JPH04171016A - ＮＯｘ含有ガス処理装置 - Google Patents

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、燃焼排ガスからその中に含有されるＮＯｘを
除去するＮＯｘ含有ガス処理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のＮＯｘ含有ガス処理装置としては、様々
なものが知られているが、それらは皆装置か大掛かり且
つ高価なものである。このような状況から装置自体を小
型、軽量化して家庭用のガス機器にも使用できるような
ＮＯｘ含有ガス処理装置を得ることか望まれている。こ
ういった目的に沿うものとして、常温より高い温度で酸
素欠陥を有するペロブスカイト化合物等を除去剤として
ＮＯｘの除去に使用することか提案されている。しかし
ながら、こういった除去剤は除去反応に伴って、その除
去性能か劣化するため、再生しなければならない。ここ
で、ＮＯｘ除去部と化合物再生部を必要とするこのよう
な装置は、例えば第４図（イ）、（ロ）に示すような構
成のものか考えられる。（イ）に示すものは除去剤を入
れる単一の処理部を設け、この処理部に交互にＮＯｘ含
有ガスと再生ガスを通過させて、反応、再生を繰り返す
ものである。さらに（ロ）に示すものは、一対の処理部
を設け、この一対の処理部に対してＮＯｘ含有ガスと再
生ガスを格別に且つ交互に通過させて反応と再生を繰り
返して操業を行うものである。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、上記技術においては、前者の装置を使用
すると、ガス処理に利用できる時間たけ、さらに再生の
ための時間を必要とし、再生処理の間は反応処理ができ
ないため、効率かわるい。一方、後者の装置を利用する
と、連続的に操業することは可能であるが、ＮＯｘ含有
ガスと、再生ガスとを一対の処理部に対してそれぞれ択
一的に供給切り換えするための配管及び切り換え機構等
の装置を組み合わせる必要かあるため、構造及び切り換
え操作が複雑になるとともに、装置全体でコンパクトな
構成をとることができない欠点がでてくる。

そこで、本発明の目的は、可能な限りコンパクトな構成
で、簡単な操作で連続的なガス処理の可能なＮＯｘ含有
ガス処理装置を得ることである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明によるＮＯｘ含有ガス
処理装置の特徴構成は、 ＮＯｘを含む処理対象ガスが流入するガス入口及びＮＯ
ｘを除去された処理済ガスか流出するガス出口と、再生
手段作用部とを備えた本体部に、 複数の収納室により周方向に分割区画された筒部材を、
筒部材が軸芯周りに回転するに伴って複数の収納室が、
ガス入口、ガス出口および再生手段作用部に選択的に連
通ずるように回転自在に内装するとともに、筒部材を回
転させる回転駆動手段を備え、 複数の収納室に、ＮＯｘを除去する除去剤を収納し、 筒部材の回転に伴って、ガス入口及び、ガス出口に連通
ずる収納室を処理対象ガスに対するＮＯｘ除去部に形成
するとともに、再生手段作州都に連通ずる収納室を除去
剤をＮＯｘ除去可能状態に再生する化合物再生部に形成
してあることであり、その作用・効果は次の通りである
。

〔作　用〕

つまり本願のＮＯｘ含有ガス処理装置においては、本体
部に筒部材が回動自在に内装されており、この筒部材か
本体内で回転駆動手段により回転させられる。さらにこ
の筒部材は、ＮＯｘを除去する除去剤か収納される複数
の収納室を備えるとともに、この収納室によって、周方
向に分割区画されているのである。

ここで、筒部材か回転駆動手段によって回転されるに伴
って、ガス入口、この入口に連通ずる収納室、さらにこ
の収納室に連通ずるガス出口に渡って、単一の反応系統
が形成される。そして、この収納室がＮＯｘ除去部とし
て形成され、処理対象のガスか処理されるとともに、除
去剤が反応済の状態になるのである。

一方、同様に筒部材の回転に伴って、再生手段作用部に
連通ずる位置関係にある収納室においては、この収納室
か化合物再生部として形成され、前述の反応済の除去剤
がＮＯｘ除去可能状態に再生されるのである。

〔発明の効果〕

したがって、本願の構成においては、特定の収納室に収
容されている除去剤は、筒部材の回転に伴って順次反応
と再生を繰り返し、ＮＯｘ含有ガスに対して連続的にガ
ス処理を行うことか可能なのである。ここで、筒部材は
、前述のように周方向に分割区画されているため、ＮＯ
ｘ含有ガスが、隣接する各収納室間に渡って移動して、
除去反応と再生反応を混在した状態で行うことはない。

さらに、本願のＮＯｘ含有ガス処理装置においては、本
体部に筒形状の筒部材を収納するとともに、回転駆動手
段を設けるだけで、筒部材を回転することにより、前述
の各収納室をＮＯｘ除去部と化合物再生部に交互に切り
換えられるため、配管、バルブ等の機器を必要とせず、
ＮＯｘ含有ガス処理装置全体をコンパクトで操作の簡単
なものに形成することが可能となったのである。

〔実施例〕

本願の実施例を以下に図面に基ついて説明する。第１図
には本願のＮＯｘ含有ガス処理装置（１）の全体図が、
第２図にはＮＯｘ含有ガス処理装置（１）の本体部（２
）内に内装されている筒部材（３）の斜視図が示されて
いる。

先ず装置の概略構成について説明する。このＮＯｘ含有
ガス処理装置（１）は、本体部（２）とこの本体部（２
）に内装されている筒部材（３）を備え、さらにこの筒
部材（３）を本体部（２）に対して相対回転させるモー
ター（４）を備えている。

一方、本体部（２）には処理対象ガス（Ｇ１）であるＮ
Ｏｘ含有ガスが流入するガス入口（５）およびＮＯｘを
除去された処理済ガス（Ｇ２）か流出するガス出口（６
）が設けられるとともに、除去剤としてのペロブスカイ
ト化合物を再生させる再生手段がペロブスカイト化合物
に作用する再生手段作用部（７）が設けられている。こ
こで、前述のガス入口（５）およびガス出口（６）と、
再生手段作用部（７）とは互いに干渉しない位置関係と
されている。そして、筒部材（３）の回動に伴って、筒
部材（３）内の収納室（８）か前述のガス入口（５）、
ガス出口（６）と再生手段作用部（７）とに選択的に連
通ずる構成が採用されている。

以下にさらに詳細に説明する。まず本体部（２）は中空
且つ閉空間を形成する円柱状部材で形成されている。こ
の本体部（２）の円柱両端面（２ａ）。

（２ｂ）にそれぞれ一対の第一、第二配管部材（Ｌ１）
。

（Ｎ１）、　（Ｌ２）、　（Ｎ２）が取りつけられてい
る。

第１図において、左側に位置する一対の第一配管部材（
Ｌ１）、　（Ｎ１）は、それぞれ処理対象ガス（Ｇ１）
が流入し、処理済ガス（Ｇ２）が流出するＮＯｘ含有ガ
ス流入配管およびＮＯｘ含有ガス流出配管であり、これ
らの第一配管部材（Ｌ１）、　（Ｎ１）がガス入口（５
）およびガス出口（６）を形成している。

一方同図において、右側に位置するさらに一対の第二配
管部材（Ｌ２）、　（Ｎ２）は、それぞれ再生ガスが流
入、流出する再生ガス流入配管および再生ガス流出配管
である。すなわち、これらの第二配管部材（Ｌ２）、　
（Ｎ２）が、再生手段作用部（７）を形成しており、後
述するようにこの第二配管部材（Ｌ２）、　（Ｎ２）に
還元ガスといった再生ガス（Ｇ３）を流すことによりペ
ロブスカイト化合物を再生する再生手段が形成されるこ
ととなるのである。

また本体部（２）の軸芯（Ｚ２）に合わせて、これに合
致した位置関係で回転軸（９）を有する回転駆動手段と
してのモーター（４）が、この本体部（２）に取り付け
られている。このモーター（４）の回転軸（９）は、本
体部（２）の内部に侵入しており、前述の筒部材（３）
を本体部（２）に対して相対回転させる構成がとられて
いる。

次に、筒部材（３）の構成について第２図に基づいて説
明する。この筒部材（３）は、前述の本体部（２）内に
、その軸芯（ｚ３）を本体部（２）の軸芯（Ｚ２）に合
わせて内装されている。さて、この筒部材（３）もまた
円柱状の形状とされ、筒部材（３）を仕切壁（１０）に
よって周方向に分割して、内部か複数の収納室（８）に
区画されている。つまり、隣接する収納室（８）から一
つの収納室（８）内にガスか侵入することは無いように
構成されている。

このような構成を採用することにより、第１図に示すよ
うに、本体部（２）と筒部材（３）の位置関係により、
ＮＯｘ含有ガス流入配管（Ｌ１）およびＮＯｘ含有ガス
流出配管（Ｎ１）に特定の収納室（８１Ｘこの位置関係
にある収納室（８）を第一収納室（８１）と呼ぶ。）か
連通ずるとともに、再生ガス流入配管（Ｌ２）および再
生ガス流出配管（Ｎ２）に前述の第一収納室（８１）と
は別の収納室（８２）　（この位置関係にある収納室（
８）を第二収納室（８２）と呼ぶ。）が連通ずる構成と
されているのである。

またこれらの、第一、第二収納室（８１）、　（８２）
に対応して、各室（８１）、　（８２）を所定の温度に
加熱、または冷却する第一、第二温度設定手段（Ｔ１）
、　（Ｔ２）が設けられている。このようにして、第一
収納室（８１）がＮＯｘ除去部（５０）となり、第二収
納室（８２）か化合物再生部（６０）となるように構成
されるのである。

以下に本願のＮＯｘ含有ガス処理装置を使用する場合に
ついて説明する。先ず、各収納室（８）にＮＯｘ除去剤
としての５ｒＦｅＯｚを収納する。そして筒部材（３）
を一定速度で回転させておく。また第一、第二温度設定
手段（ＴＩ）、　（Ｔ２）により、ＮＯｘ除去部（５０
）および化合物再生部（６０）を５００℃に設定してお
く。この状態で、処理対象ガス（Ｇ１）としてのＮＯｘ
を含んだ排ガスをＮＯｘ含有ガス流入配管（Ｌ１）に流
す。さらに、再生ガス（Ｇ３）としての還元性ガスであ
るＣＨ。

ガスを再生ガス流入配管（Ｌ２）に流す。このようにす
ると、前述の第一収納室（８１）内にあるＳｒＦ　ｅ　
ＯｓはＮＯｘを吸着して、ＮＯｘ含有ガス流出配管（Ｎ
１）にはＮＯｘが除去された処理済ガス（Ｇ２）が流出
してくる。一方前述の第二収納室（８２）内にある５ｒ
ＦｅＯｚは、前回の吸着反応−処理によって吸着してい
たＮＯｘを脱離するとともに、これが分解され、再生ガ
ス流出配管（Ｎ２）！：Ｎｔ、Ｏｚ、ＣＯ２，Ｈ２０と
して排出されてくるのである。

ここで、前記モーター（４）により筒部材（３）の回転
に伴って、各収納室（８）にあるＳｒＦｅＯ３はそれぞ
れ順次吸着、脱離（再生）を繰り返すこととなり排ガス
の連続処理か可能となっているのである。

さて、上述の実施例においては、ＮＯｘ除去部（５０）
および化合物再生部（６０）の温度を同温度（５００°
Ｃ）とし、還元ガスを化合物再生部（６０）において常
温より高い温度で酸素欠陥を有するペロブスカイト化合
物としての５ｒＦｅＯｓに接触させて再生を行ったが、
これを、例えば第一温度設定手段（Ｔ１）を５００°Ｃ
に、第二温度設定手段（Ｔ２）を６００℃に設定してお
くと、排ガス内のＮＯｘがＮＯｘ除去部（５０）で吸着
され、化合物再生部（６０）で脱離されて放出されてく
るのである。

この場合、再生ガス（Ｇ３）を供給することなしに、Ｎ
Ｏｘの分離（ペロブスカイト化合物の再生）か可能で、
再生ガス流入配管（Ｌ２）は不要となる。

〔別実施例〕

本願の別実施例について第３図に基ついて以下に説明す
る。

この例においては、前述のような一対となるＮＯｘ除去
部（５０）及び化合物再生部（６０）を設ける代わりに
、ＮＯｘ除去部（５０）が第一除去部（５１）と第二除
去部（５２）とに流路方向に二段に構成され、さらに化
合物再生部（６０）か第一再生部（６１）と第二再生部
（６２）とに筒部材（３）の回動方向に二段に構成され
ている。そして、各収納室（８）内には、除去剤として
ＢａＺｒＯｓが収納されている。第一除去部（５１）は
Ｂ　ａ　Ｚ　ｒ　ＯｓがＮＯｘを分解するように９００
°Ｃに保たれ、第二除去部（５２）は０２を吸着するよ
うに５００’Ｃに保たれている。また、第一再生部（６
１）は、ＢａＺｒＯ３が０２を脱離する温度である６０
０°Ｃに保たれ、第二再生部（６２）は前述のように５
００℃程度に保たれ、還元ガスが供給されるのである。

このような構成とすると、排ガスに対しては、第一除去
部（５１）でＮＯｘを分解除去するとともに、第二除去
部（５２）て０□を吸着し、第一再生部（６１）に対応
する放出ガス流出口（Ｎ３）から０２富化ガスを得るこ
とができる。また第二再生部（６２）において、還元ガ
スにより完全にＢａＺｒＯ３の再生を行うことか可能な
のである。

さらなる実施例について以下に箇条書きする。

（イ）上述の実施例においては、本体部（２）　、ｉ部
材（３）として円柱状の形状を有するものを示したが、
これらは軸芯回りに回転できるものであれば任意の形状
とすることか可能である。さらに、収納室（８）の形状
としては、第２図に示すような扇状の形状の他、いかな
る形状を採用してもよい。

（ロ）反応に係わるＮＯｘ除去部（５０）を複数個に、
あるいは再生に係わる化合物再生部（６０）を複数個に
構成することもできる。

（ハ）本願における反応、再生としては前述のような吸
着、脱離反応のみならず分解反応等でもよく、ペロブス
カイト化合物が筒部材（３）の回転に伴って、同一位置
（ＮＯｘ除去部（５０）となるガス入口（５）、出口（
６）に対応する位置）に復帰した場合に、同一の化学的
な出発状態となっているものであればいかなるものでも
よい。

（ニ）化合物再生部（６０）における再生反応が、必ず
しもガスとの接触、ガスの放出を必要としない場合も考
えられるため、再生をおこさせる手段を再生手段と称し
、その作用部を再生手段作用部と称する。

（ネ）排ガスに対するＮＯｘの除去剤として５ｒＦｅＯ
ｚ　、ＢａＺｒＯｓの例を示したが、常温より高い温度
で酸素欠陥のあるペロブスカイト化合物（ＬａＣｏＯｓ
、５ｒＣｏＯｚ等）であればいかなるものを採用するこ
とも゛　可能である。

（へ）ペロブスカイト化合物として、これらをペレット
状もしくは粉粒状として収納室（８）に収納するのみな
らず、各室（８）をハニカム状に形成しそのハニカムの
表面にペロブスカイ　　・ト化合物を担持させることも
できる。

（ト）ガス処理の負荷量の増減に対しては、筒部材（３
）の回転速度、ペロブスカイト化合物層の厚み等を変化
させることにより簡単に対応できる。

（チ）　さらにＮＯｘに対する除去剤としては、細孔径
分布が５０〜１００人及び５００〜１０００人において
分布極大を有するように形成され、且っγ−アルミナ、
ジルコニア、酸化チタンの一種又は複数種から成る多孔
状の担体に、イリジウム、白金、ロジウムの二種または
複数種が担持されたもの、あるいは、貴金属触媒等も採
用することが可能である。

ここで再生にはＮ２．Ｃｏ等の還元ガスを使用すればＮ
Ｏｘ除去可能状態に再生することができる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るＮＯｘ含有ガス処理装置の実施例を
示し、 第１図はＮＯｘ含有ガス処理装置の一部断面、斜視図 第２図は筒部材の斜視図 第３図は別実施例の図 第４図（イ）、（ロ）は、従来のガス処理装置の模式図
である。 （１）・・・・・・ＮＯｘ含有ガス処理装置、（２）・
・・・・・本体部、（３）・・・・・・筒部材、（４）
・・・・・・回転駆動手段、（５）・・・・・・ガス入
口、（６）・・・・・・ガス出口、（７）・・・・・・
再生手段作用部、（８）・・・・・・収納室、（５０）
・・・・・・ＮＯｘ除去部、（６０）・・・・・・化合
物再生部、（Ｇ１）・・・・・・処理対象ガス、（Ｚ３
）・・・・・・筒部材の軸芯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＮＯｘを含む処理対象ガス（Ｇ１）が流入するガス
   入口（５）及びＮＯｘを除去された処理済ガス（Ｇ２）
   が流出するガス出口（６）と、再生手段作用部（７）と
   を備えた本体部（２）に、複数の収納室（８）により周
   方向に分割区画された筒部材（３）を、前記筒部材（３
   ）が軸芯（Ｚ３）周りに回転するに伴って複数の前記収
   納室（８）が、前記ガス入口（５）、前記ガス出口（６
   ）および前記再生手段作用部（７）に選択的に連通する
   ように回転自在に内装するとともに、前記筒部材（３）
   を回転させる回転駆動手段（４）を備え、 複数の前記収納室（８）に、ＮＯｘを除去する除去剤を
   収納し、 前記筒部材（３）の回転に伴って、前記ガス入口（５）
   及び、前記ガス出口（６）に連通する前記収納室（８１
   ）を前記処理対象ガス（Ｇ１）に対するＮＯｘ除去部（
   ５０）に形成するとともに、前記再生手段作用部（７）
   に連通する前記収納室（８２）を前記除去剤をＮＯｘ除
   去可能状態に再生する化合物再生部（６０）に形成して
   あるＮＯｘ含有ガス処理装置。 ２、前記除去剤が、常温より高い温度で酸素欠陥を有す
   るペロブスカイト化合物である請求項１記載のＮＯｘ含
   有ガス処理装置。 ３、前記化合物再生部（６０）に還元ガス（Ｇ３）を給
   排する再生ガス給排手段が、前記再生手段作用部（７）
   に接続されている請求項１記載のＮＯｘ含有ガス処理装
   置。 ４、前記化合物再生部（６０）を所定の温度とする温度
   設定手段（Ｔ２）が、前記再生手段作用部（７）に設け
   られている請求項１記載のＮＯｘ含有ガス処理装置。 ５、前記ＮＯｘ除去部（５０）が第一、第二除去部（５
   １）、（５２）を備え、前記化合物再生部（６０）が第
   一、第二再生部（６１）（６２）を備えたものであり、
   前記第一除去部（５１）において、前記処理対象ガス（
   Ｇ１）内のＮＯｘが分解され、前記第二除去部（５２）
   で処理対象ガス（Ｇ１）内のＯ＿２の収着を行い、さら
   に、前記第一再生部（６１）でＯ＿２の脱離を行い、前
   記第二再生部（６２）で前記ペロブスカイト化合物を還
   元ガスにより完全に再生するものである請求項２記載の
   ＮＯｘ含有ガス処理装置。 ６、前記除去剤が、細孔径分布が５０〜１００Å及び５
   ００〜１０００Åにおいて分布極大を有するように形成
   され、且つγ−アルミナ、ジルコニア、酸化チタンの一
   種又は複数種から成る多孔状の担体に、イリジウム、白
   金、ロジウムの一種または複数種が担持されたものであ
   る請求項１記載のＮＯｘ含有ガス処理装置。 ７、前記除去剤が、貴金属触媒である請求項１記載のＮ
   Ｏｘ含有ガス処理装置。