JPH09136015A - Device and method for purifying gas - Google Patents

Device and method for purifying gas

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JPH09136015A
JPH09136015A JP7294512A JP29451295A JPH09136015A JP H09136015 A JPH09136015 A JP H09136015A JP 7294512 A JP7294512 A JP 7294512A JP 29451295 A JP29451295 A JP 29451295A JP H09136015 A JPH09136015 A JP H09136015A
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JP
Japan
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gas
algae
amount
purifying apparatus
nitrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP7294512A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunihiro Asanuma
邦広 浅沼
Yasushi Takatsu
恭 高津
Akira Kato
加藤  明
Masaru Nanba
勝 難波
Tsugita Yukitake
次太 雪竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device which can remove gas of low concentration of NOx and CO2 and gas containing soot and dust at low cost by a method having high safety by utilizing photosynthesis of algae existing in the natural world. SOLUTION: Soots and dusts are removed from a gas 1 containing NOx, CO2 , soots and dusts discharged from an automobile through an electrostatic precipitator 3 and NO in NOx held in the gas is oxidized to NO2 , and the NO2 and CO2 are dissolved into a culture solution in a dissolution tank 6, whereby light is applied from a light source 10 to the culture solution in which NO2 and CO2 are dissolved to effect photosynthesis by means of algae using NO2 and CO2 as nitrogen source and carbon dioxide source to absorb NO2 and CO2 into the algae.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス浄化装置とそ
の方法に係わり、特に自動車トンネル、交差点、屋内駐
車場、高速道路等で、低濃度の窒素酸化物(以下NOx
と略記する)、炭酸ガス(以下CO2と略記する)、及
び煤塵を含むのガスの濃度が高くなる場所において、主
にガス中の除塵、NOx除去を目的に用いられるガス浄
化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas purifying apparatus and a method therefor, and particularly in automobile tunnels, intersections, indoor parking lots, highways, etc., where a low concentration of nitrogen oxides (hereinafter NOx
The present invention relates to a gas purification apparatus mainly used for the purpose of removing dust and NOx in the gas in a place where the concentration of gas including carbon dioxide gas (hereinafter abbreviated as CO 2 ) and soot and dust becomes high. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、交通量の増加に伴い、自動車トン
ネル、交差点、屋内駐車場、高速道路等の特に交通量の
頻繁な場所、すなわち自動車の排気ガスの濃度の高くな
る場所において、ガス中の煤塵、NOx、CO2の処理が
問題となっている。火力発電所等から排出される高濃度
の煤塵、NOx、CO2を含むガスの処理に関してはその
除去装置が開発されているが、自動車の排気ガス等にお
いて要求される、火力発電所のガスに比較して低濃度の
煤塵、NOx、CO2を取り除く技術はまだ未熟で、対策
としては、自動車トンネル等においては、送風機を用い
てトンネル内部のガスをトンネル外に排出する、あるい
は付帯設備として電気集塵機を用いて、煤塵を取り除く
という方法がとられていた。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in traffic volume, in vehicles where the traffic volume is particularly high, such as automobile tunnels, intersections, indoor parking lots, highways, etc. The treatment of soot, NOx, and CO 2 has become a problem. Regarding the treatment of gas containing high concentration of soot dust, NOx, and CO 2 emitted from thermal power plants, etc., its removal device has been developed. In comparison, the technology for removing low-concentration soot, NOx, and CO 2 is still immature. As a countermeasure, in automobile tunnels, etc., the gas inside the tunnel is discharged to the outside of the tunnel by using a blower, or as an ancillary equipment. A dust collector was used to remove soot and dust.

【0003】また、低濃度の脱硝技術に対する公知例と
しては、特開平5−192535、及び特開平4−25
0822が存在する。これらの公知例においては、吸着
剤にNOxを吸着させ、NOxの吸着量が所定の値に増し
たところで吸着したNOxを脱離して、高濃度に濃縮し
たNOxを形成し、その高濃度のNOxは、還元触媒を用
いて選択接触還元により窒素と水に還元され、ガスの浄
化が完了するという方法がとられている。
Known examples of low-concentration denitration technology are disclosed in JP-A-5-192535 and JP-A-4-25.
0822 exists. In these known examples, the adsorbent adsorbs NOx, and when the adsorbed amount of NOx increases to a predetermined value, the adsorbed NOx is desorbed to form NOx concentrated to a high concentration, and the high concentration of NOx is formed. Is reduced to nitrogen and water by selective catalytic reduction using a reduction catalyst, and gas purification is completed.

【0004】図2は、前述の公知例の低濃度脱硝方式を
ブロック図で示したものである。ガス1はガスダクト1
9を通り、オゾン添加手段20からのオゾンによってN
Ox中の一酸化窒素(以下NOと略記する)は吸着しや
すい二酸化窒素(以下NO2と略記する)に酸化され
る。この工程は吸着剤の性能が良く、NOの吸着が良好
でNO2への酸化が必要ない場合は省略される。このガ
ス中のNO2、NOは吸着槽21a〜21cで吸着され
る。この吸着処理を続けていると、どれかの吸着槽が所
定の吸着量に達するから、その吸着槽は開閉手段25の
切替により高温空気循環系26に風路が切り替えられ
る。切り替えられた吸着槽には、循環ブロワ22により
空気が循環されるが、この循環空気はヒータ23により
加熱されているので、吸着剤に付着したNOxの脱離が
行われ、高濃度のNOxを含む循環空気が形成される。
この循環空気に還元剤27が注入され、選択接触還元反
応器24でNOxは窒素と水に還元される。図2では、
吸着槽21a、21cが吸着動作を行っており、吸着槽
21bが還元中である状態を示している。このとき各開
閉手段25は、実線上にあるものが開、点線上にあるも
のが閉となっている。そして吸着槽21a、21cはガ
ス1中のNOxを吸着することで浄化を行い、清浄空気
15として放出している。一方、吸着槽21bでは、吸
着剤からのNOxの脱離が行われている。この状態で吸
着槽21bにおけるNOxの脱離が完了すると、還元さ
れた空気は、吸着槽21bの左側の開閉手段25を2つ
とも閉、右側の開閉手段25を2つとも開とすることに
よって、大気に清浄空気15として放出される。その
後、当該吸着槽21bは、開閉手段25の切り替えによ
り、吸着動作に戻る。
FIG. 2 is a block diagram showing the above-mentioned known low-concentration denitration system. Gas 1 is gas duct 1
9 through the ozone addition means 20
Nitric oxide (hereinafter abbreviated as NO) in Ox is oxidized to nitrogen dioxide (hereinafter abbreviated as NO 2 ) which is easily adsorbed. This step is omitted if the adsorbent has good performance, NO adsorption is good and no oxidation to NO 2 is required. NO 2 and NO in this gas are adsorbed in the adsorption tanks 21a to 21c. If this adsorption process is continued, one of the adsorption tanks reaches a predetermined adsorption amount, so that the air passage of the adsorption tank is switched to the high temperature air circulation system 26 by switching the opening / closing means 25. Air is circulated in the switched adsorption tank by the circulation blower 22. Since the circulation air is heated by the heater 23, NOx adhering to the adsorbent is desorbed, and high concentration NOx is generated. Circulating air containing is formed.
The reducing agent 27 is injected into this circulating air, and NOx is reduced to nitrogen and water in the selective catalytic reduction reactor 24. In FIG.
The adsorption tanks 21a and 21c are performing the adsorption operation, and the adsorption tank 21b is in the state of being reduced. At this time, each of the opening / closing means 25 is open on the solid line and closed on the dotted line. The adsorption tanks 21a and 21c adsorb NOx in the gas 1 to purify the NOx and release it as clean air 15. On the other hand, in the adsorption tank 21b, NOx is desorbed from the adsorbent. When the desorption of NOx in the adsorption tank 21b is completed in this state, the reduced air closes both the opening / closing means 25 on the left side of the adsorption tank 21b and opens both the opening / closing means 25 on the right side. , Is released to the atmosphere as clean air 15. Then, the adsorption tank 21b returns to the adsorption operation by switching the opening / closing means 25.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来の方法
においては、吸着剤自体のコストが高いため、システム
全体のコストが非常に高いものとなる。また、通常吸着
剤に付着したNOxを脱離させるためには、付着したと
きの温度以上、あるいは付着したときの圧力以下の条件
を加えてやる必要があるが、通常、吸着剤の加熱や減圧
には非常に多くのエネルギを必要とし、ランニングコス
トが非常に大きなものになる。
However, in this conventional method, since the cost of the adsorbent itself is high, the cost of the entire system becomes very high. Further, in order to desorb NOx adhering to the adsorbent, it is usually necessary to add a condition of not less than the temperature at which the adsorbent is attached or less than the pressure at which the adsorbent is attached. Requires a great deal of energy, and the running cost becomes very large.

【0006】本発明の目的は、自然に存在する藻類やエ
ネルギを用いることにより、装置コスト、ランニングコ
スト、イニシャルコストを低減するとともに、性能を落
とすことなく安全に運転できるガス浄化装置を提供する
ことにある。
[0006] An object of the present invention is to provide a gas purifying apparatus which can be operated safely without deteriorating the performance while reducing the apparatus cost, running cost and initial cost by using naturally occurring algae and energy. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも窒
素酸化物を含むガスを浄化するためのガス浄化装置であ
って、ガスに含まれる一酸化窒素の少なくとも一部を酸
化して二酸化窒素とするための酸化手段と、藻類とその
培養液を収納した溶解槽と、前記酸化手段により生成さ
れた二酸化窒素を含むガスを前記培養液に溶解するため
の溶解手段と、前記培養液中の二酸化窒素を窒素源とし
て前記藻類に光合成を行わせるための光源と、を備えた
ことを特徴とするガス浄化装置を開示する。
The present invention is a gas purifying apparatus for purifying a gas containing at least nitrogen oxides, wherein at least a part of nitrogen monoxide contained in the gas is oxidized to form nitrogen dioxide. An oxidizing means for effecting, a dissolution tank accommodating algae and a culture solution thereof, a dissolution means for dissolving the gas containing nitrogen dioxide generated by the oxidizing means in the culture solution, and a dioxide in the culture solution And a light source for causing the algae to perform photosynthesis using nitrogen as a nitrogen source.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は本発明を最もよく表すガス浄
化装置の例を示すフローシートである。ガス1は本発明
の除去成分であるNOx、煤塵、およびCO2を含む空気
であり、これはブロワ4により装置入口2から吸引され
る。吸引されたガス1中の煤塵は、集塵機3により取り
除かれる。ここで集塵機3としては、乾式電気集塵機、
湿式電気集塵機、或いは単純なフィルタ等のいずれを用
いてもかまわない。煤塵が取り除かれたガスの中には、
除去する対象であるNOxとCO2が含まれており、NO
x成分の1つであるNOは、電気集塵機3の電極板のコ
ロナ放電で発生するオゾンにより少なくとも一部がNO
2に酸化される。なお、この酸化の方法については、電
気集塵機のコロナ放電を用いた酸化に限らず、オゾン添
加手段を設けてオゾンをガス中に注入し、NOをNO2
に酸化する方法を用いてもかまわない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a gas purifying apparatus that best represents the present invention. The gas 1 is air containing NOx, soot and CO 2 which are the removal components of the present invention, and this is sucked by the blower 4 from the apparatus inlet 2. The soot and dust in the sucked gas 1 is removed by the dust collector 3. Here, as the dust collector 3, a dry type electric dust collector,
Either a wet electrostatic precipitator or a simple filter may be used. Some of the gas from which dust has been removed,
NOx and CO 2 which are the objects to be removed are included.
NO, which is one of the x components, is at least partially NO due to ozone generated by corona discharge of the electrode plate of the electrostatic precipitator 3.
Oxidized to 2 . Note that this oxidation method is not limited to the oxidation using corona discharge of an electrostatic precipitator, and ozone addition means is provided to inject ozone into gas and NO is converted to NO 2.
You may use the method of oxidizing.

【0009】酸化生成物であるNO2とCO2とを含むガ
スは、溶解槽6に蓄えられた藻類を培養した培養液中に
注入され、培養液に溶解される。この溶解の方法は、後
に詳しく説明するように、前述のガスを培養液中に放出
し、泡状にして溶解させるバブリングを用いた気泡塔方
式でもかまわないし、あるいは、前述のガスを充満させ
た容器内に、培養液をスプレー噴射することにより、そ
の噴霧に前述のガスを吸収させるスプレー方式を用いて
もかまわない。あるいは、充填塔方式、段塔式等他の吸
収方式を用いて溶解を行ってもかまわない。また、NO
2とCO2を含むガスの培養液への溶解は、前述のように
培養液に直接NO2とCO2を溶解してもかまわないし、
さらに、中性液あるいはアルカリ溶液にNO2とCO2
含むガスを吸収させ、その後、藻類に必要な栄養素の添
加したものを培養液として溶解槽6へ注入してもかまわ
ない。
The gas containing the oxidation products NO 2 and CO 2 is injected into the culture solution in which the algae are stored in the dissolution tank 6 and is dissolved in the culture solution. The method of this dissolution may be a bubble column method using bubbling in which the above-mentioned gas is released into the culture solution and dissolved in the form of foam, as described later in detail, or the above-mentioned gas is filled. A spray system may be used in which the above-mentioned gas is absorbed by spraying the culture solution into the container. Alternatively, the dissolution may be carried out using another absorption system such as a packed column system or a plate column system. NO
The gas containing 2 and CO 2 may be dissolved in the culture medium by directly dissolving NO 2 and CO 2 in the culture medium as described above.
Further, a gas containing NO 2 and CO 2 may be absorbed in a neutral solution or an alkaline solution, and then a solution to which nutrients necessary for algae are added may be injected into the dissolution tank 6 as a culture solution.

【0010】溶解槽6に培養された藻類は、光源10か
ら光を受け、溶液中のNO2、CO2を吸収し光合成を行
う。このとき、藻類の光合成の活性化を図るために、溶
解槽6内の藻類が均一浮遊状態となるように撹拌を行
う。この撹拌方法は、前述のバブリング方式により撹拌
を兼ねさせてもかまわないし、あるいは別に設けた撹拌
器にて撹拌を行ってもかまわない。また藻類の光合成に
必要なリンなどの物資は培養液補給装置11により、必
要に応じて補給される。溶解槽中の藻類は、光合成によ
りNO2、CO2を消費し、酸素(以下O2と略記する)
を放出し、ガスは浄化される。また光合成により細胞分
裂を行い、増殖の結果余剰となった藻類、あるいは老廃
した藻類は、藻回収装置12により回収される。藻類が
放出したO2と浄化された空気は、ブロワ13によって
装置出口14から清浄空気15として放出される。以上
がこのガス浄化システムの一連の流れである。
The algae cultured in the dissolution tank 6 receive light from the light source 10 and absorb NO 2 and CO 2 in the solution to perform photosynthesis. At this time, in order to activate the photosynthesis of algae, stirring is performed so that the algae in the dissolution tank 6 are in a uniform floating state. As the stirring method, the above-mentioned bubbling method may also be used as the stirring, or the stirring may be performed by a separately provided stirrer. Materials such as phosphorus necessary for photosynthesis of algae are replenished as needed by the culture solution replenishing device 11. Algae in the dissolution tank consume NO 2 and CO 2 by photosynthesis, and oxygen (hereinafter abbreviated as O 2 )
And the gas is purified. In addition, algae that have undergone cell division by photosynthesis and have become redundant as a result of proliferation, or aged algae, are collected by the algae collection device 12. The O 2 released by the algae and the purified air are released as clean air 15 from the device outlet 14 by the blower 13. The above is a series of flow of this gas purification system.

【0011】また、本実施の形態では、装置入口2と装
置出口14でNOx濃度を測定し、装置出口14の濃度
が所定の値になるように、溶解層6の藻類の濃度の制御
を行う。このため、装置入口2及び、装置出口14に
は、入口NOx濃度及び出口NOx濃度を測定するため
の、NOx量測定手段35及び36が設置されている。
このNOx量測定手段35、36としては、NOxメータ
等の計測機器を使用してもよいし、その他NOx量の測
定のできるものならば何でもかまわない。測定手段35
によって測定された入口におけるNOx量は制御装置3
7に伝達され、その量に応じNOxを処理するのに必要
な藻類の濃度が制御装置37で算出され、藻類の濃度が
制御される。その藻類の濃度の制御方法としては、装置
入口2のNOx量に応じて、光源10の強度を調整し、
藻類の増殖をコントロールすることにより藻類の濃度が
制御される。これにより、藻類の窒素源消費量が変化す
るのでNOxの除去量を制御することができる。またこ
の他の方法として、必要な藻類の濃度が算出された際
に、その必要量の藻類を溶解槽に直接添加、あるいは回
収して藻類の濃度をコントロールする方法を用いてもか
まわない。溶解槽6を通過した処理ガスは装置出口14
に配置されたNOx測定手段36によりその残留NOx量
が測定される。そのNOx量は制御装置37に伝達さ
れ、そのNOx量が所定の量以上の場合は、必要な藻類
の濃度を算出し、必要量に応じ前述と同様の方法にて制
御装置37により藻類の濃度をコントロールし藻類の窒
素源消費量を調整することにより、装置出口14のNO
x濃度が所定値になるように制御を行う。更に、これら
藻類の量を調整するときに、溶解槽6内に現在ある藻類
の量を知る必要があるが、それは例えば藻類の量により
培養液の光の透過率が変化することを利用すればよい。
Further, in this embodiment, the NOx concentration is measured at the device inlet 2 and the device outlet 14, and the concentration of algae in the dissolution layer 6 is controlled so that the concentration at the device outlet 14 becomes a predetermined value. . For this reason, the device inlet 2 and the device outlet 14 are provided with NOx amount measuring means 35 and 36 for measuring the inlet NOx concentration and the outlet NOx concentration.
As the NOx amount measuring means 35, 36, a measuring device such as a NOx meter may be used, and any other device capable of measuring the NOx amount may be used. Measuring means 35
The NOx amount at the inlet measured by the controller 3
The alga concentration required to process NOx is transmitted to the control unit 37, and the alga concentration is controlled according to the amount. As a method for controlling the concentration of the algae, the intensity of the light source 10 is adjusted according to the NOx amount at the device inlet 2,
By controlling the growth of algae, the concentration of algae is controlled. As a result, the amount of nitrogen source consumed by algae changes, so the amount of NOx removed can be controlled. As another method, when the required concentration of algae is calculated, a method of controlling the concentration of algae by directly adding or collecting the required amount of algae to the dissolution tank may be used. The processing gas that has passed through the melting tank 6 is the apparatus outlet 14
The residual NOx amount is measured by the NOx measuring means 36 arranged at. The NOx amount is transmitted to the control device 37, and when the NOx amount is equal to or more than a predetermined amount, the required alga concentration is calculated, and the control device 37 determines the alga concentration according to the required amount in the same manner as described above. By controlling the nitrogen source consumption of algae by controlling the
Control is performed so that the x density becomes a predetermined value. Further, when adjusting the amount of these algae, it is necessary to know the amount of algae present in the dissolution tank 6, for example, if the light transmittance of the culture solution changes depending on the amount of algae. Good.

【0012】更に本実施の形態においては、電気集塵機
で発生するオゾン量、あるいは添加するオゾン量の制御
を行う。このため、装置入口2及び、装置出口14に配
置されたNOx測定手段35及び36によって測定され
たNOx濃度を入力として、制御装置38によって算出
された必要オゾンがガス内に注入される。オゾンの注入
は前述の通り、電機集塵機3のコロナ放電によりオゾン
を発生させる方法でもかまわないし、直接オゾン添加手
段により注入を行ってもかまわない。溶解槽6を通過し
たガス装置出口14に設置されたNOx測定手段36に
よりNOx量が測定され、その酸化されている程度が制
御装置38に伝達される。その酸化の程度に応じ、制御
装置38によって必要オゾン量が算出され、あるいは過
剰オゾン量が算出され、必要量のオゾンが添加、あるい
は制御され、酸化の制御が行われる。また装置出口14
にNOx量測定手段36を設置する方法以外にも、装置
出口14にオゾンメータ等のオゾン量測定手段を配置し
て、余剰オゾン量を測定することにより、制御装置38
で必要オゾン量、あるいは過剰オゾン量を算出し、必要
オゾンを添加、あるいは制御する手段を用いてもかまわ
ない。
Further, in this embodiment, the amount of ozone generated in the electrostatic precipitator or the amount of ozone added is controlled. Therefore, the required ozone calculated by the control device 38 is injected into the gas by using the NOx concentration measured by the NOx measuring means 35 and 36 arranged at the device inlet 2 and the device outlet 14 as an input. As described above, the ozone may be injected by a method of generating ozone by corona discharge of the electric dust collector 3, or may be directly injected by ozone adding means. The NOx measurement means 36 installed at the gas device outlet 14 that has passed through the dissolution tank 6 measures the NOx amount, and the degree of oxidation is transmitted to the control device 38. Depending on the degree of the oxidation, the control device 38 calculates the required ozone amount or the excess ozone amount, and the required amount of ozone is added or controlled to control the oxidation. Also, the device outlet 14
In addition to the method of installing the NOx amount measuring means 36 in the control unit 38, an ozone amount measuring means such as an ozone meter is arranged at the device outlet 14 to measure the amount of surplus ozone.
It is also possible to use a means for calculating the required ozone amount or excess ozone amount and adding or controlling the required ozone amount.

【0013】図3は、前述のバブリング方式により溶解
を行う場合の溶解槽(気泡塔)を示した図である。溶解
槽6には、藻類が培養されており、NO2とCO2を含む
ガスは通気ダクト5を通り、通気ノズル7から培養液中
に放出されバブリングにより培養液に溶解される。溶解
槽6には、その内部に均一に光が照射されるように均一
発光担体8が設置されており、藻類は均一発光担体8か
ら照射される光と、培養液に溶解されたNO2及びCO2
を窒素源及び二酸化炭素源として、光合成を行う。な
お、この均一発光担体8には、光源10から光ファイバ
9により光が伝送される。光源10としては、太陽光を
用いてもかまわないし、人工光源を用いてもかまわな
い。また、均一発光担体8を人工光源としてもかまわな
い。また、前述の光の照射は、溶解槽6の内部から行っ
てもかまわないし、外部から行ってもかまわない。光合
成を行った藻類は、NO2とCO2を消費して、O2を放
出する。そして浄化された空気とO2は排気ダクト16
より排出される。
FIG. 3 is a view showing a dissolution tank (bubble column) in the case of performing the dissolution by the above-mentioned bubbling method. Algae are cultivated in the dissolution tank 6, and the gas containing NO 2 and CO 2 passes through the ventilation duct 5, is discharged into the culture solution from the ventilation nozzle 7, and is dissolved in the culture solution by bubbling. A uniform luminescent carrier 8 is installed in the dissolution tank 6 so that the light is uniformly irradiated therein. For algae, the light irradiated from the uniform luminescent carrier 8 and NO 2 dissolved in the culture solution CO 2
Is used as a nitrogen source and a carbon dioxide source for photosynthesis. Light is transmitted from the light source 10 to the uniform light emitting carrier 8 through the optical fiber 9. As the light source 10, sunlight may be used or an artificial light source may be used. Further, the uniform light emitting carrier 8 may be used as an artificial light source. The above-mentioned irradiation of light may be performed from the inside of the dissolution tank 6 or from the outside. Algae was photosynthesis, consume NO 2 and CO 2, to release O 2. Then, the purified air and O 2 are discharged to the exhaust duct 16
Is more exhausted.

【0014】図4は、前述のスプレー方式により溶解を
行う場合の溶解槽を示した図である。溶解槽6には、藻
類が培養されており、NO2とCO2を含むガスは通気ダ
クト5を通り、吸収塔34に充填される。溶解槽6の培
養液は、循環ポンプ32によりスプレー31に送られ、
吸収塔34内に噴出される。吸収塔34内のNO2とC
2は、噴出され噴霧となった培養液に吸収され、溶解
槽6で復水となり回収される。溶解槽6内の藻類は均一
発光担体8によって照射される光と、吸収されたNO2
とCO2を窒素源と二酸化炭素源として消費し、光合成
を行いO2を放出する。均一発光担体8は図3に示すも
のと同様のものであり、太陽光を利用しても、人工光源
を利用してもかまわない。浄化された空気とO2はデミ
スタ33で除湿され、排気ダクト16から排出される。
FIG. 4 is a view showing a dissolution tank in the case of performing the dissolution by the above-mentioned spray method. Algae are cultured in the dissolution tank 6, and the gas containing NO 2 and CO 2 passes through the ventilation duct 5 and is filled in the absorption tower 34. The culture solution in the dissolution tank 6 is sent to the spray 31 by the circulation pump 32,
It is jetted into the absorption tower 34. NO 2 and C in the absorption tower 34
O 2 is absorbed by the culture solution that is jetted and atomized, and is recovered as condensate in the dissolution tank 6. The algae in the dissolution tank 6 absorb the light emitted by the uniform luminescent carrier 8 and the absorbed NO 2
And CO 2 are consumed as a nitrogen source and a carbon dioxide source to perform photosynthesis and release O 2 . The uniform light emitting carrier 8 is the same as that shown in FIG. 3, and it does not matter whether sunlight is used or an artificial light source is used. The purified air and O 2 are dehumidified by the demister 33 and discharged from the exhaust duct 16.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明のガス浄化装置は、自然に存在す
る藻類を用い、その光合成を利用することによりNOx
の除去を図っている。従って、従来のNOx除去に用い
られていた吸着剤を使う方法に比較して、装置コストを
下げることができる。また、藻類の光合成により、その
作用でNOx、CO2を吸収し、O2を放出する。よっ
て、ガス中の有害物質を取り除くだけでなく、生物に有
効な酸素を供給することができる。また、従来の吸着剤
を使用したNOx除去方法のように、吸着剤に付着した
NOxを脱離するために、吸着剤を高温にあるいは減圧
する必要がなく、そのエネルギを必要としないのでラン
ニングコストが低減できる。また、通常、NOxの窒素
と水への還元に用いられる還元剤は、アンモニアや尿素
を使用するが、本発明においては、前述のような還元剤
を使用しないので、安全性が高く信頼性が高い。また、
副生物として回収された藻類は、家畜の飼料や、農作物
の肥料、燃料として再利用することができる。
Industrial Applicability The gas purification apparatus of the present invention uses naturally occurring algae and utilizes its photosynthesis to produce NOx.
Are being removed. Therefore, the apparatus cost can be reduced as compared with the conventional method using an adsorbent used for NOx removal. Further, due to the photosynthesis of algae, NOx and CO 2 are absorbed by the action and O 2 is released. Therefore, not only the harmful substances in the gas can be removed, but also effective oxygen can be supplied to the living things. Also, unlike the conventional NOx removal method that uses an adsorbent, there is no need to depressurize the adsorbent to a high temperature or decompress it in order to desorb the NOx adhering to the adsorbent. Can be reduced. Further, usually, the reducing agent used for reducing NOx to nitrogen and water uses ammonia or urea, but in the present invention, since the reducing agent as described above is not used, it is highly safe and reliable. high. Also,
The algae collected as a by-product can be reused as feed for livestock, fertilizer for farm products, and fuel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明になるガス浄化装置の例を示すフローシ
ートである。
FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a gas purifying apparatus according to the present invention.

【図2】従来の低濃度脱硝方式のブロック線図である。FIG. 2 is a block diagram of a conventional low concentration denitration system.

【図3】バブリング方式の溶解槽を表す図である。FIG. 3 is a view showing a bubbling type dissolution tank.

【図4】スプレー方式の溶解槽を表す図である。FIG. 4 is a view showing a spray type dissolution tank.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガス 2 装置入口 3 集塵機 4 ブロワ 5 通気ダクト 6 溶解槽 7 通気ノズル 8 均一発光担体 9 光ファイバ 10 光源 11 培養液補給装置 12 藻回収装置 13 ブロワ 14 装置出口 15 清浄空気 16 排気ダクト 31 スプレー 32 循環ポンプ 33 デミスタ 34 吸収塔 35、36 NOx量測定手段 37、38 制御装置 1 Gas 2 Device Inlet 3 Dust Collector 4 Blower 5 Ventilation Duct 6 Dissolution Tank 7 Ventilation Nozzle 8 Uniform Luminescent Carrier 9 Optical Fiber 10 Light Source 11 Culture Solution Replenishing Device 12 Algae Recovery Device 13 Blower 14 Device Outlet 15 Clean Air 16 Exhaust Duct 31 Spray 32 Circulation pump 33 Demister 34 Absorption tower 35, 36 NOx amount measuring means 37, 38 Control device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 勝 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 雪竹 次太 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaru Namba 7-1, 1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Jita Yukitake 7 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki 1-1-1, Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも窒素酸化物を含むガスを浄化
するためのガス浄化装置であって、 ガスに含まれる一酸化窒素の少なくとも一部を酸化して
二酸化窒素とするための酸化手段と、 藻類とその培養液を収納した溶解槽と、 前記酸化手段により生成された二酸化窒素を含むガスを
前記培養液に溶解するための溶解手段と、 前記培養液中の二酸化窒素を窒素源として前記藻類に光
合成を行わせるための光源と、 を備えたことを特徴とするガス浄化装置。
1. A gas purifying apparatus for purifying a gas containing at least nitrogen oxides, which comprises oxidizing means for oxidizing at least a part of nitric oxide contained in the gas to nitrogen dioxide, and algae. And a dissolution tank accommodating the culture solution, a dissolution means for dissolving a gas containing nitrogen dioxide generated by the oxidation means in the culture solution, and nitrogen dioxide in the culture solution as a nitrogen source to the algae A gas purification apparatus comprising: a light source for performing photosynthesis;
【請求項2】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記ガス中の一酸化窒素の酸化処理の前に、ガス中
に含まれる煤塵を除去するための集塵手段を設けたこと
を特徴とするガス浄化装置。
2. The gas purifying apparatus according to claim 1, further comprising dust collecting means for removing soot and dust contained in the gas before the oxidation treatment of nitric oxide in the gas. Gas purifier to be.
【請求項3】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記酸化手段は、オゾン添加手段により構成したこ
とを特徴とするガス浄化装置。
3. The gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the oxidizing means comprises ozone adding means.
【請求項4】 請求項2に記載のガス浄化装置におい
て、前記集塵手段が電気集塵機であり、かつ前記酸化手
段として、前記電気集塵機のコロナ放電により発生する
オゾンを用いることを特徴とするガス浄化装置。
4. The gas purifying apparatus according to claim 2, wherein the dust collecting means is an electrostatic precipitator, and ozone generated by corona discharge of the electrostatic precipitator is used as the oxidizing means. Purification device.
【請求項5】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記溶解手段は、前記溶解槽へガスを気泡となるよ
うに注入するガス注入手段で構成したことを特徴とする
ガス浄化装置。
5. The gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the dissolving means is gas injecting means for injecting the gas into the melting tank so as to form bubbles.
【請求項6】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記溶解手段は、ガスをその内部に充填するための
吸収塔と、該吸収塔の内部へ前記培養液を散布するため
の散布手段とから構成したことを特徴とするガス浄化装
置。
6. The gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the dissolving means is an absorption tower for filling a gas therein, and a spraying means for spraying the culture solution into the absorption tower. A gas purification device comprising:
【請求項7】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記溶解手段は、二酸化窒素を中性液あるいはアル
カリ含有液に吸収させるための吸収手段と、該手段によ
り二酸化窒素を吸収したアルカリ溶液を栄養液を加えて
培養液として前記溶解槽へ注入するための液注入手段と
から構成したことを特徴とするガス浄化装置。
7. The gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the dissolving means is an absorbing means for absorbing nitrogen dioxide into a neutral liquid or an alkali-containing liquid, and an alkaline solution absorbing nitrogen dioxide by the means. And a liquid injecting means for injecting a nutrient solution into the dissolution tank as a culture solution.
【請求項8】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記光源として、太陽光を直接前記藻類へ照射する
構成としたことを特徴とするガス浄化装置。
8. The gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the light source is configured to irradiate the algae directly with sunlight.
【請求項9】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記光源を、太陽光または人工光源からの光を集光
して光ファイバで前記溶解槽内に設置された発光担体へ
導き、該発光担体からの光を前記藻類へ照射する構成と
したことを特徴とするガス浄化装置。
9. The gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the light source collects sunlight or light from an artificial light source and guides the light with an optical fiber to a luminescent carrier installed in the melting tank. A gas purifier characterized by irradiating the algae with light from a luminescent carrier.
【請求項10】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記光源を、前記溶解槽内に設置した人工光源とし
たことを特徴とするガス浄化装置。
10. The gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the light source is an artificial light source installed in the melting tank.
【請求項11】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、前記藻類の攪拌手段を設けたことを特徴とするガス
浄化装置。
11. The gas purification apparatus according to claim 1, further comprising stirring means for the algae.
【請求項12】 請求項5に記載のガス浄化装置におい
て、前記ガス注入手段は、前記藻類を攪拌するようにガ
スの注入を行うよう構成したことを特徴とするガス浄化
装置。
12. The gas purifying apparatus according to claim 5, wherein the gas injecting means is configured to inject gas so as to stir the algae.
【請求項13】 請求項1に記載のガス浄化装置におい
て、 ガス出入り口の窒素酸化物の濃度検出手段と、 前記溶解槽内の藻類の量を増減させるための藻類量調整
手段と、 前記検出手段により検出された入り口における窒素酸化
物の濃度から所要の藻類量を算出し、更に検出された出
口濃度が出力されるガス内に含まれる窒素酸化物の許容
濃度以内になるように、前記藻類量調整手段を制御する
ための制御手段と、 を備えたことを特徴とするガス浄化装置。
13. The gas purification apparatus according to claim 1, wherein nitrogen oxide concentration detecting means at a gas inlet / outlet, algae amount adjusting means for increasing / decreasing the amount of algae in the dissolution tank, and the detecting means. Calculate the required amount of algae from the concentration of nitrogen oxides at the inlet detected by the, the amount of algae so that the detected outlet concentration is within the allowable concentration of nitrogen oxides contained in the output gas A gas purification apparatus comprising: a control unit for controlling the adjusting unit.
【請求項14】 請求項13に記載のガス浄化装置にお
いて、前記藻類量調整手段は、前記溶解槽内の藻類の量
を、前記光源からの光量を変化させて調整することを特
徴とするガス浄化装置。
14. The gas purifying apparatus according to claim 13, wherein the algae amount adjusting means adjusts the amount of algae in the dissolution tank by changing the light amount from the light source. Purification device.
【請求項15】 請求項13に記載のガス浄化装置にお
いて、前記藻類量調節手段は、前記溶解槽内の藻類の量
を、藻類を含む培養液の光透過率を測定して検知するこ
とを特徴とするガス浄化装置。
15. The gas purification apparatus according to claim 13, wherein the algae amount adjusting means detects the amount of algae in the dissolution tank by measuring a light transmittance of a culture solution containing algae. Characteristic gas purification device.
【請求項16】 請求項3に記載のガス浄化装置におい
て、 ガス出入り口の窒素酸化物の濃度検出手段と、 該手段により検出された出入り口の窒素酸化物の濃度に
応じて前記オゾン添加手段から供給するオゾン量を制御
するためのオゾン量制御手段を設けたことを特徴とする
ガス浄化装置。
16. The gas purifying apparatus according to claim 3, wherein the nitrogen oxide concentration detecting means at the gas inlet / outlet is supplied from the ozone adding means in accordance with the nitrogen oxide concentration at the inlet / outlet detected by the means. A gas purifier characterized by comprising ozone amount control means for controlling the amount of ozone to be discharged.
【請求項17】 請求項4に記載のガス浄化装置におい
て、 ガス出入り口の窒素酸化物の濃度検出手段と、 該手段により検出された出入り口の窒素酸化物の濃度に
応じて前記電気集塵手段から発生するオゾンの量を制御
するためのオゾン量制御手段を設けたことを特徴とする
ガス浄化装置。
17. The gas purifying apparatus according to claim 4, wherein the nitrogen oxide concentration detecting means at the gas inlet and outlet, and the electrostatic precipitating means depending on the nitrogen oxide concentration at the inlet and outlet detected by the means. A gas purifying apparatus comprising an ozone amount control means for controlling the amount of ozone generated.
【請求項18】 ガス中に含まれる一酸化窒素の少なく
とも一部を酸化して二酸化窒素とし、藻類とその培養液
を収納した溶解槽に前記二酸化窒素を含むガスを導いて
前記培養液に溶解し、その溶解した二酸化窒素成分を窒
素源として前記藻類により光合成を行って窒素酸化物の
除去を行うことを特徴とするガス浄化方法。
18. At least a part of nitric oxide contained in the gas is oxidized to nitrogen dioxide, and the gas containing nitrogen dioxide is introduced into a dissolution tank containing algae and a culture solution thereof to be dissolved in the culture solution. Then, the dissolved nitrogen dioxide component is used as a nitrogen source to perform photosynthesis by the algae to remove nitrogen oxides.
【請求項19】 請求項17に記載のガス浄化方法にお
いて、前記一酸化窒素の酸化の前に、ガス中に含まれる
煤塵を集塵機により除去することを特徴とするガス浄化
方法。
19. The gas purification method according to claim 17, wherein soot dust contained in the gas is removed by a dust collector before the oxidation of the nitric oxide.
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