JPH09299746A - Ｎｏ▲ｘ▼、ｏ▲３▼を含むガスの処理方法 - Google Patents
Ｎｏ▲ｘ▼、ｏ▲３▼を含むガスの処理方法Info
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- JPH09299746A JPH09299746A JP8119200A JP11920096A JPH09299746A JP H09299746 A JPH09299746 A JP H09299746A JP 8119200 A JP8119200 A JP 8119200A JP 11920096 A JP11920096 A JP 11920096A JP H09299746 A JPH09299746 A JP H09299746A
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加速器の雰囲気ガスのようにＮＯＸ、Ｏ３及
び硝酸並びに窒素、酸素の放射性同位元素を含むガスを
環境規制値を満足するよう無害化する。 【解決手段】 加速器室１１のＮＯＸ、Ｏ３を含む雰囲
気ガスを、高珪素吸着剤１７が充填された吸着塔１５に
通してＮＯＸとＯ３の反応生成物である硝酸を吸着除去
し、次いでその吸着塔１５を出た雰囲気ガスをＯ３分解
触媒２３が充填された触媒塔２１に通して残留Ｏ３を分
解除去する。
び硝酸並びに窒素、酸素の放射性同位元素を含むガスを
環境規制値を満足するよう無害化する。 【解決手段】 加速器室１１のＮＯＸ、Ｏ３を含む雰囲
気ガスを、高珪素吸着剤１７が充填された吸着塔１５に
通してＮＯＸとＯ３の反応生成物である硝酸を吸着除去
し、次いでその吸着塔１５を出た雰囲気ガスをＯ３分解
触媒２３が充填された触媒塔２１に通して残留Ｏ３を分
解除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＯX、Ｏ3を含む
ガスの処理方法に関し、特に加速器等の電子線やエック
ス線を出す機器、装置等の雰囲気ガスでＮＯX 、Ｏ3を
含むものを無害化するための処理方法に関する。
ガスの処理方法に関し、特に加速器等の電子線やエック
ス線を出す機器、装置等の雰囲気ガスでＮＯX 、Ｏ3を
含むものを無害化するための処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】陽子等の原子構成粒子を加速する加速器
は、その運転に際し電子線、エックス線が外部に漏れ、
周囲の空気を電離してＮＯ，Ｏ3 を生成する。これらの
ＮＯ，Ｏ3 は、後述する反応により段階的に酸化され、
最終的には共存する水分との反応により一部が硝酸に転
換し、このため未反応のＮＯ，Ｏ3 と反応生成物である
ＮＯ2 、Ｎ2Ｏ5及び硝酸が周囲の雰囲気ガス中に共存す
る。
は、その運転に際し電子線、エックス線が外部に漏れ、
周囲の空気を電離してＮＯ，Ｏ3 を生成する。これらの
ＮＯ，Ｏ3 は、後述する反応により段階的に酸化され、
最終的には共存する水分との反応により一部が硝酸に転
換し、このため未反応のＮＯ，Ｏ3 と反応生成物である
ＮＯ2 、Ｎ2Ｏ5及び硝酸が周囲の雰囲気ガス中に共存す
る。
【０００３】ＮＯ ＋ Ｏ3 → ＮＯ2 ＋ Ｏ2 ２ＮＯ2 ＋ Ｏ3 →Ｎ2Ｏ5 ＋ Ｏ2 Ｎ2Ｏ5 ＋ Ｈ2Ｏ → ２ＨＮＯ3
【０００４】即ち、加速器の運転によって雰囲気ガスの
中に生ずる以上のガスの内、ＮＯX（ＮＯ，ＮＯ2）、Ｏ
3及び硝酸は、人間の健康にとって一般に好ましいもの
ではないから環境への排出が規制されている。又硝酸
は、加速器自体にとっても腐食の原因になり得るもので
速やかな除去が好ましい。一方、加速器の運転によって
生ずる熱を除去して加速器を適切な温度下に保つ必要が
ある。従って、従来加速器から放出される熱の除去及び
運転終了後の加速器周辺への速やかな立ち入りを可能と
するため、運転時系統内に室内容積の数倍以上の空気を
常時送風すると共に、環境への放出に際しては送風空気
の後流にアルミナに活性炭を含有した吸着剤の充填塔を
設置して、送風空気内のＮＯXを吸着すると共に活性炭
を構成する炭素とＯ3 との反応によりＯ3 を分解処理す
ることとしていた。
中に生ずる以上のガスの内、ＮＯX（ＮＯ，ＮＯ2）、Ｏ
3及び硝酸は、人間の健康にとって一般に好ましいもの
ではないから環境への排出が規制されている。又硝酸
は、加速器自体にとっても腐食の原因になり得るもので
速やかな除去が好ましい。一方、加速器の運転によって
生ずる熱を除去して加速器を適切な温度下に保つ必要が
ある。従って、従来加速器から放出される熱の除去及び
運転終了後の加速器周辺への速やかな立ち入りを可能と
するため、運転時系統内に室内容積の数倍以上の空気を
常時送風すると共に、環境への放出に際しては送風空気
の後流にアルミナに活性炭を含有した吸着剤の充填塔を
設置して、送風空気内のＮＯXを吸着すると共に活性炭
を構成する炭素とＯ3 との反応によりＯ3 を分解処理す
ることとしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術には、
次の問題があることが本発明者の評価検討により判明し
た。即ち、従来の吸着剤は、Ｏ3 を活性炭との酸化反応
により分解するもののＮＯX の吸着除去能力はそれほど
大きくない。このため、通常１０００〜２００００m3Ｎ
/hである送風ガス（空気）に含まれる数ｐｐｍ以下の低
濃度のＮＯX を数千時間に亙って吸着する必要がある
が、ＮＯX 成分のうち比較的吸着能の弱いＮＯ，ＮＯ2
については、相当短期間に破過することとなり、これら
の成分は十分には吸着除去できない。
次の問題があることが本発明者の評価検討により判明し
た。即ち、従来の吸着剤は、Ｏ3 を活性炭との酸化反応
により分解するもののＮＯX の吸着除去能力はそれほど
大きくない。このため、通常１０００〜２００００m3Ｎ
/hである送風ガス（空気）に含まれる数ｐｐｍ以下の低
濃度のＮＯX を数千時間に亙って吸着する必要がある
が、ＮＯX 成分のうち比較的吸着能の弱いＮＯ，ＮＯ2
については、相当短期間に破過することとなり、これら
の成分は十分には吸着除去できない。
【０００６】以上の問題点について更に検討評価を進め
た処、次の点が判明した。即ち、上述の反応ではＮＯか
らＮＯ2 への酸化は比較的速いものの、ＮＯ2 からＮ2
Ｏ5への酸化はかなり遅い。そしてＯ3 ／ＮＯ2 のモル
比が大きいほど硝酸への転換が進む（そのモル比が小さ
い、即ちＯ3 含有量が少ないと硝酸への転換は進みにく
い）。前述の吸着剤では、流入したガス中のＯ3 は活性
炭により消費され且つアルミナにより速やかに分解さ
れ、ＮＯX の酸化に必要なＯ3 は吸着塔内で消滅し、そ
れ以降ＮＯX はほとんど硝酸に転換しない。このため、
数ｐｐｍのＮＯX をＯ3／ＮＯXのモル比５で吸着塔に供
給しても、ＮＯXについては２０％程度しか除去せず、
ＮＯX はＮＯ2 として流過する。
た処、次の点が判明した。即ち、上述の反応ではＮＯか
らＮＯ2 への酸化は比較的速いものの、ＮＯ2 からＮ2
Ｏ5への酸化はかなり遅い。そしてＯ3 ／ＮＯ2 のモル
比が大きいほど硝酸への転換が進む（そのモル比が小さ
い、即ちＯ3 含有量が少ないと硝酸への転換は進みにく
い）。前述の吸着剤では、流入したガス中のＯ3 は活性
炭により消費され且つアルミナにより速やかに分解さ
れ、ＮＯX の酸化に必要なＯ3 は吸着塔内で消滅し、そ
れ以降ＮＯX はほとんど硝酸に転換しない。このため、
数ｐｐｍのＮＯX をＯ3／ＮＯXのモル比５で吸着塔に供
給しても、ＮＯXについては２０％程度しか除去せず、
ＮＯX はＮＯ2 として流過する。
【０００７】又、加速器の荷電粒子が高エネルギ化する
に伴い、その雰囲気ガスの空気を構成する窒素Ｎ、酸素
Ｏからその放射性同位元素（Ｎ15、Ｏ17）が生成され、
これらはそのまま環境へは放出できないので、一定の壊
変時間を待って放射能が失われた後放出する必要があ
る。このため、前述の温度調整用雰囲気ガスは、閉鎖系
を循環させて滞留する必要が生ずるが、そうすると雰囲
気ガス中のＮＯX濃度、Ｏ3 濃度が上昇し、これにより
硝酸の生成が進行する。即ち、環境への放出に際して処
理すべきＮＯX，Ｏ3 及び硝酸の含有量が増大するが、
従来使用されていたアルミナに活性炭を含有した吸着剤
では、前述のようにＮＯ等のＮＯX の吸着除去能力が十
分でないし、硝酸も除去されない。又吸着剤中の活性炭
が一部酸化して一酸化炭素が生成するため閉鎖系での使
用は好ましくない。従って、加速器等の雰囲気ガスのよ
うにＮＯX 、Ｏ3 を含有するガスを処理するするに際
し、ＮＯX 、Ｏ3 及び硝酸の除去効率が高い処理方法が
求められている。本発明は、このような要望に答えるこ
とを課題としている。
に伴い、その雰囲気ガスの空気を構成する窒素Ｎ、酸素
Ｏからその放射性同位元素（Ｎ15、Ｏ17）が生成され、
これらはそのまま環境へは放出できないので、一定の壊
変時間を待って放射能が失われた後放出する必要があ
る。このため、前述の温度調整用雰囲気ガスは、閉鎖系
を循環させて滞留する必要が生ずるが、そうすると雰囲
気ガス中のＮＯX濃度、Ｏ3 濃度が上昇し、これにより
硝酸の生成が進行する。即ち、環境への放出に際して処
理すべきＮＯX，Ｏ3 及び硝酸の含有量が増大するが、
従来使用されていたアルミナに活性炭を含有した吸着剤
では、前述のようにＮＯ等のＮＯX の吸着除去能力が十
分でないし、硝酸も除去されない。又吸着剤中の活性炭
が一部酸化して一酸化炭素が生成するため閉鎖系での使
用は好ましくない。従って、加速器等の雰囲気ガスのよ
うにＮＯX 、Ｏ3 を含有するガスを処理するするに際
し、ＮＯX 、Ｏ3 及び硝酸の除去効率が高い処理方法が
求められている。本発明は、このような要望に答えるこ
とを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明の一の処理方法によれば、ＮＯX 、Ｏ3 を含
むガスを高珪素吸着剤が充填された吸着塔に通してＮＯ
X とＯ3 の反応生成物である硝酸を吸着除去し、次いで
その吸着塔を出た硝酸除去後のガスをＯ3分解触媒が充
填された触媒塔に通して残留Ｏ3を分解除去する。その
高珪素吸着剤としては、ＺＳＭ−５、シリカライト等の
ペンタシルゼオライト、ＵＳＹ（Ultra-stable-zeokit
e）型ゼオライト、シリカゲル、キャリアクト等が好適
である。この過程では、Ｏ3 の分解触媒等は無いからそ
の分解は抑制され、Ｏ3 ／ＮＯのモル比が高値に保た
れ、ＮＯの硝酸への転換が進み、硝酸が高珪素吸着剤に
吸着除去される。即ち、ガス中のＮＯは、硝酸の形で高
珪素吸着剤に吸着される。分解せずに残ったＯ3 は、触
媒塔内のＯ3 分解触媒によってＯ2 に分解される。Ｏ3
分解触媒としては、アルミナ、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼ
オライト、アルミナシリカゲルのようなアルミニューム
含有吸着剤が好適である。
め、本発明の一の処理方法によれば、ＮＯX 、Ｏ3 を含
むガスを高珪素吸着剤が充填された吸着塔に通してＮＯ
X とＯ3 の反応生成物である硝酸を吸着除去し、次いで
その吸着塔を出た硝酸除去後のガスをＯ3分解触媒が充
填された触媒塔に通して残留Ｏ3を分解除去する。その
高珪素吸着剤としては、ＺＳＭ−５、シリカライト等の
ペンタシルゼオライト、ＵＳＹ（Ultra-stable-zeokit
e）型ゼオライト、シリカゲル、キャリアクト等が好適
である。この過程では、Ｏ3 の分解触媒等は無いからそ
の分解は抑制され、Ｏ3 ／ＮＯのモル比が高値に保た
れ、ＮＯの硝酸への転換が進み、硝酸が高珪素吸着剤に
吸着除去される。即ち、ガス中のＮＯは、硝酸の形で高
珪素吸着剤に吸着される。分解せずに残ったＯ3 は、触
媒塔内のＯ3 分解触媒によってＯ2 に分解される。Ｏ3
分解触媒としては、アルミナ、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼ
オライト、アルミナシリカゲルのようなアルミニューム
含有吸着剤が好適である。
【０００９】更に本発明の他の方法によれば、ＮＯX 、
Ｏ3 を含む雰囲気ガスを高珪素吸着剤が充填された吸着
塔に通してＮＯX とＯ3 の反応生成物である硝酸を吸着
除去し、次いでその吸着塔を出たガスをＯ3分解触媒が
充填された触媒塔に通して残留Ｏ3を分解除去し、その触
媒塔を出るガスを前記吸着塔の入口に循環するように流
し、その際、吸着塔を出たガスの一部をその触媒塔をバ
イパスさせて吸着塔の入口におけるＯ3 濃度がＮＯ濃度
の１．５倍（モル比）以上とすることにより、ＮＯX 、
Ｏ3及び硝酸を除去し且つ、酸素及び窒素の放射性同位
元素の放射能レベルを許容値以下になるように処理す
る。この処理方法において使用される高珪素吸着剤及び
Ｏ3 分解触媒は、前述の第一の処理方法の場合と同じ物
質が使用される。放射性同位元素Ｎ１５，Ｏ１８は閉鎖
系での循環運転中に壊変して放射能を喪失する。そし
て、吸着塔を出た雰囲気ガスの一部が触媒塔をバイパス
して循環するので、Ｏ3 の分解が抑制されて吸着塔に入
る被処理ガス中のＯ3 濃度が高まり、ＮＯX の硝酸への
転換が促進し、ＮＯX は硝酸として吸着塔で最大限に吸
収される。
Ｏ3 を含む雰囲気ガスを高珪素吸着剤が充填された吸着
塔に通してＮＯX とＯ3 の反応生成物である硝酸を吸着
除去し、次いでその吸着塔を出たガスをＯ3分解触媒が
充填された触媒塔に通して残留Ｏ3を分解除去し、その触
媒塔を出るガスを前記吸着塔の入口に循環するように流
し、その際、吸着塔を出たガスの一部をその触媒塔をバ
イパスさせて吸着塔の入口におけるＯ3 濃度がＮＯ濃度
の１．５倍（モル比）以上とすることにより、ＮＯX 、
Ｏ3及び硝酸を除去し且つ、酸素及び窒素の放射性同位
元素の放射能レベルを許容値以下になるように処理す
る。この処理方法において使用される高珪素吸着剤及び
Ｏ3 分解触媒は、前述の第一の処理方法の場合と同じ物
質が使用される。放射性同位元素Ｎ１５，Ｏ１８は閉鎖
系での循環運転中に壊変して放射能を喪失する。そし
て、吸着塔を出た雰囲気ガスの一部が触媒塔をバイパス
して循環するので、Ｏ3 の分解が抑制されて吸着塔に入
る被処理ガス中のＯ3 濃度が高まり、ＮＯX の硝酸への
転換が促進し、ＮＯX は硝酸として吸着塔で最大限に吸
収される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明するが、処理すべきＮＯX、Ｏ3を含む
ガスを前述したような加速器の雰囲気ガスと説明する。
然し乍らこれはあくまで例示のためであり、本発明方法
の処理対象ガスが加速器の雰囲気ガスに限定される趣旨
と理解すべきではない。図１は、本発明の第一の処理方
法を実施するための雰囲気ガス処理装置１０の系統図を
示しているが、加速器が設けられた室即ち加速器室１１
は、配管１３を介して吸着塔１５に連絡している。この
吸着塔１５には、後述する高珪素吸着剤１７が充填され
ている。この吸着塔１５の出口は配管１９を介して触媒
塔２３に連絡し、この触媒塔２３には後述するＯ3 分解
触媒２３が充填されている。そして吸着塔２１の出口
は、配管２５及び粉塵フィルタ２７を介してブロワ２９
に連絡し、このブロワ２９の出口が環境に開放されてい
る。以上の構成の雰囲気ガス処理装置１０のブロワ２９
を加速器の運転に併せて駆動すると、ＮＯX 、Ｏ3 を含
む雰囲気ガスが配管１３を流れて吸着塔１５に流入す
る。この配管１３を流れる中でも硝酸転換反応が進む
が、気相反応にはかなりの滞留時間が必要であり、硝酸
への転換は全ＮＯX の２０パーセント以下に留まる。一
方高珪素吸着剤１７においては、一定量のＯ3 は分解さ
れることなく吸着されているので、吸着されたＮＯ，Ｎ
Ｏ2 のＮＯX 成分はその吸着されているＯ3 及び水分と
反応して硝酸に転換される。高珪素吸着剤１７の硝酸吸
着量は、ＮＯ，ＮＯ2 に比べてはるかに大きいので、硝
酸は高珪素吸着剤１７に高効率で補捉される。この高珪
素吸着剤１７は、Ｏ3 に対してはそれ程大きい吸着量を
有しないので、過剰量のＯ3 は吸着塔１５から流出して
配管１９を通り触媒塔２１に入る。このようにして残留
Ｏ3 を含んだ雰囲気ガスは触媒塔２１に流入し、その含
有Ｏ3 はＯ3 分解触媒２３との反応により分解され、Ｎ
ＯX 、Ｏ3 及び硝酸の含有量が規制値以下に低減され
る。そして処理済みの雰囲気ガスは、ブロワ２９により
駆動されて粉塵フィルタ２７を通り粉塵が除去され、そ
してブロワ２９の出口から環境に排出される。
の実施形態を説明するが、処理すべきＮＯX、Ｏ3を含む
ガスを前述したような加速器の雰囲気ガスと説明する。
然し乍らこれはあくまで例示のためであり、本発明方法
の処理対象ガスが加速器の雰囲気ガスに限定される趣旨
と理解すべきではない。図１は、本発明の第一の処理方
法を実施するための雰囲気ガス処理装置１０の系統図を
示しているが、加速器が設けられた室即ち加速器室１１
は、配管１３を介して吸着塔１５に連絡している。この
吸着塔１５には、後述する高珪素吸着剤１７が充填され
ている。この吸着塔１５の出口は配管１９を介して触媒
塔２３に連絡し、この触媒塔２３には後述するＯ3 分解
触媒２３が充填されている。そして吸着塔２１の出口
は、配管２５及び粉塵フィルタ２７を介してブロワ２９
に連絡し、このブロワ２９の出口が環境に開放されてい
る。以上の構成の雰囲気ガス処理装置１０のブロワ２９
を加速器の運転に併せて駆動すると、ＮＯX 、Ｏ3 を含
む雰囲気ガスが配管１３を流れて吸着塔１５に流入す
る。この配管１３を流れる中でも硝酸転換反応が進む
が、気相反応にはかなりの滞留時間が必要であり、硝酸
への転換は全ＮＯX の２０パーセント以下に留まる。一
方高珪素吸着剤１７においては、一定量のＯ3 は分解さ
れることなく吸着されているので、吸着されたＮＯ，Ｎ
Ｏ2 のＮＯX 成分はその吸着されているＯ3 及び水分と
反応して硝酸に転換される。高珪素吸着剤１７の硝酸吸
着量は、ＮＯ，ＮＯ2 に比べてはるかに大きいので、硝
酸は高珪素吸着剤１７に高効率で補捉される。この高珪
素吸着剤１７は、Ｏ3 に対してはそれ程大きい吸着量を
有しないので、過剰量のＯ3 は吸着塔１５から流出して
配管１９を通り触媒塔２１に入る。このようにして残留
Ｏ3 を含んだ雰囲気ガスは触媒塔２１に流入し、その含
有Ｏ3 はＯ3 分解触媒２３との反応により分解され、Ｎ
ＯX 、Ｏ3 及び硝酸の含有量が規制値以下に低減され
る。そして処理済みの雰囲気ガスは、ブロワ２９により
駆動されて粉塵フィルタ２７を通り粉塵が除去され、そ
してブロワ２９の出口から環境に排出される。
【００１１】上述の高珪素吸着剤１７としてはペンタシ
ルゼオライト、ＵＳＹ型ゼオライト、シリカゲル、キャ
リアクト等が好適であるが、これらについて吸着塔１５
に充填し、その吸着性能を試験した。これらの高珪素吸
着剤の吸着性能を比較確認する意味で、Ｎａ−Ｘ型ゼオ
ライト、Ｎａ−Ａ型ゼオライト、アルミナについても同
条件で試験した。試験条件は、処理ガス量４０ｍ3 Ｎ／
ｈ、ＮＯX 濃度３ｐｐｍ、Ｏ3 濃度２４ｐｐｍ、温度２
５°Ｃ，相対湿度５０％である。供試吸着剤の諸元等を
表１に示す。
ルゼオライト、ＵＳＹ型ゼオライト、シリカゲル、キャ
リアクト等が好適であるが、これらについて吸着塔１５
に充填し、その吸着性能を試験した。これらの高珪素吸
着剤の吸着性能を比較確認する意味で、Ｎａ−Ｘ型ゼオ
ライト、Ｎａ−Ａ型ゼオライト、アルミナについても同
条件で試験した。試験条件は、処理ガス量４０ｍ3 Ｎ／
ｈ、ＮＯX 濃度３ｐｐｍ、Ｏ3 濃度２４ｐｐｍ、温度２
５°Ｃ，相対湿度５０％である。供試吸着剤の諸元等を
表１に示す。
【００１２】 表１ 吸着剤 SiO2/Al2O3比 形状 空塔速度 充填量 （−） インチ (m/sec) (リットル) 1 ペンタシル 400 1/16 0.5 4 2 ペンタシル 25 1/16 0.5 4 3 USY型ゼオライト 5 1/16 0.5 4 4 USY型ゼオライト 70 1/16 0.5 4 5 シリカゲル ∽ 1/16 0.5 4 6 キャリアクト Q-30 ∽ 1/16 0.5 4 7 キャリアクト Q-3 ∽ 1/16 0.5 4 8 Na-X型ゼオライト 2.5 1/16 0.5 4 9 Na-A型ゼオライト 2 1/16 0.5 4 10 アルミナ 0 1/16 0.5 4 以上の供試吸着剤の上記試験条件による試験結果を表２に示す。 表２ 吸着剤 入口NO濃度 入口O3濃度 出口NO濃度 出口O3濃度 （ppm） (ppm) (ppm) (ppm) 1 ペンタシル 3 24 0.02 16 2 ペンタシル 3 24 0.05 12 3 USY型ゼオライト 3 24 0.3 5 4 USY型ゼオライト 3 24 0.05 12 5 シリカゲル 3 24 0.08 16 6 キャリアクト Q-30 3 24 0.35 16 7 キャリアクト Q-3 3 24 0.08 16 8 Na-X型ゼオライト 3 24 1.5 2 9 Na-A型ゼオライト 3 24 2 1.4 10 アルミナ+活性炭 3 24 2.4 0
【００１３】表２の試験結果より、次のように理解でき
る。即ちSiO2/Al2O3比の大きな吸着剤程出口ＮＯX濃度
は低く、一方出口Ｏ3濃度は高い。これは吸着塔１５内
に充填された供試吸着剤中でＮＯXとＯ3の反応が進行し
て硝酸が生成し、これが各供試吸着剤に吸着されたもの
と理解される。一方Ｏ3 については、SiO2/Al2O3比の大
きな吸着剤ではＯ3 分解の触媒活性点が減少するため、
吸着塔１５の出口のＯ3濃度は高いままである。以上の
試験結果により番号１〜７の供試吸着剤については、Ｎ
ＯX 濃度は規制値以下に減少することが確認された。次
に触媒塔２１に充填するＯ3 分解触媒２３の性能につい
ては、表３に記載した触媒について、前述の吸着剤につ
いての同様の試験条件で試験した。試験結果は表４に示
されている。
る。即ちSiO2/Al2O3比の大きな吸着剤程出口ＮＯX濃度
は低く、一方出口Ｏ3濃度は高い。これは吸着塔１５内
に充填された供試吸着剤中でＮＯXとＯ3の反応が進行し
て硝酸が生成し、これが各供試吸着剤に吸着されたもの
と理解される。一方Ｏ3 については、SiO2/Al2O3比の大
きな吸着剤ではＯ3 分解の触媒活性点が減少するため、
吸着塔１５の出口のＯ3濃度は高いままである。以上の
試験結果により番号１〜７の供試吸着剤については、Ｎ
ＯX 濃度は規制値以下に減少することが確認された。次
に触媒塔２１に充填するＯ3 分解触媒２３の性能につい
ては、表３に記載した触媒について、前述の吸着剤につ
いての同様の試験条件で試験した。試験結果は表４に示
されている。
【００１４】 表３ 供試触媒 形状 空塔速度 充填量 （インチ） （m/sec） （リットル） １ Ｎｉ系 １／８ １．５ ０．５ ２ Ｍｎ系 １／８ １．５ ０．５ ３ Ｎｉ ＋Ｐｔ系 １／８ １．５ ０．５ ４ Ｍｎ ＋Ｐｔ系 １／８ １．５ ０．５ ５ アルミナ＋活性炭 １／８ １．５ ０．５ 表４ 供試触媒 入口NO濃度 入口O3濃度 出口NO濃度 出口O3濃度 （ppm） （ppm） （ppm） （ppm） １ Ｎｉ系 ０．０２ １６ ０．０２ ０．０６ ２ Ｍｎ系 ０．０２ １６ ０．０２ ０．０６ ３ Ｎｉ ＋Ｐｔ系 ０．０２ １６ ０．０２ ０．０４ ４ Ｍｎ ＋Ｐｔ系 ０．０２ １６ ０．０２ ０．０４ ５ アルミナ＋活性炭 ０．０２ １６ ０．０２ ０．０
【００１５】表４に示されるようにいずれの供試触媒に
ついても、出口Ｏ3 濃度は、環境規制値である０．０６
ｐｐｍ以下に低減している。これは、Ｏ3 の反応性が非
常に大きく触媒との接触で容易に分解するためである。
特に遷移金属系の触媒に０．５重量パーセント程度の白
金（Ｐｔ）等を担持することでＯ3の分解性は向上して
いる。又、活性炭含有アルミナでは、活性炭を構成する
炭素とＯ3の酸化反応でＯ3 は消費されて出口では全く
Ｏ3が検出されなかった。更に、活性炭含有アルミナで
は、硝酸がアルミナで吸着されるため出口ＮＯ濃度も減
少している。本発明の第一の処理方法の実施形態におい
て、図１の加速器室１１から発生するＮＯX とＯ3 は、
吸着塔１５においてＮＯX が主にＮＯ2 、硝酸として吸
着除去され、触媒塔２１でＯ3 が分解除去される。この
結果を示したのが表２及び表４である。
ついても、出口Ｏ3 濃度は、環境規制値である０．０６
ｐｐｍ以下に低減している。これは、Ｏ3 の反応性が非
常に大きく触媒との接触で容易に分解するためである。
特に遷移金属系の触媒に０．５重量パーセント程度の白
金（Ｐｔ）等を担持することでＯ3の分解性は向上して
いる。又、活性炭含有アルミナでは、活性炭を構成する
炭素とＯ3の酸化反応でＯ3 は消費されて出口では全く
Ｏ3が検出されなかった。更に、活性炭含有アルミナで
は、硝酸がアルミナで吸着されるため出口ＮＯ濃度も減
少している。本発明の第一の処理方法の実施形態におい
て、図１の加速器室１１から発生するＮＯX とＯ3 は、
吸着塔１５においてＮＯX が主にＮＯ2 、硝酸として吸
着除去され、触媒塔２１でＯ3 が分解除去される。この
結果を示したのが表２及び表４である。
【００１６】次に本発明の第二の処理方法の実施形態に
ついて説明する。本発明の方法を実施するための典型的
な処理装置の系統図が図２に示されている。図示の雰囲
気ガス処理装置５０において、前出の雰囲気ガス処理装
置１０と同一の部分には同一の符号を付しているが、触
媒塔２１に迂回して流量調整弁５１を備えたバイパス配
管５３を設けた点とブロワ２９の出口から加速器室１１
へ戻るリサイクル配管５５設けた点で雰囲気ガス処理装
置１０と大きく異なっている。そして吸着塔１５には、
高珪素吸着剤として１／１６インチに造粒成型されたシ
リカライト５７が充填され、触媒塔２１にはＯ3 分解触
媒としてＭｎ，Ｐｔ系触媒５９が充填されている。そし
て、この雰囲気ガス処理装置５０を使用して 、処理ガ
ス量４０ｍ3Ｎ／ｈ，ＮＯX濃度３ｐｐｍ、Ｏ3 濃度２４
ｐｐｍの加速器雰囲気ガスを模擬した送気ガスを本発明
方法により処理した。即ち、送気ガスを吸着塔１５に流
し、シリカライト５７と接触させる。そして吸着塔１５
から出た送気ガスを触媒塔２１に流すと共に一部をバイ
パス配管５３を通し、粉塵フィルタ２７の上流で合流す
る。この処理済み送気ガスを粉塵フィルタ２７に通して
粉塵を除去し、ブロワ２９によりリサイクル配管５５を
通して加速器室１１に戻し送気ガスを循環した。処理温
度は２５℃、相対湿度は５０％である。流量調整弁５１
は、循環ガス中のＯ3／ＮＯのモル比を８にするように
触媒塔２１を迂回する送気ガスのバイパス量を調節し、
加速器の運転停止後１２０分無負荷運転を継続した。
ついて説明する。本発明の方法を実施するための典型的
な処理装置の系統図が図２に示されている。図示の雰囲
気ガス処理装置５０において、前出の雰囲気ガス処理装
置１０と同一の部分には同一の符号を付しているが、触
媒塔２１に迂回して流量調整弁５１を備えたバイパス配
管５３を設けた点とブロワ２９の出口から加速器室１１
へ戻るリサイクル配管５５設けた点で雰囲気ガス処理装
置１０と大きく異なっている。そして吸着塔１５には、
高珪素吸着剤として１／１６インチに造粒成型されたシ
リカライト５７が充填され、触媒塔２１にはＯ3 分解触
媒としてＭｎ，Ｐｔ系触媒５９が充填されている。そし
て、この雰囲気ガス処理装置５０を使用して 、処理ガ
ス量４０ｍ3Ｎ／ｈ，ＮＯX濃度３ｐｐｍ、Ｏ3 濃度２４
ｐｐｍの加速器雰囲気ガスを模擬した送気ガスを本発明
方法により処理した。即ち、送気ガスを吸着塔１５に流
し、シリカライト５７と接触させる。そして吸着塔１５
から出た送気ガスを触媒塔２１に流すと共に一部をバイ
パス配管５３を通し、粉塵フィルタ２７の上流で合流す
る。この処理済み送気ガスを粉塵フィルタ２７に通して
粉塵を除去し、ブロワ２９によりリサイクル配管５５を
通して加速器室１１に戻し送気ガスを循環した。処理温
度は２５℃、相対湿度は５０％である。流量調整弁５１
は、循環ガス中のＯ3／ＮＯのモル比を８にするように
触媒塔２１を迂回する送気ガスのバイパス量を調節し、
加速器の運転停止後１２０分無負荷運転を継続した。
【００１７】以上の処理運転時のＮＯX 、Ｏ3 濃度の変
化について説明すると、シリカライト５７のSiO2/Al2O3
比は４００程度のため、出口ＮＯX濃度は循環運転時に
０．０５ｐｐｍ程度に低減され、加速器の運転終了後の
１２０分の無負荷運転ではＮＯXから硝酸への転換が進
行することになり、更に０．０１ｐｐｍまで低下した。
一方Ｏ3濃度については、シリカライト５７とＯ3との接
触では殆どＯ3は分解しないこと及び触媒塔２１でのＯ3
分解率を６０％程度に押さえていることから、循環系で
のＯ3濃度は３ｐｐｍ程度とかなり高い。このため吸着
塔１５内のシリカライ５７中でのＮＯX とＯ3の反応が
進行して硝酸が生成し、これがシリカライト５７に吸着
され、前述の濃度低下となっている。図３に触媒塔２１
のＯ3分解率、循環運転時の ＮＯX 濃度（□）とＯ3濃
度（〇）及び無負荷運転１２０分後の循環系のＮＯX濃
度（×）とＯ3濃度（◇）が示されている。前述以外の
反応についての説明は、処理装置１０による処理方法に
ついての説明がなお適用できる。
化について説明すると、シリカライト５７のSiO2/Al2O3
比は４００程度のため、出口ＮＯX濃度は循環運転時に
０．０５ｐｐｍ程度に低減され、加速器の運転終了後の
１２０分の無負荷運転ではＮＯXから硝酸への転換が進
行することになり、更に０．０１ｐｐｍまで低下した。
一方Ｏ3濃度については、シリカライト５７とＯ3との接
触では殆どＯ3は分解しないこと及び触媒塔２１でのＯ3
分解率を６０％程度に押さえていることから、循環系で
のＯ3濃度は３ｐｐｍ程度とかなり高い。このため吸着
塔１５内のシリカライ５７中でのＮＯX とＯ3の反応が
進行して硝酸が生成し、これがシリカライト５７に吸着
され、前述の濃度低下となっている。図３に触媒塔２１
のＯ3分解率、循環運転時の ＮＯX 濃度（□）とＯ3濃
度（〇）及び無負荷運転１２０分後の循環系のＮＯX濃
度（×）とＯ3濃度（◇）が示されている。前述以外の
反応についての説明は、処理装置１０による処理方法に
ついての説明がなお適用できる。
【００１８】図３に示されるように、ＮＯX 濃度を低値
に保つためにはＯ3分解率を６０％程度の低値に保つ必
要があり、この条件で１２０分の無負荷運転で、Ｏ3は
ほぼ未検出の濃度に低下する。このように循環系でＯ3
分解触媒を使用しても、Ｏ3／ＮＯのモル比を８と高く
しているので、ＮＯX濃度とＯ3濃度は環境規制値である
０．０６ｐｐｍ以下に低減される。そして加速器運転終
了後の１２０分の無負荷運転の間に放射性同位元素の放
射能は喪失され、更にＮＯX 濃度は０．０１ｐｐｍ程
度、Ｏ3濃度は未検出のレベルまで低下する。
に保つためにはＯ3分解率を６０％程度の低値に保つ必
要があり、この条件で１２０分の無負荷運転で、Ｏ3は
ほぼ未検出の濃度に低下する。このように循環系でＯ3
分解触媒を使用しても、Ｏ3／ＮＯのモル比を８と高く
しているので、ＮＯX濃度とＯ3濃度は環境規制値である
０．０６ｐｐｍ以下に低減される。そして加速器運転終
了後の１２０分の無負荷運転の間に放射性同位元素の放
射能は喪失され、更にＮＯX 濃度は０．０１ｐｐｍ程
度、Ｏ3濃度は未検出のレベルまで低下する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、加速器の雰囲気ガスのようなＮＯX 、Ｏ3 を含
むガスを先ず高珪素吸着剤が充填された吸着塔に通すの
で、Ｏ3の分解が進まず、ＮＯXの硝酸への転換が進んで
その吸着除去が高効率に行われ、その後に触媒塔でＯ3
分解触媒によりＯ3が分解されるので、ＮＯX 濃度及び
Ｏ3濃度を環境規制値以下の低値に低減できる。又請求
項２の発明によれば加速器等の雰囲気ガスのようなＮＯ
X 、Ｏ3 を含むガスに含まれる酸素と窒素の同位元素の
放射能を無くすためＯ3 分解触媒を含む触媒塔を出たガ
スを吸着塔の入口に再循環させても、一部のガスを触媒
塔をバイパスさせて吸着塔に入る雰囲気ガスのＯ3濃度
を高くするので、ＮＯXの硝酸への転換が阻害されず、
処理済みガス中のＮＯX 、Ｏ3及び硝酸の濃度を十分に
低減することができる。
よれば、加速器の雰囲気ガスのようなＮＯX 、Ｏ3 を含
むガスを先ず高珪素吸着剤が充填された吸着塔に通すの
で、Ｏ3の分解が進まず、ＮＯXの硝酸への転換が進んで
その吸着除去が高効率に行われ、その後に触媒塔でＯ3
分解触媒によりＯ3が分解されるので、ＮＯX 濃度及び
Ｏ3濃度を環境規制値以下の低値に低減できる。又請求
項２の発明によれば加速器等の雰囲気ガスのようなＮＯ
X 、Ｏ3 を含むガスに含まれる酸素と窒素の同位元素の
放射能を無くすためＯ3 分解触媒を含む触媒塔を出たガ
スを吸着塔の入口に再循環させても、一部のガスを触媒
塔をバイパスさせて吸着塔に入る雰囲気ガスのＯ3濃度
を高くするので、ＮＯXの硝酸への転換が阻害されず、
処理済みガス中のＮＯX 、Ｏ3及び硝酸の濃度を十分に
低減することができる。
【図１】本発明の一の処理方法を実施するための処理装
置の系統図である。
置の系統図である。
【図２】本発明の他の処理方法を実施するための処理装
置の系統図である。
置の系統図である。
【図３】図２の処理装置を使用して本発明の方法を実施
したときの各成分の濃度変化を示すグラフである。
したときの各成分の濃度変化を示すグラフである。
１０ 雰囲気ガス処理装置 １１ 加速器室 １５ 吸着塔 １７ 高珪素吸着剤 ２１ 触媒塔 ２３ Ｏ3分解触媒 ５０ 雰囲気ガス処理装置 ５１ 流量調整弁 ５３ バイパス配管 ５５ リサイクル配管 ５７ シリカライト ５９ Ｍｎ，Ｐｔ系触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 明子 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団 大洗工学センター 内 (72)発明者 泉 順 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 安武 昭典 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 蔦谷 博之 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 早野 睦彦 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 石倉 修一 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
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮＯX 、Ｏ3 を含むガスを高珪素吸着剤
が充填された吸着塔に通してＮＯX とＯ3 の反応生成物
である硝酸を吸着除去し、次いでその吸着塔を出た前記
ガスをＯ3分解触媒が充填された触媒塔に通して残留Ｏ3
を分解除去することを特徴とするＮＯX 、Ｏ3 を含むガ
スの処理方法。 - 【請求項２】 ＮＯX 、Ｏ3 を含むガスを高珪素吸着剤
が充填された吸着塔に通してＮＯX とＯ3 の反応生成物
である硝酸を吸着除去し、次いでその吸着塔を出た前記
ガスをＯ3分解触媒が充填された触媒塔に通して残留Ｏ3
を分解除去し、その触媒塔を出るガスを前記吸着塔の入
口に循環する処理方法において、前記吸着塔を出たガス
の一部を前記触媒塔をバイパスさせることにより前記吸
着塔の入口におけるＯ3 濃度がＮＯ濃度の１．５倍（モ
ル比）以上とすることを特徴とするＮＯX 、Ｏ3 を含む
ガスの処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11920096A JP3310861B2 (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Ｎｏ▲ｘ▼、ｏ▲３▼を含むガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11920096A JP3310861B2 (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Ｎｏ▲ｘ▼、ｏ▲３▼を含むガスの処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09299746A true JPH09299746A (ja) | 1997-11-25 |
| JP3310861B2 JP3310861B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=14755410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11920096A Expired - Lifetime JP3310861B2 (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Ｎｏ▲ｘ▼、ｏ▲３▼を含むガスの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3310861B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130058850A1 (en) * | 2010-06-10 | 2013-03-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Method and device for reducing concentrations of ozone and nitric acid generated in cooling air flowing through circulating airflow paths in rotary electric machines |
-
1996
- 1996-05-14 JP JP11920096A patent/JP3310861B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130058850A1 (en) * | 2010-06-10 | 2013-03-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Method and device for reducing concentrations of ozone and nitric acid generated in cooling air flowing through circulating airflow paths in rotary electric machines |
| US9093879B2 (en) * | 2010-06-10 | 2015-07-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Method and device for reducing concentrations of ozone and nitric acid generated in cooling air flowing through circulating airflow paths in rotary electric machines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3310861B2 (ja) | 2002-08-05 |
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