JP3153820B2 - Ｐｓａ用窒素酸化物吸着剤 - Google Patents
Ｐｓａ用窒素酸化物吸着剤Info
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- JP3153820B2 JP3153820B2 JP24164291A JP24164291A JP3153820B2 JP 3153820 B2 JP3153820 B2 JP 3153820B2 JP 24164291 A JP24164291 A JP 24164291A JP 24164291 A JP24164291 A JP 24164291A JP 3153820 B2 JP3153820 B2 JP 3153820B2
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- Japan
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- adsorbent
- psa
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気汚染物質である窒
素酸化物を圧力スィング吸着法（以下、ＰＳＡ法とい
う）で除去するための吸着剤に関する。
素酸化物を圧力スィング吸着法（以下、ＰＳＡ法とい
う）で除去するための吸着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、排気ガス中の窒素酸化物を除去す
る方法としては、専ら湿式法が用いられてきたが、除去
効率の向上や排水処理等二次汚染の回避の観点から、乾
式法の開発要請が高まっていた。一般に、乾式法には膜
分離法と吸着分離法があり、膜分離法は膜性能の向上も
あって、広範な利用が期待されているが、膜の透過速度
には限界があるため、大容量のガス分離には適していな
い。他方、ゼオライトや活性炭等の吸着剤の改良もあっ
て、近年、吸着分離法が利用されるようになった。その
中でも、大気圧近傍の低圧で吸着させ、真空ポンプで真
空再生を行うＰＳＡ法がエネルギーコストの上から種々
のガス分離に利用されている。
る方法としては、専ら湿式法が用いられてきたが、除去
効率の向上や排水処理等二次汚染の回避の観点から、乾
式法の開発要請が高まっていた。一般に、乾式法には膜
分離法と吸着分離法があり、膜分離法は膜性能の向上も
あって、広範な利用が期待されているが、膜の透過速度
には限界があるため、大容量のガス分離には適していな
い。他方、ゼオライトや活性炭等の吸着剤の改良もあっ
て、近年、吸着分離法が利用されるようになった。その
中でも、大気圧近傍の低圧で吸着させ、真空ポンプで真
空再生を行うＰＳＡ法がエネルギーコストの上から種々
のガス分離に利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、窒素酸化物を
ＰＳＡ法で除去する技術は未だ完成していない。特に、
低濃度窒素酸化物の除去に適した、可逆吸着量の大きな
吸着剤が未だ見出されていないことがその要因の１つで
あった。因みに、これまで窒素酸化物の吸着量が多いと
されていた活性炭（比表面積：５８ｍ2/ｇ）をＰＳＡ装
置に適用して可逆吸着量を測定すると０．１７ｃｍ3/ｇ
であり、シリカ／アルミナ比２３．３のモービル社製の
ＺＳＭ−５を水素イオンで１００％イオン交換したゼオ
ライトを同様にＰＳＡ装置に適用して可逆吸着量を測定
すると０．１２ｃｍ3/ｇであり、共に可逆吸着量が少な
いために低濃度窒素酸化物を除去するのに十分なもので
はなかった。そこで、本発明は、低濃度窒素酸化物をＰ
ＳＡ法で除去するのに適した可逆吸着量の大きな吸着剤
を提供しようとするものである。
ＰＳＡ法で除去する技術は未だ完成していない。特に、
低濃度窒素酸化物の除去に適した、可逆吸着量の大きな
吸着剤が未だ見出されていないことがその要因の１つで
あった。因みに、これまで窒素酸化物の吸着量が多いと
されていた活性炭（比表面積：５８ｍ2/ｇ）をＰＳＡ装
置に適用して可逆吸着量を測定すると０．１７ｃｍ3/ｇ
であり、シリカ／アルミナ比２３．３のモービル社製の
ＺＳＭ−５を水素イオンで１００％イオン交換したゼオ
ライトを同様にＰＳＡ装置に適用して可逆吸着量を測定
すると０．１２ｃｍ3/ｇであり、共に可逆吸着量が少な
いために低濃度窒素酸化物を除去するのに十分なもので
はなかった。そこで、本発明は、低濃度窒素酸化物をＰ
ＳＡ法で除去するのに適した可逆吸着量の大きな吸着剤
を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ペンタシル型
ゼオライトに対し、Ｃｕ，Ａｇ，Ｍｎ，Ｎｉ及びＺｎの
群から選択される１つ以上の金属をイオン交換により担
持させたことを特徴とする圧力スィイング吸着法用の窒
素酸化物吸着剤である。
ゼオライトに対し、Ｃｕ，Ａｇ，Ｍｎ，Ｎｉ及びＺｎの
群から選択される１つ以上の金属をイオン交換により担
持させたことを特徴とする圧力スィイング吸着法用の窒
素酸化物吸着剤である。
【０００５】
【作用】本発明者等は、低濃度窒素酸化物をＰＳＡ法で
除去するのに適した吸着剤、即ち、可逆吸着量の大きな
窒素酸化物吸着剤をゼオライトを中心にして鋭意研究を
重ねてきた。水素型のＺＳＭ−５の可逆吸着量は、上記
のように僅か０．１２ｃｍ3 ／ｇであり、フォジャサイ
トの１種であるＹ型ゼオライトにＡｇを４２％イオン交
換させた吸着剤の可逆吸着量は、０．４４ｍ3 ／ｇであ
り、同じＹ型ゼオライトにＣｕを８３％イオン交換させ
た吸着剤の可逆吸着量は、０．８６ｍ3 ／ｇであり、い
ずれも低濃度窒素酸化物の除去には十分なものでなかっ
た。しかし、モービル社製のＺＳＭ−５に代表されるペ
ンタシル型ゼオライトを中心に、これに対して種々の金
属をイオン交換させて可逆吸着量の大きな吸着剤を研究
したところ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｎ等の金属を
イオン交換したペンタシル型ゼオライトが極めて大きな
窒素酸化物可逆吸着量を示し、ＰＳＡ法で窒素酸化物を
除去するのに適していることを見出した。
除去するのに適した吸着剤、即ち、可逆吸着量の大きな
窒素酸化物吸着剤をゼオライトを中心にして鋭意研究を
重ねてきた。水素型のＺＳＭ−５の可逆吸着量は、上記
のように僅か０．１２ｃｍ3 ／ｇであり、フォジャサイ
トの１種であるＹ型ゼオライトにＡｇを４２％イオン交
換させた吸着剤の可逆吸着量は、０．４４ｍ3 ／ｇであ
り、同じＹ型ゼオライトにＣｕを８３％イオン交換させ
た吸着剤の可逆吸着量は、０．８６ｍ3 ／ｇであり、い
ずれも低濃度窒素酸化物の除去には十分なものでなかっ
た。しかし、モービル社製のＺＳＭ−５に代表されるペ
ンタシル型ゼオライトを中心に、これに対して種々の金
属をイオン交換させて可逆吸着量の大きな吸着剤を研究
したところ、Ｃｕ，Ａｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｎ等の金属を
イオン交換したペンタシル型ゼオライトが極めて大きな
窒素酸化物可逆吸着量を示し、ＰＳＡ法で窒素酸化物を
除去するのに適していることを見出した。
【０００６】本発明で使用されるペンタシル型ゼオライ
トとは、上記のＺＳＭ−５と同じ基本構成単位を有する
ゼオライトであって、モルデナイト、フェリエライト、
シリカライト等のシリカ／アルミナ比が大きなゼオライ
トを言う。また、ペンタシル型ゼオライトに対するイオ
ン交換金属の交換量は、金属の種類により若干の違いが
あるが、約５０％以上であることが好ましい。なお、１
００％を越えてイオン交換する場合は、例えば、目的の
金属塩水溶液でイオン交換した後、アンモニア水溶液で
処理することにより、錯体の形で１００％以上の交換量
を容易に確保することができる。交換量はＩＣＰ法（Ｉ
ｏｎ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ法）で測定した。
トとは、上記のＺＳＭ−５と同じ基本構成単位を有する
ゼオライトであって、モルデナイト、フェリエライト、
シリカライト等のシリカ／アルミナ比が大きなゼオライ
トを言う。また、ペンタシル型ゼオライトに対するイオ
ン交換金属の交換量は、金属の種類により若干の違いが
あるが、約５０％以上であることが好ましい。なお、１
００％を越えてイオン交換する場合は、例えば、目的の
金属塩水溶液でイオン交換した後、アンモニア水溶液で
処理することにより、錯体の形で１００％以上の交換量
を容易に確保することができる。交換量はＩＣＰ法（Ｉ
ｏｎ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ法）で測定した。
【０００７】
〔実施例１〕 （吸着剤の調製）モービル社製のＺＳＭ−５（シリカ／
アルミナ＝２３．３）ゼオライトを硝酸第２銅水溶液に
浸漬し、必要に応じてさらに、アンモニア水中に移して
浸漬し、最後に、Ｈｅガス中で５００℃で５時間加熱処
理し、Ｃｕ(II)イオン交換量が、０％，２５％，６０
％，７８％，１４０％，１５７％である６種類の吸着剤
を得た。
アルミナ＝２３．３）ゼオライトを硝酸第２銅水溶液に
浸漬し、必要に応じてさらに、アンモニア水中に移して
浸漬し、最後に、Ｈｅガス中で５００℃で５時間加熱処
理し、Ｃｕ(II)イオン交換量が、０％，２５％，６０
％，７８％，１４０％，１５７％である６種類の吸着剤
を得た。
【０００８】（可逆吸着量の測定）上記吸着剤０．５ｇ
を充填した吸着筒を吸着温度０℃に保ち、ＮＯ濃度９９
７ｐｐｍの空気をガス流量１００ｃｍ3/ｍｉｎで４５分
間流し、その間の吸着圧力１．２ａｔｍに調整して吸着
させ、その後、Ｈｅガスで６０分間逆流パージを行い、
窒素酸化物を脱着させた。この吸着・脱着操作を繰り返
して定常状態になった後の吸着量を可逆吸着量として測
定した。なお、出口のガス濃度及び組成はＴＣＤ及びマ
ススペクトルにより連続的に測定し、吸着量並びに脱着
量はＴＣＤより得られた破過曲線から求めた。得られた
吸着剤について、Ｃｕ(II)イオンの交換率（％）と可逆
吸着量（ｃｍ 3/ｇ）の関係を図１に示した。
を充填した吸着筒を吸着温度０℃に保ち、ＮＯ濃度９９
７ｐｐｍの空気をガス流量１００ｃｍ3/ｍｉｎで４５分
間流し、その間の吸着圧力１．２ａｔｍに調整して吸着
させ、その後、Ｈｅガスで６０分間逆流パージを行い、
窒素酸化物を脱着させた。この吸着・脱着操作を繰り返
して定常状態になった後の吸着量を可逆吸着量として測
定した。なお、出口のガス濃度及び組成はＴＣＤ及びマ
ススペクトルにより連続的に測定し、吸着量並びに脱着
量はＴＣＤより得られた破過曲線から求めた。得られた
吸着剤について、Ｃｕ(II)イオンの交換率（％）と可逆
吸着量（ｃｍ 3/ｇ）の関係を図１に示した。
【０００９】〔実施例２〕実施例１におけるＣｕ(II)の
代わりに、表１記載の金属でイオン交換し、その他の条
件は実施例１と同様にして可逆吸着量を測定したところ
表１の通りであり、上記の活性炭（比表面積：５８ｍ2/
ｇ）や水素イオンで１００％イオン交換したＺＳＭ−５
（シリカ／アルミナ比２３．３）ゼオライトと比較し
て、多量の窒素酸化物を可逆吸着することが分った。
代わりに、表１記載の金属でイオン交換し、その他の条
件は実施例１と同様にして可逆吸着量を測定したところ
表１の通りであり、上記の活性炭（比表面積：５８ｍ2/
ｇ）や水素イオンで１００％イオン交換したＺＳＭ−５
（シリカ／アルミナ比２３．３）ゼオライトと比較し
て、多量の窒素酸化物を可逆吸着することが分った。
【００１０】
【表１】
【００１１】〔実施例３〕実施例１におけるＺＳＭ−５
ゼオライトの代わりに、モルデナイト並びにフェリエラ
イトを用い、Ｃｕ(II)並びにＡｇでそれぞれイオン交換
し、その他の条件は実施例１と同様にして可逆吸着量を
測定したところ表２の通りであり、上記のＣｕ(II)並び
にＡｇでそれぞれイオン交換したＹ型ゼオライトや水素
イオンでイオン交換したＺＳＭ−５ゼオライトと比較し
て、多量の窒素酸化物を可逆吸着することが分った。
ゼオライトの代わりに、モルデナイト並びにフェリエラ
イトを用い、Ｃｕ(II)並びにＡｇでそれぞれイオン交換
し、その他の条件は実施例１と同様にして可逆吸着量を
測定したところ表２の通りであり、上記のＣｕ(II)並び
にＡｇでそれぞれイオン交換したＹ型ゼオライトや水素
イオンでイオン交換したＺＳＭ−５ゼオライトと比較し
て、多量の窒素酸化物を可逆吸着することが分った。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、多量の窒素酸化物を可逆吸着することのできるペ
ンタシル型ゼオライト吸着剤を提供することができ、低
濃度窒素酸化物をＰＳＡ法で除去することができるよう
になった。
より、多量の窒素酸化物を可逆吸着することのできるペ
ンタシル型ゼオライト吸着剤を提供することができ、低
濃度窒素酸化物をＰＳＡ法で除去することができるよう
になった。
【図１】本発明の実施例１で得たＺＳＭ−５ゼオライト
吸着剤のＣｕ(II)イオン交換率（％）と可逆吸着量（ｃ
ｍ3/ｇ）の関係を示したグラフである。
吸着剤のＣｕ(II)イオン交換率（％）と可逆吸着量（ｃ
ｍ3/ｇ）の関係を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−224108（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−249139（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−157039（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−210234（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 20/00 - 20/34
Claims (1)
- 【請求項１】 ペンタシル型ゼオライトに対し、Ｃｕ，
Ａｇ，Ｍｎ，Ｎｉ及びＺｎの群から選択される１つ以上
の金属をイオン交換により担持させたことを特徴とする
圧力スィイング吸着法用の窒素酸化物吸着剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24164291A JP3153820B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Ｐｓａ用窒素酸化物吸着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24164291A JP3153820B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Ｐｓａ用窒素酸化物吸着剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0576751A JPH0576751A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3153820B2 true JP3153820B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=17077354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24164291A Expired - Fee Related JP3153820B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Ｐｓａ用窒素酸化物吸着剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3153820B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5407651A (en) * | 1991-02-15 | 1995-04-18 | Tosoh Corporation | Catalyst for and method of purifying exhaust gas |
| FR2834915A1 (fr) * | 2002-01-21 | 2003-07-25 | Air Liquide | PURIFICATION D'AIR EN NxOy ET CnHm SUR ADSORBANT AVEC METAUX DE TRANSITION |
| TWI389738B (zh) | 2005-09-09 | 2013-03-21 | Taiyo Nippon Sanso Corp | Ｃｕ-ＺＳＭ５沸石成形吸附劑、其活性化方法、溫度變化型吸附裝置以及氣體精製方法 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP24164291A patent/JP3153820B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576751A (ja) | 1993-03-30 |
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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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