JPH07213858A - ガス処理装置 - Google Patents

ガス処理装置

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JPH07213858A
JPH07213858A JP6015274A JP1527494A JPH07213858A JP H07213858 A JPH07213858 A JP H07213858A JP 6015274 A JP6015274 A JP 6015274A JP 1527494 A JP1527494 A JP 1527494A JP H07213858 A JPH07213858 A JP H07213858A
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Mitsuko Shimada
晃子 嶋田
Akira Hashimoto
彰 橋本
Akira Serizawa
暁 芹澤
Atsushi Morii
淳 守井
Osamu Naito
内藤  治
Takafuru Kobayashi
敬古 小林
Kozo Iida
耕三 飯田
Kazuto Kobayashi
一登 小林
Hiroyuki Ozora
弘幸 大空
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した濃度のアンモニアを回収可能とした
温度スイング方式のアンモニア回収装置を備えたガス処
理装置を提供する。 【構成】 脱硝装置6を備えた排ガスボイラ5からはN
3 を含む排ガスが排出される。この排ガスはNH3
着塔1,2によって温度スイング方式で吸着と脱着が行
われNH3 が回収される。回収された脱着NH3 はNH
3 注入ノズル7から排ガス内に導入され脱硝に使われ
る。吸着塔1,2の脱着ガス煙道には、吸着剤を充填し
たバイパス装置3が連通されていて吸着塔1,2から排
出される高NH3 濃度の脱着ガス中のNH3 を一時的に
吸着する。これによって、吸着塔1,2から出る脱着ガ
スのNH3 濃度を安定させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アンモニアを添加して
脱硝した排ガス中から吸着塔を用いて温度スイング方式
によってアンモニアを回収するアンモニア回収装置を有
するガス処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】燃焼排ガスを脱硝するため脱硝装置内で
燃焼排ガス中にアンモニアを注入することが行われる。
アンモニアは過剰に注入されるため脱硝装置を出た排ガ
ス中から未反応のアンモニア(NH3 )を回収する必要
がある。NH3 の回収には吸着塔を用いてNH3 を吸着
し、NH3 を吸着済みの吸着剤を加熱してNH3 を脱着
する、いわゆる吸着塔を用いた温度スイング方式が用い
られる。図4には、吸着塔を用いて脱硝装置から流れて
来るガスからNH3 を回収するための従来の装置の基本
構成を示している。
【0003】図4にみるように、脱硝装置からの燃焼排
ガス煙道9には吸着剤30を充填した吸着塔1が連絡さ
れており、煙道9に高濃度のNH3 が流れるときにバル
ブV1,V2の操作により排ガスを吸着塔1に導いてN
3 を吸着する。吸着されたNH3 は処理ガス煙道10
側から高温ガスを吸着塔1に流して脱着し煙道24側へ
流す。
【0004】図5には燃焼排ガス煙道の脱硝装置後流に
NH3 ガス吸着塔1,2を設置した従来のガス処理装置
全体の系統図を示しており、これについて説明する。ガ
ス吸着装置1,2内には吸着剤を充填しており、脱硝装
置からでた排ガス中に含まれる未反応のNH3 を吸着す
る。吸着塔1,2は吸着と脱着を交互に行い、作用は同
じなので、まず吸着塔1について説明を行う。前記した
図4には吸着塔1だけを示してある。
【0005】図5において、まずバルブV1,V6を
開、V2,V5を閉にして脱硝装置を出て20ppm のN
3 を含んだ100℃の低温排ガスを吸着塔1に流して
排ガス中のNH3 を吸着する。吸着剤30がNH3 で飽
和したところでバルブV1,V6を閉、バルブV2,V
5,V7を開いて吸着塔1でNH3 の脱着工程に入る。
脱着はバルブV7を経て脱硝装置に入る前の高温排ガス
を吸着塔1内に導き吸着塔1内部を加温装置で高温にし
て行い、脱着したNH3 はバルブV2を通して煙突入口
から排出または脱硝装置入口にて再利用するものとす
る。
【0006】この温度スイング方式によるガス吸脱着装
置は、低温で被吸着ガスであるNH 3 を吸着剤3に吸着
後、吸着剤30および/またはその容器を昇温すること
により吸着されたNH3 ガスを脱着回収するものであ
る。吸着NH3 ガスは吸着塔内の温度が上昇するにつれ
徐々に脱着されるが一定時間後は一時的に大過剰のNH
3 ガスが容器出口で検出されていた。
【0007】この脱着NH3 濃度を吸着塔出口のNH3
計M1で測定したものを図6に示す。脱着開始時間を0
分として脱着NH3 の経時変化を観察した結果、破線で
示す吸着塔内部温度が上昇するにつれ吸着塔から排出さ
れるNH3 濃度は急激に上昇し、3時間後には4000
ppm のNH3 が吸着塔出口で観測された。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】吸着NH3 ガスを吸着
塔から脱着する際、昇温とともにNH3 ガスが脱着し、
一定時間後ピークを迎える。この大過剰のNH3 ガスは
吸着装置入口排ガスに対し体積換算で102 ppm 〜10
4 ppm に相当していた。このNH3 ガスを直接煙突から
排出する又は他の用途に使用するには、脱着NH3 ガス
を一定濃度以下に調整する必要があった。
【0009】また、通常排出可能なNH3 濃度は煙突出
口で10ppm 以下であるため、排出基準を満足するには
400倍量の排ガスが必要であった。これとは別に回収
したNH3 を脱硝用として再利用する場合も80倍排ガ
ス希釈を行う必要があり、このため配管径が大きくなる
と同時にファン類も大型化するため、脱着開始一定時間
経過時のNH3 ピーク値を低くし吸着塔から均一にNH
3 を排出することが必要であった。本発明は、安定した
濃度のアンモニアを回収可能とした温度スイング方式の
アンモニア回収装置を備えたガス処理装置を提供するこ
とを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段と作用】本発明は、アンモ
ニアを添加して脱硝した排ガス中から吸着塔によりアン
モニアを吸着し、吸着したアンモニアを吸着塔から脱着
して回収するアンモニア回収装置を有するガス処理装置
において一時的に過剰の脱着NH3 ガスが放出すること
を防止するため、吸着塔の脱着ガス煙道に、吸着剤を充
填したバイパス装置を備えて脱着ガスを選択的に流す脱
着ガスバイパスラインを設けた構成を採用する。
【0011】このように吸着剤を充填したバイパス装置
を備えた脱着ガスバイパスラインを設置することにより
例えば排出基準値以上のNH3 ガスはバイパス装置内に
蓄えることができるので排出基準値以上のNH3 ガスの
放出を防ぐ。また脱着ガスを再利用する系については脱
着濃度以下の必要な濃度の脱着NH3 ガスを供給するこ
ととなり、余剰ガスの放出を防止することができる。バ
イパス装置に吸着されたNH3 ガスは、徐々に脱着され
排出NH3 濃度は安定した状態に保たれる。
【0012】本発明によるガス処理装置ではアンモニア
回収装置を構成する吸着塔を少なくとも2系統設けてそ
れぞれをバルブにて切替え可能に構成すると共に各吸着
塔の脱着ガス煙道に、前後に切替えバルブを付けて、前
記した構成のバイパス装置を備えた脱着ガスバイパスラ
インを接続した構成として吸着と脱着を継続的に行いな
がら、高濃度の脱着NH3 ガスが出るのを脱着ガスバイ
パスラインを使って防止することができる。
【0013】また、他の本発明によるガス処理装置にお
いては、前記した構成に加え、吸着塔を出た低温ガスと
脱硝前の排ガスを混合して適温にしたガスを脱着用ガス
として吸着塔に導くように構成する。これによって脱着
用ガス温度は所望の値に選定できるので脱着される吸着
剤の温度変化をゆるやかにして脱着NH3 ガス濃度を安
定した状態に保つことができる。
【0014】本発明によるガス処理装置において吸着塔
及びバイパス装置の吸着剤から脱着したアンモニアガス
の少なくともいづれか一方を脱硝用として再利用するよ
う構成することができる。これによって排出基準以上の
NH3 ガスの放出を防いでNH3 を有効に脱硝に使用で
きる。
【0015】
【実施例】以下、本発明によるガス処理装置を図1及び
図2に示した一実施例に基づいて具体的に説明する。図
1は、燃焼排ガス煙道の脱硝装置後流に設置したアンモ
ニア回収装置をもつ本発明によるガス処理装置の基本的
構成を示したもので、まずこれについて説明する。
【0016】脱硝装置(図示せず)の後流の燃焼排ガス
煙道9にNH3 吸着剤30を充填した吸着塔1を備え、
その前後にバルブV1及びV6を設けている。この吸着
塔1の入口側であって、バルブV1の後を分岐し、バル
ブV2を備えた脱着ガス煙道を24とし、更に脱着ガス
煙道24においてバルブV2より上流側に分岐したバイ
パスライン21を追設し、このバイパスライン21にN
3 吸着剤30を充填した脱着NH3 のためのバイパス
装置3を設ける。また、このバイパス装置3の前後には
バルブV3とバルブV4が備えられている。なお、符号
10は処理ガス煙道で図示しない煙突等に接続されてい
る。
【0017】図1において、脱硝装置より20ppm 程度
のNH3 を含んだ低温排ガスを吸着塔1内に流すため、
バルブV1とV6を開、バルブV2,V3及びV4を閉
とし、吸着塔1内のNH3 吸着剤30にNH3 を吸着さ
せた後に、煙突(図示せず)より大気へ放出する。吸着
塔1内のNH3 吸着剤30がNH3 で飽和したところ
で、脱着を行うため、バルブV1及びV6を閉じ、高温
ガスを処理ガス煙道10側より吸着塔1内へ流す。
【0018】脱着を開始した後、吸着塔1の内部温度が
上昇するにつれ、吸着塔1から排出されるNH3 濃度が
急激に上昇する。この濃度をNH3 計M2で測定してお
き、一定濃度を超えたとき、バルブV2を閉じ、バルブ
V3及びV4を開にして,脱着ガスをバイパス装置3に
流す。
【0019】高濃度の脱着NH3 は、いったん低温のバ
イパス装置3内のNH3 吸着剤30に吸着されて、脱着
ガス煙道24のNH3 は低濃度となり煙突等へ送られ
る。更にバイパス装置3に脱着ガスを流していくと、高
温の排ガスが流れることで徐々に装置3内温度が上昇
し、一時的に吸着されたNH3 は再び脱着しバルブV4
を通り煙突から排出又は脱着装置上流側へ送られ脱硝用
に再利用される。これにより、NH3 吸着塔1より脱着
されたNH3 は、バイパス装置3により高濃度を抑え、
ほぼ一定濃度となり排出されることとなり、大気放出が
できると共に、脱着装置再利用する時の制御が単純とな
る。
【0020】本願発明の好適な実施例を全体の系統図と
して図2に示してあり、次にこれについて説明する。本
図の場合、ガスタービン等の燃焼排ガスの脱硝を過剰の
アンモニア注入で効率良く行うものであって、ガスター
ビン4の燃焼排ガス煙道8に備えられた排ガスボイラ5
の後流にリークアンモニアを吸着するNH3 吸着剤を充
填したNH3 吸着塔を2系統有するアンモニア回収装置
を設置したものに本発明を適用したものである。
【0021】まず、ガスタービン4の後流の煙道には脱
硝装置6及びNH3 注入ノズル7を備えた排ガスボイラ
5が設けられ、その後の燃焼排ガス煙道8を2系統に分
けて、それぞれを燃焼排ガス入口煙道9及び12とし、
これにNH3 吸着剤を充填したNH3 吸着塔1及び2を
設け、その後には処理ガス煙道10及び13を接続し、
これらは合流し煙突11へと連なっている。このNH3
吸着塔1,2の前後にはそれぞれバルブV1,V6及び
V9とV14が備えられている。
【0022】また、脱着用高温ガスは、排ガスボイラ5
の前で分岐し、高温ガス煙道14とし混合器15へ送
り、煙突11の前より分岐した低温ガス煙道16の低温
ガスと合流させ適温とした後、高温ガス煙道18として
NH3 吸着塔1及び2の後流へ接続している。この高温
ガス煙道18にはそれぞれバルブV5,V13が設けら
れていて、循環ファン17を介して必要に応じ(脱着工
程時)高温ガスが導かれるように構成されている。
【0023】図2に示したガス処理装置の新規な部分
は、NH3 吸着塔1及び2の入口部の燃焼排ガス入口煙
道9及び12を結ぶバイパス煙道19を設け、これにN
3 吸着剤を充填したバイパス装置3及び前後にバルブ
V3及びV11を設けたところである。更に、バイパス
装置3とバルブV3及びV11の間より、脱着NH3
道24及び25へ接続する脱着ガス煙道21及び20を
追設してある。この脱着ガス煙道21及び20にはそれ
ぞれバルブV4及びV12が備えられている。
【0024】また、脱着NH3 煙道24及び25は合流
して、循環ファン23を備えた循環NH3 煙道22とな
り、排ガスボイラ5内のNH3 注入ノズル7へ接続され
ている。これとは別に図示しないが、循環NH3 煙道2
2を備えず、脱着NH3 煙道24及び25を、煙突11
の前の処理ガス煙道10及び13へ接続する場合もあ
る。
【0025】以上説明した図2に示すガス処理装置の作
用を説明する。NH3 吸着剤を充填した吸着塔1及び2
は脱着NH3 のためのバイパス装置3を備えたバイパス
煙道19を設置しており、このバイパス装置3はバルブ
V3,V11で区切られている。ガスタービン4より発
生した燃焼排ガスの脱硝を行なった後のリークアンモニ
アの吸着は、まずバルブV1,V6を開、V2,V3
V11,V5 V7を閉にしてNH3 吸着塔1のA系統
へ20ppm のNH3 を含んだ100℃の低温排ガスを流
してNH3 を吸着する。吸着剤がNH3 で飽和したとこ
ろでバルブV1,V6を閉、バルブV2,V5,V7を
開いて高温ガスをNH3 吸着塔1へ流すことによって吸
着塔1でNH3 の脱着工程に入る。
【0026】脱着は吸着塔1内部を加温装置で高温にし
て行い、脱着したNH3 はバルブV2を通して脱硝装置
6入口のNH3 注入ノズル7へ送り再利用する。この脱
着NH3 濃度を吸着塔1出口のNH3 計M1で測定した
ものを図6に示す。脱着開始時間を0分として脱着NH
3 の経時変化を観察した結果、破線で示す吸着塔内部温
度が上昇するにつれ吸着塔から排出されるNH3 濃度は
急激に上昇し、2時間後には2000ppm のNH3 が吸
着塔出口で観測された。NH3 計M1で観測される脱着
NH3 が2000ppm を超えたときバルブV2を閉じバ
ルブV3、V4を開にして脱着NH3 をバイパス装置3
に流入する。
【0027】高濃度のNH3 は、いったん低温のバイパ
ス装置3に吸着されるが、脱着NH 3 を含んだ高温の排
ガスが流れ込むことで徐々にバイパス装置3内の温度が
上昇し、一時的に吸着されたNH3 は再び脱着してバル
ブV4を通って脱硝装置6上流側で脱硝用に再利用され
る。このときのNH3 濃度の様子をNH3 計で観測した
結果を図3に示す。一方、NH3 吸着塔2を含むB系統
は、A系統と逆の工程を行うことによって、ガスタービ
ン4の燃焼排ガスは、連続して脱硝でき、また、リーク
アンモニアの吸着、脱着を行うことができる。なお、以
上の説明では脱着NH3 を脱硝用に再利用するものとし
て説明したが、そのまゝ煙突11から排出するようにし
てもよい。
【0028】
【発明の効果】以上具体的に説明したように、本発明の
ガス処理装置によれば煙突出口でのNH3 排出基準を満
足することが可能である。また、アンモニア回収装置の
上流に設置した脱硝装置で過剰のNH3 の使用が可能と
なり、脱硝効率が向上する。また、吸着塔から脱着にっ
て高濃度のNH3 が排出されてもバイパス装置で脱着N
3 濃度を平準化することが出来るため、脱着ガス流
速、温度の調節が不要で制御が単純である。
【0029】更にまた、本発明のガス処理装置ではバイ
パス装置が脱着NH3 に対し調整能力を有するため、吸
着塔内の昇温を早めることが出来る。そのためNH3
着に要する時間が短縮する。また、バイパス装置によ
り、吸着塔から脱着するNH3 濃度がほぼ一定となるた
め、NH3 の排出または脱硝再利用時の制御が単純であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によりバイパス装置を備えた脱着ガスバ
イパスラインを設けたアンモニア回収装置の基本的構成
を示す機器配置図。
【図2】本発明の一実施例によるガス処理装置の機器配
置図。
【図3】本発明によるガス処理装置における脱着NH3
濃度の経時変化を示すグラフ。
【図4】従来のガス処理装置におけるアンモニア回収装
置の基本的構成を示す機器配置図。
【図5】従来のガス処理装置の機器配置図。
【図6】従来のガス処理装置における脱着NH3 濃度の
経時変化を示すグラフ。
【符号の説明】
1 NH3 吸着塔 2 NH3 吸着塔 3 バイパス装置 4 ガスタービン 5 排ガスボイラ 6 脱硝装置 7 NH3 注入ノズル 8 燃焼排ガス煙道 9 燃焼排ガス入口煙道 10 処理ガス煙道 11 煙突 12 燃焼排ガス入口煙道 13 処理ガス煙道 14 高温ガス煙道 15 混合器 16 低温ガス煙道 17 循環ファン 18 高温ガス煙道 19 バイパス煙道 20 脱着ガス煙道 21 脱着ガス煙道 22 循環NH3 煙道 23 循環ファン 24 脱着NH3 煙道 25 脱着NH3 煙道 V1〜V14 バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/58 B01D 53/34 131 (72)発明者 守井 淳 長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内 (72)発明者 内藤 治 長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工業株式 会社長崎造船所内 (72)発明者 小林 敬古 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 飯田 耕三 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 小林 一登 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 大空 弘幸 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンモニアを添加して脱硝した排ガス中
    から吸着塔によりアンモニアを吸着し、吸着したアンモ
    ニアを前記吸着塔から脱着して回収するアンモニア回収
    装置を有するガス処理装置において、前記吸着塔の脱着
    ガス煙道に、吸着剤を充填したバイパス装置を備え脱着
    ガスを選択的に流す脱着ガスバイパスラインを設けたこ
    とを特徴とするガス処理装置。
  2. 【請求項2】 前記吸着塔を少なくとも2系統設けてそ
    れぞれをバルブにて切替え可能に構成すると共に各吸着
    塔の脱着ガス煙道に、前後に切替えバルブを付けて前記
    バイパス装置を備えた脱着ガスバイパスラインを接続し
    た請求項1記載のガス処理装置。
  3. 【請求項3】 前記吸着塔を出た低温ガスと脱硝前の排
    ガスを混合して適温にしたガスを脱着用ガスとして前記
    吸着塔に導くよう構成した請求項1又は2記載のガス処
    理装置。
  4. 【請求項4】 前記吸着塔及び前記バイパス装置の吸着
    物質から脱着したアンモニアガスの少なくともいづれか
    一方を脱硝用として再利用するよう構成した請求項1〜
    3のいづれか1つに記載のガス処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101476404B1 (ko) * 2013-08-19 2014-12-23 한국동서발전(주) 폐암모니아 처리방법, 폐암모니아 처리시스템 및 이를 포함하는 탈질반응장치의 암모니아 주입시스템
KR101684296B1 (ko) * 2015-12-02 2016-12-08 주식회사 이앤켐솔루션 순차방식을 이용한 암모니아 연속 회수시스템

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