JPH054025A - 亜酸化窒素の捕集方法及びその処理方法 - Google Patents

亜酸化窒素の捕集方法及びその処理方法

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JPH054025A
JPH054025A JP3043951A JP4395191A JPH054025A JP H054025 A JPH054025 A JP H054025A JP 3043951 A JP3043951 A JP 3043951A JP 4395191 A JP4395191 A JP 4395191A JP H054025 A JPH054025 A JP H054025A
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JP
Japan
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nitrous oxide
adsorbent
treatment
concentration
gas mixture
Prior art date
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Application number
JP3043951A
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English (en)
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Toshiaki Fujii
敏昭 藤井
Takayuki Suzuki
隆幸 鈴木
Ryoji Suzuki
良治 鈴木
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Ebara Corp
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Ebara Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/10Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)

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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス混合物中から低濃度の亜酸化窒素を捕集
し、それを測定し、無害化する。 【構成】 亜酸化窒素を含有するガス混合物1を、ゼオ
ライト、多孔性ポリマー、酸化けい素から選ばれた少な
くとも1種類A,Bと接触させることにより、ガス混合
物から亜酸化窒素を捕集し、また、該捕集した亜酸化窒
素を測定してガス混合物中の亜酸化窒素濃度を測定する
とともに、捕集した亜酸化窒素を分解又は燃焼処理す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭、事務所、病院、
あるいは各種産業から排出される亜酸化窒素(N2 O)
の捕集方法及びその処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、家庭や事務所あるいは各種産業に
おける排ガス(排出ガス)については、環境汚染の観点
から注目され法的あるいはその他の規制がとられてお
り、特に窒素酸化物(NOx)については、酸性雨や光
化学スモッグの原因物質としてその排出は厳しく規制さ
れており、種々測定・分析法や処理法が実施されてい
る。ところで、従来排出規制の対象とされているNOx
は、主に一酸化窒素(NO)と二酸化窒素(NO2 )で
あり、従って、従来のNOx分析や処理方法もまたNO
とNO2 を対象としており、例えば測定・分析法では亜
鉛還元ナフチルエチレンジアミン法、PDS法、化学発
光法が、又処理方法ではアンモニア添加による還元法、
触媒を用いる還元法、放射線照射法等が提案されてい
る。
【0003】一方、N2 Oは、NOやNO2 と同様に窒
素酸化物に属するものであるが、これまで日本工業規格
(JIS)のような公的な測定法も定められておらず、
又法的な排出規制もないのが実状である。これは、N2
Oの物性が十分に判明していなかったことや、大気中N
2 O濃度がNOx(NO+NO2 )に比べ5〜10倍量
程度、存在していたにも拘らぶ一定濃度で安定に推移し
ており、他の物質への変換や係わりがなく安定と言われ
ていたためである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年N2
がCO2とともに地球温暖化現象の原因物質となってい
ることや、N2 Oが成層圏で分解され、有害物に変換さ
れること、又オゾン層破壊の一因となっていることが指
摘されてきた。本発明は、ガス混合物から低濃度の亜酸
化窒素を効率よく捕集し、捕集した亜酸化窒素を測定
し、また無害化する方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、亜酸化窒素を含有するガス混合物を、
ゼオライト、多孔性ポリマー、酸化けい素から選ばれた
少なくとも1種類と接触させることを特徴とするガス混
合物からの亜酸化窒素の捕集方法としたものである。ま
た、本発明では、前記の亜酸化窒素の捕集方法により捕
集した亜酸化窒素を、測定することによって、ガス混合
物中の亜酸化窒素の濃度を測定したものである。さら
に、本発明では、前記の亜酸化窒素の捕集方法により捕
集した亜酸化窒素を、分解及び/又は燃焼処理すること
としたものである。次に、本発明を詳しく説明する。
【0006】本発明で使用できる吸着材は、混合ガス中
のN2 Oを吸着できるものであればいずれでもよく、合
成ゼオライト、天然ゼオライト、多孔性ポリマー、酸化
けい素が使用でき、特に多孔性ポリマーでフェニル基を
有する有機性のものが性能の面で好ましい。これらの吸
着材は1種類又は2種類以上を組合せて用いることがで
きる。有機性多孔性ポリマーの例としては、フェニル基
を有し、架橋構造、共重合体構造を有するものが性能が
よく、ジフェニル−パラフェニレンオキサイド、やポリ
スチレン−ジビニルベンゼン共重合体がある。
【0007】これらの吸着材の種類の選択は、適用分
野、装置規模、形状、効果、経済性等で、適宜予備試験
を行い決めることができる。例えば、測定・分析の分野
では、捕集したN2 Oを人手により簡易に精度良く回収
し、分析計に導入する必要があることから、多孔性ポリ
マーが好ましい。極低濃度のN2 Oを高効率に捕集する
分野では合成ゼオライトが好ましい。又、低濃度〜中濃
度のN2 Oを捕集し、加熱により該N2 Oを脱着して回
収・分解処理する分野は多孔性ポリマーが好ましい。
【0008】吸着塔への吸着材の充填量や充填方法、吸
着材への原料ガスの導入速度、吸着操作と再生操作の時
間等吸着における諸条件は、充填吸着材の特性を生かす
ように予め予備試験を行い決めることができる。たとえ
ば、合成ゼオライトや酸化けい素は、一般に水分が共存
すると水分が選択吸着しN2 Oの吸着性能が徐々に低下
するので、この様な場合は、該N2 O吸着材の前方に水
分吸着材を適宜の量充填して行うことで、長時間の吸着
捕集が安定化して行える。
【0009】吸着塔は2塔を用いて、吸着と脱着を行う
のがよいが、単塔(1塔)、あるいは2塔以上の複数塔
を用いても同様に実施できる。一般に、低濃度N2 Oの
場合は、経済性の面で単塔が好ましい。又、N2 Oの吸
着と脱着(再生)は、本例のように、脱着を加熱により
行う方法の他に、PSA方式すなわち吸着塔の圧力を変
化させて行う方法も適用分野によっては有効である。P
SA方式による混合ガスから特定成分の捕集について
は、本発明者の別の提案(下記)があり、適宜適用し利
用できる。 1)特願昭63−327689号、2)特願平2−55
048号、 3)特願平2−110493号
【0010】捕集されたN2 Oの処理は、N2 Oが無害
化されればいずれの方法でも好適に使用できる。一般
に、燃焼(焼却)、触媒、光触媒、紫外線照射、レーザ
光の照射を用いる方法が効果の面で好ましい。紫外線又
はレーザ光照射は、N2 O吸着材から高濃度N2 Oを脱
着させ、該脱着N2 Oに照射を行う他に、N2 O吸着材
に直接照射して行うこともできる。吸着材に捕集した状
態での該照射は分解が吸着材の作用により効果的となり
好ましい。これらの方法は、1種類又は2種類以上を適
用分野、装置規模、効果等により適宜組み合せて用いる
ことができる。
【0011】これらの方法の内、燃焼(焼却)処理は、
焼却炉にN2 Oを供給すると発生熱量が増加し、熱回収
できるので好ましい。触媒、光触媒、紫外線照射、レー
ザ光の照射を用いる方法については本発明者の提案があ
り、適宜組み合せて用いることができる。以下に、これ
らの提案を示す。1.特開昭63−7826号、2.特
開昭63−111927号、3.特開昭63−1119
29号、4.特開昭63−111930号、5.特開昭
63−267423号各公報
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。 実施例1 下水処理設備から排出されるN2 Oを捕集して、分解・
燃焼処理する例を述べる。図1は、下水処理設備から排
出される数10〜数100ppmのN2 Oを捕集(濃
縮)し、回収する装置を示す。A,B塔はN2 O吸着塔
であり、夫々N2 O吸着材が充填されている。A塔はN
2 Oの吸着操作を行っており、低濃度N2 Oの吸着(濃
縮)を、又B塔は吸着されたN2 O脱着操作、すなわち
吸着N2 Oの放出(高濃度N2 Oの放出)を行ってお
り、これらの操作は一定時間毎に交互に繰り返し実施さ
れる。すなわち、A塔の吸着操作とB塔の脱着(再生)
操作が交互に実施される。1は、下水処理設備からの低
濃度N2O(原料ガス)であり、弁V1 を通り、吸着塔
Aに充填されたN2 O吸着材にて原料ガスや低濃度N2
Oが捕集され、他のガスは弁V2 を通り、大気2へ放出
される。
【0013】一方、前の操作でN2 Oを捕集した吸着塔
Bには、加熱空気3が弁V6 を通り導入され、吸着塔の
吸着材に捕集されたN2 Oが放出される。該放出N2
は、高濃度N2 Oガスであり弁V8 を通り、回収ガス4
として得られる。回収ガス4は、高濃度なN2 Oガスで
あり回収して、有効利用するか、あるいは適宜の方法に
より処理することができる。N2 Oは、高濃度となるの
で、回収あるいは処理が容易となる。
【0014】本例では、高濃度N2 Oを焼却炉に供給
(図示せず)し、焼却処理を行っている。このようにし
て、下水処理により発生した低濃度N2 Oは捕集され、
次いで回収され焼却により無害化処理される。A,B塔
の吸着塔は、混合ガス中のN2 Oを吸着する吸着材が充
填された塔であり、N2 O吸着材として有機性多孔性ポ
リマー(架橋構造のフェニル基を有するポリマー)を用
い、該吸着材の前方に、緊急時の水分の混入に対しての
水分吸着材として水分吸着用合成ゼオライトを吸着塔容
積の5 vol%充填し、緊急時においても安定運転できる
よう図っている。図1において、V1 〜V8 は、流路の
切換え弁であり、A塔:吸着操作、B塔:脱着(再生)
操作時の夫々の弁は、開:V1 ,V2 ,V6 ,V8
閉:V3 ,V4 ,V5 ,V7 である。
【0015】実施例2 病院における環境中低濃度N2 Oを捕集して、測定・分
析する例を述べる。図2は、病院において、N2 Oによ
る麻酔によりリークし発生した極低濃度N2 Oの捕集
(濃縮)、装置を示す。10は、N2 O吸着材であり、
有機性多孔性ポリマーである。極低濃度のN2 O含有の
病院内空気20は、小型吸引ファン30によりN2 O吸
着材に通され、N2 Oが選択捕集(濃縮)される。N2
Oが捕集されたN2 O吸着材10は、次いで加熱により
2 Oが脱着され、質量分析計に導入され定量分析され
る。
【0016】このようにして、病院内における環境(病
院、ろう下、待合室、麻酔室)中極低濃度N2 O濃度が
測定される。捕集されたN2 Oの測定、分析は、N2
が検出されるものであれば、何れでも良く、一般にガス
クロマトグラフ、検出器として、TCD、ECD、又質
量分析計が好適に使用できる。本例では吸引ファンによ
りN2 Oを吸着材に通し捕集を行ったが、吸引ファン等
による吸引を行わず、吸着材表面に接触させて捕集を行
うことも適用分野によっては実施できる。
【0017】実施例3 下記材料2gにN2 O 0.1ppm、100ppmを
通し、捕集率を調べた。結果を表1に示す。 ○合成ゼオライト ○多孔性ポリマー(A:ジフェニル−パラフェニレンオ
キサイド重合体、B:ポリスチレンジビニルベンゼン重
合体) ○酸化けい素 ○N2 O測定:ガスクロマトグラフ
【0018】
【表1】
【0019】実施例4 実施例−3の材料で捕集したN2 Oを、捕集材を150
℃に加熱することでN2 Oを脱着させ、脱着N2 Oを都
市ガスバーナに供給し、火炎温度の上昇を測定した。結 果 合成ゼオライト 50℃ 多孔性ポリマーA 60℃ 多孔性ポリマーB 55℃
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏し
た。捕集したN2 Oは、脱着により高濃度N2 Oとして
回収されるので、 低濃度N2 Oは、測定・分析ある
いはその回収や処理は困難であるが、低濃度N2 Oを高
濃度N2 Oとすることにより、これらは容易にできるよ
うになった。 該脱着N2 Oをガスクロマトグラフ又
は質量分析計に導入することにより、低濃度N2 Oが精
度良く分析できた。 該脱着N2 Oを分解又は燃焼処
理することにより、低濃度N2 Oが効率良く処理でき
た。 において、N2 Oを燃焼処理することによ
り、燃焼炉から熱回収することができ、実用上有効な処
理法となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の捕集方法に用いる装置の工程図であ
る。
【図2】病院で用いるN2 Oの捕集装置の概略図であ
る。
【符号の説明】
1:低濃度N2 O含有ガス、2:放出ガス、3:加熱空
気、4:高濃度N2 O回収ガス、A,B:吸着又は脱着
塔、V1 〜V8 :切換弁、10:N2 O吸着材、20:
室内空気、30:吸引ファン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【図1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 20/10 A 8516−4G 20/18 B 8516−4G 20/26 A 8516−4G

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜酸化窒素を含有するガス混合物を、ゼ
    オライト、多孔性ポリマー、酸化けい素から選ばれた少
    なくとも1種類と接触させることを特徴とするガス混合
    物からの亜酸化窒素の捕集方法。
  2. 【請求項2】 前記多孔性ポリマーは、フェニル基を有
    する重合体である請求項1記載のガス混合物からの亜酸
    化窒素の捕集方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の亜酸化窒素の捕集方法に
    より捕集した亜酸化窒素を、測定することによるガス混
    合物中の亜酸化窒素濃度の測定方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の亜酸化窒素の捕集方法に
    より捕集した亜酸化窒素を、分解及び/又は燃焼処理す
    ることを特徴とするガス混合物中の亜酸化窒素の処理方
    法。
  5. 【請求項5】 前記分解処理が、触媒、光触媒、紫外線
    又はレーザ光の照射、燃焼から選ばれた1つ以上の処理
    手段からなる請求項4記載の亜酸化窒素の処理方法。
  6. 【請求項6】 前記燃焼処理が、焼却炉での燃焼処理で
    ある請求項4記載の亜酸化窒素の処理方法。
  7. 【請求項7】 前記分解処理が、前記亜酸化窒素の捕集
    材に直接紫外線又はレーザ光照射を行う請求項4記載の
    亜酸化窒素の処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007022887A (ja) * 2005-07-21 2007-02-01 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 一酸化窒素精製方法
JP2010194504A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Jfe Engineering Corp 電子線照射による排ガス処理システム
JP2011224552A (ja) * 2010-03-29 2011-11-10 Hokkaido Univ 亜酸化窒素含有ガスの処理方法及び処理装置

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