JP2004290789A - ガス処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】効率の良いガス処理装置を提供する。
【解決手段】高電圧印加電極としてワイヤー状の電極を有する非平行プラズマを発生させるガス処理装置を提供する。
【選択図】 図１
【解決手段】高電圧印加電極としてワイヤー状の電極を有する非平行プラズマを発生させるガス処理装置を提供する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非平衡プラズマを用いたガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、揮発性化合物などを含有するガスによる大気汚染、人体への影響が注目されている。そうした揮発性化合物などを含有するガスを分解処理する技術（具体的には無害化する技術）が数多く提案されている中で、プラズマ放電、特に非平衡プラズマ放電によりＶＯＣｓ等のガスを分解する技術が注目され、研究が進められており、当該技術に基づいた方法及び装置が提案されている。それらの中で、図４に示す平板状の高電圧印加電極２と平板状接地電極１が交互に配設された平行平板型プラズマ装置及び、特許文献１に記載される図５に示した平板状の高電圧印加電極２と平板状接地電極１が交互に配設され、電極間に無機誘電体４である粒子を充填し、プラズマを発生させるようにした平行平板型パックトベッド式反応装置は、どちらも大気圧下で操作でき、装置内を真空にするポンプなどは必要でなく、また室温でプラズマを発生させることができ、更に装置構成が簡単でかつ低コストで設置でき、大型化が容易であるといった利点を有している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０５０５００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の平行平板電極を用いると、絶縁破壊を起こすための電解強度が大きくなるため、非平衡プラズマ放電を発生させるために電極間距離を小さくするか、電圧を上げなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決し、絶縁破壊を起こすための電解強度を抑えることができるガス処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
よって本発明は、
分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理装置において、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターを有しており、前記プラズマリアクター内に前記分解対象物質を含む前記ガスを通過させることで前記分解対象物質を分解することが出来ることを特徴とするガス処理装置を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るガス処理装置は、
（１）；
分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理装置において、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターを有しており、前記プラズマリアクター内に前記分解対象物質を含む前記ガスを通過させることで前記分解対象物質を分解することが出来ることを特徴とするガス処理装置である。
また（２）；
前記ワイヤー状高電圧印加電極は２本以上配置され、前記平板接地電極の面内方向において互いに平行に配置されていることを特徴とする（１）記載のガス処理装置も好ましい。
また（３）；
前記少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる前記間には、無機誘電体が充填配置されていることを特徴とする（１）記載のガス処理装置も好ましい。
また（４）；
前記ワイヤー状高電圧印加電極の径は、５ｍｍ以下であることを特徴とする（１）記載のガス処理装置も好ましい。
また（５）；
前記２本以上のワイヤー状高電圧印加電極同士の距離は、前記平板接地電極と前記ワイヤー状高電圧印加電極との距離に対し１〜３倍であることを特徴とする（２）に記載のガス処理装置も好ましい。
また（６）；
分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理方法において、前記分解対象物質を含む前記ガスを、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターに通過させることで前記分解対象物質を分解することを特徴とするガス処理方法も好ましい。
【０００８】
以下、本実施形態を図面に基づいてさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施の形態）
本実施の形態に係るガス処理装置は、
分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理装置において、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターを有しており、前記プラズマリアクター内に前記分解対象物質を含む前記ガスを通過させることで前記分解対象物質を分解することが出来ることを特徴とするガス処理装置である。
【００１０】
高電圧印加電極をワイヤー状、即ち細線状とすることにより、少ない電解強度で効率よく放電を発生することが出来る。
【００１１】
高電圧印加電極の径はいずれでも良いが少ない電界強度で更なる高効率に放電を発生させるには５ｍｍ以下（もちろん０ｍｍは含まない）、更に好ましくは１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
ここで分解対象物質とは揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）、窒素酸化物、悪臭物質などであるがこれに限定されない。
【００１３】
図１に示す本実施形態に係るガス処理装置においては、２枚の平板状接地電極１が平行に配設され、ワイヤー状の高電圧印加電極２が前記２枚の平板状接地電極１の間に配設されている。高電圧印加電極２は長尺形状でもある。前記２枚の平板接地電極１とワイヤー状の高電圧印加電極２の間に電圧を供給する電源３を有する。本実施形態においてプラズマリアクターとは、プラズマを発生する空間を構成する最低限の手段を意味する、即ち本実施形態においてプラズマリアクターは２枚の平板状接地電極１とそれら間の空間に配置されたワイヤー状の高電圧印加電極２である。
【００１４】
図１に示すガス処理装置による分解対象物質を含有するガスの処理は、次のようにして行われる。被処理ガスａは、ガス処理装置内に導入された際に、ワイヤー状の高電圧印加電極２に電源３より電圧を印加することで２枚の平板状接地電極１との間で非平衡プラズマを発生させ、前記ガスａを分解処理して無害化し、浄化ガスｂとして系外へ排出される。本実施形態において非平衡プラズマは大氣圧下で放電出来、放電のための余計な真空手段が不溶である。電源３波形としては正弦波、パルス波、三角波、矩形波があるが波形形状は特に問わない。ワイヤー状の高電圧印加電極を用いるため少ない電界強度で電子が効率よく放出され、分解効率を向上させることが可能となる。
【００１５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態に係るガス処理装置は、２本のワイヤー状の高電圧印加電極が間隔を置いて互いに平行に配置されており、ワイヤー状のこれら高電圧印加電極は、その長尺方向が平板接地電極の面内方向に沿って配置されていることを特徴とする。それ以外は第１の実施の形態と同様の構成である。図２に本実施形態に係るガス処理としてガス処理装置を図示する。
【００１６】
図２に示すガス処理装置による分解対象物質を含有するガスの処理は、次のようにして行われる。被処理ガスａは、ガス処理装置内に導入された際に、２本のワイヤー状の高電圧印加電極２に電源３より電圧を印加することで２枚の平板状接地電極１との間で非平衡プラズマをそれぞれ発生させ、前記ガスａを分解処理して無害化し、浄化ガスｂとして系外へ排出される。この結果、プラズマ処理部の大型化が容易となり、分解効率を低減させることなく大量の処理が可能となる。
【００１７】
本実施形態において、２本のワイヤー状の高電圧印加電極２は一方がガスａの流れの上流側に配置され、他方が下流側に配置されて互いが平行に間隔を置いて配置されている。このような構成により、プラズマリアクタを通過するガスが含む分解対象物質を下流側でさらに分解処理できるのでプラズマリアクター内を通過するガスを高効率に分解することが出来る。
【００１８】
ワイヤー状高電圧印加電極同士の距離は、前記平板接地電極と前記ワイヤー状高電圧印加電極との距離に対し１〜３倍であることが放電を安定に効率よく生じるために好ましい。
【００１９】
（第３の実施の形態）
本実施の形態に係るガス処理装置は、装置内部に無機誘電体が充填されていることを特徴とする。それ以外は第１の実施の形態と同様の構成である。図３に本実施形態に係るガス処理としてガス処理装置を図示する。
【００２０】
図３に示すガス処理装置による分解対象物質を含有するガスの処理は、次のようにして行われる。被処理ガスａは、ガス処理装置内に導入された際に、ワイヤー状高電圧印加電極２に電源３より電圧を印加することで粒子状の無機誘電体４を介して２枚の平板接地電極１との間で非平衡プラズマをそれぞれ発生させ、前記ガスａを分解処理して無害化し、浄化ガスｂとして系外へ排出される。無機誘電体４は粒子状であることが好ましい。粒子状だと粒子同士の間に隙間があり、この間で放電が容易に生じる。この結果、第１の実施の形態よりさらに少ない電界強度で電子が効率よく放出され、分解効率を向上させることが可能となる。なお、第２の実施の形態に係るガス処理装置に無機誘電体を充填配置してもよく、その場合、更なる分解効率の向上が達成できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも２枚の平板接地電極と少なくとも１本のワイヤー状高電圧印加電極を有するガス処理装置を提供することにより、絶縁破壊を起こすための電解強度を抑えることができる。その結果、ガスに含まれる分解対象物質を効率よく分解できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るガス処理装置の模式的に表す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るガス処理装置を模式的に表す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るガス処理装置を模式的に表す断面図である。
【図４】従来の平行平板型プラズマ装置を模式的に表す断面図である。
【図５】従来の平行平板型パックトベッド装置を模式的に表す断面図である。
【符号の説明】
１ 平板状接地電極
２ 高電圧印加電極
３ 電源
４ 無機誘電体
５ 平板高電圧印加電極
ａ 被処理ガス
ｂ 浄化ガス
【発明の属する技術分野】
本発明は、非平衡プラズマを用いたガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、揮発性化合物などを含有するガスによる大気汚染、人体への影響が注目されている。そうした揮発性化合物などを含有するガスを分解処理する技術（具体的には無害化する技術）が数多く提案されている中で、プラズマ放電、特に非平衡プラズマ放電によりＶＯＣｓ等のガスを分解する技術が注目され、研究が進められており、当該技術に基づいた方法及び装置が提案されている。それらの中で、図４に示す平板状の高電圧印加電極２と平板状接地電極１が交互に配設された平行平板型プラズマ装置及び、特許文献１に記載される図５に示した平板状の高電圧印加電極２と平板状接地電極１が交互に配設され、電極間に無機誘電体４である粒子を充填し、プラズマを発生させるようにした平行平板型パックトベッド式反応装置は、どちらも大気圧下で操作でき、装置内を真空にするポンプなどは必要でなく、また室温でプラズマを発生させることができ、更に装置構成が簡単でかつ低コストで設置でき、大型化が容易であるといった利点を有している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０５０５００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の平行平板電極を用いると、絶縁破壊を起こすための電解強度が大きくなるため、非平衡プラズマ放電を発生させるために電極間距離を小さくするか、電圧を上げなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決し、絶縁破壊を起こすための電解強度を抑えることができるガス処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
よって本発明は、
分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理装置において、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターを有しており、前記プラズマリアクター内に前記分解対象物質を含む前記ガスを通過させることで前記分解対象物質を分解することが出来ることを特徴とするガス処理装置を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るガス処理装置は、
（１）；
分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理装置において、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターを有しており、前記プラズマリアクター内に前記分解対象物質を含む前記ガスを通過させることで前記分解対象物質を分解することが出来ることを特徴とするガス処理装置である。
また（２）；
前記ワイヤー状高電圧印加電極は２本以上配置され、前記平板接地電極の面内方向において互いに平行に配置されていることを特徴とする（１）記載のガス処理装置も好ましい。
また（３）；
前記少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる前記間には、無機誘電体が充填配置されていることを特徴とする（１）記載のガス処理装置も好ましい。
また（４）；
前記ワイヤー状高電圧印加電極の径は、５ｍｍ以下であることを特徴とする（１）記載のガス処理装置も好ましい。
また（５）；
前記２本以上のワイヤー状高電圧印加電極同士の距離は、前記平板接地電極と前記ワイヤー状高電圧印加電極との距離に対し１〜３倍であることを特徴とする（２）に記載のガス処理装置も好ましい。
また（６）；
分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理方法において、前記分解対象物質を含む前記ガスを、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターに通過させることで前記分解対象物質を分解することを特徴とするガス処理方法も好ましい。
【０００８】
以下、本実施形態を図面に基づいてさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施の形態）
本実施の形態に係るガス処理装置は、
分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理装置において、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターを有しており、前記プラズマリアクター内に前記分解対象物質を含む前記ガスを通過させることで前記分解対象物質を分解することが出来ることを特徴とするガス処理装置である。
【００１０】
高電圧印加電極をワイヤー状、即ち細線状とすることにより、少ない電解強度で効率よく放電を発生することが出来る。
【００１１】
高電圧印加電極の径はいずれでも良いが少ない電界強度で更なる高効率に放電を発生させるには５ｍｍ以下（もちろん０ｍｍは含まない）、更に好ましくは１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
ここで分解対象物質とは揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）、窒素酸化物、悪臭物質などであるがこれに限定されない。
【００１３】
図１に示す本実施形態に係るガス処理装置においては、２枚の平板状接地電極１が平行に配設され、ワイヤー状の高電圧印加電極２が前記２枚の平板状接地電極１の間に配設されている。高電圧印加電極２は長尺形状でもある。前記２枚の平板接地電極１とワイヤー状の高電圧印加電極２の間に電圧を供給する電源３を有する。本実施形態においてプラズマリアクターとは、プラズマを発生する空間を構成する最低限の手段を意味する、即ち本実施形態においてプラズマリアクターは２枚の平板状接地電極１とそれら間の空間に配置されたワイヤー状の高電圧印加電極２である。
【００１４】
図１に示すガス処理装置による分解対象物質を含有するガスの処理は、次のようにして行われる。被処理ガスａは、ガス処理装置内に導入された際に、ワイヤー状の高電圧印加電極２に電源３より電圧を印加することで２枚の平板状接地電極１との間で非平衡プラズマを発生させ、前記ガスａを分解処理して無害化し、浄化ガスｂとして系外へ排出される。本実施形態において非平衡プラズマは大氣圧下で放電出来、放電のための余計な真空手段が不溶である。電源３波形としては正弦波、パルス波、三角波、矩形波があるが波形形状は特に問わない。ワイヤー状の高電圧印加電極を用いるため少ない電界強度で電子が効率よく放出され、分解効率を向上させることが可能となる。
【００１５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態に係るガス処理装置は、２本のワイヤー状の高電圧印加電極が間隔を置いて互いに平行に配置されており、ワイヤー状のこれら高電圧印加電極は、その長尺方向が平板接地電極の面内方向に沿って配置されていることを特徴とする。それ以外は第１の実施の形態と同様の構成である。図２に本実施形態に係るガス処理としてガス処理装置を図示する。
【００１６】
図２に示すガス処理装置による分解対象物質を含有するガスの処理は、次のようにして行われる。被処理ガスａは、ガス処理装置内に導入された際に、２本のワイヤー状の高電圧印加電極２に電源３より電圧を印加することで２枚の平板状接地電極１との間で非平衡プラズマをそれぞれ発生させ、前記ガスａを分解処理して無害化し、浄化ガスｂとして系外へ排出される。この結果、プラズマ処理部の大型化が容易となり、分解効率を低減させることなく大量の処理が可能となる。
【００１７】
本実施形態において、２本のワイヤー状の高電圧印加電極２は一方がガスａの流れの上流側に配置され、他方が下流側に配置されて互いが平行に間隔を置いて配置されている。このような構成により、プラズマリアクタを通過するガスが含む分解対象物質を下流側でさらに分解処理できるのでプラズマリアクター内を通過するガスを高効率に分解することが出来る。
【００１８】
ワイヤー状高電圧印加電極同士の距離は、前記平板接地電極と前記ワイヤー状高電圧印加電極との距離に対し１〜３倍であることが放電を安定に効率よく生じるために好ましい。
【００１９】
（第３の実施の形態）
本実施の形態に係るガス処理装置は、装置内部に無機誘電体が充填されていることを特徴とする。それ以外は第１の実施の形態と同様の構成である。図３に本実施形態に係るガス処理としてガス処理装置を図示する。
【００２０】
図３に示すガス処理装置による分解対象物質を含有するガスの処理は、次のようにして行われる。被処理ガスａは、ガス処理装置内に導入された際に、ワイヤー状高電圧印加電極２に電源３より電圧を印加することで粒子状の無機誘電体４を介して２枚の平板接地電極１との間で非平衡プラズマをそれぞれ発生させ、前記ガスａを分解処理して無害化し、浄化ガスｂとして系外へ排出される。無機誘電体４は粒子状であることが好ましい。粒子状だと粒子同士の間に隙間があり、この間で放電が容易に生じる。この結果、第１の実施の形態よりさらに少ない電界強度で電子が効率よく放出され、分解効率を向上させることが可能となる。なお、第２の実施の形態に係るガス処理装置に無機誘電体を充填配置してもよく、その場合、更なる分解効率の向上が達成できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも２枚の平板接地電極と少なくとも１本のワイヤー状高電圧印加電極を有するガス処理装置を提供することにより、絶縁破壊を起こすための電解強度を抑えることができる。その結果、ガスに含まれる分解対象物質を効率よく分解できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るガス処理装置の模式的に表す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るガス処理装置を模式的に表す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るガス処理装置を模式的に表す断面図である。
【図４】従来の平行平板型プラズマ装置を模式的に表す断面図である。
【図５】従来の平行平板型パックトベッド装置を模式的に表す断面図である。
【符号の説明】
１ 平板状接地電極
２ 高電圧印加電極
３ 電源
４ 無機誘電体
５ 平板高電圧印加電極
ａ 被処理ガス
ｂ 浄化ガス
Claims (1)
- 分解対象物質を含むガスを分解処理するガス処理装置において、少なくとも２枚の平板状接地電極が平行に並んでいる間に少なくとも１本以上のワイヤー状高電圧印加電極が配置された非平衡プラズマを発生するプラズマリアクターを有しており、前記プラズマリアクター内に前記分解対象物質を含む前記ガスを通過させることで前記分解対象物質を分解することが出来ることを特徴とするガス処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003085333A JP2004290789A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003085333A JP2004290789A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | ガス処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004290789A true JP2004290789A (ja) | 2004-10-21 |
| JP2004290789A5 JP2004290789A5 (ja) | 2006-01-12 |
Family
ID=33400279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003085333A Pending JP2004290789A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004290789A (ja) |
-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003085333A patent/JP2004290789A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051122 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081118 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090331 |