JP5927074B2 - ガス処理方法およびガス処理装置 - Google Patents
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Description
また、NOを含む被処理ガスに、当該被処理ガス中のNOと同等の当量若しくは若干少ない当量のアンモニアを混合し、還元触媒を用いる方法も知られている。
さらには、NOを含む被処理ガスに、当該被処理ガス中のNOと同等の当量若しくは若干少ない当量のアンモニアを混合すると共に、得られた混合ガスに波長190〜300nmの紫外線を照射することにより、生成したアンモニアラジカルとNOとを反応させる方法が提案されている(特許文献1等参照)。
前記被処理ガスにアンモニアが混合されてなる、温度が室温〜350℃である混合ガスに対して、波長172nmの紫外線を放射するキセノンエキシマランプよりの紫外線を照射する工程を有し、
前記混合ガス中における一酸化窒素に対するアンモニアの割合が、モル比で1.5以上であることを特徴とする。
また、前記混合ガスに対して紫外線を照射して得られる光照射処理済ガスを、アンモニア回収用水に接触させることによって、当該光照射処理済ガス中のアンモニアを回収することが好ましい。
アンモニアを供給するアンモニア供給部と、
前記被処理ガスに前記アンモニア供給部からのアンモニアが混合された、温度が室温〜350℃である混合ガスに対して、紫外線を照射する光照射処理部と、
前記混合ガス中における一酸化窒素に対するアンモニアの割合を、モル比で1.5以上となるよう調整するアンモニア濃度調整手段と
を備えてなり、
前記光照射処理部は、前記混合ガスに紫外線を照射する紫外線光源として波長172nmの紫外線を放射するキセノンエキシマランプを有することを特徴とする。
前記被処理ガスを前記アンモニア供給部から供給されたアンモニア水溶液に接触させることにより、前記混合ガスを調製する混合ガス調製部を備えてなることが好ましい。
また、前記光照射処理部から排出される光照射処理済ガスをアンモニア回収用水に接触させることにより、当該光照射処理済ガス中のアンモニアを回収するアンモニア回収部を備えてなることが好ましい。
また、被処理ガスをアンモニア水溶液に接触させることによって混合ガスを調製することにより、被処理ガス中に含まれるばい塵を除去することができる。
また、光照射処理済ガスをアンモニア回収用水に接触させることによって、当該光照射処理済ガス中のアンモニアを回収することにより、光照射処理済ガスからアンモニアを除去することができると共に、回収したアンモニアを再利用することが可能となる。
図1は、本発明のガス処理装置の一例における構成の概略を示す説明図である。このガス処理装置は、窒素酸化物として主にNOを含有する低い温度の被処理ガスを処理するガス処理装置であって、アンモニアを供給するアンモニア供給部10と、被処理ガスにアンモニア供給部10からのアンモニアが混合された混合ガスに対して、紫外線を照射する光照射処理部20とを備えてなる。
キャリアガス貯蔵部12から供給されるキャリアガスとしては、空気、窒素ガスなどを用いることができる。
また、紫外線透過窓22を構成する材料として120nmより短い波長の紫外線を効率よく透過するものがなく、また、比較的安価な石英ガラスは120nmより短い紫外線によりダメージを受け、短時間に破損してしまうことから、紫外線放射ランプ25としては、波長が120nm以上の紫外線を放射するものを用いることが好ましい。
このような紫外線を放射する紫外線放射ランプの具体例としては、重水素ランプ(波長120〜170nm)、ArBrエキシマランプ(波長165nm)、Xeエキシマランプ(波長172nm)、ArClエキシマランプ(波長175nm)、低圧水銀ランプ(波長185nm)などが挙げられる。
一方、アンモニア供給部10においては、アンモニアガス(矢印g1で示す)が、アンモニアガス貯蔵部11から導管13を介して処理用ガス調製部15に供給されると共に、キャリアガス(矢印g2で示す)が、キャリアガス貯蔵部12から導管14を介して処理用ガス調製部15に供給され、これにより、当該処理用ガス調製部15においてアンモニアガスとキャリアガスとが混合されて処理用ガスが調製される。このアンモニアガスを含む処理用ガス(矢印g3で示す)は、処理用ガス調製部15から導管16を介して光照射処理部20における処理室S内に導入される。
さらには、アンモニアへの紫外線照射で生成したNH2 ラジカルやNHラジカルとNOとが還元反応することによって、下記反応式(3)および下記反応式(5)に示すようにOHラジカルが生成する。このOHラジカルは、下記反応式(6)に示すようにアンモニアからNH2 ラジカルを生成させ,下記反応式(3)に示すNOの還元反応に寄与する。これらの反応式(3)〜反応式(6)の反応は連鎖反応であり、NOを効率良く還元する原理となっている。
その後、混合ガスに対して紫外線を照射して得られる光照射処理済ガス(矢印G2で示す)は、導管27を介して外部に排出される。
NH3 +hν → NH2 +H
反応式(2):
NH3 +hν → NH+H2
反応式(3):
NO+NH2 → NNH+OH
反応式(4):
NNH → N2 +H
反応式(5):
NO+NH → N2 +OH
反応式(6):
NH3 +OH → NH2 +H
[反応式(1)および反応式(2)において、「h」はプランク定数(6.63×10-34 〔Js〕)であり、「ν」は照射される紫外線の振動数(光速/波長)である。
混合ガス中におけるNOに対するアンモニアの割合がモル比で1.5未満である場合には、NOを高い脱硝率で還元処理することが困難となる。また、混合ガス中におけるNOに対するアンモニアの割合がモル比で3を超える場合には、光照射処理済ガス中に多量にアンモニアガスが残存するため、好ましくない。
また、アンモニアラジカルによるNOの還元処理時間、具体的には、光照射処理部20における混合ガスの滞留時間は、(フォトン数)/(アンモニア分子数)が0.50〜0.85となる14.4〜24.9秒間であることが好ましく、より好ましくは(フォトン数)/(アンモニア分子数)が0.77となる22.4秒間である。
このような混合ガス調製部35としては、ウェットスクラバーを利用することができる。
紫外線放射ランプ45としては、図1に示すガス処理装置における紫外線放射ランプ25と同様のものを用いることができる。
このような気液混合処理部52としては、ウェットスクラバーを利用することができる。
また、図示の例では、回収タンク53は、循環路54を介してアンモニア供給部30に接続されている。
混合ガス調製部35においては、被処理ガスとアンモニア水溶液とが気液混合処理されることにより、被処理ガスにアンモニア水溶液から気化したアンモニアガスが混合されてなる混合ガスを調製される。このとき、被処理ガス中に含まれるばい塵は、アンモニア水溶液と混合されることによって除去されるため、得られる混合ガスは、ばい塵の含有量が少ないものとなる。この混合ガス(矢印G3で示す)は、混合ガス調製部35から導管37を介して光照射処理部40における処理室S内に導入される。一方、気液混合処理後のアンモニア水溶液(矢印L2で示す)は、混合ガス調製部35から導管38を介して外部に排出される。
その後、混合ガスに対して紫外線を照射して得られる光照射処理済ガス(矢印G2で示す)は、処理済ガス排出口41Bおよび導管43を介してアンモニア回収部50における気液混合処理部52に導入される。
気液混合処理部52においては、光照射処理済ガスとアンモニア回収用水とが気液混合処理されることにより、光照射処理済ガス中に含まれるアンモニアが、アンモニア回収用水に溶解することによってアンモニア水溶液として回収される。このアンモニア水溶液(矢印L4で示す)は、導管57を介して回収タンク53に導入される。一方、気液混合処理された光照射処理済ガス(矢印G4で示す)は、導管55を介して外部に排出される。
光照射処理部40における処理条件(紫外線照射条件、温度条件、還元処理時間)は、図1に示すガス処理装置における条件と同様である。
また、被処理ガスをアンモニア水溶液に接触させることによって混合ガスを調製することにより、被処理ガス中に含まれるばい塵を除去することができ、これにより、光照射処理部40における紫外線透過窓42が汚染することを抑制することができる。
また、光照射処理済ガスをアンモニア回収用水に接触させることによって、当該光照射処理済ガス中のアンモニアを回収することにより、光照射処理済ガスからアンモニアを除去することができる。また、回収タンク53に回収されたアンモニア水溶液を循環路54を介してアンモニア供給部30に導入することにより、還元処理に供されるアンモニアを再利用することができる。
処理室形成部41内の処理室の寸法は、全長が100mm、処理室を包囲する外筒41Eの内径が80mm、紫外線放射ランプ45を内部に配置するための石英ガラス管41Sの外径が40mm、当該石英ガラス管41Sの肉厚が2mmである。また、紫外線放射ランプ45は、波長172nmの紫外線を放射するキセノンエキシマランプであり、その寸法は、発光長が100mm、外径が26.5mmである。
上記の実験用ガス処理装置を用いて、酸素ガス、窒素ガスおよび一酸化窒素ガスよりなる被処理ガスのガス処理を行い、下記の条件により、被処理ガスにおける窒素酸化物の還元処理を行った。
混合ガス調製部35に供給される被処理ガスは、一酸化窒素ガスの濃度が500ppm、酸素ガスの濃度が8.3%のものであり、被処理ガスの流量は1.0L/min、初期温度は20℃である。
[混合ガス]
光照射処理部40に導入される混合ガスは、NOに対するアンモニアの割合が、モル比で1.5となるよう設定した。具体的には、モル比演算器60によって演算されたNOとNH3 とのモル比が1.5より小さい場合には、混合ガス調製部35に供給される被処理ガスの温度が上がるよう加熱ヒータHを制御し、モル比演算器60によって演算されたNOとNH3 とのモル比が1.5を超える場合には、混合ガス調製部35に供給される被処理ガスの温度が下がるよう加熱ヒータHを制御することにより、混合ガス中におけるNOに対するアンモニアの割合を調整した。
[紫外線照射条件]
紫外線放射ランプ45による紫外線の放射照度は、処理室形成部41の石英ガラス管41Sの表面において26mW/cm2 である。
[還元処理時間]
光照射処理部40における混合ガスの滞留時間は、22.4秒間である。
脱硝率(%)=(被処理ガス中のNO濃度−光照射処理済ガス中のNO濃度)/被処理ガス中のNO濃度
光照射処理部40に導入される混合ガスを、NOに対するアンモニアの割合が、モル比で2.0となるよう設定したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、処理済ガス中の窒素酸化物ガスの濃度を測定して脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
光照射処理部40に導入される混合ガスを、NOに対するアンモニアの割合が、モル比で3.0となるよう設定したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
被処理ガスをアンモニア水溶液と混合せずに光照射処理部40に導入したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
光照射処理部40に導入される混合ガスを、NOに対するアンモニアの割合が、モル比で1.0となるよう設定したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
紫外線放射ランプ45として、キセノンエキシマランプの代わりに波長190nmの紫外線を放射する蛍光ランプを用いたこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
上記の蛍光ランプは、Xeガスを封入したエキシマランプの内表面に蛍光体層を設けたものである。蛍光体層に用いる蛍光体としては、Xeエキシマランプの発光波長172nmで励起され190nmに発光を有する蛍光体(Y1-x,Ndx )PO4 (ただしx=0.01〜0.11)である。蛍光体層は以下のように形成される。
軟質ガラスの粉末を適宜のバインダーと混合してスラリーを調製し、このスラリーを発光管の内表面に塗布して乾燥した後、約600℃で焼成して下地を形成する。得られた下地上に蛍光体スラリーを塗布して乾燥し、500〜900℃で焼成して蛍光体層が形成される。この蛍光体の塗布厚さは例えば、10〜20μmである。
紫外線放射ランプ45として、キセノンエキシマランプの代わりに波長190nmの紫外線を放射する蛍光ランプを用い、光照射処理部40に導入される混合ガスを、NOに対するアンモニアの割合が、モル比で2.0となるよう設定したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、処理済ガス中の窒素酸化物ガスの濃度を測定して脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
紫外線放射ランプ45として、キセノンエキシマランプの代わりに波長190nmの紫外線を放射する蛍光ランプを用い、光照射処理部40に導入される混合ガスを、NOに対するアンモニアの割合が、モル比で3.0となるよう設定したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、処理済ガス中の窒素酸化物ガスの濃度を測定して脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
紫外線放射ランプ45として、キセノンエキシマランプの代わりに波長190nmの紫外線を放射する蛍光ランプを用い、被処理ガスをアンモニア水溶液と混合せずに光照射処理部40に導入したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
紫外線放射ランプ45として、キセノンエキシマランプの代わりに波長190nmの紫外線を放射する蛍光ランプを用い、光照射処理部40に導入される混合ガスを、NOに対するアンモニアの割合が、モル比で1.0となるよう設定したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、処理済ガス中の窒素酸化物ガスの濃度を測定して脱硝率を求めた。結果を図5に示す。
被処理ガスにおける酸素の濃度を8.3ppmから2.1ppmに変更したこと以外は、実験例1と同様の条件により、被処理ガスのガス処理を行い、処理済ガス中の窒素酸化物ガスの濃度を測定して脱硝率を求めた。その結果、脱硝率は、79.4%であり、実験例1における脱硝率82.3%と大差はなかった。
11 アンモニア貯蔵部
12 キャリアガス貯蔵部
13,14 導管
15 処理用ガス調製部
16 導管
17 アンモニアガス流量制御機構
20 光照射処理部
21 処理室形成部
21A 被処理ガス導入口
21B 処理済ガス排出口
21C 処理用ガス導入口
22 紫外線透過窓
25 紫外線放射ランプ
26,27 導管
28 被処理ガス流量制御機構
30 アンモニア供給部
31 導管
32 アンモニア水溶液流量制御機構
35 混合ガス調製部
35A 被処理ガス導入口
35B 混合ガス供給口
35C 液体導入口
35D 液体排出口
36,37,38 導管
39 被処理ガス流量制御機構
40 光照射処理部
41 処理室形成部
41A 混合ガス導入口
41B 処理済ガス排出口
41E 外筒
41S 石英ガラス管
42 紫外線透過窓
43 導管
45 紫外線放射ランプ
46 電源部
50 アンモニア回収部
51 アンモニア回収用水貯蔵部
52 気液混合処理部
52A ガス導入口
52B ガス排出口
52C 液体導入口
52D 液体排出口
53 回収タンク
54 循環路
55,56,57 導管
58 除塵フィルタ
60 モル比演算器
61 比較器
65 ヒータ制御器
G1 被処理ガス
G2 光照射処理済ガス
G3 混合ガス
G4 光照射処理済ガス
g1 アンモニアガス
g2 キャリアガス
g3 処理用ガス
H 加熱ヒータ
L 紫外線
L1,L2 アンモニア水溶液
L3 アンモニア回収用水
L4 アンモニア水溶液
M1,M2,M3,M4 ガス濃度測定器
Claims (6)
- 窒素酸化物を含有する被処理ガスを処理するガス処理方法であって、
前記被処理ガスにアンモニアが混合されてなる、温度が室温〜350℃である混合ガスに対して、波長172nmの紫外線を放射するキセノンエキシマランプよりの紫外線を照射する工程を有し、
前記混合ガス中における一酸化窒素に対するアンモニアの割合が、モル比で1.5以上であることを特徴とするガス処理方法。 - 前記被処理ガスをアンモニア水溶液に接触させることによって、前記混合ガスを調製することを特徴とする請求項1に記載のガス処理方法。
- 前記混合ガスに対して紫外線を照射して得られる光照射処理済ガスを、アンモニア回収用水に接触させることによって、当該光照射処理済ガス中のアンモニアを回収することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガス処理方法。
- 窒素酸化物を含有する被処理ガスを処理するガス処理装置であって、
アンモニアを供給するアンモニア供給部と、
前記被処理ガスに前記アンモニア供給部からのアンモニアが混合された、温度が室温〜350℃である混合ガスに対して、紫外線を照射する光照射処理部と、
前記混合ガス中における一酸化窒素に対するアンモニアの割合を、モル比で1.5以上となるよう調整するアンモニア濃度調整手段と
を備えてなり、
前記光照射処理部は、前記混合ガスに紫外線を照射する紫外線光源として波長172nmの紫外線を放射するキセノンエキシマランプを有することを特徴とするガス処理装置。 - 前記アンモニア供給部は、前記アンモニアをアンモニア水溶液の状態で供給するものであり、
前記被処理ガスを前記アンモニア供給部から供給されたアンモニア水溶液に接触させることにより、前記混合ガスを調製する混合ガス調製部を備えてなることを特徴とする請求項4に記載のガス処理装置。 - 前記光照射処理部から排出される光照射処理済ガスをアンモニア回収用水に接触させることにより、当該光照射処理済ガス中のアンモニアを回収するアンモニア回収部を備えてなることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のガス処理装置。
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JPS5515637A (en) * | 1978-07-19 | 1980-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | Cleaning method of mixed air containing exhaust gas of automobile |
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Cited By (1)
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