JPH07743A

JPH07743A - 吸着剤およびその吸着剤を用いる窒素酸化物の除去方法

Info

Publication number: JPH07743A
Application number: JP5138732A
Authority: JP
Inventors: Tomoyo Inoue; 智代井上; Koji Mishima; 弘次三嶋; Zensuke Inoue; 善介井上
Original assignee: Takuma Research and Development Co Ltd
Current assignee: Takuma Research and Development Co Ltd
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1995-01-06

Abstract

(57)【要約】【目的】窒素酸化物、特に低温かつ低濃度の窒素酸化
物を効率良く除去する。【構成】活性炭に酸化銅と炭酸ナトリウムとを担持さ
せることにより吸着剤を得る。そして、この吸着剤を通
気管中に充填してその通気管中に窒素酸化物が含有され
るガスを通気する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば一酸化窒素のよ
うな窒素酸化物の吸着に適用される吸着剤およびその吸
着剤を用いる窒素酸化物の除去方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、窒素酸化物を除去する技術として
次のような方法が実用化されている。

【０００３】（１）乾式法（接触還元脱硝法）主としてアンモニア（ＮＨ₃）等の還元剤とバナジウム
（Ｖ）を含む金属酸化物触媒とによって窒素酸化物（例
えば一酸化窒素（ＮＯ），二酸化窒素（ＮＯ₂））を高
温領域（１５０〜８００℃）にて（ａ）式に示されるよ
うにＮ₂とＨ₂Ｏとに還元する（特開昭４９−１２２４
７３号公報参照）。

【化１】

【０００４】（２）湿式法（ｉ）直接吸収法窒素酸化物（例えばＮＯ₂）を（ｂ）式に示されるよう
にアルカリ吸収液（ＭＯＨ／ａｑ．）に直接吸収させ
る。

【化２】（ii）酸化吸収法窒素酸化物のうちアルカリ吸収液に直接吸収されないＮ
Ｏを、オゾン（Ｏ₃），二酸化塩素（ＣｌＯ₂），亜塩
素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ₂），次亜塩素酸ナトリウ
ム（ＮａＣｌＯ），過マンガン酸カリウム（ＫＭｎ
Ｏ₄），過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂），塩素（Ｃｌ₂），硝
酸（ＨＮＯ₃）等の酸化剤を用いたりあるいは触媒を用
いたりして溶解度の高い酸化物（例えばＮＯ₂）とし、
この酸化物をアルカリ吸収液に直接吸収させる。

【０００５】（３）吸着法窒素酸化物のうちＮＯ₂を活性炭，シリカゲル等の吸着
剤に吸着させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような窒素酸化物の除去方法ではそれぞれ次のような問
題点がある。

【０００７】（１）乾式法（接触還元脱硝法）・還元剤としてのＮＨ₃が窒素酸化物に対して当量また
は当量よりもやや過剰量必要となるため、ランニングコ
ストが上昇するとともに設備が大がかりなものとなる。・前述の（ａ）式に示される反応における反応温度が高
温領域であるため、常温付近のガス中の窒素酸化物の除
去には不適当である。

【０００８】（２）湿式法（ｉ）直接吸収法・アルカリ吸収液に吸収され得る窒素酸化物はＮＯ₂，
Ｎ₂Ｏ₃（三酸化二窒素），Ｎ₂Ｏ₅（五酸化二窒素）
であって、窒素酸化物の大部分を占めるＮＯはアルカリ
吸収液に吸収されない。したがって、窒素酸化物の除去
率が極めて低くなる。（ii）酸化吸収法・ＮＯを酸化するための設備および酸化剤を必要とする
ため、設備費およびランニングコストが上昇する。ま
た、設備が大型化する。さらに、湿式法では、直接吸収
法，酸化吸収法のいずれの方法においても廃液処理を行
う必要がある。

【０００９】（３）吸着法・吸着剤（例えば活性炭）の窒素酸化物に対する吸着
能，吸着容量が小さいため、実用に耐えない。・窒素酸化物が含まれるガス中に水分が存在すると、そ
の水分の影響を受けて吸着剤の吸着能，吸着容量が低下
する。・吸着処理されるガスの温度変化，処理系の温度低下等
により、吸着剤に一度吸着された窒素酸化物が脱着し、
これにより作業環境等の再汚染を引き起こす危険性があ
る。

【００１０】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであって、窒素酸化物、特に低温かつ低濃度
の窒素酸化物の吸着能に優れる吸着剤およびその吸着剤
を用いる窒素酸化物の除去方法を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による吸着剤は、
活性炭，ゼオライト，ベントナイト，陶石およびけいそ
う土のうちから選択される少なくとも１つの担体に、
銅，鉄，マンガン，クロム，バナジウム，コバルト，亜
鉛，ニッケル，パラジウムおよび白金のうちから選択さ
れる少なくとも１つの金属または金属酸化物と、アルカ
リ金属の炭酸塩および／または重炭酸塩とを担持させて
なることを特徴とする。

【００１２】また、前記吸着剤においては、前記アルカ
リ金属の炭酸塩および／または重炭酸塩の前記担体に対
する成分比率は５乃至３０重量％であるのが好ましい。

【００１３】また、本発明による吸着剤を用いる窒素酸
化物の除去方法は、活性炭，ゼオライト，ベントナイ
ト，陶石およびけいそう土のうちから選択される少なく
とも１つの担体に、銅，鉄，マンガン，クロム，バナジ
ウム，コバルト，亜鉛，ニッケル，パラジウムおよび白
金のうちから選択される少なくとも１つの金属または金
属酸化物と、アルカリ金属の炭酸塩および／または重炭
酸塩とを担持させてなる吸着剤に、窒素酸化物が含有さ
れるガスを導くことによりその吸着剤に窒素酸化物を吸
着・固定化させることを特徴とする。

【００１４】本発明において、前記担体への前記金属ま
たは金属酸化物と、アルカリ金属の炭酸塩および／また
は重炭酸塩との担持は次のようにして行われる。活性炭，ゼオライト，ベントナイト，陶石およびけい
そう土のうちから選択される少なくとも１つの担体に成
形助剤等を添加し、これを公知の方法により押し出し成
形（球状成形，打錠成形，ハニカム成形等）した後、乾
燥もしくは焼成することにより成形担体を得る。この成形担体に銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ），マンガン
（Ｍｎ），クロム（Ｃｒ），バナジウム（Ｖ），コバル
ト（Ｃｏ），亜鉛（Ｚｎ），ニッケル（Ｎｉ），パラジ
ウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）のうちから選択される
少なくとも１つの金属を含む金属塩水溶液を含浸させた
後、これを乾燥もしくは焼成することにより、前記成形
担体に前記金属または金属酸化物が担持される金属担持
担体または金属酸化物担持担体を得る。この金属担持担体または金属酸化物担持担体にアルカ
リ金属の炭酸塩および／または重炭酸塩水溶液を含浸さ
せた後、これを乾燥する。

【００１５】

【作用】活性炭，ゼオライト，ベントナイト，陶石およ
びけいそう土のうちから選択される少なくとも１つの担
体に担持される銅，鉄，マンガン，クロム，バナジウ
ム，コバルト，亜鉛，ニッケル，パラジウムおよび白金
のうちから選択される少なくとも１つの金属または金属
酸化物は、窒素酸化物中の例えば一酸化窒素（ＮＯ）を
酸化するための酸化触媒として機能する。すなわち、こ
のＮＯは（ｃ）式に示されるように酸化されて二酸化窒
素（ＮＯ₂）となる。

【化３】次いで、このＮＯ₂が前記担体に担持されるアルカリ金
属の炭酸塩（例えば、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂Ｃ
Ｏ₃））および／または重炭酸塩と（ｄ）式に示される
ように反応することにより生成する亜硝酸塩（ＮａＮＯ
₂），硝酸塩（ＮａＮＯ₃）が当該吸着剤に固定化され
る。

【化４】

【００１６】ここで、前記アルカリ金属の炭酸塩および
／または重炭酸塩の前記担体に対する成分比率を５乃至
３０重量％としているのは、５重量％未満では当該吸着
剤の窒素酸化物に対する吸着容量が小さく、３０重量％
を超えると当該吸着剤の気孔細孔構造に閉塞を生じて表
面積の減少を招き、ひいてはその吸着剤の吸着能の低下
につながるためである。

【００１７】このような吸着剤に、窒素酸化物が含有さ
れるガスを導くことによりその吸着剤に窒素酸化物が吸
着・固定化され、結果として前記ガスから窒素酸化物が
除去される。

【００１８】

【実施例】次に、本発明による吸着剤およびその吸着剤
を用いる窒素酸化物の除去方法の具体的実施例について
説明する。

【００１９】（実施例１）市販のやしがら活性炭（武田
薬品工業（株）製，粒状白鷺Ｇ２Ｘ）１００ｇに硝酸銅
（Ｃｕ（ＮＯ₃）・３Ｈ₂Ｏ）水溶液（濃度１００ｇ／
ｌ）１００ｍｌを含浸させた後、これを１００℃で乾燥
後、酸素がない状態（例えば窒素気流中）で２００〜４
００℃で焼成する。こうして、やしがら活性炭に酸化銅
を担持させてなる酸化銅担持体を得る。次に、この酸化
銅担持体に炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）水溶液（濃
度１００ｇ／ｌ）１００ｍｌを含浸させた後、これを１
００℃で乾燥する。こうして、やしがら活性炭に酸化銅
と炭酸ナトリウムとを担持させてなる試料を得る。

【００２０】（実施例２）粉砕，ふるい分けされた後に
成形助剤等が添加された陶石（例えば天草陶石）を公知
の方法により例えば球状成形（４ｍｍφ）する。次に、
この成形された陶石を乾燥・焼成することによりポーラ
スな焼成体を作製する。そして、この焼成体１００ｇに
実施例１と同様にして酸化銅と炭酸ナトリウムとを担持
させることにより試料を得る。

【００２１】（比較例１）実施例１で用いた市販のやし
がら活性炭を試料とする。

【００２２】（比較例２）実施例１で用いた市販のやし
がら活性炭に実施例１のようにして酸化銅のみを担持さ
せることにより試料を得る。

【００２３】このようにして得られた実施例１，２およ
び比較例１，２の各試料（吸着剤）をそれぞれ所定量ず
つ例えば通気管（図示せず。）中に充填して、空筒速度
（ＳＶ）：１００００ｈｒ^-1，温度：３０℃，入口ＮＯ
_X濃度：９０ｐｐｍ，Ｈ₂Ｏ濃度：２％（相対湿度：５
０％）の条件下でＮＯの吸着テストを行った。なお、出
口ＮＯ_X（ＮＯ＋ＮＯ₂）濃度はケミルミ法により測定
し、ＮＯ_X除去率（％）は、

【数１】で表すものとする。結果を図１に示す。

【００２４】図１からもわかるように、活性炭または陶
石からなる担体に酸化銅および炭酸ナトリウムを担持さ
せてなる実施例１または実施例２の吸着剤は、比較例
１，２の吸着剤に比べて低温領域にある比較的低濃度の
ＮＯについて高いＮＯ_X除去率を長時間保持することが
できる、言い換えれば非常に優れたＮＯ_X吸着能力（吸
着能，吸着容量）を有している。

【００２５】なお、本実施例においては担体として活性
炭，陶石を用いているが、これに限定されるものではな
くゼオライト，ベントナイト，けいそう土を用いること
もでき、さらにはそれら担体を２つ以上組み合わせて用
いることもできる。また、ＮＯを酸化するための酸化触
媒として酸化銅を用いているが、これに限定されるもの
ではなく鉄，マンガン，クロム，バナジウム，コバル
ト，亜鉛，ニッケル，パラジウム，白金を用いることも
でき、さらにはそれら酸化触媒を２つ以上組み合わせて
用いることもできる。また、ＮＯ₂の固定化のために炭
酸ナトリウムを用いているが、これに限定されるもので
はなく炭酸カリウム（Ｋ₂ＣＯ₃）等の炭酸塩および／
または重炭酸塩を用いることもできる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように構成された本発明によれ
ば、特別な装置を用いることなく、また比較的安価な原
料を用いて窒素酸化物、特に低温かつ低濃度の窒素酸化
物を効率良く長時間吸着することができ、これにより窒
素酸化物を除去する際のコストダウンを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１，２の吸着剤および比較例
１，２の吸着剤それぞれにより窒素酸化物を除去する際
の除去率の経時変化を示すグラフ図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性炭，ゼオライト，ベントナイト，陶
石およびけいそう土のうちから選択される少なくとも１
つの担体に、銅，鉄，マンガン，クロム，バナジウム，
コバルト，亜鉛，ニッケル，パラジウムおよび白金のう
ちから選択される少なくとも１つの金属または金属酸化
物と、アルカリ金属の炭酸塩および／または重炭酸塩と
を担持させてなることを特徴とする吸着剤。
【請求項２】前記アルカリ金属の炭酸塩および／また
は重炭酸塩の前記担体に対する成分比率は５乃至３０重
量％であることを特徴とする請求項１に記載の吸着剤。
【請求項３】活性炭，ゼオライト，ベントナイト，陶
石およびけいそう土のうちから選択される少なくとも１
つの担体に、銅，鉄，マンガン，クロム，バナジウム，
コバルト，亜鉛，ニッケル，パラジウムおよび白金のう
ちから選択される少なくとも１つの金属または金属酸化
物と、アルカリ金属の炭酸塩および／または重炭酸塩と
を担持させてなる吸着剤に、窒素酸化物が含有されるガ
スを導くことによりその吸着剤に窒素酸化物を吸着・固
定化させることを特徴とする窒素酸化物の除去方法。