JPH0655032A - 排ガス浄化方法 - Google Patents

排ガス浄化方法

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JPH0655032A
JPH0655032A JP4226441A JP22644192A JPH0655032A JP H0655032 A JPH0655032 A JP H0655032A JP 4226441 A JP4226441 A JP 4226441A JP 22644192 A JP22644192 A JP 22644192A JP H0655032 A JPH0655032 A JP H0655032A
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JP
Japan
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oxide
exhaust gas
adsorbent
ozone
nox
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Pending
Application number
JP4226441A
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English (en)
Inventor
Yukio Kubo
幸雄 久保
Shoichi Takao
彰一 高尾
Motoko Higuchi
素子 樋口
Kazuo Masuyama
一夫 増山
Yoshiyasu Matsuo
吉庸 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 道路トンネルからの換気ガス等のように、低
濃度のNO、NO2 等のNOxを含有する排ガスを効率
よく除去する。 【構成】 排ガスにオゾンをO3 /NOモル比1.5〜
10.0の範囲で添加・混合し、この混合ガスを酸化ア
ルミニウムを主成分とする吸着剤層に通過させる。酸化
アルミニウムを主成分とする吸着剤に、酸化マンガン、
活性炭、さらには微量の酸化カルシウム、酸化マグネシ
ウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムを含有させると、
過剰のオゾンを分解するので、一層効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として、道路トンネ
ル、道路シェルター等からの換気排ガス等のように、低
濃度の一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2 )等の
窒素酸化物(NOx)を含有する排ガスの浄化方法に関
するものである。
【0002】ここでいう低濃度とは、50ppm 程度以下
のものを言う。通常の火力発電所での排ガス処理の場
合、排ガス中に含まれるNOx濃度は数百ppm であり、
これを脱硝触媒を用いアンモニア、炭化水素等の還元剤
を添加する選択接触還元法(selective ca
talytic reduction法(SCR法))
により数十ppm に減少させる。これに対し、本発明の方
法は、SCRの処理ガスに含まれるNOxの濃度レベル
より、さらにNOx濃度を低下させる場合が対象とな
る。また、道路トンネル、道路シェルターからの換気排
ガスの脱硝以外の応用としては、地下駐車場や立体駐車
場の換気排ガスの浄化、あるいはディーゼル排ガスをS
CR法により処理した後の処理ガスを、さらに高度に脱
硝する場合等がある。この場合、NOxを一旦吸着した
吸着剤を再生する際に脱離する高濃度のNOxは、再び
SCR反応器の前に戻し処理する。
【0003】
【従来の技術】都市部の道路は、用地確保や沿道公害の
問題等から、一部トンネル化又はシェルター化を採用す
る傾向にある。トンネルやシェルター内には、自動車の
排気ガスが滞留し易いので、トンネル又はシェルター内
環境を維持するための換気が必要となる。この場合、換
気排ガス中に煤塵の他に低濃度ではあるがNOxが含ま
れているため、浄化処理することが望まれている。ボイ
ラー排ガスのように、高温で比較的高濃度(数百ppm )
のNOxを含むガスに対するNOx除去技術は、既に確
立されているが、トンネル換気排ガスのように数ppm 程
度の低濃度のNOxを含むガスから、NOxを効率的に
除去する技術はまだ確立されていない。
【0004】従来、道路トンネルから排出される空気中
の低濃度の窒素酸化物を吸着剤によって吸着・除去する
方法等が検討されている。主な吸着剤としては、活性炭
及びゼオライトが知られている。例えば、特開昭54−
161582号公報には、NOxを含むガスを、アルカ
リ金属の硝酸塩、亜硝酸塩、炭酸塩、水酸化物のうちの
一種または二種以上を含浸させた炭素を主成分とする物
質に接触させ、ガス中のNOxを除去する方法が記載さ
れている。また、特開平1−155934号公報には、
シリカゲル系脱湿剤で道路トンネル換気ガス中の水分を
吸湿処理した後、ゼオライト系吸着剤で乾式処理してN
Oxを吸着除去する方法が記載されている。
【0005】また、特開平3−275126号公報に
は、窒素酸化物を含む排ガスに、窒素酸化物に対して過
剰のオゾンを添加し、この混合ガスを二酸化マンガン、
酸化ニッケル、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化銅、活
性炭からなる群より選ばれた触媒物質を主成分とする触
媒層を通過させることにより、NOxを五酸化二窒素
(N2 5 )に酸化すると同時に未反応オゾンを分解
し、NOx、N2 5 を触媒層に吸収させて除去する方
法が記載されている。さらに、本出願人は、吸着剤A成
分として、鉄、銅、マンガン、コバルト、ニッケルから
なる群より選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物0.
5〜70重量%と、吸着剤B成分として、アルミニウ
ム、珪素、チタン、ジルコニウムからなる群より選ばれ
た少なくとも一種の元素の酸化物99.5〜30重量%
とからなる窒素酸化物の吸着除去剤を開発し、既に特許
出願している(特開平4−176335号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記の特開昭54−1
61582号公報記載の方法においては、NOxの活性
炭への吸着量が小さく、また、分解速度も遅いため、活
性炭の必要量が多くなり経済的ではない。また、前記の
特開平1−155934号公報記載の方法においては、
ゼオライト系吸着剤で乾式処理するために、脱湿過程が
必要であり、この脱湿過程で多くのエネルギーを消費す
る。また、前記の特開平3−275126号公報は、本
出願人の先願に係るものであるが、この公報に示す触媒
では、換気ガス中の湿度が高い場合、NOx除去容量が
低下した。このため、本発明者らは、比較的高い湿度の
換気ガスに対しても、除湿なしで高いNOx除去容量を
有する除去剤を探索した結果、酸化アルミニウムが除去
剤の主成分として適していることを知見した。さらに、
酸化アルミニウムにオゾン分解能力を有する酸化マンガ
ンあるいは活性炭などを加えることによって、処理後の
ガス中に未反応オゾンが含まれないことを確認した。な
お、前記の特開平4−176335号公報には、排ガス
に過剰のオゾンを添加・混合することについては、何も
開示されていない。
【0007】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は高湿度下でも優れた除去性能を得る
ことができる排ガス浄化方法を提供することにある。ま
た、本発明の他の目的は、過剰に添加された処理ガス中
の未反応オゾンを分解する排ガス浄化方法を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明の排ガス浄化方法は、一酸化窒素
(NO)、二酸化窒素(NO2 )等の窒素酸化物(NO
x)を含む排ガスにオゾンをO3 /NOモル比1.5〜
10.0の範囲で添加・混合し、この混合ガスを酸化ア
ルミニウムを主成分とする吸着剤層を通過させることに
より、この混合ガス中の窒素酸化物を前記吸着剤層に吸
収させて除去することを特徴としている。また、上記の
排ガス浄化方法において、酸化アルミニウムを主成分と
する吸着剤に酸化マンガン、活性炭等のオゾン分解能力
を有する成分を含有させることによって、未反応オゾン
を分解するように構成するのが望ましい。さらに、酸化
マンガン、活性炭等のオゾン分解能力を有る成分に、酸
化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸
化カリウムからなる群より選ばれた少なくとも一種を微
量含有させるのが望ましい。
【0009】吸着剤中の酸化マンガン、活性炭等のオゾ
ン分解能力を有する成分の含有量は、添加されるオゾン
量によって異なるが、一般的には0.5〜70重量%で
ある。また、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化
ナトリウム、酸化カリウムの一種以上を添加する場合
は、吸着剤中の酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸
化ナトリウム、酸化カリウムの含有量は、0.3〜40
重量%である。トンネル換気ガス中の一酸化窒素に対し
て1.5〜10.0倍(モル比)、望ましくは2.5〜
8.0倍(モル比)、さらに望ましくは3〜5倍(モル
比)のオゾンを添加混合した後、酸化アルミニウムを主
成分として少量の酸化マンガン、望ましくは微量の酸化
カルシウムを含む吸着剤(一例としてハニカム型)を通
過させて窒素酸化物を硝酸水および一部アルミニウム、
マンガン、カルシウムの硝酸塩の形態で固定化し、吸収
除去することによって浄化する。この際、除湿は不要で
有り、また長期間窒素酸化物を吸収したハニカム吸着剤
は、加熱空気を通すことによって再び酸化物に戻すこと
ができ再生使用できる。
【0010】O3 /NOモル比が1.5未満の場合は、
高い脱硝率を維持する時間が短くなるので、脱硝性能が
悪くなり、一方、O3 /NOモル比が10.0を越える
場合は、未反応オゾンが吸着剤層出口側の排ガス中に含
まれるので、二次公害を起こす。また、多量のオゾンを
必要とするので、運転費が多くなるので好ましくない。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を挙げる。 実施例1、比較例1 酸化マンガン−酸化チタン−酸化珪素の3成分からなる
触媒、疎水性ゼオライトおよび本発明による活性アルミ
ナの3種類の吸着剤を用いて、3ppm のNOを含む空気
の浄化試験を行った結果を図1に示す。図より分かるよ
うにNOxの除去性能は、酸化アルミニウム>酸化マン
ガン−酸化チタン−酸化珪素>疎水性ゼオライトの序列
となり、活性アルミナが最も優れていた。 (試験条件) 吸着剤 :酸化アルミニウム(Al2 3 ) 1〜2
mm球状 ,72ml 15wt%MnO2 −40wt%SiO2 −45wt%TiO
2 1〜2mm球状 ,72ml 疎水性ゼオライト 1〜2mm球状
,72ml 処理ガス:NO 3ppm −O3 12ppm −Air, 3
/NOモル比=4,12l /min 相対湿度 80%(25℃) SV :10,000h -1 吸着剤層温度:30℃
【0012】実施例2、比較例2 吸着除去剤として、(1)酸化マンガンを15wt%含有
する酸化アルミニウム、(2)酸化アルミニウム、
(3)酸化マンガン−酸化チタン−二酸化珪素三成分系
吸着剤、(4)酸化マンガン含有活性炭の4種類の吸着
剤を用いて、NO含有空気の浄化試験を行い比較した結
果を図2に示す。図よりNOxの除去性能は、活性アル
ミナを主成分とする吸着剤が優れていた。なお、出口ガ
ス中にはオゾンは検出されなかった(0.001ppm 以
下) 。 (試験条件) 吸着剤:15wt%Mn3 4 −85wt%Al2 3 1〜
2mm球状 ,72ml Al2 3 1〜2mm球状 , 72
ml 5wt%Mn2 3 −45wt%TiO2 −40wt%SiO
2 1〜2mm球状 , 72ml 3wt%Mn3 4 −97wt%活性炭 1〜2mm球状
, 72ml 処理ガス:NO 2ppm −O3 7ppm −Air, 3
NOモル比=3.5,12l /min 相対湿度 80%(25℃) SV :10,000h -1 吸着剤層温度:35℃
【0013】実施例3、比較例3 吸着除去剤として、15wt%の酸化マンガン及び1wt%
のCaOを含有するハニカム型活性アルミナ吸着剤を用
いて、ディーゼルエンジン希釈排ガスの浄化試験を行っ
た。その結果を図3に示す。図より分かるように、NO
xの除去性能は、オゾン添加量によって大幅に変化し、
オゾンを排ガス中の窒素酸化物に対するモル比が大きい
ほど良好な脱硝性能を示した。 (試験条件) 吸着剤:14wt%Mn3 4 −1wt%CaO−85wt%
Al2 3 ハニカム型吸着剤 15mm□,4セル×4セル,長さ2700mm 処理ガス: ディーゼルエンジン 排ガス−O3
ppm −Air,42l /min ディーゼルエンジン 排ガス−O3 9ppm −Ai
r,42l /min ディーゼルエンジン 排ガス−O3 15ppm −A
ir,42l /min 上記ガス中のNOx濃度はいずれも3ppm に調整してお
り、また、相対湿度は70%(25℃) SV :4,000h -1 吸着剤層温度:30℃
【0014】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1) 排ガスに過剰オゾンを混合することによって、
NOxを硝酸として酸化アルミニウムを主成分とする吸
着剤層に吸着させるとともに、吸着剤自身を一部硝酸塩
にしてNOxを吸収する。このため、吸着剤単位重量あ
たりのNOx除去量が飛躍的に増加する。 (2) 酸化アルミニウムを主成分とする吸着剤を用い
ると、高湿度下でも優れたNOx除去性能を示す。 (3) 酸化アルミニウムを主成分とする吸着剤に酸化
マンガン、活性炭、さらには微量の酸化カルシウム、酸
化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムを含有
させる場合は、過剰に添加されたオゾンを効率よく分解
することができ、排ガスの二次公害を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1及び比較例1の結果を示し、通ガス時
間と脱硝率との関係を示すグラフである。
【図2】実施例2及び比較例2の結果を示し、通ガス時
間と脱硝率との関係を示すグラフである。
【図3】実施例3及び比較例3の結果を示し、通ガス時
間と脱硝率との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 素子 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 増山 一夫 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 松尾 吉庸 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO
    2 )等の窒素酸化物(NOx)を含む排ガスにオゾンを
    3 /NOモル比1.5〜10.0の範囲で添加・混合
    し、この混合ガスを酸化アルミニウムを主成分とする吸
    着剤層を通過させることにより、この混合ガス中の窒素
    酸化物を前記吸着剤層に吸収させて除去することを特徴
    とする排ガス浄化方法。
  2. 【請求項2】 酸化アルミニウムを主成分とする吸着剤
    に酸化マンガン、活性炭等のオゾン分解能力を有する成
    分を含有させることによって、未反応オゾンを分解する
    ことを特徴とする請求項1記載の排ガス浄化方法。
  3. 【請求項3】 オゾン分解能力を有する成分に、さらに
    酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、
    酸化カリウムからなる群より選ばれた少なくとも一種を
    含有させることを特徴とする請求項2記載の排ガス浄化
    方法。
JP4226441A 1992-08-03 1992-08-03 排ガス浄化方法 Pending JPH0655032A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11441464B2 (en) 2021-02-02 2022-09-13 Saudi Arabian Oil Company Use of ozone with LNT and MnO2 catalyst for the treatment of residual pollutant for the exhaust gas of an internal engine combustion

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11441464B2 (en) 2021-02-02 2022-09-13 Saudi Arabian Oil Company Use of ozone with LNT and MnO2 catalyst for the treatment of residual pollutant for the exhaust gas of an internal engine combustion

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