(57)【要約】【課題】設置スペースの確保が容易で、固体吸着材の除去機能が十分に発揮され、除去装置内に気体を通過させるための圧力が少ない窒素酸化物の除去装置の提供。【解決手段】気体中に含まれる窒素酸化物を除去する装置であって、固体吸着材層に前記気体を通過させることにより、前記気体中に含まれる前記窒素酸化物を除去する吸着ユニットが、前記固体吸着材層の延在方向と交差する方向に複数個積層されて一体化されている窒素酸化物吸着手段を備える窒素酸化物の除去装置とする。【選択図】    図１
2004290901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体中に含まれる窒素酸化物を除去する装置であって、
固体吸着材層に前記気体を通過させることにより、前記気体中に含まれる前記窒素酸化物を除去する吸着ユニットが、前記固体吸着材層の延在方向と交差する方向に複数個積層されて一体化されている窒素酸化物吸着手段を備えることを特徴とする窒素酸化物の除去装置。
【請求項２】
前記吸着ユニットは、各々、前記固体吸着材層を通過する前記気体の速度を制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の窒素酸化物の除去装置。
【請求項３】
前記固体吸着材層の除去機能が低下した場合に、再生剤を前記窒素酸化物吸着手段に供給する再生剤供給手段を備え、
前記固体吸着材層に吸着された窒素酸化物が前記再生剤によって除去されることにより、低下した前記除去機能が再生されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の窒素酸化物の除去装置。
【請求項４】
前記再生剤供給手段が、前記吸着ユニットの各々に個別に前記再生剤を供給可能なものとされていることを特徴とする請求項３に記載の窒素酸化物の除去装置。
【請求項５】
前記気体中に含まれる窒素酸化物を、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素のいずれかにする前処理手段を備え、
前記前処理手段を通過した前記気体が前記窒素酸化物吸着手段に供給されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置。
【請求項６】
前記気体が、道路トンネル内、地下駐車場内、都市内幹線道路近傍のいずれかの大気が採取されたものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置。
【請求項７】
前記気体を加湿する加湿手段を備え、
前記加湿手段を通過した前記気体が前記窒素酸化物吸着手段に供給されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置。
【請求項８】
前記固体吸着材層が、炭素系材料を含む固体吸着材で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置。
【請求項９】
前記再生剤が、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、亜硫酸塩のいずれかを含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置を用いて気体中に含まれる窒素酸化物を除去する方法であって、
前記窒素酸化物吸着手段を構成する前記複数の吸着ユニットに前記気体を供給することにより前記気体中に含まれる窒素酸化物を除去することを特徴とする窒素酸化物の除去方法。
【請求項１１】
前記複数の吸着ユニットにおいて、前記固体吸着材層を通過する前記気体の速度が一定となるように、前記複数の吸着ユニットの各々に備えられた制御手段により制御することを特徴とする請求項１０に記載の窒素酸化物の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体中に含まれる窒素酸化物の除去装置および窒素酸化物の除去方法に関し、特に、設置スペースの省スペース化が容易で、固体吸着材の除去機能が十分に発揮され、除去装置内に気体を通過させるための圧力が少なくて済む除去装置と、その除去装置を用いる除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、気体中に含まれる窒素酸化物を除去する方法として、固体吸着材を用いる窒素酸化物の除去装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００２−２８５９０３
【０００４】
このような窒素酸化物の除去装置では、除去装置内に気体を通過させるための圧力は、少ないことが望ましい。このため、気体を通過させる固体吸着材の厚さは、窒素酸化物の除去機能に支障をきたすことのない範囲内で、できるだけ薄くすることが好ましい。
しかしながら、気体を通過させる固体吸着材の厚さを薄くするためには、単位時間あたりの処理すべき気体量の増大に伴って、固体吸着材を設置する面積を広くしなければならない。このため、設置スペースの確保が困難となる場合があり、問題となっていた。特に、単位時間あたりの処理すべき気体量が多いにもかかわらず、限られたスペース内に除去装置を設置しなければならない場合、具体的には、都市部などにおいて、道路の中央分離帯、交差点近傍、高架橋下、トンネル換気口などに除去装置を設置する場合などには、設置スペースの確保ができないために除去装置が設置できなくなる恐れがあり、問題となっていた。
また、固体吸着材を設置する面積を広くすればする程、固体吸着材を通過する気体の速度を均一にすることが困難となり、気体中の窒素酸化物が固体吸着材によって十分に除去されていないのに、気体が固体吸着材を通過してしまう「ブレークスルー」と呼ばれる現象が発生し、除去機能が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題を解決し、設置スペースの確保が容易で、固体吸着材の除去機能が十分に発揮され、除去装置内に気体を通過させるための圧力が少なくて済む窒素酸化物の除去装置と、その除去装置を用いる除去効率に優れ、ランニングコストの低減を図ることができる除去方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明の窒素酸化物の除去装置は、気体中に含まれる窒素酸化物を除去する装置であって、固体吸着材層に前記気体を通過させることにより、前記気体中に含まれる前記窒素酸化物を除去する吸着ユニットが、前記固体吸着材層の延在方向と交差する方向に複数個積層されて一体化されている窒素酸化物吸着手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような除去装置によれば、固体吸着材層に前記気体を通過させることにより、前記気体中に含まれる前記窒素酸化物を除去する吸着ユニットが、前記固体吸着材層の延在方向と交差する方向に複数個積層されて一体化されているので、吸着ユニットの数を調整することによって固体吸着材層の面積を調整することができる。
このため、除去装置の設置スペースに応じて、除去装置の外形寸法を決定することができ、単位時間あたりの処理すべき気体量が多くても、設置スペースの確保が容易なものとなる。
また、単位時間あたりの処理すべき気体量に関わらず、個々の固体吸着材層の面積を、固体吸着材の除去機能に支障をきたすことのない範囲内の面積にすることができるので、固体吸着材の除去機能が十分に発揮されるものとなる。
さらに、固体吸着材層の厚さを薄くしても、従来の除去装置と比較して、設置スペースの確保の問題や、除去機能の低下の問題が生じにくいので、除去装置内に気体を通過させるための圧力が少なくて済む。
【０００８】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記複数の吸着ユニットの各々が、前記固体吸着材層を通過する前記気体の速度を制御する制御手段を備えている除去装置としてもよい。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、複数の吸着ユニットにおいて、固体吸着材層を通過する気体の速度が一定となるように制御することが可能となる。したがって、窒素酸化物を除去する際に各吸着ユニットを通過する窒素酸化物の量を均一にすることができるとともに、固体吸着材層を通過する気体の速度むらに起因する除去機能の低下を効果的に防ぐことができ、除去効率に優れたものとなる。
【０００９】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記固体吸着材層の除去機能が低下した場合に、再生剤を前記窒素酸化物吸着手段に供給する再生剤供給手段を備え、前記固体吸着材層に吸着された窒素酸化物が前記再生剤によって除去されることにより、低下した前記除去機能が再生される除去装置としてもよい。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、固体吸着材層に吸着された窒素酸化物を再生剤によって除去することができるものとなり、窒素酸化物を除去することによって固体吸着材層が吸着破過し、除去機能が低下したとしても、低下した除去機能が再生されるものとなる。
【００１０】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記再生剤供給手段が、前記吸着ユニットの各々に個別に前記再生剤を供給可能なものとされている除去装置としてもよい。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、複数の吸着ユニットのうち、除去機能を再生したい任意数の吸着ユニットの再生を行うことが可能なものとなる。したがって、例えば、全ての吸着ユニットを同時に再生することもできるし、複数の吸着ユニットのうち一部の吸着ユニットが窒素酸化物の除去をしている間に、残りの吸着ユニットを再生することもできる。
また、複数の吸着ユニットのうち一部の吸着ユニットが窒素酸化物の除去をしている間に、残りの吸着ユニットを再生する場合、再生時における除去機能の低下を緩和することができる。さらに、窒素酸化物の除去と再生とを同時に行うことができるので、連続的に効率よく窒素酸化物の除去を行うことができる。また、１回の再生に使用する再生剤の使用量が少なくなり、再生剤を貯留する再生剤タンクの容量を少なくすることができる。このことにより、再生剤タンクの小型化が可能となり、再生剤タンクの設置スペースの確保が容易なものとなる。
【００１１】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記気体中に含まれる窒素酸化物を、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素のいずれかにする前処理手段を備え、前記前処理手段を通過した前記気体が前記窒素酸化物吸着手段に供給される除去装置としてもよい。
二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素は、いずれも一酸化窒素と比較して固体吸着材層に吸着されやすい。したがって、上記の窒素酸化物の除去装置とすることで、たとえ、気体中に含まれる窒素酸化物に一酸化窒素が含まれていたとしても、一酸化窒素が含まれていない場合と同様に、効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することが可能なものとなる。
【００１２】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、設置スペースの確保が容易であるので、前記気体が、道路トンネル内、地下駐車場内、都市内幹線道路近傍のいずれかの大気が採取されたものである除去装置としても好ましく適用できる。
【００１３】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記気体を加湿する加湿手段を備え、前記加湿手段を通過した前記気体が前記窒素酸化物吸着装置に供給される除去装置としてもよい。
気体中に水が含まれていると、固体吸着材層を構成する固体吸着材の表面で窒素酸化物の水和反応が生じ、窒素酸化物が亜硝酸あるいは硝酸となる。このため、固体吸着材層による窒素酸化物の吸着量が増大し、窒素酸化物が固体吸着材層により一層吸着されやすくなり、より一層効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することができる。
【００１４】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記固体吸着材層が、炭素系材料を含む多孔質な固体吸着材で形成されていることが望ましい。
このような窒素酸化物の除去装置とすることで、固体吸着材層を構成する固体吸着材が、大きな比表面積を有するものとなるので、窒素酸化物が固体吸着材層により一層吸着されやすくなり、より一層効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することができるものとなる。
特に、固体吸着材として好ましく適用される大きな比表面積を有する炭素系材料の一例として、活性炭を挙げることができる。
【００１５】
さらに、上記の窒素酸化物の除去装置においては、前記再生剤が、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、亜硫酸塩のいずれかを含むことが望ましい。
強塩基性物質であるアルカリ金属の水酸化物あるいはアルカリ土類金属の水酸化物は、固体吸着材の吸着した窒素酸化物を効率良く除去することができる。このため、塩基性物質をアルカリ金属の水酸化物あるいはアルカリ土類金属の水酸化物とすることで、より一層効率よく除去機能が再生されるものとなり、より一層効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することができる。
【００１６】
また、亜硫酸塩は、常温でも効率よく窒素酸化物を窒素ガスまで還元することができる。このため、再生剤を亜硫酸塩とすることで、より一層効率よく除去機能が再生されるものとなり、より一層効率よく気体中に含まれる窒素酸化物を除去することができる。
【００１７】
また、上記の窒素酸化物の除去装置においては、再生剤が亜硫酸塩などの還元性物質を含む場合には、再生剤タンク内を窒素雰囲気とすることが望ましい。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、再生剤に含まれる還元性物質が酸素などによって劣化することを防ぐことができ、再生剤の寿命を長くすることができる。
【００１８】
さらに、上記の問題を解決するために、本発明の窒素酸化物の除去方法は、上記のいずれかに記載の窒素酸化物の除去装置を用いて気体中に含まれる窒素酸化物を除去する方法であって、前記窒素酸化物吸着手段を構成する複数の吸着ユニットに前記気体を供給することにより前記気体中に含まれる窒素酸化物を除去することを特徴とする。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、固体吸着材の除去機能が十分に発揮され、優れた除去効率が得られる。
また、固体吸着材層の厚さを薄くすることができ、除去装置内に気体を通過させるための圧力が少なくて済むので、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００１９】
さらに、上記の窒素酸化物の除去方法においては、複数の吸着ユニットにおいて、前記固体吸着材層を通過する前記気体の速度が一定となるように、前記複数の吸着ユニットの各々に備えられた制御手段により制御することが望ましい。
このような窒素酸化物の除去方法とすることで、窒素酸化物を除去する際に各吸着ユニットを通過する窒素酸化物の量を均一にすることができるとともに、固体吸着材層を通過する気体の速度むらに起因する除去機能の低下を効果的に防ぐことができ、優れた除去効率が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の窒素酸化物の除去装置の一例を説明するための概略図である。
図１に示す窒素酸化物の除去装置は、除去装置内に取り込まれた大気を加湿する加湿手段１１と、加湿手段１１を通過した大気中に含まれる窒素酸化物を酸化する前処理手段２と、前処理手段を通過した大気中に含まれる窒素酸化物を吸着する窒素酸化物吸着手段４と、大気を採取して除去装置内に取り込み、除去装置内を通過させ、除去装置外に放出させる大気の圧送ファン３とを備えている。
【００２１】
窒素酸化物吸着手段４は、図１に示すように３個の吸着ユニット４ａを備えている。吸着ユニット４ａは、固体吸着材を容器内に充填してなる固体吸着材層４１に大気を通過させることにより、大気中に含まれる窒素酸化物を除去するものであり、各々、固体吸着材層４１を通過する大気の速度を制御する制御ファン４２（特許請求の範囲における「制御手段」に相当する。）を備えている。また、３個の吸着ユニット４ａは、固体吸着材層４１の延在方向（図１における左右方向）と交差する方向（図１における上下方向）に積層されて一体化されている。なお、図１に示す例では、３個の吸着ユニット４ａが積層されているが、積層される吸着ユニットの数は２個以上であれば何個でもよく、設置場所の条件など応じて決定することができ、とくに限定されない。
【００２２】
また、図１に示す窒素酸化物の除去装置は、固体吸着材層４１の除去機能が低下した場合に、再生剤を窒素酸化物吸着手段４に供給する再生剤供給手段を備えている。再生剤供給手段は、再生剤を貯留する再生剤タンク６と、再生剤タンク６から各吸着ユニット４ａに再生剤を供給する再生剤供給ライン７と、吸着ユニット４ａの各々に個別に再生剤を供給するための弁２０とを備えている。
【００２３】
さらに、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、再生剤供給ライン７に接続され、各吸着ユニット４ａの固体吸着材層４１上に再生剤を散布する散布管が、各固体吸着材層４１上にそれぞれ備えられ、各固体吸着材層４１上に均一に再生剤が供給されるようになっている。
【００２４】
また、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、窒素酸化物吸着手段４を通過した大気を浄化大気として放出する大気放出ライン中に、窒素酸化物センサー（図示略）が設置されている。窒素酸化物センサーは、窒素酸化物吸着手段４の窒素酸化物の除去機能を検知するものであって、除去装置から放出される浄化大気の窒素酸化物の濃度を管理するものである。
そして、図１に示す窒素酸化物の除去装置は、窒素酸化物センサーが所定濃度以上の濃度を検知した場合に、窒素酸化物吸着手段４の窒素酸化物の除去機能が再生されるようになっている。
【００２５】
加湿手段１１としては、大気を加湿できるものであればいかなるものであっても使用でき、例えば、大気に水を噴霧する装置や、水を含むメッシュ状の充填層に大気を通過させる装置などが好適に使用できる。
また、前処理手段２は、大気に含まれる窒素酸化物を酸化することにより、大気に含まれる窒素酸化物を二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素のいずれかにするものである。前処理手段２の形態は特に限定されないが、低濃度の窒素酸化物を効果的に酸化することができるオゾン発生による酸化装置であることが好ましい。
【００２６】
さらに、図１に示す窒素酸化物の除去装置には、必要に応じて、固体吸着材層４１の目づまりを防止する集塵装置などが取り付けられる。
【００２７】
吸着ユニット４ａを構成する固体吸着材としては、大気中に含まれる窒素酸化物を吸着除去することができるものであれば、特に限定されないが、圧力損失を低くおさえる観点から、数ｍｍ〜数ｃｍの破砕粒子や成型粒子、またはハニカム構造であることが好ましい。さらに、固体吸着材は、低濃度の窒素酸化物を効率良く吸着する観点から、比表面積が大きいことが好ましい。また、固体吸着材の種類は、１種類でもよいが２種類以上併用してもよい。固体吸着材を構成する材料としては、炭素系材料や無機系材料などを例示できる。炭素系材料としては、やしがら活性炭、ピッチ系活性炭、ＰＡＮ系活性炭、炭素繊維、木炭、フラーレン、カーボンナノチューブなどを例示できる。無機系材料としては、活性白土、アルミナ、ゼオライト、シリカ、マグネシア、チタニアなどを例示できる。中でも特に好ましい固体吸着材として、活性炭など大きな比表面積を有する炭素系材料が挙げられる。
【００２８】
また、固体吸着材を充填する容器は、軟鋼、ステンレス鋼、ＦＲＰ、ＰＣＶなどからなり、固体吸着材層４１の厚さ方向にのみ大気が通過可能とされ、固体吸着材からの体圧に耐え得る構造のものであって、所望の厚さおよび面積の固定吸着剤層４１を形成することができるものであればいかなるものであってもよく、特に限定されない。
【００２９】
また、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、窒素酸化物吸着手段４に供給される大気の温度制御は特に必要ないが、窒素酸化物を効果的に吸着するために、加湿手段１１によって、湿度が６０％以上、より好ましくは８０％以上となるようにされている。
【００３０】
さらに、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、窒素酸化物を効率よく吸着するために、圧送ファン３と制御ファン４２とを用いて制御することにより、吸着ユニット４ａに供給される大気の空間速度が、１０００〜２０００００ｈ−１、より好ましくは３０００〜１０００００ｈ−１となるようにされている。吸着ユニット４ａに供給される大気の空間速度は、除去すべき大気の窒素酸化物の濃度や、固体吸着材の種類、吸着ユニット４ａの大きさなどに応じて決定される。
【００３１】
窒素酸化物吸着手段４は、固体吸着材が窒素酸化物で吸着破過することによって徐々に窒素酸化物の除去機能が低下する。しかし、図１に示す窒素酸化物の除去装置では、吸着破過した固体吸着材から再生剤を用いて窒素酸化物を除去することにより、窒素酸化物吸着手段４が再生される。再生剤としては、特に限定されないが、塩基性物質あるいは還元性物質を含む水溶液が好ましく使用される。
【００３２】
塩基性物質としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩などを挙げることができ、固体吸着材の吸着した窒素酸化物を効率良く除去する観点から、強塩基性物質であるアルカリ金属水酸化物やアルカリ土類水酸化物が特に好ましく使用される。
【００３３】
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを例示できる。アルカリ土類水酸化物としては、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどを例示できる。アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムを例示できる。アルカリ土類金属炭酸塩としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムを例示できる。
【００３４】
また、還元性物質としては、特に限定されないが、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、水素化物、硫化水素、アルデヒド類などを挙げることができ、常温で窒素酸化物を窒素ガスまで還元する観点から、亜硫酸塩を用いることが好ましい。
【００３５】
亜硫酸塩としては、亜硫酸リチウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸鉄、亜硫酸銅などを例示できる。チオ硫酸塩としては、チオ硫酸リチウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸カルシウム、チオ硫酸マグネシウムなどを例示できる。水素化物としては、水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミリチウムなどを例示できる。アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどを例示できる。
【００３６】
なお、再生剤として還元性物質を用いる場合は、還元性物質が酸素などによって劣化することを防ぐために、再生剤タンク６内を窒素置換しておくことが望ましい。さらに、固体吸着材を再生する際には、再生剤タンク６だけでなく吸着ユニット４ａ内も窒素置換しておくことがより好ましい。
【００３７】
次に、このような窒素酸化物の除去装置を用いて、大気中に含まれる窒素酸化物を除去する方法について詳細に説明する。
以下に説明する方法によって窒素酸化物が除去される大気としては、特に限定されないが、例えば、数ｐｐｍ以下の窒素酸化物濃度が問題となっている道路トンネル内や地下駐車場内から採取される大気、あるいは都市幹線道路近傍などから採取される大気などが挙げられる。また、窒素酸化物を含む大気としては、湿度が６０％以上、より好ましくは８０％以上であることが望ましい。
【００３８】
このような窒素酸化物を含む大気中に含まれる窒素酸化物を除去するには、まず、図１に示すように、圧送ファン３と制御ファン４２との動力によって、窒素酸化物を含む大気が除去装置内に取り込まれ、加湿手段１１を通過して、湿度が６０％以上、より好ましくは８０％以上とされる。ついで、加湿手段１１を通過した大気が、前処理手段２に供給され、大気中の窒素酸化物が、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素のいずれかとされて窒素酸化物吸着手段４に供給される。窒素酸化物吸着手段４に供給された大気は、図１に示す全ての吸着ユニット４ａに供給され、制御ファン４２の動力によって、固体吸着材層４１を通過する大気の速度が全ての吸着ユニット４ａにおいて一定となるように制御される。そして、窒素酸化物吸着手段４を通過することにより、大気中の窒素酸化物が吸着除去され、窒素酸化物センサーにより窒素酸化物濃度が検知されたのち、浄化大気として放出される。
【００３９】
このとき、窒素酸化物センサーにより所定濃度以上の窒素酸化物が検知されると、以下に示す窒素酸化物吸着手段４の再生が行われる。
窒素酸化物吸着手段４の再生は、図１に示す全ての弁２０を開き、再生剤タンク６から再生剤供給ライン７および散布管を介して、全ての吸着ユニット４ａの固体吸着材層４１上に再生剤を散布し、固体吸着材から窒素酸化物を除去する方法により行われる。
その後、窒素酸化物を含む全ての大気が浄化大気として放出されるまで、窒素酸化物の除去と窒素酸化物の除去機能の再生とが繰り返し行われる。
【００４０】
このような窒素酸化物の除去装置および除去方法によれば、吸着ユニット４ａが、固体吸着材層４１の延在方向と交差する方向に３個積層されて一体化されているので、吸着ユニット４ａを固体吸着材層４１の延在方向に３個並べて設置した場合と比較して、固体吸着材層４１を設置するための面積を３分の１にすることができ、除去装置の設置スペースの確保が容易なものとなる。しかも、固体吸着材層４１上の面積が、吸着ユニット４ａを固体吸着材層４１の延在方向に３個並べて設置した場合と同等となるので、吸着ユニット４ａを固体吸着材層４１の延在方向に３個並べて設置した場合と比較して、窒素酸化物の除去機能が低下することはなく、固体吸着材の除去機能を十分に発揮させることができ、優れた除去効率が得られる。さらに、各固体吸着材層４１の面積が３分の１となるので、除去装置内に大気を通過させるための圧力が少なくて済み、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００４１】
また、上記の窒素酸化物の除去装置および除去方法では、各吸着ユニット４ａが、固体吸着材層４１を通過する大気の速度を制御する制御ファン４２を備えているので、全ての吸着ユニット４ａにおいて、固体吸着材層４１を通過する大気の速度が一定となるように制御することができる。したがって、窒素酸化物を除去する際に各吸着ユニット４ａを通過する窒素酸化物の量を均一にすることができるとともに、固体吸着材層４１を通過する大気の速度むらに起因する除去機能の低下を効果的に防ぐことができる。このため、優れた除去効率が得られる。
さらに、固体吸着材層４１の除去機能が低下した場合に、固体吸着材層４１に吸着された窒素酸化物を再生剤によって除去することができる。
【００４２】
また、除去機能を検知する窒素酸化物センサーを含み、窒素酸化物センサーが所定濃度以上の窒素酸化物の濃度を検知した場合に、除去機能が再生されるものであるので、所定の水準以上の窒素酸化物の除去機能を確保することができ、窒素酸化物を除去した後に得られる浄化大気の品質を向上させることができる。
【００４３】
なお、本発明の窒素酸化物の除去装置および除去方法においては、上述した例に示したように、窒素酸化物センサーにより所定濃度以上の窒素酸化物が検知された場合に窒素酸化物吸着手段４の再生を行うものとしてもよいが、所定の期間毎に行うものとしてもよい。例えば、本発明の窒素酸化物の除去装置および除去方法を長期にわたって連続して適用する場合など、メンテナンスのしやすさなどを考慮して、１日１回あるいは、１週間に１回などの周期で再生するようにしてもよい。
また、再生剤による窒素酸化物の除去は、上述した例に示したように、再生剤を固体吸着材層４１上に散布する方法によって行ってもよいが、吸着ユニット４ａ内などで再生剤中に固体吸着材を浸漬する方法などによって行ってもよい。
【００４４】
また、上述した例に示したように、窒素酸化物吸着手段４を構成する全ての吸着ユニット４ａが、同時に窒素酸化物の除去および窒素酸化物の除去機能の再生を行い、窒素酸化物吸着手段４が、窒素酸化物の除去と窒素酸化物の除去機能の再生とを交互に行ってもよいが、窒素酸化物吸着手段４を構成する吸着ユニット４ａのうち一部の吸着ユニット４ａが窒素酸化物の除去をしている間に、残りの吸着ユニット４ａを再生してもよい。このように、窒素酸化物吸着手段４において窒素酸化物の除去と再生とを同時に行う場合、連続的に効率よく窒素酸化物の除去を行うことができる。しかも、本発明においては、吸着ユニット４ａが、固体吸着材層４１の延在方向と交差する方向に３個積層されて一体化されているので、窒素酸化物の除去と再生とを同時に行うために、複数の除去装置を用いる場合や複数の窒素酸化物吸着装置を用いる場合と比較して、除去装置内の大気の流路を短くすることができ、大気を通過させる配管スペースが狭くて済む。また、除去装置を設置するための手間が少なく、容易に設置することができる。
【００４５】
また、上述した例に示したように、各吸着ユニット４ａが、制御ファン４２を備えているものとすることが望ましいが、制御ファン４２を備えていなくてもよい。
【００４６】
さらに、上述した例に示したように、窒素酸化物を含む大気は、前処理手段２を通過した後、窒素酸化物吸着手段４に供給されることが望ましいが、窒素酸化物を含む大気における窒素酸化物の除去率が低くても問題ない場合や、大気中に含まれる窒素酸化物が、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素から選ばれる一種以上からなる場合には、前処理手段２を設けなくてもよいし、前処理手段２を介することなく窒素酸化物を含む大気が窒素酸化物吸着手段４に供給されるようになっていてもよい。
【００４７】
また、上述した例に示したように、窒素酸化物を含む大気は、加湿手段１１を通過した後、窒素酸化物吸着手段４に供給されることが望ましいが、窒素酸化物を含む大気における窒素酸化物の除去率が低くても問題ない場合や、大気の湿度が６０％以上、より好ましくは８０％以上である場合には、加湿手段１１を設けなくてもよいし、加湿手段１１を介することなく窒素酸化物を含む大気が窒素酸化物吸着手段４に供給されるようになっていてもよい。
【００４８】
さらに、上述した例では、窒素酸化物を含む大気は、加湿手段１１を通過した後、前処理手段２に供給され、前処理手段２を通過した後、窒素酸化物吸着手段４に供給されるものとしたが、前処理手段２を通過した後、加湿手段１１に供給され、加湿手段１１を通過した後、窒素酸化物吸着手段４に供給されるようになっていてもよい。
また、窒素酸化物を含む大気は、各吸着ユニット４ａに個別に供給可能な配管などを介して、吸着ユニット４ａ毎に個別に供給されるようになっていてもよい。
【００４９】
また、上述した例に示したように、本発明は、大気中に含まれる窒素酸化物を除去する際に好ましく適用することができるが、本発明において、窒素酸化物が除去される気体は大気でなくてもよく、特に限定されない。
【００５０】
また、本発明を構成する吸着ユニットは、図１に示す例のように、水平方向に延在する固体吸着材層を備えた吸着ユニットが鉛直方向に積層されて一体化されているものであってもよいが、図２に示す例のように、鉛直方向に延在する固体吸着材層を備えた吸着ユニットが水平方向に積層されて一体化されているものであってもよい。
図２は、本発明の窒素酸化物の除去装置の他の一例を説明するための概略図である。図２に示した窒素酸化物の除去装置と、図１に示した窒素酸化物の除去装置とは、窒素酸化物吸着手段のみ異なるものであるので、図２においては、窒素酸化物吸着手段４３とその周辺部分以外の部分を省略して示している。
図２に示す例では、鉛直方向に延在する固体吸着材層４１を備えた吸着ユニット４ａが水平方向に積層されているので、再生剤供給ライン７から再生剤を滴下する方法によって、各固体吸着材層４１の上側端面から固体吸着材に再生剤が供給されるようになっている。
【００５１】
図２に示す窒素酸化物の除去装置においても、図１に示す窒素酸化物の除去装置と同様に、固体吸着材の除去機能が十分に発揮され、優れた除去効率が得られる。さらに、除去装置内に大気を通過させるための圧力が少なくて済み、ランニングコストの低減を図ることができる。
また、図２に示す窒素酸化物の除去装置においては、鉛直方向に延在する固体吸着材層４１を備えた吸着ユニット４ａが水平方向に積層されているので、窒素酸化物吸着手段４３を設置するための面積は、積層された吸着ユニット４ａの端面の面積となる。したがって、窒素酸化物の除去装置を設置するための面積が少なくて済み、設置スペースの確保が非常に容易なものとなる。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように、本発明の窒素酸化物の除去方法および除去装置によれば、設置スペースの確保が容易で、固体吸着材の除去機能が十分に発揮され、優れた除去効率が得られる。さらに、除去装置内に大気を通過させるための圧力が少なくて済み、ランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の窒素酸化物の除去装置の一例を説明するための概略図である。
【図２】本発明の窒素酸化物の除去装置の他の一例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
２    前処理手段
３    圧送ファン
４、４３    窒素酸化物吸着手段
４ａ  吸着ユニット
６    再生剤タンク
７    再生剤供給ライン
１１  加湿手段
２０  弁
４１  固体吸着材層
４２  制御ファン（制御手段）
【図１】
2004290901.tif 000003
【図２】
2004290901.tif 000004