JPH04164803A - ＮＯｘ含有ガスからの有価物回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、処理対象ガスである燃焼排気ガス中等から、
このガスか含有する有害なＮＯｘを分解除去するととも
に、さらにＮＯｘの分解除去により生成される有価物を
回収する有価物回収方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、排ガス等のＮＯｘ含有ガスは、無害化するために
ＮＯｘを除去する処理しか考えられておらず、そのため
に、ＮＯｘ含有ガスから有価物を回収する方法なとは考
えもされていなかった。しかも、ＮＯｘを除去する方法
としては、除去剤として還元物（還元ガス、還元剤等）
と触媒を並用するか、あるいは触媒を単独で使用してＮ
Ｏｘを分解する方法しかなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述のＮＯｘ除去方法においては、還元
物（還元ガス、還元剤等）と触媒を並用する方法を採用
すると、燃焼空気比制御装置あるいは還元剤供給装置、
燃焼ガスと還元剤の混合装置、未反応還元剤の処理装置
等を備えて、ＮＯｘの分解除去処理を行う必要か生し、
装置か大掛かりてしかも高価になっていた。一方、触媒
を単独で使用する場合は、触媒としてＰｔ担持Ａ　１．
２０−等の貴金属触媒、金属担持セオライト等を使用し
てＮＯｘの分解処理を行う必要かあり、いずれにしても
取扱におおくの手間や経費かかかるものであった。

そこで、本発明の目的は、ＮＯＸ含有ガスからＮＯｘを
単に分解除去するたけでなく、効率良く少ない手間で分
解除去しながら、分解除去の際に生成する酸素を有価物
として回収できるようにする方法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するための本発明によるＮＯｘ含有ガス
からの有価物回収方法の特徴手段は、処理対象ガスに含
有されるＮＯｘを、常温より高い第一反応温度で酸素欠
陥を有するジルコン酸塩の第一ペロブスカイト型化合物
と接触させてＮＯＸをＮ２とＯ２に分解除去する第一工
程と、 第一工程で生成される０２を常温より高い第二反応温度
で酸素欠陥を有する第二ペロブスカイト型化合物と接触
させてこれに収着させる第二工程と、 第二工程で生成される０２収着状態の第二ペロブスカイ
ト型化合物を第三反応温度にするこトニよって、第二ペ
ロブスカイト型化合物から前記Ｏ２を脱離させてこのＯ
２を回収する第三工程とから構成されていることにあり
、その作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、常温より高い第一反応温度で酸素欠陥を有する
ジルコン酸塩の第一ペロブスカイト型化合物、および常
温より高い第二反応温度で酸素欠陥を有する第二ペロブ
スカイト型化合物は、ＮＯＸを分解するたけてなく、酸
素も収着する性質かあり、しかも、第一ペロブスカイト
型化合物はＮＯＸをＮ２と０２に効率良く分解する。こ
こで、第一段階においては、第一ペロブスカイト型化合
物か、前述の触媒のような働きをし、その第一反応温度
てＮＯＸを酸素および窒素に分解して無害化する。この
分解反応によって生成される酸素か、第二段階で第二反
応温度とされている第二ペロブスカイト型化合物に接触
させられて、これに吸着される。そしてさらに、第三段
階において、酸素吸着状態の前述の第二ペロブスカイト
型化合物か第三反応温度とされて、この化合物から酸素
か脱離されてくるのである。

〔発明の効果〕

したかって、この方法を採用する場合、ＮＯｘの分解除
去、酸素の収着、脱離か各々第一、第二ペロブスカイト
型化合物と処理ガスとの接触だけて行えるために、従来
のＮＯｘ処理方法のように還元ガスや還元剤等を使用す
る手間のかかる取扱をせずとも、それぞれの工程におい
て反応温度を適当に保ってやりさえすればよく、操作か
簡単に行える。ここで、これらの化合物は、粒子状、ハ
ニカム状といったように適当且っ容易な形状のまま、処
理対象となるＮＯｘ含有ガス流路内に配設して、温度を
設定するたけてよいために、当然、その装置を構成する
場合は簡単で、小型化も可能になる。

さらに、ペロブスカイト型化合物を使用するため、比較
的低濃度（ｐｐｍオーダ）のＮＯＸに対してこれを使用
することかできるとともに、広い温度範囲に渡って（２
０〜９００°Ｃ）酸素の収着、分離作動を行うことか可
能となるのである。

結局、排ガス等のＮＯｘ含有ガスを無害化するたけてな
く、その処理によって生成する酸素を存価物として回収
できるために、ＮＯＸ含有ガスの無害化のための処理経
費を、全体として安く抑えることかてきるようになった
。

〔実施例〕

本願のＮＯｘ含有ガスからの有価物回収方法を適応した
処理装置（１）の実施例を図面に基づいて説明する。こ
の処理装置（１）は、連続的に排ガス（ｇ１）中に含有
されるＮＯｘを分解するとともに、さらにＮＯｘ分解に
よって生成される酸素を酸素富化ガス貯蔵部（２）に回
収するためのものである。

処理装置（１）の構成を以下に説明する。この処理装置
（１）においては、ＮＯｘ分解およびこの分解により生
成される酸素の吸着と酸素の脱離を交互に行う第一、第
二処理部（３）、　（４）を備えている。この第一、第
二処理部（３）、　（４）にはそれぞれ、その処理ガス
流入側部位（３１）、　（４１）にジルコン酸塩から成
る第一ペロブスカイト型化合物としてのＢ　ａ　Ｚ　ｒ
　０ｘ（ｘ＝　１〜３）か収納されているとともに、そ
の処理ガス流出側部位（３２）、　（４２）　ｊ’ニー
第二ペロブスカイト型化合物としてのＬａＣｏ０ｘ（ｘ
＝１〜３）か収納されている。そして、各部位にはこれ
らの部位の温度を設定する流入側温度設定機構（３３）
、　（４３）、及び流出側温度調節機構（３４）、　（
４４）か、それぞれ設けられている。ここで、これらの
第一、第二処理部（３）、　（４）の構造は実質同一で
ある。さて、つぎにこれらの処理部（３）、　（４）に
処理対象ガスとしての排ガス（ｇ１）を供給する供給側
配管路（５）について説明する。供給側配管路（５）は
、排気ガス（ｇ１）か流入する排ガス源（６）と、処理
部（３）。

（４）で発生するガス（酸素ガス）を搬送する搬送流体
（ｇ２）を供給する搬送流体供給源（７）とに、各処理
部（３）、　（４）を交互に接続するように構成されて
いる。ここで、この切り換え操作は、供給側配管路（６
）に備えられている一対の供給側弁（ｖ１）、　（ｖ２
）を切り換えて行われる。次に、排出側について説明す
ると、前述の供給側配管路（５）と同様の配管構成を取
った排出側配管路（８）か備えられており、この配管路
（８）の下流側か、それぞれ排ガス開放系（９）および
前述の酸素富化ガス貯蔵部（２）に接続されているので
ある。

ここで、この排出側配管路（８）においても一対の排出
側弁（ｖ３）、　（ｖ４）の切り換え操作によって、そ
れぞれの接続状態か択一的に切り換わる。

さて、ここで、前述の第一、第二処理部（３）。

（４）の処理ガス流入側部位（３１）、　（４１）およ
び処理ガス流出側部位（３２）、　（４２）に収納され
ているＢ　ａ　Ｚ　ｒ　０ｘ（ｘ＝　１〜３）及びＬａ
Ｃｏ０ｘ（ｘ＝１〜３）の性質について説明する。先ず
、Ｂ　ａ　Ｚ　ｒ　０ｘ（ｘ＝　１〜３）について説明
すると、この化合物は常温より高い温度で酸素欠陥を有
する結晶構造をとるものであり、７００°Ｃ以上の昇温
状態でＮＯｘを含有するガスと接触されると、ＮＯｘを
窒素と酸素に分解する分解能を備えたものである。一方
ＬａＣｏ０ｘ（ｘ＝１〜３）について説明すると、この
化合物は前述のＢａＺ　ｒ　０ｘ（ｘ＝　１〜３）と同
様に常温より高い温度で酸素欠陥を有する結晶構造を取
るものであり、さらに、２００〜６００°Ｃの温度域に
おいて酸素に対して収着性能を有するとともに、酸素収
着状態にあるこの化合物をさらに高い温度である９００
°Ｃ近傍まで昇温操作すると、収着状態の酸素を脱離し
て、これを開放する性質を有するものである。

以下にこの処理装置（１）の運転状態を説明する。先ず
、第一処理部（３）をＮＯｘ分解およびこの分解により
生成される酸素の吸着に使用する状態を説明する。この
とき、第一処理部（３）の処理ガス流入側部位（３１）
か、第一反応温度としての９００°Ｃに、さらに処理ガ
ス流出側部位（３２）か第二反応温度としての６００°
Ｃに保たれる。

そして、この第一処理部（３）にＮＯｘを含有した排ガ
ス（ｇ１）か供給される。このようにすると、前述の処
理ガス流入側部位（３１）において、ＮＯｘか酸素と窒
素に分解され、排ガス（ｇ１）がＮＯｘフリーの清浄な
状態とされるとともに、このガス中に多量の酸素か含ま
れて前述の処理ガス流出側部位（３２）に送られてくる
。この分解工程を、第一工程と呼ぶ。そして、さらにこ
の酸素かＬａｃｏｏｘ（ｘ＝１〜３）によって収着され
るのである。この収着工程を第二工程と呼ぶ。

さて、この状態でＬａＣｏ０ｘ（ｘ＝１〜３）は処理時
間の経過とともに酸素飽和の状態となっていく。こうな
るとＬａＣｏ０ｘ（ｘ＝１〜３）の酸素収着性能が低下
するのであるが、前述のＬａＣ００ｘ（ｘ＝１〜３）に
よる酸素収着性能が低下した場合に、前述の供給側弁（
ｖ１）、　（ｖ２）か切り換えられ、排気ガス（ｇ１）
は第二処理部（４）に送られる。第二処理部（４）は、
この状態でＮＯｘ分解およびこの分解により生成される
酸素の吸着作動を受は継ぐのである。さらに、このとき
、第二処理部（４）からの排ガス（ｇ３）か前述の排ガ
ス開放系（９）に送られるのである。

一方、第一処理部（３）は、この切り換え操作以後、第
三工程としての酸素の脱離作用を行うこととなる。この
とき第一処理部（３）は、搬送ガス供給源（７）と接続
されるとともに、下流側で酸素富化ガス貯蔵部（２）に
接続される。そして、搬送ガス（ｇ２）を流した状態で
、処理ガス流出側部位（３２）が第三反応温度としての
９００°Ｃに昇温されるのである。このようにすると、
ＬａＣｏ０ｘ（ｘ＝１〜３）から脱離される酸素が搬送
ガス（ｇ２）によって、酸素富化ガス貯蔵部（２）に搬
送されるとともに、この部位に回収されるのである。

〔別実施例〕

上述の実施例において、連続してＮＯｘの分解、酸素の
吸着及び酸素の脱離を行う例を示したか、酸素の脱離時
にＮＯｘの供給を断つ構成とすると、前述の第一、第二
処理部（３）、（４）の一方を備えなくても各処理時に
流入、流出側に接続される流体系（２）、　（６）、　
（７）、　（９）を切り換えることにより上述の実施例
と同様な作用を行うことかできる。このような構造か第
２図に示されている。さて、前述の実施例として、ＮＯ
ｘの分解触媒としてＢ　ａ　Ｚ　ｒ　０ｘ（ｘ＝　１〜
３）の例を示したか、これは５ｒＺｒＯｘ（ｘ＝Ｉ〜３
）等ても同様の効果か期待てき、これを常温より高い温
度て酸素欠陥のあるジルコン酸塩のペロブスカイト型化
合物と称する。

さらに酸素を収着、脱離する化合物の例として、ＬａＣ
ｏ０ｘ（ｘ＝　１〜３）（７）例を示したか、５ｒＣｏ
Ｏｘ等も考えられ、これらを常温より高い温度で酸素欠
陥のあるペロブスカイト型化合物と称する。

さらに、第一、第二処理部（３）、　（４）に各化合物
を収納するのに、これをハニカム構造体への含浸とした
り、ケースに入れたペレットのようにして構成すること
もてきる。

さらに又、第一〜第三反応温度は、各化合物に対して異
なるとともに、温度域を有することは当然である。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るＮＯｘ含有ガスの有価物回収方法の
実施例を示し、第１図は本願の方法を適応する処理装置
の模式図、第２図は別実施例の図である。 （ｇ１）・・・・・・処理対象ガス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 処理対象ガス（ｇ１）に含有されるＮＯ＿ｘを、常温よ
   り高い第一反応温度で酸素欠陥を有するジルコン酸塩の
   第一ペロブスカイト型化合物と接触させて前記ＮＯ＿ｘ
   をＮ＿２とＯ＿２に分解除去する第一工程と、 前記第一工程で生成されるＯ＿２を常温より高い第二反
   応温度で酸素欠陥を有する第二ペロブスカイト型化合物
   と接触させてこれに収着させる第二工程と、 前記第二工程で生成されるＯ＿２収着状態の前記第二ペ
   ロブスカイト型化合物を第三反応温度にすることによっ
   て、前記第二ペロブスカイト型化合物から前記Ｏ＿２を
   脱離させてこのＯ＿２を回収する第三工程とから構成さ
   れるＮＯ＿ｘ含有ガスからの有価物回収方法。