JP2747868B2 - 有害ガスの分解方法および装置 - Google Patents
有害ガスの分解方法および装置Info
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- JP2747868B2 JP2747868B2 JP5077678A JP7767893A JP2747868B2 JP 2747868 B2 JP2747868 B2 JP 2747868B2 JP 5077678 A JP5077678 A JP 5077678A JP 7767893 A JP7767893 A JP 7767893A JP 2747868 B2 JP2747868 B2 JP 2747868B2
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/126—Microwaves
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有害ガスの分解方法に係
り、特にフロンガスの分解に有効な方法に関するもので
ある。
り、特にフロンガスの分解に有効な方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】有害ガスとしてのフロンガスを分解する
技術が従来から多く提案されており、燃焼分解法、プラ
ズマ分解法、触媒分解法、超臨界水分解法等が知られて
いる。これらの分解方法では、各種の問題点が有り、例
えば燃焼分解法は電気炉で７８０℃程度の高温にして分
解するものであるが、微量の有害生成物を生ずる欠点が
ある。プラズマ分解法は、高周波誘導結合プラズマ反応
装置で10,000℃程度のプラズマ温度で分解するものであ
るため、経済性が大きな課題になっている。また、ゼオ
ライト触媒を用いて５００℃程度で分解する触媒分解法
は、フッ素による触媒の劣化という問題がある。更に超
臨界水分解法は、４００℃、３２０気圧程度で加水分解
するため、高圧下で連続運転しなければならないという
問題があった。
技術が従来から多く提案されており、燃焼分解法、プラ
ズマ分解法、触媒分解法、超臨界水分解法等が知られて
いる。これらの分解方法では、各種の問題点が有り、例
えば燃焼分解法は電気炉で７８０℃程度の高温にして分
解するものであるが、微量の有害生成物を生ずる欠点が
ある。プラズマ分解法は、高周波誘導結合プラズマ反応
装置で10,000℃程度のプラズマ温度で分解するものであ
るため、経済性が大きな課題になっている。また、ゼオ
ライト触媒を用いて５００℃程度で分解する触媒分解法
は、フッ素による触媒の劣化という問題がある。更に超
臨界水分解法は、４００℃、３２０気圧程度で加水分解
するため、高圧下で連続運転しなければならないという
問題があった。
【０００３】このようなことから近年ではレーザビーム
を有害ガスに照射して光化学反応により分解を行う方法
が提案されている。このような光照射によるガス分解法
は上述した各分解方法のような欠点はない。
を有害ガスに照射して光化学反応により分解を行う方法
が提案されている。このような光照射によるガス分解法
は上述した各分解方法のような欠点はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、レーザビー
ムによる分解法は、レーザビームを反復させる反射鏡が
一対の対向する平面鏡で形成される構造であるため、平
面鏡への入射角を小さくしてレーザビームを入射させて
も、反射を数回繰り返すと、レーザビームは系外に出て
しまう。このため、まだ光分解反応を起こさせるのに充
分なパワーの光であっても充分に利用することができ
ず、光子ロスが大きいという欠点があった。
ムによる分解法は、レーザビームを反復させる反射鏡が
一対の対向する平面鏡で形成される構造であるため、平
面鏡への入射角を小さくしてレーザビームを入射させて
も、反射を数回繰り返すと、レーザビームは系外に出て
しまう。このため、まだ光分解反応を起こさせるのに充
分なパワーの光であっても充分に利用することができ
ず、光子ロスが大きいという欠点があった。
【０００５】このため、光子ロスを小さくするため、レ
ーザ光の反射経路に工夫を懲らしたものや、集光を多段
に行ってレーザ出力の有効利用を図ろうとするものなど
が提案されている（実開昭６３−１４１６３１号公報、
特開平２−２５８０２７号公報）。しかし、反射を繰り
返してレーザ光路を長くすると反射ロスに起因して反射
回数の限界があり、十分な有効光路長を確保することが
できない問題もあった。また、レーザ光の伝播距離が長
すぎると、ビーム径が拡大しすぎて分解容器壁で遮蔽さ
れてしまう等の問題をきたしてしまう。
ーザ光の反射経路に工夫を懲らしたものや、集光を多段
に行ってレーザ出力の有効利用を図ろうとするものなど
が提案されている（実開昭６３−１４１６３１号公報、
特開平２−２５８０２７号公報）。しかし、反射を繰り
返してレーザ光路を長くすると反射ロスに起因して反射
回数の限界があり、十分な有効光路長を確保することが
できない問題もあった。また、レーザ光の伝播距離が長
すぎると、ビーム径が拡大しすぎて分解容器壁で遮蔽さ
れてしまう等の問題をきたしてしまう。
【０００６】また、レーザ光を用いる光分解法では発振
効率が悪い上に、ガスレーザを用いた場合にはガスコス
トが高くなり、結局光子コストが高いという難点があっ
たものである。
効率が悪い上に、ガスレーザを用いた場合にはガスコス
トが高くなり、結局光子コストが高いという難点があっ
たものである。
【０００７】本発明は、上記従来の問題点に着目してな
されたもので、光化学反応による有害ガスの分解を低コ
ストで実現でき、かつ効率の良い分解を行うことができ
るようにした分解方法を提供しようとするものである。
されたもので、光化学反応による有害ガスの分解を低コ
ストで実現でき、かつ効率の良い分解を行うことができ
るようにした分解方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る有害ガスの分解方法は、マイクロ波を
エネルギ源とするエキシマ光若しくはランプ光を発する
エキシマランプもしくはフッ素ランプの発光ガス内に、
フロンガスその他の有機ハロゲン物質の有害ガスを導入
し、発光したエキシマ光若しくはフッ素ランプ光の光エ
ネルギにより有害ガスを分解させるように構成した。
に、本発明に係る有害ガスの分解方法は、マイクロ波を
エネルギ源とするエキシマ光若しくはランプ光を発する
エキシマランプもしくはフッ素ランプの発光ガス内に、
フロンガスその他の有機ハロゲン物質の有害ガスを導入
し、発光したエキシマ光若しくはフッ素ランプ光の光エ
ネルギにより有害ガスを分解させるように構成した。
【０００９】また、本発明に係る有害ガスの分解装置
は、マイクロ波発生器と、発生したマイクロ波が導入さ
れるマイクロ波共振器により形成された分解反応槽とを
設け、この分解反応槽に放電管を取り付けるとともに、
フッ素ガスからなるランプガスの供給管とフロンガスそ
の他の有機ハロゲン物質の有害ガスの流通経路を前記分
解反応槽に接続し前記フッ素ガスと混合させて有害ガス
を混合導入させる構成としたものである。
は、マイクロ波発生器と、発生したマイクロ波が導入さ
れるマイクロ波共振器により形成された分解反応槽とを
設け、この分解反応槽に放電管を取り付けるとともに、
フッ素ガスからなるランプガスの供給管とフロンガスそ
の他の有機ハロゲン物質の有害ガスの流通経路を前記分
解反応槽に接続し前記フッ素ガスと混合させて有害ガス
を混合導入させる構成としたものである。
【００１０】
【作用】エキシマランプはエキシマレーザに比較して投
入エネルギに対する発光エネルギの比率が高く、したが
ってコストの低い紫外光として利用することができる。
本発明では有害ガスに単にエキシマランプ光を照射する
のではなく、マイクロ波共振器によって形成された反応
槽内に発光ガスであるフッ素と混合させて有害ガスを混
合させて導入させる。エキシマランプ発光源であるフッ
素はマイクロ波を吸収して反応槽内で光エネルギを放出
し、同様に反応槽内に供給されている有害ガスを分解す
る。フッ素は励起状態の寿命が短いものの、反応槽内で
有害ガスと混合状態にあるため、効率的に分解できる。
入エネルギに対する発光エネルギの比率が高く、したが
ってコストの低い紫外光として利用することができる。
本発明では有害ガスに単にエキシマランプ光を照射する
のではなく、マイクロ波共振器によって形成された反応
槽内に発光ガスであるフッ素と混合させて有害ガスを混
合させて導入させる。エキシマランプ発光源であるフッ
素はマイクロ波を吸収して反応槽内で光エネルギを放出
し、同様に反応槽内に供給されている有害ガスを分解す
る。フッ素は励起状態の寿命が短いものの、反応槽内で
有害ガスと混合状態にあるため、効率的に分解できる。
【００１１】有害ガスの分解により発生したフッ素ガス
を回収して再度反応槽に戻すようにすることで発光ガス
として利用するようにしても良い。
を回収して再度反応槽に戻すようにすることで発光ガス
として利用するようにしても良い。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明に係る有害ガスの分解方法お
よび装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
よび装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
【００１３】図１は実施例に係る有害ガスの分解装置構
成を示している。この装置はマイクロ波発生器１０を有
し、このマイクロ波発生器１０によって発生させたマイ
クロ波をアイソレータ１２、方向性結合器１４、および
自動スタブチューナ１６を介してマイクロ波共振器とし
て形成されている分解反応槽１８に導入するようにして
いる。分解反応槽１８にはフッ素供給管路２０が接続さ
れ、図示しない供給源からエシキマランプ発光源とされ
るフッ素を反応槽１８に供給充填させるようにしてい
る。そして、分解反応槽１８には放電管２２が取り付け
られ、これによってマイクロ波の共振エネルギがフッ素
ガスに吸収され、フッ素は１５７nmの波長のエキシマ光
として放出させるようにしている。
成を示している。この装置はマイクロ波発生器１０を有
し、このマイクロ波発生器１０によって発生させたマイ
クロ波をアイソレータ１２、方向性結合器１４、および
自動スタブチューナ１６を介してマイクロ波共振器とし
て形成されている分解反応槽１８に導入するようにして
いる。分解反応槽１８にはフッ素供給管路２０が接続さ
れ、図示しない供給源からエシキマランプ発光源とされ
るフッ素を反応槽１８に供給充填させるようにしてい
る。そして、分解反応槽１８には放電管２２が取り付け
られ、これによってマイクロ波の共振エネルギがフッ素
ガスに吸収され、フッ素は１５７nmの波長のエキシマ光
として放出させるようにしている。
【００１４】また、上記分解反応槽１８には分解対象と
しての有害ガスを通流させるものとしており、フロンを
含む分解対象ガスの供給管２４が当該分解反応槽１８に
接続されている。そして、また、分解反応槽１８におけ
る前記有害ガス供給管２４の接続部の反対端側にはガス
排出管２６が接続され、反応槽１８内のガスを排出させ
ている。排出管２６にはフロンガスの分解により発生し
たＣｌ2、Ｆ2を中和処理するためのトラップ２８が設け
られ、これはＮａＯＨ水溶液タンク等によって形成し、
ここで有害物質を除去した無害ガスを大気に放出させる
ものとしている。トラップ２８の後段部にはポンプ３０
が設けられ、中和液を吸引させた後、廃棄処分工程に送
るようにしている。
しての有害ガスを通流させるものとしており、フロンを
含む分解対象ガスの供給管２４が当該分解反応槽１８に
接続されている。そして、また、分解反応槽１８におけ
る前記有害ガス供給管２４の接続部の反対端側にはガス
排出管２６が接続され、反応槽１８内のガスを排出させ
ている。排出管２６にはフロンガスの分解により発生し
たＣｌ2、Ｆ2を中和処理するためのトラップ２８が設け
られ、これはＮａＯＨ水溶液タンク等によって形成し、
ここで有害物質を除去した無害ガスを大気に放出させる
ものとしている。トラップ２８の後段部にはポンプ３０
が設けられ、中和液を吸引させた後、廃棄処分工程に送
るようにしている。
【００１５】このように構成された分解装置による作用
は次のようになる。マイクロ波発生器１０によって発生
したマイクロ波は共振器である分解反応槽１８で共振
し、この共振エネルギが反応槽１８に導入されたフッ素
ガスに吸収される。この共振周波数は２．４５ＧＨｚと
している。フッ素ガスに吸収されたエネルギは１５７nm
のエキシマ光として放出され、この光エネルギがフッ素
ガスと同時に反応槽１８に供給されたフロンガスのＣ−
Ｃｌ、Ｃ−Ｆ結合の切断エネルギとして使用される。こ
の切断作用によってフロンガスは分解し、Ｃｌ2、Ｆ2等
が発生する。これは反応槽１８からガス排出管２６によ
り取り出され、トラップ２８にて中和処理される。残り
の無害ガスは大気に放出されることになる。
は次のようになる。マイクロ波発生器１０によって発生
したマイクロ波は共振器である分解反応槽１８で共振
し、この共振エネルギが反応槽１８に導入されたフッ素
ガスに吸収される。この共振周波数は２．４５ＧＨｚと
している。フッ素ガスに吸収されたエネルギは１５７nm
のエキシマ光として放出され、この光エネルギがフッ素
ガスと同時に反応槽１８に供給されたフロンガスのＣ−
Ｃｌ、Ｃ−Ｆ結合の切断エネルギとして使用される。こ
の切断作用によってフロンガスは分解し、Ｃｌ2、Ｆ2等
が発生する。これは反応槽１８からガス排出管２６によ
り取り出され、トラップ２８にて中和処理される。残り
の無害ガスは大気に放出されることになる。
【００１６】このような分解処理ではエキシマランプは
エキシマレーザに比較して投入エネルギに対する発光エ
ネルギの比が高く、したがって安価な紫外光として利用
することができる。また、ランプ発光源であるフッ素は
励起状態の寿命が極めて短いため、直接フロンと反応す
ることは起こりにくい。したがって、単に有害物質にエ
キシマランプを照射するのではなく、マイクロ波共振器
の中に発光ガスであるフッ素ガスと混合させて分解する
ことができ、反応槽１８をフッ素分子ランプおよび有害
物質反応槽とを一体化することが可能となっている。こ
れによりレーザ光を用いた分解処理に比較して、窓の透
過率、表面のプラズマ状コート等の問題も解決できるも
のとなっている。すなわち、単にランプ光を照射するの
ではなく反応器内で発光させるため、外部から照射する
場合に比較して１５７ｎｍの光が窓を透過することがな
いのでロスを生じることがない。また、エキシマランプ
の場合、ランプ発光体の壁面でプラズマ状態を生じる
が、これによりマイクロ波が遮られてランプ発光体内に
入っていくのを妨げるが、実施例では反応器内部での発
光であるので、これによるロスも生じないという利点が
ある。
エキシマレーザに比較して投入エネルギに対する発光エ
ネルギの比が高く、したがって安価な紫外光として利用
することができる。また、ランプ発光源であるフッ素は
励起状態の寿命が極めて短いため、直接フロンと反応す
ることは起こりにくい。したがって、単に有害物質にエ
キシマランプを照射するのではなく、マイクロ波共振器
の中に発光ガスであるフッ素ガスと混合させて分解する
ことができ、反応槽１８をフッ素分子ランプおよび有害
物質反応槽とを一体化することが可能となっている。こ
れによりレーザ光を用いた分解処理に比較して、窓の透
過率、表面のプラズマ状コート等の問題も解決できるも
のとなっている。すなわち、単にランプ光を照射するの
ではなく反応器内で発光させるため、外部から照射する
場合に比較して１５７ｎｍの光が窓を透過することがな
いのでロスを生じることがない。また、エキシマランプ
の場合、ランプ発光体の壁面でプラズマ状態を生じる
が、これによりマイクロ波が遮られてランプ発光体内に
入っていくのを妨げるが、実施例では反応器内部での発
光であるので、これによるロスも生じないという利点が
ある。
【００１７】なお、上記実施例においては、分解反応槽
１８にてフロンガスの分解によって生成したフッ素ガス
を中和するようにしているが、このフッ素ガスを分離し
て前記フッ素供給管路２０に還流させて再利用するよう
にすることも可能である。更に、分離されたフッ素ガス
を単独でマイクロ波共振器に導入し、並列分解処置を行
わせることもできる。
１８にてフロンガスの分解によって生成したフッ素ガス
を中和するようにしているが、このフッ素ガスを分離し
て前記フッ素供給管路２０に還流させて再利用するよう
にすることも可能である。更に、分離されたフッ素ガス
を単独でマイクロ波共振器に導入し、並列分解処置を行
わせることもできる。
【００１８】また、上記方法は、フロンガス以外にトリ
クロロエチレン等、他の有機ハロゲン物質の分解にも適
用することができる。この場合の分解方法は同様であ
る。
クロロエチレン等、他の有機ハロゲン物質の分解にも適
用することができる。この場合の分解方法は同様であ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロ波発生器と、発生したマイクロ波が導入される
マイクロ波共振器により形成された分解反応槽とを設
け、この分解反応槽に放電管を取り付けるとともに、フ
ッ素ガスからなるランプガスの供給管とフロンガスなど
有害ガスの通流経路を接続することにより、マイクロ波
をエネルギ源としフッ素ガスを発光源としたエキシマ光
を発生させて、これにフロンガス等の有害ガスを導入
し、発光したエキシマ光の光エネルギにより有害ガスを
分解させる構成としているため、レーザ光による光分解
処理に比較して光化学反応による有害ガスの分解を低コ
ストで実現でき、かつ効率の良い分解を行うことができ
るという効果が得られる。
マイクロ波発生器と、発生したマイクロ波が導入される
マイクロ波共振器により形成された分解反応槽とを設
け、この分解反応槽に放電管を取り付けるとともに、フ
ッ素ガスからなるランプガスの供給管とフロンガスなど
有害ガスの通流経路を接続することにより、マイクロ波
をエネルギ源としフッ素ガスを発光源としたエキシマ光
を発生させて、これにフロンガス等の有害ガスを導入
し、発光したエキシマ光の光エネルギにより有害ガスを
分解させる構成としているため、レーザ光による光分解
処理に比較して光化学反応による有害ガスの分解を低コ
ストで実現でき、かつ効率の良い分解を行うことができ
るという効果が得られる。
【図１】実施例に係る有害ガスの分解装置の構成図であ
る。
る。
１０ マイクロ波発生器 １２ アイソレータ １４ 方向性結合器 １６ 自動スタブチューナ １８ 分解反応槽（マイクロ波共振器） ２０ フッ素供給管路 ２２ 放電管 ２４ ガス供給管 ２６ ガス排出管 ２８ トラップ ３０ ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 マイクロ波をエネルギ源とするエキシマ
光若しくはランプ光を発するエキシマランプ若しくはフ
ッ素ランプの発光ガス内に、フロンガスその他の有機ハ
ロゲン物質の有害ガスを導入し、発光したエキシマ光若
しくはフッ素ランプ光の光エネルギにより有害ガスを分
解させることを特徴とする有害ガスの分解方法。 - 【請求項２】 マイクロ波発生器と、発生したマイクロ
波が導入されるマイクロ波共振器により形成された分解
反応槽とを設け、この分解反応槽に放電管を取り付ける
とともに、フッ素ガスからなるランプガスの供給管とフ
ロンガスその他の有機ハロゲン物質の有害ガスの流通経
路を前記分解反応槽に接続し前記フッ素ガスと混合させ
て有害ガスを混合導入させることを特徴とする有害ガス
の分解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5077678A JP2747868B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 有害ガスの分解方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5077678A JP2747868B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 有害ガスの分解方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262035A JPH06262035A (ja) | 1994-09-20 |
| JP2747868B2 true JP2747868B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=13640554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5077678A Expired - Lifetime JP2747868B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 有害ガスの分解方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2747868B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1101257C (zh) * | 2000-06-27 | 2003-02-12 | 福州大学光催化研究所 | 微波光催化空气净化技术 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0465116U (ja) * | 1990-10-15 | 1992-06-05 |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP5077678A patent/JP2747868B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06262035A (ja) | 1994-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980113 |