JPH0442054B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0442054B2 JPH0442054B2 JP58180075A JP18007583A JPH0442054B2 JP H0442054 B2 JPH0442054 B2 JP H0442054B2 JP 58180075 A JP58180075 A JP 58180075A JP 18007583 A JP18007583 A JP 18007583A JP H0442054 B2 JPH0442054 B2 JP H0442054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- mol
- gas
- mixture
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
本発明は排気ガス中のSO2及び、又は窒素酸化
物NOおよびSO2（ここでは一般形「NOx」で表
わされる）の量を減少させる方法に関するもので
ある。 排気ガスにNH3を混合させ、混合物を紫外線
に当てることにより排気ガスからNOxを取除く
方法が提起されている。 この方法によればNH3は下記の式のように光
分解され、アミノ基を生成する。 NH3→NH2＋Ｈ (1) 下記の式のようなアミノ基はNOxと反応し、
大気中では不活性で無害であると広く認められて
いる不活性ガスである窒素、水およびN2Ｏを生
成する。 NH2＋NO→N2＋H2Ｏ (2) NH3＋NO2→N2Ｏ＋SO2 (3) 現在では、特定の範囲内の波長の紫外線が用い
られた時に、最も効率の良い紫外線の実用化が得
られることがわかつている。更に、本発明の１つ
の目的は、H2Ｏも多量に含む排気ガス中のNOお
よびNO2の量を減少させる方法において、排気
ガスをNH3と混合させ、波長が約190から約
220nmの範囲にある構成要素を少なくとも１つは
含む紫外放射線で混合物に照射することからな
り、前記放射線は190nm以下の波長の構成要素を
ほぼ全く含まず、更に前記方法が固形触媒なしに
行われることを特徴とする方法である。 紫放射線を利用する時の効率は、経済的検知か
ら重要であることが理解されよう。勿論、この方
法は通常、流れているガスに適用され、照射が低
い効率が行われると放射に対し長時間さらされな
ければならない。これは、非常に長い距離に紫外
線ランプを設け、排気ガスを流す輸送管の大部に
照射することを必要とする。 この結果、紫外線ランプに動力を与えるのに必
要なエネルギー供給するのに操作費用が増大する
のみでなく、紫外放射線装置を設置するための資
本費用もかなり増大する。 約190から約220nmの範囲の波長を用いる場合、
主に起こるNOx除去反応は上記(1)，(2)および(3)
の反応であり、この結果、N2Ｏ，H2Ｏ，N2が廃
棄ガス流に形成される。これらの生成物は大気中
に流しても安全であると考えられる。約190nm以
下の構成分を含まない放射を用いれば望ましくな
い副次的反応を避けることができる。190nm以下
の放射では、排気ガス流に当然含まれる水蒸気の
光分解によつて、かなりの量のOH基が形成され
る。通常、水蒸気の濃度が濃いことから優勢な反
応は、 H2Ｏ→OH＋Ｈ (4) である。OH基はNO2と反応して酸性物質を生成
する。 OH＋NO2→HNO3 (5) 普通、これらの酸性物質を水分、即ち水蒸気のあ
る所でアルカリ反応媒体を用いて、即ち過分なア
ンモニアガスと反応させて硝酸塩NH4NO3を生
成させることによつて除去することが望ましい。
硝酸塩は粒子状の第２相を形成することがあるの
で、通常は大気に流す前にガス流により粒子状の
塩を取除くことが望ましい。この場合、粒子状の
塩は副生物として得られる。粒子状の塩は回収さ
れ、例えば肥料としての価値を有することがあ
る。しかし、NH4NO3は爆発物で、取扱いが困
難である。放射源をほぼ完全に190nm以下の構成
要素を含まないようにすれば爆発性のNH4NO3
沈澱物の形成は相当減退するか、全く避けること
ができる。 紫外線照射段階で用いられる紫外放射線の波長
が約190から約220nmにある時には、混合体中の
NH3ガス放射線を強力に吸収し、好ましくない
副次的反応によつて妨害されることがないので、
NOxは満足すべき程度除去される。NH3の放射
線の吸収の程度は、波長が約220nm以上となると
急激に落ち、アミノ基はわずかな濃度しか発生し
ないので、この方法の効率は損われることにな
る。従つて、放射線の波長が220nmを大きく出る
と、用いられるアンモニアの濃度および必要な放
射線の強度は、適切な時間内でのNOxの除去を
達成するには急速に、実施不可能なほど大きくな
つてしまう。 NH3による放射線の吸収度は約195mmでピーク
に達し、第１表で示されるように、約170nm以下
の波長になるに従つて落下する。同時に第１表で
示される通り、放射線は当然通常存在するO2お
よびH2Ｏによつてかなり強く吸収される。
物NOおよびSO2（ここでは一般形「NOx」で表
わされる）の量を減少させる方法に関するもので
ある。 排気ガスにNH3を混合させ、混合物を紫外線
に当てることにより排気ガスからNOxを取除く
方法が提起されている。 この方法によればNH3は下記の式のように光
分解され、アミノ基を生成する。 NH3→NH2＋Ｈ (1) 下記の式のようなアミノ基はNOxと反応し、
大気中では不活性で無害であると広く認められて
いる不活性ガスである窒素、水およびN2Ｏを生
成する。 NH2＋NO→N2＋H2Ｏ (2) NH3＋NO2→N2Ｏ＋SO2 (3) 現在では、特定の範囲内の波長の紫外線が用い
られた時に、最も効率の良い紫外線の実用化が得
られることがわかつている。更に、本発明の１つ
の目的は、H2Ｏも多量に含む排気ガス中のNOお
よびNO2の量を減少させる方法において、排気
ガスをNH3と混合させ、波長が約190から約
220nmの範囲にある構成要素を少なくとも１つは
含む紫外放射線で混合物に照射することからな
り、前記放射線は190nm以下の波長の構成要素を
ほぼ全く含まず、更に前記方法が固形触媒なしに
行われることを特徴とする方法である。 紫放射線を利用する時の効率は、経済的検知か
ら重要であることが理解されよう。勿論、この方
法は通常、流れているガスに適用され、照射が低
い効率が行われると放射に対し長時間さらされな
ければならない。これは、非常に長い距離に紫外
線ランプを設け、排気ガスを流す輸送管の大部に
照射することを必要とする。 この結果、紫外線ランプに動力を与えるのに必
要なエネルギー供給するのに操作費用が増大する
のみでなく、紫外放射線装置を設置するための資
本費用もかなり増大する。 約190から約220nmの範囲の波長を用いる場合、
主に起こるNOx除去反応は上記(1)，(2)および(3)
の反応であり、この結果、N2Ｏ，H2Ｏ，N2が廃
棄ガス流に形成される。これらの生成物は大気中
に流しても安全であると考えられる。約190nm以
下の構成分を含まない放射を用いれば望ましくな
い副次的反応を避けることができる。190nm以下
の放射では、排気ガス流に当然含まれる水蒸気の
光分解によつて、かなりの量のOH基が形成され
る。通常、水蒸気の濃度が濃いことから優勢な反
応は、 H2Ｏ→OH＋Ｈ (4) である。OH基はNO2と反応して酸性物質を生成
する。 OH＋NO2→HNO3 (5) 普通、これらの酸性物質を水分、即ち水蒸気のあ
る所でアルカリ反応媒体を用いて、即ち過分なア
ンモニアガスと反応させて硝酸塩NH4NO3を生
成させることによつて除去することが望ましい。
硝酸塩は粒子状の第２相を形成することがあるの
で、通常は大気に流す前にガス流により粒子状の
塩を取除くことが望ましい。この場合、粒子状の
塩は副生物として得られる。粒子状の塩は回収さ
れ、例えば肥料としての価値を有することがあ
る。しかし、NH4NO3は爆発物で、取扱いが困
難である。放射源をほぼ完全に190nm以下の構成
要素を含まないようにすれば爆発性のNH4NO3
沈澱物の形成は相当減退するか、全く避けること
ができる。 紫外線照射段階で用いられる紫外放射線の波長
が約190から約220nmにある時には、混合体中の
NH3ガス放射線を強力に吸収し、好ましくない
副次的反応によつて妨害されることがないので、
NOxは満足すべき程度除去される。NH3の放射
線の吸収の程度は、波長が約220nm以上となると
急激に落ち、アミノ基はわずかな濃度しか発生し
ないので、この方法の効率は損われることにな
る。従つて、放射線の波長が220nmを大きく出る
と、用いられるアンモニアの濃度および必要な放
射線の強度は、適切な時間内でのNOxの除去を
達成するには急速に、実施不可能なほど大きくな
つてしまう。 NH3による放射線の吸収度は約195mmでピーク
に達し、第１表で示されるように、約170nm以下
の波長になるに従つて落下する。同時に第１表で
示される通り、放射線は当然通常存在するO2お
よびH2Ｏによつてかなり強く吸収される。
【表】
吸光係数εは、
Ｉ＝Io10-〓cl
によつて決定され、この式において、
Io＝光分解可能な物質を有する室に入射する光
の強度 Ｉ＝室を通過した光の強度 ｃ＝光分解可能な物質の濃度（モルdm-3） ｌ＝室の長さ（cm） ε＝吸光係数（１モル-1cm-1） を表わす。 従つて、吸光係数は光分解可能な物質の放射線
の吸収の程度を示し、係数が高いほど、吸収の度
合も高くなる。 190nm以上では水蒸気の吸光係数はゼロであ
り、実質的にOH基は形成されないので、反応式
(5)は、問題となるほどには起こらない。 170から220nmの範囲においては、O2およびH2
Ｏの係数はNH3の係数よりも実質的に低いので
あるが、上記の表で認められる通り、これらの係
数はこの範囲の下限に向つて急激に増加し、更に
反応混合体中のO2およびH2Ｏの濃度は、NH3の
濃度よりかなり濃い。本発明による方法におい
て、光分解される混合体中のNH3の濃度は約５
×10-6から約５×10-3モル／であることが望ま
しい。NH3の濃度が５×10-6モル／以下であ
るとNOx除去の効率が損われる傾向にあり、紫
外放射線に長時間さらすことが、好ましくない
NOx物質を満足すべき程度まで除去するには不
都合にも必要となる。約５×10-3モル／以上の
NH3濃度は不必要であり、光分解反応領域にお
いて高NH3濃度を維持することは、NH3を大量
に消費し、依つてこの方法の操作コストを高める
だけでなく、かなりの量の未消費のNH3の大気
への流出を招くことになるので好ましくない。更
に、前記NH3濃度は約１×10-5から約１×10-3モ
ル／の範囲内であることが望ましく、更には、
約１×10-5から約２×10-5モル／の範囲内であ
ることが好ましい。 燃焼空気中のO2消費が不完全なため、排気ガ
ス中のO2（モル）量は、通常、反応混合体で維持
されることが望ましいNH3モル濃度の約100倍で
あり、燃焼の結果生成されたH2Ｏ蒸気の量は、
標準的に前記NH3濃度の約200倍である。したが
つて190nmよりかなり下の波長では、O2および
H2Ｏの濃度は、NH3の濃度よりかなり高く、O2
およびH2Ｏの吸光係数は急速に増加する。一方、
NH3の吸光係数は、約190nm以下では急速に減
少するので、O2およびH2Ｏの吸収はNH3の吸収
と著しく競合し、依つて、190nm以下では、
NH2基の形成は大幅に限定する。 この結果、紫外放射線が約190nm以下の波長を
有する構成要素を含む場合には、放射エネルギー
の大部分が不必要な物質の生成に向けられるた
め、放射エネルギー利用の効率は相当低下する。 この反応においてはNH2基の結合が起き、有
毒なヒドラミンが生成される傾向がある。 NH2＋NH2→N2H4 勿論、反応混合体におけるヒドラミンの濃度を
維持し、光分解領域における濃度を可能な限り低
くすることが好ましい。さもなければ、反応混合
体によりヒドラミンを吸収する特殊な手段を講じ
なければならない。 ヒドラミンは約180から約270nmの範囲内の波
長においては、放射線の強力な吸収体であり、解
離してアミノ基を再形成する。 N2H4＋hν→2NH2 190から220nmの範囲の波長の構成要素を１つ、
またはそれ以上含む紫外線光源を用いることによ
り、ヒドラジンが遊離基へ再転換されるため、反
応混合体におけるヒドラジンの含有量を容認でき
る程度におさえることができる。 本発明の別の目的は、少なくとも約１×10-6モ
ル／のSO2を含有する排気ガスを反応させて、
固形状の触媒なしに前記SO2を酸化した酸性物質
に転換する方法において、前記ガスは、大量の
H2Ｏ蒸気およびO2をも含有することを特徴とし、
少なくとも約190nm以下の波長の構成要素を含む
紫外放射線でガスを照射することよりなる方法を
提供するものである。 放射線は、約170から190nmの範囲の構成要素
を含むことが望ましい。上記の通り、190nm以
下、より好ましくは170から190nmの範囲内の放
射線により水蒸気の光分解は、反応式(5)を通して
大量のOH基の効率良い形成をもたらす。 水素基はSO2と反応して酸化された酸性物質を
生成する。 OH＋SO2→HSO3 (6) これらの酸性物質は湿気、即ち水分のある所で
吸収され、あるいはアルカリ反応媒体によつて、
即ちアンモニアガスと反応させ、硫酸塩を生成す
る、あるいはスクラツバーのような従来の手段で
吸収させる。あるいは硫酸製造工程に供給物質と
して用いて除去することができる。 しばしば処理される排気ガスはNOxとSO2の
双方を含有している。このような場合には、上記
で説明したSO2酸化反応を受けさせる前に、まず
第１にNOx除去工程を受けさせるのが好ましい。
これによつて、SO2酸化反応において、望ましく
ないHNO3酸性物質の形成を防ぐことができる。
本発明の第２の目的に従つて、本発明は、H2Ｏ
水蒸気およびO2を多量に含有する排気ガスにお
けるNOxおよびSO2の含有量を減少させる方法
において、排気ガスをNH3と混合させ、この混
合体を約190から約220nmの範囲内の波長の構成
要素を少なくとも１つは含む紫外放射線で照射す
ることからなり、前記放射線は約190nm以下の波
長の構成要素をほぼ全く含まず、これにより、
NOxの含有量の減少したガスを得、さらにNOx
含有量の減少したガスを、190nm以下の波長の構
成要素を少なくとも１つ含む紫外放射線で照射
し、固形状触媒なしにSO2を酸化した酸性物質に
転換する方法を提供するものである。 本方法の利点は、NOxの除去反応が固形状触
媒なしに行われるので、反応を実施する前に排気
ガスから触媒毒であるSO2や他のイオウ化合物を
除去する必要がないことである。 使用される紫外線ランプの種類は、求められる
波長の範囲によつて決定される。上記の場合の１
つの種類では、ランプは約170から約190nmの範
囲内の構成要素を少なくとも１つを含むものが好
ましい、使用に適したランプの１つの種類は、低
圧水銀アークランプである。これらは、184.5nm
の強い放射線と共に、253.7nmの強い放射線や他
の波長より弱い放射線も備えている。従つてこれ
らのランプは、先に説明したSO2の酸化方法で用
いることができる。使用できる他の種類のランプ
は、高圧水銀キセノンランプよりなる。これらは
190nmから300nm以上の連続スペクトラムの出力
を備えている。190nm以下の波長をも放射する
が、これは適切なフイルターにより簡単に除くこ
とができる。従つて、これらのランプは、220nm
以上の波長の放射線を含むのでこれらの出力が効
率良く用いられる訳ではないが、190から220nm
のNH3含有反応混合体の照射により、排気ガス
からNOxを光分解除去するには特に有用である。 上記の低圧水銀アークランプおよび高圧水銀キ
セノンランプは、市販されているので簡単に入手
できる点に注目されよう。市販されている紫外線
ランプを使用して実施できることは、本発明によ
る方法１つの利点である。 本発明による方法の実施例は、添付の図により
示される。 図において同符号は同じ部品を示している。第
１図は燃焼装置、即ちボイラー１を表わし、これ
に燃焼空気が導入管２から予熱器３を通つて供給
される。予熱器３からは管４を介してボイラーに
熱せられた空気が供給される。ボイラーからの排
気ガスは輸送管６を通つて直接予熱器３へ送られ
る。 ボイラー１は一般的にいかなる型の燃焼装置で
も良く、燃焼を維持するため大気が用いられ、燃
料はイオウを含有し、排気ガス中にSO2を生成
し、更に、又は燃料は十分に高い温度で燃焼さ
れ、多量のNOxが形成される。高温では、特に
固形燃料を用いた場合には、燃焼空気中に存在す
る窒素は燃料自体の中で結合し、燃焼空気に存在
する酸素と反応してNOを生成する。 N2＋O2→2NO NOのNO2への酸化もいくらか起きるので、
NOを含有する排気ガスはいくらかのNO2と混合
される。 2NO＋O2→2NO2 従つて燃料は、例えば水素ガス、または主とし
て炭素燃料または炭化水素燃料である。これらは
即ち、いわゆる掘り出した燃料、つまり石油、石
炭および天然ガス、あるいは掘り出した燃料より
得られる石油ガス、石炭ガスである。 アンモニアガスは輸送管７に注入され、これは
予熱管３より冷却された排気ガスを微粒子状物
質、即ちフライアツシユを分離する通常の装置、
この実施例においては静電気集塵装置８へ輸送す
る。このアンモニアは、導入管９を介して注入さ
れるが、バルブ１０が計量した速度でアンモニア
の導入を認めつつ、制御している。しばしば、排
気ガスは多量のSO3とHClを含有する。これら
は、NH3と反応して微粒子状アンモニア塩、即
ち、NH4HSO4とNH4Clを生成する。アンモニア
がボイラー１の他の燃焼装置より下流に加えられ
れば、重硫酸アンモニウムや塩化アンモニウムが
ボイラー１や予熱器２などの重要な構成部分に凝
結して腐蝕や汚れの原因となる恐れはない。指摘
されたように、アンモニアを集塵装置８より上流
で加え、重硫酸を除去してガス流中の余分な濁り
や、その後の光分解段階での効率の低下を防ぐよ
うにしても良い。アンモニアを加える速度は、
SO3およびHClと反応するのに十分であり、更に
光分解段階の間に必要なアンモニアが濃縮者に残
るように測定すれば良い。即ち、それは一般的に
５×10-6から５×10-3モル／の上記の範囲であ
る。あるいは、より好ましくは、NH3を加える
速度を輸送管７の煙突１３に設けたセンサーに反
応して自動的に調節されるのが良い。前者のセン
サーはSO2および、あるいはNOxの濃度に反応
し、SO2および、あるいはNOxの濃度が濃くな
るとNH3を加える速度が増すように働き、後者
のセンサーはNH3の存在に反応して煙突内のガ
ス中の未消費のNH3の濃度が予め決められた限
度を越えると加える速度を減すように働く。 集塵装置で集められた重硫酸アンモニウムと塩
化混合物はフライアツシユと分離され、回収され
る。排気ガスの化学組成によつて回収された混合
物が重金属や他の有毒物質を過度に含んでいない
場合には、これらを貴重な副生物として利用でき
る。 上記に示したように、アンモニアの添加は、通
常設けられている通風フアン１１より上流の地点
で行うのが好ましく、通風フアン１１を集塵装置
８からの浄化されたガスを輸送管１２に沿つて煙
突１３に送り、ここより排気ガスは大気に排出さ
れる。排気ガスとNH3の混合体がフアン１１を
通過することにより、NH3がガス流に確実に均
一に混合される。アンモニアの導入および光分解
が静電気集塵装置に隣接する排気ガス輸送管体領
域で行われることは、本発明による方法の利点の
１つである。の領域では排気ガスは比較的に低
温、即ち400℃以内、標準的には150℃から250℃
であり、反応性のあるNH2とOH基の光分解を誘
発するには高温は必要とせず、低温で行い得るか
らである。これらの排気ガス輸送管体の領域は、
普通、簡単に手を加えることができるので、本方
法を実施するにあたつて悲痛な導入管、ランプ、
その他の設備は、現存する燃焼施設ですぐにも実
施できる。ランプ１４は輸送管１２に隣接して設
けられ、輸送管１２を流れるガス流を照射する。
第２図で示すように、ランプは金属製反射面１７
で覆われ、輸送管内部とは紫外線透過窓１８、即
ち水晶によつて隔てられるようにランプ本体１６
を有しても良い。更に反射面１７と窓１８の間の
空間は紫外線不活性ガス、つまり窒素を充満させ
た密封体を構成し、ランプに隣接する大気にオゾ
ンが誘発されるのを防ぎ、あるいは減退させるこ
とにより吸収による損失を防ぐようにするのが好
ましい。排気ガスは普通、集塵装置を通過した後
もかなりの量の微粒子状物質を含有し、従つてラ
ンプ構造が汚れる恐れがあるので、図示したよう
にランプを輸送管１２の外部に取付けるのが良
い。通常、輸送管１２の内部と隣接する窓面に溜
るいかなる汚れも取除く自動浄化装置（図示せ
ず）を窓１８に設けるのが良い。 連続したNOxおよびSO2除去工程、即ち、ま
ず第１にNH3含有混合体を190から220nmで照射
してNOxを除去し、次に光分解反応混合体を170
から190nmで照射してSO2を酸性物質に酸化させ
る工程を行うには、ランプ１４はそれぞれ要求さ
れる波長の放射線を発生する間隔をおいて設けら
れた２本の紫外線源を有してもよい。 上記のように、NOxおよび、あるいはSO2の
除去の効率は、用いられる紫外放射線の波長に大
きく依存している。しかし、波長の特定の範囲で
操作された時の工程の効率は、つまり不都合な物
質の除去の程度を意味するが、反応混合体にある
他の物質の濃度とは比較的に関連がないことが発
見された。工程のNOx除去の効率性をNOの除去
のパーセンテージによつて測定すれば便利であ
る。従つて、特定の排気ガス組成分よりなる反応
混合体とNH3が193nmの波長の紫外線で照射さ
れると、含有されるNOの減少率は、照射が
213.9nmの波長で行われた時に得られた率のおお
よそ2.5倍である。この率は（NH3が一定の最低
濃度あれば）、最初のNO，SO2、あるいはNH3
の濃度にも、通常反応混合体に存在する他の物質
の濃度の変化にも、排気ガス中に通常のH2Ｏ蒸
気の量（普通は少なくとも１×10-4モル／）が
あれば、比較的に影響を受けない。 NOxおよび、あるいはSO2の除去率はまた、
反応混合体がさらされる放射エネルギーの総量に
依存する。従つて、例えばモル／および排気ガ
ス混合体が好ましい波長である190から220nmの
範囲で紫外線を照射される場合、混合体が連続し
て10ミリ秒間、1018光子／cm2／秒の強度で照射す
るか、連続して100ミリ秒間、1017光子／cm2／秒
の強度で照射した時には、約80％のNOxが除去
される。これらの強度は、適切な型の紫外線ラン
プで得られる標準的なものである。例として従来
の石炭火力発電所に設けられた普通の一定の横断
輸送管体を通過する排気ガスの流動速度は約
10m／秒であるので、照射される輸送管体の長さ
は強力ランプを用いた時には約20cm、低力ランプ
を用いた時には2m必要となる。必要とされる
NOxの除去率は、いかなる場合でも、勿論排気
ガスに存在するNOxの最初の濃度と、大気に排
出される煙突内のガスに要求されるNOxの濃度
によるのだが、普通NOx濃度の少なくとも約80
％の除去率が求められる。従つて一般的には、光
分解の間、排気ガス輸送管の照射領域における反
応混合体を約1017から約1018光子／cm2の範囲の総
量で照射するのが好ましい。 ほぼNOxのない状態におけるSO2の除去率は、
SO2含有ガスが175nmで10ミリ秒間、３×1018光
子／cm2／秒の強度で照射されると、約72％のSO2
が除去されるほどである。 第１図に示された実施例は、次のいずれかの場
合の使用に特に適している。第１はNOxの放射
のみの調節が要求され、照射は190から220nmで
行われ、ガス状の光分解生成物N2，N2Ｏは煙突
１３より排出される場合、第２はSO2のみ、ある
いはSO2とNOxの両方の放射が調節され、照射
は170から190nmで行われ、微粒子状光分解生成
物、即ち（NH4）2SO4とNH4NO3を空中に排出す
ることが認められる場合である。 第１ａ図において、まず第１にNOxと光分解
によつて生じたNH2基との反応をもたらし、第
２の170から190nmの範囲の波長の紫外線を照射
することによるSO2及びHSO3物質の酸化をもた
らす二元式ランプ装置１４で照射された後、
HSO3物質はほぼ中性化し、水分のある所で過分
なアンモニアと反応して微粒子状の（NH4）2SO4
が形成される。反応混合体は第２図固形物分離装
置、即ち第２静電気集塵装置１９を通過し、ここ
で微粒子状生成物が取除かれる。排気ガスの化学
組成によつては、また特に排気ガスに有毒金属物
質が含有されていない場合には、分離された硫酸
塩は例えば農業用肥料として用いることができ
る。照射段階の前に排気ガスに過分なアンモニア
を供給する代りに、酸性物質を中性化するのに必
要なアンモニアの添加を、鎖線２１で示すよう
に、補助フアン内のセンサーによつて未反応のア
ンモニアの空中への放出を調整しながら供給する
方が通常はより効率的である。 第３図において、NOxあるいはNOxおよび
SO2の除去のための好ましい設備が示されてい
る。ここでは、アンモニアは排気ガスが集塵装置
８を通過した後、管９より添加される。多くの場
合、ボイラー７より発生した排気ガスはHClと
SO3を含有する。これはNH3と反応して微粒子状
のアンミニア塩を形成する。集塵装置８を通過し
た後でアンモニアを添加することは、これら溶解
性塩が集塵装置８からフライアツシユと共に解消
されることを防ぐ。多くの場合、比較的に溶解性
物質を含まないフライアツシユを回収するのが好
ましい。何故なら、溶解性物質は水に接するとこ
し出される傾向があるので、埋め立てなどのある
種の目的には問題の原因となり、フライアツシユ
を不適当なものにしてしまうからである。ある場
合には、排気ガスが紫外線源に当てられる前にア
ンモニアを添加したことによつて生成された微粒
子状アンモニア塩を除去することが好ましい。ラ
ンプ１４は、一元式のNOx除去型であつても、
NOxとSO2の連続的除去のための二元式装置で
もよく、ランプ１４と煙突１３の間に酸性物質や
微粒子を取除くための装置、例えば従来のスクラ
ツバーを設けてもよい。 いかなる組成の排気ガスにおいても、光分解反
応に必要な最適条件、特に紫外放射線に当たる時
間、即ちいかなる紫外放射線によつて照射される
輸送管体の長さを、単色の放射源を用いた時の光
分解反応のコンピユータ・シユミレーシヨンを行
うことによつて、最適な調査ができる。このよう
なコンピユータ・シユミレーシヨンには、コンピ
ユータ・プログラムに入力する１組の媒介変数を
用意しなくてはならない。媒介変数は、排気ガス
中にある全ての反応性のある化学物質の初濃度、
およびガス混合体にある全ての光分解可能な物質
の光分解反応の調査が行われる波長に適用できる
吸光係数からなる。疑問の余地を残さないため
に、吸光係数はある特定の波長に関しては第２表
で表わした。異なる波長に適用される他の吸光係
数は、一般のテキストより得られる。
の強度 Ｉ＝室を通過した光の強度 ｃ＝光分解可能な物質の濃度（モルdm-3） ｌ＝室の長さ（cm） ε＝吸光係数（１モル-1cm-1） を表わす。 従つて、吸光係数は光分解可能な物質の放射線
の吸収の程度を示し、係数が高いほど、吸収の度
合も高くなる。 190nm以上では水蒸気の吸光係数はゼロであ
り、実質的にOH基は形成されないので、反応式
(5)は、問題となるほどには起こらない。 170から220nmの範囲においては、O2およびH2
Ｏの係数はNH3の係数よりも実質的に低いので
あるが、上記の表で認められる通り、これらの係
数はこの範囲の下限に向つて急激に増加し、更に
反応混合体中のO2およびH2Ｏの濃度は、NH3の
濃度よりかなり濃い。本発明による方法におい
て、光分解される混合体中のNH3の濃度は約５
×10-6から約５×10-3モル／であることが望ま
しい。NH3の濃度が５×10-6モル／以下であ
るとNOx除去の効率が損われる傾向にあり、紫
外放射線に長時間さらすことが、好ましくない
NOx物質を満足すべき程度まで除去するには不
都合にも必要となる。約５×10-3モル／以上の
NH3濃度は不必要であり、光分解反応領域にお
いて高NH3濃度を維持することは、NH3を大量
に消費し、依つてこの方法の操作コストを高める
だけでなく、かなりの量の未消費のNH3の大気
への流出を招くことになるので好ましくない。更
に、前記NH3濃度は約１×10-5から約１×10-3モ
ル／の範囲内であることが望ましく、更には、
約１×10-5から約２×10-5モル／の範囲内であ
ることが好ましい。 燃焼空気中のO2消費が不完全なため、排気ガ
ス中のO2（モル）量は、通常、反応混合体で維持
されることが望ましいNH3モル濃度の約100倍で
あり、燃焼の結果生成されたH2Ｏ蒸気の量は、
標準的に前記NH3濃度の約200倍である。したが
つて190nmよりかなり下の波長では、O2および
H2Ｏの濃度は、NH3の濃度よりかなり高く、O2
およびH2Ｏの吸光係数は急速に増加する。一方、
NH3の吸光係数は、約190nm以下では急速に減
少するので、O2およびH2Ｏの吸収はNH3の吸収
と著しく競合し、依つて、190nm以下では、
NH2基の形成は大幅に限定する。 この結果、紫外放射線が約190nm以下の波長を
有する構成要素を含む場合には、放射エネルギー
の大部分が不必要な物質の生成に向けられるた
め、放射エネルギー利用の効率は相当低下する。 この反応においてはNH2基の結合が起き、有
毒なヒドラミンが生成される傾向がある。 NH2＋NH2→N2H4 勿論、反応混合体におけるヒドラミンの濃度を
維持し、光分解領域における濃度を可能な限り低
くすることが好ましい。さもなければ、反応混合
体によりヒドラミンを吸収する特殊な手段を講じ
なければならない。 ヒドラミンは約180から約270nmの範囲内の波
長においては、放射線の強力な吸収体であり、解
離してアミノ基を再形成する。 N2H4＋hν→2NH2 190から220nmの範囲の波長の構成要素を１つ、
またはそれ以上含む紫外線光源を用いることによ
り、ヒドラジンが遊離基へ再転換されるため、反
応混合体におけるヒドラジンの含有量を容認でき
る程度におさえることができる。 本発明の別の目的は、少なくとも約１×10-6モ
ル／のSO2を含有する排気ガスを反応させて、
固形状の触媒なしに前記SO2を酸化した酸性物質
に転換する方法において、前記ガスは、大量の
H2Ｏ蒸気およびO2をも含有することを特徴とし、
少なくとも約190nm以下の波長の構成要素を含む
紫外放射線でガスを照射することよりなる方法を
提供するものである。 放射線は、約170から190nmの範囲の構成要素
を含むことが望ましい。上記の通り、190nm以
下、より好ましくは170から190nmの範囲内の放
射線により水蒸気の光分解は、反応式(5)を通して
大量のOH基の効率良い形成をもたらす。 水素基はSO2と反応して酸化された酸性物質を
生成する。 OH＋SO2→HSO3 (6) これらの酸性物質は湿気、即ち水分のある所で
吸収され、あるいはアルカリ反応媒体によつて、
即ちアンモニアガスと反応させ、硫酸塩を生成す
る、あるいはスクラツバーのような従来の手段で
吸収させる。あるいは硫酸製造工程に供給物質と
して用いて除去することができる。 しばしば処理される排気ガスはNOxとSO2の
双方を含有している。このような場合には、上記
で説明したSO2酸化反応を受けさせる前に、まず
第１にNOx除去工程を受けさせるのが好ましい。
これによつて、SO2酸化反応において、望ましく
ないHNO3酸性物質の形成を防ぐことができる。
本発明の第２の目的に従つて、本発明は、H2Ｏ
水蒸気およびO2を多量に含有する排気ガスにお
けるNOxおよびSO2の含有量を減少させる方法
において、排気ガスをNH3と混合させ、この混
合体を約190から約220nmの範囲内の波長の構成
要素を少なくとも１つは含む紫外放射線で照射す
ることからなり、前記放射線は約190nm以下の波
長の構成要素をほぼ全く含まず、これにより、
NOxの含有量の減少したガスを得、さらにNOx
含有量の減少したガスを、190nm以下の波長の構
成要素を少なくとも１つ含む紫外放射線で照射
し、固形状触媒なしにSO2を酸化した酸性物質に
転換する方法を提供するものである。 本方法の利点は、NOxの除去反応が固形状触
媒なしに行われるので、反応を実施する前に排気
ガスから触媒毒であるSO2や他のイオウ化合物を
除去する必要がないことである。 使用される紫外線ランプの種類は、求められる
波長の範囲によつて決定される。上記の場合の１
つの種類では、ランプは約170から約190nmの範
囲内の構成要素を少なくとも１つを含むものが好
ましい、使用に適したランプの１つの種類は、低
圧水銀アークランプである。これらは、184.5nm
の強い放射線と共に、253.7nmの強い放射線や他
の波長より弱い放射線も備えている。従つてこれ
らのランプは、先に説明したSO2の酸化方法で用
いることができる。使用できる他の種類のランプ
は、高圧水銀キセノンランプよりなる。これらは
190nmから300nm以上の連続スペクトラムの出力
を備えている。190nm以下の波長をも放射する
が、これは適切なフイルターにより簡単に除くこ
とができる。従つて、これらのランプは、220nm
以上の波長の放射線を含むのでこれらの出力が効
率良く用いられる訳ではないが、190から220nm
のNH3含有反応混合体の照射により、排気ガス
からNOxを光分解除去するには特に有用である。 上記の低圧水銀アークランプおよび高圧水銀キ
セノンランプは、市販されているので簡単に入手
できる点に注目されよう。市販されている紫外線
ランプを使用して実施できることは、本発明によ
る方法１つの利点である。 本発明による方法の実施例は、添付の図により
示される。 図において同符号は同じ部品を示している。第
１図は燃焼装置、即ちボイラー１を表わし、これ
に燃焼空気が導入管２から予熱器３を通つて供給
される。予熱器３からは管４を介してボイラーに
熱せられた空気が供給される。ボイラーからの排
気ガスは輸送管６を通つて直接予熱器３へ送られ
る。 ボイラー１は一般的にいかなる型の燃焼装置で
も良く、燃焼を維持するため大気が用いられ、燃
料はイオウを含有し、排気ガス中にSO2を生成
し、更に、又は燃料は十分に高い温度で燃焼さ
れ、多量のNOxが形成される。高温では、特に
固形燃料を用いた場合には、燃焼空気中に存在す
る窒素は燃料自体の中で結合し、燃焼空気に存在
する酸素と反応してNOを生成する。 N2＋O2→2NO NOのNO2への酸化もいくらか起きるので、
NOを含有する排気ガスはいくらかのNO2と混合
される。 2NO＋O2→2NO2 従つて燃料は、例えば水素ガス、または主とし
て炭素燃料または炭化水素燃料である。これらは
即ち、いわゆる掘り出した燃料、つまり石油、石
炭および天然ガス、あるいは掘り出した燃料より
得られる石油ガス、石炭ガスである。 アンモニアガスは輸送管７に注入され、これは
予熱管３より冷却された排気ガスを微粒子状物
質、即ちフライアツシユを分離する通常の装置、
この実施例においては静電気集塵装置８へ輸送す
る。このアンモニアは、導入管９を介して注入さ
れるが、バルブ１０が計量した速度でアンモニア
の導入を認めつつ、制御している。しばしば、排
気ガスは多量のSO3とHClを含有する。これら
は、NH3と反応して微粒子状アンモニア塩、即
ち、NH4HSO4とNH4Clを生成する。アンモニア
がボイラー１の他の燃焼装置より下流に加えられ
れば、重硫酸アンモニウムや塩化アンモニウムが
ボイラー１や予熱器２などの重要な構成部分に凝
結して腐蝕や汚れの原因となる恐れはない。指摘
されたように、アンモニアを集塵装置８より上流
で加え、重硫酸を除去してガス流中の余分な濁り
や、その後の光分解段階での効率の低下を防ぐよ
うにしても良い。アンモニアを加える速度は、
SO3およびHClと反応するのに十分であり、更に
光分解段階の間に必要なアンモニアが濃縮者に残
るように測定すれば良い。即ち、それは一般的に
５×10-6から５×10-3モル／の上記の範囲であ
る。あるいは、より好ましくは、NH3を加える
速度を輸送管７の煙突１３に設けたセンサーに反
応して自動的に調節されるのが良い。前者のセン
サーはSO2および、あるいはNOxの濃度に反応
し、SO2および、あるいはNOxの濃度が濃くな
るとNH3を加える速度が増すように働き、後者
のセンサーはNH3の存在に反応して煙突内のガ
ス中の未消費のNH3の濃度が予め決められた限
度を越えると加える速度を減すように働く。 集塵装置で集められた重硫酸アンモニウムと塩
化混合物はフライアツシユと分離され、回収され
る。排気ガスの化学組成によつて回収された混合
物が重金属や他の有毒物質を過度に含んでいない
場合には、これらを貴重な副生物として利用でき
る。 上記に示したように、アンモニアの添加は、通
常設けられている通風フアン１１より上流の地点
で行うのが好ましく、通風フアン１１を集塵装置
８からの浄化されたガスを輸送管１２に沿つて煙
突１３に送り、ここより排気ガスは大気に排出さ
れる。排気ガスとNH3の混合体がフアン１１を
通過することにより、NH3がガス流に確実に均
一に混合される。アンモニアの導入および光分解
が静電気集塵装置に隣接する排気ガス輸送管体領
域で行われることは、本発明による方法の利点の
１つである。の領域では排気ガスは比較的に低
温、即ち400℃以内、標準的には150℃から250℃
であり、反応性のあるNH2とOH基の光分解を誘
発するには高温は必要とせず、低温で行い得るか
らである。これらの排気ガス輸送管体の領域は、
普通、簡単に手を加えることができるので、本方
法を実施するにあたつて悲痛な導入管、ランプ、
その他の設備は、現存する燃焼施設ですぐにも実
施できる。ランプ１４は輸送管１２に隣接して設
けられ、輸送管１２を流れるガス流を照射する。
第２図で示すように、ランプは金属製反射面１７
で覆われ、輸送管内部とは紫外線透過窓１８、即
ち水晶によつて隔てられるようにランプ本体１６
を有しても良い。更に反射面１７と窓１８の間の
空間は紫外線不活性ガス、つまり窒素を充満させ
た密封体を構成し、ランプに隣接する大気にオゾ
ンが誘発されるのを防ぎ、あるいは減退させるこ
とにより吸収による損失を防ぐようにするのが好
ましい。排気ガスは普通、集塵装置を通過した後
もかなりの量の微粒子状物質を含有し、従つてラ
ンプ構造が汚れる恐れがあるので、図示したよう
にランプを輸送管１２の外部に取付けるのが良
い。通常、輸送管１２の内部と隣接する窓面に溜
るいかなる汚れも取除く自動浄化装置（図示せ
ず）を窓１８に設けるのが良い。 連続したNOxおよびSO2除去工程、即ち、ま
ず第１にNH3含有混合体を190から220nmで照射
してNOxを除去し、次に光分解反応混合体を170
から190nmで照射してSO2を酸性物質に酸化させ
る工程を行うには、ランプ１４はそれぞれ要求さ
れる波長の放射線を発生する間隔をおいて設けら
れた２本の紫外線源を有してもよい。 上記のように、NOxおよび、あるいはSO2の
除去の効率は、用いられる紫外放射線の波長に大
きく依存している。しかし、波長の特定の範囲で
操作された時の工程の効率は、つまり不都合な物
質の除去の程度を意味するが、反応混合体にある
他の物質の濃度とは比較的に関連がないことが発
見された。工程のNOx除去の効率性をNOの除去
のパーセンテージによつて測定すれば便利であ
る。従つて、特定の排気ガス組成分よりなる反応
混合体とNH3が193nmの波長の紫外線で照射さ
れると、含有されるNOの減少率は、照射が
213.9nmの波長で行われた時に得られた率のおお
よそ2.5倍である。この率は（NH3が一定の最低
濃度あれば）、最初のNO，SO2、あるいはNH3
の濃度にも、通常反応混合体に存在する他の物質
の濃度の変化にも、排気ガス中に通常のH2Ｏ蒸
気の量（普通は少なくとも１×10-4モル／）が
あれば、比較的に影響を受けない。 NOxおよび、あるいはSO2の除去率はまた、
反応混合体がさらされる放射エネルギーの総量に
依存する。従つて、例えばモル／および排気ガ
ス混合体が好ましい波長である190から220nmの
範囲で紫外線を照射される場合、混合体が連続し
て10ミリ秒間、1018光子／cm2／秒の強度で照射す
るか、連続して100ミリ秒間、1017光子／cm2／秒
の強度で照射した時には、約80％のNOxが除去
される。これらの強度は、適切な型の紫外線ラン
プで得られる標準的なものである。例として従来
の石炭火力発電所に設けられた普通の一定の横断
輸送管体を通過する排気ガスの流動速度は約
10m／秒であるので、照射される輸送管体の長さ
は強力ランプを用いた時には約20cm、低力ランプ
を用いた時には2m必要となる。必要とされる
NOxの除去率は、いかなる場合でも、勿論排気
ガスに存在するNOxの最初の濃度と、大気に排
出される煙突内のガスに要求されるNOxの濃度
によるのだが、普通NOx濃度の少なくとも約80
％の除去率が求められる。従つて一般的には、光
分解の間、排気ガス輸送管の照射領域における反
応混合体を約1017から約1018光子／cm2の範囲の総
量で照射するのが好ましい。 ほぼNOxのない状態におけるSO2の除去率は、
SO2含有ガスが175nmで10ミリ秒間、３×1018光
子／cm2／秒の強度で照射されると、約72％のSO2
が除去されるほどである。 第１図に示された実施例は、次のいずれかの場
合の使用に特に適している。第１はNOxの放射
のみの調節が要求され、照射は190から220nmで
行われ、ガス状の光分解生成物N2，N2Ｏは煙突
１３より排出される場合、第２はSO2のみ、ある
いはSO2とNOxの両方の放射が調節され、照射
は170から190nmで行われ、微粒子状光分解生成
物、即ち（NH4）2SO4とNH4NO3を空中に排出す
ることが認められる場合である。 第１ａ図において、まず第１にNOxと光分解
によつて生じたNH2基との反応をもたらし、第
２の170から190nmの範囲の波長の紫外線を照射
することによるSO2及びHSO3物質の酸化をもた
らす二元式ランプ装置１４で照射された後、
HSO3物質はほぼ中性化し、水分のある所で過分
なアンモニアと反応して微粒子状の（NH4）2SO4
が形成される。反応混合体は第２図固形物分離装
置、即ち第２静電気集塵装置１９を通過し、ここ
で微粒子状生成物が取除かれる。排気ガスの化学
組成によつては、また特に排気ガスに有毒金属物
質が含有されていない場合には、分離された硫酸
塩は例えば農業用肥料として用いることができ
る。照射段階の前に排気ガスに過分なアンモニア
を供給する代りに、酸性物質を中性化するのに必
要なアンモニアの添加を、鎖線２１で示すよう
に、補助フアン内のセンサーによつて未反応のア
ンモニアの空中への放出を調整しながら供給する
方が通常はより効率的である。 第３図において、NOxあるいはNOxおよび
SO2の除去のための好ましい設備が示されてい
る。ここでは、アンモニアは排気ガスが集塵装置
８を通過した後、管９より添加される。多くの場
合、ボイラー７より発生した排気ガスはHClと
SO3を含有する。これはNH3と反応して微粒子状
のアンミニア塩を形成する。集塵装置８を通過し
た後でアンモニアを添加することは、これら溶解
性塩が集塵装置８からフライアツシユと共に解消
されることを防ぐ。多くの場合、比較的に溶解性
物質を含まないフライアツシユを回収するのが好
ましい。何故なら、溶解性物質は水に接するとこ
し出される傾向があるので、埋め立てなどのある
種の目的には問題の原因となり、フライアツシユ
を不適当なものにしてしまうからである。ある場
合には、排気ガスが紫外線源に当てられる前にア
ンモニアを添加したことによつて生成された微粒
子状アンモニア塩を除去することが好ましい。ラ
ンプ１４は、一元式のNOx除去型であつても、
NOxとSO2の連続的除去のための二元式装置で
もよく、ランプ１４と煙突１３の間に酸性物質や
微粒子を取除くための装置、例えば従来のスクラ
ツバーを設けてもよい。 いかなる組成の排気ガスにおいても、光分解反
応に必要な最適条件、特に紫外放射線に当たる時
間、即ちいかなる紫外放射線によつて照射される
輸送管体の長さを、単色の放射源を用いた時の光
分解反応のコンピユータ・シユミレーシヨンを行
うことによつて、最適な調査ができる。このよう
なコンピユータ・シユミレーシヨンには、コンピ
ユータ・プログラムに入力する１組の媒介変数を
用意しなくてはならない。媒介変数は、排気ガス
中にある全ての反応性のある化学物質の初濃度、
およびガス混合体にある全ての光分解可能な物質
の光分解反応の調査が行われる波長に適用できる
吸光係数からなる。疑問の余地を残さないため
に、吸光係数はある特定の波長に関しては第２表
で表わした。異なる波長に適用される他の吸光係
数は、一般のテキストより得られる。
【表】
【表】
更に変数は照射の強度および光分解反応の間に
起こる重要な化学反応の速度係数を含む。反応の
化学的な広範な研究の結果、52の化学反応が特に
重要であるとして挙げることができた。これらは
それぞれの速度係数と共に第３表に挙げられてい
る。
起こる重要な化学反応の速度係数を含む。反応の
化学的な広範な研究の結果、52の化学反応が特に
重要であるとして挙げることができた。これらは
それぞれの速度係数と共に第３表に挙げられてい
る。
【表】
【表】
第２表、第３表で指摘した速度係数及び吸光係
数の特定のものは、文献では矛盾する記録がでて
いるため不確定である。それらを主としてNH3，
O2，H2ＯおよびSO2の吸光係数、または第３表
の１と２の番号を付せられた反応の速度係数であ
る。しかしながら、これらの不確定さの影響はコ
ンピユータプログラムの入力パラメータをかえる
ことによつて簡単にチエツクでき、NO除去の残
留率に対する影響を非常に小さいか、無視し得る
ものであることがわかつた。 当該技術を熟した者には明らかであるが、第３
表の52の反応で表わされた15の速度法定式、即ち
NH2，NH3，Ｏ，NO，Ｏ（′Ｄ），Ｈ，HO2，
O2，O3，SO，OH，SO2，N2H4および（遊離基
→反応停止）のそれぞれの１つからなる速度方程
式は、速度係数が広範な値にわたるため、微分方
程式のステイフ システム（stiff system）を構
成することがわかる。これらの方程式を従来の方
法、例えば“The automatic integration of
ordinary differential equations”Gear C.W.，
Commun ACM，14，176頁（1971年）に説明さ
れている方法を用いて数を積分することができ
る。モルや秒ではなく、ミクロクロモルやミクロ
秒の単位を用いた方が計算時間が短縮され、安定
した結果が得られる点に注目すべきである。これ
によつて概算による間違いが従来の単位を用いた
時よりも重要でなくなるような数値の濃度および
速度が得られる。 この方法で得られた解答は、どのような物質の
光分解反応の間のどのような時点においても、即
座に濃度を出すことができること理解されよう。
この分析は前述したように、水素ガス、化石燃
料、化石燃料から派生する燃料など多種の燃料を
高温で、空気中で燃焼させることを含む従来の燃
焼方法で得られる排気ガスで、大量なSO2およ
び、またはNOx、標準的には１×10-6から１×
10-4モル／のSO2、さらに標準的には1000から
2000ppmのSO2、１×10-7から１×10-5モル／
のNO2、１×10-6から１×10-4モル／のNOを
含有する全ての排気ガスに適用できる。 通常にこのような燃料ガスに存在する物質の濃
度は、第４表に示されている。
数の特定のものは、文献では矛盾する記録がでて
いるため不確定である。それらを主としてNH3，
O2，H2ＯおよびSO2の吸光係数、または第３表
の１と２の番号を付せられた反応の速度係数であ
る。しかしながら、これらの不確定さの影響はコ
ンピユータプログラムの入力パラメータをかえる
ことによつて簡単にチエツクでき、NO除去の残
留率に対する影響を非常に小さいか、無視し得る
ものであることがわかつた。 当該技術を熟した者には明らかであるが、第３
表の52の反応で表わされた15の速度法定式、即ち
NH2，NH3，Ｏ，NO，Ｏ（′Ｄ），Ｈ，HO2，
O2，O3，SO，OH，SO2，N2H4および（遊離基
→反応停止）のそれぞれの１つからなる速度方程
式は、速度係数が広範な値にわたるため、微分方
程式のステイフ システム（stiff system）を構
成することがわかる。これらの方程式を従来の方
法、例えば“The automatic integration of
ordinary differential equations”Gear C.W.，
Commun ACM，14，176頁（1971年）に説明さ
れている方法を用いて数を積分することができ
る。モルや秒ではなく、ミクロクロモルやミクロ
秒の単位を用いた方が計算時間が短縮され、安定
した結果が得られる点に注目すべきである。これ
によつて概算による間違いが従来の単位を用いた
時よりも重要でなくなるような数値の濃度および
速度が得られる。 この方法で得られた解答は、どのような物質の
光分解反応の間のどのような時点においても、即
座に濃度を出すことができること理解されよう。
この分析は前述したように、水素ガス、化石燃
料、化石燃料から派生する燃料など多種の燃料を
高温で、空気中で燃焼させることを含む従来の燃
焼方法で得られる排気ガスで、大量なSO2およ
び、またはNOx、標準的には１×10-6から１×
10-4モル／のSO2、さらに標準的には1000から
2000ppmのSO2、１×10-7から１×10-5モル／
のNO2、１×10-6から１×10-4モル／のNOを
含有する全ての排気ガスに適用できる。 通常にこのような燃料ガスに存在する物質の濃
度は、第４表に示されている。
【表】
【表】
例としてのみであるが、石炭火力発電所で得ら
れた標準的な排気ガス組成は、第５表に示されて
いる。
れた標準的な排気ガス組成は、第５表に示されて
いる。
第１図は燃焼装置、即ちボイラー、およびボイ
ラへよら発生した排気ガスよりNOxおよび、ま
たはSO2を除去するための関連設備の概略図、第
１ａ図は第１図の装置の別の実施例を示し、第２
図は上記の装置の排気ガス輸送管の壁の一部分の
縦断面を示す斜視図、第３図は本装置の別の実施
例を示す図である。
ラへよら発生した排気ガスよりNOxおよび、ま
たはSO2を除去するための関連設備の概略図、第
１ａ図は第１図の装置の別の実施例を示し、第２
図は上記の装置の排気ガス輸送管の壁の一部分の
縦断面を示す斜視図、第３図は本装置の別の実施
例を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多量のH2Ｏ蒸気をも含む排気ガス中のNO及
びNO2の含有量を減少させる方法において、排
気ガスをNH3と混合させ、この混合体を、約190
から約220nmの範囲の波長の構成要素を少なくと
も１つは含む紫外放射線で照射することからな
り、前記放射線は190nm以下の波長の構成要素を
ほぼ全く含まず、更に前記方法が固形触媒なしに
行われることを特徴とする方法。 ２ 前記放射線は、高圧水銀キセノンよりもたら
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の方法。 ３ 照射された後のガス状混合体は、直接大気に
送られることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ４ ガス状混合体は、照射領域に前記波長範囲で
放射エネルギー束の総量約1017から1018光子／cm2
を受けることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ５ 前記混合体は、約５×10-6から約５×10-3モ
ル／のNH3を含有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 前記NH3の含有量は、約１×10-5から約１
×10-3モル／であることを特徴とする特許請求
の範囲第５項記載の方法。 ７ 前記含有量は、約１×10-5から約２×10-5モ
ル／であることを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載の方法。 ８ NH3は排気ガスの温度が約400℃以内である
時に、排気ガスに添加されることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の方法。 ９ 前記温度は約150℃から約250℃であることを
特徴とする特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０ NH3を含有する混合体は、フアンによつ
て照射される位置に送られることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の方法。 １１ ガスは約１×10-6モル／のSO2を含有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
方法。 １２ ガスは約１×10-6から約１×10-4モル／
のSO2を含有することを特徴とする特許請求の範
囲第１１項記載の方法。 １３ ガスは約1000から約2000ppmのSO2を含有
することを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
載の方法。 １４ 少なくとも約１×10-6モル／のSO2を含
有する排気ガスの前記SO2を固形触媒なしに酸化
した酸性物質に転換する方法において、前記ガス
は、大量のH2Ｏ蒸気およびO2をも含有すること
を特徴とし、ガスを約190nm以下の波長の構成要
素を少なくとも１つを紫外放射線で照射すること
によりなり、該H2Ｏ蒸気を光分解してOH基を精
製制し、該OH基はSO2と反応し、OH＋SO2→
HSO3の反応に従つて全ての前記SO2をHSO3に
酸化させる方法。 １５ 放射線は約170から約190nmの範囲の構成
要素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
４項記載の方法。 １６ 排気ガス中のSO2含有量は、約１×10-6か
ら約１×10-4モル／であることを特徴とする特
許請求の範囲第１４項記載の方法。 １７ 前記放射線は、強力な放射線を184.9nm、
および253.7nmでもたらす低圧水銀アークランプ
より得られることを特徴とする特許請求の範囲第
１４項記載の方法。 １８ 前記ガス状混合体は、照射領域に前記波長
範囲で放射エネルギー束の総量約５×1017から約
５×1018光子／cm2を受けることを特徴とする特許
請求の範囲第１４項記載の方法。 １９ 照射された混合体をアルカリ反応媒質ある
いは水と接触させ、酸性物質を吸収させることを
含む特許請求の範囲第１４項記載の方法。 ２０ 照射された混合体をガス状アンモニアと接
触させ、酸性物質を吸収させることを含む特許請
求の範囲第１４項記載の方法。 ２１ 前記排気ガスは、１×10-4から１×10-2モ
ル／のH2Ｏ蒸気および１×10-6から１×10-2
モル／のO2を含有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項から第１４項記載の方法。 ２２ 前記排気ガスは、１×10-8モル／以上の
炭化水素を含有しないことを特徴とする特許請求
の範囲第１項から第１４項記載の方法。 ２３ H2Ｏ蒸気およびO2も多量に含む排気ガス
の中のNOxおよびSO2含有量を減少させる方法
において、排気ガスをNH3と混合させ、その混
合体を約190から約220nmの範囲の波長の構成要
素を少なくとも１つは含む紫外放射線で照射させ
てNOX含有量の減少したガスを得ることからな
り、前記放射線は、約190nm以下の波長の構成要
素を殆ど全く含まず、更に減少したNOX含有量
を有するガスを約190nm以下の波長の構成要素を
含む紫外放射線で照射してSO2を酸化した酸性物
質に転換させることよりなり、工程が固形触媒な
しに行われることを特徴とする方法。 ２４ 第２の照射は、約170から約190nmの範囲
の構成要素を含む放射線を用いて行われることを
特徴とする特許請求の範囲第２３項記載の方法。 ２５ 酸化した酸性物質を含有する照射した混合
体をアルカリ反応媒体と接触させて前記酸性物質
を吸収させることを含む特許請求の範囲第２３項
記載の方法。 ２６ 酸化した酸性物質を含有する照射した混合
体をガス状アンモニアと接触させて、酸性物質を
吸収させることを含む特許請求の範囲第２３項に
記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180075A JPS6071028A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 排気ガスにおけるＳＯ↓２及びΝＯｘの除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180075A JPS6071028A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 排気ガスにおけるＳＯ↓２及びΝＯｘの除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6071028A JPS6071028A (ja) | 1985-04-22 |
| JPH0442054B2 true JPH0442054B2 (ja) | 1992-07-10 |
Family
ID=16077017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58180075A Granted JPS6071028A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 排気ガスにおけるＳＯ↓２及びΝＯｘの除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6071028A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2578131B2 (ja) * | 1987-10-05 | 1997-02-05 | 三菱重工業株式会社 | ＳＯｘの除去方法 |
| JPH0899016A (ja) * | 1995-09-11 | 1996-04-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガスの脱硝方法 |
| JP4788523B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2011-10-05 | ブラザー工業株式会社 | 電子機器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588831A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-04 | Toshiba Corp | Corrosive gas removing method |
-
1983
- 1983-09-27 JP JP58180075A patent/JPS6071028A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6071028A (ja) | 1985-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4416748A (en) | Process for reduction of the content of SO2 and/or NOx in flue gas | |
| EP1332786B1 (en) | Process for the removal of impurities from gas streams | |
| US5670122A (en) | Methods for removing air pollutants from combustion flue gas | |
| CA2300489C (en) | Process for removing nox and sox from exhaust gas | |
| US9114357B2 (en) | Treatment of nitrogen oxides in flue gas streams | |
| US20080116054A1 (en) | Controlled Spectrum Ultraviolet Radiation Pollution Control Process | |
| US7198698B1 (en) | Method of photochemically removing ammonia from gas streams | |
| US20100239480A1 (en) | Method And Apparatus For The Treatment Of Nitrogen Oxides Using An Ozone And Catalyst Hybrid System | |
| US4995955A (en) | Optically-assisted gas decontamination process | |
| JPH0442054B2 (ja) | ||
| JP5927074B2 (ja) | ガス処理方法およびガス処理装置 | |
| US20030015413A1 (en) | Photo-remediation of no2 plume | |
| US5138175A (en) | Lamp sheath assembly for optically-assisted gas decontamination process | |
| JPS5855302Y2 (ja) | 石炭灰処理装置 | |
| KR970020150A (ko) | 소각로 배가스 중 유해성분 제거방법과 그 장치 | |
| EP0134359B1 (en) | Process for the reduction of the content of so2 and/or nox in flue gas | |
| JPH0714462B2 (ja) | ガス混合物中の亜酸化窒素の分解除去法 | |
| JPH0199633A (ja) | 排ガスの処理方法 | |
| KR101792958B1 (ko) | 코크스를 사용하는 설비의 대기오염물질 저감용 열공명 시스템 | |
| CA1213851A (en) | Process for the reduction of the content of so.sub.2 and/or no.sub.x in flue gas | |
| US6907831B1 (en) | Photolytic method of improving mercury capture in fossil (coal) fired systems | |
| JP2007181757A (ja) | 排ガス中の水銀除去方法 | |
| Chmielewski | Electron beams for power plant flue gas treatment | |
| JP2578131B2 (ja) | ＳＯｘの除去方法 | |
| JPH0275326A (ja) | 脱硝方法 |