JPH02258014A - 排ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発電プラント用ボイラー、ディーゼルエンジン
、ガスタービン及び各種燃焼炉などから排出される排ガ
ス中の窒素酸化物（ＮＯ，）及び／又は硫黄酸化物（ｓ
Ｏりを効果的にかつ大容量除去することができるグロー
放電プラズマによる排ガス処理装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図及び第４図は従来から用いられているグロー放電
プラズマによる排ガス処理装置の説明図である。この装
置により、例えばディーゼルエンジンの排ガス中のＮＯ
ｘを処理する場合を例にとり説明する。

第３図において、ディーゼルエンジン１０１の排ガスを
排気管１０２を介してサイクレンコレクター１０３に導
入し除じん後、排気管１０４を経由して、プラズマ反応
容器１０５　Ｋ導入する。プラズマ反応容器１０５でＮ
Ｏｘを処理して排出管１０１を経て排出する。

プラズマ反応容器１０５は第４図に詳細を示すよ５に筒
状の絶縁体反応容器の内側に鋸歯状電極１１０、平板電
極１１１．誘電体１０９を備えている。

鋸歯状電極１１０及び平板電極１１１には電源１０６よ
り高電圧を印加し、排ガスをプラズマ化させることによ
り、排ガス中のＮＯｘを下記の原理により除去する。す
なわち鋸歯状電極１１０と平板電極１１１０間に発生す
る大気圧グロー放電現象で排ガスはプラズマ化される。

そして、例えばＮＯｘは次の化学反応を起こす。

２ＮＯ，−一→２ＮＯ＋　０２−山・（１）２ＮＯ＋　
０２−→Ｎ２＋　２０□・−−−−−（２１なお、プラ
ズマは、外部電界によっ【加速された高エネルギー電子
がガス分子と衝突し、励起分子励起原子遊離基、イオン
および中性粒子などが混在した電離気体であり、上記（
１）　、　（２１式では数ｅＶ〜数１０　ｅＶのエネル
ギーを得たＮｏ工が化学的に活性な種になって、複雑な
反応を起こした結果として、Ｎ２およＶＯ□になると考
えられる。

さ【、上記のように、エンジンの排ガスを大気圧グラ−
放電現象を利用して、プラズマ化すると、（Ｎｏ　＋　
Ｎｏ□）が５０〜２００−程度の濃度および１００Ｉｔ
／ｉ程度の流量の範囲では、プラズマ発生電力、すなわ
ち電源１０６より供給される電力が数Ｗ−数１０Ｗの範
囲で、ＮＯｘ除去率が８０〜９０％を達成できる。した
がって、ボイラー　ガスタービンおよびディーゼルエン
ジンなど、各種燃焼を伴５装置の排ガス対策装置として
活用されつつある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の装置は、長時間連続使用すると、鋸歯状電極
および平板電極が腐食・摩耗してグロー放電プラズマが
発生し難くなり、ＮＯ工除去率が著しく低下するという
問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するため次の手段を講する・ すなわち、排ガス処理装置として、グロー放電プラズマ
を用いて排ガス中の窒素酸化物及び／又は硫黄酸化物を
処理する装置において、入口および出口を持つ筒状の反
応容器と、同反応容器内にガスの流れ方向に面を沿わせ
て設けられる平板状の第１の電極と、同第１の電極に対
向して設けられ鋸歯状の表面を持った第２の電極と、上
記第１の電極の表面を覆う第１の誘電体と、上記第２の
電極の表頁を覆５ｇ２の誘電体と、上記第１の電極およ
び第２の電極に電圧を印加する手段と、上記反応容器の
入口部に結合されるアンそニア供給装置とを設ける。

〔作用〕

上記手段により、化学反応を促進させるバッファガス（
緩衝ガス）として、排ガス中にアンモニアを微少量だけ
混入させた後、排ガスは反応容器に導入される。

第１の電極と第２の電極間では電源から高電圧が印加さ
れグロー放電プラズマが発生し、そのエネルギーで実施
例に記載の（３１ないしく６）式の化学反応が促進され
て”ｘ及び／又はボーが除去される。

このとき、第１および第２の電極は誘電体に覆われてい
るため排ガスに接解しなＡ１ので、腐食・摩耗しない。

したがって長期にわたって安定な排ガス処理ができるよ
うになる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図と第２図（ａ）　、　（ｋｌ
により説明する。

なお、従来例で説明した部分は、冗長さをさけるため説
明を省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。

第１図において、１は汎用の燃焼炉で排気ガス公害対策
を講じるための対象物である。３は除じん器、２は上記
汎用の燃焼炉１の排ガスを除じん器（サイクロン・コレ
クター等）３に移送する排気管、５はプラズマ反応容器
、４は上記除じん器３の排ガスをプラズマ反応容器５に
移送する排気管、６は上記プラズマ反応容器５の電極に
プラズマ発生電力を印加する電源、７はプラズマ反応容
器５に連結された排ガス出力管、または１６はアンモニ
アを数ｆｉ／−〜数１０１／ｌｌ１Ｉの範囲の所定の設
定値で供給するアンモニア供給装置、１７は排出管４に
連結されたアンモニア供給管である。

第２図（ａ）　、　（ｂ）によりプラズマ反応容器５に
ついて詳細に説明する。

両端が開口した筒状のプラズマ反応容器５内には対向し
た鋸歯状電極１０と板状電極１１が表面をガス流れに千
行く設けられる。また誘電体し、１３が鋸頗状電極１０
と板状電極１１の表面を覆５よ５に設けられる。これら
の誘電体１２　、１３の対向面は平面状になっている。

また鋸歯状電極１０及び板状電極１１は誘電休校、１３
に覆われ、直接排ガスに接触しない構成となっている。

以上の構成において、アンモニアがアンモニア供給装置
１６から数Ａ／―〜数１０１／―の流量で排ガスととも
に、プラズマ反応容器５に導入される。

プラズマ発生用の電源６から、鋸歯状電極１ｏと板状電
極１１に電力を供給すると、誘電体ル、１３０間には、
アンモニア入り排ガスのプラズマが発生する。

このプラズマは、グロー放電プラズマであり、アンモニ
ア、　ＮＯｘ及びＳＯｘなどのガス分子を励起及び解離
させ、化学的に活性な状態とする。それＫよって以下に
述べる化学反応がひき起こされる。

ＮＨ３＋電子エネルギー約６．４　ｅＶ　→Ｎ）１２　
＋　Ｈ６０，（３）２ＮＯ２＋電子エネルギー約９．５
　ｅＶ　→２ＮＯ＋０２−（４３ＮＨ２＋ＮＯ−→Ｎ２
＋Ｈ２０・・・（５）２ＮＨ２＋　Ｓｏ□−＋　Ｓ　＋
　Ｎ２＋　２Ｈ２０−（６）上記（３）〜（６）の式は
、プラズマ反応容器５に導入された燃焼炉１の排ガス中
のＮｏ　、　Ｎｏ□及びＳＯ２がＮ２．Ｓ及びＨ２Ｏに
なることを意味している。この場合、上記のようにアン
モニアを含む排ガスは鋸歯状電極１０や板状電極１１に
直接接触することな（、誘電体（例えばガラスやセラミ
ックスなど）１２．１３に接触するのみである。排ガス
（特にアンモニア）が接触しないので電極の腐食・摩耗
がなく、長時間安定したグロー放電プラズマを発生させ
ることができる。また誘電体し、１３０表面は平面なの
で排ガスの摩擦抵抗が少さ（、ばいじんや硫安などの副
生物の付着が少ない。

とのよ５に本実施例の装置によれば、従来装置の１０倍
以上もの時間、安定した排ガス処理ができる。

なお、上記ではＮＱＪ：及びＳｏｘを含む排ガスの処理
について説明したが、本実施例はＮｏ工のみあるいはＳ
Ｏ工のみを含む排ガスの処理にも適用可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の装置によれば、従来装
置では避けられなかった電極の腐食・摩耗を最小限に抑
制することができ、長時間安定した排ガス処理ができる
。したがって排ガス出口管およびまたはＳｏ工除去装置
としての産業上の価値が著しく高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置を用いた排ガス処理装
置の全体構成図。第２図は同実施例のプラズマ反応容器
の断面図。第３図は従来の装置を用いた排ガス処理装置
の全体構成図。第４図は同従来の装置のプラズマ反応容
器の断面図である。 １・・・燃焼炉、　２・・・排気管、　　３・・・除じ
ん器。 ４・・・排気管、５・・・プラズマ反応容器、６・・・
電源。 ７・・・排ガス出口管、　　　　　　　１０・・・鋸歯
状電極。 １１・・・平板電極＊　　　　　　　１２−１３・・・
誘電体。 １６・・・アンモニア供給装置、１７・・・アンモニア
供給管。 １８・・・排ガス入口管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. グロー放電プラズマを用いて排ガス中の窒素酸化物及び
   ／又は硫黄酸化物を処理する装置において、入口および
   出口を持つ筒状の反応容器と、同反応容器内にガスの流
   れ方向に面を沿わせて設けられる平板状の第１の電極と
   、同第１の電極に対向して設けられ鋸歯状の表面を持っ
   た第２の電極と、上記第１の電極の表面を覆う第１の誘
   電体と、上記第２の電極の表面を覆う第２の誘電体と、
   上記第１の電極および第２の電極に電圧を印加する手段
   と、上記反応容器の入口部に結合されるアンモニア供給
   装置とを備えてなることを特徴とする排ガス処理装置。