JP2001300257A

JP2001300257A - プラズマ分解による排ガス処理装置及び分解方法

Info

Publication number: JP2001300257A
Application number: JP2000125494A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Kawamura; 啓介川村; Kohei Kawazoe; 浩平川添; Katsuhiko Kobayashi; 勝彦小林; Megumi Shida; 惠志田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-10-30

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガス中に含有されるダイオキシン類等の有
害物質を無害化するためのプラズマ処理を用いた排ガス
処理装置及び方法を提供することを課題とする。【解決手段】焼却炉１１から排出される排ガス１２を
浄化する排ガス処理装置であって、冷却手段１３による
冷却後の排ガス１２中の有害物質をプラズマ分解するプ
ラズマ分解処理装置１４と、該プラズマ分解処理後の排
ガス中の煤塵を除塵する除塵装置１５と、除塵処理後の
清浄化されたクリーンガス１６を外部へ排出する煙突１
７とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば都市ゴミ焼
却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等の各種焼却炉、
熱分解炉、溶融炉等から排出される排ガス等に含有する
有害物質を浄化する技術に関し、特に排ガス中に含有さ
れるダイオキシン類等のハロゲン化芳香族化合物，高縮
合度芳香族炭化水素，環境ホルモン，窒素酸化物，硫黄
酸化物等や揮発性有機化合物等を無害化するためのプラ
ズマ処理を用いた排ガス処理装置及び方法に関する。

【０００２】

【背景の技術】従来では、都市ゴミ焼却炉から発生する
排ガス中に含有されるダイオキシン類は降温条件下（約
８５０℃）で酸素注入し、化学反応で分解していたが、
酸素が豊富なため、ガス冷却過程において再合成が進行
し、問題となっている。

【０００３】また、排ガス中の有害物質を触媒で分解す
ることも提案されているが、排ガス中の煤塵等を除去す
るために設けられている除塵装置（例えばバグフィルタ
等）の処理においては、濾布の耐久性向上のために、排
ガス温度を１５０℃程度まで冷却しており、集塵後の低
温の排ガス中のダイオキシン類等の有害物質を高効率
（分解率９０％以上）で分解することができないのが現
状である。

【０００４】さらに、除塵処理で除去できなかった微細
な浮遊物質に吸着しているダイオキシン類等の有害物質
の分解処理することの要望がある。

【０００５】また、近年いわゆる「テールエンド処理」
という、ダイオキシン類等の環境ホルモンのゼロエミッ
ション化に向けて触媒等の分解処理後に、さらに、活性
炭で残存ダイオキシン類を吸着し、除去する方法が提案
されている。しかしながら、この提案方法では、活性炭
吸着塔の下流側への活性炭の飛散や、使用済み活性炭の
処理が、更に必要となるという問題がある。

【０００６】そこで本発明は、排ガス中の例えばダイオ
キシン類等の環境有害物質を効率よくプラズマ処理でき
るプラズマ分解による排ガス処理装置及び分解方法を提
供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する［請
求項１］の発明は、焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排
出される排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、冷
却手段による冷却後の排ガス中の有害物質をプラズマ分
解するプラズマ分解処理装置と、該プラズマ分解処理後
の排ガス中の煤塵を除塵する除塵装置とからなることを
特徴とする。

【０００８】［請求項２］の発明は、焼却炉，熱分解
炉，溶融炉等から排出される排ガスを浄化する排ガス処
理装置であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤
塵を除塵する除塵装置と、該除塵処理後の排ガス中の有
害物質をプラズマ分解するプラズマ分解処理装置とから
なることを特徴とする。

【０００９】［請求項３］の発明は、焼却炉，熱分解
炉，溶融炉等から排出される排ガスを浄化する排ガス処
理装置であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤
塵を除塵する除塵装置と、該除塵処理後の排ガス中の有
害物質をプラズマ分解するプラズマ分解処理装置と、プ
ラズマ分解処理後の排ガス中の有害物質を触媒分解する
触媒装置とからなることを特徴とする。

【００１０】［請求項４］の発明は、焼却炉，熱分解
炉，溶融炉等から排出される排ガスを浄化する排ガス処
理装置であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤
塵を除塵する除塵装置と、該除塵処理後の排ガス中の有
害物質を触媒分解する触媒装置と、該触媒処理後の排ガ
ス中の有害物質をプラズマ分解するプラズマ分解処理装
置とからなることを特徴とする。

【００１１】［請求項５］の発明は、請求項２又は４に
おいて、上記プラズマ分解処理装置が煙突内に配設され
てなることを特徴とする。

【００１２】［請求項６］の発明は、請求項１乃至５の
いずれか１項において、上記プラズマ分解処理装置が排
ガス中の有害物質を直接プラズマ分解することを特徴と
する。

【００１３】［請求項７］の発明は、請求項６におい
て、上記プラズマ分解処理装置がストリーマ放電により
排ガス中の有害物質を直接プラズマ分解することを特徴
とする。

【００１４】［請求項８］の発明は、請求項７におい
て、上記プラズマ分解処理装置が、互いに対向する一組
の電極を備えてなり、該対向距離がパルス幅τの高電圧
が印加可能である電極間距離ｄとする際、ストリーマ放
電の進展速度をｖ_sとしたときに、上記パルス幅τが、５^-1（ｄ／ｖ_s）≦τ≦５（ｄ／ｖ_s）なる条件を満たすことを特徴とする。

【００１５】［請求項９］の発明は、請求項８におい
て、上記電極間における放電の発生頻度ｆを、ｆ≦１kp
psとなるよう規定することを特徴とする。

【００１６】［請求項１０］の発明は、請求項７におい
て、上記プラズマ分解処理装置が、複数の線状電極と、
該線状電極に対向するとともに一定の距離を隔てて備え
られた平板状電極と、上記線状電極と上記平板状電極と
の間において上記線状電極に垂直な方向に流通する排ガ
スとから少なくとも構成され、且つ上記線状電極と上記
平板状電極との間における上記排ガスの滞留時間ｔが、 0.５〔ｓ〕≦ｔ〔ｓ〕≦２０〔ｓ〕なる条件を満たすことを特徴とする。

【００１７】［請求項１１］の発明は、請求項７におい
て、上記プラズマ分解処理装置が、線状電極と、その周
囲に配置した円筒状電極と、該円筒状電極の内部を流通
する排ガスとから少なくとも構成され、且つ上記円筒状
電極の長さをＬ、上記排ガスの両電極間における流通速
度をｖ_fとしたときに、 0.５〔ｓ〕≦（Ｌ／ｖ_f）〔ｓ〕≦２０〔ｓ〕なる条件を満たすことを特徴とする。

【００１８】［請求項１２］の発明は、請求項２乃至５
のいずれか１項において、上記プラズマ分解処理装置
が、排ガス中の有害物質をプラズマ処理用吸着体で吸着
した後、該吸着された有害物質物質をプラズマ分解する
ことを特徴とする。

【００１９】［請求項１３］の発明は、請求項１２にお
いて、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極および
第２の電極と、この第１の電極と第２の電極の間に電位
差を付与する電位差付与手段と、この第１の電極と第２
の電極の間に配設されて有害物質を吸着する吸着材とを
備え、上記第１の電極と第２の電極間に電位差を付与す
ることにより、上記吸着材に吸着された有害物質を吸着
材表面及びその近傍で分解することを特徴とする。

【００２０】［請求項１４］の発明は、請求項１２にお
いて、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極および
第２の電極と、この第１の電極と第２の電極の間に電位
差を付与する電位差付与手段と、この第１の電極と第２
の電極の間に配設されて有害物質を吸着する吸着材とを
備え、上記第１の電極と第２の電極間に電位差を付与す
ることにより、上記吸着材に吸着された有害物質を還元
雰囲気中吸着材表面及びその近傍で分解することを特徴
とする。

【００２１】［請求項１５］の発明は、請求項１４にお
いて、上記吸着材を収納する容器を設け、この容器内に
還元ガスを供給する還元ガス供給手段を設けたことを特
徴とする。

【００２２】［請求項１６］の発明は、請求項１２にお
いて、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極および
第２の電極と、この第１の電極と第２の電極の間に電位
差を付与する電位差付与手段と、この第１の電極と第２
の電極の間に配設されて有害物質を吸着する吸着材とか
ら成る分解ユニットを複数個備え、かつ各々の分解ユニ
ットの吸着材に排気ガスを供給するガス供給手段と吸着
材からガスを排出するガス排出手段を設けたことを特徴
とする。

【００２３】［請求項１７］の発明は、請求項１２にお
いて、上記吸着材を収納する容器を設け、この容器内
に還元ガスを供給する還元ガス供給手段を設けたことを
特徴とする。

【００２４】［請求項１８］の発明は、請求項１３，１
４又は１６において、上記吸着材を収納する容器内に
光触媒を分散してなることを特徴とする。

【００２５】［請求項１９］の発明は、請求項１２にお
いて、上記プラズマ処理用吸着体が内部に強誘電体を配
してなることを特徴とする。

【００２６】［請求項２０］の発明は、請求項１２に
おいて、上記プラズマ処理用吸着体が、強誘電体の比誘
電率が１００以上であり、上記吸着材の比誘電率が１〜
２０であることを特徴とする。

【００２７】［請求項２１］の発明は、請求項１２にお
いて、上記プラズマ処理用吸着体のマクロポアが４〜１
００μｍであることを特徴とする。

【００２８】［請求項２２］の発明は、請求項１２に
おいて、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極及び
第２の電極と、該第１の電極と第２の電極の間に電位差
を付与する電位差付与手段と、上記第１の電極と第２の
電極の間に配設されて有害物質を吸着するプラズマ処理
用吸着体を収容するプラズマ処理容器とを備えてなり、
上記第１の電極と第２の電極間に電位差を付与するこ
とにより、上記吸着体に吸着された有害物質を吸着体の
内部，表面及びその近傍で分解することを特徴とする。

【００２９】［請求項２３］の発明は、請求項１２にお
いて、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極及び第
２の電極と、該第１の電極と第２の電極の間に高電圧を
付与する商用周波数高電圧電源と、該商用周波数高電圧
に高電圧パルスを重畳する高電圧パルス電源と、上記第
１の電極と第２の電極の間に配設されて有害物質を吸着
するプラズマ処理用吸着体を収容するプラズマ処理容器
とを備えてなり、上記第１の電極と第２の電極間に電位
差を付与することにより、上記吸着体に吸着された有害
物質を吸着材の内部，表面及びその近傍で分解すること
を特徴とする。

【００３０】［請求項２４］の発明は、請求項２３にお
いて、プラズマ処理容器に収容される吸着体と共にスペ
ーサを収容し、該スペーサが光触媒を担持してなること
を特徴とする。

【００３１】［請求項２５］の発明は、請求項７におい
て、上記プラズマ分解処理装置が、排ガスの流れるプラ
ズマ処理容器内部にガス流れ制御体を設けたことを特徴
とする。

【００３２】［請求項２６］の発明は、請求項２５にお
いて、上記ガス流れ制御体を、上記プラズマ処理容器の
上流側に向かうにつれて狭くする間隔で複数個設けたこ
と特徴とする。

【００３３】［請求項２７］の発明は、請求項２５又は
２６において、上記プラズマ処理容器の上記排ガスの流
れる方向に対して垂直な断面積をＡ₁、上記ガス流れ制
御体の開口部の面積をＡ₂としたとき、上記ガス流れ制
御体が、0.２≦Ａ₂／Ａ₁≦0.５で大儀される開口面積
を有することを特徴とする。

【００３４】［請求項２８］の発明は、請求項７におい
て、上記プラズマ分解処理装置が、放電プラズマを発生
させる負極と正極とからなる電極と、該電極間にパルス
電圧を印加するパルス電源と、上記負極電極の表面にプ
ラズマ放電により発光する紫外線を受けて電子（ｅ^-）
を励起し、ホール（ｈ⁺) を形成し、酸素及び／又はＨ
₂Ｏの存在によりオキサイドイオン（Ｏ₂ ^-）と、ＯＨ
ラジカルとを生成する光触媒とを具備してなり、放電プ
ラズマによる有害物質の分解と、オキサイドイオン（Ｏ
₂ ^-）と、ＯＨラジカルとの作用による有害物質の分解
とを行うことを特徴とする。

【００３５】［請求項２９］の発明は、請求項２８にお
いて、上記光触媒が導電材料を混合してなることを特徴
とする。

【００３６】［請求項３０］の発明は、請求項２８又は
２９において、上記負極電極の表面に光触媒と導電材料
とが所定間隔をおいて形成してなることを特徴とする。

【００３７】［請求項３１］の発明は、請求項２８乃至
３０のいずれか一項において、上記光触媒が吸着材を混
合してなることを特徴とする。

【００３８】［請求項３２］の発明は、請求項２８乃至
３１いずれか一項において、上記光触媒がＮ型又はＰ型
半導体材料を混合してなることを特徴とする。

【００３９】［請求項３３］の発明は、請求項２８乃至
３２いずれか一項において、上記パルス幅が５ｎｓ〜１
００ｎｓであることを特徴とする。

【００４０】［請求項３４］の発明は、請求項１乃至３
３のいずれか一項において、上記排ガス中の有害物質が
ダイオキシン類，ポリハロゲン化ビフェニル類，ハロゲ
ン化ベンゼン類，ハロゲン化フェノール類及びハロゲン
化トルエン類から選ばれる少なくとも一種のハロゲン化
芳香族化合物並びに高縮合度芳香族炭化水素，環境ホル
モンであることを特徴とする。

【００４１】［請求項３５］の発明は、請求項３４にお
いて、上記ダイオキシン類が、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−
ダイオキシン類（ＰＣＤＤｓ）、ポリ塩化ジベンゾフラ
ン類（ＰＣＤＦｓ）、ポリ臭化ジベンゾ−ｐ−ダイオキ
シン類（ＰＢＤＤｓ）、ポリ臭化ジベンゾフラン類（Ｐ
ＢＤＦｓ）、ポリ弗化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類
（ＰＦＤＤｓ）、ポリ弗化ジベンゾフラン類（ＰＦＤＦ
ｓ）、ポリ沃素化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類（ＰＩ
ＤＤｓ）、ポリ沃素化ジベンゾフラン類（ＰＩＤＦｓ）
であることを特徴とする。

【００４２】［請求項３６］の発明は、請求項１乃至３
３のいずれか一項において、還元ガス雰囲気下でプラズ
マ分解を行うことを特徴とする。

【００４３】［請求項３７］の発明は、焼却炉，熱分解
炉，溶融炉等から排出される排ガスを浄化する排ガス処
理方法であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の有
害物質をプラズマ分解処理した後、排ガス中の煤塵を除
塵することを特徴とする。

【００４４】［請求項３８］の発明は、焼却炉，熱分解
炉，溶融炉等から排出される排ガスを浄化する排ガス処
理方法であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤
塵を除塵した後、排ガス中の有害物質をプラズマ分解す
ることを特徴とする。

【００４５】［請求項３９］の発明は、焼却炉，熱分解
炉，溶融炉等から排出される排ガスを浄化する排ガス処
理方法であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤
塵を除塵した後、排ガス中の有害物質をプラズマ分解処
理し、その後、排ガス中の有害物質を触媒分解すること
を特徴とする。

【００４６】［請求項４０］の発明は、焼却炉，熱分解
炉，溶融炉等から排出される排ガスを浄化する排ガス処
理方法であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤
塵を除塵した後、排ガス中の有害物質を触媒分解し、そ
の後、排ガス中の有害物質をプラズマ分解することを特
徴とする。

【００４７】［請求項４１］の発明は、請求項３８又は
４０において、上記プラズマ分解処理を煙突内で行うこ
とを特徴とする。

【００４８】［請求項４２］の発明は、請求項３７乃至
４１のいずれか１項において、上記プラズマ分解処理が
排ガス中の有害物質を直接プラズマ分解することを特徴
とする。

【００４９】［請求項４３］の発明は、請求項３８乃至
４１のいずれか１項において、上記プラズマ分解処理が
排ガス中の有害物質をプラズマ処理用吸着体で吸着した
後、該吸着された有害物質物質をプラズマ分解すること
を特徴とする。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００５１】［第１の実施の形態］＜第１の排ガス処理システム＞図１は本発明の第１の実
施の形態にかかるプラズマ分解による排ガス処理装置で
ある。なお、以下の実施の形態においては、排ガスを排
出する代表的な例として焼却炉を例にとり説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。図１に示すよ
うに、焼却炉１１から排出される排ガス１２を浄化する
排ガス処理装置であって、冷却手段１３による冷却後の
排ガス１２中の有害物質をプラズマ分解するプラズマ分
解処理装置１４と、該プラズマ分解処理後の排ガス中の
煤塵を除塵する除塵装置１５と、除塵処理後の清浄化さ
れたクリーンガス１６を外部へ排出する煙突１７とから
なるものである。本発明のプラズマ分解処理装置１４で
は、少ない消費電力でダイオキシン類を９０％以上分解
できるので、排ガス中のガス状のダイオキシン類や、灰
に付着又は内包されているダイオキシン類を効率よく分
解できる。また、排ガス中にアンモニア等の塩基性物質
を噴霧することで同時に脱硝・脱硫することも可能であ
る。しかも、ダスト・フューム等の存在下でもプラズマ
生成が可能であるので、効率よくダイオキシン類等の有
害物質を分解処理することが可能となる。

【００５２】本発明では、ガス冷却後の排ガスを中の有
害物質をプラズマ分解処理するので、排ガス中の有害物
質が低減された状態で除塵装置１５へ送られることにな
るので、除塵装置に付着した煤塵は有害物質が極めて少
ない状態となり、そのまま溶融処理又は固化処理等の通
常の処分をすることが可能となる。また、煤塵を処理す
る場合においてもダイオキシン類が多く含有している場
合と異なり、灰処理経費の節減となる。プラズマ処理は
灰中のミスト等が存在していても分解処理することがで
きる。

【００５３】図２は本実施の形態にかかるプラズマ分解
処理装置１４の一例を示す概略図であり、線（＋極）対
円筒（−極）プラズマ処理容器（反応容器）の一例であ
る。図３は、上記反応容器本体に内装される個々の反応
容器の詳細図である。図２及び図３に示すように、本実
施の形態にかかるプラズマ分解処理装置１４は、反応容
器本体２０内に内装され、複数本の円筒電極と個々の円
筒電極内に配設された線電極とからなり、上記円筒電極
２１を負極（−）とし、上記線電極２２を正極（＋）と
すると共に、両電極２１，２２間にパルス電圧を印加す
るパルス電源２３を設けてなり、上記パルス印加により
発生するプラズマ放電により導入される排ガス１２中の
有害物質をプラズマのストリーマ放電により分解して排
ガス中のダイオキシン類等の有害物質を分解するもので
ある。図２中、符号２４は冷却塔からの排ガスを導入す
る排気ダクトであり、２５は煤塵処理を行う除塵装置へ
排ガスを導く排気ダクトである。

【００５４】ここで、本発明で処理する対象の有害物質
の１つのダイオキシン類のプラズマ分解原理は現時点に
おいて定かではないが、下記「化１」を参照してその分
解メカニズムの一例を説明する。先ず、上記プラズマ分
解処理装置においては、図４に示すような、ストリーマ
放電プラズマが発生する。すなわち、線電極（＋）２２
から円筒電極（−）２１に向かって発生するストリーマ
放電プラズマ２６により、該プラズマ２６中の高エネル
ギー電子２７の物理的衝突により、有害物質であるダイ
オキシン類のエテール結合を解離させたり、ベンゼン環
を破壊させたりする。また、高エネルギー電子２７がダ
イオキシン類に直接衝突し、その衝撃によりダイオキシ
ン類のエーテル結合やベンゼン環等を分解する。また、
上記ストリーマ放電により、排ガス１２中の水分やＮ₂
を分解し、ヒドロシキラジカル（ＯＨ・）、窒素ラジカ
ル（Ｎ・）、酸素ラジカル（Ｏ・）等の活性体が発生
し、これらの種々のラジカルにより排ガス中の有害物質
を分解している。

【化１】

【００５５】ここで、本発明で分解処理する排ガス中の
有害物質とは、例えば窒素酸化物の他、ダイオキシン類
やＰＸＢ（Ｘはハロゲンを表す。）類に代表される有害
なハロゲン化芳香族化合物、高縮合度芳香族炭化水素等
の有害物質をいうが、本発明の酸化触媒作用により分解
できる排ガス中の有害物質（又は環境ホルモン）であれ
ばこれらに限定されるものではない。本発明で分解処理
する排ガスや飛灰中に含まれる芳香族ハロゲン系化合物
としては、ダイオキシン類やＰＣＢ類に代表される有害
な物質（例えば環境ホルモン）であればこれらに限定さ
れるものではない。ここで、上記ダイオキシン類とは、
ポリハロゲン化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類（ＰＸＤ
Ｄｓ）及びポリハロゲン化ジベンゾフラン類（ＰＸＤＦ
ｓ）の総称であり（Ｘはハロゲンを示す）、ハロゲン系
化合物とある種の有機ハロゲン化合物の燃焼時に微量発
生するといわれる。ハロゲンの数によって一ハロゲン化
物から八ハロゲン化物まであり、これらのうち、特に四
塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン（Ｔ₄ＣＤＤ）は、最
も強い毒性を有するものとして知られている。なお、有
害なハロゲン化芳香族化合物としては、ダイオキシン類
の他にその前駆体となる種々の有機ハロゲン化合物（例
えば、フェノール，ベンゼン等の芳香族化合物（例えば
ハロゲン化ベンゼン類，ハロゲン化フェノール及びハロ
ゲン化トルエン等）、ハロゲン化アルキル化合物等）が
含まれており、排ガス中、飛灰中等から除去する必要が
ある。すなわち、ダイオキシン類とは塩素化ダイオキシ
ン類のみならず、臭素化ダイオキシン類等のハロゲン化
ダイオキシン類を表す。また、ＰＸＢ類（ポリハロゲン
化ビフェニル類）はビフェニルにハロゲン原子が数個付
加した化合物の総称であり、ハロゲンの置換数、置換位
置により異性体があるが、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニ
ル）の場合では、２，６−ジクロロビフェニル、２，2'
−ジクロロビフェニル、２，３，５−トリクロロビフェ
ニル等が代表的なものであり、毒性が強く、焼却した場
合にはダイオキシン類が発生するおそれがあるものとし
て知られており、排ガス中、飛灰中等から除去する必要
がある。なお、ＰＸＢ類には当然コプラナーＰＸＢも含
まれるのはいうまでもない。また、高縮合度芳香族炭化
水素は多核芳香族化合物の総称であり、単数又は複数の
ＯＨ基を含んでもよく、発癌性物質として認められてお
り、排ガス中から除去する必要がある。また、多くの製
造工程においては、煤塵に加えて、例えばホルムアルデ
ヒド，ベンゼン又はフェノールのような気体状有機化合
物を含む排ガスが発生することもある。これらの有機化
合物もまた、環境汚染物質であり、人間の健康を著しく
損ねるので、排ガス中から除去する必要がある。

【００５６】また、本発明で処理される窒素酸化物と
は、通常ＮＯ及びＮＯ₂の他、これらの混合物をいい、
ＮＯｘとも称されている。しかし、該ＮＯｘにはこれら
以外に各種酸化数の、しかも不安定な窒素酸化物も含ま
れている場合が多い。従ってｘは特に限定されるもので
はないが通常１〜２の値である。雨水等で硝酸、亜硝酸
等になり、またはＮＯは光化学スモッグの主因物質の一
つであるといわれており、人体には有害な化合物であ
る。

【００５７】本発明により、上述した有害物質である窒
素酸化物，ハロゲン化芳香族化合物，高縮合度芳香族炭
化水素等の有害物質や気体状有機化合物をプラズマ分解
して無害化処理することができる。

【００５８】また窒素酸化物については本発明のプラズ
マ処理装置の前流側に塩基性物質（例えばアンモニア
等）を存在させ、還元反応により無害化処理が行われ
る。

【００５９】［第２の実施の形態］＜第２の排ガス処理システム＞図５は本発明の第２の実
施の形態にかかるプラズマ分解による排ガス処理装置で
ある。

【００６０】図５に示すように、焼却炉１１から排出さ
れる排ガス１２を浄化する排ガス処理装置であって、冷
却手段１３による冷却後の排ガス１２中の煤塵を除塵す
る除塵装置１５と、該除塵処理後の排ガス中の有害物質
をプラズマ分解するプラズマ分解処理装置１４と、除塵
処理後のクリーンなガスを外部へ排出する煙突１７とか
らなるものであり、第１のシステムとは除塵処理の後に
プラズマ処理する点が相違する。

【００６１】本システムでは、排ガス中のダイオキシン
類及び除塵装置１４で除去できなかったサブミクロンの
排ガス中のダイオキシン類を分解処理することができ
る。

【００６２】［第３の実施の形態］＜第３の排ガス処理システム＞図６は本発明の第３の実
施の形態にかかるプラズマ分解による排ガス処理装置で
ある。

【００６３】図６に示すように、焼却炉１１から排出さ
れる排ガス１２を浄化する排ガス処理装置であって、冷
却手段１３による冷却後の排ガス１２中の煤塵を除塵す
る除塵装置１５と、該除塵処理後の排ガス１２中の有害
物質をプラズマ分解するプラズマ分解処理装置１４と、
プラズマ分解処理後の排ガス中の有害物質をさらに触媒
分解する触媒装置１８と、除塵処理後のクリーン１６な
ガスを外部へ排出する煙突１７とからなるものであり、
第１のシステムとは除塵処理の後に触媒処理する点が相
違する。

【００６４】本実施の形態によれば、プラズマ分解処理
後の排ガス中の残存有害物質を触媒装置１８の触媒作用
により、さらに分解するので、更に高効率で有害物質を
分解処理することになり、ゼロエミション化を図ること
ができる。

【００６５】上記触媒装置で使用する触媒としては、特
に限定されるものではないが、低温側で触媒活性を呈す
るものが好ましい。例えばチタン（Ｔｉ），シリコン
（Ｓｉ），アルミニウム（Ａｌ），Ｚｒ（ジルコニウ
ム），Ｐ（リン），Ｂ（ボロン）から選ばれる少なくと
も一種以上の元素を含む単一又は複合酸化物からなる担
体と、バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），モリブ
デン（Ｍｏ），ニオブ（Ｎｄ）又はタンタル（Ｔａ）の
酸化物のうち少なくとも一種類の酸化物からなる活性成
分とからなる触媒を一例として例示することができ、１
５０〜２５０℃の低温において排ガス中の有害物質を分
解することができる。

【００６６】ここで、担体においては、特にチタンを用
いるのが好ましく、チタンの複合酸化物を担体として、
バナジウム，タングステン又はモリブデンの酸化物のう
ち少なくとも一種の酸化物を活性金属種として担持させ
た有機塩素化合物の分解触媒が触媒活性が良好である。

【００６７】本発明では、分解触媒の比表面積や固体酸
量を増大させるために、複合酸化物化したＴｉ酸化物を
用いるのが好ましい。Ｔｉの複合酸化物を形成する金属
としては、例えばシリコン（Ｓｉ），アルミニウム（Ａ
ｌ），ジルコニウム（Ｚｒ），リン（Ｐ），ボロン
（Ｂ）等が挙げられる。すなわち、ＴｉとＳｉ，Ｔｉと
Ａｌ，ＴｉとＺｒ，ＴｉとＰ，ＴｉとＢなどの複合酸化
物を用いることができる。これらいずれの複合酸化物と
もに、硫酸塩を形成しにくいため安定な構造を維持する
ことができ、比表面積や固体酸量の増大が可能である。

【００６８】また、ＴｉとＳｉ＋Ａｌ，ＴｉとＳｉ＋Ｚ
ｒ，ＴｉとＳｉ＋Ｐ，ＴｉとＳｉ＋Ｂ，ＴｉとＡｌ＋
Ｐ，ＴｉとＡｌ＋Ｂ，ＴｉとＺｒ＋Ｐ，ＴｉとＺｒ＋
Ｂ，ＴｉとＰ＋Ｂ，などの三成分系の複合酸化物を用い
ることができる。

【００６９】また、複合酸化物の場合における担体組成
は、特に限定されるものではないが、例えばチタンが７
０〜９５重量部に対して、シリコン（Ｓｉ），アルミニ
ウム（Ａｌ），ジルコニウム（Ｚｒ），リン（Ｐ），ボ
ロン（Ｂ）等の酸化物が３０〜５重量部とするのが好ま
しい。

【００７０】上記触媒によれば、上記複合酸化物を担体
にして、バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），モリ
ブデン（Ｍｏ），ニオブ（Ｎｂ）又はタンタル（Ｔａ）
並びにこれらの酸化物を活性金属酸化物として少なくと
も１種以上担持して用いることにより、上記酸化物はい
ずれも酸化能力を有するので、触媒に吸着して開裂した
ダイオキシンをＣＯ₂まで酸化分解することができる。

【００７１】［第４の実施の形態］＜第４の排ガス処理システム＞図７は本発明の第４の実
施の形態にかかるプラズマ分解による排ガス処理装置で
ある。

【００７２】図７に示すように、焼却炉１１から排出さ
れる排ガス１２を浄化する排ガス処理装置であって、冷
却手段１３による冷却後の排ガス１２中の煤塵を除塵す
る除塵装置１５と、該除塵処理後の排ガス１２中の有害
物質を触媒分解する触媒装置１８と、触媒処理後の排ガ
ス中の有害物質をプラズマ分解するプラズマ分解処理装
置１４と、プラズマ分解処理後の排ガス中の有害物質を
除塵処理後のクリーンガス１６を外部へ排出する煙突１
７とからなるものであり、第３のシステムとはプラズマ
処理と触媒処理とを逆にした点が相違する。

【００７３】本実施の形態によれば、触媒装置１８によ
り触媒処理後の排ガス中の残存有害物質をプラズマ分解
処理装置１４のプラズマ分解作用により、さらに分解す
るので、更に高効率で有害物質を分解処理することにな
り、ゼロエミション化を図ることができる。これによ
り、排ガス中及び飛灰中のダイオキシン類の有害物質を
分解処理することができ、有害物質排出の総量を効率よ
く低減することができる。

【００７４】［第５の実施の形態］＜第５の排ガス処理システム＞図８は本発明の第５の実
施の形態にかかるプラズマ分解による排ガス処理装置で
ある。本実施の形態では、第２の処理及び第４の処理に
おいて、上記プラズマ分解処理装置１４を煙突１７内に
配設しているものである。図８に示すように、本実施の
形態では煙突１７内にプラズマ分解処理装置１４が鉛直
軸方向に内包されている。このように、煙突１７内に線
電極２２と円筒電極２１とからなる複数の反応容器をプ
ラズマ処理装置１４を内装するので、プラズマ分解処理
装置を設置する場所を別途確保する必要がなく、システ
ムのコンパクト化を図ることができる。また、既存の煙
突内に設置する場合には、反応容器の長さを長くするこ
とにより対応することができる。

【００７５】本発明ではプラズマ分解処理は排ガス中の
有害物質を直接プラズマ分解処理する方式と、有害物質
を吸着材で一度吸着させてからプラズマ分解処理方式と
の２方式がある。吸着処理方式の場合には、吸着体に一
度排ガス中の有害物質を吸着した後にプラズマ分解処理
を施すので、排ガス中の煤塵等を除去した後の方が特に
好ましい。

【００７６】［試験例］上述した図２に示すような本実
施の形態の装置を用いて、排ガス中のダイオキシン類を
直接分解した結果を図９に示す。また、試験条件を下記
に示す。ガス温度：１５０℃ ガス流量：１Ｎｍ³／Ｈプラズマ電力：０，２，３，５Ｗｈ／Ｎｍ³ 電源条件：パルス幅：３５ｎｓ、電圧３０ｋＶ，0.１
Ｊ／ｓｈｏｔ反応容器形状：線電極（φ0.３６ｍｍ）、円筒電極
（φ５０ｍｍ×１５００ｍｍ）反応容器入口ガス組成＜ダイオキシン類＞２，３，７，８−ＴＣＤＤ：0.２ｎｇ／Ｎｍ³ ＯＣＤＤ：0.４７ｎｇ／Ｎｍ³ ２，３，７，８−ＴＣＤＦ：0.７５ｎｇ／Ｎｍ³ ＯＣＤＦ：２５ｎｇ／Ｎｍ³ ＜残りのガス組成＞Ｏ₂：１２％、Ｈ₂Ｏ：１５％、Ｎ：バランス

【００７７】また、模擬物質としてエチレン（２０ｐｐ
ｍ）を使用し、吸着材を灰と想定して試験をした結果を
以下に示す。プラズマ処理前後の吸着量を比較し、分析
した結果、吸着材１ｇ当たり0.０１Ｗｈ（３６Ｊ）で９
０％分解を可能とした。焼却炉排ガスの灰の含有量は１
０ｇ／Ｎｍ³であり、これに換算すると、0.１Ｗｈ／Ｎ
ｍ³相当のエネルギーで灰中のダイオキシン類を分解処
理できると推定され、３〜５Ｗｈ／Ｎｍ³（ガス中ダイ
オキシン類８０〜９２％分解時）では、十分分解可能で
あることが推測された。

【００７８】一例として、図２に示したようなプラズマ
分解処理装置１４において、円筒電極２１の径（φ）が
２００ｍｍ×長さ（Ｌ）が３ｍ〜４ｍ程度のものを４０
〜６０本程度を反応容器本体２０内に収納した場合に
は、幅、高さ、長さが約３ｍ〜４ｍ程度のもので、１５
０トン／日の焼却炉から排出される排ガスを処理するこ
とが可能となる。このときのパルス電源２３は５０ｋＷ
級の電源を３〜４機（１５０〜２００ｋＷ）で足りるも
のとなる。

【００７９】図９に示すように、本発明のプラズマ分解
処理装置１４では、少ない消費電力でダイオキシン類を
９０％以上分解でき、排ガス中のガス状のダイオキシン
類や、灰に付着又は内包されているダイオキシン類を効
率よく分解できる。また、排ガス中にアンモニア等の塩
基性物質を噴霧することで同時に脱硝・脱硫することも
可能である。しかも、ダスト・フューム等の存在下でも
プラズマ生成が可能であるので、効率よく排ガス中の有
害物質を分解処理することができる。

【００８０】以下に本発明のプラズマ分解処理装置の好
適な一具体例を説明するが、本発明はこれらに限定され
るものではない。

【００８１】［第６の実施の形態］本実施形態において
は上記ストリーマ放電形態を利用することとするが、よ
り具体的な態様に関しては次のような規定を設けるもの
である。まず、当該放電を生じさせるために上記一組の
電極に印加する高電圧をパルス状とするとともに、その
パルス幅τが、下記（１）式の条件を満たすものとす
る。ただし、この式でｖ_sはストリーマ放電の進展速
度、ｄは上記したように線状電極２２と円筒状電極２１
との電極間距離である（図３及び図４参照）。

【００８２】５^-1（ｄ／ｖ_s）≦τ≦５（ｄ／ｖ_s） …（１）ここで、ストリーマ放電進展速度ｖ_sとは、電極間距離
ｄを、一方の線電極２２から開始した放電が他方の円筒
電極２１に到達するまでの時間、すなわちストリーマ放
電進展時間τ_sで除した値のことである。つまり、ｖ_s
＝ｄ／τ_sであり、またこれからτ_s＝ｄ／ｖ_sなる関係
を導くことができる。

【００８３】このことから、上記（１）式は、以下
（２）式のように書き換えることができる。５^-1τ_s≦τ≦５τ_s …（２）

【００８４】結局、パルス幅τに関する条件は、上式に
示すように、当該パルス幅τが、ストリーマ放電進展時
間τ_sに１／５を乗じたものより大きく、かつこのτ_s
に５を乗じたものより小さくなるよう規定するものとい
える。このような規定は、具体的には、図１０に示すよ
うなパルス幅τと排ガス中における有害物質の除去率と
の関係から導いたものである。この図からわかるよう
に、ストリーマ進展時間τ_sとパルス幅τとが相等しい
ときに除去率は最大となる。そして、この点を極として
τが大きくなる方には比較的なだらかに、τが小さくな
る方には比較的急に除去率が低下していくことがわか
る。したがって、パルス幅τが、上記（２）式のように
規定されれば、電圧印加に要したエネルギが、排ガス中
に含まれる有害物質の除去に有効に利用されることとな
る。

【００８５】また上記に加えて、線状電極２２と円筒状
電極２１との間におけるストリーマ放電の発生頻度をｆ
としたときに、このｆが下記（３）式なる条件を満たす
よう、その放電の形態を規定する。

【００８６】ｆ≦１kpps ……（３）これは、上記ストリーマ放電において、その放電が発生
してから再び絶縁が回復するまでに要する時間が１msで
あることを考慮することによって設けられた規定であ
る。すなわち、放電の発生頻度ｆを、上記（３）式のよ
うに、つまり１msにつき１回以下となるよう規定するこ
ととすれば、放電発生に要するエネルギ効率を高らしめ
ることが可能となるからである。より具体的に言えば、
放電が既に止んでいる時に次の放電が有効に発生し無駄
なエネルギを浪費するようなことがなくなる。

【００８７】以上のような規定を考慮した上で、本実施
形態においては、上記パルス幅τ、放電の発生頻度ｆを
はじめとして、その他各種パラメータを表１に示すよう
に定めた。

【００８８】

【表１】

【００８９】この「表１」のうち、パルス幅τ＝３５ns
とされていることに関しては、図１１に示すように、ス
トリーマ放電進展時間τ_sが２０nsと見なせる事実か
ら、上記（２）式にこれらの値を代入すると、５^-1τ_s＝５^-1×２０＝４≦τ＝３５≦５τ_s＝５×２０
＝１００となって確かに条件を満たしていることがわかる。ま
た、放電の発生頻度ｆについてもｆ＝４０〜２００pps
であるから、明らかに上記（３）式の条件を満たしてい
ることがわかる。

【００９０】このような条件において、排ガス１２中の
有害物質の代替物質として、適当に希釈されたｍ−クロ
ロフェノール蒸発ガスを反応容器内に流通させた結果、
測定結果により図１２に示すようなグラフを得た。これ
によれば、ｍ−クロロフェノールは殆ど分解されている
ことがわかる。特に、消費エネルギが１５Wh/Nm³以上と
なる領域においては、その分解率が９９％にも達してい
る。また、消費エネルギが4.７Wh/Nm³においても分解率
９７％という結果となっており、したがって、比較的少
ないエネルギ消費で高い分解率を達成し得ていることが
わかる。

【００９１】このように本実施形態においては、パルス
幅τ及び放電の発生頻度ｆとを、上述した（１）式ある
いは（２）式、及び（３）式で規定されるような好まし
い値に設定することにより、極めて高い排ガス中におけ
る有害物質の分解率を達成することができる。

【００９２】［第７の実施の形態］第７の実施形態にお
いては、上述したプラズマ処理装置が線対円筒電極から
反応容器を構成しているが、本実施の形態では、線電極
対平面電極により反応容器を構成するものについて説明
する。

【００９３】本実施形態における電極の形態は、図１３
に示すように、線状電極３１と、これを両側から挟む二
枚の平板状電極３２とから構成されたものとなってい
る。これら線状電極３１及び平板状電極３２には、上述
の実施形態と同様に、パルス幅τなる高電圧を印加可能
な図示しない電源が接続されている。また、線状電極３
１と各々の平板状電極３２とは、距離ｄを隔てるように
して設置されている。そして、上記排ガス１２は、図１
３中矢印Ａに示すように、上記線状電極３１に垂直な方
向に流通するようになっている。

【００９４】このような構成となるプラズマ排ガス処理
設備において、次に示すような規定を設ける。すなわ
ち、排ガス中の有害物質の代替物質として例えば上記と
同様に、ｍ−クロロフェノールの蒸発ガスの電極間にお
ける滞留時間をｔとしたときに、 0.５〔ｓ〕≦ｔ〔ｓ〕≦２０〔ｓ〕 …（４）なる条件を課す。

【００９５】上記（４）式のような規定を設けることに
より、ｍ−クロロフェノールの除去率は、図１４に示す
ようなものとなる。図１４は横軸に滞留時間ｔを、縦軸
にその除去率をそれぞれとって、上記滞留時間ｔの変化
につれて除去率がどのように変化するかを示しているグ
ラフである。このグラフによれば、滞留時間ｔがおよそ
１０秒となるときに、除去率が最高となることがわか
る。また、この点を極として、回数が増える方向及び減
る方向それぞれに、同程度に除去率が減少していくこと
がわかる。

【００９６】したがって、（４）式に示す規定は、除去
率が比較的高い状態となるよう、滞留時間ｔを定めるこ
とを意味しているから、当該ｍ−クロロフェノールの分
解率をより高めることが可能となる。なおこのことは、
排ガスが受ける放電が、その分解を促すに十分であるこ
とによるものである。

【００９７】なお、上記（４）式と同様な規定は、いま
説明した線状電極３１と平板状電極３２とによる電極形
態だけではなく、上述したように線状電極２２と、その
周囲に配置された円筒状電極２１とからなるような電極
形態において適用することも可能である。この場合、当
該円筒状電極２１の長さをＬ、上記排ガスの両電極間に
おける流通速度をｖ_fとしたときに、下記（５）式に示
すように規定を課すようにすればよい。

【００９８】 0.５〔ｓ〕≦（Ｌ／ｖ_f）〔ｓ〕≦２０〔ｓ〕 …（５）上記（５）式における、不等号に挟まれた式は、実質
上、両電極間における排ガスの滞留時間ｔと同義となる
ことは明らかである。

【００９９】図１５には、上記（Ｌ／ｖ_f）を横軸に、
除去率を縦軸にとったときに、上記（Ｌ／ｖ_f）の変化
につれて除去率がどのように変化するかを示したグラフ
が示されている。この図１５から一見してわかるよう
に、これが図１４とほとんど同様であることが明白であ
る。したがって、この事実から、線状電極２２と円筒状
電極２１からなる電極形態においても、（５）式の関係
を適用することによって、本実施形態と同様な効果が得
られることが裏付けられる。

【０１００】［第８の実施の形態］図１６は第８の実施
の形態のプラズマ分解処理装置の構成図である。図１６
において、４０は排ガス中の有害物質の分解ユニットで
あって、プレート状の第１の電極４１と第２の電極４２
の間に容器４３が配設されている。容器４３はガラスな
どの絶縁材から成るものであり、その内部には吸着材４
４が収納されている。この吸着材４４は、ガソリンエン
ジンの排ガスなどに含まれるＮＯ _Xの吸着能が大きいも
のである。この時、電極形状はプレート状に限らず線対
平板，線対円筒なども、もちろん含まれる。

【０１０１】上記吸着材４４は有害物質を吸着保持でき
る性質を有するものであれば、特に限定されるものでは
ないが、例えばダイオキシン類を吸着する場合にはメソ
ポーラスシリケートを用い、ＶＯＣ（揮発性有機化合
物）を吸着する場合には高シリカゼオライト、ＵＳＹ，
ＺＳＭ−５を用いることができる。

【０１０２】第１の電極４１はプラズマ電極であって、
高電圧の交流電源やパルス電源などの電源４５が電位差
付与手段として接続されている。また第２の電極４２は
マイナス電極であって、アース４６に接続されている。
電源４５として交流電源を用いる場合、吸着材４４は特
に強誘電体を具備するものを使用する。容器４３の一方
の面には第１のパイプ５１が接続されており、他方の面
には第２のパイプ５２が接続されている。第１のパイプ
５１にはこれを開閉する開閉手段として第１のバルブ５
３が設けられており、また第２のパイプ５２にはこれを
開閉する開閉手段としての第２のバルブ５４が設けられ
ている。第１のパイプ５１と第１のバルブ５３は容器４
３内の吸着材４４にガスを供給するガス供給手段を構成
しており、また第２のパイプ５２と第２のバルブ５４
は、容器４３内の吸着材４４からガスを排出するガス排
出手段となっている。

【０１０３】容器４３には第３のパイプ５５が接続され
ている。第３のパイプ５５にはこれを開閉する開閉手段
としての第３のバルブ５６が設けられている。第３のパ
イプ５５にはチッソガスボンベなどの還元ガス供給手段
５７が接続されており、第３のパイプ５５を通して容器
４３内にチッソガスなどの還元ガスを供給する。なおこ
のような還元ガス供給手段５７は必ずしも設ける必要は
ない。上記各バルブ５３，５４，５６などは、ＣＰＵな
どの制御手段（図示せず）により自動制御される。

【０１０４】このガスの分解装置は上記のような構成よ
り成り、次にその動作を説明する。第１のバルブ５３を
開いた状態で、第１のパイプ５１を通して有害物質を含
む排ガスが容器４３内に供給され（矢印Ａ）、ダイオキ
シン類等の有害物質は吸着材４４に吸着される。このと
き、第２のパイプ５２の第２のバルブ５４は開いてお
り、有害物質が分解処理されたクリーンガスが排出され
る。

【０１０５】有害物質が吸着材４４に十分に吸着された
ならば、望ましくは第１のバルブ５３を閉じて第１のパ
イプ５１から排ガスが供給されないようにして容器４３
内を実質的に密閉したうえで、第１の電極４１に電圧を
印加する。ここで、容器４３は密閉されていることもあ
って、吸着材４４の表面から内部にはにかけて外部の空
気が入り込みにくいので、吸着材４４の表面から内部に
かけてはほぼ還元雰囲気状態にある。これは吸着材表面
も選択的にガスを吸着するためである。この場合、必要
に応じて第３のバルブ５６を開いて還元ガス供給手段５
７から容器４３内にチッソガスなどの還元ガスを供給す
ることにより（矢印Ｃ）、容器４３内をより一層還元ガ
ス雰囲気にすることができる。

【０１０６】さて、第１の電極４１に電圧を印加する
と、第１の電極４１と第２の電極４２の間には高電位差
が生じ、還元雰囲気中で下記反応式（６）、（７）に示
すラジカル反応が発生する。２ＮＯ＋２Ｎ・→２Ｎ₂＋２Ｏ …（６）２Ｏ→Ｏ₂ …（７）すなわち、上記反応式（６）に示すように、排ガス中の
有害物質の１つであるＮＯは、還元雰囲気中でチッソガ
スＮ₂になり、また反応式（６）で生じた２Ｏは上記反
応式（７）に示すように酸素ガスＯ₂になる。このチッ
ソガスＮ₂と酸素ガスＯ₂は化学的に安定した無害なガ
スである。また、排ガス中の有害物質であるダイオキシ
ン類は、上述したようにエーテル結合やベンゼン環部分
が分離され、無害化される。

【０１０７】上記反応式（６）、（７）の反応等が生じ
たならば、次に第２のバルブ５４を開き、容器４３内の
チッソガスＮ₂と酸素ガスＯ₂を外部へ排出する（矢印
Ｂ）。以上により、エンジンからの排気ガス中の有害な
ＮＯは無害なチッソガスＮ₂と酸素ガスＯ₂に分解され
る。

【０１０８】このガスの分解装置には、次のような利点
がある。第１には、ガスの分解は還元雰囲気もしくは略
還元雰囲気で行われるので、上記従来方法のようにＨＮ
Ｏ₃を生じず、したがってアンモニアなどの中和剤を加
えて硝安などに処理する必要がない。第２には、ガスを
容器内の吸着材４４に吸着させることにより実質的に閉
じこめてバッチ式としてラジカル反応などの反応を行わ
せるので（すなわち、上記従来方法のようにガスを連続
的に流しながら分解するのではないので）、容器内のガ
ス濃度を高くし、ラジカル反応などの反応を効率よく行
わせて大量にガスを分解処理できる。もっとも第１のバ
ルブ５３と第２のバルブ５４を開いたままで容器４３内
でラジカル反応を発生させることを禁止するものではな
いが、このようにすると容器４３内に外部の空気が侵入
して還元雰囲気が低下し、また容器４３内のガス濃度が
低くなってラジカル反応効率が低下するので、このよう
な運転方法は避けることが望ましい。

【０１０９】［第９の実施の形態］上述した第１の本実
施の形態において、図１６に示す還元ガス供給手段５７
を除き、吸着材収容容器４３内に、ＴｉＯ₂等の光触媒
を担持した粒径物（図示せず）を分散することで分解装
置を構成している。このような装置とすることにより、
プラズマ処理で有害物質を分解処理するのみならず、該
プラズマ処理で発する紫外線を用いての光触媒の酸化分
解により、有害物質を分解するという更なる相乗効果が
発揮される。

【０１１０】すなわち、本発明では、プラズマ処理容器
１３内に導入された排ガス中の有害物質（例えばＮ
Ｏ_X）は、上述したプラズマ分解により下記化学反応
（８），（９）の分解が進行すると共に、上述したよう
に、スペーサ１０４に光触媒を担持させた場合には、光
触媒分解により下記化学反応（１０），（１１）の分解
が進行する。また、生成した硝酸等の反応生成物はプラ
ズマの衝突により励起脱離が起こり、後流側でＮＨ₃を
添加することにより、硝酸アンモニウムとすることで無
害化することができる。なお、有害物質として窒素酸化
物（ＮＯ_X）を例にして分解のメカニズムを説明してい
るが、後述するように、本発明の分解対象物は何等限定
されるものではない。

【０１１１】＜プラズマによる分解＞ＮＯ＋Ｏ→ＮＯ₂ …（８）ＮＯ₂＋ＯＨ→ＨＮＯ₃…（９）＜光触媒による分解＞ＮＯ＋Ｏ→ＮＯ₂ …（１０）ＮＯ₂＋ＯＨ→ＨＮＯ₃…（１１）

【０１１２】ここで、上記光触媒は一般に使用されるも
のであれば特に限定されるものではないが、例えば酸化
チタン（ＴｉＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化鉄（Ｆ
ｅ₂Ｏ₃）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、酸化タングステン
（ＷＯ）、酸化ビスマス（ＢｉＯ₃）等の金属酸化物を
挙げることができるが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、酸化分解を起こすものであればいずれの光触
媒であってもよい。なお、上記光触媒のうち特に酸化チ
タンが好ましく、アナターゼ型ＴｉＯ₂、ルチル型Ｔｉ
Ｏ₂のいずれを用いてもよい。

【０１１３】［第１０の実施の形態］次に、上述した第
９のガスの分解装置の応用例について図１７を参照して
説明する。図１７は本発明の第９の実施の形態のガスの
分解装置を複数組み合わせた構成図である。図１７に示
すように、ガスの分解ユニット４０Ａ，４０Ｂは２個並
列に設けられており、第１のパイプ５１は焼却炉に接続
されている。図１６と同一要素には同一符号を付してい
る。この図１７に示す装置は、図１６に示す分解ユニッ
ト４０を２個並列的に組み合わせたものである。

【０１１４】次に動作を説明する。図１７に示すよう
に、このガスの分解装置は、分解ユニット４０Ａ，４０
Ｂは２個備えられているので、望ましくは２つの分解ユ
ニット４０Ａ，４０Ｂで交互に上記したガスの分解を行
う。すなわち、一方の分解ユニット４０Ａ側の第１のバ
ルブ５３Ａを閉じ、且つスイッチＳ１を閉じ電圧を供給
して分解ユニット４０Ａでラジカル反応等を発生させて
いるときは、他方の分解ユニット４０Ｂ側の第１のバル
ブ５３Ｂを開いて、且つスイッチＳ２を開けてエンジン
５８から排ガスをこの分解ユニット４０Ｂに供給する。
そして一方の分解ユニット４０Ａのラジカル反応等が終
了してチッソガスＮ₂や酸素ガスＯ₂を第２のパイプ５
２から排出し、あるいは次回分の排ガスを焼却炉から分
解ユニット４０Ａに供給しているときには、上記と逆に
スイッチＳ１を開、スイッチＳ２を閉とし分解ユニット
４０Ｂの第１の電極４１に電圧を印加してラジカル反応
を発生させる。

【０１１５】このように分解ユニットを２個設け、２個
の分解ユニットで順にあるいは交互にガスの分解を行う
ようにすれば、分解能率を著しく高めることができる。
勿論この場合も、望ましくは還元ガス供給手段５７から
各分解ユニットに還元ガスを供給する。また勿論２つの
分解ユニットで並行してラジカル反応を行わせてもよい
ものであり、その運転方法は自由に決定できる。また分
解ユニットは３個以上設けてもよいものであり、この場
合も、各分解ユニットで交互あるいは順に更には任意に
並行して上記処理を行うことができる。また吸着材の品
種は、分解の対象となるガスの種類に応じて当該ガスの
吸着性がよいものが選択使用される。

【０１１６】［第１１の実施の形態］図１８は本発明の
第１１の実施の形態のプラズマ分解処理装置の構成図で
ある。この分解ユニット４０Ｃも第１の電極４１Ｃと第
２の電極４２Ｃの間に容器４３Ｃを配設して成っている
が、その全体は横長であり、複数種の吸着材４４Ａ，４
４Ｂ，４４Ｃが収納されている。これらの吸着材４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃは吸着特性が異っており、互いに異
種のガスをよく吸着する。これらの吸着材４４Ａ，４４
Ｂ，４４Ｃは混在させてもよいが、本形態のように容器
４３Ｃの内部を通気性の仕切部５９で仕切り、仕切られ
た各室内に第１の吸着材４４Ａ、第２の吸着材４４Ｂ、
第３の吸着材４４Ｃを分離収納することが取り扱い管理
上などから望ましい。なお上記各形態と同一要素には同
一符号を付している。

【０１１７】本形態では、第１の吸着材４４Ａは窒素酸
化物（ＮＯ_X）の吸着材であり、第２の吸着材４４Ｂは
ダイオキシン類（ＤＸＮ）の吸着材であり、第３の吸着
材４４Ｃは更に他の任意ガスの吸着材である。本形態の
プラズマ処理方法は上記形態と同じであるが、このよう
に複数種の吸着材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃを備えること
により、複数種のガスが混合した混合ガスのプラズマ処
理を一括して行うことができる。勿論、図１６に示す分
解ユニットをパイプなどにより複数個直列に連結して複
合ガスの分解を一括して行うようにしてもよい。このよ
うに分解ユニットや吸着材の配設仕様や構造などは様々
な設計変更が可能である。

【０１１８】上記構成において、分解対象となるガスの
吸着材に吸着させた状態で、第１の電極と第２の電極の
間に電位差を付与し、プラズマ処理を行ってガスを分解
させる。この場合、もともとＯ₂濃度が低い時、吸着材
の内部及び表面には外部の空気は入り込みにくいので、
吸着材の内部表面は酸素が少ない還元雰囲気にほぼ保た
れており、この還元雰囲気状態でガスは分解される。な
お、ダイオキシン，ＶＯＣ，エチレン等は高Ｏ₂であ
り、吸着材表面近傍に比較的Ｏ₂が多い状態下では酸化
反応でＨ₂Ｏ，ＣＯ₂，ＨＣｌ等に転化させることがで
きる。

【０１１９】また吸着材にガスを送り込んで吸着材に吸
着されたガスをプラズマ処理して分解し、分解されたガ
スを吸着材から排出した後、次のガスを吸着材に送り込
んで次回のプラズマ処理を行うようにすれば、バッチ式
のプラズマ処理が可能となり、上記従来のガスを連続的
に流しながら行うプラズマ処理と比較してガスの濃度を
高くできるので、それだけガスの分解量を増大させて効
率のよい分解処理を行うことができる。

【０１２０】［第１２の実施の形態］図１９は本発明の
第５の実施の形態のガスの分解装置の構成図である。こ
の分解ユニット４０Ｄは、吸着材４３が収容されている
容器４４に開閉自在のバルブ６１を備えた減圧手段とし
て真空ポンプ（例えば１ｔｏｒｒまで，１／７６０気
圧）６２が設けられている。該真空ポンプ６２により吸
着材４３で吸着した有害物質を減圧して脱着することが
でき、吸着材から脱着した際に、プラズマ分解で瞬時に
分解するものである。本実施の形態の装置では、該プラ
ズマで吸着材表面・内部に吸着された有害物質を吸着し
た状態では直接分解することができない場合に特に有効
となる。なお、図１９においては電源６０としてパルス
電源を用い、例えばパルス幅１００ｎｓ以下、電圧２０
ｋＶ以上のものを用いているが、本発明では、プラズマ
を発生させる電源の種類は特に制限されるものではな
い。なお、この際に、プラズマの分解対象の有害物質が
窒素等の場合には、還元雰囲気にするために、図１６に
示した還元ガス供給手段を設けるようにしてもよい。

【０１２１】［第１３の実施の形態］図２０は本発明の
第１３の実施の形態のガスの分解装置の構成図である。
第１３の実施の形態では、第１２の実施の形態の分解装
置を並列に並べたものであり、バッチ式で吸着材に吸着
した有害物質を分解処理するものである。図２０におい
ては、ガスの分解ユニット４０Ｅ，４０Ｆは２個並列に
設けられており、第１のパイプ５１Ａ，５１Ｂは排ガス
導入手段に接続されている。図１９と同一要素には同一
符号を付している。ここで、図２０において、ガスの分
解ユニット４０Ｅに排ガスを供給して吸着材４４により
有害物質が吸着されている状態であり、バルブ５１Ａ，
５４Ａ，６１Ｂを閉状態とし、その他のバルブ５１Ｂ，
５４Ｂ，６１Ａは開状態としている。このような状態で
真空ポンプ６２で分解ユニット４０Ｅの容器４３内を減
圧状態とすると、吸着材内部に吸着されていた有害物質
は脱着し、プラズマ処理により分解される。なお、この
プラズマ処理により分解されない有害物質は、他方の排
ガス中の有害物質を吸着している分解ユニット４０Ｆの
容器４３内の吸着材４４により吸着されるので、外部に
排出されることはない。このような操作を繰り返し交互
に行うことにより、排ガスの分解を効率よく処理するこ
とができる。なお、この際に、プラズマの分解対象の有
害物質が窒素等の場合には、還元雰囲気にするために、
図１に示した還元ガス供給手段を設けるようにしてもよ
い。

【０１２２】［第１４の実施の形態］図２１は本発明の
第１４の実施の形態のガスの分解装置の構成図である。
この分解ユニット４０Ｇは、吸着材４３が収容されてい
る容器４４に開閉自在のバルブ６１を備えた減圧手段と
して真空ポンプ（例えば１ｔｏｒｒまで，１／７６０気
圧）６２と、該減圧手段により脱着された有害物質を別
途濃縮処理するプラズマ処理室６３とが設けられてい
る。この装置によれば、吸着材４３で吸着した有害物質
を該真空ポンプ６２により減圧して脱着し、該脱着され
た有害物質を上記プラズマ処理室６３で濃縮することで
高濃度状態でプラズマ処理することができる。上記プラ
ズマ処理室６３には、電極形状がプレート状，線対平
板，線対円筒等の電極が配され、プラズマ電極として高
電圧の交流電源やパルス電源などの電源が電位差付与手
段として接続されている。これにより、吸着材が収容さ
れた容器４３内において吸着材から脱着される際に分解
すると共に、濃縮容器内で濃縮された有害物質を別途分
解処理することができる。よって、吸着材の表面・内部
に吸着された有害物質が吸着された状態で直接分解しに
くい場合に、効率よくプラズマ分解処理することができ
る。

【０１２３】［第１５の実施の形態］図２２は本発明の
第１５の実施の形態のガスの分解装置の構成図である。
第１５の実施の形態では、第１４の実施の形態の分解ユ
ニットを並列に並べたものであり、バッチ式で吸着材に
吸着した有害物質を別途濃縮して分解処理するものであ
る。図２２においては、ガスの分解ユニット４０Ｈ，４
０Ｉは２個並列に設けられており、第１のバルブ５３
Ａ，５３Ｂは排ガス導入手段に接続されている。図２１
と同一要素には同一符号を付している。ここで、図２２
において、ガスの分解ユニット４０Ｈに排ガスを供給し
て吸着材で有害物質が吸着されている状態であり、バル
ブ５３Ａ，５４Ａ，６１Ｂを閉状態とし、その他のバル
ブ５３Ｂ，５４Ｂ，６１Ａは開状態としている。このよ
うな状態で真空ポンプ６２で分解ユニット４０Ｈの容器
４３内を減圧させると、吸着材内部に吸着されていた有
害物質は脱着し、プラズマ処理により分解される。この
際、未分解の有害物質は濃縮手段であるプラズマ処理室
６３内で濃縮された後、プラズマ処理される。なお、こ
のプラズマ処理により分解されない有害物質は、他の排
ガス中の有害物質を吸着している分解ユニット４０Ｉの
容器４３内の吸着材４４により吸着されるので、外部に
排出されることはない。これにより、吸着材が収容され
た容器４３内において吸着材から脱着される際に分解す
ると共に、プラズマ処理室６３内で濃縮された有害物質
を別途分解処理することができる。よって、吸着材の表
面・内部に吸着された有害物質が吸着された状態で直接
分解しにくい場合に、効率よくプラズマ分解処理するこ
とができる。

【０１２４】［第１６の実施の形態］図２３は第１６の
本実施の形態にかかるプラズマ処理用吸着体の概略図で
ある。図２３に示すように、本実施の形態のプラズマ処
理用吸着体１００は、有害物質を吸着し、プラズマ処理
により該吸着物質を分解する吸着材であって、多孔質の
吸着材１０１の内部に強誘電体１０２を配してなるもの
である。ここで、上記強誘電体１０２の比誘電率は１０
０以上であり、上記吸着材１０１の比誘電率が１〜２０
である。

【０１２５】このような特定の比誘電率を有する強誘電
体を配した吸着材１０１からなる吸着体１００を用いて
有害物質のプラズマ処理を行う場合には、この吸着体１
００をプラズマ処理容器に充填させ、吸着材１０１部分
の細孔に有害物質を吸着させた後、該有害物質を吸着材
１０１の内部に吸着したままの状態でプラズマ処理を行
うものである。

【０１２６】［第１７の実施の形態］本実施の形態にか
かるプラズマ処理容器を備えた有害物質の分解装置の概
略の一例を図２４に示す。図２４に示すように、本実施
の形態にかかる有害物質の分解装置１１０は、第１の電
極１１１及び第２の電極１１２と、この第１の電極１１
１と第２の電極１１２の間に電位差を付与する電位差付
与手段１１３と、この第１の電極１１１と第２の電極１
１２の間に配設されて有害物質を吸着する上記吸着体１
００を収容するプラズマ処理容器１１４とを備えてな
り、上記第１の電極１１１と第２の電極１１２間に電位
差を付与することにより、上記吸着体１００の吸着材１
０１に吸着された有害物質を吸着体１００の内部，表面
及びその近傍で分解するものである。

【０１２７】上記電極１１１，１１２はプレート状の電
極としているが、線対平板、線対円筒等であってもよ
い。また、上記収容容器１１４はガラス等の絶縁材から
構成されるものである。該収容容器１１４の一方の面に
は、有害物質を含む排ガス１１５を導入する開閉自在の
バルブ１１６を介装したガス導入手段１１７が接続さ
れ、他方の面には開閉自在のバルブ１１８を介装したガ
ス排出手段１１９が接続されている。上記電位差付与手
段１１３としては、高電圧の交流電源やパルス電源等の
電源が第１の電極１１１（プラス側電極）に接続されて
いる。第２の電極１１２（マイナス側電極）はアース１
２０に接続されている。なお、上記バルブ１１６，１１
８等はＣＰＵ等の制御手段（図示せず）により自動制御
されている。

【０１２８】上記分解処理装置において、吸着体１００
がプラズマ処理容器１１４内に充填される場合に、充填
密度により吸着体１００，１００間に空隙ｄが発生し、
この空隙ｄの静電容量の比を最適化することで、吸着材
１０１の表面及び吸着材１０１内のマクロポア内に選択
的に電界を印加することができる。

【０１２９】上記吸着材１０１は有害物質を吸着保持で
きる性質を有するものであれば、特に限定されるもので
はないが、例えばエチレンガス（食物倉庫）を吸着する
場合にはＮａ−Ｘを用い、ＭＥＫ（メチルエチルケト
ン）を吸着する場合には高シリカゼオライト、ＵＳＹ，
ＺＳＭ−５を用い、ＮＯｘを吸着する場合にはペンタシ
ル型ゼオライト、Ｃｕ−ＺＳＭ₅等を用い、ダイオキシ
ン類を吸着する場合にはメソポーラスシリケートを用
い、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）を吸着する場合には高
シリカゼオライト、ＵＳＹ，ＺＳＭ−５を用い、ジクロ
ロエチレンを吸着する場合にはＮａ−Ｙ等を用いること
ができる。

【０１３０】強誘電体の材料は、特に限定されるもので
はないが、例えばチタン酸バリウムを例示することがで
きる。

【０１３１】上記吸着体１００において、選択的に電解
を印加するためには、図２５に示すように、下記パラメ
ータ（１２），（１３）を充足する吸着体の形状や配置
位置を設計する必要がある。０≦ｋ１≦１ …（１２） 0.５≦ｋ２≦0.９ …（１３）ここで、ｋ１＝吸着体と吸着体との空隙距離（ｄｇ）／
吸着材厚み（ｄａ）ｋ２＝強誘電体直径（φｓ）／吸着材直径（φａ）である。なお、（１２）式において、定数ｋ１が０の場
合には、吸着体１００，１００が近接している場合であ
り、定数ｋ１が１の場合には吸着材１０１の厚みだけ吸
着体１００，１００が離れている場合である。また、定
数ｋ２が0.９を超えた場合では吸着性能が著しく低下
し、好ましくない。上記所定の配置とするには、吸着材
１０１の形状に凹凸面を付与する場合や、球体等の所定
形状のスペーサ１０４を用い、プラズマ処理容器１１４
内に吸着体１００を充填する際に一緒に充填するように
してもよい。上記スペーサ１０４の大きさは上記パラメ
ータ（１２），（１３）を充足するように設計すればよ
く、その材質は特に限定されるものではない。

【０１３２】特に、上記スペーサ１０４の材質をＴｉＯ
₂等の光触媒とすることにより、プラズマ処理で有害物
質を分解処理するのみならず、該プラズマ処理で発する
紫外線を用いての光触媒の酸化分解により、有害物質を
分解するという更なる相乗効果が発揮される。なお、図
２５（Ａ）中、符号１０５はプラズマ部分を示す。

【０１３３】すなわち、本発明では、プラズマ処理容器
１０４内に導入された排ガス中の有害物質（例えばＮＯ
_X）は、上述したプラズマ分解により化学反応（８），
（８）の分解が進行すると共に、上述したように、スペ
ーサ１０４に光触媒を担持させた場合には、光触媒分解
により化学反応（１０），（１１）の分解が進行する。
また、生成した硝酸等の反応生成物はプラズマの衝突に
より励起脱離が起こり、後流側でＮＨ₃を添加すること
により、硝酸アンモニウムとすることで無害化すること
ができる。

【０１３４】すなわち、本発明による内部に強誘電体を
配した吸着材からなる吸着体を用いてプラズマ処理する
ことにより、上述した有害物質である窒素酸化物，ダイ
オキシン類，高縮合度芳香族炭化水素等の有害物質や気
体状有機化合物をプラズマ分解及び酸化分解して無害化
処理することができる。

【０１３５】［第１８の実施の形態］図２６は第１８の
本実施の形態にかかるプラズマ処理用吸着体の概略図で
あり、吸着体の内部及び表面近傍に理想的にプラズマを
成膜する場合について説明する。ここで、図２６
（Ａ）は吸着体のパルス放電の共振振動により、吸着体
の左右方向にプラズマを生成している状態図であり、図
２６（Ｂ）は（Ａ）のＸ部分拡大の吸着材のマクロポア
の内部模式図である。図２６（Ａ）に示すように、上記
吸着体１００を構成する吸着材１０１はミクロポア（〜
数１０Å）１０１ａとマクロポア１０１ｂとから構成さ
れてなるが、該マクロポア１０１ｂ内にプラズマを生成
させるためにはそのマクロポアの径を４〜１００μｍと
するのが好ましい。これは４μｍ未満であると電子の平
均自由工程が４μｍ（大気圧、常温）程度であるので、
電子が加速することができないからであり、１００μｍ
以上とすると有害物質の吸着能力が低下するからであ
る。好適には、４〜１０μｍとするのが好ましい。図２
６（Ｂ）において、プラズマが生成され、ストリーマ放
電により電子なだれの進展がマクロポア１００ｂ内まで
起こり、該吸着材内で吸着された有害物質をプラズマ分
解することができる。上記マクロポアの径の調整は公知
の方法であれば特に限定されるのではなく、例えばゼオ
ライト造粒時にバインダーと気孔材（アビセル）を入れ
ることによって、調整が可能である。気孔の割合は気孔
材の配合割合で調製すればよい。

【０１３６】［第１９の実施の形態］図２７は第１９の
本実施の形態にかかるプラズマ処理分解装置の概略図で
あり、商用周波数高電圧に高電圧パルスを重畳させたも
のである。図２７（Ａ）の回路構成図に示すように、第
１の電極１２１及び第２の電極１２２と、該第１の電極
１２１と第２の電極１２２の間に高電圧を付与する商用
周波数高電圧電源１２３と、該商用周波数高電圧に高電
圧パルスを重畳する高電圧パルス電源１２４と、上記第
１の電極１２１と第２の電極１２２の間に配設されて有
害物質を吸着する吸着体１００を収容するプラズマ処理
容器１１４とを備えてなり、上記第１の電極１２１と第
２の電極１２２間に電位差を付与することにより、上記
吸着材に吸着された有害物質を吸着材の内部，表面及び
その近傍で分解するものである。

【０１３７】上記商用周波数高電圧電源１２３により商
用周波数高電圧（５０又は６０Ｈｚ正弦波、５０ｋＶ以
下）を付与するのは、吸着材１０１の表面に初期電子を
あらかじめ豊富に生成させるためである。また、上記高
電圧パルス電源１２４で高電圧パルスを重畳させるの
は、上記商用周波数高電圧電源１２３の付与により生成
した電子を更に高電圧パルスで加速し、吸着材１０１の
表面方向に物理的に衝突させるようにするためである。
なお、高電圧パルスのパルス幅は１０μ秒以下、電圧は
５０ＫＶ以下としている。図２７（Ｂ）の電圧印加波形
の概略図に示すように、商用周波数と同一極性で高電圧
パルス電源からパルスを印加することにより、吸着材の
左右方向から電子が加速され、その結果吸着材１０１の
表面全体がラジカル生成効率が飛躍的に向上し、小電力
化を図ることができる。なお、吸着材１０１内のマクロ
ポア１０１ｂにおいても電子があらかじめ生成されるの
で、同様に電子が加速され、分解効率が向上する。

【０１３８】［第２０の実施の形態］図２８は第２０の
本実施の形態にかかるプラズマ処理分解装置の概略図で
ある。図２８に示すように、本プラズマ処理装置は、電
圧電源よりエネルギーが供給され、プラズマを発生する
反応容器７０を有し、この反応容器７０中に排ガス１２
等を流して有害物質を分解するものにおいて、該排ガス
１２の流れる上記反応容器内部にガス流れ制御体（絞り
部）７１を複数個設けたものである。上記ガス流れ制御
体７１は排ガスの流れを漸次絞り込むようにしている。
ここで、本発明では、電圧電源よりエネルギーが供給さ
れ、プラズマを発生する反応容器を用いるが、電極とし
ては、線電極またはスパイラル（螺旋）電極と、円筒電
極または平行平板電極との組合せが挙げられるが、この
ほか、針と円筒または平行平板電極、線と線またはスパ
イラル、スパイラルとスパイラルが挙げられる。すなわ
ち、正負導体間が空間である構造を有すれば、特に限定
されない。

【０１３９】本発明で設けるガス制御体（絞り部）７１
は、絶縁体で構成されるものが好ましい。具体的なガス
制御体を構成する材料としては、テフロン（登録商
標）、アクリル、塩化ビニル、アルミナ、セラミック等
が挙げられる。ガス制御体の形状としては、電界強度の
強い線電極近傍をガスが流れるように、ガスの流れを制
御できるものであれば特に限定されない。具体的な形状
としては、反応容器の排ガスの流れる方向に対して垂直
断面が中空となる形状としたもの、網目状で中心ほど目
が粗、中心にのみ数個〜数百個の穴を設けたもの等が挙
げられる。好ましくは、反応容器の排ガスの流れる方向
に対して垂直断面が中空となる形状としたものである。

【０１４０】本発明では、反応容器の排ガスの流れる方
向に対して垂直断面が中空となる形状ガス制御体（絞り
部）を複数設けるのが好ましい。この場合、複数のガス
流れ制御体（絞り部）の間隔は、反応容器の上流側に向
かうにつれて狭い配置とするのが好ましい。というの
は、上流側は、有毒ガス濃度が高く、その濃度を低減す
るには、高電界が必要で、中心電極近傍を長時間通過さ
せる必要があるからである。

【０１４１】反応容器の排ガスの流れる方向に対して垂
直断面が中空となる形状であるガス制御体を設けた場
合、ガス制御体（絞り部）は、反応容器のガスの流れ方
向に対して垂直方向の断面積Ａ₁、ガス流れ制御体の開
口部のＡ₂としたとき、0.２≦Ａ２／Ａ１≦0.５で定義
される開口面積を有する形状とするのが好ましい。この
範囲において、有害物質の除去が最も効果的に行われる
からである。

【０１４２】本発明を用いれば、プラズマ密度の高い領
域に強制的にガス流れを生じさせることにより、効率よ
く有害物質を分解し、反応容器に入るガスに対する処理
効率を従来方式（ガス流れ制御用絶縁体設置なし）と比
較して１０〜２０％向上させる。また、処理に必要なエ
ネルギーの低減を図ることができる。

【０１４３】図２８を用いてさらに詳細に説明する。図
２８において、（Ａ）が斜視図、（Ｂ）が側面断面図で
ある。高電圧電源２３からはプラス側に線電極２２、マ
イナス側には円筒電極２１を接続した。反応容器の排ガ
スの流れる方向に対して垂直断面に絞り部としてドーナ
ツ状の絶縁体７１を複数個設置（本実施の形態では５
個）した。この絶縁体（絞り部）７１は、反応容器７０
のガス１２の流れる方向に対して垂直な断面積Ａ１、ガ
ス流れ制御体の開口部のＡ₂としたとき、0.２≦Ａ₂／
Ａ₁≦0.５で定義される開口面積を有する形状とした。
また、複数のガス流れ制御体の間隔は、反応容器の上流
側に向かうにつれて狭い配置とした。

【０１４４】このような構造にすることで、ガスを強制
的に線電極１近傍に流すことができ、この部分で効率よ
く有害物質を分解し、反応容器に入るガスに対する処理
効率が従来方式（ガス流れ制御用絶縁体設置なし）と比
較して１０〜２０％向上した。

【０１４５】［第２１の実施の形態］図２９は第２１の
本実施の形態にかかるプラズマ処理分解装置の概略図で
ある。反応容器形状が線対平行平板のガス流れ制御型排
ガス処理用反応容器に関する実施例を図２９に示す。図
２９において、（Ａ）が斜視図、（Ｂ）が側面断面図で
ある。高電圧電源２３からはプラス側に線電極３１、マ
イナス側には平行平板電極３２，３２を接続した。反応
容器の排ガスの流れる方向に対して垂直断面に絞り部と
して矩形状の穴空き絶縁体７１を複数個設置（本実施の
形態では３個）した。この絶縁体（絞り部）は、反応容
器の断面積Ａ₁、ガス流れ制御体の開口部の面積をＡ₂
としたとき、0.２≦Ａ₂／Ａ１≦0.５で定義される開口
面積を有する形状とした。また、複数のガス流れ制御体
（絞り部）７１ａ〜７１ｃの間隔は、反応容器の上流側
に向かうにつれて狭い配置とした。

【０１４６】［第２２の実施の形態］図３０は第２２の
本実施の形態にかかるプラズマ処理分解装置の概略図で
ある。図３０は第２２の実施の形態にかかる有害成分分
解装置の概略図であり、線（＋極）対円筒（−極）反応
容器の一例である。図３０に示すように本実施の形態に
かかる有害成分分解装置、線電極２２を正極（＋）と
し、円筒電極２１を負極（−）とすると共に、両電極２
１，２２間にパルス電圧を印加するパルス電源２３と、
上記負極電極２１の表面に光触媒８１を設けてなり、上
記パルス印加により発生するプラズマ放電により導入さ
れる排ガス１２中の有害物質を分解すると共に、プラズ
マ放電により発光する紫外線を光触媒８１に照射して光
触媒作用により有害物質を分解するものである。

【０１４７】本発明では、上記プラズマ放電はパルス印
加としている。ここでパルス印加のパルス幅は、５〜１
００ｎｓとするのがよい。これは、パルス幅が１００ｎ
ｓを超える場合には熱損失が大きくなり、好ましくなる
からである。また、パルス幅の下限値は、以下の関係式
により好ましくないからである。ストリーマ放電進展速度（Ｖｓ）＝3.３×１０⁸（ｃｍ
／ｓ）適正パルス幅（τ）＝ｄ／Ｖｓここで、ｄ：電極間隔８（ｃｍ）であり、一般的にｄは
２〜１０ｃｍであるので、６ｎｓ≦τ≦３０ｎｓとな
る。よって、パルス幅の下限値は５ｎｓ程度となる。な
お、図３１に示すように、パルス幅が小さいほど、消費
エネルギーが小さく、効率がよいものとなる。なお、図
３１はパルス幅とＤｅ−Ｎｏ９０％時のストリーマ放電
消費エネルギーの関係を示す図である。

【０１４８】また、パルス電圧は１０〜１００ｋＶ程度
とするのが好ましく、特に２０〜５０ｋＶとするのが好
ましい。

【０１４９】上記プラズマ分解は、上述したような図４
に示すようなストリーマ放電プラズマ（気体温度：常
温）２６により高エネルギー電子２７が窒素、酸素、水
分子に衝突し、Ｎ，Ｏ，ＯＨ等の化学的活性種ラジカル
を生成し、後述する図３４及び図３５に示すように、ラ
ジカル化学反応で窒素酸化物やダイオキシン類の有害成
分を分解するものである。

【０１５０】図３２を用いて光触媒による有害物質の分
解原理を説明する。図３０に示したような線電極２２と
円筒電極２１間にパルス印加をし、プラズマ放電を発生
させると、該放電にともなう紫外線（ＵＶ光）が発生す
る。そして、図３２に示すように、光触媒であるＴｉＯ
の薄膜８１に紫外線の光子（（フォトン）が照射される
と、該光触媒の薄膜８１内に電子（ｅ^-）が励起され、
ホール（ｈ⁺) が形成される。この状態下で光触媒近傍
に酸素（Ｏ₂）水（Ｈ₂Ｏ）が存在すると、気相−金属
表面間反応が起こる。電子によって、Ｏ₂がオキサイド
イオン（Ｏ₂ ^-）を生成すると共に、ホール（ｈ⁺) に
よってＨ₂ＯがＯＨラジカルを生成し、化学的に活性状
態になる。この際、図３３に示すように、有害成分（例
えばＮＯ_X）８３が存在すると、オキサイドイオン（Ｏ
₂ ^-）とＯＨラジカルとの作用により酸化的に分解さ
れ、無害化がなされる。ここで、紫外線８２中のフォト
ンの数が大きいほど、酸化，分解反応が促進されること
により、パルス印加によるプラズマ放電では、放電プラ
ズマが光触媒８１の表面に均一につくこととなり、プラ
ズマ放電での紫外線のフォトンの有効利用の効率が向上
し、該プラズマ中の紫外線は強力な紫外線を含むため、
該紫外線による分解率の向上を図ることができるととも
に、省エネ化（光触媒分解により、プラズマ生成電力を
低減することができる。）を図ることができる。

【０１５１】すなわち、本発明では、図３４に示すよう
に、円筒電極１２内に導入された排ガス１２中の有害物
質（例えばＮＯ_X）は、上述したプラズマ分解により上
記（８），（９）の分解が進行すると共に、上述した光
触媒分解により（１０），（１１）の分解が進行する。
また、生成した硝酸等の反応生成物はプラズマの衝突に
より励起脱離が起こり後流側でＮＨ₃を添加することに
より、硝酸アンモニウムとすることで無害化することが
できる。なお、図３４においては窒素酸化物（ＮＯ_X）
を例にして分解のメカニズムを説明しているが、本発明
の分解対象物はこれに限定されるものではない。

【０１５２】図３５は有害成分としてダイオキシン類
（ＤＸＮ）を例としたものであり、窒素酸化物と同様
に、プラズマ分解と光触媒との併用により、ダイオキシ
ン類（ＤＸＮ）を効率よく分解することができる。

【０１５３】ここで、上記光触媒は一般に使用されるも
のであれば特に限定されるものではなく、上述したもの
を例示することができる。

【０１５４】以下、負極の表面に光触媒を形成する方法
について光触媒としてＴｉＯ₂を例にしてに説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

【０１５５】(1)塗布法粒径１０〜１００ｎｍのアナターゼ型ＴｉＯ₂微粒子を
含有するゾルをガラス管、ガラスビーズなどに塗布し、
乾燥する。乾燥温度は５００℃以下（ＴｉＯ２の場合）
とする。膜厚は塗布、乾燥の回数により調整し、膜厚
０．５〜１０μｍとするのが、好ましい。これは１０ｎ
ｍ未満の場合のように、粒径が小さすぎると量子サイズ
効果により吸収する光が短波長になるため光触媒効率が
低下するからである。逆に１００ｎｍを超えるような粒
径が大きくなると比表面積が低下するために光触媒効率
が低下し、好ましくないからである。また、また、膜の
密着性も低下するので、好ましくない。膜厚は有効に光
を吸収するために必要な膜厚として０．５μｍ以上が望
ましい。一方膜厚が厚くなると内部電界の低下により光
触媒効率が低下するので、１０μｍ程度が目安である。
特に膜厚が３μｍとするのが好適である。上記乾燥温度
が５００℃を超えると一部ＴｉＯ₂の結晶構造が変化
し、光触媒効率が低下するので、乾燥温度は５００℃以
下が望ましい。また、膜の密着性は温度が高いほど良好
になるので、５００℃の乾燥温度が最も好ましい。

【０１５６】(2) ゾルゲル法チタンテトライソプロポキシドのアルコール溶液を純水
に加え硝酸を触媒として加水分解して原料チタニアゾル
とする。これにガラス管、ガラスビーズなどを浸し、５
００℃にて焼成する。膜厚は塗布、乾燥の回数により調
整し、膜厚０．５〜１０μｍとする。なお、乾燥温度が
５００℃を超えると一部ＴｉＯ₂の結晶構造が変化し、
光触媒効率が低下するので、乾燥温度は５００℃以下が
望ましい。膜の密着性は温度が高いほど良好になるの
で、５００℃の乾燥温度がもっとも適している。

【０１５７】(3) 蒸着法（スパッタ法）ＴｉＯ₂をターゲットとしてＡｒ（５％Ｏ₂）ガスを用
いてガラス板上にＤＣマグネトロンスパッタ法によりＴ
ｉＯ₂膜を成膜する。基板温度３００℃、膜厚１〜１０
μｍとした。膜厚は有効に光を吸収するために必要な膜
厚として０．５μｍ以上とするのが好適である。一方膜
厚が厚くなると内部電界の低下により光触媒効率が低下
するので、１０μｍ程度が目安である。特に膜厚が３μ
ｍとするのが好適である。

【０１５８】(4) 蒸着法（イオンプレーティング法）ＴｉＯ₂を蒸発源量としてＯ₂ガスを用いてＲＦにより
プラズマを生成するＲＦイオンプレーティング法により
ＴｉＯ₂膜を成膜する。基板温度３００℃、膜厚１〜１
０μｍとした。膜厚は有効に光を吸収するために必要な
膜厚として０．５μｍ以上が望ましい。一方膜厚が厚く
なると内部電界の低下により光触媒効率が低下するの
で、１０μｍ程度が目安である。特に膜厚が３μｍとす
るのが好適である。基板温度はガラス基板内部からのア
ルカリ原子の拡散による光触媒特性の低下を防止するた
め、３００℃程度とするのが好ましい。他の材料でもほ
ぼ同じ方法により蒸着することができる。

【０１５９】上記形成する光触媒膜の膜性状に関し、光
触媒の膜厚は光の吸収のために膜厚０．５μｍ以上が望
ましい。一方、膜厚が厚くなると内部電界の低下により
光触媒効率が低下するので、１０μｍ程度とするのが好
ましい。この中で３μｍが最も適当である。また、膜表
面の凹凸は大きい物が望ましく。表面粗さ０．１μｍ以
上が望ましい。一方表面近傍のガス流による表面近傍の
ガスの置換のためには表面粗差は１ｍｍ以下であること
が望ましい。表面粗差は光触媒膜の凹凸により形成する
かもしくはガラス表面を加工して（ブラスト処理、酸に
よる腐食処理、加熱変形処理）形成しても良く、特に限
定されるものではない。

【０１６０】［第２３の実施の形態］図３６は本実施の
形態にかかる有害成分分解装置の概略図であり、例えば
図３０に示した線電極２２と円筒電極２１とからなる装
置の内部に、例えば石英等の紫外線を透過させる材料の
上に光触媒を担持させた光触媒充填物８４を充填させた
ものである。上記光触媒充填物８４の形状は特に限定さ
れるものではないが、ビーズ状，パイプ状，コンペイト
ウ状，リング状，Ｕ字管状、ガラス棒状等の種々の形状
のものとすることができる。本発明のようにパルス印加
することにより、上記光触媒充填物８４のすべての表面
に沿って放電する沿面放電がなされ、該放電により紫外
線が直接光触媒に当たり、光触媒分解効率が向上する。
また、コンペイトウ状のような表面積が大きな形状の光
触媒充填物３２とするのが、分解効率の向上の点から特
に好ましい。

【０１６１】また、上記充填物８４は図３６（Ｂ）に示
すように、円筒電極２１の全部に充填するものではな
く、軸方向の１／３〜１／５程度充填することにより、
さらにプラズマ分解効率が向上する。これは、円筒電極
２１内に、すべて充填物を充填すると滞留時間が少なく
なり、プラズマ分解時間が短くなるからである。

【０１６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、例
えば都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚泥焼却炉等
の各種焼却炉、熱分解炉、溶融炉等から排出される排ガ
ス中及び飛灰中の有害物質を同時に処理することができ
る。よって、従来のような有害物質を含んだ飛灰処理が
不要となり、付帯設備を減少することができ、処理効率
が向上すると共に処理費用の低廉化を図ることができ
る。

【０１６３】また、煙突直前又は煙突内で処理すること
で排出有害物質の最小化（ゼロエミッション化）を図る
ことできる。また、煙突内にプラズマ分解処理設備を設
置することにより更なる省スペース化を図ることができ
る。

【０１６４】また、冷却手段により冷却された低温の排
ガスをプラズマ分解処理で行うことが可能であるので、
従来のように高い温度（２００〜５００℃）での触媒分
解のような再合成が生じることがなく、分解効率が向上
する。

【０１６５】さらに、従来行われていた酸素注入による
高温（８５０℃）による高温処理及び酸素注入が不要と
なり、耐火物構造とすることがなく、処理設備の高寿命
化を図ることができる。

【０１６６】プラズマ分解処理は直接分解方式と吸着材
濃縮方式との両方を使用することができ、処理対象によ
り適宜選択することができる。

【０１６７】さらに、プラズマ分解処理と光触媒分解処
理とを併用することにより、更なる分解効率の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の排ガス処理システ
ムの構成図。

【図２】本発明の第１の実施の形態のガスの分解装置の
構成図。

【図３】本発明の第１の実施の形態の反応容器の構成
図。

【図４】ストリーマ放電プラズマの概略図。

【図５】本発明の第２の実施の形態の排ガス処理システ
ムの構成図。

【図６】本発明の第３の実施の形態の排ガス処理システ
ムの構成図。

【図７】本発明の第４の実施の形態の排ガス処理システ
ムの構成図。

【図８】本発明の第６の実施の形態の分解装置の構成
図。

【図９】排ガス中のダイオキシン類を直接分解した結果
を示すグラフ。

【図１０】電極に印加する電圧のパルス幅と有害物質除
去率との関係を示すグラフ。

【図１１】電極間に発生した放電の電流、電圧に係る経
時変化を示すグラフ。

【図１２】排ガス分解率性能を示すグラフ。より詳しく
は当該排ガス分解率と消費エネルギとの関係を示すグラ
フ。

【図１３】本発明の第６の実施の形態の分解装置の電極
部を示す斜視図。

【図１４】電極間を流通する排ガスの当該電極間におけ
る滞留時間と有害物質除去率との関係を示すグラフ。

【図１５】線状電極と円筒状電極とからなる電極形態に
おいて、図６に示すものと同様な関係を示すグラフ。

【図１６】本発明の第８の実施の形態のプラズマ分解処
理装置の構成図。

【図１７】本発明の第１０の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図１８】本発明の第１１の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図１９】本発明の第１２の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図２０】本発明の第１３の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図２１】本発明の第１４の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図２２】本発明の第１５の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図２３】本発明の第１６の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図２４】本発明の第１７の実施の形態のプラズマ処理
容器を備えた有害物質の分解装置の概略図。

【図２５】本発明の第１７の実施の形態にかかる吸着体
の構成図。

【図２６】本発明の第１８の実施の形態にかかる吸着体
の構成図。

【図２７】本発明の第１９の実施の形態にかかる吸着体
の構成図。

【図２８】本発明の第２０の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図２９】本発明の第２１の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図３０】本発明の第２２の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【図３１】パルス幅とＤｅ−Ｎｏ９０％時のストリーマ
放電消費エネルギーの関係を示す図。

【図３２】光触媒による有害物質分解原理図。

【図３３】光触媒によるＮＯ_Xの分解原理図。

【図３４】プラズマ分解と光触媒分解との有害物質（Ｎ
Ｏ_X）分解原理図。

【図３５】プラズマ分解と光触媒分解との有害物質（Ｄ
ＸＮ）分解原理図。

【図３６】本発明の第２３の実施の形態のプラズマ分解
処理装置の構成図。

【符号の説明】

１１焼却炉１２排ガス１３冷却手段１４プラズマ分解処理装置１５除塵装置１６クリーンガス１７煙突２０反応容器本体２１円筒電極２２線電極２３パルス電源２４排気ダクト２５排気ダクト２６ストリーマ放電プラズマ２７高エネルギー電子３１線状電極３２平板状電極４０ガスの分解ユニット４１第１の電極４２第２の電極４３容器４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ吸着材４５電源５１第１のパイプ５２第２のパイプ５３，５３Ａ，５３Ｂ第１のバルブ５４，５４Ａ，５４Ｂ第２のバルブ５５第３のパイプ５６第３のバルブ５７還元ガス供給手段６１Ａ，６１Ｂバルブ６２ポンプ６３プラズマ処理室７０反応容器７１ガス流れ制御体８１光触媒８２ＵＶ光８３有害物質８４光触媒充填物１００プラズマ処理用吸着体１０１吸着材１０２強誘電体１０４スペーサ１１０有害物質の分解装置１１１第１の電極１１２第２の電極１１３電位差付与手段１１４プラズマ処理容器１２１第１の電極１２２第２の電極１２３商用周波数高電圧電源１２４高電圧パルス電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 53/86 ＺＡＢＢ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＧＢ０１Ｊ 19/08 Ｆ２３Ｊ 15/00 ＡＦ２３Ｊ 15/00 ＢＨ (72)発明者小林勝彦神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者志田惠神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１三菱重工業株式会社横浜研究所内Ｆターム(参考） 3K070 DA02 DA03 DA05 DA52 DA83 4D002 AA12 AA21 AC04 AC10 BA09 CA13 4D048 AA17 AB03 BA03Y BA06Y BA07Y BA08Y BA23Y BA24Y BA26Y BA27Y BA41Y BA44Y BB01 CA01 CC38 CC61 CC63 CD03 CD08 EA01 EA03 EA04 4G075 AA03 AA37 BA01 BA05 BA06 BB01 BB04 BD05 CA12 CA47 CA54 DA01 EA02 EA06 EB42 EC21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排出さ
れる排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の有害物質をプラズマ
分解するプラズマ分解処理装置と、該プラズマ分解処理後の排ガス中の煤塵を除塵する除塵
装置とからなることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排出さ
れる排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤塵を除塵する除塵
装置と、該除塵処理後の排ガス中の有害物質をプラズマ分解する
プラズマ分解処理装置とからなることを特徴とする排ガ
ス処理装置。
【請求項３】焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排出さ
れる排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤塵を除塵する除塵
装置と、該除塵処理後の排ガス中の有害物質をプラズマ分解する
プラズマ分解処理装置と、プラズマ分解処理後の排ガス中の有害物質を触媒分解す
る触媒装置とからなることを特徴とする排ガス処理装
置。
【請求項４】焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排出さ
れる排ガスを浄化する排ガス処理装置であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤塵を除塵する除塵
装置と、該除塵処理後の排ガス中の有害物質を触媒分解する触媒
装置と、該触媒処理後の排ガス中の有害物質をプラズマ分解する
プラズマ分解処理装置とからなることを特徴とする排ガ
ス処理装置。
【請求項５】請求項２又は４において、上記プラズマ分解処理装置が煙突内に配設されてなるこ
とを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項におい
て、上記プラズマ分解処理装置が排ガス中の有害物質を直接
プラズマ分解することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項７】請求項６において、上記プラズマ分解処理装置がストリーマ放電により排ガ
ス中の有害物質を直接プラズマ分解することを特徴とす
る排ガス処理装置。
【請求項８】請求項７において、上記プラズマ分解処理装置が、互いに対向する一組の電
極を備えてなり、該対向距離がパルス幅τの高電圧が印加可能である電極
間距離ｄとする際、ストリーマ放電の進展速度をｖ_sとしたときに、上記パ
ルス幅τが、５^-1（ｄ／ｖ_s）≦τ≦５（ｄ／ｖ_s）なる条件を満たすことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項９】請求項８において、上記電極間における放電の発生頻度ｆを、ｆ≦１kppsと
なるよう規定することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１０】請求項７において、上記プラズマ分解処理装置が、複数の線状電極と、該線状電極に対向するとともに一定の距離を隔てて備え
られた平板状電極と、上記線状電極と上記平板状電極と
の間において上記線状電極に垂直な方向に流通する排ガ
スとから少なくとも構成され、且つ上記線状電極と上記
平板状電極との間における上記排ガスの滞留時間ｔが、 0.５〔ｓ〕≦ｔ〔ｓ〕≦２０〔ｓ〕なる条件を満たすことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１１】請求項７において、上記プラズマ分解処理装置が、線状電極と、その周囲に配置した円筒状電極と、該円筒
状電極の内部を流通する排ガスとから少なくとも構成さ
れ、且つ上記円筒状電極の長さをＬ、上記排ガスの両電
極間における流通速度をｖ_fとしたときに、 0.５〔ｓ〕≦（Ｌ／ｖ_f）〔ｓ〕≦２０〔ｓ〕なる条件を満たすことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１２】請求項２乃至５のいずれか１項におい
て、上記プラズマ分解処理装置が、排ガス中の有害物質をプ
ラズマ処理用吸着体で吸着した後、該吸着された有害物
質物質をプラズマ分解することを特徴とする排ガス処理
装置。
【請求項１３】請求項１２において、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極および第２の電極と、この第１の電極と第２
の電極の間に電位差を付与する電位差付与手段と、この
第１の電極と第２の電極の間に配設されて有害物質を吸
着する吸着材とを備え、上記第１の電極と第２の電極間
に電位差を付与することにより、上記吸着材に吸着され
た有害物質を吸着材表面及びその近傍で分解することを
特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１４】請求項１２において、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極および第２の電極と、この第１の電極と第２
の電極の間に電位差を付与する電位差付与手段と、この
第１の電極と第２の電極の間に配設されて有害物質を吸
着する吸着材とを備え、上記第１の電極と第２の電極間
に電位差を付与することにより、上記吸着材に吸着され
た有害物質を還元雰囲気中吸着材表面及びその近傍で分
解することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１５】請求項１４において、上記吸着材を収納する容器を設け、この容器内に還元ガ
スを供給する還元ガス供給手段を設けたことを特徴とす
る排ガス処理装置。
【請求項１６】請求項１２において、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極および第２の電極と、この第１の電極と第２
の電極の間に電位差を付与する電位差付与手段と、この
第１の電極と第２の電極の間に配設されて有害物質を吸
着する吸着材とから成る分解ユニットを複数個備え、か
つ各々の分解ユニットの吸着材に排気ガスを供給するガ
ス供給手段と吸着材からガスを排出するガス排出手段を
設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１７】請求項１２において、上記吸着材を収納する容器を設け、この容器内に還元ガ
スを供給する還元ガス供給手段を設けたことを特徴とす
る排ガス処理装置。
【請求項１８】請求項１３，１４又は１６において、上記吸着材を収納する容器内に光触媒を分散してなるこ
とを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項１９】請求項１２において、上記プラズマ処理用吸着体が内部に強誘電体を配してな
ることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２０】請求項１２において、上記プラズマ処理用吸着体が、強誘電体の比誘電率が１
００以上であり、上記吸着材の比誘電率が１〜２０であ
ることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２１】請求項１２において、上記プラズマ処理用吸着体のマクロポアが４〜１００μ
ｍであることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２２】請求項１２において、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極及び第２の電極と、該第１の電極と第２の電
極の間に電位差を付与する電位差付与手段と、上記第１
の電極と第２の電極の間に配設されて有害物質を吸着す
るプラズマ処理用吸着体を収容するプラズマ処理容器と
を備えてなり、上記第１の電極と第２の電極間に電位差
を付与することにより、上記吸着体に吸着された有害物
質を吸着体の内部，表面及びその近傍で分解することを
特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２３】請求項１２において、上記プラズマ分解処理装置が、第１の電極及び第２の電極と、該第１の電極と第２の電
極の間に高電圧を付与する商用周波数高電圧電源と、該
商用周波数高電圧に高電圧パルスを重畳する高電圧パル
ス電源と、上記第１の電極と第２の電極の間に配設され
て有害物質を吸着するプラズマ処理用吸着体を収容する
プラズマ処理容器とを備えてなり、上記第１の電極と第
２の電極間に電位差を付与することにより、上記吸着体
に吸着された有害物質を吸着材の内部，表面及びその近
傍で分解することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２４】請求項２３において、プラズマ処理容器に収容される吸着体と共にスペーサを
収容し、該スペーサが光触媒を担持してなることを特徴
とする排ガス処理装置。
【請求項２５】請求項７において、上記プラズマ分解処理装置が、排ガスの流れるプラズマ
処理容器内部にガス流れ制御体を設けたことを特徴とす
る排ガス処理装置。
【請求項２６】請求項２５において、上記ガス流れ制御体を、上記プラズマ処理容器の上流側
に向かうにつれて狭くする間隔で複数個設けたこと特徴
とする排ガス処理装置。
【請求項２７】請求項２５又は２６において、上記プラズマ処理容器の上記排ガスの流れる方向に対し
て垂直な断面積をＡ₁、上記ガス流れ制御体の開口部の
面積をＡ₂としたとき、上記ガス流れ制御体が、0.２≦
Ａ₂／Ａ₁≦0.５で大儀される開口面積を有することを
特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２８】請求項７において、上記プラズマ分解処理装置が、放電プラズマを発生させ
る負極と正極とからなる電極と、該電極間にパルス電圧を印加するパルス電源と、上記負極電極の表面にプラズマ放電により発光する紫外
線を受けて電子（ｅ^-）を励起し、ホール（ｈ⁺) を形
成し、酸素及び／又はＨ₂Ｏの存在によりオキサイドイ
オン（Ｏ₂ ^-）と、ＯＨラジカルとを生成する光触媒と
を具備してなり、放電プラズマによる有害物質の分解と、オキサイドイオ
ン（Ｏ₂ ^-）と、ＯＨラジカルとの作用による有害物質
の分解とを行うことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２９】請求項２８において、上記光触媒が導電材料を混合してなることを特徴とする
排ガス処理装置。
【請求項３０】請求項２８又は２９において、上記負極電極の表面に光触媒と導電材料とが所定間隔を
おいて形成してなることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３１】請求項２８乃至３０のいずれか一項に
おいて、上記光触媒が吸着材を混合してなることを特徴とする排
ガス処理装置。
【請求項３２】請求項２８乃至３１いずれか一項にお
いて、上記光触媒がＮ型又はＰ型半導体材料を混合してなるこ
とを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３３】請求項２８乃至３２いずれか一項にお
いて、上記パルス幅が５ｎｓ〜１００ｎｓであることを特徴と
する排ガス処理装置。
【請求項３４】請求項１乃至３３のいずれか一項にお
いて、上記排ガス中の有害物質がダイオキシン類，ポリハロゲ
ン化ビフェニル類，ハロゲン化ベンゼン類，ハロゲン化
フェノール類及びハロゲン化トルエン類から選ばれる少
なくとも一種のハロゲン化芳香族化合物並びに高縮合度
芳香族炭化水素，環境ホルモンであることを特徴とする
排ガス処理装置。
【請求項３５】請求項３４において、上記ダイオキシン類が、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ダイオ
キシン類（ＰＣＤＤｓ）、ポリ塩化ジベンゾフラン類
（ＰＣＤＦｓ）、ポリ臭化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン
類（ＰＢＤＤｓ）、ポリ臭化ジベンゾフラン類（ＰＢＤ
Ｆｓ）、ポリ弗化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類（ＰＦ
ＤＤｓ）、ポリ弗化ジベンゾフラン類（ＰＦＤＦｓ）、
ポリ沃素化ジベンゾ−ｐ−ダイオキシン類（ＰＩＤＤ
ｓ）、ポリ沃素化ジベンゾフラン類（ＰＩＤＦｓ）であ
ることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項３６】請求項１乃至３３のいずれか一項にお
いて、還元ガス雰囲気下でプラズマ分解を行うことを特徴とす
る排ガス処理装置。
【請求項３７】焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排出
される排ガスを浄化する排ガス処理方法であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の有害物質をプラズマ
分解処理した後、排ガス中の煤塵を除塵することを特徴
とする排ガス処理方法。
【請求項３８】焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排出
される排ガスを浄化する排ガス処理方法であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤塵を除塵した後、
排ガス中の有害物質をプラズマ分解することを特徴とす
る排ガス処理方法。
【請求項３９】焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排出
される排ガスを浄化する排ガス処理方法であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤塵を除塵した後、
排ガス中の有害物質をプラズマ分解処理し、その後、排
ガス中の有害物質を触媒分解することを特徴とする排ガ
ス処理方法。
【請求項４０】焼却炉，熱分解炉，溶融炉等から排出
される排ガスを浄化する排ガス処理方法であって、冷却手段による冷却後の排ガス中の煤塵を除塵した後、
排ガス中の有害物質を触媒分解し、その後、排ガス中の
有害物質をプラズマ分解することを特徴とする排ガス処
理方法。
【請求項４１】請求項３８又は４０において、上記プラズマ分解処理を煙突内で行うことを特徴とする
排ガス処理装置。
【請求項４２】請求項３７乃至４１のいずれか１項に
おいて、上記プラズマ分解処理が排ガス中の有害物質を直接プラ
ズマ分解することを特徴とする排ガス処理方法。
【請求項４３】請求項３８乃至４１のいずれか１項に
おいて、上記プラズマ分解処理が排ガス中の有害物質をプラズマ
処理用吸着体で吸着した後、該吸着された有害物質物質
をプラズマ分解することを特徴とする排ガス処理方法。