JP4786038B2

JP4786038B2 - Exhaust gas treatment method and apparatus

Info

Publication number: JP4786038B2
Application number: JP2001040185A
Authority: JP
Inventors: 二夫高嶋
Original assignee: 有限会社高島商事
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP2002239340A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有害物質排気（有害物質を含む排気；例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、タービンエンジン等の内燃機関、蒸気機関、スターリングエンジン等の外燃機関などからのエンジン排気ガス、各種工場の排ガス、ゴミ処理場の排ガス、悪臭排気等）からの有害物質の除去方法及び装置に関する。詳細には本発明は乾式除去及び湿式除去を順に組み合わせた有害物質の除去方法及び装置に関し、さらに詳細には、有害物質排気を乾式で濾過、吸着、分解処理し、冷却し、冷却後の排気をオゾンの存在下に水でバブリング処理し、次いで残存オゾンおよび残存NOxを除去する有害物質排気からの有害物質の除去方法、及びその方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気ガス（排出ガス）は車の排気管から排出される気体や微粒子であり、水蒸気と炭酸ガスがほとんどであるが、一酸化炭素（CO）、炭化水素（HC）、窒素酸化物（NOx）、鉛酸化物（ガソリンにアルキル鉛が混入されている場合）、炭素粒子（スモーク）などが含まれている。このように排気ガスは有害物質を含んでおり、法規制の対象になっている。特に、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスには黒煙、白煙などのディーゼルスモークが含まれて、ディーゼルスモークには煤、煤に付着している可溶有機成分（SOF）、金属の微粒子などが含まれており、問題とされている。規制の対象となっている有害物質は、窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素及び粒子状物質(PM: Particulate Matter)の４種類である。ディーゼル車は窒素酸化物の排出が多く、ガソリン車では生成しない粒子状物質を排出する。ガソリン車は窒素酸化物等の有害物質を除去するための三元触媒を使用しているが、ディーゼル車は燃焼状態が異なるため三元触媒が使えず、粒子状物質の規制が緩いこともあって通常、浄化装置を装着していない。しかし、窒素酸化物と粒子状物質の規制は欧米でも強化される傾向にあり、ディーゼル車も浄化装置を装着することが望まれている。従来、提案されている粒子状物質の除去方法には、2個のフィルターで交互に粒子状物質を捕集し、捕集していない方のフィルターを加熱して粒子状物質を焼却する方法；酸化触媒を使って排ガスから窒素酸化物を生成させ、濾過して捕集した粒子状物質を窒素酸化物によって低温で酸化除去する方法；フィルターに酸化触媒を担持し、フィルターで捕集した粒子状物質をその触媒の作用によって低温で酸化除去する方法；フィルターで粒子状物質を捕集し、自動車が停止している時に外部電源などを使用して粒子状物質を焼却する方法；及び、フィルターで粒子状物質を捕集し、エンジンの高圧噴射装置による燃料の二次噴射、燃料に加えた添加剤、酸化触媒を使って粒子状物質を酸化除去する方法；などがある。しかし、いずれの方法も十分ではなく、しかも窒素酸化物は除去されない。これらに加え、最近、リーンバーン・エンジン向けに窒素酸化物還元型三元触媒を多孔質のセラミックスフィルターに担持した触媒が提案されている。しかしこの触媒を使用するためには、酸素が多い燃焼と少ない燃焼を切り換え制御できるシステムを搭載したディーゼルエンジンを使用しなければならないため、この触媒は既存の車には事実上適用できないという欠点がある。また、燃料の軽油に含まれる硫黄が触媒能力を低下させるため、現行の軽油は事実上使用できず、低硫黄軽油の導入が必須である。そのため、これらの従来技術の課題を解消し、ディーゼルエンジンの排ガスを処理して排気ガスから有害物質排気をほぼ完全に除去することが求められている。
【０００３】
また、化学工場、半導体工場等の各種工場からも有害物質排気が排出される。これらの工場の排気はその種類に応じて、微細な塵埃だけでなく、アンモニアや有機アミン等の塩基、硫黄酸化物や窒素酸化物等の酸、硫化水素やメルカプタン等の腐食性物質、炭化水素やハロゲン化炭化水素など各種物質を混入しており、各工場ではこれらを除去するよう努力し、混入しないよう厳しく管理している。しかし、効果的な除去方法はなく、有効な除去方法が求められているのが実情である。
【０００４】
また、生ゴミ焼却場等から発生する有害物質排気(悪臭物質排気)を処理するには、(1)臭気の源を絶つこと、(2)臭気の発散量を減らすこと、(3)臭気を除去すること、があるが、(3)の方法しか現実的な対策はないと考えられる。臭気ガスの脱臭の方法にはオゾンや光触媒を用いる方法等の各種の方法が用いられているが、いずれの方法も不十分であり、完全に有害物質(悪臭物質)を除くことはできなかった。また、生ゴミ処理のリサイクル化が進む中で、住宅密集地にある事業所等、更には各町内ブロック単位や、マンション、アパート等での分散型の小型バイオ処理機の使用を可能にするためには、どうしても脱臭システムの完全性が求められる。しかし、従来、このような要求に応えることができる有害物質除去システムはなく、効果的な除去方法が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの従来技術の欠点を克服し、有害物質排気中の有害物質をほぼ完全に除去し得る方法及び装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、燃焼により発生するNOx及び固形分を含む排気ガスを濾過し、吸着材と接触させることにより有害物質を乾式除去処理し、処理後の排気ガスを３０℃以下に冷却し、冷却後の排気ガスをオゾン及び光触媒の存在下で３０℃以下の水中において気泡状でバブリングさせることにより湿式処理し、処理後の排気ガスを吸着材で吸着処理して残存するオゾン及びNOxを排気ガスから除去することを特徴とする、排気ガスの処理方法；及び、燃焼により発生するNOx及び固形分を含む排気ガスを濾過して固形分を除去するフィルター；濾過後の排気ガスと接触させてNOxを含む有害物質を吸着する吸着材層；吸着処理後の排気ガスを３０℃以下に冷却する冷却手段及び排気ガスを搬送する排気搬送手段；冷却後の排気ガスをオゾン及び光触媒の存在下で３０℃以下の水中においてバブリング処理するためのバブリング手段を備えた水槽；及びバブリング処理後の排気ガスから残存オゾンおよび残存NOxを除去するための吸着手段；を備えてなる、排気ガスの処理装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、NOx及び固形分を含む有害物質排気を、乾式で濾過し、吸着材と接触させて有害物質を乾式処理する。
濾過に用いるフィルターは、有害物質排気から固形分（エンジンからの排気中の炭素粒子；工場の排ガス、ゴミ処理場の排気中の固形分）を除くものである。有害物質排気は、高温で排出されるため、無機又は有機の耐熱性材料からなる耐熱性のフィルター、特にガラス繊維のフィルターが好ましい。このフィルターは、後の工程でさらにフィルターを用いる場合には、一次フィルターになる。
【０００８】
フィルターで濾過した後の排気は、吸着材で処理され、吸着される成分、例えばNOx、炭化水素等が排気から吸着除去される。吸着材が排気中の成分と反応する場合には、吸着及び反応によって除去される。吸着材としてはゼオライト、活性炭、アルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、マグネシア等で例示される各種の吸着材があげられるが、ゼオライトが好ましく、装置内にゼオライト層を設けるのが好ましい。上記吸着材には、水酸化カルシウムと活性炭との組み合わせ吸着材を添加し又は付着（好ましくは層状又はハニカム状で付着）させることもでき、これによりNOx、SO₂、COを効果的に除去することができる。
吸着材で処理した後の排気は必要に応じ白金ハニカム触媒で処理し、一酸化炭素及び炭化水素を除去することができる。白金ハニカム触媒は、高温で活性がある。上記白金ハニカム触媒には、水酸化カルシウムと活性炭との組みあわせ吸着材を添加し又は付着させることができ、これによりNOx、SO₂、COを効果的に除去することができる。
【０００９】
吸着材で処理した後の排気は、好ましくは光触媒（任意）で処理され、排気中の有害物質、例えばNOx、炭化水素等が分解、除去される。ここで必要に応じ用いられる光触媒は固体であり、例えば酸化チタンで例示される溶出性の光触媒、セラミックス系光触媒で例示される非溶出性の光触媒があげられる。光触媒は各種の形態で使用することができる。酸化チタン光触媒は、例えば酸化チタン粉末を焼付けや各種のバインダーにより粒子状またはボール状にすることができ、また水そのものをバインダーとすることもできるので、コスト面で好ましい。また、非溶出性の光触媒は長時間使用の点で好ましい。後の工程で、水によるバブリング処理を光触媒の存在下で行なう場合には、上記の吸着材処理後の光触媒は不要となることがあり、そのときは省略される。
【００１０】
吸着材で処理した後の排気は、必要に応じフィルター（二次フィルター）にかけることができ、フィルターとしてはゼオライト成形フィルターが好ましい。二次フィルターを用いる場合、アンモニア添加法；白金、パラジウム等で例示される酸化浄化触媒；金属酸化物法又は金属イオン法（酸化チタン、酸化バナジウム、銀イオン、銅イオン法）を併用することができ、これによってNOx、SO₂、COを還元又は吸着し除去することができる。特に水酸化カルシウムと活性炭からなる吸着材をフィルターに含ませ又は付着させることによりNOx、SO₂、COを効果的に除去することができる。吸着材はハニカム状として付着させるのが特に効果的である。
【００１１】
上記の乾式処理後の排気は、次の水（オゾン水）との接触処理の前に冷却される。冷却には冷却ジャケット、ラジエーター、ペルチェ素子などを含む各種の手段を使用し得る。ラジエーターを使用する場合には、冷却水、外気を含む各種媒体で冷却し得るが、急冷却ファン等を用いた外気冷却が好ましい。ペルチェ素子は装置を小型化するのに有用である。冷却により生じたドレン水は、必要に応じドレン水ポンプ等を用いて、次工程の処理用の水(好ましくは水槽中の水)に戻すのが好ましく、これにより次工程で使用する水の補充を軽減又はなくすることができる。
【００１２】
本発明においては、排気を各処理工程に送るのに排気搬送手段を用いるのが好ましく、搬送手段としてはコンプレッサー、ブロア等の各種の搬送手段を使用し得るが、ブロア（吸引ブロア）が好ましい。搬送手段は、各工程の前後に適宜設けることができるが、オゾン水処理工程の前に設けるのが好ましく、高温の排気及び設備の保守等を考慮すれば、高温を避けて排気の冷却後に設けるのが好ましい。
【００１３】
冷却後の排気には、オゾンを添加、混合し、得られた混合ガスを水（オゾンを含有するオゾン水）と接触、好ましくは水中をバブリングさせて排気中の有害物質及び臭気を分解し、水溶性成分を水に溶解させて排気から除去する。接触は、必要に応じ励起光及び光触媒の存在下に行なうことができる。この工程において、水はオゾンを含む排気を吸収してオゾン水（オゾン含有水）となるが、オゾンの一部を水に直接供給（例えば水中にオゾンをバブリング）してオゾン供給水とするのが処理効果の点で好ましい。水は水槽中に入れた形態で使用すること及び攪拌することが好ましく、例えば水循環ポンプ（水槽を用いる場合には水槽循環ポンプ）を用いて循環される。排気を気泡状で水とバブリング接触させるには各種の手段が採用可能であるが、排気を導管によって水槽の底部に導入し多孔板等の気泡発生手段を用いて気泡状とするのが好ましい。油分及び粒子等の除去には、油、煤除去フィルター、残存PM除去フィルター、及び単分子コピフィルター等の除去手段を水槽内又は前記水循環ポンプによる循環路に設けて除去するのが好ましい。また、オゾンの効果的な利用及び排気中の有害成分の完全な除去のために、排気中の有害成分の供給量を検知するセンサーを設けて検知し、その供給量に応じた量のオゾンを発生させ供給するのが好ましい。
なお、水との接触に際して必要に応じて用いる光触媒は前述の光触媒と同じである。光触媒は水槽の底面、側壁に板状で設置したり、水中に粒子状で懸濁させたり等の各種の形態で使用することができる。必要に応じ光触媒を使用することにより、排気は水中でオゾン水によって分解され、また光触媒混合水によって分解される。
水（オゾン水）に溶解された成分は、光触媒により分解され除去され、それによって水の腐敗を防止することができる。水の浄化を行うために、さらに汚染洗浄フィルター等により汚染物質を除去することもできる。オゾン水が水槽中で使用されるときは、水が所定の水位を超えたら余分の水は除去するのが好ましく、この除去は例えばオーバーフロー排水により好適に行われる。
【００１４】
水槽中の水は、必要に応じ硝酸を回収するために上記オーバーフロー排水などによって適宜抜き出され、新たな水又はオゾン水が補充される。
【００１５】
水（オゾン水）処理後の排気は、必要に応じ二次冷却し及び／又はイオン発生装置により発生したイオンにより処理することができる。
二次冷却における冷却手段は前記の冷却手段と同様であり、ラジエーター（二次冷却ラジエーター）を含む各種の手段を使用することができ、ラジエーターを使用する場合には、冷却水、外気を含む各種媒体、好ましくは外気で冷却される。ペルチェ素子は装置を小型化するのに有用である。冷却により生じたドレン水は、必要に応じ前記水循環ポンプ（水槽を用いる場合には水槽循環ポンプ）等を用いて、前記工程の処理用の水(好ましくは水槽中の水)に戻すのが好ましく、これにより水の補充を軽減又はなくすることができる。
イオン発生装置により処理する場合には、発生したイオンの一部はオゾン水の処理系に導入される。ここでいうイオン発生装置は負（マイナス）イオン発生装置である。負イオンにすることにより、陽排出物質が吸着融合性を高めオゾン水バブリング時の酸化速度を早めると共に、オゾン水処理後の吸着材による残存オゾン及び排気物質の吸着除去を効果的に行なう。
【００１６】
本発明においては、オゾン水で処理された排気はさらに吸着材（吸着手段）で吸着処理されて、残存するオゾン及びNOxが排気から除去される。ここで用いる吸着材としては、例えばマンガン酸化物、マンガン酸化物と酸化チタン及び／又は酸化銅との混合触媒などで例示されるマンガン酸化物含有触媒；水酸化カルシウム、活性炭、ゼオライト、アルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、マグネシア等、好ましくはマンガン酸化物含有触媒、水酸化カルシウム、活性炭、ゼオライト、特に好ましくはマンガン酸化物含有触媒；水酸化カルシウムと活性炭を含む吸着材があげられる。マンガン酸化物含有触媒、水酸化カルシウムと活性炭を含む吸着材、活性炭又はゼオライトを用いる場合は、NOx、残存オゾン等は効果的に吸収され除去される。
【００１７】
本発明の装置は、前述のとおり、NOx及び固形分を含む有害物質排気を濾過して固形分を除去するフィルター；濾過後の排気と接触させてNOxを含む有害物質を吸着する吸着材層；吸着処理後の排気を冷却する冷却手段及び排気を搬送する排気搬送手段；冷却後の排気をオゾンの存在下に水中でバブリング処理するためのバブリング手段を備えた水槽；及びバブリング処理後の排気から残存オゾンおよび残存NOxを除去するための吸着手段；を備えてなる、有害物質排気からの有害物質の除去装置である。
【００１８】
本発明の装置においては、吸着材層の後に、必要に応じ白金ハニカム触媒層を設けることができ、白金ハニカム触媒層により排気中の一酸化炭素及び炭化水素を除去される。
また、本発明の装置においては吸着材層の後に、光触媒層（任意）を設けるのが好ましい。さらに、吸着材の後、必要に応じ設けられる光触媒層の後には、フィルター（二次フィルター）を設けることができ、二次フィルターとしてはゼオライト成形フィルターが好ましい。二次フィルターにおいては、アンモニア添加法；白金、パラジウム等で例示される酸化浄化触媒；金属酸化物法又は金属イオン法（酸化チタン、酸化バナジウム、銀イオン、銅イオン法）を併用してNOxを還元し除去することもできる。
【００１９】
本発明の装置において光分解除去後の排気を冷却する冷却手段としては、前記の冷却手段と同様である。
【００２０】
本発明の装置において、搬送手段としてはコンプレッサー、ブロア等の各種の搬送手段を使用し得るが、ブロア（吸引ブロア）が好ましい。搬送手段は、各工程の前後に適宜設けることができるが、バブリング用の水槽の前に設けるのが好ましく、高温の排気及び設備の保守等を考慮すれば、排気の冷却手段の後に設けるのが好ましい。
【００２１】
本発明の装置における、冷却後の排気をバブリング処理するためのバブリング手段を備えたオゾン水槽においては、オゾン発生器からのオゾンが排気と混合され、水槽中の水は混合ガス中のオゾンを吸収してオゾン水となるが、排気との混合用に供給するオゾンの一部を水槽中の水に直接導入してもよい。これにより当初から水をオゾンを含んだオゾン含有水とすることができ、オゾン水中のオゾン濃度を高めることができる。水槽には、水槽中の規定水位を越えたオーバーフロー水を回収するシステムを設けることができる。また、水槽の水を循環するポンプを設けて、水を攪拌することができる。このポンプに残存PM等の固形物を除去するフィルターや単分子水コピフィルターを設けることもできる。水槽中の水にはNOxが溶解して硝酸が含まれるので、この水槽から高い濃度の硝酸を回収することができる。また、この水槽中の水は強酸性のためアルカリ例えば苛性ソーダで中和することもできる。
【００２２】
本発明の装置において、必要に応じオゾン水槽の後に、バブリング処理された排気の冷却用の冷却手段及び／又は排気のイオン処理のためのイオン発生装置および排気へのイオン導入部を設けることができる。イオン発生装置を設ける場合には、吸着手段としてマンガン酸化物含有触媒、又は水酸化カルシウムと活性炭を含む吸着材を用いるのが好ましい。
【００２３】
本発明の装置においては、オゾン水槽の後に、バブリング処理された排気の中に残存するオゾン及びNOxを除去するための吸着手段が設けられる。この手段は、吸着材層による吸着処理であり、吸着材としては、前記のものが使用される。
【００２４】
【実施例】
以下、この発明の装置の一実施例を添付図面(図１)によって例示しつつ説明するが、本発明はこれによって限定される訳ではない。
図１の装置は、処理すべき排気が自動車の排気ガスの場合は、車両の下部に取り付けられる。そして自動車のアクセルと図１のオゾン発生器９と吸引ブロア８は同時に能力コントロールされるように設定できる。
【００２５】
図１において、排気はガラス繊維フィルター１（一次フィルター）を通して導入され、ここで固形分（PM、黒鉛、煤、塵など）が除去される。ガラス繊維フィルター１は、NOx及び固形分を含む有害物質排気を濾過して固形分を除去するフィルターであり、前述のとおりガラス繊維フィルターのかわりに各種の耐熱性材料を使用することができる。一次フィルターを通過した排気は、ゼオライト層２（吸着材層）を通り、NOx、炭化水素等が吸着除去される。前述のようにゼオライトのかわりに各種の吸着材を用いることができる。吸着材層を通過した排気は白金ハニカム触媒３（任意）、光触媒層４（任意）と接触し、排気中のNOx等が分解除去される。光触媒４の温度は、通常、５００〜６００℃である。ついで排気は二次フィルター５に導入され、排気中の残存固形分が除去される。この二次フィルター５は必要に応じ設けられる任意のものであり、この二次フィルターにおいて、アンモニア添加法、白金触媒ハニカム法、金属酸化物法又は金属イオン法（酸化チタン、酸化バナジウム、銀イオン、銅イオン法）を併用することもでき、これによってNOxを還元し除去することができる。
【００２６】
高温時における上記の一連の処理（一次工程）後、排気はファン７を備えた一次冷却ラジエーター６で冷却される。この一次冷却ラジエーター６のかわりに各種の冷却手段を用いることができる。冷却後の排気の温度は通常、３０℃以下である。図１においては、一次冷却ラジエーター６の後に吸引ブロアー８（排気搬送手段）が設けられ、これによって排気を搬送し、一連の処理を行なっている。この吸引ブロアー８は後述の水槽１０（オゾン水槽）でのバブリング処理の前であればその配置は任意であるが、一次冷却ラジエーター６の後が好ましい。
【００２７】
上記の冷却、吸引送圧の後に、排気にはオゾン発生器９からのオゾンが添加、混合され、混合ガスは水槽１０の底部または下部から導入され、水中で気泡（バブリング）処理される。水槽中の水は混合ガスの導入によりオゾン水となるが、別途、オゾンの一部を直接、水槽に添加してもよい。オゾン水中のバブリングにより、排気中の成分は酸化され、水溶性成分又はガスは水に吸収、溶解されて排気から除去される。バブリング時の水槽１０中の水の温度は通常、３０℃以下である。図１の水槽１０には規定水位を越えたオーバーフロー水の回収口が設けられており、オーバーフロー水１２を回収することができる。水槽中の水にはNOxが溶解して硝酸が含まれるので、この水槽から高い濃度の硝酸を回収することができる。なお、この硝酸は苛性ソーダ等のアルカリによって中和することもできる。図１には、水槽１０の水を攪拌し循環するポンプ１１が設けられている。このポンプ１１には残存PM等の固形物を除去するフィルターや単分子水コピフィルターを設けることもできる。
【００２８】
水槽でバブリング処理された排気は、二次外気冷却ラジエーター１３（冷却手段）で冷却される。イオン発生装置１４で発生したイオンは、（マイナス）イオン導入部１５から系内に導入され、排気はイオン接触処理（マンガン酸化物含有触媒ハニカム法、水酸化カルシウムと活性炭を含むハニカム法）される。イオンの一部はイオン導入分岐部１６を通して水槽１０中に導入される。なお上記の二次外気冷却ラジエーター１３、イオン発生装置１４、イオン導入部１５、イオン導入分岐部１６は必要に応じ設けられる任意のものである。イオン導入分岐部１６を水中に挿入し、イオンを水中に直接導入すればより効果的になる。
【００２９】
排気は、さらに吸着手段１７（吸着材）で吸着処理され、残存オゾン、残存NOxが除去される。吸着手段（吸着材）は前記のとおりであり、マンガン酸化物含有触媒、水酸化カルシウムと活性炭とを含有する吸着材が特に好ましい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン排気ガス、工場排気、ゴミ処理場の排気等の有害物質排気から、有害物質を有効に除去することができる。
特に従来、処理が困難であったディーゼル・エンジンからの排気ガスの臭気、及び窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素及び粒子状物質等を除去を可能にするものであり、処理によって自然でクリーンな排気が得られる。本発明の装置は車両下部に取り付け可能であり、アクセルとオゾン発生器、排気ガス吸入ブロワーは同時に能力コントローすることができる。
本発明において、水槽中のオゾン水は、必要に応じ水槽中に設けられる光触媒の作用により腐敗が防止され、連続又は繰り返し使用ができるため、本発明は極めて実用的である。
本発明によれば環境を害することなく安全に且つ低コストで有害物質排気の処理を行うことができる。
【００３１】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１） NOx及び固形分を含む有害物質排気を濾過し、吸着材と接触させることにより有害物質を乾式除去処理し、処理後の排気を冷却し、冷却後の排気をオゾンの存在下に水中を気泡状でバブリングさせることにより湿式処理し、処理後の排気を吸着材で吸着処理して残存するオゾン及びNOxを排気から除去することを特徴とする、有害物質排気からの有害物質の除去方法。
（２）バブリングにより水中に溶解したNOxを硝酸として回収する、上記（１）記載の方法。
（３）濾過及び吸着材による接触処理後の排気を、白金ハニカム触媒と接触処理する、上記（１）記載の方法。
（４）濾過及び吸着材による接触処理後の排気を、光触媒と接触させて処理する、上記（１）記載の方法。
（５）濾過及び吸着材による接触処理後の排気を、フィルター（二次フィルター）を通過させる、上記（１）記載の方法。
（６）フィルター（二次フィルター）に、アンモニア添加法；白金、パラジウム等で例示される酸化浄化触媒；金属酸化物法、又は酸化チタン、酸化バナジウム、銀イオン及び銅イオンからなる群から選択される金属イオン法を併用して排気を処理する、上記（５）記載の方法。
（７）濾過及び吸着材による接触処理後の排気の冷却に、外気冷却ラジエーターを用いる、上記（１）記載の方法。
（８）外気冷却ラジエーターが急冷却ファンを有する、上記（７）記載の方法。
（９）排気の搬送手段により排気を搬送する、上記（１）に記載の方法。
（１０）排気の搬送手段を排気の冷却の後に設ける、上記（９）の方法。
（１１）オゾン存在下のバブリング用の水をポンプにより循環する、上記（１）に記載の方法。
（１２）冷却により生成したドレン水をポンプによりオゾン存在下のバブリング用の水に循環する、上記（１）に記載の方法。
（１３）オゾン存在下の水中でのバブリング処理後、排気を冷却する、上記（１）に記載の方法。
（１４）バブリング処理後の冷却の後に、イオン発生装置で発生したイオンで排気を処理する、上記（１３）に記載の方法。
（１５）イオン発生装置で発生したイオンの一部を、オゾン存在下のバブリング用の水に導入する、上記（１４）に記載の方法。
（１６）バブリング処理後の排気をゼオライトからなる吸着材層で吸着処理して、残存するオゾン及びNOxを排気から除去する、上記（１）に記載の方法。
（１７） NOx及び固形分を含む有害物質排気を濾過して固形分を除去するフィルター；濾過後の排気と接触させてNOxを含む有害物質を吸着する吸着材層；吸着処理後の排気を冷却する冷却手段及び該排気を搬送する排気搬送手段；冷却後の排気をオゾンの存在下に水中でバブリング処理するためのバブリング手段を備えた水槽；及びバブリング処理後の排気から残存オゾンおよび残存NOxを除去するための吸着手段；を備えてなる、有害物質排気からの有害物質の除去装置。
（１８）バブリング処理により水中に溶解したNOxを硝酸として回収する手段を有する、上記（１７）記載の装置。
（１９）フィルター及び吸着材層の後に、白金ハニカム触媒層を設けてなる、（１７）記載の装置。
（２０）フィルター及び吸着材層の後に、光触媒層を設けてなる、（１７）記載の装置。
（２１）フィルター及び吸着材層の後に、排気と接触させるフィルター（二次フィルター）を有する、上記（１７）記載の装置。
（２２）フィルター（二次フィルター）が、アンモニア添加法、白金ハニカム法、金属酸化物法、又は酸化チタン、酸化バナジウム、銀イオン及び銅イオンからなる群から選択される金属イオン法を併用したものである、上記（２１）記載の装置。
（２３）フィルター及び吸着材層の後に、排気の冷却のための外気冷却ラジエーターを設けてなる、上記（１７）記載の装置。
（２４）外気冷却ラジエーターが急冷却ファンを有する、上記（２３）記載の装置。
（２５）排気の搬送手段を有する、上記（１７）記載の装置。
（２６）排気の搬送手段を排気の冷却手段の後に設けてなる、上記（１７）記載の装置。
（２７）オゾン水の循環ポンプを有する、上記（１７）記載の装置。
（２８）冷却により生成したドレン水をオゾン水槽に循環するポンプを有する、上記（１７）記載の装置。
（２９）オゾン水槽の後に、冷却ラジエーターを設けてなる、上記（１７）記載の装置。
（３０）冷却ラジエーターの後に、イオン発生装置及び排気と接触させるためのイオン導入部を設けてなる、上記（２９）記載の装置。
（３１）イオン発生装置で発生したイオンの一部をオゾン水槽に導入する、イオン導入分岐部を設けてなる、上記（３０）記載の装置。
（３２）バブリング処理後の排気を吸着処理し残存するオゾン及びNOxを排気から除去するための吸着手段が、ゼオライトからなる吸着材層である、上記（１７）記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、有害物質排気の除去装置の説明図である。
【符号の説明】
１ガラス繊維フィルター（一次フィルター）
２ゼオライト層（吸着材層）
３白金ハニカム触媒層
４光触媒層
５二次フィルター
６一次外気冷却ラジエーター（冷却手段）
７急冷却ファン
８吸引ブロア（排気搬送手段）
９オゾン発生器
１０水槽（オゾン水槽）
１１ポンプ
１２オーバーフロー水
１３二次外気冷却ラジエーター（冷却手段）
１４負イオン発生器
１５イオン導入部
１６イオン導入分岐部
１７吸着手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to exhaust of harmful substances (exhaust containing harmful substances; engine exhaust gas from internal combustion engines such as gasoline engines, diesel engines and turbine engines, external combustion engines such as steam engines and Stirling engines, exhaust gases from various factories, and dust. The present invention relates to a method and an apparatus for removing harmful substances from exhaust gas, bad odor exhaust, etc. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for removing harmful substances, in which dry removal and wet removal are combined in order, and more specifically, harmful substances exhaust is filtered, adsorbed, decomposed, cooled, and exhausted after cooling. The present invention relates to a method for removing harmful substances from harmful substance exhaust gas, in which ozone is bubbled with water in the presence of ozone and then removes residual ozone and residual NOx, and an apparatus for carrying out the method.
[0002]
[Prior art]
Exhaust gas (exhaust gas) is gas and fine particles discharged from the exhaust pipe of a car, and most of it is water vapor and carbon dioxide, but carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxide (NOx) Lead oxide (when alkyl lead is mixed in gasoline), carbon particles (smoke), etc. are included. In this way, exhaust gas contains harmful substances and is subject to legal regulations. In particular, exhaust gas emitted from diesel engines contains diesel smoke such as black smoke and white smoke. Diesel smoke contains soot, soluble organic components (SOF) adhering to the soot, fine metal particles, etc. Is included and is a problem. There are four types of hazardous substances subject to regulation: nitrogen oxides, hydrocarbons, carbon monoxide, and particulate matter (PM). Diesel vehicles emit a lot of nitrogen oxides and emit particulate matter that gasoline vehicles do not produce. Gasoline vehicles use a three-way catalyst to remove harmful substances such as nitrogen oxides, but diesel vehicles cannot use a three-way catalyst because of different combustion conditions, and particulate matter regulations may be loose. Usually, no purifier is installed. However, restrictions on nitrogen oxides and particulate matter tend to be strengthened in Europe and the United States, and it is desired that diesel vehicles be equipped with a purification device. Conventionally, the proposed method for removing particulate matter is to collect particulate matter alternately with two filters and heat the uncollected filter to incinerate the particulate matter; A method in which nitrogen oxides are generated from exhaust gas using an oxidation catalyst, and the particulate matter collected by filtration is oxidized and removed with nitrogen oxide at a low temperature; A method of oxidizing and removing substances at a low temperature by the action of the catalyst; a method of collecting particulate matter with a filter and incinerating the particulate matter using an external power source when the automobile is stopped; and a filter. There are a method of collecting particulate matter, secondary injection of fuel by a high-pressure injector of the engine, an additive added to the fuel, and a method of oxidizing and removing the particulate matter using an oxidation catalyst. However, neither method is sufficient, and nitrogen oxides are not removed. In addition to these, recently, a catalyst in which a nitrogen oxide reduction type three-way catalyst is supported on a porous ceramic filter has been proposed for a lean burn engine. However, in order to use this catalyst, it is necessary to use a diesel engine equipped with a system that can switch between combustion with a lot of oxygen and combustion with a little oxygen, so this catalyst has the disadvantage that it can not be applied to existing cars. is there. In addition, since sulfur contained in fuel gas oil lowers the catalytic capacity, current gas oil cannot be used practically, and introduction of low sulfur gas oil is essential. Therefore, it is required to eliminate these problems of the prior art and to remove exhaust of harmful substances from the exhaust gas almost completely by treating the exhaust gas of the diesel engine.
[0003]
Also, hazardous substance exhaust is emitted from various factories such as chemical factories and semiconductor factories. Depending on the type of exhaust from these factories, not only fine dust, but also bases such as ammonia and organic amines, acids such as sulfur oxides and nitrogen oxides, corrosive substances such as hydrogen sulfide and mercaptans, and hydrocarbons And various substances such as halogenated hydrocarbons are mixed, and each factory strives to remove them and strictly controls them to prevent them from entering. However, there is no effective removal method, and there is a demand for an effective removal method.
[0004]
In addition, in order to treat harmful substance exhaust (bad odor substance exhaust) generated from garbage incinerators, etc., (1) cut off the source of odor, (2) reduce the amount of odor emission, and (3) reduce odor. However, only the method (3) is considered to be a realistic countermeasure. Various methods such as ozone and a method using photocatalyst are used as a method for deodorizing odorous gas, but none of these methods are sufficient, and it was not possible to completely remove harmful substances (odorous substances). . Also, as recycling of garbage processing progresses, to enable the use of distributed small bioprocessing machines at offices in densely populated areas, as well as in each town block unit, condominium, apartment, etc. Therefore, the integrity of the deodorizing system is inevitably required. However, conventionally, there is no harmful substance removal system that can meet such requirements, and an effective removal method is required.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention overcomes these shortcomings of the prior art and provides a method and apparatus that can almost completely remove harmful substances in the exhaust of harmful substances.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention Generated by combustion NOx and exhaust containing solids gas The filter is filtered and contacted with the adsorbent to remove harmful substances dry and exhaust after treatment gas Is cooled to 30 ° C or lower, and the exhaust after cooling gas In the presence of ozone and a photocatalyst in a water atmosphere of 30 ° C. or lower in the form of bubbles to perform a wet treatment, and the exhaust gas after the treatment gas The remaining ozone and NOx are exhausted by adsorbing the material with an adsorbent. gas Exhaust, characterized by removing from Gas processing A method; and Generated by combustion NOx and exhaust containing solids gas Filter to remove solids by filtering; exhaust after filtration gas Adsorbent layer that adsorbs harmful substances including NOx in contact with the exhaust; exhaust after adsorption treatment gas And exhaust means for cooling the air to 30 ° C or lower gas Exhaust transport means for transporting the exhaust; gas Equipped with a bubbling means for bubbling in water at 30 ° C. or lower in the presence of ozone and a photocatalyst; and exhaust after bubbling gas An exhaust comprising: adsorption means for removing residual ozone and residual NOx from the exhaust Gas processing Device.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, harmful substance exhaust gas containing NOx and solid content is filtered by a dry method and contacted with an adsorbent to dry-process the harmful substance.
The filter used for filtration removes solids (carbon particles in the exhaust from the engine; solids in the exhaust from the factory and the waste disposal plant) from the harmful substance exhaust. Since harmful substance exhaust is discharged at a high temperature, a heat-resistant filter made of an inorganic or organic heat-resistant material, particularly a glass fiber filter, is preferable. This filter becomes a primary filter when a filter is further used in a later step.
[0008]
The exhaust gas after being filtered by the filter is treated with an adsorbent, and adsorbed components such as NOx and hydrocarbons are adsorbed and removed from the exhaust gas. If the adsorbent reacts with components in the exhaust, it is removed by adsorption and reaction. Examples of the adsorbent include various adsorbents exemplified by zeolite, activated carbon, alumina, silica, silica / alumina, magnesia and the like, and zeolite is preferable, and it is preferable to provide a zeolite layer in the apparatus. To the adsorbent, a combined adsorbent of calcium hydroxide and activated carbon can be added or adhered (preferably adhering in a layered or honeycomb form), whereby NOx, SO ₂ , CO can be effectively removed.
The exhaust after being treated with the adsorbent can be treated with a platinum honeycomb catalyst as necessary to remove carbon monoxide and hydrocarbons. Platinum honeycomb catalysts are active at high temperatures. The platinum honeycomb catalyst can be added with or adsorbed with a combination of calcium hydroxide and activated carbon, so that NOx, SO ₂ , CO can be effectively removed.
[0009]
The exhaust after the treatment with the adsorbent is preferably treated with a photocatalyst (optional) to decompose and remove harmful substances such as NOx and hydrocarbons in the exhaust. Here, the photocatalyst used as necessary is a solid, and examples thereof include an elution photocatalyst exemplified by titanium oxide and a non-elution photocatalyst exemplified by a ceramic photocatalyst. The photocatalyst can be used in various forms. The titanium oxide photocatalyst is preferable in terms of cost because, for example, titanium oxide powder can be baked or made into particles or balls by various binders, and water itself can be used as a binder. Non-eluting photocatalysts are preferable in terms of long-time use. When bubbling with water is performed in the presence of a photocatalyst in a later step, the photocatalyst after the adsorbent treatment may be unnecessary, and is omitted at that time.
[0010]
The exhaust gas after the treatment with the adsorbent can be applied to a filter (secondary filter) if necessary, and the filter is preferably a zeolite molded filter. When using a secondary filter, ammonia addition method; oxidation purification catalyst exemplified by platinum, palladium, etc .; metal oxide method or metal ion method (titanium oxide, vanadium oxide, silver ion, copper ion method) may be used in combination Yes, this will allow NOx, SO ₂ , CO can be reduced or adsorbed and removed. In particular, NOx, SO can be obtained by adding or adsorbing an adsorbent consisting of calcium hydroxide and activated carbon to the filter. ₂ , CO can be effectively removed. It is particularly effective to deposit the adsorbent as a honeycomb.
[0011]
The exhaust gas after the dry treatment is cooled before the next contact treatment with water (ozone water). Various means including a cooling jacket, a radiator, a Peltier element, etc. can be used for cooling. When using a radiator, it can be cooled with various media including cooling water and outside air, but outside air cooling using a rapid cooling fan or the like is preferable. The Peltier element is useful for downsizing the device. The drain water generated by cooling is preferably returned to the water for treatment in the next step (preferably water in the aquarium) using a drain water pump or the like as necessary, so that the water used in the next step is replenished. Can be reduced or eliminated.
[0012]
In the present invention, it is preferable to use an exhaust conveying means for sending exhaust gas to each processing step, and various conveying means such as a compressor and a blower can be used as the conveying means, but a blower (suction blower) is preferred. The conveying means can be appropriately provided before and after each step, but is preferably provided before the ozone water treatment step, and is provided after cooling the exhaust to avoid high temperatures in consideration of high-temperature exhaust and equipment maintenance. Is preferred.
[0013]
To the exhaust after cooling, ozone is added and mixed, and the resulting mixed gas is brought into contact with water (ozone water containing ozone), preferably water is bubbled to decompose harmful substances and odors in the exhaust, Water-soluble components are dissolved in water and removed from the exhaust. The contact can be performed in the presence of excitation light and a photocatalyst as necessary. In this process, water absorbs exhaust gas containing ozone and becomes ozone water (ozone-containing water). However, a part of ozone is directly supplied to water (for example, ozone is bubbled into water) to provide ozone supply water. Is preferable in terms of processing effect. It is preferable to use and stir water in the form put in the water tank, for example, it is circulated using a water circulation pump (a water tank circulation pump when using a water tank). Various means can be employed to bring the exhaust gas into a bubble and make a bubbling contact with water, but it is preferable to introduce the exhaust gas into the bottom of the water tank by a conduit and use the bubble generating means such as a perforated plate to make the gas bubble. For removal of oil, particles, etc., it is preferable to provide removal means such as oil, soot removal filter, residual PM removal filter, and single molecule copy filter in the water tank or in the circulation path by the water circulation pump. In addition, for effective use of ozone and complete removal of harmful components in the exhaust, a sensor is installed to detect the supply of harmful components in the exhaust, and the amount of ozone corresponding to the amount supplied is detected. It is preferably generated and supplied.
In addition, the photocatalyst used as needed at the time of contact with water is the same as the above-mentioned photocatalyst. The photocatalyst can be used in various forms such as being installed in the form of a plate on the bottom and side walls of the water tank or suspended in the form of particles in water. By using a photocatalyst as necessary, the exhaust is decomposed by ozone water in water and by photocatalyst mixed water.
Components dissolved in water (ozone water) are decomposed and removed by the photocatalyst, thereby preventing water from decaying. In order to purify the water, contaminants can also be removed by a contamination cleaning filter or the like. When ozone water is used in a water tank, it is preferable to remove excess water when the water exceeds a predetermined level, and this removal is suitably performed by, for example, overflow drainage.
[0014]
Water in the water tank is appropriately extracted by the overflow drainage or the like to collect nitric acid as needed, and is replenished with new water or ozone water.
[0015]
The exhaust after the treatment with water (ozone water) can be secondary cooled and / or treated with ions generated by an ion generator as necessary.
The cooling means in the secondary cooling is the same as the cooling means described above, and various means including a radiator (secondary cooling radiator) can be used. When the radiator is used, various means including cooling water and outside air are used. It is cooled with a medium, preferably outside air. The Peltier element is useful for downsizing the device. The drain water generated by cooling is preferably returned to the water for treatment in the above-described process (preferably water in the aquarium) using the water circulation pump (aquarium circulation pump in the case of using an aquarium) if necessary. This can reduce or eliminate water replenishment.
When processing with an ion generator, some of the generated ions are introduced into a treatment system for ozone water. An ion generator here is a negative (minus) ion generator. By using negative ions, the positive emission substance improves the adsorption and fusion properties, and the oxidation rate at the time of bubbling with ozone water is increased. In addition, the residual ozone and exhaust substances are effectively adsorbed and removed by the adsorbent after the ozone water treatment.
[0016]
In the present invention, the exhaust gas treated with ozone water is further adsorbed with an adsorbent (adsorbing means) to remove residual ozone and NOx from the exhaust gas. Examples of the adsorbent used here include manganese oxide, a manganese oxide-containing catalyst exemplified by a mixed catalyst of manganese oxide and titanium oxide and / or copper oxide; calcium hydroxide, activated carbon, zeolite, alumina, silica Silica-alumina, magnesia, etc., preferably a manganese oxide-containing catalyst, calcium hydroxide, activated carbon, zeolite, particularly preferably a manganese oxide-containing catalyst; an adsorbent containing calcium hydroxide and activated carbon. When a manganese oxide-containing catalyst, an adsorbent containing calcium hydroxide and activated carbon, activated carbon or zeolite is used, NOx, residual ozone, etc. are effectively absorbed and removed.
[0017]
As described above, the apparatus of the present invention is a filter that removes the exhaust of harmful substances containing NOx and solids to remove the solids; an adsorbent layer that adsorbs harmful substances containing NOx by contacting with the exhaust after filtration; A cooling means for cooling the exhaust gas after the adsorption treatment and an exhaust conveyance means for conveying the exhaust gas; a water tank equipped with a bubbling means for bubbling the exhaust gas after cooling in water in the presence of ozone; and from the exhaust gas after the bubbling treatment An apparatus for removing harmful substances from exhaust of harmful substances, comprising adsorption means for removing residual ozone and residual NOx.
[0018]
In the apparatus of the present invention, a platinum honeycomb catalyst layer can be provided as necessary after the adsorbent layer, and carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gas are removed by the platinum honeycomb catalyst layer.
In the apparatus of the present invention, it is preferable to provide a photocatalyst layer (optional) after the adsorbent layer. Furthermore, a filter (secondary filter) can be provided after the adsorbent and after the photocatalyst layer provided as necessary, and a zeolite molded filter is preferable as the secondary filter. In secondary filters, ammonia addition method; oxidation purification catalyst exemplified by platinum, palladium, etc .; NOx is combined with metal oxide method or metal ion method (titanium oxide, vanadium oxide, silver ion, copper ion method) It can also be reduced and removed.
[0019]
The cooling means for cooling the exhaust gas after photolytic removal in the apparatus of the present invention is the same as the cooling means described above.
[0020]
In the apparatus of the present invention, various conveying means such as a compressor and a blower can be used as the conveying means, but a blower (suction blower) is preferable. The transport means can be provided appropriately before and after each step, but is preferably provided before the water tank for bubbling, and it is preferably provided after the exhaust cooling means in consideration of high temperature exhaust and maintenance of equipment. preferable.
[0021]
In the apparatus of the present invention, in an ozone water tank provided with a bubbling means for bubbling the exhaust after cooling, ozone from the ozone generator is mixed with the exhaust, and the water in the water tank absorbs ozone in the mixed gas. Although ozone water is produced, part of the ozone supplied for mixing with the exhaust gas may be directly introduced into the water in the water tank. Thereby, water can be made into the ozone containing water containing ozone from the beginning, and the ozone concentration in ozone water can be raised. The water tank can be provided with a system for recovering overflow water that exceeds the specified water level in the water tank. Moreover, the pump which circulates the water of a water tank can be provided, and water can be stirred. This pump can be provided with a filter for removing solids such as residual PM or a monomolecular water copy filter. Since NOx is dissolved in the water in the water tank and nitric acid is contained, high concentration nitric acid can be recovered from the water tank. Further, since the water in the water tank is strongly acidic, it can be neutralized with an alkali such as caustic soda.
[0022]
In the apparatus of the present invention, if necessary, a cooling means for cooling bubbling exhaust and / or an ion generator for ion processing of exhaust and an ion introduction part to the exhaust can be provided after the ozone water tank. . When an ion generator is provided, it is preferable to use a manganese oxide-containing catalyst or an adsorbent containing calcium hydroxide and activated carbon as the adsorbing means.
[0023]
In the apparatus of the present invention, an adsorption means for removing ozone and NOx remaining in the bubbling exhaust gas is provided after the ozone water tank. This means is an adsorption process using an adsorbent layer, and the above-mentioned adsorbent is used.
[0024]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings (FIG. 1), but the present invention is not limited thereto.
The apparatus of FIG. 1 is attached to the lower part of the vehicle when the exhaust to be processed is an automobile exhaust gas. The vehicle accelerator, the ozone generator 9 and the suction blower 8 shown in FIG.
[0025]
In FIG. 1, exhaust is introduced through a glass fiber filter 1 (primary filter), where solids (PM, graphite, soot, dust, etc.) are removed. The glass fiber filter 1 is a filter that removes the exhaust of harmful substances containing NOx and solid content to remove the solid content, and various heat-resistant materials can be used instead of the glass fiber filter as described above. The exhaust gas that has passed through the primary filter passes through the zeolite layer 2 (adsorbent layer) and adsorbs and removes NOx, hydrocarbons, and the like. As described above, various adsorbents can be used instead of zeolite. The exhaust gas that has passed through the adsorbent layer comes into contact with the platinum honeycomb catalyst 3 (optional) and the photocatalyst layer 4 (optional), and NOx and the like in the exhaust gas are decomposed and removed. The temperature of the photocatalyst 4 is usually 500 to 600 ° C. Next, the exhaust gas is introduced into the secondary filter 5 to remove the remaining solid content in the exhaust gas. This secondary filter 5 is an optional one provided as necessary. In this secondary filter, an ammonia addition method, a platinum catalyst honeycomb method, a metal oxide method or a metal ion method (titanium oxide, vanadium oxide, silver ions, Copper ion method) can also be used in combination, whereby NOx can be reduced and removed.
[0026]
After the above series of processes (primary steps) at high temperatures, the exhaust is cooled by a primary cooling radiator 6 equipped with a fan 7. Various cooling means can be used in place of the primary cooling radiator 6. The temperature of the exhaust gas after cooling is usually 30 ° C. or lower. In FIG. 1, a suction blower 8 (exhaust conveying means) is provided after the primary cooling radiator 6, thereby conveying the exhaust and performing a series of processes. The suction blower 8 may be arranged in any position as long as it is before a bubbling process in a water tank 10 (ozone water tank) to be described later, but is preferably after the primary cooling radiator 6.
[0027]
After the cooling and suction / feeding pressure described above, ozone from the ozone generator 9 is added to and mixed with the exhaust gas, and the mixed gas is introduced from the bottom or lower portion of the water tank 10 and is bubbled in water. The water in the water tank becomes ozone water by introducing the mixed gas, but a part of ozone may be added directly to the water tank. By bubbling in ozone water, components in the exhaust are oxidized, and water-soluble components or gases are absorbed and dissolved in water and removed from the exhaust. The temperature of the water in the water tank 10 at the time of bubbling is 30 degrees C or less normally. The water tank 10 in FIG. 1 is provided with a recovery port for overflow water that exceeds the specified water level, and the overflow water 12 can be recovered. Since NOx is dissolved in the water in the water tank and nitric acid is contained, high concentration nitric acid can be recovered from the water tank. The nitric acid can be neutralized with an alkali such as caustic soda. In FIG. 1, a pump 11 for stirring and circulating the water in the water tank 10 is provided. The pump 11 may be provided with a filter for removing solids such as residual PM or a monomolecular water copy filter.
[0028]
The exhaust gas subjected to the bubbling treatment in the water tank is cooled by the secondary outside air cooling radiator 13 (cooling means). Ions generated by the ion generator 14 are introduced into the system from the (minus) ion introduction section 15 and the exhaust is subjected to ion contact treatment (manganese oxide-containing catalyst honeycomb method, honeycomb method including calcium hydroxide and activated carbon). . Some of the ions are introduced into the water tank 10 through the ion introduction branching portion 16. In addition, said secondary external air cooling radiator 13, the ion generator 14, the ion introduction part 15, and the ion introduction branch part 16 are arbitrary things provided as needed. It becomes more effective if the ion introduction branch part 16 is inserted into water and ions are directly introduced into water.
[0029]
The exhaust gas is further adsorbed by the adsorbing means 17 (adsorbent) to remove residual ozone and residual NOx. The adsorbing means (adsorbing material) is as described above, and an adsorbing material containing a manganese oxide-containing catalyst, calcium hydroxide and activated carbon is particularly preferable.
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, toxic substances can be effectively removed from exhausts of toxic substances such as engine exhaust gas, factory exhaust, and waste disposal plant exhaust.
In particular, it makes it possible to remove exhaust gas odors from nitrogen engines, nitrogen oxides, hydrocarbons, carbon monoxide, and particulate matter that have been difficult to treat. Exhaust can be obtained. The apparatus of the present invention can be attached to the lower part of the vehicle, and the accelerator, the ozone generator, and the exhaust gas suction blower can simultaneously control the capacity.
In the present invention, ozone water in a water tank is prevented from decay by the action of a photocatalyst provided in the water tank as required, and can be used continuously or repeatedly. Therefore, the present invention is extremely practical.
According to the present invention, it is possible to safely and inexpensively process exhaust of harmful substances without harming the environment.
[0031]
The following items are further disclosed with respect to the above description.
(1) Exhaust of harmful substances containing NOx and solids is filtered and contacted with an adsorbent to remove harmful substances by dry treatment, cool the exhaust after treatment, and remove the exhaust after cooling in the presence of ozone. A method for removing harmful substances from exhaust gas, characterized in that it is wet-treated by bubbling gas in a bubble form, and the exhaust after treatment is adsorbed with an adsorbent to remove residual ozone and NOx from the exhaust gas. .
(2) The method according to (1) above, wherein NOx dissolved in water by bubbling is recovered as nitric acid.
(3) The method according to (1) above, wherein the exhaust gas after the filtration and the contact treatment with the adsorbent is contact-treated with the platinum honeycomb catalyst.
(4) The method according to (1) above, wherein the exhaust gas after contact with the filter and the adsorbent is treated by contacting with the photocatalyst.
(5) The method according to (1) above, wherein the exhaust gas after the filtration and the contact treatment with the adsorbent is passed through a filter (secondary filter).
(6) The filter (secondary filter) is selected from the group consisting of ammonia addition method; oxidation purification catalyst exemplified by platinum, palladium, etc .; metal oxide method, or titanium oxide, vanadium oxide, silver ion and copper ion The method according to (5) above, wherein the exhaust gas is treated in combination with a metal ion method.
(7) The method according to (1) above, wherein an outside air cooling radiator is used for cooling the exhaust gas after filtration and the contact treatment with the adsorbent.
(8) The method according to (7) above, wherein the outside air cooling radiator has a rapid cooling fan.
(9) The method according to (1) above, wherein the exhaust is transported by an exhaust transport means.
(10) The method according to (9) above, wherein the exhaust conveying means is provided after cooling the exhaust.
(11) The method according to (1) above, wherein water for bubbling in the presence of ozone is circulated by a pump.
(12) The method according to (1) above, wherein drain water generated by cooling is circulated to water for bubbling in the presence of ozone by a pump.
(13) The method according to (1) above, wherein the exhaust is cooled after bubbling in water in the presence of ozone.
(14) The method according to (13), wherein the exhaust is treated with ions generated by an ion generator after cooling after the bubbling treatment.
(15) The method according to (14), wherein a part of ions generated by the ion generator is introduced into water for bubbling in the presence of ozone.
(16) The method according to (1) above, wherein the exhaust gas after the bubbling treatment is adsorbed with an adsorbent layer made of zeolite to remove residual ozone and NOx from the exhaust gas.
(17) Filter that removes NOx and solid matter exhaust gas containing solids to remove the solid content; Adsorbent layer that adsorbs NOx containing hazardous materials by contacting with exhaust after filtration; Cools exhaust gas after adsorption treatment Cooling means for transporting and exhaust transport means for transporting the exhaust; a water tank equipped with bubbling means for bubbling the exhaust after cooling in the presence of ozone; and residual ozone and residual NOx from the exhaust after bubbling An apparatus for removing harmful substances from the exhaust of harmful substances, comprising adsorption means for removing the harmful substances.
(18) The apparatus according to (17) above, comprising means for recovering NOx dissolved in water by bubbling treatment as nitric acid.
(19) The apparatus according to (17), wherein a platinum honeycomb catalyst layer is provided after the filter and the adsorbent layer.
(20) The device according to (17), wherein a photocatalyst layer is provided after the filter and the adsorbent layer.
(21) The device according to (17), further comprising a filter (secondary filter) that is brought into contact with exhaust gas after the filter and the adsorbent layer.
(22) The filter (secondary filter) used in combination with an ammonia addition method, a platinum honeycomb method, a metal oxide method, or a metal ion method selected from the group consisting of titanium oxide, vanadium oxide, silver ions, and copper ions The device according to (21), wherein
(23) The device according to (17), wherein an outdoor air cooling radiator for cooling the exhaust is provided after the filter and the adsorbent layer.
(24) The apparatus according to (23) above, wherein the outside air cooling radiator has a rapid cooling fan.
(25) The apparatus according to (17) above, which has an exhaust conveying means.
(26) The apparatus according to (17) above, wherein the exhaust conveying means is provided after the exhaust cooling means.
(27) The apparatus according to (17) above, comprising an ozone water circulation pump.
(28) The device according to (17) above, which has a pump for circulating drain water generated by cooling to an ozone water tank.
(29) The apparatus according to (17) above, wherein a cooling radiator is provided after the ozone water tank.
(30) The apparatus according to (29) above, wherein an ion introduction part for contacting the ion generator and the exhaust is provided after the cooling radiator.
(31) The apparatus according to (30) above, wherein an ion introduction branch part is provided for introducing a part of ions generated by the ion generator into an ozone water tank.
(32) The apparatus according to (17) above, wherein the adsorption means for adsorbing the exhaust gas after the bubbling treatment and removing residual ozone and NOx from the exhaust gas is an adsorbent layer made of zeolite.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus for removing harmful substance exhaust according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Glass fiber filter (primary filter)
2 Zeolite layer (adsorbent layer)
3 Platinum honeycomb catalyst layer
4 Photocatalyst layer
5 Secondary filter
6 Primary outside air cooling radiator (cooling means)
7 Quick cooling fan
8 Suction blower (exhaust transfer means)
9 Ozone generator
10 Water tank (ozone water tank)
11 Pump
12 Overflow water
13 Secondary outside air cooling radiator (cooling means)
14 Negative ion generator
15 Ion introduction part
16 Ion introduction branch
17 Adsorption means

Claims

Exhaust gas containing NOx and solid content generated by combustion is filtered, and harmful substances are removed by contact with the adsorbent. The exhaust gas after treatment is cooled to 30 ° C or lower, and the exhaust gas after cooling is removed. Wet treatment is performed by bubbling in the form of bubbles in water at 30 ° C or lower in the presence of ozone and photocatalyst, and the exhaust gas after treatment is adsorbed with an adsorbent to remove residual ozone and NOx from the exhaust gas. A method for treating exhaust gas , which is characterized.

A filter that removes solids by filtering exhaust gas containing NOx and solid content generated by combustion ; an adsorbent layer that adsorbs harmful substances containing NOx by contacting with exhaust gas after filtration; exhaust gas after adsorption treatment A cooling means for cooling the exhaust gas to 30 ° C. or lower and an exhaust conveying means for conveying exhaust gas ; a water tank equipped with a bubbling means for bubbling the exhaust gas after cooling in water at 30 ° C. or lower in the presence of ozone and a photocatalyst; and suction means for removing the residual ozone and the residual NOx from the exhaust gas after the bubbling treatment; consisting comprises a processing device for an exhaust gas.