JP2002273161A

JP2002273161A - 窒素酸化物分解方法および装置

Info

Publication number: JP2002273161A
Application number: JP2001076831A
Authority: JP
Inventors: Koji Ota; 幸治太田; Masato Kurahashi; 正人倉橋; Masaki Kuzumoto; 昌樹葛本; Yasutaka Inanaga; 康隆稲永
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】アンモニア等の環境負荷の高い物質を用いる
事なく、窒素酸化物を効率よく分解除去できる窒素酸化
物の処理方法および装置を提供する。【解決手段】アーク放電、高周波放電、マイクロ波放
電等により生じる２０００Ｋ以上の高温の熱プラズマを
利用して大気圧下で窒素酸化物を分解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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ＣｕＣｌ_２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。

【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、ＣｕＣｌ_２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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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（ＮＯ_２）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
ＮＯ_２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ＮＯ_２ガスを処理することによ
り、５％のＮＯ_２ガスを全ＮＯｘ濃度３．８％まで、３
０％のＮＯ_２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ＮＯ_２ガスの処理は３％程度以上の
ＮＯ_２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。

【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ＮＯ_２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ＮＯ_２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
Ｏ_２ガスを処理することにより、５％のＮＯ_２ガスを全
ＮＯｘ濃度２．５％まで、３０％のＮＯ_２ガスを全ＮＯ
ｘ濃度２．８％まで低減することができる。

【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ＮＯ_２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ＮＯ_２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
Ｏ_２ガスを処理すると、５％のＮＯ_２ガスおよび３０％
のＮＯ_２ガスは殆んど分解しないことがわかる。

【００２５】図４は本発明に係る窒素酸化物分解方法に
おいて、ＮＯ_２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ＮＯ_２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
Ｏ_２を含むガスの処理特性、Ａ８は３０％のＮＯ_２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ＮＯ_２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ＮＯ_２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
Ｏ_２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。

【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ＮＯ_２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、ＮＯ_２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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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％
ＮＯ_２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。

【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。

【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
Ｏ_２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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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ＮＯ_２の分解特性を示す
図である。

【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ＮＯ_２の分解特性を示す
図である。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１６】従来の窒素酸化物分解装置の構成説明図で
ある。

【符号の説明】

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、３２ａＮＯｘ吸
着ゾーン、３２ｂＮＯｘ冷却ゾーン、３２ｃＮＯｘ
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

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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱プラズマを用いることにより、２００
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。
【請求項２】前記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なる請求項１に記載
の窒素酸化物分解方法。
【請求項３】前記熱プラズマは大気圧下で発生させて
なる請求項１または２に記載の窒素酸化物分解方法。
【請求項４】前記窒素酸化物は、被処理ガスに含ま
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。
【請求項５】前記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る請求項４に記載の窒素酸化
物分解方法。
【請求項６】前記熱プラズマが不活性ガス雰囲気下で
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。
【請求項７】前記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。
【請求項８】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、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。
【請求項９】前記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
組み合わせからなる請求項６から８に記載の窒素酸化物
分解方法。
【請求項１０】前記窒素酸化物の分解ガスを用いて、
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。
【請求項１１】前記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。
【請求項１２】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、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。
【請求項１３】前記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てなる請求項１２に記載の窒素
酸化物分解装置。
【請求項１４】窒素酸化物を吸着する窒素酸化物吸着
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。
【請求項１５】前記窒素酸化物吸着手段はハニカムロ
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。
【請求項１６】大気から酸素を生成する酸素発生装置
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。