JPH0929062A - 排ガス処理方法、及び、排ガス処理装置 - Google Patents

排ガス処理方法、及び、排ガス処理装置

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JPH0929062A
JPH0929062A JP7181622A JP18162295A JPH0929062A JP H0929062 A JPH0929062 A JP H0929062A JP 7181622 A JP7181622 A JP 7181622A JP 18162295 A JP18162295 A JP 18162295A JP H0929062 A JPH0929062 A JP H0929062A
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JP
Japan
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exhaust gas
amine compound
combustion
combustion exhaust
discharge plasma
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JP7181622A
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English (en)
Inventor
Fukuzen Yoshihara
福全 吉原
Ichiu Nishiwaki
一宇 西脇
Takuya Kagawa
拓也 賀川
Tomohisa Ota
智久 太田
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NIPPON HAKUYO KOGYOKAI
Takuma Co Ltd
Original Assignee
NIPPON HAKUYO KOGYOKAI
Takuma Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼排ガス温度が400℃以下であっても、
効率よく排ガス処理を実施できるようにする。 【解決手段】 燃焼排ガスGにアミン化合物Mを添加し
て、アミン化合物Mを燃焼排ガスG中で分解し、その分
解によって生成される分解生成物によって燃焼排ガスG
中の窒素酸化物を分解するにあたって、燃焼排ガスGに
添加したアミン化合物Mの分解を、放電プラズマによっ
て行うところにある。。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ボイラ・
ディーゼルエンジン・ガスタービン・焼却炉・各種燃焼
炉等から排出される排ガスの窒素酸化物(NOx)低減
を図ることができる排ガス処理技術に関し、更に詳しく
は、燃焼排ガスにアミン化合物を添加して、前記アミン
化合物を前記燃焼排ガス中で分解し、その分解によって
生成される分解生成物によって前記燃焼排ガス中の窒素
酸化物を分解する排ガス処理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】燃焼排ガスにアンモニアや尿素等のアン
モニア化合物を添加して、環境温度を高温(800℃以
上の温度)に設定することによって前記アンモニア化合
物を前記燃焼排ガス中で分解し、その分解によって生成
される分解生成物(NH2 )によって前記燃焼排ガス中
の窒素酸化物を分解する方法は、広く知られるところで
あるが、この方法は、上述のとおり、高温環境が必要に
なることから、エネルギー的にロスが大きいという問題
があり、この問題点を緩和できる技術として、前記アン
モニア化合物に替えてメチルアミンを燃焼排ガスに添加
し、環境温度を400℃以上の温度に設定することによ
って前記メチルアミンを燃焼排ガス中で分解し、その分
解によって生成される分解生成物(NH2 )によって前
記燃焼排ガス中の窒素酸化物を分解する技術(特開平6
−126131号公報参照)が提案された。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の排ガス
処理装置によれば、環境温度の下限値を400℃まで低
下させることは可能となったが、例えば、ボイラー又は
工業炉・船舶用ディーゼル機関等の燃焼装置から排出さ
れる燃焼排ガス温度は、400℃より低いから、何れに
しても、燃焼排ガス温度を上述のように400℃以上に
上げなければならない。従って、エネルギー的なロスが
大きく、しかも、燃焼排ガスを加熱して400℃以上に
する加熱装置が必要となり、船舶用に用いる場合には、
スペース確保に問題が生じる。
【0004】従って、本発明の目的は、上記問題点を解
消し、燃焼排ガス温度が400℃以下であっても、効率
よく排ガス処理を実施できる排ガス処理技術を提供する
ところにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕この目的を達成するための請求項1に係わる本
発明の特徴手段は、燃焼排ガスにアミン化合物を添加し
て、前記アミン化合物を前記燃焼排ガス中で分解し、そ
の分解によって生成される分解生成物によって前記燃焼
排ガス中の窒素酸化物を分解するにあたって、前記燃焼
排ガスに添加したアミン化合物の分解を、放電プラズマ
によって行うところにある。
【0006】請求項2に係わる本発明の特徴手段は、前
記アミン化合物が、メチルアミンであるところにある。
【0007】請求項3に係わる本発明の特徴構成は、燃
焼装置に連通接続する排ガス通路部の内の上流部に、前
記燃焼装置からの燃焼排ガスにアミン化合物を添加自在
なアミン化合物注入部を設け、前記アミン化合物注入部
にアミン化合物を供給自在なアミン化合物供給装置を、
前記アミン化合物注入部に連通接続し、前記排ガス通路
部内の下流部に、放電プラズマを発生自在な放電プラズ
マ装置を設けてあるところにある。
【0008】〔作用及び効果〕請求項1に係わる本発明
の特徴手段によれば、前記アミン化合物の分解による分
解生成物(例えば化学式NH2 )の生成を、従来のよう
に、燃焼排ガス温度を400℃以上に上げなくても実施
できるようになる。即ち、放電によって生じるプラズマ
中の電子が中性分子に衝突して、そのエネルギーによっ
て化学反応の活性化を図ることが可能となるから、例え
ば、燃焼排ガス温度が、150〜250℃程度であって
も、特別な加熱装置を設けずに、前記分解生成物を生成
して、その分解生成物による窒素酸化物の分解を図るこ
とが可能となる。更には、前記分解生成物による窒素酸
化物の分解反応は、環境温度が400℃以上の雰囲気に
比べて、むしろ400℃以下の雰囲気のほうが活発に起
こるため、より効率よく窒素酸化物の分解を行うことが
可能となる。また、燃焼排ガスに対しては、前記分解生
成物による窒素酸化物の分解反応に加えて、放電プラズ
マによる窒素酸化物の分解反応も作用するから、よりい
っそう効率のよい排ガス処理を叶えることが可能とな
る。従って、排ガス処理能力を低下させずに、装置その
もののコンパクト化が可能となり、設置スペースや、重
量的な制約の多い設置環境(例えば船舶用ディーゼルエ
ンジン)への適応性が向上する。
【0009】請求項2に係わる本発明の特徴手段によれ
ば、前記アミン化合物が、メチルアミンであるから、高
級同族体に比べて分解が生じ易く、NH2 の生成効率が
高くなり、より高能率な排ガス処理を叶えることが可能
となる。
【0010】請求項3に係わる本発明の特徴構成によれ
ば、前記アミン化合物供給装置から、前記アミン化合物
注入部を経て、排ガス通路部内の燃焼排ガスに、アミン
化合物を添加し、前記放電プラズマ装置によって排ガス
通路部内に発生させた放電プラズマによって、燃焼排ガ
ス中のアミン化合物を分解して分解生成物を生成するこ
とが可能となり、上述の排ガス処理方法の実施を、効率
よく行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0012】図1は、本発明の排ガス処理装置の一例
(以後、単に処理装置という)Sを備えた燃焼設備Hを
示すものであり、ディーゼルエンジン(燃焼装置の一
例)Eからの燃焼排ガスG中の窒素酸化物(NOx)を
低減処理するように構成してある。
【0013】前記燃焼設備Hは、前記ディーゼルエンジ
ンEと、その排気部に連通接続した前記処理装置Sとを
備えて構成してある。
【0014】前記処理装置Sは、前記ディーゼルエンジ
ンEに連通接続する排ガス通路部1を設け、その排ガス
通路部1内の上流部に、前記ディーゼルエンジンEから
の燃焼排ガスGにメチルアミン(アミン化合物の一例)
Mを添加自在な注入部(アミン化合物注入部の一例)2
を設け、前記注入部2にメチルアミンを供給自在なアミ
ン供給装置(アミン化合物供給装置の一例)3を、前記
注入部2に連通接続し、前記排ガス通路部1内の前記注
入部2の下流側に、放電プラズマを発生自在なプラズマ
発生部4aを備えた放電プラズマ装置4を設けて構成し
てある。
【0015】前記注入部2は、具体的には、前記排ガス
通路部1内にメチルアミンMを噴射自在な噴射弁5によ
って構成してあり、前記アミン供給装置3は、メチルア
ミン水溶液貯蔵タンク(以後、単に貯蔵タンクという)
6と、前記貯蔵タンク6に貯蔵されたメチルアミン水溶
液を前記噴射弁5へ送る送液ポンプ7とを備えて構成し
てある。尚、前記メチルアミン水溶液は、濃度を40%
に調製してある。
【0016】前記放電プラズマ装置4は、本実施形態に
おいては、パルスストリーマ放電によって放電プラズマ
を発生させるものであり、前記プラズマ発生部4aと、
前記プラズマ発生部4aへ高圧パルス電圧を印加する電
源部4bとを備えて構成してある。前記プラズマ発生部
4aは、円筒形の放電セル8と、その筒軸芯位置に配置
した放電線9とを設け、前記放電線9に前記電源部4b
からの高圧導線10を電気的に接続して構成してある
(同軸円筒式)。そして、前記放電セル8の一端側は、
前記ディーゼルエンジンEの排気部に連通接続してあ
り、他端側は、大気解放させてある。前記ディーゼルエ
ンジンEの排気部から、大気開放部分にいたる一連の密
閉流路が、前記排ガス通路部1にあたる。また、前記放
電セル8内空部のパージを実施できるように、空気圧縮
機11を連通接続してある。そして、前記電源部4bか
ら前記放電線9に高圧パルス電圧を印加することによっ
て、内部気体の絶縁破壊が起こり、前記放電セル8内の
放電線9周囲空間に放電プラズマが発生する。前記注入
部2から排ガス通路部1に添加されたメチルアミンに対
して前記放電プラズマ中の電子エネルギーが作用するこ
とによって、分解反応の活性化を図ることが可能とな
り、わざわざ高温雰囲気をつくらなくてもメチルアミン
を分解して分解生成物(NH2 )を生成することができ
る。そして、生成された分解生成物(NH2 )によっ
て、燃焼排ガス中の窒素酸化物(NO)は、窒素と水と
に分解される。一方、前記分解生成物(NH2 )の作用
とは別に、放電プラズマ単独の作用として、各種のラジ
カル(O,N,HO2)の生成によって窒素酸化物の酸
化反応を促進したり、ディーゼルエンジンEからの燃焼
排ガスGに混ざったダストを電気的に集塵したり、未燃
炭化水素の分解を図ることができる効果をも期待するこ
とができる。
【0017】従って、前記注入部2から燃焼排ガスGに
メチルアミンMを添加すると共に、放電プラズマ装置4
によって放電プラズマを排ガス通路部1内に発生させる
ことによって、上述のように、燃焼排ガス中の窒素酸化
物を低減させることが可能となる。
【0018】次に、本発明の排ガス処理技術による窒素
酸化物の低減効果を確認した実験結果について説明す
る。実験に使用した設備は、図2に示すものを使用し
た。この実験設備においては、先の実施形態で説明した
ディーゼルエンジンEに替えて、窒素ボンベ12・酸素
ボンベ13・一酸化炭素ボンベ14と、それらからの各
ガスを混合するガス混合器15とを設け、燃焼排ガスの
試料ガスを製造する構成にした。また、排ガス通路部1
へのメチルアミンの添加は、前記メチルアミン水溶液を
一定レベルに満たした恒温容器16に窒素ガス17をキ
ャリアとして供給し、窒素ガス流量によって添加するメ
チルアミン蒸気の量を調整して行った。そして、排ガス
通路部の大気解放側端部には、ガス濃度計18を設け
て、排ガスの窒素酸化物濃度を計測した。尚、実験は、
試料ガスにメチルアミンを添加すると共に、放電プラズ
マを発生させて排ガス処理を行う第一方法と、メチルア
ミンの添加を行わずに放電プラズマの発生のみで排ガス
処理を行う第二方法との二形態で実施した。前記第一・
第二方法とも、前記ガス混合器15から供給する排ガス
中の一酸化炭素濃度は900ppm、試料ガス流量は6
リットル毎分とし、印加したパルスのピーク電圧は16
KV、パルス幅は約300ns、パルス周期は120H
zで実施した。前記第一方法・第二方法による窒素酸化
物(NO,NOx)の低減率と、反応雰囲気温度との関
係を、図3・図4に示す。図3・図4に見られるよう
に、本実験例の排ガス処理によれば、NOxは概ね60
%、NOは、概ね80パーセントの低減効果が確認され
る。
【0019】〔別実施形態〕以下に他の実施の形態を説
明する。 〈1〉 前記放電プラズマ装置は、先の実施形態で説明
した同軸円筒式に限定されるものではなく、他の方式で
構成してあってもよい。また、パルスストリーマ放電を
生じるものに限定されるものではなく、他のプラズマ放
電を発生させるものであってもよい。 〈2〉 前記排ガス通路部11の起点部と、終点部と
に、それぞれ内部を流れるガスのNOx量を分析する分
析装置を各別に設け、それぞれの分析装置の分析データ
によって前記アミン化合物の最適な添加量を割り出し、
且つ、添加量がその最適値になるように前記送液ポンプ
7をコントロールする制御機構を設ける構成をとること
も可能で、より効率のよい排ガス処理を叶えることが可
能となる。
【0020】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の燃焼設備を示す模式図
【図2】実験例の燃焼設備を示す模式図
【図3】第一方法による窒素酸化物処理状況を示す図
【図4】第二方法による窒素酸化物処理状況を示す図
【符号の説明】
1 排ガス通路部 2 アミン化合物注入部 3 アミン化合物供給装置 4 放電プラズマ装置 E 燃焼装置 G 燃焼排ガス M アミン化合物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000133032 株式会社タクマ 大阪府大阪市北区堂島浜1丁目3番23号 (71)出願人 595055162 社団法人日本舶用工業会 東京都港区虎ノ門1−5−16(晩翠ビル) (72)発明者 吉原 福全 滋賀県甲賀郡甲西町北山台一丁目13番地の 12 (72)発明者 西脇 一宇 大阪府茨木市山手台6丁目20番地33号 (72)発明者 賀川 拓也 徳島県三好郡池田町字シマ847―5 (72)発明者 太田 智久 大阪府大阪市北区堂島浜1丁目3番23号 株式会社タクマ内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼排ガス(G)にアミン化合物(M)
    を添加して、前記アミン化合物(M)を前記燃焼排ガス
    (G)中で分解し、その分解によって生成される分解生
    成物によって前記燃焼排ガス(G)中の窒素酸化物を分
    解する排ガス処理方法であって、 前記燃焼排ガス(G)に添加したアミン化合物(M)の
    分解を、放電プラズマによって行う排ガス処理方法。
  2. 【請求項2】 前記アミン化合物(M)が、メチルアミ
    ンである請求項1に記載の排ガス処理方法。
  3. 【請求項3】 燃焼装置(E)に連通接続する排ガス通
    路部(1)の内の上流部に、前記燃焼装置(E)からの
    燃焼排ガス(G)にアミン化合物(M)を添加自在なア
    ミン化合物注入部(2)を設け、前記アミン化合物注入
    部(2)にアミン化合物(M)を供給自在なアミン化合
    物供給装置(3)を、前記アミン化合物注入部(2)に
    連通接続し、前記排ガス通路部(1)内の下流部に、放
    電プラズマを発生自在な放電プラズマ装置(4)を設け
    てある排ガス処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100860599B1 (ko) * 2007-07-27 2008-09-26 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 플라즈마 토치를 이용한 폐가스연소장치
JP2009511247A (ja) * 2005-10-10 2009-03-19 コリア インスティテュート オブ マシネリー アンド マテリアルズ プラズマ反応装置及びこれを用いたプラズマ反応方法、難分解性ガスのプラズマ反応方法及び吸蔵触媒方式のNOx低減装置
CN115722034A (zh) * 2022-05-17 2023-03-03 重庆市中润化学有限公司 一种一甲胺尾气回收再利用的方法

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