JP4390470B2 - Nitrogen oxide removal equipment - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体中に含まれる窒素酸化物の除去装置および窒素酸化物の除去方法に関し、特に、再生剤によって窒素酸化物を除去した後の固体吸着材の吸着機能を早期に回復させることができ、除去能力が十分に発揮される除去装置と、その除去装置を用いる除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、気体中に含まれる窒素酸化物を除去する方法として、固体吸着材を用いる窒素酸化物の除去装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−２８５９０３
【０００４】
このような窒素酸化物の除去装置では、再生剤を利用して、固体吸着材の除去機能を再生している。再生剤によって窒素酸化物を除去した直後の固体吸着材は、表面が再生剤に覆われた状態となっているため、窒素酸化物を吸着する機能が極端に低下している。このため、再生剤によって窒素酸化物を除去してから固体吸着材が乾燥するまでの間は、除去能力が十分に発揮されないという不都合がある。
この不都合を解決するために、再生剤によって窒素酸化物を除去した後、固体吸着材に強制的に外気を通気する方法により、固体吸着材の乾燥を促進して、固体吸着材の吸着機能を早期に回復させることが提案されている。
しかしながら、固体吸着材に強制的に外気を通気する方法は、固体吸着材の乾燥時間が外気の条件によって変化するため、外気の条件によっては、固体吸着材の乾燥時間を十分に短縮できず、所望の除去効果が得られないという問題があった。特に、雨天時のように外気の相対湿度が高い時や、冬季のように外気の温度が低い時などには、固体吸着材の乾燥終了までに１２時間以上の長時間を要する場合があり、問題となっていた。また、相対湿度が高い場所や気温が低い場所に窒素酸化物の除去装置を設置する場合には、固体吸着材の乾燥時間を十分に短縮できないため、問題となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題を解決し、再生剤によって窒素酸化物を除去した後の固体吸着材の乾燥時間が短く、再生剤によって窒素酸化物を除去した後の固体吸着材の吸着機能を早期に回復させることができ、除去能力が十分に発揮される窒素酸化物の除去装置と、その除去装置を用いる除去方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明の窒素酸化物の除去装置は、気体中に含まれる窒素酸化物を除去する装置であって、固体吸着材層を備える吸着ユニットが本体内に収納され、前記気体中に含まれる前記窒素酸化物を前記固体吸着材層に通過させることにより除去する窒素酸化物吸着手段と、前記固体吸着材層の除去機能が低下した場合に、再生剤を前記窒素酸化物吸着手段に供給する再生剤供給手段とを備え、前記吸着ユニットは、前記再生剤が前記固体吸着材層に収納された固体吸着材に付着した場合に、回転軸を中心として回転可能であり、前記固体吸着材に付着した前記再生剤を回転時に排出する前記固体吸着材よりも小さい外形の排出孔を有し、前記固体吸着材に吸着された窒素酸化物が前記再生剤によって除去されるとともに、前記固体吸着材に付着した前記再生剤が前記吸着ユニットを回転させることによって除去されて、低下した前記除去機能が再生されることを特徴とする。
【０００７】
このような除去装置によれば、吸着ユニットが、前記再生剤が前記固体吸着材に付着した場合に、回転軸を中心として回転可能であり、前記固体吸着材に付着した前記再生剤を回転時に排出する前記固体吸着材よりも小さい外形の排出孔を有し、前記固体吸着材に付着した前記再生剤が前記吸着ユニットを回転させることによって除去されるので、再生剤によって窒素酸化物を除去した後の固体吸着材の乾燥時間を短くすることができる。さらに、外気の条件による固体吸着材の乾燥時間の変化を少なくすることができる。したがって、外気の相対湿度が高い時や、外気の温度が低い時に、固体吸着材の乾燥時間が非常に長くなってしまうという問題を緩和することができる。
【０００８】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、固体吸着材層を、排出孔が複数設けられた回転軸を中心とする円筒形の外壁を備えるものとしてもよい。
上記の窒素酸化物の除去装置においては、固体吸着材の配置が偏っていると、気体中の窒素酸化物が固体吸着材によって十分に除去されていないのに、気体が窒素酸化物吸着手段を通過してしまう「ブレークスルー」と呼ばれる現象が発生し、除去機能が低下してしまう恐れがある。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、吸着ユニットの回転時に固体吸着材層の形状に起因する遠心力の偏りが生じにくくなる。このため、吸着ユニットを回転させることによる固体吸着材の配置の偏りが生じにくいものとなり、ブレークスルーの発生が防止される。また、吸着ユニットの回転動作が安定したものとなる。さらに、吸着ユニットを回転させることによって生じる固体吸着材層内おける再生剤の除去率のむらが少なくなり、固体吸着材に付着した再生剤がより一層効率よく除去されるものとなる。
【０００９】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、固体吸着材層が、回転軸を中心とする円筒形の内壁を備え、内壁と外壁との間に固体吸着材が充填されているものとしてもよい。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、固体吸着材層内において固体吸着材が回転軸から外壁に向かって均一な厚みで存在するものとなり、吸着ユニットの回転時に発生する遠心力の偏りが生じないものとなる。このため、吸着ユニットを回転させることによる固体吸着材の配置の偏りがより一層生じにくいものとなる。また、吸着ユニットの回転動作が非常に安定したものとなる。さらに、吸着ユニットを回転させることによって生じる固体吸着材層内おける再生剤の除去率のむらが非常に少なく、固体吸着材に付着した再生剤をより一層効率よく除去できるものとなる。
【００１０】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、内壁が、固体吸着材よりも小さい外形の通気孔を備え、気体が内壁内に供給され、通気孔を介して排出孔から排出されるものとすることができる。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、固体吸着材に付着した再生剤を効率よく除去でき、しかも、気体中に含まれる窒素酸化物を効率よく除去することができるものとなる。
【００１１】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、本体内に複数の吸着ユニットが収納されていてもよい。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、吸着ユニットの数を調整することによって窒素酸化物の除去能力を調整することができる。よって、除去装置の設置スペースに応じて、除去装置の外形寸法を決定することができ、設置スペースの確保が容易なものとなる。
【００１２】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、回転軸の延在方向と直交する方向に、複数の吸着ユニットが並列に配置されているものとしてもよい。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、複数の吸着ユニットが効率よく本体内に収納されるものとなり、本体内のスペースを有効に活用することができる。
【００１３】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記回転軸が、鉛直方向に延在するものであり、前記固体吸着材層に、外壁から前記回転軸に向かって下方に傾いて延びる位置修正板が備えられ、回転させた前記吸着ユニットを停止することによって前記固体吸着材の自重により前記固体吸着材が位置修正板に沿って移動するものとしてもよい。
この窒素酸化物の除去装置においては、回転させた前記吸着ユニットを停止することによって前記固体吸着材の自重により前記固体吸着材が位置修正板に沿って移動するので、前記吸着ユニットを回転させることに起因する遠心力などにより、前記固体吸着材の配置が偏っても、回転させた前記吸着ユニットを停止することによって自動的に偏りが修正され、ブレークスルーの発生が防止される。
【００１４】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記固体吸着材層内の前記気体を加熱する加熱手段を備えているものとしてもよい。
上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記固体吸着材層内の前記気体中に含まれる水分を除去する除湿手段を備えているものとしてもよい。
【００１５】
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、固体吸着材層内の気体の温度や湿度を適切に調節することができるものとなり、前記再生剤が前記固体吸着材に付着した場合に、固体吸着材層内の気体の温度や湿度を適切に調節して、再生剤が付着した固体吸着材の乾燥時間をより一層短くすることができる。したがって、再生剤が付着した固体吸着材の吸着機能をより一層早期に回復させることができ、窒素酸化物の除去能力が十分に発揮される除去装置が得られる。
【００１６】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記気体中に含まれる窒素酸化物を、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素のいずれかにする前処理手段を備え、前記前処理手段を通過した前記気体が前記窒素酸化物吸着手段に供給される除去装置としてもよい。
二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素は、いずれも一酸化窒素と比較して固体吸着材に吸着されやすい。したがって、上記の窒素酸化物の除去装置とすることで、たとえ、気体中に含まれる窒素酸化物に一酸化窒素が含まれていたとしても、一酸化窒素が含まれていない場合と同様に、効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することが可能なものとなる。
【００１７】
また、上記の窒素酸化物の除去装置は、固体吸着材の乾燥時間を短くすることができ、外気の条件による固体吸着材の乾燥時間の変化を少なくすることができるので、前記気体が、道路トンネル内、地下駐車場内、都市内幹線道路近傍のいずれかの大気が採取されたものである除去装置としても好ましく適用できる。
【００１８】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記気体を加湿する加湿手段を備え、前記加湿手段を通過した前記気体が前記窒素酸化物吸着装置に供給される除去装置としてもよい。
気体中に水が含まれていると、固体吸着材の表面で窒素酸化物の水和反応が生じ、窒素酸化物が亜硝酸あるいは硝酸となる。このため、固体吸着材による窒素酸化物の吸着量が増大し、窒素酸化物が固体吸着材層により一層吸着されやすくなり、より一層効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することができる。
【００１９】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記固体吸着材が、炭素系材料を含むことが望ましい。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、固体吸着材が大きな比表面積を有するものとなるので、窒素酸化物が固体吸着材により一層吸着されやすくなり、より一層効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することができるものとなる。
特に、固体吸着材として好ましく適用される大きな比表面積を有する炭素系材料の一例として、活性炭を挙げることができる。
【００２０】
さらに、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記再生剤が、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、亜硫酸塩のいずれかを含むことが望ましい。
強塩基性物質であるアルカリ金属の水酸化物あるいはアルカリ土類金属の水酸化物は、固体吸着材の吸着した窒素酸化物を効率良く除去することができる。このため、塩基性物質をアルカリ金属の水酸化物あるいはアルカリ土類金属の水酸化物とすることで、より一層効率よく除去機能が再生されるものとなり、より一層効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することができる。
【００２１】
また、亜硫酸塩は、常温でも効率よく窒素酸化物を窒素ガスまで還元することができる。このため、再生剤を亜硫酸塩とすることで、より一層効率よく除去機能が再生されるものとなり、より一層効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することができる。
【００２２】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、再生剤が亜硫酸塩などの還元性物質を含む場合には、再生剤タンク内を窒素雰囲気とすることが望ましい。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、再生剤に含まれる還元性物質が酸素などによって劣化することを防ぐことができ、再生剤の寿命を長くすることができる。
【００２３】
さらに、上記の問題を解決するために、本発明の窒素酸化物の除去方法は、上記のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置を用いて気体中に含まれる窒素酸化物を除去する方法であって、前記窒素酸化物吸着手段に前記気体を供給することにより前記気体中に含まれる窒素酸化物を除去する除去工程と、前記除去工程によって低下した前記窒素酸化物吸着手段の前記窒素酸化物の除去機能を再生する再生工程とを含み、前記再生工程は、前記固体吸着材に吸着された窒素酸化物を前記再生剤によって除去する窒素酸化物除去工程と、前記吸着ユニットを回転させることによって、前記固体吸着材に付着した前記再生剤を除去する再生剤除去工程とを含むことを特徴とする。
【００２４】
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、再生剤によって窒素酸化物を除去した後の固体吸着材の乾燥時間を短くすることができ、外気の条件による固体吸着材の乾燥時間の変化を少なくすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の窒素酸化物の除去装置の一例を説明するための概略図である。また、図２は、図１に示す吸着ユニットを説明するための拡大図であり、図３は、図１に示す吸着ユニットの回転時の状態を示した概略図である。なお、図中においては、図面を見やすくするために、固体吸着材は一部分のみ図示してある。
図１に示す窒素酸化物の除去装置は、除去装置内に取り込まれた大気を加湿する加湿手段１１と、加湿手段１１を通過した大気中に含まれる窒素酸化物を酸化する前処理手段２と、前処理手段を通過した大気中に含まれる窒素酸化物を吸着除去する窒素酸化物吸着手段４と、大気を採取して除去装置内に取り込み、除去装置内を通過させ、除去装置外に放出させる大気の圧送ファン３とを備えている。
【００２６】
窒素酸化物吸着手段４は、図１に示すように、固体吸着材層４１を備える５個の吸着ユニット４ａが本体４０内に収納されたものである。
また、図１に示す窒素酸化物の除去装置は、固体吸着材層４１の除去機能が低下した場合に、再生剤を窒素酸化物吸着手段４に供給する再生剤供給手段を備えている。再生剤供給手段は、再生剤を貯留する再生剤タンク６と、再生剤タンク６から各吸着ユニット４ａに再生剤を供給する再生剤供給ライン７とを備えている。
【００２７】
また、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、窒素酸化物吸着手段４を通過した大気を浄化大気として放出する大気放出ライン中に、窒素酸化物センサー（図示略）が設置されている。窒素酸化物センサーは、窒素酸化物吸着手段４の窒素酸化物の除去機能を検知するものであって、除去装置から放出される浄化大気の窒素酸化物の濃度を管理するものである。
そして、図１に示す窒素酸化物の除去装置は、窒素酸化物センサーが所定濃度以上の濃度を検知した場合に、窒素酸化物吸着手段４の窒素酸化物の除去機能が再生されるようになっている。
【００２８】
また、図１に示す５個の吸着ユニット４ａは、再生剤が固体吸着材層４１に収納された固体吸着材に付着した場合に、回転軸４２を中心として回転可能なものである。回転軸４２は、鉛直方向（図１における上下方向）に延在し、吸着ユニット４ａを回転させるための回転手段（図示略）に接続されている。５個の吸着ユニット４ａは、回転軸４２の延在方向（図１における上下方向）と直交する方向（図１における左右方向）に並列に配置されている。
【００２９】
また、図２および図３に示すように、固体吸着材層４１は、回転軸４２を中心とする円筒形の外壁４４と、回転軸４２を中心とする円筒形の内壁４６とを備えている。内壁４６と外壁４４との間には、固体吸着材が充填され、外壁４４には、固体吸着材に付着した再生剤を回転時に排出する固体吸着材よりも小さい外形の排出孔４３が複数設けられ、内壁４６には、固体吸着材よりも小さい外形の通気孔４５が複数設けられている。
また、外壁４４には、外壁４４から回転軸４２に向かって下方に傾いて延びる位置修正板４７が備えられ、回転させた吸着ユニット４ａを停止することによって固体吸着材の自重により固体吸着材が位置修正板４７に沿って移動するようにされている。
【００３０】
また、図１に示すように、本体４０内には、窒素酸化物吸着手段４に供給された大気が、吸着ユニット４ａの内壁４６内にのみ供給されるようにする大気制御板５１が設けられている。そして、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、図２に示すように、内壁４６内に供給された矢印aで示される大気が、矢印ｂで示されるように通気孔４５を介して排出孔４３から排出されるようになっている。
【００３１】
また、本体４０には、加熱手段４８と除湿手段４９とが備えられている。
加熱手段４８は、固体吸着材層４１内の大気の温度を調節することができるものであればいかなるものでもよく、特に限定されないが、除去装置の熱効率を向上させるために、圧送ファン３からの排熱を利用するものであることが望ましい。
また、除湿手段４９は、固体吸着材層４１内の大気の湿度を調節することができるものであればいかなるものでもよく、特に限定されない。
【００３２】
加湿手段１１としては、大気を加湿できるものであればいかなるものであっても使用でき、例えば、大気に水を噴霧する装置や、水を含むメッシュ状の充填層に大気を通過させる装置などが好適に使用できる。
また、前処理手段２は、大気に含まれる窒素酸化物を酸化することにより、大気に含まれる窒素酸化物を二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素のいずれかにするものである。前処理手段２の形態は特に限定されないが、低濃度の窒素酸化物を効果的に酸化することができるオゾン発生による酸化装置であることが好ましい。
【００３３】
さらに、図１に示す窒素酸化物の除去装置には、必要に応じて、固体吸着材層４１の目づまりを防止する集塵装置などが取り付けられる。
【００３４】
図２に示す内壁４６と外壁４４との間に充填された固体吸着材としては、大気中に含まれる窒素酸化物を吸着除去することができるものであれば、特に限定されないが、圧力損失を低くおさえる観点から、数ｍｍ〜数ｃｍの破砕粒子や成型粒子、またはハニカム構造であることが好ましい。さらに、固体吸着材は、低濃度の窒素酸化物を効率良く吸着する観点から、比表面積が大きいことが好ましい。また、固体吸着材の種類は、１種類でもよいが２種類以上併用してもよい。固体吸着材を構成する材料としては、炭素系材料や無機系材料などを例示できる。炭素系材料としては、やしがら活性炭、ＰＡＮ系活性炭、ピッチ系活性炭、炭素繊維、木炭、フラーレン、カーボンナノチューブなどを例示できる。無機系材料としては、活性白土、アルミナ、ゼオライト、シリカ、マグネシア、チタニアなどを例示できる。中でも特に好ましい固体吸着材として、活性炭など大きな比表面積を有する炭素系材料が挙げられる。
【００３５】
また、吸着ユニット４ａを構成する外壁４４、内壁４６、底部、蓋部からなる容器は、軟鋼、ステンレス鋼、ＦＲＰ、ＰＣＶなどからなり、図２において矢印aおよび矢印ｂで示される所定の方向、すなわち、内壁４６内に供給された大気が、通気孔４５を介して排出孔４３から排出される方向にのみ大気が通過可能とされ、回転時に発生する力や固体吸着材からの体圧に耐え得るものである。
【００３６】
また、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、窒素酸化物吸着手段４に供給される大気の温度制御は特に必要ないが、窒素酸化物を効果的に吸着するために、加湿手段１１によって、湿度が６０％以上、より好ましくは８０％以上となるようにされている。
【００３７】
さらに、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、窒素酸化物を効率よく吸着するために、圧送ファン３を用いて制御することにより、吸着ユニット４ａに供給される大気の空間速度が、１０００〜２０００００ｈ−１、より好ましくは３０００〜１０００００ｈ−１となるようにされている。吸着ユニット４ａに供給される大気の空間速度は、除去すべき大気の窒素酸化物の濃度や、固体吸着材の種類、吸着ユニット４ａの大きさなどに応じて決定される。
【００３８】
窒素酸化物吸着手段４は、固体吸着材が窒素酸化物で吸着破過することによって徐々に窒素酸化物の除去機能が低下する。しかし、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、吸着破過した固体吸着材から再生剤を用いて窒素酸化物を除去するとともに、吸着ユニット４ａを回転させて固体吸着材に付着した再生剤を乾燥除去することにより、窒素酸化物吸着手段４が再生される。
再生剤としては、特に限定されないが、塩基性物質あるいは還元性物質を含む水溶液が好ましく使用される。
【００３９】
塩基性物質としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩などを挙げることができ、固体吸着材の吸着した窒素酸化物を効率良く除去する観点から、強塩基性物質であるアルカリ金属水酸化物やアルカリ土類水酸化物が特に好ましく使用される。
【００４０】
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを例示できる。アルカリ土類水酸化物としては、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどを例示できる。アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムを例示できる。アルカリ土類金属炭酸塩としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムを例示できる。
【００４１】
また、還元性物質としては、特に限定されないが、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、水素化物、硫化水素、アルデヒド類などを挙げることができ、常温で窒素酸化物を窒素ガスまで還元する観点から、亜硫酸塩を用いることが好ましい。
【００４２】
亜硫酸塩としては、亜硫酸リチウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸鉄、亜硫酸銅などを例示できる。チオ硫酸塩としては、チオ硫酸リチウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸カルシウム、チオ硫酸マグネシウムなどを例示できる。水素化物としては、水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミリチウムなどを例示できる。アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどを例示できる。
【００４３】
なお、再生剤として還元性物質を用いる場合は、還元性物質が酸素などによって劣化することを防ぐために、再生剤タンク６内を窒素置換しておくことが望ましい。さらに、固体吸着材を再生する際には、再生剤タンク６だけでなく吸着ユニット４ａ内も窒素置換しておくことがより好ましい。
【００４４】
次に、このような窒素酸化物の除去装置を用いて、大気中に含まれる窒素酸化物を除去する方法について詳細に説明する。
以下に説明する方法によって窒素酸化物が除去される大気としては、特に限定されないが、例えば、数ｐｐｍ以下の窒素酸化物濃度が問題となっている道路トンネル内や地下駐車場内から採取される大気、あるいは都市幹線道路近傍などから採取される大気などが挙げられる。また、窒素酸化物を含む大気としては、湿度が６０％以上、より好ましくは８０％以上であることが望ましい。
【００４５】
（除去工程）
このような窒素酸化物を含む大気中に含まれる窒素酸化物を除去するには、まず、図１に示すように、圧送ファン３の動力によって、窒素酸化物を含む大気が除去装置内に取り込まれ、加湿手段１１を通過して、湿度が６０％以上、より好ましくは８０％以上とされる。ついで、加湿手段１１を通過した大気が、前処理手段２に供給され、大気中の窒素酸化物が、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素のいずれかとされて窒素酸化物吸着手段４に供給される。窒素酸化物吸着手段４に供給された大気は、大気制御板５１によって吸着ユニット４ａの内壁４６内に供給される。そして、図２に示すように、内壁４６内に供給された大気ａが、矢印ｂで示されるように通気孔４５を介して排出孔４３から排出されることにより、大気中の窒素酸化物が吸着除去される。このようにして、窒素酸化物吸着手段４を通過した大気は、窒素酸化物センサーにより窒素酸化物濃度が検知されたのち、浄化大気として放出される。
【００４６】
（再生工程）
このとき、窒素酸化物センサーにより所定濃度以上の窒素酸化物が検知されると、以下に示す窒素酸化物吸着手段４の再生が行われる。
（窒素酸化物除去工程）
再生工程では、まず、再生剤タンク６から再生剤供給ライン７を介して供給される再生剤中に、固体吸着材層４１内などで固体吸着材を浸漬させる方法や、再生剤を、固体吸着材上に散布して固体吸着材から窒素酸化物を除去する方法などによって、固体吸着材に吸着された窒素酸化物が除去される。
【００４７】
（乾燥工程）
ついで、図３に示すように、吸着ユニット４ａを回転させることによって、固体吸着材に付着した前記再生剤を除去する。
また、乾燥工程においては、必要に応じて加熱手段４８と除湿手段４９とが用いられ、固体吸着材層４１内の大気の温度と湿度が制御される。乾燥工程における固体吸着材層４１内の大気は、温度が１５℃以上、湿度が４０％以下とされることが望ましい。より好ましくは、温度が２０℃以上、湿度が３０％以下とされる。
そして、固体吸着材の乾燥が完了して再生工程が終了した後、窒素酸化物を含む全ての大気が浄化大気として放出されるまで、上述した除去工程と再生工程とが繰り返し行われる。
【００４８】
このような窒素酸化物の除去装置および除去方法によれば、乾燥工程において、固体吸着材に付着した再生剤が吸着ユニット４ａを回転させることによって除去されるので、固体吸着材の乾燥時間を短くすることができる。
【００４９】
また、固体吸着材層４１が、回転軸４２を中心とする円筒形の外壁４４と、回転軸４２を中心とする円筒形の内壁４６とを備え、内壁４６と外壁４４との間に固体吸着材が充填され、外壁４４には、固体吸着材に付着した再生剤を回転時に排出する固体吸着材よりも小さい外形の排出孔４３が複数設けられ、内壁４６には、固体吸着材よりも小さい外形の通気孔４５が複数設けられているので、吸着ユニット４ａの回転時に固体吸着材層４１の形状に起因する遠心力の偏りが生じない。このため、ブレークスルーの発生が防止される。また、吸着ユニットの回転動作が安定したものとなる。さらに、固体吸着材に付着した再生剤がより一層効率よく除去されるものとなる。
【００５０】
また、本体４０内に、窒素酸化物吸着手段４に供給された大気が吸着ユニット４ａの内壁４６内にのみ供給されるようにする大気制御板５１が設けられ、内壁４６内に供給された矢印aで示される大気が、矢印ｂで示されるように通気孔４５を介して排出孔４３から排出されるようになっているので、大気中に含まれる窒素酸化物を効率よく除去することができる。
【００５１】
また、回転軸４２が、鉛直方向に延在するものであり、外壁４４に、外壁４４から回転軸４２に向かって下方に傾いて延びる位置修正板４７が備えられ、回転させた吸着ユニット４ａを停止することによって固体吸着材の自重により固体吸着材が位置修正板４７に沿って移動するようにされているので、吸着ユニット４ａを回転させることに起因する遠心力などにより、固体吸着材の配置が偏っても、回転させた吸着ユニット４ａを停止することによって自動的に偏りが修正され、ブレークスルーの発生が防止される。
【００５２】
また、回転軸４２の延在方向と直交する方向に、５個の吸着ユニット４ａが並列に配置されているので、５個の吸着ユニット４ａを効率よく本体４０内に収納することができ、本体４０の外形寸法が小さくて済む。
なお、吸着ユニット４ａの数は、装置の規模などによって自由に選択すればよく、とくに限定されない。
【００５３】
また、除去機能を検知する窒素酸化物センサーを含み、窒素酸化物センサーが所定濃度以上の窒素酸化物の濃度を検知した場合に、除去機能が再生されるものであるので、所定の水準以上の窒素酸化物の除去機能を確保することができ、窒素酸化物を除去した後に得られる浄化大気の品質を向上させることができる。
【００５４】
なお、本発明の窒素酸化物の除去装置および除去方法においては、上述した例に示したように、窒素酸化物センサーにより所定濃度以上の窒素酸化物が検知された場合に窒素酸化物吸着手段４の再生を行うものとしてもよいが、所定の期間毎に行うものとしてもよい。例えば、本発明の窒素酸化物の除去装置および除去方法を長期にわたって連続して適用する場合など、メンテナンスのしやすさなどを考慮して、１日１回あるいは、１週間に１回などの周期で再生するようにしてもよい。
【００５５】
また、上述した例に示したように、窒素酸化物吸着手段４を構成する全ての吸着ユニット４ａが、同時に窒素酸化物の除去および窒素酸化物の除去機能の再生を行い、窒素酸化物吸着手段４が、窒素酸化物の除去と窒素酸化物の除去機能の再生とを交互に行ってもよいが、窒素酸化物吸着手段４を構成する吸着ユニット４ａのうち一部の吸着ユニット４ａが窒素酸化物の除去をしている間に、残りの吸着ユニット４ａを再生してもよい。このように、窒素酸化物吸着手段４において窒素酸化物の除去と再生とを同時に行う場合、連続的に効率よく窒素酸化物の除去を行うことができる。
しかも、本発明においては、５個の吸着ユニット４ａが、回転軸４２の延在方向と直交する方向に並列に配置されて本体４０内に収納されているので、窒素酸化物の除去と再生とを同時に行うために、複数の除去装置を用いる場合や複数の窒素酸化物吸着装置を用いる場合と比較して、除去装置を設置するための手間や装置の設置スペースが少なく、好ましい。
【００５６】
さらに、上述した例に示したように、窒素酸化物を含む大気は、前処理手段２を通過した後、窒素酸化物吸着手段４に供給されることが望ましいが、窒素酸化物を含む大気における窒素酸化物の除去率が低くても問題ない場合や、大気中に含まれる窒素酸化物が、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素から選ばれる一種以上からなる場合には、前処理手段２を設けなくてもよいし、前処理手段２を介することなく窒素酸化物を含む大気が窒素酸化物吸着手段４に供給されるようになっていてもよい。
【００５７】
また、上述した例に示したように、窒素酸化物を含む大気は、加湿手段１１を通過した後、窒素酸化物吸着手段４に供給されることが望ましいが、窒素酸化物を含む大気における窒素酸化物の除去率が低くても問題ない場合や、大気の湿度が６０％以上、より好ましくは８０％以上である場合には、加湿手段１１を設けなくてもよいし、加湿手段１１を介することなく窒素酸化物を含む大気が窒素酸化物吸着手段４に供給されるようになっていてもよい。
【００５８】
さらに、上述した例では、窒素酸化物を含む大気は、加湿手段１１を通過した後、前処理手段２に供給され、前処理手段２を通過した後、窒素酸化物吸着手段４に供給されるものとしたが、前処理手段２を通過した後、加湿手段１１に供給され、加湿手段１１を通過した後、窒素酸化物吸着手段４に供給されるようになっていてもよい。
また、窒素酸化物を含む大気は、各吸着ユニット４ａに個別に供給可能な配管などを介して、吸着ユニット４ａ毎に個別に供給されるようになっていてもよい。
【００５９】
また、上述した例に示したように、本発明は、大気中に含まれる窒素酸化物を除去する際に好ましく適用することができるが、本発明において、窒素酸化物が除去される気体は大気でなくてもよく、特に限定されない。
【００６０】
また、本発明においては、図１に示す例のように、鉛直方向に延在する回転軸４２と直交する方向に５個の吸着ユニットが並列に配置されているものとすることができるが、図４に示す例のように、水平方向（（図４における左右方向）に延在する回転軸４２と直交する方向（図４における上下方向）に、例えば３個の吸着ユニットが並列に配置されているものとしてもよいし、回転軸４２の延在方向に複数の吸着ユニットが直列に配置されているものとしてもよく、配置や数を窒素酸化物の除去能力や設置スペースの条件などに応じて適宜決定することができる。
【００６１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の窒素酸化物の除去方法および除去装置によれば、固体吸着材に付着した再生剤が吸着ユニットを回転させることによって除去されるので、再生剤によって窒素酸化物を除去した後の固体吸着材の乾燥時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の窒素酸化物の除去装置の一例を説明するための概略図である。
【図２】 図１に示す吸着ユニットを説明するための拡大図である。
【図３】 図１に示す吸着ユニットの回転時の状態を示した概略図である。
【図４】 本発明の窒素酸化物の除去装置の他の一例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
２ 前処理手段
３ 圧送ファン
４ 窒素酸化物吸着手段
４ａ 吸着ユニット
６ 再生剤タンク
７ 再生剤供給ライン
１１ 加湿手段
４０ 本体
４１ 固体吸着材層
４２ 回転軸
４３ 排出孔
４４ 外壁
４５ 通気孔
４６ 内壁
４７ 位置修正板
４８ 加熱手段
４９ 除湿手段
５１ 大気制御板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for removing nitrogen oxides contained in a gas and a method for removing nitrogen oxides. In particular, the adsorption function of a solid adsorbent after removing nitrogen oxides by a regenerant can be recovered early. The present invention relates to a removal device that can perform the removal capability sufficiently and a removal method using the removal device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for removing nitrogen oxides contained in a gas, there is a nitrogen oxide removing device using a solid adsorbent (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2002-285903
[0004]
In such a nitrogen oxide removing apparatus, a regenerating agent is used to regenerate the solid adsorbent removing function. Since the solid adsorbent immediately after removing the nitrogen oxide with the regenerant is in a state where the surface is covered with the regenerant, the function of adsorbing the nitrogen oxide is extremely lowered. For this reason, there is an inconvenience that the removal capability is not sufficiently exhibited after the nitrogen oxide is removed by the regenerant until the solid adsorbent is dried.
In order to solve this inconvenience, after removing nitrogen oxides with a regenerant, the solid adsorbent is forced to be ventilated to accelerate the drying of the solid adsorbent, thereby improving the adsorption function of the solid adsorbent. It has been proposed to recover early.
However, the method for forcibly venting the outside air to the solid adsorbent, the drying time of the solid adsorbent varies depending on the conditions of the outside air, so depending on the outside air conditions, the drying time of the solid adsorbent cannot be sufficiently shortened, There is a problem that a desired removal effect cannot be obtained. In particular, when the relative humidity of the outside air is high, such as in rainy weather, or when the temperature of the outside air is low, such as in winter, it may take a long time of 12 hours or more to finish drying the solid adsorbent. It was a problem. In addition, when a nitrogen oxide removing device is installed in a place where the relative humidity is high or the temperature is low, the drying time of the solid adsorbent cannot be shortened sufficiently, which is a problem.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned problems, shortens the drying time of the solid adsorbent after removing the nitrogen oxide with the regenerant, and provides an early adsorption function of the solid adsorbent after removing the nitrogen oxide with the regenerant. It is an object of the present invention to provide a nitrogen oxide removing device that can be recovered to a sufficient level and exhibiting sufficient removal capability, and a removing method using the removing device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the nitrogen oxide removing apparatus of the present invention is an apparatus for removing nitrogen oxide contained in a gas, and an adsorption unit including a solid adsorbent layer is accommodated in the main body. The nitrogen oxide adsorbing means for removing the nitrogen oxide contained in the gas by passing it through the solid adsorbent layer; and when the removal function of the solid adsorbent layer is lowered, A regenerant supply means for supplying to the oxide adsorbing means, and the adsorption unit is rotatable about a rotation axis when the regenerant adheres to the solid adsorbent stored in the solid adsorbent layer. A discharge hole having a smaller outer shape than the solid adsorbent that discharges the regenerant adhering to the solid adsorbent during rotation, and nitrogen oxide adsorbed on the solid adsorbent is removed by the regenerant. Toru , Wherein the regeneration agent attached to the solid adsorbent material is removed by rotating the suction unit, the removal function with reduced is characterized to be reproduced.
[0007]
According to such a removing apparatus, the adsorption unit can rotate around the rotation axis when the regenerant adheres to the solid adsorbent, and the regenerant adhering to the solid adsorbent is rotated during rotation. It has a discharge hole having a smaller outer shape than the solid adsorbent to be discharged, and the regenerant adhering to the solid adsorbent is removed by rotating the adsorption unit, so that the nitrogen oxide was removed by the regenerant. The drying time of the subsequent solid adsorbent can be shortened. Furthermore, the change in the drying time of the solid adsorbent due to the outside air conditions can be reduced. Therefore, the problem that the drying time of the solid adsorbent becomes very long when the relative humidity of the outside air is high or when the temperature of the outside air is low can be alleviated.
[0008]
Moreover, in said nitrogen oxide removal apparatus, it is good also as a solid adsorbent layer being provided with the cylindrical outer wall centering on the rotating shaft provided with the several discharge hole.
In the above-described nitrogen oxide removing device, if the solid adsorbent is arranged unevenly, the nitrogen is not sufficiently removed by the solid adsorbent, but the gas does not absorb the nitrogen oxide adsorbing means. A phenomenon called “breakthrough” that passes through may occur, and the removal function may deteriorate.
By setting it as such a nitrogen oxide removal apparatus, it becomes difficult to produce the bias of the centrifugal force resulting from the shape of a solid adsorbent layer at the time of rotation of an adsorption unit. For this reason, it becomes difficult to cause the uneven arrangement of the solid adsorbent by rotating the adsorption unit, and the occurrence of breakthrough is prevented. In addition, the rotation operation of the suction unit becomes stable. Furthermore, unevenness in the removal rate of the regenerant in the solid adsorbent layer caused by rotating the adsorbing unit is reduced, and the regenerant adhering to the solid adsorbent is more efficiently removed.
[0009]
In the above-described nitrogen oxide removing apparatus, the solid adsorbent layer may have a cylindrical inner wall centered on the rotation axis, and the solid adsorbent may be filled between the inner wall and the outer wall. Good.
By using such a nitrogen oxide removing device, the solid adsorbent is present in the solid adsorbent layer with a uniform thickness from the rotating shaft toward the outer wall, and the centrifugal force generated when the adsorbing unit rotates is reduced. There will be no bias. For this reason, the bias of the arrangement of the solid adsorbent due to the rotation of the adsorption unit is further less likely to occur. In addition, the rotation operation of the suction unit becomes very stable. Further, the unevenness of the regenerant removal rate in the solid adsorbent layer caused by rotating the adsorbing unit is very small, and the regenerant adhering to the solid adsorbent can be removed more efficiently.
[0010]
Further, in the above-described nitrogen oxide removing device, the inner wall has a vent hole having an outer shape smaller than that of the solid adsorbent, gas is supplied into the inner wall, and is discharged from the discharge hole through the vent hole. can do.
By using such a nitrogen oxide removing device, the regenerant adhering to the solid adsorbent can be efficiently removed, and the nitrogen oxide contained in the gas can be efficiently removed.
[0011]
In the nitrogen oxide removing apparatus, a plurality of adsorption units may be housed in the main body.
By setting it as such a nitrogen oxide removal apparatus, the nitrogen oxide removal capability can be adjusted by adjusting the number of adsorption units. Therefore, the external dimension of the removal device can be determined according to the installation space of the removal device, and the installation space can be easily secured.
[0012]
In the nitrogen oxide removing apparatus, a plurality of adsorption units may be arranged in parallel in a direction orthogonal to the extending direction of the rotation shaft.
By setting it as such a nitrogen oxide removal apparatus, a some adsorption | suction unit will be efficiently accommodated in a main body, and the space in a main body can be utilized effectively.
[0013]
Further, in the above-described nitrogen oxide removing apparatus, the rotation shaft extends in the vertical direction, and the position correction is performed so that the solid adsorbent layer is inclined downward from the outer wall toward the rotation shaft. A plate may be provided, and the solid adsorbent may be moved along the position correction plate by the weight of the solid adsorbent by stopping the rotated adsorption unit.
In this nitrogen oxide removing apparatus, the adsorption unit is rotated because the solid adsorbent moves along the position correction plate by the weight of the solid adsorbent by stopping the rotated adsorption unit. Even if the arrangement of the solid adsorbent is biased due to centrifugal force due to the above, the bias is automatically corrected by stopping the rotated adsorption unit, and the occurrence of breakthrough is prevented.
[0014]
Further, the nitrogen oxide removing apparatus may include a heating unit that heats the gas in the solid adsorbent layer.
The above-described nitrogen oxide removing device may include a dehumidifying means for removing moisture contained in the gas in the solid adsorbent layer.
[0015]
By using such a nitrogen oxide removing device, it becomes possible to appropriately adjust the temperature and humidity of the gas in the solid adsorbent layer, and when the regenerant adheres to the solid adsorbent, By appropriately adjusting the temperature and humidity of the gas in the solid adsorbent layer, the drying time of the solid adsorbent to which the regenerant is attached can be further shortened. Therefore, it is possible to recover the adsorption function of the solid adsorbent to which the regenerant is adhered, and to obtain a removal apparatus that can sufficiently exhibit the nitrogen oxide removal ability.
[0016]
In the nitrogen oxide removing apparatus, the pretreatment means for converting the nitrogen oxide contained in the gas into any of nitrogen dioxide, dinitrogen trioxide, dinitrogen tetroxide, and dinitrogen pentoxide. It is good also as a removal apparatus with which the said gas which passed the said pre-processing means is supplied to the said nitrogen oxide adsorption means.
Nitrogen dioxide, dinitrogen trioxide, dinitrogen tetroxide, and dinitrogen pentoxide are all easily adsorbed by the solid adsorbent as compared with nitric oxide. Therefore, by using the above-described nitrogen oxide removing device, even if nitrogen monoxide is contained in the nitrogen oxide contained in the gas, as in the case where nitrogen monoxide is not contained, Nitrogen oxide contained in the gas can be efficiently removed.
[0017]
In addition, the nitrogen oxide removing device described above can shorten the drying time of the solid adsorbent, and can reduce changes in the drying time of the solid adsorbent due to outside air conditions. The present invention can also be preferably applied as a removal device in which any air in a tunnel, underground parking lot, or in the vicinity of an urban trunk road is collected.
[0018]
The nitrogen oxide removing device may include a humidifying unit that humidifies the gas, and the gas that has passed through the humidifying unit may be supplied to the nitrogen oxide adsorbing device.
When water is contained in the gas, a hydration reaction of nitrogen oxide occurs on the surface of the solid adsorbent, and the nitrogen oxide becomes nitrous acid or nitric acid. For this reason, the amount of nitrogen oxide adsorbed by the solid adsorbent increases, and the nitrogen oxide is more easily adsorbed by the solid adsorbent layer, so that the nitrogen oxide contained in the gas can be removed more efficiently. .
[0019]
In the nitrogen oxide removing apparatus, it is preferable that the solid adsorbent contains a carbon-based material.
By adopting such a nitrogen oxide removal device, the solid adsorbent has a large specific surface area, so that the nitrogen oxide is more easily adsorbed by the solid adsorbent, and is more efficiently contained in the gas. It is possible to remove the nitrogen oxide.
In particular, activated carbon can be cited as an example of a carbon-based material having a large specific surface area that is preferably applied as a solid adsorbent.
[0020]
Furthermore, in the above-described nitrogen oxide removing apparatus, it is desirable that the regenerant contains any one of an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, and a sulfite.
Alkali metal hydroxides or alkaline earth metal hydroxides, which are strongly basic substances, can efficiently remove nitrogen oxides adsorbed by the solid adsorbent. For this reason, when the basic substance is an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide, the removal function can be regenerated more efficiently, and nitrogen contained in the gas can be more efficiently produced. The oxide can be removed.
[0021]
Further, sulfite can efficiently reduce nitrogen oxides to nitrogen gas even at room temperature. For this reason, when the regenerant is a sulfite, the removal function is regenerated more efficiently, and the nitrogen oxide contained in the gas can be more efficiently removed.
[0022]
Further, in the above-described nitrogen oxide removing apparatus, when the regenerant contains a reducing substance such as sulfite, the inside of the regenerator tank is desirably a nitrogen atmosphere.
By adopting such a method for removing nitrogen oxides, it is possible to prevent the reducing substance contained in the regenerant from being deteriorated by oxygen or the like, and to extend the life of the regenerant.
[0023]
Furthermore, in order to solve the above problem, the method for removing nitrogen oxides of the present invention is a method for removing nitrogen oxides contained in a gas using the nitrogen oxide removing apparatus described above. And removing the nitrogen oxide contained in the gas by supplying the gas to the nitrogen oxide adsorbing means, and the nitrogen oxidation of the nitrogen oxide adsorbing means reduced by the removing process A regeneration step for regenerating the object removal function, wherein the regeneration step rotates the adsorption unit and a nitrogen oxide removal step for removing the nitrogen oxide adsorbed on the solid adsorbent by the regenerant. And a regenerant removal step of removing the regenerant adhering to the solid adsorbent.
[0024]
By adopting such a nitrogen oxide removal method, the drying time of the solid adsorbent after removing the nitrogen oxide by the regenerant can be shortened, and the change in the drying time of the solid adsorbent due to the outside air conditions Can be reduced.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view for explaining an example of the nitrogen oxide removing apparatus of the present invention. 2 is an enlarged view for explaining the suction unit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic view showing a state of the suction unit shown in FIG. 1 during rotation. In the drawing, only a part of the solid adsorbent is shown for easy viewing of the drawing.
The nitrogen oxide removing apparatus shown in FIG. 1 includes a humidifying means 11 that humidifies the atmosphere taken into the removing apparatus, and a pretreatment means 2 that oxidizes nitrogen oxides contained in the atmosphere that has passed through the humidifying means 11. The nitrogen oxide adsorbing means 4 that adsorbs and removes nitrogen oxides contained in the atmosphere that has passed through the pretreatment means, and the air is sampled and taken into the removing device, passed through the removing device, and released outside the removing device. And an atmospheric pressure-feeding
[0026]
As shown in FIG. 1, the nitrogen oxide adsorbing means 4 includes five adsorbing units 4 a each including a solid adsorbing material layer 41 housed in a
Further, the nitrogen oxide removing apparatus shown in FIG. 1 includes regenerant supply means for supplying the regenerant to the nitrogen oxide adsorbing means 4 when the function of removing the solid adsorbent layer 41 is lowered. The regenerant supply means includes a
[0027]
Further, in the nitrogen oxide removing apparatus shown in FIG. 1, a nitrogen oxide sensor (not shown) is installed in an air release line that discharges the air that has passed through the nitrogen oxide adsorbing means 4 as purified air. The nitrogen oxide sensor detects the nitrogen oxide removing function of the nitrogen oxide adsorbing means 4, and manages the concentration of nitrogen oxide in the purified air released from the removing device.
In the nitrogen oxide removing apparatus shown in FIG. 1, the nitrogen oxide removing function of the nitrogen oxide adsorbing means 4 is regenerated when the nitrogen oxide sensor detects a concentration higher than a predetermined concentration. ing.
[0028]
Further, the five adsorbing units 4 a shown in FIG. 1 can rotate around the
[0029]
As shown in FIGS. 2 and 3, the solid adsorbent layer 41 includes a cylindrical
Further, the
[0030]
Further, as shown in FIG. 1, an air control plate 51 is provided in the
[0031]
The
The heating means 48 is not particularly limited as long as the temperature of the atmosphere in the solid adsorbent layer 41 can be adjusted, and is not particularly limited. It is desirable to use exhaust heat.
The dehumidifying means 49 is not particularly limited as long as it can adjust the humidity of the atmosphere in the solid adsorbent layer 41.
[0032]
Any humidifying means 11 can be used as long as it can humidify the atmosphere. For example, a device for spraying water into the atmosphere, a device for allowing the atmosphere to pass through a mesh-like packed bed containing water, and the like. It can be used suitably.
Further, the pretreatment means 2 oxidizes nitrogen oxides contained in the atmosphere, thereby converting the nitrogen oxides contained in the atmosphere into any of nitrogen dioxide, dinitrogen trioxide, dinitrogen tetroxide, and dinitrogen pentoxide. To do. Although the form of the pretreatment means 2 is not particularly limited, it is preferably an oxidation apparatus using ozone generation that can effectively oxidize low-concentration nitrogen oxides.
[0033]
Furthermore, the nitrogen oxide removing device shown in FIG. 1 is attached with a dust collecting device for preventing clogging of the solid adsorbent layer 41 as necessary.
[0034]
The solid adsorbent filled between the inner wall 46 and the
[0035]
Moreover, the container which consists of the
[0036]
Further, in the nitrogen oxide removing apparatus shown in FIG. 1, it is not particularly necessary to control the temperature of the atmosphere supplied to the nitrogen oxide adsorbing means 4, but in order to adsorb nitrogen oxide effectively, the humidifying means 11 is used. The humidity is 60% or more, more preferably 80% or more.
[0037]
Further, in the nitrogen oxide removing apparatus shown in FIG. 1, the space velocity of the atmosphere supplied to the adsorption unit 4a is 1000 by controlling using the
[0038]
The nitrogen oxide adsorbing means 4 has a function of gradually removing nitrogen oxides as the solid adsorbent is adsorbed and broken by nitrogen oxides. However, the nitrogen oxide removing apparatus shown in FIG. 1 removes nitrogen oxide from the adsorbed and broken solid adsorbent using the regenerant, and rotates the adsorbing unit 4a to adhere to the solid adsorbent. The nitrogen oxide adsorbing means 4 is regenerated by removing and drying.
The regenerant is not particularly limited, but an aqueous solution containing a basic substance or a reducing substance is preferably used.
[0039]
Examples of basic substances include alkali metal hydroxides, alkaline earth hydroxides, alkali metal carbonates, alkaline earth metal carbonates, etc., and efficiently remove nitrogen oxides adsorbed by solid adsorbents. In view of the above, alkali metal hydroxides and alkaline earth hydroxides, which are strongly basic substances, are particularly preferably used.
[0040]
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Examples of the alkaline earth hydroxide include calcium hydroxide and magnesium hydroxide. Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate. Examples of the alkaline earth metal carbonate include calcium carbonate and magnesium carbonate.
[0041]
Further, the reducing substance is not particularly limited, and examples thereof include sulfites, thiosulfates, hydrides, hydrogen sulfide, aldehydes, etc. From the viewpoint of reducing nitrogen oxides to nitrogen gas at room temperature, sulfurous acid. It is preferable to use a salt.
[0042]
Examples of the sulfite include lithium sulfite, sodium sulfite, potassium sulfite, calcium sulfite, magnesium sulfite, iron sulfite, and copper sulfite. Examples of the thiosulfate include lithium thiosulfate, sodium thiosulfate, potassium thiosulfate, calcium thiosulfate, and magnesium thiosulfate. Examples of the hydride include sodium borohydride and lithium aluminum hydride. Examples of aldehydes include formaldehyde and acetaldehyde.
[0043]
When a reducing substance is used as the regenerant, it is desirable to replace the inside of the
[0044]
Next, a method for removing nitrogen oxides contained in the atmosphere using such a nitrogen oxide removing apparatus will be described in detail.
The air from which nitrogen oxides are removed by the method described below is not particularly limited. For example, air collected from road tunnels and underground parking lots where nitrogen oxide concentrations of several ppm or less are a problem. Or air collected from the vicinity of a city main road, etc. The atmosphere containing nitrogen oxides desirably has a humidity of 60% or more, more preferably 80% or more.
[0045]
(Removal process)
In order to remove the nitrogen oxides contained in the atmosphere containing such nitrogen oxides, first, as shown in FIG. 1, the atmosphere containing nitrogen oxides is taken into the removal device by the power of the pumping
[0046]
(Regeneration process)
At this time, when the nitrogen oxide sensor detects a nitrogen oxide having a predetermined concentration or more, the following regeneration of the nitrogen oxide adsorbing means 4 is performed.
(Nitrogen oxide removal process)
In the regeneration step, first, a method of immersing the solid adsorbent in the solid adsorbent layer 41 or the like in the regenerant supplied from the
[0047]
(Drying process)
Next, as shown in FIG. 3, the regenerant adhering to the solid adsorbent is removed by rotating the adsorption unit 4a.
In the drying process, heating means 48 and dehumidifying means 49 are used as necessary to control the temperature and humidity of the atmosphere in the solid adsorbent layer 41. It is desirable that the air in the solid adsorbent layer 41 in the drying process has a temperature of 15 ° C. or higher and a humidity of 40% or lower. More preferably, the temperature is 20 ° C. or more and the humidity is 30% or less.
Then, after the drying of the solid adsorbent is completed and the regeneration process is completed, the above-described removal process and regeneration process are repeatedly performed until all the air containing nitrogen oxides is released as purified air.
[0048]
According to such a nitrogen oxide removing apparatus and method, the regenerant adhering to the solid adsorbent is removed by rotating the adsorbing unit 4a in the drying step, so that the drying time of the solid adsorbent is shortened. can do.
[0049]
The solid adsorbent layer 41 includes a cylindrical
[0050]
In addition, an atmospheric control plate 51 is provided in the
[0051]
Further, the
[0052]
Further, since the five suction units 4a are arranged in parallel in the direction orthogonal to the extending direction of the
The number of suction units 4a may be freely selected depending on the scale of the apparatus and is not particularly limited.
[0053]
In addition, a nitrogen oxide sensor that detects the removal function is included, and when the nitrogen oxide sensor detects a concentration of nitrogen oxide that is equal to or higher than a predetermined concentration, the removal function is regenerated. The function of removing nitrogen oxides can be ensured, and the quality of the purified air obtained after removing the nitrogen oxides can be improved.
[0054]
In the nitrogen oxide removing apparatus and method of the present invention, as shown in the above-described example, the nitrogen oxide adsorbing means 4 is used when a nitrogen oxide of a predetermined concentration or more is detected by the nitrogen oxide sensor. However, it may be performed every predetermined period. For example, when the nitrogen oxide removal apparatus and removal method of the present invention are applied continuously over a long period of time, taking into account the ease of maintenance, etc., the cycle is once a day or once a week. You may make it reproduce by.
[0055]
Further, as shown in the above-described example, all the adsorption units 4a constituting the nitrogen oxide adsorbing means 4 simultaneously perform the removal of the nitrogen oxide and the regeneration of the nitrogen oxide removing function, and the nitrogen oxide adsorbing means 4 may alternately perform the removal of nitrogen oxides and the regeneration of the removal function of nitrogen oxides, but some of the adsorption units 4a out of the adsorption units 4a constituting the nitrogen oxide adsorption means 4 are oxidized by nitrogen. While the object is being removed, the remaining adsorption unit 4a may be regenerated. Thus, when removal and regeneration of nitrogen oxides are simultaneously performed in the nitrogen oxide adsorption means 4, it is possible to remove nitrogen oxides continuously and efficiently.
In addition, in the present invention, the five adsorption units 4a are arranged in parallel in the direction orthogonal to the extending direction of the
[0056]
Furthermore, as shown in the above-described example, it is desirable that the atmosphere containing nitrogen oxides is supplied to the nitrogen oxide adsorbing means 4 after passing through the pretreatment means 2, but in the atmosphere containing nitrogen oxides When the removal rate of nitrogen oxides is low, there is no problem, or when the nitrogen oxides contained in the atmosphere consist of one or more selected from nitrogen dioxide, dinitrogen trioxide, dinitrogen tetroxide, and dinitrogen pentoxide In this case, the pretreatment means 2 may not be provided, and the atmosphere containing nitrogen oxides may be supplied to the nitrogen oxide adsorption means 4 without going through the pretreatment means 2.
[0057]
Further, as shown in the above-described example, it is desirable that the atmosphere containing nitrogen oxides is supplied to the nitrogen oxide adsorbing means 4 after passing through the humidifying means 11, but the nitrogen in the atmosphere containing nitrogen oxides If there is no problem even if the oxide removal rate is low, or if the atmospheric humidity is 60% or more, more preferably 80% or more, the humidifying means 11 may not be provided, or the humidifying means 11 is interposed. The air containing nitrogen oxides may be supplied to the nitrogen oxide adsorbing means 4 without any problem.
[0058]
Furthermore, in the above-described example, the atmosphere containing nitrogen oxides is supplied to the pretreatment means 2 after passing through the humidification means 11, and then supplied to the nitrogen oxide adsorption means 4 after passing through the pretreatment means 2. However, it may be supplied to the humidifying means 11 after passing through the pretreatment means 2 and supplied to the nitrogen oxide adsorbing means 4 after passing through the humidifying means 11.
Moreover, the atmosphere containing nitrogen oxides may be supplied individually for each adsorption unit 4a via piping or the like that can be supplied individually to each adsorption unit 4a.
[0059]
Further, as shown in the above-described example, the present invention can be preferably applied when removing nitrogen oxides contained in the atmosphere. In the present invention, the gas from which nitrogen oxides are removed is the atmosphere. There is no particular limitation.
[0060]
In the present invention, as in the example shown in FIG. 1, five suction units can be arranged in parallel in a direction orthogonal to the
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the method and apparatus for removing nitrogen oxides of the present invention, since the regenerant adhering to the solid adsorbent is removed by rotating the adsorption unit, the nitrogen oxide is removed by the regenerant. Thus, the drying time of the solid adsorbent can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view for explaining an example of a nitrogen oxide removing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view for explaining the suction unit shown in FIG. 1;
3 is a schematic view showing a state during rotation of the suction unit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a schematic view for explaining another example of the nitrogen oxide removing apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Pretreatment means
3 Pumping fan
4 Nitrogen oxide adsorption means
4a Adsorption unit
6 Regenerant tank
7 Regenerant supply line
11 Humidification means
40 body
41 Solid adsorbent layer
42 Rotating shaft
43 Discharge hole
44 Exterior wall
45 Vent
46 inner wall
47 Position correction plate
48 Heating means
49 Dehumidifying means
51 Air control board
Claims (12)
固体吸着材層を備える吸着ユニットが本体内に収納され、前記気体中に含まれる前記窒素酸化物を前記固体吸着材層に通過させることにより除去する窒素酸化物吸着手段と、
前記固体吸着材層の除去機能が低下した場合に、再生剤を前記窒素酸化物吸着手段に供給する再生剤供給手段とを備え、
前記吸着ユニットは、前記再生剤が前記固体吸着材層に収納された固体吸着材に付着した場合に、回転軸を中心として回転可能であり、前記固体吸着材に付着した前記再生剤を回転時に排出する前記固体吸着材よりも小さい外形の排出孔を有し、
前記固体吸着材に吸着された窒素酸化物が前記再生剤によって除去されるとともに、前記固体吸着材に付着した前記再生剤が前記吸着ユニットを回転させることによって除去されて、低下した前記除去機能が再生され、
前記回転軸が、鉛直方向に延在するものであり、
前記固体吸着材層に、外壁から前記回転軸に向かって下方に傾いて延びる位置修正板が備えられ、
回転させた前記吸着ユニットを停止することによって前記固体吸着材の自重により前記固体吸着材が位置修正板に沿って移動することを特徴とする窒素酸化物の除去装置。An apparatus for removing nitrogen oxides contained in a gas,
An adsorption unit including a solid adsorbent layer is housed in the main body, and nitrogen oxide adsorption means for removing the nitrogen oxide contained in the gas by passing the solid adsorbent layer;
A regenerant supply means for supplying a regenerant to the nitrogen oxide adsorbing means when the removal function of the solid adsorbent layer is reduced,
The adsorbing unit is rotatable around a rotation axis when the regenerant adheres to the solid adsorbent housed in the solid adsorbent layer, and the regenerant adhering to the solid adsorbent is rotated during rotation. A discharge hole having a smaller outer shape than the solid adsorbent to be discharged;
The nitrogen oxide adsorbed on the solid adsorbent is removed by the regenerant, and the regenerant adhering to the solid adsorbent is removed by rotating the adsorber unit, and the removal function is lowered. Played,
The rotating shaft extends in a vertical direction;
The solid adsorbent layer is provided with a position correction plate extending downwardly from the outer wall toward the rotation axis,
An apparatus for removing nitrogen oxides, characterized in that the solid adsorbent moves along the position correction plate by the weight of the solid adsorbent by stopping the rotated adsorption unit.
前記内壁と前記外壁との間に前記固体吸着材が充填されていることを特徴とする請求項２に記載の窒素酸化物の除去装置。The solid adsorbent layer includes a cylindrical inner wall centered on the rotation axis;
The nitrogen oxide removing apparatus according to claim 2, wherein the solid adsorbent is filled between the inner wall and the outer wall.
前記気体が内壁内に供給され、前記通気孔を介して前記排出孔から排出されることを特徴とする請求項３に記載の窒素酸化物の除去装置。The inner wall includes a vent hole having an outer shape smaller than the solid adsorbent,
The nitrogen oxide removing apparatus according to claim 3, wherein the gas is supplied into an inner wall and is discharged from the discharge hole through the vent hole.
前記前処理手段を通過した前記気体が前記窒素酸化物吸着手段に供給されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置。Pretreatment means for converting nitrogen oxides contained in the gas into any of nitrogen dioxide, dinitrogen trioxide, dinitrogen tetroxide, and dinitrogen pentoxide;
9. The nitrogen oxide removing apparatus according to claim 1, wherein the gas that has passed through the pretreatment means is supplied to the nitrogen oxide adsorption means.
前記加湿手段を通過した前記気体が前記窒素酸化物吸着手段に供給されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置。A humidifying means for humidifying the gas;
The nitrogen oxide removing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the gas that has passed through the humidifying unit is supplied to the nitrogen oxide adsorbing unit.
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