JP2002273161A - Method and apparatus for decomposing nitrogen oxide - Google Patents
Method and apparatus for decomposing nitrogen oxideInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物（以下
ＮＯｘとも言う）を含むガスに対する窒素酸化物の除去
方法及び除去装置に関するもので、特に高効率にＮＯｘ
を吸脱着でき、汚染ガスからＮＯｘを除去し無害化する
窒素酸化物の除去方法及び除去装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for removing nitrogen oxides from a gas containing nitrogen oxides (hereinafter also referred to as NOx).
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for removing nitrogen oxides that can adsorb and desorb nitrogen and remove NOx from polluted gases to render them harmless.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１６は従来の、高速道路のトンネル空
間等からＮＯｘを除去する装置の構成を表す図で、図中
３１はロータ型の吸着式除湿器、３１ａは除湿ゾーン、
３１ｂは再生ゾーン、３２はＣｕＣｌ２で活性化された
ゼオライトが入ったロータ型のＮＯｘ吸着器、３２ａは
ＮＯｘの吸着ゾーン、３２ｂは冷却ゾーン、３２ｃは再
生ゾーン、３２ｄは予備加熱ゾーン、３３は触媒槽、３
４はアンモニアフィーダー、３５はヒーター、３６はブ
ロアである。2. Description of the Related Art FIG. 16 is a diagram showing the structure of a conventional device for removing NOx from a tunnel space or the like on a highway, in which 31 is a rotor-type adsorption dehumidifier, 31a is a dehumidifying zone,
31b is a regeneration zone, 32 is a rotor type NOx adsorber containing zeolite activated with CuCl 2 , 32a is a NOx adsorption zone, 32b is a cooling zone, 32c is a regeneration zone, 32d is a preheating zone, and 33 is a preheating zone. Catalyst tank, 3
4 is an ammonia feeder, 35 is a heater, and 36 is a blower.
【０００３】従来のＮＯｘの除去方法および除去装置を
図に従って説明する。はじめにＮＯｘを含む処理対象ガ
スがロータ型の吸着式除湿器３１に導入され、除湿ゾー
ン３１ａにおいて水分が除去される。水分が除去された
ＮＯｘを含む処理対象ガスは、ＣｕＣｌ２で活性化した
ゼオライトを含む吸着ロータ３２に導かれ、吸着ゾーン
３２ａにおいてＮＯｘが吸着除去される。ＮＯｘが吸着
除去された処理対象ガスは吸着式除湿器３１の再生ゾー
ンに導かれ、除湿剤から水分を除去し、外部に排出され
る。一方、ＮＯｘ吸着ロータ３２においては、ＮＯｘの
吸着ゾーン３２ａにてＮＯｘを吸着したゼオライトが、
その後、冷却ゾーン３２ｂ、再生ゾーン３２ｃ、予備加
熱ゾーン３２ｄを通過することによりアンモニアを含む
ガスで再生される。ゼオライトの再生用ガスは、図中ロ
ータ型のＮＯｘ吸着器３２の左側に配置されたヒーター
３５により加温された後、フィーダー３４からアンモニ
アが注入され再生ゾーン３２ｃに導かれる。再生ゾーン
３２ｃにおいて、アンモニアを含んだゼオライト再生用
ガスは、ゼオライトに吸着されたＮＯｘをＮとＯに分解
還元することによりゼオライトを再生する。ゼオライト
を再生したガスは予備加熱ゾーン３２ｄに導かれ、ゼオ
ライトに吸着されることなくブロワー３６へと向かい冷
却ゾーン３２ｂを通り再びヒーター３５に導かれる。再
生ガスはブロワー３６により循環され、このような一連
の工程を繰り返すことになる。本処理装置に導入された
ＮＯｘの大半はロータ型のＮＯｘ吸着器３２内にある吸
着剤の吸着作用とアンモニアの分解作用で分解除去され
るが、ロータ型のＮＯｘ吸着器３２において分解除去さ
れなかったＮＯｘの一部は他のガスと共に触媒漕３３に
導かれ除去される。触媒漕３３にてＮＯｘが除去された
ガスは吸着式除湿器３１の再生ゾーンに導かれ、除湿剤
から水分を除去し外部に排出される。[0003] A conventional NOx removal method and removal apparatus will be described with reference to the drawings. First, a processing target gas containing NOx is introduced into a rotor-type adsorption dehumidifier 31, and moisture is removed in a dehumidification zone 31a. The gas to be treated including NOx from which water has been removed is guided to the adsorption rotor 32 including zeolite activated with CuCl 2 , and NOx is adsorbed and removed in the adsorption zone 32a. The processing target gas from which NOx has been adsorbed and removed is led to the regeneration zone of the adsorption dehumidifier 31 to remove moisture from the dehumidifier and discharged to the outside. On the other hand, in the NOx adsorption rotor 32, the zeolite adsorbing NOx in the NOx adsorption zone 32a is
After that, the gas passes through the cooling zone 32b, the regeneration zone 32c, and the preliminary heating zone 32d, and is regenerated with a gas containing ammonia. The zeolite regeneration gas is heated by a heater 35 disposed on the left side of the rotor type NOx adsorber 32 in the figure, and then ammonia is injected from a feeder 34 and guided to a regeneration zone 32c. In the regeneration zone 32c, the zeolite regeneration gas containing ammonia regenerates zeolite by decomposing and reducing NOx adsorbed on zeolite to N and O. The regenerated gas of the zeolite is led to the preheating zone 32d, is directed to the blower 36 without being adsorbed by the zeolite, passes through the cooling zone 32b, and is again led to the heater 35. The regeneration gas is circulated by the blower 36, and such a series of steps is repeated. Most of the NOx introduced into the treatment apparatus is decomposed and removed by the adsorbing action of the adsorbent in the rotor-type NOx adsorber 32 and the decomposition action of ammonia, but is not decomposed and removed by the rotor-type NOx adsorber 32. Part of the NOx that has been introduced is guided to the catalyst tank 33 together with other gases and removed. The gas from which NOx has been removed in the catalyst tank 33 is led to the regeneration zone of the adsorption dehumidifier 31 to remove water from the dehumidifier and discharge it to the outside.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のＮＯｘの除去装
置においてはＮＯｘの分解及びゼオライトの再生にアン
モニアを使用していたが、アンモニアは環境負荷が大き
く、外部漏洩について厳重な管理が必要で、装置が複雑
になりコストＵＰにつながるという問題があった。ま
た、従来のゼオライトは、１ｐｐｍ程度の低濃度のＮＯ
ｘに対する吸着能力があまり高くないため、このような
低濃度のＮＯｘの吸着を可能にするためには、ＣｕＣｌ
2などの塩化金属を用いてゼオライトの吸着サイトを活
性化させる必要がある。しかしながら、この方式では処
理対象ガス中に水分が含まれるとＮＯｘの吸着性能が低
下するため、従来のＮＯｘ除去装置においては水分の除
去が不可欠で、図１６に示されたように除湿器が必要と
なり、コストＵＰの問題とともに、エネルギー消費が大
きくＮＯｘ回収に多大なエネルギーを必要としていた。In a conventional NOx removal apparatus, ammonia is used for decomposing NOx and regenerating zeolite. However, ammonia has a large environmental load and requires strict control of external leakage. There has been a problem that the apparatus becomes complicated, leading to an increase in cost. Conventional zeolites have a low concentration of NO of about 1 ppm.
Since the adsorption capacity for x is not very high, CuCl
It is necessary to activate the adsorption site of zeolite using a metal chloride such as 2 . However, in this method, when moisture is contained in the gas to be treated, the NOx adsorption performance is reduced. Therefore, the removal of moisture is indispensable in the conventional NOx removing apparatus, and a dehumidifier is required as shown in FIG. In addition to the problem of cost UP, energy consumption is large and a large amount of energy is required for NOx recovery.
【０００５】本発明はこれらの課題を解決するためにな
されたもので、排気ガスなどの処理対象ガスに含まれる
ＮＯｘを低コストかつ安全に濃縮、脱着、分解除去する
効果的な方法および装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve these problems, and an effective method and apparatus for concentrating, desorbing, decomposing and removing NOx contained in a gas to be treated such as exhaust gas at low cost and safely. The purpose is to provide.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明にかかる窒素酸
化物分解方法は、熱プラズマを用いることにより、２０
００Ｋ以上の高温度で窒素酸化物を分解するように構成
されている。According to the method for decomposing nitrogen oxides according to the present invention, thermal plasma is used.
It is configured to decompose nitrogen oxides at a high temperature of 00K or more.
【０００７】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
熱プラズマはアーク放電、高周波放電、マイクロ波放電
にて発生させてもよい。[0007] The nitrogen oxide decomposition method according to the present invention comprises:
The thermal plasma may be generated by arc discharge, high-frequency discharge, or microwave discharge.
【０００８】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
熱プラズマは大気圧下で発生させてもよい。[0008] The nitrogen oxide decomposition method according to the present invention comprises:
The thermal plasma may be generated at atmospheric pressure.
【０００９】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
窒素酸化物は、被処理ガスに含まれ、被処理ガスに対し
て３％以上の濃度を有しても構わない。The nitrogen oxide decomposition method according to the present invention comprises:
The nitrogen oxide may be contained in the gas to be treated and have a concentration of 3% or more with respect to the gas to be treated.
【００１０】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
被処理ガス中に含まれる酸素濃度が大気中の酸素濃度以
下であっても構わない。[0010] The nitrogen oxide decomposition method according to the present invention comprises:
The concentration of oxygen contained in the gas to be treated may be lower than the concentration of oxygen in the atmosphere.
【００１１】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
熱プラズマが不活性ガス雰囲気下で生成されても構わな
い。The method for decomposing nitrogen oxides according to the present invention comprises:
Thermal plasma may be generated in an inert gas atmosphere.
【００１２】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
窒素酸化物を窒素酸化物吸着手段に吸着させることによ
り濃縮し、濃縮された窒素酸化物を不活性ガス雰囲気下
で窒素酸化物吸着手段から脱着させても構わない。The method for decomposing nitrogen oxides according to the present invention comprises:
The nitrogen oxides may be concentrated by adsorbing them on the nitrogen oxide adsorbing means, and the concentrated nitrogen oxides may be desorbed from the nitrogen oxide adsorbing means under an inert gas atmosphere.
【００１３】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
大気より酸素を生成する酸素発生装置により酸素を含む
ガスを生成し、酸素発生装置により大気より酸素を生成
する際に生じる窒素を、窒素酸化物吸着手段から脱着し
た窒素酸化物のキャリアーガスとして用いても構わな
い。The method for decomposing nitrogen oxides according to the present invention comprises:
A gas containing oxygen is generated by an oxygen generator that generates oxygen from the atmosphere, and nitrogen generated when oxygen is generated from the air by the oxygen generator is used as a carrier gas of nitrogen oxide desorbed from the nitrogen oxide adsorption means. It does not matter.
【００１４】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
不活性ガス雰囲気は、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴ
ン、キセノンのいずれかまたはその組み合わせにて構成
することができる。The method for decomposing nitrogen oxides according to the present invention comprises:
The inert gas atmosphere can be composed of any one of nitrogen, helium, neon, argon, and xenon, or a combination thereof.
【００１５】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
窒素酸化物の分解ガスを用いて、窒素酸化物吸着手段に
吸着された窒素酸化物を脱着しても構わない。The method for decomposing nitrogen oxides according to the present invention comprises:
The nitrogen oxide adsorbed by the nitrogen oxide adsorbing means may be desorbed using the nitrogen oxide decomposition gas.
【００１６】この発明にかかる窒素酸化物分解方法は、
窒素酸化物の分解後、常温までの冷却時間が10-2秒以上
であっても構わない。The method for decomposing nitrogen oxides according to the present invention comprises:
After the decomposition of nitrogen oxides, the cooling time to room temperature may be 10 -2 seconds or more.
【００１７】この発明にかかる窒素酸化物分解装置は、
２０００Ｋ以上の熱プラズマを発生する熱プラズマ発生
手段を有し、熱プラズマ発生手段にて窒素酸化物を分解
するように構成されたものである。The nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention comprises:
It has thermal plasma generating means for generating thermal plasma of 2000K or more, and is configured to decompose nitrogen oxides by the thermal plasma generating means.
【００１８】この発明にかかる窒素酸化物分解装置は、
熱プラズマ発生手段はアーク放電、高周波放電、マイク
ロ波放電のいずれかまたはこれらの組み合わせを利用し
たものであってもよい。The nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention comprises:
The thermal plasma generating means may use any one of an arc discharge, a high-frequency discharge, and a microwave discharge or a combination thereof.
【００１９】この発明にかかる窒素酸化物分解装置は、
窒素酸化物を吸着する窒素酸化物吸着手段と、窒素酸化
物吸着手段から窒素酸化物を脱着させる窒素酸化物脱着
手段とを有していても構わない。The nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention comprises:
A nitrogen oxide adsorbing means for adsorbing nitrogen oxides and a nitrogen oxide desorbing means for desorbing nitrogen oxides from the nitrogen oxide adsorbing means may be provided.
【００２０】この発明にかかる窒素酸化物分解装置は、
窒素酸化物吸着手段はハニカムロータ型吸着剤であって
も構わない。The nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention comprises:
The nitrogen oxide adsorbing means may be a honeycomb rotor type adsorbent.
【００２１】この発明にかかる窒素酸化物分解装置は、
大気から酸素を生成する酸素発生装置を有し、酸素発生
装置により大気から酸素を生成する際に発生する窒素
を、窒素酸化物を脱着させるときのキャリアーガスとし
て用いても構わない。The nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention comprises:
An oxygen generator for generating oxygen from the atmosphere may be provided, and nitrogen generated when oxygen is generated from the air by the oxygen generator may be used as a carrier gas for desorbing nitrogen oxides.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１は本発明に係る窒素酸化物分解方法を用いた場合の
二酸化窒素（ＮＯ２）の分解特性を示した図である。図
中Ａ１およびＡ２は、それぞれ濃度５％と濃度３０％の
ＮＯ２を含むガスを瞬時に温度３０００Ｋに昇温して、
その後１０-2秒の時間をかけて３００Ｋまで温度を下げ
たときのＮＯｘ濃度の経時変化を示したものである。こ
のように３０００ＫでＮＯ２ガスを処理することによ
り、５％のＮＯ２ガスを全ＮＯｘ濃度３．８％まで、３
０％のＮＯ２ガスを全ＮＯｘ濃度６．５％まで低減する
ことができる。なお、図中には示さなかったが、このよ
うな３０００ＫでのＮＯ２ガスの処理は３％程度以上の
ＮＯ２ガスであれば分解効率がＵＰし、効果があること
が分かっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing the decomposition characteristics of nitrogen dioxide (NO 2 ) when the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention is used. Figure A1 and A2, was heated to a temperature 3000K a gas containing 5% strength and 30% strength NO 2 respectively instantaneously,
This graph shows the change with time of the NOx concentration when the temperature is lowered to 300 K over 10 −2 seconds. By treating the NO 2 gas at 3000 K in this way, 5% of the NO 2 gas is reduced to a total NOx concentration of 3.8%.
0% NO 2 gas can be reduced to a total NOx concentration of 6.5%. Although not shown in the figure, it has been found that such NO 2 gas treatment at 3000 K is effective if the NO 2 gas is about 3% or more because the decomposition efficiency is increased.
【００２３】図２は本発明に係る窒素酸化物分解方法に
おいて、分解処理温度を６０００Ｋとした時のＮＯ２の
分解特性を示した図である。図中Ａ３およびＡ４は、そ
れぞれ濃度５％と濃度３０％のＮＯ２を含むガスを瞬時
に温度６０００Ｋに昇温して、その後１０-2秒の時間を
かけて３００Ｋまで温度を下げたときのＮＯｘ濃度の経
時変化を示したものである。このように６０００ＫでＮ
Ｏ２ガスを処理することにより、５％のＮＯ２ガスを全
ＮＯｘ濃度２．５％まで、３０％のＮＯ２ガスを全ＮＯ
ｘ濃度２．８％まで低減することができる。FIG. 2 is a diagram showing the decomposition characteristics of NO 2 when the decomposition temperature is 6000 K in the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention. In the figure, A3 and A4 represent the case where the gas containing 5% and 30% concentration of NO 2 was instantaneously heated to a temperature of 6000K, and then cooled to 300K over a period of 10 -2 seconds. It shows a change with time of the NOx concentration. Thus N at 6000K
By treating the O 2 gas, 5% NO 2 gas is converted to a total NOx concentration of 2.5%, and 30% NO 2 gas is converted to a total NOx concentration.
The x concentration can be reduced to 2.8%.
【００２４】図３は本発明に係る窒素酸化物分解方法に
おいて、分解処理温度を１０００Ｋとした時のＮＯ２の
分解特性を示した図である。図中Ａ５およびＡ６は、そ
れぞれ濃度５％と濃度３０％のＮＯ２を含むガスを瞬時
に温度１０００Ｋに昇温して、その後１０-2秒の時間を
かけて３００Ｋまで温度を下げたときのＮＯｘ濃度の経
時変化を示したものである。このように１０００ＫでＮ
Ｏ２ガスを処理すると、５％のＮＯ２ガスおよび３０％
のＮＯ２ガスは殆んど分解しないことがわかる。FIG. 3 is a diagram showing the decomposition characteristics of NO 2 when the decomposition temperature is set to 1000 K in the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention. In the figure, A5 and A6 indicate the case where the gas containing 5% and 30% concentration of NO 2 is instantaneously heated to a temperature of 1000 K, and then the temperature is lowered to 300 K in 10 −2 seconds. It shows a change with time of the NOx concentration. Thus N at 1000K
When treating O 2 gas, 5% NO 2 gas and 30%
It can be seen that the NO 2 gas hardly decomposes.
【００２５】図４は本発明に係る窒素酸化物分解方法に
おいて、ＮＯ２ガス処理温度と処理後のＮＯｘ濃度の関
係を示したものである。横軸にＮＯ２ガス処理温度、縦
軸に処理後のＮＯｘ濃度をを示す。図中Ａ７は５％のＮ
Ｏ２を含むガスの処理特性、Ａ８は３０％のＮＯ２を含
むガスの処理特性を示したものである。このように、５
％のＮＯ２ガスを処理する時には、２０００Ｋまでの温
度では、窒素酸化物の分解率は１％にも満たないが、２
０００Ｋを超えると窒素酸化物の分解率は上昇を始め、
３０００Ｋにすることにより約３０％のＮＯｘを分解で
き、６０００Ｋまで昇温することにより約５０％のＮＯ
ｘを分解することができる。また３０％のＮＯ２ガスを
処理する時には、３０００Ｋにガスを昇温することによ
り８７％、６０００Ｋまで昇温することにより分解率が
９１％まで向上する。このように２０００Ｋ以上の温度
で分解率が向上し、処理温度が高くなるほど分解率が良
くなる。また、初期ガス中に含まれるＮＯｘ濃度が高く
なるほどＮＯｘ分解率が向上するが、３％程度以上のＮ
Ｏ２を含むガスにおいて分解率の顕著な向上が認められ
る事が分かっている。FIG. 4 shows the relationship between the NO 2 gas treatment temperature and the NOx concentration after the treatment in the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention. The horizontal axis indicates the NO 2 gas processing temperature, and the vertical axis indicates the NOx concentration after the processing. A7 in the figure is 5% N
A8 shows the processing characteristics of the gas containing O 2 , and A8 shows the processing characteristics of the gas containing 30% NO 2 . Thus, 5
% Of NO 2 gas at temperatures up to 2000K, the nitrogen oxide decomposition rate is less than 1%,
When the temperature exceeds 000K, the decomposition rate of nitrogen oxides starts to increase,
Approximately 30% of NOx can be decomposed at 3000K, and approximately 50% of NOx can be decomposed by raising the temperature to 6000K.
x can be decomposed. When processing 30% NO 2 gas, the decomposition rate is improved to 87% by raising the temperature of the gas to 3000K and to 91% by raising the temperature to 6000K. As described above, the decomposition rate is improved at a temperature of 2000 K or more, and the decomposition rate is improved as the processing temperature is increased. In addition, as the concentration of NOx contained in the initial gas increases, the NOx decomposition rate increases, but the Nx concentration of about 3% or more increases.
It has been found that a remarkable improvement in the decomposition rate is observed in the gas containing O 2 .
【００２６】図５は本発明に係る窒素酸化物分解方法を
用いた場合において、濃度３０％のＮＯ２を含む処理ガ
スを瞬時に温度３０００Ｋまで昇温した後の３００Ｋま
での冷却時間の差による最終的なＮＯｘの生成量の違い
を示したものである。図中Ａ９は３０００Ｋまでの昇温
後１秒かけて３００Ｋまで冷却したときのＮＯｘ濃度の
経時変化を表したもの、Ａ１０は３０００Ｋまでの昇温
後１０-1秒かけて３００Ｋまで冷却したときのＮＯｘ濃
度の経時変化を表したもの、Ａ１１は３０００Ｋまでの
昇温後１０-2秒かけて３００Ｋまで冷却したときのＮＯ
ｘ濃度の経時変化を表したもの、Ａ１２は３０００Ｋま
での昇温後１０-3秒かけて３００Ｋまで冷却したときの
ＮＯｘ濃度の経時変化を表したものである。また、Ａ１
３はガス温度の経時変化を示したものである。このよう
に高温度の状態から常温まで冷却するのに要する時間が
長いほど、ＮＯ２を含むガスの処理後のＮＯｘ濃度が低
くなる、すなわち分解率が大きくなることが分かる。図
５に示したデータよりＮＯｘ分解効率を向上させるため
には３０００Ｋ以上の高温度から３００Ｋ程度の室温ま
での冷却時間が１０-3秒以上、好ましくは１０-2秒以
上、さらに好ましくは１０-1秒以上時間をかけることが
望ましい。FIG. 5 shows the difference in the cooling time to 300 K after the temperature of the process gas containing 30% NO 2 was instantaneously raised to 3000 K in the case of using the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention. The difference in the final NOx generation amount is shown. In the figure, A9 represents the time-dependent change in the NOx concentration when the temperature was raised to 3000K and cooled to 300K over 1 second, and A10 was when the temperature was raised to 3000K and cooled to 300K over 10 -1 seconds. A11 shows the change with time of the NOx concentration. A11 represents the NO when the temperature was raised to 3000K and cooled to 300K in 10 -2 seconds after the temperature was raised.
A12 represents the change over time in the x concentration, and A12 represents the change over time in the NOx concentration when the temperature was raised to 3000K and cooled to 300K in 10 -3 seconds. Also, A1
3 shows a change with time of the gas temperature. It can be seen that the longer the time required to cool from a high temperature state to a normal temperature, the lower the NOx concentration of the gas containing NO 2 after the treatment, that is, the higher the decomposition rate. Figure 5 shows the cooling time in order to improve the NOx destruction efficiency from the high temperature of more than 3000K to room temperature of about 300K from the data 10 -3 seconds or more, preferably 10 -2 seconds or more, more preferably 10 - It is desirable to spend more than one second.
【００２７】実施の形態２ 図６は本発明にかかる窒素酸化物分解装置の一例であ
る、マイクロ波電源を用いた熱プラズマ発生装置による
窒素分解処理装置の構成説明図である。図中１はマイク
ロ波電源、２は導波管、３ａは入射電力測定プローブ、
３ｂは反射電力測定プローブ、４は整合器、５ａ、５ｂ
は電極、６は石英ガラス、７はガス反応室、８は被処理
ガス供給口、９は処理ガス排出口である。電源１により
２．４５ＧＨｚで発振させたマイクロ波は、導波管２を
通り、整合装置４で整合され、電極５ａおよび５ｂ間ま
で導かれる。他方、被処理ガスは、ガス供給口８より導
入され電極５ａおよび５ｂ間まで導かれる。このとき、
電極間でマイクロ波により電界集中がおこり被処理ガス
がプラズマ化する。また、被処理ガスが大気圧付近の圧
力であれば、電子温度と粒子温度が平衡に達する熱プラ
ズマを発生させることができ、２０００Ｋ以上の温度を
容易にしかも準備時間無しに瞬時に得ることができる。
すなわち、ＮＯｘを容易にしかも瞬時に分解することが
できる。Embodiment 2 FIG. 6 is an explanatory view showing the structure of a nitrogen decomposition apparatus using a thermal plasma generator using a microwave power supply, which is an example of a nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a microwave power supply, 2 is a waveguide, 3a is an incident power measuring probe,
3b is a reflected power measuring probe, 4 is a matching device, 5a, 5b
Denotes an electrode, 6 denotes quartz glass, 7 denotes a gas reaction chamber, 8 denotes a gas to be processed supply port, and 9 denotes a processing gas discharge port. The microwave oscillated at 2.45 GHz by the power supply 1 passes through the waveguide 2, is matched by the matching device 4, and is guided to between the electrodes 5 a and 5 b. On the other hand, the gas to be treated is introduced from the gas supply port 8 and is guided to between the electrodes 5a and 5b. At this time,
Electric field concentration occurs between the electrodes due to microwaves, and the gas to be processed is turned into plasma. Further, when the gas to be processed is at a pressure near the atmospheric pressure, a thermal plasma in which the electron temperature and the particle temperature reach equilibrium can be generated, and a temperature of 2000 K or more can be easily obtained instantaneously without any preparation time. it can.
That is, NOx can be easily and instantaneously decomposed.
【００２８】実施の形態３ 図７は本発明にかかる窒素酸化物分解装置において、高
周波誘導結合型プラズマ発生装置を用いた場合のＮＯｘ
分解装置の構成説明図である。図中１０は、２．４５Ｍ
Ｈｚ以上、好ましくは、４ＭＨｚ程度の高周波電源、１
１は、プラズマ発生用コイル、１２は内部でプラズマを
発生させる石英ガラス管、１３はプラズマ点火装置であ
る。Embodiment 3 FIG. 7 shows NOx in the case of using a high frequency inductively coupled plasma generator in the nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of a disassembly device. 10 in the figure is 2.45M
Hz or higher, preferably about 4 MHz.
1 is a plasma generating coil, 12 is a quartz glass tube for generating plasma inside, and 13 is a plasma ignition device.
【００２９】被処理ガスは、ガス供給口８より供給さ
れ、プラズマ点火装置１３の点火により、被処理ガス中
に初期電子が生成される。この初期電子が、高周波電源
１０によりコイル１１に供給される電流により誘導的に
エネルギーを受けて、熱プラズマを発生させることがで
きる。この熱プラズマは２０００Ｋ以上の高温を容易か
つ速やかに発生させるものであり、瞬時にＮＯｘを分解
する。The gas to be treated is supplied from the gas supply port 8, and initial electrons are generated in the gas to be treated by the ignition of the plasma ignition device 13. These initial electrons can receive energy inductively by a current supplied to the coil 11 by the high frequency power supply 10 to generate thermal plasma. This thermal plasma easily and quickly generates a high temperature of 2000K or more, and instantaneously decomposes NOx.
【００３０】実施の形態４ 図８は本発明にかかる窒素酸化物分解装置において、ア
ーク放電を用いた場合のＮＯｘ分解装置の構成説明図で
ある。図中１４は直流高圧電源、１５はアーク放電発生
用陽極電極、１６はアーク放電発生用陰極電極、１７は
冷却水入口、１８は冷却水出口、１９は電極支持用絶縁
物である。かかる窒素酸化物分解装置においては電極１
５、１６間に直流高電圧を印加し、アーク放電を発生さ
せ、このアーク放電中にガス供給口より供給したガスを
通過させることにより熱プラズマを発生させ、被処理ガ
ス中に含まれるＮＯｘを分解する。Fourth Embodiment FIG. 8 is an explanatory view of the structure of a NOx decomposing apparatus using arc discharge in the nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention. In the figure, 14 is a DC high-voltage power supply, 15 is an anode electrode for generating arc discharge, 16 is a cathode electrode for generating arc discharge, 17 is a cooling water inlet, 18 is a cooling water outlet, and 19 is an electrode supporting insulator. In such a nitrogen oxide decomposition apparatus, the electrode 1
A high DC voltage is applied between 5 and 16 to generate an arc discharge. During this arc discharge, a gas supplied from a gas supply port is passed to generate a thermal plasma, thereby removing NOx contained in the gas to be treated. Decompose.
【００３１】実施の形態５ 図９は、本発明にかかる窒素酸化物分解装置を用いた場
合において、５％ＮＯ ２を含む大気を被処理ガスとし、
３０００Ｋまで温度を上げ１０ｍｓｅｃ後に室温まで温
度を下げた場合のＮＯｘ分解経時変化（Ｂ１）及び５％
ＮＯ２を含む窒素を被処理ガスとし、３０００Ｋまで温
度を上げ１０ｍｓｅｃ後、室温まで温度を下げた場合の
ＮＯｘ分解経時変化（Ｂ２）を比較したものである。こ
のように、被処理ガス中に酸素の混入率が少ない場合
は、最終的に残留するＮＯｘ濃度も低くなり分解率が向
上することが分かる。なお、窒素のみならず、アルゴ
ン、ネオン、ヘリウム等の不活性ガス中にＮＯｘを含む
ガスを被処理ガスとした場合も同様の効果によりＮＯｘ
分解率が向上する。Embodiment 5 FIG. 9 shows a case where a nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention is used.
5% NO 2The atmosphere containing
Raise the temperature up to 3000K and warm to room temperature after 10msec
NOx decomposition time-dependent change (B1) and 5%
NO2And nitrogen up to 3000K
When the temperature is lowered to room temperature after increasing the temperature for 10 msec
It is a comparison of the change over time of NOx decomposition (B2). This
When the mixing ratio of oxygen in the gas to be treated is small, as in
Means that the residual NOx concentration will eventually decrease and the decomposition rate will increase.
You can see that it goes up. Not only nitrogen but also algo
NOx in inert gas such as helium, neon, helium
Even when the gas is the gas to be treated, NOx
The decomposition rate is improved.
【００３２】実施の形態６ 図１０は、本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成説
明図の一例で、実施の形態２にて示したマイクロ波プラ
ズマ装置に、ガス流通用の風路２０を備えたものであ
る。風路２０の直径は発生するプラズマの最大直径以上
であって、かつ４倍程度以下、好ましくは２倍程度であ
り、風路２０の長さは発生するプラズマの長さの１〜３
倍程度が望ましい。たとえば、電極５ｂに設けられたプ
ラズマ発生口の直径が１０ｍｍである場合、風路２０の
直径は１０〜４０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ、また風路
の長さは、処理ガスの流量が１０〜３０ｌ／ｍｉｎであ
る場合には、１００〜３００ｍｍ程度が望ましい。この
風路２０により半径方向のガスの拡散を防ぐことがで
き、熱プラズマにて分解したガスの急激な温度降下を防
ぐことができ、窒素酸化物の再生が抑制される。さら
に、ガス流の乱れを防ぐことができる効果も兼ね備えて
いるため、安定したプラズマを維持することができると
いう効果も奏する。Embodiment 6 FIG. 10 is an example of a structural explanatory view of a nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention. In the microwave plasma apparatus shown in Embodiment 2, an air passage 20 for gas distribution is provided. It is provided. The diameter of the air path 20 is not less than the maximum diameter of the generated plasma and about 4 times or less, preferably about 2 times, and the length of the air path 20 is 1 to 3 times the length of the generated plasma.
About double is desirable. For example, when the diameter of the plasma generation port provided in the electrode 5b is 10 mm, the diameter of the air passage 20 is 10 to 40 mm, preferably 20 mm, and the length of the air passage is such that the flow rate of the processing gas is 10 to 30 l /. In the case of min, it is desirable to be about 100 to 300 mm. The air passage 20 can prevent the gas from diffusing in the radial direction, prevent a rapid temperature drop of the gas decomposed by the thermal plasma, and suppress the regeneration of the nitrogen oxide. Further, since the present invention also has the effect of preventing the turbulence of the gas flow, there is also an effect that stable plasma can be maintained.
【００３３】実施の形態７ 図１１および１2は、本発明にかかる窒素酸化物分解装
置の構成説明図の一例で、吸着による窒素酸化物の濃縮
部と窒素酸化物分解装置を組み合わせたシステム構成を
示したものである。図において、２１はハニカムロータ
型ＮＯｘ吸着剤、２１ａはロータ型吸着剤における吸着
ゾーン、２１ｂは脱着ゾーン、２２は脱着のためのヒー
タ、２３は真空ポンプ、２４は熱プラズマＮＯｘ分解装
置、２５は酸化ガス発生装置、２６はプラズマ室、２
８、２９はガス流量調整バルブである。トンネルや地下
駐車場での希薄ＮＯｘは主にＮＯであるため酸化ガス発
生装置で発生させた酸化ガスと接触させることによりＮ
Ｏ２もしくはＮＯ3へと変化し、吸着剤２１における吸
着ゾーン２１ａで吸着しやすくなる。吸着処理後のガス
中のＮＯｘ濃度は時間経過とともに徐々に高くなるが、
ＮＯｘ濃度が予め設定された所定値に達すると、ロータ
が回転し脱着ゾーン２１ｂにて、ヒータ２２の熱と真空
ポンプ２３の作用で、高濃度のＮＯｘを脱着する。脱着
した高濃度のＮＯｘは、熱プラズマＮＯｘ分解装置２４
において分解する。分解後のガス中には１〜４％の濃度
のＮＯｘが含まれるため、返送ガスの流量Ｑ’[ｌ／ｍ
ｉｎ]が次式（１）を満たすようにガス流量調整バルブ
２８にて調整する。 Ｑ’＝ＱＣ／（４α）−−−−−−−−−−−（１） ただし、Ｑは被処理ガス流量[ｌ／ｍｉｎ]、Ｃは被処理
ガス中に含まれるＮＯｘ濃度[％]、αは係数である。式
（１）を満たすように、処理ガスを被処理ガスに混合し
再び吸着剤に吸着させる。ここで１／αを１０〜１００
０程度、好ましくは１０〜１００程度を満たすように返
送ガス流量Ｑ’を制御することにより、被処理ガス中の
ＮＯｘ濃度が高くなることを防ぐことができる。また、
図１２に示した装置構成にて、ガス流量調整バルブ２９
にて、以下に示す式（２）を満たすように、返送ガスの
一部をＱ''[ｌ／ｍｉｎ]だけ分岐することによって返送
ガスの一部を処理ガスと混合し、大気中に放出すること
ができる。 Ｑ''＝ＱＣ／（４β）−−−−−−−−−−−（２） （β＝１００〜１０００００） なお、酸化ガスと接触させる代わりに、図１２に示すよ
うにプラズマ室２６を通過させることによっても上記と
同様の効果を得ることができる。Embodiment 7 FIGS. 11 and 12 are examples of explanatory diagrams of the structure of a nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention. FIG. 11 and FIG. 12 show a system configuration combining a nitrogen oxide concentrating section by adsorption and a nitrogen oxide decomposing apparatus. It is shown. In the figure, 21 is a honeycomb rotor type NOx adsorbent, 21a is an adsorption zone in the rotor type adsorbent, 21b is a desorption zone, 22 is a heater for desorption, 23 is a vacuum pump, 24 is a thermal plasma NOx decomposer, 25 is Oxidizing gas generator, 26 is a plasma chamber, 2
Reference numerals 8 and 29 denote gas flow control valves. Since lean NOx in tunnels and underground parking lots is mainly NO, N2 is brought into contact with oxidizing gas generated by an oxidizing gas generator.
It changes to O 2 or NO 3 , and is easily adsorbed in the adsorption zone 21 a of the adsorbent 21. The NOx concentration in the gas after the adsorption treatment gradually increases with time,
When the NOx concentration reaches a predetermined value, the rotor rotates and desorbs high-concentration NOx in the desorption zone 21b by the heat of the heater 22 and the action of the vacuum pump 23. The desorbed high-concentration NOx is supplied to the thermal plasma NOx decomposition device 24.
Decomposes at Since the decomposed gas contains NOx at a concentration of 1 to 4%, the flow rate Q '[l / m
[in] satisfies the following equation (1). Q ′ = QC / (4α) −−−−−−−−−− (1) where Q is the flow rate of the gas to be treated [l / min], and C is the NOx concentration [%] contained in the gas to be treated. , Α are coefficients. The processing gas is mixed with the gas to be processed so as to satisfy the expression (1), and is adsorbed again by the adsorbent. Here, 1 / α is 10 to 100
By controlling the return gas flow rate Q ′ so as to satisfy about 0, preferably about 10 to 100, it is possible to prevent the NOx concentration in the gas to be treated from increasing. Also,
In the apparatus configuration shown in FIG.
Then, a part of the returned gas is branched by Q ″ [l / min] by mixing a part of the returned gas with the processing gas so as to satisfy the following equation (2), and released into the atmosphere. can do. Q ″ = QC / (4β) −−−−−−−−− (2) (β = 100 to 100,000) In addition, instead of making the plasma chamber 26 contact with the oxidizing gas, as shown in FIG. The same effect as described above can be obtained by passing the light.
【００３４】実施の形態８ 図１３は本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成説明
図の一例を示す図である。図中２７は脱着したＮＯｘの
搬送ガスを貯蔵する容器またはキャリアガス製造装置で
ある。キャリアガスを使用することにより脱着したガス
は希釈されるが、真空ポンプ２３の電力量を抑えること
ができる。また、このキャリアガスに窒素やヘリウム、
ネオンやアルゴンを用いることにより、実施の形態５、
６で示したように空気で脱着するよりも高い分解効率が
得られる。Eighth Embodiment FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a configuration explanatory view of a nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 27 denotes a container or a carrier gas producing apparatus for storing the carrier gas of the desorbed NOx. Although the desorbed gas is diluted by using the carrier gas, the electric energy of the vacuum pump 23 can be suppressed. In addition, nitrogen, helium,
By using neon or argon, Embodiment 5,
As shown in FIG. 6, higher decomposition efficiency can be obtained than desorption with air.
【００３５】実施の形態９ 図１４は本発明にかかる窒素酸化物分解装置構成説明図
の一例である。熱プラズマ装置でＮＯｘを分解した処理
ガスは熱を持っており、この熱を利用して吸着剤に吸着
された窒素酸化物を脱着する。ただし、このとき脱着用
に分岐したガスの流路の容積Ｖ[ｌ]は次式（３）の条件
を満たす必要がある。 ４γ（Ｗ／２２．４）Ｖ＝Ａｚ・Ｖｚ・η・Ｃｗ−−−−−−（３） （γ＝１０〜１０００） ここでＷはＮＯｘの分子量[ｇ]、Ａｚはゼオライト１ｇ
あたりに吸着するＮＯｘ量[ｇ]、ＶｚはＮＯｘ吸着剤体
積[ｌ]、ηはハニカムロータの空乏率[％]、ＣｗはＮＯ
ｘ吸着剤の密度[ｇ／ｌ]である。式（３）に従ってガス
流路の体積Ｖを設定することにより、熱プラズマで処理
した排ガス熱を有効に利用でき、また、ＮＯｘを効率よ
く分解することができる。Ninth Embodiment FIG. 14 is an example of an explanatory diagram of a nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention. The processing gas obtained by decomposing NOx in the thermal plasma apparatus has heat, and the heat is used to desorb the nitrogen oxides adsorbed by the adsorbent. However, at this time, the volume V [l] of the gas flow path branched for desorption needs to satisfy the condition of the following expression (3). 4γ (W / 22.4) V = Az · Vz · η · Cw --- (3) (γ = 10-1000) Here, W is the molecular weight [g] of NOx, and Az is 1 g of zeolite.
Amount of NOx adsorbed per unit [g], Vz is NOx adsorbent volume [l], η is depletion rate [%] of honeycomb rotor, Cw is NO
x The density of the adsorbent [g / l]. By setting the volume V of the gas channel according to the equation (3), the heat of the exhaust gas treated by the thermal plasma can be effectively used, and NOx can be decomposed efficiently.
【００３６】実施の形態１０ 図１５は本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成説明
図の一例である。図示したように、オゾン発生器のよう
な酸化ガス発生器２５により、大気を分解することによ
り得られた窒素を脱着用キャリアガスとして用いること
により実施の形態８と同様の効果を得ることができる。Embodiment 10 FIG. 15 is an example of a structural explanatory view of a nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the same effect as in the eighth embodiment can be obtained by using nitrogen obtained by decomposing the atmosphere as a carrier gas for desorption by an oxidizing gas generator 25 such as an ozone generator. .
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上のように、この発明にかかる窒素酸
化物分解方法によれば、アーク放電、高周波放電、マイ
クロ波放電などにて生成された熱プラズマを利用して２
０００Ｋ以上の高温で窒素酸化物を分解することによ
り、窒素酸化物を安定かつ高効率に分解できるという効
果がある。As described above, according to the method for decomposing nitrogen oxides according to the present invention, the thermal plasma generated by arc discharge, high frequency discharge, microwave discharge, etc.
By decomposing nitrogen oxides at a high temperature of 000 K or more, there is an effect that nitrogen oxides can be decomposed stably and efficiently.
【００３８】また、この発明にかかる窒素酸化物分解方
法によれば、熱プラズマは大気下で生成できるため、窒
素酸化物の分解に対し、特殊なチャンバーを必要としな
いという効果がある。According to the method for decomposing nitrogen oxides of the present invention, since thermal plasma can be generated in the atmosphere, there is an effect that no special chamber is required for decomposing nitrogen oxides.
【００３９】また、この発明にかかる窒素酸化物分解方
法によれば、窒素酸化物を濃縮して熱プラズマにて分解
することにより、より効率的な窒素酸化物の分解が可能
となり、投入されるエネルギーの利用効率が高まるとい
う効果がある。According to the method for decomposing nitrogen oxides of the present invention, nitrogen oxides are concentrated and decomposed by thermal plasma, thereby enabling more efficient decomposition of nitrogen oxides. This has the effect of increasing the energy use efficiency.
【００４０】また、この発明にかかる窒素酸化物分解方
法によれば、被処理ガス中の酸素濃度を低減させること
で、分解した窒素酸化物の再生を抑制することができる
という効果がある。Further, according to the nitrogen oxide decomposition method of the present invention, there is an effect that the regeneration of the decomposed nitrogen oxide can be suppressed by reducing the oxygen concentration in the gas to be treated.
【００４１】また、この発明にかかる窒素酸化物分解方
法によれば、キャリアガスとして窒素もしくはヘリウ
ム、ネオン、アルゴンなどの不活性ガスを用いること
で、分解した窒素酸化物の再生を抑制することができる
という効果がある。According to the nitrogen oxide decomposition method of the present invention, the regeneration of the decomposed nitrogen oxide can be suppressed by using nitrogen or an inert gas such as helium, neon or argon as the carrier gas. There is an effect that can be.
【００４２】また、この発明にかかる窒素酸化物分解方
法によれば、窒素酸化物の冷却時間を十分に取ること
で、分解した窒素酸化物の再生を抑制することができる
という効果がある。Further, according to the nitrogen oxide decomposition method of the present invention, there is an effect that regeneration of the decomposed nitrogen oxide can be suppressed by sufficiently setting the cooling time of the nitrogen oxide.
【００４３】また、この発明にかかる窒素酸化物分解方
法によれば、高温状態の分解ガスの熱を利用して吸着剤
に吸着された窒素酸化物を脱着することにより、分解に
用いられたエネルギーを効率的に利用できるという効果
がある。According to the nitrogen oxide decomposition method of the present invention, the energy used for decomposition is decomposed by desorbing the nitrogen oxides adsorbed on the adsorbent by using the heat of the decomposition gas in a high temperature state. There is an effect that can be used efficiently.
【００４４】この発明にかかる窒素酸化物分解装置によ
れば、アーク放電、高周波放電、マイクロ波放電などの
熱プラズマ発生手段を有しており、２０００Ｋ以上の高
温の熱プラズマで窒素酸化物を分解することができ、窒
素酸化物を安定かつ高効率に分解できる装置が実現でき
る。The nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention has thermal plasma generating means such as arc discharge, high-frequency discharge, microwave discharge, etc., and decomposes nitrogen oxide by high-temperature thermal plasma of 2000K or more. And an apparatus capable of decomposing nitrogen oxides stably and efficiently can be realized.
【００４５】また、この発明にかかる窒素酸化物分解装
置によれば、ハニカムロータ型窒素酸化物吸着手段を有
し、窒素酸化物濃度を高めることができるので、熱プラ
ズマによる分解効率が高まり、窒素酸化物を安定かつ高
効率に分解できる装置が実現できる。Further, according to the nitrogen oxide decomposing apparatus of the present invention, since the apparatus has the honeycomb rotor type nitrogen oxide adsorbing means and the nitrogen oxide concentration can be increased, the decomposition efficiency by thermal plasma is increased, and An apparatus capable of stably and efficiently decomposing oxides can be realized.
【００４６】また、この発明にかかる窒素酸化物分解装
置によれば、大気から酸素を生成する酸素発生装置を有
し、酸素を発生する際に生成する窒素を、窒素酸化物の
キャリアガスとして利用できるため、酸素発生装置に投
入されたエネルギーが効率的に利用でき、窒素分解処理
装置のランニングコストが低減できるという効果があ
る。Further, according to the nitrogen oxide decomposing apparatus of the present invention, there is provided an oxygen generator for generating oxygen from the atmosphere, and nitrogen generated when generating oxygen is used as a carrier gas for nitrogen oxide. Therefore, the energy input to the oxygen generator can be efficiently used, and the running cost of the nitrogen decomposition treatment device can be reduced.
【図１】 本発明に係る窒素酸化物分解方法を用いた場
合の二酸化窒素の分解特性を示す図である。FIG. 1 is a view showing the decomposition characteristics of nitrogen dioxide when the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention is used.
【図２】 本発明に係る窒素酸化物分解方法において処
理温度を６０００Ｋとした時のＮＯ２の分解特性を示す
図である。FIG. 2 is a view showing the decomposition characteristics of NO 2 when the treatment temperature is 6000 K in the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention.
【図３】 本発明に係る窒素酸化物分解方法において処
理温度を１０００Ｋとした時のＮＯ２の分解特性を示す
図である。FIG. 3 is a view showing the decomposition characteristics of NO 2 when the processing temperature is set to 1000 K in the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention.
【図４】 本発明に係る窒素酸化物分解方法における処
理温度と処理後のＮＯｘ濃度の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the processing temperature and the NOx concentration after the processing in the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention.
【図５】 本発明に係る窒素酸化物分解方法において処
理ガスの昇温後の冷却時間の差による最終的な窒素酸化
物の生成量の違いを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a final difference in the amount of generated nitrogen oxides due to a difference in cooling time after the temperature of the processing gas is increased in the nitrogen oxide decomposition method according to the present invention.
【図６】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成説
明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration of a nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
【図７】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成説
明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of a nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention.
【図８】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成説
明図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of a nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
【図９】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置を用いて
分解されたＮＯｘ濃度の経時変化の図である。FIG. 9 is a graph showing the change over time of the concentration of NOx decomposed using the nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
【図１０】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成
説明図である。FIG. 10 is a configuration explanatory view of a nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
【図１１】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成
説明図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
【図１２】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成
説明図である。FIG. 12 is a configuration explanatory view of a nitrogen oxide decomposing apparatus according to the present invention.
【図１３】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成
説明図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of a nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
【図１４】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成
説明図である。FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of a nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
【図１５】 本発明にかかる窒素酸化物分解装置の構成
説明図である。FIG. 15 is a diagram illustrating the configuration of a nitrogen oxide decomposition apparatus according to the present invention.
【図１６】 従来の窒素酸化物分解装置の構成説明図で
ある。FIG. 16 is a configuration explanatory view of a conventional nitrogen oxide decomposition apparatus.
１ マイクロ波電源、２ 導波管、３ａ 入射電力測定
プローブ、３ｂ 反射電力測定プローブ、４ 整合器、
５ａ 電極、５ 電極、６ 石英ガラス、７ ガス反応
室、８ 被処理ガス供給口、９ 処理ガス排出口、１０
高周波電源、１１ プラズマ発生用コイル、１２ 石
英ガラス管、１３ プラズマ点火装置、１４ 直流高圧
電源、１５ アーク放電発生用陽極電極、１６ アーク
放電発生用陰極電極、１７ 冷却水入口、１８ 冷却水
出口、１９ 電極支持用絶縁物、２０ 風路、２１ ハ
ニカムロータ型ＮＯｘ吸着剤、２１ａ ロータ型吸着剤
における吸着ゾーン、２１ｂ 脱着ゾーン、２２ 脱着
のためのヒータ、２３ 真空ポンプ、２４ 熱プラズマ
ＮＯｘ分解装置、２５ 酸化ガス発生装置、２６ プラ
ズマ室、２７ 搬送ガス製造装置、２８ ガス流量調整
バルブ、２９ ガス流量調整バルブ、３１ ロータ型の
吸着式除湿器、３１ａ 除湿ゾーン、３１ｂ 再生ゾー
ン、３２ ロータ型のＮＯｘ吸着器、３２ａ ＮＯｘ吸
着ゾーン、３２ｂ ＮＯｘ冷却ゾーン、３２ｃ ＮＯｘ
再生ゾーン、３２ｄ 予備加熱ゾーン、３３ 触媒槽、
３４ アンモニアフィーダー、３５ ヒーター、３６
ブロア1 microwave power supply, 2 waveguide, 3a incident power measuring probe, 3b reflected power measuring probe, 4 matching device,
5a electrode, 5 electrode, 6 quartz glass, 7 gas reaction chamber, 8 gas supply port for processing, 9 processing gas outlet, 10
High frequency power supply, 11 plasma generating coil, 12 quartz glass tube, 13 plasma ignition device, 14 DC high voltage power supply, 15 arc discharge generating anode electrode, 16 arc discharge generating cathode electrode, 17 cooling water inlet, 18 cooling water outlet, Reference Signs List 19 insulator for electrode support, 20 air passage, 21 honeycomb rotor type NOx adsorbent, 21a adsorption zone in rotor type adsorbent, 21b desorption zone, 22 heater for desorption, 23 vacuum pump, 24 thermal plasma NOx decomposition device, 25 Oxidizing gas generator, 26 Plasma chamber, 27 Carrier gas producing device, 28 Gas flow control valve, 29 Gas flow control valve, 31 Rotor type adsorption dehumidifier, 31a Dehumidification zone, 31b Regeneration zone, 32 Rotor NOx Adsorber, 32a NOx adsorption zone, 32b NOx cooling zone, 32c NOx
Regeneration zone, 32d preheating zone, 33 catalyst tank,
34 ammonia feeder, 35 heater, 36
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フロントページの続き (72)発明者 葛本 昌樹 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 稲永 康隆 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D002 AA12 AC10 BA04 BA07 CA05 DA45 EA02 EA08 GA01 GB02 GB20 4G075 AA03 AA37 BA05 BB04 BD03 CA11 CA17 CA25 CA26 CA48 CA63 CA66 DA01 EB01 EB41 EB43 Continuing from the front page (72) Inventor Masaki Kuzumoto 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yasutaka Inanaga 2-3-2 Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Incorporated F term (reference) 4D002 AA12 AC10 BA04 BA07 CA05 DA45 EA02 EA08 GA01 GB02 GB20 4G075 AA03 AA37 BA05 BB04 BD03 CA11 CA17 CA25 CA26 CA48 CA63 CA66 DA01 EB01 EB41 EB43
Claims (16)
０Ｋ以上の高温度で窒素酸化物を分解してなる窒素酸化
物分解方法。1. The method according to claim 1, wherein a thermal plasma is used.
A nitrogen oxide decomposition method comprising decomposing nitrogen oxides at a high temperature of 0K or more.
電、マイクロ波放電にて発生させてなる請求項１に記載
の窒素酸化物分解方法。2. The method for decomposing nitrogen oxides according to claim 1, wherein said thermal plasma is generated by arc discharge, high-frequency discharge, or microwave discharge.
なる請求項１または２に記載の窒素酸化物分解方法。3. The method for decomposing nitrogen oxides according to claim 1, wherein the thermal plasma is generated under atmospheric pressure.
れ、当該被処理ガスに対して３％以上の濃度を有するＮ
Ｏｘである請求項１から３のいずれかに記載の窒素酸化
物分解方法。4. The nitrogen oxide contained in the gas to be treated and having a concentration of 3% or more with respect to the gas to be treated.
The method for decomposing nitrogen oxides according to claim 1, which is Ox.
大気中の酸素濃度以下である請求項４に記載の窒素酸化
物分解方法。5. The method for decomposing nitrogen oxides according to claim 4, wherein the concentration of oxygen contained in the gas to be treated is not more than the concentration of oxygen in the atmosphere.
生成されてなる請求項１から５に記載の窒素酸化物分解
方法。6. The nitrogen oxide decomposition method according to claim 1, wherein said thermal plasma is generated in an inert gas atmosphere.
吸着させることにより濃縮し、濃縮された前記窒素酸化
物を不活性ガス雰囲気下で前記窒素酸化物吸着手段から
脱着させてなる請求項１から６に記載の窒素酸化物分解
方法。7. The nitrogen oxides are concentrated by adsorbing them on a nitrogen oxide adsorbing means, and the concentrated nitrogen oxides are desorbed from the nitrogen oxide adsorbing means under an inert gas atmosphere. 7. The method for decomposing nitrogen oxides according to 1 to 6.
より酸素を含むガスを生成し、前記酸素発生装置により
大気より酸素を生成する際に生じる窒素を、前記窒素酸
化物吸着手段から脱着した前記窒素酸化物のキャリアー
ガスとして用いてなる請求項７に記載の窒素酸化物分解
方法。8. The method according to claim 1, wherein an oxygen-containing gas is generated by an oxygen generator that generates oxygen from the atmosphere, and nitrogen generated when oxygen is generated from the air by the oxygen generator is desorbed from the nitrogen oxide adsorbing means. The method for decomposing nitrogen oxides according to claim 7, which is used as a carrier gas for nitrogen oxides.
ム、ネオン、アルゴン、キセノンのいずれかまたはその
組み合わせからなる請求項６から８に記載の窒素酸化物
分解方法。9. The method for decomposing nitrogen oxides according to claim 6, wherein the inert gas atmosphere is made of any one of nitrogen, helium, neon, argon, and xenon, or a combination thereof.
前記窒素酸化物吸着手段に吸着された前記窒素酸化物を
脱着してなる請求項７から９のいずれかに記載の窒素酸
化物分解方法。10. Using the nitrogen oxide decomposition gas,
10. The nitrogen oxide decomposition method according to claim 7, wherein the nitrogen oxide adsorbed by the nitrogen oxide adsorbing means is desorbed.
冷却時間が10-2秒以上である請求項１から１０のいずれ
かに記載の窒素酸化物分解方法。11. The method for decomposing nitrogen oxides according to claim 1, wherein the time for cooling to room temperature after the decomposition of the nitrogen oxides is 10 −2 seconds or more.
る熱プラズマ発生手段を有し、当該熱プラズマ発生手段
にて窒素酸化物を分解してなる窒素酸化物分解装置。12. An apparatus for decomposing nitrogen oxides, comprising thermal plasma generating means for generating thermal plasma of 2000 K or more, and decomposing nitrogen oxides by said thermal plasma generating means.
電、高周波放電、マイクロ波放電のいずれかまたはこれ
らの組み合わせを利用してなる請求項１２に記載の窒素
酸化物分解装置。13. The nitrogen oxide decomposing apparatus according to claim 12, wherein said thermal plasma generating means uses one of an arc discharge, a high-frequency discharge, and a microwave discharge or a combination thereof.
手段と、当該窒素酸化物吸着手段から前記窒素酸化物を
脱着させる窒素酸化物脱着手段とを有してなる請求項１
２または１３に記載の窒素酸化物分解装置。14. A nitrogen oxide adsorbing means for adsorbing nitrogen oxides, and nitrogen oxide desorbing means for desorbing said nitrogen oxides from said nitrogen oxide adsorbing means.
14. The nitrogen oxide decomposition apparatus according to 2 or 13.
ータ型吸着剤である請求項１４に記載の窒素酸化物分解
装置。15. The nitrogen oxide decomposing apparatus according to claim 14, wherein the nitrogen oxide adsorbing means is a honeycomb rotor type adsorbent.
を有し、当該酸素発生装置により大気から酸素を生成す
る際に発生する窒素を、前記窒素酸化物を脱着させると
きのキャリアーガスとして用いてなる請求項１４または
１５に記載の窒素酸化物分解装置。16. An oxygen generator for generating oxygen from the atmosphere, wherein nitrogen generated when oxygen is generated from the atmosphere by the oxygen generator is used as a carrier gas for desorbing the nitrogen oxide. The nitrogen oxide decomposition apparatus according to claim 14 or 15, wherein
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