JP2001149741A - Device and method for treating waste gas containing volatile organic substance - Google Patents
Device and method for treating waste gas containing volatile organic substanceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、揮発性有機物質を
含む排ガスの処理方法および装置に関し、特に常圧低温
プラズマ装置を利用した処理方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for treating an exhaust gas containing a volatile organic substance, and more particularly to a method and an apparatus using a normal-pressure low-temperature plasma apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】機械工業、電子工業、クリーニング業な
ど各種の産業において、脱脂や洗浄を目的として使用さ
れるトリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタ
ン、テトラクロロエチレン、四塩化炭素、１，１，２−
トリクロロエタン、１，２−ジクロロエタン等の有機ハ
ロゲン化物質、製品塗装工場、溶剤取り扱い施設、印刷
工場、自動車塗装工場、ガソリンスタンド等から排出さ
れる揮発性有機物質を含む排ガスが大気中に放出され、
大気汚染を引き起こすことが問題となっている。2. Description of the Related Art Trichloroethylene, 1,1,1-trichloroethane, tetrachloroethylene, carbon tetrachloride, 1,1,2-dichloroethylene used for degreasing and cleaning in various industries such as a machine industry, an electronics industry, and a cleaning industry.
Exhaust gas containing organic halogenated substances such as trichloroethane and 1,2-dichloroethane, volatile organic substances emitted from product coating factories, solvent handling facilities, printing factories, automobile coating factories, gas stations, etc. is released into the atmosphere,
The problem is that it causes air pollution.
【０００３】このような揮発性有機物質を含む排ガスの
処理方法として、常圧低温プラズマ装置を用いて、排ガ
ス中の揮発性有機物質をプラズマにより分解処理する方
法が知られている。例えば、特開平１１−１１４３５９
号には常圧低温放電プラズマ装置および該装置を用いて
揮発性有機物質を処理する方法が、また、特表平１０−
５０３０４９号には常圧低温マイクロ波プラズマ装置お
よび該装置を用いて揮発性有機物質を処理する方法が開
示されている。As a method for treating exhaust gas containing such volatile organic substances, there is known a method of decomposing volatile organic substances in exhaust gases by plasma using an ordinary pressure low-temperature plasma apparatus. For example, JP-A-11-114359
Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 10-101 describes a normal pressure low-temperature discharge plasma apparatus and a method for treating volatile organic substances using the apparatus.
Japanese Patent No. 503049 discloses a normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus and a method for treating volatile organic substances using the apparatus.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来知られて
いる上述の常圧低温プラズマ装置を用いて排ガス中の揮
発性有機物質を分解処理する方法では、排ガス中の揮発
性有機物質の濃度が高くなれば、装置に導入された揮発
性有機物質のすべてを分解処理することができなくな
り、未分解の揮発性有機物質および／または分解反応に
より副生された別の揮発性有機物質が前記装置から排出
される。ここで、常圧低温プラズマ装置における揮発性
有機物質の分解処理能力は、前記装置に投入される電力
に応じて変化するが、揮発性有機物質の分解率と投入電
力は一次的な比例関係にあるのではなく、揮発性有機物
質の分解率を高めようとするにつれて、必要となる投入
電力が急激に増大する関係にあるという問題が存在して
いる。However, in the method of decomposing volatile organic substances in exhaust gas using the above-mentioned conventional low-temperature plasma apparatus under normal pressure, the concentration of volatile organic substances in exhaust gas is low. If the temperature rises, it becomes impossible to decompose all of the volatile organic substances introduced into the apparatus, and the undecomposed volatile organic substances and / or another volatile organic substance by-produced by the decomposition reaction are removed from the apparatus. Is discharged from Here, the decomposition treatment capacity of the volatile organic substance in the normal-pressure low-temperature plasma apparatus changes according to the power supplied to the apparatus, but the decomposition rate of the volatile organic substance and the supplied power are in a linear proportional relationship. Rather, there is a problem in that the required input power is rapidly increased as the decomposition rate of volatile organic substances is increased.
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１に係る発明は、経済的かつ効
率よく揮発性有機物質を処理できる排ガスの処理装置を
提供することを目的とし、請求項２に係る発明は、より
経済的かつ効率良く揮発性有機物質を処理できる排ガス
の処理装置を提供することを目的とする。また、請求項
３に係る発明は、さらにより経済的かつ効率よく揮発性
有機物質を処理できる排ガスの処理装置を提供すること
を目的とする。さらに、請求項４に係る発明は、経済的
かつ効率よく揮発性有機物質を処理できる排ガスの処理
方法を提供することを目的とする。また、請求項５にか
かる発明は、より経済的かつ効率よく排ガス中の揮発性
有機物質を処理できる排ガスの処理方法を提供すること
を目的とする。[0005] The present invention has been made in view of such circumstances, and the invention according to claim 1 is to provide an exhaust gas treatment apparatus capable of economically and efficiently treating volatile organic substances. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas treatment apparatus capable of treating volatile organic substances more economically and efficiently. It is another object of the present invention to provide an exhaust gas treatment apparatus capable of treating volatile organic substances more economically and efficiently. Still another object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment method capable of economically and efficiently treating volatile organic substances. Another object of the present invention is to provide a method for treating exhaust gas which can more efficiently and efficiently treat volatile organic substances in exhaust gas.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は請求項１とし
て、排ガス中の揮発性有機物質を分解処理する常圧低温
プラズマ装置が複数段直列に配置されたことを特徴とす
る揮発性有機物質を含む排ガスの処理装置を提供する。
また、本発明は請求項２として、請求項１に記載の排ガ
スの処理装置であって、排ガスの流れに沿って下流側の
常圧低温プラズマ装置ほど装置への投入電力を低減させ
る電力制御手段をさらに有する揮発性有機物質を含む排
ガスの処理装置を提供する。また、本発明は請求項３と
して、請求項１または請求項２に記載の排ガスの処理装
置であって、常圧低温プラズマ装置が常圧低温マイクロ
波プラズマ装置または常圧低温放電プラズマ装置である
揮発性有機物質を含む排ガスの処理装置を提供する。ま
た、本発明は請求項４として、常圧低温プラズマ装置が
複数段直列に配置された手段によって排ガス中の揮発性
有機物質を分解処理する方法であって、排ガスの流れに
沿って下流側の常温低圧プラズマ装置ほど装置への投入
電力が低減されていることを特徴とする揮発性有機物質
を含む排ガスの処理方法を提供する。また、本発明は請
求項５として、請求項４に記載の排ガスの処理方法であ
って、常圧低温プラズマ装置が常圧低温マイクロ波プラ
ズマ装置または常圧低温放電プラズマ装置である揮発性
有機物質を含む排ガスの処理方法を提供する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a volatile organic substance characterized in that a plurality of normal-pressure low-temperature plasma devices for decomposing and processing a volatile organic substance in exhaust gas are arranged in series. The present invention provides an exhaust gas treatment device containing:
According to a second aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas processing apparatus according to the first aspect, wherein the power control means reduces the power input to the apparatus at a lower pressure of the normal-pressure low-temperature plasma apparatus along the flow of the exhaust gas. An apparatus for treating an exhaust gas containing a volatile organic substance, further comprising: According to a third aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas treatment apparatus according to the first or second aspect, wherein the normal-pressure low-temperature plasma apparatus is a normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus or a normal-pressure low-temperature discharge plasma apparatus. Provided is an apparatus for treating exhaust gas containing volatile organic substances. Further, the present invention provides a method for decomposing volatile organic substances in exhaust gas by means of a plurality of normal-pressure low-temperature plasma devices arranged in series, the method comprising: Provided is a method for treating an exhaust gas containing a volatile organic substance, characterized in that the power input to the apparatus is reduced as the room-temperature low-pressure plasma apparatus is reduced. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for treating an exhaust gas according to the fourth aspect, wherein the normal-pressure low-temperature plasma device is a normal-pressure low-temperature microwave plasma device or a normal-pressure low-temperature discharge plasma device. An exhaust gas treatment method comprising:
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明において処理対象となる揮
発性有機物質としては、例えば、有機ハロゲン化物質、
臭気物質を含む以下のものが挙げられるが、これらに限
定されるものではない。 （炭化水素類）ベンゼン、トルエン、キシレン、メタ
ン、エタン、ブタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘキ
セン； （アルコール類）イソプロピルアルコール、メタノー
ル； （ケトン類）アセトン、メチルエチルケトン； （有機酸類）ギ酸、酢酸； （アルデヒド類）ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド； （エステル類）エチルアセテート、ブチルアセテート； （有機ハロゲン化物質類）トリクロロエチレン、１，
１，１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、四
塩化炭素、１，１，２−トリクロロエタン、１，２−ジ
クロロエタン、フレオン−１２（ＣＦＣ−１２）、フレ
オン−１１３（ＣＦＣ−１１３）、臭化メチル； （臭気物質類）ジメチルスルフィド、メルカプタン、ア
ンモニア；BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The volatile organic substances to be treated in the present invention include, for example, organic halogenated substances,
The following include, but are not limited to, odorants: (Hydrocarbons) benzene, toluene, xylene, methane, ethane, butane, hexane, cyclohexane, hexene; (alcohols) isopropyl alcohol, methanol; (ketones) acetone, methyl ethyl ketone; (organic acids) formic acid, acetic acid; (aldehyde (Formers) formaldehyde, acetaldehyde; (esters) ethyl acetate, butyl acetate; (organic halogenated substances) trichloroethylene, 1,
1,1-trichloroethane, tetrachloroethylene, carbon tetrachloride, 1,1,2-trichloroethane, 1,2-dichloroethane, Freon-12 (CFC-12), Freon-113 (CFC-113), methyl bromide; Substances) dimethyl sulfide, mercaptan, ammonia;
【０００８】本発明にかかる装置により処理される排ガ
スは、揮発性有機物質を含むものであれば如何なる由来
の排ガスであっても良く、例えば、機械工業、電子工
業、クリーニング業などの産業において排出される有機
ハロゲン化物質を含む排ガス、製品塗装工場、溶剤取り
扱い施設、印刷工場、自動車塗装工場、ガソリンスタン
ド等から排出される揮発性有機物質を含む排ガス、水中
の揮発性物質を気相に移行して生じる排ガス、揮発性有
機物質を含む土壌から抽気した排ガス等が挙げられるが
これらに限定されない。Exhaust gas treated by the apparatus according to the present invention may be exhaust gas of any origin as long as it contains volatile organic substances. For example, exhaust gas is discharged in industries such as the machinery industry, the electronics industry, and the cleaning industry. Exhaust gas containing organic halogenated substances, exhaust gas containing volatile organic substances emitted from product painting plants, solvent handling facilities, printing plants, automobile painting plants, gas stations, etc., and volatile substances in water are transferred to the gas phase But not limited thereto, and the like, and exhaust gas extracted from soil containing volatile organic substances.
【０００９】次に、本発明の実施の形態である、排ガス
の処理装置のフローシートを図１に示し、以下これを説
明する。図１の態様は、常圧低温プラズマ装置が２個直
列に配置された構成を有しており、揮発性有機物質を含
む排ガスは第１の常圧低温プラズマ装置に導入され、排
ガス中の揮発性有機物質はプラズマと反応して分解さ
れ、分解反応後の排ガスが常圧低温プラズマ装置から排
出される。次いで、前記排ガスは、排ガスの流れに沿っ
て下流側の第２の常圧低温プラズマ装置に導入され、排
ガス中に残存する揮発性有機物質はプラズマと反応して
分解される。常圧低温プラズマ装置とは、常圧下におい
て、電子温度のみが極めて高い状態となっているプラズ
マを生じさせるプラズマ装置であって有機ハロゲン化物
質を分解することができるものであれば良く、好ましく
は常圧低温マイクロ波プラズマ装置または常圧低温放電
プラズマ装置が挙げられ、図１では常圧低温マイクロ波
プラズマ装置２０が示されている。Next, FIG. 1 shows a flow sheet of an exhaust gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, which will be described below. The embodiment of FIG. 1 has a configuration in which two normal-pressure low-temperature plasma devices are arranged in series. Exhaust gas containing a volatile organic substance is introduced into a first normal-pressure low-temperature plasma device, The reactive organic substance is decomposed by reacting with the plasma, and the exhaust gas after the decomposition reaction is discharged from the low-pressure plasma apparatus under normal pressure. Next, the exhaust gas is introduced along the flow of the exhaust gas into the second atmospheric pressure low-temperature plasma apparatus on the downstream side, and the volatile organic substances remaining in the exhaust gas are decomposed by reacting with the plasma. The normal-pressure low-temperature plasma device is a plasma device that generates plasma in which only the electron temperature is extremely high under normal pressure, as long as it can decompose an organic halide substance, and is preferably used. A normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus or a normal-pressure low-temperature discharge plasma apparatus is exemplified. FIG. 1 shows a normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus 20.
【００１０】図１の常圧低温マイクロ波プラズマ装置１
０および２０は、マイクロ波源１１を有し、これは導波
管１２によってマイクロ波空洞１３に接続されており、
マイクロ波空洞１３の中には容器１４が設置されてい
る。マイクロ波源１１のスイッチが入るとマイクロ波空
洞１３内にマイクロ波の場が発生し、その中に設置され
る容器１４内にもマイクロ波の場が発生する。容器１４
にはガス入口１７が設けられており、揮発性有機物質を
含む排ガスが前記ガス入口１７を通じて容器１４内に導
入され、プラズマ１６の燃料となる。プラズマ１６を発
生させるのに通常必要とされるマイクロ波の出力は０．
３〜５ｋＷである。容器１４内のプラズマ１６が高温に
なることに鑑みて、容器壁は石英などの耐熱材で造られ
る。Normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus 1 shown in FIG.
0 and 20 have a microwave source 11, which is connected to a microwave cavity 13 by a waveguide 12,
A container 14 is provided in the microwave cavity 13. When the microwave source 11 is switched on, a microwave field is generated in the microwave cavity 13, and a microwave field is also generated in the container 14 installed therein. Container 14
Is provided with a gas inlet 17, and an exhaust gas containing a volatile organic substance is introduced into the container 14 through the gas inlet 17 and becomes a fuel of the plasma 16. The microwave power normally required to generate the plasma 16 is 0.
3-5 kW. In consideration of the high temperature of the plasma 16 in the container 14, the container wall is made of a heat-resistant material such as quartz.
【００１１】容器１４には点火口１８も設けられてお
り、プラズマを生起させる際に、点火口１８を通じて電
極１９が挿入される。電極１９が容器１４内に存在する
ことによって、電極１９の先端に隣接した部位のマイク
ロ波の場の強さが増大し、この領域のマイクロ波の場の
強さが充分大きくなると放電が始まる。その結果、電極
１９の周辺の気体がイオン化し、プラズマ１６が形成さ
れて容器１４内の上部に浮遊する。容器１４内にプラズ
マ１６が生起した後、電極１９は容器１４から引き抜か
れる。電極１９は尖った先端を有する細長い部材であ
り、導電材料で造られていればよいが、マイクロ波の場
に影響を与えないという観点から、電極材料としては炭
素繊維が好ましい。容器１４内のプラズマ１６の大きさ
は、マイクロ波源１１の出力レベルを変化させることに
よって調節される。容器１４の下部には排気口１５が設
けられており、揮発性有機物質がプラズマと反応した後
のガスが排気口１５から排気される。The container 14 is also provided with an ignition port 18, and an electrode 19 is inserted through the ignition port 18 when generating plasma. The presence of the electrode 19 in the container 14 increases the intensity of the microwave field at a portion adjacent to the tip of the electrode 19, and discharge starts when the intensity of the microwave field in this region becomes sufficiently large. As a result, the gas around the electrode 19 is ionized, and the plasma 16 is formed and floats on the upper part in the container 14. After the plasma 16 is generated in the container 14, the electrode 19 is withdrawn from the container 14. The electrode 19 is an elongated member having a sharp tip, and may be made of a conductive material. From the viewpoint of not affecting the microwave field, carbon fiber is preferable as the electrode material. The size of the plasma 16 in the container 14 is adjusted by changing the output level of the microwave source 11. An exhaust port 15 is provided at a lower portion of the container 14, and a gas after the volatile organic substance has reacted with the plasma is exhausted from the exhaust port 15.
【００１２】マイクロ波の出力レベルは、マイクロ波源
１１に接続された電力制御手段２２によって、装置への
投入電力を制御することにより調節される。複数連結さ
れた常圧低温プラズマ装置にどのような比率で電力を投
入するかは自由であるが、装置全体の処理効率を鑑みる
と、排ガスの流れに応じて下流側ほど、つまり、図１に
示す態様においては第１の常圧低温マイクロ波プラズマ
装置１０よりも第２の常圧低温マイクロ波プラズマ装置
２０の方が投入電力を低減されることが好ましく、排ガ
スの流れに応じて下流側の常圧低温プラズマ装置へ投入
する電力は、前段の常圧低温プラズマ装置の２０〜１０
０％であり、好ましくは２０〜９０％である。図１には
常圧低温マイクロ波プラズマ装置の場合を示すが、他の
常圧低温プラズマ装置を用いた場合でも排ガス流れに沿
って下流の装置ほど投入電力を低減させることが好まし
い。The output level of the microwave is adjusted by controlling the power supplied to the device by a power control means 22 connected to the microwave source 11. The ratio of power supply to a plurality of connected normal-pressure low-temperature plasma devices is arbitrary. However, in view of the processing efficiency of the entire device, the downstream side, depending on the flow of exhaust gas, that is, FIG. In the embodiment shown, it is preferable that the input power of the second normal-pressure low-temperature microwave plasma device 20 is lower than that of the first normal-pressure low-temperature microwave plasma device 10, and that the downstream normal-side low-temperature microwave plasma device 20 is provided in accordance with the flow of exhaust gas. The power supplied to the normal-pressure low-temperature plasma device is 20 to 10
0%, preferably 20 to 90%. FIG. 1 shows the case of a normal-pressure low-temperature microwave plasma device, but it is preferable that the input power is reduced as the downstream device along the flow of exhaust gas decreases even when another normal-pressure low-temperature plasma device is used.
【００１３】第１の常圧低温マイクロ波プラズマ装置１
０の排気口１５排出された排ガスは、配管２１を介して
第２の常圧低温マイクロ波プラズマ装置２０のガス入り
口１７に移送され、排ガス中に残存する未反応のおよび
／または副生した揮発性有機物質が第２の常圧低温マイ
クロ波プラズマ装置で分解処理されることとなる。図１
に示した態様では、常圧低温プラズマ装置は２つ連結さ
れているが、２以上の任意の数だけ連結させ、揮発性有
機物質の分解処理に用いることができる。また、図１の
態様では、同じ常圧低温マイクロ波プラズマ装置を連結
させているが、常圧低温プラズマ装置であれば、例え
ば、図２に示すような常圧低温放電プラズマ装置など、
種類の異なる装置を連結させて用いることも可能であ
る。First normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus 1
The exhaust gas discharged from the exhaust port 15 is transferred to the gas inlet 17 of the second normal-pressure low-temperature microwave plasma device 20 via the pipe 21 and remains unreacted and / or by-produced volatilization remaining in the exhaust gas. The volatile organic substance is decomposed by the second normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus. FIG.
In the embodiment shown in (2), two normal-pressure low-temperature plasma devices are connected. However, any two or more normal-pressure low-temperature plasma devices can be connected and used for the decomposition treatment of volatile organic substances. Further, in the embodiment of FIG. 1, the same normal-pressure low-temperature microwave plasma device is connected, but if it is a normal-pressure low-temperature plasma device, for example, a normal-pressure low-temperature discharge plasma device as shown in FIG.
It is also possible to connect and use different types of devices.
【００１４】図２は、本発明にかかる排ガスの処理装置
に使用することができる常圧低温プラズマ装置の別の態
様である、常圧低温放電プラズマ装置の縦断面図であ
る。図２の円筒形の常圧低温放電プラズマ装置はパック
ドベッド式放電のものであり、内部電極３１および外部
電極３２を有しており、プラズマ処理室３９内であっ
て、両電極の間に粒状多孔質吸着剤３３と粒状強誘電体
物質３４が物理混合されて充填されている。内部電極３
１と外部電極３２の間には、電源３５によって高電圧が
印加される。プラズマ処理室３９の両端にはテフロン製
キャップ３６および押え板３７が設けられている。ま
た、該装置はガス入口３８を有しており、揮発性有機物
質を含む気体が前記ガス入口３８から導入される。導入
された揮発性有機物質を含む気体は、矢印ａの流路で一
端側のテフロン製押さえ板３７の透孔を通って多孔質吸
着剤３３を強誘電体物質３４に混合して充填したプラズ
マ処理室３９に導入され、揮発性有機物質および水蒸気
がプラズマにより分解処理された後、処理後の気体は他
端側の押さえ板３７の透孔から矢印ｂで示す流れとし
て、排気口４０から排出される。FIG. 2 is a vertical sectional view of a normal-pressure low-temperature discharge plasma apparatus which is another embodiment of the normal-pressure low-temperature plasma apparatus which can be used in the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention. The cylindrical normal-pressure low-temperature discharge plasma apparatus shown in FIG. 2 is of a packed-bed discharge type, has an internal electrode 31 and an external electrode 32, and is located in a plasma processing chamber 39 between the two electrodes. The porous adsorbent 33 and the granular ferroelectric substance 34 are physically mixed and filled. Internal electrode 3
A high voltage is applied between the first electrode and the external electrode 32 by a power supply 35. At both ends of the plasma processing chamber 39, a Teflon cap 36 and a holding plate 37 are provided. The apparatus also has a gas inlet 38 through which gas containing volatile organic substances is introduced. The introduced gas containing the volatile organic substance is mixed with the porous adsorbent 33 into the ferroelectric substance 34 through the through-hole of the Teflon-made holding plate 37 at one end in the flow path indicated by the arrow a to fill the plasma. After being introduced into the processing chamber 39 and the volatile organic substance and the water vapor are decomposed by the plasma, the processed gas is discharged from the exhaust port 40 through the through hole of the holding plate 37 on the other end side as a flow indicated by an arrow b. Is done.
【００１５】多孔質吸着剤３３としてはプラズマを発生
させるという観点から、非導電性物質が用いられ、無機
多孔質物質が好ましく、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ
Ｏ２、ゼオライト（Ａ型、Ｘ型、Ｙ型など）、ＴｉＯ２
等が挙げられる。強誘電体物質３４および多孔質吸着剤
３３は、充填層中に気体の通路を形成し得るようにする
ため粒状であることが好ましい。粒剤のサイズは、円柱
体の底面、楕円ないしは球状体の直径が１〜３ｍｍ、よ
り好ましくは１〜２ｍｍである。電源３５によって内部
電極３１と外部電極３２の間に印加する電圧は、処理す
る気体中の揮発性有機物質の濃度等により変化するが、
通常１〜１０ｋＶ／ｃｍ、好ましくは１〜５ｋＶ／ｃｍ
である。図２には示していないが、本発明において図２
に示す常圧低温放電プラズマ装置が使用される場合に
は、電源３５に電力制御手段２２が接続され、連結され
た前記装置間での電力供給の比率を調節するように構成
される。As the porous adsorbent 33, a non-conductive substance is used from the viewpoint of generating plasma, and an inorganic porous substance is preferable. For example, Al 2 O 3 , Si
O 2 , zeolite (A type, X type, Y type, etc.), TiO 2
And the like. The ferroelectric substance 34 and the porous adsorbent 33 are preferably in a granular form so that a gas passage can be formed in the packed bed. As for the size of the granule, the diameter of the bottom surface of the cylindrical body, the ellipse or the spherical body is 1 to 3 mm, and more preferably 1 to 2 mm. The voltage applied between the internal electrode 31 and the external electrode 32 by the power supply 35 changes depending on the concentration of the volatile organic substance in the gas to be processed,
Usually 1 to 10 kV / cm, preferably 1 to 5 kV / cm
It is. Although not shown in FIG. 2, in the present invention, FIG.
Is used, the power control means 22 is connected to the power supply 35 to adjust the ratio of power supply between the connected devices.
【００１６】常圧低温放電プラズマ装置としては、図２
に示したものの他に、例えば、沿面放電、バリア放電、
パルス放電またはキャピラリチューブ式放電などの放電
方法を用いるプラズマ装置が挙げられるが、これらに限
定されるものではない。FIG. 2 shows an ordinary-pressure low-temperature discharge plasma apparatus.
In addition to those shown in, for example, surface discharge, barrier discharge,
Examples include, but are not limited to, a plasma device using a discharge method such as pulse discharge or capillary tube discharge.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により説
明する。以下に示す実施例１、比較例３および比較例４
においては、常圧低温プラズマ装置として、マイクロ波
源への投入電力が０．５ｋＷ〜２．０ｋＷの範囲で可変
であり、マイクロ波空洞内に反応容器として内容積３０
０ｍｌの石英製反応容器を備えた、常圧低温マイクロ波
プラズマ装置を２台直列に接続したものを使用した。以
下、直列に接続された常圧低温マイクロ波プラズマ装置
のうち、ガスの流れに従って上流側を第１の装置、下流
側を第２の装置と記載する。一方、比較例１および比較
例２においては上述のマイクロ波プラズマ装置を１台の
みで使用した。The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples. Example 1, Comparative Example 3 and Comparative Example 4 shown below
, As a normal-pressure low-temperature plasma device, the input power to the microwave source is variable in the range of 0.5 kW to 2.0 kW, and the reaction vessel has an inner volume of 30 kW in the microwave cavity.
A normal pressure low-temperature microwave plasma apparatus equipped with a 0 ml quartz reaction vessel and connected in series was used. Hereinafter, among the normal-pressure low-temperature microwave plasma devices connected in series, the upstream side is referred to as a first device and the downstream side is referred to as a second device according to the flow of gas. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, only one microwave plasma device was used.
【００１８】実施例１ 上述の２台直列の装置にトルエン濃度が０．１体積％の
トルエン／空気混合気体を２リットル／分で導入し、第
１の装置への投入エネルギーは０．９ｋＷ、第２の装置
への投入エネルギーは０．５ｋＷと、２台合わせて合計
１．４ｋＷのエネルギーを投入してマイクロ波を照射し
た。マイクロ波プラズマ装置の排気口から排出されるト
ルエン濃度を測定し、トルエン分解率を算出したとこ
ろ、９９％であった。 比較例１ １台の装置にトルエン濃度が０．１体積％のトルエン／
空気混合気体を２リットル／分で導入し、１．４ｋＷの
エネルギーを投入してマイクロ波を照射した。マイクロ
波プラズマ装置の排気口から排出されるトルエン濃度を
測定し、トルエン分解率を算出したところ、９３％であ
った。 比較例２ １台の装置にトルエン濃度が０．１体積％のトルエン／
空気混合気体を２リットル／分で導入し、１．９ｋＷの
エネルギーを投入してマイクロ波を照射した。マイクロ
波プラズマ装置の排気口から排出されるトルエン濃度を
測定し、トルエン分解率を算出したところ、９９％であ
った。これら実施例１、比較例１および比較例２の結果
から、装置を直列に配置することによって同じ分解率を
得るときの装置全体への投入電力が低減されることは明
らかである。Example 1 A toluene / air mixed gas having a toluene concentration of 0.1% by volume was introduced at a rate of 2 liter / minute into the above-mentioned two devices in series, and the energy input to the first device was 0.9 kW. The energy input to the second device was 0.5 kW, and a total of 1.4 kW of energy was input to the two devices for microwave irradiation. The concentration of toluene discharged from the outlet of the microwave plasma apparatus was measured, and the toluene decomposition rate was calculated to be 99%. Comparative Example 1 Toluene containing 0.1% by volume of toluene /
An air-mixed gas was introduced at a rate of 2 liters / minute, and energy of 1.4 kW was applied to irradiate a microwave. The concentration of toluene discharged from the outlet of the microwave plasma apparatus was measured, and the toluene decomposition rate was calculated to be 93%. Comparative Example 2 Toluene having a toluene concentration of 0.1% by volume
An air-mixed gas was introduced at a rate of 2 liters / minute, and 1.9 kW of energy was applied to irradiate a microwave. The concentration of toluene discharged from the outlet of the microwave plasma apparatus was measured, and the toluene decomposition rate was calculated to be 99%. From the results of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, it is clear that the power input to the entire apparatus when the same decomposition rate is obtained by arranging the apparatuses in series is reduced.
【００１９】比較例３ 上述の２台直列の装置にトルエン濃度が０．１体積％の
トルエン／空気混合気体を２リットル／分で導入し、第
１の装置への投入エネルギーは０．７ｋＷ、第２の装置
への投入エネルギーは０．７ｋＷと、２台合わせて合計
１．４ｋＷのエネルギーを投入してマイクロ波を照射し
た。マイクロ波プラズマ装置の排気口から排出されるト
ルエン濃度を測定し、トルエン分解率を算出したとこ
ろ、９７％であった。 比較例４ 上述の２台直列の装置にトルエン濃度が０．１体積％の
トルエン／空気混合気体を２リットル／分で導入し、第
１の装置への投入エネルギーは０．８ｋＷ、第２の装置
への投入エネルギーは０．８ｋＷと、２台合わせて合計
１．６ｋＷのエネルギーを投入してマイクロ波を照射し
た。マイクロ波プラズマ装置の排気口から排出されるト
ルエン濃度を測定し、トルエン分解率を算出したとこ
ろ、９９％であった。これら実施例１、比較例３および
比較例４の結果から、装置を直列に配置し、かつ下流側
の投入電力を低減することで、同じ分解率を得る時の装
置全体への投入電力が低減されることは明らかである。Comparative Example 3 A toluene / air mixed gas having a toluene concentration of 0.1% by volume was introduced into the above-mentioned two devices in series at a rate of 2 liters / minute, and the energy input to the first device was 0.7 kW. The energy input to the second device was 0.7 kW, and a total of 1.4 kW of energy was input to the two devices for microwave irradiation. The concentration of toluene discharged from the outlet of the microwave plasma apparatus was measured, and the toluene decomposition rate was calculated to be 97%. Comparative Example 4 A toluene / air mixed gas having a toluene concentration of 0.1% by volume was introduced into the above-described two devices in series at a rate of 2 liters / minute, the energy input to the first device was 0.8 kW, and the The energy input to the device was 0.8 kW, and a total of 1.6 kW of energy was input to the two devices to irradiate microwaves. The concentration of toluene discharged from the outlet of the microwave plasma apparatus was measured, and the toluene decomposition rate was calculated to be 99%. From the results of Example 1, Comparative Example 3 and Comparative Example 4, by arranging the devices in series and reducing the input power on the downstream side, the input power to the entire device when obtaining the same decomposition rate is reduced. Obviously.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の揮発性有
機物質を含む排ガスの処理装置および方法によれば、常
圧低温プラズマ装置を複数連結させて分解処理するの
で、常圧低温プラズマ装置を１台で使用した場合に比
べ、装置全体への投入電力を低減させることが可能とな
る。また、連結された常圧低温プラズマ装置への投入電
力を、電力制御手段によって排ガスの流れに沿って下流
側ほど投入電力を低減させることにより、装置全体への
投入電力を低減させることが可能となる。As described above, according to the apparatus and method for treating an exhaust gas containing a volatile organic substance of the present invention, a plurality of normal-pressure low-temperature plasma devices are connected to perform decomposition treatment. It is possible to reduce the power input to the entire apparatus as compared with the case where only one is used. In addition, it is possible to reduce the input power to the connected normal-pressure low-temperature plasma device by reducing the input power to the downstream side along the flow of the exhaust gas by the power control means by the power control means. Become.
【図１】 図１は本発明に係る排ガスの処理装置の一態
様を示すフローシートである。FIG. 1 is a flow sheet showing one embodiment of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
【図２】 図２は本発明に係る排ガスの処理装置に用い
ることができる常圧低温放電プラズマ処理装置の一態様
である。FIG. 2 is an embodiment of a normal-pressure low-temperature discharge plasma processing apparatus that can be used in the exhaust gas processing apparatus according to the present invention.
１０ 第１の常圧低温マイクロ波プラズマ装置 ２０ 第２の常圧低温マイクロ波プラズマ装置 ２２ 電力制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus 20 2nd normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus 22 Power control means
Claims (5)
る常圧低温プラズマ装置が複数段直列に配置されたこと
を特徴とする揮発性有機物質を含む排ガスの処理装置。1. An apparatus for treating exhaust gas containing volatile organic substances, wherein a plurality of normal-pressure low-temperature plasma apparatuses for decomposing and processing volatile organic substances in exhaust gas are arranged in series.
って、排ガスの流れに沿って下流側の常圧低温プラズマ
装置ほど装置への投入電力を低減させる電力制御手段を
さらに有する揮発性有機物質を含む排ガスの処理装置。2. The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, further comprising a power control means for reducing the electric power supplied to the apparatus as the atmospheric pressure low-temperature plasma apparatus on the downstream side along the flow of the exhaust gas decreases. An exhaust gas treatment device containing organic substances.
の処理装置であって、常圧低温プラズマ装置が常圧低温
マイクロ波プラズマ装置または常圧低温放電プラズマ装
置である揮発性有機物質を含む排ガスの処理装置。3. The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the normal-pressure low-temperature plasma apparatus is a normal-pressure low-temperature microwave plasma apparatus or a normal-pressure low-temperature discharge plasma apparatus. Waste gas treatment equipment including.
置された手段によって排ガス中の揮発性有機物質を分解
処理する方法であって、排ガスの流れに沿って下流側の
常温低圧プラズマ装置ほど装置への投入電力が低減され
ていることを特徴とする揮発性有機物質を含む排ガスの
処理方法。4. A method for decomposing volatile organic substances in exhaust gas by means of a plurality of normal-pressure low-temperature plasma devices arranged in series, wherein the lower-temperature normal-temperature plasma device is disposed on the downstream side along the flow of the exhaust gas. A method for treating an exhaust gas containing a volatile organic substance, wherein power supplied to the apparatus is reduced.
って、常圧低温プラズマ装置が常圧低温マイクロ波プラ
ズマ装置または常圧低温放電プラズマ装置である揮発性
有機物質を含む排ガスの処理方法。5. The method for treating exhaust gas according to claim 4, wherein the atmospheric pressure low-temperature plasma device is an atmospheric pressure low-temperature microwave plasma device or an atmospheric pressure low-temperature discharge plasma device. Method.
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|---|---|---|---|
| JP34010299A JP2001149741A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Device and method for treating waste gas containing volatile organic substance |
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| JP (1) | JP2001149741A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454424B1 (en) * | 2001-06-22 | 2004-10-26 | 주식회사제4기한국 | Harmful gas purifying apparatus and thereof method by using bio filter and micro wave |
| WO2010027184A2 (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-11 | 트리플코어스코리아 | Waste gas removal system using low-pressure and atmospheric pressure plasma |
| CN109499361A (en) * | 2018-12-28 | 2019-03-22 | 中科新天地（合肥）环保科技有限公司 | The exhaust device and technique of white domestic appliances industry are administered based on plasma technique |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP34010299A patent/JP2001149741A/en active Pending
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| KR100454424B1 (en) * | 2001-06-22 | 2004-10-26 | 주식회사제4기한국 | Harmful gas purifying apparatus and thereof method by using bio filter and micro wave |
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| WO2010027184A3 (en) * | 2008-09-02 | 2010-07-08 | 트리플코어스코리아 | Waste gas removal system using low-pressure and atmospheric pressure plasma |
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| CN109499361A (en) * | 2018-12-28 | 2019-03-22 | 中科新天地（合肥）环保科技有限公司 | The exhaust device and technique of white domestic appliances industry are administered based on plasma technique |
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