CN100482323C - 利用霍加拉特催化剂的气体处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体的处理方法，其特征在于，在霍加拉特催化剂的存在下使发生低温等离子体；还公开了一种气体的处理装置，其特征在于，具有保持霍加拉特催化剂的低温等离子体发生部。利用上述的处理方法及处理装置，能够高效率地将被处理气体中的有害成分(例如一氧化碳或挥发性有机化合物)氧化从而无害化，将臭气无臭化，而且，从已处理的气体中除去或减少微生物。

Description

利用霍加拉特催化剂的气体处理方法及装置
技术领域
本发明涉及利用氧化催化剂(例如包含氧化锰和氧化铜等金属氧化物的氧化催化剂，特别是霍加拉特催化剂)和低温等离子体的气体处理方法及气体处理装置。根据本发明，由于通过低温等离子体的作用使得金属氧化物氧化催化剂的活性提高，因此能够高效率地氧化被处理气体中的有害成分(例如一氧化碳或挥发性有机化合物)，将臭气无臭化。而且，还能够从已处理的气体中除去或减少微生物.
背景技术
已知霍加拉特(hopcalite)催化剂是含有氧化锰、氧化铜、及其他的金属氧化物(例如氧化钾、氧化银、或氧化钴)的氧化催化剂，不仅具有氧化去除一氧化碳的功能，还具有对于二氧化硫气体、氯化氢、硫化氢、或氮氧化物的净化功能、去除甲醛的功能。
作为使用霍加拉特催化剂处理气体的具体的技术，例如已知：在制造医用空气时将霍加拉特催化剂作为一氧化碳吸附用途而使用的方法(日本特开平8-266629号公报)、或者作为惰性气体气流中的杂质一氧化碳的吸附剂使用霍加拉特催化剂的方法(日本特开平10-137530号公报)、以及作为用于去除气体燃料的臭气成分的催化剂使用霍加拉特催化剂的方法(日本特开平8-24576号公报).
另一方面，利用低温等离子体的除臭技术也是公知的，例如已知包括能够发生低温等离子体的高压放电部、和填充着促氧化催化剂的催化部的低温等离子体除臭装置(タクマ技报，Vol.5，No.1，66-71，1997).另外，还已知利用低温等离子体的有机溶剂去除方法、及作为利用低温等离子体的气体的氧化作用去除氮氧化物的方法，但利用低温等离子体将气体中的一氧化碳转变成二氧化碳的方法不特别为人所知。而且，并用霍加拉特催化剂和低温等离子体的技术也不为人所知，因此通过低温等离子体使得霍加拉特催化剂的活性提高的情况也不为人所知。
发明内容
本发明人对高效率地将含有有害成分(例如一氧化碳、一氧化氮化合物)的气体无害化的技术的开发进行刻苦研究，结果发现：通过低温等离子体使得金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)的活性提高；还发现：当在金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)的存在下发生低温等离子体从而处理包含有害成分的气体时，通过提高的金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)的活性、和低温等离子体的作用，一氧化碳高效率地被氧化成二氧化碳，一氧化氮高效率地被氧化成二氧化氮，而且挥发性有机化合物(VOC)也高效率地被分解成二氧化碳和水。进而发现了恶臭也同时高效率地被无臭化。
本发明是基于这样的知识见解的发明。
因此，本发明涉及一种气体的处理方法，其特征在于，在金属氧化物氧化催化剂(例如包含氧化锰和氧化铜等金属氧化物的氧化催化剂、特别是霍加拉特催化剂、或者活性二氧化锰)的存在下发生低温等离子体。
根据本发明的处理方法的优选方案，将气体氧化(例如将被处理气体中的有害成分、例如一氧化碳或一氧化氮分别氧化使之成为二氧化碳或二氧化氮)、或将挥发性有机化合物分解、或者将恶臭无臭化。
另外，本发明还涉及一种气体的处理装置，其特征在于，具有保持金属氧化物氧化催化剂(例如包含氧化锰和氧化铜等金属氧化物的氧化催化剂、特别是霍加拉特催化剂、或者活性二氧化锰)的低温等离子体发生部.
在本发明的处理装置的优选方案中，低温等离子体发生部具备圆筒型电极、和配置在上述圆筒型电极的中心轴位置的棒状电极，在上述圆筒型电极的内部表面具备按粒状催化剂表面露出的方式担载的金属氧化物氧化催化剂，或者具备填充在上述圆筒型电极和棒状电极之间的金属氧化物氧化催化剂。
在本发明的处理装置的另一优选方案中，低温等离子体发生部具备圆筒型绝缘体、与该圆筒型绝缘体的外侧表面相接触而设置的圆筒型电极、配置在上述圆筒型绝缘体的内侧表面上的多个带状电极、和同样配置在上述圆筒型绝缘体的内侧表面上的金属氧化物氧化催化剂，上述带状电极在圆筒型绝缘体的内侧表面上相互平行地沿轴向延伸，金属氧化物氧化催化剂被担载在上述带状电极之间以使粒状催化剂表面露出，或者被填充至上述圆筒型绝缘体的内侧。
在本发明的处理装置的又一优选方案中，低温等离子体发生部在罩壳内部具备被分成相互进行放电的2组的多个圆柱状电极，在圆柱状电极表面具备按催化剂表面露出的方式担载的金属氧化物氧化催化剂，或者具备填充至上述罩壳内部的金属氧化物氧化催化剂。
在本发明的处理装置的另一优选方案中，低温等离子体发生部在罩壳内部具备(a)包括芯电极、和包围该芯电极的周围的圆筒状绝缘性壳体的圆柱状保护电极和(b)导电性网状电极，在上述导电性网状电极上具备按催化剂表面露出的方式担载的金属氧化物氧化催化剂，或者具备填充至上述罩壳内部的金属氧化物氧化催化剂。
附图说明
图1是在具备圆筒型电极和棒状电极的同轴圆筒型低温等离子体发生部的圆筒内壁部分散、担载了金属氧化物氧化催化剂的本发明的低温等离子体发生装置的立体示意图。
图2是图1的低温等离子体发生装置的截面示意图。
图3是在具备圆筒型电极和棒状电极的与图1同样的同轴圆筒型低温等离子体发生部的圆筒内部填充了金属氧化物氧化催化剂的本发明的低温等离子体发生装置的截面示意图。
图4是在具备圆筒型电极和带状电极的沿面放电型低温等离子体发生部的圆筒内壁部分散、担载了金属氧化物氧化催化剂的本发明的低温等离子体发生装置的立体示意图。
图5是图4的沿面放电型低温等离子体发生装置的截面示意图。
图6是在罩壳内具备圆柱状电极组的低温等离子体发生部的圆柱状电极组的表面分散、担载了金属氧化物氧化催化剂的本发明的低温等离子体发生装置的立体示意图。
图7是在罩壳内具备圆柱状电极组和网状电极组的低温等离子体发生部的网状电极组的表面分散、担载了金属氧化物氧化催化剂的本发明的低温等离子体发生装置的立体示意图。
图8是图7的低温等离子体发生装置的截面示意图。
图9是本发明装置的代表性方案的截面示意图.
具体实施方式
用本发明方法及本发明装置处理的气体、即被处理气体，只要是能氧化的气态化合物(即无机化合物或有机化合物)就不特别限定，作为无机化合物，例如能够举出一氧化碳、二氧化硫气体、硫化氢、或者氮氧化物(例如一氧化氮)，作为有机化合物，能够举出挥发性有机化合物(Volatile organic compound；VOC).另外，作为被处理气体，例如还能够举出空气，能够处理混杂在空气中的上述能氧化的气态无机化合物或气态有机化合物。
本发明方法及本发明装置适合于处理含有有害成分(例如一氧化碳、一氧化氮、和/或挥发性有机化合物)的气体(例如污染大气)，特别适合于处理含有低浓度的有害成分的气体。在此，所谓“低浓度”是指，分别对于上述能氧化的化合物(特别是一氧化碳、一氧化氮、或者挥发性有机化合物)，优选是1ppm以下，更优选是0.5ppm以下。所谓挥发性有机化合物(VOC)，例如是醇类、酮类、酯类、醚类、或者芳香族化合物(例如苯酚、甲苯、苯乙烯、或者苯).
在本发明中，对于上述被处理气体，通过在金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)的存在下实施低温等离子体处理，能够将被处理气体所含的一氧化碳高效率地转变成二氧化碳从而无毒化，与之独立能够将一氧化氮高效率地转变成二氧化氮，并容易地进行吸附处理及化学处理，进而与之独立能够高效率地分解VOC(例如转变成二氧化碳和水)从而无毒化。在本发明中使用的低温等离子体能够采用公知的方法、例如通过放电而使之发生。作为上述放电，例如能够使用微波放电、交流放电、或者直流放电。
作为在这些放电方法中使用的电极，例如能够举出平行圆筒电极、同轴圆筒-棒电极、球间隙电极、平行板电极、圆筒-平板电极、沿面放电电极、或者特殊电极(例如刀刃形电极)。例如在使用平行板电极的放电中，当使电极间隙为10mm左右时，通过在电极间外加十几kV～几十kV的交流电压，能够将电极间的气体等离子体化。
另外，在本发明中，作为金属氧化物氧化催化剂，例如能够使用包括氧化锰及氧化铜的公知的氧化催化剂、例如霍加拉特催化剂。作为金属氧化物氧化催化剂，能举出上述霍加拉特催化剂、或者活性二氧化锰。霍加拉特催化剂按照上述那样，将氧化锰、氧化铜、及其他的金属氧化物(例如氧化钾、氧化银、或者氧化钴)的混合物凝固为粒状，干燥或烧结而制造。在本发明中使用的金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)的形状不特别限定，但一般能够以粉末或颗粒状、例如约1～3mm的粒状使用。
在本发明中，金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)相对于低温等离子体发生用电极的配置，只要是能够通过低温等离子体提高金属氧化物氧化催化剂的活性的配置，就不特别限定。例如可以使低温等离子体发生用的全部电极的表面或者一部分电极的表面担载金属氧化物氧化催化剂。使一部分电极的表面担载时，可够使进行放电的一对电极(例如非接地电极及接地电极)的两者各自任意的一部分的电极表面担载，或者使进行放电的一对电极(例如非接地电极及接地电极)的任1方的一部分或者全部的电极表面担载。
使电极表面担载金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)的场合，能够使用粘接剂。例如能够在圆柱状电极的电极表面的全体或一部分上涂布粘接剂，接着，撒上粉末状或颗粒状的霍加拉特催化剂使之固定.此时，优选粉末状或颗粒状的霍加拉特催化剂的表面的至少一部分是露出并能与被处理气体接触的状态，更优选露出尽可能大的表面。
也能够使电极的形状为非常适合于担载粉末状或颗粒状的金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)并有透气性的形状、例如网状。例如可在具有比粒状霍加拉特催化剂的粒径小的筛眼、水平方向地配置的网状平板电极上仅载置粒状霍加拉特催化剂，并使粒状霍加拉特催化剂的整个表面基本上为能够与被处理气体接触的状态。根据需要固定在网状平板电极上时可使用粘接剂，也能够在水平方向以外的方向(例如垂直方向)配置担载所固定的粒状霍加拉特催化剂的网状平板电极。而且，也能够使用在网状的立体结构体(例如圆柱体)的内部封入了粒状霍加拉特催化剂的形态的电极。
使进行放电的一对电极为非接地电极和接地电极的组合，使电极表面担载或载置粒状霍加拉特催化剂时，优选配置在接地电极侧。
粉末状或颗粒状的金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)也能够担载在电极表面以外的部分(例如沿面放电电极的绝缘体表面)上。此时，在使电极表面以外的部分担载粉末状或颗粒状的金属氧化物氧化催化剂的同时，能够使各电极的表面也担载或载置粉末状或颗粒状的金属氧化物氧化催化剂.
另外，在本发明中，也能够使金属氧化物氧化催化剂(特别是粉末状或颗粒状的金属氧化物氧化催化剂)填充于低温等离子体发生部，此时，需要填充以使被处理气体能够在粉末状或颗粒状的金属氧化物氧化催化剂之间通过.另外，优选设置滤网或盖等的防脱落装置，以避免粉末状或颗粒状的金属氧化物氧化催化剂从低温等离子体发生部脱落。
依附图说明对于低温等离子体发生用电极配置作为金属氧化物氧化催化剂的霍加拉特催化剂的具体的方案。
图1是在具备圆筒型电极和棒状电极的同轴圆筒型低温等离子体发生部的圆筒内壁部分散、担载了金属氧化物氧化催化剂的本发明的低温等离子体发生装置10的立体示意图，图2是其截面示意图。上述低温等离子体发生装置10具备圆筒型电极12、和配置在上述圆筒型电极12的中心轴位置的棒状电极11。另外，在上述圆筒型电极12的内部表面具备按粒状催化剂表面露出的方式采用粘接剂等适当的方法担载的许多粒状霍加拉特催化剂13.被处理气体G从上述圆筒型电极12的一个开口部进入，已处理的气体C从另一个开口部排出.
在该方案中，棒状电极11及圆筒型电极12均不需要接地，但从操作的安全上考虑，优选将任1个接地。将任1个接地时，优选将棒状电极11作为非接地侧，将圆筒型电极12作为接地侧。此时，棒状非接地侧电极11与电线17A连接，另外，圆筒型接地侧电极12与接地的电线17B连接，各电线17A、17B与交流电源18连接(仅图1表示出)，在棒状非接地侧电极11和圆筒型接地侧电极12之间外加高电压。
图3是在具备圆筒型电极和棒状电极的与图1同样的同轴圆筒型低温等离子体发生部的圆筒内部填充了金属氧化物氧化催化剂的本发明的低温等离子体发生装置30的截面示意图。上述低温等离子体发生装置30与图1所示的低温等离子体发生装置10同样地具备圆筒型电极32、和配置在上述圆筒型电极32的中心轴位置的棒状电极31。另外，与图1所示的低温等离子体发生装置10不同，在上述圆筒型电极32的内部空间填充着许多粒状霍加拉特催化剂33。优选在被处理气体流入用开口部(未图示)及已处理的气体排出用开口部(未图示)设置滤网等，以避免这些粒状霍加拉特催化剂33排出。被处理气体G(未图示)从上述圆筒型电极32的一个开口部进入，已处理的气体C(未图示)从另一个开口部排出.
在该方案中，棒状电极31及圆筒型电极32均不需要接地，但从操作的安全上考虑，优选将任1个接地.将任1个接地时，优选将棒状电极31作为非接地侧，将圆筒型电极32作为接地侧。此时，棒状非接地侧电极31与电线(未图示)连接，另外，圆筒型接地侧电极32与接地的电线(未图示)连接，各电线与交流电源(未图示)连接，在棒状非接地侧电极31和圆筒型接地侧电极32之间外加高电压。
图4是使用了沿面放电型电极的低温等离子体发生装置20的立体示意图，图5是其截面示意图.
上述低温等离子体发生装置20具备圆筒型绝缘体24、和圆筒型电极21。上述圆筒型电极21与上述圆筒型绝缘体24的外侧表面接触.另外，在上述圆筒型绝缘体24的内侧表面上配置着多个带状电极22、和许多粒状霍加拉特催化剂23。上述带状电极22在圆筒型绝缘体24的内侧表面相互平行地沿轴向延伸.另外，许多粒状霍加拉特催化剂23采用粘接剂等的适当方法担载在上述带状电极22之间。被处理气体G从上述圆筒型绝缘体24的一个开口部进入，已处理的气体C从另一个开口部排出。
在该方案中，圆筒型电极21及带状电极22均不需要接地，但从操作的安全上考虑，优选将任1个接地.将任1个接地时，优选将圆筒型电极21作为非接地侧，将带状电极22作为接地侧。此时，虽在图4和图5中省略了电源和电线，但圆筒型非接地侧电极21与电线连接，另外，带状接地侧电极22与另一个接地的电线连接，上述两条电线分别与交流电源连接，在圆筒型非接地侧电极和带状接地侧电极22之间外加高电压。
在与上述图4和图5所示的低温等离子体发生装置20同样地包括圆筒型绝缘体、圆筒型电极和带状电极的低温等离子体发生装置的圆筒型绝缘体的内部，也能够与图3所示的低温等离子体发生装置30同样地填充许多粒状霍加拉特催化剂.此时也优选在被处理气体流入用开口部及已处理的气体排出用开口部设置滤网等.
图6是将低温等离子体发生装置50的罩壳51侧壁的一部分切掉而表示出的立体示意图.上述低温等离子体发生装置50，具有大致长方体状的罩壳51，该罩壳51具备被处理气体G的流入用开口部52和已处理的气体C的排出用开口部53，在上述罩壳51的内部具备多个圆柱状电极54.而且，上述圆柱状电极54被分成2个电极组，不需要将这些电极组接地，但从操作的安全上考虑，优选将任1个接地。将上述的圆柱状电极54分成非接地侧电极组54A和接地侧电极组54B时，分别与电线57A、57B连接，电线57A、57B与交流电源(未图示)连接。另外，与接地侧电极组54B连接的电线57B接地，而且，在接地侧电极组54B的圆柱状电极表面具备按催化剂表面露出的方式采用粘接剂等适当的方法担载的许多粒状霍加拉特催化剂56。在上述非接地侧电极组54A和上述接地侧电极组54B之间外加高电压。
在图6所示的方案中，上述的圆柱状电极54可以是(a)包括芯电极、和包围该芯电极的周围的圆筒状绝缘性壳体的保护电极(例如圆筒状玻璃电极)、和(b)电极表面能够与被处理气体直接接触的圆柱状露出电极(例如圆柱状不锈钢电极)的组合，或者仅由上述保护电板(a)构成。由包括述的保护电极(a)和露出电极(b)的组合的情况，优选将保护电极(a)作为非接地侧电极组54A，将露出电极(b)作为接地侧电极组54B，并使露出电极(b)上担载粒状霍加拉特催化剂56。
在与上述图6所示的低温等离子体发生装置50同样地在罩壳内具备圆柱状电极组的低温等离子体发生装置的罩壳内部也能够与图3所示的低温等离子体发生装置30同样地填充许多粒状霍加拉特催化剂，此时也优选在被处理气体流入用开口部及已处理的气体排出用开口部设置滤网等。
图7是将低温等离子体发生装置60的罩壳61侧壁的一部分切掉而表示出的立体示意图，图8是其截面示意图。上述低温等离子体发生装置60具有大致长方体状的罩壳61，该罩壳61具备被处理气体G的流入用开口部62和已处理的气体C的排出用开口部63，在上述罩壳61的内部具备多个圆柱状电极组64和多个网状电极组69。上述圆柱状电极组64的每一个是包括芯电极、和包围该芯电极的周围的圆筒状绝缘性壳体的保护电极(例如圆柱状玻璃电极)。网状电极组69可以是导电性材料、例如金属(例如不锈钢、钛合金、或者镍合金)的网状平板结构。
而且，在网状电极组69上具备采用粘接剂等的适当方法按表面露出的方式固定、担载的许多粒状霍加拉特催化剂66；或者在网状电极组69的上面仅具备载置的许多粒状霍加拉特催化剂66。
在该方案中，圆柱状电极组64和网状电极组69均不需要接地，但从操作的安全上考虑，优选将任1个接地。将任1个接地时，优选将圆柱状电极组64作为非接地侧，将网状电极组69作为接地侧。而且，虽然在图7和图8中未图示出，但上述圆柱状电极组64以及网状电极组69分别与电线连接，电线与交流电源连接。与接地侧电极组(特别是网状接地侧电极组69)连接的电线接地。在上述圆柱状电极组64和上述网状电极组69之间外加高电压。
网状平板型电极组69在其表面上仅载置(以非固定状态)、担载粒状霍加拉特催化剂66时，如图7和图8所示，在水平方向上配置网状平板型电极组69以避免粒状霍加拉特催化剂66落下。另外，此时，网状平板型电极组69的筛眼需要比粒状霍加拉特催化剂66的粒径小。
另一方面，网状平板型电极组69在其表面上采用粘接剂等的适当方法固定、担载粒状霍加拉特催化剂66时，网状平板型电极组69的配置方向、筛眼不特别限制。
在与上述图7和图8所示的低温等离子体发生装置60同样地在罩壳内具备圆柱状电极组和网状平板型电极组的低温等离子体发生装置的罩壳内部，也能够与图3所示的低温等离子体发生装置30同样地填充许多粒状霍加拉特催化剂。此时也优选在被处理气体流入用开口部及已处理的气体排出用开口部设置滤网等。
接着，图9表示出本发明装置的代表性方案。
图9所示的气体处理装置9具备担载了霍加拉特催化剂的低温等离子体发生装置1。而且，在该低温等离子体发生装置1中设置着可供给被处理气体(例如污染大气)G的作为供给装置的输送管8a，能够将被处理气体G导入到上述低温等离子体发生装置1的内部。在输送管8a的端头设置着能够连续地或断续地引入被处理气体G的被处理气体引入装置(未图示出)。
而且，设置着从上述低温等离子体发生装置1将已处理的气体C输送到排气口5的输送管8b。进而在上述低温等离子体发生装置1的下游可根据需要在输送管8b内设置强制送气用风扇6。在本说明书中，所谓“下游”和“上游”是指关于被处理气体G及已处理的气体C的流动方向的下游及上游。另外，在该强制送气用风扇6的下游通过输送管8c设置着已处理的气体C的排气口5。再者，还能够代替强制送气用风扇6、或者在强制送气用风扇6之外在输送管8a内设置强制送气用风扇。
采用图9所示的气体处理装置9处理被处理气体G时，从输送管8a将被处理气体G导入上述低温等离子体发生装置1的内部。接着，在上述低温等离子体发生装置1的内部发生低温等离子体时，利用低温等离子体产生自由基。另外，通过低温等离子体使得霍加拉特催化剂的活性提高。因此，通过该自由基及霍加拉特催化剂的作用，被处理气体G的一氧化碳高效率地被氧化成二氧化碳，而且，挥发性有机化合物(VOC)也高效率地被分解成二氧化碳和水。另外，恶臭也同时高效率地被无臭化。
这样得到的已处理的气体C，经由上述输送管8b通过强制送气用风扇6经由输送管8c从排气口5排气。能够采用该气体处理装置9间歇地或优选连续地处理被处理气体。特别是在连续处理中，由于被处理气体中的污染物质(特别是一氧化碳、一氧化氮、及VOC)的量变化，因此可在上述输送管8a、上述输送管8b、和/或排气口5中设置各种的浓度传感器，控制被处理气体的通气量和/或外加电压。
作用
在本发明中，通过低温等离子体使得金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)的活性提高的机理，现在还未明确。可是，关于通过并用金属氧化物氧化催化剂和低温等离子体，被处理气体中的一氧化碳或一氧化氮、或者挥发性有机化合物出乎意料地高效率地被无害化的机理的一部分，可推定如下。本发明并不限定于以下的推论。
当发生低温等离子体时，不仅通过该等离子体自身引起氧化反应，也同时发生臭氧。臭氧在金属氧化物氧化催化剂的存在下被还原成氧分子，因此氧化反应也与该还原反应同时发生。因此，认为该氧化反应对被处理气体中的一氧化碳或一氧化氮、或者挥发性有机化合物产生作用。但是考虑到低温等离子体的作用的大部分是由自由基发生所致的，因此认为上述氧化反应的贡献是由本发明得到的效果的极少一部分。
已知霍加拉特催化剂虽在干燥状态下显示出充分的活性，但当含水时则失活。可是，在本发明中，将霍加拉特催化剂与低温等离子体并用。在低温等离子体发生时，由于放电电极部的温度上升，因此即使被处理气体的湿度比较高，霍加拉特催化剂也易维持在干燥状态，能够避免霍加拉特催化剂的失活。
在采用低温等离子体的气体处理装置中，采用低温等离子体发生自由基的同时，发生臭氧。通常臭氧的大部分在气体处理工序中被消耗，但有时一部分未被消耗而随已处理的气体排出。由于并不优选臭氧排出，因此在过去公知的低温等离子体型气体处理装置中，需要在排出口配置多孔吸附剂(例如活性炭)以用于吸附臭氧。可是，多孔吸附剂也吸附气体中所含的粉尘。这样被多孔吸附剂吸附的粉尘成为非常适合于微生物繁殖的培养基。在使用低温等离子体型气体处理装置时，由于发生臭氧，因此微生物的增殖被抑制，但当停止运行低温等离子体型气体处理装置时，微生物的增殖不会被抑制，因此在多孔吸附剂中微生物繁殖。当在该状态下再次开始运行低温等离子体型气体处理装置时，微生物随已处理的气体排出。过去的低温等离子体型气体处理装置有这样的缺点。
与之相对，本发明中使用的金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)由于具有臭氧分解能力，因此不需要在排出口配置用于吸附臭氧的多孔吸附剂(例如活性炭)，或者能够降低使用量。而且，根据本发明，被处理气体中所含的粉尘主要附着在电极表面，由于在电极表面担载的金属氧化物氧化催化剂有抗菌活性，因此也抑制了粉尘成为微生物的培养基。因此，根据本发明，即使反复进行装置的运行停止和运行再次开始，在已处理的气体中，也能够除去或减少微生物。
如以上所述，本发明由于显示出优异的处理效果，因此非常适合于处理例如含有低浓度的一氧化碳、一氧化氮、和/或VOC的污染大气、例如含有汽车的废气等的污染大气、长时间使用燃烧系暖气器具而未换气的室内空气、含有香烟的烟的污染大气(例如吸烟室内部的空气)。另外，如上述由于本发明能够从已处理的气体中除去或减少微生物，因此还能够非常适用于在希望供给杀菌或灭菌状态的气体的环境(例如医疗机构或家庭)中使用的空气清洁机。
实施例
以下通过实施例具体说明本发明，但这些实施例并不限定本发明的范围。
实施例1
在本实施例中，使用了具有与图9所示的方案同样结构的气体处理装置9。另外，作为该气体处理装置9中的低温等离子体发生装置1，使用了具有与图6所示结构同样的结构的低温等离子体发生装置50。低温等离子体发生装置50包含总数74根的用粘接剂在表面上固定、担载了霍加拉特催化剂(ジ-エルサイエンス公司制；平均粒径＝2mm；堆密度＝0.82g/cm3)的接地侧圆柱状露出SUS电极组54B和未担载霍加拉特催化剂的非接地侧圆柱状玻璃电极组54A，各电极间的距离是4.75mm。霍加拉特催化剂粒子以0.17g/cm2左右的密度担载在上述的圆柱状露出SUS电极54B的表面上。作为非接地侧圆柱状玻璃电极，使用了包括棒状铝芯电极(外径＝1.5mm)、和圆筒状玻璃制壳体(外径＝4mm)、在玻璃制壳体的内部填充了空气的保护电极。另外，作为圆柱状露出SUS电极，使用了外径为4mm的露出电极。而且，作为低温等离子体发生装置50的罩壳51，使用了聚苯硫醚(PPS)制的长方体(长＝48cm；宽＝48cm；进深＝11cm)。
作为被处理气体，将吸烟者的排出烟收集在聚四氟乙烯(特氟隆)制的袋中使用。将该被处理气体从作为被处理气体供给装置的输送管8a导入到上述气体处理装置9的低温等离子体发生装置1(50)中。低温等离子体的发生在外加电压8kV、气温22℃及湿度60％的条件下实施。接着，将已处理的气体通过强制送气用风扇6经由输送管8c从排气口5排出。
处理能力如下评价，测定被处理气体含有的挥发性有机化合物(VOC)的浓度、和用本发明的气体处理装置处理的已处理的气体含有的VOC的浓度，由这些结果算出本发明的气体处理装置的VOC去除率。被处理气体样品在被处理气体吸入口采集，已处理的气体的样品在已处理的气体的排气口采集。VOC浓度的测定使用具备气体浓缩装置(エンテツク公司制；Model 7000)的气相色谱质量分析装置(惠普公司制；HP6890)进行实施。表1表示出VOC的测定结果和由该结果算出的VOC的去除率。
比较例1
考查了在霍加拉特催化剂不存在下使发生低温等离子体时的处理能力。具体地说，在实施例1中使用的低温等离子体发生装置50中，代替担载了霍加拉特催化剂的接地侧圆柱状露出SUS电极组54B，使用具备具有未担载霍加拉特催化剂的接地侧圆柱状露出SUS电极组的低温等离子体发生装置的气体处理装置9，除此以外与实施例1同样地实施了试验。
表1表示出被处理气体和已处理的气体的各自的VOC浓度、和VOC的去除率。
比较例2
考查了不发生低温等离子体、只用霍加拉特催化剂处理气体时的处理能力。具体地说，在实施例1中使用的低温等离子体发生装置50中，不外加电压就处理被处理气体，除此以外与实施例1同样地实施了试验。
表1表示出被处理气体和已处理的气体的各自的VOC浓度、和VOC的去除率。
表1
Figure C200480017148D00171
产业实用性
根据本发明，由于通过低温等离子体使得金属氧化物氧化催化剂(例如霍加拉特催化剂)的活性提高，因此能够将被处理气体中的有害成分(例如一氧化碳、一氧化氮、或挥发性有机化合物)高效率地氧化从而无害化，将臭气无臭化。而且，能够从已处理的气体中除去或减少微生物。
以上按特定的方案说明了本发明，但对本领域技术人员显而易见的变形和改良包括在本发明的范围中。

Claims (10)

1.一种含有香烟的烟的污染空气的处理方法，其特征在于，在霍加拉特催化剂的存在下发生低温等离子体。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，氧化上述污染空气中的气态化合物。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其中，分解上述污染空气中的挥发性有机化合物。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其中，将上述污染空气中的恶臭无臭化。
5.一种含有香烟的烟的污染空气的处理装置，其特征在于，具有保持霍加拉特催化剂的低温等离子体发生部。
6.根据权利要求5所述的处理装置，其中，低温等离子体发生部具备圆筒型电极、和配置在上述圆筒型电极的中心轴位置的棒状电极，在上述圆筒型电极的内部表面具备按粒状催化剂表面露出的方式担载的霍加拉特催化剂。
7.根据权利要求5所述的处理装置，其中，低温等离子体发生部具备圆筒型绝缘体、与该圆筒型绝缘体的外侧表面相接触而设置的圆筒型电极、配置在上述圆筒型绝缘体的内侧表面上的多个带状电极、和同样配置在上述圆筒型绝缘体的内侧表面上的霍加拉特催化剂，上述带状电极在圆筒型绝缘体的内侧表面上相互平行地沿轴向延伸，霍加拉特催化剂被担载在上述带状电极之间以使得粒状催化剂表面露出。
8.根据权利要求5所述的处理装置，其中，低温等离子体发生部在罩壳内部具备被分成相互进行放电的2组的多个圆柱状电极，在圆柱状电极表面具备按催化剂表面露出的方式担载的霍加拉特催化剂。
9.根据权利要求8所述的处理装置，其中，圆柱状电极：
是(1)(a)包括芯电极、和包围该芯电极的周围的圆筒状绝缘性壳体的保护电极、和(b)电极表面能够与被处理气体直接接触的圆柱状露出电极的组合，或者
(2)仅由上述保护电极构成。
10.根据权利要求5所述的处理装置，其中，低温等离子体发生部在罩壳内部具备(a)包括芯电极、和包围该芯电极的周围的圆筒状绝缘性壳体的圆柱状保护电极和(b)导电性网状电极，在上述导电性网状电极上具备按催化剂表面露出的方式担载的霍加拉特催化剂。
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