JPH04219123A - グロ−放電プラズマによる排ガス処理装置 - Google Patents
グロ−放電プラズマによる排ガス処理装置Info
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- JPH04219123A JPH04219123A JP2411237A JP41123790A JPH04219123A JP H04219123 A JPH04219123 A JP H04219123A JP 2411237 A JP2411237 A JP 2411237A JP 41123790 A JP41123790 A JP 41123790A JP H04219123 A JPH04219123 A JP H04219123A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発電プラント用ボイラー
、各種燃焼炉、エンジン、ガスタービン及びトンネル内
、地下自動車道等の排ガス中のNOx(全ての窒素と酸
素の化合物)を大量にかつ、効果的に除去でき排ガス処
理装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来のグロー放電プラズマを使用する排
ガス処理工程を図3に、該工程で使用されるグロー放電
プラズマ反応器の一部欠載斜視図を図4に、その断面図
を図5に示す。図3において、燃焼炉1の排ガスを排気
管2を介して集じん器3、排気管4を経由しグロー放電
プラズマ反応器5に導入し、こゝで排ガスを処理して排
出管7を経て排出する。図において、6は電源である。 グロー放電プラズマ反応器5は図4、図5に示すように
、筒状のガラス製反応器8の内側に中心電極9、外側に
外部電極10を配設し、中心電極9と外部電極10に電
源6から電圧印加するように構成され、排ガスをプラズ
マ化させることにより排ガス中のNOx等の除去する。 すなわち、中心電極9と外部電極10間に電源6から電
圧印加すると、中心電極9と外部電極10間に放電しプ
ラズマとなる。このプラズマ電子に排ガスを接触させ反
応を起す。 【0003】 2NO2 + e− → 2NO
+ O2 ・・・・・ (1
) 2NO + e− → N2
+ O2 ・・・・・
(2) N2 O + e− →
N2 + 1/2 O2 ・・
・・・ (3)【0004】なお、プラズマは外部電
界によって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、励起電子、遊離基、イオン及び中性粒子
などが混在した電離気体である。電離気体内には正と負
の電荷が互に等しくなろうとする強い傾向がある。この
性質のため、正と負の電荷が打ち消し合って電気的中性
が保たれている電離気体をプラズマと言っている。上記
(1),(2),(3)式では数eV〜数10eVのエ
ネルギーを得たNOx等が化学的に活性な種になり複雑
な反応結果としてN2 及びO2 になると考えられる
。 【0005】例えば、エンジン排ガスを大気圧グロー放
電を利用してプラズマ化すると、NOx(NO+NO2
)が50〜200PPM程度の濃度及び30〜60l
/min 程度の流量範囲ではプラズマ発生電力、すな
わち電源6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。従ってボ
イラー、ガスタービン及びディーゼルエンジン等各種燃
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。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の装
置では次のような欠点があり、実用化が困難であった。 (1)電極の大きさを排ガス流れ方向に長くするとプラ
ズマ発生が疎になりNOx等の除去が著しく低下する。 (2)反応器外部電極を板状で付設するとプラズマの電
子密度が減少しNOx等の除去ができなくなる。 (3)排ガスとプラズマの接触時間を流速流量調整のみ
でしか変更できない。上記の理由から数100〜数10
0,0001/min クラスの大容量排ガス処理装置
としての利用ができないので産業上の価値が低い。 【0007】本発明は排ガス中のNOx等除去を効率よ
く、又NOx等の低減率を向上させエネルギー源である
電力(消費電力)を少なくし、NOx除去率がよい大容
量向けに適用できるグロー放電プラズマによる排ガス処
理装置を提供することを目的としたものである。以下、
こゝでNOxというのはNO、NO2ばかりでなく、N
2 O5 、N2 Oなどあらゆる窒素と酸素との化合
物を意味するものとする。(又、HNO3 などの一部
水素との化合物を含める) 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明はグロー放電プラ
ズマを用い排ガス中のNOxを無害化する装置において
、両端が開口している電気絶縁性円筒状反応器、該円筒
状反応器の中心に出入れ可能で、かつ円筒と平行に付設
された中心部電極及び該円筒状反応器の外周にスパイラ
ル状に付設した外部電極を具備してなることを特徴とす
る排ガス処理装置である。 【0009】 【作用】上記のように、電気絶縁性円筒状反応器の外側
にスパイラル電極を付設することで発生するプラズマの
電子密度を増加させるとともに、発生するプラズマが円
筒に対し密度の高いスパイラル状となるため、ガスの流
れもプラズマをなめるような流れになり、プラズマとガ
スとの接触状態がよくなり、接触時間も当然長くなる。 【0010】又、ガス流速及び濃度の変化に対応するた
め中心電極を横移動(外部電極と中心電極の対面比の変
更)させることでプラズマ容量可変構造となり、NOx
の除去効率を監視しながら除去率の低下させることなく
大容量の排ガスをクリーン化できる。 【0011】 【実施例】本発明の一実施例のグロー放電プラズマ排ガ
ス処理装置を図1、図2によって説明する。図1は実施
例装置の構造の説明図、図2はその一部欠載斜視図であ
る。燃焼炉からグロー放電プラズマ排ガス処理装置まで
の排ガスの経路は先に図3によって説明したのと同じで
ある。 【0012】図1、図2において、13は両端が開口し
ている電気絶縁性円筒状反応容器、14は該反応容器1
3の中心に出入れ可能で、かつ円筒と平行に付設された
移動式中心電極、15は該反応容器13の外周に付設し
たスパイラル状外部電極、16はスペーサ、6は電源で
ある。 【0013】このような構成のクロー放電プラズマ反応
器5によって電源6によってプラズマ発生電圧を両電極
14、15に印加すると、グロー放電プラズマが移動式
中心電極14とスパイラル状外部電極15間で発生し、
こゝに送られる排ガス中のNOxのガス成分がプラズマ
と接触し、励起及び解離させ化学的活性な状態とする。 それによって、以下に述べる化学反応が起き、NOxは
無害化される。 NOx = NO + NO2 NO
2 → NO + O2 NO3
→ NO2 + (O)N2 O5
→ NO3 + NO2 N2 O5
→ 2NO2 + 1/2 O2 ・・・(
温度が高いと早い) HNO3 → N2 O5 + H2 ONO
→ N2 + 1/2 O2
N2 O → N2 + 1/2
O2 【0014】 【発明の効果】本発明装置において従来装置では排ガス
濃度、流量の変化に対し追従できなかったが、反応器中
心電極と外部電極(スパイラル状)の非対称電極を備え
ているため、密度の高いスパイラル状のプラズマが発生
し、ガスとの接触状態がよくなり、NOx等の低減率が
向上する。又、中心電極の長さ調節によりプラズマ発生
領域が可変でき、ガス流量5〜30Nl/min で8
0〜90%のNOxの低減ができる。反応器外部電極(
スパイラル状)は筒状の外部電極に比べ30%程度の消
費電力低減が可能になった。すなわち、本発明装置は高
密度プラズマ発生反応器で排ガス濃度、流量の変化に対
応したプラズマ発生領域可変、及び低電力形の装置とし
て産業上の価値が高い。
、各種燃焼炉、エンジン、ガスタービン及びトンネル内
、地下自動車道等の排ガス中のNOx(全ての窒素と酸
素の化合物)を大量にかつ、効果的に除去でき排ガス処
理装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来のグロー放電プラズマを使用する排
ガス処理工程を図3に、該工程で使用されるグロー放電
プラズマ反応器の一部欠載斜視図を図4に、その断面図
を図5に示す。図3において、燃焼炉1の排ガスを排気
管2を介して集じん器3、排気管4を経由しグロー放電
プラズマ反応器5に導入し、こゝで排ガスを処理して排
出管7を経て排出する。図において、6は電源である。 グロー放電プラズマ反応器5は図4、図5に示すように
、筒状のガラス製反応器8の内側に中心電極9、外側に
外部電極10を配設し、中心電極9と外部電極10に電
源6から電圧印加するように構成され、排ガスをプラズ
マ化させることにより排ガス中のNOx等の除去する。 すなわち、中心電極9と外部電極10間に電源6から電
圧印加すると、中心電極9と外部電極10間に放電しプ
ラズマとなる。このプラズマ電子に排ガスを接触させ反
応を起す。 【0003】 2NO2 + e− → 2NO
+ O2 ・・・・・ (1
) 2NO + e− → N2
+ O2 ・・・・・
(2) N2 O + e− →
N2 + 1/2 O2 ・・
・・・ (3)【0004】なお、プラズマは外部電
界によって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、励起電子、遊離基、イオン及び中性粒子
などが混在した電離気体である。電離気体内には正と負
の電荷が互に等しくなろうとする強い傾向がある。この
性質のため、正と負の電荷が打ち消し合って電気的中性
が保たれている電離気体をプラズマと言っている。上記
(1),(2),(3)式では数eV〜数10eVのエ
ネルギーを得たNOx等が化学的に活性な種になり複雑
な反応結果としてN2 及びO2 になると考えられる
。 【0005】例えば、エンジン排ガスを大気圧グロー放
電を利用してプラズマ化すると、NOx(NO+NO2
)が50〜200PPM程度の濃度及び30〜60l
/min 程度の流量範囲ではプラズマ発生電力、すな
わち電源6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。従ってボ
イラー、ガスタービン及びディーゼルエンジン等各種燃
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。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の装
置では次のような欠点があり、実用化が困難であった。 (1)電極の大きさを排ガス流れ方向に長くするとプラ
ズマ発生が疎になりNOx等の除去が著しく低下する。 (2)反応器外部電極を板状で付設するとプラズマの電
子密度が減少しNOx等の除去ができなくなる。 (3)排ガスとプラズマの接触時間を流速流量調整のみ
でしか変更できない。上記の理由から数100〜数10
0,0001/min クラスの大容量排ガス処理装置
としての利用ができないので産業上の価値が低い。 【0007】本発明は排ガス中のNOx等除去を効率よ
く、又NOx等の低減率を向上させエネルギー源である
電力(消費電力)を少なくし、NOx除去率がよい大容
量向けに適用できるグロー放電プラズマによる排ガス処
理装置を提供することを目的としたものである。以下、
こゝでNOxというのはNO、NO2ばかりでなく、N
2 O5 、N2 Oなどあらゆる窒素と酸素との化合
物を意味するものとする。(又、HNO3 などの一部
水素との化合物を含める) 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明はグロー放電プラ
ズマを用い排ガス中のNOxを無害化する装置において
、両端が開口している電気絶縁性円筒状反応器、該円筒
状反応器の中心に出入れ可能で、かつ円筒と平行に付設
された中心部電極及び該円筒状反応器の外周にスパイラ
ル状に付設した外部電極を具備してなることを特徴とす
る排ガス処理装置である。 【0009】 【作用】上記のように、電気絶縁性円筒状反応器の外側
にスパイラル電極を付設することで発生するプラズマの
電子密度を増加させるとともに、発生するプラズマが円
筒に対し密度の高いスパイラル状となるため、ガスの流
れもプラズマをなめるような流れになり、プラズマとガ
スとの接触状態がよくなり、接触時間も当然長くなる。 【0010】又、ガス流速及び濃度の変化に対応するた
め中心電極を横移動(外部電極と中心電極の対面比の変
更)させることでプラズマ容量可変構造となり、NOx
の除去効率を監視しながら除去率の低下させることなく
大容量の排ガスをクリーン化できる。 【0011】 【実施例】本発明の一実施例のグロー放電プラズマ排ガ
ス処理装置を図1、図2によって説明する。図1は実施
例装置の構造の説明図、図2はその一部欠載斜視図であ
る。燃焼炉からグロー放電プラズマ排ガス処理装置まで
の排ガスの経路は先に図3によって説明したのと同じで
ある。 【0012】図1、図2において、13は両端が開口し
ている電気絶縁性円筒状反応容器、14は該反応容器1
3の中心に出入れ可能で、かつ円筒と平行に付設された
移動式中心電極、15は該反応容器13の外周に付設し
たスパイラル状外部電極、16はスペーサ、6は電源で
ある。 【0013】このような構成のクロー放電プラズマ反応
器5によって電源6によってプラズマ発生電圧を両電極
14、15に印加すると、グロー放電プラズマが移動式
中心電極14とスパイラル状外部電極15間で発生し、
こゝに送られる排ガス中のNOxのガス成分がプラズマ
と接触し、励起及び解離させ化学的活性な状態とする。 それによって、以下に述べる化学反応が起き、NOxは
無害化される。 NOx = NO + NO2 NO
2 → NO + O2 NO3
→ NO2 + (O)N2 O5
→ NO3 + NO2 N2 O5
→ 2NO2 + 1/2 O2 ・・・(
温度が高いと早い) HNO3 → N2 O5 + H2 ONO
→ N2 + 1/2 O2
N2 O → N2 + 1/2
O2 【0014】 【発明の効果】本発明装置において従来装置では排ガス
濃度、流量の変化に対し追従できなかったが、反応器中
心電極と外部電極(スパイラル状)の非対称電極を備え
ているため、密度の高いスパイラル状のプラズマが発生
し、ガスとの接触状態がよくなり、NOx等の低減率が
向上する。又、中心電極の長さ調節によりプラズマ発生
領域が可変でき、ガス流量5〜30Nl/min で8
0〜90%のNOxの低減ができる。反応器外部電極(
スパイラル状)は筒状の外部電極に比べ30%程度の消
費電力低減が可能になった。すなわち、本発明装置は高
密度プラズマ発生反応器で排ガス濃度、流量の変化に対
応したプラズマ発生領域可変、及び低電力形の装置とし
て産業上の価値が高い。
【図1】本発明のグロー放電プラズマによる排ガス処理
装置の一実施例の構造の説明図である。
装置の一実施例の構造の説明図である。
【図2】図1の実施例装置の一部欠載斜視図である。
【図3】一般のグロー放電プラズマ反応器を用いた排ガ
スの処理工程図である。
スの処理工程図である。
【図4】従来のグロー放電プラズマ反応器の一部欠載斜
視図である。
視図である。
【図5】図4の反応器の断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 グロー放電プラズマを用い排ガス中の
NOxを無害化する装置において、両端が開口している
電気絶縁性円筒状反応器、該円筒状反応器の中心に出入
れ可能で、かつ円筒と平行に付設された中心部電極及び
該円筒状反応器の外周にスパイラル状に付設した外部電
極を具備してな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 |
---|---|---|---|
JP2411237A JPH04219123A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | グロ−放電プラズマによる排ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2411237A JPH04219123A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | グロ−放電プラズマによる排ガス処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04219123A true JPH04219123A (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=18520271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2411237A Withdrawn JPH04219123A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | グロ−放電プラズマによる排ガス処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04219123A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100358750B1 (ko) * | 2000-08-23 | 2002-10-25 | (주)케이.씨.텍 | 과불화 화합물 가스의 처리 장치 |
JP2003275539A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-30 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 排ガスの処理方法および排ガス処理装置 |
KR100444528B1 (ko) * | 2001-06-28 | 2004-08-21 | 주식회사 월드코아 | 음식물 쓰레기 처리기의 냄새제거장치 |
JP2006068743A (ja) * | 1999-05-06 | 2006-03-16 | Japan Science & Technology Agency | 微量有害物質の酸化分解装置 |
KR100913417B1 (ko) * | 2003-01-10 | 2009-08-21 | 엘지전자 주식회사 | 박형화된 플라즈마 공기 정화기 |
US20130052111A1 (en) * | 2010-05-26 | 2013-02-28 | Ecospec Global Technology Pte Ltd. | Methods and system for removing gas components from flue gas |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP2411237A patent/JPH04219123A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006068743A (ja) * | 1999-05-06 | 2006-03-16 | Japan Science & Technology Agency | 微量有害物質の酸化分解装置 |
KR100358750B1 (ko) * | 2000-08-23 | 2002-10-25 | (주)케이.씨.텍 | 과불화 화합물 가스의 처리 장치 |
KR100444528B1 (ko) * | 2001-06-28 | 2004-08-21 | 주식회사 월드코아 | 음식물 쓰레기 처리기의 냄새제거장치 |
JP2003275539A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-30 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 排ガスの処理方法および排ガス処理装置 |
KR100913417B1 (ko) * | 2003-01-10 | 2009-08-21 | 엘지전자 주식회사 | 박형화된 플라즈마 공기 정화기 |
US20130052111A1 (en) * | 2010-05-26 | 2013-02-28 | Ecospec Global Technology Pte Ltd. | Methods and system for removing gas components from flue gas |
US8529855B2 (en) * | 2010-05-26 | 2013-09-10 | Ecospec Global Technology Pte Ltd. | Methods and system for removing gas components from flue gas |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |