JP2001276576A - 放電電極を備えた発光触媒による金属化合物の酸化法 - Google Patents
放電電極を備えた発光触媒による金属化合物の酸化法Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 発光触媒をガス流路に充填し、発光触媒
の一対の電極間に高電圧を印加して電極間にプラズマま
たは沿面放電を発生させ、酸化すべき金属酸化物を含む
ガスを充填床に流通し、ガス中の金属化合物を酸化させ
る。半導体特性を有する金属酸化物の代表例は、酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化鉄等であり、酸化すべき金属化合
物の代表例は、砒素、セレン等である。印加電圧は高周
波で断続させることが好ましい。放電電圧やパルス周波
数は周囲ガス条件、半導体物質の種類などによって異な
るが、放電電極間にアーク放電が発生しない範囲で設定
する。パルス周波数が高いと、電圧を高めてもアーク放
電に移行し難く、周波数を上げて、電圧を上げれば半導
体面積当たりの紫外線放射量が向上する。 【効果】 排ガス中の砒素、セレン等のアンモニア還元
脱硝触媒毒物質を酸化して触媒毒を有しない物質に変え
ることができる。
の一対の電極間に高電圧を印加して電極間にプラズマま
たは沿面放電を発生させ、酸化すべき金属酸化物を含む
ガスを充填床に流通し、ガス中の金属化合物を酸化させ
る。半導体特性を有する金属酸化物の代表例は、酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化鉄等であり、酸化すべき金属化合
物の代表例は、砒素、セレン等である。印加電圧は高周
波で断続させることが好ましい。放電電圧やパルス周波
数は周囲ガス条件、半導体物質の種類などによって異な
るが、放電電極間にアーク放電が発生しない範囲で設定
する。パルス周波数が高いと、電圧を高めてもアーク放
電に移行し難く、周波数を上げて、電圧を上げれば半導
体面積当たりの紫外線放射量が向上する。 【効果】 排ガス中の砒素、セレン等のアンモニア還元
脱硝触媒毒物質を酸化して触媒毒を有しない物質に変え
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化チタン、酸化
亜鉛、酸化鉄等の半導体特性を有する金属酸化物を含む
触媒基体に一対の放電電極を配してなる発光触媒、これ
を用いる、砒素、セレン等の金属化合物の酸化方法、お
よびその方法の実施に用いられる酸化装置、さらにこの
酸化装置を含む排ガス浄化システムに関する。
亜鉛、酸化鉄等の半導体特性を有する金属酸化物を含む
触媒基体に一対の放電電極を配してなる発光触媒、これ
を用いる、砒素、セレン等の金属化合物の酸化方法、お
よびその方法の実施に用いられる酸化装置、さらにこの
酸化装置を含む排ガス浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭燃焼ボイラー排ガスには、一般に砒
素酸化物が含まれている。排ガス中の砒素酸化物濃度
は、１／１００ｐｐｍ前後の微量から数ｐｐｍと、燃焼
炭種により広く分布する。排ガス中の砒素酸化物は一般
にＡｓ２ Ｏ３ であり、これは３００℃以上では気体
として存在する。
素酸化物が含まれている。排ガス中の砒素酸化物濃度
は、１／１００ｐｐｍ前後の微量から数ｐｐｍと、燃焼
炭種により広く分布する。排ガス中の砒素酸化物は一般
にＡｓ２ Ｏ３ であり、これは３００℃以上では気体
として存在する。
【０００３】この砒素酸化物は脱硝触媒に吸着され、触
媒活性点上で酸化される。酸化生成物であるＡｓ２ Ｏ
５ は５００℃以下で殆ど蒸気圧を示さず、活性点上に
そのまま沈積し、その活性点を失活せしめる。触媒への
砒素の沈積量が増大すれば、触媒全体として目的である
脱硝反応の活性が低下してしまう。
媒活性点上で酸化される。酸化生成物であるＡｓ２ Ｏ
５ は５００℃以下で殆ど蒸気圧を示さず、活性点上に
そのまま沈積し、その活性点を失活せしめる。触媒への
砒素の沈積量が増大すれば、触媒全体として目的である
脱硝反応の活性が低下してしまう。
【０００４】この現象自体は公知であり、その防止方法
に関して多数の提案がなされている（例えば特開平
参照）。
に関して多数の提案がなされている（例えば特開平
参照）。
【０００５】即ち、脱硝反応器上流においてカルシウム
などアルカリ土類金属酸化物でＡｓ ２ Ｏ３ 蒸気を固
定する方法や、触媒活性点近傍にアルカリ土類金属酸化
物を配し、砒素酸化物を活性点直前で固定する方法等で
ある。また、脱硝触媒床上流で各種酸化剤を排ガスに注
入してＡｓ２ Ｏ３ をＡｓ２ Ｏ５ に酸化して固体
化し、Ａｓ２ Ｏ３ が下流の脱硝触媒活性点に到達で
きないようにする方法もある。
などアルカリ土類金属酸化物でＡｓ ２ Ｏ３ 蒸気を固
定する方法や、触媒活性点近傍にアルカリ土類金属酸化
物を配し、砒素酸化物を活性点直前で固定する方法等で
ある。また、脱硝触媒床上流で各種酸化剤を排ガスに注
入してＡｓ２ Ｏ３ をＡｓ２ Ｏ５ に酸化して固体
化し、Ａｓ２ Ｏ３ が下流の脱硝触媒活性点に到達で
きないようにする方法もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】アルカリにより砒素酸
化物蒸気を固定する方法は原理的には有効な方法である
が、アルカリは砒素固定により徐々に消費されて行くの
で、定期的に補充する必要があり、多量の砒素酸化物蒸
気を含む石炭燃焼排ガスにおいては交換頻度が高くな
り、この方法は現実的でない。
化物蒸気を固定する方法は原理的には有効な方法である
が、アルカリは砒素固定により徐々に消費されて行くの
で、定期的に補充する必要があり、多量の砒素酸化物蒸
気を含む石炭燃焼排ガスにおいては交換頻度が高くな
り、この方法は現実的でない。
【０００７】また、アルカリによる砒素捕集効率も脱硝
触媒による砒素捕集効率と殆ど差が無く、敢えて砒素捕
集のためのアルカリを充填しなくとも、その分多量の触
媒を充填してやればよい。
触媒による砒素捕集効率と殆ど差が無く、敢えて砒素捕
集のためのアルカリを充填しなくとも、その分多量の触
媒を充填してやればよい。
【０００８】一方、脱硝触媒床上流でＡｓ２ Ｏ３ を
酸化剤を用いて酸化する方法では、注入された酸化剤の
殆どは、砒素に比べ圧倒的に多量に存在するＳＯ２ 、
炭化水素類、未燃炭素などの酸化に消費されてしまい、
Ａｓ２ Ｏ３ の酸化を行わせるには多量の酸化剤の注
入が必要であり、この方法も経済的でない。
酸化剤を用いて酸化する方法では、注入された酸化剤の
殆どは、砒素に比べ圧倒的に多量に存在するＳＯ２ 、
炭化水素類、未燃炭素などの酸化に消費されてしまい、
Ａｓ２ Ｏ３ の酸化を行わせるには多量の酸化剤の注
入が必要であり、この方法も経済的でない。
【０００９】これらの問題を解決するには、Ａｓ２ Ｏ
３ に対し選択的に酸化する方法が必要とされる。ただ
し、このような選択性を有する酸化触媒を開発しても、
その活性点上にＡｓ２ Ｏ５ が蓄積することになり、
脱硝触媒の活性はやはり低下すると考えられる。
３ に対し選択的に酸化する方法が必要とされる。ただ
し、このような選択性を有する酸化触媒を開発しても、
その活性点上にＡｓ２ Ｏ５ が蓄積することになり、
脱硝触媒の活性はやはり低下すると考えられる。
【００１０】このように、砒素酸化物による脱硝触媒の
性能低下は避けられないものとされている。
性能低下は避けられないものとされている。
【００１１】砒素酸化物蒸気による脱硝触媒の被毒防止
には以下の対策が講じられる必要がある。
には以下の対策が講じられる必要がある。
【００１２】（１）Ａｓ２ Ｏ３ の大半を気相で選択
的に酸化する。
的に酸化する。
【００１３】（２）ボイラーの運転を停止することな
く、簡便に砒素固定剤を交換できる構造の砒素吸収剤床
を脱硝触媒床の上流に設置し、残留するＡｓ２ Ｏ３
を除去する。
く、簡便に砒素固定剤を交換できる構造の砒素吸収剤床
を脱硝触媒床の上流に設置し、残留するＡｓ２ Ｏ３
を除去する。
【００１４】（３）脱硝触媒には、脱硝性能に影響を与
えない範囲で極力多量の活性金属を担持して、砒素沈着
の活性への影響を低減させる。
えない範囲で極力多量の活性金属を担持して、砒素沈着
の活性への影響を低減させる。
【００１５】本発明は、これらのうち、（１）の対策を
講じることに関するものである。
講じることに関するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ａｓ２
Ｏ３ の選択的酸化は、半導体表面近傍に形成される紫
外線放射場でなし得ることを見出した。半導体特性を有
する金属粒子（周期律表の第III 族〜第Ｖ族の金属酸化
物）を挟んでコロナパルス放電を行うと、半導体表面電
流によって近傍窒素分子が励起され、半導体粒子全面に
わたって紫外線が放射される。この紫外光で励起された
Ａｓ２ Ｏ３ は周囲の酸素と迅速に反応し、酸化され
る。この反応は半導体粒子表面近傍の気相で起こり、生
成したＡｓ２ Ｏ５ 粒子はガス流に同伴し半導体粒子
表面に固着しない。多少の砒素酸化物が固着しても、砒
素酸化物自身も半導体であり、紫外光放射現象には影響
を与えない。
Ｏ３ の選択的酸化は、半導体表面近傍に形成される紫
外線放射場でなし得ることを見出した。半導体特性を有
する金属粒子（周期律表の第III 族〜第Ｖ族の金属酸化
物）を挟んでコロナパルス放電を行うと、半導体表面電
流によって近傍窒素分子が励起され、半導体粒子全面に
わたって紫外線が放射される。この紫外光で励起された
Ａｓ２ Ｏ３ は周囲の酸素と迅速に反応し、酸化され
る。この反応は半導体粒子表面近傍の気相で起こり、生
成したＡｓ２ Ｏ５ 粒子はガス流に同伴し半導体粒子
表面に固着しない。多少の砒素酸化物が固着しても、砒
素酸化物自身も半導体であり、紫外光放射現象には影響
を与えない。
【００１７】この選択的酸化は、Ａｓ２ Ｏ３ に特異
的に起こり、共存するＮＯ、ＳＯ２、炭化水素等は殆ど
酸化されない。但し、ＮＯ、ＳＯ２ は僅かに酸化され
下流のＮＯ２ 、ＳＯ３ 濃度は増すが、生成したＳＯ
３ は共存する石炭アッシュと迅速に反応し、現実には
ＳＯ３ 濃度の増加は認められない。また、ＮＯ２は後
流の脱硝触媒床で脱硝され、無害なＮ２ になる。
的に起こり、共存するＮＯ、ＳＯ２、炭化水素等は殆ど
酸化されない。但し、ＮＯ、ＳＯ２ は僅かに酸化され
下流のＮＯ２ 、ＳＯ３ 濃度は増すが、生成したＳＯ
３ は共存する石炭アッシュと迅速に反応し、現実には
ＳＯ３ 濃度の増加は認められない。また、ＮＯ２は後
流の脱硝触媒床で脱硝され、無害なＮ２ になる。
【００１８】本発明は、上記のような知見に基づいて完
成されたものである。
成されたものである。
【００１９】本発明による、放電電極を備えた発光触媒
による金属化合物の酸化法は、発光触媒をガス流路に充
填し、発光触媒の一対の電極間に高電圧を印加して電極
間にプラズマまたは沿面放電を発生させ、酸化すべき金
属酸化物を含むガスを充填床に流通し、ガス中の金属化
合物を酸化させることを特徴とする方法である。
による金属化合物の酸化法は、発光触媒をガス流路に充
填し、発光触媒の一対の電極間に高電圧を印加して電極
間にプラズマまたは沿面放電を発生させ、酸化すべき金
属酸化物を含むガスを充填床に流通し、ガス中の金属化
合物を酸化させることを特徴とする方法である。
【００２０】本発明方法において、半導体特性を有する
金属酸化物の代表例は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄
等であり、酸化すべき金属化合物の代表例は、砒素、セ
レン等である。印加電圧は高周波で断続させることが好
ましい。放電電圧やパルス周波数は周囲ガス条件、半導
体物質の種類などによって異なるが、放電電極間にアー
ク放電が発生しない範囲で設定する。パルス周波数が高
いと、電圧を高めてもアーク放電に移行し難く、周波数
を上げて、電圧を上げれば半導体面積当たりの紫外線放
射量が向上する。この場合、回路の漏洩ロス、周囲への
ノイズ電磁波の発生などの問題を生じないようにする。
周波数は好ましくは１００〜１ｋＨｚである。印加電圧
は好ましくは０．５〜５０ｋＶである。
金属酸化物の代表例は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄
等であり、酸化すべき金属化合物の代表例は、砒素、セ
レン等である。印加電圧は高周波で断続させることが好
ましい。放電電圧やパルス周波数は周囲ガス条件、半導
体物質の種類などによって異なるが、放電電極間にアー
ク放電が発生しない範囲で設定する。パルス周波数が高
いと、電圧を高めてもアーク放電に移行し難く、周波数
を上げて、電圧を上げれば半導体面積当たりの紫外線放
射量が向上する。この場合、回路の漏洩ロス、周囲への
ノイズ電磁波の発生などの問題を生じないようにする。
周波数は好ましくは１００〜１ｋＨｚである。印加電圧
は好ましくは０．５〜５０ｋＶである。
【００２１】本発明による、放電電極を備えた発光触媒
による金属化合物の酸化装置は、ガス流路に発光触媒が
充填されてなる酸化装置であって、発光触媒の一対の電
極間にプラズマまたは沿面放電を発生させることによ
り、充填床を流通するガス中の金属化合物を酸化させる
ことを特徴とする装置である。
による金属化合物の酸化装置は、ガス流路に発光触媒が
充填されてなる酸化装置であって、発光触媒の一対の電
極間にプラズマまたは沿面放電を発生させることによ
り、充填床を流通するガス中の金属化合物を酸化させる
ことを特徴とする装置である。
【００２２】本発明による酸化方法に用いられる発光触
媒は、例えば、半導体特性を有する金属酸化物を含む触
媒基体に一対の電極を配してなるもの、または、並行す
る二枚のメッシュ電極の間に半導体粒子が充填されてい
るものである。好ましい発光触媒は、触媒基体が板形状
または波板形状をなし、触媒基体の表面および裏面にそ
れぞれ電極が導電性ペーストのプリントによって形成さ
れているものである。さらに好ましい発光触媒は、触媒
基体が板形状をなし、触媒基体の表面および裏面にそれ
ぞれ櫛形の電極が導電性ペーストのプリントによって形
成され、表裏透視図において表裏電極の櫛歯同士が食い
違い状に非交差状に形成されているものである。櫛形電
極の背部は、導電性を有する電線、針金、金棒等で複数
電極を電気的に結合させていてもよい。
媒は、例えば、半導体特性を有する金属酸化物を含む触
媒基体に一対の電極を配してなるもの、または、並行す
る二枚のメッシュ電極の間に半導体粒子が充填されてい
るものである。好ましい発光触媒は、触媒基体が板形状
または波板形状をなし、触媒基体の表面および裏面にそ
れぞれ電極が導電性ペーストのプリントによって形成さ
れているものである。さらに好ましい発光触媒は、触媒
基体が板形状をなし、触媒基体の表面および裏面にそれ
ぞれ櫛形の電極が導電性ペーストのプリントによって形
成され、表裏透視図において表裏電極の櫛歯同士が食い
違い状に非交差状に形成されているものである。櫛形電
極の背部は、導電性を有する電線、針金、金棒等で複数
電極を電気的に結合させていてもよい。
【００２３】通常、上記酸化装置の下流にアンモニア還
元脱硝装置を設置する。本発明によれば、砒素、セレン
等のアンモニア還元脱硝触媒毒物質が酸化により触媒毒
を有しない物質に変えられる。
元脱硝装置を設置する。本発明によれば、砒素、セレン
等のアンモニア還元脱硝触媒毒物質が酸化により触媒毒
を有しない物質に変えられる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を示し、本
発明を具体的に説明する。
発明を具体的に説明する。
【００２５】（１）電極付き触媒（発光触媒）の調製 発光触媒１ 日本無機（株）製のセラミクスペーパー（ＭＣＳ−０
５、厚さ０．５ｍｍ）を石原産業（株）製チタニアゾル
（ＣＳＴ−３０：固形分３２ｗｔ％）に浸漬し、１２０
℃で乾燥後、４５０℃で５時間空気流通下で焼成し、ア
ナターゼチタニア保持量１４０ｇ／ｍ２ のチタニア保
持平板を得た。
５、厚さ０．５ｍｍ）を石原産業（株）製チタニアゾル
（ＣＳＴ−３０：固形分３２ｗｔ％）に浸漬し、１２０
℃で乾燥後、４５０℃で５時間空気流通下で焼成し、ア
ナターゼチタニア保持量１４０ｇ／ｍ２ のチタニア保
持平板を得た。
【００２６】この平板の表面に銀含有ペースト状導電性
インキ（ノリタケカンパニーリミテッド（株）製）を、
図１に示すパターンでスクリーン印刷した。この印刷ペ
ーストを空気中で２５０℃で１時間加熱して硬化させ
た。こうして光触媒シートの表面に櫛形の表面電極を形
成した。
インキ（ノリタケカンパニーリミテッド（株）製）を、
図１に示すパターンでスクリーン印刷した。この印刷ペ
ーストを空気中で２５０℃で１時間加熱して硬化させ
た。こうして光触媒シートの表面に櫛形の表面電極を形
成した。
【００２７】次いで、同シートの裏面に、上記銀ペース
トを、表裏透視図において、表面電極と同じパターンで
かつその各櫛歯が表面電極の櫛歯とは逆を向くと共に表
面電極の櫛歯間のちょうど中央に位置するように、食い
違い状に非交差状にスクリーン印刷し、上記と同じ条件
で硬化させた。こうして光触媒シートの裏面に櫛形の裏
面電極を形成した。この表裏両面に放電電極を備えた平
板より、３０ｍｍ×６０ｍｍの試験片を切り出した。
トを、表裏透視図において、表面電極と同じパターンで
かつその各櫛歯が表面電極の櫛歯とは逆を向くと共に表
面電極の櫛歯間のちょうど中央に位置するように、食い
違い状に非交差状にスクリーン印刷し、上記と同じ条件
で硬化させた。こうして光触媒シートの裏面に櫛形の裏
面電極を形成した。この表裏両面に放電電極を備えた平
板より、３０ｍｍ×６０ｍｍの試験片を切り出した。
【００２８】得られた、表裏両面に放電電極を備えた発
光触媒１の表裏透視図を図１に示す。
光触媒１の表裏透視図を図１に示す。
【００２９】発光触媒２ 日本無機（株）製のセラミクスペーパー（ＭＣＳ−０
６、厚さ０．６ｍｍ）を石原産業（株）製チタニアゾル
（ＣＳＴ−３０：固形分３１．５ｗｔ％）に浸漬し、乾
燥後４５０℃で３時間空気流通下で焼成し、アナターゼ
チタニア保持量１４３ｇ／ｍ２ のチタニア保持平板を
得た。
６、厚さ０．６ｍｍ）を石原産業（株）製チタニアゾル
（ＣＳＴ−３０：固形分３１．５ｗｔ％）に浸漬し、乾
燥後４５０℃で３時間空気流通下で焼成し、アナターゼ
チタニア保持量１４３ｇ／ｍ２ のチタニア保持平板を
得た。
【００３０】この平板より、３０ｍｍ×６０ｍｍの試験
片を切り出し、その表面に銀含有ペースト状導電性イン
キ（日本アチソン（株）製、ＳＳ−２４８０７）を図２
に示すパターンでスクリーン印刷した。この印刷ペース
トを空気中で２５０℃で１時間加熱して硬化させた。こ
うしてチタニア保持平板の表面においてその幅中央部
に、図２に示すように、複数の欠円状凹部を両側に連設
状に有する表面電極を形成した。次いで、同様にして平
板の裏面においてその両側部に、複数の欠円状凹部を連
設状に有する裏面電極を形成した。表裏透視図におい
て、表面電極の複数の欠円状凹部と裏面電極の複数の欠
円状凹部を食い違い状に非交差状に配した。
片を切り出し、その表面に銀含有ペースト状導電性イン
キ（日本アチソン（株）製、ＳＳ−２４８０７）を図２
に示すパターンでスクリーン印刷した。この印刷ペース
トを空気中で２５０℃で１時間加熱して硬化させた。こ
うしてチタニア保持平板の表面においてその幅中央部
に、図２に示すように、複数の欠円状凹部を両側に連設
状に有する表面電極を形成した。次いで、同様にして平
板の裏面においてその両側部に、複数の欠円状凹部を連
設状に有する裏面電極を形成した。表裏透視図におい
て、表面電極の複数の欠円状凹部と裏面電極の複数の欠
円状凹部を食い違い状に非交差状に配した。
【００３１】得られた、表裏両面に放電電極を備えた発
光触媒２の表裏透視図を図２に示す。
光触媒２の表裏透視図を図２に示す。
【００３２】（２）試験装置 図３に試験装置を示す。所定量のＡｓ２ Ｏ３ を含む
空気を密閉容器(1) に入れておき、このＡｓ２ Ｏ３
含有空気を導管(2) を経て反応器(3) に導入する。空気
供給管(4) (5) による空気供給量を調整して、反応管入
口のＡｓ２ Ｏ ３ （ガス）の濃度を０．５〜５ｐｐｍ
にしておく。反応管(3) は図３（ｂ）に示すように、横
断面長穴状のガス流路(6) を有する高密度アルミナ製の
ものである。長穴の長さ方向に沿って幅中央に発光触媒
(7) が充填されている。発光触媒(7) の一端部の電極
（表面電極）と他端部の電極（裏面電極）とを高圧パル
ス電源(8) にそれぞれ接続する。
空気を密閉容器(1) に入れておき、このＡｓ２ Ｏ３
含有空気を導管(2) を経て反応器(3) に導入する。空気
供給管(4) (5) による空気供給量を調整して、反応管入
口のＡｓ２ Ｏ ３ （ガス）の濃度を０．５〜５ｐｐｍ
にしておく。反応管(3) は図３（ｂ）に示すように、横
断面長穴状のガス流路(6) を有する高密度アルミナ製の
ものである。長穴の長さ方向に沿って幅中央に発光触媒
(7) が充填されている。発光触媒(7) の一端部の電極
（表面電極）と他端部の電極（裏面電極）とを高圧パル
ス電源(8) にそれぞれ接続する。
【００３３】反応管(3) 中、発光触媒(7) の下流にはこ
れと同寸法の板状脱硝触媒(12)（日立造船（株）製ＮＯ
ＸＮＯＮ７００）が充填されている。
れと同寸法の板状脱硝触媒(12)（日立造船（株）製ＮＯ
ＸＮＯＮ７００）が充填されている。
【００３４】反応管出口ガスは、所要温度を維持したま
ま導管(9) で砒素吸収器(10)に送られ、そこで急冷され
ると同時にＫＯＨ水溶液による砒素の吸収を行う。吸収
液中の砒素濃度をガスメーター(11)でＪＩＳ法に従って
分析し、出口砒素濃度を計測した。
ま導管(9) で砒素吸収器(10)に送られ、そこで急冷され
ると同時にＫＯＨ水溶液による砒素の吸収を行う。吸収
液中の砒素濃度をガスメーター(11)でＪＩＳ法に従って
分析し、出口砒素濃度を計測した。
【００３５】（３）実験 ａ．砒素捕集 先ず、ブランクテストとして、反応器(3) に発光触媒お
よび脱硝触媒を充填しないで、反応管入口のＡｓ２ Ｏ
３ 濃度が１．１ｐｐｍであることを確認した上、以下
の条件で砒素吸収実験を行った。実験後、発光触媒およ
び脱硝触媒における砒素蓄積量、並びに出口砒素濃度を
測定し、入口砒素濃度と出口砒素濃度から砒素捕集率を
求めた。得られた結果を表１に示す。
よび脱硝触媒を充填しないで、反応管入口のＡｓ２ Ｏ
３ 濃度が１．１ｐｐｍであることを確認した上、以下
の条件で砒素吸収実験を行った。実験後、発光触媒およ
び脱硝触媒における砒素蓄積量、並びに出口砒素濃度を
測定し、入口砒素濃度と出口砒素濃度から砒素捕集率を
求めた。得られた結果を表１に示す。
【００３６】 ＊実験条件＊ 反応管への流通ガス量 ：２．４Ｎリットル／分 入口Ａｓ２ Ｏ３ ：１．１ｐｐｍ（ガスとして） 反応温度 ：３５０℃ 砒素吸収（電圧印加）時間 ：２０時間 次いで、反応器(3) に脱硝触媒(12)のみを充填し、上記
と同様に、発光触媒および脱硝触媒における砒素蓄積
量、砒素捕集率を求めた。
と同様に、発光触媒および脱硝触媒における砒素蓄積
量、砒素捕集率を求めた。
【００３７】次ぎに、反応器(3) に発光触媒(7) と脱硝
触媒(12)の両方を充填し、電圧印加を行わなかった。上
記と同様に、発光触媒および脱硝触媒における砒素蓄積
量、砒素捕集率を求めた。発光触媒は、電圧が印加され
ないと殆ど酸化力を示さず、砒素蓄積は主に脱硝触媒で
起こることがわかる。
触媒(12)の両方を充填し、電圧印加を行わなかった。上
記と同様に、発光触媒および脱硝触媒における砒素蓄積
量、砒素捕集率を求めた。発光触媒は、電圧が印加され
ないと殆ど酸化力を示さず、砒素蓄積は主に脱硝触媒で
起こることがわかる。
【００３８】更に、反応器(3) に発光触媒(7) と脱硝触
媒(12)の両方を充填し、発光触媒(7) に電圧（電圧：
３．５ＫＶ、周波数：１５ＫＨｚ、直流パルス）を印加
し、上記と同様に、発光触媒および脱硝触媒における砒
素蓄積量、砒素捕集率を求めた。この場合、電圧印加に
より、発光触媒(7) の砒素蓄積量は多少増加するが、脱
硝触媒では激減した。但し、出口砒素濃度は逆に上昇し
た。これは、発光触媒の作用により、Ａｓ２ Ｏ３
が、脱硝触媒に吸収されにくいＡｓ２ Ｏ５ に変化し
たことを示す。
媒(12)の両方を充填し、発光触媒(7) に電圧（電圧：
３．５ＫＶ、周波数：１５ＫＨｚ、直流パルス）を印加
し、上記と同様に、発光触媒および脱硝触媒における砒
素蓄積量、砒素捕集率を求めた。この場合、電圧印加に
より、発光触媒(7) の砒素蓄積量は多少増加するが、脱
硝触媒では激減した。但し、出口砒素濃度は逆に上昇し
た。これは、発光触媒の作用により、Ａｓ２ Ｏ３
が、脱硝触媒に吸収されにくいＡｓ２ Ｏ５ に変化し
たことを示す。
【００３９】最後に、反応器(3) に発光触媒(7) と脱硝
触媒(12)の両方を充填し、入口Ａｓ ２ Ｏ３ 濃度を
４．７ｐｐｍに上げ、発光触媒(7)に電圧（電圧：３．
５ＫＶ、周波数：１５ＫＨｚ、直流パルス）を１１０時
間印加し、上記と同様に、発光触媒および脱硝触媒にお
ける砒素蓄積量、砒素捕集率を求めた。この場合、発光
触媒に多量（１３０ｍｇ）の砒素が蓄積したが、発光触
媒の機能は殆ど影響されないことがわかる。
触媒(12)の両方を充填し、入口Ａｓ ２ Ｏ３ 濃度を
４．７ｐｐｍに上げ、発光触媒(7)に電圧（電圧：３．
５ＫＶ、周波数：１５ＫＨｚ、直流パルス）を１１０時
間印加し、上記と同様に、発光触媒および脱硝触媒にお
ける砒素蓄積量、砒素捕集率を求めた。この場合、発光
触媒に多量（１３０ｍｇ）の砒素が蓄積したが、発光触
媒の機能は殆ど影響されないことがわかる。
【００４０】ｂ．二酸化硫黄の酸化能 反応器(3) に発光触媒(7) と脱硝触媒(12)の両方を充填
し、空気供給管(4) を閉じ、空気供給管(5) に、ＳＯ２
を約１０００ｐｐｍ含む空気を供給し、発光触媒(7)
に電圧（電圧：３．５ＫＶ、周波数：１５ＫＨｚ、直流
パルス）を２０時間印加した。反応管出入口のＳＯ２
を分析し、発光触媒によるＳＯ２ 酸化率を計測した。
この結果を表２に示す。表２から、上記反応条件でＳＯ
２ 酸化能は極めて低いことがわかる。
し、空気供給管(4) を閉じ、空気供給管(5) に、ＳＯ２
を約１０００ｐｐｍ含む空気を供給し、発光触媒(7)
に電圧（電圧：３．５ＫＶ、周波数：１５ＫＨｚ、直流
パルス）を２０時間印加した。反応管出入口のＳＯ２
を分析し、発光触媒によるＳＯ２ 酸化率を計測した。
この結果を表２に示す。表２から、上記反応条件でＳＯ
２ 酸化能は極めて低いことがわかる。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、排ガス中の砒素、セレ
ン等のアンモニア還元脱硝触媒毒物質を酸化して触媒毒
を有しない物質に変えることができる。
ン等のアンモニア還元脱硝触媒毒物質を酸化して触媒毒
を有しない物質に変えることができる。
【図１】 図１は発光触媒１の表裏透視図である。
【図２】 図２は発光触媒２の表裏透視図である。
【図３】 図３（ａ）は砒素析出実験装置を示すフロー
シート、図３（ｂ）は図３（ａ）中のｂ−ｂ線に沿う断
面図である。
シート、図３（ｂ）は図３（ａ）中のｂ−ｂ線に沿う断
面図である。
(1) ：密閉容器 (3) ：反応器 (6) ：ガス流路 (7) ：発光触媒 (8) ：高圧パルス電源 (10)：砒素吸収器 (11)：ガスメーター (12)：板状脱硝触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 正樹 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 西良 友紀 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 近藤 一博 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 日数谷 進 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 4D048 AA16 AB01 BA07X BA41X BB03 BB20 CA01 CC32 CC46 CD02 CD08 EA02 EA03 EA07 4G048 AA02 AB01 AE05 4G075 AA03 BA01 BA06 CA15 CA25 CA47 CA54 DA02 EB21 EC21 FC13
Claims (13)
- 【請求項１】 発光触媒をガス流路に充填し、発光触媒
の一対の電極間に高電圧を印加して電極間にプラズマま
たは沿面放電を発生させ、酸化すべき金属酸化物を含む
ガスを充填床に流通し、ガス中の金属化合物を酸化させ
ることを特徴とする、放電電極を備えた発光触媒による
金属化合物の酸化法。 - 【請求項２】 印加電圧を高周波で断続させる請求項１
記載の金属化合物の酸化法。 - 【請求項３】 周波数が１００〜１ｋＨｚである請求項
１または２記載の金属化合物の酸化法。 - 【請求項４】 印加電圧が０．５〜５０ｋＶである請求
項１〜３のいずれか記載の金属化合物の酸化法。 - 【請求項５】 ガス流路に発光触媒が充填されてなる酸
化装置であって、発光触媒の一対の電極間にプラズマま
たは沿面放電を発生させることにより、充填床を流通す
るガス中の金属化合物を酸化させる装置であることを特
徴とする、放電電極を備えた発光触媒による金属化合物
の酸化装置。 - 【請求項６】 半導体特性を有する金属酸化物を含む触
媒基体に一対の電極が設けられていることを特徴とする
金属化合物酸化用発光触媒。 - 【請求項７】 並行する二枚のメッシュ電極の間に半導
体粒子が充填されていることを特徴とする金属化合物酸
化用発光触媒。 - 【請求項８】 触媒基体が板形状または波板形状をな
し、触媒基体の表面および裏面にそれぞれ電極が導電性
ペーストのプリントによって形成されている請求項６記
載の金属化合物酸化用発光触媒。 - 【請求項９】 触媒基体が板形状をなし、触媒基体の表
面および裏面にそれぞれ櫛形の電極が導電性ペーストの
プリントによって形成され、表裏透視図において表裏電
極の櫛歯同士が食い違い状に非交差状に形成されている
請求項６記載の金属化合物酸化用発光触媒。 - 【請求項１０】、櫛形電極の背部が、導電性を有する電
線、針金、金棒等で複数電極を電気的に結合させたもの
である請求項９記載の金属化合物酸化用発光触媒。 - 【請求項１１】 請求項６記載の発光触媒または請求項
７記載の発光触媒と、表面に光活性材料を塗布した他の
触媒とが所要空間を隔てて交互に積層されていることを
特徴とする触媒ブロック。 - 【請求項１２】 請求項５記載の酸化装置の下流にアン
モニア還元脱硝装置が設置されていることを特徴とする
排ガス浄化システム。 - 【請求項１３】 酸化すべき金属化合物が、砒素、セレ
ン等のアンモニア還元脱硝触媒毒物質である請求項１１
記載の排ガス浄化システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093353A JP2001276576A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 放電電極を備えた発光触媒による金属化合物の酸化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093353A JP2001276576A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 放電電極を備えた発光触媒による金属化合物の酸化法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001276576A true JP2001276576A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=18608548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000093353A Pending JP2001276576A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 放電電極を備えた発光触媒による金属化合物の酸化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001276576A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100623723B1 (ko) | 2005-04-22 | 2006-09-13 | 범아정밀(주) | 저온플라즈마-촉매 복합탈질장치 및 탈질방법 |
| JP2013010103A (ja) * | 2012-08-07 | 2013-01-17 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 光触媒物質生成方法および光触媒物質生成装置 |
| CN112957886A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-15 | 于航 | 一种解决传统体积过大多管式等离子脱硫脱硝装置 |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000093353A patent/JP2001276576A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100623723B1 (ko) | 2005-04-22 | 2006-09-13 | 범아정밀(주) | 저온플라즈마-촉매 복합탈질장치 및 탈질방법 |
| JP2013010103A (ja) * | 2012-08-07 | 2013-01-17 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 光触媒物質生成方法および光触媒物質生成装置 |
| CN112957886A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-06-15 | 于航 | 一种解决传统体积过大多管式等离子脱硫脱硝装置 |
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