JP2005013928A - Apparatus for treating exhaust gas - Google Patents

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JP2005013928A
JP2005013928A JP2003184312A JP2003184312A JP2005013928A JP 2005013928 A JP2005013928 A JP 2005013928A JP 2003184312 A JP2003184312 A JP 2003184312A JP 2003184312 A JP2003184312 A JP 2003184312A JP 2005013928 A JP2005013928 A JP 2005013928A
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Japan
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electrode
exhaust gas
comb
reaction vessel
metal mesh
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JP2003184312A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kurita
耕一 栗田
Takashi Okai
隆 岡井
Hiroyuki Ozora
弘幸 大空
Kazuto Kobayashi
一登 小林
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for treating exhaust gas, the power consumption required to denitration of which is made small so that the cost of the apparatus itself can be reduced. <P>SOLUTION: This apparatus is provided with an insulator-made reaction vessel 27 having an exhaust gas inlet 18 at one end and an exhaust gas outlet 19 at the other end, a plate-shaped electrode 13 which is arranged in the vessel 27 and has a surface 13a formed along the flow direction of exhaust gas G, at least one comblike electrode 14 which is formed by arranging acicular electrodes 20 in a row and arranged in the vessel 27 on at least one plane almost perpendicular to the flow direction of the gas G and the tip part of which is opposed to the surface 13a of the electrode 13 and a high-voltage DC power source 17 for supplying an electric current between the electrodes 13 and 14. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス中に含まれるNOxを放電方式により脱硝する排気ガス処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
放電を応用して排気ガス中のNOxを処理するための排気ガス処理装置が開発されている。この装置は、主に、(1)コロナ放電法、(2)パルス放電法、(3)グロー放電法の3つのタイプに区別されている。以下、この3つの方法における排気ガス処理装置の従来技術について説明する。
【0003】
(1)コロナ放電法
コロナ放電を利用した方法の一例を図4に示す。湿式集塵装置33の一側部には排気ガス入口33aが設けられており、該排気ガス入口33aの下方には、排気ガス発生部31と流量計32が設けられている。この排気ガス入口33aには、排気ガス発生部31から流量計32を経て排気ガスGが導入されるようになっている。湿式集塵装置33の中心部には、ワイヤー状の放電電極34が設けられ、この放電電極34には、保護抵抗36を介して直流高電圧発生器35により負極性の電圧が印加されている。なお、図4ではワイヤー状の電極を想定しているが、棒状の電極や平板状の電極が使用される場合もある。
【0004】
放電電極34の外周には、外筒電極37が設けられている。この外筒電極37は接地されており、放電電極34との間でコロナ放電が生じるようになっている。このコロナ放電により、酸化したNOxは、湿式集塵装置33の下方に設けられた循環液タンク38の液にトラップされることとなる。処理された排気ガスGは、外筒電極37の上部に設けられた出口33bから排出されるようになっており、循環液タンク38の液は、ポンプ39により循環パイプ40を介して外筒電極37の上部に送られて湿式集塵装置33内を循環するようになっている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
(2)パルス放電法
パルス放電法を利用した方法の一例を図5に示す。円筒状の外筒電極42の一側下部には排気ガス入口42aが設けられている。この排気ガス入口42aには、上記(1)と同様に、排気ガス発生部31から流量計32を経て排気ガスGが導入されるようになっている。外筒電極42の中心部には、ワイヤー状の放電電極41が設けられ、この放電電極41には、短パルス発生用電源43によりパルス電圧が印加されている。このパルスは、立上り時間が20〜100〔ns〕、パルス幅の半値幅が100〜500〔ns〕、周波数が数10〜数100〔Hz〕に設定されている。
【0006】
印加電圧の極性は、正または負で、ピーク電圧が60〔kV〕程度の高電圧が印加されるようになっている。外筒電極42は接地されているため、放電電極41との間に立ち上りの速い高電場が発生することとなる。これにより、電子のみが高速に加速され、電子が排気ガスGと衝突して反応が促進されることによりNOxが除去されるようになっている。処理された排気ガスGは、外筒電極42の上部に設けられた出口42bから排出されるようになっている(例えば、特許文献2および3参照)。
【0007】
(3)グロー放電法
グロー放電法を利用した方法の一例を図6に示す。プラズマ反応装置51の一側部には排気ガス入口51aが設けられている。この排気ガス入口51aには、上記(1)と同様に、排気ガス発生部31から流量計32を経て排気ガスGが導入されるようになっている。反応装置51の放電部には、上下に対向して配置された平行平板電極52,53と、他方の電極53の上に誘電体又は半導体55が設けられている。一方の電極52は接地されており、他方の電極53は高周波電源54から交流の高電圧が印加されている。
【0008】
排気ガスGの中に含まれるNOxは、誘電体55と電極52との間で発生するプラズマにより処理されるようになっている。処理された排気ガスGは、プラズマ反応装置51の他側部に設けられた出口51bから排出されるようになっている。なお、電極に突起を設けることにより放電し易くする技術も開示されている(例えば、特許文献4参照)。
【0009】
【特許文献1】
特開2001−210448号公報
【特許文献2】
特開2002−052309号公報
【特許文献3】
特開2001−113118号公報
【特許文献4】
特開平10−015336号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術には多くの長所がある反面、個々の方法についてそれぞれ問題点も存在しており、例えば、脱硝に要する消費電力が大きすぎる(数Wh/Nm以上)という点が挙げられる。
【0011】
特に、パルス放電法ではパルス発生時のエネルギーロスも大きい。又、大気圧グロー放電法は、電極ギャップが2〜3mmと小さいため、処理することのできる排気ガスの量が制限されることとなる。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、一方端に排気ガス入口が設けられ、他方端に排気ガス出口を持つ絶縁体製の反応容器と、該反応容器内に配置され、排気ガスの流れる方向に沿って形成された面を持つ平板電極と、針電極が一列に配置されてなる少なくとも一つの櫛型電極であって、該針電極が、前記反応容器内であって排気ガスの流れる方向と略直交する少なくとも一つの面内において配置され、かつその先端部が前記平板電極の前記面と対向して設けられている櫛型電極と、上記平板電極および櫛型電極間に電流を供給する直流電源と、を備えている。
【0013】
また、一方端に排気ガス入口が設けられ、他方端に排気ガス出口を持つ絶縁体製の反応容器と、該反応容器内に配置され、排気ガスの流れる方向と略直交する面を持つ金属メッシュ電極と、前記反応容器内に配置され、前記金属メッシュ電極の下流側に位置し、前記金属メッシュ電極の前記面と略平行な面上に針電極が少なくとも一列に配置され、該針電極の先端部が前記金属メッシュ電極の前記面と対向して設けられた櫛型電極と、上記金属メッシュ電極および櫛型電極間に電流を供給する直流電源と、を備えている。
【0014】
本発明によれば、櫛型電極に正の高圧直流電圧を印加すると、平板電極と櫛型電極間には、シート状のストリーマ放電が発生する。排気ガスは入口から導入され、ストリーマ放電部を交叉して流れるため、放電中の電子と排気ガスとの衝突により分子の解離、酸化反応に必要なO,O等が生じ、排気ガス中のNOxが効率よく反応して除去される。このようにして、簡単な装置で効率よく排気ガス中のNOxが除去される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る排気ガス処理装置の実施の形態について、図1〜図3を参照しながら説明する。
【0016】
図1は、本発明の第1の実施の形態を示している。排気ガス処理装置は、排気ガスを吸入するためのブロワ11と、該ブロワ11から排気ガスGが導入される放電処理装置12が設けられている。放電処理装置12には、中空形状であって排気ガスGを通過させる絶縁体製の反応容器27が備えられ、反応容器27の一方端(ブロワ側)には排気ガス入口18が設けられ、この排気ガス入口18に対向する他方端には排気ガス出口19が設けられている。反応容器27内の上部には、平板電極13が吊り下げられた状態で設けられており、この平板電極13には、排気ガスGの流れる方向に沿って形成された面13aが設けられている。平板電極13の中央部の外側には、固定兼端子(図示せず)が設けられ、該固定兼端子はアースに接続されている。
【0017】
反応容器27の下部には、排気ガスGの流れる方向と直交する面内に、櫛型電極14が設けられている。この櫛型電極14は、図2(a)、および図2(b)に示すように、針電極20が等間隔に一列に並べて構成されている。この櫛型電極14の針の先端は、平板電極13の面13aと対向するように、上方向に向けて配置されている。櫛型電極14の下部は、絶縁スペーサ15で周囲を固められており、櫛型電極14の先端部が絶縁スペーサ15の上端から突出するように露出して配置されている。この絶縁スペーサ15は、適切に接地されることにより、排気ガスGが放電部のみを通過するように機能している。櫛型電極14は、保護抵抗16を介して高圧直流電源17の正極につながれている。
【0018】
なお、本実施の形態では、櫛型電極14の針電極20の太さおよびピッチ長さを0.8mm、櫛型電極14の針状部の長さ(図1の紙面奥行き方向の長さ)を約100mm、櫛型電極14の針状部の先端と平板電極13の間隔を約10mmとしている。そして、放電面積を20×1cm、電極段数を4段にして排気ガス処理装置を構成している。ここで、放電面積とは、櫛型電極から発生した放電が平板電極に到達した際の平板電極における放電が生じている部分の面積をいい、電極段数とは、櫛形電極の数(セット数)をいう。
また、処理する排気ガスGの種類を[空気+NO(3ppm)+HO(1%)]、排気ガスGの流量を22.8Nm/h、放電部での排気ガスGの流速を3.17m/sとしている。
【0019】
上述の構成において、高圧直流電源17から約10kVの正極性の直流高電圧を印加すると、櫛型電極14には、個々の針状先端部と平板電極13との間に、ストリーマ放電が発生するようになる。このストリーマ放電が櫛型電極14の針状先端部から平板電極13に達して電子を放出すると、電界が弱くなるため、結果として数kHzのパルス状の放電が生じることとなる。
【0020】
ブロア11により供給された排気ガスGは、シート状のストリーマ放電部と交叉して流れるようになっている。放電中の電子と排気ガスGとが衝突すると、分子の解離、酸化反応に必要なO,O等が生じ、排気ガスGの中のNOxが効率よく酸化分解されるようになる。
【0021】
本実施の形態における消費電力と脱硝率の関係を従来技術のものと比較すると、従来に比べて低消費電力であるにもかかわらず、高い脱硝性能を示していることがわかった。
【0022】
図3は、本発明の第2の実施の形態を示している。排気ガスGは、ブロワ11で吸入され、放電処理装置21に導入されている。放電処理装置21には、中空形状であって排気ガスGを通過させる絶縁体製の反応容器27が備えられ、反応容器27の一方端(ブロワ側)には排気ガス入口24が設けられ、この排気ガス入口24に対向する他方端には排気ガス出口25が設けられている。反応容器27の内部には、金属メッシュ電極22が設けられており、この金属メッシュ電極には、排気ガスGの流れる方向と略直交する面22aが形成されている。さらに、反応容器27の内部には、金属メッシュ電極22よりも下流側に、面22aと略平行な面上に設けられた櫛型電極23が配置されている。この櫛型電極23は、先端を排気ガスGの上流方向(面22aと対向する方向)に向けて等間隔に並べられた針状の針電極20を一列に配置して構成されている。金属メッシュ電極22は、固定端子(図示せず)を経てアースに接続されている。
【0023】
排気ガス入り口24から流入した排気ガスGは、金属メッシュ電極22のメッシュを通過し、金属メッシュ電極22の面22aと櫛型電極23との間の空間に導かれた後に、該空間を上方または下方に流れて放電部を通過することとなる。そして、排気ガスGは、反応容器27の後部を覆うフード26によって排気ガス出口25に導かれ、排出されるようになっている。
【0024】
櫛型電極23は、図3の紙面垂直方向(装置の左右方向)に針電極20を等間隔に並べて構成している。この櫛型電極23は、保護抵抗16を介して高圧直流電源17の正極につながれている。なお、本実施の形態では、櫛型電極23の針状部の長さ(図3の紙面奥行き方向の長さ)を約1000mm、櫛型電極23の先端と金属メッシュ電極22の間隔を約10mmとしている。
【0025】
上述の構成において、高圧直流電源17から約10kVの正極性の直流高電圧を印加すると、櫛型電極23には、個々の針状先端部と金属メッシュ電極22の間に、ストリーマ放電が発生するようになる。このストリーマ放電が針状先端部から金属メッシュ電極22に達して電子を放出すると、電界が弱くなるため、結果として数kHzのパルス状の放電が生じることとなる。
【0026】
ブロア11により供給された排気ガスGは、反応容器27内に導入された後に、金属メッシュ電極22を通過し、櫛型電極23により生成されたシート状のストリーマ放電部と交叉して流れるようになっている。放電中の電子と排気ガスGとが衝突すると、分子の解離、酸化反応に必要なO,O等が生じ、排気ガスGの中のNOxが効率よく反応して酸化分解されるようになる。
【0027】
第1の実施の形態と同様に、本実施の形態における消費電力と脱硝率の関係を従来技術のものと比較すると、従来に比べて低消費電力であるにもかかわらず、高い脱硝性能を示していることがわかった。
【0028】
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、図1では、櫛型電極14は排気ガスGの流れる方向に対して1列に配置しているが、処理する排気ガスの量が増加する場合には、複数列(複数段)に配置することにより、処理能力を向上させる効果を得ることができる。同様に、第2の実施の形態では、櫛型電極23は1列に配置しているが、処理する排気ガスGの量が増加する場合には、複数列に配置することにより、同様の効果を得ることができる。
【0029】
【発明の効果】
上述の如く、本発明に係る排気ガス処理装置は、一方端に排気ガス入口が設けられ、他方端に排気ガス出口を持つ絶縁体製の反応容器と、該反応容器内に配置され、排気ガスの流れる方向に沿って形成された面を持つ平板電極と、針電極が一列に配置されてなる少なくとも一つの櫛型電極であって、該針電極が、前記反応容器内であって排気ガスの流れる方向と略直交する少なくとも一つの面内において配置され、かつその先端部が前記平板電極の前記面と対向して設けられている櫛型電極と、上記平板電極および櫛型電極間に電流を供給する直流電源と、を備えているので、簡単な装置で効率よくNOxを除去することが可能となる。
【0030】
また、一方端に排気ガス入口が設けられ、他方端に排気ガス出口を持つ絶縁体製の反応容器と、該反応容器内に配置され、排気ガスの流れる方向と略直交する面を持つ金属メッシュ電極と、前記反応容器内に配置され、前記金属メッシュ電極の下流側に位置し、前記金属メッシュ電極の前記面と略平行な面上に針電極が少なくとも一列に配置され、該針電極の先端部が前記金属メッシュ電極の前記面と対向して設けられた櫛型電極と、上記金属メッシュ電極および櫛型電極間に電流を供給する直流電源と、を備えているので、同様に、簡単な装置で効率よくNOxを除去することが可能となる。
【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排気ガス処理装置を概略的に示す構成断面図である。
【図2】(a)は、本発明の実施の形態に係る櫛型電極の正面図を示し、(b)は、(a)のA部を拡大して示す要部拡大図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る排気ガス処理装置を概略的に示す構成断面図である。
【図4】従来のコロナ放電法に係る排気ガス処理装置を概略的に示す構成断面図である。
【図5】従来のパルス放電法に係る排気ガス処理装置を概略的に示す構成断面図である。
【図6】従来のグロー放電法に係る排気ガス処理装置を概略的に示す構成断面図である。
【符号の説明】
11 ブロワ
12 放電処理装置
13 平板電極
13a 面
14 櫛型電極
15 絶縁スペーサ
16 保護抵抗
17 高圧直流電源
18 排気ガス入口
19 排気ガス出口
20 針電極
21 放電処理装置
22 金属メッシュ電極
22a 面
23 櫛型電極
24 排気ガス入口
25 排気ガス出口
26 フード
27 反応容器
31 排気ガス発生部
32 流量計
33 湿式電気集塵装置
33a 排気ガス入口
33b 排気ガス出口
34 ワイヤー状放電電極
35 直流高電圧発生器
36 保護抵抗
37 外筒電極
38 循環液
39 ポンプ
40 循環パイプ
41 ワイヤー状放電電極
42 外筒電極
42a 排気ガス入口
42b 排気ガス出口
43 短パルス発生用電源
51 プラズマ反応装置
51a 排気ガス入口
51b 排気ガス出口
52,53 平行平板電極
54 高周波電源
55 誘電体又は半導体
G 排気ガス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus that denitrates NOx contained in exhaust gas by a discharge method.
[0002]
[Prior art]
An exhaust gas treatment apparatus for treating NOx in exhaust gas by applying electric discharge has been developed. This apparatus is mainly classified into three types: (1) corona discharge method, (2) pulse discharge method, and (3) glow discharge method. Hereinafter, the prior art of the exhaust gas treatment apparatus in these three methods will be described.
[0003]
(1) Corona discharge method An example of a method using corona discharge is shown in FIG. An exhaust gas inlet 33a is provided on one side of the wet dust collector 33, and an exhaust gas generator 31 and a flow meter 32 are provided below the exhaust gas inlet 33a. The exhaust gas G is introduced into the exhaust gas inlet 33a through the flow meter 32 from the exhaust gas generator 31. A wire-like discharge electrode 34 is provided at the center of the wet dust collector 33, and a negative voltage is applied to the discharge electrode 34 by a DC high voltage generator 35 via a protective resistor 36. . In FIG. 4, a wire-like electrode is assumed, but a rod-like electrode or a plate-like electrode may be used.
[0004]
An outer cylinder electrode 37 is provided on the outer periphery of the discharge electrode 34. The outer cylinder electrode 37 is grounded, and corona discharge is generated between the outer cylinder electrode 37 and the discharge electrode 34. Oxidized NOx is trapped in the circulating liquid tank 38 provided below the wet dust collector 33 by this corona discharge. The treated exhaust gas G is discharged from an outlet 33b provided at the upper part of the outer cylinder electrode 37, and the liquid in the circulating liquid tank 38 is pumped by the pump 39 via the circulation pipe 40 to the outer cylinder electrode. It is sent to the upper part of 37 and circulates in the wet dust collector 33 (for example, refer patent document 1).
[0005]
(2) Pulse Discharge Method An example of a method using the pulse discharge method is shown in FIG. An exhaust gas inlet 42 a is provided at one side lower part of the cylindrical outer cylinder electrode 42. Similarly to the above (1), the exhaust gas G is introduced into the exhaust gas inlet 42a from the exhaust gas generator 31 through the flow meter 32. A wire-like discharge electrode 41 is provided at the center of the outer cylinder electrode 42, and a pulse voltage is applied to the discharge electrode 41 by a power supply 43 for generating a short pulse. The pulse has a rise time of 20 to 100 [ns], a half width of the pulse width of 100 to 500 [ns], and a frequency of several tens to several hundreds [Hz].
[0006]
The polarity of the applied voltage is positive or negative, and a high voltage having a peak voltage of about 60 [kV] is applied. Since the outer cylinder electrode 42 is grounded, a high electric field that rises quickly is generated between the outer cylinder electrode 42 and the discharge electrode 41. As a result, only electrons are accelerated at high speed, and the electrons collide with the exhaust gas G to accelerate the reaction, thereby removing NOx. The treated exhaust gas G is discharged from an outlet 42b provided at the upper part of the outer cylinder electrode 42 (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
[0007]
(3) Glow discharge method An example of a method using the glow discharge method is shown in FIG. An exhaust gas inlet 51 a is provided on one side of the plasma reactor 51. Similarly to the above (1), the exhaust gas G is introduced into the exhaust gas inlet 51a through the flow meter 32 from the exhaust gas generation unit 31. In the discharge part of the reaction device 51, parallel plate electrodes 52, 53 arranged vertically opposite to each other, and a dielectric or semiconductor 55 are provided on the other electrode 53. One electrode 52 is grounded, and the other electrode 53 is applied with an alternating high voltage from a high frequency power source 54.
[0008]
NOx contained in the exhaust gas G is processed by plasma generated between the dielectric 55 and the electrode 52. The treated exhaust gas G is exhausted from an outlet 51b provided on the other side of the plasma reactor 51. In addition, the technique which makes it easy to discharge by providing a protrusion in an electrode is disclosed (for example, refer patent document 4).
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-210448 A [Patent Document 2]
JP 2002-052309 A [Patent Document 3]
JP 2001-113118 A [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-015336
[Problems to be solved by the invention]
While the above-described conventional techniques have many advantages, there are problems with each method. For example, the power consumption required for denitration is too large (several Wh / Nm 3 or more).
[0011]
In particular, in the pulse discharge method, the energy loss at the time of pulse generation is large. In addition, since the atmospheric pressure glow discharge method has a small electrode gap of 2 to 3 mm, the amount of exhaust gas that can be processed is limited.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention includes an insulating reaction vessel having an exhaust gas inlet at one end and an exhaust gas outlet at the other end, and is disposed in the reaction vessel. A flat plate electrode having a surface formed along a flow direction of exhaust gas, and at least one comb-shaped electrode in which needle electrodes are arranged in a line, the needle electrode being in the reaction container and exhausted A comb electrode disposed in at least one plane substantially perpendicular to the gas flow direction and having a tip thereof provided opposite to the plane of the plate electrode; and between the plate electrode and the comb electrode And a direct current power source for supplying current.
[0013]
Also, an insulating reaction vessel having an exhaust gas inlet at one end and an exhaust gas outlet at the other end, and a metal mesh disposed in the reaction vessel and having a surface substantially perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows An electrode and a needle electrode disposed in the reaction vessel, located on the downstream side of the metal mesh electrode, and arranged in at least one row on a surface substantially parallel to the surface of the metal mesh electrode, the tip of the needle electrode And a comb-shaped electrode provided so as to face the surface of the metal mesh electrode, and a DC power source for supplying a current between the metal mesh electrode and the comb-shaped electrode.
[0014]
According to the present invention, when a positive high-voltage DC voltage is applied to the comb electrode, a sheet-like streamer discharge is generated between the flat plate electrode and the comb electrode. Exhaust gas is introduced from the inlet and flows across the streamer discharge section. Therefore, collision of electrons in the discharge with exhaust gas generates molecular dissociation, O 3 and O necessary for oxidation reaction, and the like. NOx reacts and is removed efficiently. In this way, NOx in the exhaust gas is efficiently removed with a simple device.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0016]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The exhaust gas treatment device is provided with a blower 11 for sucking exhaust gas and a discharge treatment device 12 into which exhaust gas G is introduced from the blower 11. The discharge treatment device 12 is provided with a reaction vessel 27 made of an insulator that has a hollow shape and allows the exhaust gas G to pass therethrough. An exhaust gas inlet 18 is provided at one end (blower side) of the reaction vessel 27. An exhaust gas outlet 19 is provided at the other end facing the exhaust gas inlet 18. A flat plate electrode 13 is provided in a suspended state in the upper part of the reaction vessel 27, and the flat plate electrode 13 is provided with a surface 13 a formed along the direction in which the exhaust gas G flows. . A fixed terminal (not shown) is provided outside the central portion of the plate electrode 13, and the fixed terminal is connected to ground.
[0017]
A comb-shaped electrode 14 is provided at a lower portion of the reaction vessel 27 in a plane orthogonal to the direction in which the exhaust gas G flows. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the comb-shaped electrode 14 includes needle electrodes 20 arranged in a line at equal intervals. The tip of the needle of the comb electrode 14 is arranged upward so as to face the surface 13 a of the flat plate electrode 13. The lower part of the comb-shaped electrode 14 is solidified by an insulating spacer 15, and the tip of the comb-shaped electrode 14 is disposed so as to protrude from the upper end of the insulating spacer 15. The insulating spacer 15 functions so that the exhaust gas G passes only through the discharge part when properly grounded. The comb-shaped electrode 14 is connected to the positive electrode of the high-voltage DC power source 17 through the protective resistor 16.
[0018]
In the present embodiment, the thickness and pitch length of the needle electrode 20 of the comb-shaped electrode 14 are 0.8 mm, and the length of the needle-shaped portion of the comb-shaped electrode 14 (length in the depth direction in FIG. 1). Is about 100 mm, and the distance between the tip of the needle-like portion of the comb-shaped electrode 14 and the plate electrode 13 is about 10 mm. The exhaust gas treatment apparatus is configured with a discharge area of 20 × 1 cm 2 and four electrode stages. Here, the discharge area refers to the area of the portion where discharge occurs in the plate electrode when the discharge generated from the comb electrode reaches the plate electrode, and the number of electrode stages refers to the number of comb electrodes (number of sets). Say.
Further, the type of exhaust gas G to be treated is [air + NO (3 ppm) + H 2 O (1%)], the flow rate of the exhaust gas G is 22.8 Nm 3 / h, and the flow rate of the exhaust gas G in the discharge section is 3. 17 m / s.
[0019]
In the above-described configuration, when a positive DC high voltage of about 10 kV is applied from the high-voltage DC power supply 17, streamer discharge is generated between the individual needle-like tips and the plate electrode 13 in the comb-shaped electrode 14. It becomes like this. When this streamer discharge reaches the flat plate electrode 13 from the needle-like tip of the comb electrode 14 and emits electrons, the electric field becomes weak, resulting in a pulsed discharge of several kHz.
[0020]
The exhaust gas G supplied by the blower 11 flows so as to cross the sheet-like streamer discharge section. When the electrons being discharged collide with the exhaust gas G, molecular dissociation, O 3 , O, and the like necessary for the oxidation reaction occur, and NOx in the exhaust gas G is efficiently oxidized and decomposed.
[0021]
When the relationship between the power consumption and the denitration rate in the present embodiment is compared with that of the prior art, it has been found that the denitration performance is high despite the low power consumption compared to the prior art.
[0022]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The exhaust gas G is sucked by the blower 11 and introduced into the discharge treatment device 21. The discharge treatment device 21 is provided with a reaction vessel 27 made of an insulator that has a hollow shape and allows the exhaust gas G to pass therethrough, and an exhaust gas inlet 24 is provided at one end (blower side) of the reaction vessel 27. An exhaust gas outlet 25 is provided at the other end facing the exhaust gas inlet 24. A metal mesh electrode 22 is provided inside the reaction vessel 27, and a surface 22a that is substantially orthogonal to the direction in which the exhaust gas G flows is formed on the metal mesh electrode. Furthermore, a comb-shaped electrode 23 provided on a surface substantially parallel to the surface 22 a is disposed inside the reaction vessel 27 on the downstream side of the metal mesh electrode 22. The comb-shaped electrode 23 is configured by arranging the needle-like needle electrodes 20 arranged at equal intervals with the tip thereof in the upstream direction of the exhaust gas G (the direction facing the surface 22a). The metal mesh electrode 22 is connected to the ground via a fixed terminal (not shown).
[0023]
The exhaust gas G flowing in from the exhaust gas inlet 24 passes through the mesh of the metal mesh electrode 22 and is guided to the space between the surface 22a of the metal mesh electrode 22 and the comb-shaped electrode 23. It will flow downward and pass through the discharge part. The exhaust gas G is guided to the exhaust gas outlet 25 by the hood 26 that covers the rear portion of the reaction vessel 27 and is discharged.
[0024]
The comb-shaped electrode 23 is configured by arranging the needle electrodes 20 at equal intervals in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. The comb-shaped electrode 23 is connected to the positive electrode of the high-voltage DC power source 17 through the protective resistor 16. In the present embodiment, the length of the needle-like portion of the comb-shaped electrode 23 (the length in the depth direction in FIG. 3) is about 1000 mm, and the distance between the tip of the comb-shaped electrode 23 and the metal mesh electrode 22 is about 10 mm. It is said.
[0025]
In the above configuration, when a positive DC high voltage of about 10 kV is applied from the high-voltage DC power supply 17, streamer discharge is generated between the individual needle-like tips and the metal mesh electrode 22 in the comb-shaped electrode 23. It becomes like this. When this streamer discharge reaches the metal mesh electrode 22 from the needle-like tip and emits electrons, the electric field becomes weak, resulting in a pulsed discharge of several kHz.
[0026]
The exhaust gas G supplied by the blower 11 is introduced into the reaction vessel 27, passes through the metal mesh electrode 22, and flows so as to cross the sheet-shaped streamer discharge portion generated by the comb-shaped electrode 23. It has become. When the electrons in discharge and the exhaust gas G collide, molecular dissociation, O 3 , O, and the like necessary for the oxidation reaction occur, and NOx in the exhaust gas G reacts efficiently and is oxidatively decomposed. .
[0027]
As in the first embodiment, when the relationship between the power consumption and the denitration rate in this embodiment is compared with that of the prior art, high denitration performance is exhibited despite the low power consumption compared to the conventional one. I found out.
[0028]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.
For example, in FIG. 1, the comb-shaped electrodes 14 are arranged in one row with respect to the flow direction of the exhaust gas G. However, when the amount of exhaust gas to be processed increases, it is arranged in a plurality of rows (multiple rows). By doing so, the effect of improving the processing capability can be obtained. Similarly, in the second embodiment, the comb-shaped electrodes 23 are arranged in one row. However, when the amount of exhaust gas G to be processed increases, the same effect can be obtained by arranging in a plurality of rows. Can be obtained.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention includes an insulating reaction vessel having an exhaust gas inlet at one end and an exhaust gas outlet at the other end, and is disposed in the reaction vessel. A flat plate electrode having a surface formed along the flow direction of the gas and at least one comb-shaped electrode in which the needle electrode is arranged in a line, the needle electrode being in the reaction vessel and containing exhaust gas. A comb-shaped electrode disposed in at least one plane substantially perpendicular to the flowing direction and having a tip thereof provided opposite to the plane of the plate electrode; and a current between the plate electrode and the comb-shaped electrode. Since the DC power supply is provided, NOx can be efficiently removed with a simple device.
[0030]
Also, an insulating reaction vessel having an exhaust gas inlet at one end and an exhaust gas outlet at the other end, and a metal mesh disposed in the reaction vessel and having a surface substantially perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows An electrode and a needle electrode disposed in the reaction vessel, located on the downstream side of the metal mesh electrode, and arranged in at least one row on a surface substantially parallel to the surface of the metal mesh electrode, the tip of the needle electrode Since the portion includes a comb-shaped electrode provided facing the surface of the metal mesh electrode, and a DC power source for supplying a current between the metal mesh electrode and the comb-shaped electrode, similarly, The apparatus can efficiently remove NOx.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an exhaust gas processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a front view of a comb-shaped electrode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an enlarged view of a main part showing an A portion of FIG.
FIG. 3 is a structural cross-sectional view schematically showing an exhaust gas processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an exhaust gas treatment apparatus according to a conventional corona discharge method.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an exhaust gas treatment apparatus according to a conventional pulse discharge method.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an exhaust gas processing apparatus according to a conventional glow discharge method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Blower 12 Discharge treatment apparatus 13 Flat plate electrode 13a Surface 14 Comb electrode 15 Insulating spacer 16 Protection resistance 17 High voltage DC power supply 18 Exhaust gas inlet 19 Exhaust gas outlet 20 Needle electrode 21 Discharge treatment apparatus 22 Metal mesh electrode 22a Surface 23 Comb electrode 24 Exhaust gas inlet 25 Exhaust gas outlet 26 Hood 27 Reaction vessel 31 Exhaust gas generator 32 Flow meter 33 Wet electrostatic precipitator 33a Exhaust gas inlet 33b Exhaust gas outlet 34 Wire-shaped discharge electrode 35 DC high voltage generator 36 Protection resistance 37 Outer cylinder electrode 38 Circulating fluid 39 Pump 40 Circulating pipe 41 Wire-shaped discharge electrode 42 Outer cylinder electrode 42a Exhaust gas inlet 42b Exhaust gas outlet 43 Short pulse generating power supply 51 Plasma reactor 51a Exhaust gas inlet 51b Exhaust gas outlets 52, 53 Parallel Flat electrode 54 High frequency power supply 55 Dielectric or half Body G exhaust gas

Claims (2)

一方端に排気ガス入口が設けられ、他方端に排気ガス出口を持つ絶縁体製の反応容器と、
該反応容器内に配置され、排気ガスの流れる方向に沿って形成された面を持つ平板電極と、
針電極が一列に配置されてなる少なくとも一つの櫛型電極であって、該針電極が、前記反応容器内であって排気ガスの流れる方向と略直交する少なくとも一つの面内において配置され、かつその先端部が前記平板電極の前記面と対向して設けられている櫛型電極と、
上記平板電極および櫛型電極間に電流を供給する直流電源と、
を備えたことを特徴とする排気ガス処理装置。
An insulator reaction vessel having an exhaust gas inlet at one end and an exhaust gas outlet at the other end;
A plate electrode disposed in the reaction vessel and having a surface formed along the direction in which the exhaust gas flows;
At least one comb electrode in which needle electrodes are arranged in a line, the needle electrode being arranged in at least one plane in the reaction vessel and substantially perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows; A comb-shaped electrode whose tip is provided to face the surface of the plate electrode;
A DC power source for supplying a current between the flat plate electrode and the comb electrode;
An exhaust gas treatment apparatus comprising:
一方端に排気ガス入口が設けられ、他方端に排気ガス出口を持つ絶縁体製の反応容器と、
該反応容器内に配置され、排気ガスの流れる方向と略直交する面を持つ金属メッシュ電極と、
前記反応容器内に配置され、前記金属メッシュ電極の下流側に位置し、前記金属メッシュ電極の前記面と略平行な面上に針電極が少なくとも一列に配置され、該針電極の先端部が前記金属メッシュ電極の前記面と対向して設けられた櫛型電極と、
上記金属メッシュ電極および櫛型電極間に電流を供給する直流電源と、
を備えたことを特徴とする排気ガス処理装置。
An insulator reaction vessel having an exhaust gas inlet at one end and an exhaust gas outlet at the other end;
A metal mesh electrode disposed in the reaction vessel and having a surface substantially perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows;
The needle electrode is disposed in the reaction vessel, is located on the downstream side of the metal mesh electrode, and is arranged in at least one row on a surface substantially parallel to the surface of the metal mesh electrode, and a tip portion of the needle electrode A comb-shaped electrode provided facing the surface of the metal mesh electrode;
A direct current power source for supplying a current between the metal mesh electrode and the comb electrode;
An exhaust gas treatment apparatus comprising:
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