JPH11347355A - 窒素酸化物吸収薬剤の供給制御方法 - Google Patents

窒素酸化物吸収薬剤の供給制御方法

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JPH11347355A
JPH11347355A JP10164683A JP16468398A JPH11347355A JP H11347355 A JPH11347355 A JP H11347355A JP 10164683 A JP10164683 A JP 10164683A JP 16468398 A JP16468398 A JP 16468398A JP H11347355 A JPH11347355 A JP H11347355A
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JP
Japan
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gas
concentration
absorbent
absorption
nox
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JP10164683A
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English (en)
Inventor
Takeyoshi Yokosuka
丈由 横須賀
Masaru Nanba
勝 難波
Tsugita Yukitake
次太 雪竹
Kunihiro Asanuma
邦広 浅沼
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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Abstract

(57)【要約】 【課題】気相中窒素酸化物を湿式で吸収除去する方法に
おいて、気相中窒素酸化物負荷に合わせて吸収薬剤の濃
度を簡便に制御する。 【解決手段】NOx分析計のNOx濃度信号と吸収液中
酸化還元電位の信号を演算処理し、薬剤供給ポンプを制
御。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相中窒素酸化物
(NOx)を除去する方法に関わり、特に自動車道路ト
ンネルや道路交差点、及び地下駐車場等の密閉空間中に
低濃度に含まれる窒素酸化物を湿式で浄化する装置の薬
剤の供給制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、都市部での自動車排ガス、特にN
Oxによる大気汚染が問題となっている。これに対して
触媒を利用して自動車からのNOx排出量を低減させる
技術が開発され普及している。しかし、交通量の多い都
心部交差点や地下駐車場、或いはトンネル内部において
はNOxが滞留し3〜10ppm と比較的高濃度に観測さ
れるのが現状である。大気に放出された後の自動車排ガ
スの浄化法として、例えば、活性炭吸着−アンモニア還
元法,光触媒法,土壌通気法,湿式吸収法等が知られて
いる。湿式吸収法は、吸着剤の昇温が不要であり、設置
空間が比較的小さくて済み、毒性ガスを用いないため安
全といった利点がある。本発明者らは湿式吸収法を検討
し、吸収剤として亜硫酸ナトリウム(Na2SO3)及び
チオ硫酸ナトリウム(Na223)の混合液を用いて
NOxを吸収除去する研究を行った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】研究の結果、除去対象
となる排ガス中NOxの負荷変動に対して速やかに吸収
性能を追従させることが難しいことが分かった。吸収性
能を示す脱硝率は吸収塔の入口NOx濃度に対する吸収
塔の入口NOx濃度と出口NOx濃度の差との比を10
0分率(%)で示している。同じA%の脱硝率を得る場
合に入口NOx濃度が高い場合と低い場合では、吸収塔
で処理する絶対NOx量が異なる。入口NOx濃度が高
い場合、より多くの薬剤を供給して吸収液中の薬剤濃度
を高める必要がある。この薬剤濃度を高める基準を得る
ために液中の薬剤濃度を測定する必要がある。濃度の測
定方法として、イオンクロマトグラフィーにより分析し
たり、吸光度計により分析するといった手法が知られて
いる。
【0004】しかし、これらの方法は測定前の準備等も
含め操作が繁雑となり、一回の分析結果を得るまでに数
分〜数十分の時間が必要である。トンネル内換気中NO
x濃度は、自動車交通量や渋滞,車種等によって一日を
通じてめまぐるしく変化しており、上記濃度分析方法を
用いて即応するには問題があった。
【0005】一方、吸収薬剤のNa2SO3は長時間排ガ
スに曝されるとSO3 2- が酸素により酸化されて脱硝性
能が低下する。酸素酸化による吸収性能の低下を防ぐに
は、吸収液内に必要濃度以上のNa2SO3を投入するの
を避け、負荷に合った薬剤濃度の吸収液をその都度調製
し供給するのが有効であることが研究から分かった。し
かし、従来の分析方法の基準で薬剤を供給した場合、即
応できないためばらつきが大きく脱硝性能が安定して得
られない欠点があった。
【0006】このように、薬剤の有効利用や負荷変動に
適切かつ迅速に対応するためには、より簡便な薬剤性状
の分析方法が必要とされる。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者らは、液の酸化還元電位の変化により液中吸
収能力を判断し、投入薬剤量を決定する方式を発明し
た。液中の反応において酸化還元電位(ORP)を用い
て制御を行う方法は公知である。例えば特開昭55−5989
5号公報,特開昭57−113895号公報,特開平8−956 号公
報が挙げられる。本発明は、ガス中NOxの吸収と液中
薬剤の還元力とを理論的に相関させ、その液中薬剤の還
元力の基準にORPを用いて薬剤の供給制御を行う点が
従来と大きく異なる。以下、本発明者らの行った代表的
な実験例を挙げ、ORPを用いた薬剤の供給制御につい
て詳しく述べる。
【0008】(実験方法)図2に示す装置を用いて実験
を行った。装置は充填層吸収塔と薬液タンク及び循環ポ
ンプから構成した。吸収塔は円筒で、内部に液分散板と
充填層を設けた。被処理ガスにNO2 ボンベガスを用い
た。NO2 濃度が一定になるように空気と混合した後、
吸収塔内に通気した。吸収塔下部に設けた貯留タンク
(吸収液タンク)内に水道水にNa2SO3を溶かしたN
2 吸収薬液を投入した。NO2 吸収薬液は循環ポンプ
を用いて吸収塔上部のスプレーから噴霧した。貯留タン
ク内NO2 吸収薬液の酸化還元電位(ORP)を一定時
間毎に測定した。同時に、吸収塔入口及び出口のNO2
濃度を測定し、NO2 ガスの脱硝率を算出した。貯留タ
ンク内NO2 吸収薬液の一部を一定時間毎に抜き出しN
2SO3濃度を液体クロマトグラフィーにより測定し
た。
【0009】(実験結果と考察)実験結果の一例を図3
に示す。ガス側のNO2 吸収性能指標の脱硝率を上昇さ
せるには、貯留タンク内NO2 吸収薬液のORPを低下
させればよいことが分かる。NO2 の吸収は、液中での
還元反応が主要因であると考えればORPが低いほど脱
硝率が上昇することが説明できる。図4に示すようにO
RPと液中Na2SO3濃度とから相関が得られた。この
結果Na2SO3濃度はORPを指数として数式化できる
ことが分かった。図3及び図4の結果を合わせると図5
が得られる。図5から、ガス中NO2 の脱硝率と液中薬
剤のNa2SO3濃度とは相関することが明らかである。
これはORPが液側の吸収性能指標に利用できると同時
に、ORPさえ分かればガス側のNO2 吸収性能を制御
できることを意味する。
【0010】上記実験結果をまとめ考察すると図6に示
すNO2 の吸収におけるNa2SO3の役割りイメージが
考えられる。図6はガス側又は、ガス側から液側への拡
散の速さよりも、液側での酸化還元反応の速度の方が小
さい状態を示している。このイメージ図を応用すれば、
気液反応系において液側で酸化還元反応があり、ガス側
又はガス側から液側への拡散速度の方が酸化還元反応よ
り大きい場合は、ORPを反応全体の指標とできる。
【0011】(負荷変動時の吸収性能の制御方法)実際
にORPを用いてガスNO2 濃度の変動時の制御法を図
3を用いて簡単に示す。たとえば、吸収塔の出口NO2
濃度を0.2 以下と規定した場合、入口NO2 濃度が
1.0 のときは脱硝率80%を得るためにORP=A
(mV)となるように貯留タンク内Na2SO3 濃度を調
製すればよい。入口NO2 濃度が2.0に増加したとき
は脱硝率90%を得るためにORP=B(mV)となるよ
うに貯留タンク内Na2SO3を加え濃度を調製する。入
口NO2 濃度が0.5 に減少したときは脱硝率60%に
なるまで、Na2SO3の添加を行わなければよい。尚、
ORPの分析精度を高めるためにpHを7〜9程度に保
つのが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明を基にした湿式NOx吸収
システムの実施例を図1に示す。
【0013】自動車トンネル等の換気ガス1はブロア2
により吸引され、ブロア2の後流に設けられた電気集塵
機3により浮遊塵を除去される。換気ガスは更にオゾナ
イザ4から発生したオゾンと接触し、換気ガス中のNO
の一部(又は全部)はNO2に酸化される。換気ガスは次
に吸収塔5に入り、換気ガス中のNO2 は、吸収塔5内
を循環している吸収液と気液接触して気相から液相へ吸
収除去される。吸収液のpHを一定に保つために、pH
調製機12が設けられ貯留タンク液9へpH調整剤を送
水される機構が設置されている。このようにNO2 を除
去されて清浄化した換気ガス10は大気に放出されるこ
とになる。吸収塔5の入口ガスの一部はNOx分析計1
4に通気され、気相NO2 濃度が計測される。このNO
2 濃度の信号は演算装置17に送られる。
【0014】一方、吸収塔5下部の貯留タンク9液の酸
化還元電位はORP計16により計測され、このORP
計16信号も演算装置17へ送られる。演算装置17で
は、充填塔の入口NO2 濃度の負荷に対応できる酸化還
元電位を得るように吸収薬剤供給ポンプ19を駆動させ
る信号18を出力する。NO2 濃度の負荷に対応する酸
化還元電位が得られた場合は吸収薬剤供給ポンプ19を
停止させる信号18を出力する。こうすることによっ
て、酸化還元電位を用いてNO2 濃度の負荷に対応する
吸収薬剤の供給制御が可能となる。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、目的脱硝
性能を得る吸収薬剤の濃度を簡便に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を最もよく示す湿式NOx吸収システム
の概略構成図。
【図2】湿式NOx吸収実験装置の構成図。
【図3】ORPと脱硝率との相関図。
【図4】ORPとNa2SO3濃度との相関図。
【図5】Na2SO3濃度と脱硝率との相関図。
【図6】NO2 の吸収におけるNa2SO3の役割りイメ
ージ図。
【符号の説明】
1…換気ガス、2…ブロア、3…EP、4…オゾナイ
ザ、5…吸収塔、6…循環ポンプ、7…スプレー、8…
充填層、9…貯留タンク、10…清浄化ガス、11…p
Hセンサ、12…pH調整機、13…pH調整剤タン
ク、14…NOx分析計、15…ORPセンサ、16…
ORP計、17…演算装置、18…信号、19…吸収薬
剤供給ポンプ、20…吸収薬剤タンク。
フロントページの続き (72)発明者 浅沼 邦広 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気相中窒素酸化物を湿式で吸収除去する方
    法において、気相中窒素酸化物負荷に合わせて吸収薬剤
    の濃度を調製し、吸収反応器に供給する吸収薬剤濃度を
    得る手段が酸化還元電位であることを特徴とする窒素酸
    化物吸収薬剤の供給制御方法。
  2. 【請求項2】吸収反応器下部に貯留タンクを設け、酸化
    還元電位センサーを該貯留タンク内薬液に接触するよう
    に配置し、該センサーをつないだ酸化還元電位計測機の
    信号を演算処理後、吸収薬剤供給用ポンプの駆動を制御
    することで吸収薬剤の供給量を調整することを特徴とす
    る窒素酸化物吸収薬剤の供給制御装置。
  3. 【請求項3】吸収反応器下部に貯留タンクを設け、pH
    センサーを該貯留タンク内薬液に接触するように配置
    し、該センサーをつないだpH計測機の信号を演算処理
    後、pH調整剤供給用ポンプの駆動を制御することでp
    H調整を行う機構を具備した請求項2記載の窒素酸化物
    吸収薬剤の供給制御装置。
JP10164683A 1998-06-12 1998-06-12 窒素酸化物吸収薬剤の供給制御方法 Pending JPH11347355A (ja)

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Cited By (4)

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