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JPH0618611B2 - Exhaust gas purification method - Google Patents
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JPH0618611B2 - Exhaust gas purification method - Google Patents

Exhaust gas purification method

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Publication number
JPH0618611B2
JPH0618611B2 JP2-503014A JP50301490A JPH0618611B2 JP H0618611 B2 JPH0618611 B2 JP H0618611B2 JP 50301490 A JP50301490 A JP 50301490A JP H0618611 B2 JPH0618611 B2 JP H0618611B2
Authority
JP
Japan
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activated carbon
rays
electrostatic precipitator
exhaust gas
wet electrostatic
Prior art date
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JP2-503014A
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JPWO1990009227A1 (en
JPH0618611B1 (en
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慎治 青木
良治 鈴木
章彦 前沢
享 上里田
恭一 岡本
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、排ガスの浄化方法に係り、特に自動車の排気
ガス等で汚染された窒素酸化物(一酸化窒素と二酸化窒
素)、カーボン含有粉末および希薄な硫黄酸化物を含有
する排ガスの浄化方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for purifying exhaust gas, and more particularly to a method for purifying exhaust gas containing nitrogen oxides (nitric oxide and nitrogen dioxide), carbon-containing powder, and dilute sulfur oxides contaminated by automobile exhaust gases and the like.

背景技術 従来、ガス中に含有する窒素酸化物の除去方法として
は、触媒を用いる方法、紫外線法、吸収法、吸着法、電
子線照射法などが知られているが、自動車の排ガス等で
汚染された低濃度の一酸化窒素および二酸化窒素および
カーボン含有粉末を含有する排ガスから、効率良く、経
済的に、しかも安全にそれらの窒素酸化物などを除去す
る有効な方法は未だ見い出されていない。
BACKGROUND ART Conventionally, methods for removing nitrogen oxides contained in gases have been known, such as a method using a catalyst, an ultraviolet method, an absorption method, an adsorption method, and an electron beam irradiation method. However, no effective method has yet been found that can efficiently, economically, and safely remove nitrogen oxides and the like from exhaust gases contaminated with automobile exhaust gases and the like, which contain low concentrations of nitric oxide and nitrogen dioxide and carbon-containing powder.

例えば、触媒を用いて、窒素酸化物を窒素ガスに還元す
る方法は、その反応温度が300℃以上の高温でなけれ
ば触媒効果が発揮されないので、常温のガス中から窒素
酸化物を除去する方法としては不適当である。
For example, the method of reducing nitrogen oxides to nitrogen gas using a catalyst is not suitable as a method of removing nitrogen oxides from gas at room temperature because the catalytic effect is not exhibited unless the reaction temperature is high, such as 300°C or higher.

紫外線法とは、アンモニアを添加し、窒素酸化物をN2
O2に分離できる方法であり、窒素酸化物を硝安に変化さ
せる作用もあるが、この反応は反応時間が遅く、流れの
あるガスには適用できない。また、紫外線照射で発生す
るオゾンを利用し、オゾンと一酸化窒素との反応で二酸
化窒素を生成し、これを吸着剤で吸着させる吸着法との
組み合わせで処理する方法は、現在ある吸着剤の二酸化
窒素除去能力が低く、かなりの頻度で吸着剤を交換しな
ければならないため経済的では無い。前記の紫外線を使
ってのオゾン発生という方法は、エネルギー効率が悪
く、経済的では無い。同様に、本来のオゾン発生装置を
使う方法も、エネルギー効率の問題と、二酸化窒素の処
理に対する経済的問題があり、有効な方法とは言えな
い。
The ultraviolet method involves adding ammonia and converting nitrogen oxides into N2.
This method can separate nitrogen oxides into O2 and also converts nitrogen oxides into ammonium nitrate, but the reaction time is slow and it cannot be applied to flowing gases. Furthermore, a treatment method that combines ozone generated by ultraviolet irradiation with nitrogen monoxide to generate nitrogen dioxide through a reaction between the ozone and nitrogen monoxide, and then adsorbs this nitrogen dioxide onto an adsorbent, is not economical because the current adsorbents have low nitrogen dioxide removal capacity and require frequent replacement. The aforementioned method of generating ozone using ultraviolet light is energy inefficient and uneconomical. Similarly, the method of using a conventional ozone generator also has energy efficiency issues and economical problems with nitrogen dioxide treatment, making it an ineffective method.

吸収法とは、様々な吸収薬品を使用した湿式法であり、
化学反応により除去する方法であるが、一酸化窒素に対
して常温で反応する有効な薬品は、現在の段階では見い
出されておらず、自動車排ガス等で汚染された一酸化窒
素含有率の高いガスに対して不適当である。
The absorption method is a wet method that uses various absorption chemicals.
This method uses a chemical reaction to remove nitrogen monoxide, but at present no effective chemicals have been found that react with nitrogen monoxide at room temperature, making it unsuitable for gases with high nitrogen monoxide content such as those contaminated by automobile exhaust fumes.

吸着法とは、吸着剤を用いて物理的または化学的に窒素
酸化物(主として二酸化窒素)を除去する方法である。
現在、二酸化窒素を低濃度で含有する空気の浄化方法と
して、最も使われている方法であるが、今回処理しよう
としているある程度の窒素酸化物(主として一酸化窒
素)を含有するガスの処理方法としては、有効な方法と
は言えない。つまり、大気中の二酸化窒素の濃度は通常
数十ppb(ppbとは10億分の1の単位)以下であり、今
回処理しようとする濃度の数十分の1程度である。吸着
法は、このような低濃度の二酸化窒素を含有する気体に
対しては有効であるが、一酸化窒素の割合が50%以上
と多く、しかも数ppmオーダーでそれらを含有している
ガスに対しては、吸着剤の除去能力は寿命が短く、長期
の使用に耐ええず、出願人の試験結果では、ゼオライ
ト、活性炭、アルカリ添着炭などの吸着剤の二酸化窒素
の除去能力は、二酸化窒素の除去能力の最も良い添着炭
でも、線速度(LV)0.5m/secでは数十時間でその除去能力
が50%以下となった。少なくとも、実際に使用するた
めには、その除去能力は1か月以上保持することが必要
であり、また、その能力を維持するためのコストも、有
効な窒素酸化物の除去方法を選択する上で重要な要因と
なる。
The adsorption method is a method of physically or chemically removing nitrogen oxides (mainly nitrogen dioxide) using an adsorbent.
While this method is currently the most widely used method for purifying air containing low concentrations of nitrogen dioxide, it is not an effective method for treating the gases containing a certain amount of nitrogen oxides (primarily nitric oxide) that we are attempting to treat. The atmospheric concentration of nitrogen dioxide is typically less than several tens of parts per billion (ppb), a fraction of the concentration we are attempting to treat. While adsorption is effective for gases containing such low concentrations of nitrogen dioxide, for gases containing a high proportion of nitric oxide (50% or more), even at levels on the order of several ppm, the adsorbent's removal capacity is short and it cannot withstand long-term use. In our testing, the nitrogen dioxide removal capacity of adsorbents such as zeolite, activated carbon, and alkali-impregnated carbon, even with the best impregnated carbon, fell to less than 50% within several tens of hours at a linear velocity (LV) of 0.5 m/sec. At the very least, for practical use, the removal capacity must be maintained for at least one month, and the cost of maintaining this capacity is also an important factor in selecting an effective nitrogen oxide removal method.

次に、電子線照射法とは、本出願人が開発した技術であ
り、電子線照射により反応性の高いO,OH,HO2
どのラジカル基を生成し、SOxやNOxを硫酸や硝酸
に変化させたあと、あらかじめ添加してあるアンモニア
と反応させて、硫安や硝安として回収する方法であり、
燃焼ガスの処理法として実用化されている。さらに、自
動車排ガス等で汚染された一酸化窒素と二酸化窒素を含
有するガスの処理方法としても、本出願人が、先に出願
し、特開昭63−291626号公報として公開されて
いる。しかし、この方法はアンモニア未添加の排ガスに
電子線照射後、活性炭系吸着剤又はゼオライト系吸着剤
を用いて処理する方法であるため、活性炭系吸着剤やゼ
オライト系吸着剤の、硝酸イオンや二酸化窒素に対する
除去能力が少なく、その除去能力を維持するためには、
かなりの頻度で吸着剤を交換しなければならないという
経済的な問題があった。
Next, the electron beam irradiation method is a technology developed by the present applicant, in which highly reactive radicals such as O, OH, and HO2 are generated by electron beam irradiation, which converts SOx and NOx into sulfuric acid and nitric acid, which are then reacted with ammonia that has been added in advance to recover ammonium sulfate and ammonium nitrate.
This method has been put to practical use as a method for treating combustion gases. Furthermore, the present applicant has previously filed a patent application and published it as Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-291626 as a method for treating gases containing nitrogen monoxide and nitrogen dioxide contaminated by automobile exhaust gases, etc. However, this method involves irradiating exhaust gas to which no ammonia has been added with an electron beam, and then treating the gas with an activated carbon adsorbent or a zeolite adsorbent. Therefore, the activated carbon adsorbent and the zeolite adsorbent have low removal capacity for nitrate ions and nitrogen dioxide, and in order to maintain this removal capacity,
There was an economic problem in that the adsorbent had to be replaced quite frequently.

前記したように、従来から窒素酸化物の除去方法として
は各種の方法が知られていたが、自動車の排ガス等で汚
染されたガスについては、実用的で有効な浄化方法はな
かった。
As mentioned above, various methods have been known for removing nitrogen oxides, but there has been no practical and effective method for purifying gases polluted by automobile exhaust gases and the like.

そこで、本発明は、自動車の排ガス等で汚染された窒素
酸化物(NOx),カーボン含有粉末および希薄な硫黄酸化
物を含む排ガスから、有害物質を効率良く、経済的に、
しかも安全に除去する浄化方法を提供することを目的と
する。
Therefore, the present invention aims to efficiently and economically remove harmful substances from exhaust gases containing nitrogen oxides (NOx), carbon-containing powders, and diluted sulfur oxides contaminated by automobile exhaust gases, etc.
Moreover, the object is to provide a purification method that safely removes the pollutants.

発明の開示 前記目的は、自動車排ガス等に起因する有害物質を含有
する排ガスにアンモニアを添加し、電離性放射線を照射
後、湿式電気集塵機を通すことにより達成される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The above object can be achieved by adding ammonia to exhaust gas containing harmful substances originating from automobile exhaust gases, etc., irradiating the gas with ionizing radiation, and then passing the gas through a wet electrostatic precipitator.

すなわち、本発明は、自動車の排ガス等に起因する窒素
酸化物、カーボン含有粉末および希薄な硫黄酸化物を含
有する排ガスの浄化方法において、該ガスにアンモニア
を添加し、電離性放射線を照射した後、生成するダスト
および/またはミスト並びにカーボンを湿式電気集塵機
で除去することを特徴とするガス中の窒素酸化物および
カーボン含有粉末の除去方法であり、また、前記湿式電
気集塵機による処理後に、更に活性炭系充填剤層を通す
排ガスの浄化方法でもある。
Specifically, the present invention relates to a method for purifying exhaust gas containing nitrogen oxides, carbon-containing powder, and dilute sulfur oxides, which is generated from automobile exhaust gases and the like, by adding ammonia to the gas, irradiating the gas with ionizing radiation, and then removing the resulting dust and/or mist and carbon with a wet electrostatic precipitator. The present invention also relates to a method for purifying exhaust gas which, after treatment with the wet electrostatic precipitator, further passes the gas through an activated carbon filler layer.

図面の簡単な説明 第1図及び第2図は、本発明の一実施例を示す工程図、
第3図は吸収線量と脱硝率及びオゾン濃度の関係を示す
グラフ、第4図は本発明の方法を自動車トンネルに設置
した場合の概念図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figures 1 and 2 are process diagrams showing one embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a graph showing the relationship between absorbed dose, denitration rate and ozone concentration, and FIG. 4 is a conceptual diagram of the method of the present invention when installed in an automobile tunnel.

発明を実施するための最良の形態 まず、本発明の原理を説明すると、空気の如きガスに電
離性放射線を照射することにより、空気の如きガスの中
の成分である窒素および酸素と水分から、反応性の高い
N,O,OH,HO2などのラジカル基が生成する(反
応式1)。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, the principle of the present invention will be explained. When a gas such as air is irradiated with ionizing radiation, highly reactive radicals such as N, O, OH, and HO2 are generated from nitrogen, oxygen, and moisture, which are components of the gas such as air (Reaction Formula 1).

N2,O2,H2Oe− N,O,OH,HO2(反応式1) これらのラジカル基は、除去しようとする窒素酸化物と
反応し、反応式2乃至4のごとく、窒素ガスや硝酸を生
成する方向で進行する。
N2,O2,H2Oe- N, O, OH, HO2(Reaction Scheme 1) These radicals react with the nitrogen oxides to be removed.
The reaction produces nitrogen gas and nitric acid as shown in Reactions 2 to 4.
It will proceed in the direction of completion.

NO+N→N2+1/2O2(反応式2) NO+HO2→HNO3( 〃 3) NO2+OH→HNO3( 〃 4) 反応式2で生成した窒素ガスは無害なガスとして放出さ
れ、また、反応式3または4で生成した硝酸はアンモニ
アが存在する状態では反応式5のごとく硝安となる。
NO + N → N2 + 1/ 2O2 (Reaction 2) NO + HO2HNO3 (Reaction 3) NO2 + OH → HNO3 (Reaction 4) The nitrogen gas produced in reaction 2 is released as a harmless gas, and the nitric acid produced in reaction 3 or 4 becomes ammonium nitrate in the presence of ammonia, as shown in reaction 5.

HNO3+NH3→NH4NO3(反応式5) 反応式1〜5までの反応は、1秒以内の瞬時に進行す
る。希薄な硫黄酸化物は同様に反応して少量の硝安を生
成する。
HNO 3 + NH 3 → NH 4 NO 3 (Reaction Formula 5) Reactions 1 to 5 proceed instantaneously within one second. Dilute sulfur oxides react in the same way to produce a small amount of ammonium nitrate.

上記の反応で得られた硝安および硫安は、湿式電気集塵
機で回収する。
The ammonium nitrate and ammonium sulfate obtained in the above reaction are recovered using a wet electrostatic precipitator.

ところで、煙道排ガスを電離性放射線法で処理する場合
には、通常硫安が存在し、硝安と共に回収される。ま
た、未燃カーボンの量も、硝安の量に対して少ない状態
で存在するのが通常である。従って、煙道排ガスを電離
性放射線法で処理する場合には、その副生物は乾燥状態
で回収しても何ら問題は無い。
When flue gas is treated by an ionizing radiation method, ammonium sulfate is usually present and is recovered together with ammonium nitrate. Furthermore, the amount of unburned carbon is usually small relative to the amount of ammonium nitrate. Therefore, when treating flue gas by an ionizing radiation method, there is no problem in recovering the by-product in a dry state.

ところが、自動車排ガスに起因する排ガスを、電離性放
射線法で処理する場合には硫黄酸化物の量は少なく、回
収できる副生物の大部分は硝安である。また未燃カーボ
ンの比率も、煙道排ガスを処理した副生物に比較する
と、かなり多く存在する。従って硝安と未燃カーボンと
の混在により、発熱または爆発の危険性が生じてくる。
従って自動車排ガス等を電離性放射線法で処理する場合
は、安全な副生物回収方法としては、湿式回収法を用い
る必要がある。
However, when treating exhaust gases from automobile exhausts using the ionizing radiation method, the amount of sulfur oxides is small, and the majority of the by-product that can be recovered is ammonium nitrate. Furthermore, the proportion of unburned carbon is significantly higher than in the by-products from treating flue gas. Therefore, the mixture of ammonium nitrate and unburned carbon creates the risk of heat generation or explosion.
Therefore, when treating automobile exhaust gases and the like using the ionizing radiation method, it is necessary to use a wet recovery method as a safe by-product recovery method.

一方、湿式回収法にはスクラバー法もあるが、その場
合、今回のような大風量を処理する場合には、圧力損失
が高くなり、また、ミストがリークする問題もあるの
で、今回の場合は適さない。
On the other hand, the wet recovery method also includes the scrubber method, but in this case, when treating large volumes of air like in this case, the pressure loss is high and there is also the problem of mist leakage, so it is not suitable in this case.

従って、湿式電気集塵機で副生物を回収する方法は、自
動車排ガス等を電離性放射線法で処理した時に生成する
硝安を主成分とする副生物を安全に、圧力損失やミスト
リークの問題も無く回収できる方法である。
Therefore, the method of recovering by-products using a wet electrostatic precipitator is a method that can safely recover by-products mainly composed of ammonium nitrate that are generated when automobile exhaust gases, etc. are treated by the ionizing radiation method, without causing problems such as pressure loss or mist streaks.

しかも、湿式電気集塵機は、未反応として残ったアンモ
ニアも、そのスプレー水およびめれ壁の効果により吸収
するので、リークアンモニアが低減できる。
Furthermore, the wet electrostatic precipitator absorbs any remaining unreacted ammonia through the effects of its spray water and weeping walls, thereby reducing leaked ammonia.

また、湿式電気集塵機で使用する水を繰り返し循環使用
し、硝安濃度を上げて回収することにより、肥料として
利用できるので、経済性も向上する。
Furthermore, by repeatedly recycling the water used in the wet electrostatic precipitator and increasing the concentration of ammonium nitrate, the water can be recovered and used as fertilizer, which also improves economic efficiency.

さらに、電離性放射線照射と湿式電気集塵機を配置した
装置の最終箇所に活性炭系充填剤を使用することで、電
離性放射線照射や湿式電気集塵機の荷電で発生するオゾ
ンを分解する。しかし、この場合、活性炭系充填剤はN
Oxの除去を目的としているものではない。活性炭系充
填剤のオゾン分解能力は、その重量以上のオゾンを分解
する能力があり、オゾン分解を目的とする活性炭系充填
剤の使用は十分経済的である。窒素酸化物の除去効率を
上げるためには、電離性放射線の照射量を増加させるこ
とが有効であるが、一方でオゾンも電離性放射線の照射
量と共に増加する傾向が見られた。このオゾンは、大気
中に放出された場合には、動植物や人体に有害であるこ
とから、窒素酸化物の除去能力を上げるための障害とな
っていたが、経済的にオゾン分解のできる活性炭系充填
剤を配置することは、電離性放射線の照射量を安心して
増加することができることから窒素酸化物の除去能力向
上のために有効である。
Furthermore, by using activated carbon fillers at the final location of the equipment where ionizing radiation irradiation and wet electrostatic precipitators are installed, ozone generated by ionizing radiation irradiation and charging of the wet electrostatic precipitator can be decomposed. However, in this case, the activated carbon fillers
The purpose of this packing is not to remove Ox. The ozone decomposition capacity of activated carbon packing is such that it can decompose ozone in excess of its own weight, making its use economical. Increasing the dose of ionizing radiation is effective in increasing the nitrogen oxide removal efficiency, but ozone also tends to increase with the dose of ionizing radiation. Because ozone is harmful to plants, animals, and humans when released into the atmosphere, it has been an obstacle to increasing nitrogen oxide removal capacity. However, the use of activated carbon packing, which can economically decompose ozone, allows the dose of ionizing radiation to be increased safely, making it effective for improving nitrogen oxide removal capacity.

また、湿式電気集塵機の放電極は正極とすることによ
り、通常一般的に使われている方式の負極とすることよ
りも、荷電でのオゾン発生量が少なくなることがわかっ
た。
It was also found that by using a positive electrode as the discharge electrode of a wet electrostatic precipitator, the amount of ozone generated by charging is less than when the electrode is a negative electrode, as is commonly used.

活性炭系充填剤とは、活性炭を含有する繊維状、粒状あ
るいは塊状の物質を言う。これらの物質は、電離性放射
線と湿式電気集塵機で処理したガスをLV(線速度),
約0.01〜1.0m/secにより、圧力損失の少ない状態で接触
させることができる。粒状の活性炭は、ゼオライトやシ
リカゲルなどを混合させると、高濃度オゾンの活性炭に
よる分解時に心配される燃焼の危険を無くし、しかもオ
ゾン分解性能を向上させるので望ましい。また、活性炭
にアルカリ金属の炭酸塩等の薬剤を添加したいわゆる添
着炭等も使用できる。
Activated carbon fillers are fibrous, granular, or aggregate materials containing activated carbon. These materials are used to transport gases that have been treated with ionizing radiation and a wet electrostatic precipitator at a linear velocity (LV),
A flow rate of approximately 0.01 to 1.0 m/sec allows contact with minimal pressure loss. Granular activated carbon is preferably mixed with zeolite or silica gel, as this eliminates the risk of combustion that can occur when high-concentration ozone is decomposed by activated carbon and improves ozone decomposition performance. Impregnated activated carbon, in which an agent such as an alkali metal carbonate is added to activated carbon, can also be used.

上記のように、本発明で使用できる活性炭系充填剤は、
通常吸着剤として使用されている活性炭系のものなら、
どのようなものでも使用できる。
As described above, the activated carbon filler that can be used in the present invention is
Activated carbon, which is normally used as an adsorbent,
Anything can be used.

活性炭系充填剤は、一酸化窒素の除去能力はほとんど無
く、二酸化窒素の除去能力も数ppmの濃度では数十時間
で急激に劣化するために、その目的のための使用ではか
なりの頻度で交換しなければならず、経済的でないこと
は、従来の技術で述べた通りである。しかし、活性炭系
充填剤は、オゾン分解能力に加えて有害な二酸化窒素を
それよりも毒性の少ない一酸化窒素に還元する能力があ
ることが確認された。
Activated carbon fillers have almost no ability to remove nitrogen monoxide, and their ability to remove nitrogen dioxide deteriorates rapidly within several tens of hours at concentrations of a few ppm, so they must be replaced quite frequently and are not economical to use for that purpose, as mentioned in the prior art. However, it has been confirmed that activated carbon fillers have the ability to reduce harmful nitrogen dioxide to the less toxic nitric oxide, in addition to their ability to decompose ozone.

さらに、活性炭系充填剤を移動層として使用することに
より、活性炭系充填剤表面に付着したダストを落とし、
利用されない表面を無くすことができる。また、オゾン
分解能力や二酸化窒素還元能力の劣化した物質を、新ら
しい活性炭系充填剤と交換することも容易になる。
Furthermore, by using activated carbon packing as a moving layer, dust adhering to the surface of the activated carbon packing is removed,
This eliminates unused surfaces, and also makes it easier to replace materials that have lost their ozone decomposition or nitrogen dioxide reduction capabilities with new activated carbon fillers.

本発明の窒素酸化物を含有するガスに照射する電離性放
射線としては、電子線、α線、β線、γ線、X線、中性
子線などが使用できるが、電子線がより便利である。そ
の照射量は、0.001Mrad〜0.5Mradの範囲無いの線量で照
射すれば十分である。また、その照射量は、常温で行な
える。さらに湿式電気集塵機の印加電圧は約10〜10
0kVの範囲が好ましい。
The ionizing radiation to be irradiated to the nitrogen oxide-containing gas of the present invention may be electron beams, α-rays, β-rays, γ-rays, X-rays, neutron beams, etc., but electron beams are more convenient. The irradiation dose is sufficient if it is within the range of 0.001 Mrad to 0.5 Mrad. Furthermore, the irradiation can be carried out at room temperature. Furthermore, the applied voltage of the wet electrostatic precipitator is about 10 to 10
A range of 0 kV is preferred.

本発明によれば、ガス中に含まれる窒素の低次酸化物、
特に一酸化窒素が電離性放射線の照射により、ガス中の
窒素、酸素及び水分から生じた、N,O,OH及びHO
2等のラジカル基と反応して、無害な窒素ガスやより高
次酸化物である硝酸に酸化され、アンモニアと反応して
硝安となる。その硝安は、湿式電気集塵機の循環水中に
安全な形で回収され、さらに、有害なオゾンも後段に配
置した活性炭系充填剤によって分解される。また、活性
炭系充填剤はその作用により、これらの方法で処理でき
なかった二酸化窒素を毒性の比較的少ない一酸化窒素に
還元する。
According to the present invention, low-order oxides of nitrogen contained in the gas,
In particular, nitric oxide is generated from nitrogen, oxygen, and moisture in the gas by irradiation with ionizing radiation, and is a compound of N, O, OH, and HO.
It reacts with radicals such as 2 , oxidizing it to harmless nitrogen gas or the higher oxide nitric acid, which then reacts with ammonia to form ammonium nitrate. The ammonium nitrate is safely recovered in the circulating water of the wet electrostatic precipitator, and harmful ozone is also decomposed by the activated carbon filler placed in the downstream stage. The activated carbon filler also reduces nitrogen dioxide, which cannot be treated by these methods, to relatively less toxic nitric oxide.

本発明で処理するガスとしては、窒素酸化物を数ppm程
度で含有するガスであり、特に、自動車用トンネル内の
排気ガスとか、地下駐車場内の排気ガスとかの自動車排
ガスに起因する排気ガスの浄化に適用するので有効であ
る。自動車用トンネル内の排気ガスには、NOx約0.1
〜5.0ppm,媒じん約0.05〜1.0mg/m3,固形炭素(前記媒
じん約の約10〜80%)、および微量のSO2を含む
ことが知られている。第4図に自動車トンネルに本発明
の方法を適用した場合の概念図を示す。第4図におい
て、(10)が自動車トンネルであり、(11)が排気路であ
り、排気路からの空気が、本発明の方法によって処理さ
れる。
The gas to be treated by this invention is a gas containing nitrogen oxides at a level of about several ppm, and is particularly effective for purifying exhaust gases originating from automobile exhaust gases such as exhaust gases in automobile tunnels and exhaust gases in underground parking lots. Exhaust gases in automobile tunnels contain about 0.1 ppm of NOx.
It is known that the air contains about 0.05 to 1.0 mg/ of carbon dioxide, about 10 to 80% of the dust, and a trace amount of SO₂ . Figure 4 shows a conceptual diagram of the application of the method of the present invention to an automobile tunnel. In Figure 4, (10) is the automobile tunnel, (11) is the exhaust duct, and the air from the exhaust duct is treated by the method of the present invention.

[実施例] 以下、本発明を実施例によりより具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[Examples] The present invention will be described in more detail below with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples.

実施例1 第1図は、本発明の一例を示す工程図である。第1図に
おいて、(1)はアンモニアの添加部、(2)は電離性放射線
の照射装置、(3)は反応器、(4)は湿式電気集塵機、(5)
はブロアーを示す。処理ガスは、アンモニアを添加され
た(1)のち、反応器(3)に入り電離性放射線が照射され、
湿式電気集塵機(4)に入る。湿式電気集塵機(4)では、循
環水スト除去装置(6)でダストを除去された水が管(8)よ
りスプレーされており、反応器(3)からの硝安とカーボ
ンが捕集され、浄化されたガスはブロアー(5)から排出
される。一方、濃縮された硝安は、肥料として(7)から
取り出される。次に、この第1図を用いた具体例を説明
する。
Example 1 Figure 1 is a process diagram showing an example of the present invention. In Figure 1, (1) is an ammonia addition section, (2) is an ionizing radiation irradiation device, (3) is a reactor, (4) is a wet electrostatic precipitator, (5) is a water-soluble polymer.
indicates a blower. After ammonia is added to the treated gas (1), it enters the reactor (3) and is irradiated with ionizing radiation.
The wastewater enters the wet electrostatic precipitator (4). In the wet electrostatic precipitator (4), water from which dust has been removed in the circulating water dust removal device (6) is sprayed from a pipe (8), where ammonium nitrate and carbon from the reactor (3) are collected, and the purified gas is discharged from a blower (5). Meanwhile, the concentrated ammonium nitrate is extracted as fertilizer from (7). Next, a specific example using this FIG. 1 will be explained.

NOx1.8〜2.7ppm(NO含有率80%〜90%他はN
2)媒じん約0.1〜0.7mg/m3(固形炭素:媒じん中の50
%)、および微量のSO2を含む空気を常温で1,000
Nm3/hの速度で反応器(3)に通し、ここで電子線発生装置
(2)からの電子線を0.004Mradから0.12Mradの範囲で照射
した。この時にはNOx濃度に対して、0.65〜1.1当量
に相当するアンモニアを、(1)から電子線照射前のガス
に添加した。
NOx 1.8-2.7 ppm (NO content 80%-90% other N
O2 ) Dust: approx. 0.1-0.7mg/ m3 (solid carbon: 50% of the dust
%) and a trace amount of SO2 at room temperature.
Nm 3 /h into the reactor (3), where an electron beam generator
The electron beam from (2) was irradiated in the range of 0.004 Mrad to 0.12 Mrad. At this time, ammonia equivalent to 0.65 to 1.1 equivalents based on the NOx concentration was added from (1) to the gas before electron beam irradiation.

そして、電子線照射後のガス中のNOx濃度を化学発光
式NOx計で測定し、入口NOx濃度に対する除去率
(脱硝率)として、第3図にその結果を示した。第3図
は、吸収線量と脱硝率(ηNOx)及びオゾン濃度の関係を
示すグラフである。その出口ガス中のNOxは大部分が
二酸化窒素の形で検出された。また、吸収線量の増加と
ともに、脱硝率は向上し、0.05Mrad付近の照射では、脱
硝率80%以上の結果が得られた。また、0.005Mrad付
近の照射でも、脱硝率50%程度の結果が得られてい
る。また同一照射量の場合、脱硝率(ηNOx)はNOx濃
度により異なり、低NOxの方がηNOxは高くなる傾
向が見られる。即ち、0.004Mradの場合、NOxが2.70p
pm(c)ではηNOxは31%、2.30ppm(b)で37%、2.0
5ppm(a)では47%となっている。他の照射量の時も傾
向は同様である。従って、排ガスへの照射量は入口NO
x濃度およびその要求脱硝率により異なる。しかし、本
件対象ガス中のNOx濃度範囲(約0.1〜5.0ppm)を考
慮すると、照射量は0.001Mradから0.5Mradで十分と考え
らえる。この試験時に、オゾン濃度も測定した結果、吸
収線量の増加とともに、オゾン濃度も増加し、0.05Mrad
付近の照射では2.0ppmというオゾン濃度が測定された。
しかし、0.005Mrad付近の照射では0.1ppm以下のオゾン
濃度であった。
The NOx concentration in the gas after electron beam irradiation was measured using a chemiluminescence NOx meter, and the results are shown in Figure 3 as the removal rate (denitrification rate) relative to the inlet NOx concentration. Figure 3 is a graph showing the relationship between absorbed dose, denitrification rate (ηNOx), and ozone concentration. Most of the NOx in the outlet gas was detected in the form of nitrogen dioxide. The denitrification rate also improved with increasing absorbed dose, and a denitrification rate of over 80% was obtained at an irradiation dose of around 0.05 Mrad. Even at an irradiation dose of around 0.005 Mrad, a denitrification rate of approximately 50% was obtained. Furthermore, for the same irradiation dose, the denitrification rate (ηNOx) varied depending on the NOx concentration, with a tendency for ηNOx to be higher at lower NOx concentrations. That is, at 0.004 Mrad, NOx was 2.70p
At pm(c), ηNOx was 31%, at 2.30 ppm(b), 37%, and at 2.0
At 5 ppm (a), the figure is 47%. The tendency is similar for other irradiation amounts. Therefore, the irradiation amount to the exhaust gas is
The dose varies depending on the NOx concentration and the required denitrification rate. However, considering the NOx concentration range in the target gas in this case (approximately 0.1 to 5.0 ppm), an irradiation dose of 0.001 to 0.5 Mrad is considered sufficient. During this test, the ozone concentration was also measured, and it was found that the ozone concentration increased with the increase in absorbed dose, reaching 0.05 Mrad.
Ozone concentrations of 2.0 ppm were measured in nearby irradiation.
However, the ozone concentration was below 0.1 ppm at irradiation doses around 0.005 Mrad.

実施例2 第2図は本発明のもう一つの例を示す工程図である。第
2図は、第1図の湿式電気集塵機(4)のあとに、活性炭
系充填剤層(9)を設けた点を除いては、第1図と同じで
ある。
Example 2 Figure 2 is a process diagram showing another example of the present invention. Figure 2 is the same as Figure 1 except that an activated carbon filler layer (9) is provided after the wet electrostatic precipitator (4) in Figure 1.

試験は、この第2図を用いて、実施例1と同様に行い、
電子線照射は主に0.05Mrad付近から0.1Mrad付近の吸収
線量で実施した。充填層(9)には破砕状活性炭を充填
し、電子線照射後のガスの一部を線速度0.8m/secで、そ
の層厚30mmの充填層に導入し、実施例1と同様にNO
x濃度とオゾン濃度を測定した。その結果、数十時間以
上の試験後からは破砕状活性炭の脱硝能力はなくなり、
出口ガス中のNOx濃度は実施例1の場合とほとんど変
化は無かったが、その60%以上が一酸化窒素として検
出された。また、破砕状活性炭層を通過したガス中から
は、オゾンは全く検出されなかった。これらの実施例の
結果からもわかるように、本発明においては、ppmオー
ダーの希薄なNOxを効率良く除去できた。
The test was carried out in the same manner as in Example 1 using this Figure 2.
The electron beam irradiation was carried out mainly at an absorbed dose of about 0.05 Mrad to about 0.1 Mrad. The packed bed (9) was packed with crushed activated carbon, and a part of the gas after the electron beam irradiation was introduced into the packed bed (9) having a layer thickness of 30 mm at a linear velocity of 0.8 m/sec.
The x concentration and ozone concentration were measured. As a result, the denitrification ability of the crushed activated carbon was lost after several tens of hours of testing.
The NOx concentration in the outlet gas was almost the same as in Example 1, but more than 60% of it was detected as nitrogen monoxide. In addition, no ozone was detected in the gas that passed through the crushed activated carbon layer. As can be seen from the results of these examples, the present invention was able to efficiently remove dilute NOx on the ppm order.

産業上の利用可能性 以上記載したように、本発明によれば次のような効果を
奏する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention has the following advantages.

1)他の方法では除去しづらい一酸化窒素の含有割合の
多い窒素酸化物を、ppmオーダーで含有する空気の如き
汚染ガスから、窒素酸化物を、効率良く、経済的にしか
も安全に除去できる。
1) It is possible to efficiently, economically and safely remove nitrogen oxides from pollutant gases such as air, which contain nitrogen oxides at the ppm level, including a high proportion of nitric oxide, which is difficult to remove by other methods.

2)電離性放射線照射の作用により、低級窒素酸化物を
無害な窒素ガス又は高次酸化物(硝酸)に変化せしめた
後、あらかじめ添加しておいたアンモニアと結合して硝
安とし、湿式電気集塵機を通過させることにより、硝安
水溶液として安全な状態で回収し、肥料として利用でき
る。
2) By irradiating the waste with ionizing radiation, lower nitrogen oxides are converted into harmless nitrogen gas or higher oxides (nitric acid), which are then combined with ammonia that has been added beforehand to form ammonium nitrate. By passing the ammonium nitrate through a wet electrostatic precipitator, it can be safely recovered as an aqueous ammonium nitrate solution and used as fertilizer.

3)活性炭系充填剤を使用することにより、電離性放射
線照射や湿式電気集塵機の荷電により発生するオゾンを
分解し、さらに、これらの方法では処理できなかった二
酸化窒素を毒性の比較的少ない一酸化窒素に還元でき
る。
3) By using activated carbon fillers, ozone generated by exposure to ionizing radiation or by the charging of a wet electrostatic precipitator can be decomposed, and nitrogen dioxide, which cannot be treated by these methods, can be reduced to relatively less toxic nitric oxide.

4)汚染空気から常温常圧で窒素酸化物、特に一酸化窒
素の除去が、効率良く、安全に、しかも経済的に可能と
なる。
4) It becomes possible to remove nitrogen oxides, especially nitric oxide, from polluted air at room temperature and pressure efficiently, safely, and economically.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上里田 享 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 岡本 恭一 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 昭52−140499(JP,A) 特開 昭63−291626(JP,A) 特開 昭51−151258(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────── Continued from the front page (72) Inventor: Toru Kamisatoda 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Ebara Corporation (72) Inventor: Kyoichi Okamoto 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Ebara Corporation (56) References: JP 52-140499 (JP, A) JP 63-291626 (JP, A) JP 51-151258 (JP, A)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】窒素酸化物(NOx)、カーボン含有粉末
および希薄な硫黄酸化物(SOx)を含む排ガスの浄化
方法において、該排ガスに含有するNOxとSOxに対
するほぼ当量以下のアンモニアを添加し、要求脱硝率お
よび入口NOx濃度に対応して0.001〜0.5Mr
adの範囲内で電離性放射線を照射した後、生成するダ
ストおよび/またはミスト並びにカーボンを10〜10
0kVの印加電圧下の湿式電気集塵機で除去することを
特徴とする排ガスの浄化方法。
Claim 1: A method for purifying exhaust gas containing nitrogen oxides (NOx), carbon-containing powder, and diluted sulfur oxides (SOx), comprising adding an amount of ammonia not more than approximately equivalent to the NOx and SOx contained in the exhaust gas, and adjusting the amount of ammonia to 0.001 to 0.5 Mr depending on the required denitration rate and inlet NOx concentration.
After irradiating with ionizing radiation within the range of 10 to 10
A method for purifying exhaust gas, characterized in that the dust particles are removed using a wet electrostatic precipitator under an applied voltage of 0 kV.
【請求項2】前記のダストおよび/またはミスト並びに
カーボンを含む排ガスを湿式電気集塵機で処理後、更に
0.01〜1.0m/secの線速度で活性炭系充填剤
層を通すことを特徴とする請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the exhaust gas containing the dust and/or mist and carbon is treated with a wet electrostatic precipitator and then passed through a layer of activated carbon filler at a linear velocity of 0.01 to 1.0 m/sec.
【請求項3】湿式電気集塵機は、放電極を正極とするこ
とを特徴とする請求項1または2記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the wet electrostatic precipitator has a discharge electrode as a positive electrode.
【請求項4】活性炭系充填剤は、活性炭を含有する繊維
状、粒状あるいは塊状であることを特徴とする請求項2
または3記載の方法。
4. The activated carbon filler according to claim 2, wherein the activated carbon filler is in the form of fibers, particles, or lumps containing activated carbon.
Or the method described in 3.
【請求項5】活性炭系充填剤層は、固定層又は移動層で
あることを特徴とする請求項2〜4のいずれかの1項に
記載の方法。
5. The method according to claim 2, wherein the activated carbon filler layer is a fixed bed or a moving bed.
【請求項6】電離性放射線としては、電子線、α線、β
線、γ線、X線、中性子線から選ばれた一種以上を用い
ることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの1項に記
載の方法。
Claim 6: Ionizing radiation includes electron beams, α rays, β rays,
6. The method according to claim 1, wherein one or more types of radiation selected from the group consisting of rays, γ rays, X-rays, and neutron rays are used.
【請求項7】湿式電気集塵機で使用した水を循環使用
し、肥料として回収することを特徴とする請求項1〜6
のいずれかの1項に記載の方法。
7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the water used in the wet electrostatic precipitator is recycled and recovered as fertilizer.
10. The method according to any one of claims 1 to 9.
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JPS51151258A (en) * 1975-06-20 1976-12-25 Hitachi Ltd An exhaust gas purification apparatus
JPS52140499A (en) * 1976-05-19 1977-11-24 Ebara Corp Production of mixture or double salt of ammonium sulfate/nitrate by radiation treatment of exhaust gas
JPS63291626A (en) * 1987-05-22 1988-11-29 Ebara Corp Method for removing nitrogen oxide from gas containing nitrogen oxide

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