JPH0722682B2 - 窒素酸化物の分解除去方法とその装置 - Google Patents
窒素酸化物の分解除去方法とその装置Info
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- JPH0722682B2 JPH0722682B2 JP1256812A JP25681289A JPH0722682B2 JP H0722682 B2 JPH0722682 B2 JP H0722682B2 JP 1256812 A JP1256812 A JP 1256812A JP 25681289 A JP25681289 A JP 25681289A JP H0722682 B2 JPH0722682 B2 JP H0722682B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は窒素酸化物を比較的低音で吸着させ、ついでこ
の吸着濃縮された窒素酸化物を高音で脱着分解させる方
法とその装置に関する。
の吸着濃縮された窒素酸化物を高音で脱着分解させる方
法とその装置に関する。
各種排気ガス中に存在するNO2、NO等の窒素酸化物（以
下、NOxと略記する）は健康に有害であり、かつ酸性雨
や光化学スモッグの発生原因でもあるので、その効果的
除去手段が望まれている。
下、NOxと略記する）は健康に有害であり、かつ酸性雨
や光化学スモッグの発生原因でもあるので、その効果的
除去手段が望まれている。
ところで、排気ガス中のNOxを低減する方法は、すでに
いくつかが実用化されている。
いくつかが実用化されている。
例えばイ．ガソリン自動車における三元触媒法や、ロ．
ボイラーなどの大型排出源からの排気ガスを対象とする
アンモニアによるNOxの選択的還元法が挙げられる。
ボイラーなどの大型排出源からの排気ガスを対象とする
アンモニアによるNOxの選択的還元法が挙げられる。
また、ハ.NOxを白金などの貴金属担持触媒、いくつかの
金属酸化物触媒、またはある種のペロブスカイト系触媒
触媒を用いて無害な窒素あるいは亜酸化窒素と酸素に直
接分解する方法や、ニ．金属担持ゼオライト触媒、特に
分解触媒活性の高い銅担持ゼオライト触媒を用いるNOx
の直接分解法も報告されている。〔岩本正和、J.Chem.S
oc.,Chem.Commun.,1272（1986）〕。
金属酸化物触媒、またはある種のペロブスカイト系触媒
触媒を用いて無害な窒素あるいは亜酸化窒素と酸素に直
接分解する方法や、ニ．金属担持ゼオライト触媒、特に
分解触媒活性の高い銅担持ゼオライト触媒を用いるNOx
の直接分解法も報告されている。〔岩本正和、J.Chem.S
oc.,Chem.Commun.,1272（1986）〕。
上記イ．は、ディーゼルエンジン排気ガスのように酸素
が共存する系では原理的に適用が不可能であり、ロ．は
アンモニアを用いるので巨大な設備が必要であり、排気
ガス発生源が移動する場合に適用することは技術的に極
めて困難である。
が共存する系では原理的に適用が不可能であり、ロ．は
アンモニアを用いるので巨大な設備が必要であり、排気
ガス発生源が移動する場合に適用することは技術的に極
めて困難である。
一方、ハ．は排気ガスの浄化に用いるためには触媒の活
性が低く、実用化には至っていない。
性が低く、実用化には至っていない。
またニ．も、ディーゼルエンジン排気ガスのようにガス
中の酸素濃度が高く、しかもNOx濃度が低い場合には高
い触媒活性は期待できず、実用化に程遠い現状である。
中の酸素濃度が高く、しかもNOx濃度が低い場合には高
い触媒活性は期待できず、実用化に程遠い現状である。
本発明は、かかる従来の欠点を解消するために、低温で
NOx吸着剤およびNOx分解触媒からなる処理層にNOxを吸
着させて濃縮した後に、この処理層を加熱してNOxを脱
着すると共に分解することにより、高い割合でNOxを除
去する方法およびその装置を提供することを目的として
いる。
NOx吸着剤およびNOx分解触媒からなる処理層にNOxを吸
着させて濃縮した後に、この処理層を加熱してNOxを脱
着すると共に分解することにより、高い割合でNOxを除
去する方法およびその装置を提供することを目的として
いる。
上記目的を達成する本発明のNOxの分解除去方法は、NOx
含有ガスを、NOx吸着剤（以下、吸着剤と略記する）お
よびNOx分解触媒（以下、触媒と略記する）に接触させ
て前記NOxを吸着させ、ついで該NOxを吸着した前記吸着
剤および触媒を加熱して前記NOxを亜酸化窒素、窒素と
酸素に脱着分解させることを特徴とするものである。
含有ガスを、NOx吸着剤（以下、吸着剤と略記する）お
よびNOx分解触媒（以下、触媒と略記する）に接触させ
て前記NOxを吸着させ、ついで該NOxを吸着した前記吸着
剤および触媒を加熱して前記NOxを亜酸化窒素、窒素と
酸素に脱着分解させることを特徴とするものである。
そしてかかるNOxの分解除去に使用する本発明の装置
は、吸着剤および触媒を充填した一対の処理槽を流路切
り換え弁を介して連結してなり、該一対の処理層は交互
に前記NOx脱着分解温度および前記NOx吸着温度に保持可
能であり、前記流路切り換え弁の流路切り換えによって
前記NOx吸着温度の処理槽が常に前記NOx脱着分解温度の
処理槽の下流側に位置し、かつ前記NOx吸着温度の処理
槽と前記NOx脱着分解温度の処理槽を前記流路切り換え
弁を介して直列に接続した流路が形成されることを特徴
とするものである。
は、吸着剤および触媒を充填した一対の処理槽を流路切
り換え弁を介して連結してなり、該一対の処理層は交互
に前記NOx脱着分解温度および前記NOx吸着温度に保持可
能であり、前記流路切り換え弁の流路切り換えによって
前記NOx吸着温度の処理槽が常に前記NOx脱着分解温度の
処理槽の下流側に位置し、かつ前記NOx吸着温度の処理
槽と前記NOx脱着分解温度の処理槽を前記流路切り換え
弁を介して直列に接続した流路が形成されることを特徴
とするものである。
まず、本発明の方法について説明する。
本発明の方法の処理対象となるNOx含有ガスとしては、
ディーゼル自動車排気ガス、コージェネ用ディーゼル機
関排気ガス、ガスエンジン排気ガス等が挙げられ、かか
るNOx含有ガスを、吸着剤および触媒と接触させ、NOxを
吸着させる。
ディーゼル自動車排気ガス、コージェネ用ディーゼル機
関排気ガス、ガスエンジン排気ガス等が挙げられ、かか
るNOx含有ガスを、吸着剤および触媒と接触させ、NOxを
吸着させる。
吸着剤は後述するような低温でNOxを吸着し、高温で脱
着できればいかなる種類の吸着剤であっても良く、例え
ば各種金属担持ゼオライト、活性炭、アルカリ塩等を挙
げることができる。
着できればいかなる種類の吸着剤であっても良く、例え
ば各種金属担持ゼオライト、活性炭、アルカリ塩等を挙
げることができる。
また触媒としては銅担持ZSM−５型ゼオライト、アルミ
ナ担持白金、酸化コバルト、銀−酸化コバルト等を用い
ることができ、これらの中では、銅担持ZSM−５型ゼオ
ライトがNOx分解活性が高く、反応温度が低い等の点で
好ましい。
ナ担持白金、酸化コバルト、銀−酸化コバルト等を用い
ることができ、これらの中では、銅担持ZSM−５型ゼオ
ライトがNOx分解活性が高く、反応温度が低い等の点で
好ましい。
ZSM−５型ゼオライトは、その細孔の入口に10員酸素環
を有することが現在知られている唯一のゼオライトであ
るため、特異な触媒反応を引き起こすことで知られてお
り、その構造および製造法は、例えば特開昭46−10064
号公報で提案されている。
を有することが現在知られている唯一のゼオライトであ
るため、特異な触媒反応を引き起こすことで知られてお
り、その構造および製造法は、例えば特開昭46−10064
号公報で提案されている。
吸着剤と触媒を混合使用する場合の混合比率は特に限定
されるものではない。吸着剤の吸着量および触媒のNOx
分解率により最適な値を適宜設定できるからである。
されるものではない。吸着剤の吸着量および触媒のNOx
分解率により最適な値を適宜設定できるからである。
また本発明においては、吸着剤と触媒が同一の物質であ
っても良く、銅担持ZSM−５型ゼオライト、酸化コバル
ト、銀−酸化コバルト等を挙げることができ、銅担持ZS
M−５型ゼオライトが特に有効である。
っても良く、銅担持ZSM−５型ゼオライト、酸化コバル
ト、銀−酸化コバルト等を挙げることができ、銅担持ZS
M−５型ゼオライトが特に有効である。
NOxの吸着温度は、使用する吸着剤、触媒の種類、また
は両者の混合比率によって最適温度が異なるが、使用す
るエネルギーを少なくするために、室温〜NOx分解温度
よりも100℃程度低い温度が好ましく、具体的には室温
〜300℃の範囲である。
は両者の混合比率によって最適温度が異なるが、使用す
るエネルギーを少なくするために、室温〜NOx分解温度
よりも100℃程度低い温度が好ましく、具体的には室温
〜300℃の範囲である。
このようにしてNOxを吸着した吸着剤および触媒を、次
に本発明においては加熱してNOxを窒素、亜酸化窒素、
酸素に脱着分解させる。
に本発明においては加熱してNOxを窒素、亜酸化窒素、
酸素に脱着分解させる。
なおNOxの脱着分解は、100％完全には進行しないため、
で分解生成物と共に未分解のNOxを排出させるためのキ
ャリヤーガスの存在下に行うことが好ましく、キャリヤ
ーガスとしては空気やNOx含有ガス自体が用いられ、吸
着剤および触媒を通るキャリヤーガス量をNOx吸着時のN
Ox含有ガス量に比較して制限することによってNOxの分
解率を著しく向上させることができる。
で分解生成物と共に未分解のNOxを排出させるためのキ
ャリヤーガスの存在下に行うことが好ましく、キャリヤ
ーガスとしては空気やNOx含有ガス自体が用いられ、吸
着剤および触媒を通るキャリヤーガス量をNOx吸着時のN
Ox含有ガス量に比較して制限することによってNOxの分
解率を著しく向上させることができる。
また、キャリヤーガスとしてNOx含有ガス自体を用いれ
ば、NOx含有ガスを繰り返し分解除去処理にかけること
ができる利点がある。
ば、NOx含有ガスを繰り返し分解除去処理にかけること
ができる利点がある。
NOxの脱着分解を行う温度も、吸着剤、触媒の種類、両
者の混合比率によって異なるが、触媒として銅−ZSM−
５型ゼオライトおよび銀−酸化コバルトを用いる場合は
300〜600℃の範囲が特に有効であり、酸化コバルト、ア
ルミナ担持白金の場合は600〜800℃が好ましい。
者の混合比率によって異なるが、触媒として銅−ZSM−
５型ゼオライトおよび銀−酸化コバルトを用いる場合は
300〜600℃の範囲が特に有効であり、酸化コバルト、ア
ルミナ担持白金の場合は600〜800℃が好ましい。
NOx吸着過程での吸着剤および触媒とNOx含有ガスとの接
触時間は特に限定されず、また脱着分解脱着過程におけ
るキャリヤーガスとの接触時間も特に限定されるもので
はない。
触時間は特に限定されず、また脱着分解脱着過程におけ
るキャリヤーガスとの接触時間も特に限定されるもので
はない。
NOx含有ガスに含まれるNOxの濃度に応じて、触媒の分解
活性と分解性能を最高に発揮できるように接触時間を設
定できるからである。
活性と分解性能を最高に発揮できるように接触時間を設
定できるからである。
ただし、吸着時の接触時間に比較して、脱着分解時の接
触時間を100倍以上と長くとることによって極めて高いN
Ox分解率を得ることができる。
触時間を100倍以上と長くとることによって極めて高いN
Ox分解率を得ることができる。
次に本発明の装置を図面にもとづき説明する。
第１図および第２図は本発明の装置１の第１実施例を示
し、かかる装置では吸着剤および触媒を充填した一対の
処理槽２、３が流路切り換え弁６を介して連結されてい
る。
し、かかる装置では吸着剤および触媒を充填した一対の
処理槽２、３が流路切り換え弁６を介して連結されてい
る。
すなわち処理槽２、３の入口側2Aおよび3Aは管路7Aおよ
び8Aによって切り換え弁６にそれぞれ連結され、また処
理槽２、３の出口側2Bおよび3Bは管路7Bおよび8Bによっ
て切り換え弁６にそれぞれ連結されており、処理槽２お
よび３は加熱手段および冷却手段（いづれも図示せず）
によって交互に高温（NOxの脱着分解温度）および低温
（NOxの吸着温度）に保持可能になっている。
び8Aによって切り換え弁６にそれぞれ連結され、また処
理槽２、３の出口側2Bおよび3Bは管路7Bおよび8Bによっ
て切り換え弁６にそれぞれ連結されており、処理槽２お
よび３は加熱手段および冷却手段（いづれも図示せず）
によって交互に高温（NOxの脱着分解温度）および低温
（NOxの吸着温度）に保持可能になっている。
切り換え弁６は、NOx含有ガス導入管４とNOx分解ガス排
出管５を有し、例えば図示のような六口弁が用いられ
る。
出管５を有し、例えば図示のような六口弁が用いられ
る。
本発明の装置においては、好ましくは更に管路7A、7B
が、弁10Aを有するバイパス管路9Aで連結され、一方、
管路8A、8Bが弁10Bを有するバイパス管路9Bで連結され
ている。
が、弁10Aを有するバイパス管路9Aで連結され、一方、
管路8A、8Bが弁10Bを有するバイパス管路9Bで連結され
ている。
これらバイパス管路9A、9Bは、後述するように弁10A、1
0Bの開閉によってNOxの脱着分解の際のNOx含有ガスの流
量を低減する機能を有している。
0Bの開閉によってNOxの脱着分解の際のNOx含有ガスの流
量を低減する機能を有している。
第３図および第４図は本発明の装置１の第２実施例を示
し、前記第１図および第２図と同一部品には同一の部品
番号が付されている。
し、前記第１図および第２図と同一部品には同一の部品
番号が付されている。
この第２実施例では、実施例１におけるバイパス管路9
A、9Bの代わりに、管路7Aと8Aを連結し、流路切り換え
弁12、例えば四口弁を有するバイパス管路11を設けた点
が実施例１と異なっており、流路切り換え弁12にNOx含
有ガス導入管13とキャリヤーガス導入管14が設けられ、
流路切り換え弁６に分解ガス排出管５が設けられてい
る。
A、9Bの代わりに、管路7Aと8Aを連結し、流路切り換え
弁12、例えば四口弁を有するバイパス管路11を設けた点
が実施例１と異なっており、流路切り換え弁12にNOx含
有ガス導入管13とキャリヤーガス導入管14が設けられ、
流路切り換え弁６に分解ガス排出管５が設けられてい
る。
なお、上記本発明の装置におけるNOx含有ガス、吸着
剤、触媒、NOx吸着温度および脱着分解温度、キャリヤ
ーガス、NOx含有ガスおよびキャリヤーガスと吸着剤お
よび触媒との接触時間については、上記本発明の方法に
関して述べたとおりである。
剤、触媒、NOx吸着温度および脱着分解温度、キャリヤ
ーガス、NOx含有ガスおよびキャリヤーガスと吸着剤お
よび触媒との接触時間については、上記本発明の方法に
関して述べたとおりである。
また、一対の処理槽に異なる吸着剤および触媒をそれぞ
れ充填しても良く、NOx吸着および脱着分解時に、それ
ぞれの吸着剤および触媒に好適な温度に制御することも
できる。
れ充填しても良く、NOx吸着および脱着分解時に、それ
ぞれの吸着剤および触媒に好適な温度に制御することも
できる。
かかる本発明の装置の理論的背景について触れると、定
常状態でのNOx処理量（これは、処理槽に吸着されたNOx
量×分解率で定義される）とNOx含有ガス中のNOx量Ｘと
の関係は、 Ｘ＝処理槽中に吸着されたNOx量×分解率 となり、処理槽中に吸着されたNOx量が多ければ処理量
も増すことになり、分解率が低く、未分解NOxが多い場
合は処理槽の吸着容量を単に増やせば良いことを示して
いる。
常状態でのNOx処理量（これは、処理槽に吸着されたNOx
量×分解率で定義される）とNOx含有ガス中のNOx量Ｘと
の関係は、 Ｘ＝処理槽中に吸着されたNOx量×分解率 となり、処理槽中に吸着されたNOx量が多ければ処理量
も増すことになり、分解率が低く、未分解NOxが多い場
合は処理槽の吸着容量を単に増やせば良いことを示して
いる。
更に本発明の装置が正常に作動するためには、処理槽は
Ｘ÷分解率に安全率をかけた吸着容量を持てば良いこと
が明らかである。
Ｘ÷分解率に安全率をかけた吸着容量を持てば良いこと
が明らかである。
本発明の装置の作用を第１図および第２図により説明す
る。
る。
まず第１図において、処理槽２を高温処理槽、すなわち
NOx脱着分解槽として機能させ、一方の処理槽３を低温
処理槽、すなわちNOx吸着槽として機能される。
NOx脱着分解槽として機能させ、一方の処理槽３を低温
処理槽、すなわちNOx吸着槽として機能される。
NOx含有ガス導入管４からNOx含有ガスを導入し、管路7A
を経てNOx脱着分解温度に保持された処理槽２に導く。
を経てNOx脱着分解温度に保持された処理槽２に導く。
処理槽２では、充填された、例えば吸着剤にNOxが吸着
されており、このNOxが所定の温度下に脱着分解する。
されており、このNOxが所定の温度下に脱着分解する。
分解ガスおよび未分解のNOxはNOx含有ガスと共に処理槽
２から排出され、バイパス管路9Bの弁10Bを閉じること
によって管路7B、流路切り換え弁６、管路8Aを経て処理
槽２と直列に連結され、かつ処理槽２の下流側に位置す
る低温の処理槽３に全量が送られる。
２から排出され、バイパス管路9Bの弁10Bを閉じること
によって管路7B、流路切り換え弁６、管路8Aを経て処理
槽２と直列に連結され、かつ処理槽２の下流側に位置す
る低温の処理槽３に全量が送られる。
なお、バイパス管路9Aを流れる一部のNOx含有ガスは管
路7Bにおいて処理槽２からの排出ガスと併合される。
路7Bにおいて処理槽２からの排出ガスと併合される。
処理槽３は所定のNOx吸着温度に保持されており、未分
解のNOxおよびNOx含有ガス中のNOxは充填された、例え
ば吸着剤に吸着され、処理槽２で形成された分解ガスの
みが排出管５から排出される。
解のNOxおよびNOx含有ガス中のNOxは充填された、例え
ば吸着剤に吸着され、処理槽２で形成された分解ガスの
みが排出管５から排出される。
次に、処理槽２を冷却して所定のNOx吸着温度にした後
に、第２図に示すように流路切り換え弁６を切り換え、
バイパス弁10Aを閉じ、10Bを開き、処理槽３の温度を所
定のNOx脱着分解温度に保持する。
に、第２図に示すように流路切り換え弁６を切り換え、
バイパス弁10Aを閉じ、10Bを開き、処理槽３の温度を所
定のNOx脱着分解温度に保持する。
すると、処理槽３では吸着されたNOxの脱着分解が起こ
り、第１図の場合と同様に処理槽３と直列に連結され、
処理槽３の下流側に位置する処理槽２では未分解のNOx
およびNOx含有ガス中のNOxの吸着が起こる。
り、第１図の場合と同様に処理槽３と直列に連結され、
処理槽３の下流側に位置する処理槽２では未分解のNOx
およびNOx含有ガス中のNOxの吸着が起こる。
なお、一部のNOx含有ガスはバイパス管路9Bを流れる
が、管路8Bにおいて処理槽３からのガスと併合される。
が、管路8Bにおいて処理槽３からのガスと併合される。
このような第１図および第２図の操作を適当な間隔で繰
り返すことによって、NOx含有ガス中のNOxを連続的に除
去することができる。
り返すことによって、NOx含有ガス中のNOxを連続的に除
去することができる。
次に第３図および第４図に示した装置について機能を説
明する。
明する。
まず第３図の装置では、NOx含有ガスが導入管13から供
給され、流路切り換え弁12、バイパス管路11を経て処理
槽２（吸着槽）に送られてNOxが吸着され、吸着後のガ
スは管路7Bおよび流路切り換え弁６を経て排出管５から
排出される。
給され、流路切り換え弁12、バイパス管路11を経て処理
槽２（吸着槽）に送られてNOxが吸着され、吸着後のガ
スは管路7Bおよび流路切り換え弁６を経て排出管５から
排出される。
一方、キャリヤーガスは導入管14から、流路切り換え弁
12、バイパス管路11を経て処理槽３（脱着分解槽）に送
られ、NOx分解ガスおよび未分解NOxを伴うキャリヤーガ
スは管路8B、流路切り換え弁６および管路7Aを経て処理
槽２（吸着槽）に送られ、未分解NOxおよびキャリヤー
ガス中のNOxは処理槽２（吸着槽）に吸着される。
12、バイパス管路11を経て処理槽３（脱着分解槽）に送
られ、NOx分解ガスおよび未分解NOxを伴うキャリヤーガ
スは管路8B、流路切り換え弁６および管路7Aを経て処理
槽２（吸着槽）に送られ、未分解NOxおよびキャリヤー
ガス中のNOxは処理槽２（吸着槽）に吸着される。
次いで処理槽３（脱着分解槽）をNOx吸着のための低温
に冷却した後に第４図に示すように流路切り換え弁６お
よび12を切り喚え、処理槽２をNOx分解温度に上昇させ
れば、処理槽２におけるNOx分解ガスおよび未分解NOxを
キャリヤーガスと共に処理槽３に送り、吸着させること
ができ、第３図と第４図の操作を間隔をおいて繰り返す
ことによって、前記第１図、第２図の装置と同様に連続
的にNOxを除去することができる。
に冷却した後に第４図に示すように流路切り換え弁６お
よび12を切り喚え、処理槽２をNOx分解温度に上昇させ
れば、処理槽２におけるNOx分解ガスおよび未分解NOxを
キャリヤーガスと共に処理槽３に送り、吸着させること
ができ、第３図と第４図の操作を間隔をおいて繰り返す
ことによって、前記第１図、第２図の装置と同様に連続
的にNOxを除去することができる。
以下、本発明の方法の実施例を述べる。
実施例１ （銅担持ゼオライトの調製） ビーカーに、Al（NO3）３・9H2O3.13gと100mlの水を入
れ、マグネチックスターラで撹拌溶解しながら、その溶
液に臭化テトラプロピルアンモニウム7.98gとシリカゾ
ル水溶液（SiO231重量％、Na2O0.4重量％、Al2O30.03重
量％を含有する水溶液）60gを加えた。
れ、マグネチックスターラで撹拌溶解しながら、その溶
液に臭化テトラプロピルアンモニウム7.98gとシリカゾ
ル水溶液（SiO231重量％、Na2O0.4重量％、Al2O30.03重
量％を含有する水溶液）60gを加えた。
得られた溶液に水酸化ナトリウム3.12gを40mlの水に溶
解した溶液を撹拌しながら徐々に加えた。混合液をオー
トクレープに仕込み、160℃で72時間、撹拌下で結晶化
した。
解した溶液を撹拌しながら徐々に加えた。混合液をオー
トクレープに仕込み、160℃で72時間、撹拌下で結晶化
した。
生成物を固液分離後、水洗、乾燥して基剤となるSi/Al2
＝70のモル比のZSM−５ゼオライトを得た。
＝70のモル比のZSM−５ゼオライトを得た。
次に、市販の酢酸銅0.05モルの溶液を作り、これに上記
ゼオライトを投入し、１昼夜撹拌した後、遠心分離し
た。
ゼオライトを投入し、１昼夜撹拌した後、遠心分離し
た。
この操作を３回繰り返し、最後に純水で５回洗浄し、11
0℃で終夜乾燥して銅担持ZSM−５ゼオライトを調製し
た。
0℃で終夜乾燥して銅担持ZSM−５ゼオライトを調製し
た。
（NOxの除去反応） 上記のようにして調製した銅担持ゼオライトを1gとり、
常圧流通式反応装置に充填し、1000ppmの一酸化窒素
（以下、NOという）と10％の酸素を含むヘリウムガスを
室温で毎分60mlの流速で10分間流しNOを吸着させた。
常圧流通式反応装置に充填し、1000ppmの一酸化窒素
（以下、NOという）と10％の酸素を含むヘリウムガスを
室温で毎分60mlの流速で10分間流しNOを吸着させた。
ついで、そのままの流速に保持しながら30分でゼオライ
ト層を600℃に昇温し、流出したガス中の総NOの分解率
をNOx分析計で調べたところ30％であった。
ト層を600℃に昇温し、流出したガス中の総NOの分解率
をNOx分析計で調べたところ30％であった。
分解時の流速を昇温時はほぼ０とし、その後3mlで流出
させたときの分解率も調べたところ、60％に向上した。
させたときの分解率も調べたところ、60％に向上した。
なお、ガス分析はNOx分析計およびガスクロマトグラフ
イを用いて行った。
イを用いて行った。
比較例１ 実施例１で調製した銅担持ZSM−５ゼオライトを1gと
り、常圧流通式反応装置に充填し、1000ppmのNOと10％
の酸素を含むヘリウムガスを600℃で毎分60mlの流速で
流し、NOの分解率を調べたところ６％であった。
り、常圧流通式反応装置に充填し、1000ppmのNOと10％
の酸素を含むヘリウムガスを600℃で毎分60mlの流速で
流し、NOの分解率を調べたところ６％であった。
この比較例１と比較して、室温での吸着濃縮を行った実
施例１の方法の優位性は明らかである。
施例１の方法の優位性は明らかである。
実施例２ （酸化コバルトの調製） 硝酸コバルト〔Co（NO3）２・6H2O〕72.52gを純水に溶
解して500mlとし、マグネチックスターラで撹拌しなが
ら炭酸ナトリウム（Na2CO3）31.69gの250ml水溶液を１
時間で滴下し沈澱を生成させた。
解して500mlとし、マグネチックスターラで撹拌しなが
ら炭酸ナトリウム（Na2CO3）31.69gの250ml水溶液を１
時間で滴下し沈澱を生成させた。
更に１時間撹拌した後、遠心分離機で沈澱を分離した。
得られた固形物は純水で５回洗浄した後、乾燥器中110
℃で終夜乾燥して粉砕し、空気気流中で400℃まで焼成
して酸化コバルトを調製した。
得られた固形物は純水で５回洗浄した後、乾燥器中110
℃で終夜乾燥して粉砕し、空気気流中で400℃まで焼成
して酸化コバルトを調製した。
焼成条件は100℃から300℃まで毎分１℃、300℃から400
℃まで毎分4.3℃で昇温し、400℃に４時間保った。
℃まで毎分4.3℃で昇温し、400℃に４時間保った。
（NOxの除去反応） このようにした調製した酸化コバルトを1gとり、常圧流
通式反応装置に充填し、200℃で1000ppmのNOと10％の酸
素を含むヘリウムガスを毎分60mlの流速で40分間流して
NOxを吸着させた。次いで流速はそのままにして酸化コ
バルト層を600℃にまで昇温し、流出したガス中のNOの
分解率を調べたところ19％であった。
通式反応装置に充填し、200℃で1000ppmのNOと10％の酸
素を含むヘリウムガスを毎分60mlの流速で40分間流して
NOxを吸着させた。次いで流速はそのままにして酸化コ
バルト層を600℃にまで昇温し、流出したガス中のNOの
分解率を調べたところ19％であった。
比較例２ 実施例２で調製した酸化コバルトを1gとり、常圧流通式
反応装置に充填し、1000ppmのNOと10％の酸素を含むヘ
リウムガスを600℃で毎分60mlの流速で流し、NOの分解
率を調べたところ、４％であった。この比較例２に比べ
て実施例２の方法の優位性は明らかである。
反応装置に充填し、1000ppmのNOと10％の酸素を含むヘ
リウムガスを600℃で毎分60mlの流速で流し、NOの分解
率を調べたところ、４％であった。この比較例２に比べ
て実施例２の方法の優位性は明らかである。
実施例３ 実施例１において調製した銅担持ZSM−５ゼオライトを1
gづつとり、第１図に示した装置の処理槽２および３る
それぞれ充填し、500ppmのNOと15％の酸素を含むヘリウ
ムガスを毎分60mlの流速で30分間流し、次いで第２図の
ように流路を切り換え、実施例１と同様の操作を繰り返
したが、出口５から流出するNOxは殆ど認められなかっ
た。
gづつとり、第１図に示した装置の処理槽２および３る
それぞれ充填し、500ppmのNOと15％の酸素を含むヘリウ
ムガスを毎分60mlの流速で30分間流し、次いで第２図の
ように流路を切り換え、実施例１と同様の操作を繰り返
したが、出口５から流出するNOxは殆ど認められなかっ
た。
実施例４ 実施例１において調製した銅担持ZSM−５ゼオライトを1
gづつとり、第３図に示した装置の処理槽２および３に
それぞれ充填し、500ppmのNOと15％の酸素を含むヘリウ
ムガスを毎分60mlの流速で１時間流し処理槽２にNOを吸
着させた。
gづつとり、第３図に示した装置の処理槽２および３に
それぞれ充填し、500ppmのNOと15％の酸素を含むヘリウ
ムガスを毎分60mlの流速で１時間流し処理槽２にNOを吸
着させた。
次いで六口弁６および四口弁12を切り換えたのち、14に
流す空気キャリアーガスを一時的に停止し、処理槽２を
通る空気流量をほぼ０とした。次に600℃にまで昇温
し、空気キャリアーガスを流して処理槽２から流出した
ガス中のNOの分解率を調べた。
流す空気キャリアーガスを一時的に停止し、処理槽２を
通る空気流量をほぼ０とした。次に600℃にまで昇温
し、空気キャリアーガスを流して処理槽２から流出した
ガス中のNOの分解率を調べた。
NO分解率約60％が確認された。
一方、最終的に装置から流出するNOxの濃度も調べた
が、NOxは殆ど認められなかった。
が、NOxは殆ど認められなかった。
上記吸着、脱着分解を繰り返しても同様の結果を得た。
比較例３ 実施例３、４と同様の反応をガス流速毎分60mlで本発明
の装置とは異なる単純な常圧流通式反応装置を用いて60
0℃で行ったところ、約６％のNOの分解が認められた。
この結果は実施例３、４の結果と比較して本発明の装置
がNOx除去装置として極めて有効であることを示してい
る。
の装置とは異なる単純な常圧流通式反応装置を用いて60
0℃で行ったところ、約６％のNOの分解が認められた。
この結果は実施例３、４の結果と比較して本発明の装置
がNOx除去装置として極めて有効であることを示してい
る。
上述したように、本発明の方法によれば、低温で吸着濃
縮したNOxを高温で20〜30％の高効率で分解することが
でき、NOx含有ガス中のNOxを効果的に除去することがで
きる。
縮したNOxを高温で20〜30％の高効率で分解することが
でき、NOx含有ガス中のNOxを効果的に除去することがで
きる。
従来は、NOxの分解が酸素存在下で高効率で起こること
が期待されなかったために、このような検討はなされて
いなかった。従って、本発明の方法のような簡単な方法
で高いNOx除去率が達成できることは当初全く予見しえ
なかったことである。
が期待されなかったために、このような検討はなされて
いなかった。従って、本発明の方法のような簡単な方法
で高いNOx除去率が達成できることは当初全く予見しえ
なかったことである。
更に脱着分解時にキャリヤーガスを存在させ、その流量
を極めて低下させると、吸着したNOxの60％以上を分解
させることができる。
を極めて低下させると、吸着したNOxの60％以上を分解
させることができる。
一般にNOxが分解する際には窒素と共に酸素が生成する
ので、酸素による吸着材や触媒の阻害が生ずることが容
易に想定され、高い分解活性を示すとは考えにくい。
ので、酸素による吸着材や触媒の阻害が生ずることが容
易に想定され、高い分解活性を示すとは考えにくい。
従って、60％以上の高い除去率を達成できたことは極め
て驚くべき結果である。
て驚くべき結果である。
また、本発明の装置によれば、吸着剤や触媒を充填した
一対の処理層、流路切り換え弁およびこれらの間を連結
する管路だけで構成された簡単な装置で高いNOx除去率
を達成することができる。
一対の処理層、流路切り換え弁およびこれらの間を連結
する管路だけで構成された簡単な装置で高いNOx除去率
を達成することができる。
更に本発明の装置によれば、バイパス弁を有するバイパ
ス管路を設けて処理槽を流れるガス流量を低下させるこ
とによって、驚くべきことに吸着したNOxの60％以上を
分解除去することができる。すなわち分解時のガス流速
を低く制御することによって、NOx含有ガス処理量を増
大させることができる。
ス管路を設けて処理槽を流れるガス流量を低下させるこ
とによって、驚くべきことに吸着したNOxの60％以上を
分解除去することができる。すなわち分解時のガス流速
を低く制御することによって、NOx含有ガス処理量を増
大させることができる。
また、本発明の装置では、一対の処理槽を交互に低温吸
着槽および高温脱着分解槽とし、流路切り換え弁を操作
することによって、未分解NOxの流出をほぼ完全に防止
しながらNOx含有ガスから連続的にNOxを分解除去するこ
とができる。
着槽および高温脱着分解槽とし、流路切り換え弁を操作
することによって、未分解NOxの流出をほぼ完全に防止
しながらNOx含有ガスから連続的にNOxを分解除去するこ
とができる。
第１図および第２図は本発明の装置の実施例を示す概要
図、第３図および第４図は本発明の装置の他の実施例を
示す概要図である。 ２、３……処理槽、６、12……流路切り換え弁。
図、第３図および第４図は本発明の装置の他の実施例を
示す概要図である。 ２、３……処理槽、６、12……流路切り換え弁。
───────────────────────────────────────────────────── 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 53/56 53/81 53/86 ＺＡＢ Ｂ０１Ｊ 20/10 ＺＡＢ Ｃ 7202−4Ｇ 23/74 ＺＡＢ 8017−4Ｇ 23/75 23/89 ＺＡＢ Ａ 8017−4Ｇ 29/76 ＺＡＢ Ａ 9343−4Ｇ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ 53/34 １２９ Ａ ＺＡＢ 8017−4Ｇ Ｂ０１Ｊ 23/74 ３１１ Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】窒素酸化物含有ガスを、窒素酸化物吸着剤
および窒素酸化物分解触媒に接触させて前記窒素酸化物
を吸着させ、ついで該窒素酸化物を吸着した前記窒素酸
化物吸着剤および窒素酸化物分解触媒を加熱して前記窒
素酸化物を脱着分解させることを特徴とする窒素酸化物
の分解除去方法。 - 【請求項２】前記窒素酸化物吸着剤および窒素酸化物分
解触媒として銅担持ゼオライトを使用する請求項１記載
の窒素酸化物の分解除去方法。 - 【請求項３】窒素酸化物吸着剤および窒素酸化物分解触
媒を充填した一対の処理槽を流路切り換え弁を介して連
結してなり、該一対の処理槽は交互に前記窒素酸化物脱
着分解温度および前記窒素酸化物吸着温度に保持可能で
あり、前記流路切り換え弁の流路切り換えによって前記
窒素酸化物吸着温度の処理槽が常に前記窒素酸化物脱着
分解温度の処理槽の下流側に位置し、かつ前記窒素酸化
物吸着温度の処理槽と前記窒素酸化物脱着分解温度の処
理槽を前記流路切り換え弁を介して直列に接続した流路
が形成されることを特徴とする窒素酸化物の分解除去装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1256812A JPH0722682B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 窒素酸化物の分解除去方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1256812A JPH0722682B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 窒素酸化物の分解除去方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03118820A JPH03118820A (ja) | 1991-05-21 |
| JPH0722682B2 true JPH0722682B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=17297779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1256812A Expired - Lifetime JPH0722682B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 窒素酸化物の分解除去方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722682B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4774573B2 (ja) * | 2000-04-11 | 2011-09-14 | 株式会社明電舎 | 排ガス処理方法及びその装置 |
| US7368410B2 (en) * | 2005-08-03 | 2008-05-06 | Saudi Basic Industries Corporation | Zeolite catalyst and method of preparing and use of zeolite catalyst |
| JP2007160166A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | 常温ＮＯｘ吸着材 |
| JP5711017B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2015-04-30 | 国立大学法人北海道大学 | 亜酸化窒素含有ガスの処理方法及び処理装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5083290A (ja) * | 1973-11-28 | 1975-07-05 | ||
| JPH0616813B2 (ja) * | 1987-12-10 | 1994-03-09 | 国立公害研究所長 | 道路トンネルにおける換気ガスの浄化方法 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1256812A patent/JPH0722682B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03118820A (ja) | 1991-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |