气体处理方法和气体处理装置制造方法

气体处理方法和气体处理装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够以较高的脱硝率对温度远低于900℃的被处理气体中的一氧化氮进行还原处理的气体处理方法和气体处理装置。本发明的气体处理方法是对含有氮氧化物的被处理气体进行处理的气体处理方法，其特征在于，该气体处理方法具有向在所述被处理气体中混合氨而成的混合气体照射紫外线的工序，所述混合气体中的氨相对于一氧化氮的比率按摩尔比计为1.5以上。
【专利说明】气体处理方法和气体处理装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对含有氮氧化物的被处理气体进行处理的气体处理方法和气体处理装置。

【背景技术】
[0002]在例如焚烧炉或燃烧炉、柴油发动机等内燃机中，在使用时，空气中的氮和氧发生反应或者在燃料等中含有的氮和氧发生反应而生成一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等氮氧化物(NOx)。因此，在从焚烧炉等、内燃机等排出的废气中会含有一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物。这样的氮氧化物本身就是对人体有害的物质，并且还是引起光化学烟雾、酸雨的大气污染物质。因此，对于从焚烧炉等、内燃机等排出的废气，要对其中含有的氮氧化物进行处理。从焚烧炉等、内燃机排出的氮氧化物的大部分是NO，要对NO进行还原处理。
[0003]以往，作为对废气中的NO进行还原处理的方法，公知有一种使用氨的方法。作为这样的气体处理方法，公知有一种向含有NO的被处理气体中混合与该被处理气体中的氮氧化物同等的当量或略少于该氮氧化物的当量的氨的方法。
[0004]另外，还公知有一种向含有NO的被处理气体中混合与该被处理气体中的NO同等的当量或略少于该NO的当量的氨并使用还原催化剂的方法。
[0005]另外，还提出如下一种方法:通过向含有NO的被处理气体中混合与该被处理气体中的NO同等的当量或略少于该NO的当量的氨并向获得的混合气体照射波长190nm?300nm的紫外线，从而使生成的氨自由基和NO发生反应(参照专利文献I等)。
[0006]专利文献1:日本特开平5 - 7732号公报


【发明内容】

_7] 发明要解决的问题
[0008]然而，在所述气体处理方法中，需要以例如900°C以上的高温来对被处理气体进行处理，在远低于900°C的温度下，难以以较高的脱硝率来对NO进行还原处理。因此，需要设置用于对被处理气体进行加热的加热装置，由此会使整个气体处理装置大型化。另外，会花费用于对被处理气体进行加热的费用，因而会存在使被处理气体的处理成本增大这样的问题。
[0009]本发明是基于以上那样的情况而做出的，其目的在于，提供一种能够以较高的脱硝率对温度远低于900°C的被处理气体中的NO进行还原处理的气体处理方法和气体处理
目.ο
_0] 用于解决问题的方案
[0011 ] 本发明提供一种气体处理方法，其中，对含有氮氧化物的被处理气体进行处理，其特征在于，该气体处理方法具有向在所述被处理气体中混合氨而成的混合气体照射紫外线的工序，所述混合气体中的氨相对于一氧化氮的比率按摩尔比计为1.5以上。
[0012]优选的是，在本发明的气体处理方法中，所述紫外线具有波长为190nm以下的光。
[0013]另外，优选的是，在该气体处理方法中，通过使所述被处理气体与氨水溶液相接触来制备所述混合气体。
[0014]优选的是，在该气体处理方法中，通过使向所述混合气体照射紫外线而得到的光照射处理完成后气体与氨回收用水相接触，从而回收该光照射处理完成后气体中的氨。
[0015]本发明提供一种气体处理装置，其用于对含有氮氧化物的被处理气体进行处理，其特征在于，该气体处理装置包括:氨供给部，其用于供给氨；光照射处理部，其用于向在所述被处理气体中混合来自所述氨供给部的氨而成的混合气体照射紫外线；以及氨浓度调整部件，其用于将所述混合气体中的氨相对于一氧化氮的比率调整为按摩尔比计成为1.5以上。
[0016]优选的是，在本发明的气体处理装置中，所述光照射处理部具有用于辐射包括波长为190nm以下的光的紫外线的灯作为向所述混合气体照射紫外线的紫外线光源。
[0017]另外，优选的是，所述氨供给部以氨水溶液的状态供给所述氨，该气体处理装置包括混合气体制备部，该混合气体制备部通过使所述被处理气体与自所述氨供给部供给过来的氨水溶液相接触来制备所述混合气体。
[0018]另外，优选的是，该气体处理装置包括氨回收部，该氨回收部通过使自所述光照射处理部排出的光照射处理完成后气体与氨回收用水相接触来回收该光照射处理完成后气体中的氨。
_9] 发明的效果
[0020]采用本发明，制备向被处理气体混合相对于该被处理气体中含有的NO的摩尔比为1.5以上的氨而成的混合气体，并向该混合气体照射紫外线，因此能够以较高的脱硝率对较低温度的被处理气体中的NO进行还原处理。
[0021]另外，通过使被处理气体与氨水溶液相接触，从而制备混合气体，由此能够将被处理气体中含有的烟尘去除。
[0022]另外，通过使光照射处理完成后气体与氨回收用水相接触，从而回收该光照射处理完成后气体中的氨，由此能够将氨自光照射处理完成后气体中去除，并能够再利用回收后的氨。

【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1是表示本发明的气体处理装置的一个例子中的大致结构的说明图。
[0024]图2是表示本发明的气体处理装置的另一例子中的大致结构的说明图。
[0025]图3是表示实施例所使用的实验用气体处理装置的大致结构的说明图。
[0026]图4是将图3所示的实验用气体处理装置中的光照射处理部的结构的一部分剖开表不的说明图。
[0027]图5是表示在实验例I?实验例6和比较实验例I?比较实验例4的气体处理方法中氨相对于NO的摩尔比同脱硝率之间的关系的图。

【具体实施方式】
[0028]以下，说明本发明的气体处理方法和气体处理装置的实施方式。
[0029]图1是表示本发明的气体处理装置的一个例子中的大致结构的说明图。该气体处理装置用于对作为氮氧化物而主要含有NO的较低温度的被处理气体进行处理。该气体处理装置包括:氨供给部10，其用于供给氨；以及光照射处理部20，其用于对混合气体照射紫外线，该混合气体是将来自氨供给部10的氨向被处理气体混合而成的。
[0030]氨供给部10由以下部件构成:氨存储部11，在该氨存储部11中存储有氨的供给源；载气存储部12，在该载气存储部12中存储有载气；以及处理用气体制备部15，其经由导管13、14分别与氨气存储部11和载气存储部12相连接，用于制备由氨气和载气混合而成的处理用气体。
[0031]光照射处理部20具有处理室形成部21，该处理室形成部21用于形成可导入被处理气体和处理用气体的处理室S。在该处理室形成部21上形成有用于导入被处理气体的被处理气体导入口 21A、用于将光照射处理完成后气体排出的处理完成气体后排出口 21B以及用于导入处理用气体的处理用气体导入口 21C。另外，在该处理室形成部21上设有由紫外线可透过的例如石英玻璃构成的板状的紫外线透过窗22。在与紫外线透过窗22相对的位置配置有紫外线辐射灯25。被处理气体导入口 21A与形成被处理气体的导入路径的导管26相连接。处理完成后气体排出口 21B与形成光照射处理完成后气体的排出路径的导管27相连接。另外，处理用气体导入口 21C经由形成处理用气体的导入路径的导管16而与氨供给部10中的处理用气体制备部15相连接。
[0032]在将氨气存储部11和处理用气体制备部15连接起来的导管13上设有用于对来自氨气存储部11的氨气的流量进行调整的氨气流量控制机构17。在形成被处理气体的导入路径的导管26上设有用于对被处理气体的流量进行调整的被处理气体流量控制机构28。由氨气流量控制机构17和被处理气体流量控制机构28构成用于对后述的混合气体中的氨相对于NO的比率进行调整的氨浓度调整部件。
[0033]在氨供给部10中，作为存储于氨存储部11的氨的供给源，能够使用氨气、液体氨，但还能够使用能通过反应而生成氨的物质、例如尿素、联氨等能够生成氨的化合物的混合物等。
[0034]作为自载气存储部12供给的载气，能够使用空气、氮气等。
[0035]作为紫外线辐射灯25只要能辐射具有能够切断氨中的N — H键的能量的紫外线即可，但从能够高效地生成氨自由基这点考虑，优选为能辐射波长在190nm以下的紫外线的紫外线辐射灯。
[0036]另外，作为构成紫外线透过窗22的材料，不存在波长比120nm短的紫外线可高效地透过的材料，另外，较廉价的石英玻璃会因波长比120nm短的紫外线而受损伤并会在短时间内破损，因而，作为紫外线辐射灯25，优选使用能辐射波长在120nm以上的紫外线的紫外线辐射灯。
[0037]作为能辐射这样的紫外线的紫外线辐射灯的具体例，可列举出重氢灯(波长120?170nm)、ArBr准分子灯(波长165nm)、Xe准分子灯(波长172nm)、ArCl准分子灯(波长175nm)、以及低压水银灯(波长185nm)等。
[0038]在所述气体处理装置中，将被处理气体(如箭头Gl所示)从焚烧炉、燃烧炉或内燃机等被处理气体生成源(省略图示)经由导管26导入到光照射处理部20中的处理室S内。
[0039]另一方面，在氨供给部10中，将氨气(如箭头gl所示)自氨气存储部11经由导管13供给至处理用气体制备部15，并将载气(如箭头g2所示)自载气存储部12经由导管14供给至处理用气体制备部15。由此，在该处理用气体制备部15中，将氨气和载气混合来制备处理用气体。将含有该氨气的处理用气体(如箭头g3所示)自处理用气体制备部15经由导管16导入到光照射处理部20中的处理室S内。
[0040]在光照射处理部20中的处理室S内，通过将被处理气体和含有氨气的处理用气体相混合来制备混合气体，并将来自紫外线辐射灯25的紫外线(如箭头L所示)经由紫外线透过窗22向混合气体照射。由此，该混合气体中的氨气通过下述反应式(I)和反应式(2)所示那样的光分解反应而产生氨自由基。利用该氨自由基被处理气体中的NO通过下述反应式⑶?(5)所示的反应被还原处理。此处，氨自由基指的是由氨产生的自由基和离子，主要是下述反应式(I)和反应式(2)所示的NH2自由基和NH自由基，但也包含其他N自由基、N+离子、NH +离子、NH 2+离子、以及NH 3+离子等。
[0041]并且，通过向氨照射紫外线而生成的冊2自由基、NH自由基和NO通过还原反应而如下述反应式(3)和下述反应式(5)所示那样生成OH自由基。该OH自由基如下述反应式
(6)所示那样从氨生成NH2自由基而有助于下述反应式(3)所示的NO的还原反应。所述的反应式(3)?反应式(6)的反应是连锁反应，成为能将NO高效地还原的原理。
[0042]之后，将对混合气体照射紫外线而得到的光照射处理完成后气体(如箭头G2所示)经由导管27向外部排出。
[0043]反应式(I):NH3+h V — NH2+H
[0044]反应式(2):NH3+h v — NH+H2
[0045]反应式(3):N0+NH2— NNH+OH
[0046]反应式(4):NNH — N2+H
[0047]反应式(5):N0+NH — N2+0H
[0048]反应式(6):NH3+0H — NH2+H
[0049](在反应式⑴和反应式(2)中，“h”是普朗克常数(6.63X 10_34(JS))，“ v ”是所照射的紫外线的振动频率(光速/波长)。
[0050]以上，利用氨浓度调整部件来对光照射处理部20中的处理室S内的混合气体进行调整，使得该混合气体中的氨相对于NO的比率按摩尔比计为1.5以上，优选为1.5?3。具体而言，利用被处理气体流量控制机构28来对向处理室S导入的被处理气体的流量进行控制并利用氨气流量控制机构17来对向处理用气体制备部15供给的氨气的流量进行控制。由此，调整混合气体中的氨相对于NO的比率。
[0051]在混合气体中的氨相对于NO的比率按摩尔比计小于1.5的情况下，难以以较高的脱硝率来对NO进行还原处理。另外，在混合气体中的氨相对于NO的比率按摩尔比计超过3的情况下，在光照射处理完成后气体中会残留有大量的氨气，因此不优选。
[0052]另外，作为向光照射处理部20中的混合气体照射紫外线的照射条件，优选紫外线的光子数与在混合气体中含有的氨分子数之比(光子数)/(氨分子数)为0.50?0.85，更优选为0.77。在(光子数)/(氨分子数)小于0.50时，在所述反应式(I)和所述反应式(2)所示的反应中，有时不能生成充分的順2自由基和NH自由基，而不能获得较高的脱硝率。另外，在(光子数)/(氨分子数)为0.85以上时，虽然能够获得较高的脱硝率，但却使能量效率降低，因此不优选。
[0053]另外，光照射处理部20中的处理室S内的混合气体的温度也可以为例如室温?350°C那样的低温。因而，只要将来自被处理气体生成源的被处理气体导入到光照射处理部20中即可，而无需对其进行加热。
[0054]另外，利用氨自由基来将NO还原的还原处理时间、具体而言混合气体在光照射处理部20中滞留的滞留时间为14.4秒?24.9秒，以使(光子数)/(氨分子数)为0.50?0.85，该滞留时间更优选为22.4秒，以使(光子数)/(氨分子数)为0.77。
[0055]采用这样的气体处理装置和气体处理方法，制备向被处理气体混合相对于该被处理气体中含有的NO的摩尔比为1.5以上的氨而成的混合气体，并向该混合气体照射紫外线，因此能够以较高的脱硝率对较低温度的被处理气体中的NO进行还原处理。因而，在被处理气体中的NO的还原处理中，不必设置加热装置，因此能够谋求整个气体处理装置的小型化并能够谋求降低被处理气体的处理成本。
[0056]图2是表示本发明的气体处理装置的另一例中的大致结构的说明图。该气体处理装置是用于对含有氮氧化物的被处理气体进行处理的气体处理装置，其中，该气体处理装置包括:氨供给部30，其以氨水溶液的状态供给氨；混合气体制备部35，其通过使被处理气体与自氨供给部30供给的氨水溶液相接触，从而制备向被处理气体混合氨而成的混合气体；光照射处理部40，其用于向来自混合气体制备部35的混合气体照射紫外线；以及氨回收部50，其通过使自光照射处理部40排出的光照射处理完成后气体与氨回收用水相接触，从而回收该光照射处理完成后气体中的氨。
[0057]根据被处理气体的NO浓度、温度以及流量的不同，自氨供给部30供给的氨水溶液也不同，能够使用氨的浓度为例如5质量％?60质量％的氨水溶液。
[0058]该例子的混合气体制备部35用于通过将被处理气体和氨水溶液进行气液混合，从而制备向被处理气体混合自氨水溶液气化了的氨气而成的混合气体。在该混合气体制备部35上形成有用于导入被处理气体的被处理气体导入口 35A、用于将制备成的混合气体向光照射处理部40供给的混合气体供给口 35B、用于导入来自氨供给部30的氨水溶液的液体导入口 35C、以及用于自混合气体制备部35将氨水溶液排出的液体排出口 35D。混合气体制备部35中的气体导入口 35A与形成被处理气体的导入路径的导管36相连接。混合气体供给口 35B与形成混合气体的导入路径的导管37相连接。液体排出口 3?与形成氨水溶液的排出路径的导管38相连接。另外，液体导入口 35C经由形成氨水溶液的导入路径的导管31而与氨供给部30相连接。
[0059]作为这样的混合气体制备部35，能够使用湿式洗涤器(wet scrubber) ο
[0060]光照射处理部40具有形成有可导入混合气体的处理室S的处理室形成部41。在该处理室形成部41上形成有用于导入混合气体的混合气体导入口 41Α和用于将光照射处理完成后气体排出的处理完成后气体排出口 41Β。另外，在该处理室形成部41上设有由紫外线可透过的例如石英玻璃构成的板状的紫外线透过窗42。在与紫外线透过窗42相对的位置配置有紫外线辐射灯45。混合气体导入口 41Α与形成混合气体的导入路径的导管37相连接。处理完成后气体排出口 41Β与形成光照射处理完成后气体的排出路径的导管43相连接。
[0061]作为紫外线辐射灯45，能够使用与图1所示的气体处理装置中的紫外线辐射灯25相同的紫外线辐射灯。
[0062]氨回收部50用于通过对光照射处理完成后气体和氨回收用水进行气液混合处理，从而使在光照射处理完成后气体中含有的氨气溶解于氨回收用水，由此，将氨作为氨水溶液回收。该氨回收部50包括:氨回收用水存储部51，其存储有氨回收用水；气液混合处理部52，其用于对自光照射处理部40排出的光照射处理完成后气体和自氨回收用水存储部51供给的氨回收用水进行气液混合处理；以及回收罐53，其用于将在气液混合处理部52中得到的氨水溶液回收。
[0063]作为氨回收用水，能够使用自来水、蒸馏水等。但是，在不通过后述的循环路径54将回收罐53内的氨水溶液向氨供给部30导入的情况下，能够使用海水、盐酸或硫酸等酸性水溶液等。
[0064]在气液混合处理部52上形成有用于导入光照射处理完成后气体的气体导入口52A、用于将气液混合处理后的光照射处理完成后气体排出的气体排出口 52B、用于将来自氨回收用水存储部51的氨回收用水导入的液体导入口 52C、以及用于将通过气液混合处理而得到的氨水溶液排出的液体排出口 52D。气液混合处理部52中的气体导入口 52A与导管43相连接。气体排出口 52B与形成光照射处理完成后气体的排出路径的导管55相连接。另外，液体导入口 52C经由形成氨回收用水的导入路径的导管56而与氨回收用水存储部51相连接。液体排出口 52D经由具有除尘过滤件58的导管57而与回收罐53相连接。
[0065]作为这样的气液混合处理部52，能够使用湿式洗涤器。
[0066]另外，在图示的例子中，回收罐53经由循环路径54与氨供给部30相连接。
[0067]在将氨供给部30和混合气体制备部35连接起来的导管31上设有用于对来自氨气供给部30的氨水溶液的流量进行调整的氨水溶液流量控制机构32。在形成被处理气体的导入路径的导管36上设有用于对被处理气体的流量进行调整的被处理气体流量控制机构39。由氨水溶液流量控制机构32和被处理气体流量控制机构39构成用于对后述的混合气体中的氨相对于NO的比率进行调整的氨浓度调整部件。
[0068]在所述气体处理装置中，将被处理气体(如箭头Gl所示)从焚烧炉、燃烧炉或内燃机等被处理气体生成源(省略图示)经由导管36导入到混合气体制备部35中，并将氨水溶液(如箭头LI所示)自氨供给部30经由导管31供给至混合气体制备部35中。
[0069]在混合气体制备部35中，对被处理气体和氨水溶液进行气液混合处理。由此，制备向被处理气体混合自氨水溶液气化了的氨气而成的混合气体。此时，在被处理气体中含有的烟尘因与氨水溶液相混合而被去除。因此，在获得的混合气体中，烟尘的含有量较少。将该混合气体(如箭头G3所示)自混合气体制备部35经由导管37导入到光照射处理部40中的处理室S内。另一方面，将气液混合处理后的氨水溶液(如箭头L2所示)自混合气体制备部35经由导管38向外部排出。
[0070]在光照射处理部40中的处理室S内，将来自紫外线辐射灯45的紫外线(如箭头L所示)经由紫外线透过窗42向处理室S内的混合气体照射。由此，使该混合气体中的氨气发生反应而生成氨自由基。利用该氨自由基来对被处理气体中的氮氧化物进行还原处理。
[0071]之后，将对混合气体照射紫外线而得到的光照射处理完成后气体(如箭头G2所示)经由处理完成后气体排出口 41B和导管43而导入到氨回收部50中的气液混合处理部52中。
[0072]在氨回收部50中，将氨回收用水(如箭头L3所示)自氨回收用水存储部51经由导管56供给至气液混合处理部52中ο
[0073]在气液混合处理部52中，对光照射处理完成后气体和氨回收用水进行气液混合处理。由此，在光照射处理完成后气体中含有的氨通过溶解于氨回收用水而被作为氨水溶液回收。将该氨水溶液(如箭头L4所示)经由导管57导入到回收罐53中。另一方面，将气液混合处理后的光照射处理完成后气体(如箭头G4所示)经由导管55向外部排出。
[0074]以上，利用氨浓度调整部件来对光照射处理部40中的处理室S内的混合气体进行调整，使得该混合气体中的氨相对于NO的比率按摩尔比计为1.5以上，优选为1.5?3。具体而言，利用被处理气体流量控制机构39来对向处理室S导入的被处理气体的流量进行控制，并利用氨水溶液流量控制机构32来对向混合气体制备部35供给的氨水溶液的流量进行控制。由此，调整混合气体中的氨相对于NO的比率。
[0075]光照射处理部40中的处理条件(紫外线辐射条件、温度条件、还原处理时间)与图1所示的气体处理装置中的条件相同。
[0076]采用这样的气体处理装置和气体处理方法，制备向被处理气体混合相对于该被处理气体中含有的NO的摩尔比为1.5以上的氨而成的混合气体，并向该混合气体照射紫外线，因此能够以较高的脱硝率对较低温度的被处理气体中的NO进行还原处理。因而，在被处理气体中的NO的还原处理中，不必设置加热装置，因此能够谋求整个气体处理装置的小型化并能够谋求降低被处理气体的处理成本。
[0077]另外，通过使被处理气体与氨水溶液相接触，从而制备混合气体，由此能够将被处理气体中含有的烟尘去除，由此，能够抑制光照射处理部40中的紫外线透过窗42污染。
[0078]另外，通过使光照射处理完成后气体与氨回收用水相接触，从而回收该光照射处理完成后气体中的氨，由此能够将氨自光照射处理完成后气体中去除。另外，通过将被回收于回收罐53的氨水溶液经由循环路径54导入到氨供给部30中，能够再利用在还原处理中使用的氨。
[0079]实施例
[0080]根据图3所示的结构制作了实验用气体处理装置。该实验用气体处理装置包括:混合气体制备部35，其通过使被处理气体与氨水溶液相接触来制备向被处理气体混合氨而成的混合气体；光照射处理部40，其用于向来自混合气体制备部35的混合气体照射紫外线；氨回收部50，其通过使自光照射处理部40排出的光照射处理完成后气体与氨回收用水相接触，从而回收该光照射处理完成后气体中的氨。
[0081]在混合气体制备部35内存储有100cm3的25质量％的氨水溶液。用于将被处理气体导入到混合气体制备部35内的导管36以其顶端位于混合气体制备部35的氨水溶液中的方式设置。在该导管36上设有用于对被处理气体的温度进行调整的加热器H。
[0082]如图4所示，光照射处理部40包括:处理室形成部41，其呈双层管构造且由外筒41E和石英玻璃管41S构成，该外筒41E包围处理室，在该石英玻璃管41S的内部配置有紫外线辐射灯45 ;紫外线辐射灯45，其配置于该处理室形成部41的石英玻璃管41S的内部；以及电源部46，其用于将紫外线辐射灯45点亮。为了防止因吸收空气中的氧的吸收所导致的紫外线的衰减，石英玻璃管41S的内部充满不会吸收紫外线的非活性气体(例如氮等)。处理室形成部41与用于将混合气体自混合气体制备部35导入到处理室形成部41内的导管37相连接。在该导管37设有用于测量混合气体中的一氧化氮(NO)和氧(O2)的浓度的气体浓度测定器Ml和用于测量混合气体中的氨(NH3)的浓度的气体浓度测定器M2。气体浓度测定器M1、M2与用于计算順3与NO之间的摩尔比的摩尔比计算器60相连接。该摩尔比计算器60与比较器61相连接，该比较器61用于对预先设定的NH3相对于NO的摩尔比与由摩尔比计算器60计算出的摩尔比之间的差进行计算。比较器61与用于控制加热器H的加热器控制器65相连接。
[0083]对于处理室形成部41内的处理室的尺寸，该处理室的全长为100mm，用于包围处理室的外筒41E的内径为80mm，在内部配置有紫外线辐射灯45的石英玻璃管41S的外径为40mm，该石英玻璃管41S的壁厚为2mm。另外，紫外线辐射灯45是辐射波长172nm的紫外线的氣准分子灯。对于紫外线福射灯45的尺寸，其发光长度为100mm，外径为26.5mm。
[0084]在氨回收部50的气液混合处理部52内存储有100cm3的蒸馏水。用于将光照射处理完成后气体自处理室形成部41导入到氨回收部50内的导管43以其顶端位于气液混合处理部52的蒸馏水中的方式设置。另外，氨回收部50与用于将光照射处理完成后气体排出的导管55相连接。在该导管55设有用于对光照射处理完成后气体中的NO和O2的浓度进行测量的气体浓度测定器M3和用于对光照射处理完成后气体中的NH3的浓度进行测量的气体浓度测定器M4。
[0085]实骀例I
[0086]使用所述实验用气体处理装置来对由氧气、氮气以及一氧化氮气体组成的被处理气体进行气体处理，根据下述条件来对被处理气体中的氮氧化物进行还原处理。
[0087]被处理气体
[0088]向混合气体制备部35供给的被处理气体中的一氧化氮气体的浓度为500ppm，氧气的浓度为8.3%，被处理气体的流量为1.0L/min，初始温度为20°C。
[0089]混合气体
[0090]对向光照射处理部40导入的混合气体进行了设定，使得氨相对于NO的比率按摩尔比计为1.5。具体而言，在利用摩尔比计算器60计算的冊3与NO之间的摩尔比小于1.5的情况下，对加热器H进行控制，使得向混合气体制备部35供给的被处理气体的温度上升。在由摩尔比计算器60计算出的順3与NO之间的摩尔比超过1.5的情况下，对加热器H进行控制，使得向混合气体制备部35供给的被处理气体的温度下降，由此对混合气体中的氨相对于NO的比率进行了调整。
[0091]絷外线辐射条件
[0092]紫外线辐射灯45所辐射的紫外线的辐射照度在处理室形成部41的石英玻璃管41S的表面上为26mW/cm2。
[0093]还原处理时间
[0094]混合气体在光照射处理部40中滞留的滞留时间为22.4秒。
[0095]并且，根据由气体浓度测定器M3测定出的光照射处理完成后气体中的NO浓度并利用下述式求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0096]脱硝率)=(被处理气体中的NO浓度一光照射处理完成后气体中的NO浓度)/被处理气体中的NO浓度
[0097]实骀例2
[0098]对向光照射处理部40导入的混合气体进行了设定，使得氨相对于NO的比率按摩尔比计为2.0，除此以外，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并对处理完成气体中的氮氧化物气体的浓度进行测定而求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0099]实骀例3
[0100]对向光照射处理部40导入的混合气体进行了设定，使得氨相对于NO的比率按摩尔比计为3.0，除此以外，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0101]比较实骀例I
[0102]将被处理气体在不与氨水溶液相混合的情况下向光照射处理部40导入，除此以夕卜，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0103]比较实骀例2
[0104]对向光照射处理部40导入的混合气体进行了设定，使得氨相对于NO的比率按摩尔比计为1.0，除此以外，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0105]实骀例4
[0106]作为紫外线辐射灯45，不使用氙准分子灯，而是使用辐射波长190nm的紫外线的荧光灯，除此以外，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0107]所述荧光灯是通过在封入有Xe气体的准分子灯的内表面上设置荧光体层而成的。用于荧光体层的荧光体是被Xe准分子灯的发光波长为172nm的发光激励而具有发光波长为190nm的发光的荧光体(Y1^Ndx)PO4(其中，x = 0.01?0.11)。荧光体层以如下方式形成。
[0108]将软质玻璃的粉末与适当的粘结剂相混合而制备浆料。在将该浆料涂敷在发光管的内表面上并使其干燥之后，以大约600°C进行烧制而形成基底。在获得的基底上涂敷荧光体浆料并使其干燥，以500°C?900°C进行烧制而形成荧光体层。该荧光体的涂敷厚度例如为 10 μ m ?20 μ m0
[0109]实骀例5
[0110]作为紫外线辐射灯45，没有使用氙准分子灯，而是使用了辐射波长为190nm的紫外线的荧光灯，对向光照射处理部40导入的混合气体进行了设定，使得氨相对于NO的比率按摩尔比计为2.0，除此以外，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并对处理完成气体中的氮氧化物气体的浓度进行测定而求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0111]实骀例6
[0112]作为紫外线辐射灯45，没有使用氙准分子灯，而是使用了辐射波长为190nm的紫外线的荧光灯，并对向光照射处理部40导入的混合气体进行了设定，使得氨相对于NO的比率按摩尔比计为3.0，除此以外，根据与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并对处理完成气体中的氮氧化物气体的浓度进行测定而求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0113]比较实骀例3
[0114]作为紫外线辐射灯45，没有使用氙准分子灯，而是使用了辐射波长为190nm的紫外线的荧光灯，并将被处理气体在没有与氨水溶液相混合的情况下导入到光照射处理部40中，除此以外，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0115]比较实骀例4
[0116]作为紫外线辐射灯45，没有使用氙准分子灯，而是使用了辐射波长为190nm的紫外线的荧光灯，对向光照射处理部40导入的混合气体进行了设定，使得氨相对于NO的比率按摩尔比计为1.0，除此以外，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并对处理完成气体中的氮氧化物气体的浓度进行测定而求出了脱硝率。将结果表示在图5中。
[0117]由图5的结果确认了:采用实验例I?实验例6的气体处理方法，能够以较低温度且较高的效率来对被处理气体中的氮氧化物进行还原处理。
[0118]实骀例7
[0119]将被处理气体中的氧的浓度由8.3ppm变成了 2.lppm，除此以外，利用与实验例I相同的条件来对被处理气体进行了气体处理，并对处理完成气体中的氮氧化物气体的浓度进行测定而求出了脱硝率。其结果，脱硝率为79.4%，与实验例I中的82.3%的脱硝率没有太大差别。
[0120]附图标记说曰月
[0121]10、氨供给部；11、氨存储部；12、载气存储部；13、14、导管；15、处理用气体制备部；16、导管；17、氨气流量控制机构；20、光照射处理部；21、处理室形成部；21A、被处理气体导入口 ；21B、处理完成后气体排出口 ；21C、处理用气体导入口 ；22、紫外线透过窗；25、紫外线辐射灯；26、27、导管；28、被处理气体流量控制机构；30、氨供给部；31、导管；32、氨水溶液流量控制机构；35、混合气体制备部；35A、被处理气体导入口 ；35B、混合气体供给口 ；35C、液体导入口 ；35D、液体排出口 ；36、37、38、导管；39、被处理气体流量控制机构；40、光照射处理部；41、处理室形成部；41A、混合气体导入口 ；41B、处理完成后气体排出口 ；41E、外筒；41S、石英玻璃管；42、紫外线透过窗；43、导管；45、紫外线辐射灯；46、电源部；50、氨回收部；51、氨回收用水存储部；52、气液混合处理部；52A、气体导入口 ；52B、气体排出口52C、液体导入口 ；52D、液体排出口 ；53、回收罐；54、循环路径；55、56、57、导管；58、除尘过滤件；60、摩尔比计算器；61、比较器；65、加热器控制器；G1、被处理气体；G2、光照射处理完成后气体；G3、混合气体；G4、光照射处理完成后气体；gl、氨气；g2、载气；g3、处理用气体；H、加热器；L、紫外线；L1、L2、氨水溶液；L3、氨回收用水；L4、氨水溶液；M1、M2、M3、M4、气体浓度测定器；S、处理室。
【权利要求】
1.一种气体处理方法，其中，对含有氮氧化物的被处理气体进行处理，其特征在于， 该气体处理方法具有向在所述被处理气体中混合氨而成的混合气体照射紫外线的工序， 所述混合气体中的氨相对于一氧化氮的比率按摩尔比计为1.5以上。
2.根据权利要求1所述的气体处理方法，其特征在于， 所述紫外线具有波长为190nm以下的光。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的气体处理方法，其特征在于， 在该气体处理方法中，通过使所述被处理气体与氨水溶液相接触来制备所述混合气体。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的气体处理方法，其特征在于， 在该气体处理方法中，通过使向所述混合气体照射紫外线而得到的光照射处理完成后气体与氨回收用水相接触，从而回收该光照射处理完成后气体中的氨。
5.一种气体处理装置，其用于对含有氮氧化物的被处理气体进行处理，其特征在于， 该气体处理装置包括: 氨供给部，其用于供给氨； 光照射处理部，其用于向在所述被处理气体中混合来自所述氨供给部的氨而成的混合气体照射紫外线；以及 氨浓度调整部件，其用于将所述混合气体中的氨相对于一氧化氮的比率调整为按摩尔比计成为1.5以上。
6.根据权利要求5所述的气体处理装置，其特征在于， 所述光照射处理部具有用于辐射包括波长为190nm以下的光的紫外线的灯作为向所述混合气体照射紫外线的紫外线光源。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的气体处理装置，其特征在于， 所述氨供给部以氨水溶液的状态供给所述氨， 该气体处理装置包括混合气体制备部，该混合气体制备部通过使所述被处理气体与自所述氨供给部供给过来的氨水溶液相接触来制备所述混合气体。
8.根据权利要求5至权利要求7中任一项所述的气体处理装置，其特征在于， 该气体处理装置包括氨回收部，该氨回收部通过使自所述光照射处理部排出的光照射处理完成后气体与氨回收用水相接触来回收该光照射处理完成后气体中的氨。
【文档编号】F01N3/08GK104487154SQ201380039113
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】神原信志, 菱沼宣是, 增井芽 申请人:优志旺电机株式会社, 阿克特里股份有限公司