JPH0579607A

JPH0579607A - 窒素酸化物発生抑制方法

Info

Publication number: JPH0579607A
Application number: JP3244023A
Authority: JP
Inventors: Toichi Kitamura; 藤一北村; Sachiko Yamane; 幸子山根
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで高い酸素濃度が得られると共に、
酸素濃度を適宜変更でき、しかも装置の小型化を図れる
窒素酸化物発生抑制方法を提案する。【構成】自然空気を酸素富化膜ユニット（１）に通過
させ、通過後得られた酸素富化空気を、無機過酸化物を
主成分とする酸素発生剤（4a）と水（5a）との混合によ
り生じた酸素と混合し、該混合気を利用して燃焼を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化石燃料等の燃焼時
に生ずるＮＯ_xの発生を抑制する窒素酸化物発生抑制方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】化石燃料等の空気燃焼時に生じるＮＯ_x
発生の抑制手段として、酸素富化空気で燃焼を行なう方
法が一般に知られている。ところで、このような酸素富
化空気を得る方法としては、酸素富化膜に空気を通過さ
せる方法がある（実開昭６２−９８９１３号公報等参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、空
気中の酸素濃度が高くなる程、空気中の窒素濃度が減少
するため、ＮＯ_xの発生量も減少する。しかし、上記酸
素富化膜では、酸素濃度を３５％程度以上に高めるこ
とができないため、ＮＯ_x発生の抑制にも限界がある。
また、酸素濃度を適宜変更することは困難であるため、
ボイラー、内燃機関等の様々な燃焼装置の特性に合う酸
素濃度を得ることは困難であった。

【０００４】これに対し、液体空気の分留等の手段で純
酸素を取り出し、この純酸素を空気に混合すれば、上記
酸素富化膜による場合よりも高い酸素濃度を得ることが
でき、酸素濃度の変更も行なえるようになる。しかし、
このような方法では、装置が大型化して運転コストも高
くなるという問題があり、従って、ＮＯ_xの主要発生源
である、自動車、航空機等の移動発生源に使用するのは
困難であった。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み、低コストで
高い酸素濃度が得られると共に、酸素濃度を適宜変更で
き、しかも装置の小型化を図ることのできる窒素酸化物
発生抑制方法を提案することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、酸素富化を行なう酸素富化膜ユニットに
空気を通過させ、これによって得られた酸素富化空気
に、無機過酸化物を主成分とする酸素発生剤と水との混
合により生じた酸素を混合し、該混合気を利用して燃焼
を行なう。

【０００７】また、上記酸素発生剤としては、本出願人
が、特開昭６３−１８２２０３号公報、及び、特願平２
−４０７２５６号にて提案したものを使用する。これら
は、無機過酸化物として、過酸化バリウム、過酸化カル
シウム、過炭酸ナトリウムの何れか一つを使用するもの
である。

【０００８】

【作用】酸素富化を行なう酸素富化膜ユニットに空気を
通過させることにより、酸素濃度が３５％程度まで高ま
る。一方、無機過酸化物を主成分とする酸素発生剤と水
とを混合させることにより酸素が発生し、この酸素を上
記酸素富化膜を通過した空気と混合させると、酸素濃度
がさらに向上する。この時、酸素発生剤の供給量を調整
すれば酸素の発生量を調整でき、従って、酸素濃度の変
更が自由に行なえるようになる。

【０００９】上記無機過酸化物としては、過酸化バリウ
ム（ＢaＯ₂）、過酸化カルシウム（ＣaＯ₂）、過炭酸ナ
トリウム（Ｎa₂ＣＯ₃・3/2Ｈ₂Ｏ₂）を使用する。これら
無機過酸化物と水は次式の如く反応する。

【００１０】ＢaＯ₂＋Ｈ₂Ｏ → Ｂa（ＯＨ）₂ ＋ 1/2Ｏ₂ ＣaＯ₂＋Ｈ₂Ｏ → Ｃa（ＯＨ）₂ ＋ 1/2Ｏ₂ また、Ｎa₂ＣＯ₃・3/2Ｈ₂Ｏ₂は、水に溶解すると次式の
如く解離する。

【００１１】Ｎa₂ＣＯ₃・3/2Ｈ₂Ｏ₂→Ｎ_a2ＣＯ₃ ＋ 3/2Ｈ₂Ｏ₂ そして、Ｈ₂Ｏ₂は次式のごとく分解する。

【００１２】２Ｈ₂Ｏ₂＝２Ｈ₂Ｏ＋Ｏ₂ このように、上記何れの無機過酸化物でも、水と混合す
るだけで他に何らエネルギーを加えずとも容易に酸素を
発生させることができる。

【００１３】

【実施例】図１に本発明に係る窒素酸化物発生抑制方法
のブロック図を示す。

【００１４】（１）は、酸素富化膜ユニットであり、複
数本の管状の酸素富化膜（1a）と真空ポンプ（1b）とで
構成したものである。この酸素富化膜ユニット（１）で
は、吸入口（２）から吸入した空気のうち、主に窒素が
酸素富化膜（1a）を透過し、真空ポンプ（1b）に吸引さ
れる。この結果、空気中の酸素濃度は３５％程度まで向
上する。一方、（３）は酸素発生ユニットで、この酸素
発生ユニット（３）で生じた酸素を、上記酸素富化膜ユ
ニット（１）を通過した酸素富化空気と混合室（10）で
混合することにより、酸素濃度がさらに向上する。

【００１５】上記酸素発生ユニット（３）は、無機過酸
化物を主成分とする酸素発生剤（4a）を収納した収納部
（4b）と、水（5a）を貯留した貯水タンク（5b）とを有
する。上記収納部及び貯水タンク（4b）（5b）は、酸素
発生剤（4a）の供給量を適宜調整できる調整装置（図示
省略）を具えた供給管（６）で連結する一方、貯水タン
ク（5b）には弁（７）を具えた取出管（８）を連結す
る。このような構成において、収納部（4b）から酸素発
生剤（4a）を貯水タンク（5b）内に供給すると、酸素発
生剤（4a）中に含まれる無機過酸化物が上記反応式によ
り水（5a）と反応し、酸素が発生する。発生した酸素
は、取出管（８）で回収され、上記酸素富化膜ユニット
（１）を通過した空気と混合室（10）で混合される。こ
のようにして得た混合気を、ボイラーや、内燃機関の吸
気側等に供給することにより、酸素富化空気による燃焼
が行なわれるのでＮＯ_Xの発生が抑制できる。

【００１６】上記構成において、調整装置（図示省略）
で酸素発生剤（4a）の供給量を調整すると、酸素の発生
量が変化し、このことから、空気中の酸素濃度を所望値
に変更することが可能になる。

【００１７】尚、上記酸素発生剤（4a）は、無機過酸化
物を主成分とし、この他、中和剤、触媒、固化剤等を混
合して錠剤状に固形化したものを使用する。このうち、
中和剤としては、第１燐酸カルシウム（Ｃa（Ｈ₂Ｐ
Ｏ₄）₂ Ｈ₂Ｏ）、焼石膏（Ｃ_aＳＯ₄）、酸性ピリオン
酸カルシウム（Ｃ_aＨ₂Ｐ₂Ｏ₇）、琥珀酸（Ｃ₄Ｈ₆Ｏ₄）
等を使用する。例えば、無機過酸化物として過酸化カル
シウム（ＣaＯ₂）を用い、これを水に溶解した場合、上
述のように、

【００１８】ＣaＯ₂＋Ｈ₂Ｏ → Ｃa（ＯＨ）₂ ＋ 1/2Ｏ₂ の反応式で反応するが、同時に、強アルカリ性物質（Ｃ
_a（ＯＨ）₂）も生成される。このＣa（ＯＨ）₂は、例え
ば、上記第１燐酸カルシウム（Ｃ_a（Ｈ₂ＰＯ₄）₂Ｈ
₂Ｏ）と、以下の反応式のように反応する。

【００１９】Ｃa（ＯＨ）₂＋Ｃ_a（Ｈ₂ＰＯ₄）₂Ｈ₂Ｏ→Ｃa₃（ＰＯ₄）₂＋５Ｈ₂Ｏ上記Ｃa₃（ＰＯ₄）₂は水に難熔性であるので、これによ
り、反応系の中和、解毒、ｐＨ調整がなされる。さら
に、中和と共に水も生成されているので、貯水タンク
（5b）に水を新たに供給する必要もない。従って、水の
リザーブタンク等を具える必要もなくなり、装置の小型
化が可能になって自動車、航空機等の移動発生源にも取
り付け可能となる。

【００２０】また、触媒としては、例えば二酸化マンガ
ン等が使用できる。

【００２１】さらに、固形剤としては、例えば、低密度
膨張黒鉛等が使用できる。この低密度膨張黒鉛は適度の
空隙をもって固形化されるため、これを混入することに
より、上記無機過酸化物と水とが徐々に連続して効率よ
く反応できるようになる。

【００２２】

【発明の効果】上述のように本発明は、酸素富化膜と酸
素発生剤を併用することを特徴とするものである。即
ち、酸素発生剤を利用することにより、酸素富化膜のみ
の場合より高い酸素濃度の空気が供給可能となってＮＯ
_X発生がより一層抑制でき、且つ、酸素発生剤の供給量
の調整で酸素濃度が変更自在となり、ボイラーや内燃機
関等の燃焼装置の特性に合った酸素濃度の空気が供給可
能になる。また、酸素を発生させるには、酸素発生剤と
水とを混合させるだけでよく、他に何らエネルギーを付
加する必要もないので、例えば液体空気の分留等の手段
に比して装置の簡素化が達成できる。一方、酸素富化膜
ユニットとの併用により、酸素発生剤の使用量を減らす
ことができるので、酸素富化空気生成時のコストも低減
させることができる。

【００２３】このような点から、本発明方法は、燃焼時
に生じるＮＯ_Xの発生抑制に大きな効果を有する。特
に、従来、スペース及びコストの点から困難であった自
動車、航空機等の移動発生源でのＮＯ_Xの発生抑制に有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を示すブロック図である。

【符号の説明】

１酸素富化膜ユニット 4a 酸素発生剤 5a 水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素富化を行なう酸素富化膜ユニットに
空気を通過させ、これによって得られた酸素富化空気
に、無機過酸化物を主成分とする酸素発生剤と水との混
合により生じた酸素を混合し、該混合気を利用して燃焼
を行なうことを特徴とする窒素酸化物発生抑制方法。
【請求項２】上記酸素発生剤の無機過酸化物として、
過酸化バリウム、過酸化カルシウム、過炭酸ナトリウム
の何れか一つを使用することを特徴とする請求項１記載
の窒素酸化物発生抑制方法。