JP3156185B2 - 排ガス処理方法及び装置 - Google Patents
排ガス処理方法及び装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Description
素酸化物、硫黄酸化物を高密度グロー放電プラズマによ
り高除去率で処理する排ガス処理方法及び装置に関す
る。
ガス処理装置としては、特開平1−236924号公
報、特開平2−203920号公報、特開平2−227
117号公報、特開平2−241519号公報などでそ
れぞれ図3〜図6に示す装置が提案されている。これら
により、排ガス中の窒素酸化物、硫黄酸化物(以下NO
x、SOxと表す)を処理する場合を例に説明する。
た排ガスは除塵器103で煤塵が取り除かれ、アンモニ
ア供給管105からアンモニアを数リットル/分〜数十
リットル/分の範囲で供給され、プラズマ反応器108
へ導入される。このプラズマ反応器108の構造は、例
えば図4に示すような排ガス導入管に穴を多数設けた構
造、図5に示すような排ガス流路に誘電体で覆った網目
状の電極を直角に配置した構造、図6に示すような誘電
体で表面を覆った鋸の刃状電極構造などにより放電の安
定性の向上とガス処理量の増大を計っている。プラズマ
中の反応は、複雑であるが、ほぼ以下のように理解され
ている。
してのアンモニアの存在と反応容器において第1と第2
の電極間に電圧を印加して発生させたグロー放電プラズ
マにより、次の反応が生じ、NOx、SOxが無害化処
理される。
の存在と、これら電極の工夫により、1Nm3/min以上
の排ガス量でもNOxで80%以上、SOxで90%以
上の除去率を得ており、ボイラ、ディーゼルエンジン、
ガスタービンなど各種燃焼を伴う装置の排ガス公害対策
装置として活用されつつある。
装置では次のような実用化上問題となる点が有る。
排ガス処理量は、1装置当たり1.3Nm3/min程度で
あり、例えばコジェネレーション用で最も多い100KW
〜1000KWクラスの中小ディーゼルエンジンからの排
ガス量が10〜100Nm3/minであり、ガスタービン
になると排ガス量はさらに増えることから、これらを対
象に実用化するには処理量が少なすぎる。
ていないので放電のプラズマの電子密度が小さく原子を
励起する作用が少ないため、排ガス処理量が増えると空
間的に均一にプラズマが形成されず、窒素酸化物や硫黄
酸化物の除去率が低下する。
を大量処理する場合にはグロー放電プラズマが非常に局
部的に発生するかあるいは全然発生しないので、大量処
理には向かない。
最も大量処理に適すると思われる図5に示すような排ガ
ス流路に誘電体で覆った網目状の電極を直角に配置した
構造でも、排ガスが流れる網目状の電極の空間部分を広
くする必要があるが、一方網目状の電極の空間部分を広
くするとグロー放電プラズマの空間的均一性が損なわれ
る。
エンジンやガスタービンの排ガス処理を行なう場合は、
多数の小容量の装置を並列に接続する必要があり、装置
の建設費が高くなるから装置規模が大きくなる大都市向
けコジェネレーション用に適していない。
量の排ガス中のNOx及びSOxを高い効率で除去する
排ガス処理方法及び装置を提供することにある。
及び、又は硫黄酸化物を含む排ガスにそれぞれの当量以
下のアンモニアを混合し、コロナ又はスパーク放電によ
り予備電離を行い高密度パルスグロー放電により前記窒
素酸化物、硫黄酸化物をアンモニウム塩として固定し、
該アンモニウム塩を排ガスから除去することにより達成
される。
化物を含む排ガスが流れるダクトに接続し、アンモニア
を注入するアンモニア注入手段と、前記排ガスダクトに
接続して、アンモニアが注入された排ガスを導入し、コ
ロナ又はスパーク放電により放電場に電子を供給する予
備電離電極と、前記電子を核とする高密度パルスグロー
放電によりプラズマを形成する電極とが備えられた反応
手段と、該反応手段の各電極に電圧を印加する電源と、
前記反応手段に接続し、該反応手段で生成した固形物を
前記排ガスから分離する集塵手段とを有する排ガス処理
装置により達成される。
含む排ガスにそれぞれの当量以下のアンモニアを混合
し、大気圧から数気圧で反応手段に導入する。
なるメッシュ電極で構成する予備電離部及び陰極となる
メッシュ電極と陽極となるチャン型の半円形断面状の主
電極とで構成する主放電場に高電圧短パルスを印加する
事により、最初予備電離部にコロナまたはスパーク放電
が起こり放電場に電子が供給される。ひき続いて生成し
た電子を核として主放電場に高密度パルスグロー放電が
発生し、高圧アークに匹敵する電子密度のプラズマが形
成される。しかもこのグロー放電は、数10nsの短時
間での放電で、注入エネルギは軽い電子の加速にほとん
ど使われ、生成した高エネルギ電子が排ガス成分の励起
を有効に行う。プラズマ中での反応は複雑であるが、以
下の反応により窒素酸化物、硫黄酸化物が硝安、硫安と
してそれぞれ固定される。窒素酸化物、硫黄酸化物が固
定されたアンモニウム塩は集塵手段により排ガスから分
離・除去する。
した場合は、上記従来技術で説明した(1)〜(5)の
反応が起こることも考えられる。
りプラズマ中の高エネルギ・高密度電子による排ガスの
効率的な励起が可能で、排ガスの滞留時間が短いこと及
び排ガス流を放電方向とクロスフローさせることによ
り、高除去率で大容量の排ガス処理が可能になる。
生が困難であるが、予備電離がトリガとなり加圧下での
グロー放電が可能となるから加圧により容積流量を小さ
くし排ガス処理装置をコンパクトに出来る。
明するフローチャートである。
物であるガスタービン1またはディーゼルエンジン2か
ら排出される排ガスは、排気管3または排気管4により
熱回収を行う排熱ボイラ5に移送され、上記排熱ボイラ
5からでた排ガスが排気管6を通ってプラズマ反応容器
7に導入される。一方アンモニアは、アンモニア供給装
置8からプラズマ反応容器7の入口管10に連結された
供給管9から排ガス中に供給混合される。11は上記プ
ラズマ反応容器7の電極にプラズマ発生電力を印加する
電源であり、NOx、SOxが除去された排ガスは上記
プラズマ反応容器7に連結された出口管12よりプラズ
マ反応容器7中で生成した硝安・硫安を除去回収する集
塵装置13に移送される。この集塵装置13には例えば
電気集塵機、バグフィルタ等を用いることが出来る。そ
の後清浄な排ガスが排気管14から煙突15を経て大気
に放出される。
7の構成を示す斜視図である。
7の電極について説明する。予備電離電極部にメッシュ
電極を用いた場合の例を示す。電極は、平板電極(陽
極)17とチャン型の半円形断面の主電極(陽極)18
が平行に設置され、一方の平板電極17は誘電体18で
被覆されその一面にはコロナ予備電離用のメッシュ電極
あるいは針金状電極(陰極)19が設置されている。ま
た、スパーク放電予備電離の場合は、陰極電極と陽極電
極の両側に並列に並べたスパーク放電用予備電離電極を
設ける。排ガスに接触するチャン型の半円形断面の電極
18とコロナ予備電離用のメッシュ電極(陰極)19に
は、例えばアルミナのような耐酸化性のセラミックが数
ミクロンの厚さで被覆し保護している。電極間へ電源1
1から数十ns、数十KVの高電圧パルスを印加する
と、平板電極17とメッシュ電極19よりなる予備電離
電極部でコロナ放電が起こり放電場に電子が供給され、
引続きこの電子を核としてメッシュ電極(陰極)19と
主電極(陽極)18の間でグロー放電が発生し最大10
21/m3というほとんど高圧アークに匹敵する電子密度
のプラズマが形成される。誘電体18は通常石英ガラス
を用いるがセラミックス等の任意の誘電体を使用でき
る。排ガスを所定の速度で放電場に導入するため必要に
応じてラインフローファン16を反応容器入口10に設
ける。
除去例を以下に示す。
ギ・高密度電子による排ガスの効率的な励起とアンモニ
ア添加による化学反応促進効果により、放電管直径寸法
30cm、長さ100cm程度の非常にコンパクトな処
理装置により約120Nm3/minの大量の排ガスを高除
去率(90%以上)で処理可能になった。この処理量
は、コジェネレーションで主として使用される出力10
00KW以下の中小エンジンの排ガス量に相当する。
の高エネルギ・高密度電子による排ガスの効率的な励起
が可能で、プラズマ内に排ガスが滞留する時間は短くて
すみ、排ガスを電極および放電方向と垂直に導入でき
る。このため、在来法にくらべ流動抵抗を小さくでき、
大量の排ガスを電極間に流せ、さらにアンモニア添加に
よる化学反応促進効果も重畳され高除去率での大量の排
ガス処理が可能になる。
電離を行うことによりプラズマ中の高エネルギ・高密度
電子による排ガスの効率的な励起が可能で、排ガスの滞
留時間が短いこと及び排ガス流を放電方向とクロスフロ
ーさせることにより、高除去率で大容量の排ガス処理が
可能になる。
電が可能となるから加圧により容積流量を小さくし排ガ
ス処理装置をコンパクトに出来る。
ーチャートである。
す斜視図である。
ロック図である。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 窒素酸化物及び、又は硫黄酸化物を含む
排ガスにそれぞれの当量以下のアンモニアを混合し、コ
ロナ又はスパーク放電により予備電離を行い高密度パル
スグロー放電により前記窒素酸化物、硫黄酸化物をアン
モニウム塩として固定し、該アンモニウム塩を前記排ガ
スから除去することを特徴とする排ガス処理方法。 - 【請求項2】 窒素酸化物及び、又は硫黄酸化物を含む
排ガスが流れるダクトに接続し、アンモニアを注入する
アンモニア注入手段と、前記排ガスダクトに接続して、
アンモニアが注入された排ガスを導入し、コロナ又はス
パーク放電により放電場に電子を供給する予備電離電極
と、前記電子を核とする高密度パルスグロー放電により
プラズマを形成する電極とが備えられた反応手段と、該
反応手段の各電極に電圧を印加する電源と、前記反応手
段に接続し、該反応手段で生成した固形物を前記排ガス
から分離する集塵手段とを有することを特徴とする排ガ
ス処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26066491A JP3156185B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 排ガス処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26066491A JP3156185B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 排ガス処理方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0596129A JPH0596129A (ja) | 1993-04-20 |
JP3156185B2 true JP3156185B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=17351055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26066491A Expired - Lifetime JP3156185B2 (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 排ガス処理方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3156185B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JPH08957A (ja) * | 1994-02-18 | 1996-01-09 | Babcock & Wilcox Co:The | 分子窒素及び炭化水素混合物からのプラズマ発生NOx還元性先駆物質の製造 |
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-
1991
- 1991-10-08 JP JP26066491A patent/JP3156185B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0596129A (ja) | 1993-04-20 |
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