JP2002011111A - 酸化エチレン無害化方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的に酸化エチレンを無害化することがで
きる方法と、あわせて比較的単純な、酸化エチレンを無
害化処理できる装置を提供する。 【解決手段】 交流放電プラズマ発生手段により発生さ
せたプラズマの作用と、触媒の作用とを相乗的に組み合
わせることで、ガス中の酸化エチレンを無害化する。該
プラズマ作用と触媒作用の相乗的な効果を達成するため
に、酸化エチレン無害化装置内で、ガス中でのプラズマ
の発生と、該ガスの触媒との接触を同時に行わせる。小
型で、効率のよい上記の装置として、その形状を管状形
態とした装置を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は酸化エチレン（以
下、ＥＯと略す）含有ガスの無害化方法に関し、特に、
プラズマ作用と触媒作用を相乗的に組み合わせて排ガス
中のＥＯを無害化する方法に関する。

【０００２】更に本発明は、上記方法を用いるＥＯ含有
ガスの無害化装置に関し、特に、プラズマ作用と触媒作
用の相乗的な作用により該ガス中のＥＯを無害化する、
管状構造を有する装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】ＥＯは、エチレングリコール、エタノー
ルアミン、アルキルエーテル、及びセロソルブ等の合成
原料として、又は界面活性剤、有機合成顔料、農薬、ア
クリロニトリルの原料として、更には殺菌剤、ダニなど
の防除、医療用器具や光学機械類等の滅菌に広範に用い
られている。しかし、一方で、ＥＯは各種の急性中毒症
を惹起し、又、発ガン性を有することが問題となってい
る。従って、ＥＯを効率的に無害化することは、特に、
その廃棄の際に重要な課題であった。

【０００４】従来、ＥＯは、常温でガス状を呈するの
で、無処理のまま大気中に放出するか、或いは、ＥＯガ
スを水封式ポンプを用いて水に拡散廃棄するか、或いは
希硫酸等の吸収剤に吸収させたＥＯをジエチレングリコ
ールに変えるか、又は活性炭等の吸着剤にＥＯを吸着さ
せて除去することが行われてきた。しかし、例えば滅菌
の際に用いられる滅菌ガスにおいては、その濃度が１５
〜２０％と極めて高濃度のＥＯを含有するものであるか
ら、大気中に無処理で放出することは環境衛生上著しく
問題である。一方で、このようなＥＯの無処理の放出を
避けるために、上記のような吸収・吸着剤を用いたＥＯ
の除去処理も行われてきたが、吸着後の吸着剤の廃棄
等、二次廃棄の問題が生じていた。更には、係る吸収
剤、吸着剤の処理効率はあまり高いものではないため、
そのような吸収、或いは吸着装置類は大型な物となって
いた。

【０００５】このような問題点を解決するために、特開
平１１−７６７４６号公報には、活性炭等の吸着剤を充
填した吸脱着槽と触媒熱反応槽を組み合わせた装置が開
示されている。該装置におけるＥＯガスの無害化の方法
は、ガス中のＥＯを触媒燃焼させることで、二次廃棄さ
れる吸着剤の量を著しく低減し、且つ、その装置の小型
化を可能にするものである。ここで、係る触媒燃焼反応
においては、触媒により処理されるガス中のＥＯが空気
と適切な割合で混合されていることが重要であるから、
該方法は、高濃度のＥＯを含有するガスをいったん吸着
槽内の吸着剤に吸着させた後、加温された空気を用いて
ＥＯを脱着させつつ、脱着されたガス中のＥＯ／空気の
混合比を、続く触媒燃焼反応に好ましい範囲（好ましく
はＥＯが３％以下）まで調節して触媒燃焼させる構成と
なっている。

【０００６】又、特開平１１−７６３８５号公報にも、
触媒燃焼によりガス中のＥＯを処理することを特徴とす
る排ガス処理装置つきＥＯガス滅菌器が開示されてい
る。該発明の方法は、ＥＯガス滅菌器からの滅菌ガスを
強制的且つ直接に空気と混合することにより、混合ガス
中のＥＯ／空気の比率を、続く触媒による触媒燃焼最適
比率（好ましくはＥＯが３％以下）まで希釈して触媒燃
焼させることを特徴とする。

【０００７】ところで、工業排気ガスなどのような有害
物質を含むガス中の有害成分の浄化処理方法としては、
触媒作用とグロー放電のプラズマ分解作用の両作用を相
乗させることにより、該有害成分を無害化する方法が提
案されている。すなわち、特開平６−２６２０３２号公
報には、少なくとも一対のリードの接点部の開閉動作中
の開離時にグロー放電を生じさせ、該グロー放電のプラ
ズマ作用によりＮＯ_Ｘ等の有害物質を分解するととも
に、該リードの接点部若しくはその近傍に担持させた触
媒の作用がこれと相乗的に作用して該有害物質を分解す
る、比較的小型且つ低電圧のガス浄化装置が開示されて
いる。

【０００８】又、特開平７−２０４４６９号には、装置
内の回転ファンによりガスの乱流を生じさせ、該装置内
のファンとハウジングの間の微小ギャップによって生じ
るグロー放電に伴うプラズマ作用と、該回転ファン表
面、及び／若しくは、該ハウジング内面に配置された触
媒金属層の触媒作用が相乗的に作用して該ガス中の有害
物質を分解する装置が開示されている。

【０００９】更には、国際公開番号ＷＯ９６／２０７８
３には、触媒を担持した回転可能なプレートと、同じく
触媒を担持した静止プレートを対向させ、両プレートの
ギャップにおいてプラズマを発生させることにより、該
回転可能なプレートの回転により乱流化され、且つ該ギ
ャップ間でプラズマにより活性化されたガス及びこれと
混合されたガスに含まれる有害物質が、該プラズマ作用
及び触媒作用の相乗により分解されるガス浄化装置が開
示されている。

【００１０】しかし、上記のいずれの触媒作用とグロー
放電のプラズマ分解作用を相乗させるガス浄化装置にお
いても、ＥＯ含有ガスの無害化が可能なことは具体的に
知られていない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、触媒燃
焼反応を用いる場合は、その燃焼反応を可能にするため
に、ＥＯを空気と適切な割合で混合しなければならな
い。そのために、上記の特開平１１−７６７４６号に開
示されたＥＯガス処理の方法においては、活性炭等が充
填された吸着槽を備えねばならないために装置の小型化
に限界もあり、二次廃棄物にしても、著しく減少すると
はいえ、必ずしも皆無となるものではないと考えられ
る。

【００１２】又、特開平１１−７６３８５号に記載の方
法では、二次廃棄の問題はないが、所詮、両方法ともに
ＥＯを空気と混合せねばならず、例えば滅菌の際に用い
られる滅菌ガスにおいては、その濃度が１５〜２０％と
極めて高濃度のＥＯを含有するものであるから、最適な
触媒燃焼を得るには、該滅菌ガスを５倍以上の空気で希
釈しなければならない。従って、燃焼触媒で処理するガ
スの容積が増大し、その処理能力や効率の点で限界があ
った。又、両方法とも、ＥＯガスを適切に希釈するため
のガス流路切り替え装置やＥＯセンサー等を備えなけれ
ばならなかった。従って、触媒燃焼を用いるＥＯ処理方
法は、二次廃棄物の面や、装置の比較的な小型化の面で
確かに有効ではあるが、更なる装置の小型化、単純化が
可能で、効率に優れたＥＯ含有ガスの無害化方法が望ま
れていた。

【００１３】ここで、一つのガス浄化方法として、上記
のような触媒作用とグロー放電のプラズマ分解作用の両
作用を相乗させることによりガス中の有害物質を分解す
る方法が提案されている。しかし、上記のように該方法
によってＥＯ含有ガスの無害化が可能なことは具体的に
は知られていない。又、該方法に基づく、特開平６−２
６２０３２号公報、及び特開平７−２０４４６９号公報
並びに国際公開番号ＷＯ９６／２０７８３に記載のガス
浄化装置は、触媒燃焼反応とは異なり空気との混合を必
須としないため小型化が可能と考えられるが、装置は比
較的複雑となる。又、その処理効率については、最大で
もＮＯの分解率が６０％程度であり、十分高いものとは
いえなかった。

【００１４】上記のように、ＥＯは、中毒性や発ガン性
をも有するものであるから、環境中へのその放出は最小
限に留められるべきであり、従って、効率的にＥＯを無
害化することができる方法と、あわせて比較的単純な、
ＥＯを無害化処理できる装置が望まれていた。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記のよう
に、二次廃棄物が全く発生せず、装置の小型化及び単純
化が可能で、効率に優れたＥＯ含有ガスの無害化方法を
開発する目的で、鋭意、研究開発を行い、係る課題を解
決するＥＯ含有ガスの無害化方法を見出し、その方法に
適した装置を創出した。

【００１６】すなわち、本発明の第１は、交流放電プラ
ズマ発生手段により発生させた放電プラズマの作用と触
媒の作用とを相乗的に組合せてＥＯを分解することを含
んでなる、ＥＯ含有ガスの無害化方法を提供する。

【００１７】本発明の第２は、交流放電プラズマ発生手
段により発生させた放電プラズマと触媒を時空間的に同
時に存在させることにより、放電プラズマの作用と触媒
の作用とを相乗的に組合せる、ＥＯ含有ガスの無害化方
法を提供する。

【００１８】本発明の第３は、触媒を、交流放電プラズ
マ発生手段を構成する対電極の少なくとも一方の電極表
面の、少なくとも１つの触媒層として形成し、プラズマ
と触媒を時空間的に同時に存在させる、ＥＯ含有ガスの
無害化方法を提供する。

【００１９】本発明の第４は、上記の発明の１〜３にお
いて、交流放電プラズマ発生手段を構成する対電極の間
に誘電体を存在させることを特徴とし、放電プラズマの
作用と触媒の作用とを相乗的に組合せてＥＯを分解する
ことを含んでなる、ＥＯ含有ガスの無害化方法を提供す
る。

【００２０】本発明の第５は、放電プラズマと触媒を時
空間的に同時に存在させることにより、放電プラズマの
作用と触媒の作用とを相乗的に組合せるＥＯ含有ガスの
無害化方法において、交流放電プラズマ発生手段を構成
する対電極を内部に含む密閉容器の中に処理すべきＥＯ
含有ガスを導入して、バッチ式でＥＯ含有ガスの無害化
を行うことを特徴とする方法を提供する。

【００２１】本発明の第６は、放電プラズマと触媒を時
空間的に同時に存在させることにより、放電プラズマの
作用と触媒の作用とを相乗的に組合せるＥＯ含有ガスの
無害化方法において、ＥＯ含有ガスの供給口と無害化処
理済ガスの排出口を有し且つ交流放電プラズマ発生手段
を構成する対電極を内部に含む容器中にＥＯ含有ガスを
通して、連続式でＥＯ含有ガスの無害化を行うことを特
徴とする方法を提供する。

【００２２】本発明の第７は、上記の発明の第２〜４の
ＥＯ含有ガスの無害化方法において、該方法が、ＥＯ含
有ガスの供給口と無害化処理済ガスの排出口を有する容
器中にＥＯ含有ガスを通してＥＯ含有ガスを連続的に無
害化するものである場合、交流放電プラズマ発生手段を
構成する対電極の一方の電極が上記容器の外側に配置さ
れ、他方の電極が上記容器の内部に配置されており、該
内部電極の表面には少なくとも１つの触媒層が形成さ
れ、該容器の少なくとも上記対電極の間に存在する部位
が誘電体であることを特徴とするＥＯ含有ガスの無害化
方法を提供する。

【００２３】本発明の第８は、上記の本発明の第７にお
いて、その容器が少なくとも１本の管状形態を有し、内
部電極が該管状容器の内部軸方向に伸び、表面に少なく
とも１つの触媒層が形成された芯構造を有し、ＥＯ含有
ガスが該管状容器の内部であって触媒層含有芯構造の外
側を通過することを特徴とするＥＯ含有ガスの無害化方
法を提供する。

【００２４】本発明の第９は、上記の本発明の第８にお
いて、触媒層を、芯構造を有する内部電極の周囲にコー
ティングされたコーティング層として形成することを特
徴とするＥＯ含有ガスの無害化方法を提供する。

【００２５】本発明の第１０は、上記の本発明の第８に
おいて、触媒層を、芯構造を有する内部電極の周囲に配
置された多数の球状体として形成することを特徴とする
ＥＯ含有ガスの無害化方法を提供する。

【００２６】本発明は、更に、ＥＯ分解手段として、少
なくとも一方の電極の表面に少なくとも１つの触媒層を
有する対電極から構成される交流放電プラズマ発生装置
を含むことを特徴とするＥＯ含有ガス無害化装置を提供
する。

【００２７】又、本発明は、ＥＯ含有ガスの供給口と無
害化処理済ガス排出口を有する容器と交流放電プラズマ
発生装置を含んで成るＥＯ含有ガス無害化装置におい
て、交流放電プラズマ発生手段を構成する対電極の一方
の電極が該容器の外側に配置され、他方の電極がその容
器の内部に配置され且つ表面に少なくとも１つの触媒層
を有し、該容器の少なくとも上記対電極の間に存在する
部位が誘電体であることを特徴とする、上記のＥＯ含有
ガス無害化装置を提供する。

【００２８】加えて、本発明は、上記のＥＯ含有ガスの
供給口と無害化処理済ガス排出口を有する容器が少なく
とも１本の管状形態を有し、内部電極が該管状容器の内
部軸方向に伸び、表面に少なくとも１つの触媒層が形成
された芯構造を有し、ＥＯ含有ガスが該管状容器の内部
であって触媒層含有芯構造の外側を通過することを特徴
とする上記のＥＯ含有ガス無害化装置を提供する。

【００２９】特に本発明は、ＥＯ含有ガスの無害化装置
において、（ａ）その中にＥＯ含有ガスの一方向のガス
流を生じさせることが可能な少なくとも１本の管状ケー
スと、（ｂ）上記誘電体ケースの芯部に位置し、上記ガ
ス流の流れの方向に伸びた内部電極を有し、（ｃ）上記
内部電極の表面には少なくとも１つの触媒層が形成され
ており、（ｄ）上記管状ケースの外周の少なくとも一部
は外部電極で覆われており、（ｅ）上記内部電極と外部
電極は、実質的に同じ軸方向の長さを有し、（ｆ）上記
管状ケースの、少なくとも、上記内部電極と外部電極に
挟まれた領域は誘電性材料からなり、（ｇ）上記管状ケ
ース内部でグロー放電を発生させるための交流電力供給
装置が、上記内部電極と外部電極の間に接続されている
装置を提供するものである。

【００３０】以下に本発明の実施の形態を示す。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明により処理されるＥＯを含
むガスは特に制限がなく、供給する電力の周波数などを
調整することでEOを分解無毒化可能である。ＥＯ以外の
成分は、例えば、純粋な二酸化炭素であっても空気であ
っても差し支えない。又、含まれるＥＯの濃度も特に制
限は無く、例えば、その含有量が２０％以上、特に６０
〜８０％以上、又はそれ以上であっても問題なく無害化
することができ、更には９０％を超えるＥＯ含有ガスも
無害化し得る。又、本発明のＥＯ含有ガスの無害化方法
及び装置を用いた場合、純粋なＥＯガス（すなわち、１
００％）でも分解無害化可能である。更には、ガスの温
度及び圧力も常温、大気圧程度であってよく、特に加温
や加圧をする必要はないが、勿論、より高温及び／又は
高圧下において、或いは、より低温及び／又は低圧下に
おいても無害化可能である。

【００３２】本発明によるガス中のＥＯの無害化は、該
ＥＯを含むガス中でプラズマを発生させると同時に該ガ
スを触媒と接触させることで達成される。プラズマの発
生は、特開昭６２−３３５２７号公報や特開昭６３−２
４２３２３号公報に記載されているように高電圧発生装
置を使用して、針状電極や網状電極を用いても達成でき
るが、低電圧のグロー放電を利用するほうが好ましい。
グロー放電は、低電圧をかけた一対のリードの接点部の
開閉動作中の開離時に生じさせることができる。又、好
ましくは、低電圧をかけた回転ファンと、そのファンの
ハウジングとの間の微小ギャップによって生じるグロー
放電を利用することも可能である。更には、低電圧をか
けた回転可能なプレートと、同じく静止プレートを対向
させ、両プレートのギャップにおいてグロー放電を起こ
してプラズマを発生させることも可能である。このよう
な回転ファンや回転プレートを用いてプラズマの発生方
法では、被処理ガスが回転ファンや回転プレートの作用
で乱流となるため、反応の効率が向上するという利点が
ある。

【００３３】グロー放電のために印加すべき電圧は、直
流であっても交流であってもよいが、特開平６−２６２
０３２号公報の記載からも明らかなように、交流電圧を
印加するほうが分解の効率が高く好ましい。

【００３４】本発明のＥＯ含有ガスの無害化方法によれ
ば、グロー放電等により発生したプラズマの作用により
ＥＯが活性化され無害化されるが、そのプラズマ作用が
触媒作用と相乗することにより極めて効率的にＥＯ含有
ガスの無害化が促進される。係る触媒による無害化の促
進には、プラズマの発生と該触媒の接触が同時に達成さ
れることが重要である。すなわち、プラズマの発生のた
めの放電領域と触媒反応の領域が別個に設けられていた
のでは、放電領域においてプラズマ含有ガスとなって
も、その次の触媒反応領域に達成するまでにプラズマが
低下し、プラズマ作用と触媒作用の十分な相乗作用が得
られないからである。

【００３５】上記のプラズマ作用と触媒作用を十分に相
乗的に作用させるために、例えば、低電圧をかけた一対
のリードの接点部の開閉動作中の開離時にグロー放電を
生じさせることでプラズマを発生させる場合において
は、該リードの接点部若しくはその近傍に触媒を担持さ
せることができる。又、低電圧をかけた回転ファンと、
そのファンのハウジングとの間の微小ギャップによって
生じるグロー放電を利用するプラズマ発生機構において
は、該回転ファン表面、及び／若しくは、該ハウジング
内面に担持された触媒金属層の触媒作用を利用すること
ができる。更に、低電圧をかけた回転可能なプレート
と、同じく静止プレートを対向させ、両プレートのギャ
ップにおいてグロー放電を起こしてプラズマを発生させ
る場合においては、回転可能なプレートと、これと対向
する静止プレートに触媒を担持させることでプラズマ作
用と触媒作用を十分に相乗的に作用させることができ
る。

【００３６】なお、ここに用いる触媒は導電性のある金
属であるのが好ましく、触媒作用を有する金属であり、
例えば、イリジウム、クロム、コバルト、ジルコニウ
ム、セシウム、タングステン、タンタル、チタン、鉄、
テルル、ニオブ、ニッケル、白金、バナジウム、ハフニ
ウム、パラジウム、マンガン、モリブデン、ルテニウ
ム、レニウム、ロジウムから選ぶことができる。

【００３７】上記のリード、ファン、ハウジング、若し
くはプレート上にこれらの触媒を担持するには、化学メ
ッキ若しくは電気メッキなどの方法により触媒金属層を
形成させるか、箔状の触媒金属層を接着剤で接着する
か、或いは金属蒸着やスパッタリング等、当業者にとっ
て周知の技術を用いることができる。

【００３８】なお、上記の、一対のリードの接点部の開
閉動作中の開離時にグロー放電を生じさせ、該グロー放
電のプラズマ作用により有害物質を無害化するととも
に、該リードの接点部若しくはその近傍に担持させた触
媒の作用がこれと相乗的に作用してＮＯｘ等を無害化す
る装置の例は、特開平６−２６２０３２号公報に開示さ
れている。又、装置内の回転ファンによりガスの乱流を
生じさせ、該装置内のファンとハウジングの間の微小ギ
ャップによって生じるグロー放電に伴うプラズマ作用
と、該回転ファン表面、及び／若しくは、該ハウジング
内面に配置された触媒金属層の触媒作用が相乗的に作用
して該ガス中のＮＯｘ等を無害化する装置の例は、特開
平７−２０４４６９号公報に開示されている。又、触媒
を担持した回転可能なプレートと、同じく触媒を担持し
た静止プレートを対向させ、両プレートのギャップにお
いてプラズマを発生させることにより、該回転可能なプ
レートの回転により乱流化され、且つ該ギャップ間でプ
ラズマにより活性化されたガス及びこれと混合されたガ
スに含まれるＮＯｘ等が、該プラズマ作用及び触媒作用
の相乗により無害化される装置の例は、国際公開番号Ｗ
Ｏ９６／２０７８３に開示されている。

【００３９】本発明においては、これらの装置をプラズ
マ作用と触媒作用を相乗的に作用させるＥＯ含有ガスの
無害化装置として使用することが可能である。ただし、
従来の技術の欄で予備的に触れたように、これらの装置
を用いてＥＯ含有ガスを効率よく無害化できることはこ
れまで知られていない。更に、その効率にしても、ＮＯ
ｘの浄化について、最大でもの分解率が６０％程度であ
り極めて高いものとはいえなかった。

【００４０】ところで、本発明のＥＯ含有ガスの無害化
方法に最も適した装置の構成は、ＥＯ含有ガスの供給口
と無害化処理済ガス排出口を有する容器を用い、交流放
電プラズマ発生手段を構成する対電極の一方の電極を容
器の外側に配置し、他方の電極を該容器の内部に配置し
て、且つ該内部電極の表面に少なくとも１つの触媒層を
形成し、該容器の少なくとも上記対電極の間に存在する
部位を誘電体とするものである。より好ましくは、該容
器を、少なくとも１本の管状形態と成し、内部電極をそ
の管状容器の内部軸方向に伸ばすと共に、該内部電極の
表面に少なくとも１つの触媒層を形成させて容器内で芯
構造をとらせ、ＥＯ含有ガスを、該管状容器の内部であ
って触媒層含有芯構造の外側を通過させるものである。
特に好ましくは、（ａ）その中にＥＯ含有ガスの一方向
のガス流を生じさせることが可能な少なくとも１本の管
状ケースと、（ｂ）上記管状ケースの芯部に位置し、上
記ガス流の流れの方向に伸びた内部電極を用い、（ｃ）
上記内部電極の表面には少なくとも１つの触媒層が形成
させ、（ｄ）上記管状ケースの外周の少なくとも一部を
外部電極で覆い、（ｅ）上記内部電極と外部電極は、実
質的に同じ軸方向の長さを持たせ、（ｆ）上記管状ケー
スの、少なくとも、上記内部電極と外部電極に挟まれた
領域を誘電性材料で形成し、（ｇ）上記管状ケース内部
でグロー放電を発生させるための交流電力供給装置を、
上記内部電極と外部電極の間に接続する、ものである。

【００４１】本発明のＥＯ含有ガスの無害化装置では、
極めて簡単な機構でグロー放電を発生することが可能で
あり、更には触媒とガスの接触面も大きくすることが可
能である。従って、被処理ガスの反応効率も高いという
利点を有する。

【００４２】以下に、本発明の、ＥＯ含有ガス無害化装
置の構成を、例示的に示す図面に基づいて説明する。当
業者には明らかなように、以下の図は、本発明の一態様
を例示したものであって、本発明は以下の図に限定され
るものではない。

【００４３】図１は、上記のＥＯ含有ガスの無害化装置
の基本構造を示す側断面図である。図中の内部電極１及
び外部電極３は、例えば、銅により作られており、両電
極間には該電極間でグロー放電を発生するための交流電
圧がかけられている。誘電性ケース２は丸型の管状で、
ガラスなどの誘電体によりできている。内部電極１は、
棒状で誘電性ケース２の内部に置かれている。外部電極
３は丸型の管状で、誘電性ケース２を取り巻いている。
内部電極１と外部電極３の間に交流電圧がかかると、誘
電性ケース２を通して内部電極１と外部電極３の間にグ
ロー放電が起こる。すなわち、該グロー放電は、誘電性
ケース２により囲まれた、内部電極１と誘電性ケース２
の間の間隙で起こる。処理されるＥＯ含有ガスは、ＥＯ
含有ガスの供給口４より吸気され、誘電性ケース２の内
部の内部電極１との間隙を導管として一方向に導かれ、
無害化処理済ガス排出口５より排気される。該ガスは、
誘電性ケース２の内部の上記間隙を通過する際にグロー
放電にさらされる。内部電極１には金属触媒が担持され
ており、処理対象ガスはグロー放電によるプラズマ作用
と触媒作用を同時にうけることが可能である。

【００４４】上記の管状構造を有するＥＯ含有ガスの無
害化装置（以下、管状型ＥＯ無害化装置と略す）は、そ
の構成から明らかなように、プラズマの発生と触媒の接
触が同時に達成されることから、プラズマ作用が触媒作
用と相乗することにより極めて効率的に、且つ、極めて
単純な機構によりＥＯ含有ガスの無害化を達成すること
ができる。

【００４５】なお、本発明の管状型ＥＯ無害化装置に用
いることのできる触媒金属は、他のタイプのプラズマ作
用と触媒作用を相乗的に作用させるＥＯ含有ガスの無害
化装置と同様に、例えば、イリジウム、クロム、コバル
ト、ジルコニウム、セシウム、タングステン、タンタ
ル、チタン、鉄、テルル、ニオブ、ニッケル、白金、バ
ナジウム、ハフニウム、パラジウム、マンガン、モリブ
デン、ルテニウム、レニウム、ロジウムから選ぶことが
できる。該触媒の担持も、化学メッキ若しくは電気メッ
キなどの方法により触媒金属層を形成させるか、箔状の
触媒金属層を接着剤で接着するか、或いは金属蒸着やス
パッタリング等、当業者にとって周知の技術を用いるこ
とができる。誘電性ケース２の寸法は、処理対象ガスの
量やＥＯ含量に応じて適宜変更されうるが、通常、外径
３０ｍｍ以下、肉厚２ｍｍ以下、長さ１m以下程度であ
り、好ましくは外径１０ｍｍ以下、肉厚０.５〜１ｍ
ｍ、長さ３０ｃｍ以下程度であり、より好ましくは外径
３〜４ｍｍ、肉厚０.５ｍｍ、長さ１０〜３０ｃｍとす
るのがよい。内部電極１と誘電性ケース２間の間隙の距
離は、その間隙内でグロー放電を発生させるのに適した
距離であり、通常、１０ｍｍ以下であり、好ましくは５
ｍｍ以下であり、より好ましくは１mm以下とするのがよ
い。内部電極１の寸法は、誘電性ケース２の寸法に応じ
て適宜変更されうるが、上記の間隙の距離が構成でき且
つグロー放電を発生させるのに適した寸法であればかま
わない。外部電極３は、好ましくは誘電性ケース２に密
着もしくはメッキ等の方法を用いて装着されて形成され
るのがよい。また、外部電極３の寸法も、誘電性ケース
２の寸法に応じて適宜変更される。

【００４６】処理対象ガスの流量は、誘電性ケース２の
寸法や、処理の能力を勘案して適宜変更されうるが、通
常、５０L／min以下であり、好ましくは２０L／min以下
であり、より好ましくは１０L／min以下程度とするのが
よい。印加する交流電圧は、グロー放電が発生する電圧
であれば何等差し支えなく、通常、２ｋV以上であり、
好ましくは５ｋV以上であり、より好ましくは１０ｋV以
上とするのがよい。

【００４７】なお、管状型ＥＯ無害化装置について、こ
れを複数本並列することや、電極の寸法や電極間の距離
を調節すること、ガス流速を調整すること、印加する交
流電圧を調整する等、当業者が容易に行い得る程度の改
変は本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

【００４８】本発明のＥＯ含有ガスの無害化方法、特に
管状型ＥＯ無害化装置を用いた方法においては、常温で
大気圧下においてもＥＯを９５％以上分解し無害化する
ことが可能であり、例えば、ＥＯ；２０％（ｖ／ｖ）、
ＣＯ_２；８０％（ｖ／ｖ）の組成を有する混合ガスの場
合、該ガス中のＥＯを、一回の処理で１％未満の濃度ま
で低下させることが可能である。又、更に高濃度のＥ
Ｏ、例えば６０〜８０％以上、又はそれ以上であっても
問題なく無害化することができ、更には９０％を超える
ＥＯ含有ガスも無害化し得る。又、本発明のＥＯ含有ガ
スの無害化方法及び装置を用いた場合、純粋なＥＯガス
も無害化し得る。

【００４９】本発明のＥＯ含有ガスの無害化方法及びそ
の装置、特に管状型ＥＯ無害化装置は、様々な過程から
発生するＥＯを含有したガスを無害化する目的に使用で
きるが、特に、ＥＯガス滅菌器から排出されるＥＯ含有
ガスの無害化に有利的に用いられる。すなわち該滅菌器
は、小型化が求められる一方で、高濃度、例えば、２０
％以上のＥＯを含んだガスを排出するので、該装置にお
いては、小型で効率の高いＥＯ含有ガスの無害化装置の
導入が望まれている。図２には、管状型ＥＯ無害化装置
を適用したＥＯガス滅菌器の概念図を示す。該ＥＯガス
滅菌器においては、ＥＯを２０％以上の高濃度に含有す
る排気ガス（特に初回排気ガス）を単に管状型ＥＯ無害
化装置に通過させるだけで、該ガス中のＥＯを１％未満
にまで低下させることが可能である。このように管状型
ＥＯ無害化装置で処理した後のＥＯは十分に低濃度であ
るから、例えば、低温触媒塔を更に通すことにより、よ
り完全なＥＯ含有ガスの無害化が達成される。なお、滅
菌器から排気される低濃度の（１％未満程度）ＥＯ含有
ガスなどは、直接、上記の低温触媒塔により処理するこ
とも可能である。このような構成により、ＥＯガス滅菌
器から排出される有害なＥＯを効率よく無害化すること
ができ、滅菌器の小型化を図ることが可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、プラズマの作用と、触媒の作用とを相乗的に組み合
わせることで、触媒燃焼反応のようにＥＯを空気により
希釈することなく無害化が可能であるため、二次廃棄物
が全く発生せず、装置の小型化及び単純化が可能で、効
率に優れたＥＯ含有ガスの無害化を達成することができ
る。そして本発明の装置によれば、上記のＥＯ含有ガス
の無害化を効率よく達成できるものである。特に、本発
明の管状構造を有するＥＯ無害化装置によれば、極めて
単純な機構で効率的にＥＯを無害化できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管状型ＥＯ無害化装置の基本構造を示
す図である。

【図２】本発明の管状型ＥＯ無害化装置を適用したＥＯ
ガス滅菌器の概念図である。

【符号の説明】

１ 内部電極 ２ 誘電性ケース ３ 外部電極 ４ ＥＯ含有ガスの供給口 ５ 無害化処理済ガス排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 佑二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 (72)発明者 松本 泰重 長崎県長崎市文教町１−14 長崎大学内 (72)発明者 富田 文四郎 埼玉県久喜市清久町１−２ 液化炭酸株式 会社内 (72)発明者 芳村 健治 埼玉県久喜市清久町１−２ 液化炭酸株式 会社内 Ｆターム(参考） 2E191 BA11 BB00 BD13 BD18 4D048 AA17 AB01 AB03 BA07Y BA08Y BA14Y BA23Y BA24Y BA25Y BA26Y BA27Y BA28Y BA29Y BA30Y BA31Y BA32Y BA33Y BA36Y BA37Y BA38Y BA50Y BB06 CA07 EA03 4G075 AA37 AA42 BA01 BA05 BD12 CA16 CA54 DA01 DA02 DA12 EA02 EB01 EB21 EB41 EC06 EC21 EE36 FC15

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流放電プラズマ発生手段により発生さ
   せた放電プラズマの作用と触媒の作用とを相乗的に組合
   せて酸化エチレンを分解することを含んでなる、酸化エ
   チレン含有ガスの無害化方法。
2. 【請求項２】 交流放電プラズマ発生手段により発生さ
   せた放電プラズマと触媒を時空間的に同時に存在させて
   行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 触媒が、交流放電プラズマ発生手段を構
   成する対電極の少なくとも一方の電極の表面に少なくと
   も１つの触媒層として存在していることを特徴とする、
   請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 交流放電プラズマ発生手段を構成する対
   電極の間に誘電体を存在させることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 交流放電プラズマ発生手段を構成する対
   電極を内部に含む密閉容器の中に処理すべき酸化エチレ
   ン含有ガスを導入してバッチ式で行うことを特徴とす
   る、請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 酸化エチレン含有ガスの供給口と無害化
   処理済ガスの排出口を有し且つ交流放電プラズマ発生手
   段を構成する対電極を内部に含む容器中に酸化エチレン
   含有ガスを通して、酸化エチレン含有ガスの無害化を連
   続的に行うことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか
   １項に記載の方法。
7. 【請求項７】 酸化エチレン含有ガスの供給口と無害化
   処理済ガスの排出口を有する容器中に酸化エチレン含有
   ガスを通して酸化エチレン含有ガスを連続的に無害化す
   る酸化エチレンの無害化方法において、交流放電プラズ
   マ発生手段を構成する対電極の一方の電極が上記容器の
   外側に配置され、他方の電極が上記容器の内部に配置さ
   れてその表面に少なくとも１つの触媒層を有し、当該容
   器の少なくとも上記対電極の間に存在する部位が誘電体
   であることを特徴とする請求項２〜４に記載の方法。
8. 【請求項８】 上記容器が少なくとも１本の管状形態を
   有し、内部電極が前記管状容器の内部軸方向に伸び、表
   面に少なくとも１つの触媒層が形成された芯構造を有
   し、酸化エチレン含有ガスが上記管状容器の内部であっ
   て触媒層含有芯構造の外側を通過することを特徴とす
   る、請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 触媒層が、芯構造を有する内部電極の周
   囲にコーティングされたコーティング層として存在する
   ことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 触媒層が、芯構造を有する内部電極の
    周囲に配置された多数の球状体から成ることを特徴とす
    る、請求項８に記載の方法。
11. 【請求項１１】 無害化する酸化エチレン含有ガスが、
    少なくとも６０体積％以上の量の酸化エチレンを含有す
    ることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に
    記載の方法。
12. 【請求項１２】 酸化エチレン分解手段として、少なく
    とも一方の電極の表面に少なくとも１つの触媒層を有す
    る対電極から構成される交流放電プラズマ発生装置を含
    むことを特徴とする、酸化エチレン含有ガス無害化装
    置。
13. 【請求項１３】 酸化エチレン含有ガスの供給口と無害
    化処理済ガス排出口を有する容器と交流放電プラズマ発
    生装置を含んで成る酸化エチレン含有ガス無害化装置に
    おいて、交流放電プラズマ発生手段を構成する対電極の
    一方の電極が上記容器の外側に配置され、他方の電極が
    上記容器の内部に配置され且つ表面に少なくとも１つの
    触媒層を有し、当該容器の少なくとも上記対電極の間に
    存在する部位が誘電体であることを特徴とする請求項１
    ２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 上記容器が少なくとも１本の管状形態
    を有し、内部電極が前記管状容器の内部軸方向に伸び、
    表面に少なくとも１つの触媒層が形成された芯構造を有
    し、酸化エチレン含有ガスが上記管状容器の内部であっ
    て触媒層含有芯構造の外側を通過することを特徴とす
    る、請求項１３に記載の装置。
15. 【請求項１５】 酸化エチレン含有ガスの無害化装置に
    おいて、（ａ）その中に酸化エチレン含有ガスの一方向
    のガス流を生じさせることが可能な少なくとも１本の管
    状ケースと、（ｂ）上記管状ケースの芯部に位置し、上
    記ガス流の流れの方向に伸びた内部電極を有し、（ｃ）
    上記内部電極の表面には少なくとも１つの触媒層が形成
    されており、（ｄ）上記管状ケースの外周の少なくとも
    一部は外部電極で覆われており、（ｅ）上記内部電極と
    外部電極は、実質的に同じ軸方向の長さを有し、（ｆ）
    上記管状ケースの、少なくとも、上記内部電極と外部電
    極に挟まれた領域は誘電性材料からなり、（ｇ）上記管
    状ケース内部でグロー放電を発生させるための交流電力
    供給装置が、上記内部電極と外部電極の間に接続されて
    いることを特徴とする、上記装置。
16. 【請求項１６】 無害化する酸化エチレン含有ガスが、
    少なくとも６０体積％以上の量の酸化エチレンを含有す
    ることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項
    に記載の装置。