(57)【要約】【課題】大規模な脱窒素処理設備を省略し、また、高額で大量に要する固体吸着剤自体を使用することなく、設備の小型化・低コスト化を実現する窒素酸化物除去装置を提供する。【解決手段】排ガスは、微細ミスト発生機本体１０に流入し、処理ガスとして流出する。微細ミスト発生機本体１０の内部に配置された微細ミストノズル１１からは吸着吸収液の微細ミストが噴霧され、排ガスと反応する構造を有している。吸着吸収液槽１５の吸着吸収液は吸着吸収液供給ポンプ１７によって微細ミストノズル１１に吸収液が送られる構造を有している。【選択図】図１
2008221157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜硫酸塩水溶液を粒径０．５μｍ以下の微細ミストに変換する微細ミスト発生機を備えた窒素酸化物除去装置。
【請求項２】
微細ミスト発生機の上流側に、強制的にスパークを発生させることを特徴とする電気集塵機を配置した請求項１記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項３】
微細ミスト発生機の上流側に配置した電気集塵機の放電極には、負電圧を印加することを特徴とする請求項２記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項４】
微細ミスト発生機の上流側に配置した電気集塵機から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を１秒以上となるように、電気集塵機と微細ミスト発生機の距離を離したことを特徴とする請求項３記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項５】
微細ミスト発生機の下流側に、集塵極板または荷電極板に絶縁処理が施された電気集塵機を配置した請求項１〜４いずれかに記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項６】
微細ミスト発生機の下流側の電気集塵機の放電極には、正電圧を印加することを特徴とする請求項５記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項７】
上流側の微細ミスト発生機から流出したガスが、下流側の電気集塵機に達するまでの時間を０．４秒以下となるように、微細ミスト発生機と電気集塵機の距離を近づけたことを特徴とする請求項５または６記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項８】
微細ミスト発生機の上流側に、帯電部を配置した請求項１記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項９】
帯電部では、放電極に負電圧を印加することを特徴とする請求項８記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項１０】
上流側の帯電部から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を１秒以上となるように、帯電部と微細ミスト発生機の距離を離したことを特徴とする請求項９記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項１１】
帯電部では、放電極に正電圧を印加することを特徴とする請求項８記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項１２】
上流側の帯電部から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を０．４秒以下となるように、帯電部と微細ミスト発生機との距離を近づけたことを特徴とする請求項１１記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項１３】
微細ミスト発生機の下流側に、集塵部を配置した請求項８〜１２記載の窒素酸化物除去装置。
【請求項１４】
無機アルカリを溶解した、亜硫酸塩水溶液を用いる請求項１〜１３いずれかに記載の窒素酸化物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化石燃料の燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去する窒素酸化物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料の燃焼排ガス源は、自動車、エンジン式発電設備、工場の燃焼炉など多数あり、燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去することが環境対策上、求められている。窒素酸化物を除去することを脱硝と呼ぶが、この脱硝技術には、アンモニア接触還元方式、固体吸着剤方式、吸着吸収液方式などがある。
【０００３】
吸着吸収液方式については、特開平７−２４２５４（特許文献１）に示されるように、弱アルカリの電解質水溶液を噴射し、この噴射液雰囲気中に燃焼排ガスを通過させ、排ガス中の窒素酸化物を電解質水溶液のミストと接触させて窒素酸化物を吸着吸収除去し、この電解質水溶液に吸収された窒素酸化物を、最終的にバクテリアで脱窒素処理した後、放流する技術が示されている。また、特開昭５３−１１１６４（特許文献２）に示される吸着吸収液方式には、排ガス中の二酸化硫黄を吸収液中の水酸化ナトリウムと反応させ、亜硫酸ナトリウムを得て、さらにこの亜硫酸ナトリウムと二酸化窒素を反応させて二酸化窒素を窒素に還元する（脱硝する）技術が示されている。（二酸化窒素は一酸化窒素よりも遙かに毒性が強く、窒素酸化物中の二酸化窒素除去は重要である。また二酸化窒素除去は比較的安価に実施できるメリットがある。しかし、一酸化窒素も時間の経過と共に一部二酸化窒素に変化する性質がある。局所的な窒素酸化物対策としては、二酸化窒素除去が有効であり、より広範囲の窒素酸化物対策としては、高コストではあるが、一酸化窒素も含めた窒素酸化物除去対策の重要度が増す）。
【０００４】
また、固体吸着剤方式については、特開２００４−１２１９０２（特許文献３）に示されるように、活性炭に亜硫酸塩（たとえば、亜硫酸ナトリウム）水溶液を含浸させ乾燥させた吸着剤を用いて、吸着した窒素酸化物（主に二酸化窒素）を亜硫酸塩の強力な還元作用で、窒素に還元する技術が示されている。
【特許文献１】特開平７−２４２５４号公報
【特許文献２】特開昭５３−１１１６４号公報
【特許文献３】特開２００４−１２１９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開平７−２４２５４（特許文献１）に示される吸収液方式については、電解質水溶液に吸収された窒素酸化物を、最終的にバクテリアで脱窒素処理するための、大がかりな脱窒素処理設備を要し、全体設備が大型化、コスト高、そして複雑な設備に起因する維持管理の煩雑化、という課題があった。
【０００６】
また、昭５３−１１１６４（特許文献２）に示される吸収液方式は、吸収液を装置の上部からスプレノズルで噴射し、噴射された液滴は自重で落下し、装置底部の液槽に蓄えられるものであるが、この方法では、噴射された液滴が自重で落下するくらいに大きな粒状であり、排ガス中の二酸化硫黄ガス分子と接触して吸着吸収される確率が低い。すなわち、大量の吸収液を循環させなければならず、この方法では、装置が大型化し、電気代を含めた維持管理費用が高額化するという課題があった。さらに、排ガス中の二酸化硫黄から亜硫酸ナトリウムを得て、二酸化窒素を窒素に還元するプロセスにおいて、中間生成物である亜硫酸ナトリウムが非常に還元性が強く、自身が酸素とすぐに反応し酸化されて硫酸ナトリウムに変化してしまう。つまり、大量の亜硫酸ナトリウム液を噴射させることにより、二酸化窒素と反応させなければ二酸化窒素を還元するという本来の目的が達せられない。即ち、この理由からも装置が大型化し、電気代を含めた維持管理費用が高額化するという課題があった。さらに、亜硫酸ナトリウムは自身が酸化されやすく、亜硫酸ナトリウムの貯蔵設備は、窒素ガスなどを封入して密閉して保存しなければならず、大量の亜硫酸ナトリウムを要するということは、大型の密閉容器と窒素ガスなどのタンクを必要とするので、この点でもコスト高を招いていた。さらに、最近では硫黄成分の少ない低硫黄化燃料が主流であり、燃料中の硫黄分を原料として二酸化窒素を還元するというプロセス自体が成立しにくい社会環境なっている。
【０００７】
また、特開２００４−１２１９０２（特許文献３）に示される固体吸着剤方式については、高額な吸着剤を大量に必要とし、設備のコスト高を招くという課題があった。また、吸着剤に寿命がきて新品吸着剤と交換する際に、多大な交換作業の労力を要するという課題もあった。
【０００８】
窒素酸化物除去装置の性能を高めるために、電気集塵機と組み合わせて使用する方法は多数公知であるが、電気集塵機の集塵極板に捕集された捕集物を定期的あるいは不定期的に水洗浄するのに必要な電気集塵機まわりの洗浄ノズル、水切りダンパ、洗浄水槽、洗浄水ポンプ等の周辺部品が電気集塵機のコスト高を招いており、また洗浄に必要な水が維持管理費用の増大を招いているという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、化石燃料の燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去する装置であって、亜硫酸塩水溶液を粒径０．５μｍ以下の微細ミストに変換する微細ミスト発生機を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、強制的にスパークを発生させることを特徴とする電気集塵機を配置することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、強制的にスパークを発生させ、その放電極に負電圧を印加することを特徴とする電気集塵機を配置することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、上流側の電気集塵機から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を１秒以上となるように、電気集塵機と微細ミスト発生機の距離を離すことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の下流側に、集塵極板または荷電極板に絶縁処理が施された電気集塵機を配置することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の下流側に、集塵極板または荷電極板に絶縁処理が施され、その放電極に正電圧を印加する電気集塵機を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、上流側の微細ミスト発生機から流出したガスが、下流側の電気集塵機に達するまでの時間を０．４秒以下となるように、微細ミスト発生機と電気集塵機の距離を近づけることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、帯電部を配置することを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に備えた帯電部において、放電極に負電圧を印加することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、上流側の帯電部から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を１秒以上となるように、帯電部と微細ミスト発生機の距離を離したことを特徴とする。
【００１９】
請求項１１記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に備えた帯電部において、放電極に正電圧を印加することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、上流側の帯電部から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を０．４秒以下となるように、帯電部と微細ミスト発生機との距離を近づけたことを特徴とする。
【００２１】
請求項１３記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、帯電部を配置し、微細ミスト発生機の下流側に、集塵部を配置したことを特徴とする。
【００２２】
請求項１４記載の本発明の窒素酸化物除去装置は、無機アルカリを溶解した、亜硫酸塩水溶液を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
亜硫酸塩水溶液を粒径０．５μｍ以下の微細ミストに変換する微細ミスト発生機を用いた吸着吸収方式の窒素酸化物除去装置なので、大規模な脱窒素処理設備を省略することができ、また、高額で大量に要する固体吸着剤自体を使用することなく、設備の小型化・低コスト化を実現することができる。また低コストな電気集塵機と組み合わせて使用することで、窒素酸化物除去装置の性能を低コストで高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の第１の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、化石燃料の燃焼排ガス中の窒素酸化物を除去するために、亜硫酸塩水溶液を粒径０．５μｍ以下の微細ミストに変換する微細ミスト発生機を備えた窒素酸化物除去装置を用いるものである。微細ミストは排ガス中の二酸化窒素とよく接触し、（化学式１）に従って、二酸化窒素は吸着吸収され、微細ミスト中に溶け込んでいる亜硫酸塩と直ぐに反応し、常温・常圧条件下においても、窒素に還元される。
【００２５】
ＮＯ2  ＋  ２Ｎａ2ＳＯ3    →    １／２Ｎ2  ＋２Ｎａ2ＳＯ4・・・・・・・・・・（化学式１）
従って、効率的に二酸化窒素の吸着吸収反応を引き起こした微細ミストの中には、二酸化窒素も硝酸イオン・亜硝酸イオンも存在することはない。従って、バクテリアで脱窒素処理を要する大がかりかつ高コストで煩雑な脱窒素処理設備を省略することができる。また、固体吸着剤を用いる代わりに、効率的な吸着吸収効果を狙った噴霧された微細ミストを用いるので、設備の小型化・低コスト化を実現することができる。
【００２６】
本発明の第２の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、強制的にスパークを発生させることを特徴とする電気集塵機を配置するものである。電気集塵機は、処理するガス流れの上流側に帯電部を、下流側に集塵部を配置したものである。帯電部は、複数枚の接地極板と接地極板とを交互に平行に配置された構造となっている。集塵部は、荷電極板と集塵極板とを交互に所定間隔あけて並設している。帯電部は、放電極と接地極板との間で発生するコロナ放電によって粒子状物質に電荷を与えて帯電させる。集塵部は、荷電極板に電圧を印加することで集塵極板との間で電界を形成し、帯電した粒子状物質をクーロン力によって集塵極板に捕集するものである。このような電気集塵機でスパーク（火花放電）が発生すると、荷電極板の電圧が極端に低下し、その結果、集塵極板に捕集された捕集物に対する静電気的保持力が低下し、捕集物は、非常に大きな塊（粒子）となって極板から剥がれて飛散する。（再飛散現象。）この再飛散現象が発生すると集塵効率が低下するので、通常は、荷電極板に印加する電圧を気体の絶縁破壊電圧を上回らないギリギリの高い値に設定し運用している。また、堆積物が増えると極板間の距離が見かけ上減り、スパークしやすくなるので、集塵極板を定期的あるいは不定期的に水洗し、堆積物を除去している。本発明では、使用する電気集塵機に印加する電圧を上昇し、積極的にスパークを誘発して再飛散を助長し、再飛散した大きな飛散物を、電気集塵機下流側の微細ミスト発生機の加湿機能で飛散物の重量を増やし、重力沈降を助長させて捕集することができる。即ち電気集塵機本体の水洗浄が不要となるので、電気集塵機まわりの洗浄ノズル、水切りダンパ、洗浄水槽、洗浄水ポンプ等の周辺部品を省略することが出来、設備費と維持管理費用の低減化を実現することができる。
【００２７】
本発明の第３の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、強制的にスパークを発生させることを特徴とする電気集塵機を配置するが、この電気集塵機の放電極に負電圧を印加するものである。（負荷電。）  負荷電方式は窒素酸化物中の一酸化窒素を二酸化窒素に変換する効果が高いので、二酸化窒素の割合が増えた分、下流の微細ミスト発生機で除去できる窒素酸化物量が増えるので、脱硝率を向上することができる。流入する排ガスの一酸化窒素と二酸化窒素を含めた窒素酸化物の濃度全体を低減したいときに有効な方法となる。オゾン注入などを用いることなく、一酸化窒素を二酸化窒素に酸化できるので、安価な窒素酸化物除去装置を実現することができる。
【００２８】
本発明の第４の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、上流側の電気集塵機から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を１秒以上となるように、電気集塵機と微細ミスト発生機の距離を離したことを特徴とする。負荷電方式の電気集塵機はオゾンの生成量が多いので、窒素酸化物中の一酸化窒素を二酸化窒素に変換する効果が高いが、一酸化窒素を二酸化窒素に変換するまでの反応時間を考慮して、機器配置間隔を決定すれば、さらに高効率な窒素酸化物除去装置を実現することができる。一般に、電気集塵機で生成したオゾンが、排ガス中の一酸化窒素と反応し、二酸化窒素が増加する過程については、Ｓｅｉｎｈｅｌｄの反応式が用いられる。この式は
ｘ  ＝  ａｂ｛ｅｘｐ（ａｋｔ）−ｅｘｐ（ｂｋｔ）｝／  ｛ａ  ｅｘｐ（ａｋｔ）−  ｂ  ｅｘｐ（ｂｋｔ）｝
であり、各文字の意味は以下の通りである。
ｘ：  電気集塵機で生成するオゾンと、排ガス中の一酸化窒素と反応し、増加する二酸化窒素濃度［ｐｐｍ］
ｔ：経過時間［ｍｉｎ］
ｋ：反応速度定数＝２０［１／（ｐｐｍ  ｍｉｎ）］を使用する
ａ：一酸化窒素の初期濃度［ｐｐｍ］
ｂ：  電気集塵機で生成するオゾン濃度  ［ｐｐｍ］
表１．は負荷電の電気集塵機を用いた場合のＳｅｉｎｈｅｌｄの式のシミュレーション例である。この場合、ａ＝５  ｐｐｍ、ｂ＝１ｐｐｍにて計算している。１秒以上経過すればオゾン変換比が３／４以上になっており、二酸化窒素のみならず一酸化窒素も積極的に二酸化窒素に酸化させて除去することが可能となる。
【００２９】
【表１】
2008221157.tif 000003
【００３０】
本発明の第５の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の下流側に、集塵極板または荷電極板に絶縁処理が施された電気集塵機を配置することを特徴とする電気集塵機を配置するものである。微細ミスト発生機で発生した微細ミストを集中的に捕集・除去する必要がある場合には、微細ミスト発生機の下流側に圧力損失の少ない電気集塵機を配置することが有効な解決手段のひとつになる。この下流側の電気集塵機には微細ミストを大量に含んだ非常に高湿度のガスが流入するので、電気集塵機の集塵極板または荷電極板の絶縁性能確保が鍵となる。電気集塵機の極板の絶縁性能を確保するために、極板の表面を絶縁性樹脂などで被覆し、スパークの根絶を図る必要がある。このような電気集塵機を用いることで、微細ミストを集塵極板に継続的に捕集・液化することができる。つまり、電気集塵機の集塵極板表面は常にミストが捕集され液化しつづけるので、常時極板を洗浄しているのと同じ状態をつくることができる。即ち、電気集塵機まわりの洗浄ノズル、水切りダンパ、洗浄水槽、洗浄水ポンプ等の周辺部品を省略することが出来、設備費と維持管理費用の低減化を実現することができる。
【００３１】
本発明の第６の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の下流側に、集塵極板または荷電極板に絶縁処理が施された電気集塵機を配置し、この電気集塵機の放電極に正電圧を印加するものである。（正荷電）正荷電方式は窒素酸化物中の一酸化窒素を二酸化窒素に変換する効果が低い。微細ミスト発生機で除去されずにそのまま通過してくる一酸化化窒素を、電気集塵機で有害な二酸化窒素にしてしまうのを最小限度に留めることができる。
【００３２】
本発明の第７の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、上流側の微細ミスト発生機から流出したガスが、下流側の電気集塵機に達するまでの時間を０．４秒以下となるように、微細ミスト発生機と電気集塵機の距離を近づけたことを特徴とする。正荷電方式は窒素酸化物中の一酸化窒素を二酸化窒素に変換する効果が低いが、一酸化窒素を二酸化窒素に変換するまでの反応時間を極力短くすることを考慮して、機器配置間隔を決定すれば、さらに高効率な二酸化窒素の重点的除去ができる窒素酸化物除去装置を実現することができる。表２．は正荷電の電気集塵機を用いた場合のＳｅｉｎｈｅｌｄの式のシミュレーション例である。この場合、ａ＝５  ｐｐｍ、ｂ＝０．２ｐｐｍにて計算している。経過時間を０．４秒以下に抑えれば、オゾン変換比を半分以下に抑制できる。一酸化窒素をできるだけ二酸化窒素に酸化させないで、もともと存在する二酸化窒素のみを重点的に除去することが可能となる。
【００３３】
【表２】
2008221157.tif 000004
【００３４】
本発明の第８の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、帯電部を配置したことを特徴とする。帯電部は排ガス中の粒子に電荷を与える（帯電させる）機能があり、電荷を与えられた粒子（帯電粒子）は微細ミスト発生機内部で静電気力により微細ミストと結合する。即ち、微細ミストは二酸化窒素を浄化するだけでなく、粒子も捕集し、粒子を取り込んだ微細ミストは自重の増加により重力沈降し液化する。従って、電気集塵機の集塵極板と荷電極板を省略できるので、安価な窒素酸化物除去装置を実現することができる。
【００３５】
本発明の第９の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、帯電部を配置するが、この帯電部の放電極に負電圧を印加するものである。（負荷電。）  負荷電方式は窒素酸化物中の一酸化窒素を二酸化窒素に変換する効果が高いので、二酸化窒素の割合が増えた分、下流の微細ミスト発生機で除去できる窒素酸化物量が増えるので、脱硝率を向上することができる。オゾン注入などを用いることなく、一酸化窒素を二酸化窒素に酸化できるので、安価な窒素酸化物除去装置を実現することができる。
【００３６】
本発明の第１０の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、上流側の帯電部から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を１秒以上となるように、帯電部と微細ミスト発生機の距離を離したことを特徴とする。負荷電方式は窒素酸化物中の一酸化窒素を二酸化窒素に変換する効果が高いが、一酸化窒素を二酸化窒素に変換するまでの反応時間を考慮して、機器配置間隔を決定すれば、さらに高効率な窒素酸化物除去装置を実現することができる。
【００３７】
本発明の第１１の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、帯電部を配置するが、この帯電部の放電極に正電圧を印加するものである。（正荷電。）  正荷電方式は窒素酸化物中の一酸化窒素を二酸化窒素に変換する効果が低いので、窒素酸化物中の二酸化窒素を重点的に除去する場合に適している。二酸化窒素除去に重点をおいた安価な窒素酸化物除去装置を実現することができる。
【００３８】
本発明の第１２の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、上流側の正荷電の帯電部から流出したガスが、下流側の微細ミスト発生機に達するまでの時間を０．４秒以下となるように、帯電部と微細ミスト発生機との距離を近づけたことを特徴とする。正荷電方式は窒素酸化物中の一酸化窒素を二酸化窒素に変換する効果が低いが、一酸化窒素を二酸化窒素に変換するまでの反応時間を極力短くすることを考慮して、機器配置間隔を決定すれば、さらに高効率な二酸化窒素の重点的除去ができる窒素酸化物除去装置を実現することができる。
【００３９】
本発明の第１３の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、微細ミスト発生機の上流側に、帯電部を配置し、微細ミスト発生機の下流側に、集塵部を配置したことを特徴とする。帯電部で電荷を与えられた粒子を微細ミスト発生機で捕集し、微細ミスト発生機で捕集しきれなかった電荷を帯びたミストを集塵部のみで捕集できるので、安価な電気集塵システムを用いた窒素酸化物除去装置を実現することができる。
【００４０】
本発明の第１４の実施の形態による窒素酸化物除去装置は、無機アルカリを溶解した、亜硫酸塩水溶液を用いることを特徴とする。微細ミスト表面に吸着された二酸化窒素分子をいかに早く、微細ミスト表面から取り除き、微細ミスト表面の吸着活性度を確保するかが、吸着性能低下を防止する良策である。ミストには亜硫酸塩が溶解しているので、微細ミスト表面に吸着された二酸化窒素分子の還元反応を引き起こすが、無機アルカリも溶解させておけば、この反応と並行して二酸化窒素（酸性ガス）と無機アルカリとの中和反応も発生する。無機アルカリとしては水酸化カリウムＫＯＨ、水酸化ナトリウムＮａＯＨ、水酸化バリウムＢａＯＨが有効である。例えば水酸化カリウムを用いると、次の反応（化学式２）が起り、ミスト表面の二酸化窒素はミストの液に溶け込む。
【００４１】
２ＮＯ2  ＋２ＫＯＨ    →    ＫＮＯ2  ＋ＫＮＯ3  ＋Ｈ2Ｏ  ・・・・・・・・・・・（化学式２）
右項のＫＮＯ2、ＫＮＯ3はイオンの状態でミスト中に存在する。ＮＯ2-イオンＮＯ3-イオンはともに、ミスト中の亜硫酸イオンにより還元され窒素が生成される。このように、無機アルカリを加えることによって微細ミスト表面の吸着活性度が増し、二酸化窒素の浄化性能が向上を図ることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の一実施例について図面に基づいて説明する。
【００４３】
図１は本実施例による窒素酸化物除去装置のシステム系統図である。
【００４４】
排ガスが微細ミスト発生機本体１０に流入し、処理ガスとして流出している。微細ミスト発生機本体１０の内部に配置された微細ミストノズル１１からは吸着吸収液の微細ミストが噴霧され、排ガスと反応する構造を有している。微細ミストノズル１１には、特開昭６２−６８５１５号公報に示されるノズルを使用している。この微細ミストノズル１１により、１立方フィートあたり、５００万個から１０００万個の、粒径０．５μｍ以下の微細ミストの空間を形成している。この微細ミストノズル１１により、ガス分子との接触・吸着確率をが高く維持している。
【００４５】
亜硫酸塩サイロフィーダー１２の中には亜硫酸塩１３が蓄えられる。亜硫酸塩サイロフィーダー１２下部のスクリューフィーダーにより亜硫酸塩１３は吸着吸収液槽１５に送られ別途供給される水（図示せず）とともに、吸着吸収液亜槽攪拌機１６により攪拌・混合される。窒素ガスボンベ１４からの配管は亜硫酸塩サイロフィーダー１２と吸着吸収液槽１５に繋がり、亜硫酸塩１３が酸化しないように窒素ガス封入が行われる。吸着吸収液槽１５の吸着吸収液は吸着吸収液供給ポンプ１７によって微細ミストノズル１１に吸収液が送られる構造を有している。
【００４６】
微細ミスト発生機本体１０の下部にはドレン配管１８が配置され余剰な吸収液がドレンとして排出される構造を有している。
【００４７】
尚、亜硫酸塩１３として亜硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ3）を用い、調整すべき吸着吸収液、即ち亜硫酸ナトリウム水溶液の濃度は０．５〜３％の範囲にすることが望ましい。
【００４８】
図２は本実施例で、亜硫酸塩として亜硫酸ナトリウムを用いた場合の、微細ミストによるＮＯ２浄化のメカニズム図である。図２（ａ）では、粒径が０．５μｍ以下の微細ミストの中に、亜硫酸ナトリウムが水に溶解し、ナトリウムイオンと亜硫酸イオンというイオンの状態で存在し、一方、微細ミストの回りにはＮＯ2ガス分子が存在し、一部のＮＯ2ガス分子が微細ミスト表面に吸着されている状態が示されている。図２（ｂ）では、表面に吸着されたＮＯ2ガス分子が、微細ミスト中の亜硫酸イオンと反応した結果、亜硫酸イオンが硫酸イオンに酸化され、ＮＯ2ガス分子が還元されたＮ2ガス分子が生成している様子が示されている。
【００４９】
図３は本実施例による微細ミスト発生機上流側の電気集塵機の説明図である。
【００５０】
微細ミスト発生機１０の上流側に電気集塵機２０が配置されており、電気集塵機２０の中には帯電部２１と集塵部２３が存在する。帯電部２１の内部には、帯電部用高圧電源２５から電源供給される放電極２２が存在し、この放電極２２のコロナ放電（図示せず）で粒子に荷電している。一方、集塵部２３内部には、集塵部用高圧電源２６から電源供給される集塵極板（または荷電極板）２４が存在し、この集塵極板と荷電極板の間に、部分にガスの絶縁破壊電圧ぎりぎりの高電圧を印加し、強電界空間を形成して帯電部２１で荷電された粒子を捕集している。電気集塵機２０の集塵部２３のスパークは通常、１分間に２回程度以下が集塵効率を維持する上での許容値であるが、本実施例では、スパーク回数を、１分間に５〜１５回程度に設定している。対象となる排ガスの性状により設定回数はことなってくる。
【００５１】
図４は本実施例による微細ミスト発生機下流側の電気集塵機の説明図である。
【００５２】
微細ミスト発生機１０の下流側に電気集塵機２０が配置されており、電気集塵機２０の中には帯電部２１と集塵部２３が存在する。集塵部２３内部には、集塵部用高圧電源２６（図示せず）から電源供給される絶縁処理が施された集塵極板または荷電極板３０が存在し、高電圧が印加され、強電界空間を形成して帯電部で荷電された粒子を捕集している。微細ミストは集塵部２３で捕集され液化され、液滴３１となって、ドレン排出口３２から放出されドレンピット３３に集められる。
【００５３】
図５は本実施例による微細ミスト発生機上流側の帯電部の説明図である。
【００５４】
微細ミスト発生機１０の上流側に帯電部２１が配置されており、帯電部２１の中には、帯電部用高圧電源２５から電源供給される放電極２２が存在し、この放電極２２のコロナ放電（図示せず）で粒子を帯電している。帯電粒子は微細ミスト発生機１０の内部で静電気力により微細ミストと結合する（図示せず）。
【００５５】
図６は本実施例による微細ミスト発生機上流側の帯電部と下流側の集塵部のシステム系統図である。
【００５６】
尚、帯電部２１に印加する電圧は、目的に応じて正荷電、負荷電を選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、粒径が０．５μｍ以下の亜硫酸塩水溶液の微細ミスト発生機を備えた、窒素酸化物除去装置であって、ディーゼル発電機など、化石燃料の燃焼排ガス浄化装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】窒素酸化物除去装置のシステム系統図
【図２】微細ミストによるＮＯ2浄化のメカニズム図
【図３】微細ミスト発生機上流側の電気集塵機の説明図
【図４】微細ミスト発生機下流側の電気集塵機の説明図
【図５】微細ミスト発生機上流側の帯電部の説明図
【図６】微細ミスト発生機上流側の帯電部と下流側の集塵部のシステム系統図
【符号の説明】
【００５９】
１０  微細ミスト発生機本体
１１  微細ミストノズル
１２  亜硫酸塩サイロフィーダー
１３  亜硫酸塩
１４  窒素ガスボンベ
１５  吸着吸収液槽
１６  吸着吸収液亜槽攪拌機
１７  吸着吸収液供給ポンプ
１８  ドレン配管
２０  電気集塵機
２１  帯電部
２２  放電極
２３  集塵部
２４  集塵極板または荷電極板
２５  帯電部用高圧電源
２６  集塵部用高圧電源
３０  絶縁処理が施された集塵極板または荷電極板
３１  液滴
３２  ドレン排出口
３３  ドレンピット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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