JP2001522302A

JP2001522302A - 燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分離する方法及び装置

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Publication number: JP2001522302A
Application number: JP54657398A
Authority: JP
Inventors: ベスト、ヴァルター; コンラッツ、ヨハネス、ペーター、フランツィスクス; フランケ、ヴォルフ−ディーター; ミュラー、ジークフリート; ライヒ、ヴォルフガング
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2001-11-13
Also published as: WO1998048922A1; EP0979135A1; EP0979135B8; DE59809089D1; US6517786B1; EP0979135B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、燃焼工程からの排ガス中の毒性のもしくは煤を含む有害物質を分解することに関する。この装置は、少くとも２つの電極の構成を備えた、誘電阻害される放電の原理に従って構成される少くとも１つの処理室（５）から成り、一方の電極は、ガス透過性の多孔質電極（６）として形成されている。毒性の有害物質を分解するために、排ガスを、少くとも１つの処理室（５）に先ず流入させ、そこで、交流電源（９）の印加によってプラズマ処理に付し、その際、多孔質電極（６）を介して、少くとも１つのガス室（７）に更に透過させる。排ガスは、煤を含む有害物質を分解させるために、２つの電極によって形成した処理室（５）の一端に流入させ、多孔質電極（６）から流出させる。処理室（５）の他端は閉止しておく。多孔質電極（６）は、ガス成分は通過させるが、煤粒子に対してはフィルターとして作用してそれを保留するように構成されている。濾過された煤粒子は、プラズマによって、酸素と反応させられる。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の名称］燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分離する方法及び装置［技術分野］本発明は、燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解する方法及び装置に関する。これには、燃焼工程からの排ガス、特に自動車もしくは静置された機関からの排気ガス、化石燃料によって運転される動力装置からの煙道ガス、に含まれるＮＯｘのような有害物質が含まれる。本発明の別の使用領域は、燃焼工程からの排ガス、特にディーゼル機関又は静置された機関からの排気ガスの煤を含む有害物質の分解である。［技術的背景］燃焼工程からの毒性のもしくは煤を含む有害物質を除去するための従来の方法の他に、これらの排ガスを、誘電阻害された放電において処理することが、以前から提案されている。誘電阻害ないし障壁（dielektrisch behindert）される放電の現象（絶縁電極間の静的放電ないし交流電圧放電と屡々呼ばれる）は、かなり以前から知られている。この放電形態は、常圧においても過圧においても稼動させうることが特徴とされる。この放電の稼動のための圧力範囲は、数１０ｍバール（hPa）から数バールであり、電極の間隔は、１／１０ｍｍから数ｍｍである。誘電阻害される放電の特徴は、少くとも１つの誘電体が両電極間もしくは一方の電極上に配設されていることである。この放電は、数Ｈｚから数１００ｋＨｚの範囲の交流電圧によって駆動される。大表面積の電極の場合、多くは統計的な分布に従って、多数の小放電面（フィラメントとも呼ばれる）が形成される。絶縁によって、放電は、その開始後に、自律的に制限され、放電持続時間は、一般には、半周期の数分の１にすぎない。そのためプラズマによるガスの著しい加熱は生じない。このようなプラズマにおいて、化学結合が生じたり、阻害されたりすることが知られている。この主題に関しての研究については、“Proceedings of the NAT O Advanced Research Workshop on Non-Thermal Plasma Techniques for Pollut ion Control”，Cambridge，Sept．1992，B．Penetrante及びS．Schulters，Non -Thermal Plasma Tchniques for Pollution Control，Springer-Verlag，Berlin 1993、を参照されたい。技術的な解決において、誘電阻害される放電は、プラズマ反応器の一部分である。誘電阻害される放電は、一般には、大容量の（そして、誘電阻害される放電が電極面を任意にスケーリングしうることから、大表面積の）形象ないし構造（ Gebilde）であるため、大容量流も処理可能となる。形状付与については、平面でも、同軸的でもよい。ドイツ特許公開ＤＥ−ＯＳ３７０８５０８には、対応の装置が記述されている。また、ＤＥ−ＯＳ１９５２５７５４Ａ１及びＤＥ−ＯＳ１９５２５７４９Ａ１には、空間的に複数の周期性の構造に反応器の空間を区画することによって、流れの方向に放電域と非放電域とを形成することが提案されている。形状付与は、放電域中に、界を過高にする手段を備えている。ＤＥ−ＯＳ１９５２５７４９Ａ１には、構造物の上面に化学的に作用する物質を配することが提案されている。ＤＥ−ＯＳ１９５３４９５０Ａ１には、電極を内部に取付けた誘電体中の、各々平行（並列）な相互に対し空間的に隔てられた複数のダクトを備えた複数のモジュールから成る反応器が記載されている。誘電阻害される放電の構成のための別の形態は、ドイツ特許明細書ＤＥ４３０２４５６Ｃ１に記載されている。この明細書によれば、電圧励起されるプラズマから、少くとも１つの電極が形成される。別の反応器の構成の可能性は、米国特許４９５４３２０号に記載されている。この米国特許による装置は、金属製の電極を含み、それらの電極の間に誘電絶縁体の粉粒体例えばセラミックス粒子の堆積が収納されている。ＤＥ−ＯＳ４４１６６７６Ａ１による装置は、更に別の構成を示している。この構成によれば、板状の電極の間の空所には、絶縁体（複数）が充填されている。これらの絶縁体には、横断面全体に亘って貫通チャンネルが形成され、又は孔部が形成されている。プラズマ化学的な反応プロセスに影響を与えるために、特定の添加物を被処理排ガスに導入することも提案されている。例えばドイツ特許公開ＤＥ４２３１５８１Ａ１には、添加物の供給路が、排ガス浄化装置に所属されている。この公知技術によれば、被処理排ガス流は、互に平行に延在する電極面に沿って、放電室を通って流れる。排ガス流は、両電極の間に絶縁性粉粒体の堆積が収納されているか否かとは係りなく、両電極の間に形成された放電室の一端に流入し、その他端から排出される。排ガスは、調節設定されるかもしくは（流入）発生する貫流量及び処理室の横断面から生ずる流速に対応した時間プラズマ処理室中に滞留する。電極の間隔は、物理的な理由から、限定された程度しか広げることができないので、放電室の断面積をうんと広くしたり、これらの放電室の多数の平行（並列）な接続を行ったりして構造容積を大きくすると、最適の処理のための流速は減少する。その結果大きな構造容量が必要になる。そのため化学的な反応の経過に関して、エネルギーの消費が大きくなり、浄化プロセスの効率が減少したりする。さらに、別の反応が開始されることがあり、それによって有害物質又は不所望の副生成物が生成される。また、従来の技術によって構成された装置においては、排ガスに煤が負荷されていると、煤粒子が完全にＣＯ₂及びＣＯに変換されるか又は他の仕方で結合されるまで処理を続けなければならない。負荷や流速が変動し、最終的に排ガスの煤による負荷が変動する場合、長さ方向の寸法は、最も不具合な場合において完全な分解が生ずるように定めなければならない。実際の条件の下では処理室の不適切な長さ方向の寸法が必要になることがあり、更に、他の有害物質の浄化工程の効果が不必要に長い処理時間によって低下することもある。更に、それによってエネルギー消費量も増大する。［発明の開示］本発明の課題は、排ガスからの有害物質特にＮＯｘ及び煤を分解を改善する装置及び方法を提供することにある。その際稼動によって条件付けられる煤の量の全ての変動に際して、経済的で安全な作動が可能にされなければならない。この課題は、本発明によれば、請求の範囲第１−３項の特徴によって解決される。本発明の有利な展開実施態様は、各従属項に記載されている。本発明によれば、排ガスは、誘電阻害される放電の原理に従って構成された処理室（空間）に導入される。この処理室では、この処理室を構成する電極の少なくとも一方は、多孔質であり、排ガスは、この多孔質電極を通って流れる。多孔質電極は、ガス状の成分に対しては透過性であるが、煤粒子に対してはフィルターとして作用してそれを保留するように形成されている。本発明による装置においては、電極面が放電室（流路）の横断面よりも常に大きいことによって、排ガス流が多孔質電極面を貫通して透過する間に、ガス流が鎮静化されるため、多孔質電極の近傍では流速が著しく減少し、有効な処理が可能となることが判明している。また、それによって装置の構成がコンパクトになり、エネルギーの消費量が低減される。また、これによって、排ガスの煤の負荷量の変動と係りなく、周囲の大気への煤の放出がさけられることも有利である。プラズマ中において煤が分解されるので、炭素を反応させるために、排ガスの温度を高くしたり加熱装置を設けたりする必要はない。別の利点は、排ガスの毒性の成分例えばＮＯｘの分解と平行して遊離された酸素が炭素と結合することによって、別の不所望の中間生成物の酸化が制限されることである。また、処理室中において多孔質電極を使用したことにより、排ガスの他の有害な副生成物特にエーロゾルの形態の副生成物が、広範に保留され、分解される。本発明による方法によれば、被処理排ガスは、本発明に従って形成された室の１つに導入され、電極の壁部を通って１以上の隣接した室に貫流する前に、排ガスのプラズマ処理が施される。隣接した室は、誘電阻害された放電を稼動させるための形態として構成できるので、先に第１処理室において生成した中間生成物が更に分解される。必要ならば、さらに別の隣接した室（複数）において処理を継続してもよい。有利なのは、このように段階的に排ガスを処理することによって、出発生成物と分解生成物との複合反応が抑制できる点にある。これにより多孔質電極をガス流の鎮静化のために１回以上利用することが可能となる。次に添付図面を参照して本発明を一層詳細に説明する。実施態様１ａ−３は、排ガス中の毒性の有害物質の分解装置及び方法に、実施態様４−６は、燃焼排ガス中の煤を含む有害物質の分解装置及び方法に関連している。図１ａは、多孔質電極を有する装置を示す原理構成図である。図１ｂは、２部分から成る多孔質電極を有する装置を示す原理構成図である。図２は、装置の同軸式の構成を示す断面図である。図３は、複数の反応室を備えた装置を示す断面図である。図４は、装置の原理を示す概略図である図５は、２部分から成る多孔質電極を有する原理構成図である。図６は、電極の形状を様々に異なるものとした構成を示す断面図である。図１ａは、装置の原理構成を概略的に表わしている。この装置は、ガス入口１とガス出口２とを有し、このガス入口とガス出口とは、本発明の原理を変更せずに、互に逆にすることができる。導電材料３とその上部に配された絶縁材料４とによって、絶縁された電極が形成される。多孔質電極６は、絶縁された電極に対向して配されている。これらの電極の間には処理室５としてのガス室が形成してあり、このガス室中において、交流電源９により前記電極に交流電圧を印加することによって、ガス放電を惹起させることができる。装置は、ハウジング８により画定されている。ハウジング８と多孔質電極６との間には、導入（供給）された又は処理されたガスを受容れるためのガス室７が形成されている。ガス流は、この構成を備えた装置、特に多孔質電極６を通って導かれ、通過の際に鎮静化される。導電性の多孔質電極６の代りに、非導電性の材料を用いても良い。この場合には、多孔質電極６は、２つの構成部分から成る絶縁電極形態として構成することができる。この場合は、図１ｂに示されている。多孔質電極は、非導電層６ａと、導電層６ｂとを有し、この導電層６ｂに交流電源９の一方の側が接続可能であるが、その他の構成は、前記と同様である。非導電層６ａは、処理室５の側に、また導電層６ｂは、ガス室７の側に、それぞれ配されている。これにより、３、４から成る絶縁電極と共働して、２つの絶縁電極を備えた、誘電阻害される放電形態が形成される。この構成においては、他の変形形態として、絶縁部４を割愛できるので、誘電阻害される放電は、導電材料３と、構成部分６ａ、６ｂから成る多孔質電極との間に惹起させることもできる。多孔質電極６の各々の層６ａ、６ｂは、一例として、ドープ量を異ならせたＳｉＣから成っていても良い。しかし導電部分６ｂを多孔質材料から構成することは不可欠ではない。導電層６ｂは、ガスが妨げられずに通過しうるように、格子状もしくは穿孔された構造ないしは孔状構造（Loch 電極６は、プラズマ化学的反応の推移を支援するために、触媒作用を行う材料から構成されたり、この材料を備えていても良いが、本発明に従って使用するために、多孔質であることは不可欠である。図２には、同軸式の構成とした装置が示されている。導電材料３と絶縁材料４とは、共同して、同軸円筒状の絶縁された電極を形成している。この円筒状の絶縁された電極は、導電性の多孔質材料から成る管６により囲まれ、この管６が対向電極として作用する。詳細には図示しないスペーサーによって、両方の電極の間に１つのガス室が処理室５として固定され、この処理室５中においてガス放電を惹起させることができる。ハウジング８は、ガスを受入れてそれを分配するためのガス室７を備えた構成を有している。被処理ガスの導入は、図の紙面と直角の方向に、適宜の図示しないガス入口を介して、ガス室７を経て行われる。ガスは、多孔質電極６を経て処理室５に流入し、この処理室５中においてプラズマ処理される。プラズマ処理は、この場合にも交流電源９を介して行われる。処理室は、外方に向う適宜のガス出口を備えており、処理済みのガスは、このガス出口を経て排出させることができる。本発明の原理を変更することなく、処理室５を経てガスを供給し、この処理室中においてプラズマ処理を行うようにしても良い。その場合、ガスは、多孔質電極６を経て排出される。ガスの導入（供給）は、処理室５の両端から、又は一端から行われ、その場合、処理室５は、ガス入口と反対側の端部側が、適宜の仕方で閉ざされることによって、未処理ガスが排出されないようになっている。本発明による使用にとっては、電極にどのような形状を付与するかは、重要ではない。ここに記述される原理が保たれる限り、電極は、正方形でも、矩形でも、他の形状でもよく、また、種々の形状を組合せた形状でもよい。排ガスに液状もしくはガス状の添加物を補助的に付与することは、特定の使用目的にとっては有利となる。そのためには、ガス状もしくは液状の物質を排ガスに添加するための適宜の入口を、処理室５もしくはガス室７に備えることができる。装置に冷却を施すことも有利となりうる。そのためには、詳示しない変形による実施例として、導電材料３を管として形成し、それを経て適宜の冷媒を導くようにする。液状もしくはガス状の冷媒の代りに、加熱管を、適宜の形態において利用しても良い。装置の長さ方向の寸法は、排ガスの被処理量と流率（流速）とによって規制され、その場合、本発明による使用にとっては、処理室５の横断面積よりも多孔質電極の形成面積が大きいことによってガス流の適切な鎮静化（Beruhigung）が生ずることのみが大切である。これは、ガス室の厚みよりも長さが大きければ、既に充足されるが、有利には、ガス室の厚さよりも長さを１０倍もしくはそれ以上大きくする。処理室５のガス室の厚みは、公知の技術に対応している。多孔質電極６の壁厚のためには、０．５−５ｍｍが適切であるが、その他の壁厚としても良い。多孔質材料の孔径は、有利には、３μｍ−２００μｍとするが、それ以外の値としても良い。ガスの流量を大きくするためには、複数の流れに従って互に平行（並列）に配した処理室を有する所定の装置を稼動させてもよい。以上に説明した例によるガス室７の代りにさらに別のプラズマ処理が行われるようにした反応室を用いてもよい。図３に示した本発明による方法を実施する装置の対応した実施例においては、複数の反応室によるプラズマ処理がなされるようになっている。この装置は断面で示されている。この構成によれば、多孔質電極６は、中空の直方体の形状の、５個のハニカム構造の結合体として表わされる。２つの相接する側面によって、１つの共通の壁が形成される。この中空の直方体中に、構成部分３、４を備えた絶縁された電極が収納される。図３には、円筒形のロッドの形の絶縁電極の同軸的な構成が図示されている。３、４から成る絶縁電極と、複数の室を形成する導電性の多孔質電極６との間には、詳示しないスペーサーを介して、複数のガス室が形成してあり、これらのガス室は、この場合、本方法に従って、処理室５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとして用いられる。この装置の各電極は、やはり交流電源９に接続されている。図３において、構成部分３、４を有する絶縁電極は、只１つのハニカム部分に備えられている。それは、他のものも同様に構成され、これが対応して反復されているためである。図３の実施例において、多孔質電極６のハニカム構造は、中心部に１つの中空の直方体が形成され、その側面に４つの隣接する直方体が配設された構造である。本方法によれば、排ガスは、処理室５として形成された中心部のハニカム形状の室に導かれる。ガスは、ここで、第１のプラズマ処理に付され、多孔質電極の壁部を経て、同様に構成された処理室５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを有する４つの隣接したハニカム構造中に、多孔質電極６の壁部を経て流入する。この第２の工程で処理されるガスは、それぞれの処理室を通って流れ、他の３つの壁部を経て外部に流出し、詳示しないハウジング及び適切なガス出口を経て環境に放出される。中心部の処理室５は、流れを案内するために、一端が閉止してありガスは、一端から流入し、或いはガスは両端から流入し、その後に側部壁を経て、隣接した処理室に流入する。第２の処理のための隣接した処理室５ａ、５ｂ、５ｃ自身は、両端が閉止されているので、ガスは、他の３つの壁部を経て流出する。処理室５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの一端又は両端を開放し、処理済みのガスがそれを通って流出するようにしてもよい。図３に示した構成によれば、排ガスの処理２回行われる。しかし多孔質電極の壁部に流入する際及びそれから流出される際にガス流を多重に鎮静化させると有利である。しかし第２回の処理工程において、高い圧力ピークを低下させると有利なことが判明している。本発明の性質を変更しない別の実施態様も可能である。即ち、図３による前述した装置に、本発明による５つの処理室を配設し、これらの処理室において処理を行わせたり、外部へのガスの排出を行わせたりする。その場合ガスは、複数の相接する処理室を通り、また複数の多孔質電極の壁部を通って流れる。ガスの流量を多くするには、多数の前記の構成を流れに従って平行（並列）に配設すればよい。さらに、ハニカム構造を形成し、１つおきのハニカムを流入側の処理室として構成し、各々の隣接したハニカムを流出側の処理室として構成して、複数の流入側処理室と複数の流出側処理室との間で別々の工程を行わせてもよい。この原理を各行（又は列）について１機能単位ずつずらせてもよい。図４は、本発明に従って使用する装置の原理的な構造を示している。導電材料３とその上の絶縁材料４とによって、絶縁電極を構成する。多孔質電極６は、これに対向して設けられ、好ましくは導電性であり、例えば反応結合（燃結）された炭化珪素から成っている。これらの電極の間に、処理室５が形成してあり、交流電源９によって各電極に電圧を印加することによって、ガス放電を惹起させることができる。この装置は、ハウジング８により画定され、ガス入口１、ガス出口２及び処理室５の一端に閉止部１０を備えている。ハウジング８と多孔質電極６との間には、処理ずみのガスを受入れてそれをガス出口２に排出させるためのガス室７が配設されている。ガス流は、この構成の装置に、特にその多孔質電極６を経て導かれる。排ガスは、これらの多孔質電極によって、鎮静化を受け、特に煤粒子１１が保留される。交流電源９の印加によってガス放電が行われる際に、炭素が酸素と反応し、十分に酸化される。ガス放電の推移は、多孔質電極への粒子の充填による負荷の状態に依存して制御することもできる。適切なセンサ、例えば圧力センサによって、その状態は検出され、交流電源９のＯＮ−ＯＦＦを対応して行うことができる。排ガス流が十分な量の酸素を含有しないか又は分離生成物中の酸素分が少な過ぎる場合には、適宜の添加物導入装置をガス入口１に付設することによって排ガスに周囲の空気を添加するようにしてもよい。導電材料から成る多孔質電極６の代りに、非導電材料を用いてもよい。この場合には、多孔質電極６は２つの構成部分から形成された絶縁性の電極構成とする必要がある。この場合には、３、４から成る絶縁電極の電極構成は、他の電極と同様の構成とすることもできる。それは、電極の非導電性の多孔質部分によって放電が制限されるためである。この構成による装置は、図５に概略的に図示されている。多孔質電極は、非導電性の層６ａと、導電材料の織物（Geflecht）６ｂとから成っている。導電材料６ｂは、ふるい網（シーブ）状としてもよく、また複数の開口を備えた他の形態としてもよい。大切なのは、ガス透過性が保たれることのみである。この例において同様に構成された電極は、互に向い合いに配され、その間に処理室５を形成している。非導電性の層６ａは、処理室５の側（側面）に形成され、導電材料６ｂは、ガス室７側に配設されている。これにより、２つの同じ構成の絶縁電極を備えた誘電阻害される放電形態が形成され、処理済みの排ガスは、処理室５から、ハウジング８により形成されるガス室７へ、そしてガス出口２を経て周囲の大気中へと排出される。以上に説明した２部分から成る電極は、本発明の性質を変更することなく、非導電性の多孔質層６ａと、やはり多孔性とした導電性の材料６ｂとから成るようにしてもよい。多孔質電極の各々の構成部分６ａ、６ｂは、一例として、ドープ量の異なるＳｉＣ（unterschiedlich dotiertes SiC）から成っていてもよい。絶縁電極構成として形成された多孔質電極の利用において、本発明の別の実施態様に従って、絶縁材料４を割愛することもでき、誘電阻害される放電が導電材料３と、構成部分６ａ、６ｂから成る多孔質電極との間において惹起されるようにすることができる。多孔質電極６又は層６ａは、触媒作用をする材料によって形成することもでき、またこの材料を備えるないし被覆する（belegt）ようにしてもよい。その場合、本発明に従って多孔質は保たねばならない。他の電極の絶縁材料４に、触媒作用をする材料を備えたり、両方の電極に、別々に作用する触媒物質を（夫々）備えたり（被覆）してもよい。適宜の冷却部もしくは逆に加熱部を装置に設けることによって、反応の推移の最適化に温度の関与を含めるようにしてもよい。本方法を実施するための装置は、平面型でも同軸型でもよく、またその組合せ型でもよい。図６には、そのような装置の構成形態が図示されている。導電材料３と絶縁材料４とは、同軸の絶縁電極を一緒に形成している。この管状に形成された絶縁電極中に、中空の直方体（正方形断面、Quader）として形成された多孔質電極６が装入される。この場合にも、４つの部分から成る処理室５が形成される。処理室５のガス室の厚みは、両電極の同軸形状及び平面形状に対応して変化する。この特別の電極形態によって、一方では放電の開始電圧が低減される。それは、ガス室の厚みが非常に小さくなり、それにより電圧需要が少くなり、着火（放電開始）後において着火における他の放電路がいわゆるコンディショニング（Konditionierung）効果によって支援されるためである。他方では、放電室の４か所の間隔寸法が、４つに区画された処理室５の閉止をさけるのに十分に大きい。この実施態様においては、直方体が管に嵌合されるため、電極の間のスペーサーは不要となる。直方体が比較的小さい場合には、各電極の間に適宜の形状のスペーサーを取付ける。被処理ガスの導入は、図の紙面と直角の方向に、図示しない適宜のガス入口を介して、処理室５の一端もしくは両端から行う。ガスを一端から行う場合には、他端側は、適宜の仕方で閉止する。処理済みのガスは、多孔質電極６からガス室７へ、更にそれから対応のガス出口を経て周囲へと放出される。図６による実施態様は、前述した実施態様の様々の変形及び／又は付加的構成を更に備えていてもよい。（図には示されない）別の有利な実施態様によれば、前述の実施態様においてガス室７は、そこで、プラズマ処理を行うことによって、処理済みの排ガスを後処理するよう構成してもよい。この目的のために、ガス室７に、絶縁電極構造を取入れ、適宜のスペーサーで固定する。この絶縁電極と多孔質電極６との間には、それにより別の処理室が形成される。前記の実施態様において述べた第１の処理室５との共働によって、排ガスの多重の処理が、このようにして実現される。反応器の構造形態の幾何学的な寸法は、ガスの処理量と、排ガス中の煤の負荷とに適合させる。ガスの流量が大きい場合には、流れに従って、複数の装置を並列に稼動させることができる。処理室５のガス室の厚みは、当該技術の状態に従って選択する。多孔質電極の壁厚は、好ましくは０．５−５ｍｍであるが、それ以外の厚みとしても良い。多孔質材料の孔径は、好ましくは３μｍ−２００μｍであるが、それ以外の値としてもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１０月２９日（１９９８．１０．２９）【補正内容】請求の範囲（補正）１．誘電阻害される放電の原理に従って作動する少くとも２つの電極を備えた少なくとも一つの処理室（５）を経て排ガスを導いて、燃焼工程の排ガスの有害物質を分解する装置であって、一方の電極を、導電性の多孔質電極（６）として形成し、該多孔質電極（６）が、それ自身導電性であるか、又は、非導電性の多孔性部分（６ａ）と導電性の部分（６ｂ）とから成るものとし、被処理排ガスの流れの方向に沿って配されたことを特徴とする装置。２．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解する請求項第１項記載の装置であって、前記導電性多孔質電極（６）が反応結合（焼結）されたＳｉＣから成ることを特徴とする装置。３．前記多孔質電極が導電性の材料の織物（６ｂ）を有することを特徴とする請求項第１項記載の装置。４．前記多孔質電極（６）に触媒作用を有する物質を含浸させたことを特徴とする請求項第１項記載の装置。５．ガス室（７）が処理室（５）より大な容積を有することを特徴とする請求項第１項記載の装置。６．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項記載の装置であって、流出側のガス室（７）中に処理室（５）に対比して低い圧力ないし負圧（Unterdruck）を設定することを特徴とする装置。７．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項記載の装置であって、両方の電極の表面要素の全てが互に直交するのではないことによって、処理室（５）の１つの区画においてガス室の厚みを不同としたことを特徴とする装置。８．燃焼工程からの排ガス中の毒性の有害物質を請求項第１項記載の装置によって分解する方法において、少くとも１つの処理室（５）中の排ガスを適宜の交流電源（９）によってプラズマ処理に付し、排ガスは、多孔質電極（６）を通って、ガス室（７）から処理室（５）中に流入させ及び／又は処理室（５）からガス室（７）中に流入させることを特徴とする方法。９．燃焼工程からの排ガス中の毒性の有害物質を請求項第１項記載の装置によって分解する方法において、排ガスを、少くとも１つの処理室（５）に導き、この処理室（５）において煤粒子（１１）を排ガスから少くとも１つの多孔質電極を通って導き、該少くとも１つの多孔質電極によって排ガスからフィルタ除去( 濾過)し、煤粒子をプラズマによる反応に導き、その際にプラズマを粒子負荷（B eladung）に依存してオンオフさせることによって粒子の最低の負荷を保つことを特徴とする方法。１０．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第８項又は第９項記載の方法において、処理済みの排ガスが第１の処理室（５）から多孔質電極を経て少くとも１つの別の処理室（５）に流入し、そこでプラズマにより後処理されることを特徴とする方法。１１．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第８項又は第９項記載の方法において、添加される空気の成分を反応に利用し、及び／又は冷却及び加熱のような熱手段によって反応を支援することを特徴とする方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者コンラッツ、ヨハネス、ペーター、フランツィスクスドイツ連邦共和国、Ｄ―52428 ユーリッヒ、ヴォルフスホーフェナーシュトラーセ 195 (72)発明者フランケ、ヴォルフ−ディータードイツ連邦共和国、Ｄ―17491 グライフスヴァルト、エルンスト―ヴルフ―ヴェーク７ (72)発明者ミュラー、ジークフリートドイツ連邦共和国、Ｄ―17493 グライフスヴァルト、ヴォルフガスターラントシュトラーセ 41 Ａ、オーテーエルデナ (72)発明者ライヒ、ヴォルフガングドイツ連邦共和国、Ｄ―17489 グライフスヴァルト、クノプフシュトラーセ 27

Claims

【特許請求の範囲】１．誘電阻害される放電の原理に従って作動する少くとも２つの電極を備えた少なくとも１つの処理室（５）を通って排ガスを導いて、燃焼工程の排ガスの有害物質を分解する装置であって、一方の電極を、ガス透過性の多孔質電極（６）として構成したことを特徴とする装置。２．燃焼工程の排ガス中の有害物質を分解する方法において、排ガスが、少くとも１つの処理室（５）において、適宜の交流電源（９）によってプラズマ処理を受け、排ガスは、多孔質電極（６）を通って、ガス室（７）から、処理室（５）中へ流入し、及び／又は、処理室（５）からガス室（７）へさらに流れることを特徴とする方法。３．燃焼排ガスの煤を含む有害物質をプラズマにより分解する方法において、排ガスが、少くとも１つの処理室（５）を経て導かれ、該処理室（５）において煤粒子（１１）が多孔質電極によって（durch）排ガスからフィルタ除去され、プラズマによる酸素との反応にもたらされることを特徴とする方法。４．排ガスが、少くとも２つの隣接した処理室（５及び５ａ）を通って流れ、一方の処理室から別の処理室への流入が共通の壁部を経て行われ、この壁部が多孔質電極（６）として形成されたことを特徴とする燃焼工程の排ガス中の有害物質を分解するための、請求項第２項に記載の方法。５．排ガスが、最初に、少くとも１つのガス室（７）に流入して、そこで分散され、そこで多孔質電極（６）を通って、少くとも１つの処理室（５）にさらに流入することを特徴とする燃焼工程の排ガス中の有害物質を分解するための、請求項第２項記載の方法。６．処理済みの排ガスが第１の処理室（５）から多孔質電極（６）を経て少くとも１つの別の処理室（５）に流入してそこでプラズマで後処理されることを特徴とする燃焼排ガス中の煤を含む有害物質をプラズマ支援の下に分解するための、請求項第３項記載の方法。７．多孔質電極（６）の粒子の負荷に依存して多孔質電極（６）をオンオフすることを特徴とする燃焼排ガス中の煤を含む有害物質をプラズマ支援の下に分解するための、請求項第３項記載の方法。８．排ガス成分からの酸素を反応のために用いることを特徴とする燃焼排ガス中の煤を含む有害物質をプラズマ支援の下に分解するための、請求項第３項記載の方法。９．添加された空気からの酸素を反応のため利用することを特徴とする燃焼排ガス中の煤を含む有害物質をプラズマ支援の下に分解するための、請求項第３項記載の方法。１０．触媒作用を営む剤によって反応を支援することを特徴とする燃焼排ガス中の有害物質をプラズマ支援の下に分解するための、請求項第２項又は第３項記載の方法。１１．冷却及び加熱のような熱手段によって反応を支援することを特徴とする燃焼排ガス中の有害物質を分解するための請求項第２項又は第３項記載の方法。１２．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項記載の装置において、多孔質電極（６）が導電性の材料又は反応結合（焼結）されたＳｉＣから成ることを特徴とする装置。１３．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項記載の装置において、電極（６）が２つの構成部分から成ることを特徴とする装置。１４．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項又は第１３項記載の装置において、前記電極（６）の２つの構成部分が、処理室（５）に指向した側の非導電材料（６ａ）と、処理室（５）に指向した側の導電材料（６ｂ）とであることを特徴とする装置。１５．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１３項又は第１４項記載の装置において、材料（６ａ）、（６ｂ）が多孔質であることを特徴とする装置。１６．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１３−１５項のいずれか一に記載の装置において、材料（６ａ）、（６ｂ）が不同にドープされた（dotiert）ＳｉＣから成ることを特徴とする装置。１７．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１−１４項のいずれか一に記載の装置において、材料（６ｂ）が多孔質でなく、ガス透過のために格子状もしくは孔状構造とされたことを特徴とする装置。１８．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項記載の装置において、多孔質電極（６）の処理室側の側面が、触媒作用を示す物質によって被覆又は含浸されたことを特徴とする装置。１９．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１−２１項のいずれか一に記載の装置において、ガス室（７）の容積を処理室（５）の容積よりも大きくしたことを特徴とする装置。２０．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項記載の装置において、排出側のガス室（７）中に負圧を設定可能としたことを特徴とする装置。２１．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項記載の装置において、触媒作用を有する材料をガス室（７）の壁部に被覆するか又はガス室（７）の内部空所にこの材料の適当な堆積物を備える（粉粒体にて充填する）ことを特徴とする装置。２２．燃焼工程からの排ガス中の有害物質を分解するための請求項第１項記載の装置において、ガス室（７）の内部空所に酸化する材料の適宜の堆積物（粉粒体）例えば炭素粒子（granulat）を充填したことを特徴とする装置。２３．燃焼排ガス中の有害物質をプラズマ支援の下に分解するための請求項第１項記載の装置において、両方の電極の全ての表面要素が互に直交することはないようにして、処理室（５）のある区画では不同のガス室の厚みが生ずるようにしたことを特徴とする装置。