バグフィルターによる窒素酸化物の低減に関する基礎的研究

• Project/Area Number: 08750666
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Civil and environmental engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高岡 昌輝 京都大学, 工学研究科, 助手 (80252485)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1996: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 活性炭 / バグフィルター / 一酸化窒素 / 酸化 / 吸着 / カリウム

Research Abstract

本研究はバグフィルターにおける微量有害物質を同時除去することを目的に、金属担持活性炭での窒素酸化物除去実験を行った。対象とした窒素酸化物はごみ焼却排ガスでは90%以上を占める一酸化窒素とし、濃度は150〜200ppm程度のものを用いた。実験条件は実機のバグフィルターの条件に合わせて、温度は100℃〜200℃、ろ過風速1m/min、層厚5mmを基本とし、粉粒体および雰囲気ガスの条件を変化させた。今回供試した粉粒体は活性炭および金属を担持させた活性炭を用いた。選択した金属は文献調査等から銅およびカリウム、カルシウムとした。担持されている金属の形態も窒素除去に影響があることが考えられたので、900℃、ヘリウム気流中で焼成したものとしなかったものの両方について行った。雰囲気は窒素雰囲気をベースにアンモニアおよび酸素を混合した。アンモニアの混合比はモル比でNO:NH3=1:1で酸素は5%とした。以下に得られた知見をまとめた。
(1)窒素雰囲気下では、活性炭のみによる除去効果は小さく、酸素を混合すると大きく除去率は向上した。これは活性炭中の微量なカリウムが触媒効果を示したものと考えられた。アンモニアの注入効果はみられなかった。
(2)カリウムを担持させた活性炭では焼成することによりNO除去効果が現れた。温度の上昇とともに、また担持量の増加とともに除去率は高くなった。酸素を混合した場合、200℃で73%の除去率を示した。この除去機構は一酸化窒素のカリウムおよび酸化カリウム上への解離吸着によるものと考えられた。
(3)銅を担持させた活性炭では、アンモニアを混合すると温度の上昇とともに大きく除去率は向上した。このことからアンモニアによる水素脱離反応が生じたと考えられた。
(4)塩化カルシウムを混合した場合、温度を低下させ酸素を混合すると除去率が向上したことから、主たる反応は一酸化窒素の酸化による除去であると推測された。