Development of innovative photochemical de-NOx at low temperature, no catalyst, and no de-NOx agent

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02357
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 神原 信志 岐阜大学, 大学院工学研究科, 教授 (80362177)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 真空紫外線 / 無触媒脱硝 / 光反応 / 窒素酸化物 / 素反応シミュレーション / 硝酸製造

Outline of Annual Research Achievements

常温・無触媒・脱硝剤なしで，波長172 nmの真空紫外光（VUV）を一酸化窒素（NO）に照射することで，NOを水溶性物質に転換する装置の開発を行ってきた。NO/O2/H2O混合模擬排ガスにVUVを照射すると，主にO3とOHラジカルが生成し，ほとんどのNO（水に不溶）を水溶性のHNO3およびNO2に転換でき，水で回収できることを明らかにした。最終年度は，実用化に向けた光反応器のスケールアップと光脱硝メカニズム解明を目的とした。
まず，ごみ焼却炉の実排ガスを用いて，10～20 L/minの大流量で光脱硝実験を行い，スケールアップファクターを調査した。一方，実験室規模の光脱硝実験も行い，光脱硝の素反応メカニズムを解明した。実ガスを用いた脱硝実験結果として，装置スケールが大きくなるほど，HNO3転換率は低下した。また，スケールアップ装置ではラボスケール装置の実験結果よりも低いHNO3転換率を示した。これは，実排ガス中の高い水分濃度（30%程度）により，VUV照射によるオゾン生成が妨げられ，NOの酸化反応（NO + O3 → NO2+ O2）が妨げられることでNO2生成量が減少し，HNO3転換反応（NO2 + OH → HNO3）も進行しにくくなったと考えられる。
光脱硝メカニズム解明を目的とするラボスケール実験では，(a) NO/N2 (b) NO/O2/N2(c) NO/H2O/N2 (d) NO/O2/H2O/N2 (e) NO2/N2 (f) NO2/O2/N2 (g) NO2/H2O/N2 (h) NO2/O2/H2O/N2の条件におけるNOとNO2の生成,，分解挙動について実験と素反応シミュレーションを行った。この基礎実験により，常温無触媒アンモニアレス光脱硝における反応経路を明らかにした。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。