JP2022505940A - エンジン排気ガスのオゾン浄化システム及び方法 - Google Patents

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唐万福
王大祥
奚勇
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Shanghai Bixiufu Enterprise Management Co Ltd
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Abstract

Figure 2022505940000001
本発明はエンジン排気ガスのオゾン浄化システム及び方法を提供し、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムはオゾン流を排気ガス流と混合反応させるための反応場(202)を含み、大量の尿素を添加する必要がなく、浄化効果が高い。
【選択図】図５

Description

本発明は、環境保護分野に属し、エンジン排気ガスのオゾン浄化システム及び方法に関する。
エンジンの環境汚染は、主にエンジンの排気生成物であるエンジン排気ガスに由来するものであり、現在、ディーゼル排気ガスの浄化には、一般に酸化触媒DOCを用いて炭化水素THCやCOを除去すると同時に、低次NOを高次NO2に酸化し；DOCの後にディーゼルパティキュレートフィルターDPFを用いて粒子状物質PMを濾過し；ディーゼルパティキュレートフィルターDPFの後に尿素を噴射し、尿素は排気ガス中でアンモニアNH3に分解され、NH3はその後の選択触媒SCR上でNO2と選択触媒還元反応を起こして窒素N2と水を生成する。最終的にアンモニア酸化触媒ASC上で過剰のNH3をN2と水に酸化することであり、従来技術では、エンジン排気ガスの浄化に多量の尿素添加が必要であり、浄化効果が一般的である。
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、従来技術では排気ガス浄化に多量の尿素添加が必要であり、浄化効果が一般的であるという少なくとも1つの問題を解決するために、エンジン排気ガスのオゾン浄化システム及び方法を提供することを目的とする。本発明者らは、オゾンと排気ガス中の窒素酸化物との反応により発生する高次窒素酸化物は最終生成物ではなく、しかも排気ガス中の揮発性有機化合物VOCから十分な水を発生させて、高次窒素酸化物と十分に反応して硝酸を生成することができ、従って、オゾンでエンジン排気ガスを処理することにより、オゾンによるNOX除去効果が更に良好となり、予期せぬ技術的効果を有することを見出した。
本発明はエンジン排気ガスのオゾン浄化システム及び方法を提供し、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムはオゾン流を排気ガス流と混合反応させるための反応場を含み、大量の尿素を添加する必要がなく、浄化効果が高い。
上記目的及び他の関連する目的を達成するために、本発明は、以下の態様を提供する：
１．本発明による態様1は、エンジン排気ガスのオゾン浄化システムである。
２．本発明による態様2は、上記態様1において、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムはオゾン流を排気ガス流と混合反応させるための反応場を含む。
３．本発明による態様3は、上記態様2において、前記反応場はダクトを含む。
４．本発明による態様4は、上記態様2又は3において、前記反応場は反応器を含む。
５．本発明による態様5は、上記態様4において、前記反応器は排気ガスとオゾンとを混合して反応させる反応室を有する。
６．本発明による態様6は、上記態様4又は5において、前記反応器は、排気ガスとオゾンとを混合して反応させるための空間を提供するための若干のハニカム状キャビティを含み；前記ハニカム状キャビティ間に、冷媒を導入して排気ガスとオゾンとの反応温度を制御する隙間を設ける。
７．本発明による態様7は、上記態様4～6のいずれかにおいて、前記反応器は、反応場所を提供する若干の担体ユニットを含む。
８．本発明による態様8は、上記態様4～7のいずれかにおいて、前記反応器は、排気ガスの酸化反応を促進するための触媒ユニットを含む。
９．本発明による態様9は、上記態様2～8のいずれかにおいて、前記反応場にオゾン入口が設けられ、前記オゾン入口は、噴射口、噴射グリッド、ノズル、渦巻ノズル、ベンチュリ管付き噴射口の少なくとも1つから選択される。
１０．本発明による態様10は、上記態様2～9のいずれかにおいて、前記反応場にオゾン入口が設けられ、前記オゾンが前記オゾン入口から反応場に入り、排気ガスと接触し、オゾン入口の配置が、排気ガスの流れ方向とは逆方向、排気ガスの流れ方向と垂直な方向、排気ガスの流れ方向の接線方向、排気ガスの流れ方向に挿入する方向、複数の方向から排気ガスと接触する方向という少なくとも１種の方向を形成する。
１１．本発明による態様11は、上記態様2～10のいずれかにおいて、前記反応場は排気管、蓄熱体装置、または触媒コンバーターを含む。
１２．本発明による態様12は、上記態様2～11のいずれかにおいて、前記反応場の温度は-50～200℃である。
１３．本発明による態様13は、上記態様12において、前記反応場の温度は60～70℃である。
１４．本発明による態様14は、上記態様1～13のいずれかにおいて前記排気ガスのオゾン浄化システムはオゾン流を提供するためのオゾン源をさらに含む。
１５．本発明による態様15は、上記態様14において、前記オゾン源は、オゾン貯蔵ユニット及び／又はオゾン発生器を含む。
１６．本発明による態様16は、上記態様15において、前記オゾン発生器は、沿面放電オゾン発生器、商用周波数アークオゾン発生器、高周波誘導オゾン発生器、低気圧オゾン発生器、紫外線オゾン発生器、電解液オゾン発生器、化学薬品オゾン発生器及び放射線照射粒子発生器の1つまたは複数の組み合わせを含む。
１７．本発明による態様17は、上記態様15において、前記オゾン発生器は、その上に触媒層が配置された電極を含み、前記触媒層は酸化触媒結合解離選択触媒層を含む。
１８．本発明による態様18は、上記態様17において、前記電極は、高圧電極またはバリア誘電体層を有する高圧電極を含み、前記電極が高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層は前記高圧電極の表面に設けられ、前記電極がバリア誘電体層を有する高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層はバリア誘電体層の表面に設けられる。
１９．本発明による態様19は、上記態様18において、前記バリア誘電体層は、セラミック板、セラミック管、石英ガラス板、石英板及び石英管の少なくとも1種から選択される。
２０．本発明による態様20は、上記態様18において、前記電極が高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層の厚さは1～3mmであり；前記電極がバリア誘電体層を有する高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層の担持量は、前記バリア誘電体層の1～12ｗｔ％である。
２１．本発明による態様21は、上記態様17～20のいずれかにおいて、前記酸化触媒結合解離選択触媒層は各成分を以下の重量百分率で含む：
活性成分 5～15％；
コート層 85～95％；
そのうち、前記活性成分は金属Mおよび金属元素Mの化合物の少なくとも1種から選択され、金属元素Mは、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、第4族金属元素、貴金属元素及びランタン系希土類元素の少なくとも1種から選択され；
前記コート層は、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、金属複合酸化物、多孔質材料、及び層状材料の少なくとも1種から選択され、前記金属複合酸化物は、アルミニウム、セリウム、ジルコニウム、及びマンガンの1種又は複数の金属の複合酸化物を含む。
２２．本発明による態様22は、上記態様21において、前記アルカリ土類金属元素は、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウムの少なくとも1種から選択される。
２３．本発明による態様23は、上記態様21において、前記遷移金属元素は、チタン、マンガン、亜鉛、銅、鉄、ニッケル、コバルト、イットリウムおよびジルコニウムの少なくとも1種から選択される。
２４．本発明による態様24は、上記態様21において、前記第4族金属元素はスズである。
２５．本発明による態様25は、上記態様21において、前記貴金属元素は、白金、ロジウム、パラジウム、金、銀、及びイリジウムの少なくとも1種から選択される。
２６．本発明による態様26は、上記態様21において、前記ランタン系希土類元素は、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびサマリウムの少なくとも1種から選択される。
２７．本発明による態様27は、上記態様21において、前記金属元素Mの化合物は、酸化物、硫化物、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、及びペロブスカイトの少なくとも1種から選択される。
２８．本発明による態様28は、上記態様21において、前記多孔質材料は、モレキュラーシーブ、珪藻土、ゼオライト、及びカーボンナノチューブの少なくとも1種から選択される。
２９．本発明による態様29は、上記態様21において、前記層状材料は、グラフェンおよびグラファイトの少なくとも1種から選択される。
３０．本発明による態様30は、上記態様1～29のいずれかにおいて、前記排気ガスのオゾン浄化システムは排気ガス中の被処理ガス成分を効率的に酸化するためにオゾン量を制御するオゾン量制御装置を含み、前記オゾン量制御装置は制御ユニットを含む。
３１．本発明による態様31は、上記態様30において、前記制御ユニットはオゾン処理前の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
３２．本発明による態様32は、上記態様30又は31において、前記オゾン量制御装置は、オゾン処理前の排気ガス成分の含有量を検出するためのオゾン処理前排気ガス成分検出ユニットをさらに含む。
３３．本発明による態様33は、上記態様32において、前記オゾン処理前排気ガス成分検出ユニットは、オゾン処理前排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する第1窒素酸化物検出ユニットを含む。
３４．本発明による態様34は、上記32又は33において、前記オゾン処理前排気ガス成分検出ユニットは、オゾン処理前排気ガス中のCO含有量を検出する第1CO検出ユニットを含む。
３５．本発明による態様35は、上記態様32～34のいずれかにおいて、前記オゾン処理前排気ガス成分検出ユニットは、オゾン処理前排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する第1揮発性有機化合物検出ユニットを含む。
３６．本発明による態様36は、上記態様33～35のいずれかにおいて、前記制御ユニットは少なくとも1つの前記オゾン処理前排気ガス成分検出ユニットの出力値に基づいて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
３７．本発明による態様37は、上記態様30～36のいずれかにおいて、前記制御ユニットは予め設定された数学モデルに従って、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
３８．本発明による態様38は、上記態様30～37のいずれかにおいて、前記制御ユニットは理論推定値に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
３９．本発明による態様39は、上記態様38において、前記理論推定値は、排気ガス中の被処理物に対するオゾン導入量のモル比が2～10であるようになる。
４０．本発明による態様40は、上記態様30～39のいずれかにおいて、前記制御ユニットは前記オゾン処理後の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
４１．本発明による態様41は、上記態様30～40のいずれかにおいて、前記オゾン量制御装置は、オゾン処理後の排気ガス成分の含有量を検出するためのオゾン処理後排気ガス成分検出ユニットを含む。
４２．本発明による態様42は、上記態様41において、前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットは、オゾン処理後排気ガス中のオゾン含有量を検出する第1オゾン検出ユニットを含む。
４３．本発明による態様43は、上記態様41または42において、前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットは、オゾン処理後排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する第2窒素酸化物検出ユニットを含む。
４４．本発明による態様44は、上記態様41～43のいずれかにおいて、前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットは、オゾン処理後排気ガス中のCO含有量を検出する第2CO検出ユニットを含む。
４５．本発明による態様45は、上記態様41～44のいずれかにおいて、前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットは、オゾン処理後排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する第2揮発性有機化合物検出ユニットを含む。
４６．本発明による態様46は、上記態様42～45のいずれかにおいて、前記制御ユニットは少なくとも1つの前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットの出力値に基づいて、オゾン量を制御する。
４７．本発明による態様47は、上記態様1～46のいずれかにおいて、前記排気ガスのオゾン浄化システムは、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する脱硝装置をさらに含む。
４８．本発明による態様48は、上記態様47において、前記脱硝装置は電気凝固装置を含み、前記電気凝固装置は
電気凝固流路と；
電気凝固流路内に配置される第1電極と；
第2電極とを含む。
４９．本発明による態様49は、上記態様48において、前記第1電極は、固体、液体、気体の分子クラスター、プラズマ、導電性混合物質、生体の自然的な混合によって形成された導電性物質、または物体の人工的な加工によって形成された導電性物質の1つまたは複数の形態の組み合わせである。
５０．本発明による態様50は、上記態様48または49において、前記第1電極は固体金属、グラファイトまたは304ステンレス鋼である。
５１．本発明による態様51は、上記態様48～50のいずれかにおいて、前記第1電極は、点状、線状、網状、オリフィス板状、板状、針棒状、ボールケージ状、箱状、管状、自然形態物質または加工形態物質である。
５２．本発明による態様52は、上記態様48～51のいずれかにおいて、前記第1電極には、前貫通孔が設けられている。
５３．本発明による態様53は、上記態様52において、前記前貫通孔の形状は多角形、円形、楕円形、正方形、長方形、台形、又は菱形である。
５４．本発明による態様54は、上記態様52または53において、前記前貫通孔の孔径は0.1～3mmである。
５５．本発明による態様55は、上記態様48～54のいずれかにおいて、前記第2電極は多層網状、網状、オリフィス板状、管状、樽状、ボールケージ状、箱状、板状、粒子堆積層状、折り曲げ板状、またはパネル状である。
５６．本発明による態様56は、上記態様48～55のいずれかにおいて、前記第2電極には、後貫通孔が設けられている。
５７．本発明による態様57は、上記態様56において、前記後貫通孔は多角形、円形、楕円形、正方形、長方形、台形、又は菱形である。
５８．本発明による態様58は、上記態様56または57において、前記後貫通孔の孔径は0.1～3mmである。
５９．本発明による態様59は、上記態様48～58のいずれかにおいて、前記第2電極は、導電性物質から製造される。
６０．本発明による態様60は、上記態様48～59のいずれかにおいて、前記第2電極の表面に導電性物質を有する。
６１．本発明による態様61は、上記態様48～60のいずれかにおいて、前記第1電極と第2電極との間に電気凝固電界を有し、前記電気凝固電界は、点面電界、線面電界、網面電界、点バレル電界、線バレル電界、又は網バレル電界の1つ又は複数の組み合わせである。
６２．本発明による態様62は、上記態様48～61のいずれかにおいて、前記第1電極は線状であり、前記第2電極は面状である。
６３．本発明による態様63は、上記態様48～62のいずれかにおいて、前記第1電極は第2電極と垂直である。
６４．本発明による態様64は、上記態様48～63のいずれかにおいて、前記第1電極は第2電極と平行である。
６５．本発明による態様65は、上記態様48～64のいずれかにおいて、前記第1電極は曲線状または円弧状である。
６６．本発明による態様66は、上記態様48～65のいずれかにおいて、前記第1電極と第2電極はいずれも面状であり、且つ前記第1電極は第2電極と平行である。
６７．本発明による態様67は、上記態様48～66のいずれかにおいて、前記第1電極は金網を使用する。
６８．本発明による態様68は、上記態様48～67のいずれかにおいて、前記第1電極は平面状または球面状である。
６９．本発明による態様69は、上記態様48～68のいずれかにおいて、前記第2電極は曲面状または球面状である。
７０．本発明による態様70は、上記態様48～69のいずれかにおいて、前記第1電極は点状、線状、または網状であり、前記第2電極は樽状であり、前記第1電極は第2電極の内部に位置し、且つ、前記第1電極は第2電極の中心対称軸に位置している。
７１．本発明による態様71は、上記態様48～70のいずれかにおいて、前記第1電極は電源の一方の電極に電気的に接続され、前記第2電極は電源の他方の電極に電気的に接続される。
７２．本発明による態様72は、上記態様48～71のいずれかにおいて、前記第1電極は電源のカソードに電気的に接続され、前記第2電極は電源のアノードに電気的に接続される。
７３．本発明による態様73は、上記態様71または72において、前記電源の電圧は5～50KVである。
７４．本発明による態様74は、上記態様71～73のいずれかにおいて、前記電源の電圧はコロナ開始電圧より小さい。
７５．本発明による態様75は、上記態様71～74のいずれかにおいて、前記電源の電圧は0.1kv～2kv／mmである。
７６．本発明による態様76は、上記態様71～75のいずれかにおいて、前記電源の電圧波形は、直流波形、正弦波、または変調波形である。
７７．本発明による態様77は、上記態様71～76のいずれかにおいて、前記電源は交流電源であり、前記電源の周波数変換パルス範囲は0.1Hz～5GHzである。
７８．本発明による態様78は、上記態様48～77のいずれかにおいて、前記第1電極および第2電極は、ともに左右方向に延在し、前記第1電極の左端は、第2電極の左端よりも左方に位置する。
７９．本発明による態様79は、上記態様48～78のいずれかにおいて、前記第2電極は2つあり、2つの第2電極の間に前記第1電極が位置する。
８０．本発明による態様80は、上記態様48～79のいずれかにおいて、前記第1電極と第2電極との間の距離は5～50mmである。
８１．本発明による態様81は、上記態様48～80のいずれかにおいて、前記第1電極と第2電極とは吸着ユニットを構成し、前記吸着ユニットは複数ある。
８２．本発明による態様82は、上記態様81において、全ての吸着ユニットは左右方向、前後方向、斜め方向、又は螺旋方向の1つ又は複数の方向に分布している。
８３．本発明による態様83は、上記態様48～82のいずれかにおいて、電気凝固入口、電気凝固出口、および前記電気凝固流路を有する電気凝固ケースをさらに含み、前記電気凝固流路の両端は、それぞれ電気凝固入口および電気凝固出口と連通する。
８４．本発明による態様84は、上記態様83において、前記電気凝固入口は円形であり、且つ前記電気凝固入口の直径は300～1000mm又は500mmである。
８５．本発明による態様85は、上記態様83または84において、前記電気凝固出口は円形であり、且つ前記電気凝固出口の直径は300～1000mm又は500mmである。
８６．本発明による態様86は、上記態様83～85のいずれかにおいて、前記電気凝固ケースは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に順に分布する第1ケース部、第2ケース部、及び第3ケース部を含み、前記電気凝固入口は第1ケース部の一端に位置し、前記電気凝固出口は第3ケース部の一端に位置する。
８７．本発明による態様87は、上記態様86において、前記第1ケース部の輪郭サイズは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に徐々に大きくなる。
８８．本発明による態様88は、上記態様86または87において、前記第1ケース部は直管状である。
８９．本発明による態様89は、上記態様86～88のいずれかにおいて、前記第2ケース部は直管状であり、且つ前記第1電極と第2電極とは第2ケース部に取り付けられる。
９０．本発明による態様90は、上記態様86～89のいずれかにおいて、前記第3ケース部の輪郭サイズは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に徐々に小さくなる。
９１．本発明による態様91は、上記態様86～90のいずれかにおいて、前記第1ケース部、第2ケース部及び第3ケース部の断面はいずれも矩形である。
９２．本発明による態様92は、上記態様83～91のいずれかにおいて、前記電気凝固ケースの材質は、ステンレス、アルミニウム合金、鉄合金、布、スポンジ、モレキュラーシーブ、活性炭、発泡鉄、又は発泡炭化珪素である。
９３．本発明による態様93は、上記態様48～92のいずれかにおいて、前記第1電極は電気凝固絶縁部材を介して電気凝固ケースに接続される。
９４．本発明による態様94は、上記態様93において、前記電気凝固絶縁部材の材質は、絶縁マイカである。
９５．本発明による態様95は、上記態様93または94において、前記電気凝固絶縁部材は柱状またはタワー状である。
９６．本発明による態様96は、上記態様48～95のいずれかにおいて、前記第1電極には、円柱状の前接続部を設け、前記前接続部は前記電気凝固絶縁部材に固着する。
９７．本発明による態様97は、上記態様48～96のいずれかにおいて、前記第2電極には、円柱状の後接続部を設け、前記後接続部は前記電気凝固絶縁部材に固着する。
９８．本発明による態様98は、上記態様48～97のいずれかにおいて、電気凝固流路の断面積に対する前記第1電極の断面積は、99％～10％、90～10％、80～20％、70～30％、60～40％、または50％である。
９９．本発明による態様99は、上記態様47～98のいずれかにおいて、前記脱硝装置は、オゾン処理後の排気ガスを凝縮して気液分離する凝縮ユニットを含む。
１００．本発明による態様100は、上記態様47～99のいずれかにおいて、前記脱硝装置は、オゾン処理後の排気ガスを溶出する溶出ユニットを含む。
１０１．本発明による態様101は、上記態様100において、前記脱硝装置は、前記溶出ユニットに溶離液を供給する溶離液ユニットをさらに含む。
１０２．本発明による態様102は、上記態様101において、前記溶離液ユニットの溶離液には水および／またはアルカリが含まれる。
１０３．本発明による態様103は、上記態様47～102のいずれかにおいて、前記脱硝装置は、排気ガスから除去した硝酸水溶液及び／又は硝酸塩水溶液を貯留する脱硝液収集ユニットをさらに含む。
１０４．本発明による態様104は、上記態様103において、前記脱硝液収集ユニットに硝酸水溶液が貯留されている場合に、前記脱硝液収集ユニットには硝酸と硝酸塩を形成するアルカリ液添加ユニットが設けられる。
１０５．本発明による態様105は、上記態様1～104のいずれかにおいて、前記排気ガスのオゾン浄化システムは、反応場で処理された後の排気ガス中のオゾンを分解するオゾン分解器をさらに含む。
１０６．本発明による態様106は、上記態様105において、前記オゾン分解器は、紫外線オゾン分解器および触媒オゾン分解器の少なくとも1つから選択される。
１０７．本発明による態様107は、上記態様1～106のいずれかにおいて、前記排気ガスのオゾン浄化システムは、排気ガス中の窒素酸化物を除去するための第1脱硝装置をさらに含み；前記反応場は、前記第1脱硝装置で処理された排気ガスをオゾン流と混合反応させるか、又は、前記第1脱硝装置で処理される前の排気ガスをオゾン流と混合反応させる。
１０８．本発明による態様108は、上記態様107において、前記第1脱硝装置は、非触媒還元装置、選択触媒還元装置、非選択触媒還元装置、電子ビーム脱硝装置の少なくとも1種から選択される。
１０９．本発明による態様109は、上記態様1～108のいずれかにおいて、エンジンをさらに含む。
１１０．本発明による態様110は、排気ガスのオゾン浄化方法であって、オゾン流を排気ガス流と混合反応させるというステップを含む。
１１１．本発明による態様111は、態様110に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記排気ガス流は、窒素酸化物及び揮発性有機化合物を含む。
１１２．本発明による態様112は、態様110または111に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、排気ガスの低温域では、オゾン流と排気ガス流との混合反応を行う。
１１３．本発明による態様113は、態様110～112のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流との混合反応温度は-50～200℃である。
１１４．本発明による態様114は、態様113に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流との混合反応温度は60～70℃である。
１１５．本発明による態様115は、態様110～114のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流との混合方式はベンチュリー混合、正圧混合、挿入混合、動力混合及び流体混合の少なくとも1つから選択される。
１１６．本発明による態様116は、態様115に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流との混合方式が正圧混合である場合に、オゾン吸気圧は排気ガス圧よりも高い。
１１７．本発明による態様117は、態様110に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流との混合反応前に、排気ガス流の流速を上げ、ベンチュリーの原理でオゾン流を混入させる。
１１８．本発明による態様118は、態様110に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流との混合方式は、排気ガス出口逆流流入、反応場前段混入、除塵器前後挿入、脱硝装置前後混入、触媒装置前後混入、水洗装置前後流入、フィルター前後混入、消音装置前後混入、排気ガスダクト内発生混入、吸着装置外付け混入、及び結露装置前後混入の少なくとも1つから選択される。
１１９．本発明による態様119は、態様110に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流との混合反応の反応場はダクト及び/又は反応器を含む。
１２０．本発明による態様120は、態様110～119のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記反応場は排気管、蓄熱体装置、または触媒コンバーターを含む。
１２１．本発明による態様121は、態様120に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、さらに以下の技術特徴の少なくとも1つを含む：
１）ダクトのセグメント内径は100～200mmである；
２）ダクトの長さは管径の0.1倍よりも大きい；
３）前記反応器は以下の少なくとも1種から選択される：
反応器一：前記反応器は排気ガスとオゾンとを混合して反応させる反応室を有する；
反応器二：前記反応器は、排気ガスとオゾンとを混合して反応させるための空間を提供するための若干のハニカム状キャビティを含み；前記ハニカム状キャビティ間に、冷媒を導入して排気ガスとオゾンとの反応温度を制御する隙間を設ける；
反応器三：前記反応器は、反応場所を提供する若干の担体ユニットを含む；
反応器四：前記反応器は、排気ガスの酸化反応を促進するための触媒ユニットを含む；
４）前記反応場にオゾン入口が設けられ、前記オゾン入口は、噴射口、噴射グリッド、ノズル、渦巻ノズル、ベンチュリ管付き噴射口の少なくとも1つから選択される；
５）前記反応場にオゾン入口が設けられ、前記オゾンが前記オゾン入口から反応場に入り、排気ガスと接触し、オゾン入口の配置が、排気ガスの流れ方向とは逆方向、排気ガスの流れ方向と垂直な方向、排気ガスの流れ方向の接線方向、排気ガスの流れ方向に挿入する方向、複数の方向から排気ガスと接触する方向という少なくとも１種の方向を形成する。
１２２．本発明による態様122は、態様110～121のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記オゾン流はオゾン貯蔵ユニット及び／又はオゾン発生器によって提供される。
１２３．本発明による態様123は、態様122に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記オゾン発生器は、沿面放電オゾン発生器、商用周波数アークオゾン発生器、高周波誘導オゾン発生器、低気圧オゾン発生器、紫外線オゾン発生器、電解液オゾン発生器、化学薬品オゾン発生器及び放射線照射粒子発生器の1つまたは複数の組み合わせを含む。
１２４．本発明による態様124は、態様122に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記オゾン流の提供方法は、電界と酸化触媒結合解離選択触媒の作用で、酸素含有ガスからオゾンを発生させることであり、そのうち、電界を形成する電極に酸化触媒結合解離選択触媒を担持する。
１２５．本発明による態様125は、態様124に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電極は、高圧電極またはバリア誘電体層を有する電極を含み、前記電極が高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層は前記高圧電極の表面に担持され、前記電極がバリア誘電体層を有する高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層はバリア誘電体層の表面に担持される。
１２６．本発明による態様126は、態様124に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電極が高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒の厚さは1～3mmであり；前記電極がバリア誘電体層を有する高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒の担持量は、前記バリア誘電体層の1～10ｗｔ％である。
１２７．本発明による態様127は、態様124～126のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記酸化触媒結合解離選択触媒は各成分を以下の重量百分率で含む：
活性成分 5～15％；
コート層 85～95％；
そのうち、前記活性成分は金属Mおよび金属元素Mの化合物の少なくとも1種から選択され、金属元素Mは、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、第4族金属元素、貴金属元素及びランタン系希土類元素の少なくとも1種から選択され；
前記コート層は、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、金属複合酸化物、多孔質材料、及び層状材料の少なくとも1種から選択され、前記金属複合酸化物は、アルミニウム、セリウム、ジルコニウム、及びマンガンの1種又は複数の金属の複合酸化物を含む。
１２８．本発明による態様128は、態様127に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記アルカリ土類金属元素は、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウムの少なくとも1種から選択される。
１２９．本発明による態様129は、態様127に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記遷移金属元素は、チタン、マンガン、亜鉛、銅、鉄、ニッケル、コバルト、イットリウムおよびジルコニウムの少なくとも1種から選択される。
１３０．本発明による態様130は、態様127に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第4族金属元素はスズである。
１３１．本発明による態様131は、態様127に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記貴金属元素は、白金、ロジウム、パラジウム、金、銀、イリジウムの少なくとも1種から選択される。
１３２．本発明による態様132は、態様127に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記ランタン系希土類元素は、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびサマリウムの少なくとも1種から選択される。
１３３．本発明による態様133は、態様127に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記金属元素Mの化合物は、酸化物、硫化物、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、及びペロブスカイトの少なくとも1種から選択される。
１３４．本発明による態様134は、態様127に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記多孔質材料は、モレキュラーシーブ、珪藻土、ゼオライト、及びカーボンナノチューブの少なくとも1種から選択される。
１３５．本発明による態様135は、態様127に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記層状材料は、グラフェンおよびグラファイトの少なくとも1種から選択される。
１３６．本発明による態様136は、態様124～126のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電極は、浸漬及び／又はスプレーの方法によって酸素二重触媒結合解離選択触媒を担持する。
１３７．本発明による態様137は、態様136に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、以下のステップを含む：
１）コート層原料のスラリーを、触媒の組成比に応じて、高圧電極表面またはバリア誘電体層表面に担持し、乾燥、焼成して、コート層を担持した高圧電極またはバリア誘電体層を得る；
２）ステップ1）で得られたコート層に、触媒の組成比に応じて金属元素Mを含む原料溶液またはスラリーを担持し、乾燥、焼成して、コート層がバリア誘電体層表面に担持される場合、焼成後にバリア誘電体層のコート層を担持した側とは反対側に高圧電極を設けて、前記オゾン発生器用電極を取得し；あるいは、ステップ1）で得られたコート層に、触媒の組成比に応じて、金属元素Mを含む原料溶液またはスラリーを担持し、乾燥、焼成、後処理を行い、コート層がバリア誘電体層表面に担持される場合、後処理後にバリア誘電体層のコート層を担持した側とは反対側に高圧電極を設けて、前記オゾン発生器用電極を得る；
そのうち、焼成温度、雰囲気、及び後処理によって、電極用触媒における活性成分の形態の制御を実現する。
１３８．本発明による態様138は、態様136に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、以下のステップを含む：
１）触媒の組成比に応じて、金属元素Mを含む原料溶液またはスラリーをコート層原料に担持し、乾燥、焼成して、活性成分を担持したコート材を得る；
２）触媒の組成比に応じて、ステップ1）で得られた活性成分を担持したコート材をスラリーに製造し、高圧電極表面またはバリア誘電体層表面に担持し、乾燥、焼成して、コート層がバリア誘電体層表面に担持される場合、焼成後にバリア誘電体層のコート層を担持した側とは反対側に高圧電極を設けて、前記オゾン発生器用電極を取得し；あるいは、触媒の組成比に応じて、ステップ1）で得られた活性成分を担持したコート材をスラリーに製造し、高圧電極表面またはバリア誘電体層表面に担持し、乾燥、焼成、後処理を行い、コート層がバリア誘電体層表面に担持される場合、後処理後にバリア誘電体層のコート層を担持した側とは反対側に高圧電極を設けて、前記オゾン発生器用電極を得る；
そのうち、焼成温度、雰囲気、及び後処理によって、電極用触媒における活性成分の形態の制御を実現する。
１３９．本発明による態様139は、態様110～138のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、排気ガス中の被処理ガス成分を効率的に酸化するためにオゾン流のオゾン量を制御することを含む。
１４０．本発明による態様140は、態様110～139のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、以下の除去効率になるようにオゾン流のオゾン量をを制御する：
窒素酸化物除去効率：60～99.97％；
CO除去効率：1～50％；
揮発性有機化合物除去効率：60～99.97％。
１４１．本発明による態様141は、態様139または140に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン処理前の排気ガス成分の含有量を検出することを含む。
１４２．本発明による態様142は、態様139～141のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記オゾン処理前の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
１４３．本発明による態様143は、態様141又は142に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、検出するオゾン処理前の排ガス成分の含有量を以下の少なくとも1つから選択する：
オゾン処理前排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する；
オゾン処理前排気ガス中のCO含有量を検出する；
オゾン処理前排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する。
１４４．本発明による態様144は、態様143に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン処理前の排気ガス成分の含有量を検出した少なくとも1つの出力値に基づいて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
１４５．本発明による態様145は、態様139～144のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、予め設定された数学モデルに従って、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
１４６．本発明による態様146は、態様139～145のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、理論推定値に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
１４７．本発明による態様147は、態様146に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記理論推定値は、排気ガス中の被処理物に対するオゾン導入量のモル比が2～10であるようになる。
１４８．本発明による態様148は、態様139～147のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン処理後の排気ガス成分の含有量を検出することを含む。
１４９．本発明による態様149は、態様139～148のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記オゾン処理後の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
１５０．本発明による態様150は、態様148又は149に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、検出するオゾン処理後の排ガス成分の含有量を以下の少なくとも1つから選択する：
オゾン処理後排気ガス中のオゾンの含有量を検出する；
オゾン処理後排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する；
オゾン処理後排気ガス中のCO含有量を検出する；
オゾン処理後排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する。
１５１．本発明による態様151は、態様150に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン処理後の排気ガス成分の含有量を検出した少なくとも1つの出力値に基づいて、オゾン量を制御する。
１５２．本発明による態様152は、態様110～151のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記排気ガスのオゾン浄化方法は、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去するというステップを含む。
１５３．本発明による態様153は、態様152に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、硝酸ミストを有するガスを第1電極に流し；
硝酸ミストを有するガスが第1電極を流れると、第1電極はガス中の硝酸ミストを帯電させ、第2電極は帯電した硝酸ミストに吸引力をかけ、硝酸ミストが第2電極に付着するまで硝酸ミストを第2電極に向かって移動させる。
１５４．本発明による態様154は、態様153に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、第1電極は硝酸ミストに電子を導き、電子は第1電極と第2電極との間にあるミスト間を移動して、より多くのミストを帯電させる。
１５５．本発明による態様155は、態様153又は154に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、第1電極と第2電極との間に硝酸ミストを介して電子を伝導して、電流を形成する。
１５６．本発明による態様156は、態様153～155のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、第1電極は硝酸ミストに接触することによって硝酸ミストを帯電させる。
１５７．本発明による態様157は、態様153～156のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、第1電極はエネルギ波動によって硝酸ミストを帯電させる。
１５８．本発明による態様158は、態様153～157のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、第2電極に付着した硝酸ミストは水滴となり、第2電極上の水滴は捕集槽に流入する。
１５９．本発明による態様159は、態様158に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、第2電極上の水滴は重力により捕集槽に流入する。
１６０．本発明による態様160は、態様158又は159に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、ガスが流れると、水滴を吹付け、捕集槽に流入させる。
１６１．本発明による態様161は、態様153～160のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は、固体、液体、気体の分子クラスター、プラズマ、導電性混合物質、生体の自然的な混合によって形成された導電性物質、または物体の人工的な加工によって形成された導電性物質の1つまたは複数の形態の組み合わせである。
１６２．本発明による態様162は、態様153～161のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は固体金属、グラファイトまたは304ステンレス鋼である。
１６３．本発明による態様163は、態様153～162のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は、点状、線状、網状、オリフィス板状、板状、針棒状、ボールケージ状、箱状、管状、自然形態物質または加工形態物質である。
１６４．本発明による態様164は、態様153～163のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極には、前貫通孔が設けられている。
１６５．本発明による態様165は、態様164に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記前貫通孔の形状は多角形、円形、楕円形、正方形、長方形、台形、又は菱形である。
１６６．本発明による態様166は、態様164または165に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記前貫通孔の孔径は0.1～3mmである。
１６７．本発明による態様167は、態様153～166のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第2電極は、多層網状、網状、オリフィス板状、管状、樽状、ボールケージ状、箱状、板状、粒子堆積層状、折り曲げ板状、またはパネル状である。
１６８．本発明による態様168は、態様153～167のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第2電極には、後貫通孔が設けられている。
１６９．本発明による態様169は、態様168に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記後貫通孔は多角形、円形、楕円形、正方形、長方形、台形、又は菱形である。
１７０．本発明による態様170は、態様168または169に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記後貫通孔の孔径は0.1～3mmである。
１７１．本発明による態様171は、態様153～170のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第2電極は、導電性物質から製造される。
１７２．本発明による態様172は、態様153～171のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第2電極の表面に導電性物質を有する。
１７３．本発明による態様173は、態様153～172のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極と第2電極との間に電気凝固電界を有し、前記電気凝固電界は、点面電界、線面電界、網面電界、点バレル電界、線バレル電界、又は網バレル電界の1つ又は複数の組み合わせである。
１７４．本発明による態様174は、態様153～173のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は線状であり、前記第2電極は面状である。
１７５．本発明による態様175は、態様153～174のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は第2電極と垂直である。
１７６．本発明による態様176は、態様153～175のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は第2電極と平行である。
１７７．本発明による態様177は、態様153～176のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は曲線状または円弧状である。
１７８．本発明による態様178は、態様153～177のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極と第2電極はいずれも面状であり、且つ前記第1電極は第2電極と平行である。
１７９．本発明による態様179は、態様153～178のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は金網を使用する。
１８０．本発明による態様180は、態様153～179のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は平面状または球面状である。
１８１．本発明による態様181は、態様153～180のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第2電極は曲面状または球面状である。
１８２．本発明による態様182は、態様153～181のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は点状、線状、または網状であり、前記第2電極は樽状であり、前記第1電極は第2電極の内部に位置し、且つ、前記第1電極は第2電極の中心対称軸に位置している。
１８３．本発明による態様183は、態様153～182のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は電源の一方の電極に電気的に接続され、前記第2電極は電源の他方の電極に電気的に接続される。
１８４．本発明による態様184は、態様153～183のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は電源のカソードに電気的に接続され、前記第2電極は電源のアノードに電気的に接続される。
１８５．本発明による態様185は、態様183または184に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電源の電圧は5～50KVである。
１８６．本発明による態様186は、態様183～185のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電源の電圧はコロナ開始電圧より小さい。
１８７．本発明による態様187は、態様183～186のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電源の電圧は0.1kv～2kv／mmである。
１８８．本発明による態様188は、態様183～187のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電源の電圧波形は、直流波形、正弦波、または変調波形である。
１８９．本発明による態様189は、態様183～188のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電源は交流電源であり、前記電源の周波数変換パルス範囲は0.1Hz～5GHzである。
１９０．本発明による態様190は、態様153～189のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極および第2電極は、ともに左右方向に延在し、前記第1電極の左端は、第2電極の左端よりも左方に位置する。
１９１．本発明による態様191は、態様153～190のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第2電極は2つあり、2つの第2電極の間に前記第1電極が位置する。
１９２．本発明による態様192は、態様153～191のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極と第2電極との間の距離は5～50mmである。
１９３．本発明による態様193は、態様153～192のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極と第2電極とは吸着ユニットを構成し、前記吸着ユニットは複数ある。
１９４．本発明による態様194は、態様193に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、全ての吸着ユニットは左右方向、前後方向、斜め方向、又は螺旋方向の1つ又は複数の方向に分布している。
１９５．本発明による態様195は、態様153～194のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は電気凝固ケースに取り付けられ、前記電気凝固ケースは電気凝固入口と電気凝固出口を有する。
１９６．本発明による態様196は、態様195に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電気凝固入口は円形であり、且つ前記電気凝固入口の直径は300～1000mm又は500mmである。
１９７．本発明による態様197は、態様195または196に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電気凝固出口は円形であり、且つ前記電気凝固出口の直径は300～1000mm又は500mmである。
１９８．本発明による態様198は、態様195～197のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電気凝固ケースは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に順に分布する第1ケース部、第2ケース部、及び第3ケース部を含み、前記電気凝固入口は第1ケース部の一端に位置し、前記電気凝固出口は第3ケース部の一端に位置する。
１９９．本発明による態様199は、態様198に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1ケース部の輪郭サイズは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に徐々に大きくなる。
２００．本発明による態様200は、態様198または199に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1ケース部は直管状である。
２０１．本発明による態様201は、態様198～200のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第2ケース部は直管状であり、且つ前記第1電極と第2電極とは第2ケース部に取り付けられる。
２０２．本発明による態様202は、態様198～201のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第3ケース部の輪郭サイズは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に徐々に小さくなる。
２０３．本発明による態様203は、態様198～202のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1ケース部、第2ケース部及び第3ケース部の断面はいずれも矩形である。
２０４．本発明による態様204は、態様195～203のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電気凝固ケースの材質は、ステンレス、アルミニウム合金、鉄合金、布、スポンジ、モレキュラーシーブ、活性炭、発泡鉄、又は発泡炭化珪素である。
２０５．本発明による態様205は、態様153～204のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極は電気凝固絶縁部材を介して電気凝固ケースに接続される。
２０６．本発明による態様206は、態様205に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電気凝固絶縁部材の材質は、絶縁マイカである。
２０７．本発明による態様207は、態様205または206に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記電気凝固絶縁部材は柱状またはタワー状である。
２０８．本発明による態様208は、態様153～207のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第1電極には、円柱状の前接続部を設け、前記前接続部は前記電気凝固絶縁部材に固着する。
２０９．本発明による態様209は、態様153～208のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記第2電極には、円柱状の後接続部を設け、前記後接続部は前記電気凝固絶縁部材に固着する。
２１０．本発明による態様210は、態様153～209のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、第1電極は、電気凝固流路内に配置され；硝酸ミストを有するガスは電気凝固流路に沿って流れ、第1電極を流れ；電気凝固流路の断面積に対する前記第1電極の断面積の比率は99％～10％、90％～10％、80％～20％、70％～30％、60％～40％または50％である。
２１１．本発明による態様211は、態様152～210のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する方法は、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物を凝縮させることである。
２１２．本発明による態様212は、態様152～211のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する方法は、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物を溶出することである。
２１３．本発明による態様213は、態様212に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する方法は、さらにオゾン流と排気ガス流の混合反応生成物に溶離液を供給することを含む。
２１４．本発明による態様214は、態様213に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記溶離液は水および／またはアルカリである。
２１５．本発明による態様215は、態様152～214のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する方法は、さらに排気ガスから除去した硝酸水溶液及び／又は硝酸塩水溶液を貯留することを含む。
２１６．本発明による態様216は、態様215に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、硝酸水溶液が貯留されている場合は、アルカリ液を加えて硝酸と硝酸塩を形成する。
２１７．本発明による態様217は、態様110～216のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記排気ガスのオゾン浄化方法は、硝酸が除去された排気ガスをオゾン分解するというステップをさらに含む。
２１８．本発明による態様218は、態様217に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記オゾン分解は、紫外線分解および触媒分解の少なくとも1つから選択される。
２１９．本発明による態様219は、態様110～218のいずれか1項に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記排気ガスのオゾン浄化方法は、さらに排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去し；窒素酸化物を第1回目に除去した後に排気ガス流とオゾン流との混合反応を行い、或いは、排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去する前にオゾン流と混合反応させるというステップを含む。
２２０．本発明による態様220は、態様219に記載の排気ガスのオゾン浄化方法において、前記排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去する方法は、非触媒還元法、選択触媒還元法、非選択触媒還元法、及び電子ビーム脱硝法等の少なくとも1種から選択される。
図1はエンジン排気ガスのオゾン浄化システムの模式図である。 図2は本発明に係るオゾン発生器用電極の模式図1である。 図3は本発明に係るオゾン発生器用電極の模式図2である。 図4は従来技術での放電式オゾン発生器の構成原理図である。 図5は本発明の実施例1に係るエンジン排気ガスのオゾン浄化システムを示す模式図である。 図6は本発明の実施例1に係るエンジン排気ガスのオゾン浄化システムにおける反応場を示す平面図である。 図7は本発明に係るオゾン量制御装置を示す模式図である。 図8は本発明の実施例9に係る電気凝固装置の構造図である。 図9は本発明の実施例9に係る電気凝固装置の左側面図である。 図10は本発明の実施例9に係る電気凝固装置の斜視図である。 図11は本発明の実施例10に係る電気凝固装置の構造図である。 図12は本発明の実施例10に係る電気凝固装置の平面図である。 図13は本発明の実施例11に係る電気凝固装置の構造図である。 図14は本発明の実施例12に係る電気凝固装置の構造図である。 図15は本発明の実施例13に係る電気凝固装置の構造図である。 図16は本発明の実施例14に係る電気凝固装置の構造図である。 図17は本発明の実施例15に係る電気凝固装置の構造図である。 図18は本発明の実施例16に係る電気凝固装置の構造図である。 図19は本発明の実施例17に係る電気凝固装置の構造図である。 図20は本発明の実施例18に係る電気凝固装置の構造図である。 図21は本発明の実施例19に係る電気凝固装置の構造図である。 図22は本発明の実施例20に係る電気凝固装置の構造図である。 図23は本発明の実施例21に係る電気凝固装置の構造図である。 図24は本発明の実施例22に係る電気凝固装置の構造図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、特定の具体的な実施例に基づき本発明の実施形態を説明する。当業者が本明細書が開示している内容により本発明の利点および効果を容易に理解できる。
本明細書の添付図面において描かれた構造、比例、大小などのいずれも明細書が開示している内容に合わせて、当業者が理解や参照できるものに過ぎず、本発明の実施可能な限定条件を限定するものではないので、実質に技術的意義がなく、本発明による効果および達成できる目的に影響を与えない場合、どのような構造の修飾、比例関係の変更又は大小の調整は、いずれも本発明が開示している技術内容の範疇に属するものである。また、本発明の明細書に引用された「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」および「一」などの用語も単に記載を容易に理解させるため、本発明の実施可能な範囲を限定するものではなく、技術内容を実質的に変更していない場合、その相対的関係の変更または調整は、本発明の実施可能な範囲に見なされるべきである。
本発明の1つの実施例において、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムはオゾン流を排気ガス流と混合反応させるための反応場を含む。例えば、自動車エンジン210の排気ガスを処理し、排気ガス中の水及び排気ガスダクト220を利用して、酸化反応を発生させ、排気ガス中の有機揮発分を二酸化炭素と水に酸化し；硫黄、硝石等の無害化収集を実現する。前記排気ガスのオゾン浄化システムは、さらに外付けのオゾン発生器230を含むことができ、オゾン輸送管240により排気ガスダクト220にオゾンを供給し、図1に示すように、矢印方向は排気ガスの流れ方向である。
オゾン流と排気ガス流のモル比は2～10でよく、例えば、5～6、5.5～6.5、5～7、4.5～7.5、4～8、3.5～8.5、3～9、2.5～9.5、2～10でよい。
本発明の1つの実施例は異なる方式でオゾンを取得することができる。例えば、沿面放電オゾン発生器は、管型、板型放電部品と交流高圧電源からなり、静電気を利用して粉塵を吸着し、水分を除去し、酸素リッチな空気を放電通路内に送り、空気中の酸素を電離させてオゾン、高エネルギーイオン、高エネルギー粒子を発生させ、正圧又は負圧で排気ガス通路等の反応場に導入する。管型沿面放電構造を用い、放電管内と外層の放電管外に冷却液を流入し、管内電極と外管の導体との間に電極を形成し、電極間に18kHz、10kVの高圧交流電流を流すと、外管内壁と内管外壁面で高エネルギーの電離が起こり、酸素が電離されてオゾンが発生する。正圧でオゾンを排気ガス通路等の反応場に送り込む。オゾン流と排気ガス流のモル比が2である場合に、VOCs除去率は50％であり；オゾン流と排気ガス流のモル比が5である場合に、VOCs除去率は95％以上であり、その後窒素酸化物のガス濃度が低下し、窒素酸化物除去率は90％となり；オゾン流と排気ガス流のモル比が10超である場合に、VOCs除去率は99％以上であり、その後窒素酸化物のガス濃度が低下し、窒素酸化物除去率は99％となる。電力消費が30w／gに増加する。
紫外線ランプオゾン発生器は、ガス放電のために波長11～195nmの紫外線を発生させ、直接ランプ周囲の空気に照射してオゾン、高エネルギーイオン、高エネルギー粒子を発生させ、正圧又は負圧で排気ガス通路等の反応場に導入する。波長172nmと波長185nmの紫外線放電管を用いて、ランプ点灯により、ランプ外壁の雰囲気中で酸素が電離され、多量の酸素イオンが発生して結合してオゾンになる。正圧でオゾンを排気ガス通路等の反応場に送り込む。波長185nmの紫外線を使用してオゾン流と排気ガス流のモル比が2である場合に、VOCs除去率は40％であり；波長185nmの紫外線を使用してオゾン流と排気ガス流のモル比が5である場合に、VOCs除去率は85％以上であり、その後窒素酸化物のガス濃度が低下し、窒素酸化物除去率は70％となり；波長185nmの紫外線を使用してオゾン流と排気ガス流のモル比が10超である場合に、VOCs除去率は95％以上であり、その後窒素酸化物のガス濃度が低下し、窒素酸化物除去率は95％となる。電力消費が25w／gである。
波長172nmの紫外線を使用してオゾン流と排気ガス流のモル比が2である場合に、VOCs除去率は45％であり；波長172nmの紫外線を使用してオゾン流と排気ガス流のモル比が5である場合に、VOCs除去率は89％以上であり、その後窒素酸化物のガス濃度が低下し、窒素酸化物除去率は75％となり；波長172nmの紫外線を使用してオゾン流と排気ガス流のモル比が10超である場合に、VOCs除去率は97％以上であり、その後窒素酸化物のガス濃度が低下し、窒素酸化物除去率は95％となる。電力消費が22w／gである。
本発明の1つの実施例において、前記反応場は、ダクト及び/又は反応器を含む。
本発明の1つの実施例において、前記反応場は、さらに以下の技術特徴の少なくとも1つを含む：
６）ダクトの直径は100～200mmである；
７）ダクトの長さはダクト直径の0.1倍よりも大きい；
８）前記反応器は以下の少なくとも1種から選択される：
反応器一：前記反応器は排気ガスとオゾンとを混合して反応させる反応室を有する；
反応器二：前記反応器は、排気ガスとオゾンとを混合して反応させるための空間を提供するための若干のハニカム状キャビティを含み；前記ハニカム状キャビティ間に、冷媒を導入して排気ガスとオゾンとの反応温度を制御する隙間を設ける；
反応器三：前記反応器は、反応場所を提供する若干の担体ユニットを含み（例えば、ハニカム構造のメソポーラスセラミックス担体）、担体ユニットがない場合に気相で反応させ、担体ユニットがある場合に界面で反応させ、反応時間を早める；
反応器四：前記反応器は、排気ガスの酸化反応を促進するための触媒ユニットを含む；
９）前記反応場にオゾン入口が設けられ、前記オゾン入口は、噴射口、噴射グリッド、ノズル、渦巻ノズル、ベンチュリ管付き噴射口の少なくとも1つから選択され；ベンチュリ管付き噴射口が設けられ；前記ベンチュリ管は噴射口に設けられ、ベンチュリーの原理でオゾン流を混入する；
１０）前記反応場にオゾン入口が設けられ、前記オゾンが前記オゾン入口から反応場に入り、排気ガスと接触し、オゾン入口の配置が、排気ガスの流れ方向とは逆方向、排気ガスの流れ方向と垂直な方向、排気ガスの流れ方向の接線方向、排気ガスの流れ方向に挿入する方向、複数の方向から排気ガスと接触する方向という少なくとも１種の方向を形成し；前記排気ガスの流れ方向とは逆方向は逆方向に入ることで、反応時間を長くし、体積を減少させ；前記排気ガスの流れ方向と垂直な方向はベンチュリ効果を応用し；排気ガスの流れ方向の接線方向は混合しやすくなり；排気ガスの流れ方向に挿入する方向は旋回流を克服することができ；複数の方向は重力を克服することができる。
本発明の1つの実施例において、前記反応場は排気管、蓄熱体装置、または触媒コンバーターを含み、オゾンは蓄熱体、触媒、セラミック体をクリーン再生することができる。
本発明の1つの実施例において、前記反応場の温度は-50～200℃であり、また60～70℃、50～80℃、40～90℃、30～100℃、20～110℃、10～120℃、0～130℃、-10～140℃、-20～150℃、-30～160℃、-40～170℃、-50～180℃、-180～190℃又は90～200℃でよい。
本発明の1つの実施例において、前記反応場の温度は60～70℃である。
本発明の1つの実施例において、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムはオゾン流を提供するためのオゾン源をさらに含む。前記オゾン流は、オゾン発生器で即時に生成されるオゾンでもよく、貯蔵されるオゾンでもよい。前記反応場は、オゾン源と流体連通することができ、オゾン源によって提供されるオゾン流は、反応場に導入されて、排気ガス流と混合して、排気ガス流を酸化処理することができる。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン源は、オゾン貯蔵ユニット及び／又はオゾン発生器を含む。前記オゾン源は、オゾン導入ダクトを含んでもよいし、オゾン発生器を含んでもよく、前記オゾン発生器は、アークオゾン発生器である沿面放電オゾン発生器、商用周波数アークオゾン発生器、高周波誘導オゾン発生器、低気圧オゾン発生器、紫外線オゾン発生器、電解液オゾン発生器、化学薬品オゾン発生器及び放射線照射粒子発生器の1つまたは複数の組み合わせを含むが、これに限定されない。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン発生器は、沿面放電オゾン発生器、商用周波数アークオゾン発生器、高周波誘導オゾン発生器、低気圧オゾン発生器、紫外線オゾン発生器、電解液オゾン発生器、化学薬品オゾン発生器及び放射線照射粒子発生器の1つまたは複数の組み合わせを含む。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン発生器は、その上に触媒層が配置された電極を含み、前記触媒層は酸化触媒結合解離選択触媒層を含む。
本発明の1つの実施例において、前記電極は、高圧電極またはバリア誘電体層を有する高圧電極を含み、前記電極が高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層250は前記高圧電極260の表面に設けられ（図2に示す）、前記電極がバリア誘電体層270を有する高圧電極260を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層250はバリア誘電体層270の表面に設けられる（図3に示す）。
高圧電極とは、電圧が500Vより高い直流または交流電極をいう。電極とは、固体、気体、真空、又は電解液などの導電性媒体に電流を入力または導出するための極板をいう。電流を入力する側を陽極またはアノードと呼び、電流を放出する側を陰極またはカソードと呼ぶ。
放電式オゾン発生メカニズムは、主に物理的(電気的)な方法である。放電式オゾン発生器も多くのタイプがあるが、その基本原理は、高電圧により電界を発生させ、電界の電気エネルギーにより酸素の二重結合を弱化乃至切断してオゾンを生成することである。既存の放電式オゾン発生器の構成原理図は図4に示すように、この放電式オゾン発生器は、高圧交流電源280、高圧電極260、バリア誘電体層270、エアギャップ290、及びアース電極291を含む。高電圧電界の作用で、エアギャップ290中の酸素分子の酸素二重結合が電気エネルギーにより切断され、オゾンが発生する。しかし、電界エネルギーによるオゾン発生には限界があり、現在業界標準ではオゾン1kg当たりの電力消費が8kWh以下であることが要求され、業界平均レベルは7.5kWh程度である。
本発明の1つの実施例において、前記バリア誘電体層は、セラミック板、セラミック管、石英ガラス板、石英板及び石英管の少なくとも1種から選択される。前記セラミック板、セラミック管は、アルミナ、ジルコニア、シリカ等の酸化物又はその複合酸化物のセラミック板、セラミック管でよい。
本発明の1つの実施例において、前記電極が高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層の厚さは1～3mmであり、この酸化触媒結合解離選択触媒層はバリア媒体を兼ね、例えば1～1.5mm又は1.5～3mmであり；前記電極がバリア誘電体層を有する高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層の担持量は、バリア誘電体層の1～12ｗｔ％であり、例えば1～5ｗｔ％又は5～12ｗｔ％である。
本発明の1つの実施例において、前記酸化触媒結合解離選択触媒層は各成分を以下の重量百分率で含む：
活性成分 5～15％、例えば5～8％、8～10％、10～12％、12～14％又は14～15％；
コート層 85～95％、例えば85～86％、86～88％、88～90％、90～92％又は92～95％；
そのうち、前記活性成分は金属Mおよび金属元素Mの化合物の少なくとも1種から選択され、金属元素Mは、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、第4族金属元素、貴金属元素及びランタン系希土類元素の少なくとも1種から選択され；
前記コート層は、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、金属複合酸化物、多孔質材料、及び層状材料の少なくとも1種から選択され、前記金属複合酸化物は、アルミニウム、セリウム、ジルコニウム、及びマンガンの1種又は複数の金属の複合酸化物を含む。
本発明の1つの実施例において、前記アルカリ土類金属元素は、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウムの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記遷移金属元素は、チタン、マンガン、亜鉛、銅、鉄、ニッケル、コバルト、イットリウムおよびジルコニウムの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記第4族金属元素はスズである。
本発明の1つの実施例において、前記貴金属元素は、白金、ロジウム、パラジウム、金、銀、イリジウムの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記ランタン系希土類元素は、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびサマリウムの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記金属元素Mの化合物は、酸化物、硫化物、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、及びペロブスカイトの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記多孔質材料は、モレキュラーシーブ、珪藻土、ゼオライト、及びカーボンナノチューブの少なくとも1種から選択される。多孔質材料の気孔率は60％以上であり、例えば60～80％であり、比表面積は300～500m2／gであり、平均孔径は10～100nmである。
本発明の1つの実施例において、前記層状材料は、グラフェンおよびグラファイトの少なくとも1種から選択される。
前記酸化触媒結合解離選択触媒層は化学的および物理的な手法を組み合わせ、酸素二重結合を低下、弱化乃至直接切断させ、電界および触媒の相乗作用を十分に発揮利用して、オゾンの発生速度および発生量の大幅な向上を達成し、本発明のオゾン発生器は、既存の放電式オゾン発生器と比較して、同条件でオゾン発生量が10～30％向上し、発生速度が10～20％向上する。
本発明の1つの実施例において、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムは排気ガス中の被処理ガス成分を効率的に酸化するためにオゾン量を制御するオゾン量制御装置を含み、前記オゾン量制御装置は制御ユニットを含む。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン量制御装置は、オゾン処理前の排気ガス成分の含有量を検出するためのオゾン処理前排気ガス成分検出ユニットをさらに含む。
本発明の1つの実施例において、前記制御ユニットは前記オゾン処理前の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン処理前排気ガス成分検出ユニットは以下の検出ユニットの少なくとも1つから選択される：
オゾン処理前排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する第1揮発性有機化合物検出ユニット、例えば揮発性有機化合物センサなど；
オゾン処理前排気ガス中のCO含有量を検出する第1CO検出ユニット、例えばCOセンサなど；
オゾン処理前排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する第1窒素酸化物検出ユニット、例えば窒素酸化物（NOx）センサなど。
本発明の1つの実施例において、前記制御ユニットは少なくとも1つの前記オゾン処理前排気ガス成分検出ユニットの出力値に基づいて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、前記制御ユニットは予め設定された数学モデルに従って、混合反応に必要なオゾン量を制御する。予め設定された数学モデルは、オゾン処理前の排ガス成分の含有量と相関があり、上記含有量や排気ガス成分とオゾンとの反応モル比から、混合反応に必要なオゾン量を決定し、混合反応に必要なオゾン量を決定するとき、オゾン量を多くして、オゾンを過剰にすることができる。
本発明の1つの実施例において、前記制御ユニットは理論推定値に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、前記理論推定値は、排気ガス中の被処理物に対するオゾン導入量のモル比が2～10であるようになる。例えば、13Lディーゼルエンジンでは、オゾン導入量を300～500gに制御することができ；2Lガソリンエンジンでは、オゾン導入量を5～20gに制御することができる。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン量制御装置は、オゾン処理後の排気ガス成分の含有量を検出するためのオゾン処理後排気ガス成分検出ユニットを含む。
本発明の1つの実施例において、前記制御ユニットは前記オゾン処理後の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットは以下の検出ユニットの少なくとも1つから選択される：
オゾン処理後排気ガス中のオゾンの含有量を検出する第1オゾン検出ユニット；
オゾン処理後排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する第2揮発性有機化合物検出ユニット；
オゾン処理後排気ガス中のCO含有量を検出する第2CO検出ユニット；
オゾン処理後排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する第2窒素酸化物検出ユニット。
本発明の1つの実施例において、前記制御ユニットは少なくとも1つの前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットの出力値に基づいて、オゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムは、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する脱硝装置をさらに含む。
本発明の1つの実施例において、前記脱硝装置は電気凝固流路と、電気凝固流路に位置する第1電極及び第2電極とを有する電気凝固装置を含む。
本発明の1つの実施例において、前記脱硝装置は、オゾン処理後の排気ガスを凝縮して気液分離する凝縮ユニットを含む。
本発明の1つの実施例において、前記脱硝装置は、オゾン処理後の排気ガスを溶出する溶出ユニットを含み、例えば水及び／又はアルカリで溶出する。
本発明の1つの実施例において、前記脱硝装置は、前記溶出ユニットに溶離液を供給する溶離液ユニットをさらに含む。
本発明の1つの実施例において、前記溶離液ユニットの溶離液には水および／またはアルカリが含まれる。
本発明の1つの実施例において、、前記脱硝装置は、排気ガスから除去した硝酸水溶液及び／又は硝酸塩水溶液を貯留する脱硝液収集ユニットをさらに含む。
本発明の1つの実施例において、前記脱硝液収集ユニットに硝酸水溶液が貯留されている場合に、前記脱硝液収集ユニットには硝酸と硝酸塩を形成するアルカリ液添加ユニットが設けられる。
本発明の1つの実施例において、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムは、反応場で処理された後の排気ガス中のオゾンを分解するオゾン分解器をさらに含む。前記オゾン分解器は、紫外線、触媒等によりオゾン分解を行うことができる。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン分解器は、紫外線オゾン分解器および触媒オゾン分解器の少なくとも1つから選択される。
本発明の1つの実施例において、前記エンジン排気ガスのオゾン浄化システムは、排気ガス中の窒素酸化物を除去するための第1脱硝装置をさらに含み；前記反応場は、前記第1脱硝装置で処理された排気ガスをオゾン流と混合反応させるか、又は、前記第1脱硝装置で処理される前に排気ガスをオゾン流と混合反応させる。
前記第1脱硝装置は、従来技術で脱硝を達成する装置、例えばアンモニア脱硝のような非触媒還元装置、選択触媒還元装置（SCR：アンモニア添加触媒脱硝）、非選択触媒還元装置（SNCR）、電子ビーム脱硝装置等の少なくとも1種であってもよい。前記第1脱硝装置で処理された後のエンジン排気ガス中の窒素酸化物（NOx）の含有量が基準を満たさないが、前記第1脱硝装置で処理された後又は処理する前の排気ガスをオゾン流と混合反応を行うと、最新の基準を満たすことができる。
本発明の1つの実施例において、前記第1脱硝装置は、非触媒還元装置、選択触媒還元装置、非選択触媒還元装置、電子ビーム脱硝装置の少なくとも1種から選択される。
当業者は、従来技術に基づいて、エンジン排気ガス中の窒素酸化物NOXをオゾン処理すると、窒素酸化物NOXはオゾンによって酸化されてNO2、N2O5やNO3などの高次窒素酸化物になり、前記高次窒素酸化物はまだガスであり、依然としてエンジン排気ガスから除去されなく、すなわち、エンジン排気ガス中の窒素酸化物NOXをオゾン処理することは効果的ではないと考え、しかし、本出願人は、オゾンと排気ガス中の窒素酸化物との反応により生成される高次窒素酸化物は最終生成物ではなく、高次窒素酸化物は水と反応して硝酸を生成し、硝酸は電気凝固及び凝縮などの方式でエンジン排気ガスからより容易に除去され、この効果は当業者にとって予測できないものである。この予期せぬ技術的効果は、当業者が、オゾンがエンジン排気ガス中のVOCと反応して十分な水を生成したり、高次窒素酸化物と反応して硝酸を生成したりするということを認識していなかったからである。
エンジン排気ガスをオゾンで処理する場合、オゾンは、揮発性有機化合物VOCと最も優先的に反応してCO2と水に酸化され、次いで窒素酸化物NOXと反応してNO2、N2O5やNO3などの高次窒素酸化物に酸化され、最後に一酸化炭素COと反応してCO2に酸化され、反応の優先順位は、揮発性有機化合物VOC＞窒素酸化物NOX＞一酸化炭素COであり、排気ガス中の十分な揮発性有機化合物VOCは、高次窒素酸化物と十分に反応して硝酸を生成するのに十分な水を生成するので、エンジン排気ガスをオゾンで処理することは、オゾンのNOX除去効果がより良くなり、この効果は、当業者にとって予期せぬ技術的効果である。
エンジン排気ガスをオゾン処理することは、窒素酸化物NOX除去効率：60～99.97％；一酸化炭素CO除去効率：1～50％；揮発性有機化合物VOC除去効率：60～99.97％という除去効果を得られ、これは当業者にとって予測できない技術的効果である。
前記高次窒素酸化物と、揮発性有機化合物VOCが酸化されて得られる水とを反応させて得られる硝酸は、より容易に除去され、且つ除去された硝酸は回収でき、例えば本発明の電気凝固装置によって硝酸を除去することができ、また、従来技術のアルカリ溶出硝酸除去のような方法で硝酸を除去することもできる。本発明の電気凝固装置は第1電極と第2電極とを含み、硝酸を含むウォーターミストが第1電極を流れると、硝酸を含むウォーターミストが帯電し、第2電極は帯電した硝酸を含むウォーターミストに吸引力をかけ、硝酸を含むウォーターミストが第2電極に付着するまで第2電極に向かって移動して、その後収集され、本発明の電気凝固装置は硝酸を含むウォーターミストに対する収集能力がより高く、収集効率がより高い。
排気ガスのオゾン浄化方法であって、オゾン流を排気ガス流と混合反応させるというステップを含む。
本発明の1つの実施例において、前記排気ガス流は、窒素酸化物及び揮発性有機化合物を含む。前記排気ガス流はエンジン排気ガスでよく、前記エンジンは一般に燃料の化学エネルギーを機械エネルギーに変換する装置であり、具体的には内燃機関等、より具体的にはディーゼルエンジン排気ガス等でもよい。前記排気ガス流の窒素酸化物（NOx）はオゾン流と混合反応して、NO2、N2O5やNO3などの高次窒素酸化物に酸化される。前記排気ガス流の揮発性有機化合物（VOC）はオゾン流と混合反応して、CO2と水に酸化される。前記高次窒素酸化物は、揮発性有機化合物（VOC）が酸化されて得られる水と反応して硝酸を得る。上記の反応により、排気ガス流の窒素酸化物（NOx）が除去され、硝酸の形で排気ガス中に存在するようになる。
本発明の1つの実施例において、排気ガスの低温域では、オゾン流と排気ガス流との混合反応を行う。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流との混合反応温度は-50～200℃であり、また60～70℃、50～80℃、40～90℃、30～100℃、20～110℃、10～120℃、0～130℃、-10～140℃、-20～150℃、-30～160℃、-40～170℃、-50～180℃、-180～190℃又は90～200℃でよい。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流との混合反応温度は60～70℃である。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流との混合方式はベンチュリー混合、正圧混合、挿入混合、動力混合及び流体混合の少なくとも1つから選択される。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流との混合方式が正圧混合である場合に、オゾン吸気圧は排気ガス圧よりも高い。オゾン流の吸気圧が排気ガス流の排圧よりも低い場合には、ベンチュリー混合方式を併用してもよい。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流との混合反応前に、排気ガス流の流速を上げ、ベンチュリーの原理でオゾン流を混入させる。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流との混合方式は、排気ガス出口逆流流入、反応場前段混入、除塵器前後挿入、脱硝装置前後混入、触媒装置前後混入、水洗装置前後流入、フィルター前後混入、消音装置前後混入、排気ガスダクト内発生混入、吸着装置外付け混入、及び結露装置前後混入の少なくとも1つから選択される。エンジン排気ガスの低温域に設置してオゾンの分解を回避することができる。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流との混合反応の反応場はダクト及び/又は反応器を含む。
本発明の1つの実施例において、前記反応場は排気管、蓄熱体装置、または触媒コンバーターを含む。
本発明の1つの実施例において、さらに以下の技術特徴の少なくとも1つを含む：
１）ダクトの直径は100～200mmである；
２）ダクトの長さはダクト直径の0.1倍よりも大きい；
３）前記反応器は以下の少なくとも1種から選択される：
反応器一：前記反応器は排気ガスとオゾンとを混合して反応させる反応室を有する；
反応器二：前記反応器は、排気ガスとオゾンとを混合して反応させるための空間を提供するための若干のハニカム状キャビティを含み；前記ハニカム状キャビティ間に、冷媒を導入して排気ガスとオゾンとの反応温度を制御する隙間を設ける；
反応器三：前記反応器は、反応場所を提供する若干の担体ユニットを含み（例えば、ハニカム構造のメソポーラスセラミックス担体）、担体ユニットがない場合に気相で反応させ、担体ユニットがある場合に界面で反応させ、反応時間を早める；
反応器四：前記反応器は、排気ガスの酸化反応を促進するための触媒ユニットを含む；
４）前記反応場にオゾン入口が設けられ、前記オゾン入口は、噴射口、噴射グリッド、ノズル、渦巻ノズル、ベンチュリ管付き噴射口の少なくとも1つから選択され；ベンチュリ管付き噴射口が設けられ；前記ベンチュリ管は噴射口に設けられ、ベンチュリーの原理でオゾン流を混入する；
５）前記反応場にオゾン入口が設けられ、前記オゾンが前記オゾン入口から反応場に入り、排気ガスと接触し、オゾン入口の配置が、排気ガスの流れ方向とは逆方向、排気ガスの流れ方向と垂直な方向、排気ガスの流れ方向の接線方向、排気ガスの流れ方向に挿入する方向、複数の方向から排気ガスと接触する方向という少なくとも１種の方向を形成し；前記排気ガスの流れ方向とは逆方向は逆方向に入ることで、反応時間を長くし、体積を減少させ；前記排気ガスの流れ方向と垂直な方向はベンチュリ効果を応用し；排気ガスの流れ方向の接線方向は混合しやすくなり；排気ガスの流れ方向に挿入する方向は旋回流を克服することができ；複数の方向は重力を克服することができる。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン流はオゾン貯蔵ユニット及び／又はオゾン発生器によって提供される。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン発生器は、沿面放電オゾン発生器、商用周波数アークオゾン発生器、高周波誘導オゾン発生器、低気圧オゾン発生器、紫外線オゾン発生器、電解液オゾン発生器、化学薬品オゾン発生器及び放射線照射粒子発生器の1つまたは複数の組み合わせを含む。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン流の提供方法は、電界と酸化触媒結合解離選択触媒層の作用で、酸素含有ガスからオゾンを発生させることであり、そのうち、電界を形成する電極に酸化触媒結合解離選択触媒層を担持する。
本発明の1つの実施例において、前記電極は、高圧電極またはバリア誘電体層を有する電極を含み、前記電極が高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層は前記高圧電極の表面に担持され、前記電極がバリア誘電体層を有する高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層はバリア誘電体層の表面に担持される。
本発明の1つの実施例において、前記電極が高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層の厚さは1～3mmであり、この酸化触媒結合解離選択触媒層はバリア媒体を兼ね、例えば1～1.5mm又は1.5～3mmであり；前記電極がバリア誘電体層を有する高圧電極を含む場合に、前記酸化触媒結合解離選択触媒層の担持量は、バリア誘電体層の1～12ｗｔ％であり、例えば1～5ｗｔ％又は5～12ｗｔ％である。
本発明の1つの実施例において、前記酸化触媒結合解離選択触媒層は各成分を以下の重量百分率で含む：
活性成分 5～15％、例えば5～8％、8～10％、10～12％、12～14％又は14～15％；
コート層 85～95％、例えば85～86％、86～88％、88～90％、90～92％又は92～95％；
そのうち、前記活性成分は金属Mおよび金属元素Mの化合物の少なくとも1種から選択され、金属元素Mは、アルカリ土類金属元素、遷移金属元素、第4族金属元素、貴金属元素及びランタン系希土類元素の少なくとも1種から選択され；
前記コート層は、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、金属複合酸化物、多孔質材料、及び層状材料の少なくとも1種から選択され、前記金属複合酸化物は、アルミニウム、セリウム、ジルコニウム、及びマンガンの1種又は複数の金属の複合酸化物を含む。
本発明の1つの実施例において、前記アルカリ土類金属元素は、マグネシウム、ストロンチウム、カルシウムの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記遷移金属元素は、チタン、マンガン、亜鉛、銅、鉄、ニッケル、コバルト、イットリウムおよびジルコニウムの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記第4族金属元素はスズである。
本発明の1つの実施例において、前記貴金属元素は、白金、ロジウム、パラジウム、金、銀、イリジウムの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記ランタン系希土類元素は、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびサマリウムの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記金属元素Mの化合物は、酸化物、硫化物、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、及びペロブスカイトの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記多孔質材料は、モレキュラーシーブ、珪藻土、ゼオライト、及びカーボンナノチューブの少なくとも1種から選択される。多孔質材料の気孔率は60％以上であり、例えば60～80％であり、比表面積は300～500m2／gであり、平均孔径は10～100nmである。
本発明の1つの実施例において、前記層状材料は、グラフェンおよびグラファイトの少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、前記電極は、浸漬及び／又はスプレーの方法によって酸素二重触媒結合解離選択触媒を担持する。
本発明の1つの実施例において、以下のステップを含む：
３）コート層原料のスラリーを、触媒の組成比に応じて、高圧電極表面またはバリア誘電体層表面に担持し、乾燥、焼成して、コート層を担持した高圧電極またはバリア誘電体層を得る；
４）ステップ1）で得られたコート層に、触媒の組成比に応じて金属元素Mを含む原料溶液またはスラリーを担持し、乾燥、焼成して、コート層がバリア誘電体層表面に担持される場合、焼成後にバリア誘電体層のコート層を担持した側とは反対側に高圧電極を設けて、前記オゾン発生器用電極を取得し；あるいは、ステップ1）で得られたコート層に、触媒の組成比に応じて、金属元素Mを含む原料溶液またはスラリーを担持し、乾燥、焼成、後処理を行い、コート層がバリア誘電体層表面に担持される場合、後処理後にバリア誘電体層のコート層を担持した側とは反対側に高圧電極を設けて、前記オゾン発生器用電極を得る；
そのうち、焼成温度、雰囲気、及び後処理によって、電極用触媒における活性成分の形態の制御を実現する。
本発明の1つの実施例において、以下のステップを含む：
３）触媒の組成比に応じて、金属元素Mを含む原料溶液またはスラリーをコート層原料に担持し、乾燥、焼成して、活性成分を担持したコート材を得る；
４）触媒の組成比に応じて、ステップ1）で得られた活性成分を担持したコート材をスラリーに製造し、高圧電極表面またはバリア誘電体層表面に担持し、乾燥、焼成して、コート層がバリア誘電体層表面に担持される場合、焼成後にバリア誘電体層のコート層を担持した側とは反対側に高圧電極を設けて、前記オゾン発生器用電極を取得し；あるいは、触媒の組成比に応じて、ステップ1）で得られた活性成分を担持したコート材をスラリーに製造し、高圧電極表面またはバリア誘電体層表面に担持し、乾燥、焼成、後処理を行い、コート層がバリア誘電体層表面に担持される場合、後処理後にバリア誘電体層のコート層を担持した側とは反対側に高圧電極を設けて、前記オゾン発生器用電極を得る；
そのうち、焼成温度、雰囲気、及び後処理によって、電極用触媒における活性成分の形態の制御を実現する。
前記担持方式は、浸漬、スプレー、塗装等であり、担持を実現できればよい。
活性成分が金属元素Mの硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩の少なくとも1種を含む場合には、金属元素Mの硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩の少なくとも1種を含む溶液またはスラリーをコート層原料に担持し、乾燥、焼成して、焼成温度が活性成分の分解温度を超えてはいけなく、例えば、金属元素Mの硫酸塩を得るためには焼成温度が硫酸塩の分解温度を超えてはいけない（分解温度は通常600℃以上である）。
焼成温度、雰囲気、及び後処理によって、電極用触媒における活性成分の形態の制御を実現し、例えば、活性成分が金属Mを含む場合、焼成後に還元ガスの還元（後処理）を行ってもよく、焼成温度は200～550℃でよく；活性成分が金属元素Mの硫化物を含む場合、焼成後に硫化水素との反応（後処理）を行ってもよく、焼成温度は200～550℃でよい。
本発明の1つの実施例において、排気ガス中の被処理ガス成分を効率的に酸化するためにオゾン流のオゾン量を制御することを含む。
本発明の1つの実施例において、以下の除去効率になるようにオゾン流のオゾン量をを制御する：
窒素酸化物除去効率：60～99.97％；
CO除去効率：1～50％；
揮発性有機化合物除去効率：60～99.97％。
本発明の1つの実施例において、オゾン処理前の排気ガス成分の含有量を検出することを含む。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン処理前の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、検出するオゾン処理前の排ガス成分の含有量を以下の少なくとも1つから選択する：
オゾン処理前排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する；
オゾン処理前排気ガス中のCO含有量を検出する；
オゾン処理前排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する。
本発明の1つの実施例において、オゾン処理前の排気ガス成分の含有量を検出した少なくとも1つの出力値に基づいて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、予め設定された数学モデルに従って、混合反応に必要なオゾン量を制御する。予め設定された数学モデルは、オゾン処理前の排ガス成分の含有量と相関があり、上記含有量や排気ガス成分とオゾンとの反応モル比から、混合反応に必要なオゾン量を決定し、混合反応に必要なオゾン量を決定するとき、オゾン量を多くして、オゾンを過剰にすることができる。
本発明の1つの実施例において、理論推定値に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、前記理論推定値は、排気ガス中の被処理物に対するオゾン導入量のモル比が2～10であり、例えば5～6、5.5～6.5、5～7、4.5～7.5、4～8、3.5～8.5、3～9、2.5～9.5、2～10であるようになる。例えば、13Lディーゼルエンジンでは、オゾン導入量を300～500gに制御することができ；2Lガソリンエンジンでは、オゾン導入量を5～20gに制御することができる。
本発明の1つの実施例において、オゾン処理後の排気ガス成分の含有量を検出することを含む。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン処理後の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、検出するオゾン処理後の排ガス成分の含有量を以下の少なくとも1つから選択する：
オゾン処理後排気ガス中のオゾンの含有量を検出する；
オゾン処理後排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する；
オゾン処理後排気ガス中のCO含有量を検出する；
オゾン処理後排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する。
本発明の1つの実施例において、オゾン処理後の排気ガス成分の含有量を検出した少なくとも1つの出力値に基づいて、オゾン量を制御する。
本発明の1つの実施例において、前記排気ガスのオゾン浄化方法は、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去するというステップを含む。
本発明の1つの実施例において、硝酸ミストを有するガスを第1電極に流し；硝酸ミストを有するガスが第1電極を流れると、第1電極はガス中の硝酸ミストを帯電させ、第2電極は帯電した硝酸ミストに吸引力をかけ、硝酸ミストが第2電極に付着するまで硝酸ミストを第2電極に向かって移動させる。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する方法は、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物を凝縮させることである。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する方法は、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物を溶出することである。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する方法は、さらにオゾン流と排気ガス流の混合反応生成物に溶離液を供給することを含む。
本発明の1つの実施例において、前記溶離液は水および／またはアルカリである。
本発明の1つの実施例において、オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する方法は、さらに排気ガスから除去した硝酸水溶液及び／又は硝酸塩水溶液を貯留することを含む。
本発明の1つの実施例において、硝酸水溶液が貯留されている場合は、アルカリ液を加えて硝酸と硝酸塩を形成する。
本発明の1つの実施例において、前記排気ガスのオゾン浄化方法は、硝酸が除去された排気ガスを、例えば紫外線や触媒等によりオゾン分解するというステップをさらに含む。
本発明の1つの実施例において、前記オゾン分解は、紫外線分解および触媒分解の少なくとも1つから選択される。
本発明の1つの実施例において、前記排気ガスのオゾン浄化方法は、さらに排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去し；窒素酸化物を第1回目に除去した後に排気ガス流とオゾン流との混合反応を行い、或いは、排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去する前にオゾン流と混合反応させるというステップを含む。
排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去する方法は従来技術で脱硝を達成する方法でよく、例えばアンモニア脱硝のような非触媒還元方法、選択触媒還元方法（SCR：アンモニア添加触媒脱硝）、非選択触媒還元方法（SNCR）、電子ビーム脱硝方法等の少なくとも1種であってもよい。排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去した後のエンジン排気ガス中の窒素酸化物（NOx）の含有量が基準を満たさないが、排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去した後又は除去する前に、オゾンと混合反応を行うと、最新の基準を満たすことができる。本発明の1つの実施例において、前記排気ガス中の窒素酸化物を第1回目に除去する方法は、非触媒還元法、選択触媒還元法、非選択触媒還元法、及び電子ビーム脱硝法等の少なくとも1種から選択される。
本発明の1つの実施例において、電気凝固流路と、電気凝固流路に位置する第1電極及び第2電極とを有する電気凝固装置を提供する。排気ガスが電気凝固流路における第1電極を流れると、排気ガス中の硝酸を含むウォーターミストである硝酸液が帯電し、第2電極は帯電した硝酸液に吸引力をかけ、硝酸を含むウォーターミストが第2電極に付着するまで第2電極に向かって移動することで、排気ガス中の硝酸液の除去を実現する。この電気凝固装置は電気凝固曇り取り装置とも呼ばれる。
本発明の1つの実施例において、第1電極は、固体、液体、気体の分子クラスター、プラズマ、導電性混合物質、生体の自然的な混合によって形成された導電性物質、または物体の人工的な加工によって形成された導電性物質の1つまたは複数の形態の組み合わせでよい。第1電極が固体の場合、第1電極は304ステンレス鋼などの固体金属、またはグラファイトなどの他の固体導体を使用でき；第1電極が液体の場合、第1電極はイオン含有導電性液体でよい。
本発明の1つの実施例において、第1電極の形状は点状、線状、網状、オリフィス板状、板状、針棒状、ボールケージ状、箱状、管状、自然形態物質または加工形態物質などでよい。第1電極が板状、ボールケージ状、箱状、または管状である場合、第1電極は無孔構造であってもよいし、ポーラス構造であってもよい。第1電極がポーラス構造の場合、第1電極に1つまたは複数の前貫通孔が設けられていてもよい。本発明の1つの実施例において、前貫通孔の形状は、多角形、円形、楕円形、正方形、長方形、台形、または菱形などでよい。本発明の1つの実施例において、前貫通孔の孔径サイズは10～100mm、10～20mm、20～30mm、30～40mm、40～50mm、50～60mm、60～70mm、70～80mm、80～90mmまたは90～100mmでよい。また、他の実施例では、第1電極は他の形状でもよい。
本発明の1つの実施例において、第2電極の形状は、多層網状、網状、オリフィス板状、管状、樽状、ボールケージ状、箱状、板状、粒子堆積層状、折り曲げ板状、またはパネル状でよい。第2電極が板状、ボールケージ状、箱状、または管状である場合、第2電極は無孔構造であってもよいし、ポーラス構造であってもよい。第2電極がポーラス構造の場合、第2電極に1つまたは複数の後貫通孔が設けられていてもよい。本発明の1つの実施例において、後貫通孔の形状は、多角形、円形、楕円形、正方形、長方形、台形、または菱形などでよい。後貫通孔の孔径サイズは10～100mm、10～20mm、20～30mm、30～40mm、40～50mm、50～60mm、60～70mm、70～80mm、80～90mmまたは90～100mmでよい。
本発明の1つの実施例において、第2電極は導電性物質から製造される。本発明の1つの実施例において、第2電極の表面に導電性物質を有する。
本発明の1つの実施例において、第1電極と第2電極との間に電気凝固電界を有し、この電気凝固電界は、点面電界、線面電界、網面電界、点バレル電界、線バレル電界、又は網バレル電界の1つ又は複数の組み合わせでよい。例えば、第1電極が針状又は線状であり、第2電極が面状であり、且つ第1電極が第2電極と垂直又は平行であることで、線面電界が形成され；或いは、第1電極が網状であり、第2電極が面状であり、第1電極が第2電極と平行であることで、網面電界が形成され；或いは、第1電極が点状であり、ワイヤ又は金属針で固定され、第2電極が樽状であり、第1電極が第2電極の幾何学的対称中心に位置することで、点バレル電界が形成され；或いは、第1電極が線状であり、ワイヤ又は金属針で固定され、第2電極が樽状であり、第1電極が第2電極の幾何学的対称軸に位置することで、線バレル電界が形成され；或いは、第1電極が網状であり、ワイヤ又は金属針で固定され、第2電極が樽状であり、第1電極が第2電極の幾何学的対称中心に位置することで、網バレル電界が形成される。第2電極が面状である場合、具体的には平面状、曲面状、または球面状でよい。第1電極が線状である場合、具体的には直線状、曲線状、又は円状でよい。第1電極は円弧状でもよい。第1電極が網状である場合、具体的には平面状、球面状又はその他の幾何学面状でよく、矩形または不規則形状でもよい。第1電極は点状でもよく、且つ直径の小さい真実点でよく、小球でもよく、網状球でもよい。第2電極が樽状である場合、第2電極をさらに種々の箱状に変化することができる。第1電極も、電極及び電気凝固電界のケーシングを形成するように、それに応じて変化することができる。
本発明の1つの実施例において、第1電極は線状であり、第2電極は面状である。本発明の1つの実施例において、第1電極は第2電極と垂直である。本発明の1つの実施例において、第1電極は第2電極と平行である。本発明の1つの実施例において、第1電極と第2電極はいずれも面状であり、且つ第1電極は第2電極と平行である。本発明の1つの実施例において、第1電極は金網を使用する。本発明の1つの実施例において、第1電極は平面状または球面状である。本発明の1つの実施例において、第2電極は曲面状または球面状である。本発明の1つの実施例において、第1電極は点状、線状、または網状であり、第2電極は樽状であり、第1電極は第2電極の内部に位置し、且つ、第1電極は第2電極の中心対称軸に位置している。
本発明の1つの実施例において、第1電極は電源の一方の電極に電気的に接続され；第2電極は電源の他方の電極に電気的に接続される。本発明の1つの実施例において、第1電極は具体的に電源のカソードに電気的に接続され、第2電極は具体的に電源のアノードに電気的に接続される。
同時に、本発明のいくつかの実施例において、電気凝固装置の第1電極は、正電位または負電位を持つことができ；第1電極が正電位を持つ時、第2電極は負電位を持ち；第1電極が負電位を持つ時、第2電極が正電位を持ち、第1電極と第2電極は共に電源に電気的に接続され、具体的には、第1電極と第2電極はそれぞれ電源の正負電極に電気的に接続されることができる。この電源の電圧を通電駆動電圧といい、通電駆動電圧の大きさの選択は環境温度、媒体温度等に依存する。例えば、電源の通電駆動電圧の範囲は、5～50KV、10～50KV、5～10KV、10～20KV、20～30KV、30～40KV、40～50KVでよく、生物電から空間のスモッグ浄化用電気までである。電源は直流電源でも交流電源でもよく、また、通電駆動電圧の波形は直流波形、正弦波、または変調波形でよい。直流電源は吸着の基本的用途として使用され；正弦波は移動用として使用され、例えば正弦波の通電駆動電圧を第1電極と第2電極との間に印加して、生成された電気凝固電界が、電気凝固電界で帯電した粒子、例えばミストなどを第2電極に向かって移動させ；ランプ波が牽引用として使用され、牽引の強さに応じて波形を変調させ、例えば非対称電気凝固電界の両端縁部で、媒体に発生する張力に著しい方向性を有するため、電気凝固電界の媒体をその方向に駆動して移動する。電源として交流電源を用いる場合、その周波数変換パルスの範囲は、0.1Hz～5GHz、0.1Hz ～1Hz、0.5Hz～10Hz、5Hz～100Hz、50Hz～1KHz、1KHz～100KHz、50KHz～1MHz、1MHz～100MHz、50MHz～1GHz、500MHz～2GHz、又は1GHz～5GHzでよく、生体から汚染物粒子への吸着に適用できる。第1電極は導線としてもよく、硝酸を含むウォーターミストに接触するとき、直接に正負電子を硝酸を含むウォーターミストに導き、この場合に硝酸を含むウォーターミスト自体を電極としてもよい。第1電極は、エネルギ波動によって硝酸を含むウォーターミスト又は電極に電子を移動させることができ、このようにして第1電極は硝酸を含むウォーターミストに接触しないようになる。硝酸を含むウォーターミストは、第1電極から第2電極への移動中に、電子を取得することと電子を失うことを繰り返し；これと同時に、第1電極と第2電極との間に存在する多数の硝酸を含むウォーターミスト間を多量の電子が移動して、より多くのミストを帯電させ、最終的に第2電極に到達して電流を形成し、この電流を通電駆動電流ともいう。通電駆動電流の大きさは、環境温度、媒体温度、電子量、被吸着物質量、逃げ量に依存する。例えば、電子量が増加すると、移動可能な粒子、例えばミストが増加し、それに伴って，移動する帯電粒子により形成される電流も増加する。単位時間当たりに吸着される帯電物質、例えばミストが多いほど電流が大きくなる。逃げるミストは帯電するだけで第2電極には到達しなく、つまり有効な電気的中和がなされないため、同じ条件では逃げるミストが多いほど電流が小さくなる。同じ条件では、雰囲気温度が高いほど、ガス粒子やミストの速度が速くなり、それ自体の運動エネルギーも高くなり、それ自体が第1電極や第2電極に衝突する確率が高くなり、第2電極に吸着されにくくなるため、逃げが生じるが、その逃げは電気的中和の後に生じ、また、電気的中和を多数回繰り返した後に生じる可能性があるため、その分だけ電子伝導速度が増加し、電流も増加する。同時に、雰囲気温度が高いほど、気体分子やミスト等の運動エネルギーが高くなり、第2電極に吸着されにくく、第2電極に吸着されても再び第2電極から逃げ、すなわち電気的中和がなされた後に逃げる確率が大きくなるため、第1電極と第2電極との間隔が変わらない場合には、上記通電駆動電圧を増加する必要があり、この通電駆動電圧の限界は空気破壊の効果を達するものである。また、媒体温度の影響は、基本的に環境温度の影響に相当する。媒体温度が低いほど、媒体、例えばミストの帯電を励起するのに必要なエネルギーが小さく、且つそれ自体が有する運動エネルギーも小さく、同じ電気凝固電界力の作用で第2電極に吸着されやすく、形成される電流が大きくなる。電気凝固装置が冷態の硝酸を含むウォーターミストを吸着する効果はより高い。媒体、例えばミストの濃度が増加するほど、帯電した媒体が第2電極に衝突する前に他の媒体と電子伝達を起こしてしまう確率が高くなり、それによって有効な電気的中和がなされる機会も大きくなり、それに応じて形成される電流が大きくなり；したがって、媒体濃度が高いほど、形成される電流が大きくなる。通電駆動電圧と媒体温度との関係は、通電駆動電圧と環境温度との関係とほぼ同じである。
本発明の1つの実施例において、第1電極及び第2電極と接続する電源の通電駆動電圧をコロナ開始電圧よりも小さくすることができる。このコロナ開始電圧は第1電極と第2電極との間で放電を生じさせてガスを電離させることができる最小の電圧値である。コロナ開始電圧の大きさは、ガスや動作環境等によって異なる。しかしながら、当業者にとって、決定されたガスおよび動作環境に関して、対応するコロナ開始電圧も決定された。本発明の1つの実施例において、電源の通電駆動電圧は具体的に0.1～2kv／mmでよい。電源の通電駆動電圧はコロナ開始電圧よりも小さい。
本発明の1つの実施例において、第1電極および第2電極は、ともに左右方向に延在し、第1電極の左端は、第2電極の左端よりも左方に位置する。
本発明の1つの実施例において、第2電極は2つあり、2つの第2電極の間に第1電極が位置する。
第1電極と第2電極との間の距離は、両者間の通電駆動電圧の大きさ、ウォーターミストの流速、及び硝酸を含むウォーターミストの帯電能力などに応じて設定される。例えば、第1電極と第2電極との間隔は5～50mm、5～10mm、10～20mm、20～30mm、30～40mm、または40～50mmでよい。第1電極と第2電極との間隔が大きいほど、媒体が逃げないように帯電した媒体を第2電極に向かって素早く移動させるのに十分な強さの電気凝固電界を形成するために、必要な通電駆動電圧が高くなる。同じ条件下で、第1電極と第2電極との間隔が大きいほど、気流方向に沿って中心位置に近づくほど、物質の流速が速くなり；第2電極に近づくほど、物質の流速が遅くなり；一方、気流と垂直な方向については、帯電媒体粒子、例えばミストは、第1電極と第2電極との間隔が大きくなるほど、衝突がない場合に電気凝固電界によって加速される時間が長くなるため、第2電極に近づくまで物質の垂直方向に沿う移動速度が速くなる。同じ条件で、通電駆動電圧が変わらない場合、距離が増加するにつれて電気凝固電界の強度は減少していき、電気凝固電界で媒体の帯電能力も弱くなる。
第1電極と第2電極とは吸着ユニットを構成する。吸着ユニットは1個でも複数個でもよく、その数は実際の需要に応じて決定される。1つの実施例において、1つの吸着ユニットがある。もう1つの実施例において、複数の吸着ユニットがあるため、複数の吸着ユニットにより多くの硝酸液を吸着させ、硝酸液の収集効率を高める。吸着ユニットが複数ある場合、全ての吸着ユニットの分布形態は必要に応じて柔軟に調整することができ；全ての吸着ユニットが同一であっても異なっていてもよい。例えば、全ての吸着ユニットは左右方向、前後方向、斜め方向、又は螺旋方向の1つ又は複数の方向に分布して、異なる風量を満たすようにしてもよい。全ての吸着ユニットは矩形に配列されていてもよいし、ピラミッド状に配列されていてもよい。上記のような種々の形状の第1電極と第2電極とを自由に組み合わせて吸着ユニットを形成することができる。例えば、線状の第1電極を管状の第2電極に挿入して吸着ユニットを形成し、さらに線状の第1電極と組み合わせて新たな吸着ユニットを形成し、この場合2つ線状の第1電極は電気的に接続されてもよく；新たな吸着ユニットはさらに左右方向、上下方向、斜め方向または螺旋方向のうちの1つまたは複数の方向に分布している。また例えば、線状の第1電極を管状の第2電極に挿入して吸着ユニットを形成し、この吸着ユニットを左右方向、上下方向、斜め方向又は螺旋方向のうちの1つ又は複数の方向に分布させて新たな吸着ユニットを形成し、この新たな吸着ユニットを上記種々の形状の第1電極と組み合わせて新たな吸着ユニットを形成する。吸着ユニットにおける第1電極と第2電極との間の距離は、異なる動作電圧や吸着対象の要求に対応するように、任意に調整することができる。異なる吸着ユニット同士を組み合わせてもよい。異なる吸着ユニットは同一の電源を用いてもよく、異なる電源を用いてもよい。異なる電源を用いる場合、各電源の通電駆動電圧は同一でも異なっていてもよい。また、本電気凝固装置も複数であってもよく、全ての電気凝固装置が左右方向、上下方向、螺旋方向又は斜め方向のうちの1つ又は複数の方向に分布していてもよい。
本発明の1つの実施例において、電気凝固装置は電気凝固入口、電気凝固出口、および電気凝固流路を有する電気凝固ケースをさらに含み、電気凝固流路の両端は、それぞれ電気凝固入口および電気凝固出口と連通する。本発明の1つの実施例において、電気凝固入口は円形であり、且つ電気凝固入口の直径は300～1000mm又は500mmである。本発明の1つの実施例において、電気凝固出口は円形であり、且つ電気凝固出口の直径は300～1000mm又は500mmである。本発明の1つの実施例において、電気凝固ケースは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に順に分布する第1ケース部、第2ケース部、及び第3ケース部を含み、電気凝固入口は第1ケース部の一端に位置し、電気凝固出口は第3ケース部の一端に位置する。本発明の1つの実施例において、第1ケース部の輪郭サイズは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に徐々に大きくなる。本発明の1つの実施例において、第1ケース部は直管状である。本発明の1つの実施例において、第2ケース部は直管状であり、且つ第1電極と第2電極とは第2ケース部に取り付けられる。本発明の1つの実施例において、第3ケース部の輪郭サイズは、電気凝固入口から電気凝固出口までの方向に徐々に小さくなる。本発明の1つの実施例において、第1ケース部、第2ケース部及び第3ケース部の断面はいずれも矩形である。本発明の1つの実施例において、電気凝固ケースの材質は、ステンレス、アルミニウム合金、鉄合金、布、スポンジ、モレキュラーシーブ、活性炭、発泡鉄、又は発泡炭化珪素である。本発明の1つの実施例において、第1電極は電気凝固絶縁部材を介して電気凝固ケースに接続される。本発明の1つの実施例において、電気凝固絶縁部材の材質は、絶縁マイカである。本発明の1つの実施例において、電気凝固絶縁部材は柱状またはタワー状である。本発明の1つの実施例において、第1電極には円柱状の前接続部を設け、前接続部は電気凝固絶縁部材に固着する。本発明の1つの実施例において、第2電極には円柱状の後接続部を設け、後接続部は電気凝固絶縁部材に固着する。
本発明の1つの実施例において、第1電極は電気凝固流路内に配置される。本発明の1つの実施例において、電気凝固流路の断面積に対する第1電極の断面積の比率は99％～10％、90％～10％、80％～20％、70％～30％、60％～40％または50％である。第1電極の断面積は、断面に沿った第1電極の実体部分の面積の合計を指す。
硝酸を含むウォーターミストを収集する過程で、硝酸を含むウォーターミストは、電気凝固入口から電気凝固ケースに流入し、電気凝固出口に向かって移動し；硝酸を含むウォーターミストが電気凝固出口に向かって移動する過程で、硝酸を含むウォーターミストは第1電極を通過して電荷を帯び；第2電極は、帯電した硝酸を含むウォーターミストを吸着して第2電極に収集する。本発明は、電気凝固ケースで排気ガス及び硝酸を含むウォーターミストを導き、第1電極に流入させて、第1電極で硝酸を含むウォーターミストを帯電させ、また、第2電極で硝酸を含むウォーターミストを収集することで、電気凝固出口から流出する硝酸を含むウォーターミストを効率的に低減する。本発明のいくつかの実施例において、電気凝固ケースの材質は、金属、非金属、導体、非導体、水、各種導電性液体、各種多孔質材料、または各種発泡材料などでもよい。電気凝固ケースの材質が金属の場合、具体的にはステンレス、またはアルミニウム合金などでよい。電気凝固ケースの材質が非金属の場合、具体的には布、またはスポンジなどでよい。電気凝固ケースの材質が導体の場合、具体的には鉄合金などでよい。電気凝固ケースの材質が非導体の場合、その表面に水層（例えば吸水後の砂層）を形成して電極となる。電気凝固ケースの材質が水や各種導電性液体の場合、電気凝固ケースは静止しているか、流動している。電気凝固ケースの材質が各種多孔質材料の場合、具体的にはモレキュラーシーブまたは活性炭でよい。電気凝固ケースの材質が各種発泡材料の場合、具体的には発泡鉄、発泡炭化珪素などでよい。1つの実施例において、第1電極は電気凝固絶縁部材を介して電気凝固ケースに固着し、電気凝固絶縁部材の材質は、絶縁マイカである。同時に、1つの実施例において、電気凝固ケースと第2電極とが同電位となるように、第2電極は直接に電気凝固ケースに電気的に接続され、このようにして、電気凝固ケースも帯電した硝酸を含むウォーターミストを吸着することができ、電気凝固ケースも1種の第2電極を構成する。電気凝固ケースには上記電気凝固流路が設けられ、第1電極は電気凝固流路に取り付けられる。
硝酸を含むウォーターミストが第2電極に付着と、結露が生じる。本発明の一部の実施例において、第2電極は上下方向に延在してもよく、これによって第2電極に堆積した結露が一定の重量になると、重力により第2電極に沿って下方に流動し、最終的に設定位置または装置に集まり、第2電極に付着した硝酸液の回収を実現する。当該電気凝固装置は冷却・曇り取りに使用されてもよい。また、第2電極に付着した物質を、電気凝固電界を外付けることにより収集することができる。第2電極の物質の収集方向は、気流と同じ方向でもよいし、気流と異なる方向でもよい。具体的に実施するとき、重力の作用を十分に利用して、第2電極上の水滴又は水層をできるだけ速やかに捕集槽に流入させ；また、気流方向とその力をできるだけ利用して、第2電極上の水流の速度を加速させる。そのため、実装条件の違いや、絶縁の容易性、経済性、実現性などにより、上記目的を達成する限り、特定の方向に限定されるものではない。
また、現在の静電界荷電理論では、コロナ放電を利用して酸素を電離して大量の負酸素イオンを発生させ、負酸素イオンが粉塵と接触して粉塵が荷電され、荷電された粉塵が異極に吸着される。しかし、硝酸を含むウォーターミスト等の低比抵抗物質に遭遇すると、既存の電界吸着作用はほとんどなくなる。低比抵抗物質は、電子を得た後に電子を失いやすく、移動中の負酸素イオンによって低比抵抗物質が荷電されると、すぐに電子を失い、負酸素イオンは一度しか移動しないため、硝酸を含むウォーターミストのような低比抵抗物質が電子を失って再帯電しにくくなり、またはこのような帯電方式は低比抵抗物質の帯電の確率を大きく低下させ、低比抵抗物質全体が無帯電状態になるため、異極によって低比抵抗物質に吸着力を与え続けることが困難になり、最終的に既存の電界による硝酸を含むウォーターミストのような低比抵抗物質の吸着効率が極端に低下する。上記電気凝固装置及び電気凝固方法は、荷電方式を用いてウォーターミストを帯電させるのではなく、硝酸を含むウォーターミストに直接電子を伝達して帯電させ、あるミストが帯電して電子を失った後、新しい電子が第1電極から別のミストを介してこの電子を失ったミストに伝達され、ミストが電子を失った後にも速やかに電子を得るようにして、ミストの帯電確率を大きく増加させ、このように繰り返して、ミスト全体を電子獲得状態にさせ、第2電極がミストを吸着するまでミストに吸引力を継続的に与えるようにして、硝酸を含むウォーターミストに対する当該電気凝固装置の収集効率をより高く確保する。本発明で採用している上記のようなミストを帯電させる方法は、コロナワイヤ、コロナ電極、又はコロナ板等を使用する必要がなく、当該電気凝固装置の全体構成を簡素化し、当該電気凝固装置の製造コストを低減する。また、本発明は上記のような通電方式を採用したことにより、第1電極上の多量の電子が、ミストを介して第2電極に伝達され、電流が形成される。当該電気凝固装置を流れるウォーターミストの濃度が高くなると、第1電極上の電子が硝酸を含むウォーターミストにより第2電極に伝達され、より多くの電子がミスト間を移動して第1電極と第2電極との間に形成される電流がより大きくなり、ミストの帯電確率を大きく増加させ、ウォーターミストに対する当該電気凝固装置の収集効率をより高く確保する。
本発明の1つの実施例において、電気凝固曇り取り方法を提供し、この電気凝固曇り取り方法は以下のステップを含む：
ウォーターミストを有するガスを第1電極に流し；
ウォーターミストを有するガスが第1電極を流れると、第1電極はガス中のウォーターミストを帯電させ、第2電極は帯電したウォーターミストに吸引力をかけ、ウォーターミストが第2電極に付着するまでウォーターミストを第2電極に向かって移動させる。
本発明の1つの実施例において、第1電極はウォーターミストに電子を導き、電子は第1電極と第2電極との間にあるミスト間を移動して、より多くのミストを帯電させる。
本発明の1つの実施例において、第1電極と第2電極との間にウォーターミストを介して電子を伝導して、電流を形成する。
本発明の1つの実施例において、第1電極はウォーターミストに接触することによってウォーターミストを帯電させる。
本発明の1つの実施例において、第1電極はエネルギー波動によってウォーターミストを帯電させる。
本発明の1つの実施例において、第2電極に付着したウォーターミストは水滴となり、第2電極上の水滴は捕集槽に流入する。
本発明の1つの実施例において、第2電極上の水滴は重力により捕集槽に流入する。
本発明の1つの実施例において、ガスが流れると、水滴を吹付け、捕集槽に流入させる。
本発明の1つの実施例において、硝酸ミストを有するガスを第1電極に流し；硝酸ミストを有するガスが第1電極を流れると、第1電極はガス中の硝酸ミストを帯電させ、第2電極は帯電した硝酸ミストに吸引力をかけ、硝酸ミストが第2電極に付着するまで硝酸ミストを第2電極に向かって移動させる。
本発明の1つの実施例において、第1電極は硝酸ミストに電子を導き、電子は第1電極と第2電極との間にあるミスト間を移動して、より多くのミストを帯電させる。
本発明の1つの実施例において、第1電極と第2電極との間に硝酸ミストを介して電子を伝導して、電流を形成する。
本発明の1つの実施例において、第1電極は硝酸ミストに接触することによって硝酸ミストを帯電させる。
本発明の1つの実施例において、第1電極はエネルギー波動によって硝酸ミストを帯電させる。
本発明の1つの実施例において、第2電極に付着した硝酸ミストは水滴となり、第2電極上の水滴は捕集槽に流入する。
本発明の1つの実施例において、第2電極上の水滴は重力により捕集槽に流入する。
本発明の1つの実施例において、ガスが流れると、水滴を吹付け、捕集槽に流入させる。
実施例1
図5に示すように、エンジン排気ガスのオゾン浄化システムは、以下を含む：
オゾン発生器で即時に生成されるオゾン流を提供するためのオゾン源201；
オゾン流を排気ガス流と混合反応させる反応場202；
オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する脱硝装置203；前記脱硝装置203はオゾン処理された後のエンジン排気ガスを電気凝固するための電気凝固装置2031を含み、硝酸を含むウォーターミストが電気凝固装置の第2電極に堆積する；前記脱硝装置203は、排気ガスから除去した硝酸水溶液及び／又は硝酸塩水溶液を貯留する脱硝液収集ユニット2032をさらに含み、前記脱硝液収集ユニットに硝酸水溶液が貯留されている場合に、前記脱硝液収集ユニットには硝酸と硝酸塩を形成するアルカリ液添加ユニットが設けられる；
反応場で処理された後の排気ガス中のオゾンを分解するオゾン分解器204。オゾン分解器は、紫外線、触媒等によりオゾン分解を行うことができる。
前記反応場202は反応器二であり、図6に示すように、その内部に排気ガスとオゾンとを混合して反応させるための空間を提供するための若干のハニカム状キャビティ2021が設けられ；前記ハニカム状キャビティ間に、冷媒を導入して排気ガスとオゾンとの反応温度を制御する隙間2022が設けられ、図中の右矢印は冷媒入口であり、左矢印は冷媒出口である。
前記電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミスト（低比抵抗物質）に電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電した硝酸を含むウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
本実施例では、第1電極301は2つあり、2つの第1電極301はいずれも網状でボールケージ状である。本実施例では、第2電極302は1つあり、この第2電極302は網状でボールケージ状である。2つの第1電極301の間に第2電極302が位置する。同時に、図11に示すように、本実施例では電気凝固装置は、入口3031および出口3032を有するハウジング303をさらに含み、第1電極301および第2電極302は、いずれもハウジング303に取り付けられる。且つ、第1電極301は絶縁部材304を介してハウジング303の内壁に固着し、第2電極302は直接にハウジング303に固着する。本実施例では絶縁部材304は柱状であり、絶縁柱とも呼ばれる。本実施例では、第1電極301は負電位を持ち、第2電極302は正電位を持つ。同時に、本実施例ではハウジング303と第2電極302が同電位となり、このハウジング303も同様に帯電した物質に吸着作用を持つ。
本実施例では電気凝固装置は酸性ミストを含む産業用排気ガスの処理に使用される。本実施例では入口3031は産業用排気ガスの排出口と連通する。本実施例では電気凝固装置の動作原理は、以下の通りである：産業用排気ガスが入口3031からハウジング303に流入し、出口3032から流出し；この過程では、産業用排気ガスがまずそのうちの1つの第1電極301を流れ、産業用排気ガスの酸性ミストがこの第1電極301と接触するとき、或いはこの第1電極301との距離が一定値に達したとき、第1電極301が電子を酸性ミストに伝達して、一部の酸性ミストが帯電し、第2電極302が帯電した酸性ミストに吸引力をかけ、酸性ミストが第2電極302に向かって移動して第2電極302に付着し；一部の酸性ミストが第2電極に吸着されなく、この部分の酸性ミストが出口3032の方向に流れ続け、この部分の酸性ミストがもう1つの第1電極301と接触するとき、或いはもう1つの第1電極301との距離が一定値に達したとき、この部分の酸性ミストが帯電し、ハウジング303がこの部分の帯電した酸性ミストに吸引力をかけ、この部分の帯電した酸性ミストがハウジング303の内壁に付着するようになり、それによって、産業用排気ガス中の酸性ミストの排出量を大幅に削減し、且つ本実施例における処理装置が産業用排気ガス中の酸性ミストの90％を除去でき、酸性ミストの除去効果が非常に著しい。また、本実施例では入口3031と出口3032はいずれも円形であり、入口3031も吸気口と呼ばれ、出口3032も排気口と呼ばれる。
実施例2
図7に示すように、実施例1において、エンジン排気ガスのオゾン浄化システムは排気ガスの被処理ガス成分を効率的に酸化するためにオゾン量を制御するオゾン量制御装置209を含み、前記オゾン量制御装置209は制御ユニット2091を含む。前記オゾン量制御装置209は、オゾン処理前の排気ガス成分の含有量を検出するためのオゾン処理前排気ガス成分検出ユニット2092をさらに含む。前記制御ユニットは前記オゾン処理前の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
前記オゾン処理前排気ガス成分検出ユニットは以下の検出ユニットの少なくとも1つから選択される：
オゾン処理前排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する第1揮発性有機化合物検出ユニット20921、例えば揮発性有機化合物センサなど；
オゾン処理前排気ガス中のCO含有量を検出する第1CO検出ユニット20922、例えばCOセンサなど；
オゾン処理前排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する第1窒素酸化物検出ユニット20923、例えば窒素酸化物（NOx）センサなど。
前記制御ユニットは少なくとも1つの前記オゾン処理前排気ガス成分検出ユニットの出力値に基づいて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
前記制御ユニットは理論推定値に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。前記理論推定値は、排気ガス中の被処理物に対するオゾン導入量のモル比が2～10であるようになる。
前記オゾン量制御装置は、オゾン処理後の排気ガス成分の含有量を検出するためのオゾン処理後排気ガス成分検出ユニット2093を含む。前記制御ユニットは前記オゾン処理後の排気ガス成分の含有量に応じて、混合反応に必要なオゾン量を制御する。
前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットは以下の検出ユニットの少なくとも1つから選択される：
オゾン処理後排気ガス中のオゾンの含有量を検出する第1オゾン検出ユニット20931；
オゾン処理後排気ガス中の揮発性有機化合物の含有量を検出する第2揮発性有機化合物検出ユニット20932；
オゾン処理後排気ガス中のCO含有量を検出する第2CO検出ユニット20933；
オゾン処理後排気ガス中の窒素酸化物の含有量を検出する第2窒素酸化物検出ユニット20934。
前記制御ユニットは少なくとも1つの前記オゾン処理後排気ガス成分検出ユニットの出力値に基づいて、オゾン量を制御する。
実施例3
オゾン発生器用電極を製造する：
バリア誘電体層として、長さ300mm、幅30mm、厚さ1.5mmのα-アルミナシートを使用する；
触媒（コート層および活性成分を含む）をバリア誘電体層の片面にコーティングし、触媒がコーティングされた後、前記触媒は前記バリア誘電体層の質量の12％になり、前記触媒は、各成分を以下の重量百分率で含み：活性成分 12ｗｔ％、コート層 88ｗｔ％、そのうち、前記活性成分は酸化セリウムと酸化ジルコニウム（物質の含有量比率は1：1.3）であり、前記コート層はγ-アルミナである；
触媒がコーティングされたバリア誘電体層の他面に銅箔を貼り付け、電極を作る。
そのうち、触媒のコーティング方法は以下の通りである：
（１）800メッシュのγ-アルミナ粉末200g、硝酸セリウム5g、硝酸ジルコニウム4g、シュウ酸4g、擬似ベーマイト5g、硝酸アルミニウム1g、EDTA（分解用）0.5gを取り、瑪瑙ミルに注ぐ。脱イオン水1300ｇを加入する。200rpm／分で10時間研磨する。スラリーに調製する；
（２）上記バリア誘電体層をオーブンに入れ、150℃で2時間乾燥させ、乾燥中にオーブンファンをオンにする。次に、オーブンのドアを閉める条件で、室温まで冷却する；
（３）上記触媒スラリーを高圧スプレーガンに充填し、乾燥後のバリア誘電体層の表面に均一にスプレーする。真空デシケーターに入れ、日陰で2時間乾かす；
（４）日陰で乾かした後、マッフル炉に入れて550℃に加熱し、加熱速度は5℃／分である。温度を2時間保ち、炉の扉を閉める条件で、自然に室温まで冷却する。コーティングプロセスが完了する。
同様の方法で4つの電極を製造する。河南ディノ環境技術株式会社製XF-B-3-100型オゾン発生器の4つの電極をすべて上記製造された電極に交換する。比較試験を行い、試験条件は以下の通りである：純酸素源、吸気圧0.6MPa、吸気量1.5立方メートル／時間、交流電圧、5000V、20,000Hzの正弦波。排気量と質量濃度の検出結果から、1時間あたりに発生するオゾン量を計算する。
試験結果は以下の通りである：
XF-B-3-100型オゾン発生器の元のオゾン発生量は120ｇ／時間であり、交換した後、同じ試験条件で、オゾン発生量は160ｇ／時間になる。試験条件で電力損失はいずれも830Wである。
実施例4
オゾン発生器用電極を製造する：
バリア誘電体層として、長さ300mm、幅30mm、厚さ1.5mmのα-アルミナシートを使用する；
触媒（コート層および活性成分を含む）をバリア誘電体層の片面にコーティングし、触媒がコーティングされた後、前記触媒は前記バリア誘電体層の質量の5％になり、前記触媒は、各成分を以下の重量百分率で含み：活性成分 触媒の総重量の15wt％、コート層 85ｗｔ％、そのうち、前記活性成分はMｎOとCｕOであり、前記コート層はγ-アルミナである；
触媒がコーティングされたバリア誘電体層の他面に銅箔を貼り付け、電極を作る。
そのうち、触媒のコーティング方法は以下の通りである：
（1）800メッシュのγ-アルミナ粉末200g、シュウ酸4g、擬似ベーマイト5g、硝酸アルミニウム1g、界面活性剤（分解用） 0.5gを取り、瑪瑙ミルに注ぐ。脱イオン水1300ｇを加入する。200rpm／分で10時間研磨する。スラリーに調製する；
（2）上記バリア誘電体層をオーブンに入れ、150で2時間乾燥させ、乾燥中にオーブンファンをオンにする。次に、オーブンのドアを閉める条件で、室温まで冷却する。乾燥前後の質量変化を測定することにより、バリア誘電体層の吸水量（A）を測定する；
（3）上記触媒スラリーを高圧スプレーガンに充填し、乾燥後のバリア誘電体層の表面に均一にスプレーする。真空デシケーターに入れ、日陰で2時間乾かす；
（4）日陰で乾かした後、マッフル炉に入れて550℃に加熱し、加熱速度は5℃／分である。温度を2時間保ち、炉の扉を閉める条件で、自然に室温まで冷却する。重量を量る。
（5）上記コート層を担持したバリア誘電体層を1分間水に浸してから取り出し、表面の水を吹き飛ばして秤量する。計算して吸水量（B）を得る；
（6）計算してコート層の正味吸水量Cを得る （C = B －A）。活性成分の目標担持量、コート層の正味吸水量Cから、活性成分水溶液の濃度を計算する。それに基づいて活性成分溶液を調製する；（活性成分目標担持量CuO 0.1g；MnO 0.2g）
（7）コート層を担持したバリア誘電体層を150℃で2時間乾燥させ、オーブンのドアを閉める条件で、室温まで冷却する。活性成分を担持しない面は撥水保護を行う。
（8）（6）で調製された活性成分溶液（硝酸銅、硝酸マンガン）を浸漬法でコート層に担持し、表面の浮遊液を吹き飛ばす。150℃で2時間乾燥させる。マッフル炉に入れて焼成させる。15℃／分の速度で550℃まで加熱し、温度を3時間保つ。オーブンのドアを少し開けて、室温まで冷却する。コーティングプロセスが完了する。
同様の方法で4つの電極を製造する。河南ディノ環境技術株式会社製XF-B-3-100型オゾン発生器の4つの電極をすべて上記製造された電極に交換する。比較試験を行い、試験条件は以下の通りである：純酸素源、吸気圧0.6MPa、吸気量1.5立方メートル／時間、交流電圧、5000V、20,000Hzの正弦波。排気量と質量濃度の検出結果から、1時間あたりに発生するオゾン量を計算する。
試験結果は以下の通りである：
XF-B-3-100型オゾン発生器の元のオゾン発生量は120ｇ／時間であり、交換した後、同じ試験条件で、オゾン発生量は168ｇ／時間になる。試験条件で電力損失はいずれも830Wである。
実施例5
オゾン発生器用電極を製造する：
バリア誘電体層として、長さ300mm、幅30mm、厚さ1.5mmの石英ガラス板を使用する；
触媒（コート層および活性成分を含む）をバリア誘電体層の片面にコーティングし、触媒がコーティングされた後、前記触媒は前記バリア誘電体層の質量の1％になり、前記触媒は、各成分を以下の重量百分率で含み：活性成分 5ｗｔ％、コート層 95ｗｔ％、そのうち、前記活性成分は銀、ロジウム、白金、コバルト及びランタン（物質の含有量比率は1：1：1：2：1.5）であり、前記コート層は酸化ジルコニウムである；
触媒がコーティングされたバリア誘電体層の他面に銅箔を貼り付け、電極を作る。
そのうち、触媒のコーティング方法は以下の通りである：
（１）酸化ジルコニウム400g、硝酸銀1.7g、硝酸ロジウム2.89g、硝酸白金3.19g、硝酸コバルト4.37g、硝酸ランタン8.66g、シュウ酸15g、EDTA (分解用) 25gを取り、瑪瑙ミルに注ぐ。脱イオン水1500ｇを加入する。200rpm／分で10時間研磨する。スラリーに調製する；
（２）上記バリア誘電体層をオーブンに入れ、150℃で2時間乾燥させ、乾燥中にオーブンファンをオンにする。次に、オーブンのドアを閉める条件で、室温まで冷却する；
（３）上記触媒スラリーを高圧スプレーガンに充填し、乾燥後のバリア誘電体層の表面に均一にスプレーする。真空デシケーターに入れ、日陰で2時間乾かす；
（４）日陰で乾かした後、マッフル炉に入れて550℃に加熱し、加熱速度は5℃／分である。温度を2時間保ち、炉の扉を閉め、自然に室温まで冷却し；その後、220℃で1.5時間水素還元雰囲気下で還元する。コーティングプロセスが完了する。
同様の方法で4つの電極を製造する。河南ディノ環境技術株式会社製XF-B-3-100型オゾン発生器の4つの電極をすべて上記製造された電極に交換する。比較試験を行い、試験条件は以下の通りである：純酸素源、吸気圧0.6MPa、吸気量1.5立方メートル／時間、交流電圧、5000V、20,000Hzの正弦波。排気量と質量濃度の検出結果から、1時間あたりに発生するオゾン量を計算する。
試験結果は以下の通りである：
XF-B-3-100型オゾン発生器の元のオゾン発生量は120ｇ／時間であり、交換した後、同じ試験条件で、オゾン発生量は140ｇ／時間になる。試験条件で電力損失はいずれも830Wである。
実施例6
オゾン発生器用電極を製造する：
触媒（コート層および活性成分を含む）を銅箔（電極）の片面にコーティングし、触媒がコーティングされた後、前記触媒の厚さは1.5mmであり、前記触媒は、各成分を以下の重量百分率で含み：活性成分 8ｗｔ％、コート層 92ｗｔ％、そのうち、前記活性成分は硫酸亜鉛、硫酸カルシウム、硫酸チタン、及び硫酸マグネシウム（物質の含有量比率は1：2：1：1）であり、前記コート層はグラフェンである；
そのうち、触媒のコーティング方法は以下の通りである：
（１）グラフェン100g、硫酸亜鉛1.61g、硫酸カルシウム3.44g、硫酸チタン2.39g、硫酸マグネシウム1.20g、シュウ酸25 g、EDTA (分解用) 15gを取り、瑪瑙ミルに注ぐ。脱イオン水800ｇを加入する。200rpm／分で10時間研磨する。スラリーに調製する；
（２）上記触媒スラリーを高圧スプレーガンに充填し、銅箔（電極）の表面に均一にスプレーする。真空デシケーターに入れ、日陰で2時間乾かす；
（３）日陰で乾かした後、マッフル炉に入れて350℃に加熱し、加熱速度は5℃／分である。温度を2時間保ち、炉の扉を閉める条件で、自然に室温まで冷却する。
同様の方法で4つの電極を製造する。河南ディノ環境技術株式会社製XF-B-3-100型オゾン発生器の4つの電極をすべて上記製造された電極に交換する。比較試験を行い、試験条件は以下の通りである：純酸素源、吸気圧0.6MPa、吸気量1.5立方メートル／時間、交流電圧、5000V、20,000Hzの正弦波。排気量と質量濃度の検出結果から、1時間あたりに発生するオゾン量を計算する。
試験結果は以下の通りである：
XF-B-3-100型オゾン発生器の元のオゾン発生量は120ｇ／時間であり、交換した後、同じ試験条件で、オゾン発生量は165ｇ／時間になる。試験条件で電力損失はいずれも830Wである。
実施例7
オゾン発生器用電極を製造する：
触媒（コート層および活性成分を含む）を銅箔（電極）の片面にコーティングし、触媒がコーティングされた後、前記触媒の厚さは3mmであり、前記触媒は、各成分を以下の重量百分率で含み：活性成分 10ｗｔ％、コート層 90ｗｔ％、そのうち、前記活性成分は酸化プラセオジミウム、酸化サマリウム、及び酸化イットリウム（物質の含有量比率は1：1：1）であり、前記コート層は酸化セリウムと酸化マンガン（物質の含有量比率は1：1）である。
そのうち、触媒のコーティング方法は以下の通りである：
（１）酸化セリウム62.54g、酸化マンガン31.59g、硝酸プラセオジム3.27g、硝酸サマリウム3.36g、硝酸イットリウム3.83g、シュウ酸12g、EDTA (分解用) 20gを取り、瑪瑙ミルに注ぐ。脱イオン水800ｇを加入する。200rpm／分で10時間研磨する。スラリーに調製する；
（２）上記触媒スラリーを高圧スプレーガンに充填し、銅箔（電極）の表面に均一にスプレーする。真空デシケーターに入れ、日陰で2時間乾かす；
（３）日陰で乾かした後、マッフル炉に入れて500℃に加熱し、加熱速度は5℃／分である。温度を2時間保ち、炉の扉を閉める条件で、自然に室温まで冷却する。
同様の方法で4つの電極を製造する。河南ディノ環境技術株式会社製XF-B-3-100型オゾン発生器の4つの電極をすべて上記製造された電極に交換する。比較試験を行い、試験条件は以下の通りである：純酸素源、吸気圧0.6MPa、吸気量1.5立方メートル／時間、交流電圧、5000V、20,000Hzの正弦波。排気量と質量濃度の検出結果から、1時間あたりに発生するオゾン量を計算する。
試験結果は以下の通りである：
XF-B-3-100型オゾン発生器の元のオゾン発生量は120ｇ／時間であり、交換した後、同じ試験条件で、オゾン発生量は155ｇ／時間になる。試験条件で電力損失はいずれも830Wである。
実施例8
オゾン発生器用電極を製造する：
触媒（コート層および活性成分を含む）を銅箔（電極）の片面にコーティングし、触媒がコーティングされた後、前記触媒の厚さは1mmであり、前記触媒は、各成分を以下の重量百分率で含み：活性成分 14ｗｔ％、コート層 86ｗｔ％、そのうち、前記活性成分は硫化ストロンチウム、硫化ニッケル、硫化スズ、及び硫化鉄（物質の含有量比率は2：1：1：1）であり、前記コート層は珪藻土であり、気孔率は80％であり、比表面積は350m2／gであり、平均孔径は30nmである。
そのうち、触媒のコーティング方法は以下の通りである：
（１）珪藻土58g、硫酸ストロンチウム3.66g、硫酸ニッケル2.63g、硫酸第一スズ2.18g、硫酸第一鉄2.78g、シュウ酸3g、EDTA (分解用) 5gを取り、瑪瑙ミルに注ぐ。脱イオン水400ｇを加入する。200rpm／分で10時間研磨する。スラリーに調製する；
（２）上記触媒スラリーを高圧スプレーガンに充填し、銅箔（電極）の表面に均一にスプレーする。真空デシケーターに入れ、日陰で2時間乾かす；
（３）日陰で乾かした後、マッフル炉に入れて500℃に加熱し、加熱速度は5℃／分である。温度を2時間保ち、炉の扉を閉める条件で、自然に室温まで冷却し；その後、COを導入して加硫反応を行い、コーティングプロセスが完了する。
同様の方法で4つの電極を製造する。河南ディノ環境技術株式会社製XF-B-3-100型オゾン発生器の4つの電極をすべて上記製造された電極に交換する。比較試験を行い、試験条件は以下の通りである：純酸素源、吸気圧0.6MPa、吸気量1.5立方メートル／時間、交流電圧、5000V、20,000Hzの正弦波。排気量と質量濃度の検出結果から、1時間あたりに発生するオゾン量を計算する。
試験結果は以下の通りである：
XF-B-3-100型オゾン発生器の元のオゾン発生量は120ｇ／時間であり、交換した後、同じ試験条件で、オゾン発生量は155ｇ／時間になる。試験条件で電力損失はいずれも830Wである。
実施例9
図8～図10に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
同時に、図8に示すように、本実施例では電気凝固装置は、電気凝固入口3031および電気凝固出口3032を有する電気凝固ケース303をさらに含み、第1電極301および第2電極302は、いずれも電気凝固ケース303に取り付けられる。且つ、第1電極301は電気凝固絶縁部材304を介して電気凝固ケース303の内壁に固着し、第2電極302は直接に電気凝固ケース303に固着する。本実施例では電気凝固絶縁部材304は柱状であり、絶縁柱とも呼ばれる。もう1つの実施例において、電気凝固絶縁部材304はタワー状などでもよい。当該電気凝固絶縁部材304は主に汚染防止と漏電防止に用いられる。本実施例では、第1電極301および第2電極302はいずれも網状であり、両方とも電気凝固入口3031と電気凝固出口3032との間にある。第1電極301は負電位を持ち、第2電極302は正電位を持つ。同時に、本実施例では電気凝固ケース303と第2電極302が同電位となり、この電気凝固ケース303も同様に帯電した物質に吸着作用を持つ。本実施例では、電気凝固ケースに電気凝固流路3036が設けられ、第1電極301および第2電極302は、いずれも電気凝固流路3036に取り付けられ、且つ電気凝固流路3036の断面積に対する第1電極301の断面積の比率は99％～10％、90％～10％、80％～20％、70％～30％、60％～40％または50％である。
本実施例では電気凝固装置は酸性ミストを含む産業用排気ガスの処理に使用されてもよい。電気凝固装置が酸性ミストを含む産業用排気ガスの処理に使用される場合、本実施例では電気凝固入口3031は産業用排気ガスの排出口と連通する。図8に示すように、本実施例では電気凝固装置の動作原理は、以下の通りである：産業用排気ガスが電気凝固入口3031から電気凝固ケース303に流入し、電気凝固出口3032から流出し；この過程では、産業用排気ガスが第1電極301を流れ、産業用排気ガスの酸性ミストが第1電極301と接触するとき、或いは第1電極301との距離が一定値に達したとき、第1電極301が電子を酸性ミストに伝達して、酸性ミストが帯電し、第2電極302が帯電した酸性ミストに吸引力をかけ、酸性ミストが第2電極302に向かって移動して第2電極302に付着し；酸性ミストが、帯電しやすく、かつ電子を失いやすい性質を有しているため、ある帯電したミストが第2電極302に移動する過程で電子を失い、その際に他の帯電したミストがその電子を失ったミストに速やかに電子を伝達することを繰り返し、ミストが帯電し続ける状態となり、第2電極302がミストに吸引力をかけ続け、ミストが第2電極302に付着するようにさせ、それによって、産業用排気ガス中の酸性ミストの除去を実現することができ、酸性ミストが大気へ直接放出されて大気汚染を引き起こすことを回避できる。本実施例では、上記第1電極301と第2電極302は吸着ユニットを構成する。吸着ユニットが1つしかない場合、本実施例の電気凝固装置は、産業用排気ガス中の酸性ミストの80％を除去でき、酸性ミストの排出量を大幅に低減し、環境保護効果が著しい。
図10に示すように、本実施例では第1電極301には3つの前接続部3011が設けられ、3つの前接続部3011は、それぞれ3つの電気凝固絶縁部材304を介して電気凝固ケース303の内壁上の3つの接続部に固着され、このような接続形式は第1電極301と電気凝固ケース303との間の接続強度を高める。本実施例では前接続部3011は円柱状であり、他の実施例では前接続部3011はタワー状などでもよい。本実施例では電気凝固絶縁部材304は円柱状であり、他の実施例では電気凝固絶縁部材304はタワー状などでもよい。本実施例では後接続部は円柱状であり、他の実施例では電気凝固絶縁部材304はタワー状などでもよい。図9に示すように、本実施例では電気凝固ケース303は、電気凝固入口3031から電気凝固出口3032までの方向に順に分布する第1ケース部3033、第2ケース部3034、及び第3ケース部3035を含む。電気凝固入口3031は第1ケース部3033の一端に位置し、電気凝固出口3032は第3ケース部3035の一端に位置する。第1ケース部3033の輪郭サイズは、電気凝固入口3031から電気凝固出口3032までの方向に徐々に大きくなり、第3ケース部3035の輪郭サイズは、電気凝固入口3031から電気凝固出口3032までの方向に徐々に小さくなる。本実施例では、第2ケース部3034の断面は矩形である。本実施例では、電気凝固ケース303は上記のような構造設計を採用し、排気ガスを電気凝固入口3031で一定の入口流量に到達させ、主に気流分布をより均一にさせることができ、第1電極301の励起によって排気ガス中の媒体、例えばミストがより帯電しやすくなる。同時に、当該電気凝固ケース303のパッケージがより便利であり、材料の使用量を減らし、スペースを節約し、ダクトで接続することができ、絶縁に使用される考慮もある。上記の効果を達成することができる任意の電気凝固ケース303はいずれも許容される。
本実施例では電気凝固入口3031と電気凝固出口3032はいずれも円形であり、電気凝固入口3031も吸気口と呼ばれ、電気凝固出口3032も排気口と呼ばれる。本実施例では、電気凝固入口3031の直径は300mm～1000mmであり、具体的には500mmである。同時に、本実施例では電気凝固入口3031の直径は300mm～1000mmであり、具体的には500mmである。
実施例10
図11や図12に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
図11や図12に示すように、本実施例では第1電極301は2つあり、2つの第1電極301はいずれも網状でボールケージ状である。本実施例では、第2電極302は1つあり、この第2電極302は網状でボールケージ状である。2つの第1電極301の間に第2電極302が位置する。同時に、図11に示すように、本実施例では電気凝固装置は、電気凝固入口3031および電気凝固出口3032を有する電気凝固ケース303をさらに含み、第1電極301および第2電極302は、いずれも電気凝固ケース303に取り付けられる。且つ、第1電極301は電気凝固絶縁部材304を介して電気凝固ケース303の内壁に固着し、第2電極302は直接に電気凝固ケース303に固着する。本実施例では電気凝固絶縁部材304は柱状であり、絶縁柱とも呼ばれる。本実施例では、第1電極301は負電位を持ち、第2電極302は正電位を持つ。同時に、本実施例では電気凝固ケース303と第2電極302が同電位となり、この電気凝固ケース303も同様に帯電した物質に吸着作用を持つ。
本実施例では電気凝固装置は酸性ミストを含む産業用排気ガスの処理に使用されてもよい。本実施例では電気凝固入口3031は産業用排気ガスの排出口と連通してもよい。図11に示すように、本実施例では電気凝固装置の動作原理は、以下の通りである：産業用排気ガスが電気凝固入口3031から電気凝固ケース303に流入し、電気凝固出口3032から流出し；この過程では、産業用排気ガスがまずそのうちの1つの第1電極301を流れ、産業用排気ガスの酸性ミストがこの第1電極301と接触するとき、或いはこの第1電極301との距離が一定値に達したとき、第1電極301が電子を酸性ミストに伝達して、一部の酸性ミストが帯電し、第2電極302が帯電した酸性ミストに吸引力をかけ、酸性ミストが第2電極302に向かって移動して第2電極302に付着し；一部の酸性ミストが第2電極に吸着されなく、この部分の酸性ミストが電気凝固出口3032の方向に流れ続け、この部分の酸性ミストがもう1つの第1電極301と接触するとき、或いはもう1つの第1電極301との距離が一定値に達したとき、この部分の酸性ミストが帯電し、電気凝固ケース303がこの部分の帯電した酸性ミストに吸引力をかけ、この部分の帯電した酸性ミストが電気凝固ケース303の内壁に付着するようになり、それによって、産業用排気ガス中の酸性ミストの排出量を大幅に削減し、且つ本実施例における処理装置が産業用排気ガス中の酸性ミストの90％を除去でき、酸性ミストの除去効果が非常に著しい。また、本実施例では電気凝固入口3031と電気凝固出口3032はいずれも円形であり、電気凝固入口3031も吸気口と呼ばれ、電気凝固出口3032も排気口と呼ばれる。
実施例11
図13に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
本実施例では、第1電極301は針状であり、且つ第1電極301は負電位を持つ。同時に、本実施例では第2電極302は面状であり、且つ、第2電極302は正電位を持ち、コレクターとも呼ばれる。本実施例では、第2電極302は具体的に平面状であり、且つ、第1電極301は第2電極302と垂直である。本実施例では、第1電極301と第2電極302との間に線面電界が形成される。
実施例12
図14に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
本実施例では、第1電極301は線状であり、且つ第1電極301は負電位を持つ。同時に、本実施例では第2電極302は面状であり、且つ、第2電極302は正電位を持ち、コレクターとも呼ばれる。本実施例では、第2電極302は具体的に平面状であり、且つ、第1電極301は第2電極302と平行である。本実施例では、第1電極301と第2電極302との間に線面電界が形成される。
実施例13
図15に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
本実施例では、第1電極301は網状であり、且つ第1電極301は負電位を持つ。同時に、本実施例では第2電極302は面状であり、且つ、第2電極302は正電位を持ち、コレクターとも呼ばれる。本実施例では、第2電極302は具体的に平面状であり、且つ、第1電極301は第2電極302と平行である。本実施例では、第1電極301と第2電極302との間にメッシュ電界が形成される。また、本実施例では第1電極301は、金属ワイヤで構成される網状構造であり、この第1電極301は金網で構成される。本実施例では、第2電極302の面積は、第1電極301の面積よりも大きい。
実施例14
図16に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
本実施例では、第1電極301は点状であり、且つ第1電極301は負電位を持つ。同時に、本実施例では第2電極302は樽状であり、且つ、第2電極302は正電位を持ち、コレクターとも呼ばれる。本実施例では第1電極301は金属線又は金属針で固定される。本実施例では、第1電極301は樽状の第2電極の幾何学的対称中心に位置する。本実施例では、第1電極301と第2電極302との間に点バレル電界が形成される。
実施例15
図17に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
本実施例では、第1電極301は線状であり、且つ第1電極301は負電位を持つ。同時に、本実施例では第2電極302は樽状であり、且つ、第2電極302は正電位を持ち、コレクターとも呼ばれる。本実施例では第1電極301は金属線又は金属針で固定される。本実施例では、第1電極301は樽状の第2電極の幾何学的対称軸に位置する。本実施例では、第1電極301と第2電極302との間に線バレル電界が形成される。
実施例16
図18に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
本実施例では、第1電極301は網状であり、且つ第1電極301は負電位を持つ。同時に、本実施例では第2電極302は樽状であり、且つ、第2電極302は正電位を持ち、コレクターとも呼ばれる。本実施例では第1電極301は金属線又は金属針で固定される。本実施例では、第1電極301は樽状の第2電極の幾何学的対称中心に位置する。本実施例では、第1電極301と第2電極302との間に網バレル電気凝固電界が形成される。
実施例17
図19に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極301；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極302；
を含む。
本実施例では第2電極302は2つあり、2つの第2電極302の間に第1電極301が位置し、第1電極301の左右方向に沿う長さが第2電極302の左右方向に沿う長さよりも大きく、第1電極301の左端は、第2電極302の左方に位置する。第1電極301の左端と第2電極302の左端は、斜め方向に延在する電力線を形成する。本実施例では、第1電極301と第2電極302との間に非対称電気凝固電界が形成される。使用に際しては、例えばミストのようなウォーターミスト（低比抵抗物質）が左から2つの第2電極302の間に入る。一部のミストが帯電して第1電極301の左端から斜め方向に沿って第2電極302の左端へ移動することで、ミストに対する牽引を形成する。
実施例18
図20に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極；
を含む。
本実施例では、第1電極と第2電極は吸着ユニット3010を構成する。本実施例では吸着ユニット3010が複数あり、且つすべての吸着ユニット3010は水平方向に分布する。本実施例ではすべての吸着ユニット3010は具体的には左右方向に分布する。
実施例19
図21に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極；
を含む。
本実施例では、第1電極と第2電極は吸着ユニット3010を構成する。本実施例では吸着ユニット3010が複数あり、且つすべての吸着ユニット3010は上下方向に分布する。
実施例20
図22に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極；
を含む。
本実施例では、第1電極と第2電極は吸着ユニット3010を構成する。本実施例では吸着ユニット3010が複数あり、且つすべての吸着ユニット3010は斜め方向に分布する。
実施例21
図23に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極；
を含む。
本実施例では、第1電極と第2電極は吸着ユニット3010を構成する。本実施例では吸着ユニット3010が複数あり、且つすべての吸着ユニット3010は螺旋方向に分布する。
実施例22
図24に示すように、本実施例は電気凝固装置を提供し、この電気凝固装置は
硝酸を含むウォーターミストに電子を伝導することができる第1電極；電子が硝酸を含むウォーターミストに伝導されると、硝酸を含むウォーターミストが帯電する；
帯電したウォーターミストに吸引力をかける第2電極；
を含む。
本実施例では、第1電極と第2電極は吸着ユニット3010を構成する。本実施例では吸着ユニット3010が複数あり、且つすべての吸着ユニット3010は左右方向、上下方向、及び斜め方向に分布する。
要約すれば、本発明は、従来技術における様々な欠点を効果的に克服し、高い工業的価値を有する。
上記の実施例は本発明の原理および効果を例示的に説明するだけであり、本発明を限定するものではない。いずれの当業者は本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上記の実施例を修正や変更してもよい。従って、発明の属する技術分野で通常の知識を有する者によって、本発明に開示された精神および技術思想から逸脱することなく行われたすべての等価の修正または変更は、依然として本発明の請求の範囲に含まれる。

Claims (12)

  1. オゾン流と排気ガス流の混合反応生成物から硝酸を除去する脱硝装置を有し、前記脱硝装置は第1電極及び第2電極とを有する電気凝固装置を含み、前記第1電極は電源のカソードに電気的に接続され、前記第2電極は電源のアノードに電気的に接続され、前記電源の電圧はコロナ開始電圧より小さいことを特徴とする、エンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  2. 前記第1電極は固体金属、グラファイトまたは304ステンレス鋼であることを特徴とする、請求項1に記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  3. 前記第1電極は網状、オリフィス板状、板状、ボールケージ状、箱状、管状であることを特徴とする、請求項1または2に記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  4. 前記第1電極には、前貫通孔が設けられていることを特徴とする、請求項1～3のいずれかに記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  5. 前記第2電極には、後貫通孔が設けられていることを特徴とする、請求項1～4のいずれかに記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  6. 前記第2電極は、導電性物質から製造されるすることを特徴とする、請求項1～5のいずれかに記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  7. 前記第2電極の表面に導電性物質を有することを特徴とする、請求項1～6のいずれかに記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  8. 前記第1電極は金網を使用することを特徴とする、請求項1～7のいずれかに記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  9. 前記第2電極は2つあり、2つの第2電極の間に前記第1電極が位置することを特徴とする、請求項1～8のいずれかに記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  10. 前記第1電極と第2電極とは吸着ユニットを構成し、前記吸着ユニットは複数あることを特徴とする、請求項1～9のいずれかに記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  11. 全ての吸着ユニットは左右方向、前後方向、斜め方向、又は螺旋方向の1つ又は複数の方向に分布していることを特徴とする、請求項10に記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
  12. 電気凝固流路の断面積に対する前記第1電極の断面積の比率は99％～10％、または90％～10％、または80％～20％、または70％～30％、または60％～40％、または50％であることを特徴とする、請求項1～11のいずれかに記載のエンジン排気ガスオゾン浄化システム。
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