JP5688231B2 - Gas processing equipment - Google Patents
Gas processing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5688231B2 JP5688231B2 JP2010077571A JP2010077571A JP5688231B2 JP 5688231 B2 JP5688231 B2 JP 5688231B2 JP 2010077571 A JP2010077571 A JP 2010077571A JP 2010077571 A JP2010077571 A JP 2010077571A JP 5688231 B2 JP5688231 B2 JP 5688231B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- honeycomb
- honeycomb structures
- honeycomb structure
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。 The present invention relates to a gas processing apparatus that purifies harmful gas contained in a gas to be processed.
従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for purifying harmful gas contained in exhaust gas by creating a plasma state by performing high voltage discharge in the exhaust gas is known. In recent years, this technology is being applied to a purification device for purifying factory exhaust and an air purifier for purifying indoor air for the purpose of deodorization.
熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ(非平衡プラズマ(以下、単にプラズマと言う))は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。実用化で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。 Plasma that is in a thermally non-equilibrium state, that is, in which the electron temperature is much higher than the temperature of the gas or ion (non-equilibrium plasma (hereinafter simply referred to as plasma)) is the ion or radical produced by electron collision. Promotes a chemical reaction that does not occur at room temperature, and is considered useful in hazardous gas treatment as a medium that can efficiently remove or decompose harmful gases. The key to practical use is to improve the energy efficiency during processing and to convert it into a completely safe product after processing with plasma.
一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)、フロン、CO2 ,揮発性有機溶剤(VOC)などがある。中でもNOxは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。 In general, plasma at atmospheric pressure is generated by gas discharge or electron beam. There are nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), chlorofluorocarbons, CO 2 , volatile organic solvents (VOC), etc. that are currently being considered for application. Above all, NOx is contained in the exhaust gas of a car, so that it needs to be put into practical use immediately.
NOx除去における放電プラズマ(気体放電によって生成されたプラズマ)内の現象は、電子衝突によって1次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してN2 ,H2 O,NH4 NO3 などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。 The phenomenon in discharge plasma (plasma generated by gas discharge) in NOx removal is that ions and radicals generated primarily by electron collision cause an initial reaction, and N 2 , H 2 O, It is thought that it is converted into each particle such as NH 4 NO 3 .
また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、CO2 とH2 Oに変換される。この場合、副生成物として、オゾン(O3 )が発生する。 Further, when the harmful gas is, for example, acetaldehyde or formaldehyde, the harmful gas is converted into CO 2 and H 2 O by passing plasma. In this case, ozone (O 3 ) is generated as a by-product.
図5に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する(例えば、特許文献1参照)。同図において、1は処理対象ガス(有害ガスを含む空気)GSが流れるダクト(通風路)であり、ダクト1内には、処理対象ガスGSの通過方向に沿って放電電極2とグランド電極3とが交互に配置され、これら電極2,3間にセルと呼ばれる多数の貫通孔4aを有するハニカム構造体4が配設されている。5は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体4はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献2にもその使用例がある。
FIG. 5 illustrates a main part of a conventional gas processing apparatus using discharge plasma (see, for example, Patent Document 1). In the figure,
放電電極2は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極2は、導線6によって高電圧電源5の+極に接続されている。グランド電極3は、金属性メッシュ等で形成されている。各グランド電極3は、導線7によって高電圧電源5の−極に接続されている。
The
このガス処理装置では、処理対象ガスGSをダクト1に流し、放電電極2とグランド電極3との間に高電圧電源5からの高電圧(数kV〜数10kV)を印加する。これにより、各ハニカム構造体4の貫通孔4a内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスGSに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
In this gas processing apparatus, the gas GS to be processed is caused to flow through the
しかしながら、このような構成のガス処理装置では、次のような問題点を有する。
(1)多数のハニカム構造体4を有するが、ばらつきなく均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ハニカム構造体4の性能にばらつきが出てしまう。例えば、同じハニカム構造体4同士でもインピータンス値が異なることがあり、また1つのハニカム構造体4内でも例えばその上下でインピーダンス値が異なるというようなこともあり、全体として均一なプラズマが発生せず、ガス処理能力が不安定となる。また、貫通孔4aだけでのプラズマ発生なので、プラズマの発生量が少なく、ガス処理能力が低い。
However, the gas processing apparatus having such a configuration has the following problems.
(1) Although a large number of
(2)ハニカム構造体4は吸湿すると低インピーダンスに、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っており、ハニカム構造体4が低インピーダンスになると、流れる電流が増大し放電電極2とグランド電極3との間に印加される高電圧値が低下し、ハニカム構造体4が高インピーダンスになると、流れる電流が減少し放電電極2とグランド電極3との間に印加される高電圧値が上昇する。このような高電圧値の変化に対し、所望のプラズマの発生量を確保し得る高電圧値を得ることのできる高電圧電源5は、その設計に要する工数も含めて非常に高価となる。
(2) The
(3)ハニカム構造体4のそれぞれに対して放電電極2とグランド電極3を設けているため、部品点数が多く、構造も複雑となり、高価となる。
(4)処理対象ガスGSの通過方向(ダクト1の入口から出口への方向)に沿ってハニカム構造体4がダクト1内に配置されているため、ハニカム構造体4のガス流と直交する方向の寸法が長く、これに対してガス流と平行な方向の寸法が短くなっている。このため、ガス流の流速が速いと、処理対象ガスGSがハニカム構造体4の内部でプラズマに晒される時間が短く、ガス処理能力が落ちる。
(3) Since the
(4) Since the
そこで、本出願人は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決するものとして、図6に示すような構造のガス処理装置を提案した(特許文献3参照)。このガス処理装置では、ダクト1の入口から出口への処理対象ガスGSの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔G(G1〜G3)を設けて、多数の貫通孔(丸孔)4aを有する複数のハニカム構造体4(4−1〜4−4)を配置している。
Therefore, the present applicant has proposed a gas processing apparatus having a structure as shown in FIG. 6 as a solution to the problems of the conventional gas processing apparatus described above (see Patent Document 3). In this gas processing apparatus, intervals G (G1 to G3) are provided along a direction orthogonal to the passing direction of the processing target gas GS from the inlet to the outlet of the
なお、8はハニカム構造体4−1〜4−4のうち処理対象ガスGSの通過方向に対し直交する方向の一端に位置するハニカム構造体4−1の外側に配置された第1の電極、9はハニカム構造体4−1〜4−4のうち処理対象ガスGSの通過方向に対し直交する方向の他端に位置するハニカム構造体4−4の外側に配置された第2の電極であり、処理対象ガスGSが通過するように金属製メッシュとされている。
この第1の電極8と第2の電極9との間に高電圧電源(高電圧源)5からの高電圧を印加することにより、ハニカム構造体4の貫通孔4aおよびハニカム構造体4間の空間10(10−1〜10−3)にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスGSに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
By applying a high voltage from a high voltage power source (high voltage source) 5 between the
しかしながら、図6に示された構造のガス処理装置は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決することができる点で優れているが、次のような新たな問題を有している。 However, the gas processing apparatus having the structure shown in FIG. 6 is excellent in that it can solve the problems of the conventional gas processing apparatus described above, but has the following new problems. .
このガス処理装置において、処理対象ガスGSは、ダクト1の入口から出口への通過方向に向かって流れて行く過程で、ハニカム構造体4の貫通孔4aやハニカム構造体4間の空間10で発生したプラズマによって処理を受けるが、処理を受ける度に処理対象ガスGS中に含まれる水分が消費されるので、処理対象ガスGSは上流側から下流側にかけて湿度が低下する。また、ハニカム構造体4の内部でのプラズマの発生状態は処理対象ガスGS中の水分が多いほど活発に行われ、水分が少なくなるにつれて抑制される特性がある。
In this gas processing apparatus, the processing target gas GS is generated in the through
これに対して、空間10を形成する各ハニカム構造体4間の間隔Gは、処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側にかけて等しくされている。すなわち、各ハニカム構造体4間の空間10の電極インピーダンスは、処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側にかけて等しくされている。また、前述したように、ハニカム構造体4は吸湿すると低インピーダンス、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っているため、水分の多い上流側ではハニカム構造体4の電極インピーダンスは小さくなり、水分の少ない下流側ではハニカム構造体4の電極インピーダンスは大きくなる。このため、上流側でのプラズマの発生状態を適切なものとして間隔Gを定めると、上流側での放電電流は適切とはなるが、下流側での放電電流が小さくなり、下流側でのプラズマの発生状態が弱くなってしまうという問題が生じる。逆に、下流側でのプラズマの発生状態を適切なものとして間隔Gを定めると、下流側での放電電流は適切とはなるが、上流側での放電電流が大きくなり、上流側でのプラズマの発生状態が強くなってしまうという問題が生じる。
On the other hand, the gap G between the
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構成で、上流側と下流側のプラズマの発生状態をバランスさせることが可能なガス処理装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas processing apparatus capable of balancing the generation state of the plasma on the upstream side and the downstream side with a simple configuration. Is to provide.
このような目的を達成するために本発明は、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の一端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第1の電極と、複数のハニカム構造体のうち処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の他端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第2の電極と、第1の電極と第2の電極との間に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、ハニカム構造体間の空間を形成する各ハニカム構造体間の間隔を処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって狭めるようにしたものである。 In order to achieve such an object, the present invention provides a large number of penetrations through which the processing target gas passes and is arranged along a direction orthogonal to the passing direction of the processing target gas from the inlet to the outlet of the ventilation path. A plurality of honeycomb structures having holes, a first electrode disposed on the outer side of the honeycomb structure disposed at one end of the plurality of honeycomb structures in a direction orthogonal to the passing direction of the gas to be treated; A second electrode disposed outside the honeycomb structure disposed at the other end of the honeycomb structure in a direction orthogonal to the passage direction of the gas to be processed, and the first electrode and the second electrode Each honeycomb structure forming a space between honeycomb structures in a gas processing apparatus having a high voltage source for generating a plasma in a through hole of the honeycomb structure and a space between the honeycomb structures by applying a high voltage therebetween Among Septum is obtained as narrowed toward the downstream side from the upstream side of the passage direction of the untreated gas.
また、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を1群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第1および第2の電極と、各ハニカム構造体群の第1の電極と第2の電極との間に個別に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、ハニカム構造体間の空間を形成する各ハニカム構造体間の間隔を処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって狭めるようにしたものである。 Further, a plurality of honeycomb structures having a plurality of through-holes arranged at intervals along a direction orthogonal to the direction of passage of the processing target gas from the inlet to the outlet of the ventilation passage and having a plurality of through holes through which the processing target gas passes, A plurality of adjacent honeycomb structures among the honeycomb structures are defined as one group of honeycomb structures, and the first and second honeycomb structures are arranged outside the honeycomb structures positioned at both ends of each honeycomb structure group. High voltage source for generating plasma in the through holes of the honeycomb structure and the space between the honeycomb structures by individually applying a high voltage between the electrode and the first electrode and the second electrode of each honeycomb structure group In the gas processing apparatus having the above, the interval between the honeycomb structures forming the space between the honeycomb structures is narrowed from the upstream side to the downstream side in the passage direction of the gas to be processed.
本発明では、ハニカム構造体間の空間を形成する各ハニカム構造体間の間隔を処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって狭めるが、ハニカム構造体を斜めに配置したり、ハニカム構造体の厚さを処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって厚くしたりするなどして、その間隔を狭めるようにする。これにより、本発明では、ハニカム構造体間の空間の電極インピーダンスが、処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって小さくなる。 In the present invention, the interval between the honeycomb structures forming the space between the honeycomb structures is narrowed from the upstream side to the downstream side in the direction in which the gas to be processed passes, but the honeycomb structures are arranged obliquely, The distance between the structures is reduced by increasing the thickness of the structure from the upstream side to the downstream side in the direction of passage of the gas to be processed. Thereby, in this invention, the electrode impedance of the space between honeycomb structures becomes small toward the downstream from the upstream of the passage direction of process object gas.
本発明によれば、ハニカム構造体間の空間を形成する各ハニカム構造体間の間隔を処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって狭めるようにしたので、各ハニカム構造体間の間隔が、プラズマの発生条件のよい上流側すなわち水分が多くハニカム構造体の電極インピーダンスが小さくなる上流側では広くなり(ハニカム構造体間の空間の電極インピーダンスが大きくなり)、プラズマの発生条件の悪い下流側すなわち水分が少なくハニカム構造体の電極インピーダンスが大きくなる下流側では狭くなり(ハニカム構造体間の空間の電極インピーダンスが小さくなり)、電極間のインピーダンスの均一化(放電電流の均一化)が図られ、簡単な構成で、上流側と下流側のプラズマの発生状態をバランスさせることが可能となる。 According to the present invention, the interval between the honeycomb structures forming the space between the honeycomb structures is narrowed from the upstream side to the downstream side in the direction in which the gas to be processed passes . The interval is wide on the upstream side where the plasma generation conditions are good, that is, on the upstream side where there is a lot of moisture and the electrode impedance of the honeycomb structure becomes small (the electrode impedance in the space between the honeycomb structures becomes large), and the plasma generation conditions are poor On the downstream side, that is, on the downstream side where the electrode impedance of the honeycomb structure increases with less moisture (the electrode impedance in the space between the honeycomb structures decreases), the impedance between the electrodes becomes uniform (the discharge current becomes uniform). It is possible to balance the generation state of the plasma on the upstream side and the downstream side with a simple configuration.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔実施の形態1〕
図1はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態(実施の形態1)の要部を示す図である。同図において、図6と同一符号は図6を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a main part of an embodiment (Embodiment 1) of a gas processing apparatus according to the present invention. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG.
この実施の形態においても、図6に示したガス処理装置と同様に、処理対象ガスGSの通過方向(ダクト1の入口から出口への方向)に対し直交する方向に沿って、複数のハニカム構造体4を間隔を設けてダクト1内に配置している。
Also in this embodiment, a plurality of honeycomb structures are formed along the direction orthogonal to the passing direction of the gas to be processed GS (the direction from the inlet to the outlet of the duct 1) as in the gas processing apparatus shown in FIG. The
この例では、ハニカム構造体4−1と4−2との間に間隔G1を設けて、ハニカム構造体4−3と4−4との間に間隔G2を設けて、ハニカム構造体4−1〜4−4をダクト1内に配置している。
In this example, a gap G1 is provided between the honeycomb structures 4-1 and 4-2, and a gap G2 is provided between the honeycomb structures 4-3 and 4-4. ˜4-4 are arranged in the
また、ダクト1内の複数のハニカム構造体4のうち隣り合うハニカム構造体4−1と4−2を第1のハニカム構造体群とし、この第1のハニカム構造体群の両端に位置するハニカム構造体4−1および4−2の外側に、第1の電極として電極8を、第2の電極として電極9を配置している。
In addition, adjacent honeycomb structures 4-1 and 4-2 among the plurality of
同様にして、ダクト1内の複数のハニカム構造体4のうち隣り合うハニカム構造体4−3と4−4を第2のハニカム構造体群とし、この第2のハニカム構造体群の両端に位置するハニカム構造体4−3および4−4の外側に、第1の電極として電極9を、第2の電極として電極11を配置している。
Similarly, adjacent honeycomb structures 4-3 and 4-4 among the plurality of
なお、本実施の形態において、電極9は第1のハニカム構造体群の第2の電極と第2のハニカム構造体群の第1の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第1のハニカム構造体群の第2の電極と第2のハニカム構造体群の第1の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
In the present embodiment, the
電極8,9および11は、処理対象ガスGSが通過するように、金属製メッシュとされている。但し、電極8および11はその厚さが一定とされた断面が矩形状の電極とされ、電極9はその厚さが処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって厚くされた断面が楔状の電極とされている。
The
また、本実施の形態において、高電圧電源(高電圧源)5は、第1のハニカム構造体群の電極8と9との間および第2のハニカム構造体群の電極9と11との間に個別に高電圧を印加する単一の電源とされ、電極8および11が導線12によって高電圧電源5の−極に接続され、電極9が導線13によって高電圧電源5の+極に接続されている。
In the present embodiment, the high voltage power source (high voltage source) 5 is provided between the
ハニカム構造体4は、セラミックス等の絶縁体で形成されており、処理対象ガスGSが通過する多数の貫通孔(セル)4aを有している。各ハニカム構造体4の単位面積当たりの貫通孔4aの数は等しくされている。また、各ハニカム構造体4は全て、処理対象ガスGSの通過方向に直交する方向の長さ(厚さ)が処理対象ガスGSの通過方向に沿う全領域で一定とされている。すなわち、本実施の形態では、単位面積当たりの貫通孔4aの数が等しく、かつその厚さが一定で等しい、同一種類のハニカム構造体4−1〜4−4を使用している。
The
また、この実施の形態において、ハニカム構造体4−1と4−2との間の間隔G1は、ハニカム構造体4−1を処理対象ガスGSの通過方向に対して平行に、ハニカム構造体4−2を電極9の上面の傾斜に倣って傾けて配置することにより、処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭められている。
In this embodiment, the gap G1 between the honeycomb structures 4-1 and 4-2 is set so that the honeycomb structure 4-1 is parallel to the passage direction of the processing target gas GS and the honeycomb structure 4 -2 is inclined so as to follow the inclination of the upper surface of the
また、この実施の形態において、ハニカム構造体4−3と4−4との間の間隔G2は、ハニカム構造体4−4を処理対象ガスGSの通過方向に対して平行に、ハニカム構造体4−3を電極9の下面の傾斜に倣って傾けて配置することにより、処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭められている。
In this embodiment, the gap G2 between the honeycomb structures 4-3 and 4-4 is set so that the honeycomb structure 4-4 is parallel to the passage direction of the processing target gas GS and the honeycomb structure 4 -3 is arranged so as to follow the inclination of the lower surface of the
このガス処理装置では、処理対象ガスGSをダクト1内に流し、電極8と9との間および電極9と11との間に高電圧電源5からの高電圧を印加する。これにより、ハニカム構造体4の貫通孔4aおよびハニカム構造体4間の空間10(10−1,10−2)にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスGSに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
In this gas processing apparatus, the gas GS to be processed is caused to flow into the
本実施の形態において、プラズマはハニカム構造体4の貫通孔4aだけではなく、ハニカム構造体4間の空間10にも発生する。このため、貫通孔4a内での有害ガスの分子分解効果に加え、ハニカム構造体4間の空間10での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔4a内での分子分解効果とハニカム構造体4間の空間10での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進され、ガス処理能力が高まる。また、ハニカム構造体4間の空間10には、対向する貫通孔4aの縁面から電界が広がって、均一なプラズマが大量に発生する。
In the present embodiment, plasma is generated not only in the through
また、この実施の形態では、各ハニカム構造体4が処理対象ガスGSの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置されているので、処理対象ガスGSの通過方向に沿って配置される場合よりも、処理対象ガスGSが各ハニカム構造体4の貫通孔4aやハニカム構造体4間の空間10でプラズマに晒される時間が長くなる。これにより、ガス分解が行われる機会が多くなり、ガス処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことが可能となる。
In this embodiment, since the
また、この実施の形態では、第1のハニカム構造体群の電極8と9との間および第2のハニカム構造体群の電極9と11との間に高電圧電源5からの高電圧を個別に印加しているので、空間10−1,10−2での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となる。
In this embodiment, a high voltage from the high-
さらに、この実施の形態では、空間10(10−1,10−2)を形成する各ハニカム構造体4間の間隔G(G1,G2)が処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭められている。すなわち、各ハニカム構造体4間の空間10の電極インピーダンスが、処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって小さくなっている。これにより、ハニカム構造体4間の間隔Gが、プラズマの発生条件のよい上流側すなわち水分が多くハニカム構造体4の電極インピーダンスが小さくなる上流側では広くなり(ハニカム構造体4間の空間10の電極インピーダンスが大きくなり)、プラズマの発生条件の悪い下流側すなわち水分が少なくハニカム構造体4の電極インピーダンスが大きくなる下流側では狭くなり(ハニカム構造体4間の空間10の電極インピーダンスが小さくなり)、電極間のインピーダンスの均一化(放電電流の均一化)が図られ、上流側と下流側のプラズマの発生状態がバランスし、ガス処理能力が安定する。
Furthermore, in this embodiment, the interval G (G1, G2) between the
なお、この例では、ハニカム構造体4−1〜4−4をその厚さが一定で等しい同一種類のハニカム構造体としたが、図2に示すように、ハニカム構造体4−2および4−3の厚さ方向の形状を変えて、ハニカム構造体4間の間隔G(G1,G2)を処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭めるようにしてもよい。
In this example, the honeycomb structures 4-1 to 4-4 are the same type and the same type of honeycomb structures, but as shown in FIG. 2, the honeycomb structures 4-2 and 4- 3, the gap G (G1, G2) between the
図2に示した例では、電極9をその厚さを一定とした断面矩形状の電極とするとともに、ハニカム構造体4−2および4−3の厚さを処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって厚くするようにし、これによって形成されるハニカム構造体4−2の傾斜面4−2sをハニカム構造体4−1側に向けて、ハニカム構造体4−3の傾斜面4−3sをハニカム構造体4−4側に向けて、電極9の上面および下面にハニカム構造体4−2および4−3を配置している。
In the example shown in FIG. 2, the
このようにすると、ハニカム構造体4−2および4−3の底面(非傾斜面)と処理対象ガスGSの通過方向とが平行になるので、ハニカム構造体4−2および4−3の位置決めを容易に行うことができるようになる。また、電極9として直方体の単純形状のものを使用することができる。
In this way, the bottom surfaces (non-inclined surfaces) of the honeycomb structures 4-2 and 4-3 and the passage direction of the processing target gas GS are parallel to each other, so that the honeycomb structures 4-2 and 4-3 are positioned. It can be done easily. Further, a simple rectangular parallelepiped shape can be used as the
なお、図3に示すように、ハニカム構造体4−1,4−4についても傾斜面4−1s,4−4sを有する形状としてもよい。このようにすると、ハニカム構造体4−1〜4−4の全てを傾斜面4sを有する同一種類のハニカム構造体とすることができ、2種類のハニカム構造体が生じることを避けることができる。 As shown in FIG. 3, the honeycomb structures 4-1 and 4-4 may also have shapes having inclined surfaces 4-1s and 4-4s. In this way, all of the honeycomb structures 4-1 to 4-4 can be made the same type of honeycomb structure having the inclined surface 4s, and the generation of two types of honeycomb structures can be avoided.
〔実施の形態2〕
実施の形態1では、処理対象ガスGSの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置された複数のハニカム構造体4のうち隣り合うハニカム構造体4−1と4−2を第1のハニカム構造体群とし、隣り合うハニカム構造体4−3と4−4を第2のハニカム構造体群とし、この第1および第2のハニカム構造体群に個別に高電圧を印加するようにしたが、図4に示すように、ダクト1内にハニカム構造体群を1群のみ配置した構成としてもよい。
[Embodiment 2]
In
図4に示した例では、処理対象ガスGSの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けてハニカム構造体4−1,4−2,4−3を配置し、ハニカム構造体4−2の上面および下面に傾斜面4−2s1および4−2s2を設けることによって、ハニカム構造体4間の間隔G(G1,G2)を処理対象ガスGSの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭めるようにしている。また、ハニカム構造体4−1の外側に電極8を配置し、ハニカム構造体4−3の外側に電極11を配置し、この電極8と11との間に高電圧電源5からの高電圧を印加するようにしている。
In the example shown in FIG. 4, the honeycomb structures 4-1, 4-2, 4-3 are arranged at intervals along a direction orthogonal to the passage direction of the processing target gas GS, and the honeycomb structure 4- By providing the inclined surfaces 4-2s 1 and 4-2s 2 on the upper surface and the lower surface of 2 , the gap G (G1, G2) between the
以上のようにして、実施の形態1,2何れにおいても、回路や部材を別途付加することなく、簡単な構成で、上流側と下流側のプラズマの発生状態をバランスさせることができる。 As described above, in any of the first and second embodiments, it is possible to balance the plasma generation state on the upstream side and the downstream side with a simple configuration without separately adding a circuit or a member.
なお、上述した実施の形態1,2において、ハニカム構造体4はオゾンを分解する触媒機能を備えたものとしてもよく、処理対象ガスGSの通過方向の下流位置にオゾンを分解する触媒を設けるようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the
また、上述した実施の形態1では、1つのハニカム構造体群中のハニカム構造体4の数を2つとしたが、さらにその数を増やすようにしてもよい。また、ハニカム構造体群の数も2つに限られるものではなく、さらにその数を増やしてもよい。実施の形態2でも、同様であり、ハニカム構造体の数を2つとしたり、さらにその数を増やすようにしてもよい。
In
また、上述した実施の形態1では、第1のハニカム構造体群と第2のハニカム構造体群とに単一の高電圧電源5からの高電圧を個別に印加するようにしたが、異なる高電圧電源からの高電圧を個別に印加するようにしてもよい。例えば、印加する高電圧の値を変えたり、印加する高電圧の種類(交流、直流など)を変えたり、印加する高電圧の周波数を変えたりすることにより、第1のハニカム構造体群と第2のハニカム構造体群とでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。
In
また、上述した実施の形態1,2において、副生成物としてオゾンを大量に発生させ、オゾン発生器として転用するようにしてもよい。 Further, in the first and second embodiments described above, a large amount of ozone may be generated as a by-product and used as an ozone generator.
本発明のガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン(ガソリンの平均分子量に比較的近い物質)C8H18の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記(1)式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
C8H18+8H2O+4(O2+4N2)→8CO2+17H2+16N2・・・・(1)
The gas processing apparatus of the present invention can also be applied to so-called reforming for generating a hydrogen-containing gas from hydrocarbons or the like for the purpose of efficiently generating hydrogen used in a fuel cell or the like. For example, in the case of octane (substance relatively close to the average molecular weight of gasoline) C 8 H 18 , when supplied to this gas treatment device, the chemical reaction represented by the following formula (1) is promoted, and as a result, hydrogen gas is efficiently generated. can do.
C 8 H 18 + 8H 2 O + 4 (O 2 + 4N 2 ) → 8CO 2 + 17H 2 + 16N 2 ... (1)
1…ダクト(通風路)、4(4−1〜4−4)…ハニカム構造体、4a…貫通孔(セル)、4s(4−1s〜4−4s、4−2s1,4−2s2)…傾斜面、5…高電圧電源、8,9,11…電極、10(10−1,10−2)…空間、12,13…導線、G(G1,G2)…間隔、GS…処理対象ガス。 1 ... duct (air passage), 4 (4-1 to 4-4) ... honeycomb structure, 4a ... through holes (cells), 4s (4-1s~4-4s, 4-2s 1 , 4-2s 2 ) ... inclined surface, 5 ... high voltage power supply, 8, 9, 11 ... electrode, 10 (10-1, 10-2) ... space, 12, 13 ... conducting wire, G (G1, G2) ... interval, GS ... treatment Target gas.
Claims (4)
前記複数のハニカム構造体のうち前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の一端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第1の電極と、
前記複数のハニカム構造体のうち前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の他端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、
前記ハニカム構造体間の空間を形成する各ハニカム構造体間の間隔が前記処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって狭められている
ことを特徴とするガス処理装置。 A plurality of honeycomb structures having a large number of through holes arranged at intervals along a direction orthogonal to the passage direction of the processing target gas from the inlet to the outlet of the ventilation path, and through which the processing target gas passes;
A first electrode disposed on the outer side of the honeycomb structure disposed at one end of the plurality of honeycomb structures in a direction perpendicular to the direction of passage of the gas to be treated;
A second electrode disposed on the outside of the honeycomb structure disposed at the other end of the plurality of honeycomb structures in a direction perpendicular to the direction of passage of the gas to be treated;
A gas processing apparatus comprising: a high voltage source that applies a high voltage between the first electrode and the second electrode to generate plasma in a through hole of the honeycomb structure and a space between the honeycomb structures In
A gas processing apparatus, wherein an interval between each honeycomb structure forming a space between the honeycomb structures is narrowed from the upstream side to the downstream side in the passage direction of the gas to be processed.
前記複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を1群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第1および第2の電極と、
前記各ハニカム構造体群の第1の電極と第2の電極との間に個別に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、
前記ハニカム構造体間の空間を形成する各ハニカム構造体間の間隔が前記処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって狭められている
ことを特徴とするガス処理装置。 A plurality of honeycomb structures having a large number of through holes arranged at intervals along a direction orthogonal to the passage direction of the processing target gas from the inlet to the outlet of the ventilation path, and through which the processing target gas passes;
A plurality of adjacent honeycomb structures among the plurality of honeycomb structures are regarded as a group of honeycomb structures, and each of the honeycomb structures is disposed outside the honeycomb structures positioned at both ends thereof. Two electrodes;
A high voltage source for generating a plasma in a through hole of the honeycomb structure and a space between the honeycomb structures by individually applying a high voltage between the first electrode and the second electrode of each honeycomb structure group In a gas processing apparatus comprising:
A gas processing apparatus, wherein an interval between each honeycomb structure forming a space between the honeycomb structures is narrowed from the upstream side to the downstream side in the passage direction of the gas to be processed.
前記ハニカム構造体は全て、前記処理対象ガスの通過方向に直交する方向をそのハニカム構造体の厚さ方向とした場合、その厚さが前記処理対象ガスの通過方向に沿う全領域で一定とされている
ことを特徴とするガス処理装置。 In the gas treatment device according to claim 1 or 2,
In all the honeycomb structures, when the direction orthogonal to the passage direction of the processing target gas is the thickness direction of the honeycomb structure, the thickness is constant in the entire region along the passage direction of the processing target gas. A gas treatment device characterized by that.
前記ハニカム構造体の少なくとも一部は、前記処理対象ガスの通過方向に直交する方向をそのハニカム構造体の厚さ方向とした場合、その厚さが前記処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって厚くされている
ことを特徴とするガス処理装置。 In the gas treatment device according to claim 1 or 2,
At least a part of the honeycomb structure has a thickness that is downstream from the upstream side in the passage direction of the processing target gas when the direction orthogonal to the passage direction of the processing target gas is the thickness direction of the honeycomb structure. A gas processing apparatus characterized by being thickened toward the side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010077571A JP5688231B2 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Gas processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010077571A JP5688231B2 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Gas processing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011206702A JP2011206702A (en) | 2011-10-20 |
JP5688231B2 true JP5688231B2 (en) | 2015-03-25 |
Family
ID=44938403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010077571A Expired - Fee Related JP5688231B2 (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Gas processing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5688231B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000140562A (en) * | 1998-11-16 | 2000-05-23 | Denso Corp | Gas treatment apparatus |
JP2001276561A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-09 | Ngk Insulators Ltd | Discharge apparatus equipped with honeycomb structure |
JP2008194669A (en) * | 2007-01-15 | 2008-08-28 | Yamatake Corp | Gas treatment apparatus |
JP2008194668A (en) * | 2007-01-15 | 2008-08-28 | Yamatake Corp | Gas treatment apparatus |
-
2010
- 2010-03-30 JP JP2010077571A patent/JP5688231B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011206702A (en) | 2011-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008194670A (en) | Gas treatment apparatus | |
EP0366876B1 (en) | Exhaust gas treating apparatus | |
JP6316047B2 (en) | Gas processing equipment | |
KR20050040935A (en) | Discharge device and air purifier | |
KR100624732B1 (en) | Surface discharge type air cleaning device | |
Malik | Ozone synthesis using shielded sliding discharge: effect of oxygen content and positive versus negative streamer mode | |
JP5723195B2 (en) | Gas processing equipment | |
JP2008194669A (en) | Gas treatment apparatus | |
JP2008194668A (en) | Gas treatment apparatus | |
JP5416012B2 (en) | Gas processing equipment | |
JP3580294B2 (en) | Creeping discharge electrode, gas processing apparatus and gas processing method using the same | |
US20090095619A1 (en) | Gas treating apparatus | |
JP5688231B2 (en) | Gas processing equipment | |
US10577261B2 (en) | Water treatment apparatus and water treatment method | |
JP5242425B2 (en) | Gas processing equipment | |
JP2012213720A (en) | Gas treatment device | |
AU2020103321A4 (en) | DEVICE FOR TREATING VOCs WITH PULSE CORONA AND CATALYST | |
JP6774345B2 (en) | Gas processing equipment | |
JP2011206298A (en) | Gas treatment equipment | |
JP5271773B2 (en) | Gas processing equipment | |
JP2009165939A (en) | Gas treatment apparatus | |
JP2011206704A (en) | Gas treatment apparatus | |
JP2011206744A (en) | Gas treatment apparatus | |
JP5486208B2 (en) | Gas processing equipment | |
JP2011206743A (en) | Gas treatment apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140603 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140717 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150126 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5688231 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |