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排気ガスの処理方法及び装置 コモンズ

国内特許コード P120007233
掲載日 2012年4月5日
出願番号 特願2005-516807
登録番号 特許第4472638号
出願日 平成16年11月17日(2004.11.17)
登録日 平成22年3月12日(2010.3.12)
国際出願番号 JP2004017049
国際公開番号 WO2005065805
国際出願日 平成16年11月17日(2004.11.17)
国際公開日 平成17年7月21日(2005.7.21)
優先権データ
  • 特願2004-002207 (2004.1.7) JP
発明者
  • 大久保 雅章
  • 山本 俊昭
  • 黒木 智之
出願人
  • 財団法人大阪産業振興機構
発明の名称 排気ガスの処理方法及び装置 コモンズ
発明の概要

窒素酸化物を含む排気ガスを浄化する方法及び装置であって、空気をラジカルガスにするための大気圧低温非平衡プラズマ反応器(1)と、前記ラジカルガスを酸化反応領域(10)に供給するライン(22)と、前記排気ガスを前記ラジカルガス生成ラインとは別個のラインから前記酸化反応領域(10)に供給するライン(23)と、前記排気ガス中の窒素酸化物を前記ラジカルガスによりNOを含む酸化ガスに酸化するための前記酸化反応領域(10)と、前記酸化ガスを還元剤溶液と接触させることにより、NOを窒素ガス(N)に還元反応させる還元反応領域(11)を含み、前記酸化反応領域(10)と前記還元反応領域(11)を直結させる。これにより、排ガス中の反応副生成物(例えばNO,HNO,HNO,NO,CO)を抑制し、かつ効率の良い排気ガス処理装置及び処理方法を提供する。

従来技術、競合技術の概要


一般に、発電所やディ-ゼルエンジン等に代表されるエネルギーの供給及びこれらのエネルギ-の消費に伴って一酸化窒素(NO)や、二酸化窒素(NO2)等の窒素酸化物が排出される。環境中に排出された窒素酸化物は光化学スモッグ等の原因となり、大都市での環境問題の重要課題としてその対策が検討されている。また一酸化二窒素(N2O)は、近年問題となっている地球温暖化ガスの原因としても注目されている。



窒素酸化物を低減させる方法として、燃焼方式、触媒方式、選択触媒還元方式(SCR)、アンモニア噴射方式、また、近年においては、前記触媒方式や、非熱プラズマ、電子ビ-ム等の技術を結合して、窒素酸化物を低減させる方法や、その他前記方式とアンモニア、過酸化水素及び塩化カルシウム等の化学物質や触媒等を用いた方式との結合により、窒素酸化物を低減する方法が知られている。



その中で注目を集めているのが、プラズマ・ケミカルハイブリッド法である。この原理にもとづく、直接非熱プラズマ法に関しては、下記特許文献1~3が提案されている。

【特許文献1】特開2000-117049号公報

【特許文献2】特開2000-51653号公報

【特許文献3】特開2001-300257号公報

産業上の利用分野


本発明は、排ガスの処理方法及びその処理装置に関し、排ガス中の反応副生成物(例えばN2O,HNO2,HNO3,NO3-,CO)を抑制し、かつ、効率よく窒素酸化物を浄化する方法及び浄化装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 窒素酸化物を含む排気ガスを浄化する方法であって、
空気を大気圧低温非平衡放電プラズマ反応器に供給してラジカルガスを生成し、前記ラジカルガスを酸化反応領域に供給し、
前記排気ガスを前記ラジカルガス生成ラインとは別個のラインから前記酸化反応領域に供給することにより、前記排気ガス中の窒素酸化物を前記ラジカルガスによりNO2を含む酸化ガスに酸化し、
次に、前記酸化ガスをNa2SO3,Na2S,及びNa223から選ばれる少なくとも1つの化合物を含む還元剤水溶液と還元反応領域で接触させることにより、NO2を窒素ガス(N2)に還元反応させるに際し、
前記酸化反応領域と前記還元反応領域が1つの湿式反応器に存在し、
前記湿式反応器の下部が前記酸化反応領域であり、前記湿式反応器の上部が前記還元反応領域であり、
かつ前記還元剤水溶液を循環させる
ことを特徴とする排気ガスの処理方法。
【請求項2】 前記湿式反応器が塔式又はカラム式反応器である請求項1に記載の排気ガスの処理方法。
【請求項3】 前記低温非平衡放電プラズマ反応器における反応温度が300℃以下である請求項1に記載の排気ガスの処理方法。
【請求項4】 前記低温非平衡放電プラズマ反応器における反応温度が100℃以下である請求項に記載の排気ガスの処理方法。
【請求項5】 前記プラズマ発生手段が、交流又は直流電圧によるパルス放電方式、無声放電方式、コロナ放電方式、沿面放電方式、バリア放電方式、ハニカム放電方式、ペレット充填層放電方式、アーク放電方式、誘導結合型放電方式、容量結合型放電方式、マイクロ波励起放電方式、レーザ誘起放電方式、電子線誘起放電方式、粒子線誘起放電方式、又はこれらの結合である請求項1に記載の排気ガスの処理方法。
【請求項6】 前記空気をラジカル化させる非平衡放電プラズマ反応器における非平衡放電プラズマの発生条件は、印加電圧:10~100kV、周波数:250Hz~1000Hzの範囲である請求項1に記載の排気ガスの処理方法。
【請求項7】 前記非平衡放電プラズマが、パルスコロナ放電により発生した非平衡放電プラズマである請求項1に記載の排気ガスの処理方法。
【請求項8】 前記空気を供給する大気圧低温非平衡放電プラズマ反応器を定常運転させる請求項1に記載の排気ガスの処理方法。
【請求項9】 窒素酸化物を含む排気ガスを浄化する装置であって、
空気をラジカルガスにするための大気圧低温非平衡放電プラズマ反応器と、
前記ラジカルガスを酸化反応領域に供給するラインと、
前記排気ガスを前記ラジカルガス生成ラインとは別個のラインから前記酸化反応領域に供給するラインと、
前記排気ガス中の窒素酸化物を前記ラジカルガスによりNO2を含む酸化ガスに酸化するための前記酸化反応領域と、
前記酸化ガスをNa2SO3,Na2S,及びNa223から選ばれる少なくとも1つの化合物を含む還元剤水溶液と還元反応領域で接触させることにより、NO2を窒素ガス(N2)に還元反応させる還元反応領域を含み、
前記酸化反応領域と前記還元反応領域が1つの湿式反応器に存在し、
前記湿式反応器の下部が前記酸化反応領域であり、前記湿式反応器の上部が前記還元反応領域であり、
かつ前記還元剤水溶液は循環式である
ことを特徴とする排気ガスの処理装置。
【請求項10】 前記湿式反応器が塔式又はカラム式反応器であり、下部に前記ラジカルガスと前記排気ガスの供給口が存在する請求項に記載の排気ガスの処理装置。
【請求項11】 前記低温非平衡放電プラズマ反応器における反応温度が300℃以下である請求項に記載の排気ガスの処理装置。
【請求項12】 前記低温非平衡放電プラズマ反応器における反応温度が100℃以下である請求項11に記載の排気ガスの処理装置。
【請求項13】 前記プラズマ発生手段が、交流又は直流電圧によるパルス放電方式、無声放電方式、コロナ放電方式、沿面放電方式、バリア放電方式、ハニカム放電方式、ペレット充填層放電方式、アーク放電方式、誘導結合型放電方式、容量結合型放電方式、マイクロ波励起放電方式、レーザ誘起放電方式、電子線誘起放電方式、粒子線誘起放電方式、又はこれらの結合である請求項に記載の排気ガスの処理装置。
【請求項14】 前記空気をラジカル化させる非平衡放電プラズマ反応器における非平衡放電プラズマの発生条件は、印加電圧:10~100kV、周波数:250Hz~1000Hzの範囲である請求項に記載の排気ガスの処理装置。
【請求項15】 前記非平衡放電プラズマが、パルスコロナ放電により発生した非平衡プラズマである請求項に記載の排気ガスの処理装置。
【請求項16】 前記空気を供給する大気圧低温非平衡放電プラズマ反応器を定常運転させる請求項9に記載の排気ガスの処理装置。
産業区分
  • 処理操作
  • 処理操作
  • 内燃機関
  • 排気処理
  • 排気処理
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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