气体的处理方法和处理装置制造方法及图纸

提供一种气体处理方法和处理装置，该处理方法不使用大型的处理装置或具有复杂结构的处理装置，能容易地以优良的处理能力和除去率除去空气等气体中含有的氮氧化物，一旦吸附的氮氧化物也不会非人工地脱附。对于空气等处理对象气体，通过与水吸附剂接触除去该气体中含有的水份之后，再与钯催化剂接触除去该气体中含有的氮氧化物。而且，该处理装置至少包括处理对象气体的导入口、水吸附剂的填充部位、钯催化剂的填充部位和被处理的气体的排出口，并设定为该气体以此顺序流通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体的处理方法和处理装置。更详细的是涉及一种为了更有效率地除去空气等气体中的水份和同时含有的氮氧化物的处理方法和处理装置。
技术介绍
迄今为止，使用底盘功率计，将以各种行进方式运转汽车时排出的尾气提供到气体测定装置，用以分析尾气中含有的氮氧化物等有害成分。在测定氮氧化物浓度时，必须是完全不含氮氧化物的调零气体，作为提供这样的调零气体的机构，能使用高压气缸，使用使用量多的高价气缸是不经济的。为此，要开发一种以空气为原料，利用吸附剂、催化剂或净化剂，除去空气中氮氧化物的处理方法。迄今为止，作为从含有氮氧化物的气体中除去这些的处理方法有湿法、无催化剂还原法、接触还原法、吸附法等，但是要符合上述的使用目的的话，大多进行利用接触还原法或吸附法的方法。接触还原法一般为在含氮氧化物的气体中添加氨气等还原性气体，在加热下与金属或金属化合物构成的催化剂接触，通过在氮气和水中还原分解来除去氮氧化物的方法。而且，吸附法为用活性炭、沸石等吸附剂或氧化钯等贵金属氧化物催化剂物理或化学吸附来除去气体中的氮氧化物的方法。例如在特开平5-168927中公开了在整体料结构的载体上负载钯、碱土金属氧化物、镧氧化物、铈氧化物和锆氧化物制得的催化剂活性成分和活性氧化铝制得的混合物获得的催化剂，特开平8-168648中公开了在无机多孔载体上负载的氧化钯、氧化银等贵金属氧化物催化剂，在特开平11-76819中公开了含有铑和钯的催化剂，特开2001-149758中公开了在沸石上负载选自铑、钯、铑氧化物、钯氧化物及其混合物的金属和/或其化合物制得的催化剂。特开平5-168927号公报特开平8-168648号公报特开平9-66220号公报特开平11-76819号公报特开2001-149758号公报
技术实现思路
但是，由接触还原法除去氮氧化物的处理方法在氨气等还原性气体的添加量少的情况下，氮氧化物的分解变得不充分，不能完全除去氮氧化物，还原性气体量多的情况下，因为要排出氨气等有害气体，必须要有控制还原性气体流量的系统，除了处理装置的构造变得大型复杂之外，还有所谓的处理方面的问题带来的不适合。而且，由吸附法除去氮氧化物的处理方法会有所谓的处理能力(每单位量吸附剂的氮氧化物除去量)小，在除去空气中这样的低浓度氮氧化物的情况下，除去率也小的问题、以及根据处理条件在去除处理中有暂且吸附的氮氧化物脱附的担心这样的问题。因而，本专利技术要解决的问题是提供一种气体处理方法和处理装置，该处理方法不使用大型的处理装置或具有复杂结构的处理装置，能容易地以优良的处理能力和除去率除去空气等气体中含有的氮氧化物，一旦吸附的氮氧化物也不会非人工地脱附。本专利技术人为了要解决该问题潜心研究，结果发现根据使用钯催化剂的吸附法除去氮氧化物的处理中，通过除去预处理对象气体中含有的水，可以显著提高钯催化剂的氮氧化物处理能力(每单位量钯催化剂的氮氧化物除去量)，同时能容易地以除去1ppb以下的优良的除去率除去氮氧化物，也不会发生非人工的氮氧化物的脱附等，从而完成本专利技术的气体处理方法和处理装置。即，本专利技术为具有下列特征的气体处理方法，在与水吸附剂接触以除去含有水和氮氧化物的气体中含有的水份之后，再与钯催化剂接触，除去该气体中含有的氮氧化物。而且，本专利技术为具有下列特征的气体处理装置，该处理装置至少包括含水和氮氧化物的气体的导入口、水吸附剂的填充部位、钯催化剂的填充部位和处理的气体的排出口，并设定为该气体以此顺序流通。本专利技术的气体处理方法和处理装置可以适用于空气提纯、惰性气体提纯、从半导体制造装置排出的废气的净化等、以及从含水和氮氧化物的气体中除去这些的处理方法和处理装置。而且，对于本专利技术，除了水和氮氧化物，可以通过选择水吸附剂来除去二氧化碳，进而通过在本专利技术的处理装置前段安装贵金属催化剂的填充部位和将其加热的加热器，将处理对象气体中含有的氢、一氧化碳、甲烷等可燃性气体转化成水和二氧化碳之后，也可以用本专利技术的处理方法和处理装置来将其除去。作为在本专利技术中使用的水吸附剂能列举有合成沸石、天然沸石、氧化铝、硅铝等。它们中优选使用水吸附能力优良的合成沸石。使用合成沸石的情况下，其种类没有特别限制，例如可以使用商购的细孔径为3～15的任何一种合成沸石。而且，作为在本专利技术中使用的钯催化剂除了氧化钯以外，能列举有钯金属、氯化钯、碳酸钯等钯化合物。但是，使用钯金属和氧化钯以外的钯化合物的情况下，必须进行预加热处理。这些钯化合物通常是以在氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、硅铝、活性炭、硅藻土等无机载体上负载的形态来使用。商购的钯催化剂除了钯以外，还有含铬、钛等金属或金属化合物的催化剂，在本专利技术中也可以使用。以下，基于图1～图3详细说明本专利技术的气体处理方法和处理装置，但是本专利技术并不由此而有所限制。图1和图2为本专利技术气体处理装置示例的纵向剖视图，图3是和其他处理装置结合使用的示例的结构图。本专利技术的气体处理装置如图1或图2所示，是至少包括含水和氮氧化物的气体的导入口1、上述填充水吸附剂的填充部位2、填充上述钯催化剂的填充部位3以及排出处理后的气体的排出口4，并使处理气体即含水和氮氧化物的气体按此顺序流通的处理装置。而且，本专利技术的气体处理装置进一步还包括加热器，优选使用后的水吸附剂和钯催化剂能回收。本专利技术的气体处理装置即使可以将水吸附剂和钯催化剂填充到图1所示的1个处理筒中，也可以将其填充到图2所示的各个处理筒中。水吸附剂和钯催化剂的填充量和填充长度根据处理气体中含有的水、氮氧化物的浓度、流量等的不同不能一概限定，填充长度实际使用时通常为5～150cm。填充长度比5cm短的话，会产生水、氮氧化物的除去率低的担心，而且，比150cm长的话，会产生压力损失变得太大的担心。本专利技术中的处理气体通常为N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5等氮氧化物和含水100ppm以上的气体，但是不含水的情况也可以适用。处理含水和氮氧化物的气体时，不必加热水吸附剂和钯催化剂，通常可以在室温或其附近温度(0～100℃左右)下处理。而且，填充水吸附剂、钯催化剂的处理筒内的压力通常为常压，但是也可以在10KPa(绝对压力)的减压或1MPa(绝对压力)的加压下进行操作。对于本专利技术的气体处理方法是由水吸附剂将处理对象气体中含有的水份处理到100ppm以下，优选10ppm以下之后，由钯催化剂除去处理对象气体中含有的氮氧化物。没有将水除去到100ppm浓度以下的情况下，会有钯催化剂对氮氧化物的处理能力降低的担心。使用合成沸石作为水吸附剂的情况下，合成沸石的水吸附能力(每单位量合成沸石的水吸附量)通常为约100L/L剂左右，在水存在下的钯催化剂对氮氧化物的吸附能力(每单位量钯催化剂的氮氧化物吸附量)通常为约0.001L/L剂左右。但是，根据本专利技术所述的预先除水，可以使钯催化剂对氮氧化物的吸附能力(处理能力)提高100倍以上，能显著延长钯催化剂的寿命。本专利技术中水吸附剂和钯催化剂能容易地回收。回收是通过加热水吸附剂和钯催化剂，同时提供惰性气体等、优选部分处理后的气体，从水吸附剂脱附水，从钯催化剂脱附氮氧化物来进行的。回收时水吸附剂及钯催化剂的温度通常为150～500℃，优选为200～400℃。接触温度比150℃低时，会产生回收不充分的担心，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体处理方法，其特征在于对含有水和氮氧化物的气体，将其与水吸附剂接触以除去该气体中含有的水之后，再将其与钯催化剂接触以除去该气体中含有的氮氧化物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岛田孝，武政登，越智幸史，胁弘，
申请(专利权)人：日本派欧尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]