JP5692957B2 - Exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、自動車トンネル、地下駐車場などの換気が制約を受ける地下構築物のための排気ガス処理システムおよび排気ガス処理方法に関する。 The present invention relates to an exhaust gas treatment system and an exhaust gas treatment method for an underground structure in which ventilation is restricted such as an automobile tunnel or an underground parking lot.
自動車トンネル、地下駐車場などの換気制限される構造物では、自動車の排気ガスによる内部空気の汚染を抑制するため、換気が必要とされている。延長の短いトンネルなどであれば、自然換気を利用するだけでトンネル内の大気環境についての環境基準を達成するために充分な場合もある。しかしながら、延長の長いトンネルや地下駐車場などの地下構築物では、自動車トンネル内の空気環境について環境基準を満足させるためには、換気所が設置され、換気フアンによる換気運転が行われている。換気は、自動車の排出ガス中に含まれる有害物質が人体に悪影響を与えないようにし、良好な視野環境を確保することで、地下構築物内部の利用者および管理者などが安全で快適な通行を確保する目的で行われる。 Ventilation is required for structures with limited ventilation, such as automobile tunnels and underground parking lots, in order to suppress contamination of internal air by automobile exhaust gas. For tunnels that are short in length, using natural ventilation may be sufficient to achieve environmental standards for the atmospheric environment in the tunnel. However, in underground structures such as long tunnels and underground parking lots, ventilators are installed and ventilation operations are performed with ventilation fans in order to satisfy the environmental standards for the air environment in automobile tunnels. Ventilation prevents harmful substances contained in automobile exhaust gas from adversely affecting the human body and ensures a good visual environment, enabling users and managers inside underground structures to pass safely and comfortably. It is done for the purpose of securing.
上述したトンネル内の有害物質については、各種の設計基準が定められており、例えば、昭和48年からの自動車排出ガス規制によって、一酸化炭素(CO)および煤煙についての設計基準が定められている。煤煙とは、本明細書では、視野環境を妨げる物質として自動車排ガスの黒煙および路面やタイヤの粉塵を含むものとして参照する。 Various design standards have been established for the above-mentioned harmful substances in tunnels. For example, the design standards for carbon monoxide (CO) and soot are defined by automobile exhaust gas regulations since 1973. . In the present specification, soot is referred to as black smoke from automobile exhaust gas and road and tire dust as substances that hinder the visual field environment.
また、自動車トンネルなどの自動車が通交する地下構築物内に存在する可能性のある有害物質としては、COおよび煤煙の他にも、炭化水素HC、窒素酸化物NOx(NO、NO2など)、硫黄酸化物SOxなども知られている。これらの有害物質は、自然換気のトンネルではトンネル出口から大気中に排出され、換気所のあるトンネルでは、換気塔から大気中に排出される。大気中の汚染に関わる環境基準についても安全衛生上の観点から規制されており、上述した有害物質に該当するものとしては、浮遊粒子状物質(以下、SPMとして参照する。)が指定されている。 In addition, as harmful substances that may exist in underground structures such as automobile tunnels, hydrocarbons HC, nitrogen oxides NOx (NO, NO 2 etc.), in addition to CO and soot, Sulfur oxide SOx and the like are also known. These harmful substances are discharged into the atmosphere from the tunnel exit in a naturally ventilated tunnel, and are discharged into the atmosphere from a ventilation tower in a tunnel with a ventilating station. Environmental standards related to air pollution are also regulated from the viewpoint of health and safety, and suspended particulate matter (hereinafter referred to as SPM) is designated as one that corresponds to the above-mentioned hazardous substances. .
自動車トンネルの一般的な換気所では、換気塔出口での風速は、10m/s程度に設定されていて、有害物質を含む排出ガスを速やかに上空へ向かって拡散希釈させ、換気塔からの有害物質が周辺大気環境に与える影響を低減させている。しかしながら、都市部でのSPM濃度およびNO2濃度は、特に大都市においては環境基準を達成することが厳しい状況にある。また、SPM濃度などの問題に加え、都市内に建設される換気塔付近では、自然の横風の影響により複雑な気流の乱れが生じることが知られている強制換気を行い、換気塔から無処理で排気ガスを放出する場合、有害物質を含むトンネル内の排気ガスが充分に拡散せず、拡散希釈前に周辺の大気環境に影響を与える場合もあることが指摘されている。 In general ventilation stations of automobile tunnels, the wind speed at the exit of the ventilation tower is set to about 10 m / s, and the exhaust gas containing harmful substances is quickly diffused and diluted toward the sky, causing harmful effects from the ventilation tower. The impact of substances on the surrounding air environment is reduced. However, it is difficult to achieve environmental standards for SPM concentrations and NO 2 concentrations in urban areas, particularly in large cities. In addition to problems such as SPM concentration, in the vicinity of ventilation towers constructed in the city, forced ventilation is known to cause complex turbulence due to the influence of natural crosswinds, and no treatment is performed from the ventilation tower. It has been pointed out that when exhaust gas is released, the exhaust gas in the tunnel containing harmful substances does not diffuse sufficiently and may affect the surrounding air environment before diffusion dilution.
このため、近年では、都市内に設置される自動車トンネル、地下駐車場などの換気所に、集塵・NOx除去装置等の大気浄化システムを設置することが検討されている。換気所に集塵・NOx除去装置を設置した場合、SPMおよびNO2の各濃度を環境基準以下とされた処理ガスが周囲環境に放出される。今後、自動車の排気ガスについての規制基準への適応が順調に進んだ場合、上述したように道路トンネル内の前記有害物質濃度が低くなるので、交通量が現状と同程度である限り、排気ガス浄化のための換気量を少なくすることができ、さらに低コスト化および省スペース化が可能となり、排気ガス処理システムの都市空間内での利用性を向上させることができるものと考えられる。 For this reason, in recent years, it has been considered to install an air purification system such as a dust collection / NOx removal device in a ventilation place such as an automobile tunnel or an underground parking lot installed in a city. When the dust collection / NOx removal device is installed in a ventilation place, the processing gas whose concentrations of SPM and NO 2 are below the environmental standard is released to the surrounding environment. In the future, when adaptation to regulatory standards for automobile exhaust gas proceeds smoothly, the concentration of harmful substances in the road tunnel will decrease as described above, so as long as the traffic volume is comparable to the current level, It is considered that the amount of ventilation for purification can be reduced, the cost can be reduced and the space can be saved, and the availability of the exhaust gas treatment system in the urban space can be improved.
これまで、自動車から排出される排気ガスに含まれる有害物質の除去について検討されている。特開2006−247524号公報(特許文献1)は、多孔質材料に金属超微粒子を凝集することなく固定した金属超微粒子複合体を開示している。特開2004−267872号公報(特許文献2)は、セリアを含む単体の貴金属を担持してなる触媒にCO濃度が1%以上の排ガスを供給してCOを燃焼させる排ガス浄化方法を開示している。 Until now, removal of harmful substances contained in exhaust gas emitted from automobiles has been studied. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-247524 (Patent Document 1) discloses a metal ultrafine particle composite in which metal ultrafine particles are fixed to a porous material without agglomeration. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-267872 (Patent Document 2) discloses an exhaust gas purification method in which CO is burned by supplying exhaust gas having a CO concentration of 1% or more to a catalyst supporting a single noble metal containing ceria. Yes.
また、特開2004−209356号公報(特許文献3)は、排ガスに含まれるCOやNOxなどの有害物質を効率良く除去するため、Ti、Al、Si、W、Zrから選択される少なくとも1種の金属を含む金属酸化物に、Pt、Pd、Rh、Ru、Ir、およびAuからなる群より選択される少なくとも1種の貴金属元素を担持させた排ガス処理触媒および排ガス処理方法を開示している。 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-209356 (Patent Document 3) discloses at least one selected from Ti, Al, Si, W, and Zr in order to efficiently remove harmful substances such as CO and NOx contained in exhaust gas. An exhaust gas treatment catalyst and an exhaust gas treatment method in which at least one noble metal element selected from the group consisting of Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, and Au is supported on a metal oxide containing any of the above metals are disclosed. .
さらに都市空間における自動車トンネルでの有害物質除去については、特開2005−270802号公報(特許文献4)に開示されている。特許文献4は、空気浄化を換気立て坑を用いることなく実現する、空気浄化システムおよび空気浄化システムを有してなる構造を開示する。
一方、触媒酸化によるCO除去についても検討されており、例えば、特開2006−122850号公報(特許文献5)では、放電処理を行って触媒反応活性種を生成させて、窒素酸化物および一酸化炭素を除去するガス浄化システムが開示されている。
Furthermore, the removal of harmful substances in automobile tunnels in urban spaces is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-270802 (Patent Document 4). Patent document 4 discloses a structure having an air purification system and an air purification system that realizes air purification without using a ventilation shaft.
On the other hand, CO removal by catalytic oxidation has also been studied. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-122850 (Patent Document 5), a discharge reaction is performed to generate a catalytically reactive species, and nitrogen oxide and monoxide A gas purification system for removing carbon is disclosed.
また、本発明者は、自動車トンネル内の排気ガスを浄化するため、窒素酸化物除去装置を提案しており、窒素酸化物については、安定して自動車トンネル内から除去することができ、また換気塔出口におけるNOx濃度を低減することができることを見出している(特許文献6)。
一方で、自動車の排気ガス対策により、排気ガスが含む有害物質の量が減少すれば、換気所における換気量を低下させることができるので、大気浄化システムのファン能力や装置サイズを低下させ、この結果、大気浄化システムの都市部における適用性を向上させることが期待される。しかしながら、換気量を単に低下せた場合、種々の問題点も発生する。 On the other hand, if the amount of harmful substances contained in exhaust gas decreases as a result of automobile exhaust gas countermeasures, the ventilation volume in the ventilator can be reduced. As a result, it is expected to improve the applicability of the air purification system in urban areas. However, various problems also occur when the ventilation volume is simply reduced.
図12には、換気所の換気量を低下させた場合の自動車トンネル内部での有害物質濃度を、換気のみの場合、およびSPM除去およびNOx除去機能を有する典型的な大気浄化システムを併用した場合についてシミュレーションした結果を示す。図12に示すように、換気のみであっても、現状ではCO濃度は、概ね環境基準を達成している。しかしながら、換気のみでは、NO2濃度およびSPM濃度は、環境基準値以下を達成できていないことがわかる。一方、有害物質について長期規制基準が達成された場合、換気量を1/2にまで低減させた場合にでもSPMおよびCOは、環境基準である0.1ppmおよび10ppm以下とすることができる。しかしながら、NO2は、長期規制基準値が達成された場合であっても、換気のみでは環境基準値=0.06ppmを満足することができないことが示される。なお、図12中、環境基準を超えてしまう有害物質濃度を、ハッチングで示す。 FIG. 12 shows the concentration of harmful substances inside the automobile tunnel when the ventilation volume of the ventilator is lowered, in the case of ventilation only, and in the case of using a typical air purification system having SPM removal and NOx removal functions in combination. The result of simulating is shown. As shown in FIG. 12, even in the case of only ventilation, the CO concentration at the present time generally achieves environmental standards. However, it can be seen that the NO 2 concentration and the SPM concentration cannot achieve the environmental standard value or less by ventilation alone. On the other hand, when the long-term regulatory standards for harmful substances are achieved, SPM and CO can be set to environmental standards of 0.1 ppm and 10 ppm or less even when the ventilation rate is reduced to ½. However, it is shown that NO 2 cannot satisfy the environmental standard value = 0.06 ppm by ventilation alone even when the long-term regulatory standard value is achieved. In addition, in FIG. 12, the hazardous | toxic substance density | concentration which exceeds an environmental standard is shown by hatching.
さらに、換気量を1/3、1/4に低減させた場合は、NO2、SPMの他、COについても環境基準を超えてしまう。また、自動車トンネル内の環境基準は達成されるとしても、換気所における換気量を低下させただけでは、トンネル出口や換気塔出口での流速が低下して、充分な拡散作用が生じず、換気当出口付近での有害物質の濃度増加などの問題を生じさせる可能性もある。 Furthermore, when the ventilation volume is reduced to 1/3 and 1/4, the environmental standard for CO as well as NO 2 and SPM will be exceeded. In addition, even if the environmental standards in the automobile tunnel are achieved, simply reducing the ventilation volume in the ventilation station will reduce the flow velocity at the tunnel exit and the ventilation tower outlet, resulting in insufficient diffusion and ventilation. There is also the possibility of causing problems such as an increase in the concentration of harmful substances near the exit.
一方、NOx浄化システムを使用する場合、図12に示すように、現状の換気量の1/4まで換気量を低下させても充分環境基準を満足する性能を有している。しかしながら、換気量を1/4まで減少させた場合、図12に示すように、CO濃度が環境基準を上回ってしまうことが判明した。したがって、大気浄化システムの換気量を低下させるためには、COについても除去することが必要となる。 On the other hand, when using the NOx purification system, as shown in FIG. 12, even if the ventilation rate is reduced to ¼ of the current ventilation rate, it has a performance that sufficiently satisfies the environmental standards. However, it was found that when the ventilation volume was reduced to ¼, the CO concentration exceeded the environmental standard as shown in FIG. Therefore, in order to reduce the ventilation amount of the air purification system, it is necessary to remove CO as well.
また、換気量の低下を制限すれば、COを除去しなくともCOについての環境基準を満足させることもできる。しかしながら、自動車などの交通量は、自動車普及率、道路環境、交通事情、経済事情によって変動しやすいものであり、CO濃度が環境基準を下回っているからといって、CO濃度を放置しておく場合には、交通量の増加および長期規制基準の達成度の関係から、早晩、COについての環境基準も満足しなくなってしまうことも考えられる。また、換気量の削減量が限られてしまうので、大気浄化システムの小型化、省スペース化および低コスト化も限定的な範囲となって大気浄化システムの普及を阻害することにもつながる。 Further, if the reduction of the ventilation amount is restricted, the environmental standard for CO can be satisfied without removing CO. However, the traffic volume of automobiles, etc. is likely to fluctuate depending on the automobile penetration rate, road environment, traffic conditions, and economic circumstances, and the CO concentration is left unattended just because the CO concentration is below the environmental standard. In some cases, due to the relationship between the increase in traffic volume and the degree of achievement of long-term regulatory standards, the environmental standards for CO may not be satisfied sooner or later. Moreover, since the amount of ventilation reduction is limited, downsizing, space saving, and cost reduction of the air purification system are also limited, leading to the spread of the air purification system.
上述したように、特許文献1〜特許文献5が知られているものの、高濃度のNOx、COを、高温下で処理する必要が有った。したがって、大気浄化システムをさらに普及させるためには、低濃度のNOxおよびCOを、排気ガスから効率的に除去することが必要とされていた。また、CO除去装置の追加により、規制対象物質であるNO2を増加させずに排気ガスからCOを除去することが必要とされていた。さらに、地下構築物からの排気ガスが含む規制対象である低濃度のNOxおよびCOを、自動車トンネルといった自動車が通交する地下構築物での温湿度圧力環境(−20℃〜40℃、10〜100%RH、101.325kPa)で充分なNOx除去およびCO除去能力を提供しつつ、内燃機関の燃焼に伴う有害物質の他、重金属元素などの触媒毒となり得る煤煙の存在下でも充分で、かつ長期間安定したCO除去能力を提供することが必要とされていた。
As described above, although
さらに、換気量を、小型化、低コスト化、および省スペース化のメリットを提供することができる程度に低減させ、さらに大気浄化システムを普及させることが必要とされていた。 Furthermore, it has been necessary to reduce the ventilation volume to such an extent that the advantages of downsizing, cost reduction, and space saving can be provided, and to further spread the air purification system.
すなわち、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明では、CO除去装置を追加するコストを上回る程度に換気量を低減させることで、小型化、省スペース化および低コスト化を可能とする排気ガス処理システムおよび排気ガス処理方法を提供することを目的とする。 In other words, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. In the present invention, the ventilation volume is reduced to the extent that it exceeds the cost of adding a CO removal device, thereby reducing the size and space. It is another object of the present invention to provide an exhaust gas processing system and an exhaust gas processing method that can reduce costs.
また、本発明は、CO除去装置の追加により、環境基準の最も厳しいNO2の除去能力を阻害することなく、かつ長期間に安定的にCOを除去することが可能な排気ガス処理システムおよび排気ガス処理方法を提供することを目的とする。 The present invention also provides an exhaust gas treatment system and an exhaust gas that can stably remove CO over a long period of time without obstructing the NO 2 removal capability, which is the strictest environmental standard, by adding a CO removal device. An object is to provide a gas treatment method.
さらに、本発明は、除去するべきCOの量に対応して、SPMおよびNOxの浄化能力の低下を最小限とさせながらCO除去能力を追加することを可能とする、排気ガス処理システムおよび排気ガス処理方法を提供することを目的とする。 Furthermore, the present invention provides an exhaust gas treatment system and an exhaust gas that can add CO removal capacity in response to the amount of CO to be removed while minimizing degradation of SPM and NOx purification capacity. An object is to provide a processing method.
本発明は上記課題を解決するために、SPM、NOx、COをいずれも効率良く、かつ安定して除去可能な排気ガス処理システムおよび排気ガス浄化方法を提供する。本発明の排気ガス処理システムは、SPMを除去する電気集塵プロセスを使用する電気集塵装置と、窒素酸化物を除去するためのNOx除去装置と、一酸化炭素を除去するためのCO除去装置とを、排気ガスの流動方向に沿って上流側から下流側に直列的に接続する。 In order to solve the above problems, the present invention provides an exhaust gas treatment system and an exhaust gas purification method capable of removing SPM, NOx, and CO efficiently and stably. An exhaust gas treatment system according to the present invention includes an electrostatic precipitator that uses an electrostatic precipitator process that removes SPM, a NOx remover that removes nitrogen oxides, and a CO remover that removes carbon monoxide. Are connected in series from the upstream side to the downstream side along the flow direction of the exhaust gas.
電気集塵装置は、コロナ放電を使用してSPMを電極板間で除去し、さらにオゾンを発生させて、排気ガス中の一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)に酸化する。NOx除去装置は、NOから酸化されたNO2および排気ガス中にもともと含まれていたNOxを好ましくは炭素系吸着剤を使用して吸着除去して、その被処理ガスをCO除去装置に供給する。CO除去装置は、COをCO2に酸化する触媒を含んでおり、被処理ガス中に含まれるCOを、自動車トンネル内の温度、湿度、および圧力環境でCO2に低温酸化して除去する。 The electrostatic precipitator uses corona discharge to remove SPM between the electrode plates, further generates ozone, and oxidizes nitrogen monoxide (NO) in the exhaust gas to nitrogen dioxide (NO 2 ). NOx removal device, preferably a NOx originally contained in the NO 2 and the exhaust gas is oxidized from NO are removed by adsorption using a carbonaceous adsorbent, and supplies the gas to be treated to the CO removal device . The CO removal apparatus includes a catalyst that oxidizes CO to CO 2 , and removes CO contained in the gas to be treated by low-temperature oxidation to CO 2 in a temperature, humidity, and pressure environment in the automobile tunnel.
本発明の排気ガス処理システムおよび排気ガス浄化方法では、電気集塵装置の発生したオゾンを効率的にNOの酸化に利用させて、トータルの窒素酸化物除去効率を増加させ、処理後ガスに残留するCOを、CO除去装置で除去することにより、オゾンの効率的な利用を可能とする。さらに、CO除去装置の追加により、換気量を充分に低下させることができ、NOのNO2への酸化反応を阻害することなく、また吸着され切らずに被処理ガス中に残留したNOがCO除去装置内でNO2などに酸化させることなくCOの酸化を行うことが可能となり、最も環境基準の厳しい窒素酸化物を効率的に除去させつつ、SPMおよびCOの両方について環境基準を満足する排気ガス浄化処理を可能とする。 In the exhaust gas treatment system and the exhaust gas purification method of the present invention, the ozone generated by the electrostatic precipitator is efficiently used for NO oxidation to increase the total nitrogen oxide removal efficiency and remain in the treated gas. By removing the CO to be removed by the CO removing device, it is possible to efficiently use ozone. Furthermore, the addition of a CO removal device can sufficiently reduce the ventilation amount, and NO remaining in the gas to be treated without being absorbed and completely absorbed by the CO 2 can be reduced by CO. It is possible to oxidize CO without oxidizing it to NO 2 or the like in the removal device, and efficiently remove nitrogen oxides having the strictest environmental standards, while satisfying environmental standards for both SPM and CO. Enables gas purification treatment.
以下、本発明を実施形態を以て説明するが、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。図1は、本実施形態の排気ガス処理システム100の実施形態である。排気ガス処理システム100は、自動車トンネル、地下駐車場といった換気が制限を受け、かつ自動車が通交する地下構築物から自動車の排気ガスが導入されるように配置されている。図1に示した実施形態では、排気ガス処理システム100は、自動車トンネルに隣接して、トンネルシールド142の地山側に隣接して設置されていて、矢線Aの方向から排気ガスが導入され、矢線Cの方向に浄化ガスを排出している。矢線Aの方向に導入される排気ガス、特に自動車トンネルからの排気ガスには、NOが約5ppm程度、NO2が数ppm程度、およびCOが数10ppm程度で含まれている。
Hereinafter, although this invention is demonstrated with embodiment, this invention is not limited to embodiment mentioned later. FIG. 1 is an embodiment of an exhaust
本実施形態の排気ガス処理システム100は、排気ガスを処理するため、排気ガスの流入方向上流側から配置された、電気集塵装置126と、NOx除去装置130と、CO除去装置134とを含んでいる。電気集塵機126、NOx除去装置130、およびCO除去装置134は、本実施形態の大気浄化モジュール120を構成し、図1に示した実施形態では、大気浄化モジュール120は、トンネルシールド142に隣接して地山側に配置された機械室110内に配置されている。電気集塵装置126の上流側には、インレットダクト122と、インレットファン124とが配置され、インレットダクト122およびインレットファン124は、トンネル内からの排気ガスを、矢線Aで示されるように、排気ガス処理システム100内に導入している。
The exhaust
排気ガス処理システム100内に導入された排気ガスは、排気ガスの流れ方向に向かって順次、電気集塵装置126、NOx除去装置130を通過して流れてゆく。電気集塵装置126およびNOx除去装置130を通過して排出された後の排気ガスを、矢線Bで示されるように、CO除去のための被処理ガスとして参照する。被処理ガスは、CO除去装置134を通過してCOが除去された後、アウトレットダクト136およびアウトレットファン138を通過して浄化ガスとして矢線Cで示されるように換気塔140から浄化ガスとして外部大気中に排出される。
The exhaust gas introduced into the exhaust
排気ガス処理システム100の浄化処理について説明する。排気ガスは、インレットダクト122から電気集塵装置126に導入されて、まず、SPMが除去される。電気集塵装置126は、複数の対向電極板を含んでいて、対向電極板の間には、高電圧が印加され、電極板間にコロナ放電が生じている。コロナ放電は、マイナスバイアス下で発生させることが、コロナ放電に伴う有害物質の生成を抑制できる点で好ましい。コロナ放電は、排気ガス中のSPMを帯電させ、電極板またはバイアスが印加されたフィルタなどにより静電的に除去される。S本実施形態では、SPMの除去能力は、コロナ導電の電圧により適宜調節することができ、SPMの除去率を、約90%程度とすることが好ましい。なお、SPMの除去率は、SPR=(入口SPM濃度−出口SPM濃度)/入口SPM濃度×100として求めることができる。PMが除去された排気ガスは、次いでNOx除去装置に流入する。
The purification process of the exhaust
SPMが除去された排気ガスは、加湿装置128により加湿された後、NOx除去装置130によりNOx除去処理が施される。加湿装置128は、NOx除去装置130による特にNO除去能力を安定化させるため、排気ガスの湿度を、湿度が60%以上、より好ましくは80%以上となるように加湿する。NOx除去装置130は、多段のNOx除去段を含んでおり、各NOx除去段は、それぞれNOx除去剤保持部132を備えている。各NOx除去段には、それぞれ並列または直列に排気ガスが導入され、NOx除去剤によるNOx除去が行われる。
The exhaust gas from which the SPM has been removed is humidified by the
本実施形態では、NOx除去剤としては、やしがら活性炭、ピッチ系活性炭、PAN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の炭素系吸着剤を例示できる。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吸着剤を挙げることができ、特に活性炭は、NO2の除去能力に優れ、安価であり、また吸着能の再生も可能であって、NOの除去も可能である点で、好ましいNOx除去剤である。 In this embodiment, examples of the NOx removing agent include carbon-based adsorbents such as coconut shell activated carbon, pitch-based activated carbon, PAN-based activated carbon, carbon fiber, charcoal, fullerene, and carbon nanotube. Examples of inorganic materials include activated clay, alumina, zeolite, silica, magnesia, titania and the like. Among them, a carbon adsorbent having a large specific surface area such as activated carbon can be cited as a particularly preferable solid adsorbent. In particular, activated carbon is excellent in NO 2 removal ability, is inexpensive, and can regenerate the adsorption ability. Thus, it is a preferable NOx remover in that NO can be removed.
特に本実施形態では、NOx除去剤は、例えば特許文献5に記載されるように、活性炭を利用し、活性炭の吸着能を再生剤により定期的に再生することが可能な構成とされていることが好ましい。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。 In particular, in the present embodiment, as described in Patent Document 5, for example, the NOx removing agent is configured to use activated carbon and to periodically regenerate the adsorption ability of the activated carbon with the regenerant. Is preferred. The regenerant is not particularly limited, but an aqueous solution containing a basic substance or a reducing substance is preferably used.
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。 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.
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。 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.
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。 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.
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挙げることができる。 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.
NOx除去装置によるNOx除去能力は、入口NOx濃度と出口NOx濃度の測定値を使用して、NR=(入口NOx濃度−出口NOx濃度)/入口NOx濃度×100で与えることができる。本実施形態のNOx除去装置は、NOx除去能力としては、約80%程度、NO2については、約98%〜約99%の除去能力を有していることが、NOxの環境基準値を長期何にわたり適合させ、かつメンテナンスコストを適正化する点で好ましい。 The NOx removal capacity by the NOx removal device can be given by NR = (inlet NOx concentration−outlet NOx concentration) / inlet NOx concentration × 100 using measured values of the inlet NOx concentration and the outlet NOx concentration. The NOx removal apparatus of this embodiment has a NOx removal capability of about 80%, and NO2 has a removal capability of about 98% to about 99%. It is preferable in that it can be adapted over a wide range and maintenance costs can be optimized.
NOx除去装置130によりNOxが処理された後の被処理ガスは、CO除去装置134に導入される。CO除去装置134は、筐体内にCO除去剤を収容した構成とされていて、被処理ガス中に残留するCOを触媒酸化を使用してCO2に酸化することで、CO濃度を低減させている。CO酸化触媒としては、金属酸化物、金属酸化物に貴金属触媒を担持させた材料などを挙げることができ、例えば、MnO2、アナターゼ型TiO2、Al2O3、Au/TiO2、Cu/MnOx、Pd/Al2O3、Pt/Al2O3などを挙げることができる。
The gas to be processed after NOx is processed by the
CO除去装置134は、設置スペース、ランニングコスト、メンテナンス性、安全性の点で、自動車トンネル内の環境で稼働できることが好ましく、その稼働条件は、約−20℃〜約40℃、約10〜100%RHの温湿度および常圧(101.325kPa)程度とされることが好ましい。
The
CO除去剤の形状は、CO除去装置134の構成に応じて、多孔質粉体、ハニカム、複数の開口部を有する多孔プレートなど、いかなる形状とされていてもよい。CO吸着剤を粉体として使用する場合、コンダクタンスの点からCO吸着剤の粒径は、1mm〜10mmとすることが好ましく、CO吸着処理能力の観点から言えば、1mm〜6mm程度の粒径とすることができ、1mm〜2mmの範囲の粒径に揃えることで、粉体操作性を向上することができる点およびCO吸着能力の点で最も好ましい。また、多孔質粉体に触媒活性を有する貴金属元素を担持させる場合には、貴金属元素を含むコロイドまたはゾルを、TiO2、Al2O3といった多孔質粉体に対して、シランカップリング剤、チタンカップリング剤など適切なカップリング剤を使用して付着させることによって、適切なCO除去能を付与することができる。
The shape of the CO removing agent may be any shape such as a porous powder, a honeycomb, or a porous plate having a plurality of openings, depending on the configuration of the
また、CO除去剤は、ハニカム形状または多孔プレートとして利用することもできる。CO除去剤を多孔プレートとして利用する場合には、適切なバインダを混合して金属酸化物を粉末冶金法を使用してハニカムまたは多孔プレートとして構成させておき、貴金属触媒をハニカムまたは多孔プレートに担持させることで、CO除去剤を成形体として使用することが可能となる。 The CO removing agent can also be used as a honeycomb shape or a porous plate. When using a CO remover as a porous plate, mix a suitable binder and form a metal oxide as a honeycomb or porous plate using powder metallurgy, and support the noble metal catalyst on the honeycomb or porous plate. This makes it possible to use the CO removing agent as a molded body.
また、排気ガス処理システム100の他の実施形態では、COセンサおよびNOxセンサをそれぞれ備えておくことができる。排気ガス処理システム100は、COセンサにより検出されたCO濃度が環境基準を超える場合、CO除去装置を起動させ、CO濃度が環境基準値を下回るように構成することができる。また、CO濃度が環境基準値を下回る場合には、CO除去装置134を停止させ、ランニングコストを低減させながら、各有害物質の環境基準を達成する。この実施形態の場合には、長期規制基準の設定値の改正などに関係なく、交通量や地下構築物内の環境に応じて、換気量を低下させながらCO濃度をモニタし、CO濃度が設定した換気量による空気循環で対応しきれなくなると判断された段階で、CO除去装置134を起動することができる。
Further, in another embodiment of the exhaust
この場合、CO除去装置134はCO濃度が低い限り起動されないが、排気ガス処理システム100全体の換気量を低く設定できるため、送風システムの規模や電気代などのランニングコストが低下し、かつ、COの増加や長期規制基準の厳格化などに対しても、排気ガス処理装置100の構成変更を伴うことなく、交通量などの値化構築物の環境や、環境基準の変更に柔軟に対応可能な、排気ガス処理システムを提供できる。
In this case, the
図2は、CO除去剤200の構成を示した実施形態である。図2の実施形態では、CO除去剤200は、多孔プレートとして構成する。図2に示したCO除去装置134のCO除去剤200は、CO除去剤を担持した複数の多孔プレート202、204を含んだ構成とされている。多孔プレート202は、ガラス、粘土、陶土、金属酸化物粉末などを焼結させた、いわゆるセラミックスとして形成されている。CO除去剤200への触媒金属元素の担持は、ゾル−ゲル法を使用したコーティングでもかまわないし、また、多孔プレート202がプレート内に微少な空間を有している場合には、多孔プレート202、204など多孔プレート自体に触媒金属元素を担持させることもできる。
FIG. 2 is an embodiment showing the configuration of the
また、多孔プレート202には、複数の開口206が形成されていて、矢線Dの方向から流入する被処理ガスに対するCO除去装置全体のコンダクタンスを向上させつつ、CO除去剤200全体に対する接触面積を確保させている。
In addition, a plurality of
図3は、本実施形態のCO除去装置134の他の実施形態のCO除去剤300の構成を示す。図3に示すCO除去剤300は、金属酸化物粉体がハニカムとして焼結されている。ハニカムには、ハニカム壁304と、ハニカム壁304の内側に形成されるハニカム通路302とが形成されている。被処理ガスは、矢線Eの方向からハニカムに流入し、COの除去が行われて、排気ガス処理システム100の外部へと浄化ガスとして排出される。ハニカムは、触媒活性を有する金属元素を担持させた金属酸化物粉末を焼結させて形成することもできるし、多孔質の金属酸化物をハニカム状に焼成した後、触媒金属を担持させることによって形成することができる。
FIG. 3 shows a configuration of the
CO除去剤のCO除去装置内における配置は、図2および図3に示したCO除去剤200およびCO除去剤300、またはCO除去剤を粉体といったCO除去剤の形状に応じて、CO除去性、排気ガス処理能力、コスト、およびメンテナンス性を考慮して適宜選択することができる。CO除去剤の形状に拘わらず、CO除去装置134は、被処理ガス中に含まれるCOを、約70%〜約100%除去することができる限り、いかなる形状とすることができる。
The arrangement of the CO removing agent in the CO removing device is determined according to the shape of the CO removing agent such as the
本実施形態の排気ガス処理システム100は、自動車トンネルなどの換気が制限された環境から排出される排気ガスを、インレットファン124と、アウトレットファン138とを用いて制御することにより、排気ガスの処理能力を調整する。排気ガス処理システム100の排気ガス処理能力を、空間速度SVを使用して表現した場合、空間速度は、1000〜200000h−1、より好ましくは3000〜100000h−1となるように設定することができる。また、本実施形態で、換気量を減少させる場合には、換気量を減少させることにより、空間速度を、好ましくは、3000〜30000h−1程度の空間速度となるように設定することができる。この程度まで換気量を低下させても、図12に示すように充分SPMおよびNO2については、環境基準を満たすことが可能である。また、上述した空間速度程度にまで換気量を低減させることで、低コスト化、低ランニングコスト、および省スペース化などを同時に達成でき環境基準を満たすために要求されるCO除去装置の追加というコストを充分に相殺し、さらに、より柔軟な排気ガス浄化能力を提供することが可能となる。
The exhaust
また、本実施形態の排気ガス処理システム100では、排気ガスの流動方向に沿って、電気集塵装置126、NOx除去装置130、およびCO除去装置134が直列に配置されていることが好ましい。この理由は、本実施形態のNOx除去装置130は、電気集塵装置126のコロナ放電により発生したオゾンを使用して、排気ガス中のNOを、NO2に酸化させ、NOx除去能力を向上させるものである。一方、電気集塵装置126は、コロナ放電により大量のオゾンを発生させると逆に環境汚染を生じさせるので、オゾンは、化学量論的にNOと同程度か、またはNOの酸化に利用されなかったオゾンが、活性炭などにより吸着され、排気ガス処理システム100の外部へと排出されないようにする程度の濃度とすることが必要とされる。
In the exhaust
一方、金属酸化物は、オゾン分解触媒としても機能するものも多く、このため、電気集塵装置126の直下流側にCO除去装置134を設置する場合、電気集塵装置126の生成したオゾンがNOの酸化反応以外に分解反応により消費されることになる。この結果、排気ガス中に存在するNOを、活性炭などによる吸着の高いNO2への酸化変換効率が低下し、最も環境基準の規制が厳しいNO2の除去能力に悪影響を生じる。
On the other hand, many metal oxides also function as an ozone decomposition catalyst. For this reason, when the
このため、本実施形態では、電気集塵装置126の直下流側には、NOx除去装置130を配置することで、高効率のNOx除去効率を確保する。一方、CO除去装置134は、NOxが除去された被処理ガスが流入する。この段階では、被処理ガスは、SPM、NOxの両方について除去され、有害成分としては、COおよび除去しきれなかったNOxが存在する。CO除去装置134は、メンテナンス性、ランニングコスト、および自動車トンネル、地下駐車場などへの設置性の観点から、常温常湿、かつ常圧下で運転されることが好ましい。また、自動車トンネル内の温湿度環境下では、被処理ガス内に仮にNOが残留していたとしてもNOの低温酸化反応は充分低い。このため、CO除去装置内でNOがNO2に酸化される効率は著しく低く、NO2生成は無視できる程度となる。また、酸化触媒として、例えば光触媒活性を有するTiO2を使用することで、被処理ガス中に存在するNOx全体を分解させ、NO2濃度をCO除去装置を追加しても、NO2濃度を増加させない構成とすることができる。
For this reason, in this embodiment, the
一方で、COについては、常温常湿、常圧環境であっても効率的に触媒酸化反応が生じるので、CO除去装置134は、実質的にCOを除去し、NO2の増加を生じさせずに、浄化ガスを生成することが可能となる。また、CO除去装置134には、活性炭といったNOx除去剤の相を通過した後の被処理ガスが導入されるので、オイルミスト、SOxなどの触媒毒となる可能性のある成分も充分に除去され、併せてCO除去装置134の長期間稼働性も向上させることができる。
On the other hand, for CO, a catalytic oxidation reaction occurs efficiently even in a normal temperature and normal humidity and normal pressure environment, so the
図4は、本実施形態の排気ガス処理システムを使用する地下構築物400を示す。地下構築物400は、自動車トンネル410と、排気ガス処理システムとを含んで構成されている。排気ガス処理システムは、電気集塵装置430と、NOx除去装置440と、CO除去装置450とから構成されており、排気ガス処理システム全体は、自動車トンネル410の地山側に設置された機械室420に収容されている。
FIG. 4 shows an
自動車トンネル410は、シールドトンネルなどとして構築され、その内部を自動車470が走行している。自動車トンネル410の内部には、自動車470のエンジンの燃焼生成物などとして、SPM、NOx、COなどを含む排気ガス480が存在している。
The
図4に示した排気ガス処理システムは、インレットファンおよびアウトレットファンにより流量を調整しながら、自動車トンネル410の内部から排気ガス480を吸引している。吸引された排気ガスは、順次、電気集塵装置430、NOx除去装置440、CO除去装置450を通過して、各装置によって有害物質が除去され、浄化ガスは、換気塔460を介して地表GL上に構築された建築物が存在する外部大気へと浄化ガス490が放出されている。図4に示した実施形態の、排気ガス処理装置は、自動車470が長期規制基準をクリアしていない現段階でも、SPM、NOx、およびCOについての環境基準を達成する。
The exhaust gas treatment system shown in FIG. 4 sucks the
図4に示した排気ガス処理システムは、換気量が大きく低減され、CO除去装置追加のコストを上回るだけの、ランニングコスト、設置スペース、装置コストの低下およびCO除去を行うため、排気ガス処理マージンの増加を可能とし、排気ガス処理システムの普及を可能とするメリットを提供することができる。 The exhaust gas treatment system shown in FIG. 4 has an exhaust gas treatment margin because the ventilation amount is greatly reduced, and the running cost, installation space, equipment cost is reduced and CO removal is just enough to exceed the cost of adding the CO removal equipment. And an advantage that the exhaust gas treatment system can be widely used can be provided.
図5は、第2の実施形態の地下構築物500を示す。地下構造物500は、地表GL以下の地下に構築された自動車トンネル510のシールドの地山側に機械室550が設置されている。排気ガス除去システムは、機械室550の内部に配置され、電気集塵装置520、NOx除去装置530、およびCO除去装置540が、排気ガスの流路上流側から下流側に向かって順次設置されている。図5に示した実施形態では、排気ガス処理システムは、自動車トンネル内部から自動車560が排出した排気ガス570を吸引し、処理後の浄化ガス580を、自動車トンネル510内に環流させている。
FIG. 5 shows an
図5に示した実施形態では、図4に示した換気塔460の設置を不要とすることができ、地表GLの利用性を阻害することなく、建築物590が存在する地表GLの有効利用が可能となる。また、将来的な環境規制値への対応や、交通事情の変動にも充分対応することが可能となり、より効果的に大気環境を改善することができる。
In the embodiment shown in FIG. 5, the installation of the
図6は、第3の実施形態の地下構築物600を示す。第3の実施形態では、排気ガス処理装置は、地下構造物600の自動車トンネル610の換気を行うためのジェットファンの筐体内に設置されている。ジェットファン内には、矢線で示される方向に自動車650が排出した排気ガス660が流されている。排気ガス処理装置は、排気ガスの吸引方向上の上流側から、電気集塵装置640、NOx除去装置630、CO除去装置620の順で有害物質を除去し、有害物質の除去された浄化ガス670を自動車トンネル610内に排出させている。図6に示した実施形態でも、換気塔460の設置を排除することが可能となり、建築物680のために地表GLの有効利用が可能となる。また、機械室420、550の設置も不要で、かつ換気量も少ないため、排気ガス処理システムを含むジェットファンを相対的に多数配置することができ、延長が長い深部山岳トンネルなどに好適に適用することができる。
FIG. 6 shows an
以上、本発明の排気ガス処理システムについて装置構成を説明してきた。以下に本発明のCO除去装置134のCO除去について実施例をもって説明する。なお、下記実施例は、本発明の説明の目的で記載するものであり、本発明を限定することを意図するものではない。
The apparatus configuration of the exhaust gas treatment system of the present invention has been described above. Hereinafter, CO removal by the
1.CO除去装置
図7に示すCO除去装置のパイロットシステム700を作成し、CO除去能力の検討を行った。パイロットシステム700は、筐体710と、空気インレットライン720と、被処理ガスのシミュレーションガスであるCO/空気混合ガスを供給するサンプルライン730を備えている。被処理ガスをシミュレーションするシミュレーションガスを、サンプルライン730を介して筐体710内に配置された加湿容器740内導入し、湿度を調節した。筐体710は、恒温槽として構成され、パイロットシステム700のCO除去処理の温度を実施例では、自動車トンネル内の温度環境として可能な、25℃の一定温度とした。
1. CO removal apparatus The
サンプルガスを、水を充填した加湿容器740から排出された後、空気ライン720からの空気流で流量および濃度が調整された後、CO除去塔750に導入した。CO除去塔750には、粒状のCO吸着剤が充填されていて、流入してきたサンプルガスに対して設定された湿度環境でのCOの酸化反応を生じさせた。
After the sample gas was discharged from the
COが除去された浄化ガスを、CO除去塔750から吸引ファン760で吸引し、CO/CO2分析装置770に導入することで、CO濃度およびCO2濃度の測定を行った。
The purified gas from which CO was removed was sucked from the
2.CO濃度測定
CO/空気のサンプルガスは、CO濃度50ppmの標準ガスを使用した。また、CO/CO2分析装置770として、汎用赤外線分析計(株式会社堀場製作所、型式:VIA−510、CO測定方式NDIR法)を使用した。
2. CO concentration measurement The standard gas having a CO concentration of 50 ppm was used as the CO / air sample gas. Further, as the CO / CO 2 analyzer 770, a general-purpose infrared analyzer (Horiba, Ltd., model: VIA-510, CO measurement method NDIR method) was used.
3.CO除去剤
CO除去実験には、図8に示す酸化触媒からなるCO除去剤を使用した。なお、図8には、便宜上、CO除去剤として機能する触媒にa〜dの符号を付し、以下、触媒a〜触媒dで各CO除去剤を参照する。使用したCO除去剤は、COをCO2に酸化して除去する市販の酸化触媒であり、それぞれ触媒a(イギリスWGC(World Gold Council)社製、Catalyst Type:Type A 1.5wt%Au/TiO2、Lot No.Au/TiO2♯02−7)、触媒b(ズードケミー触媒株式会社製、品番:N−140)、触媒c(エヌ・イー・ケムキャット株式会社製、品番:DASH)、触媒d(エヌ・イー・ケムキャット株式会社製、品番:NM−101)として市販されているものを使用した。
3. CO removal agent In the CO removal experiment, a CO removal agent comprising an oxidation catalyst shown in FIG. 8 was used. In FIG. 8, for convenience, a catalyst functioning as a CO removing agent is denoted by a to d, and hereinafter, each CO removing agent is referred to as the catalyst a to the catalyst d. The CO removing agent used is a commercially available oxidation catalyst that oxidizes and removes CO to CO 2 , and is a catalyst a (Catalyst Type: Type A 1.5 wt% Au / TiO, manufactured by WGC (World Gold Council), UK). 2 , Lot No. Au / TiO 2 # 02-7), catalyst b (manufactured by Zude Chemie Catalysts Co., Ltd., product number: N-140), catalyst c (manufactured by N.E. Chemcat Co., Ltd., product number: DASH), catalyst d What was marketed as (Nee Chemcat Co., Ltd., product number: NM-101) was used.
4.CO除去実験条件および結果
図9に、CO除去実験に用いた実験条件を示す。また、図9に示した各条件を使用して触媒a〜触媒dについて、サンプルガスを流通させ、CO除去の12時間初期特性を評価した。その結果を図10に示す。触媒aはトンネル内空気の条件下で優れた初期性能を示したが、触媒bは湿度の影響で全く除去できず、触媒cおよび触媒dは湿度の影響が見られた。なお、すべての触媒について、110℃でCO除去性能を測定したところ、全触媒についてCO除去率は、90%以上であった。一方で、図10に示されるように、常温におけるCO除去性能については、触媒の種類に依存して湿度依存性が観測され、触媒aが常湿および高湿環境で良好な特性を示した。
4). CO Removal Experimental Conditions and Results FIG. 9 shows the experimental conditions used for the CO removal experiment. Moreover, the sample gas was circulated about the catalyst a-catalyst using each condition shown in FIG. 9, and the 12-hour initial characteristic of CO removal was evaluated. The result is shown in FIG. Catalyst a showed excellent initial performance under conditions of air in the tunnel, but catalyst b could not be removed at all due to the effect of humidity, and catalyst c and catalyst d were affected by the humidity. In addition, when CO removal performance was measured at 110 degreeC about all the catalysts, CO removal rate was 90% or more about all the catalysts. On the other hand, as shown in FIG. 10, regarding the CO removal performance at room temperature, humidity dependency was observed depending on the type of the catalyst, and the catalyst a showed good characteristics in the normal humidity and high humidity environments.
常湿および高湿で良好な結果が得られた触媒aについて、さらに、初期性能が良好であった触媒aについて、初期特性の測定に使用した条件と同様の条件で100時間の連続通気テストを行った。なお、湿度は、RH90%として加速試験を行った。その結果を図11に示す。図11に示すように、触媒aのCO除去率は、加速試験環境であるにもかかわらず、連続100時間まで、初期性能と同様のCO除去率示し、安定したCO除去性能が確認された。また、CO2酸化率(5)は、CO除去率(%)と同等であることから、入口COの全量がCO2に酸化されていることがわかった。この結果、触媒aは、常温・常湿および常温・高湿環境下でCO除去装置のCO除去剤として好適に使用することができると結論できた。 For catalyst a that gave good results at normal humidity and high humidity, and for catalyst a that had good initial performance, a continuous aeration test for 100 hours was performed under the same conditions as those used for measuring initial characteristics. went. The humidity was RH90% and an acceleration test was performed. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 11, the CO removal rate of the catalyst a showed the same CO removal rate as the initial performance up to 100 hours in spite of the accelerated test environment, and a stable CO removal performance was confirmed. Further, since the CO 2 oxidation rate (5) was equivalent to the CO removal rate (%), it was found that the entire amount of the inlet CO was oxidized to CO 2 . As a result, it was concluded that the catalyst a can be suitably used as a CO removing agent for a CO removing device under normal temperature / normal humidity and normal temperature / high humidity environments.
以上説明したように、本発明の排気ガス除去システムは、CO除去装置を、換気量の低減程度に応じて、電気集塵装置、NOx除去装置、およびCO除去装置と組み合わせて使用する。このため、自動車トンネルの通行量、換気量、メンテナンスコストなどの要請に対応して、有害物質の濃度に応じたフレキシブルな除去システムを提供することができる。 As described above, the exhaust gas removal system of the present invention uses the CO removal device in combination with the electrostatic precipitator, the NOx removal device, and the CO removal device according to the degree of reduction of the ventilation amount. Therefore, it is possible to provide a flexible removal system according to the concentration of harmful substances in response to requests for traffic volume, ventilation volume, maintenance cost, etc. of automobile tunnels.
この結果、(1)大気環境基準を尊守した環境配慮型の道路インフラ整備を提供でき、(2)既設トンネルでは、換気風量が低減できるのでランニングコストを低下でき、(3)新設トンネルでは、計画段階から換気風量を減らせるので、ファンなどの換気設備のイニシャルコストが低減でき、または、換気風量が少なくて済むので、換気所の設置間隔を長くすることができ、この結果、換気所の数を減らすことができ、(4)新設トンネルでは、さらに換気所面積が削減できるので、特に都市内の限られたスペースでの適用性や設置性が向上するという効果が得られる。 As a result, (1) it is possible to provide environmentally friendly road infrastructure development that respects atmospheric environmental standards, (2) the existing tunnel can reduce the ventilation air flow, so the running cost can be reduced, and (3) the new tunnel, Since the ventilation air volume can be reduced from the planning stage, the initial cost of ventilation equipment such as fans can be reduced, or the ventilation air volume can be reduced, so the interval between ventilation stations can be increased. (4) In the new tunnel, the area of the ventilation station can be further reduced, so that the applicability and installation in a limited space in the city can be improved.
また、本発明の排気ガス処理方法は、電気集塵機によるSPM除去、活性炭を含むNOx除去装置によるNOx除去およびその後触媒酸化によるCO除去のシーケンスを用いることから、電気集塵機が発生したオゾンを効率的に利用してNOx除去を行い、さらにSPM、NOxの他、重金属成分などが除去された最終段で、低温触媒酸化反応でCOを除去するので、NO2の増加を抑制させつつ、CO除去の効率的な除去を長期間にわたり維持させることができるという効果が得られる。 In addition, the exhaust gas treatment method of the present invention uses a sequence of SPM removal by an electrostatic precipitator, NOx removal by a NOx removal device containing activated carbon, and CO removal by catalytic oxidation thereafter, so that ozone generated by the electrostatic precipitator can be efficiently removed. NOx removal is performed, and CO is removed by a low-temperature catalytic oxidation reaction at the final stage where SPM, NOx, and other heavy metal components are removed. Efficiency of CO removal while suppressing an increase in NO 2 The effect that it is possible to maintain the periodic removal over a long period of time is obtained.
100…排気ガス処理システム、110…機械室、120…大気浄化モジュール、122…インレットダクト、124…インレットファン、126…電気集塵装置、128…加湿装置、130…NOx除去装置、132…NOx除去剤保持部、134…CO除去装置、136…アウトレットダクト、138…アウトレットファン、140…換気塔、142…トンネルシールド、200、300…CO除去剤、400、500、600…地下構築物
DESCRIPTION OF
Claims (3)
マイナスバイアスで動作される電気集塵機により前記排気ガス中の浮遊粒子状物質を除去すると同時にNOの共存下でNOの酸化のためのオゾンを排ガス処理システムの外部へと排出しない量で発生させてNOをNO2とし、
前記電気集塵機の直下流側に配置したNOx除去装置により、前記排気ガス中のNOが酸化されて生成したNO2を、NOx除去装置の炭素系吸着剤により前記NO2を除去して被処理ガスを生成させ、
COセンサにより検出されたCO濃度が環境基準を超えた場合にCO除去装置を起動させ、当該CO除去装置により、生成した前記被処理ガス中に残留するCOを、Au/TiO2を触媒として常温・常湿・常圧下で酸化させ、NO2の濃度増加を防止しながら前記CO除去装置により除去し、浄化ガスを生成する、排気ガス処理方法。 An exhaust gas treatment method for an underground structure in which an automobile travels, wherein the exhaust gas treatment method has a low ventilation amount of 3000 to 30000 h −1 in which CO present in the exhaust gas exceeds an environmental standard value, and the exhaust gas Can handle
NO is generated by removing the suspended particulate matter in the exhaust gas by an electrostatic precipitator operated at a negative bias and at the same time generating ozone for NO oxidation outside the exhaust gas treatment system in the presence of NO. To NO 2
The NOx removing device is arranged immediately downstream of said electrostatic precipitator, the exhaust of the NO 2 which NO is produced by oxidation in the gas, a carbon-based gas to be treated by removing the NO 2 by the adsorbent in the NOx removing device To generate
When the CO concentration detected by the CO sensor exceeds the environmental standard, the CO removal apparatus is started, and the CO removal apparatus generates the CO remaining in the gas to be processed at room temperature using Au / TiO 2 as a catalyst. An exhaust gas treatment method in which a purified gas is generated by oxidizing under normal humidity and pressure and removing by the CO removal device while preventing an increase in the concentration of NO 2 .
Priority Applications (1)
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