＯｘがＮＯｘ分解塔
１から排出される。
であれば等モルのＮＨ3 を注入すればＮＯｘとＮＨ3 は
完全に反応しＮＯｘは完全に分解する。しかし、一般に
は排ガスの流れは不均一であり、ＮＨ3 の分散も偏り、
また、完全に分解するには無限大量の触媒が必要とな
る。従って、ＮＯｘ分解塔１の出口でのＮＨ3 のリーク
を極力少なくすると、ＮＯｘを完全に分解することは困
難であり、一般に１０ppm 前後のＮＯｘがＮＯｘ分解塔
１から排出される。
【００１３】これを除去するためには吸着剤として銅交
換ゼオライト等を使用し、ＮＯｘ吸着塔２でＮＯｘを吸
着させる方法が最も簡単である。銅交換ゼオライトはＸ
型、Ｙ型またはＺＳＭ型ゼオライト等に銅を３０％から
２００％程度イオン交換したものがよくＮＯｘを吸着
し、特にＹ型に銅イオン交換したものが特に良いＮＯｘ
の吸着および分解特性を示す。また銅以外にコバルト等
アルカリ土類金属等をイオン交換、含浸しても同様の機
能を示す。この際、ＮＯｘの吸着は排ガス温度が低いほ
ど吸着力が大となるのでＮＯｘ分解塔１とＮＯｘ吸着塔
２の間に廃熱回収ボイラ３を設け、該ボイラ３でＮＯｘ
含有排ガス温度を低下させることが好ましい。
換ゼオライト等を使用し、ＮＯｘ吸着塔２でＮＯｘを吸
着させる方法が最も簡単である。銅交換ゼオライトはＸ
型、Ｙ型またはＺＳＭ型ゼオライト等に銅を３０％から
２００％程度イオン交換したものがよくＮＯｘを吸着
し、特にＹ型に銅イオン交換したものが特に良いＮＯｘ
の吸着および分解特性を示す。また銅以外にコバルト等
アルカリ土類金属等をイオン交換、含浸しても同様の機
能を示す。この際、ＮＯｘの吸着は排ガス温度が低いほ
ど吸着力が大となるのでＮＯｘ分解塔１とＮＯｘ吸着塔
２の間に廃熱回収ボイラ３を設け、該ボイラ３でＮＯｘ
含有排ガス温度を低下させることが好ましい。
【００１４】銅交換ゼオライトを充填したＮＯｘ吸着塔
２はＮＯｘの吸着が飽和近くになると系列より切り放さ
れＮＯｘ再生塔２′となる。本発明においてはＮＨ3 を
含んだ高温ガスをＮＯｘ再生塔２′のＮＯｘ吸着銅交換
ゼオライトに流し、吸着されたＮＯｘをＮＨ3 にて上記
の反応で窒素と水に分解し、銅交換ゼオライトを再生す
る。銅交換ゼオライトはＮＯｘの吸着性に優れているだ
けでなく、ＮＯｘの分解触媒としての機能も併せもつの
で、前述の反応が短時間にて進めることができる。ＮＯ
ｘ再生塔２′から排出される未反応のＮＨ3 があれば、
必要に応じてＮＯｘ分解塔１に供給する還元剤として利
用することができる。
２はＮＯｘの吸着が飽和近くになると系列より切り放さ
れＮＯｘ再生塔２′となる。本発明においてはＮＨ3 を
含んだ高温ガスをＮＯｘ再生塔２′のＮＯｘ吸着銅交換
ゼオライトに流し、吸着されたＮＯｘをＮＨ3 にて上記
の反応で窒素と水に分解し、銅交換ゼオライトを再生す
る。銅交換ゼオライトはＮＯｘの吸着性に優れているだ
けでなく、ＮＯｘの分解触媒としての機能も併せもつの
で、前述の反応が短時間にて進めることができる。ＮＯ
ｘ再生塔２′から排出される未反応のＮＨ3 があれば、
必要に応じてＮＯｘ分解塔１に供給する還元剤として利
用することができる。
【００１５】（実施例１） 以下、本発明の実施例としてアンモニアを吸着した吸着
剤を再生する場合を図２によって説明する。この実施例
は排ガス中のＮＯｘを大過剰のＮＨ3 で脱硝する例を示
す。この際、脱硝触媒としては参考例１と同様にチタニ
ア触媒を用いる。まず、ＮＯｘを含む排ガスに大過剰の
ＮＨ3 を供給してチタニア触媒を充填したＮＯｘ分解塔
１に導入して脱硝を行う。その結果、ＮＯｘ分解塔１よ
り排出する排ガス中にはＮＨ3 がリークして含まれてい
る。
剤を再生する場合を図２によって説明する。この実施例
は排ガス中のＮＯｘを大過剰のＮＨ3 で脱硝する例を示
す。この際、脱硝触媒としては参考例１と同様にチタニ
ア触媒を用いる。まず、ＮＯｘを含む排ガスに大過剰の
ＮＨ3 を供給してチタニア触媒を充填したＮＯｘ分解塔
１に導入して脱硝を行う。その結果、ＮＯｘ分解塔１よ
り排出する排ガス中にはＮＨ3 がリークして含まれてい
る。
【００１６】リークしたＮＨ3 を含む排ガスはＮＨ3 吸
着剤（脱硝触媒と同じチタニア触媒を吸着剤として用い
てもよい）を充填したＮＨ3 吸着塔４に導入され、排ガ
ス中のＮＨ3 は吸着除去される。吸着したＮＨ3 が飽和
吸着量に近くに達する前に、ＮＨ3 吸着塔４はＮＨ3 再
生塔４′となり、吸着したＮＨ3 の再生を行う。再生方
法としては最初のＮＯｘを含む排ガスを流すことにより
吸着されたＮＨ3 とＮＯｘを反応させ、チタニア吸着剤
を再生する。再生されたＮＨ3 再生塔４′は再びＮＨ3
吸着塔４として使用する。
着剤（脱硝触媒と同じチタニア触媒を吸着剤として用い
てもよい）を充填したＮＨ3 吸着塔４に導入され、排ガ
ス中のＮＨ3 は吸着除去される。吸着したＮＨ3 が飽和
吸着量に近くに達する前に、ＮＨ3 吸着塔４はＮＨ3 再
生塔４′となり、吸着したＮＨ3 の再生を行う。再生方
法としては最初のＮＯｘを含む排ガスを流すことにより
吸着されたＮＨ3 とＮＯｘを反応させ、チタニア吸着剤
を再生する。再生されたＮＨ3 再生塔４′は再びＮＨ3
吸着塔４として使用する。
【００１７】この場合の排ガス中のＮＯｘは濃度が低く
再生時間がかかるので、更に効率よく再生するためにメ
タン等の燃料の燃焼等により高濃度のＮＯｘを発生さ
せ、これを再生ガスとして使用することもできる。
再生時間がかかるので、更に効率よく再生するためにメ
タン等の燃料の燃焼等により高濃度のＮＯｘを発生さ
せ、これを再生ガスとして使用することもできる。
【００１８】なお、ＮＨ3 の吸着は温度が低いほど吸着
力が大きくなるので、参考例１で述べたようにＮＯｘ分
解塔１とＮＨ3 吸着塔４の間に排ガス温度を低下させる
ために廃熱回収ボイラ３を設けることが好ましい。ま
た、ＮＨ3 再生塔４′を再生する際にＮＨ3 再生塔４′
からリークするＮＯｘは最初のＮＯｘ吸着塔１の上流に
もどすこともできる。
力が大きくなるので、参考例１で述べたようにＮＯｘ分
解塔１とＮＨ3 吸着塔４の間に排ガス温度を低下させる
ために廃熱回収ボイラ３を設けることが好ましい。ま
た、ＮＨ3 再生塔４′を再生する際にＮＨ3 再生塔４′
からリークするＮＯｘは最初のＮＯｘ吸着塔１の上流に
もどすこともできる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば下記の効果を奏すること
ができる。 (1) 吸着剤の再生を簡単に効率よく行なえる。 (2) 熱、電気等の使用エネルギを減少できる。 (3) 真空ポンプ、加熱炉等が不用になり吸着再生装置の
構造が簡単になる。 (4) 再生反物質材を適切に選定することにより有価物を
生産することもできる。
ができる。 (1) 吸着剤の再生を簡単に効率よく行なえる。 (2) 熱、電気等の使用エネルギを減少できる。 (3) 真空ポンプ、加熱炉等が不用になり吸着再生装置の
構造が簡単になる。 (4) 再生反物質材を適切に選定することにより有価物を
生産することもできる。
【図１】 本発明の参考例１に係るＮＯｘ吸着剤の再生
方法の説明図。
方法の説明図。
【図２】 本発明の実施例１に係るアンモニア吸着剤の
再生方法の説明図。
再生方法の説明図。
フロントページの続き (72)発明者 守井 淳 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 飯田 耕三 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 小林 敬古 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社本社内 (56)参考文献 特開 平３−238019（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−290549（ＪＰ，Ａ) 日本化学会誌 ＮＯ．９ ＰＰ．1177 −1182（19991) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 20/00 - 20/34
Claims (1)
- 【請求項１】 アンモニアを吸着したチタニア系触媒に
ＮＯｘを接触させ、アンモニアを分解して脱着させるこ
とを特徴とするアンモニア吸着チタニア系吸着剤の再生
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05080462A JP3129359B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 吸着剤の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05080462A JP3129359B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 吸着剤の再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285369A JPH06285369A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3129359B2 true JP3129359B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=13718932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05080462A Expired - Fee Related JP3129359B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 吸着剤の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3129359B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101322431B1 (ko) * | 2011-03-29 | 2013-10-28 | 에스케이종합화학 주식회사 | 공중합체 제조 공정으로부터 촉매를 회수하기 위한 흡착제 및 그 재생 방법 |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP05080462A patent/JP3129359B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本化学会誌 ＮＯ．９ ＰＰ．１１７７−１１８２（１９９９１） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06285369A (ja) | 1994-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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