JPH0549024U - 廃ガスの浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種廃ガスを浄化するに際し、分離膜を通し
て、二つの廃ガス群に分離した後、それぞれ別個に脱
硝、脱硫することを特徴とする。 【構成】 ２５０℃以上の耐熱性を有する無機分離膜、
または、耐熱性有機分離膜、または、それらの複合膜よ
りなる分離膜装置を通して、廃ガスを二つの廃ガス群に
分離した後、それぞれの廃ガス群を脱硝、脱硫触媒、ま
たは、化学処理によって浄化する装置より構成された廃
ガス浄化装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上利用できる分野】

石油、石炭等の化石燃料の大量使用によって、地球環境は著しく汚染されるに いたった。化石燃料は、ボイラー、自動車燃料等に大量に使用され、ＮＯ_ｘ、Ｓ Ｏ_ｘ等として大気中に飛散され地球環境の汚染は深刻になっている。特に大都市 における汚染は深刻であり、また発展途上国においては安価で劣質な燃料を使用 するため地域的な汚染は年々深刻になっている。

【０００２】 これに対処する技術は種々開発されていて、媒塵、ＳＯ_ｘに対して対応できる が、ＮＯ_ｘに対しては未だ確立した処理方法がないのが現状である。これは発生 する廃ガスをすべて同時にＮＯ_ｘ、ＳＯ_ｘともに処理しようとする為である。

【０００３】 ＮＯ_ｘとＳＯ_ｘ及びＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ等を含む群を分離膜を通して分離し個々に 処理する方法を提案するものである。

【０００４】 この事によって、ディーゼルのＮＯ_ｘ対策、ボイラーにおける重質油のＮＯ_ｘ 処理が可能である。また都市ゴミの焼却炉より生ずるガスのＮＯ_ｘ、ハロゲン処 理が容易となる。

【０００５】

【従来の技術】

地球環境の化石燃料による汚染について第７回環境触媒フォーラム（平成３年 １１月２０日、環境触媒フォーラム委員会及び触媒学会主催）において総括的に 説明されている。そして今日における浄化の為の手段の進歩について説明されて いる。

【０００６】 廃ガスは化石燃料、特にディーゼル油、重質油、石炭を原料とした場合、多量 にＮＯ_ｘが発生し、これを処理する具体的方法が解決されていない。

【０００７】 ディーゼルまたはボイラー中に多量のＣＯ_２、水分、酸素と共に、ＮＯ_ｘ等が 含有されていて、ＺＳＭ及び白金等の触媒を用いて処理し、Ｎ_２とＯ_２またはＮ_２ とＣＯ_２に分解する事ができても、触媒活性が短期に終わることが知られてい る。

【０００８】 都市ガス焼却炉からはハロゲン化合物が多量に発生するために触媒の失活が甚 だしい。

【０００９】 今日の技術をもって解決しえないのは、触媒の失活原因となる多量の混合廃ガ スを同時に処理しようと試みる為である。

【００１０】 ディーゼル実ガス中には、ＮＯ_ｘと共に多量の水とＣＯ_２が含まれている為、 Ｃｕ−／ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３系触媒、各種金属を担持したＺＳＭ−５系触媒は 失活が甚だしく実用化に不適当である。

【００１１】 これらは、各種廃ガスをその組成に従って分離することなく、一括処理しよう とする為に起こった結果ということができる。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

中・重質油を用いたボイラー、ディーゼルエンジンから燃焼発生する廃ガスの 組成は、軽質油から発生する廃ガスに比ベて多量のＨ_２Ｏ，ＣＯ_２及びＳＯ_ｘ、 ＮＯ_ｘを含有している。

【００１３】 これらを同時に処理しようとする事は今日の触媒技術では困難である。

【００１４】 これを分離膜によって前処理すると二つの廃ガス群に分離することができる。

【００１５】 分離膜は一般的にいつてＮ_２、Ｏ_２、ＣＯ等の系と、Ｈ_２Ｏ、ＣＯ_２系とを効 率よく分離することができる。

【００１６】 従ってこの分離系で廃ガス処理すれば、Ｎ_２、ＣＯ、ＮＯ_ｘ、Ｏ_２系の廃ガス 、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、ＳＯ_ｘ、ハロゲン化物系の廃ガスに分離することが可能であ る。

【００１７】 ディーゼル廃ガスを、二つの系に分離することによって、Ｎ_２、ＣＯ、ＮＯ_ｘ 、Ｏ_２系の廃ガスを従来の触媒によって容易にＮＯ_ｘ処理をして、Ｎ_２とＯ_２に し、又はプロピレン等の還元物質の添加によってＮ_２とＣＯ_２にしながら、触媒 は高活性を長時間維持することが可能である。

【００１８】 都市廃ガス処理によって発生する塩素化物は、Ｈ_２Ｏ、ＣＯ_２、ＳＯ_ｘ共に含 まれた廃ガス群に分けることによって、容易に中和処理、触媒処理することによ り、ＳＯ_ｘとハロゲン化合物の同時処理ができ、別の廃ガス系のＮＯ_ｘは容易に 触媒処理することができる。

【００１９】

【課題を解決しようとする手段】

廃ガスの分離膜による浄化装置について特に今日要求されているディーゼル実 ガスについて検討する。

【００２０】 実ガスは２５０〜３５０℃の高温であり多量のＨ_２Ｏ、ＣＯ_２、Ｏ_２、Ｎ_２の 他にＮＯ_ｘとＳＯ_ｘとを含有している。

【００２１】 焼結金属、セラミック、炭素繊維系の膜、ポリイミド、ポリスルホン系の耐熱 性有機膜、または無機膜と耐熱性有機膜の複合膜を用いることによって、二つの 廃ガス群に分けることができる。

【００２２】 Ｈ_２Ｏ、ＣＯ_２を多量に含む系と、ＮＯ、ＣＯ、Ｏ_２、Ｎ_２を多量に含む系と にガス特性から容易に分離される。

【００２３】 ＺＳＭ−５系の触媒を用いて、ＮＯを含む系を処理すると、容易にＮ_２をＯ_２ に、プロピレンを添加すると、Ｎ_２とＣＯ_２に転化することができるし、ガス中 のＣＯ_２やＨ_２Ｏは多量に除去されている為に、脱硝触媒は長時間の触媒活性が 持続することができる。

【００２４】 ボイラー等の連続燃焼においては、ＮＯを含有する系は、触媒によって処理し 、ＳＯ_ｘ、Ｈ_２Ｏ、ＣＯ_２を多量に含む系は、白金触媒による処理、または、ア ンモニアや炭酸カルシウムの添加による処理によって、ＳＯ_ｘの処理ができる。

【００２５】 都市の廃ガス炉は多量のハロゲン類を副生している。このハロゲン類はＣＯ_２ 、Ｈ_２Ｏ等が多量に含まれている系に混入してくる為、アンモニアや炭酸カルシ ウム添加によって処理し、大気中への飛散を防ぐことができる。

【００２６】 このように無機分離膜、耐熱性有機分離膜及びその複合膜を使用することによ ってＮＯ_ｘ、ＳＯ_ｘ、ハロゲンの処理が実用性を持ってくるのである。

【００２７】

【作用】

分離膜はその使用の形態のよって各種の異なった装置を使用する。

【００２８】 ホローファイバー型にしたり平膜としてスパイラル型にして使用することがで きる。

【００２９】 いずれにしても、分離膜として使用する為には、膜の前後における圧力差に基 づいてガスが分離される。

【００３０】 従って実用の形態においては、廃ガスに分離膜が接触する場合、減圧にするこ とが好ましい。

【００３１】 減圧にする為には、回転翼の回転による減圧方法が一般に使用されるが、これ にこだわる必要はない。

【００３２】 廃ガスが分離膜を通して減圧系が接触すると、減圧系に通過し易いガスが通過 する。

【００３３】 例えばＣＯ_２，Ｈ_２Ｏは容易に通通する。他方、細口径を利用する膜を用いる と、分子量の小さいＮＯ、ＣＯ、Ｎ_２、Ｏ_２は通過し易くなる。

【００３４】 膜の特性によって分離する方法は違うがいずれにしても、ＣＯ_２とＨ_２Ｏ系と 、ＣＯ、Ｎ_２、Ｏ_２、ＮＯ系とに分離することが容易である。

【００３５】 分離系を減圧にする為の手段としては回転翼を利用する、またはポンプ作動に よって行うことができる。

【００３６】 都市廃ガス炉やボイラー等では、減圧装置を電気モーターまたはガスモーター を利用することができる。

【００３７】 ディーゼル車ではエンジンの駆動による回転、または車輪の回転によって行う ことができる。

【００３８】 この考案はこのように分離膜を廃ガスに接触させ、二つの廃ガス群として分離 させ、ガス処理することを特徴とする装置である。

【００３９】

【考案の効果】

分離膜を使用することによって都市塵芥及び化石燃料によって生ずる廃ガスを 二つの廃ガス群に分離し、それぞれの廃ガスを化学処理することを特徴とする装 置である。

【００４０】 この為、脱硝と脱硫とを同時に行うとする為に生ずる触媒の劣化や効率の減少 の欠点が除去され、ＮＯ_ｘ、及びＳＯ_ｘを別々に処理して違った触媒の使用、活 性の長期持続が可能となる。

【００４１】 従って、従来困難とされたＮＯ_ｘの処理が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】分離膜装置を付した廃ガス浄化装置

【符号の説明】

Ａ・・・廃ガス処理装置 Ｂ・・・廃ガス処理装置 Ｃ・・・減圧用装置 Ｄ・・・分離膜装置 イ・・・廃ガス ロ・・・膜を通過した廃ガス−１ ハ・・・膜を通過しなかった廃ガス−２

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】各種廃ガスを浄化するに際して、分離膜を
   通して、二つの廃ガス群に分離した後それぞれ別個に脱
   硝、脱硫の処理をすることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】廃ガスを分離膜によって二つの廃ガス群に
   分離した後、ＮＯ_ｘ含有量の多い系を脱硝触媒によって
   処理し浄化する装置
3. 【請求項３】ディーゼルエンジン車より排出される廃ガ
   スを分離膜によって二つの廃ガス群に分離した後、ＮＯ
   _ｘ含有量の多い系を脱硝触媒によって処理する浄化装置
4. 【請求項４】分離膜は２５０℃以上の耐熱性を有する無
   機分離膜または耐熱性有機分離膜またはそれらの複合膜
   であることを特徴とする。
5. 【請求項５】各種廃ガスは分離膜を通すことによってＮ
   Ｏ_ｘ、Ｎ_２の多い廃ガス群とＣＯ_２、水の多い廃ガス群
   とすることを特徴とする分離膜。