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公開番号2025145584
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024045852
出願日2024-03-22
発明の名称ガス処理方法
出願人国立大学法人東京大学,ウシオ電機株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類B01D 53/04 20060101AFI20250926BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】CO₂及びN₂Oを含む処理対象ガス中に含まれるN₂Oを、効率的に分解することを可能にする方法を提供する。
【解決手段】この方法は、CO₂とN₂Oとを含む処理対象ガスを、CO₂とN₂Oとを吸着可能な吸着材が収容された第一吸着塔に通流させる工程(a)と、第一吸着塔内の吸着材よりも通流方向に関して下流側に位置する第一ガスのN₂Oの濃度を計測する工程(b)と、第一ガスをCO₂とN₂Oとを吸着可能な吸着材が収容された第二吸着塔に送り込む工程(c)とを有する。工程(c)は、工程(b)で計測された第一ガスのN₂Oの濃度が上昇傾向を示す時間帯に実行が開始される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＣＯ
2
とＮ
2
Ｏとを含む処理対象ガスを、ＣＯ
2
とＮ
2
Ｏとを吸着可能な吸着材が収容された第一吸着塔に通流させる工程（ａ）と、
前記第一吸着塔内の吸着材よりも通流方向に関して下流側に位置する第一ガスのＮ
2
Ｏの濃度を計測する工程（ｂ）と、
前記第一ガスを、ＣＯ
2
とＮ
2
Ｏとを吸着可能な吸着材が収容された第二吸着塔に送り込む工程（ｃ）とを有し、
前記工程（ｃ）は、前記工程（ｂ）で計測された前記第一ガスのＮ
2
Ｏの濃度が上昇傾向を示す時間帯に実行が開始されることを特徴とする、ガス処理方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記工程（ｃ）は、前記工程（ｂ）で計測された前記第一ガスのＮ
2
Ｏの濃度が下降傾向を示す時間帯に停止されることを特徴とする、請求項１に記載のガス処理方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）は、前記第一ガスのＣＯ
2
の濃度を計測する工程を含み、
前記工程（ｃ）は、前記工程（ｂ）で計測された前記第一ガスのＣＯ
2
の濃度が所定の第一閾値以上に達した時点で停止されることを特徴とする、請求項１に記載のガス処理方法。
【請求項４】
前記第一吸着塔内の吸着材に吸着された吸着物質を脱離する工程（ｄ１）を有し、
前記工程（ａ）は、前記工程（ｃ）が停止されている時間帯に停止され、
前記工程（ｄ１）は、前記工程（ａ）及び前記工程（ｃ）が停止されている時間帯に実行されることを特徴とする、請求項２又は３に記載のガス処理方法。
【請求項５】
前記第二吸着塔内の吸着材における物質の吸着状態を示す指標値を計測する工程（ｅ）と、
前記第二吸着塔内の吸着材に吸着された吸着物質を脱離する工程（ｄ２）とを有し、
前記工程（ｃ）は、前記指標値が所定の第二閾値以上に達した後に停止され、
前記工程（ｄ２）は、前記工程（ｃ）が停止された後に実行が開始されることを特徴とする、請求項１に記載のガス処理方法。
【請求項６】
前記指標値は、前記第二吸着塔内の吸着材よりも通流方向に関して下流側に位置する第二ガスのＮ
2
Ｏの濃度、前記第二ガスのＣＯ
2
の濃度、及び前記第二吸着塔の重量のいずれか１つの値であることを特徴とする、請求項５に記載のガス処理方法。
【請求項７】
前記工程（ｄ２）の実行開始後に得られた前記第二ガスに含まれるＮ
2
Ｏを分解する工程（ｆ）を有することを特徴とする、請求項６に記載のガス処理方法。
【請求項８】
前記工程（ｆ）は、前記工程（ｄ２）の実行開始後に得られた前記第二ガスを、紫外線の照射領域及びプラズマが形成された領域の少なくとも一方で構成された分解空間に送り込む工程を含むことを特徴とする、請求項７に記載のガス処理方法。
【請求項９】
２塔以上の前記第二吸着塔が相互に連絡された状態で配置されており、
通流方向に関して最も下流側に位置する前記第二吸着塔を除く前記第二吸着塔に対する前記工程（ｄ２）の実行開始後に得られた前記第二ガスを、後段の前記第二吸着塔に送り込む工程（ｇ）を有し、
前記工程（ｆ）は、通流方向に関して最も下流側に位置する前記第二吸着塔に対する前記工程（ｄ２）の実行開始後に得られた前記第二ガスに含まれるＮ
2
Ｏを分解する工程であることを特徴とする、請求項７に記載のガス処理方法。
【請求項１０】
前記工程（ｆ）の実行中に、前記紫外線及び前記プラズマの少なくとも一方を発生する分解装置を動作する工程（ｈ）を有し、
前記指標値が前記第二閾値より小さい所定の第三閾値に達した後に、通流方向に関して最も下流側に位置する前記第二吸着塔に対する前記工程（ｄ２）、前記工程（ｆ）、及び前記工程（ｈ）の実行が停止されることを特徴とする、請求項８に記載のガス処理方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はガス処理方法に関し、特に二酸化炭素（ＣＯ
2
）と一酸化二窒素（Ｎ
2
Ｏ）とが混在するガスを処理する方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
産業革命以降、地球の平均気温は上昇しており、地球温暖化対策は喫緊の課題である。地球温暖化の原因となる温室効果ガスとしては、ＣＯ
2
、メタン（ＣＨ
4
）、Ｎ
2
Ｏ、フロンガス等が知られている。これらのガスの中では、ＣＯ
2
の排出量が一番多く、次いでＣＨ
4
の排出量が多く、その次にＮ
2
Ｏの排出量が多い。
【０００３】
一方、地球温暖化係数（ＧＷＰ：Global Warming Potential）に着目すると、ＣＨ
4
のＧＷＰはＣＯ
2
の２５倍であり、Ｎ
2
ＯのＧＷＰはＣＯ
2
の２９８倍であると報告されている。このような事情から、Ｎ
2
Ｏの排出による地球温暖化の影響は無視できない。
【０００４】
Ｎ
2
Ｏの排出量を削減する方法として、例えば下記特許文献１には、エンジンから排出されるＮ
2
Ｏを含む排ガスに、エキシマレーザ装置からの紫外レーザ光を照射して、Ｎ
2
Ｏを分解する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－０８８９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｎ
2
Ｏは、例えば、農場地の土壌や家畜排泄物の管理過程、廃棄物の焼却過程、排水の処理過程で排出される。特に、Ｎ
2
Ｏは微生物由来で発生するため、排出されるガスの組成としては大気成分が大半であり、Ｎ
2
Ｏは数百ｐｐｍ程度の低濃度である場合が多い。
【０００７】
Ｎ
2
Ｏを分解すべく紫外光を処理対象ガスに照射することを鑑みると、処理対象ガス中に含まれるＮ
2
Ｏの濃度が低濃度である場合には、Ｎ
2
Ｏの分解効率が極めて低くなることが予想される。すなわち、特許文献１に記載されるように、エキシマレーザ光を処理対象ガスに照射する場合には、エキシマレーザ光の照射線量を極めて高くする必要がある。これは、処理対象ガスに含まれるＮ
2
Ｏを分解するのに必要なエネルギー量、言い換えれば、エキシマレーザ光源に入力される電力量が高まることを意味し、消費電力の上昇に伴うＣＯ
2
排出量の増加を引き起こす懸念がある。
【０００８】
つまり、地球温暖化の抑制の観点から処理対象ガス中に含まれるＮ
2
Ｏを分解する目的で処理をしているのにも関わらず、同処理を行うことで温室効果ガスであるＣＯ
2
の排出量の増加を誘発することになり兼ねない。したがって、Ｎ
2
Ｏが低濃度で含まれる処理対象ガスに対して、地球温暖化防止の観点からＮ
2
Ｏを分解する目的で処理対象ガスに対して紫外光を照射する方法は、有効的とはいえない。
【０００９】
処理対象ガス中に低濃度に含まれるＮ
2
Ｏを効率的に分解する方法として、処理対象ガスからＮ
2
Ｏを吸着させて高濃度化した上でＮ
2
Ｏを分解することが考えられる。
【００１０】
ここで、上述したＮ
2
Ｏの排出源に鑑みると、処理対象ガス中にはＮ
2
Ｏよりも高濃度でＣＯ
2
が含まれることが通常である。Ｎ
2
Ｏを濃縮する方法としては、処理対象ガスを吸着材に通過させることで吸着材にＮ
2
Ｏを一時的に吸着させた後、ある程度の量のＮ
2
Ｏが吸着された状態の吸着材からＮ
2
Ｏを脱離させる方法が考えられる。この方法によれば、脱離ガス中に含まれるＮ
2
Ｏの濃度を、処理対象ガス中に含まれるＮ
2
Ｏよりも高濃度化できる。よって、得られた脱離ガスに対して例えば紫外線を照射してＮ
2
Ｏを光分解することにより、処理対象ガスに対して直接紫外線を照射する場合よりも、Ｎ
2
Ｏの分解効率が向上するようにも思われる。
（【００１１】以降は省略されています）

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