JP3202642B2 - ガス流れ制御型排ガス処理用反応容器 - Google Patents
ガス流れ制御型排ガス処理用反応容器Info
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- JP3202642B2 JP3202642B2 JP06980697A JP6980697A JP3202642B2 JP 3202642 B2 JP3202642 B2 JP 3202642B2 JP 06980697 A JP06980697 A JP 06980697A JP 6980697 A JP6980697 A JP 6980697A JP 3202642 B2 JP3202642 B2 JP 3202642B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば発電所の排
ガス中のＮＯx , ＳＯx 等の有害物質をプラズマを用い
て処理する装置に適用される反応容器に関するものであ
る。ゴミ焼却場、有害物質処理場、自動車等の排ガス処
理にも適用可能である。
ガス中のＮＯx , ＳＯx 等の有害物質をプラズマを用い
て処理する装置に適用される反応容器に関するものであ
る。ゴミ焼却場、有害物質処理場、自動車等の排ガス処
理にも適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】例えば、線対円筒、線対平板状の従来の
反応容器の構造を図３および図４に示す。図３において
線電極１と円筒電極２、または図４において線電極６と
平板電極７、８の間に、それぞれ高電圧電源３、９によ
って高電圧Ｖ0 を印加することで、反応容器内部にプラ
ズマを発生させる。プラズマによって発生した電子が電
界によって加速され、高エネルギー電子となり、これが
有害物質に衝突することで分解するものである。すなわ
ち、プラズマ中の高エネルギー電子によって有害物質を
分解する。プラズマへの投入エネルギーによって、ＮＯ
x 、ＳＯx 分解に寄与するラジカル濃度が決まり、反応
速度系（ラジカル濃度が決まれば、ＮＯx 、ＳＯx の処
理速度が物理的に決まる。）が決定される。従来方式で
は、反応容器の線電極１、６の軸方向に平行にガスを流
して処理していた。ここで、４、５、１０、１１は電流
導入線である。
反応容器の構造を図３および図４に示す。図３において
線電極１と円筒電極２、または図４において線電極６と
平板電極７、８の間に、それぞれ高電圧電源３、９によ
って高電圧Ｖ0 を印加することで、反応容器内部にプラ
ズマを発生させる。プラズマによって発生した電子が電
界によって加速され、高エネルギー電子となり、これが
有害物質に衝突することで分解するものである。すなわ
ち、プラズマ中の高エネルギー電子によって有害物質を
分解する。プラズマへの投入エネルギーによって、ＮＯ
x 、ＳＯx 分解に寄与するラジカル濃度が決まり、反応
速度系（ラジカル濃度が決まれば、ＮＯx 、ＳＯx の処
理速度が物理的に決まる。）が決定される。従来方式で
は、反応容器の線電極１、６の軸方向に平行にガスを流
して処理していた。ここで、４、５、１０、１１は電流
導入線である。
【０００３】図３または図４のような反応容器では、電
界強度が強い線電極周辺に強いプラズマが生成され、こ
の部分で有害物質が低減されるが、線電極と離れた電界
強度が弱い部分ではあまり処理されずに反応容器の出口
に達し、結果としてガス全体の有毒物質としては処理効
率が悪くなった。つまり、線電極から離れたガスは常に
線電極から離れた領域を流れているため処理された後も
プラズマによるエネルギーを浪費していた。
界強度が強い線電極周辺に強いプラズマが生成され、こ
の部分で有害物質が低減されるが、線電極と離れた電界
強度が弱い部分ではあまり処理されずに反応容器の出口
に達し、結果としてガス全体の有毒物質としては処理効
率が悪くなった。つまり、線電極から離れたガスは常に
線電極から離れた領域を流れているため処理された後も
プラズマによるエネルギーを浪費していた。
【０００４】図５に従来反応容器の各位置における有害
物質除去率の関係を示す。各図において、横軸は共通で
反応容器の位置、縦軸は有害物質除去率を示しており、
（ａ）は線電極近傍、（ｂ）は線電極と円筒電極（また
は平板電極）の中間位置、（ｃ）は円筒電極（または平
板電極）近傍、（ｄ）は反応容器全体の値を示してい
る。図５から言えることは、反応容器の上流から下流側
に行くに従って除去率が高くなるが、線電極から離れる
に従って除去率は悪くなり、反応容器全体としては除去
率が悪くなり処理効率が悪くなっていることである。
物質除去率の関係を示す。各図において、横軸は共通で
反応容器の位置、縦軸は有害物質除去率を示しており、
（ａ）は線電極近傍、（ｂ）は線電極と円筒電極（また
は平板電極）の中間位置、（ｃ）は円筒電極（または平
板電極）近傍、（ｄ）は反応容器全体の値を示してい
る。図５から言えることは、反応容器の上流から下流側
に行くに従って除去率が高くなるが、線電極から離れる
に従って除去率は悪くなり、反応容器全体としては除去
率が悪くなり処理効率が悪くなっていることである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】排ガス中のＮＯx , Ｓ
Ｏx 等の有害物質をプラズマを用いて処理する装置に適
用される反応容器に関して、線電極から離れるに従って
除去率は悪くなり、反応容器全体としては除去率が悪く
なり処理効率が悪くなる従来技術の欠点を解消し、エネ
ルギーの浪費を最小限に抑えることができ、有害物質の
処理効率を向上できる排ガス処理用反応容器を提供す
る。
Ｏx 等の有害物質をプラズマを用いて処理する装置に適
用される反応容器に関して、線電極から離れるに従って
除去率は悪くなり、反応容器全体としては除去率が悪く
なり処理効率が悪くなる従来技術の欠点を解消し、エネ
ルギーの浪費を最小限に抑えることができ、有害物質の
処理効率を向上できる排ガス処理用反応容器を提供す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】反応容器の入口付近にガ
ス制御体（絞り部）を設置することで、有害物質の濃度
の高い反応容器の上流側では電界強度の強い線電極近傍
をガスが流れるような構成にする。
ス制御体（絞り部）を設置することで、有害物質の濃度
の高い反応容器の上流側では電界強度の強い線電極近傍
をガスが流れるような構成にする。
【０００７】このような構成にすることで、反応容器の
上流側の有害物質の濃度の高い領域で必ず電界強度の強
いプラズマ中を流れることになり、弱いプラズマ中を常
に流れるガスをなくすことでエネルギーの浪費を最小限
に抑えることができ、有害物質の処理効率向上が可能と
なる。
上流側の有害物質の濃度の高い領域で必ず電界強度の強
いプラズマ中を流れることになり、弱いプラズマ中を常
に流れるガスをなくすことでエネルギーの浪費を最小限
に抑えることができ、有害物質の処理効率向上が可能と
なる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の対象となる反応容器にお
いて、プラズマにより分解する有害物質としては、ＮＯ
x 、ＳＯx 、ＣＯx 、ＶＯＣ等が挙げれるが、具体的に
は、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸化硫黄、一酸化炭
素、揮発性有機化合物、ダイオキシンが挙げられる。本
発明の対象となる排ガスは、ＮＯx 、ＳＯx 等を含有す
るものであり、具体的には、発電所の排ガス、ゴミ焼却
場、有害物質処理場、自動車等の排ガスが挙げられる。
いて、プラズマにより分解する有害物質としては、ＮＯ
x 、ＳＯx 、ＣＯx 、ＶＯＣ等が挙げれるが、具体的に
は、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸化硫黄、一酸化炭
素、揮発性有機化合物、ダイオキシンが挙げられる。本
発明の対象となる排ガスは、ＮＯx 、ＳＯx 等を含有す
るものであり、具体的には、発電所の排ガス、ゴミ焼却
場、有害物質処理場、自動車等の排ガスが挙げられる。
【０００９】本発明では、電圧電源よりエネルギーが供
給され、プラズマを発生する反応容器を用いるが、電極
としては、線電極またはスパイラル（螺旋）電極と、円
筒電極または平行平板電極との組合せが挙げられるが、
このほか、針と円筒または平行平板電極、線と線または
スパイラル、スパイラルとスパイラルが挙げられる。す
なわち、正負導体間が空間である構造を有すれば、特に
限定されない。
給され、プラズマを発生する反応容器を用いるが、電極
としては、線電極またはスパイラル（螺旋）電極と、円
筒電極または平行平板電極との組合せが挙げられるが、
このほか、針と円筒または平行平板電極、線と線または
スパイラル、スパイラルとスパイラルが挙げられる。す
なわち、正負導体間が空間である構造を有すれば、特に
限定されない。
【００１０】本発明で設けるガス制御体（絞り部）は、
絶縁体で構成されるものが好ましい。具体的なガス制御
体を構成する材料としては、テフロン、アクリル、塩化
ビニル、アルミナ、セラミック等が挙げられる。ガス制
御体の形状としては、電界強度の強い線電極近傍をガス
が流れるように、ガスの流れを制御できるものであれば
特に限定されない。具体的な形状としては、反応容器の
排ガスの流れる方向に対して垂直断面が中空となる形状
としたもの、網目状で中心ほど目が粗、中心にのみ数個
〜数百個の穴を設けたもの等が挙げられる。好ましく
は、反応容器の排ガスの流れる方向に対して垂直断面が
中空となる形状としたものである。
絶縁体で構成されるものが好ましい。具体的なガス制御
体を構成する材料としては、テフロン、アクリル、塩化
ビニル、アルミナ、セラミック等が挙げられる。ガス制
御体の形状としては、電界強度の強い線電極近傍をガス
が流れるように、ガスの流れを制御できるものであれば
特に限定されない。具体的な形状としては、反応容器の
排ガスの流れる方向に対して垂直断面が中空となる形状
としたもの、網目状で中心ほど目が粗、中心にのみ数個
〜数百個の穴を設けたもの等が挙げられる。好ましく
は、反応容器の排ガスの流れる方向に対して垂直断面が
中空となる形状としたものである。
【００１１】本発明では、反応容器の排ガスの流れる方
向に対して垂直断面が中空となる形状ガス制御体（絞り
部）を複数設けるのが好ましい。この場合、複数のガス
流れ制御体（絞り部）の間隔は、反応容器の上流側に向
かうにつれて狭い配置とするのが好ましい。というの
は、上流側は、有毒ガス濃度が高く、その濃度を低減す
るには、高電界が必要で、中心電極近傍を長時間通過さ
せる必要があるからである。
向に対して垂直断面が中空となる形状ガス制御体（絞り
部）を複数設けるのが好ましい。この場合、複数のガス
流れ制御体（絞り部）の間隔は、反応容器の上流側に向
かうにつれて狭い配置とするのが好ましい。というの
は、上流側は、有毒ガス濃度が高く、その濃度を低減す
るには、高電界が必要で、中心電極近傍を長時間通過さ
せる必要があるからである。
【００１２】反応容器の排ガスの流れる方向に対して垂
直断面が中空となる形状であるガス制御体を設けた場
合、ガス制御体（絞り部）は、反応容器のガスの流れ方
向に対して垂直方向の断面積Ａ１、ガス流れ制御体の開
口部のＡ２としたとき、０．２≦Ａ２／Ａ１≦０．５で
定義される開口面積を有する形状とするのが好ましい。
である。この範囲において、有害物質の除去が最も効果
的に行われるからである。
直断面が中空となる形状であるガス制御体を設けた場
合、ガス制御体（絞り部）は、反応容器のガスの流れ方
向に対して垂直方向の断面積Ａ１、ガス流れ制御体の開
口部のＡ２としたとき、０．２≦Ａ２／Ａ１≦０．５で
定義される開口面積を有する形状とするのが好ましい。
である。この範囲において、有害物質の除去が最も効果
的に行われるからである。
【００１３】本発明を用いれば、プラズマ密度の高い領
域に強制的にガス流れを生じさせることにより、効率よ
く有害物質を分解し、反応容器に入るガスに対する処理
効率を従来方式（ガス流れ制御用絶縁体設置なし）と比
較して１０〜２０％向上させる。また、処理に必要なエ
ネルギーの低減を図ることができる。
域に強制的にガス流れを生じさせることにより、効率よ
く有害物質を分解し、反応容器に入るガスに対する処理
効率を従来方式（ガス流れ制御用絶縁体設置なし）と比
較して１０〜２０％向上させる。また、処理に必要なエ
ネルギーの低減を図ることができる。
【００１４】
【実施例】実施例１ 反応容器形状が線対円筒のガス流れ制御型排ガス処理用
反応容器に関する実施例を図１に示す。図１において、
（ａ）が斜視図、（ｂ）が側面断面図である。高電圧電
源３からはプラス側に線電極１、マイナス側には円筒電
極２を接続した。反応容器の排ガスの流れる方向に対し
て垂直断面に絞り部としてドーナツ状の絶縁体を複数個
設置した。この絶縁体（絞り部）は、反応容器のガスの
流れる方向に対して垂直な断面積Ａ１、ガス流れ制御体
の開口部のＡ２としたとき、０．２≦Ａ２／Ａ１≦０．
５で定義される開口面積を有する形状とした。また、複
数のガス流れ制御体の間隔は、反応容器の上流側に向か
うにつれて狭い配置とした。
反応容器に関する実施例を図１に示す。図１において、
（ａ）が斜視図、（ｂ）が側面断面図である。高電圧電
源３からはプラス側に線電極１、マイナス側には円筒電
極２を接続した。反応容器の排ガスの流れる方向に対し
て垂直断面に絞り部としてドーナツ状の絶縁体を複数個
設置した。この絶縁体（絞り部）は、反応容器のガスの
流れる方向に対して垂直な断面積Ａ１、ガス流れ制御体
の開口部のＡ２としたとき、０．２≦Ａ２／Ａ１≦０．
５で定義される開口面積を有する形状とした。また、複
数のガス流れ制御体の間隔は、反応容器の上流側に向か
うにつれて狭い配置とした。
【００１５】このような構造にすることで、ガスを強制
的に線電極１近傍に流すことができ、この部分で効率よ
く有害物質を分解し、反応容器に入るガスに対する処理
効率が従来方式（ガス流れ制御用絶縁体設置なし）と比
較して１０〜２０％向上した。
的に線電極１近傍に流すことができ、この部分で効率よ
く有害物質を分解し、反応容器に入るガスに対する処理
効率が従来方式（ガス流れ制御用絶縁体設置なし）と比
較して１０〜２０％向上した。
【００１６】図６に、本実施例のガス流れ制御型排ガス
処理用反応容器の各位置における有害物質除去率の関係
を示す。上流側では必ず線電極１近傍をガスが流れるた
め有害物質濃度の高い領域で５０％以上の除去が行われ
たことが分かる。そのため下流に行くに従って線電極１
近傍から離れた領域をガスが流れても効率低下を招くこ
となく処理できた。結果として、反応容器全体としては
除去率が良くなり、処理効率が１０〜２０％向上した。
これは線電極１のみではなくスパイラル（螺旋）電極等
の形状にも適応可能であった。
処理用反応容器の各位置における有害物質除去率の関係
を示す。上流側では必ず線電極１近傍をガスが流れるた
め有害物質濃度の高い領域で５０％以上の除去が行われ
たことが分かる。そのため下流に行くに従って線電極１
近傍から離れた領域をガスが流れても効率低下を招くこ
となく処理できた。結果として、反応容器全体としては
除去率が良くなり、処理効率が１０〜２０％向上した。
これは線電極１のみではなくスパイラル（螺旋）電極等
の形状にも適応可能であった。
【００１７】図７に、ガス流れ制御体（絞り部）の開口
面積比と有害物質除去率の関係を示す。図において、横
軸はガス流れ制御体（絞り部）の開口面積Ａ２と反応容
器の断面積Ａ１との比すなわち開口面積比を示し、横軸
に有害物質除去率を示し、開口面積比が１．０すなわち
ガス流れ制御体（絞り部）がない時の有害物質除去率を
基準（＝１．０）としたときに開口面積が変化したとき
の有害物質除去率の変化を示している。開口面積比（Ａ
２／Ａ１）の値が、０．２以上０．５以下で効果のある
ことが実験データにて確認できた。
面積比と有害物質除去率の関係を示す。図において、横
軸はガス流れ制御体（絞り部）の開口面積Ａ２と反応容
器の断面積Ａ１との比すなわち開口面積比を示し、横軸
に有害物質除去率を示し、開口面積比が１．０すなわち
ガス流れ制御体（絞り部）がない時の有害物質除去率を
基準（＝１．０）としたときに開口面積が変化したとき
の有害物質除去率の変化を示している。開口面積比（Ａ
２／Ａ１）の値が、０．２以上０．５以下で効果のある
ことが実験データにて確認できた。
【００１８】実施例２ 反応容器形状が線対平行平板のガス流れ制御型排ガス処
理用反応容器に関する実施例を図２に示す。図２におい
て、（ａ）が斜視図、（ｂ）が側面断面図である。高電
圧電源９からはプラス側に線電極６、マイナス側には平
行平板電極７、８を接続した。反応容器の排ガスの流れ
る方向に対して垂直断面に絞り部として矩形状の穴空き
絶縁体を複数個設置した。この絶縁体（絞り部）は、反
応容器の断面積Ａ１、ガス流れ制御体の開口部の面積を
Ａ２としたとき、０．２≦Ａ２／Ａ１≦０．５で定義さ
れる開口面積を有する形状とした。また、複数のガス流
れ制御体（絞り部）の間隔は、反応容器の上流側に向か
うにつれて狭い配置とした。実施例１と同様な操作を行
い、同様な効果が得られた。
理用反応容器に関する実施例を図２に示す。図２におい
て、（ａ）が斜視図、（ｂ）が側面断面図である。高電
圧電源９からはプラス側に線電極６、マイナス側には平
行平板電極７、８を接続した。反応容器の排ガスの流れ
る方向に対して垂直断面に絞り部として矩形状の穴空き
絶縁体を複数個設置した。この絶縁体（絞り部）は、反
応容器の断面積Ａ１、ガス流れ制御体の開口部の面積を
Ａ２としたとき、０．２≦Ａ２／Ａ１≦０．５で定義さ
れる開口面積を有する形状とした。また、複数のガス流
れ制御体（絞り部）の間隔は、反応容器の上流側に向か
うにつれて狭い配置とした。実施例１と同様な操作を行
い、同様な効果が得られた。
【００１９】
【発明の効果】反応容器の複数断面に絞り部を設け、流
入してきた排ガスを電界強度の強い線電極近傍に強制的
に流すことにより、有害物質の除去率を向上させること
が可能となった。そのことにより、装置全体としての消
費エネルギーの低減も可能となった。
入してきた排ガスを電界強度の強い線電極近傍に強制的
に流すことにより、有害物質の除去率を向上させること
が可能となった。そのことにより、装置全体としての消
費エネルギーの低減も可能となった。
【図１】線対円筒電極ガス流れ制御型排ガス処理用反応
容器を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図を示
す。
容器を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図を示
す。
【図２】線対平行平板電極ガス流れ制御型排ガス処理用
反応容器を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図
を示す。
反応容器を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図
を示す。
【図３】線対円筒の従来型反応容器を示す。
【図４】線対平板の従来型反応容器を示す。
【図５】従来反応容器の各位置における有害物質除去率
の関係を示し、（ａ）は線電極近傍、（ｂ）は線電極と
円筒電極（または平板電極）の中間位置、（ｃ）は円筒
電極（または平板電極）近傍、（ｄ）は反応容器全体の
値を示す。
の関係を示し、（ａ）は線電極近傍、（ｂ）は線電極と
円筒電極（または平板電極）の中間位置、（ｃ）は円筒
電極（または平板電極）近傍、（ｄ）は反応容器全体の
値を示す。
【図６】ガス流れ制御型排ガス処理用反応容器の各位置
における有害物質除去率の関係を示し、（ａ）は線電極
近傍、（ｂ）は線電極と円筒電極（または平板電極）の
中間位置、（ｃ）は円筒電極（または平板電極）近傍、
（ｄ）は反応容器全体の値を示す。
における有害物質除去率の関係を示し、（ａ）は線電極
近傍、（ｂ）は線電極と円筒電極（または平板電極）の
中間位置、（ｃ）は円筒電極（または平板電極）近傍、
（ｄ）は反応容器全体の値を示す。
【図７】ガス流れ制御型排ガス処理用反応容器における
開口面積比と有害物質除去率の関係を示す。
開口面積比と有害物質除去率の関係を示す。
１ 線電極 ２ 円筒電極 ３ 高電圧電源 ４ 電流導入線 ５ 電流導入線 ６ 線電極 ７ 平板電極 ８ 平板電極 ９ 高電圧電源 １０ 電流導入線 １１ 電流導入線 ２０ａ ガス流れ制御体 ２０ｂ ガス流れ制御体 ２０ｃ ガス流れ制御体 ２０ｄ ガス流れ制御体 ３０ａ ガス流れ制御体 ３０ｂ ガス流れ制御体 ３０ｃ ガス流れ制御体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/32 B01D 53/34 - 53/96 B01J 19/08
Claims (4)
- 【請求項１】 電圧電源よりエネルギーが供給され、プ
ラズマを発生する反応容器を有し、この反応容器中に排
ガスを流して有害物質を分解するものにおいて、該排ガ
スの流れる上記反応容器内部に電界強度の強い線電極近
傍を該ガスが流れるようにガス流れ制御体を設けたこと
を特徴とするガス流れ制御型排ガス処理用反応容器。 - 【請求項２】 上記ガス流れ制御体を、上記反応容器の
上流側に向かうにつれて狭くする間隔で複数設けたこと
を特徴とする請求項１に記載のガス流れ制御型排ガス処
理用反応容器。 - 【請求項３】 上記反応容器の上記排ガスの流れる方向
に対して垂直な断面積をＡ１、上記ガス流れ制御体の開
口部の面積をＡ２としたとき、上記ガス流れ制御体が、
０．２≦Ａ２／Ａ１≦０．５で定義される開口面積を有
することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
ガス流れ制御型排ガス処理用反応容器。 - 【請求項４】 電圧電源よりエネルギーが供給され、プ
ラズマを発生する反応容器を有し、この反応容器中に排
ガスを流して有害物質を分解するものにおいて、該排ガ
スの流れる上記反応容器内部にガス流れ制御体を設け、
該ガス流れ制御体を、該反応容器の上流側に向かうにつ
れて狭くする間隔で複数設けたことを特徴とするガス流
れ制御型排ガス処理用反応容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06980697A JP3202642B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ガス流れ制御型排ガス処理用反応容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06980697A JP3202642B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ガス流れ制御型排ガス処理用反応容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10263354A JPH10263354A (ja) | 1998-10-06 |
| JP3202642B2 true JP3202642B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=13413373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06980697A Expired - Fee Related JP3202642B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ガス流れ制御型排ガス処理用反応容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3202642B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4962688B2 (ja) * | 1999-05-06 | 2012-06-27 | 孝昭 前川 | 微量有害物質の酸化分解装置 |
| JP5067802B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2012-11-07 | シャープ株式会社 | プラズマ発生装置、ラジカル生成方法および洗浄浄化装置 |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP06980697A patent/JP3202642B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10263354A (ja) | 1998-10-06 |
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