JP2010510871A - Apparatus and method for destroying organic compounds in large volumes of exhaust in commercial and industrial applications - Google Patents

Apparatus and method for destroying organic compounds in large volumes of exhaust in commercial and industrial applications Download PDF

Info

Publication number
JP2010510871A
JP2010510871A JP2009535534A JP2009535534A JP2010510871A JP 2010510871 A JP2010510871 A JP 2010510871A JP 2009535534 A JP2009535534 A JP 2009535534A JP 2009535534 A JP2009535534 A JP 2009535534A JP 2010510871 A JP2010510871 A JP 2010510871A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
dbd
air
electrode
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009535534A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ピー. ランズ,ダグラス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Phaser Environmental Ltd
Original Assignee
Air Phaser Environmental Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Phaser Environmental Ltd filed Critical Air Phaser Environmental Ltd
Publication of JP2010510871A publication Critical patent/JP2010510871A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/22Ionisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B01D53/323Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8659Removing halogens or halogen compounds
    • B01D53/8662Organic halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8668Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/08Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary flat electrodes arranged with their flat surfaces parallel to the gas stream
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/38Particle charging or ionising stations, e.g. using electric discharge, radioactive radiation or flames
    • B03C3/383Particle charging or ionising stations, e.g. using electric discharge, radioactive radiation or flames using radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/20Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/206Organic halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/80Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818Employing electrical discharges or the generation of a plasma
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2351Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Abstract

非熱プラズマ(NTP)および一体触媒システム(ICS)は、揮発性有機化合物(VOC)および/もしくはハロゲン化揮発性有機化合物(HVOC)の中和に使用される。これらの化合物の一部は、商業的および/もしくは産業的な空気の流れによって環境中に放出された臭気性を有するおよび/もしくは微細な有機粒子(煙)である排出物である。このシステムは、誘電体バリア放電(DBD)電極および誘電設計を利用して、NTPフィールドを発生させ、触媒機能と組み合わせて十分な反応性酸素種(ROS)、ヒドロキシル種および他の高イオン化分子および原子種を生成し、それによってその後環境中に放出可能なより単純な非汚染物質、無臭の化合物に分解すべき空気流中のVOCおよび/もしくはHVOCおよび/もしくは微細な有機粒子状汚染物を酸化および/もしくは還元させる。このシステムは、汚染された、もしくは汚染されていない大気圧の空気および/もしくはガスを、DBD装置によって生成されるNTPフィールドを通して吸引し、この空気を処理されるべき空気および/もしくはガスと合わせることによって動作する。DBD装置は、DBDセルに一体化した触媒材料、およびセルの直後に任意の追加触媒を備えた設計とされており、商業的もしくは産業的な処理に固有の大規模な空気流を通過させるよう設計されている。
【選択図】図1
Nonthermal plasma (NTP) and integrated catalyst system (ICS) are used for neutralization of volatile organic compounds (VOC) and / or halogenated volatile organic compounds (HVOC). Some of these compounds are effluents with odorous and / or fine organic particles (smoke) released into the environment by commercial and / or industrial air flow. This system utilizes a dielectric barrier discharge (DBD) electrode and dielectric design to generate an NTP field, combined with catalytic function, sufficient reactive oxygen species (ROS), hydroxyl species and other highly ionized molecules and Oxidizes VOC and / or HVOC and / or fine organic particulate contaminants in the air stream to generate atomic species and thereby to be broken down into simpler non-pollutant, odorless compounds that can subsequently be released into the environment And / or reduction. The system draws contaminated or uncontaminated atmospheric pressure air and / or gas through an NTP field generated by the DBD device and combines this air with the air and / or gas to be treated. Works by. The DBD device is designed with catalyst material integrated into the DBD cell, and any additional catalyst immediately after the cell, to allow the passage of large air flows inherent in commercial or industrial processing. Designed.
[Selection] Figure 1

Description

分野:本発明は、商業的および産業的運転に由来するほぼ大気圧もしくは大気圧の空気および/もしくはガスの処理の分野に関し、そのような活動に使用される空気および/もしくはガスが、汚染物質とされている。その一部は臭気性であってもなくてもよく、放出された匂いの除去が課題とされている。これらの汚染物質は除去されるか、および/もしくはこの空気および/もしくはガスを周囲の大気へ放出される前に問題にならない化合物に変換する必要がある。揮発性有機化合物(VOC)および/もしくはハロゲン揮発性有機化合物(HVOC)および/もしくは炭化水素化合物(HC)および/もしくは煙等の微細な浮遊有機粒子状物質が含まれる場合の処理の分野である。これらの汚染物質の除去システムが、一体化した触媒成分を有する非熱プラズマ(NTP)フィールドおよび/もしくはNTPフィールドおよび/もしくは一体化した触媒成分を有する多数のNTPフィールドを含む場合の処理の分野に関する。   Field: The present invention relates to the field of near atmospheric or atmospheric pressure air and / or gas derived from commercial and industrial operations, where the air and / or gas used in such activities is a contaminant. It is said that. Some of them may or may not be odorous, and removal of the released odors has been a challenge. These pollutants need to be removed and / or converted into non-problematic compounds before they are released into the surrounding atmosphere. This is the field of treatment when volatile organic compounds (VOC) and / or halogen volatile organic compounds (HVOC) and / or hydrocarbon compounds (HC) and / or fine suspended organic particulate matter such as smoke are included. . The field of processing where these contaminant removal systems include non-thermal plasma (NTP) fields with integrated catalyst components and / or NTP fields and / or multiple NTP fields with integrated catalyst components .

従来技術:空中の揮発性有機化合物および/もしくはハロゲン揮発性有機化合物汚染物質(VOCとHVOC)および/もしくは炭化水素化合物および/もしくは微細な浮遊有機粒子状粒子(煙)には、臭気性を有するものと無臭のものがある。ここでは空中の汚染物質と総称されるが、様々な発生源および処理から周囲の空気中に放出され、穏やかな天候条件でも住宅地域内および周辺の空気に、放出源から数キロメートルにわたって充満する可能性がある。多数のそのような空中汚染物質が、汚染物質と見なされており、排出レベルは米国環境保護局(EPA)によって規制されている。しかし、規制はされていないが臭気性を有するの物質であれば、影響のある地域内の居住者にとっては、その匂いの感知が、やや不快なレベルから耐え難いレベルまで幅がでる可能性がある。これはそのような発生源に近い地域において共通の問題である。匂いの発生源と見なされる空中の汚染排出の例には、都市廃棄物の処理等の有機材料を加工する産業、都市規模での堆肥化事業、パン工業、チョコレート加工、揚げ物およびその他関連の人間用食物の加工が含まれる。また、人間によって消費される様々な種類の食物の生産、ペット、魚、家禽および養豚業用、および一般農業用の動物飼料を生産する産業が含まれる。その他の有機材料を加工し、臭気性を有する空中汚染物質を放出する産業としては、肉加工、肥料および動物性脂肪精製工場が含まれる畜産物を加工する産業がある。他の臭気性を有する空中汚染物質の発生源は、小規模の堆肥化施設、下水処理センター、ゴミ集積所および他の産業有機処理施設が含まれる。一般的に、これらの商業および産業活動において、調製、取り扱い、貯蔵、調理、研削、乾燥、冷却、製造、還元および他の関連工程からガスが排出される。これらの排気は、併せて中〜低程度の濃度のVOCおよびHVOCを含み、これらのVOCおよびHVOCは、アミン、アルデヒド、および脂肪酸を含む。これらのアミン、アルデヒド、および脂肪酸は、完全に蒸発させることが出来、かつ/もしくは処理される材料に固有のエアロゾルの形にされるか、もしくは処理から生成されて、その調製およびもしくは取り扱いの活動によって排気ガス流に送られるかのいずれかである。通常これらの産業では大量のガスが排出され、それはガス毎分100〜500,000実立法フィート(ACFM)以上にもなる。 Prior art: Airborne volatile organic compounds and / or halogen volatile organic compound contaminants (VOC and HVOC) and / or hydrocarbon compounds and / or fine suspended organic particulates (smoke) have odor Some are odorless. Collectively referred to as airborne pollutants here, they are released from various sources and treatments into the surrounding air and can fill the residential area and surrounding air over several kilometers from the source even in mild weather conditions There is sex. A number of such airborne pollutants are considered pollutants and emission levels are regulated by the US Environmental Protection Agency (EPA). However, if the substance is not regulated but has odor, the odor perception may vary from a somewhat unpleasant level to an unbearable level for residents in the affected area. . This is a common problem in areas close to such sources. Examples of airborne pollution emissions that are considered odor sources include industries that process organic materials such as municipal waste processing, urban composting, bread industry, chocolate processing, fried foods and other related humans. Food processing. Also included are industries that produce animal feed for the production of various types of food consumed by humans, for pets, fish, poultry and pig farming, and for general agriculture. Industries that process other organic materials and release odorous airborne pollutants include those that process livestock products, including meat processing, fertilizers and animal fat refineries. Other sources of odorous airborne pollutants include small-scale composting facilities, sewage treatment centers, garbage dumps, and other industrial organic treatment facilities. In general, in these commercial and industrial activities, gases are emitted from preparation, handling, storage, cooking, grinding, drying, cooling, manufacturing, reduction and other related processes. These exhausts together contain medium to low concentrations of VOCs and HVOCs, and these VOCs and HVOCs contain amines, aldehydes, and fatty acids. These amines, aldehydes, and fatty acids can be completely evaporated and / or formed into aerosols inherent to the material being processed or produced from processing, and their preparation and / or handling activities Either to the exhaust gas stream. Typically, these industries emit large amounts of gas, which can be from 100 to 500,000 cubic feet (ACFM) or more per minute.

また、養豚場、養鶏場および酪農場等の、食料生産のために動物を飼育する農業活動も、堆肥および畜舎の換気臭から強い悪臭を周囲の空気中に発し、これらは、ある一定の気象条件においては数平方キロメートルに充満するほどの量の悪臭を放出することがある。 Agricultural activities for raising animals for food production, such as pig farms, poultry farms, and dairy farms, also emit strong odors from the compost and barn ventilating odors into the surrounding air. Under certain conditions, it may emit an amount of malodor that fills several square kilometers.

その他、溶媒、洗浄液、塗料の煙霧、プリント基板の製造および他のVOCおよびHVOCもまた、他の一般産業活動および商業活動からの環境空気排出の発生源である。VOCには、匂いがほとんどないかもしくは全くないものもあるが、大気汚染物質および/もしくは発癌物質と見なされており、環境中に放出される前に、処理によって無害な化合物に還元する必要がある。対象の空中汚染物質の匂いが極度に強い場合、たとえ十億分率の範囲の濃度であっても、悪臭となったり、環境への排出基準を超える可能性があり、同様に処理が必要とされる。 In addition, solvents, cleaning fluids, paint fumes, printed circuit board manufacturing and other VOCs and HVOCs are also sources of environmental air emissions from other general industrial and commercial activities. Some VOCs have little or no odor but are considered air pollutants and / or carcinogens and must be reduced to harmless compounds by treatment before being released into the environment. is there. If the odor of the target air pollutant is extremely strong, even if the concentration is in the range of 1 billion percent, it may become a foul odor or exceed the environmental emission standards. Is done.

放出された排ガスの流出量が環境規制基準内になるように、環境に放出すべき商業的および/もしくは産業的処理活動に起因するVOCおよび他の空中汚染物質を酸化および/もしくは還元するために設計された種々のシステムが存在する。これらのシステムの一部は、誘電体バリア放電(DBD)セル内に形成された非熱プラズマ(NTP)を利用して、様々なイオン化レベルにある活性もしくは反応性酸素種(ROS)、ヒドロキシル化合物および分子および原子等の広範囲の活性種を作り、その後処理すべきガスと混合して、NTPフィールドによって生成された活性種が引き起こす化学反応によって、VOCおよびHVOCを酸化および/もしくは還元する。商業的および産業的処理から放出されたVOCおよびHVOCのうち、一部はヒトが通常匂いとして関知する化合物であるが、多くは最終的に二酸化炭素および水蒸気に還元される。しかし、汚染物質の化学的特性によっては、DBDセルによって作られる非熱プラズマフィールドによって生成される高エネルギーイオンおよび活性種によって他の生成物が生じる可能性もある。 To oxidize and / or reduce VOCs and other air pollutants resulting from commercial and / or industrial treatment activities that should be released to the environment so that the emissions of the emitted exhaust gas are within environmental regulatory standards. There are a variety of systems designed. Some of these systems utilize non-thermal plasma (NTP) formed in dielectric barrier discharge (DBD) cells to make active or reactive oxygen species (ROS), hydroxyl compounds at various ionization levels. And a wide range of active species, such as molecules and atoms, are then mixed with the gas to be treated to oxidize and / or reduce VOCs and HVOCs by chemical reactions caused by the active species generated by the NTP field. Of the VOCs and HVOCs released from commercial and industrial processes, some are compounds that humans normally perceive as odors, but many are ultimately reduced to carbon dioxide and water vapor. However, depending on the chemical nature of the contaminant, other products may be generated by high energy ions and active species generated by the non-thermal plasma field created by the DBD cell.

本明細書に記載の活性種とは化学化合物であり、誘電体バリア放電等を用いて十分な電気エネルギーを与え、基底状態をこれらの分子の、例えば一気圧および20℃での標準状態(もしくはNTPフィールド状態の場所で生じ得る大気および温度条件)として、目的の分子を基底状態から所望の励起活性状態へ変化させ、数個の分子をそれらの原子成分に分割することで、有用な濃度において作られる原子種である。活性種は、通常文献においては「・」によって示され、活性酸素(この場合原子酸素)であればO・等のように表記される。直接の電子衝突もしくは二次衝突、光吸収、イオン化が関連した分子の過程、もしくは内部励起を含む多数のメカニズムを介して活性化が起こる。 The active species described herein is a chemical compound that provides sufficient electrical energy using a dielectric barrier discharge or the like to set the ground state to the standard state (or at atmospheric pressure and 20 ° C.) of these molecules (or At useful concentrations by changing the molecule of interest from the ground state to the desired excited active state and splitting several molecules into their atomic components (as atmospheric and temperature conditions that can occur in NTP field state locations) The atomic species to be created. The active species is usually indicated by “·” in the literature, and is expressed as O · or the like if it is active oxygen (in this case, atomic oxygen). Activation occurs through a number of mechanisms including direct electron or secondary collisions, light absorption, molecular processes associated with ionization, or internal excitation.

誘電体バリア放電(DBD)技術は、本発明の目的に必要な活性種を発生させるNTPを生成するために使用されてきた。そのような技術は、バリアを通過してガスに与えられるeVを性質的に制限するため、この場合に関与しているのは、主に種々のヒドロキシラジカルおよび励起された酸素原子を含む反応性酸素種(ROS)であるが、他の電子の活動もこの過程を補助する。NTPフィールドで発生された活性種にとって、還元電位が最も高い(約2.4〜6.5eV)ROS種は、一重項酸素の場合のように、半減濃度が約200マイクロ秒未満で、有用性が最も短い。これらは、NTPフィールドを透過する全ての化合物と反応するが、破壊すべきVOCおよび/もしくはHVOCのイオン結合性が高い場合には、それらのROS種は、還元および/もしくは酸化するのに、高還元電位酸化剤を必要とするが、これは最も寿命の短く、NTPフィールドで十分な濃度でのみ見られるものでもある。これらの高還元電位ラジカルと、これらの粒子と、それらと反応するVOCおよび/もしくはHVOC分子との反応は、これらのラジカルがNTPフィールドの外側で急速に崩壊して活性のより低い種となるため、NTPフィールドにおいてのみ生じる。 これらのラジカルは、酸化および還元変換によって臭気性の分子と反応して、VOC分子が、もはや匂いとして感知されず、汚染物質の範疇から外される程のより単純な分子化合物に変換される。NTP内で起こるその他の活動は、対象の化合物を含む、フィールド内の全ての分子に作用する、電子衝突の活動、ボンバードおよび不純物光放出である。またこの電子の作用は、目的のROSを発生させるのと同様、VOCおよび/もしくはHVOC化合物分子結合を破壊し、このことが匂いおよび/もしくはVOC化合物の酸化および/もしくは還元のROS活性を促進する。またNTPフィールドも、ROS内に、還元電位がより低いラジカル(約1.4〜2.4eVの間)を種々生成し、これらの方が、通常の気温および圧力における半減期が約100ミリ秒〜数分と寿命が長い。これらのラジカルは、このレベルの還元電位および分解のための酸化に応答するVOC化合物およびHVOC化合物と反応する。それらのラジカルの方が、半減期濃度が通常0.1〜10.0秒以上とより長い時間活性を保つため、これらの反応はNTPフィールドとNTPフィールドの外側の空気流の両方で起こり、空気流によってDBDを介してNTPフィールドの外へと運ばれる。またこれらの寿命がより長いラジカルは、酸化および還元変換によるVOCおよびHVOC化合物に対するそれらの変化に影響し、対象の化合物は、汚染物質もしくは匂いとして感知可能なものと見なされない、より単純な分子の形へと変換される。またそのような変換によって、複雑な有機分子および炭化水素分子は、最終的に最も単純な酸化物、例えば、二酸化炭素、過酸化水素(水−HO)、窒素(N)および元の錯化合物中に存在した元素のその他の単純化酸化物の形に変わる。大量の空気流を処理する必要がある場合には、普通は、処理すべき空気の一部がNTP界を通過され、処理され、過剰ROS、ヒドロキシル、イオン化された分子および原子が活性化され、次に生成されたこれらの種が、直ちに処理すべき空気の残りと混合され、空気流全体の処理が完了する。 Dielectric barrier discharge (DBD) technology has been used to generate NTPs that generate the active species necessary for the purposes of the present invention. Since such techniques qualitatively limit the eV imparted to the gas through the barrier, this case is mainly concerned with reactivity involving various hydroxy radicals and excited oxygen atoms. Although it is an oxygen species (ROS), other electron activities also assist in this process. For active species generated in the NTP field, ROS species with the highest reduction potential (about 2.4-6.5 eV) have utility in half-concentrations less than about 200 microseconds, as is the case with singlet oxygen. Is the shortest. These react with all the compounds that permeate the NTP field, but if the VOC and / or HVOC to be destroyed is highly ionic, their ROS species are highly reduced to reduce and / or oxidize. A reduction potential oxidant is required, which has the shortest lifetime and is only found in sufficient concentrations in the NTP field. The reaction of these high reduction potential radicals, these particles, and the VOC and / or HVOC molecules that react with them causes these radicals to rapidly decay outside the NTP field to become less active species. Occurs only in the NTP field. These radicals react with odorous molecules by oxidative and reductive transformations, converting VOC molecules into simpler molecular compounds that are no longer perceived as odors and are removed from the category of pollutants. Other activities that occur within NTP are electron impact activity, bombardment, and impurity light emission that affect all molecules in the field, including the compound of interest. The action of this electron also breaks the VOC and / or HVOC compound molecular bonds, as well as the generation of the desired ROS, which promotes the odor and / or the oxidation and / or reduction ROS activity of the VOC compound. . The NTP field also produces various radicals with a lower reduction potential (between about 1.4 and 2.4 eV) in the ROS, which have a half-life of about 100 milliseconds at normal temperature and pressure. Long life with a few minutes. These radicals react with VOC and HVOC compounds that respond to this level of reduction potential and oxidation for degradation. These reactions occur in both the NTP field and the airflow outside the NTP field because the radicals are active for longer periods of time, usually 0.1 to 10.0 seconds or more, and air The stream is carried out of the NTP field via the DBD. These longer-lived radicals also affect their changes to VOC and HVOC compounds due to oxidative and reductive transformations, and the compounds of interest are simpler molecules that are not considered perceptible as pollutants or odors. Is converted to the form of Also, by such transformation, complex organic and hydrocarbon molecules eventually become the simplest oxides such as carbon dioxide, hydrogen peroxide (water-H 2 O), nitrogen (N 2 ) and the original Changes to other simplified oxide forms of the elements present in the complex. When a large air flow needs to be processed, usually a portion of the air to be processed is passed through the NTP field and processed to activate excess ROS, hydroxyl, ionized molecules and atoms, These generated species are then mixed with the rest of the air to be treated immediately, completing the treatment of the entire air stream.

分子状酸素の四つの酸化状態は、公知である。つまり[Oであって、ここでn=0、+1、−1、および−2であり、それぞれ二原子酸素、二原子酸素陽イオン、スーパーオキシド・アニオン、およびペルオキシジアニオンを表す(式では+、 、および −2で表される)。また、空気中の「普通の」酸素であるは、「基底」(エネルギー的に励起されていない)状態にある。これは、二つの不対の電子を有する遊離した「ジラジカル」である。酸素の二つの最外殻電子対は、「三重項」状態を示す平行なスピンを有する(頭につける上書きの「3」は、簡便性のため通常省略する)。酸素自身は、生化学的過程における一般的な末端電子受容体である。これは特に反応性が高いものではなく、それ自身では生体系への大きな酸化損傷を起こさない。しかしながら、これは、スーパーオキシド・アニオンラジカル、ヒドロキシラジカル、ペルオキシラジカル、アルコキシラジカル、および過酸化水素等といった毒性のあり得る他の酸素種の前駆体である。他の反応性の高い分子としては、一重項酸素(O)、およびオゾン(O)が含まれる。 The four oxidation states of molecular oxygen are known. That is, [O 2 ] n , where n = 0, +1, −1, and −2, and represents diatomic oxygen, diatomic oxygen cation, superoxide anion, and peroxydianion, respectively (formula in 3 O 2, 3 O 2 + , 3 O 2 -, and is represented by 3 O 2 -2). Also, 3 O 2, which is “ordinary” oxygen in the air, is in a “base” (not energetically excited) state. This is a free “diradical” with two unpaired electrons. The two outermost electron pairs of oxygen have parallel spins indicating a “triplet” state (the overwriting “3” on the head is usually omitted for simplicity). Oxygen itself is a common terminal electron acceptor in biochemical processes. This is not particularly reactive and itself does not cause significant oxidative damage to biological systems. However, it is a precursor of other potentially toxic oxygen species such as superoxide anion radical, hydroxy radical, peroxy radical, alkoxy radical, and hydrogen peroxide. Other highly reactive molecules include singlet oxygen ( 1 O) and ozone (O 3 ).

普通の酸素は、ほとんどの分子とはうまく反応しないが、しかしエネルギーを与えられる(自然にもしくは人工的に得られるエネルギー、電気エネルギー、熱エネルギー、光化学エネルギーもしくは核エネルギー)ことによって「活性化」され、反応性酸素種(ROS)へと変換される。酸素に1個の電子が加わることで反応性の高い状態に変化することを、還元という(式1)。電子を与えたドナー分子は、酸化される。三重項酸素はこの一価の還元の結果、スーパーオキシド、つまりO・となる。これはラジカル(・、点記号)でもあり、陰イオン(電荷:−1)でもある。NTPで生成されることが知られている他の反応性酸素種としては、以下のものがあげられる。(On the Ionization of Air for Removal of Noxious Effluvia [Air Ionization of Indoor Environments for Control of Volatile and Particulate Contaminants with Nonthermal Plasmas Generated by Dielectric-Barrier Discharge]Dr. Stacy L.Daniels, IEEE Transactions on Plasma Science, Vol.30, No.4, August 2002):
+e→ 0 (式1)
2O +2H+ → H+O・ (式2)
+ H → O+ OH・ + OH (式3)
+ 2HO → O+ H O + OH・ (式4)
2 O + O + HO → 2 O + OH + OH・ (式5)
Ordinary oxygen does not react well with most molecules, but is “activated” by being given energy (naturally or artificially obtained energy, electrical energy, thermal energy, photochemical energy or nuclear energy). , Converted to reactive oxygen species (ROS). Changing to a highly reactive state by adding one electron to oxygen is called reduction (Formula 1). The donor molecule that has given the electrons is oxidized. Triplet oxygen becomes superoxide, that is, O 2. As a result of this monovalent reduction. This is both a radical (., Point symbol) and an anion (charge: -1). Other reactive oxygen species known to be produced by NTP include the following. (On the Ionization of Air for Removal of Noxious Effluvia [Air Ionization of Indoor Environments for Control of Volatile and Particulate Contaminants with Nonthermal Plasmas Generated by Dielectric-Barrier Discharge] Dr. Stacy L. Daniels, IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 30 , No. 4, August 2002):
O 2 + e → 0 2 · (Formula 1)
2O 2 · + 2H + → H 2 O 2 + O 2 · (Formula 2)
O 2 · + H 2 O 2 → O 2 + OH · + OH (Formula 3)
O 2 · + 2H 2 O → O 2 + H 2 O 2 · + OH · (Formula 4)
2 O 2 · - + O 2 + H 2 O → 2 O 2 + OH - + OH · ( Equation 5)

いかなる反応性酸素種(ROS)においても、他の種への相互変換の反応スキームがいくつか確認または仮定されている。何れにしても、上記の反応性酸素種には、NTP内で発生されて、臭気性の分子と反応して、それらを汚染物質とは見なされない、もしくは臭気性として感知されないような、より単純な分子へと変換させる可能性があるものもある。 Several reaction schemes for interconversion of other reactive oxygen species (ROS) to other species have been identified or assumed. In any case, the reactive oxygen species described above are more likely to be generated within the NTP and react with odorous molecules to make them not considered pollutants or perceived as odorous. Some may convert it into a simple molecule.

通常、商業上および産業上処理すべき空気および/もしくはガスの量では、冷却水もしくは他の蒸気および液体、ある種の粒子、もしくは冷却液と粒子の混合物等の汚染物質を有する。産業規模の汚染ガス流の処理用NTPを発生させる誘電体バリア放電(DBD)セルの使用から生じる問題は、一定期間使用されると、時には数分の使用であっても、これらのガスに含まれる汚染物質がセル内に蓄積されることにより、セル内のホット電極から、絶縁物および支持フレーム、接地フレームもしくは接地電極にかけて、電気ショートを起こすことがある。これはDBDセルの設計された電気的特質と干渉する。連続アークが生じるか、もしくはDBD絶縁物に欠陥が生じた場合、直ちにDBDセルのあらゆるNTP発生能力が破壊される。場合によっては、 急速なフラッシュオーバーアークが起こり、消える。このことの産業上の例としては、商用電力の送電があり、高圧線上の陶材の絶縁体、もしくはより現代的なタイプであるとポリマーコンクリートで出来ている絶縁体は、継続時間の短い電気フラッシュの耐久性がある。電気アークは非常に高い温度を有し、アークと接触した部品は通常破損されるため、持続的なアークが起こる場合は、DBDセル部品の破損が起こった可能性が非常に高く、さらには、DBDセルの電気誘電の完全性を回復するには、DBDセルの清浄が必要であり、破損された部品を交換せねばならない。産業環境における通常の運転がDBDセルの運転に及ぼす影響が最小限になるよう、DBDセルの設計にしかるべき注意を払うことは重要かつ現実的な考慮事項である。 Typically, the amount of air and / or gas to be treated commercially and industrially has contaminants such as cooling water or other vapors and liquids, certain particles, or a mixture of cooling liquid and particles. The problems arising from the use of dielectric barrier discharge (DBD) cells that generate NTP for the treatment of industrial-scale pollutant gas streams are associated with these gases, even when used for a period of time, sometimes even for a few minutes Contaminants that are accumulated in the cell may cause an electrical short from the hot electrode in the cell to the insulator and support frame, ground frame or ground electrode. This interferes with the designed electrical characteristics of the DBD cell. In the event of a continuous arc or a defect in the DBD insulator, any NTP generation capability of the DBD cell is immediately destroyed. In some cases, a rapid flashover arc occurs and disappears. An industrial example of this is the transmission of commercial power, with porcelain insulators on high-voltage lines, or more modern types of insulators made of polymer concrete, with short duration Flash durable. Since the electric arc has a very high temperature and the parts in contact with the arc are usually damaged, if a sustained arc occurs, it is very likely that the DBD cell component has failed, To restore the electrical dielectric integrity of the DBD cell, the DBD cell needs to be cleaned and the damaged parts must be replaced. It is an important and practical consideration to pay due attention to the design of the DBD cell so that the impact of normal operation in an industrial environment on the operation of the DBD cell is minimized.

本発明によると、触媒として活性のある材料で構成された誘電体バリア放電(DBD)セルは、非熱プラズマ(NTP)フィールドを発生させるのに使用される。このセルは、揮発性有機化合物(VOC)および/もしくはハロゲン化揮発性有機化合物(HVOC)を含むガスの処理装置の一部として特に有用であり、そのガスの中には特に臭気性のものもあればそうでないものもある。このセルは、NTPの発生する領域が限定され、フレームがNTPにより破損されないよう、また端子がショートしないように、NTPを支持フレームおよび電極用の端子から離しておくためセル内に揃えて配置された電極を含む。さらに、汚染されたガスが処理されるセル内における少なくとも全ての電極の部分は、密閉状態で支持フレームを通過する。そのためNTPフィールドによって励振された空気流中の汚染物質は、電極への電気接続と干渉しない。さらに、本発明のガス処理装置は、比較的低いエネルギーの活性種で十分に処理出来るガスについては、処理すべき空気および/もしくは大気の一部を、NTPを通過させて活性種を発生させ、次に、その活性化した空気を処理すべきガスと混合して、より長く持続する活性種が空気中および/もしくはガス中のVOCおよびHVOC分子と反応して処理すべき空気および/もしくはガス全部を処理するように構成されていてもよい。より処理が難しいガスでは、処理すべきガスの一部もしくは全部がNTPを通過されるが、ここでNTPフィールドにおける電子活性の多数の形態およびより寿命の短くエネルギーの高い電子ボルト活性種が全て、処理すべき化合物に作用する。電極が触媒として活性のある材料から成るか、もしくは触媒として活性のある材料で被覆されている可能性があるという点で、触媒として活性のある材料がDBDに存在していてもよく、また、電極を隔てている誘電体が、触媒として活性のある材料で被覆されていてもよく、さらには、対象の化合物を破壊するのに所望の酸化還元反応を容易にするため、DBDの排出口および混合チャンバ領域に直ぐにその他の触媒として活性のある材料が存在していてもよい。一般的に、処理すべきガス全部をセルに通す場合、NTPを発生させる能力がもっと大きなセルが必要である。   According to the present invention, a dielectric barrier discharge (DBD) cell composed of a catalytically active material is used to generate a non-thermal plasma (NTP) field. This cell is particularly useful as part of an apparatus for treating gases containing volatile organic compounds (VOC) and / or halogenated volatile organic compounds (HVOC), some of which are particularly odorous. Some are not. This cell has a limited area where NTP is generated, and the NTP is arranged in the cell so that the frame is not damaged by the NTP and the terminal is not short-circuited so that the NTP is separated from the support frame and the electrode terminal. Electrodes. Furthermore, at least all electrode portions in the cell where the contaminated gas is treated pass through the support frame in a sealed manner. Thus, contaminants in the air stream excited by the NTP field do not interfere with the electrical connection to the electrodes. Furthermore, the gas processing apparatus of the present invention generates an active species by passing a part of air and / or the atmosphere to be processed through NTP for a gas that can be sufficiently processed with active species having relatively low energy, The activated air is then mixed with the gas to be treated so that the longer lasting active species react with the VOC and HVOC molecules in the air and / or gas and all the air and / or gas to be treated May be configured to process. In more difficult gases to process, some or all of the gas to be processed passes through the NTP, where many forms of electronic activity in the NTP field and all of the shorter-lived, higher-energy electron volt active species are Acts on the compound to be treated. A catalytically active material may be present in the DBD in that the electrode may consist of a catalytically active material or may be coated with a catalytically active material, and The dielectric separating the electrodes may be coated with a catalytically active material, and further, to facilitate the desired redox reaction to destroy the compound of interest, the DBD outlet and Other catalytically active materials may be present immediately in the mixing chamber region. In general, when all of the gas to be treated is passed through the cell, a cell with a greater ability to generate NTP is required.

本発明によると、揮発性有機化合物(VOC)および/もしくはハロゲン化揮発性有機化合物(HVOC)の処理装置であって、その一部は臭気性であっても臭気性でなくてもよく、および/もしくは空気および/もしくはガス排気物中の有機微細粒子状汚染物であり、以下のものを全ての請求項に含む処理装置:中を通るガス流経路を有する平面の誘電体バリア放電(DBD)型非熱プラズマ(NTP)発生セルアセンブリであって、該セルは、互いに対向して交互に位置する複数の電気的ホット電極および接地電極を有し、前記ガス流経路内を流れる前記空気および/もしくはガスが、これらの電極間の前記空域を通って流れるように、前記空気および/もしくはガス流経路内に位置され、全ての電極は、触媒として活性のある材料から成るか、もしくは触媒として活性のある材料で被覆されているかのいずれかである。誘電材料は、運転中の交流電圧電位差のある電極間で直接アークが生じることを防ぐため前記電極が隔てられており十分な電力が与えられると、交流電圧電位差が作動して前記DBDがNTPフィールドを発生させ、低、中、高イオン化の種々の状態にある様々な反応種、つまり、反応性酸素種(ROS)、ヒドロキシル種、分子種および原子種を生成する。前記誘電バリアが触媒として活性のある材料で被覆されていてもよい、誘電バリア放電(DBD)型比熱プラズマ発生セルアセンブリ;前記セルを介して前記ガス流経路に通じるセルのガス注入口;および前記セルを通過し、さらに、前記ガスが通過する必要のある前記DBD排出口の触媒として活性のあるメッシュを通過する(可能性のある)、前記ガスを排出するための前記セルのガス排出口。According to the present invention, a processing device for volatile organic compounds (VOC) and / or halogenated volatile organic compounds (HVOC), some of which may or may not be odorous, and A processing apparatus that is organic particulate particulate contaminants in air and / or gas exhaust and includes all of the following: a planar dielectric barrier discharge (DBD) having a gas flow path therethrough Non-thermal plasma (NTP) generating cell assembly, wherein the cell has a plurality of electrical hot and ground electrodes that are alternately positioned opposite to each other, the air flowing through the gas flow path and / or Alternatively, all the electrodes are made of catalytically active material so that gas flows through the air space between these electrodes so that they flow through the air and / or gas flow path. Luke, or it is either being coated with the active material as a catalyst. The dielectric material is separated from the electrode having an AC voltage potential difference during operation, and the electrodes are separated to prevent direct arcing. When sufficient electric power is applied, the AC voltage potential difference is activated and the DBD becomes NTP field. To generate various reactive species in various states of low, medium and high ionization, namely reactive oxygen species (ROS), hydroxyl species, molecular species and atomic species. A dielectric barrier discharge (DBD) type specific thermal plasma generating cell assembly, wherein the dielectric barrier may be coated with a catalytically active material; a gas inlet of the cell through the cell to the gas flow path; and A gas outlet of the cell for discharging the gas that passes through the cell and further passes through (possibly) a mesh that is active as a catalyst for the DBD outlet where the gas needs to pass.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の臭気性であってもよい、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記DBDアセンブリのガス注入口が、空気および/もしくはガス排気物の供給源に接続されており、および前記DBDアセンブリのガス排出口が、前記NTPで生成された反応種で処理された後の排出のため、処理された空気および/もしくはガスを排出する、処理装置。  According to the invention, a VOC and / or HVOC treatment device as described in the preceding paragraph, which may be odorous in the gas exhaust and / or may contain organic fine particulate contaminants, The gas inlet of the DBD assembly is connected to a source of air and / or gas exhaust, and the gas outlet of the DBD assembly is exhausted after being treated with the reactive species generated by the NTP. For this purpose, a processing device for discharging the processed air and / or gas.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であり、前記空気および/もしくは処理されるべきガスの残りが、前記空気および/もしくは処理されるべきガスの全体から分割され、前記DBDセルを通され、前記NTPフィールドによって活性化された前記空気および/もしくは処理されるべきガスの一部と混合できるように、さらにガス混合チャンバを含み、そのため空気および/もしくはガスの一部が処理され、前記DBDセルの直後にある前記混合チャンバ内で前記DBDセルを通過されなかったガスの一部と混合されるべき余分な反応種を含むので、前記空気および/もしくはガスの一部が、余分に生成された前記反応種によって処理され、前記混合チャンバガス排出口が、前記装置を通過し導管を通って排出し得る全ての混合および処理された前記空気および/もしくはガスを排出する、処理装置。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or may contain organic fine particulate contaminants. The air and / or the remainder of the gas to be treated is split from the whole of the air and / or the gas to be treated, passed through the DBD cell and activated by the NTP field And / or further comprising a gas mixing chamber so that it can be mixed with a portion of the gas to be processed, so that a portion of the air and / or gas is processed and within the mixing chamber immediately after the DBD cell Part of the air and / or gas since it contains extra reactive species to be mixed with part of the gas that has not passed through the DBD cell The mixed chamber gas outlet discharges all the mixed and processed air and / or gas that can be treated by the excess of the reactive species produced and discharged through a conduit and through the conduit; Processing equipment.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、各セルが複数の交流電位電極から構成される前記DBDセルアセンブリが、触媒担体導体からなるか、もしくは同じく触媒材料で被覆されていてもいなくてよい誘電体によって隔てられた触媒材料で被覆されているかのいずれかであり、非導電性フレームによって所定の位置に把持されており、多数のセルが、大量の空気流の処理のために平行に配置されている、処理装置。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants. Wherein the DBD cell assembly, each cell comprising a plurality of alternating potential electrodes, comprises a catalyst carrier conductor or is separated by a dielectric material that may or may not be coated with the catalyst material. A processing device that is either coated with a non-conductive frame and is held in place and a large number of cells are arranged in parallel for the treatment of a large air flow.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、過剰オゾンが前記排気および/もしくは処理すべきガス中に存在する場合、さらに多くのガス状の触媒還元反応の生成のため、および可能であれば過剰オゾンの破壊のため、前記排気および/もしくはガスが一つの追加触媒担体もしくは二つの触媒担体システムに送られてもよい、処理装置。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants. If excess ozone is present in the exhaust and / or gas to be treated, the exhaust for the production of more gaseous catalytic reduction reactions and possibly for the destruction of excess ozone And / or a treatment device in which the gas may be sent to one additional catalyst carrier or two catalyst carrier systems.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記電極および前記DBDアセンブリを形成する誘電体を把持する前記アセンブリは、前記誘電材料の一部としてアルミナもしくはホウケイ酸ガラスが使用されており、前記セラミック材料の一部は、特に高電圧絶縁物用途に設計されたポリマーコンクリートであり、前記絶縁材料の一部はテフロンもしくは他の非金属絶縁材料である、処理装置。According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or may contain organic fine particulate contaminants. The assembly holding the electrodes and the dielectric forming the DBD assembly is made of alumina or borosilicate glass as part of the dielectric material, and part of the ceramic material is particularly high A processing apparatus that is polymer concrete designed for voltage insulator applications, wherein a portion of the insulating material is Teflon or other non-metallic insulating material.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記DBDの前記電極は、触媒として活性のある材料で構成されているか、もしくは触媒として活性のある被覆で被覆されているかのいずれかであり、前記電極の表面の中間に離間された誘電バリアによって隔てられた交互のホット電極および接地電極の平面上に配置されており、前記電極と前記誘電バリアとの間には、各電極と前記分離誘電体との間で0.1mm〜25.0mmの範囲の空隙が存在し、これは厚さ0.5mm〜10.0mmとなり得、前記ホット電極と前記誘電バリアと前記接地電極と前記誘電バリアとは等間隔で離間されている。そのためホット電極および接地電極の両方が前記処理すべき空気に曝露されて、前記電極、および可能であれば、前記誘電バリアの触媒作用が最大効果をもたらすことが可能となり、前記電極は、キャパシタを作成するため平行なプレート配置の位置関係にあり、そのため、必要に応じて電気的に励振させると、対向する電極の表面間にNTPフィールドが発生する、処理装置。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants. Wherein the electrode of the DBD is either composed of a material that is active as a catalyst or is coated with a coating that is active as a catalyst, and is spaced in the middle of the surface of the electrode Arranged on the plane of alternating hot and ground electrodes separated by dielectric barriers, between the electrodes and the dielectric barrier, between each electrode and the isolation dielectric There is a gap in the range of 25.0 mm, which can be 0.5 mm to 10.0 mm thick, and the hot electrode, the dielectric barrier, the ground electrode, and the dielectric barrier are spaced apart at equal intervals. To have. Therefore, both the hot electrode and the ground electrode are exposed to the air to be treated, and the catalysis of the electrode and, if possible, the dielectric barrier, can have a maximum effect, the electrode A processing apparatus that is in a positional relationship of parallel plate arrangements for creation, so that when electrically excited as necessary, an NTP field is generated between the surfaces of opposing electrodes.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記電極を所定位置に担持する前記電気絶縁材料はセラミック材料であり、前記電極を分離している前記誘電体は、前記電極が前記セルアセンブリと揃えて把持されている場所においても、前記電極を超えて前記平面の全側面に延ばされており、そのため電気アークが及ぶ距離が最大となり、空隙が前記絶縁材料の絶縁特質を補完するように用いられており、前記電極の端部は、オフセット形に切れ込んでいて、そのためそれら端部が、前記DBD支持フレーム付近の前記電極端部絶縁体内の所定の位置に把持されているところにおいて対向せず、よって、それら端部が前記長方形の支持フレームによって所定位置に把持されている前記電極端部付近での前記NTPフィールドの形成が防がれ、それにより前記NTPフィールドが前記支持フレームと接触せず、前記の対向する両電極の表面を隔てる前記セラミック誘電バリアの周囲の前記ホット電極と接地電極の間の前記電気アークの進行距離を最大にし、前記電気DBDコンデンサアセンブリ回路のショートを防ぐ、処理装置。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or may contain organic fine particulate contaminants. Wherein the electrically insulating material carrying the electrode in place is a ceramic material, and the dielectric separating the electrode is also at a location where the electrode is held aligned with the cell assembly. Extending beyond the electrodes to all sides of the plane, so that the distance covered by the electric arc is maximized, and voids are used to complement the insulating properties of the insulating material, and the ends of the electrodes The parts are cut off in an offset shape so that their ends are opposite where they are held in place in the electrode end insulator near the DBD support frame. Therefore, the formation of the NTP field in the vicinity of the end of the electrode whose ends are gripped in place by the rectangular support frame is prevented, so that the NTP field is not in contact with the support frame. A process for maximizing the travel distance of the electric arc between the hot electrode and the ground electrode around the ceramic dielectric barrier separating the surfaces of the opposing electrodes and preventing a short circuit of the electric DBD capacitor assembly circuit; apparatus.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記電極に電力が与えられると電極間にNTPフィールドが発生し、前記ホット電極の外周が、前記ホット電極の前記外周と実質的に等しい、電極間に発生した前記NTPフィールドの外周を決定され、これによって前記NTPフィールドが、前記フレームから離隔され、前記個々の電極支持絶縁体から離隔される、処理装置。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or may contain organic fine particulate contaminants. When an electric power is applied to the electrodes, an NTP field is generated between the electrodes, and the outer periphery of the hot electrode is substantially equal to the outer periphery of the hot electrode. In which the NTP field is separated from the frame and from the individual electrode support insulators.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記電極に電力が与えられて、前記電極間に、「フィラメント放電」のNTPフィールドではなく、「グロー放電」を発生させる。前記電力は、約30Hz〜約50MHzの周波数において約1000ボルト〜約150,000ボルトのAC電圧であり、交互に前記印可電力は両極性パルスであってもよくそのパルス立ち上がり時間が10ナノ秒〜500マイクロ秒のいずれかであり、パルス継続時間は前記立ち上がり時間と等しくてもよく、もしくは500マイクロ秒と長くてもよく、対応する立ち下り時間も立ち上がり時間と同様であって、その後前記と同じ立ち上がり時間が、同一もしくは同様の電圧電力特質を持つ逆の極性パルスで続き、オフ期間は、繰り返し数が1平方センチメートル当たりのジュール/秒率0.01〜1,000の範囲に相当するようなものであり、交互に、前記システムには、前記電極間に可視の「グロー放電」NTPフィールドを生成するため、正方向パルスおよび負方向パルスの組み合わせによって、直流バイアスを供給してもよい、処理装置。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or may contain organic fine particulate contaminants. Then, electric power is applied to the electrodes to generate a “glow discharge” between the electrodes, not an NTP field of “filament discharge”. The power is an AC voltage of about 1000 volts to about 150,000 volts at a frequency of about 30 Hz to about 50 MHz, and alternatively, the applied power may be a bipolar pulse, and its pulse rise time is 10 nanoseconds to 500 microseconds, the pulse duration may be equal to the rise time, or may be as long as 500 microseconds, and the corresponding fall time is the same as the rise time, and then the same as above Rise time is followed by reverse polarity pulses with the same or similar voltage power characteristics, and the off period is such that the repetition rate corresponds to a range of joules per second per square centimeter of 0.01 to 1,000 Alternately, the system produces a visible “glow discharge” NTP field between the electrodes. Therefore, the positive pulse and the combination of the negative going pulses, may be supplied to the direct current bias processor.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、付加的に、誘電体バリア放電NTP発生セル電力制御システム、および前記装置から出される前記処理された処理されたガス中のオゾンのセンサーを含み、前記オゾンセンサーは、前記処理されたガスの前記オゾンの含有量の表示を行い、前記処理されたガスの前記オゾンの含有量は、前記ガスの処理の程度を示し、前記処理されたガスのオゾン含有量の表示は、前記制御スキームの第一の部分に対する比例−積分−微分(PID)型コントローラを備えた前記セルに供給される前記電力を制御するため前記制御システムに送られ、オゾン排出口濃度および前記DBDに与えることの出来る前記電力に対する制限を用いて、二次制御スキームをプログラムして前記オゾンが設定値未満に低下し、かつ前記プラズマ電力が前記設計上の最大である場合、前記DBDを通過する前記空気流を減少させることが出来、そのため、前記空気および/もしくはガス中に十分な活性種が生成されて、目標の汚染物質が完全に破壊されていることを示す、前記DBDおよびNTPフィールドを通過する前記空気および/もしくはガスの残存オゾンは、常に制御されており、前記制御スキームは、前記空気が決して前記NTPフィールドを通過されて処理され還元される必要がないことが確実である第一の部分(プラズマフィールド電力変調)のみしか含み得ないか、もしくは、任意の用途の全ての考えられるケースにおいて残存オゾンを保証するために前記NTPフィールドを通過する前記空気流を変更する必要があるかもしれない状態では、前記制御スキームの第一の部分内のプラズマ電力変調および次いで前記制御スキームの第二の部分内の空気流変調の両方を含む分割制御スキームであってもよい、処理装置。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants. And additionally comprising a dielectric barrier discharge NTP generation cell power control system, and a sensor of ozone in the processed processed gas emanating from the apparatus, wherein the ozone sensor is the processed Display the ozone content of the gas, the ozone content of the processed gas indicates the degree of processing of the gas, and the display of the ozone content of the processed gas is the control scheme To the control system for controlling the power supplied to the cell with a proportional-integral-derivative (PID) type controller for the first part of the Using a restriction on the mouth concentration and the power that can be applied to the DBD, a secondary control scheme is programmed to reduce the ozone below a set value and the plasma power is the design maximum, The air flow through the DBD can be reduced, so that sufficient active species are generated in the air and / or gas to indicate that the target contaminant is completely destroyed, The residual ozone of the air and / or gas passing through the DBD and NTP fields is always controlled, and the control scheme may not require the air to pass through the NTP field and be processed and reduced. Can contain only the first part (plasma field power modulation) that is reliable, or all in any application In situations where it may be necessary to change the air flow through the NTP field to guarantee residual ozone in the obtained case, plasma power modulation in the first part of the control scheme and then the control scheme The processing apparatus may be a split control scheme that includes both air flow modulation in the second part of the.

本発明によると、前項に記載の、ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物を含む可能性があるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、全ての請求項に以下のものを含む処理装置:直列および/もしくは並列および/もしくは直並列に接続した一つ以上の誘電体バリア放電(DBD)非熱プラズマ(NTP)発生セルであって、中にガス流経路を有し、該セルは複数の電気的にホットな電極および接地電極を有し、電極は両タイプとも導電性であり、触媒として活性のある材料から成るか、もしくは触媒として活性のある材料で被覆されており、各交互のホット電極および接地電極は誘電バリアによって隔てられているため、電気的に励振されると非熱プラズマを生成し、該電極は前記ガス流経路内に位置する前記NTPフィールドを生成するため前記ガス流経路内を流れるガスは、これらの電極間の前記空域を通って流され、前記誘電バリアと前記電極プレートの間に形成される前記NTPフィールドを通過される、誘電体バリア放電(DBD)非熱プラズマ(NTP)発生セル;前記DBDセルを介して前記ガス流経路に通じるガス注入口;前記DBDセルを通過したガスを排出するためのDBDセルガス排出口;前記DBDセルガス排出口に接続されたガス注入口に対する第1区分および第二区分ガス注入口を有するガス混合チャンバであって、前記混合チャンバは、第一および第二の注入口から前記チャンバに入れられるガスを混合する、ガス混合チャンバ;および前記混合チャンバを通過したガスを排出するための混合チャンバガス排出口であって、該注入口は、前記セルガス注入口が、処理されるべき汚染されたガスの供給源、大気の供給源、もしくは汚染されたガスおよび大気両方の供給源に選択的に接続されるように配置されていて、前記混合チャンバの前記酸化還元反応を容易にし、次いで、前記空気および/もしくはガス流のさらに下流にあるオゾン破壊触媒の可能性を高めるための追加の触媒材料を有していてもよい、混合チャンバガス排出口。  According to the present invention, the VOC and / or HVOC treatment device described in the preceding paragraph may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants. A processing apparatus comprising the following in all claims: one or more dielectric barrier discharge (DBD) non-thermal plasma (NTP) generating cells connected in series and / or in parallel and / or in series-parallel A gas flow path therein, the cell having a plurality of electrically hot electrodes and a ground electrode, both electrodes being electrically conductive and made of a catalytically active material, Alternatively, it is coated with a catalytically active material, and each alternating hot and ground electrode is separated by a dielectric barrier, so that when electrically excited, it produces a non-thermal plasma, which The gas flowing in the gas flow path is flowed through the air space between these electrodes to form the NTP field located in the gas flow path, forming between the dielectric barrier and the electrode plate A dielectric barrier discharge (DBD) non-thermal plasma (NTP) generating cell passed through the NTP field; a gas inlet leading to the gas flow path through the DBD cell; and a gas passing through the DBD cell A DBD cell gas outlet for exhausting; a gas mixing chamber having a first section and a second section gas inlet for a gas inlet connected to the DBD cell gas outlet, the mixing chamber comprising first and second A gas mixing chamber that mixes gas entering the chamber from two inlets; and exhausts gas that has passed through the mixing chamber A mixing chamber gas outlet for the cell gas inlet to be contaminated gas source, atmospheric source, or both contaminated gas and atmospheric source to be treated To facilitate the redox reaction of the mixing chamber and then to increase the likelihood of an ozone destruction catalyst further downstream of the air and / or gas stream A mixing chamber gas outlet, which may have additional catalytic material.

NTPフィールドを発生させるDBDセルは、設計においては平面であり、触媒として活性のある被覆を有していてもいなくてもよい触媒として活性のある導電性電極もしくは他の導体を利用することが出来る。また、電極の厚さが1〜10mmの範囲であり、高さが5mm〜1500mmまたはそれ以上の範囲であり、長さが10mm〜2500mmまたはそれ以上の範囲であり、表面が、距離にして0.1mm〜50.0mmの範囲の空隙によって等間隔に離間するように揃えられている。電源が周波数5MHzより低い交流であり、かつ/または電圧の立ち上がり時間が遅い場合、誘電バリアが必要となることがあり、必要であれば、誘電バリアを電極間の空隙の中心にし、誘電バリアの両面と電極の表面の間に常に空隙が残るように、誘電バリアの厚さは0.5mm〜10.0mmの範囲で、大きさは電極間の空間に準ずるものとする。誘電バリア周辺の電極から電極へのアーク空気経路を防ぐため、誘電バリアの長さ方向および幅方向の大きさは、電極の端部を超えて十分な距離にわたって延びている。誘電バリアは、その片面もしくは両面が、触媒として活性のある被覆もしくは誘電体の誘電特質を増大させる物質で被覆されていてもいなくてもよい。電源の周波数が5MHzより高い場合、もしくは電源の継続時間が短い高速立ち上がりパルスで、立ち上がり時間がナノ秒単位でかつ継続時間がナノ秒単位の場合、誘電バリアは必要でない可能性があり、電極と電極の間には空隙しかない。   DBD cells that generate NTP fields are planar in design and can utilize active conductive electrodes or other conductors as catalysts that may or may not have active coatings as catalysts. . Further, the thickness of the electrode is in the range of 1 to 10 mm, the height is in the range of 5 mm to 1500 mm or more, the length is in the range of 10 mm to 2500 mm or more, and the surface is 0 in distance. Aligned so as to be evenly spaced by a gap in the range of 1 mm to 50.0 mm. A dielectric barrier may be required if the power source is an alternating current with a frequency lower than 5 MHz and / or the voltage rise time is slow, and if necessary, the dielectric barrier is centered on the gap between the electrodes, The thickness of the dielectric barrier is in the range of 0.5 mm to 10.0 mm so that a gap always remains between both surfaces and the surface of the electrode, and the size is based on the space between the electrodes. In order to prevent an arc air path from electrode to electrode around the dielectric barrier, the length and width dimensions of the dielectric barrier extend beyond the end of the electrode for a sufficient distance. The dielectric barrier may or may not be coated on one or both sides with a catalytically active coating or a material that increases the dielectric properties of the dielectric. If the frequency of the power supply is higher than 5 MHz, or a fast rising pulse with a short power supply duration, the rise time is in nanoseconds and the duration is in nanoseconds, a dielectric barrier may not be necessary, There are only gaps between the electrodes.

1.DBD内には、「ホット」電極と「接地」電極の二種類の電極がある。これらは、導電性材料から成る平坦な平行に取り付けられたプレートであり、触媒として活性のある材料から成るものでもよく、もしくはそのような材料で被覆されていてもよい。また、触媒材料がガス相の所望の化学反応を促進するよう、NTPフィールドが必要な場所で曝露される。電極の端部が電極支持フレームに近く、かつ電極に支持されている場所においては、各電極のその部分は、化学的耐性および高い熱抵抗特質を有する。例えば、ホウケイ酸ガラス、アルミナセラミックやポリマーコンクリート等のセラミック材料の高圧絶縁体内に密閉されている。電極の端部の絶縁体は、電気絶縁材料(端部絶縁体)内の電極の電気絶縁を確実にするため、各電極の端部に封着されており、そのため電極と電極支持フレームの間が電気絶縁されている。各電極の金属部分は、一つの端部絶縁体を通りさらに支持フレームを通って延びるタブを有し、各電極に電気接続できるようになっている。支持フレーム付近でのNTPフィールドの発生は、端部絶縁体内の電極の一連の切り抜き領域によって、「ホット」電極の導電部品のうち、絶縁端部コネクタ内の「接地」電極の導電部品と向かい合うものがないようにすることで防がれる。適切な電力が電極に与えられる場合、NTPが形成されるのは、「ホット」電極が「接地」電極と直面しかつ向かい合い、誘電バリアによって隔てられる可能性がある両電極間の空間内である。「ホット」電極と「接地」電極は、交互に配置され互いに向かい合っているので「ホット」電極のどちらかの隣側に「接地」電極があり、「接地」電極のどちらかの隣側に「ホット」電極があり、各フレームの「外側の」電極が、接地電極であるように電極が交互に並んでいる。これにより、通電すると、DBDアセンブリの内面に面し、対向する「ホット」電極がある側にのみNTPフィールドを発生させる外側の接地電極を除いて、全ての電極が両側にNTPフィールドを発生させるという効果がある。電極の数の範囲は、「ホット」電極が1個で、その片側に一個の接地電極があって、「ホット」電極の両側にNTPが形成される。つまり2つのプラズマ領域を形成する例から、「ホット」電極が40個かそれ以上もあり、各「ホット」電極の両側に「接地」電極が1個ずつある「ホット」電極が40個の場合、「ホット」電極と接地電極が交互に並んだ1列には41個の「接地」電極が含まれ、通電すると、各「ホット」電極の全側面にNTPフィールドが発生する例までにわたる。 1. There are two types of electrodes within a DBD: a “hot” electrode and a “ground” electrode. These are flat parallel mounted plates of conductive material and may be of catalytically active material or coated with such material. Also, the NTP field is exposed where the catalyst material promotes the desired chemical reaction in the gas phase. Where the electrode ends are close to and supported by the electrode support frame, that portion of each electrode has chemical resistance and high thermal resistance characteristics. For example, it is sealed in a high pressure insulator of a ceramic material such as borosilicate glass, alumina ceramic or polymer concrete. The insulators at the ends of the electrodes are sealed to the ends of each electrode to ensure electrical insulation of the electrodes in the electrical insulating material (end insulator), so that there is no gap between the electrodes and the electrode support frame Are electrically insulated. The metal portion of each electrode has a tab that extends through one end insulator and through the support frame for electrical connection to each electrode. The occurrence of the NTP field near the support frame is due to a series of cutout regions of the electrodes in the end insulator, facing the “ground” electrode conductive component in the insulated end connector, among the “hot” electrode conductive components It is prevented by not having. When appropriate power is applied to the electrodes, the NTP is formed in the space between the two electrodes where the “hot” electrode faces and faces the “ground” electrode and may be separated by a dielectric barrier. . The “hot” and “ground” electrodes are alternately arranged and face each other so that there is a “ground” electrode on either side of the “hot” electrode and a “ground” electrode on either side of the “ground” electrode. There are alternating “hot” electrodes, with the “outer” electrodes of each frame being ground electrodes. Thus, when energized, all electrodes generate NTP fields on both sides, except for the outer ground electrode, which faces the inner surface of the DBD assembly and generates an NTP field only on the side with the opposing “hot” electrode. effective. The range of the number of electrodes is one “hot” electrode, one ground electrode on one side, and NTPs formed on both sides of the “hot” electrode. That is, from the example of forming two plasma regions, there are 40 “hot” electrodes or more and 40 “hot” electrodes with one “ground” electrode on each side of each “hot” electrode. In addition, 41 “ground” electrodes are included in one row in which “hot” electrodes and ground electrodes are alternately arranged, and an NTP field is generated on all sides of each “hot” electrode when energized.

2.生成する化学的活性種の個体数が最も多いのは大気圧グローNTPであるので、NTPフィールドの特質は、フィラメント状グロープラズマよりも大気圧グロー型フィールドであるのが望ましい。所望のタイプのNTPフィールドを発生させるDBDの設計は、電極プレート間の間隔、誘電バリアの材料の選択、その大きさおよび厚さ、電極プレートの厚さ、電極支持フレームの材料、使用する触媒材料、およびどのようにDBDアセンブリに組み込むか、およびDBDに適用される電気ネットワークおよび電力特質等の、多数の実用上の考慮事項によって規定される。電極間の間隔が広すぎる場合、および/もしくは電極に与えられる電圧が不十分な場合、および/もしくは電気インピーダンスが電極キャパシタンスと電源供給部のインダクタンスの間で整合されていない場合、および/もしくは電圧立ち上がり時間が過度に遅い場合、および/もしくは電極の電力密度が不十分である場合、大気圧グロー放電型NTPフィールドでなく、ストリーマ放電NTPが形成される。DBDに送られる電力が、使用されるDBD材料に不適である場合、例えば、誘電バリア自身もしくは周波数が低過ぎたり、および/もしくはインピーダンスが整合していない場合、DBD内や送電部品内で過度の電気損が起こり、DBD自身の中で過熱が発生し、部品が早々に故障する原因となり、無駄が生じて、必要な総電力のうち相当のパーセントとなる。反応種発生の効率は、ストリーマ放電NTPフィールドが形成される場合、桁違いに低く、また効率は、低い周波数での運転によって影響を受けるので、グロー放電の特質が維持されるように、DBD材料、電極の間隔、電源供給部の使用が設計され、全ての電気的パラメーターが調節されることは重要である。また、このシステムは商業利用および産業利用向けであり、多くの場合、一日24時間、週7日間運転せねばならないため、振動のある産業環境における機械的および電気的完全性の両方の点で丈夫な構造であり、理想的とは言えない空気状態および他の要因のため、設計の全ての面に関して、特にセラミック、絶縁体および電極に関しても、壊れにくい構造材料および方法が必要である。空隙の物理的な間隔および大きさもまた、DBDを通過する空気流およびDBDを通じての圧力差に影響する。これらは、考慮すべき空気の取り扱いにおけるさらなる設計上の考慮事項である。 2. Since the atmospheric pressure glow NTP has the largest number of chemically active species to be generated, the nature of the NTP field is preferably an atmospheric pressure glow type field rather than a filamentous glow plasma. The design of the DBD to generate the desired type of NTP field includes the spacing between the electrode plates, the choice of dielectric barrier material, its size and thickness, the electrode plate thickness, the electrode support frame material, the catalyst material used , And how it is incorporated into the DBD assembly, and defined by a number of practical considerations, such as the electrical network and power characteristics applied to the DBD. If the spacing between the electrodes is too wide and / or if the voltage applied to the electrodes is insufficient and / or if the electrical impedance is not matched between the electrode capacitance and the inductance of the power supply and / or the voltage If the rise time is too slow and / or if the electrode power density is insufficient, a streamer discharge NTP is formed instead of an atmospheric pressure glow discharge NTP field. If the power delivered to the DBD is unsuitable for the DBD material used, for example if the dielectric barrier itself or frequency is too low and / or the impedance is not matched, Electrical losses occur, overheating occurs in the DBD itself, causing the component to fail quickly, resulting in waste and a significant percentage of the total power required. The efficiency of reactive species generation is orders of magnitude lower when streamer discharge NTP fields are formed, and the efficiency is affected by operation at lower frequencies, so that the characteristics of glow discharge are maintained so that the characteristics of glow discharge are maintained. It is important that the electrode spacing, the use of the power supply are designed and that all electrical parameters are adjusted. In addition, this system is intended for commercial and industrial use and often has to be operated 24 hours a day, 7 days a week, both in terms of mechanical and electrical integrity in a vibrating industrial environment. Due to the robust structure and less than ideal air conditions and other factors, structural materials and methods that are not fragile are needed for all aspects of the design, especially for ceramics, insulators and electrodes. The physical spacing and size of the air gap also affects the air flow through the DBD and the pressure differential through the DBD. These are additional design considerations in the air handling that should be considered.

[DBDの電気的活性化]
DBD内のフィラメント状および/もしくはグローNTPは、「ホット」電極と「接地」電極の間に高電圧の交流を与えると形成される。この交流電圧は、約1,000ボルト〜約150,000ボルトの間か、それ以上である必要がある。周波数は、用途、セルの形状、および所望のNTPフィールドの間隔および種類にもよるが、約30Hz〜約50MHzの間である必要がある。交互に、前記の与えられた電力は両極性パルスであってもよく、そのパルス立ち上がり時間が10ナノ秒〜500マイクロ秒のいずれかであるか、それ以上であり、パルス継続時間は前記立ち上がり時間と等しくてもよく、もしくは900マイクロ秒以上と長くてもよく、対応する立ち下り時間も立ち上がり時間と同様であって、その後前記と同じ立ち上がり時間が、同一もしくは同様の電圧電力特質を持つ逆の極性パルスで続き、オフ期間は、電極表面の曝露NTP領域に対する繰り返し数が、1平方センチメートル当たり0.01〜1,000ジュール/秒率の範囲であるようなものである。前記システムには、前記電極間に可視の「グロー放電」NTPフィールドを生成するため、正方向パルスおよび負方向パルスの交互の組み合わせによって、直流バイアスが供給されてもよい。
[Electric activation of DBD]
Filamentous and / or glow NTPs in the DBD are formed when a high voltage alternating current is applied between the “hot” electrode and the “ground” electrode. This alternating voltage must be between about 1,000 volts and about 150,000 volts or more. The frequency should be between about 30 Hz to about 50 MHz, depending on the application, cell shape, and desired NTP field spacing and type. Alternately, the applied power may be a bipolar pulse, the pulse rise time is any of 10 nanoseconds to 500 microseconds or more, and the pulse duration is the rise time. May be equal to or longer than 900 microseconds, and the corresponding fall time is similar to the rise time, after which the same rise time is the reverse of the same or similar voltage power characteristics. Following the polar pulse, the off period is such that the number of repetitions for the exposed NTP area on the electrode surface ranges from 0.01 to 1,000 joules / second per square centimeter. The system may be supplied with a DC bias by alternating combinations of positive and negative pulses to produce a visible “glow discharge” NTP field between the electrodes.

個別の電極、誘電体、フレームアセンブリ、絶縁物および相互配線材料で構成されるDBDアセンブリは、完全に封入された金属筐体内に収容されている。この筐体は普通はステンレスであるが、許可のない人物が立ち入ることが出来ないようロックされることができ、かつ確実に接地できる他の鋼鉄であってもよい。高電圧部品は全て、標準産業安全規定を満たすようにこの接地筐体内に完全に封入されている。DBDアセンブリは、何組のセットにグループ分けされていてもよい。電力が同じ電源から供給される場合、二つ以上のDBDアセンブリに送られる電力をモニターすれば、電源が共通のセット内のDBDであればどれでも故障を判断することができるため、通常は少なくとも二つのセットに分けられる。DBDの電源は、通常の産業用の3相電源を受け付ける。その電力は、それらの設計された電力レベルにおいてDBDを運転し、対象の化合物を処理するのに必要なNTPフィールドを発生させるのに必要な電圧、周波数および波形に変換する専用の電源供給部によって供給される。 A DBD assembly comprised of individual electrodes, dielectrics, frame assemblies, insulators and interconnect materials is housed in a fully encapsulated metal housing. The housing is typically stainless steel, but may be other steels that can be locked to prevent unauthorized persons from entering and can be securely grounded. All high voltage components are fully enclosed within this grounded enclosure to meet standard industrial safety regulations. The DBD assemblies may be grouped into any number of sets. If power is supplied from the same power source, monitoring the power delivered to two or more DBD assemblies can usually determine the failure, as long as the power source is a DBD in a common set. Divided into two sets. The DBD power supply accepts a normal industrial three-phase power supply. Its power is driven by a dedicated power supply that translates into the voltage, frequency and waveform necessary to operate the DBD at those designed power levels and generate the NTP fields necessary to process the compound of interest. Supplied.

[電気的設計]
DBDがNTPを発生させるのに必要な電力は、種々の異なったレベルでDBDに供給することができる。30〜2000Hzの低周波電力は、通常はより高周波数の電力が必要とされる電圧より高い電圧が必要とされる。前記低周波数での動作は、通常ストリーマ放電がNTPフィールドを占める結果となり、これは所望の電気化学反応に望ましい反応種の生成において非効率である。前記30Hz〜2kHzの低周波数では、動作の共鳴点もしくは調和点を見つけるのに変圧器一次側の整合インダクタが必要な場合があるが、実際には共鳴はフィールドを発生させるのには必要ではない。前記低周波数では、キャパシタンスDBDプレートの電荷漏れによって多くの電荷エネルギーがDBD内で失われるため、プラズマの発生は著しく非効率になる。10〜250kHzのより高い周波数は、より均一なグローのNTPフィールドを供給する。また、これらの周波数においては、電力損失が最小限に抑えられ、出来る限り多くの電力をNTPフィールド内に伝達するのに電気的マッチングネットワークが必要とされる。この動作範囲もまた、NTPフィールドに最もよい効率で電力が伝達されるために、電気共振点付近で運転される。通常、DBDアセンブリの電力が低周波および中周波電力システムよって供給される場合には、DBDアセンブリにおける電圧波形は正弦波に近く、終盤でのDBDアセンブリへの電力出力は、DBDアセンブリが収納されている筐体内に設置された一つ以上の昇圧変圧器によって供給される。電源供給部がパルス電力システムである場合、最終的な出力は高電圧変圧器によって駆動されてもされなくてもよく、使用される実際の技術は、パルス形成ネットワークの需要に依存する。周波数が高いか、もしくはパルス電圧動作であると、その結果電圧立ち上がりおよび立ち下り時間が速くなり、電荷漏れによって失われる電荷が低周波数動作と比較して小さくなるため、また電荷損失が少ない程、所望の活性種を発生させるための単位電力当たりの利用可能な電荷が大きくなるため、化学的反応種の個体数が増える。
[Electrical design]
The power required for the DBD to generate NTP can be supplied to the DBD at a variety of different levels. A low frequency power of 30 to 2000 Hz usually requires a higher voltage than a voltage that requires a higher frequency power. The low frequency operation usually results in the streamer discharge occupying the NTP field, which is inefficient in generating the desired reactive species for the desired electrochemical reaction. At the low frequency of 30 Hz to 2 kHz, a matching inductor on the primary side of the transformer may be required to find a resonance or harmonic point of operation, but in practice resonance is not necessary to generate a field. . At the low frequency, plasma generation is significantly inefficient because much charge energy is lost in the DBD due to charge leakage of the capacitance DBD plate. A higher frequency of 10-250 kHz provides a more uniform glow NTP field. Also, at these frequencies, power loss is minimized and an electrical matching network is required to transfer as much power as possible into the NTP field. This operating range is also operated near the electrical resonance point in order to transfer power to the NTP field with the best efficiency. Typically, when the power of the DBD assembly is supplied by a low frequency and medium frequency power system, the voltage waveform at the DBD assembly is close to a sine wave and the power output to the DBD assembly at the end is stored in the DBD assembly. Supplied by one or more step-up transformers installed in the enclosure. If the power supply is a pulsed power system, the final output may or may not be driven by a high voltage transformer, and the actual technology used depends on the demand of the pulse forming network. High frequency or pulse voltage operation results in faster voltage rise and fall times and less charge lost due to charge leakage compared to low frequency operation, and less charge loss, Since the available charge per unit power for generating the desired active species increases, the number of chemically reactive species increases.

高電圧変圧器を駆動する能力のある、使用される電源供給部は、使用される場合には、必要な周波数、波形、電圧、および電流は、通常別個の制御筐体内に配置され、DBD筐体に配置された高電圧変圧器に配線される。DBD内に展開される電力レベルを制御する、DBDに与えられる電圧および周波数は、多数の可能な手段によって変えられる。その一つとして、簡易なIGBTインバータにおけるパルスの幅および周波数、もしくはSCR電源における位相角もしくは衝撃係数の制御、もしくはDBDキャパシタンス、高電圧変圧器インダクタンスの組み合わせにインピーダンス整合ネットワークのインダクタンスおよび/もしくはキャパシタンスを追加したもので共鳴もしくは非共鳴を求める掃引周波数IGBT電源の場合における周波数の変化、パルス電源供給のおけるパルス繰り返し数、急速な衝撃係数の変更、またはその他の手段が挙げられる。また、この電圧周波数の組み合わせは、高電圧変圧器の一次巻線(導入している場合)に送られ、これが今度は、高電圧変圧器の二次巻線(挿入している場合)によって生じた電圧を調節し、次いで、DBD内に発生させられるNTPのレベルを調整する効果を有するDBDに与えられる。パルス形成ネットワークが使用され、かつ高電圧変圧器が不要な場合、パルス繰り返し数は、DBDアセンブリに送られる正味電力を変更する。通常、電源供給システムの実際の電力出力をモニターする閉じたPID制御ループが測定され、オゾンセンサーからの別の制御ループからカスケードされてもよい電力レベル設定値、もしくは手入力してもよい電力レベル設定値に制御される。   The power supply used, capable of driving the high voltage transformer, if used, the required frequency, waveform, voltage and current are usually placed in a separate control enclosure and the DBD enclosure Wired to a high voltage transformer placed on the body. The voltage and frequency applied to the DBD that controls the power level deployed in the DBD can be varied by a number of possible means. One of them is the control of the pulse width and frequency in a simple IGBT inverter, the phase angle or impact coefficient in the SCR power supply, or the combination of DBD capacitance and high voltage transformer inductance with impedance matching network inductance and / or capacitance. In addition, the frequency change in the case of a swept frequency IGBT power source that seeks resonance or non-resonance, the number of pulse repetitions in the pulse power supply, rapid change of shock coefficient, or other means may be mentioned. This voltage frequency combination is also sent to the primary winding (if introduced) of the high voltage transformer, which in turn is caused by the secondary winding (if inserted) of the high voltage transformer. Is applied to the DBD which has the effect of adjusting the voltage and then adjusting the level of NTP generated in the DBD. If a pulse forming network is used and no high voltage transformer is required, the pulse repetition rate will change the net power delivered to the DBD assembly. Typically, a closed PID control loop that monitors the actual power output of the power supply system is measured and may be cascaded from another control loop from the ozone sensor, or a power level that may be manually entered Controlled by set value.

毎分50実立方フィート(ACFM)以下〜約2000ACFMの空気流を扱うよう設計された小型のDBDアセンブリを使用するシステムは、通常電源を単相電源から得る。通常これらは、限定はされないが、5キロボルトアンペア(kVA)以下であり、この電力範囲内の一部のシステムは、3相電源の供給を受けることも出来る。2000ACFM〜250,000ACFM以上の空気流処理用の複数の平行DBDアセンブリを内蔵したより大型のシステムは、250kVA以上の電力が必要とされる可能性があり、通常3相電圧源より電源を得る。空気処理能力、使用するシステムの大きさ、およびそれに必要な電力に関係なく、電圧の正味電力および電極表面積1平方cm当たりのジュールは、全システムにおいて同じ範囲である。より大きな空気流および/もしくは高い電力需要に対しては、複数のDBDアセンブリが並列に配置されて、空気流が全DBDアセンブリにおいて分割される。また、全DBDアセンブリの接地電極は、使用される全DBDアセンブリを通じて一貫した電圧プロフィールを維持し、システムを可能な限り電気的に安全にするため、実際には電気的「アース」に連結されている。 Systems that use small DBD assemblies designed to handle airflows of 50 actual cubic feet per minute (ACFM) or less to about 2000 ACFM typically derive power from a single phase power supply. Usually these are not limited, but are below 5 kilovolt amperes (kVA), and some systems within this power range can also be supplied with three-phase power. Larger systems incorporating multiple parallel DBD assemblies for airflow processing from 2000 ACFM to 250,000 ACFM and higher may require power of 250 kVA or higher, and usually get power from a three-phase voltage source. Regardless of the air handling capacity, the size of the system used, and the power required for it, the net power of the voltage and joules per square centimeter of electrode surface area are in the same range in the entire system. For larger airflows and / or high power demands, multiple DBD assemblies are placed in parallel, and the airflow is split across all DBD assemblies. Also, the ground electrode of all DBD assemblies is actually connected to an electrical “earth” in order to maintain a consistent voltage profile throughout all DBD assemblies used and make the system as electrically safe as possible. Yes.

以下の添付図面において、本発明を実施するための現在考えられる最良の態様を示す。 In the following accompanying drawings, the best mode presently contemplated for carrying out the invention is shown.

図1は、DBDセル、高電圧変圧器、電極への空気および/もしくはガス経路およびDBD筐体混合領域への空気および/もしくはガス経路を収容するDBD筐体の側面図である。FIG. 1 is a side view of a DBD housing that houses a DBD cell, a high voltage transformer, air and / or gas paths to electrodes and air and / or gas paths to a DBD housing mixing region. 図2は、図1の断面A−Aであり、DBD電極および高電圧変圧器の配置の平面図を示している。FIG. 2 is a cross-sectional view AA of FIG. 1 and shows a plan view of the arrangement of the DBD electrode and the high voltage transformer. 図3は、DBD電極であり、電極端部セラミック絶縁体内の電極の形状を示している。FIG. 3 is a DBD electrode, showing the shape of the electrode in the electrode end ceramic insulator. 図4は、セラミックDBDバリアの電極に対する相対的な大きさを示している。FIG. 4 shows the relative size of the ceramic DBD barrier to the electrode. 図5は、DBDセルアセンブリの平面図であり、上から下に向かって、電極、セラミック電極絶縁体、セラミックバリア、スペーサーシムおよび電極フレームの組み立ての様子を示している。FIG. 5 is a plan view of the DBD cell assembly, showing the assembly of the electrode, ceramic electrode insulator, ceramic barrier, spacer shim, and electrode frame from top to bottom. 図6は、二つの電極の側面図であり、電極およびセラミック端部絶縁体の形と、それらが「ホット」位置にある場合と、「接地」位置にある場合に、非熱プラズマが電極端部絶縁体もしくは電極支持フレームの近くで、またそれらの中で形成されないよう、重なる様子を示している。FIG. 6 is a side view of two electrodes, showing the shape of the electrode and ceramic end insulator and the non-thermal plasma at the electrode end when they are in the “hot” position and in the “ground” position. The overlapping is shown so that it is not formed near or within the partial insulator or electrode support frame.

本発明の好ましい装置は、少なくとも一つのガス流が通り抜けるようなハウジング、およびガス流の少なくとも一部が通り抜けるような少なくとも4個の誘電体バリア放電NTP発生セル(DBD)を含む。この装置は、全ての処理されるべき汚染されたガスが二個のDBDアセンブリを通って流れる、処理されるべき汚染されたガスの一部のみが、4個のDBDアセンブリを通って流れる、もしくは処理されるべき汚染されたガスは全くDBDアセンブリを直接通って流れないが、大気は、ガスと同様DBDアセンブリを通って流れ、その後処理されるべき汚染されたガスと混合されてそのガスを処理されるように構成されることが可能である。DBDセルを通過するガスは活性化され、DBDセルからの活性化ガスが、DBDを通過していないガスと混合される場合、DBDを通過していないガスを処理するため、十分な反応性のイオン化種を含有する。DBDを通って流れる処理されるべき汚染されたガスの量が全量より少ない場合、混合チャンバは、DBDを通って流れるガスとDBDを通って流れない汚染されたガスを混合する装置に含まれている。図1〜2は好ましい装置を示し、ここでは処理されるべき汚染されたガスの全部、処理されるべき汚染されたガスの一部のみ、もしくは大気がDBDを通過するが、DBDを通過する処理されるべきガスの量が全量より少ない場合、DBDを通過するガスはその後DBDを通過していない処理すべき汚染されたガスと混合され、そのガスを処理する。図1〜2に具体的に構造が示されるように、上部に取り付けたファン(2)に送られる空気の供給源によって、大気および/もしくは空気の一部および/もしくは処理されるべきガス(1)は、L型羽根(3)周辺の空気が押され、調節ダンパ(4)を介して一組の整流板(5)を通されてDBDセル(6)内に押し出される。次にそのような処理済みの大気および/もしくは処理されるべき空気(1)を処理された空気および/もしくは、混合チャンバ(7)に入り、混合部から出される処理されるべきガス(8)を、混合され処理された空気および/もしくはガスの流れ(9)として混合する。許容排出レベルを超える量のオゾンが混合チャンバの排出口で生成され、そのような過剰オゾンを破壊する必要があり、VOCおよび/もしくはHVOCを破壊するため、NTPフィールドをその程度まで励振させる必要がある場合、任意のオゾン破壊触媒(35)が混合チャンバの排出口に採り入れられる。大気もしくはDBD中の汚染されたガスの一部のみのどちらかを処理することの利点は、少ないガス流がDBDを流れるため、DBD内で直接処理されることであり、このことはDBDの大きさおよび空気流の容量が、処理されるべきガスの全量が直接DBDを流れる場合程大きくなくてもよいことを意味している。これは、汚染物質が大量のガス流中の低濃度のものである場合における通常の構造であり、そのため、システムの構成部品の大きさは、関係する全ガス流量によってではなく、処理されるべき汚染物質の量および種類によって決定される。汚染物質の濃度がもっと高い場合、もしくは、対象の成分を酸化および/もしくは還元するためにより高いeVエネルギーが必要とされている場合、もしくは体積が十分に低い場合は、全部のガスがNTPフィールドを通過する場合に実現するより高い電気的効率を利用するため、全部のガスをNTPフィールドを通過させてもよい。 A preferred apparatus of the present invention includes a housing through which at least one gas flow passes, and at least four dielectric barrier discharge NTP generation cells (DBDs) through which at least a portion of the gas flow passes. This device allows all contaminated gas to be processed to flow through the two DBD assemblies, only a portion of the contaminated gas to be processed flows through the four DBD assemblies, or No contaminated gas to be treated flows directly through the DBD assembly, but the atmosphere flows through the DBD assembly as well as the gas and is then mixed with the contaminated gas to be treated to process that gas. Can be configured. When the gas passing through the DBD cell is activated and the activated gas from the DBD cell is mixed with the gas not passing through the DBD, the gas not passing through the DBD is treated with sufficient reactivity. Contains ionized species. If the amount of contaminated gas to be processed flowing through the DBD is less than the total amount, a mixing chamber is included in the apparatus that mixes the gas flowing through the DBD with the contaminated gas not flowing through the DBD. Yes. 1-2 show a preferred apparatus, where all of the contaminated gas to be treated, only a portion of the contaminated gas to be treated, or the atmosphere passes through the DBD, but passes through the DBD. If the amount of gas to be done is less than the total amount, the gas passing through the DBD is then mixed with the contaminated gas to be treated that has not passed through the DBD to process the gas. As specifically shown in FIGS. 1-2, the atmosphere and / or a portion of the air and / or the gas to be treated (1) by the source of air sent to the fan (2) mounted on the top ) Is pushed by the air around the L-shaped blade (3), passed through a set of rectifying plates (5) via the adjustment damper (4), and pushed into the DBD cell (6). Such treated atmosphere and / or air to be treated (1) then enters the treated air and / or the mixing chamber (7) and the gas to be treated (8) leaving the mixing section. Are mixed and processed as an air and / or gas stream (9). An amount of ozone exceeding the permissible emission level is generated at the outlet of the mixing chamber and needs to destroy such excess ozone, and the NTP field needs to be excited to that extent in order to destroy VOC and / or HVOC. In some cases, an optional ozone depleting catalyst (35) is introduced into the outlet of the mixing chamber. The advantage of treating either the atmosphere or only a portion of the polluted gas in the DBD is that it is treated directly in the DBD because a small gas stream flows through the DBD, which is a large DBD. This means that the volume of air and the volume of air flow need not be as great as when the total amount of gas to be treated flows directly through the DBD. This is the usual structure when contaminants are of low concentration in a large gas stream, so the size of the system components should be handled not by the total gas flow involved. Determined by the amount and type of contaminants. If the pollutant concentration is higher, or if higher eV energy is required to oxidize and / or reduce the components of interest, or if the volume is low enough, the entire gas will pass through the NTP field. All gas may be passed through the NTP field to take advantage of the higher electrical efficiency achieved when passing.

図1〜2に示されるように、該装置は主煙道7を含み、これは下水処理施設から発する臭気性の空気等の空気および/もしくは処理されるべきガスの供給源に注入口端部11において接続するようにされている。煙道7は、その中を流れる処理されるべきガスとともに、DBDを通過する空気および/もしくはガスを混合するための混合チャンバを形成する。完全に密閉された筐体11は、装置の高電圧変圧器(10)およびDBD部品(6)等の高電圧部品を支持し、完全に格納する。DBD電源供給部の低電圧部分を含む低電圧電気部品および制御部は概ね、DBD筐体(11)内にあるべき計測器具を除いて、図示されない別の標準的な電気筐体内に収納されている。大気もしくは空気の全部もしくは一部および/もしくは処理されるべきガスは、注入口ファン2を介して装置に入り、調節ダンパ4からフィルター14を通って、図1の矢印1で示すように流され、整流板5によって整流され、DBDが発生するNTPフィールドによって励振すべきDBD(6)を通って流される。DBD(6)を通過した直後に、空気はDBD絶縁スライドゲート(15)を通過して、混合チャンバ(7)内へと流され、そこで空気および/もしくは、図2の矢印(8)で表されるようにチャンバを流れる処理されるべきガスと混ぜられる。混合チャンバ(7)からの空気は、図1、2の空気流の矢印(9)で示すように、大気中へ排出されるため煙道7の排出口端部(13)に接続された、図示されない排煙道へと通過する。ガスの混合は、排煙道の通過中も続く。一般的に、ガスを抜き出すための排煙道か、混合チャンバを通して空気および/もしくは処理されるべきガスを押し出すための供給口のいずれかにファンが備えられ、装置は、空気流がDBDを確実に流れるようにするための専用のファン(2)を有する。図示の装置は、装置を通る空気流を扱うため並列に取り付けられたDBD(6)を4個含む(図5)。仕切り壁(16)は、DBDそれぞれに対する個別の注入口を形成し、個別のDBD絶縁スライドゲート(15)をもってすれば、一つ以上のDBDが非稼働状態になれば、空気流が他のDBDを通過するように向けることが出来る。壁(17)には、開口およびスライドゲート(18)が設けられており、DBD(6)が摺動して所定位置に移動したり、メンテナンスのため取り外しが出来るようになっている、(図1)。図1のカバー(19)の正面は取り外しが可能であり、図1に示されるように、互いに連動して電源を使用不可にしたり、変圧器へのアクセスを可能にしたり、DBD部品が取り外しできるようにする。 DBD(6a)は、取り外し中のDBD(6)である。 As shown in FIGS. 1-2, the apparatus includes a main flue 7, which is the inlet end to a source of air and / or gas to be treated, such as odorous air emanating from a sewage treatment facility. 11 is connected. The flue 7 forms a mixing chamber for mixing the air and / or gas passing through the DBD with the gas to be processed flowing through it. A completely sealed housing 11 supports and fully stores high voltage components such as the high voltage transformer (10) and DBD component (6) of the device. The low-voltage electrical components and control unit, including the low-voltage part of the DBD power supply, are generally housed in another standard electrical enclosure not shown, except for the measurement instrument that should be in the DBD enclosure (11). Yes. The atmosphere or all or part of the air and / or the gas to be treated enters the device via the inlet fan 2 and flows from the regulating damper 4 through the filter 14 as indicated by the arrow 1 in FIG. Rectified by the rectifying plate 5 and passed through the DBD (6) to be excited by the NTP field where the DBD is generated. Immediately after passing the DBD (6), the air passes through the DBD insulating slide gate (15) and flows into the mixing chamber (7) where it is represented by air and / or as indicated by the arrow (8) in FIG. Mixed with the gas to be treated flowing through the chamber. The air from the mixing chamber (7) was connected to the outlet end (13) of the flue 7 for discharge into the atmosphere, as indicated by the air flow arrows (9) in FIGS. Passes to a flue (not shown). Gas mixing continues during passage through the flue. In general, a fan is provided either in the flue for extracting gas or in the supply port for pushing air and / or gas to be processed through the mixing chamber, and the device ensures that the air flow is DBD. A dedicated fan (2) for flowing into the The illustrated device includes four DBDs (6) mounted in parallel to handle the air flow through the device (FIG. 5). The partition wall (16) forms a separate inlet for each DBD, and with a separate DBD insulation slide gate (15), if one or more DBDs become non-operational, the air flow will flow to the other DBD. Can be directed to pass. The wall (17) is provided with an opening and a slide gate (18) so that the DBD (6) can be slid and moved to a predetermined position, or can be removed for maintenance (see FIG. 1). The front of the cover (19) of FIG. 1 can be removed, and as shown in FIG. 1, the power supply can be disabled in conjunction with each other, the transformer can be accessed, and the DBD parts can be removed. Like that. DBD (6a) is DBD (6) being removed.

ハウジングもしくは筐体(11)および筐体ドア(19)および混合チャンバ(7)は、処理ガスに対して耐久性がある種々の材料から成っていてもよい。好ましくは、ステンレスもしくは確実に接地可能なその他の鋼鉄等の導電性材料から成る。高電圧部品は全て、この接地された筐体内に完全に密閉され、ロックされて、該当に産業安全規定を満たす安全な接地方法が施される。DBDセル(6)は、セラミックプラットフォーム(23)の上に載っていて、電気的に接地電位にある筐体への全ての電気的経路がある種のセラミック材料によって遮断されるようになっている。   The housing or housing (11) and housing door (19) and mixing chamber (7) may be made of a variety of materials that are durable to process gases. Preferably, it is made of a conductive material such as stainless steel or other steel that can be reliably grounded. All high voltage components are completely sealed and locked in this grounded enclosure and are subjected to a safe grounding method that meets industry safety regulations. The DBD cell (6) rests on a ceramic platform (23) so that all electrical pathways to the enclosure at electrical ground potential are interrupted by some kind of ceramic material. .

注入口ファン(2)を通過し、DBD(6)を通過する空気流は、ファンの速度を変えること、および/もしくは注入口流れダンパ(4)のいずれかによって制御される(図1)。注入口ファン(2)を介して入る空気および/もしくはガスは、ハウジングもしくは筐体のこの部分の空気供給が別であり、また別の冷却ファン(21)によって冷却され、換気口(22)を介して換気されるため、高電圧変圧器(10)の領域に入らない。 The air flow through the inlet fan (2) and through the DBD (6) is controlled either by changing the fan speed and / or by the inlet flow damper (4) (FIG. 1). Air and / or gas entering through the inlet fan (2) is separate from the air supply in this part of the housing or housing, and is cooled by another cooling fan (21) to vent the vent (22). Will not enter the area of the high voltage transformer (10).

各DBDを介する空気流が確実に実質的に等しくなるようするため、DBD内に入る空気を調整出来るように、調整可能である整流板(5)が設けられている。DBDから出る空気が、処理されるべき汚染されたガスと良好に混ざるようにするため、混合チャンバ(7)は実際には、空気を回転させ、混合チャンバ内に乱流を起こす内部じゃま板(20)を備えた大型の丸ダクトである。DBDから出る活性種は、半減期濃度が短く、より速い種の多くが、12インチ(30.48センチメートル)以内の移動で濃度が半分に崩壊するため、この回転が必要とされる。本明細書に記載の構成における全4個のDBDからの反応種を最大限に分散させるためには、混合チャンバ内での空気の回転は、じゃま板(20)による回転のように、ダクト内の全ての空気が回転させられて、それによって全ての空気が所定の位置まで回転され、各DBDセルアセンブリから出てくる空気と直ちに密接されるように設計される。ここで空気回転スキームを記載する一方、層流が起こらないことを確実にするため、および混合チャンバおよびダクト内の全ての空気が、DBDセルアセンブリから入ってくる空気と迅速に接触するように、別のスキームを設計することが可能である。   In order to ensure that the air flow through each DBD is substantially equal, a rectifying plate (5) is provided that can be adjusted so that the air entering the DBD can be adjusted. In order to ensure that the air exiting the DBD mixes well with the contaminated gas to be treated, the mixing chamber (7) is actually an internal baffle that rotates the air and causes turbulence in the mixing chamber ( 20) is a large round duct. This rotation is required because the active species exiting the DBD have a short half-life concentration, and many of the faster species collapse in half within 12 inches (30.48 centimeters) of movement. In order to maximize the dispersion of the reactive species from all four DBDs in the configuration described herein, the rotation of air in the mixing chamber is similar to that in the baffle plate (20). All air is rotated so that all air is rotated to a predetermined position and is immediately in close contact with the air exiting each DBD cell assembly. While describing the air rotation scheme here, to ensure that laminar flow does not occur and to ensure that all air in the mixing chamber and duct is in rapid contact with air coming from the DBD cell assembly, It is possible to design another scheme.

大気をファン(1)内に送り、DBD(6)を通過させるよりも、図1〜2に示す装置では大気を吸引する代わりに、もしくは大気に与えて、汚染された処理されるべきガス流を分割して、処理されるべき汚染されたガスの一部を注入口ファン(1)に向けるのが簡単である。そのような処理されるべきガスは、DBDを直接通され、その後混合チャンバ内の処理されるべきガスの残りと混合される。   Rather than sending the atmosphere into the fan (1) and passing it through the DBD (6), the apparatus shown in FIGS. It is simple to direct a portion of the contaminated gas to be treated to the inlet fan (1). Such gas to be treated is passed directly through the DBD and then mixed with the remainder of the gas to be treated in the mixing chamber.

また、煙道(7)の注入口(8)を遮断して、処理されるべき汚染されたガスの全量を注入口ファン(2)に向けることも出来る。従って、処理されるべきガスの全量は注入口ファン(2)内に送られ、DBDの「ホット」電極および「接地」電極を通されるため、実質的にそのようなガスの全量が、DBDによって発生したNTPに直接曝露される。煙道(7)は、この構成では混合チャンバとして、前記の構成と同様には作動しない。またDBDを通過するガスは、DBDの電極を冷却するという重要な機能を果たす。従って、処理されるべきガスがDBDを直接通る場合、冷却が必要な部品に、必要な冷却が確実に行われるよう留意せねばならない。汚染された処理されるべき排ガスが高温である場所では、十分に冷却してDBD部品へのダメージを防ぐために、処理されるべき空気に、急冷空気を与えることが必要になる場合がある。   It is also possible to block the inlet (8) of the flue (7) and direct the entire amount of contaminated gas to be treated to the inlet fan (2). Thus, since the total amount of gas to be treated is routed into the inlet fan (2) and passed through the DBD "hot" and "ground" electrodes, substantially all such gas is stored in the DBD. Direct exposure to NTP generated by The flue (7) does not operate as a mixing chamber in this configuration as in the previous configuration. The gas passing through the DBD performs an important function of cooling the DBD electrode. Therefore, when the gas to be treated passes directly through the DBD, care must be taken to ensure that the necessary cooling is performed on the parts that require cooling. In places where the contaminated exhaust gas to be treated is hot, it may be necessary to provide quench air to the air to be treated in order to sufficiently cool and prevent damage to the DBD components.

一般に、処理されるべきガスの全量がDBDを通過する構成は、NTPフィールドにおける電子活性は、直接の電子衝突およびイオン化による対象の化合物の分子結合の破壊を助けるため、環境中に放出され得るVOC化合物を無害な化合物に分解するのに必要なエネルギーの点で、より効率的であり、極度に寿命が短く、エネルギーがより高いラジカルおよび原子種、一重項酸素等の半減期が200ナノ秒以下のものが、VOC化合物および分子の酸化および還元に効果を及ぼすものとして利用可能である。バイパスモードもしくは部分的なバイパスモードでは、処理されるべきガスの直接電離は起こらず、化学的に最も活性の高い寿命の短いラジカルは、著しく崩壊してしまっており、有意な数の寿命が長いラジカルおよび活性種が未だ存在するとはいえ、混合チャンバ内のVOC化合物の酸化および還元の助けにはならない。排ガス等のように、分解以外の方法でガスを処理するには焼却せねばならないような、処理されるべきガスが酸化および/もしくは還元するのに異常に高いエネルギーを必要とされる場合、そのガスの全量がNTPを直接通過させなければならない。これは、直接電離が起こり、イオン化エネルギーレベルが最も高い反応種が発生し、それによってそれらの化合物を酸化および還元させることが出来るのはNTP内のみであるためであり、その酸化および/もしくは還元にはより高いエネルギーレベルが必要な結合を破壊するためにこれらの状態が必要なためである。 In general, the configuration in which the total amount of gas to be processed passes through the DBD is a VOC that can be released into the environment because the electronic activity in the NTP field helps break the molecular bonds of the compound of interest by direct electron impact and ionization. More efficient in terms of energy required to break down compounds into harmless compounds, extremely short lifetimes, higher energy radicals and atomic species, singlet oxygen and other half-lives of 200 nanoseconds or less Can be used as having an effect on the oxidation and reduction of VOC compounds and molecules. In bypass mode or partial bypass mode, direct ionization of the gas to be treated does not occur, and the most chemically active short-lived radicals have significantly decayed and have a significant number of long lifetimes. Although radicals and active species are still present, they do not aid in the oxidation and reduction of VOC compounds in the mixing chamber. If the gas to be treated requires unusually high energy to oxidize and / or reduce, such as exhaust gas, that must be incinerated to treat the gas by a method other than decomposition, The entire amount of gas must pass directly through the NTP. This is because direct ionization occurs and reactive species with the highest ionization energy level are generated, so that these compounds can be oxidized and reduced only within NTP, and their oxidation and / or reduction. This is because these states are required to break bonds that require higher energy levels.

処理されるべきガスの実際の処理は、全てのガスがDBDを通過する場合、ガス中のVOC化合物を中和するのに必要なエネルギーの点でより効率的である場合があるが、処理されるべきガスの全量をDBDに通すのに必要な容量を供給するために、大量のガスには多数のDBDが必要となる。従って、そのような場合、また効果的に処理を行うために、処理されるべきガスの全量が必ずしもNTPフィールドを通る必要がない場所では、より少ない量の大気、もしくはより少ない処理されるべきガスの一部を、より少ない数のDBDを通すことが出来、およびそのようなガスは、次に記載されるように混合されることによって、残存ガスの処理に使用される。   The actual treatment of the gas to be treated may be more efficient in terms of the energy required to neutralize the VOC compounds in the gas, if all the gas passes through the DBD, but the treated In order to supply the capacity necessary to pass the entire amount of gas to be passed through the DBD, a large amount of gas requires a large number of DBDs. Thus, in such cases, and for effective processing, where the total amount of gas to be processed does not necessarily have to pass through the NTP field, a smaller amount of air, or less gas to be processed. Can be passed through a smaller number of DBDs, and such gases are used in the treatment of residual gas by being mixed as described below.

各DBD(6)は、ポリマーコンクリート等の不燃性材料もしくはセラミック材料より成る長方形のフレーム(24)を含む(図5〜6)。このフレームは交互に並べられた複数の電極(25)を収容および支持して、片側に設置される導電性タブ(26)を有する電極が「ホット」電極として機能するよう設置され、同様の電極がその導電性タブとともに反対側に設置される場合、「接地」電極として機能する(図5〜6)。概して、「ホット」電極は、通電されているときは「接地」電極に対して正の電圧か負の電圧のいずれかにあるが、「接地」電極は常に電気接地に接続されている。電極(25)は、端板セラミック絶縁体、接続タブ(27)を有する端部の種類および接続タブ(28)を有さない電極の端部の別の種類のものを有し、シリコーンもしくは同種のもので電極上に封着されている。電極は、絶縁されている端部において特有の形を有するため、電極の導電部が、この位置では端部絶縁体を介してさえ別の電極に面することがなく、このようにして部分的なNTPフィールドの形成が防止される。目的は、DBDを通る空気および/もしくはガスの流れがある場所にのみNTPフィールドを形成させ、このようにして全てのNTP形成部品が空冷されているように保つことである。電極自身は、触媒として活性のある材料である。例えば、厚さ16ゲージのASTM1級もしくは2級のチタンから成るため、この場合その平坦な形が保持されるが、パラジウムもしくはカドミウム等の別の触媒として活性のある材料でもよく、もしくは触媒として活性のある被覆を有するステンレスでもよく、材料は処理すべきVOCによって選択するか、もしくは他のあらゆる種類の触媒として活性のある材料であってもよい。また誘電バリアプレート(29)は、ホウケイ酸ガラスもしくは高純度アルミナ誘電体のいずれかのセラミックでもあり、電極の両側に、電極の曝露された部分を全て包囲する空隙(30)を伴って配置されている(図5)。DBDバリア(29)は、高湿度において、長さ方向および高さ方向の大きさが、電極が伸びている動作電圧アーク距離の2倍にわたるため、電極間に十分な電気アーク距離をもたらすようなものである。DBDバリアは、VOCの酸化を助けるため、二酸化チタン等の触媒として活性のある被覆で被覆されていてもよい。フレーム調整を可能にし、熱膨張を可能にし、セラミック部品内の多少の許容差の変化を補償するために、テフロンのスペーサー(31)が使用される。 Each DBD (6) includes a rectangular frame (24) made of a non-combustible material such as polymer concrete or a ceramic material (FIGS. 5-6). This frame accommodates and supports a plurality of alternating electrodes (25), and the electrodes with conductive tabs (26) placed on one side are placed so that they function as "hot" electrodes. When installed on the opposite side with its conductive tab, it functions as a “ground” electrode (FIGS. 5-6). Generally, the “hot” electrode is either positive or negative with respect to the “ground” electrode when energized, but the “ground” electrode is always connected to electrical ground. Electrode (25) has an end plate ceramic insulator, end type with connection tab (27) and another type of end of electrode without connection tab (28), silicone or similar It is sealed on the electrode. Since the electrode has a unique shape at the insulated end, the conductive part of the electrode does not face another electrode even at this position, even through the end insulator, and thus partially NTP field formation is prevented. The objective is to form an NTP field only where there is air and / or gas flow through the DBD, thus keeping all NTP forming components air cooled. The electrode itself is a material active as a catalyst. For example, it consists of 16 gauge thick ASTM grade 1 or grade 2 titanium, so that it retains its flat shape, but it may be another active catalyst material such as palladium or cadmium, or active as a catalyst. The material may be a stainless steel with a certain coating and the material may be selected according to the VOC to be treated or any other type of catalytically active material. The dielectric barrier plate (29) is also a ceramic of either borosilicate glass or high-purity alumina dielectric, and is disposed on both sides of the electrode with voids (30) surrounding all exposed portions of the electrode. (FIG. 5). The DBD barrier (29) is such that, at high humidity, the length and height dimensions are twice the operating voltage arc distance over which the electrodes are extended, thus providing sufficient electrical arc distance between the electrodes. Is. The DBD barrier may be coated with a catalytically active coating such as titanium dioxide to aid in the oxidation of the VOC. A Teflon spacer (31) is used to allow frame adjustment, allow thermal expansion, and compensate for some tolerance variations in the ceramic component.

全ての電気接続が空気および/もしくはガスがDBDバリアを通過する領域の外側になるように、電気接続タブ(26)は、電極からDBD支持フレームを通って延ばされる。端部側D(図1および5)の外側のフレームの最も近くを延ばされる電極は「接地」電極であり、DBDフレームより内側に位置される電極は「ホット」電極である。   The electrical connection tab (26) is extended from the electrode through the DBD support frame so that all electrical connections are outside the region where air and / or gas passes through the DBD barrier. The electrode extending closest to the outer frame on the end side D (FIGS. 1 and 5) is the “ground” electrode, and the electrode located inside the DBD frame is the “hot” electrode.

触媒として活性のある材料がNTPフィールド内で曝露されると、NTPフィールドのVOC破壊能力が著しく高まることが見出された。また、電極および誘電体の双方を冷却することが長期にわたる動作では重要であるため、誘電バリアおよび電極の全側面を、DBDバリアアセンブリを通って流れる空気および/もしくはガスに曝露させる。NTPおよび可能性のある触媒から最大の効果を得るには、触媒として活性のある材料が電極自身に含有され、誘電バリア上に被覆されていてもよく、またASTM1級もしくは2級のチタンのワイヤーメッシュ(32)(図6)等の、触媒として活性のある材料から成るDBD排出口上のスクリーンもまた、DBDアセンブリのVOC破壊特質を高めることが見出された。   It has been found that when a catalytically active material is exposed in the NTP field, the VOC destruction capability of the NTP field is significantly increased. Also, because cooling both the electrode and the dielectric is important for long-term operation, the dielectric barrier and all sides of the electrode are exposed to air and / or gas flowing through the DBD barrier assembly. For maximum effect from NTP and potential catalyst, catalytically active material may be contained on the electrode itself, coated on a dielectric barrier, and ASTM grade 1 or grade 2 titanium wire Screens on DBD outlets made of catalytically active material, such as mesh (32) (FIG. 6), were also found to enhance the VOC fracture characteristics of the DBD assembly.

電極端部のセラミック絶縁体は、DBDセルを通過する空気および/もしくはガス中の水分が凝結した結果として水流が形成されることを防ぐため、シリコーン等の密封剤によって電極の金属部分に封着されている。   The ceramic insulator at the end of the electrode is sealed to the metal part of the electrode with a sealant such as silicone to prevent the formation of water flow as a result of condensation of moisture in the air and / or gas passing through the DBD cell Has been.

電極の物理的マッチングは、電極間に形成されるNTPフィールドが、電極が誘電体を介して直接向かい合う領域に制限されるようなものになっている。この形状は、NTPを制御し、フレームがNTPフィールドによる破損を受けないように支持フレームから解離させる働きを担う。NTPの発生領域は、図6の線(33)および(34)によって囲まれた領域、つまり、電極の外周内の領域のみである。 The physical matching of the electrodes is such that the NTP field formed between the electrodes is limited to the region where the electrodes are directly facing through the dielectric. This shape serves to control the NTP and dissociate it from the support frame so that the frame is not damaged by the NTP field. The NTP generation region is only the region surrounded by the lines (33) and (34) in FIG. 6, that is, the region within the outer periphery of the electrode.

NTPフィールドをDBDアセンブリ内に形成する電極の励起は、用途によって変化される。「ホット」電極および「接地」電極は、NTPが電極間の直接対向する領域に形成されるように、反対の極性を持つ。電極は、たとえ接地電極が常に電気「アース」接地に接続されていても、交流サイクルの任意の瞬間において「ホット」電極を「接地」電極に対して正または負のいずれかとして、正弦波、方形波、もしくは効果的とされる他の波形のいずれかの交流によって励起することが出来る。電極間のピーク電圧は、少なくとも約2,000ボルトとし、普通は約2,000ボルト〜約150,000ボルトの範囲であり、これは任意の用途に必要とされる実際のセル形状によって決定される。周波数は約30Hzup〜約50MHzとされ、場合によってはより高くなる。より高い周波数が使用される場所、もしくは立ち上がり時間パルスが速い場所では、立ち上がり時間が約30ナノ秒で、極性が交互に変換する持続時間の短いパルスが与えられ、その後誘電バリアが取り除かれ、バリアのないNTPフィールドが実現されることが可能となる。   The excitation of the electrodes that form the NTP field in the DBD assembly varies depending on the application. The “hot” and “ground” electrodes have opposite polarities so that the NTP is formed in the directly opposite region between the electrodes. The electrode is a sine wave, with the “hot” electrode being either positive or negative with respect to the “ground” electrode at any moment of the AC cycle, even if the ground electrode is always connected to electrical “earth” ground. It can be excited by an alternating current of either a square wave or any other waveform that would be effective. The peak voltage between the electrodes is at least about 2,000 volts, and usually ranges from about 2,000 volts to about 150,000 volts, which is determined by the actual cell shape required for any application. The The frequency is about 30 Hz up to about 50 MHz, and may be higher in some cases. Where higher frequencies are used or where the rise time pulse is fast, the rise time is about 30 nanoseconds and a short duration pulse with alternating polarity is given, after which the dielectric barrier is removed and the barrier It is possible to realize an NTP field without any.

全てのDBDの電源が同じ電源供給部によって供給されていて各DBDアセンブリの電流の流れがモニターされているところでは、どのDBDアセンブリでも、電流の流れの変化を用いてDBDの異常を表すことができるため、DBDを四つのグループに分けること有用であることが分かった。図5および6に示される実施形態では、二つの「ホット」電極があり、四個のDBDの各々には三つの「接地」電極があり、全てのDBDは一つの変圧器から電源を得ているが、別々のディスコネクトを通して送られており、このディスコネクトは3相電力から供給されているインバータから電源を得ている可能性がある。これらの電極に通電されると、電極間の直接対向する領域、つまり図6の線(33)および(34)によって囲まれた領域にNTPフィールドが形成される。NTPフィールドは多数の起こりえる電圧およびNTPフィールドを作り出すために必要な電圧より高い周波数である周波数において発生する。例えば、実効電圧が6kVの5kHzの正弦波は、NTPフィールドを生成し、同じDBDアセンブリ中の、実効電圧が14kVの60Hzの正弦波も同様である。NTPフィールドの密度は、VOC破壊効率にとって重要な問題であり、一般的な文献には、希薄なNTPフィールドを作るフィラメントと、NTPの密度がより高くなる大気圧グロー放電との、主に二つの種類が記載されている。最高のVOC破壊効率は、NTPフィールドが大気圧グロー放電である場合に実現され、この状態は多数の手段によって達成される。それにはDBD電極領域において電力密度を高めること、DBDキャパシタンスおよび電源供給部および周波数、電圧および波形の電気的インピーダンスマッチングが含まれる。パルス電力は、簡易な正弦波電力で作られるものに対して、種々の反応種の個数を増加させる効果を有するため、DBDを操作する最良の方法である。一般に、NTPフィールドから所望の反応種を最大限に発生させるためには、DBD内の空域を横切って電子の動きの「なだれ」を発生させるため、電圧の立ち上がり時間が速いことが望ましい。(約)10kHzよりも低い正弦波電力は、立ち上がり時間が比較的遅い。立ち上がり時間が遅くなると、DBDバリアにかけて電荷の「漏れ」が起こり、反応種の形成に寄与しない。10kHzよりも低い周波数では、インバータによって高電圧変圧器とDBDの組み合わせに送達された電力の一部のみが実際には必要な反応種を発生させると言う点で、損失が非常に重要となる。最高5kWまでの範囲の電力の低いシステムでは、たとえ消費電力を50%損失しても、実際に反応種を発生させるものに関して言えば、余剰熱、効率損失および部品コストの点でさほど重要とは言えず、この設計は、1システムに対して、5kWの範囲から最高100kWの範囲、またはそれ以上の装置の設計を含み、大規模用途において使用される複数の100kWシステムの可能性をも含めている。50kWから100kW以上では、電力送達および部品冷却用の電源供給部の変圧器および支持システムの部品コストの一部は、DBDバリア自身における廃熱の損失と同様、システムが、正しいインピーダンス整合と組み合わせたより高い周波数での動作や低損失誘電体が利用されている、より効率的な動作点において設計されていることを要求する。そのような詳細に注意を払うと、かなり損失を減少させることができるので、資金的および稼働コストを大幅に下げることが出来、しかも同じ電気化学的効率を得ることが出来る。 Where all DBD power supplies are supplied by the same power supply and the current flow of each DBD assembly is monitored, any DBD assembly may use a change in current flow to represent a DBD anomaly. We found it useful to divide the DBD into four groups. In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, there are two “hot” electrodes, each of the four DBDs has three “ground” electrodes, and all the DBDs are powered from one transformer. However, it is routed through separate disconnects, which may be powered from an inverter that is powered by three-phase power. When these electrodes are energized, an NTP field is formed in a region directly opposed between the electrodes, that is, a region surrounded by lines (33) and (34) in FIG. The NTP field occurs at a number of possible voltages and frequencies that are higher than the voltage required to create the NTP field. For example, a 5 kHz sine wave with an effective voltage of 6 kV creates an NTP field, as does a 60 Hz sine wave with an effective voltage of 14 kV in the same DBD assembly. The density of the NTP field is an important issue for the VOC destruction efficiency, and the general literature includes two main types of filaments: a thin NTP field filament and an atmospheric pressure glow discharge with a higher NTP density. The type is listed. The highest VOC destruction efficiency is achieved when the NTP field is an atmospheric pressure glow discharge, and this state is achieved by a number of means. This includes increasing power density in the DBD electrode region, DBD capacitance and power supply and frequency, voltage and waveform electrical impedance matching. The pulse power is the best method for operating the DBD because it has the effect of increasing the number of various reactive species compared to that produced with simple sinusoidal power. In general, in order to generate the desired reactive species to the maximum from the NTP field, it is desirable that the rise time of the voltage be fast in order to generate “avalanche” of the movement of electrons across the airspace in the DBD. A sinusoidal power lower than (approximately) 10 kHz has a relatively slow rise time. When the rise time is delayed, charge “leakage” occurs across the DBD barrier and does not contribute to the formation of reactive species. At frequencies below 10 kHz, the loss is very important in that only a portion of the power delivered by the inverter to the high voltage transformer and DBD combination actually generates the necessary reactive species. In low power systems up to 5 kW, even if power consumption is lost by 50%, in terms of what actually generates reactive species, it is not so important in terms of surplus heat, efficiency loss and parts cost Not to mention, this design includes device designs ranging from 5 kW to up to 100 kW or more for one system, including the possibility of multiple 100 kW systems used in large scale applications. Yes. Above 50 kW to 100 kW, some of the component costs of the power supply transformer and support system for power delivery and component cooling are less than the system combined with correct impedance matching, as well as the waste heat loss in the DBD barrier itself. It must be designed at a more efficient operating point where high frequency operation and low loss dielectrics are utilized. Paying attention to such details can significantly reduce losses, thus greatly reducing capital and operating costs and achieving the same electrochemical efficiency.

良好な電源供給部は、全てのDBDに対して単独の変圧器10を含み、この変圧器は負荷を駆動できる周波数インバータから電源を得る。変圧器の一次回路もしくは二次回路のいずれかに追加の誘導性および/もしくはキャパシタンスを含んでいてもいなくてもよいインピーダンス整合ネットワークは、変圧器と追加インダクタの合計誘導性リアクタンスが、DBDの「通電している」キャパシタンスに近似するようになり、従ってシステムは、最大の電力をNTPに送るため、「近似の」電気共振で運転する。「通電している」キャパシタンスという用語は「ホット」電極および「接地」電極のキャパシタンスと同様に、それらのフレーム内に組み立てられていて、システムに電源が供給されていない時に測定された場合、システムが運転中に測定した場合とは異なるため、必要とされる。これはNTPが運転中のDBDのキャパシタンスを変化させるためである。そのため、所望のNTPレベルを達成するためには、キャパシタンスが運転中のインダクタンスおよび周波数によって整合されなければならない。   A good power supply includes a single transformer 10 for all DBDs, which derives power from a frequency inverter that can drive the load. The impedance matching network, which may or may not include additional inductive and / or capacitance in either the transformer primary or secondary circuit, is such that the total inductive reactance of the transformer and the additional inductor is DBD “ The system will operate at “approximate” electrical resonance to approximate maximum “capacitance” capacitance, and therefore to deliver maximum power to the NTP. The term "energized" capacitance, like the "hot" and "grounded" electrode capacitances, is assembled in their frame and measured when the system is not powered. Is required because it is different from the case of measuring during operation. This is because the NTP changes the capacitance of the operating DBD. Thus, to achieve the desired NTP level, the capacitance must be matched by the operating inductance and frequency.

変圧器に電源を供給するインバータは、DBD接地線内の全ての電流をモニターし、最大電流を選択し、インバータへの信号を変調するプログラム可能な論理コントローラ(PLC)システムによって通常制御されるため、インバータによって供給される電力は、入力した設定値に制御される。温度、湿度、さらには部品を加熱すること(変圧器やインダクタ)の効果等の処理中のガスの変化によって、発生するNTPや消費電力にばらつきが生じる可能性があり、これは、PLCで計算されたPED制御アルゴリズムによって安定させられる。さらにプラズマを確実に制御するには、各DBDアセンブリにおける電流のモニタリングは、電流サーバを接地して、もしDBDのいずれかに故障が発生したら、それを表示する。全ては同様の電力で動作し、差異はたった数パーセントのはずである。DBDのうちひとつでも突然電力が異なることがあれば、多少なりともDBDの故障の表れであり、DBD部品への過度のダメージを避けるためシステムを停止させ、必要な整備要員への警告を行うことができる。他の構成としては、3相出力を用いて、単独のDBDアセンブリ上の各変圧器の二次接続に三角形に接続された変圧器の一次側を有する3つの個別の変圧器を駆動する。DBDのうち一つでも故障すれば、インバータの各出力相をモニターし、その後、接触器を各変圧器の一次側と直列で用い、故障した相の停止を作動させることによって検出することが出来る相不均衡によって表示される。 The inverter that powers the transformer is usually controlled by a programmable logic controller (PLC) system that monitors all current in the DBD ground line, selects the maximum current, and modulates the signal to the inverter. The power supplied by the inverter is controlled to the input set value. Variations in gas during processing such as temperature, humidity, and effects of heating parts (transformers and inductors) can cause variations in generated NTP and power consumption, which is calculated by PLC Is stabilized by a modified PED control algorithm. To further control the plasma, current monitoring in each DBD assembly grounds the current server and indicates if any of the DBDs fail. All operate at similar power and the difference should be only a few percent. If even one of the DBDs suddenly has different power, this is a sign of a DBD failure, and the system must be shut down to warn necessary maintenance personnel to avoid excessive damage to the DBD parts. Can do. In another configuration, the three-phase output is used to drive three individual transformers with the primary side of the transformer connected in a triangle to the secondary connection of each transformer on a single DBD assembly. If one of the DBDs fails, it can be detected by monitoring each output phase of the inverter and then using a contactor in series with the primary side of each transformer to activate the failure phase stop. Displayed by phase imbalance.

インバータによって変圧器の一次側に供給される電力は、インバータの動作周波数を変化させるか、もしくはインバータから変圧器に送られるパルスの幅のいずれかによって変化する、パワーインバータを制御するPLCコントローラ(PID)アルゴリズムを介して、次にこれは作り出されるNTPのレベルを調節する「ホット」電極および「接地」電極へと、変圧器の電圧出力を調節する。そのような制御は通常、非常に非直線的であるが、これはシステムが通常、システムのDBDキャパシタンスおよびインダクタンスで 電力が、システムに電力を供給するインバータより高い電流の流れを有する、共振モードにおいて動作するためである。通常、インバータの実際の電力出力がモニターされる閉じたPID制御ループを測定してオゾンセンサーからの別の制御ループからカスケード出来る電力レベルの設定値に制御するか、もしくは設定値を手作業で入力することが出来る。接触器の状況等の、インバータへの入力電力に対する他のシステムの状況、インバータ出力電流および/もしくは別のDBD接地電流もまたモニターし、PLCシステムにより表示する。PLCがモニターする重要なインターロックはDBD圧力差であり、これは、DBD内を流れる空気および/もしくはガス流を表す。通常、4個のDBDアセンブリの各々の中の、三つの接地電極を備える二つのホット電極は、この特定の実施形態では、70°F(約21.11℃)において、各DBDアセンブリに最低でも1000ACFMのガスを必要とし、合計で4,000ACFMが必要である。この実施形態においては、これにより、4000ACFMにおいて水が0.8インチの圧力差が生じる。ガスは、「ホット」電極と「接地」電極を分離するガス流空間の間を通過しない可能性がある粗い粒子および砕片が除去される程度まで濾過されなければならない。フィルターの詰まりやシステムファンの不良、もしくは他のあらゆる理由によってDBDを通過する空気および/もしくはガスが不十分となった場合、これは圧力差の低下によって表されるが、PLCがこれを感知し、このユニットへの電力をストップし、これを表示して警告を発する。このことは、必要であり、さもなければ、DBDが過熱されて電極を分離し、また誘電体が壊れ、誘電の完全性を破壊する可能性がり、動作不良が招かれる。   The power supplied to the primary side of the transformer by the inverter varies depending on either the operating frequency of the inverter or the width of the pulse sent from the inverter to the transformer. Via an algorithm, this then adjusts the voltage output of the transformer to a “hot” electrode and a “ground” electrode that adjusts the level of NTP produced. Such control is typically very non-linear, but in a resonant mode where the system typically has a higher current flow than the inverter that powers the system at the DBD capacitance and inductance of the system. This is because it works. Typically, a closed PID control loop where the actual power output of the inverter is monitored is measured and controlled to a power level setpoint that can be cascaded from another control loop from the ozone sensor, or the setpoint is entered manually I can do it. Other system status relative to input power to the inverter, such as contactor status, inverter output current and / or other DBD ground current is also monitored and displayed by the PLC system. An important interlock monitored by the PLC is the DBD pressure differential, which represents the air and / or gas flow flowing through the DBD. Typically, two hot electrodes with three ground electrodes in each of the four DBD assemblies, in this particular embodiment, at least 70 ° F. (about 21.11 ° C.) for each DBD assembly. 1000 ACFM of gas is required, for a total of 4,000 ACFM. In this embodiment, this creates a pressure difference of 0.8 inches of water at 4000 ACFM. The gas must be filtered to such an extent that coarse particles and debris that may not pass between the gas flow spaces separating the “hot” and “ground” electrodes are removed. If there is insufficient air and / or gas passing through the DBD due to filter clogging, system fan failure, or any other reason, this is represented by a drop in pressure differential, which is detected by the PLC. , Stop power to this unit, display this and issue a warning. This is necessary or else the DBD is overheated to separate the electrodes, and the dielectric breaks, which can destroy the dielectric integrity, leading to malfunctions.

記載されたこの実施形態の定格電力は、必ずしもDBDで放散されるものではないインバータへの電力入力としての測定で、15キロワットである。かなり損失を減少させることができるので、資金的および稼働コストを大幅に下げることが出来、しかも同じ電気化学的効率を得ることが出来る。   The rated power of this embodiment described is 15 kilowatts, measured as a power input to an inverter that is not necessarily dissipated in the DBD. The loss can be reduced considerably, so that the financial and operating costs can be greatly reduced and the same electrochemical efficiency can be obtained.

DBDの大きさや、DBDアセンブリ内でのDBD電極の個数、空気流、電力密度および電力定格を変えることで、他の実施形態が可能である。例えば、5ワット〜約3000ワットまでの電力を用いると、少量の空気流用の単相ユニットが可能である。より多くの電力が必要とされるシステムでは、通常三相電力で電力が供給されるが、三相入力−三相出力もしくは単相出力に対応した電源においては、ナノ秒パルスパワー等の別の種類のパワーエレクトロニクスを備え、SCR制御および別のIGBT配置を有し、周波数がもっと高い電源で、利用可能なものもある。   Other embodiments are possible by changing the size of the DBD, the number of DBD electrodes in the DBD assembly, airflow, power density, and power rating. For example, using power from 5 watts to about 3000 watts, single phase units for small airflows are possible. In systems that require more power, power is usually supplied with three-phase power. Some have power electronics of the type, have SCR control and another IGBT configuration, and are available with higher frequency power supplies.

臭気性成分を有していてもいなくてよいVOCを軽減する必要がある。ある特定の用途において実施するための電力およびガス流の設計の選択では、次の事項を考慮することが重要である。   There is a need to reduce VOCs that may or may not have odorous components. It is important to consider the following when choosing power and gas flow designs for implementation in a particular application:

X 種々のVOCの性質が広範囲にわたること、それらの臭気性の強度、知覚された匂いの特性、およびVOC錯体有機分子および/もしくはHVOCの任意の混合物の酸化および/もしく還元に必要な特定の組成物、有効性、およびエネルギーを決定することの科学的な不確定さのため、未知のVOCに適用する場合のシステムの大きさは、匂いの現場にて試験的規模のシステムを稼働させることで決める。   X The wide range of properties of various VOCs, their odor intensity, perceived odor characteristics, and the specifics required for the oxidation and / or reduction of any mixture of VOC complex organic molecules and / or HVOC Due to the scientific uncertainty of determining composition, effectiveness, and energy, the size of the system when applied to an unknown VOC is to run a pilot scale system in the odor field. Decide on.

X 試験的規模のシステムは、全ての流れ経路が全規模のシステムと同じであり、規模を縮小した、従来のVOCを帯びた空気流を用いて運転され、この空気流は、処理の課程から発せられる、臭気性であってもなくてもよい空気流で、このシステムは、調整可能な電力および周波数レベルに対応して、ガスの処理に必要な最適な運転形態、滞留時間およびジュール/リットル密度を決定するために、種々の形態の空気流を用いて運転される。   X The pilot scale system is operated with a conventional VOC-carrying air stream that is the same in all flow paths as the full scale system and is reduced in scale. With an emitted, odorless or non-odorous air flow, the system responds to adjustable power and frequency levels to optimize the operating mode, residence time and joules / liter required for gas processing. To determine the density, it is operated with various forms of air flow.

X 試験的規模のシステムに入れる、VOCを帯びた空気および/もしくは非VOC汚染空気の適切な混合および流れは、VOCの性質により決められ、匂いの強度および特色により決められることもある。VOCが高度に濃縮されていて、おそらくは焼却を除く他のいかなる手段でも処理できない場合、もしくは、VOCで汚染された空気流の全量がDBDセルを通過することが可能であれば、臭気性の空気が全部DBDアセンブリを通過するように設計することが、エネルギーおよび効率効果が最も高いため、最良である。   X The proper mixing and flow of VOC-air and / or non-VOC contaminated air into a pilot scale system is determined by the nature of the VOC and may be determined by the intensity and character of the odor. Odorous air if the VOC is highly concentrated and possibly cannot be processed by any other means except incineration, or if the entire volume of air flow contaminated with VOC can pass through the DBD cell Is best designed to pass through the DBD assembly because it has the highest energy and efficiency effects.

X VOCが希釈されていて、強度が直接DBDを通して中和する必要ない程度のものであり、かつ/もしくは空気流が大きい用途では、システムが、汚染された空気および/もしくは大気流の一部を、所望の混合比で、DBDを通過させ、この空気からDBDアセンブリによって形成された活性種を、臭気性の空気流に注入して処理を行うことが最良であることがある。   In applications where the X VOC is diluted and does not need to be neutralized directly through the DBD and / or where the airflow is high, the system will remove some of the contaminated air and / or airflow. It may be best to pass the DBD through the desired mixing ratio and inject the active species formed by the DBD assembly from this air into the odorous air stream for treatment.

X 極度に高い濃度のVOC、もしくは酸化および/もしく還元するのが困難なVOCを処理する必要がある用途において、NTPフィールド内でのみ活動する最も高活性の種のみが、そのような難しいVOCを中和するため、VOCの全量をDBDアセンブリに通さねばならず、NTPフィールドによって直接処理されなければならない。そのような用途においては、DBDが励起する空気中に反応種が少量でも残っている可能性があるため、工場内の周囲空気等の他の空気流から、低濃度のVOCをある程度処理することは有用であり、それらはDBDバイパス入力を通して、匂い除去システムに入れられる。この構成では、試験的規模および全規模の匂い除去システムが、両方の匂いの発生源を同時に処理する。   X In applications where extremely high concentrations of VOCs, or VOCs that are difficult to oxidize and / or reduce, need to be processed, only the most active species active only in the NTP field are such difficult VOCs. In order to neutralize, the entire amount of VOC must be passed through the DBD assembly and must be processed directly by the NTP field. In such applications, low-level VOCs should be treated to some extent from other airflows, such as ambient air in the factory, because even a small amount of reactive species may remain in the air excited by the DBD. Are useful and they are put into the odor removal system through the DBD bypass input. In this configuration, a pilot-scale and full-scale odor removal system processes both odor sources simultaneously.

X 多数のDBDアセンブリを連続して動作するようにすることもまた可能である。つまり、空気流が一つのDBDアセンブリ内を通され、NTPフィールドを通過されるように配置し、ついで(可能であれば)第一のDBDアセンブリの下の触媒メッシュ上を通過された後、別のDBDアセンブリ内を通過されて、(可能であれば)第二のNTPフィールドからその第二の触媒メッシュ、その他を通過されて、ある特定の空気流の複数NTP触媒処理が行われる。一旦ある空気流量のエネルギーレベルが、ある特定の匂いの発生源もしくはそれら発生源の組み合わせに対する各システム入力に対して確立されると、全規模システムの大きさを決定することが出来る。   X It is also possible to have multiple DBD assemblies operating in series. That is, the air flow is routed through one DBD assembly and passed through the NTP field, then (if possible) after being passed over the catalyst mesh under the first DBD assembly and then another. Is passed through the second DBD assembly and (if possible) through the second catalyst mesh, etc., from the second NTP field to provide multiple NTP catalyst treatments for a particular air flow. Once an energy level of an air flow rate is established for each system input for a particular odor source or combination of sources, the size of the full scale system can be determined.

図1〜2に図示されるシステムは、バイパスシステム構成にあり、DBDを通して合計で毎分4000実立方フィート(ACFM)の大気もしくは汚染された空気のいずれかを用いる。これをNTPによって活性化して、処理されるべきガスと混合する反応種を発生させる。処理されるガスの体積は、処理が必要なVOCの濃度にもよるが、一つのアセンブリあたり1000ACFM〜50,000ACFMとなる(大規模用途では多数のアセンブリが使用される可能性がある)。この同じ構成においても、処理されるべきガスの一部がNTPフィールド中を流れるので、混合物中のガスを通すことが出来る。この構成において、NTPフィールドを通過するガスは処理されて対象の汚染物質が取り除かれるだけでなく、活性化されて他の空気を処理できるようになる。   The system illustrated in FIGS. 1-2 is in a bypass system configuration and uses either 4000 real cubic feet per minute (ACFM) of air or contaminated air through the DBD. This is activated by NTP to generate reactive species that mix with the gas to be treated. The volume of gas being processed will be between 1000 ACFM to 50,000 ACFM per assembly, depending on the concentration of VOC that needs to be processed (multiple assemblies may be used in large scale applications). Even in this same configuration, a portion of the gas to be treated flows through the NTP field, allowing the gas in the mixture to pass. In this configuration, the gas passing through the NTP field is not only processed to remove the contaminants of interest, but is also activated to process other air.

本発明のさらなる特徴は、VOCの一部については、VOC破壊除去の効率が、オゾンモニターを用いて直接モニターし、自動的に制御することができることである。オゾンは、臭気性のガスを処理するために形成される最も寿命が長い反応性酸素種の一つであり、VOCレベルを中和するのに十分な種が作成されている場合、臭気性であってもなくてもよいVOCを寿命が長い種で処理できるケースにおいては、普通は少量のオゾンが、処理されたガス流には残存する。DBDに与えられる電力は、活性種の生成量を制御するため(DBD電力の定格の制限以内で)、電力は自動的に変調して、環境保護局(EPA)もしくは自治体のガイドラインに合致するよう低レベルの残存オゾンを保持することができる。DBDへの電力を調整することによって、NTPレベルが制御されるため、生成される活性種の量、ひいてはガス流と汚染物質レベルを組み合わせたものを処理するのに必要な活性種のレベルを調節して、ガス流に含まれるVOCを完全に酸化および/もしくは還元し、かつ少量のオゾンが排出物に残存するように十分な活性種が生成されるようにする。少量の残存オゾンが低下する場合、処理すべきVOCが増加していることを意味しており、そのために自動制御ループは、DBDへの電力を増加させることでNTPフィールドを増大させ、NTPフィールドは、それを受けて、処理要求を満たすためより高活性の種を発生させることができる。残存オゾンが増加する場合、VOC負荷は低下しており、そのため自動制御によって少量の残存オゾンの設定値を維持する電力を当局のオゾン排出制限以内に留まるよう低下させる。効果的な処理を行うために処理すべきガス全部をNTPフィールドを通過させなければならない場合は、処理を必要とするVOCが高エネルギーを要するので、処理中のガスが低エネルギーのROS種を消費せず、オゾンはその一員であるため、オゾンを作業変数として用いて制御ループを閉じることは不可能な場合がある。そのような場合には、手動操作レベルが設定するために必要とされる。   A further feature of the present invention is that for some VOCs, the efficiency of VOC destruction removal can be directly monitored and automatically controlled using an ozone monitor. Ozone is one of the long-lived reactive oxygen species formed to treat odorous gases, and is odorous when enough species are created to neutralize VOC levels. In cases where VOCs, which may or may not be, can be treated with long-lived species, usually a small amount of ozone remains in the treated gas stream. The power given to the DBD controls the amount of active species produced (within the limits of the DBD power rating), so the power is automatically modulated to meet Environmental Protection Agency (EPA) or local government guidelines. A low level of residual ozone can be maintained. By adjusting the power to the DBD, the NTP level is controlled, thus adjusting the amount of active species produced and thus the level of active species required to handle the combined gas flow and contaminant levels Thus, the VOC contained in the gas stream is completely oxidized and / or reduced, and sufficient active species are produced so that a small amount of ozone remains in the effluent. If a small amount of residual ozone falls, it means that the VOC to be processed is increasing, so the automatic control loop increases the NTP field by increasing the power to the DBD, In response, more active species can be generated to meet processing requirements. When the residual ozone increases, the VOC load decreases, so the power to maintain a small amount of residual ozone set by automatic control is reduced to stay within the authority's ozone emission limits. If all of the gas to be processed must pass through the NTP field for effective processing, the VOC that requires processing requires high energy, so the gas being processed consumes low-energy ROS species. However, because ozone is a member of it, it may not be possible to close the control loop using ozone as a working variable. In such cases, a manual operation level is required to set.

また、全ての安全装置をインターロックし、装置のオン/オフおよび調節機能を制御する前述のプログラム可能な論理コントローラ(PLC)は、工場の需要に従いシステムのインターロックも組み込んでいる。換言すれば、このコントローラは、工場が生産を停止したり、および/もしくはシステムに障害が起こったりして、障害を切り離し、警報メッセージを出す場合に、自動的に停止する。   The aforementioned programmable logic controller (PLC), which interlocks all safety devices and controls the on / off and adjustment functions of the devices, also incorporates system interlocks according to factory demand. In other words, the controller automatically shuts down when the factory stops production and / or the system fails, isolates the fault and issues an alarm message.

本発明のシステムは既存の工場に増設してもよいし、新しいプラントの設計の一部として組み込んでもよい。この技術を工場に導入することによる設備の変化は最小限であり、運転によって消費する財貨は、電気および時折のフィルター交換のみである。触媒成分は、このシステムでは消費されない。さらに、この技術は、数ACFMといった点源からの匂い用の小さな家庭用サイズの装置から、臭気性もしくは非臭気性の数万ACFM以上のVOC汚染物質含有空気を環境中に放出する最大級の工場まで、どんな大きさにも拡大縮小が可能である。大量の空気、および/もしくは極度に高いVOC負荷を大量の空気と組み合わせて処理せねばならない場合、複数のユニットを平行に組み合わせて、空気を処理することが出来る。   The system of the present invention may be added to an existing factory or may be incorporated as part of a new plant design. Changes in equipment due to the introduction of this technology into the factory are minimal, and the only goods consumed for operation are electricity and occasional filter replacement. The catalyst component is not consumed in this system. In addition, this technology is the largest release of odorous or non-odorous tens of thousands of ACFM containing VOC pollutant air into the environment from small home sized devices for odors from point sources such as several ACFM. It can be scaled to any size up to the factory. If large amounts of air and / or extremely high VOC loads must be processed in combination with large amounts of air, multiple units can be combined in parallel to handle the air.

本発明を、ガス排気物中の揮発性有機化合物汚染物質の処理用の装置として記載したが、本発明は他にも、単独の対象化合物もしくは複数の対象化合物を酸化および/もしくは還元させ、所望の形態にする多様な用途に使用することができる。そのような用途の一つとしては、空気排気用途における炭化水素含有量を、大気中に放出する前に許容可能なレベルまで減少させることがあげられる。可燃物等のガス煙霧、油井もしくは他の作業から生じる煙や、果てはHS等の微細な粒子状放射物は、他の方法では、大気中へ排出する前に燃焼させたり、フレアリングさせる必要があるが、この技術を用いると酸化および還元することが出来る。放出しようとするガス中の可燃物の濃度が発火点未満の場合、フレアを燃焼させ続けるためにプロパン等の追加の燃料が必要である場合が多い。この技術であれば、ガスを完全に酸化および減少させるのに発火濃度は必要ではなく、炭化水素のレベルに関わらず、NTPが処理すべきガスを完全に酸化および還元させることが出来る。他の炭化水素化合物、例えば、塩素とフッ素を含むものも、本発明によって処理することが出来る。 Although the present invention has been described as an apparatus for the treatment of volatile organic compound contaminants in gas exhausts, the present invention can also be used to oxidize and / or reduce a single target compound or a plurality of target compounds. It can be used for various purposes. One such application is to reduce the hydrocarbon content in air exhaust applications to an acceptable level before being released into the atmosphere. Combustion and other gas fumes, smoke from oil wells or other operations, and fine particulate emissions such as H 2 S are, in other methods, burned or flared before being discharged into the atmosphere. Although necessary, it can be oxidized and reduced using this technique. If the concentration of combustibles in the gas to be released is below the ignition point, additional fuel such as propane is often required to keep the flare burning. With this technique, the ignition concentration is not required to completely oxidize and reduce the gas, and the gas to be treated by the NTP can be completely oxidized and reduced regardless of the hydrocarbon level. Other hydrocarbon compounds, such as those containing chlorine and fluorine, can also be treated according to the present invention.

本明細書では、現時点で実際の業務において本発明実施の最良の態様と思われる実施形態を参照して本発明を図示し記載しているが、本発明を別の実施形態に適応するにあたり、また改良材料(例えば、電源供給部もしくはセラミック)の使用可能性について、本明細書中に開示し、以下の請求項によって理解される上位の発明概念から逸脱せずに、種々の変更を加えてもよいことはいうまでもない。   In the present specification, the present invention is illustrated and described with reference to an embodiment which is considered to be the best mode of carrying out the present invention in actual practice at present. However, in adapting the present invention to another embodiment, The possibility of using improved materials (e.g., power supplies or ceramics) is subject to various modifications without departing from the superordinate inventive concept disclosed herein and understood by the following claims. It goes without saying.

Claims (12)

揮発性有機化合物(VOC)および/もしくはハロゲン化揮発性有機化合物(HVOC)の処理装置であって、その一部は臭気性であっても臭気性でなくてもよく、および/もしくは空気および/もしくはガス排気物中の有機微細粒子状汚染物であり、以下のものを備えた処理装置:中を通るガス流経路を有する平面の誘電体バリア放電(DBD)型非熱プラズマ(NTP)発生セルアセンブリであって、該セルは、互いに対向して交互に位置する複数の電気的ホット電極および接地電極を有し、前記ガス流経路内を流れる前記空気および/もしくはガスが、これらの電極間の前記空域を通って流れるように、前記空気および/もしくはガス流経路内に位置し、全ての電極は、触媒として活性のある材料から成るか、もしくは触媒として活性のある材料で被覆されているかのいずれかであって、誘電材料は、運転中の交流電圧電位差のある電極間で直接アークが生じることを防ぐため前記電極を隔てており十分な電力が与えられると、交流電圧電位差が作動して前記DBDがNTPフィールドを発生させ、低、中、高イオン化の種々の状態にある様々な反応種、つまり、反応性酸素種(ROS)、ヒドロキシル種、分子種および原子種を生成し、前記誘電バリアが触媒として活性のある材料で被覆されていてもよい、誘電バリア放電(DBD)型比熱プラズマ発生セルアセンブリ;前記セルを介して前記ガス流経路に通じるセルのガス注入口;および前記セルを通過し、さらに、前記ガスが通過する必要のある前記DBD排出口の触媒として活性を有するメッシュを通過する(可能性のある)、前記ガスを排出するための前記セルのガス排出口。   A processing device for volatile organic compounds (VOC) and / or halogenated volatile organic compounds (HVOC), some of which may or may not be odorous and / or air and / or Or a processing apparatus comprising organic fine particulate contaminants in a gas exhaust and comprising: a planar dielectric barrier discharge (DBD) non-thermal plasma (NTP) generating cell having a gas flow path therethrough An assembly, wherein the cell has a plurality of electrical hot and ground electrodes that are alternately positioned opposite one another, and the air and / or gas flowing in the gas flow path is between these electrodes. Located in the air and / or gas flow path so that it flows through the airspace, all electrodes are made of a catalytically active material or active as a catalyst The dielectric material is either coated with a material, and the dielectric material separates the electrodes to prevent direct arcing between the electrodes with an alternating voltage potential difference during operation and sufficient power is applied. The AC voltage potential difference is activated to cause the DBD to generate an NTP field, and various reactive species in various states of low, medium and high ionization, namely reactive oxygen species (ROS), hydroxyl species, molecular species and A dielectric barrier discharge (DBD) specific thermal plasma generating cell assembly that generates atomic species and wherein the dielectric barrier may be coated with a catalytically active material; of the cell leading to the gas flow path through the cell; A gas inlet; and through the cell and further through a mesh having activity as a catalyst for the DBD outlet where the gas needs to pass (possibly Of some), the gas outlet of the cell for discharging the gas. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記DBDアセンブリのガス注入口が、空気および/もしくはガス排気物の供給源に接続されており、および前記DBDアセンブリのガス排出口が、前記NTPで生成された反応種で処理された後の排出のため、処理された空気および/もしくはガスを排出する請求項1に記載の処理装置。   A portion of the gas exhaust may be odorous and / or contain VOC and / or HVOC that may contain organic fine particulate contaminants, the gas injection of the DBD assembly. The inlet is connected to a source of air and / or gas exhaust, and the gas outlet of the DBD assembly is treated for exhaust after being treated with the reactive species generated by the NTP The processing apparatus of Claim 1 which discharges air and / or gas. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記空気および/もしくは処理されるべきガスの残りが、前記空気および/もしくは処理されるべきガスの全体から分割され、前記DBDセルを通され、前記NTPフィールドによって活性化された前記空気および/もしくは処理されるべきガスの一部と混合できるようなガス混合チャンバを含み、そのため空気および/もしくはガスの一部が処理され、前記DBDセルの直後にある前記混合チャンバ内で前記DBDセルを通過されなかったガスの一部と混合されるべき余分な反応種を含むので、前記空気および/もしくはガスの一部が、余分に生成された前記反応種によっても処理され、前記混合チャンバガス排出口が、前記装置を通過され導管を通って排出し得る全ての混合および処理された前記空気および/もしくはガスを排出する請求項2に記載の処理装置。   A VOC and / or HVOC treatment device that may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants in the gas exhaust, said air and / or treatment The remainder of the gas to be processed is divided from the whole of the air and / or the gas to be processed, passed through the DBD cell and activated by the NTP field of the air and / or the gas to be processed. A portion of the gas that includes a gas mixing chamber that can be mixed with a portion, so that a portion of the air and / or gas is treated and not passed through the DBD cell in the mixing chamber immediately after the DBD cell Because some of the air and / or gas is partly due to the extra reactive species being produced. Is also processed, the mixing chamber gas outlet, the processing apparatus according to claim 2 for discharging all the air and / or gas mixture and treated for can discharge through conduit is passed through the device. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、各セルが複数の交流電位電極から構成される前記DBDセルアセンブリが、触媒担体導体からなるか、もしくは同じく触媒材料で被覆されていてもいなくてよい誘電体によって隔てられた触媒材料で被覆されているかのいずれかであり、非導電性フレームによって所定の位置に把持されており、多数のセルが、大量の空気流の処理のために平行に配置されている請求項3に記載の処理装置。   VOC and / or HVOC treatment equipment that may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants in a portion of the gas exhaust, each cell having multiple alternating currents The DBD cell assembly comprised of potential electrodes is either comprised of a catalyst carrier conductor or is coated with a catalyst material separated by a dielectric that may or may not be coated with a catalyst material. The processing apparatus according to claim 3, wherein the processing apparatus is held in place by a non-conductive frame, and a large number of cells are arranged in parallel for processing a large amount of air flow. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、過剰オゾンが前記排気および/もしくは処理されるべきガス中に存在する場合、さらに多くのガス状の触媒還元反応の生成のため、および可能であれば過剰オゾンの破壊のため、前記排気および/もしくはガスが一つの追加触媒担体もしくは二つの触媒担体システムに送られてもよい請求項4に記載の処理装置。   A VOC and / or HVOC treatment device that may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants in a portion of the gas exhaust, wherein excess ozone is present in the exhaust and If present in the gas to be treated, the exhaust and / or gas is an additional catalyst for the production of more gaseous catalytic reduction reactions and possibly for the destruction of excess ozone. The processing apparatus according to claim 4, which may be sent to a support or to a two catalyst support system. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記電極および前記DBDアセンブリを形成する誘電体を把持する前記アセンブリは、前記誘電材料の一部としてアルミナもしくはホウケイ酸ガラスが使用されており、前記セラミック材料の一部は、特に高電圧絶縁物用途に設計されたポリマーコンクリートであり、前記絶縁材料の一部はテフロンもしくは他の非金属絶縁材料である請求項5に記載の処理装置。   A VOC and / or HVOC processing apparatus, wherein a portion of the gas exhaust may be odorous and / or may contain organic fine particulate contaminants, the electrode and the DBD assembly The assembly that grips the dielectric forming the substrate uses alumina or borosilicate glass as part of the dielectric material, and part of the ceramic material is polymer concrete specifically designed for high voltage insulator applications The processing apparatus according to claim 5, wherein a part of the insulating material is Teflon or another non-metallic insulating material. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記DBDの前記電極は、触媒として活性のある材料で構成されているか、もしくは触媒として活性のある被覆で被覆されているかのいずれかであり、前記電極の表面の中間に離間した誘電バリアによって隔てられた交互のホット電極および接地電極の平面上に設置されており、前記電極と前記誘電バリアとの間には、各電極と前記分離誘電体との間で0.1mm〜25.0mmの範囲の空隙が存在し、これは厚さ0.5mm〜10.0mmとなり得、前記ホット電極と前記誘電バリアと前記接地電極と前記誘電バリアとは等間隔で離間しており、そのためホット電極および接地電極の両方が前記処理されるべき空気に曝露されて、前記電極、および可能であれば、前記誘電バリアの触媒作用が最大効果をもたらすことが可能となり、前記電極は、キャパシタを作成するため平行プレート配置の位置関係にあり、そのため、必要に応じて電気的に励振させると、対向する電極の表面間にNTPフィールドが発生する請求項6に記載の処理装置。   A VOC and / or HVOC treatment device that may be partly odorous and / or contain organic fine particulate contaminants in the gas exhaust, wherein the electrode of the DBD is Alternating hot electrodes, either composed of a catalytically active material, or coated with a catalytically active coating, separated by a dielectric barrier spaced in the middle of the surface of said electrode And between the electrode and the dielectric barrier, there is a gap in the range of 0.1 mm to 25.0 mm between the electrode and the isolation dielectric, This can be between 0.5 mm and 10.0 mm thick, and the hot electrode, the dielectric barrier, the ground electrode, and the dielectric barrier are spaced apart at equal intervals. Both ground electrodes are exposed to the air to be treated so that catalysis of the electrode and, if possible, the dielectric barrier can have a maximum effect, the electrode creating a capacitor 7. The processing apparatus according to claim 6, wherein the NTP field is generated between the surfaces of the opposing electrodes when electrically excited as necessary because of the positional relationship of parallel plate arrangement. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記電極を所定位置に担持する前記電気絶縁材料はセラミック材料であり、前記電極を分離している前記誘電体は、前記電極が前記セルアセンブリと揃えて把持されている場所においても、前記電極を超えて前記平面の全側面に延ばされており、そのため電気アークが及ぶ距離が最大となり、空隙が前記絶縁材料の絶縁特質を補完するように用いられており、前記電極の端部は、オフセット型に切れ込んでいて、それらの端部が、前記DBD支持フレーム付近の前記電極端部絶縁体内の所定の位置に把持されているところにおいて対向せず、よって、それら端部が前記長方形の支持フレームによって所定位置に把持されている前記電極端部付近での前記NTPフィールドの形成が防がれ、前記NTPフィールドが前記支持フレームが接触せず、前記対向する両電極の表面を隔てる前記セラミック誘電バリアの周囲の前記ホット電極と接地電極との間の前記電気アークの進行距離を最大にし、前記電気DBDコンデンサアセンブリ回路のショートを防ぐ請求項7に記載の処理装置。   A VOC and / or HVOC processing device that may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants in a portion of the gas exhaust, wherein the electrode is in place The electrically insulating material to be carried is a ceramic material, and the dielectric separating the electrodes is located on the entire plane beyond the electrodes even when the electrodes are gripped in alignment with the cell assembly. Extended to the side, so that the distance covered by the electric arc is maximized, the air gap is used to complement the insulating properties of the insulating material, the end of the electrode is cut into an offset mold, Their ends do not oppose where they are held in place in the electrode end insulator near the DBD support frame, so that the ends are Formation of the NTP field in the vicinity of the end of the electrode held in place by the support frame is prevented, and the NTP field does not contact the support frame and separates the surfaces of the opposing electrodes. 8. The processing apparatus of claim 7, wherein the electric arc travel distance between the hot electrode and ground electrode around a ceramic dielectric barrier is maximized to prevent a short circuit of the electric DBD capacitor assembly circuit. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記電極に電力が印可されると電極間にNTPフィールドが発生し、前記ホット電極の外周が、前記ホット電極の前記外周と実質的に等しく、電極間に発生した前記NTPフィールドの外周を定め、これによって前記NTPフィールドが、前記フレームから離隔され、前記個々の電極支持絶縁体から離隔される請求項8に記載の処理装置。   VOC and / or HVOC treatment equipment that may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants in the gas exhaust, where power is applied to the electrodes Then, an NTP field is generated between the electrodes, and an outer periphery of the hot electrode is substantially equal to the outer periphery of the hot electrode, and defines an outer periphery of the NTP field generated between the electrodes. The processing apparatus according to claim 8, wherein the processing apparatus is separated from the frame and from the individual electrode support insulators. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、前記電極に電力を与えられて、前記電極間に、「フィラメント放電」のNTPフィールドではなく、「グロー放電」を発生させ、前記電力は、約30Hz〜約50MHzの周波数において約1000ボルト〜約150,000ボルトのAC電圧であり、交互に前記の与えられる電力は両極性パルスであってもよくそのパルス立ち上がり時間が10ナノ秒〜500マイクロ秒のいずれかであり、パルス継続時間は前記立ち上がり時間と等しくてもよく、もしくは500マイクロ秒と長くてもよく、対応する立ち下り時間も立ち上がり時間と同様であって、その後前記と同じ立ち上がり時間が、同一もしくは同様の電圧電力特質を持つ逆の極性パルスで続き、オフ期間は、繰り返し数が1平方センチメートル当たりのジュール/秒率0.01〜1,000の範囲に相当するようなものであり、交互に前記システムには、前記電極間に可視の「グロー放電」NTPフィールドを生成するため、正方向パルスおよび負方向パルスの組み合わせによって、直流バイアスを供給してもよい請求項9に記載の処理装置。   A VOC and / or HVOC treatment device that may be odorous and / or contain organic fine particulate contaminants in a portion of the gas exhaust, providing power to the electrodes To generate a “glow discharge” rather than an “NTP filament” of the “filament discharge” between the electrodes, and the power is an AC voltage of about 1000 volts to about 150,000 volts at a frequency of about 30 Hz to about 50 MHz. Alternately, the applied power may be a bipolar pulse, the pulse rise time may be anywhere from 10 nanoseconds to 500 microseconds, and the pulse duration may be equal to the rise time, Alternatively, it may be as long as 500 microseconds, and the corresponding fall time is the same as the rise time, and then the same fall time as above. Rise time is followed by reverse polarity pulses with the same or similar voltage power characteristics, and the off period is such that the repetition rate corresponds to a range of 0.01 to 1,000 joules / second per square centimeter 10. Alternately, the system may be supplied with a DC bias by a combination of positive and negative pulses to produce a visible "glow discharge" NTP field between the electrodes. The processing apparatus as described. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、付加的に、誘電体バリア放電NTP発生セル電力制御システム、および前記装置から出される前記処理された処理されたガス中のオゾンのセンサーを含み、前記オゾンセンサーは、前記処理されたガスの前記オゾンの含有量の表示を行い、前記処理されたガスの前記オゾンの含有量は、前記ガスの処理の程度を示し、前記処理されたガスのオゾン含有量の表示は、前記制御スキームの第一の部分に対する比例−積分−微分(PID)型コントローラを備えた前記セルに供給される前記電力を制御するため前記制御システムに送られ、オゾン排出口濃度および前記DBDに供給されることの出来る前記電力に対する制限を用いて、二次制御スキームをプログラムして前記オゾンが設定値未満に低下させ、かつ前記プラズマ電力が前記設計上の最大である場合、前記DBDを通過する前記空気流を減少させることが出来、前記空気および/もしくはガス中に十分な活性種が生成されて、目標の汚染物質が完全に破壊できていることを示す、前記DBDおよびNTPフィールドを通過する前記空気および/もしくはガスの残存オゾンは、常に制御されており、前記制御スキームは、前記空気が決して前記NTPフィールドを通過して処理され還元される必要がないことが確実である第一の部分(プラズマフィールド電力変調)のみしか含み得ないか、もしくは、任意の用途の全ての考えられるケースにおいて残存オゾンを保証するために前記NTPフィールドを通過する前記空気流を変更する必要があるかもしれない状態では、前記制御スキームの第一の部分内のプラズマ電力変調および次いで前記制御スキームの第二の部分内の空気流変調の両方を含む分割制御スキームであってもよい請求項10に記載の処理装置。   A VOC and / or HVOC processing apparatus, which may be odorous and / or may contain organic fine particulate contaminants, in addition to the dielectric A barrier discharge NTP generation cell power control system, and a sensor of ozone in the treated gas emitted from the apparatus, the ozone sensor displaying an indication of the ozone content of the treated gas. And the ozone content of the treated gas indicates the degree of treatment of the gas, and the indication of the ozone content of the treated gas is proportional to the first part of the control scheme. Sent to the control system to control the power supplied to the cell with a differential (PID) type controller and supplied to the ozone outlet concentration and the DBD. Using a restriction on the power that can be done, a secondary control scheme is programmed to reduce the ozone below a set value and pass the DBD if the plasma power is at the design maximum Passing through the DBD and NTP fields, which can reduce the air flow and indicate that enough active species have been generated in the air and / or gas to completely destroy the target pollutant The residual ozone of the air and / or gas is always controlled, and the control scheme ensures that the air never passes through the NTP field and needs to be reduced. (Plasma field power modulation) can only be included or residual ozone in all possible cases of any application In situations where it may be necessary to change the air flow through the NTP field to ensure, plasma power modulation in the first part of the control scheme and then in the second part of the control scheme The processing apparatus of claim 10, which may be a split control scheme that includes both airflow modulation. ガス排気物中の一部は臭気性である可能性があり、および/もしくは有機微細粒子状汚染物質を含む可能性のあるVOCおよび/もしくはHVOCの処理装置であって、以下のものを備える処理装置: 直列および/もしくは並列および/もしくは直並列に接続した一つ以上の誘電体バリア放電(DBD)非熱プラズマ(NTP)発生セルであって、中にガス流経路を有し、該セルは複数の電気的にホットな電極および接地電極を有し、電極は両タイプとも導電性であり、触媒として活性のある材料から成るか、もしくは触媒として活性のある材料で被覆されており、各交互のホット電極および接地電極は誘電バリアによって隔てられているため、電気的に励振されると非熱プラズマを生成し、該電極は前記ガス流経路内に位置する前記NTPフィールドを生成するため前記ガス流経路内を流れるガスは、これらの電極間の前記空域を通って流れ、前記誘電バリアと前記電極プレートの間に形成される前記NTPフィールドを通過する、誘電体バリア放電(DBD)非熱プラズマ(NTP)発生セル;前記DBDセルを介して前記ガス流経路に通じるガス注入口;前記DBDセルを通過したガスを排出するためのDBDセルガス排出口;前記DBDセルガス排出口に接続されたガス注入口に対する第1区分および第二区分ガス注入口を有するガス混合チャンバであって、前記混合チャンバは、第一および第二の注入口から前記チャンバに入れられるガスを混合する、ガス混合チャンバ;および前記混合チャンバを通過したガスを排出するための混合チャンバガス排出口であって、該注入口は、前記セルガス注入口が、処理されるべき汚染されたガスの供給源、大気の供給源、もしくは汚染されたガスおよび大気両方の供給源に選択的に接続されるように配置されていて、前記混合チャンバの前記酸化還元反応を容易にし、次いで、前記空気および/もしくはガス流のさらに下流にあるオゾン破壊触媒の可能性を高めるための追加の触媒材料を有していてもよい、混合チャンバガス排出口。   A VOC and / or HVOC treatment apparatus that may be odorous and / or may contain organic fine particulate contaminants in a gas exhaust, comprising: Apparatus: One or more dielectric barrier discharge (DBD) non-thermal plasma (NTP) generating cells connected in series and / or in parallel and / or in series-parallel, having a gas flow path therein, It has a plurality of electrically hot electrodes and a ground electrode, both of which are electrically conductive and are made of a catalytically active material or are coated with a catalytically active material, each alternating Since the hot electrode and the ground electrode are separated by a dielectric barrier, a non-thermal plasma is generated when electrically excited, and the electrode is located in the gas flow path. A gas that flows in the gas flow path to create a field flows through the airspace between the electrodes and passes through the NTP field formed between the dielectric barrier and the electrode plate. Discharge (DBD) non-thermal plasma (NTP) generating cell; gas inlet through the DBD cell to the gas flow path; DBD cell gas outlet for discharging gas that has passed through the DBD cell; DBD cell gas exhaust A gas mixing chamber having a first section and a second section gas inlet for a gas inlet connected to an outlet, wherein the mixing chamber mixes gases entering the chamber from first and second inlets A gas mixing chamber; and a mixing chamber gas outlet for discharging the gas that has passed through the mixing chamber, The mouth is arranged such that the cell gas inlet is selectively connected to a source of contaminated gas to be treated, an air source, or both a contaminated gas and air source Mixing, which may have additional catalytic material to facilitate the redox reaction of the mixing chamber and then increase the likelihood of an ozone destruction catalyst further downstream of the air and / or gas stream Chamber gas outlet.
JP2009535534A 2006-11-08 2006-11-08 Apparatus and method for destroying organic compounds in large volumes of exhaust in commercial and industrial applications Pending JP2010510871A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CA2006/001837 WO2008055337A1 (en) 2006-11-08 2006-11-08 Apparatus and method for destroying organic compounds in commercial and industrial large volume air emissions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010510871A true JP2010510871A (en) 2010-04-08

Family

ID=39364129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009535534A Pending JP2010510871A (en) 2006-11-08 2006-11-08 Apparatus and method for destroying organic compounds in large volumes of exhaust in commercial and industrial applications

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2083934A4 (en)
JP (1) JP2010510871A (en)
AU (1) AU2006350546A1 (en)
WO (1) WO2008055337A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106807242A (en) * 2017-02-17 2017-06-09 浙江大学 For the double-dielectric barrier discharge device with catalyst coatings of exhaust-gas treatment
US10052585B2 (en) 2012-03-26 2018-08-21 Fluor Technologies Corporation Emissions reduction for CO2 capture
KR20200046355A (en) * 2018-10-24 2020-05-07 서울여자대학교 산학협력단 A method of sterilization of post- packaging of Ready-to-eat food
KR102222474B1 (en) * 2020-08-21 2021-03-03 박재완 Apparutus for sterilizing airborne microbial in droplets

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101607175B (en) * 2009-07-27 2011-11-16 安徽皖投力天世纪空气净化系统工程有限公司 Device for degrading volatile organic compounds of gas station
US9592315B2 (en) 2011-08-03 2017-03-14 Johannes Schieven Plasma injection air filtration and disinfection system
US9050556B1 (en) 2011-08-03 2015-06-09 Johannes Schieven Plasma injection air filtration system
WO2015051440A1 (en) 2013-10-10 2015-04-16 Plasco Energy Group Inc. A non-equilibrium plasma-assisted method and system for reformulating and / or reducing tar concentration in gasification derived gas product
KR20150057111A (en) * 2013-11-18 2015-05-28 (주)아리에코 Generators for odor removal
CN106422699A (en) * 2016-08-29 2017-02-22 浙江工业大学 Method and device for coupling and biologically purifying VOCs under optical/thermal double-driving catalysis
CN110127623B (en) * 2018-02-09 2021-09-14 中国石油化工股份有限公司 Method for decomposing hydrogen sulfide by plasma
US11629860B2 (en) 2018-07-17 2023-04-18 Transient Plasma Systems, Inc. Method and system for treating emissions using a transient pulsed plasma
WO2020018327A1 (en) 2018-07-17 2020-01-23 Transient Plasma Systems, Inc. Method and system for treating cooking smoke emissions using a transient pulsed plasma
CN114173907A (en) * 2019-03-11 2022-03-11 南加利福尼亚大学 Systems and methods for plasma-based remediation of SOx and NOx
EP3966845A4 (en) 2019-05-07 2023-01-25 Transient Plasma Systems, Inc. Pulsed non-thermal atmospheric pressure plasma processing system
US11811199B2 (en) 2021-03-03 2023-11-07 Transient Plasma Systems, Inc. Apparatus and methods of detecting transient discharge modes and/or closed loop control of pulsed systems and method employing same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5622413U (en) * 1979-07-31 1981-02-27
JP2006055512A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Denso Corp Air cleaner
JP2008516652A (en) * 2004-10-18 2008-05-22 シュレーダー ヴェルナー Method and apparatus for sterilizing ambient air

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4416676C2 (en) * 1994-05-11 2002-11-07 Siemens Ag Device for the detoxification of exhaust gases from mobile systems
KR100434940B1 (en) * 2000-12-12 2004-06-10 한국기계연구원 Catalyst Reactor Activated for Treating Hazardous Gas with Nonthermal Plasma and Dielectric Heating and Method Treating thereof
TWI264313B (en) * 2002-08-07 2006-10-21 Access Business Group Int Llc Nonthermal plasma air treatment system
GB0221973D0 (en) * 2002-09-21 2002-10-30 Accentus Plc Non-thermal plasma reactor
CA2502382C (en) * 2005-03-24 2013-09-03 Iono2X Engineering, L.L.C. Apparatus and method for the treatment of odor and volatile organic compound contaminants in air emissions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5622413U (en) * 1979-07-31 1981-02-27
JP2006055512A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Denso Corp Air cleaner
JP2008516652A (en) * 2004-10-18 2008-05-22 シュレーダー ヴェルナー Method and apparatus for sterilizing ambient air

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10052585B2 (en) 2012-03-26 2018-08-21 Fluor Technologies Corporation Emissions reduction for CO2 capture
CN106807242A (en) * 2017-02-17 2017-06-09 浙江大学 For the double-dielectric barrier discharge device with catalyst coatings of exhaust-gas treatment
KR20200046355A (en) * 2018-10-24 2020-05-07 서울여자대학교 산학협력단 A method of sterilization of post- packaging of Ready-to-eat food
KR102113831B1 (en) * 2018-10-24 2020-05-21 서울여자대학교 산학협력단 A method of sterilization of post- packaging of Ready-to-eat food
KR102222474B1 (en) * 2020-08-21 2021-03-03 박재완 Apparutus for sterilizing airborne microbial in droplets

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008055337A1 (en) 2008-05-15
EP2083934A4 (en) 2011-02-02
EP2083934A1 (en) 2009-08-05
AU2006350546A1 (en) 2008-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2543777C (en) Apparatus and method for destroying volatile organic compounds that may be odorous and/or organic particulate contaminants in commercial and/or industrial air streams and/or gas emissions
JP2010510871A (en) Apparatus and method for destroying organic compounds in large volumes of exhaust in commercial and industrial applications
US7767167B2 (en) Dielectric barrier discharge cell with hermetically sealed electrodes, apparatus and method for the treatment of odor and volatile organic compound contaminants in air emissions, and for purifying gases and sterilizing surfaces
US6991768B2 (en) Apparatus and method for the treatment of odor and volatile organic compound contaminants in air emissions
KR101433955B1 (en) Apparatus for air purification and disinfection
US20070253860A1 (en) Process and device for sterilising ambient air
AU2015398256B2 (en) Plasma injection air filtration and disinfection system
US8475723B2 (en) Dielectric barrier discharge cell with hermetically sealed electrodes and automatic washing of electrodes during operation of the cell
CA2963780C (en) Exhaust air odor removal system
US9592315B2 (en) Plasma injection air filtration and disinfection system
US20130330229A1 (en) Plasma system for air sterilization
CA2502382C (en) Apparatus and method for the treatment of odor and volatile organic compound contaminants in air emissions
US9050556B1 (en) Plasma injection air filtration system
KR20070076939A (en) Air cleaning system
KR101174137B1 (en) A device treating air pollutants with plasma
EP3951276A1 (en) Purifier device and related purification method
CN113996440A (en) Purification device for cooperatively treating VOCs waste gas based on plasma and electrostatic dust removal
CA2596605A1 (en) Device for the treatment of a gaseous medium with plasma and method of protecting such a device against inflammation and/or explosion
AU2005201370A1 (en) Organic compound contaminants in air emission
RU2802602C1 (en) Plasma module ozonator and ozone generator
EA046103B1 (en) PLASMA OZONATOR MODULE AND INSTALLATION FOR OZONE PRODUCTION

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120509

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120515

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121030