JP2002233733A - 有害物質処理システム - Google Patents

有害物質処理システム

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JP2002233733A
JP2002233733A JP2001033538A JP2001033538A JP2002233733A JP 2002233733 A JP2002233733 A JP 2002233733A JP 2001033538 A JP2001033538 A JP 2001033538A JP 2001033538 A JP2001033538 A JP 2001033538A JP 2002233733 A JP2002233733 A JP 2002233733A
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JP
Japan
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catalyst
discharge
gas
harmful substance
treatment
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JP2001033538A
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English (en)
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Sukeyuki Yasui
井 祐 之 安
Tadashi Imai
井 正 今
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中に含まれる有害物質(ダイオキシン
類、窒素酸化物、臭気成分等)を高効率に処理すること
ができる有害物質処理システムを提供すること。 【解決手段】 本発明の有害物質処理システム10は、
有害物質を含む排ガスを導くガス排出路11を備える。
ガス排出路11には、排ガスに放電処理を行って化学種
を生成する放電反応部12が設けられている。ガス排出
路11の放電反応部12に対する下流側に、放電反応部
12で生成された化学種により活性化される触媒剤13
aを有する触媒反応部13が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有害物質処理シス
テム、特には、廃棄物焼却炉の排ガス、ディーゼルエン
ジン排ガス、焼却炉や下水処理場等の排ガス等に含まれ
得る、ダイオキシン類、NOx 、悪臭成分等を処理する
システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、廃棄物焼却炉の排ガス中のダイオ
キシン類やNOx 、ディーゼルエンジン排ガス中のNO
x 、下水処理場等からの各種悪臭成分等に関しての、各
種有害物質の排出規制が次第に強化されつつある。
【0003】こうした背景下、従来の有害物質処理シス
テムとしては、以下の2タイプのシステムが主として提
案されている。
【0004】(1)燃焼排ガスのガス排出路に触媒装置
を設け、当該触媒装置によってダイオキシン類やNOx
等を除去するガス処理システム。
【0005】(2)排ガス排出路に放電プラズマ発生装
置を設け、当該放電プラズマ発生装置によってダイオキ
シン類を分解処理するガス処理システム。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】触媒装置を用いての排
ガス中のNOx 処理やダイオキシン処理においては、触
媒を活性化させるために、少なくとも250℃以上の温
度が必要である。
【0007】しかしながら、廃棄物焼却炉の排ガスを処
理するシステムでは、特にダイオキシン類の再生成抑制
の観点から、触媒動作温度を200℃以下の低温にする
ことが必要不可欠となっている。従って、触媒活性温度
が足りず、結果的にダイオキシン類処理やNOx 処理が
効率良くできていないのが現状である。
【0008】プラズマ発生装置を用いてのガス処理にお
いては、200℃以下の低温での放電プラズマによって
ダイオキシン類が分解され、無害化され得る。これによ
り、排ガス中のNOx (ほぼNO+NO2 であるが、9
0%以上がNOである)中のNOは、NO2 に効率良く
酸化され得る。
【0009】しかしながら、更にNO2 を酸化処理する
ことについて、プラズマ発生装置での放電処理では、多
大な電力消費が必要であり、効率良い処理は実現されて
いない。
【0010】そこで、(2)のタイプのガス処理システ
ムを改良したものとして、放電プラズマ発生装置の下流
側に薬品添加タイプの湿式スクラバーや吸着層等を設け
たガス処理システムが提案されている。このようなガス
処理システムでは、放電処理で比較的少ない電力消費下
でNOをNO2 に酸化した後、当該NO2 を処理するた
めに湿式スクラバー装置や吸着装置を用いる。
【0011】しかしながら、この場合、排水処理や薬品
代、吸着剤等の維持管理、運転費の増加、といったコス
ト面での問題が大きい。
【0012】一方、ディーゼル自動車等から発生するN
x (主にNO)の処理に関しては、炭化水素を還元剤
としたNOx 還元触媒が主に使用されている。
【0013】しかしながら、当該還元触媒の動作温度は
300℃以上と高く、エンジン始動時等の排ガス温度が
低い温度域では、触媒の活性が低く、十分なNOx 処理
が実現されていないという問題がある。
【0014】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、排ガス中に含まれる有害物質(ダイオキ
シン類、窒素酸化物、臭気成分等)を高効率に処理する
ことができる有害物質処理システムを提供することを目
的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、有害物質を含
む排ガスを導くガス排出路と、ガス排出路に設けられ、
排ガスに放電処理を行って化学種を生成する放電反応部
と、放電反応部で生成された化学種により活性化される
触媒剤を有する触媒反応部と、を備えたことを特徴とす
る有害物質処理システムである。
【0016】本発明によれば、放電反応で得られた化学
種を利用して触媒を活性化するため、極めて高効率な有
害物質処理システムを実現することができる。
【0017】有害物質は、例えば、窒素酸化物、ダイオ
キシン類、悪臭成分のうちの少なくとも1つである。
【0018】触媒剤は、例えば、オゾン分解作用を有す
る触媒剤、あるいは、窒素酸化物の還元作用を有する触
媒剤を含む。
【0019】好ましくは、ガス排出路に、添加ガスを注
入するためのガス添加手段が設けられている。添加ガス
は、好ましくは、炭化水素ガスを有する。
【0020】あるいは、本発明は、有害物質を含む排ガ
スを処理する方法であって、排ガスに放電処理を行って
化学種を生成させる放電反応工程と、放電反応工程で生
成された化学種により活性化される触媒剤を用いて、分
解反応させる触媒反応工程と、を備えたことを特徴とす
る有害物質処理方法である。
【0021】本発明によれば、放電反応で得られた化学
種を利用して触媒を活性化することにより、極めて高効
率に有害物質を処理することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【0023】図1は、本発明の第1の実施の形態による
有害物質処理システムの構成例を示す概略ブロック図で
ある。図1に示すように、本実施の形態の有害物質処理
システム10は、有害物質を含む排ガスを導くガス排出
路11を備える。
【0024】ガス排出路11には、排ガスに放電処理を
行って化学種を生成する放電反応部12が設けられてい
る。そして、ガス排出路11の放電反応部12に対する
下流側に、放電反応部12で生成された化学種により活
性化される触媒剤13aを有する触媒反応部13が設け
られている。
【0025】ここで、排ガスは、窒素酸化物、ダイオキ
シン類、悪臭成分等の有害物質を含んでいる。
【0026】放電反応部12は、パルス状電圧や交流電
圧が印加される放電用電極(図示せず)を有して、電子
のみを効率良く加速し、荷電粒子を間欠的に発生させて
プラズマ生成を行うようになっている。当該プラズマの
電気エネルギーにより、排ガス中に化学的活性種(オゾ
ンやOHラジカル等)が効率良く生成され得る。
【0027】触媒剤13aは、オゾン分解作用を有する
触媒剤と、窒素酸化物の還元作用を有する触媒剤と、を
含んでいることが好ましい。具体的には、炭化水素を還
元剤としたNOx 還元触媒(アルミナ系等)や、活性
炭、ゼオライト、オゾン分解触媒等を含んでいることが
好ましい。
【0028】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。
【0029】ガス排出路11内に導かれた有害物質を含
む排ガスは、放電反応部12を通過する際に、当該放電
反応部12において発生されるプラズマの作用によっ
て、化学的活性種を生成する。化学的活性種とは、例え
ば、オゾンやOHラジカル等である。これらの化学的活
性種は、当該放電反応部12にてNOをNO2 に酸化処
理すると共に、ダイオキシン類を酸化分解する。更に
は、悪臭成分を無臭な酸化物質(CO2 等)に変換す
る。
【0030】また、前記の化学的活性種の一部、例えば
長寿命なオゾン(O3 )が、排ガスに伴って触媒反応部
13に移動される。そして、当該触媒反応部13にて触
媒を活性化する。この作用により、有害物質の触媒処理
反応が放電処理反応に重畳して実施されることとなる。
【0031】以上の反応の流れを、オゾンによる触媒活
性による臭気成分処理反応プロセスを例にとって、図2
にまとめて示す。
【0032】以上のように、本実施の形態によれば、放
電反応で得られた化学種を利用して触媒を活性化するた
め、極めて高効率な有害物質処理システムを実現するこ
とができる。例えば、触媒処理単独では活性化が困難な
低温域においても触媒を十分に活性化することができ
る。また、湿式スクラバが不要であるため、乾式での分
解処理が実現される。
【0033】次に、図3に、本実施の形態による臭気成
分の分解効果についての具体的な実験結果を示す。ここ
で、触媒剤としてオゾン分解触媒を用い、常温空気ガス
と硫化水素(H2 S)とを混合させたガスを模擬臭気ガ
スとした。この場合、図3から明らかなように、放電処
理により生成されたオゾンによってオゾン分解触媒が活
性化され、臭気成分の分解効率が飛躍的に向上する。
【0034】図3の結果から、本実施の形態によれば、
放電処理による硫化水素の分解とオゾン分解触媒上での
硫化水素の吸着処理との単純な積算効果を顕著に上回る
効果が得られる。すなわち、図2に示す反応プロセスか
ら予想されるように、放電で生成されたオゾンによる触
媒活性によって、臭気成分の分解の重畳効果が得られ
る。これは、放電反応部12で生成された未反応の余剰
オゾンが、触媒13a上で一旦トラップされ、触媒活性
が引き起こされているものと考えられる。
【0035】次に、本発明の第2の実施の形態について
図4を用いて説明する。図4に示す有害物質処理システ
ム10は、ガス排出路11の放電反応部12の上流側
に、添加ガスを注入するためのガス添加手段15が設け
られている。添加ガスは、この場合、低コストの炭化水
素である。具体的には、例えば都市ガス、メタンガス、
プロパンガス、ブタンガス等である。
【0036】その他の構成は、図1を用いて説明した第
1の実施の形態と略同様である。本実施の形態におい
て、第1の実施の形態と同様の要素には同様の符号を付
して、詳細な説明は省略する。
【0037】本実施の形態のように炭化水素を添加する
ことにより、NOからNO2 への酸化処理効率及びダイ
オキシン分解処理効率の向上が実現される。その具体的
な実験結果を図5及び図6に示す。ここで、炭化水素と
して、プロパンまたはエチレンが使用された。
【0038】図5及び図6から明らかなように炭化水素
としてのプロパンまたはエチレンが添加された場合、N
OからNO2 への酸化処理効率及びダイオキシン分解処
理効率のいずれもが向上されている。すなわち、これら
炭化水素の添加は、放電反応自体に好影響を与えること
がわかる。これは、炭化水素を添加することで炭化水素
を介しての放電処理反応に重要な役割を果たすOHラジ
カルが再生成されるためであると考えられる。
【0039】以上の反応の流れを、炭化水素を還元剤と
したNOx 還元反応プロセスとして、図7にまとめて示
す。
【0040】ここで、図8に、本実施の形態によるNO
x 還元反応効果についての具体的な実験結果を示す。図
8から明らかなように、触媒処理単独での還元処理と比
較して、放電処理を触媒反応部の上流側で行って放電生
成物によって触媒活性を高めた本実施の形態の場合、N
x 還元処理効率が特に低温域において向上しているこ
とが分かる。これは、NOx 中においてNOよりもNO
2 の方が触媒活性が低温で進行し、しかもNOよりもN
2 の方がN2 への還元性が一般的に高いためであると
考えられる。
【0041】尚、放電処理単独でのNOx 処理効果につ
いては、本実験では認められなかった。すなわち、NO
がNO2 に酸化されたのみであった。
【0042】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、放電反応で得られた化学種を利用して触媒を活性化
するため、極めて高効率な有害物質処理システムを実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す有害物質処理
システムの概略ブロック図。
【図2】オゾンによる触媒活性による臭気成分処理反応
プロセスについて示す図。
【図3】本発明の第1の実施の形態による臭気処理の効
果を示す図。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す有害物質処理
システムの概略ブロック図。
【図5】放電によるNO酸化における炭化水素添加の効
果を示す図。
【図6】放電によるダイオキシン分解における炭化水素
添加の効果を示す図。
【図7】炭化水素を還元剤としたNOx 還元反応プロセ
スについて示す図。
【図8】本発明の第2の実施の形態によるNOx 還元処
理の効果を示す図。
【符号の説明】
10 有害物質処理システム 11 ガス排出路 12 放電反応部 13 触媒反応部 13a 触媒剤 15 ガス添加手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 B01D 53/34 134E 53/94 ZAB B01J 19/08 116Z F01N 3/08 120B 128 3/10 53/36 G 3/24 H F23J 15/00 D B 101A F23J 15/00 H Fターム(参考) 3G091 AA02 AA18 AB01 AB04 AB14 BA13 BA14 BA20 CA18 FB10 GB01X GB09X GB10X GB13X GB16X HA08 3K070 DA02 DA12 DA25 4D002 AA11 AA12 AA21 AB02 AC04 AC10 BA06 BA07 BA20 DA56 4D048 AA03 AA06 AA11 AA12 AA22 AB01 AB02 AB03 AC02 BA03Y BA41Y CC61 CD08 CD10 EA03 4G075 AA03 BA05 BA06 BB05 CA15 CA54

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有害物質を含む排ガスを導くガス排出路
    と、 ガス排出路に設けられ、排ガスに放電処理を行って化学
    種を生成する放電反応部と、 放電反応部で生成された化学種により活性化される触媒
    剤を有する触媒反応部と、を備えたことを特徴とする有
    害物質処理システム。
  2. 【請求項2】有害物質は、窒素酸化物、ダイオキシン
    類、悪臭成分のうちの少なくとも1つであることを特徴
    とする請求項1に記載の有害物質処理システム。
  3. 【請求項3】触媒剤は、オゾン分解作用を有する触媒剤
    を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の有害
    物質処理システム。
  4. 【請求項4】触媒剤は、窒素酸化物の還元作用を有する
    触媒剤を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
    かに記載の有害物質処理システム。
  5. 【請求項5】ガス排出路に、添加ガスを注入するための
    ガス添加手段が設けられていることを特徴とする請求項
    1乃至4のいずれかに記載の有害物質処理システム。
  6. 【請求項6】添加ガスは、炭化水素ガスを有することを
    特徴とする請求項5に記載の有害物質処理システム。
  7. 【請求項7】有害物質を含む排ガスを処理する方法であ
    って、 排ガスに放電処理を行って化学種を生成させる放電反応
    工程と、 放電反応工程で生成された化学種により活性化される触
    媒剤を用いて、分解反応させる触媒反応工程と、を備え
    たことを特徴とする有害物質処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005059325A1 (ja) * 2003-12-18 2005-06-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha プラズマインジェクター、排ガス浄化システム、及び還元剤噴射方法
JP2006122850A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Toshiba Corp ガス浄化システムおよびガス浄化方法
JP2009034674A (ja) * 2007-07-12 2009-02-19 Imagineering Kk ガス処理装置、ガス処理システム及びガス処理方法、並びにそれを用いた排気ガス処理システム及び内燃機関

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005059325A1 (ja) * 2003-12-18 2005-06-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha プラズマインジェクター、排ガス浄化システム、及び還元剤噴射方法
US7481043B2 (en) 2003-12-18 2009-01-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Plasma injector, exhaust gas purifying system and method for injecting reducing agent
JP2006122850A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Toshiba Corp ガス浄化システムおよびガス浄化方法
JP2009034674A (ja) * 2007-07-12 2009-02-19 Imagineering Kk ガス処理装置、ガス処理システム及びガス処理方法、並びにそれを用いた排気ガス処理システム及び内燃機関

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