JPS63111930A - ガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去法に関す
る。ｆＦに本発明は各種の工業及び産業における排ガス
、たとえば各種脱硝設備からの排ガス、アンモニア及び
硝酸工業における排ガス、水処理設備、特にその脱窒装
置からの発生ガス等、噛動車の排ガス及び医療や調理等
の設備からの残留又は生成ガス中の窒素酸化物の除去処
理の一環として実施するに適当な微量の亜酸化窒素を含
有する排ガスからの亜酸化窒素の分解無害ｆヒによる除
去法に関するものである。

従来各種の工業及び産業における排ガスの大気中への放
出については公害防止の観点から法的その他の規制装置
がとられており、特に窒素酸化物については酸性雨や光
化学スモッグの原因物質としてその排出は厳しく制限さ
れている。

ところで、従来排出規制の対象とされている排ガス中の
窒素酸化物（ＮＯｘ）は主として一酸化窒素（ＮＯ）及
び二酸化窒素（ＮＯ□）であり、したがって従来の排ガ
スの脱硝技術もまな主として一酸化窒素及び二酸化窒素
の除去を対象としておシ、たとえばアンモニア添加によ
る還元法、触媒を使用する還元法、放射線照射法等が提
案されている。

一方、排ガス中の亜酸化窒素（Ｎ２ｏ）Ｉｆｉ、勿論Ｎ
ｏ　−？　Ｎｏ２　　と同様窒素酸化物に属するもので
はあるが、これまで法的な排出規制値はなく、また日本
工業規格ＣｌＩＳ）のような公的な測定も定められてお
らず、脱硝装置の評価において実質的に無視されてきた
のが実状である。これは大気中のＮ２０９度がＮｏやＮ
ｏ２濃度に比較して一定＠度で推移しており、他の物質
への変換がなく安定と云われて込たため及びＮ２０の物
性が十分に判明していなかったためである。

ところが、上述したごとき従来技術に従う脱硝方法にお
いては、使用される脱硝装置の運転条件によってはＮＯ
、ＮＯ□及びＮＨ，等の反応によりＮ２０が比較的高濃
度で生成することが認められておシ、さらに近年、Ｎ２
０が成層圏で分解してＮＯ金生底することが明らかとな
り、またＮ２０とオゾン層との係わりについても一部で
議論されるようになる等、Ｎ２０の排出問題についても
注目されてきつつある。このような状況から、大気中の
Ｎ２００発生源である各種の排ガス、特に現在排ガス中
の窒素酸化物の除去のために使用されている種々の脱硝
装置から生成するＮＯｘ除去後の排ガスからＮ２０の除
去を行なう必要性が生じてき念。

上記は主として脱硝設備を例に説明したが、他にも水処
理設備のように、従来排出規制が行なわれていない設備
からのＮ２０の発生があり、これらについても同様にＮ
２０の除去を行なう必要がある。

問題点を解決するための手段、作用及び効果本発明はガ
ス混合物、特に種々の排ガス中に含まれる窒素酸化物の
うち除去が困難であった亜酸化窒素を除去すること金目
的とするものである。

本発明に従えば、亜酸化窒素を含有するガス混合物に紫
外線を照射することにより亜酸化窒素を分解無害化する
ことを特徴とするガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去
法が提供される。

以下本発明の方法を重油燃焼炉から発生する重油燃焼排
ガスの慣用の脱硝装置から生成するＮ２０の処理に適用
する一興体例について第１図を参照しつつ説明する。

重油燃焼炉ｌから平均ＮＯｘ　（Ｎｏ及びＮＯ２Ｏ合計
）濃度コ’　ｏ　ｐｐｍで排出される排ガスをまず通常
の脱硝装ｇｔ２で脱硝処理してＮＯｘ　ｆ除去した後、
ここで生成するＮ２０を紫外線照射器μにて分解して、
無害化された排ガスをファン會を介して煙突ｔから排出
する。

脱硝装＃２での脱硝は、排ガス中のＮＯ！　濃度に対し
て化学量論量の０．７〜０．ｇ当社のアンモニア（ＮＨ
５）　３　’ｉ−添加することにより行なわれる。

脱硝装置２の後流の排ガス中のＮｏｘＱ度は！Ｏｐｐｍ
であるが、ＮＯｘの一部はＮ２０に変換しており、ここ
でのＮ２０＠度は’　−ｔ　ｐｐｍである。

ここで脱硝率全算出すると、従来のような脱硝装置入口
及び出口のＮＯｘ９度のみに着目した場合つぎにＮ２０
に着目し、Ｎ２０濃度ｔ−ＮＯｘ　濃度に換算し’　”
　’　ＰＰｔｎ　Ｎ２０は９０　ｐｐｍ　ＮＯに相当す
る）、ＮＯｘ　ｇ度としてＮ２０からのＮＯｘ　ｆ加え
た場合の脱硝・率は 脱硝装置２の後流のＮ２０／／ｉ、紫外線照射器ｌにて
Ｎ２及び０２に分解無害化される。

紫外線照射器μは、本発明の特徴である紫外線の照射に
よｆ）Ｎ２０の分解が行なわれる反応器である。

紫外線照射器μの一具体例を第２図で説明する。

紫外線照射器μの主要部は紫外線放出管７及び紫外線の
照射によりＮ２０の分解が行なわれる反応器ｔより成る
。紫外線放出管７からの紫外線はＮ２０に吸収されてＮ
２０　’ｉ　Ｎ２及び０２に分解するものであればよい
。紫外線の波長は３ｊ’Ｏｎｍ以下、好ましくはコ！Ｏ
ｎｍ以下、より好ましくは２３０ｎｍ以下である。

紫外線放出管７の種類は上記の波長の紫外線を発するも
のであればよく、光源としては一般に水銀灯、キセノン
ランプ、重水素ランプ、キャピラリランプ等が好都合に
使用される。別法としては、光源として適宜の放電管に
不活性ガス、希ガス等を適宜封入し、周知任意の方法で
放電させて紫外線を発生させる方法がある。個々特定の
場合における光源の選定は装置の適用分野、規模、効果
、経済性等を勘案して当業者が適宜になし得ることであ
る。放電管への不活性ガスや希ガス等封入ガスの複類は
、放電により上記所望の波長の紫外線を発するものであ
ればよい。通常、Ｎ２　ｅＨｅ’　ｅ　Ａｒ　＃Ｘｅ　
、　Ｋｒ　ｅ　Ｎｏ　、　Ｒｎ　ｅ　Ｎ２　ｅ　Ｂｒ２
及びＣ１２から選んだ少なくとも７種のガス又はガス混
合物を封入し、周知の方法で放電させることによって紫
外線が得られる。たとえば、Ｎ２もしくはＢｒ２とＨｅ
もしくはＡｒとを適宜混合して封入し、低圧にて交流電
圧をかけると放電が起り、／　７　ｇ　ｎｍの紫外線が
得られる。

紫外線放出管り′からの紫外線の波長は、周知の方法に
より適宜不用な波長をカットしたり、有効な波長のみを
放出させたすすることができる。たとえば、紫外線放出
ｆ７の紫外線放出（窓）部に有用な紫外線のみを透過す
る透過材料（たとえばフッ化カルシウム、フッｆヒマグ
ネシウム、フッ化リチウム）を使用しあるいは不用な紫
外線をカットするフィルターを設置することにより、不
要な波長の紫外線をカットして有用な波長の紫外線のみ
を反応器ｔに照射することができる。

紫外線の照射方法は、排ガスに均一かつ効果的に照射さ
れる方法であればよく、周昶の方法が適宜適用できる。

通常、第２図に示すごとく、紫外線放出管７を反応器を
内部に適当個数設置しかつ反応器！内部に攪拌羽根等の
攪拌機構を持たせるかあるいは旋回流によシ排ガスを攪
拌して紫外線を排ガスに均一照射するように構成するこ
とが効果的である。

紫外線放出管７ｆ：反応器を外部に設置して外部よシ照
射する方式でもよいことはいうまでもない。

個々特定の場合における紫外線の照射方法は、効果、経
済性、装置の適用分野、規模、紫外線放出管の種類等に
応じて適宜選択することができる。

なお第２図において、９は排ガスの流れで、９゜出）、
９６は排ガス入口、９４は排ガス出口、ＩＯは紫外線入
射窓である。

この方式では、紫外線照射のＮ２０分解に対する温度効
果は少ないので特別な温度制御は不要である。本具体例
は、脱硝装置２出口の排ガス（温度コ、ｔ０〜３００℃
の排ガス）がそのまま紫外線照射器μに導入されており
、特別な温厩制御を行なわないで実施し得るものである
。

通常、燃焼排ガスを処理する場合の反応器ｔの温度は、
排ガス中の酸ミスト等の反応器ｒへの付着、凝縮を無視
し得る温度以上、一般には酸露点以上（たとえば／　Ｊ
　（７’Ｃ）で行なうのが好ましい。

第１図に示した実施態様の紫外線照射器μは、通常の脱
硝装Ｗｔ−２の後流に別途設置し之場合であるが、通常
の脱硝装置ｚと紫外線照射器μを一体比させて行なうこ
ともできることはいうまでもない。実用的には経済性（
装置全体が小型化する）等から一体化が好ましい。

上記説明及び後記実施例からも明らかなごとく、本発明
方法によれば特に下記■〜■の効果が達成される。

■　ガス混合物中のＮ２０が無害かつ安定なＮ２及びｏ
２に分解された。

■　Ｎ２０が分解され、実質的に脱硝率が向上した。

すなわち、従来の脱硝率は、脱硝装置入口のＮＯｘ　９
度と出口のＮＯｘ濃度の比較であり、出口での生成Ｎ２
０＠度は考慮しておら子、Ｎ２０濃度金考慮した（　Ｎ
Ｏｘと見なして）脱硝率はＮ２Ｏ濃度分だけ低下してい
た。

■　本方式は、室温程度でも有効であるので、従来の方
式、たとえば触媒法は高温が必須条件であるのに比較し
て実用上有利である。具体的には、たとえば従来の脱硝
法（たとえば触媒法）のような温度制御が不要で、保守
、管理が容易であること、水処理設備や医療・調理設備
のような室温付近での発生源の処理に有効であること等
があげられる。

実施例 つぎに本発明を実施例によってさらに説明する。

−第３図に示した紫外線照射器にｚ　Ｏｐｐｍ　Ｎ２０
／空気バランスの調製ガスをＯ，２９７分で通送するこ
とにより紫外線の照射を行ない、反応器出口のＮ２０＠
ｔｃｔガスクロマトグラフ法により測定した。

なお使用条件は欠配のとおりである。

紫外線二重水素ランプ、λｏｗ 反応器の大きさ＝２１ 反応器の温度：室温 結果 反応器出口のＮ２０濃度はｒ　ｐｐｍ以下であった。

なお、ＮＯｘ　（Ｎｏ　十Ｎ０２）濃度を亜鉛還元ナフ
チルエチレンジアミン法で測定したところ、検出限界（
ｊ　ｐｐｍ　ｌ以下であった。

【図面の簡単な説明】

ｇ１図は本発明の方法を重油燃焼炉から発生する排ガス
の慣用の脱硝装置から生成するＮ２０含有排ガスの処理
に適用する一具体例の概略フローシートであり、第２図
及び第３図は本発明方法の実施に使用される紫外線照射
器（第１図ａ）の二つの異なる実施態様を示すもので、
Ｗ、２図は紫外線放出管を反応器内部に設置した場合、
第３図は前者全優者の外側に設置した場合の各−例であ
る。 ｌ・・・重油燃焼炉、２・・・慣用の脱硝装置、３・・
・アンモニア槽、μ・・・紫外線照射器、！・・・ファ
ン、Ａ・・・煙突、７，７．・・・紫外線照射器、ｒ、
ｒ、・・・反応器、９１．　？５・・・排ガス入口、９
□、９４・・・排ガス出口、ＩＯ・・・紫外線入射窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、亜酸化窒素を含有するガス混合物に紫外線を照射す
   ることにより亜酸化窒素を分解無害化することを特徴と
   するガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去法。 ２、３５０ｍｍ以下の波長の紫外線を使用する特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３、水銀ランプ、キセノンランプ、重水素ランプ及びキ
   ャピラリランプから選んだ少なくとも一種の光源からの
   紫外線を使用する特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、Ｎ＿２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ、Ｎｅ、Ｒｎ、Ｈ
   ＿２、Ｂｒ２及びＣｌ＿２から選んだ少なくとも一種の
   ガスの放電により発せられる紫外線を使用する特許請求
   の範囲第２項記載の方法。 ５、被処理ガス混合物が微量の亜酸化窒素を含有する排
   ガスである特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   かに記載の方法。