(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の工程を含む方法：
（ａ）窒素酸化物を含むガス流を、１５０ないし１３００℃の範囲の温度でアンモニアと接触させ、それにより前記窒素酸化物の一部分を窒素に転換し、そして残留窒素酸化物及びアンモニアを含む廃ガスを生成させ；
（ｂ）前記廃ガスをオゾンと接触させ、それにより前記残留窒素酸化物の少なくとも一部分を硝酸、硝酸前駆体、又はそれらの混合物に転換し；そして
（ｃ）前記廃ガスを、２５ないし１００℃の範囲の温度で、少なくとも９のｐＨを有する水性溶媒並びにタングステン、パラジウム、白金、イリジウム、ロジウム、及びそれらの混合物からなる群から選択される触媒の存在下でオゾンと接触させ、それにより前記アンモニアの少なくとも一部分及び前記硝酸、硝酸前駆体、又はそれらの混合物の少なくとも一部分を硝酸塩に転換し、そして前記廃ガスから前記硝酸塩を除去する。
【請求項２】
工程（ｂ）と（ｃ）が同時に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｃ）が７５ないし９５℃の範囲の温度で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
工程（ａ）が６００ないし１３００℃の範囲の温度で、窒素酸化物の窒素への還元を促進する触媒の不存在下で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程（ａ）が１５０ないし７００℃の範囲の温度で、窒素酸化物の窒素への還元を促進する触媒の存在下で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記水性溶媒が水酸化アンモニウム、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、又はそれらの混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記水性溶媒が水酸化ナトリウムを含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス流から汚染物質を除去することに、特に工業装置のガス状排出物から窒素を含む汚染物質を削減又は除去することに関する。特定的には、本発明は、工業廃ガス流から窒素酸化物及びアンモニアを削減又は除去することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の国及び地方の環境に関する法律は、大気中への有害なガス状不純物質の排出についてきわめて大幅な削減を要求している。このような有害な空気汚染物質の中で主たるものは窒素酸化物（ＮＯX）である。これらの法律の厳格な施行努力に対応するために、空気汚染物質排出者は、これら不純物が工業又は公共施設排出源からガス状排出物として大気中に排出される量を削減するために非常な努力を行っている。ガス状排出物中のＮＯX濃度を削減するための好結果を得る努力は、しばしば廃ガス中のＮＯXを窒素ベースの還元剤と反応させることを含んでいる。ガス流中のＮＯXを還元する商業的に使用されている一つの方法は、選択的非接触式還元法（ＳＮＣＲ）として知られる、ＮＯX不純物を触媒物質の存在無しでアンモニア又は尿素のようなアンモニア前駆体と接触させることを含んでいる。アンモニアは、ＮＯXを窒素に還元すると同時に、それ自体は窒素及び水に酸化される。典型的なＳＮＣＲに基づく方法は、米国特許第５,２３３,９３４号及び５,４５３,２５８号において開示されており、それらの記載は本明細書中に参考文献として援用される。あいにくＳＮＣＲ法は、例えば約８００ないし１２００℃の温度範囲の非常に高い温度を必要とし、そしてそのような温度においてすらＮＯXの低い転換率しか達成されない。例えば、ＳＮＣＲに基づいた方法で４０ないし５０％の範囲の削減しか得られない事はまれなことではない。
【０００３】
廃ガス流からＮＯXを除去する別の技術は、ＮＯXを窒素に還元する触媒作用をする物質の存在中で、廃ガスをアンモニア又はアンモニア前駆体と、ＳＮＣＲ法のように接触させることを含む。この触媒を使用する還元法は、選択的接触式還元法（ＳＣＲ）として引用される。ＳＣＲ法はＳＮＣＲ法に対していくつかの有利な点を有する。この方法は、ＳＮＣＲ法よりかなり低い温度で行うことができ、例えばこの方法は約２５０ないし６００℃の範囲の温度できわめて効果的である。典型的なＳＣＲ法は、米国特許第４,１１９,７０３号、４,９７５,２５６号、５,４８２,６９２号、５,５８９,１４７号、５,６１２,０１０号及び５,７４３,９２９号に詳細に記載されており、これらの開示は本明細書中に参考文献として援用される。ＳＣＲ法は、ＮＯXを窒素に還元することにおいて、ＳＮＣＲ法よりはるかに効率がよいが、この方法はＳＮＣＲ法より多くの経費がかかることにおいて不利益を有し、触媒が被毒したり活性を失うこともあり、そしてしばしば処理されるガス流から全てのＮＯXを除去しないこともある。
【０００４】
ＳＣＲ及びＳＮＣＲ法の両者のもう一つの不利益な点は、反応がしばしば過剰のアンモニアの存在で行われること及び／又はＮＯXを産出する工程の突然の変化によって、それ自体が環境的に受け入れられない汚染物質であるアンモニアが、反応器からのガス状排出物としてしばしば大気中に放出されることである。アンモニアは、時間の経過に伴なう汚染による触媒の消耗又は被覆によってもまた放出されるかもしれない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
厳格な環境保護規制のために、大気中へのＮＯX及びアンモニアの放出を最少化又は解消するＮＯX除去方法の改良に対する努力が続けられている。本発明はこの目的を達成する方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、窒素を含む還元剤で還元することによって、窒素酸化物を窒素に転換し、そして残留窒素酸化物及び未反応の還元剤を、これらの成分をオゾンで硝酸に酸化させることによってガス流から除去し、このようにしてガス流から窒素酸化物を除去する方法を提供する。
【０００７】
広範囲な態様によれば、本発明は、ガス流から少なくとも一種類の窒素酸化物を除去する方法であり、以下の工程を含む：
（ａ）ガス流を、約１５０ないし約１３００℃の範囲の温度で窒素ベースの還元剤と接触させ、それにより少なくとも一種類の窒素酸化物の一部分を窒素に転換し、そして残留窒素酸化物を含む廃ガスを生成させ；
（ｂ）廃ガスをオゾンと接触させ、それにより残留窒素酸化物の少なくとも一部分を硝酸、硝酸前駆体、又はそれらの混合物に転換し；そして
（ｃ）硝酸、硝酸前駆体、又はそれらの混合物を、７より大きいｐＨを有する水性溶媒と接触させ、それにより硝酸、硝酸前駆体、又はそれらの混合物を硝酸塩に転換し、そして廃ガスから硝酸塩を除去する。
【０００８】
好ましい態様において、窒素ベースの還元剤はアンモニア、尿素、メラミン、シアヌル酸又はそれらの混合物である。更に好ましい態様において、窒素ベースの還元剤はアンモニアである。
【０００９】
もう一つの好ましい態様において、廃ガスは未反応の窒素ベースの還元剤を含み、そして工程（ｃ）は、約２５ないし約１２５℃の範囲の温度で、窒素ベースの還元剤の酸化を促進する触媒の存在下で廃ガスをオゾン及び水性溶媒と接触させ、それにより未反応の窒素ベースの還元剤の少なくとも一部分を硝酸塩に転換することを含む。
【００１０】
上記方法の工程（ｃ）は、好ましくは約５０ないし約１００℃の範囲の温度で行われ、更に好ましくは約７５ないし約９５℃の範囲の温度で行われる。
【００１１】
好ましい態様において、窒素ベースの還元剤の酸化を促進する触媒は、タングステン、パラジウム、白金、イリジウム、ロジウム又はそれらの混合物を含む。
【００１２】
更に好ましい態様において、工程（ｃ）で廃ガスが接触する水性溶媒のｐＨは、少なくとも約９である。
【００１３】
好ましい態様において、本発明は以下の工程を含む方法である：
（ａ）窒素酸化物を含むガス流を、約１５０ないし約１３００℃の範囲の温度でアンモニアと接触させ、それにより窒素酸化物の一部分を窒素に転換し、そして残留窒素酸化物及びアンモニアを含む廃ガスを生成させ；
（ｂ）廃ガスをオゾンと接触させ、それにより残留窒素酸化物の少なくとも一部分を硝酸、硝酸前駆体、又はそれらの混合物に転換し；そして
（ｃ）廃ガスを、約２５ないし約１２５℃の範囲の温度で、少なくとも約９のｐＨを有する水性溶媒並びにタングステン、パラジウム、白金、イリジウム、ロジウム、及びそれらの混合物からなる群から選択される触媒の存在下でオゾンと接触させ、それによりアンモニアの少なくとも一部分及び硝酸、硝酸前駆体、又はそれらの混合物の少なくとも一部分を硝酸塩に転換し、そして廃ガスから硝酸塩を除去する。
【００１４】
上記の態様のいずれかのもう一つの側面において、工程（ｂ）及び（ｃ）は、同時に、例えば同一容器内で行われる。
【００１５】
上記の好ましい態様の工程（ｃ）は、好ましくは約５０ないし約１００℃の範囲の温度で行われ、そして更に好ましくは約７５ないし約９５℃の範囲の温度で行われる。
【００１６】
本発明の一つの変形において、工程（ａ）は、約６００ないし約１３００℃の範囲の温度で、窒素酸化物の窒素への還元を促進する触媒の不存在下で行われる。もう一つの変形において、工程（ａ）は、約１５０ないし約７００℃の範囲の温度で、窒素酸化物の窒素への還元を促進する触媒の存在下で行われる。
【００１７】
本発明の態様のいずれにおいても、工程（ｃ）において廃ガスが接触する水性溶媒は、好ましくは水酸化アンモニウム、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、又はそれらの混合物を含む。更に好ましい態様において、水性溶媒は水酸化ナトリウムを含む。
【００１８】
【発明の実施の形態】
ＳＣＲ及びＳＮＣＲによるＮＯX還元法は、一般的に、化学プロセス廃ガス又は燃焼操作排気ガスのようなガス流から、窒素酸化物（ＮＯX）、特に酸化窒素及び二酸化窒素を大量に除去するために有用である。しかしながらこれらの方法は、ガス流中のＮＯX濃度を痕跡量、即ちｐｐｍ又はｐｐｍ未満の量まで削減することにおいて満足するものではない。ＳＣＲ ＮＯX還元法は、ＳＮＣＲ ＮＯX還元法よりはるかに効率がよいが、しかしながら、ＳＣＲ技術を使用してガス流中のＮＯXの還元を効率よく達成するためには、しばしば大量の高価な触媒を必要とする。本発明はこれらの不利益を、ガス流中の窒素酸化物（ＮＯX）を除去する複数の工程を使用する方法により克服する。この方法において、第１の工程はＮＯX還元プロセスを含み、そして第２の工程はＮＯX酸化プロセスを含む。
【００１９】
この方法の第１工程であるＮＯX還元工程は、酸素の存在下または不存在下でガス流を一つ又はそれ以上の窒素を含む還元剤と接触させて、ガス流中のＮＯXを元素状窒素に大量に還元することを行う。本発明の方法に使用するために適している典型的な還元剤は、アンモニア、尿素、メラミン、シアヌル酸、等を含む。好ましい還元剤はアンモニアである。この工程は、触媒の不存在下（例えばＳＮＣＲで）、又は選択された還元剤及びＮＯX間の所望の還元−酸化（レドックス）反応を促進する一つ若しくはそれ以上の触媒の存在下（例えばＳＣＲで）のいずれかで行うことができる。ＳＮＣＲ法は、有意なＮＯX還元を達成するために、一般的に比較的高い温度を必要とする。ＳＮＣＲ法の温度は一般的に約６００ないし約１３００℃の範囲であり、好ましくは約８００ないし約１２００℃の範囲である。
【００２０】
ＳＣＲ法は、一般的にＳＮＣＲ法よりはるかに低い温度で行われる。典型的には、ＳＣＲ法の温度は約１５０ないし約７００℃の範囲であり、そして好ましい温度範囲は約２５０ないし約６００℃である。一般的に遷移金属触媒、そして好ましくは貴金属触媒がＮＯXＳＣＲ法に使用される。ゼオライトもまたこれらの方法には有用である。適当な触媒は、バナジウム、チタン、タングステン、ゼオライト、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウム、又はこれらの二つ若しくはそれ以上の混合物を含む。ＳＣＲ及びＳＮＣＲ法のようなＮＯX還元法の特定の詳細については、先に列挙した米国特許及び刊行された文献に開示されており、そしてそのような詳細は本発明の一部ではない。
【００２１】
ＮＯX還元工程は、酸素の存在下で又は不存在下の状態のいずれでも行うことができる。アンモニアが還元剤である場合、窒素酸化物及びアンモニア間の還元−酸化（レドックス）は、少なくとも化学当量の酸素の存在下では以下の反応（１）及び（２）によって、そして酸素の不存在下では以下の反応（３）及び（４）：
（１）  ４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2  →  ４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ
（２）  ２ＮＯ2＋４ＮＨ3＋Ｏ2  →  ３Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ
（３）  ６ＮＯ＋４ＮＨ3        →  ５Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ
（４）  ６ＮＯ2＋８ＮＨ3      →  ７Ｎ2＋１２Ｈ2Ｏ
によって進むものと信じられている。
【００２２】
方法の第２工程であるＮＯX酸化工程は、酸化剤としてオゾンを使用して行われる。この工程の進行中にＮＯX還元工程からの排出物中の残留ＮＯXは、より高い酸化状態に、典型的にはＮ2Ｏ5に酸化される。Ｎ2Ｏ5は希硝酸としてシステムから除去することができ、又は塩基との反応により中和して、安全に処分できる無害の塩を形成することができる。ＮＯX酸化工程は第１工程より低い温度で行われる；従って第１工程を出るガスは冷却されてから方法の第２工程に入る。典型的にはオゾン酸化工程は約０ないし約２００℃の範囲の温度で行われ、そして好ましくは約２０ないし約１００℃の範囲の温度で行われる。ＮＯX酸化工程は以下の式：
（５）  ＮＯ＋Ｏ3    →  ＮＯ2＋Ｏ2
（６）  ２ＮＯ2＋Ｏ3  →  Ｎ2Ｏ5＋Ｏ2
（７）  Ｎ2Ｏ4＋Ｏ3  →  Ｎ2Ｏ5＋Ｏ2
によって進行する。
【００２３】
ＮＯX酸化工程は同様に周知であり、そして特定の詳細は本発明の一部ではない。ＮＯX酸化工程の特定の詳細は、本明細書中に参考文献として援用される米国特許第５,２０６,００２号及び５,３１６,７３７号に開示されている。
【００２４】
先に記載したように、ＳＣＲ及びＳＮＣＲ法でアンモニアをＮＯX還元剤として使用する場合、反応器から少量のアンモニアがしばしば処理されたガス中に漏れることがある。本発明の最も好ましい態様においては、方法は第３の工程を含み、この間アンモニアは以下の式：
（８）  ＮＨ3＋４Ｏ3  →  ＨＮＯ3＋Ｈ2Ｏ＋４Ｏ2
により硝酸に酸化される。
【００２５】
アンモニア酸化工程は、好ましくは７より大きいｐＨで行われ、そして最も好ましくは９より大きいｐＨで行われる。反応は一般的に少なくとも約２５℃の温度で行われ、好ましくは少なくとも約５０℃の温度で行われ、そして最も好ましくは少なくとも約７５℃の温度で行われる。上限においては、反応は一般的に約１２５℃以下の温度で行われ、好ましくは約１００℃以下の温度で行われ、そして最も好ましくは約９５℃以下の温度で行われる。所望する場合には、アンモニア酸化工程を促進するために触媒を使用することができる。適当なアンモニア酸化触媒は、遷移金属及び貴金属を含む。本発明の方法に使用するために適当な触媒は、バナジウム、チタン、タングステン、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウム又はこれらの二つ若しくはそれ以上の混合物を含む。好ましい触媒はタングステン、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム等を含む。オゾンを使用したアンモニア酸化の特定の詳細は、科学文献、例えばその記載が本明細書中に参考文献として援用される、S. I. Papkoの「オゾン化された酸素による水溶液中のアンモニアの酸化反応におけるある種の不均一触媒の効果」（Zh. Prikl. Khim. (30), 1286 (1957)）と題する文献中に開示されている。
【００２６】
本発明は添付図面を参照することにより更に容易に理解することができる。図１に示したシステムは、主要な器機装置として、ＮＯX還元反応器Ｒ、スクラバー及び／又は酸化装置Ｓ、及び任意のＮＯX酸化反応器Ｏを含んでいる。これらの全ての機器は周知でありそしてこれらの設計及び構造の詳細は本発明の一部をなさない。
【００２７】
ＮＯX還元反応器Ｒは、ガス状ＮＯXが窒素を含むＮＯX還元剤と反応するために適した、いかなる型の反応器であってもよい。例えばこれは空の容器であり、又はこれは反応物がそこを通過する充填層を含む。反応器Ｒには、加熱器４を備えたＮＯXを含むガスの送入管路２、ＮＯX還元剤ガス送入管路６及び還元されたガスの出口管路８が設置されている。還元されたガスの出口管路８は、反応器Ｒの出口端と装置Ｓの入り口端を接続している。管路８には冷却器１０及び弁１２が設置されている。
【００２８】
装置Ｓは、単純にガススクラバーとして、又はスクラバー及びＮＯX及び／又はアンモニア酸化反応器として使用してもよい。これには苛性洗浄溶液送入管路１４、スクラバー液体排出管路１６及び精製ガス排出管路１８が設置されている。遮断弁２２を持つオゾン送入管路２０がオゾン供給源と装置Ｓを接続している。
【００２９】
弁２６を持つ管路２４が、管路８の冷却器１０及び弁１２の間の点と任意のＮＯX酸化器Ｏの入り口端とを接続している。酸化されたガスの排出管路２８は、酸化器Ｏの出口端を管路８に弁１２の下流で接続していて、そして弁３２が設置されたオゾン供給管路３０は、管路２０を弁２２の上流で酸化器Ｏに接続している。酸化器Ｏは、廃ガスをオゾンと完全に混合させるのに適したいかなる容器であってもよい。これは例えば中空の容器又は充填床を含むことができる。
【００３０】
図１に示した態様は、酸化器Ｏ及び装置Ｓの両者を含んでいるが、以下に更に詳細に記載するように、システムはこれらの装置のただ一つのみを含んでいてもよい。
【００３１】
以下の記載において、本発明の方法で処理されるガス流は酸化窒素及び／又は二酸化窒素のような一つ又はそれ以上の窒素酸化物を含む加熱炉の煙道ガスで、そして還元ガスが気体状アンモニアであることを仮定している。
【００３２】
第１の態様において、この方法が行われるシステムは、反応器Ｒ及び装置Ｓを含み、そして弁１２及び２２は開放してあり、そして弁２６及び３２はこの方法の操作中は閉じられている。本発明のこの態様を実施するにあたって、送入ガス流は例示されたシステムに管路２を経由して導入される。ガス流が所望の反応温度でない場合、ガスは、燃料を燃焼する炉又は電気式加熱器のような適当な加熱手段である加熱器４を通過する時に適当な温度に加熱される。所望により還元ガスもまた容器Ｒに入る前に加熱することができる。付加的に又は別の方法として、内部若しくは外部加熱方法により反応器内容物を加熱することもできる。先に示したように、反応器ＲがＳＮＣＲ装置である場合、反応温度は約６００ないし１３００℃の範囲であり、そして反応器がＳＣＲ装置である場合は、約１５０ないし７００℃の範囲である。送入ガスは、システムにいかなる圧力ででも導入できるが、しかし約１.２ないし約３ｂａｒａ（絶対圧バール）（約１．２×１０５ないし約３×１０５Ｐａ（絶対圧））に加圧されるのが好ましい。
【００３３】
送入ガスが反応器Ｒに入るとき、ガスは、管路６を経由して適当な圧力及び温度で反応器Ｒに導入されるアンモニアと完全に混合される。アンモニアと接触することによって、送入ガス中に含まれるＮＯXの一部又は全てがアンモニアによって元素状窒素に還元され、そしてアンモニアは、上記の式（１）−（４）の一つ又はそれ以上の反応機構によって元素状窒素及び水に反応する。理想的な条件下では、処理されるガス流から実質的に全てのＮＯXを除去することができるが、一般的には約５０ないし約９５％、好ましくは約７５ないし約９５％のＮＯXが反応器Ｒで窒素に転換される。
【００３４】
この態様の第１の形において、反応器Ｒからの排出ガスは残留ＮＯX及び未反応のアンモニアを含み、そして装置Ｓはアンモニア酸化触媒、例えば不活性基質上に固定された金属白金又はパラジウムを含むことを仮定し、そして、７より大きい、そして好ましくは少なくとも約９のｐＨを有する希釈水溶液が管路１４を経由して装置Ｓに導入される。適当な塩基性水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のようなアルカリ金属水酸化物、及び水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のようなアルカリ土類金属水酸化物、並びに水酸化アンモニウムを含む。好ましくは水性溶液は、水に対して良好な溶解性を有する水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム等のような塩基を含む。更に好ましい苛性溶液は水酸化ナトリウム水溶液であり、これは容易に入手可能であり、比較的安価であり、そして煙道ガスの成分との反応において環境的に受容可能な生成物を生成する。説明上の目的のために、洗浄溶液を水酸化ナトリウムの希釈水溶液と仮定する。
【００３５】
反応器Ｒからの熱煙道ガス排出物は、管路８を経由して通過し、そして冷却器１０に入るが、冷却器は冷却水が胴側を通って循環し、そして処理ガスが管側を通って通過する多管円筒式熱交換器のようないかなる型の熱交換手段でもあることができる。ガスが冷却器１０を通って通過する間に、装置Ｓ中で行われる方法の温度、例えば約２５ないし約１２５℃まで冷却される。ガスは次いで弁１２を経由して装置Ｓに導入される。
【００３６】
反応器Ｒからの冷却された煙道ガス排出物が装置Ｓに入るときに、管路２０を経由して装置Ｓに入るオゾンを含むガスと完全に混合される。オゾンを含むガスは、オゾンと、環境に影響を与えずそして反応器Ｒの排出物と反応して望ましくない生成物を生成するようなことのない他のガスとのいかなる混合物であってもよい。オゾンは一般的に、例えば電気式高圧コロナ放電オゾン発生器のような手段によって、空気又は酸素を原料として使用してその場で発生される。オゾン発生器は標準的な機器であり、そして工業的に周知であり、そしてこれらの設計及び操作は本発明の一部をなさない。典型的にはオゾンを含むガスは約３ないし約１０重量％のオゾン及び残部の酸素又は空気成分を含む。装置Ｓで煙道ガスがオゾンを含むガスと接触することにより、煙道ガスに残っていた窒素酸化物の一部又は全てが硝酸に酸化される。同時に、廃ガス中のアンモニアは触媒の存在下でオゾンと接触し、そしてこれもまた硝酸に酸化される。硝酸は水酸化ナトリウムの希釈溶液と接触し硝酸ナトリウムに急速に転換される。塩を含む洗浄溶液は管路１６を経由して反応器Ｓを出て、処分されるか又は所望により部分的に反応器Ｓに再循環することができる。かくして実質的に窒素酸化物及びアンモニアが除去され、精製された煙道ガスは、管路１８を経由してシステムから放出され、そして大気に放出されるか又は更に処理される。
【００３７】
この態様の第２の形において、反応器Ｒから排出されるガスはアンモニアを含まないか、又はガス中のアンモニアを硝酸塩に酸化することが所望されない。この形において、装置Ｓは触媒を含む必要がない。ガス中のＮＯXはオゾン及びアルカリ性洗浄溶液との接触によって硝酸塩に転換され、そしてアンモニアの一部又は全ては水酸化アンモニウムとしてガスから洗浄除去される。上記に示したように、洗浄溶液及び精製ガスは、それぞれ管路１６及び管路１８を経由して装置Ｓを出る。
【００３８】
この態様の第３の形において、反応器Ｒからのガス状排出物は実質的にＮＯXを含まない。これは、反応器Ｒに導入されるアンモニアが、反応器Ｒに入るガス中のＮＯXの量に対し実質的に化学当量に対し過剰である場合であるかもしれない。この形においては、反応器Ｓは適当なアンモニア酸化触媒を含み、そしてガス流は適当な温度、好ましくは上記のように少なくとも７５℃で装置Ｓに導入される。アンモニアは、それぞれ管路２０及び１４を経由して装置Ｓに入るオゾン及びアルカリ性洗浄水溶液と接触して、硝酸塩に酸化される。上記のように、洗浄溶液及び精製ガスはそれぞれ管路１６及び１８を経由して装置Ｓを出る。
【００３９】
本発明の第２の態様において、システムは反応器Ｒ、装置Ｓ及びＮＯX酸化器Ｏを含み、そして反応器Ｒを出るガスは残留ＮＯX及び未反応アンモニアを含んでいる。この態様は、アンモニアを装置Ｓで硝酸塩に酸化する前に、ガス中のＮＯXの一部又は全てをＮ2Ｏ5又はガス状硝酸に転換することを所望する場合に有用である。この態様において弁２２、２６及び３２は開放され、そして弁１２は閉じられる。反応器Ｒを管路８を経由して出る熱ガスは、装置Ｓの所望のアンモニア酸化温度（少なくとも約２５℃、そして好ましくは約７５℃）に冷却され、そして酸化器Ｏに導入される．酸化器Ｏにおいて、廃ガスは管路３０を経由してこの装置に導入されるオゾンと接触し、そして廃ガス中のＮＯXはＮ2Ｏ5（又はガス中に充分な水分が存在する場合はガス状硝酸）に転換される。処理されたガスは管路２８を経由して酸化器Ｏを出て、そして管路８を経由して装置Ｓに入る。装置Ｓに入った時、ガス中のアンモニアは、それぞれ管路２０及び１４から装置Ｓに導入されるオゾン及びアルカリ性水溶液と接触し、そしてアンモニアは上記したように硝酸塩に急速に転換される。洗浄溶液及び精製ガスはそれぞれ管路１６及び１８を経由して装置Ｓを出る。
【００４０】
第２の態様の変形において、廃ガスはアンモニアを含まないか、又はガス中のいかなるアンモニアも硝酸塩に転換することが所望されない。この場合、装置Ｓは単にスクラバーとして使用され、そして触媒を含まない。弁２６及び３２は開放されそして弁１２は閉じられる。弁２２は所望により開放しても閉じてもよい。この態様において、廃ガスは、管路２４を経由して酸化器Ｏに入り、そして廃ガス中に含まれるＮＯXの一部又は全てが酸化器Ｏ中でＮ2Ｏ5又はガス状硝酸に転換される。処理されたガスは管路２８を経由して酸化器Ｏを出て、そしてスクラバーＳに入り、ここで硝酸塩に中和される。弁２２が開放されている場合、ガス流中に残っている残留ＮＯXは、管路２０を経由してこの装置に入るオゾン及び管路１４を経由して装置に入る洗浄溶液と接触して硝酸塩に転換される。この態様はガスが大量のＮＯXを含んでいる場合に有用である。
【００４１】
システム内の流れの濃度を監視し、そして各種のプロセス流の流量を自動的に調節し、システムを完全に自動化して、効率的な方法で連続的に操作できるように、慣用的な機器を使用することは本発明の範囲内であることは認識されるであろう。
【００４２】
本発明は特定の器機配列及び特定の実験についての特定の実施態様について記載されてきたが、これらの特徴は単に本発明の例示であり改変は考慮に入れられている。本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法を実施するシステムの一つの態様の模式図である。本発明を理解するために必要な弁、管路及び機器のみが図に含まれている。
【図１】
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