JP3359016B2 - 灰・土壌の無害化処理方法及び無害化処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、灰・土壌の無害化
処理方法及び無害化処理装置に関するものである。かか
る本発明は、放電に起因するプラズマによりラジカルを
発生させ、このラジカルや副生したオゾンを利用して、
灰・土壌に含まれている有害物質（ダイオキシン等）を
分解して無害化するものである。なお本明細書では、
「灰・土壌」とは、灰や土壌や各種の粉状物や粒状物や
固形物や固体状の物質を含む概念として使用する。

【０００２】

【従来の技術】都市ゴミ焼却炉，産業廃棄物焼却炉，汚
泥焼却炉等の各種焼却炉や、熱分解炉や、溶融炉等から
は、灰や排ガスが排出される。このような灰や排ガスに
有害物質が含まれている場合には、このような有害物質
を無害化する必要がある。

【０００３】また、旧式の焼却炉等から排出されていた
排ガス中には、有害物質が含まれていたこともあり、そ
の場合には、近隣の土壌が有害物質により汚染されてい
た。このような汚染された土壌を無害化することも要望
されている。

【０００４】なお、本発明が対象とする有害物質として
は、ダイオキシン等のハロゲン化芳香族化合物，高縮合
度芳香族炭化水素，環境ホルモン，窒素酸化物，硫黄酸
化物等がある。

【０００５】有害物質を含む灰や土壌や各種の粉状物や
粒状物や固形物や固体状の物質（以下これらを「灰・土
壌」と記載する）を無害化するには、従来では、焼却処
理法、高温熱分解法、太陽光線分解法、熱脱着分解法、
化学分解法、光分解法、微生物分解法などが知られてい
る。このような各種の処理方法の中で、現在実用化され
ているのは、焼却処理法である。

【０００６】この焼却処理法では、有害物質を含む灰・
土壌を、ロータリーキルン式焼却炉にて焼却して灰・土
壌を焼却処理（約９００°Ｃ）し、灰・土壌中に含まれ
ている有害物質を分解する。また灰・土壌の焼却処理に
伴って発生した排ガスは、アフターバーナーにより再燃
焼処理されて、排ガス中に含まれている有害物質を無害
化している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の焼却
処理法では、無害化処理に多くの手間や時間を要し、ま
た費用もかさんでいた。また、従来の他の手法は、原理
的には効果はあっても実用化できていない。

【０００８】本発明は、上記従来技術に鑑み、従来に無
い新規な手法（原理）により灰・土壌中に含まれている
ダイオキシン等の有害物質を分解して無害化する灰・土
壌の無害化処理方法及び無害化処理装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】本発明は、ダイオキシンを環境基準（土
壌）の１０００ｐｇ／ｇ以下に低減することを目的とし
ており、原理的には１ｐｇ／ｇ以下に低減することがで
きる。そして灰・土壌中のダイオキシン分解率は９９パ
ーセント以上が期待できる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明方法は、パルス幅が極めて短い高電圧のパルス電圧が
印加される正電極と負電極を有する反応容器に、有害物
質が含まれている灰・土壌を入れ、正電極と負電極との
間で発生した放電に起因するプラズマによりラジカルを
発生させ、このラジカルにより前記有害物質を分解させ
ることを特徴とする。この場合、前記灰・土壌は、連続
的または断続的に前記反応容器に入れられるようにして
もよい。しかも、前記パルス電圧のパルス幅Ｔは、前記
正電極と前記負電極との間の距離をｄ、気体中でのスト
リーマ放電進展速度をｖ、円周率をπとすると、次式で
表される幅以上とし、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
ｖ）×π／２〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、前記正電極と前記負電極と
の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
な値とする。ただし、λは前記正電極と前記負電極との
間の気体温度が３００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分
子同士の平均距離（平均自由行程に比例する定数）を１
としたときの相対値である。

【００１１】また本発明の構成は、有害物質が含まれて
いる灰・土壌が入れられる反応容器に、正電極と負電極
とが備えられ、前記正電極と前記負電極には、パルス幅
が極めて短い高電圧のパルス電圧が印加されることを特
徴とする。

【００１２】また本発明の構成は、有害物質が含まれて
いる灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、こ
の円筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド
状電極とが備えられ、前記線電極またはロッド状電極と
前記円筒電極には、パルス幅が極めて短い高電圧のパル
ス電圧が印加されることを特徴とする。

【００１３】また本発明の構成は、有害物質が含まれて
いる灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、こ
の円筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド
状電極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電
極またはロッド状電極との間に強誘電体が配置されてお
り、前記線電極またはロッド状電極と前記円筒電極に
は、パルス幅が極めて短い高電圧のパルス電圧が印加さ
れることを特徴とする。

【００１４】また本発明の構成は、有害物質が含まれて
いる灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、こ
の円筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド
状電極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電
極またはロッド状電極との間には線電極またはロッド状
電極を回転中心として線電極またはロッド状電極の周囲
を回転移動する強誘電体が配置されており、前記線電極
またはロッド状電極と前記円筒電極には、パルス幅が極
めて短い高電圧のパルス電圧が印加されることを特徴と
する。

【００１５】また本発明の構成は、有害物質が含まれて
いる灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、こ
の円筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド
状電極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電
極またはロッド状電極との間には、前記円筒電極の内周
面に接して円筒状の誘電体が配置されており、前記線電
極またはロッド状電極と前記円筒電極には、パルス幅が
極めて短い高電圧のパルス電圧が印加されることを特徴
とする。

【００１６】また本発明の構成は、有害物質が含まれて
いる灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、こ
の円筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド
状電極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電
極またはロッド状電極との間には線電極またはロッド状
電極を回転中心として線電極またはロッド状電極の周囲
を回転移動する強誘電体が配置されており、更に、前記
円筒電極と前記線電極またはロッド状電極との間には、
前記円筒電極の内周面に接して円筒状の誘電体が配置さ
れており、前記線電極またはロッド状電極と前記円筒電
極には、パルス幅が極めて短い高電圧のパルス電圧が印
加されることを特徴とする。

【００１７】また本発明の構成は、有害物質が含まれて
いる灰・土壌が入れられる反応容器に、正電極と負電極
とが備えられ、前記正電極と前記負電極には、パルス幅
が極めて短い高電圧のパルス電圧が印加されるととも
に、前記反応容器の出口から灰・土壌を取り出し、取り
出した灰・土壌を前記反応容器の入口に戻す循環機構を
備えていることを特徴とする。

【００１８】また本発明の構成は、有害物質が含まれて
いる灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、こ
の円筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド
状電極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電
極またはロッド状電極との間には、前記円筒電極の内周
面に接して円筒状の誘電体が配置されており、前記線電
極またはロッド状電極と前記円筒電極には、パルス幅が
極めて短い高電圧のパルス電圧が印加されるとともに、
前記反応容器の出口から灰・土壌を取り出し、取り出し
た灰・土壌を前記反応容器の入口に戻す循環機構を備え
ていることを特徴とする。

【００１９】また本発明装置では、前記パルス電圧のパ
ルス幅Ｔは、正側の電極と負側の電極との間の距離を
ｄ、気体中でのストリーマ放電進展速度をｖ、円周率を
πとすると、次式で表される幅以上とし、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
ｖ）×π／２〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、正側の電極と負側の電極と
の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
な値としたことを特徴とする。ただし、λは正側の電極
と負側の電極との間の気体温度が３００Ｋ、気体圧力が
１気圧時の気体分子同士の平均距離（平均自由行程に比
例する定数）を１としたときの相対値である。

【００２０】また本発明装置では、前記パルス電圧のパ
ルス幅Ｔは、正側の電極と負側の電極との間の距離を
ｄ、気体中でのストリーマ放電進展速度をｖ、円周率を
πとすると、次式で表される幅以上とし、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
ｖ） 〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、正側の電極と負側の電極と
の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
な値としたことを特徴とする。ただし、λは正側の電極
と負側の電極との間の気体温度が３００Ｋ、気体圧力が
１気圧時の気体分子同士の平均距離（平均自由行程に比
例する定数）を１としたときの相対値である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお、以下の説明では有害物
質としてダイオキシンを例にして説明するが、他の有害
物質も同様にして無害化処理するものである。また灰・
土壌を代表して灰を例にして説明するが、灰以外の土壌
等も同様にして無害化処理するものである。

【００２２】本発明では、正電極と負電極を有する反応
容器の内部に、有害物質を含む灰を入れる。そして正電
極と負電極との間に、パルス幅が極めて短い（例えばパ
ルス幅が数１０ｎｓの）高電圧のパルス電圧を印加し
て、正負電極間でストリーマ放電を発生させる。放電
は、灰粒子の間の空間を進展していく。このとき正負の
電極間距離を５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度にしておくと、
印加電圧を短パルス化したことと相俟って、ストリーマ
放電が発生し易くなる。

【００２３】この放電によりプラズマ（電子やイオン）
が発生する。発生した電子のうち、エネルギーの高い
（１０ｅＶ以上の）電子は、灰粒子の間の空間に存在す
る気体分子に衝突してラジカルを発生する。ラジカルと
しては、酸素ラジカル（Ｏ・）、窒素ラジカル（Ｎ
・）、水酸化ラジカル（ＯＨ・）、水素ラジカル（Ｈ
・）等がある。

【００２４】このようなラジカルは、灰に含まれている
有害物質をラジカル化学反応により分解して無害化す
る。また、酸素ラジカル（Ｏ・）が酸素分子と結合して
オゾン（Ｏ₃ ）が同時に生成され、このオゾン（Ｏ₃ ）
もダイオキシン分解に寄与する。なお、発生確率的には
小さいが、電子がダイオキシンに直接衝突してダイオキ
シンを解離（分解）して無害化することもある。

【００２５】なお、ストリーマ放電は、エネルギーの高
い（１０ｅＶ以上の）電子を多く発生するので、放電と
してはストリーマ放電の発生割合を多くするように、パ
ルス幅および電極間距離を工夫している。具体的には、
放電が正電極と負電極の間を短絡する時間を、パルス幅
とすることが理想的であるが、それ以上のパルス幅とし
ても消費エネルギーが多少上昇されるのみである。かか
る高エネルギーの電子を発生させれば、多量のラジカル
やオゾンを発生させることができ、ひいては、無害化処
理（分解処理）が効率的に行われる。

【００２６】また、パルス幅を短くしているので、軽い
電子は移動しても、重いイオンは殆ど移動することはな
い。このようにイオンの移動が殆どないので、イオンの
移動に伴う振動熱は殆ど発生せず、熱損失を低減して効
率を高めることができる。

【００２７】ダイオキシンは、窒素や酸素といったガス
分子よりもサイズが１桁以上大きいため、多くは、灰粒
子の表面や細孔（マイクロポア）内に物理的に吸着して
いると推定される。またダイオキシンの一部が、灰粒子
の内部に存在することも推定される。

【００２８】灰粒子の表面に吸着されたダイオキシン
に、ラジカル及び副生したオゾンが作用すると、ラジカ
ル化学反応及び化学反応によりダイオキシンが分解す
る。そうすると、灰粒子の表面と内部との間で、ダイオ
キシンの濃度勾配が生ずる。この濃度勾配により、ダイ
オキシンは、高濃度の内部から低濃度の表面に向かって
移動してくる。このように移動してきたダイオキシン
は、灰の表面にて次々にラジカルと反応して分解され
る。更にラジカル及びオゾンが灰の細孔（マイクロポ
ア）の内部へ進入し、その内壁に吸着しているダイオキ
シンも分解される。このようにして、灰中のダイオキシ
ンが分解されて無害化される。

【００２９】ここでダイオキシンの分解原理を説明す
る。ダイオキシンはベンゼン環に塩素が結合したもの
（クロロベンゼン）２個がエーテル結合したものである
が、プラズマによって次の原理で分解すると考えられ
る。 ラジカルがエーテル結合の酸素と反応してエーテル結
合を切る。 ラジカルが塩素と反応して脱塩素反応を起こす。 ラジカルがベンゼン環の炭素と反応してベンゼン環を
開環させる。 上述した〜の結果としてダイオキシン毒性が低減さ
れ無害化される。

【００３０】＜第１実施例＞次に本発明の第１実施例に
かかる無害化処理装置を説明する。図１は第１実施例に
かかるバッチ式の無害化処理装置１を示す正面断面図、
図２はその透視斜視図である。

【００３１】両図に示すようにこの無害化処理装置１で
は、ケーシング２内に複数本の反応管（反応容器）３を
上下方向（垂直方向）に沿い配置して備えている。各反
応管３は、図３にも示すように、円筒電極３ａの内部空
間に線電極３ｂを配置した構成の部材である。なお、線
電極３ｂの代わりにロッド状電極を採用することがで
き、ロッド状電極であっても同様な効果が得られるが、
以下の説明では線電極３ｂを例として説明する。

【００３２】ケーシング２の上面には開閉可能に上蓋２
ａが備えられており、上蓋２ａを閉じると、ケーシング
２の上面及び各反応管３の上面が密閉されるようになっ
ている。また、ケーシング２の下面には開閉可能に下蓋
２ｂが備えられており、下蓋２ｂを閉じると、ケーシン
グ２の下面及び各反応管３の下面が密閉されるようにな
っている。

【００３３】パルス電源１０は、パルス幅が極めて短
く、且つ、高電圧のパルス電圧を発生する電源であり、
その高圧端子（正電位側の端子）が各線電極３ｂに接続
されており、その低圧端子（負電位側の端子）が各円筒
電極３ａに接続されている。

【００３４】このような無害化処理装置１では、上蓋２
ａを開けて、ダイオキシンを含む灰を、各反応管３の円
筒電極３ａと線電極３ｂとの間の空間（反応空間）３ｃ
に入れる。

【００３５】パルス電源１０から出力されるパルス電圧
の電圧値は、正電極となる線電極３ｂと負電極となる円
筒電極３ａとの間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以
上にするような値となっている。

【００３６】ただし、λは反応空間３ｃの気体温度が３
００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分子同士の平均距離
（平均自由行程に比例する定数）を１としたときの相対
値である。したがって、例えば、気体温度を３００Ｋに
固定したまま気体圧力を２気圧にするとλの値は２にな
り、気体圧力を１気圧に固定したまま気体温度を６００
Ｋにするとλの値は０．５になる関係となっている。

【００３７】またパルス電源１０から出力されるパルス
電圧のパルス幅Ｔは、電極３ａ，３ｂ間の距離をｄ、反
応空間３ｃ内の気体中でのストリーマ放電進展速度を
ｖ、円周率をπとすると、次の式（１）で表される幅
（秒）以上とした。 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度ｖ）×π／２ 〔秒〕 ・・・・（１）

【００３８】したがって、例えば電極間距離ｄを２．５
〔ｃｍ〕、ストリーマ放電進展速度ｖを１〜２〔ｃｍ／
１０ｎｓ〕とすると、パルス幅Ｔは２０〜４０〔ｎｓ〕
以上となる。よってパルス幅Ｔを２０〔ｎｓ〕以上にす
る。なおストリーマ放電進展速度ｖは実験により求めた
値である。パルス幅が２０〔ｎｓ〕より小さい場合、ス
トリーマ放電が正電極と負電極の一部（正電極近傍）に
しか進展せず、電極間の一部しかストリーマ放電が発生
しないことになるので、結果として分解率が大きく低下
することになる。

【００３９】パルス幅Ｔを上式（１）により規定した理
由は次の通りである。即ち、模式図である図４に誇張し
て示すように、円筒電極３ａの表面の一点をＡ、線電極
３ｂの表面の一点をＢとし、灰粒子を球状と仮定して、
ＡＢ間に３個の灰粒子が存在したと考える（実際にはＡ
Ｂ間には多数の灰粒子が存在している）。また灰粒子の
直径をＤとする。

【００４０】そして、ＢからＡに向かってストリーマ放
電（図中において黒塗りした太線）が発生した場合、こ
のストリーマ放電は３個の灰粒子の表面に沿って進展す
る。このとき、ＡＢ間の直線距離は３Ｄとなり、灰粒子
の表面に沿って進展していった放電経路距離は３・Ｄ・
π／２となる。また３・Ｄ＝ｄである。この関係から、
表面距離／直線距離＝π／２となる。よって、反応空間
３ｃに灰を入れた場合のストリーマ放電進展速度は、気
体中でのストリーマ放電進展速度のπ／２倍となり、上
記（１）式が得られる。

【００４１】更に、パルス電源１０は、電極３ａ，３ｂ
間に多数のパルス電圧を印加し続けるが、その印加時間
は、電極３ａ，３ｂ間に与えるエネルギーが１０〔ｋＪ
／litter〕以上になる時間としている。したがって、パ
ルス電圧の電圧値を低く設定した場合には、印加電圧時
間は長くなり、パルス電圧の電圧値を高く設定した場合
には、印加電圧時間は短くなる。

【００４２】このようにして、正電極である線電極３ｂ
と負電極である円筒電極３ａとの間に、パルス電圧を印
加すると電極３ａ，３ｂ間に放電が発生する。この場
合、パルス幅が上記（１）式で表される幅であるときに
は、放電は殆どストリーマ放電となる。また、パルス幅
が上記（１）式で表される幅以上であるときには、最初
は殆どがストリーマ放電であるが、上記（１）式で表さ
れる幅（時間）を経過するとグロー放電やアーク放電が
発生する。

【００４３】このようにして放電により電子が発生し、
このうちエネルギーの高い（１０ｅＶ以上の）電子は、
灰粒子の間の空間に存在する気体分子に衝突してラジカ
ルを発生する。ラジカルとしては、酸素ラジカル（Ｏ
・）、窒素ラジカル（Ｎ・）、水酸化ラジカル（ＯＨ
・）、水素ラジカル（Ｈ・）等がある。また酸素ラジカ
ル（Ｏ・）と酸素分子が結合したオゾンも同時に生成さ
れる。

【００４４】このようなラジカル及び副生したオゾン
は、灰に含まれている有害物質をラジカル化学反応及び
化学反応により分解して無害化する。また、ラジカル及
びオゾンが灰の細孔（マイクロポア）の内部へ進入し、
その内壁に吸着しているダイオキシンも分解される。な
お、発生確率的には小さいが、電子がダイオキシンに直
接衝突してダイオキシンを解離（分解）して無害化する
こともある。

【００４５】そして、電極３ａ，３ｂ間に与えるエネル
ギーが１０〔ｋＪ／litter〕以上になる時間となった
ら、灰に含まれている有害物質は完全に分解されて無害
化されるので、パルス電圧の印加を停止する。

【００４６】その後、下蓋２ｂを開き、反応空間３ｃ内
に入っていた灰を取り出す。このようにして、バッチ式
処理により、灰の無害化処理ができる。

【００４７】ここで試験結果を示す。この試験では、ダ
イオキシンを用いるのは危険であるので、ダイオキシン
の代替物質としてエチレンガスを用いた。そして、吸着
剤（シリカライト）にエチレンを吸着した物質を、１本
の反応管３の反応空間３ｃに詰めた。

【００４８】試験条件は次の通りである。 （１）反応管（反応容器）３の円筒電極３ａの直径は５
ｃｍ、長さは１５ｃｍ。反応空間３ｃの容積は約３００
ｃｃである。 （２）パルス電源１０が出力するパルス電圧のパルス幅
は１００ｎｓ、電圧は１０〜３０ｋＶ（つまり、反応空
間の電界強度が４〜１２ｋＶ／ｃｍとなる電圧）とし
た。 （３）電圧印加時間は、電極３ａ，３ｂ間に与えるエネ
ルギーが１０〔ｋＪ／litter〕となる時間とした。 （４）試験手順としては、（４−１）エチレンを飽和状
態まで吸着させ、初期吸着量を測定し、（４−２）電極
間にパルス電圧を印加してプラズマを発生させ、ラジカ
ルによる分解処理を行わせ、（４−３）再吸着量を測定
し、（４−４）分解率を測定する。分解率は、（初期吸
着量−再吸着量）／初期吸着量×１００で表される。

【００４９】図５は上記試験をした場合のエチレン分解
特性試験結果である。この結果から、投入エネルギーを
１０〔ｋＪ／litter〕以上にすることで、９５％以上の
エチレンを分解できたことが分かった。

【００５０】図６は上記試験をした場合の印加電圧と分
解率の関係を示す試験結果である。この結果から、印加
電界強度を５ｋＶ／ｃｍ以上にすることが効果的である
ことが判明した。このため、パルス電源１０から出力さ
れるパルス電圧の電圧値を、電極３ａ，３ｂ間での電界
強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするような値とすれ
ば良いことが分かった。

【００５１】なお、図１及び図２に示す第１実施例で
は、バッチ処理をしているが、上蓋２ａと下蓋２ｂを無
くし、各反応管３の上端から連続式に灰を投入して、灰
を各反応空間３ｃ中に流通させつつ無害化処理をし、無
害化した灰を各反応管３の下端から連続的に取り出すよ
うにした連続形にすることも可能である。

【００５２】また、図１及び図２に示す第１実施例で
は、円筒電極３ａは反応管（反応容器）の筺体としての
機能を兼用しているが、独立した筒状の筺体の内部に平
板電極と線電極（またはロッド状電極）を配置して反応
管（反応容器）を形成するようにしても良い。

【００５３】＜第２実施例＞次に本発明の第２実施例に
かかる無害化処理装置を説明する。第２実施例は第１実
施例における反応管３を、図７に示す反応管３０に取り
替えた構成となっている。このため全体構成は省略し、
反応管３０を中心に説明する。なお、線電極３０ｂの代
わりにロッド状電極を採用することができ、ロッド状電
極であっても同様な効果が得られるが、以下の説明では
線電極３０ｂを例として説明する。

【００５４】反応管（反応容器）３０では、図７に示す
ように、円筒電極３０ａの内部空間に線電極３０ｂが配
置されている。また円筒電極３０ａと線電極３０ｂとの
間の反応空間３０ｃには、複数本（本例では４本）の強
誘電体３１が配置されている。強誘電体３１は、チタン
酸バリウム等をロッド状に形成したものである。このよ
うな強誘電体３１は、線電極３０ｂに平行で、かつ、線
電極３０ｂを中心とした円周上において周方向に離れた
位置（本例では９０°離れた位置）に配置されている。
このため、線電極３０ｂは、複数本の強誘電体３１によ
り囲まれた状態となっている。

【００５５】各強誘電体３１は、その下端が回転円板３
２に固定されている。回転円板３２は、線電極３０ｂの
配置位置を回転中心として、図示しない駆動装置により
回転駆動される。このため、複数本の強誘電体３１は、
線電極３０ｂを回転中心として、線電極３０ｂの周囲位
置において回転移動する。

【００５６】反応管３０では、強誘電体３１を配置して
いるため、電界強度を表す図８、及び、電界強度分布を
表す（電気力線を点線で表す）図９に示すように、線電
極３０ｂから円筒電極３０ａに向かうにつれて（反応管
の中心から半径方向の外側に向かうにつれて）減少して
いく電界強度の減少割合を緩和する。このため、反応容
器３０の半径方向に関して、電界強度を均一化でき、半
径方向に均一にストリーマ放電を発生させることができ
る。

【００５７】また、強誘電体３１が、線電極３０ｂを回
転中心として、線電極３０ｂの周囲位置において回転移
動するため、電界強度の強い部分（図８において電気力
線を描いている部分）が、周方向に沿い移動していくた
め、経時的にみて、周方向においても電界強度の均一化
を図ることができ、周方向に関してもストリーマ放電を
均一に発生させることができる。

【００５８】このように、径方向および周方向に関して
ストリーマ放電を均一に発生させることができるので、
径方向および周方向に関して、プラズマ（電子及びイオ
ン）ひいてはラジカルを均一に発生させることができ
る。このため、ダイオキシンを含む灰が反応空間３０ｃ
のどの位置に収納されても、収納位置にかかわらず、ダ
イオキシンが均一に分解されて無害化される。

【００５９】また、強誘電体３１が周方向に回転移動す
るため、反応空間３０ｃに収納された灰が物理的に攪拌
されるため、均一化が更に促進されると共に、灰の凝集
を防止することができ、この点からもダイオキシンの分
解促進を図ることができる。

【００６０】この反応管３０は、バッチ式の無害化処理
装置にも連続式の無害化処理装置にも適用することがで
きる。

【００６１】＜第３実施例＞次に本発明の第３実施例に
かかる無害化処理装置を説明する。第３実施例は第１実
施例における反応管３を、図１０に示す反応管３００に
取り替えた構成となっている。このため全体構成は省略
し、反応管３００を中心に説明する。なお、線電極３０
０ｂの代わりにロッド状電極を採用することができ、ロ
ッド状電極であっても同様な効果が得られるが、以下の
説明では線電極３００ｂを例として説明する。

【００６２】反応管（反応容器）３００では、図１０に
示すように、円筒電極３００ａの内部空間に線電極３０
０ｂが配置されている。また円筒電極３００ａと線電極
３００ｂとの間の反応空間３００ｃには、円筒電極３０
０ａの内周面に接して円筒状の誘電体３０１が配置され
ている。誘電体３０１は、強誘電体である必要はなく、
アルミナ等を円筒状に形成したものであってもよい。こ
のような誘電体３０１は、線電極３００ｂを中心とし
て、円筒電極３００ａの内周面に接して同心状に配置さ
れている。

【００６３】反応管３００では、円筒電極３００ａの内
周面に接して円筒状の強誘電体３０１を配置しているた
め、印加される電圧を更に上昇させた場合でもアーク放
電に転移せず、分解率向上に有効なストリーマ放電を持
続させることができる。電界強度を表す図８に示すよう
に、線電極３００ｂから円筒電極３００ａに向かうにつ
れて（反応管の中心から半径方向の外側に向かうにつれ
て）減少していく電界強度の減少割合を緩和する。この
ため、反応容器３００の半径方向に関して、電界強度を
均一化でき、半径方向に均一にストリーマ放電を発生さ
せることができる。

【００６４】また、図７に示す回転移動する複数の強誘
電体３１を、図１０に示す反応管３００に組み込むこと
もできる。このときにも、印加される電圧を更に上昇さ
せた場合でもアーク放電に転移せず、分解率向上に有効
なストリーマ放電を持続させることができる。強誘電体
３０１が円筒状となっているため、周方向に沿う方向に
おいても電界強度の均一化を図ることができ、周方向に
関してもストリーマ放電を均一に発生させることができ
る。

【００６５】このように、径方向および周方向に関して
ストリーマ放電を均一に発生させることができるので、
径方向および周方向に関して、プラズマ（電子及びイオ
ン）ひいてはラジカルを均一に発生させることができ
る。このため、ダイオキシンを含む灰が反応空間３００
ｃのどの位置に収納されても、収納位置にかかわらず、
ダイオキシンが均一に分解されて無害化される。

【００６６】この反応管３００は、バッチ式の無害化処
理装置にも連続式の無害化処理装置にも適用することが
できる。

【００６７】＜第４実施例＞次に本発明の第４実施例に
かかる無害化処理装置を用いた無害化処理システムを説
明する。図１１に示すように、無害化装置１０１はケー
シング１０２内に多数の反応管１０３を配置して構成さ
れている。反応管１０３は、図１及び図２に示したもの
と同様な構成のものである。またケーシング１０２の上
下端面は開口している。

【００６８】無害化装置１０１の上面には出口ヘッダ１
２１が連結されており、無害化装置１０１の下面には入
口ヘッダ１２２が連結されている。入口ヘッダ１２２と
出口ヘッダ１２１は循環形のダクト１２３により連結さ
れている。

【００６９】ダクト１２３にはファン１２４が介装され
ると共に、投入部１２５，排出部１２６及び添加ガス注
入口１２７が備えられている。投入部１２５はファン１
２４の前後に備えられている。また、反応管１０３の円
筒電極１０３ａと線電極１０３ｂとの間の反応空間１０
３ｃには高電圧のパルス電圧が印加され、プラズマによ
りラジカルが発生する。なお、線電極１０３ｂの代わり
にロッド状電極を採用することもできる。

【００７０】かかる処理システムでは、投入部１２５か
らダイオキシンを含む一定量の灰を投入してから投入部
１２５を閉じ、ファン１２４を作動させると、灰は、無
害化装置１０１とダクト１２３を通じて循環流通する。
このとき、無害化装置１０１を通過するときに、ダイオ
キシンがラジカル化学反応により分解されて無害化され
る。

【００７１】しかも、ファン１２４により強制循環して
いるため、灰粒子の径が小さいとき（１μｍ以下）であ
っても、灰粒子の間に気体層を設けることができ、この
結果、放電（プラズマ）の発生を確実に行うことができ
る。このため、粒子径の小さい灰であっても、確実にダ
イオキシンの無害化処理ができる。

【００７２】この処理の際に、添加ガス注入口１２７か
らダクト１２３内にアンモニアや酸素を注入すると、Ｎ
Ｈラジカル（ＮＨ・）、ＮＨ₂ ラジカル（ＮＨ₂ ・）、
酸素ラジカル（Ｏ・）、オゾンが多量に発生して、ラジ
カル化学反応及び化学反応の促進を図ることができ、無
害化処理の効率が向上する。

【００７３】なお図１１の例において、反応管１０３と
して、図１０に示す反応管３００を採用することもでき
る。このようにすればアーク放電の発生を防止できる。

【００７４】また図１１の例において、パルス電圧のパ
ルス幅Ｔは、正側の電極と負側の電極との間の距離を
ｄ、気体中でのストリーマ放電進展速度をｖ、円周率を
πとすると、次式で表される幅以上とする。 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
ｖ） 〔秒〕 また前記パルス電圧の電圧値は、正側の電極と負側の電
極との間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にす
る。ただし、λは正側の電極と負側の電極との間の気体
温度が３００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分子同士の
平均距離（平均自由行程に比例する定数）を１としたと
きの相対値である。

【００７５】図１１の例では、灰と空気が混合している
が、灰は空気中に浮遊している状態となっているため、
灰の形状による放電距離の差が殆どなくなるため、パル
ス幅Ｔを上記式のように規定している。

【００７６】なお上述した無害化処理装置１（または１
０１）からの排ガスに、ダイオキシンが含まれる可能性
があるため、図１２に示すように、無害化処理装置１
（１０１）の排出ダクトにパルスプラズマ式排ガス処理
装置２００を設置して、排ガスすべてをパルスプラズマ
式排ガス処理装置２００により無害化して排気する。

【００７７】また上述した本発明の各実施例によれば、
つぎのような効果や特長がある。 （１）焼却炉前のＲＤＦ（Refuse Derive Fuel）のダイ
オキシン分解が可能。 （２）高濃度ダイオキシン汚染物質（固体）中のダイオ
キシン分解ができ、灰や土壌以外の汚染物質にも適用で
きる。 （３）液中ダイオキシン（焼却炉排水等）を分離し、固
体状にしたダイオキシン分解にも適用可能である。 （４）灰・土壌中のダイオキシン分解率は９９パーセン
ト以上を期待できる。 （５）乾式処理である。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の無害化処理
方法では、パルス幅が極めて短い高電圧のパルス電圧が
印加される正電極と負電極を有する反応容器に、有害物
質が含まれている灰・土壌を入れ、正電極と負電極との
間で発生した放電に起因するプラズマによりラジカルを
発生させ、このラジカルや副生したオゾンにより前記有
害物質を分解させるようにした。このため本発明では、
ラジカル反応により有害物質を効果的に分解して無害化
することができる。

【００７９】この場合、前記灰・土壌は、連続的または
断続的に前記反応容器に入れられるようにしてもよい。
このため灰・土壌の量や有害物質の含有量に応じて、最
適な処理形態を採用することができる。

【００８０】しかも、本発明の無害化処理装置では、前
記パルス電圧のパルス幅Ｔは、前記正電極と前記負電極
との間の距離をｄ、気体中でのストリーマ放電進展速度
をｖ、円周率をπとすると、次式で表される幅以上と
し、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
ｖ）×π／２〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、前記正電極と前記負電極と
の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
な値とする。ただし、λは前記正電極と前記負電極との
間の気体温度が３００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分
子同士の平均距離（平均自由行程に比例する定数）を１
としたときの相対値である。このため、ストリーマ放電
を良好に発生させることができ、有害物質の分解を効率
的に行うことができる。

【００８１】また本発明では、有害物質が含まれている
灰・土壌が入れられる反応容器に、正電極と負電極とが
備えられ、前記正電極と前記負電極には、パルス幅が極
めて短い高電圧のパルス電圧が印加される構成とした。

【００８２】このような無害化処理装置によれば、電極
間で発生した放電に起因するプラズマによりラジカルが
発生し、このラジカルや副生したオゾンにより有害物質
を分解して無害化することができる。

【００８３】また本発明では、有害物質が含まれている
灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、この円
筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド状電
極とが備えられ、前記線電極またはロッド状電極と前記
円筒電極には、パルス幅が極めて短い高電圧のパルス電
圧が印加される構成とした。

【００８４】このような無害化処理装置によれば、円筒
電極と線電極またはロッド状電極との間で均一な放電が
行われ、ラジカルが均一に発生して、有害物質の収納位
置に関係なく有害物質を均一に分解して無害化すること
ができる。

【００８５】また本発明では、有害物質が含まれている
灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、この円
筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド状電
極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電極ま
たはロッド状電極との間に強誘電体が配置されており、
前記線電極またはロッド状電極と前記円筒電極には、パ
ルス幅が極めて短い高電圧のパルス電圧が印加される構
成とした。

【００８６】このような無害化処理装置によれば、円筒
電極と線電極またはロッド状電極との間で均一な放電が
行われ、ラジカルが均一に発生して、有害物質の収納位
置に関係なく有害物質を均一に分割して無害化すること
ができる。また、強誘電体を配置したため、電界分布が
更に均一化され、有害物質の収納位置に関係なく有害物
質を更に均一に分解して無害化することができる。

【００８７】また本発明では、有害物質が含まれている
灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、この円
筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド状電
極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電極ま
たはロッド状電極との間には線電極またはロッド状電極
を回転中心として線電極またはロッド状電極の周囲を回
転移動する強誘電体が配置されており、前記線電極また
はロッド状電極と前記円筒電極には、パルス幅が極めて
短い高電圧のパルス電圧が印加される構成とした。

【００８８】このような無害化処理装置によれば、円筒
電極と線電極またはロッド状電極との間で均一な放電が
行われ、ラジカルが均一に発生して、有害物質の収納位
置に関係なく有害物質を均一に分割して無害化すること
ができる。また、強誘電体を配置したため、電界分布が
更に均一化され、有害物質の収納位置に関係なく有害物
質を更に均一に分解して無害化することができる。しか
も、強誘電体が回転移動することにより灰・土壌を物理
的に攪拌することができ、分解の均一化が更に進む。

【００８９】また本発明では、有害物質が含まれている
灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、この円
筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド状電
極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電極ま
たはロッド状電極との間には、前記円筒電極の内周面に
接して円筒状の誘電体が配置されており、前記線電極ま
たはロッド状電極と前記円筒電極には、パルス幅が極め
て短い高電圧のパルス電圧が印加される構成とした。

【００９０】このような無害化処理装置によれば、更に
高い高電圧パルスを印加しても、アーク放電に転移しな
い構成となり、更なる分解率向上が可能となる。

【００９１】また本発明では、有害物質が含まれている
灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、この円
筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド状電
極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電極ま
たはロッド状電極との間には線電極またはロッド状電極
を回転中心として線電極またはロッド状電極の周囲を回
転移動する強誘電体が配置されており、更に、前記円筒
電極と前記線電極またはロッド状電極との間には、前記
円筒電極の内周面に接して円筒状の誘電体が配置されて
おり、前記線電極またはロッド状電極と前記円筒電極に
は、パルス幅が極めて短い高電圧のパルス電圧が印加さ
れる構成とした。

【００９２】このような無害化処理装置によれば、更に
高い高電圧パルスを印加しても、アーク放電に転移しな
い構成となり、更なる分解率向上が可能となる。また、
このような無害化処理装置によれば、円筒電極と線電極
またはロッド状電極との間で均一な放電が行われ、ラジ
カルが均一に発生して、有害物質の収納位置に関係なく
有害物質を均一に分割して無害化することができる。ま
た、円筒状の誘電体を配置したため、半径方向及び周方
向に関して電界分布が更に均一化され、有害物質の収納
位置に関係なく有害物質を更に均一に分解して無害化す
ることができる。

【００９３】また本発明では、有害物質が含まれている
灰・土壌が入れられる反応容器に、正電極と負電極とが
備えられ、前記正電極と前記負電極には、パルス幅が極
めて短い高電圧のパルス電圧が印加されるとともに、前
記反応容器の出口から灰・土壌を取り出し、取り出した
灰・土壌を前記反応容器の入口に戻す循環機構を備えて
いる構成とした。

【００９４】このような無害化処理装置によれば、微細
な灰であっても灰粒子の間に気体層を設けることができ
るため、放電（プラズマ）の発生を確実に行うことがで
き、粒子径の小さい灰であっても、確実に有害物質の無
害化ができる。

【００９５】また本発明では、有害物質が含まれている
灰・土壌が入れられる反応容器に、円筒電極と、この円
筒電極の内部空間に配置された線電極またはロッド状電
極とが備えられると共に、前記円筒電極と前記線電極ま
たはロッド状電極との間には、前記円筒電極の内周面に
接して円筒状の誘電体が配置されており、前記線電極ま
たはロッド状電極と前記円筒電極には、パルス幅が極め
て短い高電圧のパルス電圧が印加されるとともに、前記
反応容器の出口から灰・土壌を取り出し、取り出した灰
・土壌を前記反応容器の入口に戻す循環機構を備えてい
る構成とした。

【００９６】このような無害化処理装置によれば、更に
高い電界を印加でき、更なる分解率向上を図ることがで
きる。

【００９７】また本発明装置では、前記パルス電圧のパ
ルス幅Ｔは、正側の電極と負側の電極との間の距離を
ｄ、気体中でのストリーマ放電進展速度をｖ、円周率を
πとすると、次式で表される幅以上とし、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
ｖ）×π／２〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、正側の電極と負側の電極と
の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
な値とした。ただし、λは正側の電極と負側の電極との
間の気体温度が３００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分
子同士の平均距離（平均自由行程に比例する定数）を１
としたときの相対値である。

【００９８】かかる構成としたため、本発明では、灰・
土壌が詰まっている状態においても、正電極と負電極と
の間にストリーマ放電を効果的に発生させることがで
き、多量のラジカルを生成することができる。この結
果、有害物質を効率良く分解できると共に、効率が向上
する。

【００９９】また本発明装置では、前記パルス電圧のパ
ルス幅Ｔは、正側の電極と負側の電極との間の距離を
ｄ、気体中でのストリーマ放電進展速度をｖ、円周率を
πとすると、次式で表される幅以上とし、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
ｖ） 〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、正側の電極と負側の電極と
の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
な値とした。ただし、λは正側の電極と負側の電極との
間の気体温度が３００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分
子同士の平均距離（平均自由行程に比例する定数）を１
としたときの相対値である。

【０１００】かかる構成としたため、本発明では、灰等
が浮遊した状態で空気に混在していても、正電極と負電
極との間にストリーマ放電を効果的に発生させることが
でき、多量のラジカルを生成することができる。この結
果、有害物質を効率良く分解できると共に、効率が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる無害化処理装置を
示す正面断面図。

【図２】本発明の第１実施例にかかる無害化処理装置を
示す透視斜視図。

【図３】第１実施例に用いる反応管を示す断面図。

【図４】灰中を進展するストリーマを示す模式図。

【図５】エチレン分解特性試験結果を示す特性図。

【図６】印加電圧と分解率の関係を示す特性図。

【図７】第２実施例を用いる反応管を示す斜視図。

【図８】反応管に強誘電体を配したときの電界強度を示
す特性図。

【図９】反応管に強誘電体を配したときの電界強度分布
を示す特性図。

【図１０】第３実施例に用いる反応管を示す斜視図。

【図１１】第４実施例にかかる無害化処理システムを示
す構成図。

【図１２】無害化処理装置にパルスプラズマ式排ガス処
理装置を組み合わせたシステムを示す構成図。

【符号の説明】

１ 無害化処理装置 ２ ケーシング ２ａ 上蓋 ２ｂ 下蓋 ３ 反応管（反応容器） ３ａ 円筒電極 ３ｂ 線電極 ３ｃ 反応空間 １０ 電源 ３０ 反応管 ３０ａ 円筒電極 ３０ｂ 線電極 ３０ｃ 反応空間 ３１ 強誘電体 ３２ 回転円板 １０１ 無害化処理装置 １０２ ケーシング １０３ 反応管 １０３ａ 円筒電極 １０３ｂ 線電極 １０３ｃ 反応空間 １２１ 出口ヘッダ １２２ 入口ヘッダ １２３ ダクト １２４ ファン １２５ 投入部 １２６ 排出部 ３００ 反応管 ３００ａ 円筒電極 ３００ｂ 線電極 ３００ｃ 反応空間 ３０１ 誘電体

フロントページの続き (72)発明者 川添 浩平 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工業株式会社長崎研究所内 (56)参考文献 特開2000−354841（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−299740（ＪＰ，Ａ) 特開2000−126542（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00 - 5/00 B09C 1/00 - 1/10 B01J 19/00 - 19/32

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス幅が極めて短い高電圧のパルス電
   圧が印加される正電極と負電極を有する反応容器に、有
   害物質が含まれている灰・土壌を入れ、正電極と負電極
   との間で発生した放電に起因するプラズマによりラジカ
   ルを発生させ、このラジカルにより前記有害物質を分解
   させることを特徴とする灰・土壌の無害化処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記灰・土壌は、連
   続的または断続的に前記反応容器に入れられることを特
   徴とする灰・土壌の無害化処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 前記パルス電圧のパルス幅Ｔは、前記正電極と前記負電
   極との間の距離をｄ、気体中でのストリーマ放電進展速
   度をｖ、円周率をπとすると、次式で表される幅以上と
   し、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
   ｖ）×π／２〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、前記正電極と前記負電極と
   の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
   な値としたことを特徴とする灰・土壌の無害化処理方
   法。ただし、λは前記正電極と前記負電極との間の気体
   温度が３００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分子同士の
   平均距離（平均自由行程に比例する定数）を１としたと
   きの相対値である。
4. 【請求項４】 有害物質が含まれている灰・土壌が入れ
   られる反応容器に、正電極と負電極とが備えられ、前記
   正電極と前記負電極には、パルス幅が極めて短い高電圧
   のパルス電圧が印加されることを特徴とする灰・土壌の
   無害化処理装置。
5. 【請求項５】 有害物質が含まれている灰・土壌が入れ
   られる反応容器に、円筒電極と、この円筒電極の内部空
   間に配置された線電極またはロッド状電極とが備えら
   れ、前記線電極またはロッド状電極と前記円筒電極に
   は、パルス幅が極めて短い高電圧のパルス電圧が印加さ
   れることを特徴とする灰・土壌の無害化処理装置。
6. 【請求項６】 有害物質が含まれている灰・土壌が入れ
   られる反応容器に、円筒電極と、この円筒電極の内部空
   間に配置された線電極またはロッド状電極とが備えられ
   ると共に、前記円筒電極と前記線電極またはロッド状電
   極との間に強誘電体が配置されており、前記線電極また
   はロッド状電極と前記円筒電極には、パルス幅が極めて
   短い高電圧のパルス電圧が印加されることを特徴とする
   灰・土壌の無害化処理装置。
7. 【請求項７】 有害物質が含まれている灰・土壌が入れ
   られる反応容器に、円筒電極と、この円筒電極の内部空
   間に配置された線電極またはロッド状電極とが備えられ
   ると共に、前記円筒電極と前記線電極またはロッド状電
   極との間には線電極またはロッド状電極を回転中心とし
   て線電極またはロッド状電極の周囲を回転移動する強誘
   電体が配置されており、前記線電極またはロッド状電極
   と前記円筒電極には、パルス幅が極めて短い高電圧のパ
   ルス電圧が印加されることを特徴とする灰・土壌の無害
   化処理装置。
8. 【請求項８】 有害物質が含まれている灰・土壌が入れ
   られる反応容器に、円筒電極と、この円筒電極の内部空
   間に配置された線電極またはロッド状電極とが備えられ
   ると共に、前記円筒電極と前記線電極またはロッド状電
   極との間には、前記円筒電極の内周面に接して円筒状の
   誘電体が配置されており、前記線電極またはロッド状電
   極と前記円筒電極には、パルス幅が極めて短い高電圧の
   パルス電圧が印加されることを特徴とする灰・土壌の無
   害化処理装置。
9. 【請求項９】 有害物質が含まれている灰・土壌が入れ
   られる反応容器に、円筒電極と、この円筒電極の内部空
   間に配置された線電極またはロッド状電極とが備えられ
   ると共に、前記円筒電極と前記線電極またはロッド状電
   極との間には線電極またはロッド状電極を回転中心とし
   て線電極またはロッド状電極の周囲を回転移動する強誘
   電体が配置されており、 更に、前記円筒電極と前記線電極またはロッド状電極と
   の間には、前記円筒電極の内周面に接して円筒状の誘電
   体が配置されており、 前記線電極またはロッド状電極と前記円筒電極には、パ
   ルス幅が極めて短い高電圧のパルス電圧が印加されるこ
   とを特徴とする灰・土壌の無害化処理装置。
10. 【請求項１０】有害物質が含まれている灰・土壌が入れ
    られる反応容器に、正電極と負電極とが備えられ、前記
    正電極と前記負電極には、パルス幅が極めて短い高電圧
    のパルス電圧が印加されるとともに、 前記反応容器の出口から灰・土壌を取り出し、取り出し
    た灰・土壌を前記反応容器の入口に戻す循環機構を備え
    ていることを特徴とする灰・土壌の無害化処理装置。
11. 【請求項１１】有害物質が含まれている灰・土壌が入れ
    られる反応容器に、円筒電極と、この円筒電極の内部空
    間に配置された線電極またはロッド状電極とが備えられ
    ると共に、前記円筒電極と前記線電極またはロッド状電
    極との間には、前記円筒電極の内周面に接して円筒状の
    誘電体が配置されており、前記線電極またはロッド状電
    極と前記円筒電極には、パルス幅が極めて短い高電圧の
    パルス電圧が印加されるとともに、 前記反応容器の出口から灰・土壌を取り出し、取り出し
    た灰・土壌を前記反応容器の入口に戻す循環機構を備え
    ていることを特徴とする灰・土壌の無害化処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項４乃至請求項９のいずれか一項
    において、 前記パルス電圧のパルス幅Ｔは、正側の電極と負側の電
    極との間の距離をｄ、気体中でのストリーマ放電進展速
    度をｖ、円周率をπとすると、次式で表される幅以上と
    し、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
    ｖ）×π／２〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、正側の電極と負側の電極と
    の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
    な値としたことを特徴とする灰・土壌の無害化処理装
    置。ただし、λは正側の電極と負側の電極との間の気体
    温度が３００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分子同士の
    平均距離（平均自由行程に比例する定数）を１としたと
    きの相対値である。
13. 【請求項１３】 請求項１０または請求項１１におい
    て、 前記パルス電圧のパルス幅Ｔは、正側の電極と負側の電
    極との間の距離をｄ、気体中でのストリーマ放電進展速
    度をｖ、円周率をπとすると、次式で表される幅以上と
    し、 パルス幅Ｔ＝（電極間距離ｄ／ストリーマ放電進展速度
    ｖ） 〔秒〕 前記パルス電圧の電圧値は、正側の電極と負側の電極と
    の間の電界強度を５・λ〔ｋＶ／ｃｍ〕以上にするよう
    な値としたことを特徴とする灰・土壌の無害化処理装
    置。ただし、λは正側の電極と負側の電極との間の気体
    温度が３００Ｋ、気体圧力が１気圧時の気体分子同士の
    平均距離（平均自由行程に比例する定数）を１としたと
    きの相対値である。