JP2002011324A - 排ガスの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガスの処理効率を維持したまま、電力消費
量を低減することができ、経済性のよい排ガスの処理方
法を提供する。 【解決手段】 少なくとも塵埃および有害物質を含む排
ガスから塵埃を除去した後、塵埃が除去された排ガスに
炭素水素系ガスを注入する。その後炭素水素系ガスを含
む排ガスを非平衡プラズマが発生する空間に通過させ
る。この排ガスが非平衡プラズマ中を通過することによ
って、炭素水素系ガスからＯＨラジカルが生成されると
ともに有害物質が活性状態になる。活性状態の有害物質
とＯＨラジカルとが化学反応して無害な物質を生成す
る。このようにして少ない電力消費量であっても有害物
質の分解除去が促進され、ガス処理のための電力消費量
を低減することができ、また経済性がよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスの処理方法
に関し、さらに詳しくは、都市ごみ焼却炉から排出され
る排ガスからＮＯｘおよびダイオキシン類などの有害物
質を、非平衡プラズマを用いて効率よく分解除去するこ
とができる排ガスの処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ダイオキシン類による環境汚染が
社会問題となっており、特に都市ごみ焼却設備からの排
出が問題となっている。この問題は、都市ごみ量の増加
とともに都市ごみ焼却設備の焼却炉の性能の低下が主な
原因である。この問題を解決するためには、焼却炉を交
換して性能を向上すればよいが、焼却炉の交換にはコス
トがかかり過ぎ、現状では困難である。

【０００３】本願出願人は、このような問題を解決する
ために、これまでにダイオキシン類を含む排ガスを非平
衡プラズマを用いて浄化する、既存の都市ごみ焼却設備
に設置可能な浄化装置を提案してきている。たとえば特
開平１１−１２８６６０号公報に開示される浄化装置
は、集塵部と非平衡プラズマ発生部とを含み、集塵部で
集塵された排ガスを非平衡プラズマ発生部で発生する非
平衡プラズマの高速の電子によって、排ガス中のダイオ
キシン類などの有害物質を分解除去し、排ガスを浄化し
ている。

【０００４】ここで、プラズマについて説明する。プラ
ズマとは、ガスにエネルギを加えることによって、ガス
中の電子、イオンおよび励起分子が加速された状態であ
る。このプラズマにおいて、質量の小さい電子の電子速
度と質量の大きいイオンおよび励起分子の分子速度との
両方が高い場合には、電子温度とイオン温度とが熱力学
的に平衡した状態にあり、このプラズマは熱プラズマと
呼ばれる。これは、たとえば物体が燃焼したときの火焔
に相当する。

【０００５】これに対して、電子速度だけが高い場合、
プラズマは電子温度とイオン温度とが熱力学的に平衡し
ていない状態であり、非平衡プラズマまたはコールドプ
ラズマと呼ばれる。これは、たとえば電気集塵機内で発
生させるコロナ放電などが相当する。

【０００６】上述の公報において用いたプラズマは、電
気集塵機のコロナ放電よりも高い電圧を放電空間に印加
することによって、より高い電子速度を得ようとする非
平衡プラスマである。このプラズマは、直流パルス電圧
を放電空間に印加することによって得られ、これによっ
てより高速の電子が多量に生成される。このように高速
度、たとえば１０電子ボルトの電子がガス中の分子に衝
突することによって、分子の最外殻にある電子を弾き出
し、より反応性の高いラジカルが生成される。このラジ
カルを用いることによって、化学反応が促進される。こ
のような非平衡プラズマをガス処理に用いた装置が脱臭
装置として、広く実用化されている。

【０００７】この非平衡プラズマを燃焼排ガスに適用
し、排ガス中に含まれるダイオキシン類およびＮＯｘを
除去することが試みられている。ＮＯｘの除去に関して
は、世界各地で研究されてきており、多数の論文が発表
されている。またダイオキシン類の除去に関しては、こ
れまでに本願発明者が行った非平衡プラズマを用いたダ
イオキシン類の分解除去実験によって、ガス量５０００
Ｎｍ³／ｈの燃焼排ガスからダイオキシン類が高効率で
除去されることが実証されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者の実験にお
いて、たとえばダイオキシン類を９０％以上分解除去し
ようとすると、排ガス１Ｎｍ³／ｈを処理するために、
１０Ｗ以上の電力を要し、パルス発生電源の効率を考慮
すると、入力電力としては約１５Ｗを要することとな
り、大量の排ガスを処理するには電力消費量がかなり大
きくなってしまい、経済的ではないことが判った。

【０００９】本発明の目的は、排ガスの処理効率を維持
したまま、電力消費量を低減することができ、経済性の
よい排ガスの処理方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、放電電極およ
びアース電極間のコロナ放電によって発生する非平衡プ
ラズマを用いる排ガスの処理方法において、少なくとも
塵埃および有害物質を含む排ガスから塵埃を除去する工
程と、塵埃が除去された排ガスに、炭素水素系ガスを注
入する工程と、前記炭化水素系ガスを含む排ガスが非平
衡プラズマが発生する空間を通過するように、前記排ガ
スを導いて排ガス中の有害物質を分解除去する工程とを
含む排ガスの処理方法である。

【００１１】本発明に従えば、少なくとも塵埃および有
害物質を含む排ガスは、塵埃が除去された後、この塵埃
が除去された排ガスに炭化水素系ガスが注入される。炭
化水素系ガスが注入された排ガスは、放電電極およびア
ース電極間のコロナ放電によって発生する非平衡プラズ
マ中を通過する。このとき非平衡プラズマには、多量の
高速の電子が存在している。この高速の電子は、炭化水
素系ガスに衝突して反応性の高いＯＨラジカルを生成す
る。これとともに、この高速の電子は、有害物質を分解
または励起して活性化した状態にする。このＯＨラジカ
ルは、活性状態の有害物質と反応して、別の無害な物質
を生成して、有害物質を分解除去する。このようにして
排ガスを無害化する。

【００１２】排ガスから塵埃が除去された後に非平衡プ
ラズマによって排ガスを処理するので、塵埃が非平衡プ
ラズマを発生させる放電電極およびアース電極に付着せ
ず、装置のメンテナンスが容易であるとともに、塵埃の
付着によって放電距離が短くなり、放電の形態がコロナ
放電から火花放電に遷移することがなく、これによって
可燃性の炭化水素系ガスを用いても安全である。また注
入ガスとして炭化水素系ガスが用いられるので、非平衡
プラズマ中でＯＨラジカルが生成され、このＯＨラジカ
ルによって活性状態の有害物質との反応が促進され、高
効率で有害物質を分解除去することができる。このよう
にして排ガスの処理はＯＨラジカルに寄与するので、従
来のような高速の電子だけで有害物質を分解除去する方
法と比べて、排ガス処理に要する電力消費量を低減する
ことができる。

【００１３】本発明の前記炭化水素系ガスは、炭化水
素、アルコールまたは燃料から成ることを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、このような炭化水素系ガ
スは商業的に安価にかつ容易に入手できるガスであるの
で、経済性がよく、排ガス処理に要するコストを低く抑
えることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】まずプラズマについて説明する。
プラズマとは、ガスにエネルギを加えることによって、
ガス中の電子、イオンおよび励起分子が加速された状態
である。このプラズマにおいて、質量の小さい電子の電
子速度と質量の大きいイオンおよび励起分子の分子速度
との両方が高い場合には、電子温度とイオン温度とが熱
力学的に平衡した状態にあり、このプラズマは熱プラズ
マと呼ばれる。これは、たとえば物体が燃焼したときの
火焔に相当する。

【００１６】これに対して、電子速度だけが高い場合、
プラズマは電子温度とイオン温度とが熱力学的に平衡し
ていない状態であり、非平衡プラズマまたはコールドプ
ラズマと呼ばれる。これは、たとえば電気集塵機内で発
生させるコロナ放電などが相当する。

【００１７】本発明において用いるプラズマは、電気集
塵機のコロナ放電よりも高い電圧を放電空間に印加する
ことによって、より高い電子速度を得ようとする非平衡
プラスマである。このプラズマは、直流パルス電圧を放
電空間に印加することによって得られ、これによってよ
り高速の電子が多量に生成される。このように高速度、
たとえば１０電子ボルトの電子がガス中の分子に衝突す
ることによって、分子の最外殻にある電子を弾き出し、
より反応性の高いラジカルが生成される。このラジカル
を用いることによって、化学反応が促進される。

【００１８】図１は、本発明に従う非平衡プラズマを用
いる排ガスの処理方法を行うための処理装置を備えた都
市ごみ焼却設備１を構成を簡略化して示す系統図であ
る。都市ごみ焼却設備１は、焼却炉２と、ガスクーラ３
と、電気集塵機４と、排ガス処理装置５と、誘引ファン
６と、煙突７とを含む。焼却炉１と電気集塵機４とは、
流路８によって接続され、該流路８にはガスクーラ３が
介在される。電気集塵機４と排ガス処理装置５とは、流
路９によって接続される。排ガス処理装置５と誘引ファ
ン６の吸引口とは、流路１０によって接続される。誘引
ファン６の排出口と煙突７とは、流路１１によって接続
される。

【００１９】排ガス処理装置５は、ガスクーラ１２と、
排ガス処理装置本体１３と、直流パルス電源１４とを含
む。排ガス処理装置本体１３のガス流入口１３ａには、
流路９が接続される。ガスクーラ１２は押込み空気ファ
ンを備え、流路９に介在される。排ガス処理装置本体１
３のガス排出口１３ｂには、流路１０が接続される。流
路９のガスクーラ１２よりもガスの流下方向上流側と流
路１０との間には、流路１０内のガスの一部を流路９に
戻して循環させる戻り流路１５が接続される。戻り流路
１５には、流路９に戻すガスを加熱する循環ガスヒータ
１６が介在され、さらに循環ガスヒータ１６の入口側と
出口側とには戻り流路１５内を流れるガスの流量を調整
するダンパ１７，１８が介在される。

【００２０】図２は排ガス処理装置本体１３の構成を簡
略化して示す正面図であり、図３は図２の切断面線ＩＩ
Ｉ−ＩＩＩから見た断面図である。排ガス処理装置本体
１３は、基部２１と、集塵部２２と、炭化水素系ガス注
入部２３と、非平衡プラズマ発生部２４とを含む。基部
２１は、前記都市ガス処理設備１の床面２５に設置され
る。基部２１には、集塵部２２、炭化水素系ガス注入部
２３および非平衡プラズマ発生部２４が載置される。集
塵部２２、炭化水素系ガス注入部２３および非平衡プラ
ズマ発生部２４は、ガス流入口１３ａとガス排出口１３
ｂとを連通する流路を形成する。

【００２１】集塵部２２は、ケーシング２６と仕切板２
７と複数のバグフィルタ２８とを含む。ケーシング２６
の下部側面には、ガス流入口１３ａが設けられる。ケー
シング２６の内部空間は、仕切板２７によって下部空間
２９と上部空間３０とに仕切られる。仕切板２７には、
バグフィルタ２９の口径以下の図示しない複数の透孔が
設けられ、該透孔に関連して設けられる図示しないバグ
フィルタ取付部材を介して複数のバグフィルタ２８が下
部空間２９側に垂下して設けられる。複数のバグフィル
タ２８は、格子状に整列して配置される。上部空間３０
側には、各透孔に臨んで配置され、各バグフィルタ２８
を逆洗する逆洗装置３１が設けられる。

【００２２】炭化水素系ガス注入部２３は、集塵部２２
の上部に隣接して設けられ、ケーシング３２と、炭化水
素系ガス供給源３３とを含む。ケーシング３２の内部空
間３４は、集塵部２２の上部空間３０と連通する。炭化
水素系ガス供給源３３は、ごく少量の炭化水素系ガス、
たとえばプロパンをケーシング３２の内部空間３４に注
入する。

【００２３】非平衡プラズマ発生部２４は、炭化水素系
ガス注入部２３の下部に隣接して設けられ、ケーシング
３５と、複数の放電電極３６と、複数のアース電極３７
とを含む。ケーシング３５の内部空間３８は、炭化水素
系ガス注入部２３の内部空間３４に連通する。該内部空
間３８には、複数の放電電極３６および複数のアース電
極３７が収容される。ケーシング３５の下部には、ガス
排出口１３ｂが設けられる。

【００２４】複数の放電電極３６は、導電性を有する線
状体から成り、鉛直方向に延びて設けられ、水平方向に
相互に間隔をあけて２列設けられる。この線状体の断面
形状は、正方形状である。ケーシング３５の上部には、
その内部空間３８に臨んで配置される碍子３９が設けら
れる。該碍子３９には、各放電電極３６の上端部を保持
する保持部材４１がケーシング３５と電気的に絶縁され
た状態で設けられる。ケーシング３５の下部には、その
内部空間３８に臨み、前記碍子３９に対向する位置に配
置される碍子４０が設けられる。該碍子４０には、前記
保持部材４１に対向するように配置され、各放電電極３
６の下端部を保持する保持部材４２がケーシング３５と
電気的に絶縁された状態で設けられる。このようにして
各放電電極３６は、各保持部材４１，４２間に鉛直方向
に延びて設けられる。

【００２５】ケーシング３５の下部側面には、給電線４
３が挿通可能な碍子４４が装入される。該碍子４４に
は、給電線４３が装入される。該給電線４３は、その一
端部が前記床面２５に排ガス処理装置本体１３に隣接し
て設置される前記直流パルス電源１４の出力端子に接続
され、他端部が該電源１４からの電力を各放電電極３６
の下端部に共通に供給するように、各放電電極３６に接
続される。本実施形態において、放電電極３６の断面の
一辺の長さは、２〜６ｍｍ程度、好ましくは４ｍｍに選
ばれる。直流パルス電源１４の電力は、給電体４４を介
して放電電極３６の下端部に給電されるので、電源１４
から給電位置までの距離が最短となり、これによって給
電体４４の静電容量を最小にすることができる。

【００２６】複数のアース電極３７は、導電性を有する
直径５ｍｍ程度の線状体が螺旋状に形成される螺旋状体
から成る。各アース電極３７は、その中心軸線と各放電
電極３６の軸線とが同軸になるように配置される。各ア
ース電極３７は、ケーシング３５を介して接地される。
本実施形態において、アース電極３７において、軸線方
向長さ３ｍ程度であり、ピッチは３０ｍｍ程度であり、
内径は１５０ｍｍ程度である。このように構成によれ
ば、アース電極３７の表面積は小さくなるので、静電容
量が小さくなり、電源１４の負荷が小さくなる。

【００２７】直流パルス電源１４は、放電電極３６およ
びアース電極３７間に、直流電圧３０ｋ〜２００ｋＶ、
好ましくは１００ｋ〜２００ｋＶ、周波数１００〜２０
００Ｈｚ、すなわち周期５００μｓ〜１０ｍｓ、好まし
くは周波数１０００Ｈｚ、すなわち周期１ｍｓのパルス
電圧を印加する。また電圧の立上り時間は、たとえば２
０〜３００ｎｓ、好ましくは１００ｎｓである。この極
端に短い立上り時間の間に質量の小さい電子だけが加速
されて高速の電子が得られる。またパルス電圧の周期は
立上がり時間に比べて充分に長いので、この期間中に冷
却が行われて次のパルス電圧印加時には再び初期状態に
復帰し、ガスの温度上昇が抑制され、ガスの温度は常温
に保たれる。ここでパルス電圧の極性は、放電電極３６
を正極とし、アース電極３７を負極とする。これは正の
ストリーマコロナが強い進展傾向を有し、放電電極３６
およびアース電極３７間の空間を橋絡し、全空間にわた
って非平衡プラズマを発生させて単位容積あたりの反応
効果が大幅に向上するためである。

【００２８】印加される電圧は、放電電極３６およびア
ース電極３７間の放電距離に対して決定される。すなわ
ち前記放電距離が大きいときには高い電圧が印加され、
前記放電距離が小さいときには低い電圧が印加される。
印加電圧が３０ｋＶ未満であるときには、前記放電距離
は小さくて済むが、これにともなって放電電極３６およ
びアース電極３７の数が増加してしまい、構成が複雑に
なるとともに電源１４の負荷が増加してしまい、所望の
パルス電圧を生成することが困難になる。印加電圧が２
００ｋＶを超えるときには、このような電源は高価であ
り、設備コストが高くなる。

【００２９】印加されるパルス電圧の周波数が１００Ｈ
ｚ未満であるときには、放電の回数が減少することによ
って電子の放出回数が減少する。これによって電子がガ
スに衝突する回数が減少し、ガスを処理するために、放
電領域における滞留時間を長くする必要があり、ガスの
処理効率が低下するという問題がある。印加されるパル
ス電圧の周期が２０００Ｈｚを超えるときには、パルス
休止期間中にガスの充分な冷却が行われず、ガスの温度
が上昇し、熱プラズマに遷移してしまうという問題があ
る。

【００３０】印加されるパルス電圧の立上り時間を短く
するには、放電に必要な電力を供給するための電源１４
に対する負荷、すなわち放電電極３６およびアース電極
３７間の静電容量を小さくすることによって実現され
る。前記静電容量を小さくするには、１つの電源に接続
される放電電極３６の数を減らすことによって、または
アース電極３７の表面積を小さくすることによって、前
記電源１４に対する前記静電容量を小さくすることがで
きる。立上り時間が２０ｎｓ未満であるときには、アー
ス電極３７の表面積を変えないときにおいて、立上り時
間を短くするために前記放電電極３６の数を減らす必要
がある。これにともなって非平衡プラズマ発生部２４に
接続される電源の数が増加してしまうという問題があ
る。前記立上り時間が３００ｎｓを超えるときには、パ
ルス電圧の立上りは急峻ではなくなり、プラズマ中の電
子のみならず、プラズマ中のイオンおよび分子も加速さ
れて、火花放電が生じ、熱プラズマへ遷移するという問
題がある。

【００３１】図１〜図３を参照して、燃焼排ガスの処理
方法を説明する。燃焼排ガスの処理量は、５０００Ｎｍ
³／ｈである。誘引ファン６が駆動されると、焼却炉２
から塵埃およびＮＯｘおよびダイオキシン類などの有害
物質を含む燃焼排ガスが排出される。この燃焼排ガス
は、流路８を介してガスクーラ３で所定の温度に冷却さ
れた後、電気集塵機４に導かれる。電気集塵機４では、
燃焼排ガスから大半の塵埃が除去される。

【００３２】この燃焼排ガスは、流路９を介してガスク
ーラ１２で所定の温度、たとえば１８０℃に冷却された
後、非平衡プラズマ処理装置本体１３のガス流入口１３
ａから下部空間２９に導かれる。下部空間２９に導かれ
た燃焼排ガスは、バグフィルタ２８で濾過されて上部空
間３０に導かれる。この濾過処理によって、燃焼排ガス
中から塵埃が完全に除去される。

【００３３】この塵埃が除去された燃焼排ガスは、炭化
水素系ガス注入部２３の内部空間３４に導かれる。炭化
水素系ガス注入部２３において、この燃焼排ガスには、
炭化水素系ガス供給源３３からごく少量、たとえば１０
０ｐｐｍのプロパンが注入される。

【００３４】プロパンが注入された燃焼排ガスは、非平
衡プラズマ発生部２４の内部空間３８に導かれる。この
燃焼排ガスは、放電電極３６およびアース電極３７間の
放電空間を通過するように導かれ、非平衡プラズマ中の
高速の電子によって、プロパンからＯＨラジカルを生成
するとともに、有害物質を分解または励起して活性化し
た状態にする。この活性状態の有害物質とＯＨラジカル
とが化学反応して、別の無害な物質が生成される。この
ようにして燃焼排ガス中の有害物質が分解除去される。

【００３５】処理されて無害化された燃焼排ガスは、ガ
ス排出口１３ｂから流路１０に導かれる。流路１０に導
かれた燃焼排ガスの一部は、戻り流路１５に導かれ、ダ
ンパ１７，１８で流量が調整されて循環ガスヒータ１６
で加熱された後、流路９に戻される。残余の燃焼排ガス
は、誘引ファン６および流路１１を介して煙突７に導か
れて、大気放出される。

【００３６】活性状態の有害物質をそのまま排出しない
のは、分解または励起されて活性化した状態の有害物質
は不安定な状態であり、そのまま排出すると元の安定な
有害物質に戻ってしまう確率が高いからである。これを
防止するために、本発明のように、非平衡プラズマ中
で、活性状態の有害物質とＯＨラジカルとを化学反応さ
せて、別の安定な無害な物質を生成して燃焼排ガスを無
害化しているのである。

【００３７】図４および図５は、本発明に従う処理方法
に関して、上述の都市ごみ焼却設備１において本願発明
者が行った実験結果を示す。

【００３８】ここで処理ガス量は５０００Ｎｍ³／ｈで
あり、ガス処理温度は１８０℃であり、電源１４の容量
は公称５０ｋＷである。またプロパンの注入量は、１０
０ｐｐｍである。

【００３９】図４は、電源１４の注入電力とＮＯ除去低
減量との関係を示すグラフである。図４において、横軸
は１Ｎｍ³／ｈあたりの電源１４の注入電力（Ｗｈ／Ｎ
ｍ³）を示し、縦軸はＮＯ除去低減量（ｐｐｍ）を示
す。図中のラインＬ１はプロパンが注入されたときの実
験結果であり、Ｌ２は従来の無注入のときの実験結果で
ある。

【００４０】ＮＯは、非平衡プラズマ処理されることに
よって酸化されてＮＯ₂になる。図４によれば、プロパ
ンを注入することによって同じ電力で、ＮＯの低減量は
１．５〜２倍となることが判った。また１００ｐｐｍの
ＮＯを除去するとき、プロパン無注入時には、ラインＬ
２に示されるように、６Ｗｈ／Ｎｍ³必要であるのに対
し、プロパン注入時には、ラインＬ１に示されるよう
に、２Ｗｈ／Ｎｍ³で済み、電力消費量が３分の１にな
ることが判った。

【００４１】図５は、電源１４の注入電力とダイオキシ
ン類除去効率との関係を示すグラフである。図５におい
て、横軸は１Ｎｍ³／ｈあたりの電源１４の注入電力
（Ｗｈ／Ｎｍ³）を示し、縦軸はダイオキシン類（ＴＥ
Ｑ）除去効率（％）を示す。図中のラインＬ３はプロパ
ンが注入されたときの実験結果であり、Ｌ４は従来の無
注入のときの実験結果である。

【００４２】図５によれば、ダイオキシン類の除去効率
は、注入電力が６Ｗｈ／Ｎｍ³のとき、プロパン無注入
時には、ラインＬ４に示されるように、７０％であり、
プロパン注入時には９３％となり、２０％以上の向上す
ることが判った。また７０％のダイオキシン類を除去す
るとき、プロパン無注入時には、Ｌ４に示されるよう
に、６Ｗｈ／Ｎｍ³必要であるのに対し、プロパン注入
時には、Ｌ３に示されるように、３Ｗｈ／Ｎｍ³済み、
電力消費量が２分の１になることが判った。

【００４３】このようにプロパンのような炭化水素系ガ
スを注入することが、ＮＯおよびダイオキシン類の低減
に有効な理由としては、ＯＨラジカルの発生量が増加し
たものと考えられる。非平衡プラズマ中で炭化水素系ガ
スは以下のような反応を起こしているものと考えられ
る。

【００４４】

【化１】

【００４５】このようにＣ_nＨ_m化合物が非平衡プラズマ
中の高速の電子によって分解され、ＨラジカルからＯＨ
ラジカルが生成するものと考えられる。このＯＨラジカ
ルは、その酸化力がオゾンＯ₃およびＯラジカルよりも
大きく、ＮＯの酸化とダイオキシン類の酸化分解とに寄
与したものと考えられる。

【００４６】以上のように、燃焼排ガスから塵埃が除去
された後に非平衡プラズマによって排ガスを処理するの
で、塵埃が非平衡プラズマを発生させる放電電極３６お
よびアース電極３７に付着せず、装置のメンテナンスが
容易であるとともに、塵埃の付着によって放電距離が短
くなり、放電の形態がコロナ放電から火花放電に遷移す
ることがなく、これによって可燃性のプロパンを用いて
も安全である。また注入ガスとしてごく少量のプロパン
が用いられるので、非平衡プラズマ中でこのプロパンか
らＯＨラジカルが生成され、このＯＨラジカルによって
活性状態の有害物質との反応が促進され、高効率で有害
物質を分解除去することができる。またこのプロパン
は、商業的に入手が容易でかつ安価な炭化水素系ガスで
ある。このような排ガスの処理はＯＨラジカルに寄与す
るので、従来のような高速の電子だけで有害物質を分解
除去する方法と比べて、本発明のように、処理ガス量に
比べてごく少量の、たとえば１００ｐｐｍの商業的に入
手が容易でかつ安価なプロパンを注入して非平衡プラズ
マ中で排ガスとともに処理してＯＨラジカルに寄与する
化学反応を起こさせるだけで、排ガス処理に要する電力
消費量を大幅に低減することができる。

【００４７】本発明の実施の形態において、炭化水素系
ガスにはプロパンが用いられたが、これに代えて、メタ
ン、エタンおよびブタンなどのパラフィン系炭化水素、
エチレンおよびブチレンなどのオレフィン系炭化水素、
アセチレンなどのアセチレン系炭化水素、メタノールお
よびエタノールなどのアルコール、または天然ガス、都
市ガス、燈油および熱分解ガスなどの燃料から成ってい
てもよい。このような炭化水素系ガスは商業的に安価に
かつ容易に入手できるガスであるので、経済性がよく、
排ガス処理に要するコストを低く抑えることができる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、排ガス
から塵埃が除去された後に非平衡プラズマによって排ガ
スを処理するので、塵埃が非平衡プラズマを発生させる
放電電極およびアース電極に付着せず、装置のメンテナ
ンスが容易であるとともに、塵埃の付着によって放電距
離が短くなり、放電の形態がコロナ放電から火花放電に
遷移することがなく、これによって可燃性の炭化水素系
ガスを用いても安全である。また注入ガスとして炭化水
素系ガスが用いられるので、非平衡プラズマ中でＯＨラ
ジカルが生成され、このＯＨラジカルによって活性状態
の有害物質との反応が促進され、高効率で有害物質を分
解除去することができる。排ガスの処理はＯＨラジカル
に寄与するので、従来のような高速の電子だけで有害物
質を分解除去する方法と比べて、排ガス処理に要する電
力消費量を低減することができる。

【００４９】請求項２記載の本発明によれば、炭化水
素、アルコールまたは燃料などの炭化水素系ガスは安価
にかつ容易に入手できるので、経済性がよく、排ガス処
理に要するコストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う非平衡プラズマを用いる排ガスの
処理方法を行うための処理装置を備えた都市ごみ焼却設
備１の構成を簡略化して示す系統図である。

【図２】排ガス処理装置本体１３の構成を簡略化して示
す正面図である。

【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図
である。

【図４】電源１４の注入電力とＮＯ除去低減量との関係
を示すグラフである。

【図５】電源１４の注入電力とダイオキシン類除去効率
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 都市ごみ焼却設備 ２ 焼却炉 ３，１２ ガスクーラ ４ 電気集塵機 ５ 排ガス処理装置 ６ 誘引ファン ７ 煙突 ８，９，１０，１１ 流路 １３ 排ガス処理装置本体 １４ 直流パルス電源 １５ 戻り流路 １６ 循環ガスヒータ １７，１８ ダンパ ２２ 集塵部 ２３ 炭化水素系ガス注入部 ２４ 非平衡プラズマ発生部 ２８ バグフィルタ ３３ 炭化水素系ガス供給源 ３６ 放電電極 ３７ アース電極

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D002 AA12 AA21 AC04 BA07 BA13 BA14 CA13 DA56 DA70 EA02 HA01 4G075 AA03 AA37 BA01 BA05 BD03 BD12 CA18 CA47 CA57 DA01 DA02 EB01 EB41 EC21 EC25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電電極およびアース電極間のコロナ放
   電によって発生する非平衡プラズマを用いる排ガスの処
   理方法において、 少なくとも塵埃および有害物質を含む排ガスから塵埃を
   除去する工程と、 塵埃が除去された排ガスに、炭素水素系ガスを注入する
   工程と、 前記炭化水素系ガスを含む排ガスが非平衡プラズマが発
   生する空間を通過するように、前記排ガスを導いて排ガ
   ス中の有害物質を分解除去する工程とを含む排ガスの処
   理方法。
2. 【請求項２】 前記炭化水素系ガスは、炭化水素、アル
   コールまたは燃料から成ることを特徴とする請求項１記
   載の排ガスの処理方法。