JPS6099B2 - Method of oxidizing nitrogen monoxide in combustion exhaust gas - Google Patents

Method of oxidizing nitrogen monoxide in combustion exhaust gas

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JPS6099B2
JPS6099B2 JP52062243A JP6224377A JPS6099B2 JP S6099 B2 JPS6099 B2 JP S6099B2 JP 52062243 A JP52062243 A JP 52062243A JP 6224377 A JP6224377 A JP 6224377A JP S6099 B2 JPS6099 B2 JP S6099B2
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exhaust gas
combustion exhaust
nitrogen monoxide
oxygen
gas
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千郷 竹内
修 山本
撰 福井
晴生 西野
哲郎 神田
昭 熊谷
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Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼排ガス中の一酸化窒素を酸化する方法に関
し、詳しくは燃焼排ガスを特定の酸化促進剤と混合して
得られる混合ガスをコロナ放電帯に導入することによっ
て、燃焼排ガス中の一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for oxidizing nitrogen monoxide in combustion exhaust gas, and more specifically, by introducing a mixed gas obtained by mixing combustion exhaust gas with a specific oxidation promoter into a corona discharge zone. , relates to a method for oxidizing nitrogen monoxide in combustion exhaust gas to nitrogen dioxide.

燃焼排ガス中の窒素酸化物の除去方法として従来から提
案されている方法は、大別して湿式法と乾式法とに分け
られる。一般に燃焼排ガス中の窒素酸化物のほとんどは
水に吸収されにくい一酸化窒素である。そのため線式法
においては一酸化窒素の一部ないし全部をより吸収され
やすい二酸化窒素あるいは五酸化二窒素に酸化してから
吸収することが行なわれている。ここで一酸化窒素を酸
化する方法としては、オゾンを用いる方法が知られてい
るがオゾンコストが比較的高く、酸化費用がかさむので
、その低減化が要望されている。また近年コロナ放電帯
に一酸化窒素を含む燃焼排ガスを通してこ酸化窒素に酸
化する方法(特開昭51−114370)が開発されて
いるが、前述のオゾンによる酸化法の数倍ないし数十倍
の費用を必要とし、このままでは実用性がない。そこで
本発明者らは、上言己技術の欠点を克服して、経済的に
有利でしかも効果的な一酸化窒素の酸化法を開発すべく
鋭意研究を重ねた。
Conventionally proposed methods for removing nitrogen oxides from combustion exhaust gas are broadly divided into wet methods and dry methods. In general, most of the nitrogen oxides in combustion exhaust gas are nitrogen monoxide, which is difficult to absorb into water. Therefore, in the linear method, some or all of the nitrogen monoxide is oxidized to nitrogen dioxide or dinitrogen pentoxide, which is more easily absorbed, and then absorbed. Here, as a method of oxidizing nitrogen monoxide, a method using ozone is known, but since the cost of ozone is relatively high and the cost of oxidation increases, there is a desire to reduce the cost. In addition, in recent years, a method has been developed in which combustion exhaust gas containing nitrogen monoxide is passed through the corona discharge zone to oxidize it to nitrogen oxide (Japanese Unexamined Patent Publication No. 114370/1983), but this method is several to several tens of times faster than the ozone oxidation method described above. It is expensive and impractical as it is. Therefore, the present inventors have conducted extensive research in order to overcome the drawbacks of the above-mentioned techniques and develop an economically advantageous and effective method for oxidizing nitrogen monoxide.

その結果、燃焼排ガスをコロナ放電帯に導入する前に、
特定の酸化促進剤と混合しておくことにより効率よく一
酸化窒素を酸化できることを見出し、本発明を完成する
に至った。すなわち本発明は、酸素、水蒸気および炭酸
ガスの存在下にて、一酸化窒素を含有する燃焼排ガスに
対して、オレフィン系炭化水素、パラフィン系炭化水素
および含酸素炭化水素よりなる群から選ばれた1種また
は2種以上の化合物を前記燃焼排ガス中の一酸化窒素1
モルあたり0.1〜3.0モルの割合で混合し、次いで
得られた混合ガスを、コ。
As a result, before introducing the flue gas into the corona discharge zone,
The present inventors have discovered that nitrogen monoxide can be efficiently oxidized by mixing it with a specific oxidation promoter, and have completed the present invention. That is, the present invention provides a method for treating combustion exhaust gas containing nitrogen monoxide in the presence of oxygen, water vapor, and carbon dioxide gas with an olefinic hydrocarbon, a paraffinic hydrocarbon, and an oxygen-containing hydrocarbon. One or more compounds are added to nitrogen monoxide in the combustion exhaust gas.
The mixed gas is mixed at a ratio of 0.1 to 3.0 moles per mole, and then the resulting mixed gas is mixed.

ナ放電極と穣地極との間に高電圧を印加して形成された
コロナ放電帯に導入することを特徴とする燃焼排ガス中
の一酸化窒素を酸化する方法を提供するものである。本
発明の方法は、燃焼排ガスを酸化促進剤である特定の炭
化水素等と混合する第1工程と得られた混合ガスをコロ
ナ放電帯に導入して一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する
第2工程の二段の工程に分けて考えることができる。
The present invention provides a method for oxidizing nitrogen monoxide in combustion exhaust gas, which is characterized in that nitrogen monoxide in combustion exhaust gas is introduced into a corona discharge zone formed by applying a high voltage between a corona discharge electrode and a corona discharge electrode. The method of the present invention consists of a first step of mixing combustion exhaust gas with a specific hydrocarbon as an oxidation promoter, and a second step of introducing the resulting mixed gas into a corona discharge zone to oxidize nitrogen monoxide to nitrogen dioxide. The process can be divided into two steps.

本発明の第1工程において、燃焼排ガスと酸化促進剤の
混合は酸素、水蒸気および炭酸ガスの存在下で行なうこ
とが必要である。つまりコロナ放電帯に導入すべき混合
ガスに酸素、水蒸気および炭酸ガスが含有されているこ
とが肝要である。従って既に燃焼排ガス中に所望量の酸
素、水蒸気および炭酸ガスが含まれている場合には、さ
らにこれらを供給することは要しない。混合ガス中に酸
素、水蒸気および炭酸ガスを含有せしめる理由は次のご
とくである。
In the first step of the present invention, it is necessary to mix the combustion exhaust gas and the oxidation promoter in the presence of oxygen, water vapor, and carbon dioxide. In other words, it is important that the mixed gas to be introduced into the corona discharge zone contains oxygen, water vapor, and carbon dioxide. Therefore, if the combustion exhaust gas already contains desired amounts of oxygen, water vapor, and carbon dioxide, there is no need to further supply these. The reason why oxygen, water vapor and carbon dioxide gas are contained in the mixed gas is as follows.

すなわち、まず酸素については、混合ガス中の酸素がコ
ロナ放電帯域で放電エネルギーを受けて原子状酸素ある
いはオゾンとなり、これらが一酸化窒素に作用して二酸
化窒素を生成する。
That is, first, regarding oxygen, oxygen in the mixed gas receives discharge energy in the corona discharge zone and becomes atomic oxygen or ozone, which acts on nitrogen monoxide to produce nitrogen dioxide.

またこの原子状酸素あるいはオゾンは混合ガス中の炭化
水素等にも作用して一酸化窒素の酸化を促進する酸化物
ラジカルを形成する。このように酸素は本発明の酸化反
応の進行に必要不可欠のものであり、一酸化窒素の酸化
に直接あるいは間接的に関与する。本発明の方法におい
て一酸化窒素の酸化に必要な酸素量は通常は燃焼排ガス
全量に対して1容量%以上、好ましくは4〜2批容量%
である。なお一般に燃焼排ガス中の酸素量は排ガス全量
の4〜5容量%であることから、本発明の方法ではさら
に酸素を別途供給しなくとも差支えない。次に水蒸気も
また一酸化窒素の酸化に重要な役割を果しており、本発
明者らの実験では水蒸気を含有しない混合ガスと水蒸気
を燃焼排ガスの9.2容量%含有する混合ガスとを比較
すると、同じ放電電力を用いても一酸化窒素の酸化率は
、後者が前者に対して1針音程度すぐれていた。本発明
において必要な水蒸気量は排ガス中の一酸化窒素、酸素
、炭酸ガス等の濃度により異なり一義的には決められな
いが、通常は燃焼排ガス全量に対して5〜13容量%と
することが好ましい。なお、一般に燃焼排ガス中には約
1畔容量%含有されているのでさらに水蒸気を供給しな
くとも差支えない場合が多い。一方、炭酸ガスに関して
も一酸化窒素の酸化に重要な役割を果しており、本発明
者らの実験によれば炭酸ガスを含まない混合ガスと炭酸
ガスを燃焼排ガスの12容量%含有する混合ガスとを比
較すると同じ放電電力を用いても一酸化窒素の酸化率は
、後者が前者に対して4倍程すぐれていた。
This atomic oxygen or ozone also acts on hydrocarbons and the like in the mixed gas to form oxide radicals that promote the oxidation of nitrogen monoxide. As described above, oxygen is essential for the progress of the oxidation reaction of the present invention, and is directly or indirectly involved in the oxidation of nitrogen monoxide. In the method of the present invention, the amount of oxygen required for oxidizing nitrogen monoxide is usually 1% by volume or more, preferably 4 to 2% by volume, based on the total amount of combustion exhaust gas.
It is. Note that since the amount of oxygen in the combustion exhaust gas is generally 4 to 5% by volume of the total amount of the exhaust gas, there is no need to separately supply oxygen in the method of the present invention. Next, water vapor also plays an important role in the oxidation of nitrogen monoxide, and in experiments conducted by the present inventors, a mixed gas containing no water vapor and a mixed gas containing water vapor at 9.2% by volume of the combustion exhaust gas were compared. Even if the same discharge power was used, the oxidation rate of nitric oxide in the latter was superior to the former by about one needle. The amount of water vapor required in the present invention varies depending on the concentration of nitrogen monoxide, oxygen, carbon dioxide, etc. in the exhaust gas and cannot be determined unambiguously, but it is usually 5 to 13% by volume based on the total amount of combustion exhaust gas. preferable. Note that since the combustion exhaust gas generally contains about 1% by volume, there is often no need to further supply water vapor. On the other hand, carbon dioxide gas also plays an important role in the oxidation of nitrogen monoxide, and according to experiments by the present inventors, a mixed gas containing no carbon dioxide gas and a mixed gas containing 12% by volume of carbon dioxide gas of the combustion exhaust gas. When compared, the oxidation rate of nitric oxide in the latter was about four times better than the former even when the same discharge power was used.

本発明において必要な炭酸ガス量は排ガス中の一酸化窒
素、酸素、水蒸気等の濃度により異なるが、通常は燃焼
排ガスの3〜1申容量%とすることが好ましい。なお炭
酸ガスについても通常の燃焼排ガス中に含有されている
量で十分である。本発明の方法の第1工程において燃焼
排ガスと混合すべき酸化促進剤は、前述の如くオレフィ
ン系炭化水素、パラフィン系炭化水素および含酸素炭化
水素から選定される1種または2種以上の化合物である
The amount of carbon dioxide required in the present invention varies depending on the concentration of nitrogen monoxide, oxygen, water vapor, etc. in the exhaust gas, but it is usually preferably 3 to 1 percent by volume of the combustion exhaust gas. Note that the amount of carbon dioxide contained in normal combustion exhaust gas is sufficient. The oxidation promoter to be mixed with the combustion exhaust gas in the first step of the method of the present invention is one or more compounds selected from olefinic hydrocarbons, paraffinic hydrocarbons, and oxygenated hydrocarbons, as described above. be.

この化合物は後述のコロナ放電帯において酸化物ラジカ
ルとなり、これが一酸化窒素の酸化を促進する役割を果
す。従ってこの酸化促進剤の混合量は燃焼排ガス中の一
酸化窒素の含有量に応じて定めるべきであり、一般に排
ガス中に含有されている一酸化窒素1モルあたり0.1
〜3.0モルの割合に定める。0.1モル未満ではほと
んど効果がなく、また3.0モルを超えても一酸化窒素
の酸化速度は増大せず、しかもこの酸化促進剤である炭
化水素等の未反応量が増して二次公害のおそれが生じ好
ましくない。
This compound becomes an oxide radical in the corona discharge zone described below, which plays a role in promoting the oxidation of nitrogen monoxide. Therefore, the mixing amount of this oxidation promoter should be determined according to the content of nitrogen monoxide in the combustion exhaust gas, and is generally 0.1 per mole of nitrogen monoxide contained in the exhaust gas.
The ratio is determined to be 3.0 mol. If it is less than 0.1 mol, it has almost no effect, and if it exceeds 3.0 mol, the oxidation rate of nitrogen monoxide does not increase, and the amount of unreacted hydrocarbons, which are oxidation promoters, increases and becomes secondary. This is not desirable as it may cause pollution.

酸化促進剤として用いる化合物は、前述の如くオレフィ
ン系炭化水素、パラフィン系炭化水素、含酸素炭化水素
であるが、さらに具体的には次のとおりである。
Compounds used as oxidation promoters include olefinic hydrocarbons, paraffinic hydrocarbons, and oxygen-containing hydrocarbons as described above, but more specifically, they are as follows.

まずオレフィン系炭化水素としてはエチレン、プロピレ
ン、イソブテン、n−ブテン等が好適例としてあげられ
、またパラフィン系炭化水素として好ましい化合物はメ
タン、ェタン、プロパン、ブタン、ベンタンなどがある
。一方、含酸素炭化水素としてはメタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノールなどのアルコール、ある
いはホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデ
ヒドなどが好適であり、さらにエーテル、ケトン類など
を用いることもできる。本発明の方法において上述の化
合物は酸化促進の作用が強く、また二次公害を発生する
おそれがないため好適な酸化促進剤であるが、特にこれ
らの制限されることなくもっと炭素数の多い炭化水素等
であっても差支えない。なお酸化促進剤が常温で液体の
場合には燃焼排ガスと混合する前に気化器でガス状にし
ておき、その後に排ガスと混合して混合ガスを形成し、
コロナ放電帯に導くようにすることが好ましい。また本
発明の第1工程にて生成する混合ガスをコロナ放電帯に
導入する際に調節すべき混合ガスの温度は特に制限はな
いが、前述したように混合ガス中に水蒸気を存在せしめ
ておく必要から100℃以上とすることが好ましい。
First, preferred examples of olefinic hydrocarbons include ethylene, propylene, isobutene, n-butene, etc., and preferred compounds of paraffinic hydrocarbons include methane, ethane, propane, butane, and bentane. On the other hand, suitable oxygen-containing hydrocarbons include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol, and aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde, and ethers, ketones, and the like can also be used. In the method of the present invention, the above-mentioned compounds are suitable oxidation promoters because they have a strong oxidation promoting effect and there is no risk of secondary pollution. There is no problem even if it is hydrogen or the like. If the oxidation promoter is liquid at room temperature, it is made into a gas in a vaporizer before being mixed with the combustion exhaust gas, and then mixed with the exhaust gas to form a mixed gas.
It is preferable to lead it to a corona discharge zone. Furthermore, there is no particular restriction on the temperature of the mixed gas that should be adjusted when introducing the mixed gas generated in the first step of the present invention into the corona discharge zone, but as described above, water vapor should be present in the mixed gas. It is preferable to set the temperature to 100° C. or higher because of necessity.

一方、40000以上に加熱しても一酸化窒素の酸化率
はあまり上昇せず、排ガスの加熱あるいは耐熱材料の使
用が必要となるなど経済上不利となる。従って本発明に
おいては、混合ガスの温度を100〜400qoの範囲
で調節することが有利である。次に本発明の第2工程、
すなわち上記混合ガスをコロナ放電帯に導入して一酸化
窒素を二酸化窒素に酸化する工程について説明する。
On the other hand, heating to 40,000 or higher does not significantly increase the oxidation rate of nitrogen monoxide, which is economically disadvantageous as it becomes necessary to heat the exhaust gas or use heat-resistant materials. Therefore, in the present invention, it is advantageous to adjust the temperature of the mixed gas within the range of 100 to 400 qo. Next, the second step of the present invention,
That is, the process of introducing the above-mentioned mixed gas into the corona discharge zone to oxidize nitrogen monoxide to nitrogen dioxide will be described.

本発明の方法において用いるコロナ放電帯は、前記混合
ガスの流路にコロナ放電を発生するものであれば如何な
る形状のものでもよく、例えば平板電極型構造のもの、
同じ円筒電極構造のものなど任意の構造のものとするこ
とができる。
The corona discharge zone used in the method of the present invention may be of any shape as long as it generates corona discharge in the flow path of the mixed gas, such as a flat electrode type structure,
They can have any structure, such as those with the same cylindrical electrode structure.

またコロナを発生する線電極は反応系内がかなりの腐食
雰囲気であるため、安定した酸化率を得るには、SUS
304,SUS31僕等のステンレス鋼など耐腐食材料
を選ぶことが望ましい。一方、対電極は線電極から適当
な距離をおいて設置する。電圧の極性および波形には特
に制限はなく、反応条件等に応じて適宜選定すればよい
。本発明のコロナ放電に用いる放電電力を決定するにあ
たって、本発明者らは次のような実験を行なった。
In addition, since the wire electrode that generates corona has a highly corrosive atmosphere in the reaction system, it is necessary to use SUS to obtain a stable oxidation rate.
It is desirable to choose a corrosion-resistant material such as stainless steel such as 304 or SUS31. On the other hand, the counter electrode is placed at an appropriate distance from the line electrode. The polarity and waveform of the voltage are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the reaction conditions and the like. In determining the discharge power used for the corona discharge of the present invention, the present inventors conducted the following experiment.

すなわち酸化促進剤を排ガスに混合した混合ガスを種々
の電力にてコロナ放電して一酸化窒素を酸化し、放電電
力と酸化率との関係を調べた。酸化促進剤としてプロピ
レンを用いた場合の関係を第1図に、ィソブテンを用い
た場合の関係を第2図にそれぞれ酸化促進剤を混合しな
い場合と比較して示す。なお加えた酸化促進剤の量はプ
ロピレンおよびィソブーテンの場合とも排ガス中の一酸
化窒素と等モルに調節した。第1図、第2図からわかる
ように一般に放電電力は大きい程酸化率がよいが、実用
上は処理すべき混合ガスの単位流量(INめ/hr)あ
たりIW以上となるように印加電圧および電流値を選定
することが好ましい。しかし放電電力を大きくとり、火
花放電電力に達すると火花放電を生じて一酸化窒素の酸
化率を著しく低下せしめるので好ましくない。従って本
発明のコロナ放電に用いる放電電力としてはIW/Nで
/hr以上でかつ火花放電電力以下とすることが好まし
い。この火花放電電力の値は、電極構造、電極の配置等
で決まるので、火花放電を生せず、安定したコロナ放電
を発生しうる電極構造の装置および電極の配置を選ぶこ
とが肝要である。本発明の方法における一酸化窒素の酸
化は、コロナ放電帯にて行なわれ、主として酸化促進剤
である炭化水素等の酸化物ラジカルと一酸化窒素とのラ
ジカル反応により進行するものと思われるが、その詳細
は明らかではない。しかし本発明者らの実験によれば、
酸化促進剤としてプロピレンを用いた場合、第1図に示
すように一酸化窒素の酸化速度式として下記の‘1}式
が成立する。
That is, a mixed gas in which an oxidation promoter was mixed with exhaust gas was subjected to corona discharge at various electric powers to oxidize nitrogen monoxide, and the relationship between the discharge power and the oxidation rate was investigated. The relationship when propylene is used as the oxidation promoter is shown in FIG. 1, and the relationship when isobutene is used is shown in FIG. 2 in comparison with the case where no oxidation promoter is mixed. The amount of the oxidation promoter added was adjusted to be equimolar to the nitrogen monoxide in the exhaust gas in both cases of propylene and isobutene. As can be seen from Figures 1 and 2, in general, the higher the discharge power, the better the oxidation rate, but in practice, the applied voltage and the It is preferable to select a current value. However, if the discharge power is large enough to reach the spark discharge power, spark discharge will occur and the oxidation rate of nitrogen monoxide will be significantly lowered, which is not preferable. Therefore, it is preferable that the discharge power used for the corona discharge of the present invention is greater than /hr in terms of IW/N and less than the spark discharge power. Since the value of this spark discharge power is determined by the electrode structure, electrode arrangement, etc., it is important to select a device with an electrode structure and electrode arrangement that can generate stable corona discharge without causing spark discharge. The oxidation of nitric oxide in the method of the present invention is carried out in a corona discharge zone, and is thought to proceed mainly through a radical reaction between oxide radicals such as hydrocarbons, which are oxidation promoters, and nitric oxide. The details are not clear. However, according to the experiments of the present inventors,
When propylene is used as an oxidation promoter, as shown in FIG. 1, the following equation '1} holds true as the oxidation rate equation for nitrogen monoxide.

d〔N。d[N.

〕:K。・5・・・・・・・・・‘・〕dt〔NO〕:
一酸化窒素濃度 P :放電電力 V :円筒電極管体積 Ko :速度定数 すなわち一酸化窒素の酸化速度は、円筒電極管の単位容
積あたりの放電電力に比例する。
]:K.・5・・・・・・・・・'・〕dt〔NO〕:
Nitric oxide concentration P: Discharge power V: Cylindrical electrode tube volume Ko: Rate constant, that is, the oxidation rate of nitric oxide is proportional to the discharge power per unit volume of the cylindrical electrode tube.

酸化促進剤としてプロピレン以外の化合物、たとえばィ
ソブテンを添加した場合には、第2図に示すような挙動
となり、一酸化窒素の酸化速度式として下記の(2)式
が成立する。
When a compound other than propylene, such as isobutene, is added as an oxidation promoter, the behavior is as shown in FIG. 2, and the following equation (2) is established as the oxidation rate equation of nitrogen monoxide.

d〔ざ?〕=K.‐〔N。d [za? ]=K. - [N.

〕‐昇‐……‐‐{2’〔NO〕,P,Vは上記のとお
り。K,は速度定数を示す。すなわちこの場合は一酸化
窒素の酸化速度は一酸化窒素濃度と円筒電極管単位容積
あたりの放電電力との積に比例する。本発明の方法を実
施するための装置の一例を第3図に示す。
]-Rise-...--{2' [NO], P and V are as above. K, indicates the rate constant. That is, in this case, the oxidation rate of nitric oxide is proportional to the product of the nitric oxide concentration and the discharge power per unit volume of the cylindrical electrode tube. An example of an apparatus for carrying out the method of the invention is shown in FIG.

第3図において円筒電極1を接地極、糠電極2を放電極
として用い、高電圧発生器3で得られた数KVの電圧を
、両電極の間に印加し、コロナ放電を生じせしめる。燃
焼排ガス導入口4より燃焼排ガスを導入し、酸化促進剤
が常温でガス状の場合は5の位置より酸化促進剤を導入
し、燃焼排ガスと混合してコロナ放電帯に導く。酸化促
進剤が常温で液体の場合には6の位置より導入して気化
器7でガス状にした後に燃焼排ガスと混合する。このよ
うに酸化促進剤と混合された燃焼排ガス中の一酸化窒素
は、コロナ放電帯にて二酸化窒素に酸化され、排ガス出
口8より排出される。以下に示す実施例は第3図に示す
装置を用いて行ない実施条件としては放電形式:直流(
十)コロナ放電、円筒電極三直径44肋、長さ800柵
、線電極:直径0.2肋または0.4肌、処理ガス量:
271(Nそ/hr)とし、さらに処理すべき混合ガス
の組成としては一酸化窒素20吸口h、二酸化ィオウ1
50蛇pm、炭酸ガス12容量%、水蒸気9.2容量%
、酸素所定濃度、酸化促進剤所定濃度、その他残りが窒
素ガスよりなるガスを用いた。
In FIG. 3, the cylindrical electrode 1 is used as a ground electrode and the bran electrode 2 is used as a discharge electrode, and a voltage of several KV obtained from a high voltage generator 3 is applied between the two electrodes to generate a corona discharge. Combustion exhaust gas is introduced from the combustion exhaust gas inlet 4, and if the oxidation promoter is gaseous at room temperature, it is introduced from the position 5, mixed with the combustion exhaust gas, and guided to the corona discharge zone. When the oxidation promoter is liquid at room temperature, it is introduced from position 6, converted into gas by vaporizer 7, and then mixed with combustion exhaust gas. The nitrogen monoxide in the combustion exhaust gas mixed with the oxidation promoter in this manner is oxidized to nitrogen dioxide in the corona discharge zone, and is discharged from the exhaust gas outlet 8. The following examples were carried out using the apparatus shown in Fig. 3, and the conditions were as follows: discharge type: direct current (
10) Corona discharge, cylindrical electrode 3 diameters 44 ribs, length 800 bars, wire electrode: diameter 0.2 ribs or 0.4 ribs, processing gas amount:
271 (N so/hr), and the composition of the mixed gas to be further treated is 20 hours of nitrogen monoxide, 1 hour of sulfur dioxide.
50 pm, carbon dioxide gas 12% by volume, water vapor 9.2% by volume
, a predetermined concentration of oxygen, a predetermined concentration of oxidation promoter, and the remainder was nitrogen gas.

実施例 1 混合ガスの温度150午○、酸素濃度2容量%、線電極
直径0.2肌としまた酸化促進剤としてフ。
Example 1 The mixed gas temperature was 150 pm, the oxygen concentration was 2% by volume, the wire electrode diameter was 0.2 cm, and the oxidation promoter was F.

。ピレンを所定量用い、他は上述の実施条件にて操作し
た。一酸化窒素の装置入口および出口濃度ならびに窒素
酸化物(N○x)の装置入口および出口濃度を測定し、
前述の{1)式で整理した。その結果を、速度定数とプ
ロピレンの添加量の関係として第4図に示す。実施例
2 実施例1において線電極直径を0.4帆とし、また酸化
促進剤をプロピレン以外の所定化合物としたこと以外は
実施例1と同様の操作を行ない、前述の■式で整理した
. A predetermined amount of pyrene was used, and the other conditions were as described above. Measuring the device inlet and outlet concentrations of nitric oxide and the device inlet and outlet concentrations of nitrogen oxides (N○x),
It was organized using the above equation {1). The results are shown in FIG. 4 as the relationship between the rate constant and the amount of propylene added. Example
2 The same operation as in Example 1 was carried out except that the diameter of the wire electrode was 0.4 mm and the oxidation promoter was a predetermined compound other than propylene, and the results were organized using the above formula (2).

結果を第5図に示す。第4図および第5図からわかるよ
うに、酸化促進剤濃度は一酸化窒素とのモル比で0.1
以下ではあまり有効でなく、一方3.0以上にしても速
度定数はそれ程大きくならない。実施例 3 実施例1においてプロピレン濃度を排ガス中の一酸化窒
素に対して1.0(モル比)とし、酸素濃度を種々に変
化させたこと以外は実施例1と同機の操作を行なった。
The results are shown in Figure 5. As can be seen from Figures 4 and 5, the concentration of the oxidant is 0.1 in molar ratio to nitrogen monoxide.
If it is less than 3.0, it is not very effective, and on the other hand, even if it is made more than 3.0, the rate constant will not become so large. Example 3 The same machine as in Example 1 was operated except that in Example 1, the propylene concentration was set to 1.0 (molar ratio) to nitrogen monoxide in the exhaust gas, and the oxygen concentration was varied variously.

結果を第6図に示す。第6図から明らかなように酸化反
応を円滑に進行させるためには燃焼排ガス中の酸素濃度
は1容量%以上、好ましくは4容量%以上であることが
わかる。
The results are shown in Figure 6. As is clear from FIG. 6, in order for the oxidation reaction to proceed smoothly, the oxygen concentration in the combustion exhaust gas must be at least 1% by volume, preferably at least 4% by volume.

実施例 4 実施例1において酸素濃度4容量%、線電極直径0.4
側、プロピレン濃度を排ガス中の一酸化窒素に対して1
.0(モル比)とし、混合ガス温度を種々に変化させた
こと以外は実施例1と同様の操作を行なった。
Example 4 In Example 1, the oxygen concentration was 4% by volume, and the wire electrode diameter was 0.4.
side, the propylene concentration is 1 relative to nitrogen monoxide in the exhaust gas.
.. The same operation as in Example 1 was performed except that the mixed gas temperature was set at 0 (molar ratio) and the mixed gas temperature was variously changed.

結果を第7図に示す。実施例 5 実施例4において酸素濃度2容量%、酸化促進剤をプロ
パンあるいはホルムアルデヒドとしたこと以外は実施例
4と同様の操作を行なった。
The results are shown in FIG. Example 5 The same operation as in Example 4 was performed except that the oxygen concentration was 2% by volume and the oxidation promoter was propane or formaldehyde.

結果を第8図に示す。第7図、第8図よりプロピレンお
よびホルムアルデヒドを酸化促進剤として用いた場合に
は、速度定数は温度によらず一定であるが、プロパンを
用いた場合には温度が高いほど速度定数が大きいことが
わかる。
The results are shown in FIG. Figures 7 and 8 show that when propylene and formaldehyde are used as oxidation promoters, the rate constant is constant regardless of temperature, but when propane is used, the higher the temperature, the larger the rate constant. I understand.

このように本発明の方法を実施するにあたっては、用い
る酸化促進剤の種類に対応して一酸化窒素の酸化反応に
有効な温度城が存在するので、好適な温度域を選定すべ
きである。
As described above, when carrying out the method of the present invention, there is a temperature range that is effective for the oxidation reaction of nitrogen monoxide depending on the type of oxidation promoter used, so a suitable temperature range should be selected.

実施例 6 実施例1においてプロピレン濃度を排ガス中の一酸化窒
素に対して1.0(モル比)としたこと以外は実施例1
と同様の条件で操作を行ない、一酸化窒素の酸化率に対
応する消費電力を測定した。
Example 6 Example 1 except that the propylene concentration was set to 1.0 (molar ratio) to nitrogen monoxide in the exhaust gas in Example 1.
The operation was carried out under the same conditions as above, and the power consumption corresponding to the oxidation rate of nitric oxide was measured.

この消費電力と従来のオゾン酸化法による消費電力(濃
度20蛇pmの一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する際の
オゾネータ‐の電力効率を2歌W・hr/k9−03と
する。)を比較して第1表に示す。1表 上記第1表から明らかなように本発明の方法によれば、
従来のオゾン酸化法に比べ50%以下の消費電力で済む
ことがわかる。
Compare this power consumption with the power consumption of the conventional ozone oxidation method (the power efficiency of the ozonator when oxidizing nitrogen monoxide at a concentration of 20 pm to nitrogen dioxide is 2 W・hr/k9-03). and shown in Table 1. Table 1 As is clear from Table 1 above, according to the method of the present invention,
It can be seen that the power consumption is less than 50% compared to the conventional ozone oxidation method.

また円筒電極に関してはその内径を大きくすると速度定
数が増大する煩向があるので実用規模ではさらに放電電
力の低減化が可能となる。従って本発明の方法は工業的
にも十分に有効である。
Furthermore, since increasing the inner diameter of a cylindrical electrode tends to increase the rate constant, it is possible to further reduce the discharge power on a practical scale. Therefore, the method of the present invention is fully effective industrially.

なお、本発明の方法は、既存の電気集塵器内で行なうこ
とが望ましく、この場合、燃焼排ガス中に共存する微粒
粉塵の除去と一酸化窒素の酸化を同時に行なうことがで
き、さらに経済的である。 、
The method of the present invention is preferably carried out in an existing electrostatic precipitator; in this case, it is possible to simultaneously remove fine dust coexisting in the combustion exhaust gas and oxidize nitrogen monoxide, and it is also more economical. It is. ,

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

第1図、第2図は単位ガス流量あたりの放電電力と一酸
化窒素の酸化率との関係を示すグラフである。 第3図は本発明の方法を実施するための装置の−例を示
す。第4図は実施例1の結果を示すグラフであり、第5
図は実施例2の結果を示すグラフである。第6図は実施
例3の結果を示すグラフであり、第7図は実施例4の結
果を示すグラフであり、また第8図は実施例5の結果を
示すグラフで、ある。第3図中、1は円筒電極、2は線
電極、3は高電圧発生器、4は燃焼排ガス導入口、5は
ガス状酸化促進剤導入口、6は液状酸化促進剤導入口、
7は気化器、8は酸化済み排ガス出口を示す。 第1図第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図
FIGS. 1 and 2 are graphs showing the relationship between the discharge power per unit gas flow rate and the oxidation rate of nitrogen monoxide. FIG. 3 shows an example of an apparatus for carrying out the method of the invention. FIG. 4 is a graph showing the results of Example 1;
The figure is a graph showing the results of Example 2. 6 is a graph showing the results of Example 3, FIG. 7 is a graph showing the results of Example 4, and FIG. 8 is a graph showing the results of Example 5. In Fig. 3, 1 is a cylindrical electrode, 2 is a wire electrode, 3 is a high voltage generator, 4 is a combustion exhaust gas inlet, 5 is a gaseous oxidation promoter inlet, 6 is a liquid oxidation promoter inlet,
7 indicates a carburetor, and 8 indicates an oxidized exhaust gas outlet. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 酸素、水蒸気および炭酸ガスの存在下にて、一酸化
窒素を含有する燃焼排ガスに対して、オレフイン系炭化
水素、パラフイン系炭化水素および含酸素炭化水素より
なる群から選ばれた1種または2種以上の化合物を前記
燃焼排ガス中の一酸化窒素1モルあたり0.1〜3.0
モルの割合で混合し、次いで得られた混合ガスを、コロ
ナ放電極と接地極との間に高電圧を印加して形成された
コロナ放電帯に導入することを特徴とする燃焼排ガス中
の一酸化窒素を酸化する方法。 2 コロナ放電帯における放電電力が1W/Nm^3/
hr以上でかつ火花放電電力以下である特許請求の範囲
第1項記載の方法。 3 オレフイン系炭化水素がエチレン、プロピレン、イ
ソブテンおよびn−ブテンよりなる群から選ばれた1種
または2種以上の化合物である特許請求の範囲第1項記
載の方法。 4 パラフイン系炭化水素がメタン、エタン、プロパン
、ブタンおよびペンタンよりなる群から選ばれた1種ま
たは2種以上の化合物である特許請求の範囲第1項記載
の方法。 5 含酸素炭化水素がアルコールおよび/またはアルデ
ヒドである特許請求の範囲第1項記載の方法。 6 アルコールがメタノール、エタノール、プロパノー
ルおよびブタノールよりなる群から選ばれた1種または
2種以上の化合物である特許請求の範囲第5項記載の方
法。 7 アルデヒドがホルムアルデヒドおよび/またはアセ
トアルデヒドである特許請求の範囲第5項記載の方法。 8 混合ガスの温度が100℃〜400℃である特許請
求の範囲第1項記載の方法。9 酸素の存在量が燃焼排
ガス全量の1〜20容量%である特許請求の範囲第1項
記載の方法。 10 水蒸気の存在量が燃焼排ガス全量の5〜15容量
%である特許請求の範囲第1項記載の方法。 11 炭酸ガスの存在量が燃焼排ガス全量の3〜15容
量%である特許請求の範囲第1項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. In the presence of oxygen, water vapor and carbon dioxide gas, a compound selected from the group consisting of olefinic hydrocarbons, paraffinic hydrocarbons and oxygen-containing hydrocarbons is applied to combustion exhaust gas containing nitrogen monoxide. 0.1 to 3.0 of one or more compounds per mole of nitrogen monoxide in the combustion exhaust gas.
A type of combustion exhaust gas characterized in that the mixed gas is mixed in a molar ratio and then the resulting mixed gas is introduced into a corona discharge zone formed by applying a high voltage between a corona discharge electrode and a ground electrode. How to oxidize nitric oxide. 2 The discharge power in the corona discharge zone is 1W/Nm^3/
2. The method according to claim 1, wherein the spark discharge power is greater than or equal to hr and less than or equal to the spark discharge power. 3. The method according to claim 1, wherein the olefinic hydrocarbon is one or more compounds selected from the group consisting of ethylene, propylene, isobutene, and n-butene. 4. The method according to claim 1, wherein the paraffin hydrocarbon is one or more compounds selected from the group consisting of methane, ethane, propane, butane, and pentane. 5. The method according to claim 1, wherein the oxygen-containing hydrocarbon is an alcohol and/or an aldehyde. 6. The method according to claim 5, wherein the alcohol is one or more compounds selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, and butanol. 7. The method according to claim 5, wherein the aldehyde is formaldehyde and/or acetaldehyde. 8. The method according to claim 1, wherein the temperature of the mixed gas is 100°C to 400°C. 9. The method according to claim 1, wherein the amount of oxygen present is 1 to 20% by volume of the total amount of combustion exhaust gas. 10. The method according to claim 1, wherein the amount of water vapor present is 5 to 15% by volume of the total amount of combustion exhaust gas. 11. The method according to claim 1, wherein the amount of carbon dioxide present is 3 to 15% by volume of the total amount of combustion exhaust gas.
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