JP4416534B2 - 窒素酸化物の除去方法および窒素酸化物の除去装置 - Google Patents
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Description
前記再生剤が、再生剤供給管内で塩基性物質または還元性物質からなる溶質を溶媒に溶解することにより作液されたものであることを特徴とする。
また、固体吸着剤を含む窒素酸化物吸着手段に気体を供給することにより気体中に含まれる窒素酸化物を除去するので、窒素酸化物を含む気体中に二酸化炭素や酸素などのガスが共存していても共存するガスに起因する問題が生じることはない。
また、上記の窒素酸化物の除去方法によれば、窒素酸化物の濃度にかかわらず、窒素酸化物を効率よく除去することができる。したがって、上記の窒素酸化物の除去方法は、従来の窒素酸化物の除去方法では窒素酸化物を効率よく除去することが困難であった気体、例えば、道路トンネル内、地下駐車場内、都市内幹線道路近傍などの大気が採取された気体である場合にも好ましく適用できる。
すなわち、上記の窒素酸化物の除去方法によれば、再生剤が、再生剤供給管内で塩基性物質または還元性物質からなる溶質を溶媒に溶解することにより作液されたものであるので、溶質を溶媒に溶解している間に溶質が空気に接触することはないし、再生剤を再生剤タンクに流し入れる必要もない。したがって、再生剤の劣化を効果的に防ぐことができ、再生剤の劣化に起因する不都合を軽減することができる。
しかも、本発明によれば、再生剤供給管から再生剤を固体吸着剤に供給するので、作液された再生剤は固体吸着剤に供給されるまでの間に空気に接触することがなく、固体吸着剤に供給される再生剤中の溶質濃度の安定性を向上させることができる。
また、本発明によれば、再生剤を再生剤タンクに流し入れる必要はないので、上述した従来の方法と比較して、除去装置を使用する場合に定期的に行われるメンテナンス作業の手間と時間を削減することができる。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、溶質を再生剤供給管内で効率よく溶解することができる。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、再生剤供給管内で溶質をより一層効率よく溶解することができる。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、溶質を投入する前に、濃度測定手段の測定値より適切な投入量を算出することが可能となる。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、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気体の品質を向上させることができる。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、窒素酸化物吸着装置と再生剤タンクとの間で再生剤を循環させるだけで、容易に再生工程を行うことができるものとなり、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。
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剤に吸着されやすい。したがって、上記の前処理工程を含む窒素酸化物の除去方法とすることで、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となる。
気体中に水が含まれていると、固体吸着剤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または硝酸となる。このため、固体吸着剤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剤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。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、固体吸着剤が、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剤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。
特に、固体吸着剤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。
強塩基性物質であるアルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物は、固体吸着剤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またはアルカリ土類金属の水酸化物とすることで、より一層効率よく再生工程を行うことができ、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。
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、還元性物質を亜硫酸塩とすることで、より一層効率よく再生工程を行うことができ、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。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、還元性物質が酸素などによって劣化することをより一層効果的に防ぐことができ、再生剤の寿命を長くすることができる。
このような窒素酸化物の除去装置は、上述した窒素酸化物の除去方法を行う場合に好適に使用することができ、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、しかも、再生剤の劣化を効果的に防ぐことができる。また、固体吸着剤に供給される再生剤中の溶質濃度の安定性を向上させることができる。
さらに、メンテナンス作業の容易な除去装置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、溶質を再生剤供給管内で効率よく溶解することができるものとなる。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、再生剤供給管内で溶質をより一層効率よく溶解することができるものとなる。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、溶質を投入する前に、濃度測定手段の測定値より適切な投入量を算出することが可能なものとなる。
図1および図2は、本発明の窒素酸化物の除去方法の一例を説明するためのフローチャートである。また、図3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4は、図3に示された窒素酸化物の除去装置を構成する再生剤供給管の内部構造を説明するための概略図である。
図3および図4に示す窒素酸化物の除去装置は、窒素酸化物を除去するために採取された大気を窒素酸化物酸化装置2に供給する供給ライン1と、窒素酸化物酸化装置2と、窒素酸化物吸着装置(特許請求の範囲における「窒素酸化物吸着手段」に相当する。)4に窒素酸化物酸化装置2を通過した大気を供給する大気供給ライン3と、窒素酸化物を吸着する窒素酸化物吸着装置4と、窒素酸化物吸着装置4を通過した大気を浄化大気として放出する大気排出ライン5とを備えている。
溶質投入手段75は、溶質を投入するためのものであり、溶質投入口75aと、投入量制御装置75bとを備えている。溶質投入口75aは、必要に応じて開閉可能な蓋を備えたものである。また、投入量制御装置75bは、固体吸着剤4aに供給される再生剤の溶質濃度が所定の濃度となるように、溶質投入口75aから適切な投入量が投入されるように制御するものである。投入量制御装置75bには、溶質を劣化させることなく貯留できる貯留容器(図示略)と、所定量の溶質を量り取ることができる質量測定手段(図示略)と、コンピュータ装置(図示略)とが設けられ、濃度測定センサー76によって測定された溶質濃度の測定値に基づいてコンピュータ装置に算出させて得られる適切な投入量を、量り取って溶質投入口75aに供給できるようになっている。
以下に説明する方法によって窒素酸化物が除去される窒素酸化物を含む大気としては、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。
続いて、使用済みの再生剤を、再生剤戻りライン8を介して固体吸着剤4aの再生剤タンク6に戻す(S84)ことにより、窒素酸化物吸着装置4の再生が終了する。
また、再生剤供給管73から再生剤を固体吸着剤4aに供給するので、作液された再生剤は固体吸着剤4aに供給されるまでの間に空気に接触することがなく、固体吸着剤4aに供給される再生剤中の溶質濃度の安定性を向上させることができる。
さらに、本発明によれば、再生剤を再生剤タンク6に流し入れる必要はないので、上述した従来の方法と比較して、除去装置を使用する場合に定期的に行われるメンテナンス作業の手間と時間を削減することができる。
また、窒素酸化物吸着装置43を再生する場合には、窒素酸化物吸着装置43が矢印Dの方向に移動して窒素酸化物吸着装置を再生する領域Cに配置されると同時に、窒素酸化物吸着装置41が窒素酸化物を除去する領域Aに配置される。なお、図5においては、領域Cに配置された窒素酸化物吸着装置43を点線で示すとともに、符号42で示している。また、窒素酸化物吸着装置42には、再生剤タンク62から再生剤供給ライン72を介して再生剤が供給され、窒素酸化物吸着装置42を通過した再生剤が再生剤戻りライン82を介して再生剤タンク62に戻されるようになっている。
このように、窒素酸化物吸着装置が複数設けられている場合、複数の窒素酸化物吸着装置のうちの少なくとも1つが窒素酸化物を除去している間に、他の窒素酸化物吸着装置を再生することができ、窒素酸化物の除去と再生とを同時に行うことができるので、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。なお、窒素酸化物吸着装置が複数設けられている場合の再生剤供給手段の設置数は、図5に示す例のように、複数であってもよいし、1つであってもよい。また、複数の窒素酸化物吸着装置は、図5に示す例のように、連結されていてもよいが、連結されていなくてもよく、窒素酸化物を除去する領域と、窒素酸化物吸着装置を再生する領域との間を、それぞれが個別に移動可能とされていてもよい。
2 窒素酸化物酸化装置
3、31 大気供給ライン
4、41、42、43 窒素酸化物吸着装置
4a 固体吸着剤
44 連結部材
45 支持部材
5、51 大気排出ライン
6、61、62 再生剤タンク
7、71、72 再生剤供給ライン
8、81、82 再生剤戻りライン
9 制御装置
73 再生剤供給管
74 攪拌手段
74a 軸
74b 回転翼
75 溶質投入手段
75a 溶質投入口
75b 投入量制御装置
76 濃度測定センサー
Claims (10)
- 気体中に含まれる窒素酸化物を除去する方法であって、
窒素酸化物を吸着して除去する固体吸着剤を含む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、塩基性物質または還元性物質からなる溶質を溶解するための攪拌手段を備える再生剤供給管から再生剤を前記固体吸着剤に供給することによって前記固体吸着剤が吸着した窒素酸化物を除去して再生する再生工程とを含み、
前記再生剤が、前記溶質を溶媒に溶解することにより作液されたものであることを特徴とする窒素酸化物の除去方法。 - 前記再生剤供給管が、前記攪拌手段よりも上流側に前記溶質を投入するための溶質投入手段を有するものであることを特徴とする請求項1に記載の窒素酸化物の除去方法。
- 前記再生剤供給管が、前記溶質投入手段よりも上流側に溶質濃度を測定する濃度測定手段を有するものであることを特徴とする請求項1に記載の窒素酸化物の除去方法。
- 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ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の窒素酸化物の除去方法。
- 前記固体吸着剤が、炭素系材料であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の窒素酸化物の除去方法。
- 前記塩基性物質が、アルカリ金属の水酸化物またはアルカリ土類金属の水酸化物であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の窒素酸化物の除去方法。
- 前記還元性物質が、亜硫酸塩であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の窒素酸化物の除去方法。
- 気体中に含まれる窒素酸化物を除去する装置であって、
窒素酸化物を吸着して除去する固体吸着剤を含む窒素酸化物吸着手段と、
塩基性物質または還元性物質からなる溶質を溶解するための攪拌手段を備え、前記窒素酸化物吸着手段の窒素酸化物の除去機能が低下した場合に、再生剤供給管から再生剤を前記固体吸着剤に供給する再生剤供給手段とを備え、
前記再生剤が、再生剤供給管内で前記溶質を溶媒に溶解することにより作液され、
前記固体吸着剤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ことにより、低下した前記除去機能が再生されることを特徴とする窒素酸化物の除去装置。 - 前記再生剤供給管が、前記攪拌手段よりも上流側に前記溶質を投入するための溶質投入手段を有するものであることを特徴とする請求項8に記載の窒素酸化物の除去装置。
- 前記再生剤供給管が、前記溶質投入手段よりも上流側に溶質濃度を測定する濃度測定手段を有するものであることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の窒素酸化物の除去装置。
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