JPH0691942B2 - 湿式排煙脱硝方法 - Google Patents
湿式排煙脱硝方法Info
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- JPH0691942B2 JPH0691942B2 JP1024370A JP2437089A JPH0691942B2 JP H0691942 B2 JPH0691942 B2 JP H0691942B2 JP 1024370 A JP1024370 A JP 1024370A JP 2437089 A JP2437089 A JP 2437089A JP H0691942 B2 JPH0691942 B2 JP H0691942B2
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- exhaust gas
- bromine
- gas
- nox
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- Treating Waste Gases (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、各種ボイラ、各種加熱炉、さらにはごみ焼
き炉などから排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物（NO
x）、とりわけ一酸化窒素（NO）を効果的に除去し、も
って環境の改善に資するものである。
き炉などから排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物（NO
x）、とりわけ一酸化窒素（NO）を効果的に除去し、も
って環境の改善に資するものである。
従来技術およびその問題点 排ガス中のNOxを除去する方法としては各種の方法があ
るが、大きくは乾式法と湿式法に分けられる。前者は、
大規模装置が数多く可動しており、工業的にも完成され
た技術と考えられる。それに対して、後者の湿式法は、
装置的にも簡単で安価であるため有望な方法であるにも
拘らず、有効なNOxの除去が達成されず、実用に供され
ている例は少ない。これは、NOxが非常に反応性に乏し
くて、苛性ソーダ水溶液などにもほとんど吸収されない
ためである。それでも、NOx濃度が高い場合には各種酸
化剤を添加した苛性ソーダ水溶液にNOxを吸収させる方
法がある。しかし、最近多く見られる上記の如き各種燃
焼排ガスのように100ppm以下の低いNOx濃度の排ガスの
場合には、上記のような湿式法ではNOx除去効果はほと
んど得られず、この意味において湿式脱硝法の実用化は
進んでいない。
るが、大きくは乾式法と湿式法に分けられる。前者は、
大規模装置が数多く可動しており、工業的にも完成され
た技術と考えられる。それに対して、後者の湿式法は、
装置的にも簡単で安価であるため有望な方法であるにも
拘らず、有効なNOxの除去が達成されず、実用に供され
ている例は少ない。これは、NOxが非常に反応性に乏し
くて、苛性ソーダ水溶液などにもほとんど吸収されない
ためである。それでも、NOx濃度が高い場合には各種酸
化剤を添加した苛性ソーダ水溶液にNOxを吸収させる方
法がある。しかし、最近多く見られる上記の如き各種燃
焼排ガスのように100ppm以下の低いNOx濃度の排ガスの
場合には、上記のような湿式法ではNOx除去効果はほと
んど得られず、この意味において湿式脱硝法の実用化は
進んでいない。
この発明の目的は、上記のような低濃度のNOxに対して
有効なNOx除去が達成できる湿式排煙脱硝方法を提供す
るにある。
有効なNOx除去が達成できる湿式排煙脱硝方法を提供す
るにある。
問題点の解決手段 この発明による排ガス中のNOx除去方法は、排ガスを湿
式処理するに当たり、処理すべき排ガス中に予め臭素
（Br2）を添加しておき、その後アンモニウムイオン（N
H4 +）を含む苛性ソーダ（NaOH）水溶液よりなる吸収液
に、上記臭素含有排ガスを接触させることを特徴とす
る。
式処理するに当たり、処理すべき排ガス中に予め臭素
（Br2）を添加しておき、その後アンモニウムイオン（N
H4 +）を含む苛性ソーダ（NaOH）水溶液よりなる吸収液
に、上記臭素含有排ガスを接触させることを特徴とす
る。
排ガス中に添加する臭素の形態としては、Br2ガスが好
適である。
適である。
また工業的には次の２つの臭素添加方法が効果的であ
る。
る。
１）NOx吸収段の前流側に排ガス洗浄段を設け、その洗
浄液として、次亜臭素酸ソーダ（NaBrO）を溶解しかつ
鉱酸によってpHを強酸性に調整した液を用い、この洗浄
液に排ガスを接触させる。この操作によって、発生する
臭素ガスが排ガス中に添加されることになる。この反応
は次式のとおりである。
浄液として、次亜臭素酸ソーダ（NaBrO）を溶解しかつ
鉱酸によってpHを強酸性に調整した液を用い、この洗浄
液に排ガスを接触させる。この操作によって、発生する
臭素ガスが排ガス中に添加されることになる。この反応
は次式のとおりである。
NaBrO＋2H+→ Na+＋1/2Br2＋H2O ２）後述するように、NOx吸収に対するBr2の作用機構は
触媒作用と考えられ、排ガス中のBr2は吸収液中に臭化
ソーダ（NaBr）として捕捉される。そのため、NOx吸収
後の吸収液を隔膜電解で処理することによって、Br2ガ
スとNaOHを得ることができる。そこで、Br2ガスを再び
排ガス中に添加し、NaOHを吸収液に添加して、これらを
循環使用することができる。この反応は次式のとおりで
ある。
触媒作用と考えられ、排ガス中のBr2は吸収液中に臭化
ソーダ（NaBr）として捕捉される。そのため、NOx吸収
後の吸収液を隔膜電解で処理することによって、Br2ガ
スとNaOHを得ることができる。そこで、Br2ガスを再び
排ガス中に添加し、NaOHを吸収液に添加して、これらを
循環使用することができる。この反応は次式のとおりで
ある。
2NaBr＋2H2O→ Br2＋2NaOH＋H2 この隔膜電解は、隔膜としてアスベスト膜を用い、陽極
にDSA（ルテニウムコートのチタン電極）を、陰極に軟
鋼をそれぞれ使用することによって実施される。
にDSA（ルテニウムコートのチタン電極）を、陰極に軟
鋼をそれぞれ使用することによって実施される。
本発明におけるNOxの吸収液としては、NH4 +を含むNaOH
水溶液を使用する。吸収液としてNH4 +を含まない単なる
NaOH水溶液を使用した場合には、効果的なNOx除去率が
得られない。
水溶液を使用する。吸収液としてNH4 +を含まない単なる
NaOH水溶液を使用した場合には、効果的なNOx除去率が
得られない。
吸収液としてNH4 +を含むNaOH水溶液を使用した場合にお
いても、排ガス中に予めBr2を添加しなければ、高いNOx
除去率は得られない。すなわち、Br2と類似の性質を持
つと思われる塩素ガス（Cl2）を用いても、Br2を用いた
場合に見られるような顕著な効果は得られない。この高
いBr2作用効果の機構は解明していないが、反応性に富
む臭化ニトリル（NOBr）を中間体として生成するものと
思われる。
いても、排ガス中に予めBr2を添加しなければ、高いNOx
除去率は得られない。すなわち、Br2と類似の性質を持
つと思われる塩素ガス（Cl2）を用いても、Br2を用いた
場合に見られるような顕著な効果は得られない。この高
いBr2作用効果の機構は解明していないが、反応性に富
む臭化ニトリル（NOBr）を中間体として生成するものと
思われる。
NO＋1/2Br2→NOBr そして、このNOBrは反応性に富み、水溶液中にNH4 +が存
在する場合に、同液に格別吸収され易い。このNH4 +の作
用機構については、これが気・液境界層においてNH3分
圧を有し、NOBrを捕捉し易いためと考えられる。
在する場合に、同液に格別吸収され易い。このNH4 +の作
用機構については、これが気・液境界層においてNH3分
圧を有し、NOBrを捕捉し易いためと考えられる。
NOBr＋NH4OH→ NH4NO2＋HBr 生成したHBrは水溶液中のNaOHによって中和される。
HBr＋NaOH→NaBr＋H2O NH4 +の供給源としては、NH3（ガス）、NH4OH（水溶液）
が使用できることは勿論であるが、工業的にはアンモニ
ウム塩たとえば硫酸アンモニウム（（NH4)2SO4）、塩化
アンモニウム（NH4Cl）などが、経済的にかつ反応面で
の問題なく使用できる。
が使用できることは勿論であるが、工業的にはアンモニ
ウム塩たとえば硫酸アンモニウム（（NH4)2SO4）、塩化
アンモニウム（NH4Cl）などが、経済的にかつ反応面で
の問題なく使用できる。
つぎに、本発明を実施する場合の重要な反応条件とし
て、排ガス中の臭素添加量、吸収液中のNH4 +含有量さら
には吸収液のpH（NaOHによって調整）を以下に示す。
て、排ガス中の臭素添加量、吸収液中のNH4 +含有量さら
には吸収液のpH（NaOHによって調整）を以下に示す。
１）臭素添加量：Br2/NOモル比＝１以上 ２）NH4 +含有量：NH4 +/NOモル比＝１以上 ３）吸収液入口のpH:3〜９ 本発明の方法の実施に使用される洗浄塔および吸収塔の
装置形式としては、従来から知られているラシヒリング
充填塔、スプレー塔、棚段塔などが適宜使用可能であ
る。そして、これらの吸収塔の運転条件、すなわち、液
ガス比、ガス空塔速度などは希望する脱硝率との関係に
おいて決定されるべきものである。
装置形式としては、従来から知られているラシヒリング
充填塔、スプレー塔、棚段塔などが適宜使用可能であ
る。そして、これらの吸収塔の運転条件、すなわち、液
ガス比、ガス空塔速度などは希望する脱硝率との関係に
おいて決定されるべきものである。
発明の効果 本発明の湿式NOx除去法によれば、吸収液による排ガス
処理の前に予め排ガスに臭素を添加しておくので、従来
の湿式吸収法ではほとんど除去不可能であった低濃度の
NOxを、極めて効果的に除去することができる。
処理の前に予め排ガスに臭素を添加しておくので、従来
の湿式吸収法ではほとんど除去不可能であった低濃度の
NOxを、極めて効果的に除去することができる。
実施例 次に本発明を実施例と比較例をもって説明する。
実施例１ 第１図に示すように、洗浄塔（１）および吸収塔（３）
を備えた実験装置を用いて、NO除去実験を実施した。同
図において、洗浄塔（１）は直径30mm×高さ510mmのも
のであって、温水ジャケット（２）を外装し、内部には
平均直径2mmの球形ガラスビーズが高さ331mmまで充填さ
れている。吸収塔（３）も洗浄塔（１）と全く同じ形式
および大きさを有し、温水ジャケット（４）を外装して
いる。洗浄塔（１）および吸収塔（３）の内部温度は各
温水ジャケット（２）（４）によって所定温度（通常70
℃）に維持されている。また、本図には試験用調製排ガ
スおよび処理ガスの各ガス組成、ならびに液組成を分析
するための分析系統も示してある。
を備えた実験装置を用いて、NO除去実験を実施した。同
図において、洗浄塔（１）は直径30mm×高さ510mmのも
のであって、温水ジャケット（２）を外装し、内部には
平均直径2mmの球形ガラスビーズが高さ331mmまで充填さ
れている。吸収塔（３）も洗浄塔（１）と全く同じ形式
および大きさを有し、温水ジャケット（４）を外装して
いる。洗浄塔（１）および吸収塔（３）の内部温度は各
温水ジャケット（２）（４）によって所定温度（通常70
℃）に維持されている。また、本図には試験用調製排ガ
スおよび処理ガスの各ガス組成、ならびに液組成を分析
するための分析系統も示してある。
本実験において採用した共通の標準的な条件を第１表に
示す。また実験では、臭素の添加は、洗浄塔（１）にNa
BrO水溶液を注入し、これをHBrにてpH1〜２に調整する
ことによって行なった。
示す。また実験では、臭素の添加は、洗浄塔（１）にNa
BrO水溶液を注入し、これをHBrにてpH1〜２に調整する
ことによって行なった。
洗浄塔出口の塩素は0ppmであった。
実施例２および比較例１ 実施例１で示した第１図の実施装置において、NaBrO/NO
xモル比を変化させて、他は実施例１と同じ条件で、NOx
除去率を測定した。この結果を第２表に示す。なお、吸
収液のpHは９であった。同表から明らかなように、Br2
の添加によってNOx除去率が大巾に向上せられた。
xモル比を変化させて、他は実施例１と同じ条件で、NOx
除去率を測定した。この結果を第２表に示す。なお、吸
収液のpHは９であった。同表から明らかなように、Br2
の添加によってNOx除去率が大巾に向上せられた。
実施例３および比較例２ 実施例１で示した第１図の実験装置において、NaBrO/NO
xモル比を４とし、吸収液のpHを９とし、吸収液中のNH4
+濃度を変化させて、他は実施例１と同じ条件で、NOx除
去率を測定した。その結果を第３表に示す。同表から明
らかなように、吸収液にNH4 +を含有させたことによっ
て、NOx除去率が大巾に向上せられた。
xモル比を４とし、吸収液のpHを９とし、吸収液中のNH4
+濃度を変化させて、他は実施例１と同じ条件で、NOx除
去率を測定した。その結果を第３表に示す。同表から明
らかなように、吸収液にNH4 +を含有させたことによっ
て、NOx除去率が大巾に向上せられた。
比較例４ 実施例３の条件下、NaBrOの代わりに同様の性質を持つN
aClOを用い、この場合のNOx除去率を測定した。NOx除去
率は16.0％と著しく低かった。
aClOを用い、この場合のNOx除去率を測定した。NOx除去
率は16.0％と著しく低かった。
実施例５ 第３図に示すように、冷却塔（５）および吸収塔（６）
を備えた実験装置を用いて、排ガスとして灯油焚きボイ
ラ排ガスを処理して、NO除去実験を実施した。この装置
では冷却塔（５）の上に吸収塔（６）が積み重ね状に設
置されている。この冷却塔（５）はスプレー塔型のもの
であり、吸収塔（６）は向流充填塔型のものである。
を備えた実験装置を用いて、排ガスとして灯油焚きボイ
ラ排ガスを処理して、NO除去実験を実施した。この装置
では冷却塔（５）の上に吸収塔（６）が積み重ね状に設
置されている。この冷却塔（５）はスプレー塔型のもの
であり、吸収塔（６）は向流充填塔型のものである。
この装置において、冷却塔（５）の底部から出た冷却液
は、ポンプ（７）を介して同塔（５）の頂部へ戻され
る。また吸収塔（６）の底部から出たNOx吸収後の吸収
液は、水槽（８）およびポンプ（９）を経て同塔（６）
の頂部へ戻される。NOx吸収後の吸収液の一部は、隔膜
電解槽（10）へ抜き出され、ここで電解処理される。こ
の隔膜電解では、隔膜としてアスベスト膜を用い、陽極
にDSA（ルテニウムコートのチタン電極）を、陰極に軟
鋼を使用する。
は、ポンプ（７）を介して同塔（５）の頂部へ戻され
る。また吸収塔（６）の底部から出たNOx吸収後の吸収
液は、水槽（８）およびポンプ（９）を経て同塔（６）
の頂部へ戻される。NOx吸収後の吸収液の一部は、隔膜
電解槽（10）へ抜き出され、ここで電解処理される。こ
の隔膜電解では、隔膜としてアスベスト膜を用い、陽極
にDSA（ルテニウムコートのチタン電極）を、陰極に軟
鋼を使用する。
電解によって得られたBr2ガスは、冷却塔（５）に供給
されて排ガスに添加される。また電解によって得られた
NaOHは、冷却塔（５）の底部液に加えられる。こうして
Br2ガスおよびNaOHは循環使用される。
されて排ガスに添加される。また電解によって得られた
NaOHは、冷却塔（５）の底部液に加えられる。こうして
Br2ガスおよびNaOHは循環使用される。
第１図および第３図は本発明の実施例を示すフローシー
ト、第２図はpH濃度とNO除去率の関係を示すグラフであ
る。
ト、第２図はpH濃度とNO除去率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 広常 晃生 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目６番14号 日立造船株式会社内 (72)発明者 小林 利治 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目６番14号 日立造船株式会社内 (72)発明者 井上 善介 大阪府羽曳野市埴生野1014―43 (72)発明者 伊藤 尚夫 兵庫県西宮市上ケ原10―６―16 (72)発明者 澤地 實 奈良県奈良市南紀寺町３―316 Ａ―102 (56)参考文献 特開 昭52−74565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−96969（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】各種燃焼排ガス中の窒素酸化物を吸収液に
よって吸収除去するに当たり、該排ガス中に予め臭素を
添加しておき、その後アンモニウムイオンを含む苛性ソ
ーダ水溶液よりなる吸収液に、上記臭素含有排ガスを接
触させることを特徴とする、湿式排煙脱硝方法。 - 【請求項２】排ガス中に臭素を添加するために、次亜臭
素酸ソーダ水溶液を強酸性に調整した液を洗浄液として
用い、この洗浄液に排ガスを接触させることを特徴とす
る請求項（１）記載の方法。 - 【請求項３】排ガス中の窒素酸化物を吸収除去した後の
苛性ソーダ水溶液を隔膜電解し、得られた臭素ガスおよ
び苛性ソーダを循環使用することを特徴とする請求項
（１）記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024370A JPH0691942B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 湿式排煙脱硝方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024370A JPH0691942B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 湿式排煙脱硝方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02203922A JPH02203922A (ja) | 1990-08-13 |
| JPH0691942B2 true JPH0691942B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=12136306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1024370A Expired - Fee Related JPH0691942B2 (ja) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | 湿式排煙脱硝方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691942B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0729025B2 (ja) * | 1989-03-02 | 1995-04-05 | 日立造船株式会社 | 硫黄酸化物および窒素酸化物の同時除去方法 |
-
1989
- 1989-02-01 JP JP1024370A patent/JPH0691942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02203922A (ja) | 1990-08-13 |
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