JP2011206743A - Gas treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。 The present invention relates to a gas processing apparatus that purifies harmful gas contained in a gas to be processed.
従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for purifying harmful gas contained in exhaust gas by creating a plasma state by performing high voltage discharge in the exhaust gas is known. In recent years, this technology is being applied to a purification device for purifying factory exhaust and an air purifier for purifying indoor air for the purpose of deodorization.
熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ(非平衡プラズマ(以下、単にプラズマと言う))は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。実用化で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。 Plasma that is in a thermally non-equilibrium state, that is, in which the electron temperature is much higher than the temperature of the gas or ion (non-equilibrium plasma (hereinafter simply referred to as plasma)) is the ion or radical produced by electron collision. Promotes a chemical reaction that does not occur at room temperature, and is considered useful in hazardous gas treatment as a medium that can efficiently remove or decompose harmful gases. The key to practical use is to improve the energy efficiency during processing and to convert it into a completely safe product after processing with plasma.
一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)、フロン、CO2 ,揮発性有機溶剤(VOC)などがある。中でもNOxは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。 In general, plasma at atmospheric pressure is generated by gas discharge or electron beam. There are nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), chlorofluorocarbons, CO 2 , volatile organic solvents (VOC), etc. that are currently being considered for application. Above all, NOx is contained in the exhaust gas of a car, so that it needs to be put into practical use immediately.
NOx除去における放電プラズマ(気体放電によって生成されたプラズマ)内の現象は、電子衝突によって1次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してN2 ,H2 O,NH4 NO3 などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。 The phenomenon in discharge plasma (plasma generated by gas discharge) in NOx removal is that ions and radicals generated primarily by electron collision cause an initial reaction, and N 2 , H 2 O, It is thought that it is converted into each particle such as NH 4 NO 3 .
また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、CO2 とH2 Oに変換される。この場合、副生成物として、オゾン(O3 )が発生する。 Further, when the harmful gas is, for example, acetaldehyde or formaldehyde, the harmful gas is converted into CO 2 and H 2 O by passing plasma. In this case, ozone (O 3 ) is generated as a by-product.
図3に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する(例えば、特許文献1参照)。同図において、1は処理対象ガス(有害ガスを含む空気)GSが流れるダクト(通風路)であり、ダクト1内には、処理対象ガスGSの通過方向に沿って放電電極2とグランド電極3とが交互に配置され、これら電極2,3間にセルと呼ばれる多数の貫通孔4aを有するハニカム構造体4が配設されている。5は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体4はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献2にもその使用例がある。
FIG. 3 illustrates a main part of a conventional gas processing apparatus using discharge plasma (see, for example, Patent Document 1). In the figure,
放電電極2は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極2は、導線6によって高電圧電源5の+極に接続されている。グランド電極3は、金属性メッシュ等で形成されている。各グランド電極3は、導線7によって高電圧電源5の−極に接続されている。
The
このガス処理装置では、処理対象ガスGSをダクト1に流し、放電電極2とグランド電極3との間に高電圧電源5からの高電圧(数kV〜数10kV)を印加する。これにより、各ハニカム構造体4の貫通孔4a内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスGSに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
In this gas processing apparatus, the gas GS to be processed is caused to flow through the
しかしながら、このような構成のガス処理装置では、次のような問題点を有する。
(1)多数のハニカム構造体4を有するが、ばらつきなく均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ハニカム構造体4の性能にばらつきが出てしまう。例えば、同じハニカム構造体4同士でもインピータンス値が異なることがあり、また1つのハニカム構造体4内でも例えばその上下でインピーダンス値が異なるというようなこともあり、全体として均一なプラズマが発生せず、ガス処理能力が不安定となる。また、貫通孔4aだけでのプラズマ発生なので、プラズマの発生量が少なく、ガス処理能力が低い。
However, the gas processing apparatus having such a configuration has the following problems.
(1) Although a large number of
(2)ハニカム構造体4は吸湿すると低インピーダンスに、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っており、ハニカム構造体4が低インピーダンスになると、流れる電流が増大し放電電極2とグランド電極3との間に印加される高電圧値が低下し、ハニカム構造体4が高インピーダンスになると、流れる電流が減少し放電電極2とグランド電極3との間に印加される高電圧値が上昇する。このような高電圧値の変化に対し、所望のプラズマの発生量を確保し得る高電圧値を得ることのできる高電圧電源5は、その設計に要する工数も含めて非常に高価となる。
(2) The
(3)ハニカム構造体4のそれぞれに対して放電電極2とグランド電極3を設けているため、部品点数が多く、構造も複雑となり、高価となる。
(4)処理対象ガスGSの通過方向(ダクト1の入口から出口への方向)に沿ってハニカム構造体4がダクト1内に配置されているため、ハニカム構造体4のガス流と直交する方向の寸法が長く、これに対してガス流と平行な方向の寸法が短くなっている。このため、ガス流の流速が速いと、処理対象ガスGSがハニカム構造体4の内部でプラズマに晒される時間が短く、ガス処理能力が落ちる。
(3) Since the
(4) Since the
そこで、本出願人は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決するものとして、図4に示すようなガス処理装置を提案した(特許文献3参照)。このガス処理装置では、ダクト1の入口から出口への処理対象ガスGSの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて、多数の貫通孔(丸孔)4aを有する複数のハニカム構造体4(4−1〜4−4)を配置している。
Therefore, the present applicant has proposed a gas processing apparatus as shown in FIG. 4 as a solution to the problems of the conventional gas processing apparatus described above (see Patent Document 3). In this gas processing apparatus, a plurality of honeycomb structures having a large number of through holes (round holes) 4a are provided along the direction orthogonal to the passing direction of the processing target gas GS from the inlet to the outlet of the
この例では、ハニカム構造体4−1と4−2とで第1のハニカム構造体群4Aを構成し、この第1のハニカム構造体群4Aの両端に位置するハニカム構造体4−1および4−2の外側に、第1の電極として電極8を配置し、第2の電極として電極9を配置している。また、ハニカム構造体4−3と4−4とで第2のハニカム構造体群4Bを構成し、この第2のハニカム構造体群4Bの両端に位置するハニカム構造体4−3および4−4の外側に、第1の電極として電極9を配置し、第2の電極として電極10を配置している。
In this example, the honeycomb structures 4-1 and 4-2 constitute a first
そして、第1のハニカム構造体群4Aにおいて、第1の電極8と第2の電極9との間に、電極8を高圧電極、電極9をグランド電極として、高電圧電源5からの高電圧を印加することにより、また、第2のハニカム構造体群4Bにおいて、第1の電極9と第2の電極10との間に、電極9をグランド電極、電極10を高圧電極として、高電圧電源5からの高電圧を印加することにより、ハニカム構造体4の貫通孔4aおよびハニカム構造体4間の空間11(11−1,11−2)にプラズマを発生させるようにしている。これにより、プラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスGSに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。なお、電極8,9,10は、処理対象ガスGSが通過するように、金属製メッシュとされている。
In the first
図4に示したガス処理装置では、図3に示されたガス処理装置よりもガス処理能力が向上しているが、更にガス処理能力を向上させるためにはこのガス処理装置を1つのガス処理ユニットして、処理対象ガスGSの通過方向に複数設置することが考えられる。図5にこのガス処理ユニットを処理対象ガスGSの通過方向に2つ設置した例を示す。 In the gas processing apparatus shown in FIG. 4, the gas processing capacity is improved as compared with the gas processing apparatus shown in FIG. 3, but in order to further improve the gas processing capacity, this gas processing apparatus is used as one gas processing apparatus. It is conceivable that a plurality of units are installed in the passing direction of the processing target gas GS. FIG. 5 shows an example in which two gas processing units are installed in the passing direction of the processing target gas GS.
この場合、隣接するガス処理ユニットGU1,GU2の高圧電極8−1と8−2とが対向し、またグランド電極9−1と9−2とが対向し、また高圧電極10−1と10−2とが対向し、この対向する電極では電位差がつかないため、ガス処理ユニットGU1,GU2間の空間ではプラズマが生じにくく(エリアAR1,AR2,AR3でのプラズマの発生がなく)、この場合の全体のガス処理能力は個々のガス処理ユニットGU1,GU2の和に留まる。 In this case, the high voltage electrodes 8-1 and 8-2 of the adjacent gas processing units GU1 and GU2 face each other, the ground electrodes 9-1 and 9-2 face each other, and the high voltage electrodes 10-1 and 10- 2 does not generate a potential difference between the opposing electrodes, so that plasma is hardly generated in the space between the gas processing units GU1 and GU2 (there is no generation of plasma in the areas AR1, AR2 and AR3). The overall gas processing capacity remains at the sum of the individual gas processing units GU1, GU2.
また、このようなガス処理ユニットGUをNセット設置すると、必要な電極とハニカム構造体の数量もN倍となり、部品点数が多くなり、ガス処理装置の組立に時間がかかるという問題もある。 Further, when N sets of such gas processing units GU are installed, there is a problem that the number of necessary electrodes and honeycomb structures becomes N times, the number of parts increases, and it takes time to assemble the gas processing apparatus.
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、隣接するガス処理ユニット間の空間でもプラズマを発生させ、全体のガス処理能力を更に高めるとともに、部品点数を削減して製造・組立のコスト・時間を削減することが可能なガス処理装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem. The object of the present invention is to generate plasma even in the space between adjacent gas processing units to further increase the overall gas processing capacity and to provide components. An object of the present invention is to provide a gas processing apparatus capable of reducing the number of points to reduce the cost and time of manufacturing and assembly.
このような目的を達成するために本発明は、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を1群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置されたグランド電極および高圧電極と、各ハニカム構造体群のグランド電極と高圧電極との間に個別に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理ユニットを処理対象ガスの通過方向に沿って複数設置したガス処理装置において、隣接するガス処理ユニット同士のグランド電極を対向させてかつ一体化するとともに、隣接するガス処理ユニット同士の高圧電極を対向させ、かつ対向する各高圧電極の高電圧の印加極性を互いに異なるものとしたものである。 In order to achieve such an object, the present invention provides a large number of penetrations through which the processing target gas passes and is arranged along a direction orthogonal to the passing direction of the processing target gas from the inlet to the outlet of the ventilation path. A plurality of honeycomb structures having holes and a plurality of adjacent honeycomb structures among the plurality of honeycomb structures constitute a group of honeycomb structures, and each honeycomb structure group has a honeycomb structure positioned at both ends thereof. A high voltage is individually applied between the ground electrode and the high voltage electrode arranged on the outside, and the ground electrode and the high voltage electrode of each honeycomb structure group, and plasma is generated in the through holes of the honeycomb structure and the spaces between the honeycomb structures. In a gas processing apparatus in which a plurality of gas processing units each having a high voltage source to be generated are installed along the direction in which the gas to be processed passes, the granulation between adjacent gas processing units With the electrodes are opposed and integral with, it is obtained by a high-pressure electrodes of the gas processing unit and adjacent to face, and those facing different polarity of the applied high voltage of the high voltage electrode from each other.
この発明によれば、隣接するガス処理ユニットのグランド電極が一体化(共通化)されることにより、グランド電極の数が減少する。これにより、部品点数が削減され、ガス処理装置の組立に要する時間も削減できる。また、隣接するガス処理ユニット同士の高圧電極が対向し、かつこの対向する各高圧電極の高電圧の印加極性が互いに異なるものとなる。例えば、隣接する一方のガス処理ユニットのハニカム構造体群の第1の電極を正の高圧電極とし、第2の電極をグランド電極とした場合、隣接する他方のガス処理ユニットのハニカム構造体群の第1の電極が負の高圧電極、第2の電極がグランド電極とされる。これにより、対向する高圧電極間に大きな電位差が生じ、隣接するガス処理ユニット間の空間でもプラズマが発生して、ガス処理が行われるようになる。 According to this invention, the number of ground electrodes is reduced by integrating (commonizing) the ground electrodes of adjacent gas processing units. Thereby, the number of parts can be reduced, and the time required for assembling the gas processing apparatus can also be reduced. Further, the high voltage electrodes of the adjacent gas processing units are opposed to each other, and the high voltage applied polarities of the opposed high voltage electrodes are different from each other. For example, when the first electrode of the honeycomb structure group of one adjacent gas processing unit is a positive high-voltage electrode and the second electrode is a ground electrode, the honeycomb structure group of the other adjacent gas processing unit is The first electrode is a negative high voltage electrode, and the second electrode is a ground electrode. As a result, a large potential difference is generated between the high voltage electrodes facing each other, and plasma is generated in the space between the adjacent gas processing units to perform gas processing.
本発明によれば、隣接するガス処理ユニット同士のグランド電極を対向させてかつ一体化するとともに、隣接するガス処理ユニット同士の高圧電極を対向させ、かつ対向する各高圧電極の高電圧の印加極性を互いに異なるものとしたので、対向する高圧電極間に大きな電位差が生じ、隣接するガス処理ユニット間の空間でもプラズマが発生してガス処理が行われるようになり、ガス処理ユニット個々のガス処理能力の和にガス処理ユニット間で発生するプラズマによるガス処理能力分が加わり、全体のガス処理能力が更に高まるものとなる。また、隣接するガス処理ユニットのグランド電極が一体化(共通化)され、グランド電極の数が減少し、部品点数を削減され、製造・組立のコスト・時間を削減することができるようになる。 According to the present invention, the ground electrodes of adjacent gas processing units are opposed and integrated, and the high voltage electrodes of adjacent gas processing units are opposed to each other. Because of the difference between the two, the large potential difference occurs between the high voltage electrodes facing each other, plasma is generated in the space between adjacent gas processing units, and gas processing is performed. In addition to the above, the gas processing capacity by the plasma generated between the gas processing units is added, and the overall gas processing capacity is further increased. Further, the ground electrodes of the adjacent gas processing units are integrated (shared), the number of ground electrodes is reduced, the number of parts is reduced, and the cost and time of manufacturing and assembly can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態(実施の形態1)の要部を示す図である。同図において、図5と同一符号は図5を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。 FIG. 1 is a diagram showing a main part of an embodiment (Embodiment 1) of a gas processing apparatus according to the present invention. 5, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG. 5, and the description thereof will be omitted.
このガス処理装置でも、図5に示したガス処理装置と同様に、処理対象ガスGSの通過方向(ダクト1の入口から出口への方向)に沿って、ガス処理ユニットGU1とGU2とをダクト1内に配置している
Also in this gas processing apparatus, the gas processing units GU1 and GU2 are connected to the
但し、この実施の形態では、ガス処理ユニットGU1の第1のハニカム構造体群4Aの第2の電極9−1とガス処理ユニットGU2の第1のハニカム構造体群4Cの第2の電極9−2とを一体化し、共通電極9としている。また、ガス処理ユニットGU1の第1のハニカム構造体群4Aのハニカム構造体4−12とガス処理ユニットGU2の第1のハニカム構造体群4Cのハニカム構造体4−22とを一体化し、共通のハニカム構造体4−2としている。また、ガス処理ユニットGU1の第2のハニカム構造体群4Bのハニカム構造体4−13とガス処理ユニットGU2の第2のハニカム構造体群4Dのハニカム構造体4−23とを一体化し、共通のハニカム構造体4−3としている。
However, in this embodiment, the second electrode 9-1 of the first
また、ガス処理ユニットGU1の第1のハニカム構造体群4Aの第1の電極8−1と共通電極9との間に、電極8−1を正の高圧電極、共通電極9をグランド電極として、高電圧電源5−1からの高電圧を印加するようにし、第2のハニカム構造体群4Bの共通電極9−1と第2の電極10−1との間に、共通電極9をグランド電極、電極10−1を正の高圧電極として、高電圧電源5−1からの高電圧を印加するようにしている。
Further, between the first electrode 8-1 and the
また、ガス処理ユニットGU2の第1のハニカム構造体群4Cの第1の電極8−2と共通電極9との間に、電極8−2を負の高圧電極、共通電極9をグランド電極として、高電圧電源5−2からの高電圧を印加するようにし、第2のハニカム構造体群4Dの共通電極9と第2の電極10−2との間に、共通電極9をグランド電極、電極10−2を負の高圧電極として、高電圧電源5−2からの高電圧を印加するようにしている。
Further, between the first electrode 8-2 and the
すなわち、この実施の形態では、隣接するガス処理ユニットGU1,GU2のグランド電極9−1と9−2とを一体化するととともに、正の高圧電極8−1と負の高圧電極8−2とを対向させ、正の高圧電極10−1と負の高圧電極10−2とを対向させている。これにより、対向する高圧電極間に大きな電位差が生じ、隣接するガス処理ユニット間の空間でもプラズマが発生して(エリアAR1,AR2でもプラズマが発生する)、ガス処理が行われるようになる。また、グランド電極の数が減少し、部品点数が削減され、製造・組立のコスト・時間が削減される。 That is, in this embodiment, the ground electrodes 9-1 and 9-2 of the adjacent gas processing units GU1 and GU2 are integrated, and the positive high voltage electrode 8-1 and the negative high voltage electrode 8-2 are integrated. The positive high-voltage electrode 10-1 and the negative high-voltage electrode 10-2 are opposed to each other. As a result, a large potential difference is generated between the opposing high voltage electrodes, plasma is generated in the space between adjacent gas processing units (plasma is also generated in the areas AR1 and AR2), and gas processing is performed. In addition, the number of ground electrodes is reduced, the number of parts is reduced, and manufacturing / assembly costs and time are reduced.
このようにして、この実施の形態1では、製造・組立のコスト・時間が削減されるとともに、ガス処理ユニットGU1,GU2の個々のガス処理能力の和にガス処理ユニット間で発生するプラズマによるガス処理能力分が加わり、全体のガス処理能力が更に高まるものとなる。 As described above, in the first embodiment, the cost and time for manufacturing and assembling are reduced, and the gas generated by the plasma generated between the gas processing units is added to the sum of the individual gas processing capacities of the gas processing units GU1 and GU2. The processing capacity is added, and the overall gas processing capacity is further increased.
〔実施の形態2〕
図2に本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態(実施の形態2)の要部を示す。このガス処理装置では、ガス処理ユニットGU1の第1のハニカム構造体群4Aの第1の電極8−1とガス処理ユニットGU2の第1のハニカム構造体群4Cの第2の電極8−2とを一体化し、共通電極8としている。
[Embodiment 2]
FIG. 2 shows a main part of another embodiment (Embodiment 2) of the gas treatment apparatus according to the present invention. In this gas processing apparatus, the first electrode 8-1 of the first
また、ガス処理ユニットGU1の第2のハニカム構造体群4Bの第2の電極10−1とガス処理ユニットGU2の第2のハニカム構造体群4Dの第2の電極10−2とを一体化し、共通電極10としている。
Further, the second electrode 10-1 of the second
また、ガス処理ユニットGU1の第1のハニカム構造体群4Aのハニカム構造体4−11とガス処理ユニットGU2の第1のハニカム構造体群4Cのハニカム構造体4−21とを一体化し、共通のハニカム構造体4−2としている。
In addition, the honeycomb structure 4-11 of the first
また、ガス処理ユニットGU1の第2のハニカム構造体群4Bのハニカム構造体4−14とガス処理ユニットGU2の第2のハニカム構造体群4Dのハニカム構造体4−24とを一体化し、共通のハニカム構造体4−4としている。
Further, the honeycomb structure 4-14 of the second
また、ガス処理ユニットGU1の第1のハニカム構造体群4Aの共通電極8と第2の電極9−1との間に、共通電極8をグランド電極、電極9−1を負の高圧電極として、高電圧電源5−2からの高電圧を印加するようにし、第2のハニカム構造体群4Bの第1の電極9−1と共通電極10との間に、電極9−1を負の高圧電極、共通電極10をグランド電極として、高電圧電源5−2からの高電圧を印加するようにしている。
Further, between the common electrode 8 and the second electrode 9-1 of the first
また、ガス処理ユニットGU2の第1のハニカム構造体群4Cの共通電極8と第2の電極9−2との間に、共通電極8をグランド電極、電極9−2を正の高圧電極として、高電圧電源5−1からの高電圧を印加するようにし、第2のハニカム構造体群4Dの第1の電極9−2と共通電極10との間に、電極9−2を正の高圧電極、共通電極10をグランド電極として、高電圧電源5−1からの高電圧を印加するようにしている。
Further, between the common electrode 8 and the second electrode 9-2 of the first
すなわち、この実施の形態では、隣接するガス処理ユニットGU1,GU2のグランド電極8−1と8−2とを一体化させるとともに、またグランド電極10−1と10−2とを一体化させるとともに、負の高圧電極9−1と正の高圧電極9−2とを対向させている。これにより、対向する高圧電極間に大きな電位差が生じ、隣接するガス処理ユニット間の空間でもプラズマが発生して(エリアAR3でもプラズマが発生する)、ガス処理が行われるようになる。また、グランド電極の数が減少し、部品点数が削減され、製造・組立のコスト・時間が削減される。 That is, in this embodiment, while integrating the ground electrodes 8-1 and 8-2 of the adjacent gas processing units GU1 and GU2, and integrating the ground electrodes 10-1 and 10-2, The negative high voltage electrode 9-1 and the positive high voltage electrode 9-2 are opposed to each other. As a result, a large potential difference is generated between the high-voltage electrodes facing each other, plasma is generated in the space between the adjacent gas processing units (plasma is also generated in the area AR3), and gas processing is performed. In addition, the number of ground electrodes is reduced, the number of parts is reduced, and manufacturing / assembly costs and time are reduced.
このようにして、この実施の形態2でも、製造・組立のコスト・時間が削減されるとともに、ガス処理ユニットGU1,GU2の個々のガス処理能力の和にガス処理ユニット間で発生するプラズマによるガス処理能力分が加わり、全体のガス処理能力が更に高まるものとなる。 As described above, also in the second embodiment, manufacturing and assembly costs and time are reduced, and the gas generated by the plasma generated between the gas processing units is added to the sum of the individual gas processing capacities of the gas processing units GU1 and GU2. The processing capacity is added, and the overall gas processing capacity is further increased.
なお、実施の形態1では、グランド電極9に接するハニカム構造体4−12,4−22および4−13,4−23をガス処理ユニットGU1,GU2間で一体化させるようにしたが、また実施の形態2では、グランド電極8および10に接するハニカム構造体4−11,4−21および4−14,4−24をガス処理ユニットGU1,GU2間で一体化させるようにしたが、必ずしも一体化させなくてもよい。
In the first embodiment, the honeycomb structures 4-12, 4-22 and 4-13, 4-23 in contact with the
実施の形態1や2のように、グランド電極に接するハニカム構造体をガス処理ユニットGU1,GU2間で一体化させることにより、ハニカム構造体の数が減り、部品点数が削減され、グランド電極の一体化と合わせて、ガス処理装置の組立に要する時間とコストを大きく削減することが可能となる。 As in the first and second embodiments, the honeycomb structure in contact with the ground electrode is integrated between the gas processing units GU1 and GU2, thereby reducing the number of honeycomb structures and the number of parts, and integrating the ground electrode. Along with this, the time and cost required for assembling the gas processing apparatus can be greatly reduced.
また、実施の形態1では、実施の形態2よりもグランド電極が少なくなるが、正,負の高圧電極を多くできるので、対向する正および負の高圧電極に接するハニカム構造体間の空間が多くなり、隣接するガス処理ユニット間でプラズマが発生する機会が増え、ガス処理能力のアップ分が大きくなる。 In the first embodiment, the number of ground electrodes is smaller than that in the second embodiment. However, since the number of positive and negative high voltage electrodes can be increased, the space between the honeycomb structures in contact with the opposed positive and negative high voltage electrodes is large. Therefore, the opportunity for generating plasma between adjacent gas processing units increases, and the increase in gas processing capacity increases.
また、実施の形態2では、グランド電極を処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の最端のハニカム構造体の外側に配置することができるので、設計が容易となる。すなわち、アースがとりやすく、製造し易く、安全も確保し易いものとなる。 In the second embodiment, since the ground electrode can be disposed outside the outermost honeycomb structure in the direction orthogonal to the passing direction of the processing target gas, the design is facilitated. That is, it is easy to ground, easy to manufacture, and easy to ensure safety.
また、実施の形態2では、ガス処理ユニットGU1において、ハニカム構造体4間の間隔G1,G2を処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭めているので、ハニカム構造体4間の間隔G1,G2がプラズマの発生条件のよい上流側では広くされ、プラズマの発生条件の悪い下流側では狭くされ、上流側と下流側のプラズマの発生状態がバランスし、ガス処理能力が安定する。
In the second embodiment, in the gas processing unit GU1, the gaps G1, G2 between the
なお、上述した実施の形態1,2において、ハニカム構造体4はオゾンを分解する触媒機能を備えたものとしてもよく、処理対象ガスGSの通過方向の下流位置にオゾンを分解する触媒を設けるようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the
また、上述した実施の形態1,2では、ガス処理ユニットの数を2つとしたが、さらにその数を増やすようにしてもよい。また、実施の形態1,2において、ガス処理ユニット内のハニカム構造体群の数は2つに限られるものではなく、2つ以上であればよく、さらにその数を増やしてもよい。また、ハニカム構造体群を構成するハニカム構造体の数も2つに限られるものでもない。
Moreover, in
また、上述した実施の形態1,2において、副生成物としてオゾンを大量に発生させ、オゾン発生器として転用するようにしてもよい。 Further, in the first and second embodiments described above, a large amount of ozone may be generated as a by-product and used as an ozone generator.
本発明のガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン(ガソリンの平均分子量に比較的近い物質)C8H18の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記(1)式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
C8H18+8H2O+4(O2+4N2)→8CO2+17H2+16N2・・・・(1)
The gas processing apparatus of the present invention can also be applied to so-called reforming for generating a hydrogen-containing gas from hydrocarbons or the like for the purpose of efficiently generating hydrogen used in a fuel cell or the like. For example, in the case of octane (substance relatively close to the average molecular weight of gasoline) C 8 H 18 , when supplied to this gas treatment device, the chemical reaction represented by the following formula (1) is promoted, and as a result, hydrogen gas is efficiently generated. can do.
C 8 H 18 + 8H 2 O + 4 (O 2 + 4N 2 ) → 8CO 2 + 17H 2 + 16N 2 ... (1)
1…ダクト(通風路)、4(4−1〜4−4、4−11〜4−14、4−21〜4−24)…ハニカム構造体、4a…貫通孔(セル)、4A〜4D…ハニカム構造体群、5−1,5−2…高電圧電源、8(8−1,8−2),9(9−1,9−2),10(10−1,10−2)…電極、11…空間、G(G1〜G4)…間隔、GS…処理対象ガス、GU(GU1,GU2)…ガス処理ユニット、AR1,AR2,AR3…エリア。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を1群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置されたグランド電極および高圧電極と、
前記各ハニカム構造体群のグランド電極と高圧電極との間に個別に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理ユニットを前記処理対象ガスの通過方向に沿って複数設置したガス処理装置において、
前記各ガス処理ユニットのグランド電極は、隣接するガス処理ユニット同士のグランド電極が対向しかつ一体化され、
前記各ガス処理ユニットの高圧電極は、隣接するガス処理ユニット同士の高圧電極が対向し、かつ対向する各高圧電極の高電圧の印加極性が互いに異なる
ことを特徴とするガス処理装置。 A plurality of honeycomb structures having a large number of through holes arranged at intervals along a direction orthogonal to the passage direction of the processing target gas from the inlet to the outlet of the ventilation path, and through which the processing target gas passes;
A plurality of adjacent honeycomb structures among the plurality of honeycomb structures are made into one group of honeycomb structures, and a ground electrode and a high pressure are arranged outside the honeycomb structures positioned at both ends of each honeycomb structure group. Electrodes,
A high voltage source that individually applies a high voltage between the ground electrode and the high-voltage electrode of each honeycomb structure group to generate plasma in the through-holes of the honeycomb structure and the space between the honeycomb structures. In a gas processing apparatus in which a plurality of gas processing units are installed along the direction of passage of the gas to be processed,
The ground electrode of each gas processing unit is integrated with the ground electrodes of adjacent gas processing units facing each other.
The high-pressure electrode of each gas processing unit is such that the high-voltage electrodes of adjacent gas processing units face each other, and the high-voltage application polarities of the opposing high-pressure electrodes are different from each other.
前記各ガス処理ユニットのハニカム構造体は、隣接するガス処理ユニット同士の前記グランド電極が配置されたハニカム構造体が対向しかつ一体化されている
ことを特徴とするガス処理装置。 The gas treatment device according to claim 1, wherein
The honeycomb structure of each of the gas processing units has a honeycomb structure in which the ground electrodes of adjacent gas processing units are arranged opposite to each other and integrated.
通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の最端に配置された前記ハニカム構造体の外側に前記高圧電極が配置されている
ことを特徴とするガス処理装置。 In the gas treatment device according to claim 1 or 2,
The gas processing apparatus, wherein the high-pressure electrode is disposed outside the honeycomb structure disposed at an outermost end in a direction orthogonal to a passing direction of the processing target gas from the inlet to the outlet of the ventilation path.
通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の最端に配置された前記ハニカム構造体の外側に前記グランド電極が配置されている
ことを特徴とするガス処理装置。 In the gas treatment device according to claim 1 or 2,
The gas processing apparatus, wherein the ground electrode is disposed outside the honeycomb structure disposed at an outermost end in a direction orthogonal to a passing direction of the processing target gas from the inlet to the outlet of the ventilation path.
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