JP2003080024A - Gas treating apparatus - Google Patents

Gas treating apparatus

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JP2003080024A
JP2003080024A JP2001272200A JP2001272200A JP2003080024A JP 2003080024 A JP2003080024 A JP 2003080024A JP 2001272200 A JP2001272200 A JP 2001272200A JP 2001272200 A JP2001272200 A JP 2001272200A JP 2003080024 A JP2003080024 A JP 2003080024A
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JP
Japan
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discharge
plasma
exhaust gas
gas
discharger
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Application number
JP2001272200A
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Japanese (ja)
Inventor
Izumi Nishizawa
泉 西澤
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas treating apparatus for purging harmful materials in a waste gas efficiently by plasma discharge without causing the lowering of energy efficiency, the increase of the size of the whole apparatus and the complication of its constitution. SOLUTION: This gas treating apparatus has a creeping discharge type plasma discharger 10 constructed by forming at least a discharge surface 11F in a discharge tube 11 from an adsorbing material provided with an action to adsorb NO (harmful material) to be purged and is constituted so that NO (harmful material) in the waste gas from a diesel engine which is a gas producing source is adsorbed to be captured on the discharge surface 11F of the discharge tube (discharge body) 11 and the captured NO is purged by the plasma discharge produced on the discharge surface 11F.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジン等
の排ガス中に含まれる窒素酸化物等の有害物質を浄化す
るためのガス処理装置に関し、詳しくは排ガス中の有害
物質を吸着材によって捕捉し、この捕捉した有害物質を
プラズマ放電によって浄化するよう構成したガス処理装
置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】例えば、ディーゼルエンジン等から発生
する排ガス中には、NO(一酸化窒素)等の有害物質が
多く含まれており、これら有害物質の浄化は大気汚染等
を防止する上で大きな課題となっている。 【0003】一方、排ガス中のNOを浄化する技術とし
て、従来からプラズマを用いてNOを処理する技術、す
なわち反応容器内に排ガスを流し、上記反応容器内でプ
ラズマ放電を発生させ、化学変化によってNOを浄化す
る技術が提供されている。 【0004】また、プラズマを用いてNOを処理する技
術の具体例としては、プラズマによってNOを窒素と酸
素とに分解/還元する方法や、プラズマで生成した酸化
ラジカルによってNOを酸化(NO)させ、このNO
を触媒および還元剤を用いて窒素と酸素とに還元する方
法が提供されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した如
くプラズマによってNOを窒素と酸素とに分解/還元す
る方法では、排ガス中に含まれるNO濃度は多くても数
千ppm程度であるため、プラズマのエネルギーの殆ど
は排ガス中におけるNO以外の成分(窒素等)で消費され
てしまい、NOに有効に与えられる割合は極めて僅かで
あるために、エネルギー効率が極めて悪いものとなる不
都合があった。 【0006】また、上述した如くプラズマにより生成し
た酸化ラジカルでNOを酸化させ、NO を触媒およ
び還元剤を用いて窒素と酸素とに還元する方法では、プ
ラズマを発生させる手段(プラズマ放電器)とともに触媒
および還元剤を必要とするために、装置全体の大型化お
よび構成の複雑化を招いてしまう不都合があった。 【0007】このような不都合を解消する手段として、
排ガス中の有害物質を所定箇所に集め、この所定箇所に
プラズマを発生させることにより、集めた有害物質に対
してプラズマのエネルギーを集中的に投入させる構成が
考えられる。 【0008】ここで、プラズマ放電器の1つとして、周
知の誘電体ペレット充填放電タイプがあり、この放電器
においては誘電体ペレットの表面付近で微小な放電(マ
イクロ放電)が発生するものである。 【0009】一方、プラズマ放電器の関連技術として、
特開 2000-325735(特願平11-28508)号公報には、排ガス
中の有害物質を吸着する吸着材の内部に強誘電体を配し
て成るプラズマ処理用吸着体が開示されている。 【0010】そこで、上記プラズマ処理用吸着体をプラ
ズマ放電器の誘電体ペレットとすれば、上記誘電体ペレ
ットの表面に排ガス中の有害物質が吸着されるので、上
記誘電体ペレットの表面に放電が発生することによっ
て、集めた有害物質に対して放電のエネルギーを有効に
投入させことができる。 【0011】しかしながら、誘電体ペレット充填放電タ
イプのプラズマ放電器では、誘電体ペレット同士が接触
する部位に最も大きな放電が発生するものの、上記部位
は誘電体ペレット同士が互いに接触しているため排ガス
中の有害物資を吸着させることが難しい。 【0012】すなわち、排ガス中における有害物質は、
誘電体ペレット同士が接触する部位以外の部位、言い換
えれば放電エネルギーの劣る部位に吸着されるため、吸
着した有害物質に対して十分な放電のエネルギーを投入
させことができず、もって排ガス中の有害物質を効率よ
く浄化処理することは困難であった。 【0013】本発明は上記実状に鑑みて、エネルギー効
率の低下や、装置全体の大型化および構成の複雑化を招
くことなく、プラズマ放電によって排ガス中の有害物質
を効率よく浄化処理し得るガス処理装置の提供を目的と
するものである。 【0014】 【課題を解決するための手段および効果】上記目的を達
成するべく、本発明に関わるガス処理装置は、放電体に
おける少なくとも放電面を、浄化処理の対象である有害
物質を吸着する作用を備えた吸着材から形成して成る、
沿面放電タイプのプラズマ放電器を具備しており、ガス
発生源からの排ガス中における浄化処理の対象である有
害物質を、前記プラズマ放電器における前記放電体の前
記放電面に吸着して捕捉し、捕捉した前記有害物質を前
記放電面に発生させたプラズマ放電によって浄化するよ
う構成したことを特徴としている。 【0015】上記構成によれば、排ガス中の有害物質を
プラズマ放電器における放電体の放電面に吸着して捕捉
しているので、上記放電面にプラズマを発生させた際に
は、捕捉した有害物質に対してプラズマのエネルギーが
集中的に投入されることとなる。 【0016】これにより、排ガス中の有害物質をプラズ
マによって分解/還元する従来の方法に比べて、格段に
エネルギー効率が向上することとなり、またプラズマに
より生成した酸化ラジカルで有害物質を酸化させたの
ち、触媒および還元剤を用いて還元する従来の方法に対
して、触媒および還元剤を必要としないので装置全体の
大型化や構成の複雑化を招くこともない。 【0017】さらに上記構成によれば、沿面放電タイプ
のプラズマ放電器、すなわち放電体における放電面の全
域に亘ってプラズマ放電が発生するプラズマ放電器を採
用したことで、放電体の放電面に吸着して捕捉された有
害物質に対しては、放電面の何処に吸着されたかに関わ
らず、個々の有害物質に対して十分な放電エネルギーを
投入することが可能となる。 【0018】もって、本発明に関わるガス処理装置によ
れば、エネルギー効率の低下や、装置全体の大型化およ
び構成の複雑化を招くことなく、プラズマ放電によって
排ガス中の有害物質を効率よく浄化処理することができ
る。 【0019】 【発明の実施の形態】以下、実施例を示す図面に基づい
て、本発明を詳細に説明する。図1は、パワーショベル
等の建設機械に搭載されたディーゼルエンジンから発生
する排ガス中のNO(一酸化窒素)を処理する装置に、本
発明に関わるガス処理装置を適用した一実施例を示して
いる。 【0020】ガス発生源であるディーゼルエンジン1か
ら延びる排気管2には、後述するガス処理装置3が介装
されているとともに、上記排気管2の後端にはマフラー
4が取付けられている。 【0021】上記ガス処理装置3は、排気管2に介装さ
れたチャンバー3Cと、該チャンバー3Cに収容設置さ
れたプラズマ放電器10とを具備しており、ディーゼル
エンジン1において発生した排ガスは、矢印Iで示す如
く排気管2から導入口3iを介してチャンバー3Cに導
入され、後述する如くプラズマ放電器10において浄化
されたのち、矢印Oで示す如く排出口3oを介して後方
の排気管2に排出されて行く。 【0022】上記ガス処理装置3を構成するプラズマ放
電器10は、図2および図3に示す如く、沿面放電タイ
プのプラズマ放電器であって、電気的絶縁材料から成る
円筒状の放電管(放電体)11と、該放電管11の外周に
設けられた接地電極12と、上記放電管11の内周に設
けられた高電圧電極13とを具備している。 【0023】ここで、上記放電管11は、ディーゼルエ
ンジン1からの排ガス中における浄化処理の対象である
有害物質、すなわちNO(一酸化窒素)を吸着する機能を
有する活性炭、シリカゲル、アルミナセラミック、ある
いはゼオライト等の吸着材から形成されている。 【0024】すなわち、放電管11が上述した如き吸着
材から形成されることにより、上記放電管11における
内周面、言い換えれば後述する如くプラズマ放電の発生
する放電面11Fは、上述した如き吸着材によって構成
されることとなる。 【0025】なお、放電管をセラミックやガラス材等の
一般的な電気絶縁材料から形成し、この放電管の内周面
に活性炭、シリカゲル、アルミナセラミック、ゼオライ
ト等の吸着材を塗布あるいはコーティングすることで、
放電管における放電面を上記吸着材によって構成するこ
とも可能である。 【0026】プラズマ放電器10の接地電極12は、放
電管11の外周面を全周に亘って囲繞している一方、プ
ラズマ放電器10の高電圧電極13は、各々放電管11
の軸方向に延びる細帯状を呈し、放電管11の内周面/
放電面11Fには4本の高電圧電極13、13…が等間
隔に取付けられている。 【0027】上記高電圧電極13、13…に高電圧を印
加すると、放電管11における内周面/放電面11Fに
沿ってプラズマ放電が発生することとなる。ここで、放
電管11における放電面11Fの近傍にのみプラズマ放
電が発生するよう、言い換えれば放電管11の中央空間
におけるプラズマ放電の発生を抑えてエネルギーのロス
を低減するべく、接地電極12および高電圧電極13の
形状、大きさ、間隔や、高電圧の印加の態様等が適宜に
設定されている。 【0028】なお、上述した接地電極12および高電圧
電極13の形状、大きさ、間隔等のレイアウトは、上述
した実施例に何ら限定されるものではなく、放電管11
の内周面/放電面11Fに沿って有効なプラズマ放電を
発生させ得るものであれば、種々の態様をも採用し得る
ことは言うまでもない。 【0029】以下、上述した構成のガス処理装置3にお
いて、NO(一酸化窒素)が浄化される態様を、図4を参
照しつつ順を追って詳細に説明する。なお、上述したガ
ス処理装置3では、ディーゼルエンジンの稼働時、プラ
ズマ放電器10が動作してプラズマ放電を発生している
ことは勿論である。 【0030】ディーゼルエンジン1(図1参照)からの排
ガスが、上述したガス処理装置3におけるプラズマ放電
器10の放電管11に流入すると、図4(a)に示す如
く、排ガス中におけるNO分子が、吸着材から構成され
ている放電管11の内周面/放電面11Fに吸着されて
捕捉される。 【0031】放電管11の放電面11Fに捕捉されたN
O分子は、図4(b)に示す如く、上記放電面11Fに沿
って発生しているプラズマ放電の高エネルギー電子が衝
突、言い換えればNO分子にプラズマ放電の高エネルギ
ー電子が注入されることにより、N分子とO分子とに分
解されることとなる。 【0032】このとき、排ガス中のNO分子を放電管1
1の放電面11Fに捕捉しているので、上記放電面11
Fに発生しているプラズマ放電のエネルギーが、捕捉し
たNO分子に対して集中的に投入されることとなる。 【0033】また、沿面放電タイプのプラズマ放電器1
0においては、放電管11における放電面11Fの全域
に亘ってプラズマ放電が発生しているので、上記放電面
11Fの各所に吸着された何れのNO分子に対しても、
十分な放電エネルギーが投入されることとなる。 【0034】図(b)に示す如く、プラズマ放電によって
分解されたNO分子は、図4(c)に示す如く、無害なO
(酸素)およびN(窒素)となって、プラズマ放電器1
0を通過し、図1に示すガス処理装置3のチャンバー3
Cから排気管2へと排出されて行く。 【0035】このように、上述した構成のガス処理装置
3(図1参照)によれば、エネルギー効率の低下や、装置
全体の大型化および構成の複雑化を招くことなく、プラ
ズマ放電によって排ガス中の有害物質を効率よく浄化処
理することができる。 【0036】図5および図6は、本発明に関わるガス処
理装置を構成するプラズマ放電器の他の実施例を示して
いる。なお、図5および図6のプラズマ放電器を要素と
するガス処理装置(図示せず)の構造は、プラズマ放電器
の構成以外、図1に示したガス処理装置3と基本的に変
わるところはない。 【0037】上記プラズマ放電器20は、図5および図
6に示す如く、沿面放電タイプのプラズマ放電器であっ
て、軸方向に沿って延びる多数の排ガス流路21A、2
1A…を備えたハニカム構造の放電体21と、各々の排
ガス流路21Aの内部に設けられた電極22、22…と
を具備している。 【0038】上記放電体21は、電気的絶縁材料から成
る円柱体に、四角筒状の排ガス流路21Aをマトリクス
状に配設したものであり、さらに上記放電体21は、デ
ィーゼルエンジン1(図1参照)からの排ガス中における
浄化処理の対象である有害物質、すなわちNO(一酸化
窒素)を吸着する機能を有する活性炭、シリカゲル、ア
ルミナセラミック、あるいはゼオライト等の吸着材から
形成されている。 【0039】すなわち、放電体21が上述した如き吸着
材から形成されることにより、各排ガス流路21Aにお
ける内周面、言い換えれば後述する如くプラズマ放電の
発生する放電面21Fは、上述した如き吸着材によって
構成されることとなる。 【0040】なお、上記放電体21の形状は、実施例に
示した円柱体に限定されるものではなく、例えば設置態
様等の諸条件に合わせて、楕円柱体や角柱体等の様々な
形状をも採用し得ることは言うまでもない。 【0041】また、ハニカム構造の放電体をセラミック
やガラス材等の一般的な電気絶縁材料から形成するとと
もに、この放電体における各排ガス流路の内周面に活性
炭、シリカゲル、アルミナセラミック、ゼオライト等の
吸着材を塗布あるいはコーティングして、放電体におけ
る放電面を上記吸着材によって構成することも可能であ
る。 【0042】プラズマ放電器20における電極22、2
2…は、各排ガス流路21Aの内部に2本ずつ、該排ガ
ス流路21Aの軸方向に沿って対角の隅部に取付けられ
ており、全ての排ガス流路21Aにおいて同一の態様で
取付けられている。 【0043】また、各排ガス流路21Aに設けられた2
本の電極22における極性は、上下左右に隣り合う排ガ
ス流路21A同士で異なっている。これによって、(+)
側の電極22と(-)側の電極22とが、隣接する排ガス
流路21Aを区画している壁を挟むこととなり、上記電
極22、22…に高電圧を印加した際、放電管11にお
ける各排ガス流路21Aの内周面/放電面21Fに沿っ
てプラズマ放電が発生することとなる。 【0044】ここで、上述したプラズマ放電器20を要
素とするガス処理装置において、ディーゼルエンジン1
(図1参照)からの排ガス中のNO(一酸化窒素)が浄化さ
れる態様は、図1〜図4に示したプラズマ放電器10を
要素とするガス処理装置と変わるところはないので詳細
な説明は省略する。 【0045】上述した如きプラズマ放電器20を要素と
するガス処理装置においても、図1〜図4に示したプラ
ズマ放電器10を要素とするガス処理装置と同じく、エ
ネルギー効率の低下や、装置全体の大型化および構成の
複雑化を招くことなく、プラズマ放電によって排ガス中
の有害物質を効率よく浄化処理することができる。 【0046】なお、上述した各実施例においては、プラ
ズマ放電器における放電管/放電体を、浄化処理の対象
であるNO(一酸化窒素)を吸着する機能を有する活性
炭、シリカゲル、アルミナセラミック、あるいはゼオラ
イト等の吸着材から形成しているが、浄化処理の対象に
よっては上述した如き吸着材以外の適宜な吸着材を採用
し得ることは言うまでもない。 【0047】また、上述した各実施例においては、パワ
ーショベル等の建設機械に搭載されたディーゼルエンジ
ンから発生する排ガス中のNO(一酸化窒素)を浄化する
ガス処理装置を示したが、例えば一般車両用ディーゼル
エンジンや種々の内燃機関から発生する排ガス中の様々
な有害物質、または各種燃焼装置から発生する排ガス
(燃焼ガス)中の様々な有害物質、さらには様々な装置か
ら排出される様々な有害物質を浄化処理する装置として
も、本発明に関わるガス処理装置を極めて有効に適用し
得ることは勿論である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas treatment apparatus for purifying harmful substances such as nitrogen oxides contained in exhaust gas of an engine or the like. The present invention relates to a gas processing apparatus configured to capture harmful substances therein by an adsorbent and purify the captured harmful substances by plasma discharge. 2. Description of the Related Art Exhaust gas generated from a diesel engine or the like contains a large amount of harmful substances such as NO (nitrogen monoxide). Purification of these harmful substances prevents air pollution and the like. This is a major challenge. On the other hand, as a technique for purifying NO in exhaust gas, a technique for treating NO using plasma has been conventionally used, that is, an exhaust gas is caused to flow in a reaction vessel, a plasma discharge is generated in the reaction vessel, and a chemical change occurs. Techniques for purifying NO have been provided. Further, specific examples of the technology for treating NO using plasma include a method of decomposing / reducing NO into nitrogen and oxygen by plasma, and a method of oxidizing NO (NO 2 ) by oxidizing radicals generated by plasma. Let this NO 2
To reduce nitrogen to nitrogen and oxygen using a catalyst and a reducing agent. [0005] In the above-described method of decomposing / reducing NO into nitrogen and oxygen by plasma as described above, the concentration of NO contained in the exhaust gas is at most about several thousand ppm. Therefore, most of the energy of the plasma is consumed by components (nitrogen and the like) other than NO in the exhaust gas, and since the ratio effectively given to NO is extremely small, there is a disadvantage that the energy efficiency is extremely poor. there were. In the method of oxidizing NO with oxidizing radicals generated by plasma and reducing NO 2 to nitrogen and oxygen using a catalyst and a reducing agent as described above, means for generating plasma (plasma discharger) In addition, since a catalyst and a reducing agent are required, there is an inconvenience that the entire apparatus becomes large and the configuration becomes complicated. As means for solving such inconveniences,
A configuration is conceivable in which harmful substances in the exhaust gas are collected at a predetermined location and plasma is generated at the predetermined location, so that plasma energy is intensively applied to the collected harmful substances. Here, as one of the plasma dischargers, there is a well-known dielectric pellet filling discharge type, in which a minute discharge (micro discharge) is generated near the surface of the dielectric pellet. . On the other hand, as a related technology of a plasma discharger,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-325735 (Japanese Patent Application No. 11-28508) discloses an adsorbent for plasma treatment in which a ferroelectric substance is disposed inside an adsorbent for adsorbing harmful substances in exhaust gas. Therefore, if the adsorbent for plasma treatment is a dielectric pellet of a plasma discharger, harmful substances in exhaust gas are adsorbed on the surface of the dielectric pellet, so that a discharge is generated on the surface of the dielectric pellet. By the generation, the energy of discharge can be effectively applied to the collected harmful substances. However, in the plasma discharge device of the dielectric pellet filling discharge type, although the largest discharge is generated in a portion where the dielectric pellets are in contact with each other, the above-mentioned portion is in the exhaust gas because the dielectric pellets are in contact with each other. It is difficult to adsorb harmful substances. That is, the harmful substances in the exhaust gas are as follows:
Since it is adsorbed to a portion other than the portion where the dielectric pellets come into contact with each other, in other words, to a portion having a low discharge energy, it is not possible to input sufficient discharge energy to the adsorbed harmful substances, thereby causing harmful effects in exhaust gas. It has been difficult to efficiently purify substances. In view of the above situation, the present invention provides a gas processing system capable of efficiently purifying harmful substances in exhaust gas by plasma discharge without lowering the energy efficiency, increasing the size of the entire apparatus and complicating the configuration. It is intended to provide a device. [0014] In order to achieve the above object, a gas treatment apparatus according to the present invention has a function of adsorbing a harmful substance to be purified on at least a discharge surface of a discharge body. Formed from an adsorbent with
A plasma discharger of a creeping discharge type is provided, and a harmful substance to be subjected to a purification treatment in exhaust gas from a gas generation source is adsorbed and captured on the discharge surface of the discharger in the plasma discharger, The captured harmful substance is purified by plasma discharge generated on the discharge surface. According to the above configuration, the harmful substances in the exhaust gas are adsorbed and trapped on the discharge surface of the discharge body in the plasma discharger. Therefore, when the plasma is generated on the discharge surface, the trapped harmful substances are removed. The energy of the plasma is intensively applied to the substance. [0016] Thereby, the energy efficiency is remarkably improved as compared with the conventional method of decomposing / reducing harmful substances in exhaust gas by plasma, and after harmful substances are oxidized by oxidizing radicals generated by plasma. In contrast to the conventional method of reducing using a catalyst and a reducing agent, a catalyst and a reducing agent are not required, so that an increase in the size of the entire apparatus and a complicated configuration are not caused. Further, according to the above structure, a creeping discharge type plasma discharger, that is, a plasma discharger in which plasma discharge is generated over the entire discharge surface of the discharge body, is employed, so that the discharge surface of the discharge body is adsorbed. Regarding the harmful substance captured as a result, it is possible to input a sufficient discharge energy to each harmful substance regardless of where it is adsorbed on the discharge surface. Therefore, according to the gas treatment apparatus of the present invention, the harmful substances in the exhaust gas can be efficiently purified by the plasma discharge without lowering the energy efficiency, enlarging the whole apparatus and complicating the configuration. can do. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing embodiments. FIG. 1 shows an embodiment in which a gas treatment device according to the present invention is applied to a device for treating NO (nitrogen monoxide) in exhaust gas generated from a diesel engine mounted on a construction machine such as a power shovel. I have. An exhaust pipe 2 extending from a diesel engine 1 serving as a gas generating source is provided with a gas processing device 3 described later, and a muffler 4 is attached to a rear end of the exhaust pipe 2. The gas processing apparatus 3 includes a chamber 3C interposed in the exhaust pipe 2 and a plasma discharger 10 housed and installed in the chamber 3C. After being introduced into the chamber 3C from the exhaust pipe 2 through the inlet 3i as shown by the arrow I and purified by the plasma discharger 10 as described later, the exhaust pipe 2 at the rear through the outlet 3o as shown by the arrow O Going to be exhausted. As shown in FIGS. 2 and 3, the plasma discharge device 10 constituting the gas processing apparatus 3 is a surface discharge type plasma discharge device, and is a cylindrical discharge tube (discharge tube) made of an electrically insulating material. ), A ground electrode 12 provided on the outer periphery of the discharge tube 11, and a high-voltage electrode 13 provided on the inner periphery of the discharge tube 11. Here, the discharge tube 11 is made of activated carbon, silica gel, alumina ceramic, or activated carbon having a function of adsorbing harmful substances to be purified, that is, NO (nitrogen monoxide), in the exhaust gas from the diesel engine 1. It is formed from an adsorbent such as zeolite. That is, since the discharge tube 11 is formed of the above-described adsorbent, the inner peripheral surface of the discharge tube 11, that is, the discharge surface 11F where the plasma discharge occurs as described later, becomes the adsorbent as described above. Will be constituted by The discharge tube is formed of a general electric insulating material such as ceramic or glass material, and the inner peripheral surface of the discharge tube is coated or coated with an adsorbent such as activated carbon, silica gel, alumina ceramic, zeolite or the like. so,
The discharge surface of the discharge tube can be made of the adsorbent. The ground electrode 12 of the plasma discharger 10 surrounds the entire outer peripheral surface of the discharge tube 11, while the high voltage electrode 13 of the plasma discharger 10
Of the inner peripheral surface of the discharge tube 11
Four high-voltage electrodes 13, 13... Are attached to the discharge surface 11F at equal intervals. When a high voltage is applied to the high voltage electrodes 13, 13,..., A plasma discharge is generated along the inner peripheral surface / discharge surface 11F of the discharge tube 11. Here, the ground electrode 12 and the ground electrode 12 are formed so that the plasma discharge is generated only in the vicinity of the discharge surface 11F of the discharge tube 11, in other words, in order to suppress the generation of the plasma discharge in the central space of the discharge tube 11 and reduce the energy loss. The shape, size, and interval of the voltage electrode 13, the mode of applying a high voltage, and the like are appropriately set. The layout of the above-described ground electrode 12 and high-voltage electrode 13, such as the shape, size, and spacing, is not limited to the above-described embodiment.
It goes without saying that various modes can be adopted as long as an effective plasma discharge can be generated along the inner peripheral surface / discharge surface 11F. Hereinafter, the manner in which NO (nitrogen monoxide) is purified in the gas processing apparatus 3 having the above-described configuration will be described in detail step by step with reference to FIG. In the gas processing apparatus 3 described above, the plasma discharger 10 operates to generate plasma discharge when the diesel engine is operating, as a matter of course. When the exhaust gas from the diesel engine 1 (see FIG. 1) flows into the discharge tube 11 of the plasma discharger 10 in the above-described gas processing device 3, as shown in FIG. Is adsorbed and captured by the inner peripheral surface / discharge surface 11F of the discharge tube 11 made of an adsorbent. N captured on the discharge surface 11F of the discharge tube 11
As shown in FIG. 4B, the O molecules collide with high-energy electrons of the plasma discharge generated along the discharge surface 11F, in other words, the high-energy electrons of the plasma discharge are injected into the NO molecules. , N molecules and O molecules. At this time, NO molecules in the exhaust gas are discharged into the discharge tube 1
1 discharge surface 11F, the discharge surface 11F
The energy of the plasma discharge generated in F is intensively injected into the trapped NO molecules. Also, a surface discharge type plasma discharger 1
At 0, since a plasma discharge is generated over the entire area of the discharge surface 11F of the discharge tube 11, any NO molecules adsorbed at various places on the discharge surface 11F are:
Sufficient discharge energy is input. As shown in FIG. 4B, the NO molecules decomposed by the plasma discharge produce harmless O molecules as shown in FIG.
2 (oxygen) and N 2 (nitrogen)
0, the chamber 3 of the gas processing apparatus 3 shown in FIG.
C is discharged to the exhaust pipe 2. As described above, according to the gas treatment apparatus 3 having the above-described configuration (see FIG. 1), the discharge of the exhaust gas by the plasma discharge can be performed without lowering the energy efficiency, increasing the size of the entire apparatus, and complicating the configuration. Harmful substances can be efficiently purified. FIGS. 5 and 6 show another embodiment of the plasma discharger constituting the gas processing apparatus according to the present invention. The structure of a gas processing apparatus (not shown) having the plasma discharger of FIGS. 5 and 6 as an element is basically different from that of the gas processing apparatus 3 shown in FIG. Absent. As shown in FIGS. 5 and 6, the plasma discharge device 20 is a surface discharge type plasma discharge device, and has a large number of exhaust gas passages 21A, 2A extending in the axial direction.
, And electrodes 22, 22... Provided inside each exhaust gas channel 21 </ b> A. The discharge body 21 is a cylinder body made of an electrically insulating material and a rectangular cylindrical exhaust gas passage 21A is arranged in a matrix. The discharge body 21 is a diesel engine 1 (see FIG. 1), is formed of an adsorbent such as activated carbon, silica gel, alumina ceramic, or zeolite having a function of adsorbing harmful substances to be purified, ie, NO (nitrogen monoxide). That is, since the discharge body 21 is formed of the above-described adsorbent, the inner peripheral surface of each exhaust gas passage 21A, in other words, the discharge surface 21F where plasma discharge occurs as described later, is adsorbed as described above. It will be composed of materials. The shape of the discharge body 21 is not limited to the cylindrical body shown in the embodiment, but may be various shapes such as an elliptical cylinder or a prism according to various conditions such as an installation mode. It is needless to say that can also be adopted. Further, a discharge body having a honeycomb structure is formed of a general electric insulating material such as ceramic or glass material, and activated carbon, silica gel, alumina ceramic, zeolite, or the like is formed on the inner peripheral surface of each exhaust gas passage in the discharge body. It is also possible to apply or coat the above adsorbent, and to configure the discharge surface of the discharge body with the above adsorbent. The electrodes 22, 2 in the plasma discharger 20
Are mounted at two diagonal corners along the axial direction of the exhaust gas passage 21A, and are installed in the same manner in all the exhaust gas passages 21A. Have been. The two exhaust gas passages 21A are provided in each exhaust gas passage 21A.
The polarity of the electrode 22 differs between the exhaust gas channels 21A adjacent vertically and horizontally. This gives (+)
The electrode 22 on the negative side and the electrode 22 on the (−) side sandwich the wall defining the adjacent exhaust gas flow path 21A, and when a high voltage is applied to the electrodes 22, 22,. A plasma discharge is generated along the inner peripheral surface / discharge surface 21F of each exhaust gas channel 21A. Here, in the gas processing apparatus having the above-described plasma discharger 20 as an element, the diesel engine 1
The manner in which NO (nitrogen monoxide) in the exhaust gas from the exhaust gas (see FIG. 1) is purified is the same as that of the gas processing apparatus including the plasma discharger 10 shown in FIGS. Description is omitted. In the gas processing apparatus including the plasma discharger 20 as described above, the energy efficiency is lowered and the entire apparatus is reduced as in the gas processing apparatus including the plasma discharger 10 shown in FIGS. The harmful substances in the exhaust gas can be efficiently purified by the plasma discharge without increasing the size and complicating the configuration. In each of the above-mentioned embodiments, the discharge tube / discharger in the plasma discharger is made of activated carbon, silica gel, alumina ceramic, or silica having a function of adsorbing NO (nitrogen monoxide) to be purified. Although it is formed from an adsorbent such as zeolite, it goes without saying that an appropriate adsorbent other than the above-described adsorbent may be employed depending on the target of the purification treatment. Further, in each of the above-described embodiments, a gas processing apparatus for purifying NO (nitrogen monoxide) in exhaust gas generated from a diesel engine mounted on a construction machine such as a power shovel has been described. Various harmful substances in exhaust gas generated from vehicle diesel engines and various internal combustion engines, or exhaust gas generated from various combustion devices
Of course, as a device for purifying various harmful substances in (combustion gas), and further various harmful substances discharged from various devices, the gas processing device according to the present invention can be applied very effectively. is there.

【図面の簡単な説明】 【図1】(a)および(b)は、本発明に関わるガス処理装
置の一実施例を示すディーゼルエンジンの概念図および
ガス処理装置の概念図。 【図2】図1のガス処理装置におけるプラズマ放電器を
示す外観斜視図。 【図3】(a)および(b)は、図2のプラズマ放電器を示
す縦断面図および横断面図。 【図4】(a)、(b)、(c)は、図2のプラズマ放電器に
おいて有害物質が浄化される態様を順を追って示す概念
図。 【図5】本発明に関わるガス処理装置におけるプラズマ
放電器の他の実施例を示す外観斜視図。 【図6】(a)および(b)は、図5のプラズマ放電器を示
す縦断面図および要部横断面図。 【符号の説明】 1…ディーゼルエンジン(ガス発生源)、 2…排気管、 3…ガス処理装置、 3C…チャンバー、 3i…導入口、 3o…排出口、 10…プラズマ放電器、 11…放電管(放電体)、 11F…放電面、 12…接地電極、 13…高電圧電極、 20…プラズマ放電器、 21…放電体、 21A…排ガス流路、 21F…放電面、 22…電極。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 (a) and (b) are a conceptual diagram of a diesel engine and a conceptual diagram of a gas processing device showing an embodiment of a gas processing device according to the present invention. FIG. 2 is an external perspective view showing a plasma discharger in the gas processing apparatus of FIG. FIGS. 3A and 3B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view showing the plasma discharge device of FIG. 2; 4 (a), (b), and (c) are conceptual diagrams sequentially showing the manner in which harmful substances are purified in the plasma discharger of FIG. FIG. 5 is an external perspective view showing another embodiment of the plasma discharger in the gas processing apparatus according to the present invention. 6 (a) and (b) are a longitudinal sectional view and a main part transverse sectional view showing the plasma discharge device of FIG. 5; [Description of Signs] 1 ... Diesel engine (gas generation source), 2 ... Exhaust pipe, 3 ... Gas processing device, 3C ... Chamber, 3i ... Inlet, 3o ... Outlet, 10 ... Plasma discharger, 11 ... Discharge tube (Discharge body), 11F: discharge surface, 12: ground electrode, 13: high-voltage electrode, 20: plasma discharger, 21: discharge body, 21A: exhaust gas channel, 21F: discharge surface, 22: electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G091 AA02 AA05 AB08 AB09 AB14 BA14 BA39 GA02 GA06 GA10 GB09Y GB13Y GB17Y 4D002 AA12 AC10 BA04 BA09 CA07 DA41 DA45 DA46 EA02 EA05 4G075 AA03 AA32 AA37 AA62 BA05 BA06 BB04 BD12 BD14 CA47 CA54    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    F-term (reference) 3G091 AA02 AA05 AB08 AB09 AB14                       BA14 BA39 GA02 GA06 GA10                       GB09Y GB13Y GB17Y                 4D002 AA12 AC10 BA04 BA09 CA07                       DA41 DA45 DA46 EA02 EA05                 4G075 AA03 AA32 AA37 AA62 BA05                       BA06 BB04 BD12 BD14 CA47                       CA54

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 放電体における少なくとも放電面を、
浄化処理の対象である有害物質を吸着する作用を備えた
吸着材から形成して成る、沿面放電タイプのプラズマ放
電器を具備し、 ガス発生源からの排ガス中における浄化処理の対象であ
る有害物質を、前記プラズマ放電器における前記放電体
の前記放電面に吸着して捕捉し、捕捉した前記有害物質
を前記放電面に発生させたプラズマ放電によって浄化す
るよう構成したことを特徴とするガス処理装置。
Claims 1. At least a discharge surface of a discharge body,
Equipped with a creeping discharge type plasma discharger formed of an adsorbent having an action of adsorbing harmful substances to be purified, and harmful substances to be subjected to purification in exhaust gas from a gas generation source Wherein the gas discharge device is configured to adsorb and capture the harmful substance on the discharge surface of the discharge body in the plasma discharger and purify the captured harmful substance by plasma discharge generated on the discharge surface. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007190498A (en) * 2006-01-19 2007-08-02 Gunma Univ Gas treatment method and its device
JP7421793B2 (en) 2020-02-06 2024-01-25 公立大学法人大阪 Particulate matter removal equipment

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