JPH0724254A - 窒素酸化物除去方法および窒素酸化物除去装置 - Google Patents

窒素酸化物除去方法および窒素酸化物除去装置

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JPH0724254A
JPH0724254A JP5167895A JP16789593A JPH0724254A JP H0724254 A JPH0724254 A JP H0724254A JP 5167895 A JP5167895 A JP 5167895A JP 16789593 A JP16789593 A JP 16789593A JP H0724254 A JPH0724254 A JP H0724254A
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JP
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gas
water
nitrogen oxides
nitrogen oxide
voltage
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JP5167895A
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English (en)
Inventor
Masakazu Abe
將一 阿部
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Chiyoda Corp
Original Assignee
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Chiyoda Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 最少のエネルギーで、かつ廃棄物を最少とし
吸着材を必要としない、従来の方法では除去することが
困難であった、低濃度の窒素酸化物を除去する方法およ
びその装置を提供する。 【構成】 本発明の窒素酸化物除去方法は、低濃度の窒
素酸化物を含む被処理ガスを、あらかじめ水の電気分解
電圧以下の電極の間を通った水に、ガス吸収操作により
接触させた後水滴を除去することを特徴とする。また、
本発明の窒素酸化物除去装置は、低濃度の窒素酸化物を
含む被処理ガスを供給する被処理ガス供給手段、水の電
気分解電圧以下の電圧を付加するための電圧付加手段を
有する水供給手段、該水供給手段から供給される電圧が
付加された水と、該被処理ガス供給手段から供給された
被処理ガスとを接触させるためのガス吸収手段、および
該ガス吸収手段から排出される水滴を含むガスから水滴
を除去するための気液分離手段を含むことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は窒素酸化物除去方法に関
し、詳しくは道路の沿道やトンネル内の排気ガスなどの
低濃度の窒素酸化物の捕集効率を向上させた窒素酸化物
除去方法に関する。さらに本発明は、これらの窒素酸化
物の捕集効率を向上させた窒素酸化物除去装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】化石燃料の燃焼に伴って窒素酸化物は、
工場等の固定発生源および自動車等の移動発生源から放
出される。現在窒素酸化物に因る大気汚染は都市にとっ
て深刻な問題である。特に自動車の集中する大規模な交
差点付近や、トンネルからの換気ガスの排気場所付近な
どは環境汚染が著しく、道路建設の障害にもなってい
る。このような場所では窒素酸化物は希薄であるため、
従来の窒素酸化物を除去する、いわゆる脱硝技術は採用
できない。
【0003】現在考案されている技術は活性炭やゼオラ
イトなどで窒素酸化物を吸着した後昇温、減圧などして
脱着し高濃度の窒素酸化物として取り出し、従来の技術
により還元や分解などを行う方法や、アルカリを添着し
た活性炭などで窒素酸化物を吸着した後これを再生処理
工場にて再生するか吸着剤を廃棄する方法がある。
【0004】しかし、これらの方法では窒素酸化物を脱
着するために、昇温、減圧などに多量のエネルギーを必
要としたり廃棄物の処理等の問題がある。また、吸着材
を使用する場合は吸着容量に限界があり、除去すべき窒
素酸化物の量によっては吸着材の量が膨大となるといっ
た問題がある。このように、低濃度の窒素酸化物を含む
換気ガスや沿道のガスから窒素酸化物を除去する方法は
科学的には可能であるが、必要とする多量のエネルギー
や副次的に発生する環境汚染を考慮すると実用的な技術
とはなっていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、その目的とするところは、多量の
エネルギーを必要とせず、最少のエネルギーで窒素酸化
物を処理することのできる窒素酸化物除去方法および窒
素酸化物除去装置を提供することにある。また、本発明
の目的は、廃棄物を最少とするため、吸着材を必要とし
ない窒素酸化物除去方法および窒素酸化物除去装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の窒素酸化物除去
方法は、低濃度の窒素酸化物を含む被処理ガスを、あら
かじめ水の電気分解電圧以下の電極の間を通った水に、
ガス吸収操作により接触させた後水滴を除去することを
特徴とする。また、本発明の窒素酸化物除去装置は、低
濃度の窒素酸化物を含む被処理ガスを供給する被処理ガ
ス供給手段、水の電気分解電圧以下の電圧を付加するた
めの電圧付加手段を有する水供給手段、該水供給手段か
ら供給される電圧が付加された水と、該被処理ガス供給
手段から供給された被処理ガスとを接触させるためのガ
ス吸収手段、および該ガス吸収手段から排出される水滴
を含むガスから水滴を除去するための気液分離手段を含
むことを特徴とする。
【0007】被処理ガス供給手段は被処理ガスを供給す
るために送風機を使用することができる。水供給手段
は、水をガス吸収手段に供給する装置を含むと共に、電
気を交流から直流へ変換するための交直流変換装置を経
た後、所定の電圧に調節する電圧付加装置を含む。分解
電圧以下の電圧を加えた水と被処理ガスを接触させるた
めに用いるガス吸収手段は、水を水滴もしくは霧状とし
てガスと接触させるスプレー塔、またはガス洗浄装置、
例えばスクラバーを使用することができる。水滴を除去
するための気液分離手段としてはデミスターを使用する
ことができる。
【0008】なお、被処理ガスが水と接触することによ
り生じる硝酸や亜硝酸を水酸化ナトリウム等で中和する
ために使用する中和手段を設けることができる。また、
主体となる窒素酸化物の種類によっては、窒素酸化物の
捕集効率を向上させるために、被処理ガスにオゾンを前
もって添加するためのオゾン添加手段を含むことができ
る。さらに、より高度の排水処理が必要な場合には、バ
クテリアにより脱窒素処理を行うなどの排水処理手段を
含むことができる。
【0009】
【作用】窒素酸化物を含む被処理ガスに、スプレー塔に
より霧状または小粒径の水滴を吹きつけるかスクラバー
によって、被処理ガスと水とを接触させるとNO2 は水
に若干溶解し硝酸を形成する。この水にあらかじめ弱い
電圧をかけておくと、より効果的に溶解、反応が促進さ
れる。
【0010】この作用を以下概略説明する。水は分解電
圧以降ではO2 とH2 に分解されるが、分解電圧以下で
はこのようなことは起きない。図1は縦軸に電流を、横
軸に電圧をとった水の電気分解特性を示したもので、実
線は電極に炭素を使用した場合を、破線は電極に白金を
使用した場合を示す。立ち上がりの分解電圧が異なって
いるが、だいたい2V前後に分解電圧があることがわか
る。
【0011】分解電圧以下では、水はH+ とOH- にイ
オン化しH+ はH2 になって放出されるが、OH- は水
と水和してヒドロキシルイオンを生成し弱アルカリを呈
する。このため被処理ガスが水と接触した時に、被処理
ガス中の窒素酸化物のうちNO2 は通常の水の場合より
硝酸や亜硝酸を生成しやすくなる。これにより、被処理
ガスに対する窒素酸化物の捕集効率を著しく向上させる
ことができる。
【0012】NO2 はNOより水に溶解しやすく水と接
触すると硝酸に、残留NOは亜硝酸となって水に溶け
る。被処理ガス中に含まれる窒素酸化物のうち、NOが
主体の場合は被処理ガスにオゾン発生装置によって発生
させたオゾンを添加、混合させるとNOは酸化されNO
2 になり、より吸収、反応が促進される。
【0013】このようにしてスクラバー等により被処理
ガスと水は接触した後、デミスターなどの水滴分離装置
に入り、水滴は分離される。この水は硝酸や亜硝酸とな
っているので、これに水酸化ナトリウムなどのアルカリ
物質を加えて中和する。中和された水は下水に放流する
ことができる。放流基準がさらに厳しいか硝酸濃度が高
いなどの、より高度の排水処理が必要な場合には、バク
テリアなどによって脱窒素処理した後放流する。
【0014】
【実施例】以下本発明を図2〜4に基づき説明する。図
2〜4は本発明に係る窒素酸化物除去方法を説明するフ
ローチャートであって、図3中のAはNOが主体の時に
オゾンを添加する場合を示しており、図4中のBはより
高度の排水処理が必要な時にバクテリアで処理をする場
合を示している。
【0015】図3に示すように、窒素酸化物濃度が0.
1〜5ppm程度のNOを含む被処理ガスを送風機で送
り込み、オゾン発生器にて生成したオゾンと混合させ
る。この場合オゾンの添加量はNOのモル数より少なく
しておくと、処理後の排出ガス中にオゾンが残留せず好
都合である。混合された被処理ガスは反応ゾーンに導か
れ、ここでNOはNO2 に酸化される。
【0016】NO2 に酸化された被処理ガスに水滴もし
くは霧状の水滴を噴霧する。水滴の一部は蒸発するが、
過剰の水滴は被処理ガスと接触し窒素酸化物は水と反応
して硝酸や亜硝酸を生成する。霧状の水滴は気液接触面
積が大きく接触効率が高く、反応効率を高めることがで
きるので好ましい。水滴は霧状でなくてもよくシャワー
状であってもよい。スクラバーを使用することもでき
る。
【0017】水滴にする水の供給路内には電極を設けて
おき、あらかじめ水に分解電圧以下の電圧をかける。電
圧は1.6〜2.3ボルトの電圧が好適である。これに
より水は電気分解を起こす直前の状態となりOH- 、H
+ となって電離する。H+ は水素分子となって放出され
るが、OH- は水と水和しヒドロキシルイオンを形成す
る。付加する電圧は使用する水の電気伝導度によって決
定されるが、電気分解をおこす電圧よりやや低くするこ
とが重要である。
【0018】ヒドロキシルイオンを生成した水は弱アル
カリ性を示すと共に、ラジカルなOH- イオンを含むた
め窒素酸化物と反応しやすくなっている。窒素酸化物の
うちNO2 は硝酸となりNOは亜硝酸となる。これによ
り、被処理ガス中の窒素酸化物の捕集効率を著しく向上
させることができる。
【0019】生成した硝酸や亜硝酸は窒素酸化物の濃度
によるが水滴は酸性である。この水滴はデミスターでガ
スと水とに分離し、ガスは排気塔などを経て大気に放出
する。放出する際に清浄な空気を混合することにより白
煙を防止することもできる。
【0020】分離された水は酸性であるが放流水として
排出基準を満たしていればそのまま、中和の必要があれ
ば、水酸化ナトリウムなどアルカリ材を添加し中和した
後放流する。放流基準がさらに厳しいか硝酸濃度が高い
場合は、バクテリアなどによって脱窒素処理した後放流
する。
【0021】
【発明の効果】上記のごとく、本発明によれば、窒素酸
化物を含む被処理ガス、またはNOを多量に含む場合に
はオゾンによって酸化した被処理ガスと、ヒドロキシル
イオンを形成した水とを接触させることによって、窒素
酸化物を容易に硝酸や亜硝酸に変換することができる。
すなわち被処理ガスから窒素酸化物を容易に、かつエネ
ルギーをほとんど使用することなく分離することができ
る。したがって本発明によれば、吸着、脱着による方法
などに比較し必要とするエネルギーは著しく少なく、ま
た処理すべき廃棄物の量も大幅に低減することが可能と
なる。
【0022】また本発明によれば、トンネルの換気ガ
ス、閉鎖空間となる駐車場の換気ガス、バスターミナル
の換気ガスあるいは交差点の沿道のガスなど、従来の方
法では除去することが困難であった、低濃度で常温の換
気ガスから容易に窒素酸化物を除去することができる。
【0023】さらに本発明によれば、システムの構成を
簡単にすることができ、設備コストや設備面積も大幅に
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】水の電気分解特性を示した図である。
【図2】本発明の窒素酸化物除去方法を説明するフロー
チャートである。
【図3】オゾンを添加する本発明の窒素酸化物除去方法
を説明するフローチャートである。
【図4】バクテリアで排水処理を行う本発明の窒素酸化
物除去方法を説明するフローチャートである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/74 B01D 53/34 129 C

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低濃度の窒素酸化物を含む被処理ガス
    を、あらかじめ水の電気分解電圧以下の電極の間を通っ
    た水に、ガス吸収操作により接触させた後水滴を除去す
    ることを特徴とする窒素酸化物除去方法。
  2. 【請求項2】 前記ガス吸収操作をスプレー塔で行う請
    求項1記載の窒素酸化物除去方法。
  3. 【請求項3】 前記ガス吸収操作をガス洗浄装置で行う
    請求項1記載の窒素酸化物除去方法。
  4. 【請求項4】 低濃度の窒素酸化物を含む被処理ガスに
    オゾンを添加した後に処理を行う請求項1記載の窒素酸
    化物除去方法。
  5. 【請求項5】 低濃度の窒素酸化物を含む被処理ガスを
    供給する被処理ガス供給手段、水の電気分解電圧以下の
    電圧を付加するための電圧付加手段を有する水供給手
    段、該水供給手段から供給される電圧が付加された水
    と、該被処理ガス供給手段から供給された被処理ガスと
    を接触させるためのガス吸収手段、および該ガス吸収手
    段から排出される水滴を含むガスから水滴を除去するた
    めの気液分離手段を含む窒素酸化物除去装置。
  6. 【請求項6】 前記ガス吸収手段がスプレー塔である請
    求項5記載の窒素酸化物除去装置。
  7. 【請求項7】 前記ガス吸収手段がガス洗浄装置である
    請求項5記載の窒素酸化物除去装置。
  8. 【請求項8】 前記気液分離手段により分離された水滴
    を中和するための中和手段をさらに含む請求項5記載の
    窒素酸化物除去装置。
  9. 【請求項9】 低濃度の窒素酸化物を含む被処理ガス
    に、オゾンを前もって添加するためのオゾン添加手段を
    さらに含む請求項5記載の窒素酸化物除去装置。
  10. 【請求項10】 排水の脱窒素処理手段をさらに含む請
    求項5記載の窒素酸化物除去装置。
JP5167895A 1993-07-07 1993-07-07 窒素酸化物除去方法および窒素酸化物除去装置 Withdrawn JPH0724254A (ja)

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