(57)【要約】 【課題】燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を同時に除去することのできる燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法を提供する。【解決手段】燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去する方法において、アルカリ反応溶液内で二酸化塩素と燃焼排ガスを反応させることにより、燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去する。燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物は、単一の反応器内で一定の反応溶液に対して適切な流量のClO2を供給する方法によって、燃焼排ガスからSO2とNOxを除去することができる。【選択図】図１
2006305566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法において、
アルカリ反応溶液内で二酸化塩素と燃焼排ガスとを反応させ、前記燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物とを除去することを特徴とする燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法。
【請求項２】
前記二酸化塩素は、塩素酸を還元剤で還元させることによって得ることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項３】
前記二酸化塩素の濃度は、還元剤の供給速度によって調節することを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項４】
前記二酸化塩素は、空気、窒素、燃焼排ガスの中から選択されるいずれかの運搬ガスを利用して前記反応溶液内に移送させることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項５】
前記二酸化塩素は、総容積2.5Lの密閉型反応器内の反応溶液１リットル(L)に対して、前記運搬ガスが2〜10L/minの流量で前記反応溶液内に供給されることを特徴とする請求項４に記載の除去方法。
【請求項６】
前記反応溶液内における前記二酸化塩素と前記燃焼排ガスの反応は20〜60℃の温度雰囲気で実施されることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項７】
前記反応溶液のpH値は、3〜11に保持されることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項８】
前記燃焼排ガスは、4〜10％の酸素を含むことを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項９】
前記燃焼排ガス中の前記二酸化硫黄の濃度は200〜700ppmであることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項１０】
前記燃焼排ガス中の前記窒素酸化物の濃度は150〜1000ppmであることを特徴とする請求項１に記載の除去方法。
【請求項１１】
前記還元剤は、二酸化硫黄(SO2)、塩化ナトリウム(NaCl)、塩酸(HCl)、メタノール(CH3OH)、過酸化水素(H2O2)の中から選択されるいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の除去方法。
【請求項１２】
前記反応溶液のpH値を3〜11に保持するために、前記反応溶液にアルカリ金属の水酸化物又はアルカリ土類金属の水酸化物を添加することを特徴とする請求項７に記載の除去方法。
【請求項１３】
燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法において、
アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物と二酸化塩素を含む反応溶液と燃焼排ガスとを反応させ、前記燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物とを除去することを特徴とする燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二酸化塩素(ClO2)を用いた燃焼排ガス中の二酸化硫黄(SO2)と窒素酸化物(NOx)の除去方法に関し、より詳しくは、アルカリ溶液内で二酸化塩素と燃焼排ガスを反応させることによって、燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を同時に除去することができる燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油、石炭のような化石燃料を燃焼させた後に排出される燃焼排ガスには様々な成分が包含されており、その中の代表的な環境汚染物質としては二酸化硫黄と窒素酸化物が挙げられる。このような二酸化硫黄と窒素酸化物は、それ自体で大気を汚染させるだけでなく、このような汚染物質が雨に含まれて降ると、いわゆる酸性雨となって土壌や河川などを汚染させる主因となっている。
従って、化石燃料が燃焼した後の燃焼排ガスは、一定の規制規定に従って一定の含量未満の状態で排出しなければならないので、燃焼排ガスに含有される二酸化硫黄と窒素酸化物を除去するための装置及び／又は方法に関する多くの研究が成されている。
【０００３】
燃焼排ガスの中で窒素酸化物(NOx)の除去方法に対する有効性を評価するためにいろいろな無機性酸化剤及び有機性酸化剤に対する研究が行われてきた。研究対象の酸化剤としては、気相で適用できる物質としてオゾン、二酸化塩素、黄燐、酸素などが挙げられ、KMnO4、NaClO2、H2O2及びフェロスキレート(ferrous chelate)化合物などは液状で適用することができる添加剤である。
通常、吸収洗浄装置に添加剤を投入し、酸化窒素(NO)を相対的に吸収処理が容易な二酸化窒素(NO2)に酸化させた後、アルカリ溶液の状態で吸収することによって除去することになる。このように、湿式工程において酸化剤を利用して酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)に酸化させた後、この二酸化窒素を処理する工程などに対する多様な技術が知られている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第3,950,500号明細書
【特許文献２】米国特許第5,091,167号明細書
【特許文献３】米国特許第5,366,714号明細書
【非特許文献１】V. Woodside, K.S. Macleod,“Chlorine Dioxide for bleaching,”Paper Trade J.26, PP.137-142(1953)
【非特許文献２】Y. Ni, X.Wang,“Mechanisms of the Methanol based ClO2generation,” J.Pulp Paper Sci. 76, 99（1993）
【非特許文献３】C. Brogren, H.T. Karlsson, l. Bjerle,“Absorption of No in an Aqueous Solution of NaClO2,”Chem. Eng. Technol., 21, pp.61-70(1998)
【０００５】
しかしながら、燃焼排ガスに含有されている二酸化硫黄(SO2)と窒素酸化物(NOx)を処理する技術については広く知られているが、今まで経済性の側面で成功的なものはなかった。
前記のような有害成分の処理過程における主要問題の要因としては、NOxを除去するために使用することのできる添加剤が、SO2を除去するには化学的に不適であることと、NOxとSO2とを除去するための添加剤や吸収剤が互いに実質的な干渉がないとしても、一方の作用のための最適の条件が、他の一方に対しても必ず最適の条件にはならないという問題がある。このような問題は、いくつかの特許で開示されているFe(II)キレート化合物と亜硫酸塩の制限条件で確認することができる。
【０００６】
今まで、酸化窒素(NO)の吸収と関連した化学物質の中で亜塩素酸ナトリウムが実質的に最も効率的な酸化剤として判明されたが、弱酸性が維持される雰囲気で最適の作用条件を有するという問題がある。即ち、pH値の低い酸性雰囲気では優秀な酸化力を表し、pH値の高い塩基性雰囲気では吸収力が優れるようになる。従って、NOがNO2に酸化された後、吸収される場合においてpH値が決定的な因子となる。
又、亜塩素酸ナトリウムは、次の反応式(1)のように二酸化塩素を還元させて製造されるため、非常に高価な化学物質である。
【０００７】
2ClO2 ＋ H2O2 ＋ 2NaOH → 2NaClO2 ＋ O2 ＋ H2O    （1）
【０００８】
このような側面を考慮するとき、NOを酸化させる過程において二酸化塩素ガスを直接使用する場合、コストの問題だけでなく、pH値を調節する問題までも解決することができるため、より合理的な活用方法になると判断することになった。
従って、本発明は二酸化塩素ガスを洗浄液に通過させる方法によって排ガス中のNOxとSO2とを同時に処理しようとする着想に至った。本発明において燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去するために使用する二酸化塩素は、強力な酸化剤及び殺菌消毒剤として有望な中性塩素酸成分であって、最近、漂白、酸化、殺菌消毒など広範囲の応用分野と環境的な側面でその商業的効用性が認められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、二酸化塩素が気相及び液相でNOをNO2に酸化させることのできる強力な酸化剤として知られているにも拘わらず、燃焼排ガス中のSO2とNOを同時に処理するために、二酸化塩素を使用する検討と努力は未だ成されていない。従って、最近に至り、二酸化塩素を用いた排ガス処理に係る技術が産業界において強く要求されている。
二酸化塩素の製造方法は、各種の特許（例えば特許文献１〜３参照）を始め、広範囲に亘る文献に報告されているが、不安定性と速い分解特性による危険要因があるため、大概の場合、現場で製造して使用する。二酸化塩素は、NaClO2又はNaClO3の酸性溶液を用いて製造しており、中小規模の製造機は大分部NaClO2を原料として使用するが、二酸化塩素が大量に必要な場合はNaClO3を用いている。
二酸化塩素は、次の式(2)のように亜塩素酸の酸化によるか、次の式(3)のように相対的に濃縮された酸性溶液で多様な有機物又は無機物を利用して塩素酸を還元させることによって生成させることができる。
【００１０】
ClO2-  → ClO2 ＋ e-    （2）
ClO3- ＋2H＋ ＋ e- → ClO2 ＋ H2O    （3）
【００１１】
前記の還元剤の選択は、最適の反応条件、副産物及び工程の経済性に大きく影響を及ぼす。
NaClO2からClO2を製造することが、NaClO3からClO2を製造する工程より制御が容易であるにも拘わらず、この方法は経済的でないという問題がある。
事実上、式(2)は可逆的であり、亜塩素酸は一般的にClO2を利用して合成している。従って、産業的な観点からみるとき、NaClO3がClO2を製造するにおいて最も好適な原料になると判断されている。
【００１２】
以上の通りであり、本発明は、二酸化塩素を利用して燃焼排ガス中の二酸化硫黄(SO2)(以下、SO2と略記することもある)と窒素酸化物(NOx)(以下、NOxと略記することもある)を除去する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するために、本発明は燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去する方法において、アルカリ反応溶液内で二酸化塩素と燃焼排ガスとを反応させ、燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去することを特徴とする燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法を開示する。
本発明において、燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物は、単一の反応器内で一定の反応溶液に対して適切な流量のClO2を供給する方法によって、燃焼排ガスからSO2とNOxを除去することができる。
本発明の燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法において、反応溶液内に供給され、溶解したClO2ガスは、次の式(4)のような反応によって燃焼排ガス中のNOガスをNO2に酸化させ、このNO2はさらにClO2と次の式(5)のように反応して硝酸塩が生成されながら反応溶液内に吸収される。
【００１４】
5NO + 2ClO2 + H2O → 5NO2 + 2HCl(oxidation)    (4)
5NO2 + ClO2 + 3H2O → 5HNO3 + HCl(absorption)    (5)
【００１５】
一方、本発明の燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物の除去方法において、燃焼排ガス中の二酸化硫黄は、反応溶液内で次の式(6)のような反応により亜硫酸塩となって除去される。
さらに、次の式(6)のような反応によって、燃焼排ガス中の二酸化硫黄の除去は式(4)〜式(5)で表す窒素酸化物の除去と同時に進行される。
【００１６】
M(OH)x + SO2 →MxSO3 + H2O    (6)
【００１７】
式(6)において、Mは、反応溶液であるアルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を示し、xは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の原子価を示す。
燃焼排ガス中のSO2は、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物の反応溶液内に先ず吸収され亜硫酸塩を生成し、亜硫酸塩は次の式(7)のようにNO2を除去することに利用されながら硫酸塩を生成する。なお、亜硫酸塩の一部は次の式(8)及び式(9)のように溶存酸素及びClO2によって硫酸塩に酸化される。
【００１８】
2NO2+ 4MxSO3 → N2+ 4MxSO4    (7)
2MxSO3 + O2 → 2MxSO4    (8)
5MxSO3  + 2ClO2 + H2O → 2HCl + 5MxSO4    (9)
【００１９】
式(7)〜式(9)におけるM、xは、式(6)の内容と同様である。
本発明において、二酸化塩素と燃焼排ガスが互いに反応する反応溶液はアルカリ溶液を使用することができ、このようなアルカリ溶液の一例としてアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を使用することができる。
アルカリ金属化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムの中から選択されるいずれか一つ以上を使用することができる。
又、アルカリ土類金属化合物には、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムの中から選択されるいずれか一つ以上を使用することができる。
【００２０】
本発明において、燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去するために使用する二酸化塩素は、塩素酸を還元剤で還元させることによって得ることができる。本発明において、還元剤は塩素酸から二酸化塩素を得ることができるものであれば、いかなるものでも使用することができる。
本発明では、このような還元剤として例えば、二酸化硫黄(SO2)、メタノール(CH3OH)、塩素イオン(Cl-)、過酸化水素(H2O2)の中から選択されるいずれか一つを使用することができる。塩素イオンを含む還元剤としては塩化ナトリウム(NaCl)や塩酸(HCl)が挙げられる。
還元剤の選択は、最適の反応条件、副産物及び工程の経済性に大きく影響を及ぼすため、これら還元剤の使用において、総括反応の化学量論は次の式(10)〜式(13)の反応式で示すことができる。
【００２１】
2ClO3-+ SO2 →2ClO2 + SO4-2    (10)
4ClO3- + CH3OH  + 4H+ → 4ClO2 + HCOOH +3H2O    (11)
2ClO3- + 4H+ + 2Cl-→ 2ClO2 + Cl2 + 2H2O    (12)
2ClO3- + H2O2+ 2H+ → ClO2 + O2 + H2O    (13)
【００２２】
式(10)〜式(13)の反応によって生成された副産物は、夫々SO4-2、HCOOH、Cl2、O2などであり、全体の工程において副反応が進行されることができ、結果的に次の式(14)に示す反応によって塩素イオン(Cl-)が生成されることができる。
【００２３】
ClO3- + 6H++ 6e- → Cl- + 3H2O    (14)
【００２４】
前記のように塩素酸が関与する全ての反応工程において、塩素イオンは決定的な役割をするが、反応物の中で塩素イオンが存在しない場合には、ClO2は生成されない。塩素イオンは原料に添加されるか、式(14)の反応のように塩素酸が亜塩素酸に還元される過程で発生されて反応に参与することになる。
本発明は、式(4)〜式(7)の反応によって生成された二酸化塩素を利用することにより燃焼排ガスのような排出ガスからSOxとNOxの残留濃度がSOxとNOxの排出許容基準より低い濃度で排出されることができるようにする。
【００２５】
一方、本発明において、反応溶液内に供給される二酸化塩素の濃度は、二酸化塩素を製造する時の還元剤の供給速度によって調節することができる。
本発明において、反応溶液内へ供給される二酸化塩素は、運搬ガスを利用して反応溶液内へ供給することができる。運搬ガスは、例えば、空気、窒素、燃焼排ガスの中から選択されるいずれか一つを使用することができる。
二酸化塩素は、運搬ガスを利用して反応溶液内に供給され、反応溶液内へ供給される燃焼排ガス中の二酸化硫黄及び窒素酸化物をそれぞれ反応させ、燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去することができる。例えば、二酸化塩素は総容積2.5Lの密閉型反応器内の反応溶液1リットル(L)に対して、運搬ガスを2〜10L/minの流量で反応溶液内に供給して、反応溶液内へ供給される燃焼排ガス中の二酸化硫黄及び窒素酸化物をそれぞれ反応させることにより、燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を同時に除去することができる。
本発明では、多様な条件の運搬ガスの流量によって、二酸化塩素を反応溶液内に供給して燃焼排ガスと反応させるが、燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去するためには、前記の数値範囲で示す運搬ガスの流量で二酸化塩素を反応溶液内に供給することが好ましい。
運搬ガスとしては、例えば燃焼排ガス自体を利用する場合、排ガス自体に包含されたSO2やNOが次の反応式のようにClO2の発生に作用するメリットがある。
【００２６】
SO2+ 2NaClO3 + H2SO4 → 2ClO2 + 2NaHSO4
NO + 2NaClO3 + 2H2SO4→ 2ClO2 + 2NaHSO4 + NO2+ H2O
【００２７】
本発明において、反応溶液内での二酸化塩素と燃焼排ガスの反応は、20〜60℃の温度で実施することが好ましい。温度が20℃未満の場合は、二酸化塩素と燃焼排ガスの反応効率が良好でなく、温度が60℃を超過する場合は、二酸化塩素と燃焼排ガスの反応効率の顕著な効果の上昇無しに温度を上昇させるコストだけ要することになる。従って、本発明においては、反応溶液内における二酸化塩素と燃焼排ガスの反応は20〜60℃の温度で実施するのが好ましい。
本発明において、二酸化塩素と燃焼排ガスが反応する反応溶液のpH値は3〜11に保持することが好ましい。反応溶液内で二酸化塩素と燃焼排ガスが反応するに従って酸性物質が生成し、反応溶液内のpH値が増加すると、アルカリ金属の水酸化物又はアルカリ土類金属の水酸化物を反応溶液に添加することによって反応溶液のpH値を3〜11に保持することができる。
又、反応溶液内での二酸化塩素と反応する燃焼排ガスは、燃焼排ガス中に4〜10%（体積比率）の酸素を包含させることができる。
以上を要約すると、本発明は、二酸化硫黄の濃度が200〜700ppmであり、窒素酸化物の濃度が150〜1000ppmを含有する燃焼排ガスを二酸化塩素と反応させて二酸化硫黄と窒素酸化物を同時に除去することができる。
燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去する時、副反応によって二酸化塩素が生成されるが、この生成された二酸化塩素を本発明の燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去することに利用することもできる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、ClO2を反応溶液内に供給して単一容器内でSO2とNOxを同時に除去することができる。
又、燃焼排ガスからSO2とNOxを効率的に同時除去するための最適の条件を確立し、この方法が広く普及されるように低コストで容易な工程を提示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の内容を実施例及び試験例を通じて具体的に説明する。しかし、これらは本発明をより詳細に説明するためのものであり、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３０】
以下、添付図面を参照しながら、ClO2を利用して燃焼排ガス中のNOを除去する工程をより詳細に説明する。
図1は、本発明の二酸化塩素を利用した燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去するためのシステムの一例を示す。このシステムの主な構成としては、気泡反応器(bubbling reactor)10、アルカリ金属水酸化物を収容した容器20、還元剤と塩素酸によって二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生器30などを配置する。
気泡反応器10内には、アルカリ金属水酸化物である水酸化ナトリウム(NaOH)の反応溶液がある。
気泡反応器10内の反応溶液に燃焼排ガス(FS；Flue Gas)が供給され、二酸化塩素発生器30内の二酸化塩素が気泡反応器10内の反応溶液に供給されると、燃焼排ガスと二酸化塩素が反応して燃焼排ガス中の窒素酸化物が除去される。
気泡反応器10(以下、簡単に反応器10と記することもある)内では回転数250rpmの機械式撹拌機によって連続的な撹拌が行われ、気泡反応器10内の温度は自動的に温度調節が可能な加熱式水循環装置を利用して45℃に調節されている。
【００３１】
一方、反応溶液内では燃焼排ガスと二酸化塩素が反応することによって、酸性物質が増加してpH値が3.5未満になると、pHコントローラー70(KFC-MK-250)がこれを感知して容器20に収容されているアルカリ金属水酸化物である水酸化ナトリウムが蠕動式ポンプ(P；Peristaltic Pump)によって気泡反応器10内に流入され、気泡反応器10内の反応溶液のpH値を一定の範囲に維持するようにする。
【００３２】
気泡反応器10内で燃焼排ガスと二酸化塩素が反応すると、副反応として少量の二酸化塩素が生成されることができる。このように副反応によって生成された二酸化塩素は気泡反応器10の外部に排出され二酸化塩素吸収装置50のヨウ化カリウム溶液に吸収されるようになる。この時、ヨウ化カリウム溶液は炭酸塩で緩衝された2%濃度のヨウ化カリウム溶液を使用することができる。
気泡反応器10の反応溶液内で燃焼排ガスと二酸化塩素が反応して生成されたガスは反応器10の外部へ排出されることになるが、この時、反応器10の外部へ排出されたガスは、外部ガス分析器90を通して分析することができる。この時、外部ガス分析器90は、イオンクロマトグラフ(IC)や自動中和滴定装置(Automatic Titrator；Metrohm, Swiss)を使用することができる。
【００３３】
一方、燃焼排ガスは、気泡反応器10内の反応溶液に供給される前に、燃焼排ガス中のNOxの濃度は水分を除去した後、ガス分析器80を利用して分析することができ、気泡反応器10内のO2の濃度は溶存酸素計(DO meter)60を利用して分析することができる。
二酸化塩素発生器30で塩素酸と還元剤によって生成された二酸化塩素は2M濃度の濃縮NaClを注射式ポンプ(Mettler Toledo GmbH, Swiss)によって適切な流量(0.5〜1.0ml/min)で気泡反応器10内の反応溶液に連続的に注入することができる。
【００３４】
気泡反応器10は、12Nまでの比較的濃縮された硫酸に0.4M濃度のNaClO3を混合した溶液で満たし、機械式撹拌機を利用して連続的に撹拌した。気泡反応器10内の反応溶液の温度は、自動温度調節が可能な加熱式水循環装置(T；thermostat)によって測定して45℃に維持することができる。
【００３５】
一方、本発明において、気泡反応器10内への流入前後の燃焼排ガスの成分、気泡反応器10内の反応溶液における燃焼排ガスと二酸化塩素の反応によるpH値変化などの資料は、データ収集装置40を通してリアルタイムで貯蔵することができる。
気泡反応器10は、ClO2の光分解に対する影響を遮断するために気泡反応器10の表面を光遮断剤によって遮断することができ、このような光遮断剤は例えばアルミ箔(aluminum foil)で気泡反応器10の表面を被覆することができる。
二酸化塩素の発生装置から生成された二酸化塩素は窒素を運搬ガスとし、気泡発生装置を利用して2L/minの流量で気泡反応器10内に流入させた。なお、気泡反応器10は総容積2.5Lの密閉型であり、二酸化塩素の流量は気泡反応器10内の反応溶液１リットルに対する流量である（以下の実施例でも同様）。
前記のように、燃焼排ガス中で予め二酸化硫黄を除去した燃焼排ガスの窒素酸化物を二酸化塩素の供給時間によるNOxの除去効率と、塩素イオン及び硝酸イオンなどのイオン濃度の変化を測定し、その結果を図2に示す。
この際、窒素酸化物の濃度は500ppmとし、二酸化塩素が反応器内に供給された後10分から60分まで測定した結果である。
【実施例２】
【００３６】
実施例2においても燃焼排ガスは、基本的に図1のようなシステムを利用して燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を同時に除去した。この時、燃焼排ガス中の窒素酸化物である酸化窒素(NO)の濃度は350ppm、二酸化硫黄(SO2)の濃度は500ppmとし、5%の酸素と残りは窒素で構成した。
このような燃焼排ガスを45L/minの流量で反応器内の反応溶液に供給しながら気泡が形成されるようにした。反応器内の反応温度は45℃に維持し、反応物のpH値は3〜4程度、なるべく3.5程度に維持した。
図3は、SO2とNOxの除去効率を示したものであり、SO2の除去は瞬間的に約100%に到達し、間もなくNOの酸化も約100%に到達した。ここで最大NOxの除去率は約60%であった。
【実施例３】
【００３７】
燃焼排ガス中の窒素酸化物の流入濃度がNOxの除去効率に及ぼす影響を測定した。
燃焼排ガス中に150〜1000ppmのNOが含有されるようにし、5%の酸素と残りは窒素で構成されるようにし、流量は45L/minとしたことを除いては、実施例1と同様の方法によって燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去し、その結果を図4に示した。
【実施例４】
【００３８】
燃焼排ガス中の二酸化硫黄の流入濃度が窒素酸化物の除去効率に及ぼす影響を測定した。
燃焼排ガス中には200〜700ppmのSO2と350ppmのNOが含有されるようにし、5%の酸素と残りは窒素で構成することを除いては、実施例1と同様の方法によって燃焼排ガス中の二酸化硫黄の流入濃度による窒素酸化物の除去効率を測定し、その結果を図5に示した。
【実施例５】
【００３９】
反応器10内に収容されている反応溶液のpH値がNOxの除去における効率性に及ぼす影響を測定した。
500ppmのNO、5%の酸素と残りは窒素で構成され、燃焼排ガスを反応器内に供給し、反応溶液のpH値を3〜11に変化させることを除いては、実施例1と同様の方法及び装置を使用して燃焼排ガス中の窒素酸化物の除去効率を測定し、その結果を図6に示す。
図6を参照すると、ClO2の供給が十分である場合には、pH値3〜11の範囲に対して再現性のあるNOxの除去効果があることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の二酸化塩素を利用した燃焼排ガス中の二酸化硫黄と窒素酸化物を除去する装置システムの一例を示す模式図である。
【図２】反応溶液内に二酸化塩素(ClO2)が通過する時間の関数で表現されたNOxの除去効率とNO3-及びCl-の濃度を示すグラフである。
【図３】pH値が3.5の条件で二酸化塩素を利用した二酸化硫黄と窒素酸化物の除去を示すグラフである。
【図４】二酸化硫黄の存在有無と酸化窒素(NO)の流入濃度が窒素酸化物の除去効率に及ぼす影響を示すグラフである。
【図５】反応溶液内に酸化窒素の流入濃度が一定の場合、二酸化硫黄の流入濃度による窒素酸化物(NOx)の除去効率に及ぼす影響を示すグラフである。
【図６】反応溶液内に酸化窒素の流入濃度が一定の場合、pH値が窒素酸化物(NOx)の除去効率に及ぼす影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
10…気泡反応器(bubbling reactor)
20…アルカリ金属水酸化物が収容されている容器
30…二酸化塩素発生器
40…データ収集装置
50…二酸化塩素吸収装置
60…溶存酸素計(DO meter)
70…pHコントローラー
80…ガス分析器
90…外部ガス分析器
【図１】
2006305566.tif 000003
【図２】
2006305566.tif 000004
【図３】
2006305566.tif 000005
【図４】
2006305566.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006305566.tif 000008