JPH0471617A - ＮＯｘガスの処理方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明はＮｏエガスの処理方法に関し、特にディーゼル
機関およびガスタービン原動機の排気ガＢ０発明の概要 本発明はＮ０１ガスの処理方法において、Ｎｏ、ガス、
及びプラズマ及び酸素から選ばれる少なくとも一種を導
入し、前記ＮＯｘガスと前記アジ化化合物と反応させる
ことにより、有害で危険なアンモニアを使用することな
くＮＯｘガスを低減することを可能とする。

Ｃ８従来の技術 従来、ＮＯｘガス処理は排煙脱硝技術として実用化され
ている。排煙脱硝方法としては乾式法と湿式法に大別さ
れ、最も進んでいるのは乾式法の選択接触還元法である
。この方法の利点としては次の３点が挙げられる。

（１）システムが簡単である。

（２）高脱硝率が可能である。

（３）Ｎｏ、が無害なＮ２とＮ２０に分解され排出処理
等が不要である。

この選択接触還元法では還元剤としてアンモニア、炭化
水素、−酸化炭素が使用されている。この中でアンモニ
アは酸素が共存していても選択的にＮＯｘと反応するが
他の還元剤は酸素と反応する。このため特にディーゼル
およびガスタービン原動機の場合は酸素が共存していて
も選択的にＮＯｘと反応するアンモニアガスが用いられ
ている。また、この反応に使用する触媒としてはｐｔな
どの貴金属系やＡｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２などに担持させた
各種金属酸化物などが挙げられる。ディーゼルおよびガ
スタービン原動機の燃焼で生成するＮＯｘの成分はほと
んどがＮＯでありＮＯ□は５％程度である。このためＮ
ｏをアンモニアガスと混合させて、この混合気体を触媒
上で接触還元させてＮ２とＮ２０に分解している。次に
この反応式しかしながら、上記反応式で示した選択的接
触還元法では次に示すような問題点があった。

（１）Ｎｏ、を分解するために有害で危険なアンモニア
ガスを使用しなくてはならない。

（２）アンモニアガスによる還元触媒性能が劣化する。

特に還元触媒は排気されるガス成分によっても劣化する
ため、交換等を必要としてその操作が面倒である。

（３）使用温度の範囲が制限される。

即ち、高温（１０００℃程度）では触媒成分の焼結が進
行し、結晶の相転移により触媒性能が劣化する。また、
３２０℃以下ではアンモニアガスと水分がＳＯ，を含む
排気ガスと反応して酸性硫安などの化合物を生じ、脱硝
性能の低下を生じる。

これらのことから、従来の還元法の使用温度の範囲は３
２０〜４５０℃であった。従って使用温度範囲が制限さ
れると共に常温での使用が困難であった。

（４）処理装置全体の小型化が困難である。

このことは、上記反応式からＮＯｘの還元反応は等モル
であるため、脱硝率に合せてＮＯｘ量にほぼ等しいアン
モニアガスを排気ガス中へ注入しなければならず、その
ためアンモニアガスボンベ、触媒等が大型となり装置全
体の小型化が困難なためである。

このため本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究
した結果、有害で危険なアンモニアガスに代えてアジ化
ナトリウムを用いること、及びプラズマ及び酸素から選
ばれる少なくとも一種を用いることにより著しくＮｏ、
を低減できることを見い出しＮＯｘガスの処理方法及び
その装置を完成した（特願平箱２−２９２５５号）。

Ｄ６発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記出願では酸性条件下でアジ化ナトリ
ウムを水溶液中で解離させる方法を提案したが、その後
の研究結果からアジ化ナトリウムのモル濃度の違いによ
りＮ０８処理率が変動することが判明した。

従って本発明は上記出願に係る問題点を解決するために
創案されたものであって、アジ化化合物のモル濃度を０
．０２Ｍ以上にすることにより、常に高いＮＯｘ処理率
の達成を可能とすることを目的とする。

８６課題を解決するための手段及び作用本発明者らは上
記問題点を解決すべく鋭意研究した結果、アジ化化合物
のモル濃度を０．０２Ｍ以上にすることにより、常に高
いＮＯｘ処理率を達成できることを見い出し、本発明に
係る方法を完成した。

即ち、本発明に係るＮＯｘガスの処理方法は酸性条件下
でアジ化化合物を溶解し、該アジ化化合物を０．０２Ｍ
以上に調製した水溶液にＮＯｘ、及びプラズマ及び酸素
から選ばれる少なくとも一種を導入し、前記Ｎ０８ガス
と前記アジ化化合物を反応させて、前記ＮＯｘガスを還
元除去すること、をその解決手段としている。

以下、本発明について更に詳細に説明する。

本発明に係る方法は特に理論にこだわるつもりはないが
、アジ化化合物（ここではＮａＮ３を具体例として例示
する。）を水に溶解し、この水溶液とＮＯｘガスとの反
応でＮＯ工をＮ　２＋　Ｈ２０に化学的に変えることを
その原理とする。

即ち、この反応は次の３つの式から説明される。

ＮＯ＋ＮＯ２＋Ｈ２０−”　２ＨＮＯ２−−（１）６　
Ｎ　ａ　Ｎ３＋　６　ＨＣ１→６　Ｎ３Ｈ＋　６　Ｎａ
Ｃ１−−（２）２ＨＮＯ２＋６Ｎ３Ｈ→１０　Ｎ２＋　
４　Ｎ２０　　・・団・（３）通常、ガスを液体に吸収
させるのは非常に効率が悪い。上記（１）式はＮＯｘＮ
Ｏ２を水に吸収させてＨＮＯ２にする反応であり、この
反応が全反応速度を支配するいわゆる律速段階である。

従ってこの段階の反応が効率よく行うことができれば、
上記（３）式の反応は容易に進行する。このことが本発
明が解決せんとする中心課題と言える。

即ち本発明に係る方法では上記（１）式の反応をプラズ
マ及び酸素から選ばれる少なくとも一種を用いることで
効率よく進行させることができる。

また、酸素を含む限り、空気を用いることもでき、いず
れを用いても本発明の目的は十分達成し得るが、上記（
１）式をより効率的に進行させるためには酸素濃度は高
い方が好ましい。

次に本発明で最も特徴をなす上記（２）式の反応条件に
ついて説明する。

上記（２）式の反応は予め別に行い、これによりアジ化
化合物はアジ化水素に変換される。この際、上記（２）
式の反応を完全に進行させ、これにより上記（３）式の
反応を容易に進行させるためにはアジ化化合物のモル濃
度を０．０２Ｍ以上にする必要がある。このことはアジ
化化合物のモル濃度が０．０２Ｍ未満となるとＮ０８ガ
スの処理率が著しく低減することに起因している。なお
酸性条件はｐＨを３以下が好ましく、例えば塩酸。

硫酸、硝酸、酢酸などが用いられる。

また、この条件で解離し得るアジ化化合物としては、例
えばアジ化ナトリウム、アジ化アンモニウム、アジ化カ
リウムなどが挙げられる。

更に、上記（３）式の反応は上記（１）式で得られたＨ
ＮＯ２を上記（２）で得られたＮ３Ｈにより還元してＮ
２とＨ，Ｏに分解する。こうして処理されたＮ２を処理
ガスとして排出する。

なお、本発明に係る方法が使用できる装置としてはＮａ
Ｎ３水溶液噴霧方式（特願平１−３０２３６号）、スク
ラバ一方式（特願平２−２９２５５号）などが挙げられ
る。

Ｆ、実施例 以下、本発明に係るＮＯｘガスの処理方法の詳細な説明
を実施例に基づいて説明する。

■　まず、ＮａＮ３のモル濃度を０．１〜０．０１に調
製したＮａＮ３水溶液１０１００Ｏ中に塩酸を数滴加え
た。

■　次に、このＮａＮ３水溶液と共にＮＯｘガスＨ’／
分をＮａＮ３水溶液噴霧方式を用いて噴霧しＮｏ、ガス
を処理した。

■　更に、この反応により発生する気体をＮＯｘ濃度分
析計（島津製作所製：島津ポータプルＮＯ・分析計Ｎ０
Ａ−３０５形）で測定した。

■　その測定結果を第１図に示す。第１図に示すように
ＮａＮ３のモル濃度が０．０２ＭまではＮ０８ガス処理
率がほぼ１００％であるのに対し、０．０１Ｍ以下にな
るとＮＯｘガス処理率が７０％まで低下することがわか
る。

Ｇ０発明の効果 （１）本発明はアジ化化合物のモル濃度を０．０２Ｍ以
上にすることにより、常に高いＮＯｘ処理率を達成する
ことを可能とする。

（２）本発明は上述のように構成されているので、次に
記載する効果も同時に奏する。

■　本発明に係る方法によれば、アジ化化合物を使用す
るため有害で危険なアンモニアを使用することなくＮｏ
、を低減できる。

■　本発明に係る方法によれば、プラズマ及び酸素が反
応促進剤として働くことにより、窒素酸化物排出基準値
に比し著しくＮｏ、を低減できる。

■　本発明に係る方法によれば、還元触媒を必要としな
いことから装置全体を小型化でき、その操作も簡便化で
きる。

■　本発明に係る方法によれば、室温でＮＯｔガスの還
元反応が可能となり、ＮＯ、ガスの処理を容易に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮａＮ３モル濃度（Ｍ）とＮｏ、ガス処理率の
関係を示すグラフである。 第１図 ＮａＮ５ｔｆ＞モル：、農づ（とＮＯｘ月“スタＬＪ甲
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸性条件下でアジ化化合物を溶解し、該アジ化化
   合物を０．０２Ｍ以上に調製した水溶液にＮＯ＿ｘガス
   、及びプラズマ及び酸素から選ばれる少なくとも一種を
   導入し、前記ＮＯ＿ｘガスと前記アジ化化合物を反応さ
   せて、前記ＮＯ＿ｘガスを還元除去することを特徴とす
   るＮＯ＿ｘガスの処理方法。