JPH05200283A - 低濃度NOxおよびSOxの同時吸着除去剤、並びにこれらの同時除去方法 - Google Patents

低濃度NOxおよびSOxの同時吸着除去剤、並びにこれらの同時除去方法

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JPH05200283A
JPH05200283A JP4010313A JP1031392A JPH05200283A JP H05200283 A JPH05200283 A JP H05200283A JP 4010313 A JP4010313 A JP 4010313A JP 1031392 A JP1031392 A JP 1031392A JP H05200283 A JPH05200283 A JP H05200283A
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重則 鬼塚
Takanobu Watanabe
高延 渡辺
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厚 福寿
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秀次 小林
Kiyoetsu Kikuchi
清悦 菊池
Kaizo Agari
快三 上利
Kazuhiro Haneki
一博 羽木
Akio Iwamoto
皓夫 岩本
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KOGAI KENKO HIGAI HOSHIYOU YOBOU KYOKAI
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 道路トンネル等の換気ガス中に含有される低
濃度のNOxとSOxとを同時に効率よく除去すること
ができる吸着除去剤、並びにこれらの同時除去方法を提
供する。 【構成】 低濃度NOxおよびSOxの同時吸着除去剤
はアナターゼ型チタニアから成ることを特徴とする。低
濃度NOxおよびSOxの同時除去方法は、処理すべき
ガスを脱湿した後、アナターゼ型チタニアから成る吸着
除去剤を保持した吸着ローターの吸着ゾーンに該脱湿ガ
スを通して、ガス中のNOxおよびSOxを吸着除去
し、吸着ローターの再生ゾーンに加熱空気を循環して吸
着物を脱着させ、循環空気の一部をパージガスとして抜
き出す際に脱硝・脱硫装置に通して無害化することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種道路トンネル、山
岳トンネル、海底トンネル、地下道路、シェルター付道
路等の各種トンネルにおける換気ガス中に含有される低
濃度の窒素酸化物(NOx)と硫黄酸化物(SOx)と
の同時吸着除去剤、並びにこれらの同時除去方法に関す
るものである。
【0002】
【発明の背景】各種道路トンネル、山岳トンネル、地下
道路、シェルター付道路等(本明細書では、これらのト
ンネルを総称して「道路トンネル等」と呼ぶこととす
る)において、特に長大で自動車交通量の多いものにつ
いては、通行者の健康保護や明視距離の改善を目的に相
当量の換気を行う必要がある。また、比較的短距離のト
ンネルでも都市部あるいはその近郊では、出入口部に集
中する一酸化炭素(CO)、NOx、SOx等による大
気汚染を防止する方法として、トンネル内の空気を吸引
排気(換気)する方法がある。
【0003】しかしながら、換気ガスをそのまま周囲に
放散したのでは、地域的な環境改善にはならず、特に自
動車排ガスによる汚染が平面的に拡がっている都市部あ
るいはその近郊では高度の汚染地域を拡大させることに
なりかねない。既設道路の公害対策としてトンネル化、
シェルター設置を図る場合も、前述の事情は全く同じで
ある。
【0004】本発明は、このような道路トンネル等の換
気ガス中に含有される低濃度のNOxとSOxとを同時
に効率よく除去することができる吸着除去剤、並びにこ
れらの同時除去方法に関するものである。
【0005】
【従来の技術】道路トンネル等の換気ガス中には約3p
pmのNOx、0.5〜1ppm程度のSOxその他が
含まれている。
【0006】こうした低濃度のNOxの除去については
従来いくつかの提案があるが、低濃度のSOxの除去、
ましてや低濃度のNOxと低濃度のSOxの同時除去に
ついては、まだ報告がない。
【0007】吸着剤によるNOxの吸着除去に関する研
究の中で、比較的低濃度のNOxの吸着除去に関する研
究としては、(財)工業開発研究所の研究(「特殊な吸
着、酸化触媒を使用する新脱硝システムの開発に関する
研究」、昭和53年5月)がある。この中で、空気−H
2 O−NO系の模擬ガス(入口NO濃度:100〜12
0ppm 、乾燥ガス(露点:−17℃)、SV:3270
/h)による試験が行われ、吸着剤としては天然擬灰岩
に銅系金属(酸化物)を担持したものがよいことが報告
されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、道路ト
ンネル等の換気ガス中に含有されるNOxの濃度は上述
の如く約3ppm であるので、(財)工業開発研究所の研
究(NOx濃度:約100ppm)で用いられている吸着剤
が、このような低濃度のNOxを効率よく吸着除去でき
るか否かはなはだ疑問である。
【0009】本発明は、上記の点に鑑み、道路トンネル
等の換気ガス中に含有される低濃度のNOxとSOxと
を同時に効率よく除去することができる吸着除去剤、並
びにこれらの同時除去方法を提供することを目的とする
ものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による低濃度NO
xおよびSOxの同時吸着除去剤は、アナターゼ型チタ
ニアから成るものである。
【0011】また、本発明による低濃度NOxおよびS
Oxの同時除去方法は、処理すべきガスを脱湿した後、
アナターゼ型チタニアから成る吸着除去剤を保持した吸
着ローターの吸着ゾーンに該脱湿ガスを通して、ガス中
のNOxおよびSOxを吸着除去し、吸着ローターの再
生ゾーンに加熱空気を循環して吸着物を脱着させ、循環
空気の一部をパージガスとして抜き出す際に脱硝・脱硫
装置に通して無害化することを特徴とするものである。
【0012】まず、本発明吸着除去剤について説明す
る。
【0013】本発明による吸着除去剤を構成するアナタ
ーゼ型のチタニアゾルとしては、たとえば、硫酸法チタ
ニア製造時の中間品である水和チタニア(チタン酸スラ
リー)やチタン酸スラリーを解膠・安定化したものが使
用される。
【0014】本発明による吸着除去剤を製造するには、
たとえば、セラミックペーパーにアナターゼ型チタニア
ゾルを含浸させて乾燥ないし焼成する。セラミックペー
パーは、セラミックスファイバーの抄紙によって製造さ
れる。セラミックペーパーの市販品を使用することもで
きる。
【0015】アナターゼ型のチタニアはその保持量が多
くなるほどNOxおよびSOx吸着性能が高くなる傾向
を示す。アナターゼ型のチタニアの保持量が20g/m
2 以下では、NOxおよびSOx吸着性能が急激に低下
するため、同保持量としては20g/m2 以上が好まし
い。
【0016】本発明による吸着除去剤に吸着したNOx
およびSOxは、加熱により容易に脱着する。そのため
吸着剤の再生は簡便になし得る。したがって、本発明に
よる吸着除去剤は、NOxおよびSOxの吸着と脱着
(再生)を連続的に繰り返す回転式の吸着ローター形態
の吸着除去剤として好適に利用可能である。
【0017】つぎに、本発明による低濃度NOxおよび
SOxの同時除去方法について説明する。
【0018】脱湿工程は、たとえばシリカゲル脱湿剤を
用いて行われる。吸着により熱が生じるので、処理すべ
き換気ガスを冷却するのが好ましい。
【0019】吸着剤再生用の加熱空気の温度は、好まし
くは100〜300℃である。また、再生用加熱空気を
循環使用することは省エネルギーの観点から好ましい。
【0020】実施例1 市販のセラミックペーパー(日本無機(株)製、成分;
シリカ:アルミナ=50:50、厚さ;0.25mm、坪
量;46g/m2 )を所定の寸法に切断し、アナターゼ
型のチタニアゾル(TiO2 含有量;約30重量%)に
室温で浸漬した。浸漬後、直ちにこのセラミックペーパ
ーを平板上に取り出し、ローラー等により余分なチタニ
アゾルを落とし均一な厚さとすると同時に、熱風により
乾燥した。こうして成形した平板状チタニアゾル含浸セ
ラミックペーパーを電気炉に入れ、空気中300℃で3
時間焼成して、平板状のチタニア保持セラミックペーパ
ーを得た。
【0021】また、上記アナターゼ型チタニアゾル浸漬
後のセラミックペーパーを波板上に取り出し、それ以後
は上記と同じ操作を行うことにより、波板状のチタニア
保持セラミックペーパーを得た。
【0022】チタニアゾル含浸前の重量と焼成後の重量
との差により、TiO2 担持量を求めた結果、40g/
2 のTiO2 が担持されていた。
【0023】上記操作で製作した複数の平板状のチタニ
ア保持セラミックペーパーと、複数の波板状のチタニア
保持セラミックペーパーとを1枚置きに積層し、かつこ
の積層体をロール状に巻いて、図3に示すように、直径
1.5m、長さ0.4mのローター(9) を得た。
【0024】実施例2 本発明による低濃度NOxおよびSOxの同時除去方法
の一例を図1のフローシートにより説明する。
【0025】処理すべきガスは洗浄装置(1) に導かれ、
同装置(1) の頂部に内装されたクーラ(2) で冷却され
る。ついで、同ガスは脱湿装置(3) に導入され、脱湿ロ
ーター(6) によりガス中の水分が吸着除去され、脱湿ガ
スが得られる。ついでこの脱湿ガスは吸着装置(4) へ導
かれ、その吸着ローター(9) によってNOxおよびSO
xが同時に吸着除去される。
【0026】こうして処理されたガスは脱湿装置(3) の
ヒーター(8) で加熱され、脱湿ローター(6) の脱湿剤を
再生するのに使用された後、洗浄装置(5) を経て系外へ
パージされる。
【0027】一方、吸着装置(4) でNOxおよびSOx
を吸着した吸着剤は、加熱空気により再生される。
【0028】つぎに、脱湿装置(3) および吸着装置(4)
の構成について説明する。
【0029】まず、図1および図2を参照して、脱湿装
置の一例について説明する。本発明による処理方法で用
いる脱湿装置(3) は、処理すべきガスを脱湿処理し、処
理後のガスにより脱湿剤を再生する。そのために、シリ
カゲルを脱湿剤(水分吸着剤)とする板状吸着剤を適当
なスペーサーを介して重ねたり、平板と波板吸着剤を交
互に重ねたり、一体型のハニカム構造体とした脱湿ロー
ター(6) が用いられ、脱湿ローター(6) を左右のゾーン
に分割するようなガス流路が形成されている。そして一
方のゾーンに処理すべきガスが流通され、他方のゾーン
に再生用の処理後ガスが流通され、脱湿ローター(6) が
回転される。これによって、連続的な脱湿・再生処理が
なされる。吸着によって生じた熱は、クーラー(7) で冷
却され、また再生用の処理後ガスは上記の如くヒーター
(8) で加熱される。
【0030】つぎに、図1および図3を参照して、吸着
装置の一例について説明する。本発明による処理方法で
用いる吸着装置(4) は、脱湿後のガス中のNOxおよび
SOxを吸着除去し、加熱空気の循環により吸着物を脱
着させるものである。そのために、吸着装置(4) には、
実施例1で調製した吸着除去剤を保持した吸着ローター
(9) が内装され、吸着ローター(9) を吸着ゾーン(10)、
予熱ゾーン(11)、再生ゾーン(12)および冷却ゾーン(13)
の4つに分割するようなガス流路が形成されている。そ
して脱湿後の処理すべきガスは吸着ゾーン(10)に流通さ
れ、ガス中のNOxおよびSOxが吸着除去される。処
理後のガスは、上記の通り脱湿装置(3)に送られて脱湿
剤の再生に用いられる。また、処理後のガスの一部は吸
着ローター(9) の冷却ゾーン(13)に通された後、熱交換
器(14)を経て脱湿装置(3) へ送られる。
【0031】吸着剤再生用の加熱空気は、加熱器(15)で
適当な温度(100〜300℃)に加熱され、省エネル
ギーの観点から循環使用される。加熱空気は、吸着ロー
ター(9) の再生ゾーン(11)ついで予熱ゾーン(12)に通さ
れ、さらに熱交換器(14)を経て加熱器(15)に循環され
る。この加熱空気の循環により吸着ローター(9) から吸
着物が脱着される。この状態で、吸着ローター(9) が回
転され、NOxおよびSOxの連続的な同時吸着除去が
なされる。
【0032】この循環空気の一部はパージガスとして系
外へ抜き出される際に脱硝・脱硫装置(16)に通されて無
害化され、ついで脱湿装置(3) へ送られる。このパージ
ガス量は非常に少ないため、脱硝・脱硫装置(16)は小型
なものでよく、パージガスは効果的かつ安価に無害化さ
れる。
【0033】性能試験 実施例2の方法に従ってガス処理を行い、実施例1の吸
着除去剤の性能を試験した。
【0034】なお、吸着装置(4) において、吸着ロータ
ー(9) の回転数は6rph、加熱空気の循環量は800
Nm3 /h、吸着ローター(9) の再生ゾーン(11)入口温
度は250℃にそれぞれ設定した。
【0035】図1において、処理すべきガスを脱湿装置
(3) から吸着装置(4) へ導入するライン上の点(A) と、
処理後のガスを吸着装置(4) から脱湿装置(3) へ排出す
るライン上の点(B) とにおいて、それぞれNOx濃度、
SOx濃度および湿分濃度を測定した。その測定結果を
表1に示す。
【0036】
【表1】 表1から明らかなように、実施例1の吸着除去剤は優れ
たNOxおよびSOx除去性能を有することが認められ
る。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、道路トンネル等の換気
ガス中に含有される低濃度のNOxとSOxとを同時に
効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施例を示すフローシートであ
る。
【図2】脱湿ローターを示す斜視図である。
【図3】吸着ローターを示す斜視図である。
【符号の説明】
(1) …洗浄装置 (2) …クーラー (3) …脱湿装置 (4) …吸着装置 (5) …洗浄装置 (6) …脱湿ローター (7) …クーラー (8) …ヒーター (9) …吸着ローター (10)…吸着ゾーン (11)…予熱ゾーン (12)…再生ゾーン (13)…冷却ゾーン (14)…熱交換器 (15)…加熱器 (16)…脱硝・脱硫装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福寿 厚 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 小林 秀次 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 菊池 清悦 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 上利 快三 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 羽木 一博 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 岩本 皓夫 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナターゼ型チタニアから成ることを特
    徴とする低濃度NOxおよびSOxの同時吸着除去剤。
  2. 【請求項2】 処理すべきガスを脱湿した後、アナター
    ゼ型チタニアから成る吸着除去剤を保持した吸着ロータ
    ーの吸着ゾーンに該脱湿ガスを通して、ガス中のNOx
    およびSOxを吸着除去し、吸着ローターの再生ゾーン
    に加熱空気を循環して吸着物を脱着させ、循環空気の一
    部をパージガスとして抜き出す際に脱硝・脱硫装置に通
    して無害化することを特徴とする、低濃度NOxおよび
    SOxの同時除去方法。
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