JPH11156155A - 排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去方法および装置 - Google Patents

排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去方法および装置

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JPH11156155A
JPH11156155A JP9326512A JP32651297A JPH11156155A JP H11156155 A JPH11156155 A JP H11156155A JP 9326512 A JP9326512 A JP 9326512A JP 32651297 A JP32651297 A JP 32651297A JP H11156155 A JPH11156155 A JP H11156155A
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JP
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gas
water
treated
oxides
sulfur
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JP9326512A
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Yoshiaki Mori
義明 森
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電法によって窒素酸化物、イオウ酸化物を
被処理ガスから効率よく除去する。 【解決手段】 第1処理流路10には、窒素酸化物、イ
オウ酸化物を含む被処理ガス12とともに、水蒸気発生
器14からの水蒸気が流入する。第1処理流路10の放
電部16は、被処理ガス12を介して放電し、被処理ガ
ス12中の窒素酸化物、イオウ酸化物と水蒸気とを反応
させて水26に可溶な生成物28を生成する。この生成
物28は、被処理ガス12が水中の放出された際に水2
6に溶解して捕集される。第1処理流路10から放出さ
れた被処理ガス12は、水分が補給されて第2処理流路
30に流入する。上記と同様にして第2処理流路30の
放電部40において生じた生成物28は、水26に捕集
される。以下、同様の作用が繰り返される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の排気ガスや
工場からの排気ガスなどの化石燃料の燃焼排気ガス中に
含まれる窒素酸化物やイオウ酸化物を除去する窒素酸化
物・イオウ酸化物除去方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】石油や石炭などの化石燃料を燃焼する
と、化石燃料に含まれている窒素やイオウが酸素と結合
し、窒素酸化物(NOX)やイオウ酸化物(SOX)とな
る。そして、これらの酸化物が大気中に放出されると、
雨に溶け込んで酸性雨となり、植物を枯らしたり湖沼の
生物に大きな影響を与える。このため、窒素酸化物、イ
オウ酸化物の排出規制が行なわれており、燃焼排気ガス
から窒素酸化物、イオウ酸化物を触媒を用いて除去した
り、プラズマを用いて除去する研究が進められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、触媒を用いる
方法は、白金やパラジウムなどの高価な貴金属を使用す
る必要があるばかりでなく、窒素酸化物、イオウ酸化物
を充分に除去することができない。また、プラズマを用
いる方法も現状では効率が悪く、研究段階の域をでてい
ない。このため、窒素酸化物、イオウ酸化物を効率よく
除去できる装置の開発が強く望まれている。
【0004】本発明は、上記の要請に鑑みてなされたも
ので、放電法によって窒素酸化物、イオウ酸化物を被処
理ガスから効率よく除去することができるようにするこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸
化物除去方法は、窒素酸化物とイオウ酸化物との少なく
とも一方と水分とを含む被処理ガスを介して放電し、前
記窒素酸化物、イオウ酸化物と前記水分とを反応させる
工程と、放電させた前記被処理ガスを水中にバブリング
して生成物を除去するとともに、前記被処理ガスに水分
を添加する工程とを交互に複数回繰り返すことを特徴と
している。
【0006】このように構成した本発明は、放電によっ
て被処理ガス中の窒素酸化物またはイオウ酸化物が励起
活性化され、被処理ガスに添加した水分と反応して水に
溶けやすいアンモニアや二酸化窒素、または硫酸等とな
る。そこで、これらの生成物をその都度水中へのバブリ
ングによって除去するとともに、反応に必要な水分を補
給するため、次の(下流側の)放電の際に被処理ガス中
に生成物がほとんど存在せず、下流側の放電による生成
物を生成する反応が上流側の放電において生じた生成物
によって妨げられることがなく、高い効率で水に可溶な
生成物を生ずる反応が行なわれるため、窒素酸化物、イ
オウ酸化物を除去することができる。
【0007】被処理ガスを大気圧またはその近傍の圧力
下において放電させるようにすると、真空容器や真空ポ
ンプなどの真空装置を必要とせず、装置の簡素化とコス
トの低減が図れるとともに、被処理ガスの放電部におけ
る密度が高いために反応速度を大きくすることができ
る。また、放電と交互に行なうバブリングは、同一の水
槽を用いて行なうことができる。そして、放電は、被処
理ガスを通流させる蛇行させたガス流路の途中で行なう
ことができる。
【0008】上記の本発明に係る窒素酸化物・イオウ酸
化物除去方法を実施するための窒素酸化物・イオウ酸化
物除去装置は、窒素酸化物とイオウ酸化物との少なくと
も一方を含む被処理ガスが導入され、被処理ガスを介し
て放電を発生する複数の放電部と、これらの放電部を通
過した前記被処理ガスが水中に放出され、前記放電によ
り生じた前記被処理ガス中の生成物を捕捉するととも
に、前記被処理ガス中に水分を添加する複数のバブリン
グ部とを有し、前記各放電部と前記各バブリング部とが
ガス流路を介して交互に、かつ直列に接続してある構成
となっている。
【0009】また、複数のバブリング部は、それぞれに
バブリング槽(水槽)を設けることができるが、単一の
水槽内に形成すると、装置の小型化と簡素化が図れてコ
ストの低減をすることができる。さらに、ガス流路を蛇
行させてあることにより、装置をコンパクトにすること
ができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る排気ガス中の窒素酸
化物・イオウ酸化物除去方法および装置の好ましい実施
の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明の第1実施の形態に係る窒
素酸化物・イオウ酸化物除去装置の説明図である。図1
において、第1処理流路10は、一端が例えば図示しな
いボイラの排気口などに接続してあって、排気口から排
出される窒素酸化物(NOX)、イオウ酸化物(SOX
を含んだ排気ガスである被処理ガス12が流入するよう
になっている。また、第1処理流路10のガス流入側に
は、水蒸気発生器14が接続してあって、水蒸気(H2
O)を被処理ガス12に添加できるようにしてある。
【0012】第1処理流路10には、流路内の被処理ガ
ス12を介して放電を発生し、窒素酸化物、イオウ酸化
物を励起して水蒸気と反応させるための放電部16が設
けてある。この放電部16は、対向配置した一対の放電
電極18、20によって構成され、これらの放電電極1
8、20が高周波電源22に接続してあって、第1処理
流路10の電極18、20と対応した部分が放電領域2
3となっている。また、第1処理流路10は、先端部が
バブリング部となっている捕集水槽24内に挿入してあ
って、水26の中において上方に向けられた状態に配置
されており、被処理ガス12を水26中に放出できるよ
うにしてある。そして、水26は、水中に放出された被
処理ガス12から、詳細を後述するような生成物28を
溶解して捕捉するとともに、被処理ガス12に水分を補
給する。
【0013】第1処理流路10の先端開口の上部には、
第2処理流路30の一端部に設けたスカート状のガス捕
集器32が配設してあって、第1処理流路10から放出
された被処理ガス12を第2処理流路30に導入できる
ようにしてある。また、第2処理流路30は、第1処理
流路10と同様に高周波電源34に接続した放電電極3
6、38からなる放電部40が設けてあるとともに、先
端開口が捕集水槽24の水26中において上向きに配置
されている。そして、第2処理流路30の先端側には、
第2処理流路30と同様に構成した第3処理流路42が
配設してあって、ガス捕集器44によって捕集した被処
理ガス12を放電部46に供給できるようにしてある。
以下、同様の処理流路が被処理ガス12から窒素酸化
物、イオウ酸化物を除去するのに必要な数だけ設けてあ
って生成物28を生ずる反応を起こさせる放電部と、生
成物28を捕集するバブリング部とが処理流路(ガス流
路)を介して交互に、かつ直列に接続された構造にして
ある。
【0014】上記のごとく構成した実施の形態の作用
は、次のとおりである。
【0015】窒素酸化物、イオウ酸化物を含んだ被処理
ガス12は、水蒸気とともに大気圧またはその近傍の圧
力の状態で第1処理流路10に導入され、放電部16を
通過する。放電部16は、放電電極18、20間に高周
波電源22により例えば13.56MHzの高周波電圧
が印加されていて、電極18、20間を通る被処理ガス
12を介して放電を発生する。これにより、被処理ガス
12中に含まれている窒素酸化物またはイオウ酸化物が
放電領域23において励起され、水蒸気と次のような反
応をして水26に可溶な生成物28を生じる。
【0016】例えば、窒素酸化物が一酸化窒素(NO)
である場合、
【0017】
【化1】4NO+4H2O→2NH3+2HNO3+O2 となり、水26に可溶なアンモニアと硝酸とが生成され
る。また、上記の反応により生じた酸素ガス(O2
は、次の反応により一酸化窒素を水に可溶な二酸化窒素
(NO2)にする。
【0018】
【化2】2NO+O2→2NO2 さらに、被処理ガス12中に三酸化二窒素(N23)が
含まれている場合、
【0019】
【化3】N23+H2O→2HNO2 の反応が生じて水26に可溶な亜硝酸を生ずる。そし
て、被処理ガス12にイオウ酸化物、例えば二酸化イオ
ウ(SO2)が含まれている場合、
【0020】
【化4】SO2+2H2O→2H2SO4 の反応を生じ、水に可溶な硫酸が生成される。
【0021】このようにして、放電部16において生じ
た水26に可溶なアンモニアや硝酸、硫酸などの生成物
28は、被処理ガス12が第1処理流路10から捕集水
槽24内の水26中に放出された際に水26に溶解して
捕集される。また、上記のような反応をしなかった窒素
酸化物またはイオウ酸化物を含む被処理ガス12は、水
26中を浮上する間に水分が補給され、ガス捕集器32
に捕捉されて第2処理流路30に流入する。そして、被
処理ガス12は、放電部40を通過する際に、残存して
いる窒素酸化物、イオウ酸化物が前記したように励起さ
れ、水蒸気と反応して水26に可溶な生成物28を生ず
る。この生成物28は、被処理ガス12が第2処理流路
30から水26中に放出されることにより、水26に溶
け込み捕集される。以下、同様の作用が第3処理流路4
2以降においても行なわれる。
【0022】このように、実施の形態においては、各放
電部16、40、……において生じたアンモニアや硝
酸、硫酸等の生成物28をその都度水26によって捕集
し、被処理ガス12から除去するようにしているため、
生成物28が被処理ガス12中に存在することによる下
流側の放電部における生成物28を生成する反応が妨げ
られることがなく、図2に示したように、窒素酸化物、
イオウ酸化物を高い効率で迅速に除去することができ
る。
【0023】図2は、所定の濃度の窒素酸化物を含む被
処理ガス12を介して、所定の時間間隔で一定時間断続
的に被処理ガス12を介して放電させたときの、被処理
ガス12中に含まれる窒素酸化物の濃度をガスクロマト
ログラフィーにより求めたものである。図2に示したよ
うに、放電部において生成した生成物28を被処理ガス
12から除去しない場合、放電回数が増加するほど被処
理ガス12中の生成物28の濃度が上昇し、上記と逆の
反応が生じて生成物28を生ずる反応が妨げられ、被処
理ガス12に存在する窒素酸化物を完全に除去すること
が困難となる。
【0024】これに対して、実施の形態のように、放電
により生じた生成物28を水中にバブリングして除去す
るとともに、反応物である水蒸気を被処理ガス12に補
給すると、図2の実線に示したように、放電回数が多く
なるのにしたがって窒素酸化物の濃度が低下し、ほぼ完
全に窒素酸化物を除去することができる。このことは、
イオウ酸化物についても同様である。
【0025】図3は、第2実施の形態を示したものであ
る。この実施の形態においては、被処理ガス12に水蒸
気を添加するために加湿用バブリング器50が設けてあ
って、被処理ガス12を加湿用バブリング器50の水2
6中に放出する導入管52の先端が水26中に配置して
ある。また、加湿用バブリング器50には、一端が水2
6の上方に位置している第1処理流路54が接続してあ
る。この第1処理流路54の先端は、前記した生成物2
8を捕集するための第1捕集バブリング器(バブリング
部)56の水28中に配置してある。そして、第1処理
流路54には、高周波電源22に接続した放電電極1
8、20からなる放電部16が設けてある。
【0026】第1捕集バブリング器56には、第2捕集
バブリング器58に被処理ガス12を導入してバブリン
グする第2処理流路60が接続してある。この第2処理
流路60は、第1処理流路54と同様に構成してあり、
高周波電源34に接続した放電電極36、38を有する
放電部40が設けられている。以下、同様に、被処理ガ
ス12から窒素酸化物、イオウ酸化物を除去するのに必
要な数だけ捕集バブリング器と処理流路とが交互に、直
列に接続してある。
【0027】このように構成した第2実施の形態におい
ても、前記第1実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。
【0028】図4は、第3実施の形態の説明図である。
この第3実施形態においては、図4(1)に示したよう
に、複数のガス流路70a〜70eが平行に配設してあ
る。
【0029】また、各ガス流路70a〜70eの端部に
は、バブリング部72a〜72dが設けてある。そし
て、バブリング部72(70a〜70e)は、図4
(2)に示したように、バブリング器を構成していて、
上流側のガス流路70の末端部が水26の中に位置して
おり、下流側のガス流路70の始端部が水26の上方に
位置している。さらに、各ガス流路70a〜70eの上
下部には、各ガス流路を横断するように放電電極74、
76が設けてある。これらの電極74、76は、高周波
電源78に接続してあって、各ガス流路70a〜70e
を流れる被処理ガス12を介して放電を生じ、被処理ガ
ス12中に含まれた窒素酸化物またはイオウ酸化物と水
蒸気とを反応させることができるようにしてある。
【0030】この第3実施形態においても前記の実施形
態と同様の効果を得ることができる。しかも、ガス流路
を蛇行させたように配設してあるため、装置をコンパク
トにすることができる。
【0031】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、放電によって被処理ガス中の窒素酸化物またはイオ
ウ酸化物が水分と反応して水に溶けやすいアンモニアや
二酸化窒素、または硫酸等となり、各放電において生じ
たこれらの生成物がその都度水中へのバブリングによっ
て除去されるとともに、反応に必要は水分が補給され、
次の(下流側の)放電の際に被処理ガス中に生成物がほ
とんど存在せず、下流側の放電による生成物を生成する
反応が上流側の放電部において生じた生成物によって妨
げられることがなく、高い効率で水に可溶な生成物を生
ずる反応が行なわれるため、窒素酸化物、イオウ酸化物
を効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態に係る窒素酸化物・イ
オウ酸化物除去装置の説明図である。
【図2】実施の形態の作用の説明図であって、放電回数
と被処理ガス中の窒素酸化物濃度との関係を示す図であ
る。
【図3】第2実施形態の説明図である。
【図4】第3実施形態の説明図である。
【符号の説明】 10、30、42 ガス流路(第1処理流路、第2処理
流路、第3処理流路) 12 被処理ガス 14 水蒸気発生器 16、40、46 放電部 22、34 高周波電源 24 バブリング部(捕集水槽) 26 水 28 生成物 50 加湿用バブリング器 54 第1処理流路 56 第1捕集バブリング器 58 第2捕集バブリング器 60 第2処理流路 70a〜70e ガス流路 72a〜72d バブリング部 74、76 放電電極 78 高周波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01D 53/77 B01D 53/34 130Z 53/60 132A

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素酸化物とイオウ酸化物との少なくと
    も一方と水分とを含む被処理ガスを介して放電し、前記
    窒素酸化物、イオウ酸化物と前記水分とを反応させる工
    程と、放電させた前記被処理ガスを水中にバブリングし
    て生成物を除去するとともに、前記被処理ガスに水分を
    添加する工程とを交互に複数回繰り返すことを特徴とす
    る排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去方法。
  2. 【請求項2】 前記放電は、大気圧またはその近傍の圧
    力下において行なうことを特徴とする請求項1に記載の
    排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去方法。
  3. 【請求項3】 前記複数回のバブリングは、同一の水槽
    を用いて行なうことを特徴とする請求項1または2に記
    載の排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去方法。
  4. 【請求項4】 前記放電は、前記被処理ガスを通流させ
    る蛇行させたガス流路の途中で行なうことを特徴とする
    請求項1ないし3のいずれかに記載の排気ガス中の窒素
    酸化物・イオウ酸化物除去方法。
  5. 【請求項5】 窒素酸化物とイオウ酸化物との少なくと
    も一方を含む被処理ガスが導入され、被処理ガスを介し
    て放電を発生する複数の放電部と、 これらの放電部を通過した前記被処理ガスが水中に放出
    され、前記放電により生じた前記被処理ガス中の生成物
    を捕捉するとともに、前記被処理ガス中に水分を添加す
    る複数のバブリング部とを有し、 前記各放電部と前記各バブリング部とがガス流路を介し
    て交互に、かつ直列に接続してあることを特徴とする排
    気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去装置。
  6. 【請求項6】 前記被処理ガスは、大気圧またはその近
    傍の圧力下にあることを特徴とする請求項5に記載のを
    排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去装置。
  7. 【請求項7】 前記複数のバブリング部は、単一の水槽
    内に形成したことを特徴とする請求項5または6に記載
    の排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去装置。
  8. 【請求項8】 前記ガス流路は、蛇行させてあることを
    特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の排気ガ
    ス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去装置。
JP9326512A 1997-11-27 1997-11-27 排気ガス中の窒素酸化物・イオウ酸化物除去方法および装置 Withdrawn JPH11156155A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105642080A (zh) * 2015-12-31 2016-06-08 神华集团有限责任公司 一种烟气净化的装置和方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105642080A (zh) * 2015-12-31 2016-06-08 神华集团有限责任公司 一种烟气净化的装置和方法

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