JPH038412A

JPH038412A - 放電法による排気ガスのＮＯｘ除去方法

Info

Publication number: JPH038412A
Application number: JP1142908A
Authority: JP
Inventors: Sachiko Okazaki; 幸子岡崎; Tadaaki Inomata; 猪俣　忠昭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1991-01-16
Also published as: DE69012657T2; EP0402142B1; EP0402142A1; DE69012657D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、ガスエンジンをはじめ大型鉄鉱業等において
燃焼に伴い発生する排気ガス中の公害物質であるＮＯｘ
　　（主としてＮＯ＋　Ｎｏ２Ｊ）を含む毒性ガスを、
放電法により、分解、沈積することにより除去する方法
に関する。

放電法によるＮＯｘ除去処理の方法としては、既に多く
の方法が提案され、特許出願もされている。

本発明で使用する放電管は、本願発明者が特許出願し、
既に特許第１，３６７．９２９号（特公昭６１−３２２
４２号公報参照）として特許権の設定登録がなされてい
る「活性種発生装置」を使用した排気ガスのＮＯｘ　９
去方法に関する。当該特許発明の活性種発生装置は、ガ
ラス円筒管外壁の外部電極とステンレス細線を充填した
構造からなるものである〔第５図（ａ）参照〕。この装
置は斯かる簡単な構造であるから、コストも安く、また
１００℃以上の温度調節にも充分耐え得るものである。

「従来の技術」燃焼に伴い発生する排気ガス中の公害物質Ｎ０１ＮＯシ
を含む毒性ガスの処理方法としては、種々の方法が提案
されている。しかし、いずれの方法も充分な効果を挙げ
るには至っていないのが現状である。

本発明者は、前記特許発明の活性種発生装置又はシーメ
ンス管を使用して、水又はアセトンドライアイスで冷却
親水した排気ガスを室温で放電処理する方法を発明し、
実験してみた（第６図参照）。

しかし、斯かる方法では、第７図（ａ）〔活性種発生装
置の場合〕、（ｂ）〔シーメンス管の場合〕に示す如く
、燃料メタンの燃料過剰域排気ガスでは５Ｊｓのエネル
ギーで６０〜７０％以上のＮＯｘ処理が可能であるが、
酸素過剰側（ＣＨ←９．５％以下濃度）では、たかだか
２０％以下、時には負の分解（逆にＮＯｘ生成）値とな
り、好ましくない。

「発明が解決しようとする課題」したがって、一般に燃焼器で用いられる酸素（空気）過
剰濃度域において、ＮＯｘ除去を有効に行う方法の開発
が要請され、また、放電を室温で安定に行うためには凝
縮水が管内に発生しないように保つことも要求される。

そこで本発明者は、このような状況下にあって、冷却に
よる水分除去操作を省略し、凝縮水の発生しない高温の
侭の排気ガス処理を行い且つＮＯｘ除去が効果的に行え
る方法の発明に着目し、研究を重ねた結果、高温の侭充
分高電圧に耐え得る放電管を作り、これに高温排気ガス
をその侭流し、且つ水、酸素、空気、アルゴンガス、窒
素、その他の不活性ガスを単独で又はこれと水蒸気とを
水中バブリング等の方法により、水分を飽和させて並流
通せしめる事で除去効果を大きく上昇せしめる事に成功
した。

「課題を解決するための手段」本発明は斯くして完成されたもので、その特徴とすると
ころは、放電管導入前に水、酸素、空気、アルゴンガス
、窒素、その他の不活性ガスを単独で又はこれと水蒸気
とを高温の燃焼排気ガスに添加し、これを１００°Ｃ以
上に保温した放電管中を通過させ、もって水分量を増加
、調節することによりＮＯｘを除去する方法、及び該放
電管通過気体をアルカリ等を含む水溶液若しくは水又は
適宜の吸収剤若しくは吸着剤を用いて吸収操作せしめる
ことによりＮＯｘを除去する方法にある。

「実施例」以下、図示した実施例に即して本発明につき更に詳細に
説明する。

本発明について説明する前に、先ず前記特許発明（特公
昭６１−３２２４２号公報参照）につき、若干説明する
こととする。

第５図（ａ）は、当該特許発明に係る活性種発生装置で
あり、イは固体誘電体としてのガラス管を示し、口は該
ガラス管イ内に充虜された金属充填材、ハは該ガラス管
イの外周に巻かれた給電電極としてのアルミ箔、二は充
填材口を保持する金網を示す。そして、これに高電圧を
かけ、該充填材口とアルミ箔ハとの間において放電を行
い、この中を酸素ガス（０２）を通過させることにより
、オゾン（０２，十〇、？）を発生するものである。

また、第５図（ｂ）はシーメンス管の場合を示し、第５
図（Ｃ）はフラットフレームバーナーを示すものである
。

第６図は、本発明を完成する前に実験した装置を示すも
のである。該装置において、１は放電管（特公昭６１−
３２２４２号公報Ｇこおける活性種発生装置）、２はフ
ラットフレームバーナー　３は気液分離器、４はアセト
ンドライアイス・トラップ、５．６は水冷冷却器、７は
オゾン分解器、８は気体混合器、９．１０．１１．１２
はニードルバルブ、１３は流量コントローラーを示すも
のである。該実験装置においては、放電管１は室温であ
る。そして、フラットフレームバーナーから水冷冷却器
５を通った排気ガスは気液分離器３において水が分離さ
れ、該ガスをアセトンドライアイス・トラップにおいて
冷却・脱水した後、放電管１に導入するものである。放
電管１を通過した排気ガスはオゾン分解器７、水冷冷却
器６を通って、ＣＯｘ計及びＮＯｘ計に出力されるもの
である。

しかし、斯かる装置にあっては、前述した如く第７図（
ａ）〔活性種発生装置の場合〕、（ｂ）〔シーメンス管
の場合〕に示すような欠点のあることが分かった。

斯かる結果を踏まえて、本発明者は第１〜２図に示すよ
うな本発明を完成したものである。

第１図は、本発明の方法（１−４及び１−５の方法）を
ダイヤグラムにより示したもので、第２図は具体的な実
験装置を示し、第３図はその実験結果を示すものである
。

先ず、約５００℃の温度を持つ排気ガスは、１−１．１
−２．１−３．１−４及び１−５の方法をもって、夫々
Ｃｏｘ計、ＮＯｘ計に至るものである。

先ず１−１は前記実験装置と同様に、室温放電により、
前処理水を除去したときのＮＯｘ除去率を示す。１−２
は冷却せず１５０℃に保った放電管でヘリウムなしで直
接放電処理した場合であり、前記１−１よりも遥かに除
去効率のよいことが分かる。１−３は前記１−２のガス
を３００１　　の水を通して可溶分を除去したものであ
る。

以上のことから、放電と水への溶解の効果が明らかとな
った。

１−４及びＩ−５は本発明の方法を示すものである。

この方法は、冷却なしで、放電管導入前にヘリウム（Ｈ
ｅ）を排気ガスと等速度、等量加えたものである。

そして、そのＮＯｘ除去率を示したのが第４図である（
全て１５０℃放電である。）。

先ず、ヘリウムのみを排気ガスと等速度で等量加えた場
合を示すのが４−１である。

次に、４−２はヘリウムを室温（２２℃）の水にバブリ
ングすることにより水を加えた場合を示し、４−３はヘ
リウムを温水（７［Ｃ）の水にバブリングすることによ
り水を加えた場合を示しく第１図における１−５の方法
に対応）、４−４は４−２のガスを放電処理後、水（４
００ｃ＋ｎ３）にバブリングした場合を示し、４−５は
前記４−３のガスを放電処理後、水（４００ＣＩ１１３
）にバブリングした場合を示すものである。

以上のように、水分を添加することにより、ＮＯｘ減少
に効果的であることが分かる。更に夫々のガスを水を通
してみると、前記４−４及び４−５に示すように著しく
　ＮＯｘは除去され、この放電を行うことによって、水
に可溶なＮＯｘ成分が増加することが明らかである。

以上の説明では、ヘリウム（Ｈｅ）を用いた水分添加の
実施例を示したが、これに代えてアルゴン（Ａｒ）　、
ネオン（Ｎｅ）　、ときには酸素（０２）を使用しても
よい。また求められる程度によっては空気（Ａｉｒ　）
でもよいが、放電によるＮＯｘ発生の虞のないＮｉｌ不
混合系が好ましい。

更に放電管は基本的には１００℃以上で必要な電圧（数
ＫＶ〜１０数ＫＶ）に耐え得る絶縁性を有する材料（誘
電体）で構成されていれば、石英、セラミックス、マイ
カ等いずれの材料も採用することができる。但し、高温
で膨張によって不都合の生じない構造とすることが望ま
しい。

また、第１図の１−４に示すように、放電後、水又はア
ルカリ水溶液による不要成分ガスの除去にあたっては、
用いられる場所によっては、これに代えて固形吸収剤、
半固形液体又はその他吸着剤等を採用してもよい。この
ように、排気ガスに含まれる炭酸ガス（ＣＯｚ　）は放
電により一酸化炭素（ＣＯ）を発生し、これが酸素源と
なるから、放電前に吸収沈澱せしめて除去することが望
ましい。

「作用」次に、第２図に示した本発明方法を実施するに通した具
体的装置に従って、本発明の作用につき更に詳細に説明
する。

第２図におイテ、１４．１５．１６．１７．１８．１９
．２゜はバルブである。

バルブ１４．１５を閉め、バルブ１６．１７を開けるこ
とにより、気液分離器３による水冷を行うことができる
。次に、バルブＩ５．１６．１８を閉め、バルブ１７．
１９を開けることにより、アセトンドライアイス・トラ
ップによるドライアイス冷却を行うことができる（この
ときは、水を流さない）。

次に、放電管を１５０℃に保って放電するときは、バル
ブ１７．１５を閉め、バルブ１６を開けることにより、
直接高温ガスのみを放電管１に導入することができる。

また、バルブ１７．２ｏを閉め、バルブ１４．１５．１
６を開けることにより、ヘリウムと排気ガスを導入する
ことができる。更にバルブ１４．１７を閉め、バルブ１
５．１９．２０を開けることにより、ヘリウムと水蒸気
と排気ガスを導入することができるものである。

「発明の効果」叙上の如く本発明によれば、簡単な構造の装置を使用し
ながら、きわめて効率よくガスエンジンをはじめ大型鉄
鉱業等において燃焼に伴い発生する排気ガス中の公害物
質であるＮＯｘ　　（主としてＮＯ＋Ｎ０２）を含む毒
性ガスを除去することができるものであり、実用に供し
碑益する処多大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を示すブロックダイヤグラム、第２
図は同じくその具体的な装置を示す説明図、第３図及び
第４図はその実験結果を示すグラフ、第５図（ａ）は本
発明で使用する活性種発生装置（放電管）の断面図、第
５図（ｂ）は同じくシーメンス管の断面図、第５図（Ｃ
）は同じくフラットフレームバーナーの断面図、第６図
は本発明者が本発明に先立って発明し、実験した装置の
説明図、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）は第６図の装置
により実験した結果を示すグラフであり、第７図（ａ）
は活性種発生装置（放電管）を使用した場合を、第７図
（ｂ）はシーメンス管を使用した場合を夫々示すもので
ある。１　・　・２　・　・４　・　・５、６７　・　・１４．１５、放電管　　　　３・・・気液分離器フラットフレームバーナーアセトンドライアイス・トラップ・・水冷冷却器オゾン分解器　８・・・気体混合器１６．１７．１８．１９．２０・・・バルブ第１図第４図〔０成Ｖ舅コ第図（Ｐ） μ）（υ 第６図第図（α）（４）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放電管導入前に水、酸素、空気、アルゴンガス、
窒素、その他の不活性ガスを単独で又はこれと水蒸気と
を高温の燃焼排気ガスに添加し、これを１００℃以上に
保温した放電管中を通過させ、もって水分量を増加、調
節することによりＮＯｘを除去する方法。
（２）放電管導入前に水、酸素、空気、アルゴンガス、
窒素、その他の不活性ガスを単独で又はこれと水蒸気と
を高温の燃焼排気ガスに添加し、これを１００℃以上に
保温した放電管中を通過させ、もって水分量を増加、調
節し、且つ該放電管通過気体をアルカリ等を含む水溶液
若しくは水又は適宜の吸収剤若しくは吸着剤を用いて吸
収操作せしめることによりＮＯｘを除去する方法。