JPH0422416A - 一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去方法及び除去装置 - Google Patents

一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去方法及び除去装置

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JPH0422416A
JPH0422416A JP2128992A JP12899290A JPH0422416A JP H0422416 A JPH0422416 A JP H0422416A JP 2128992 A JP2128992 A JP 2128992A JP 12899290 A JP12899290 A JP 12899290A JP H0422416 A JPH0422416 A JP H0422416A
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carbon dioxide
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英明 林
Kazutoshi Nagai
一敏 長井
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、−酸化炭素又は二酸化炭素分解除去方法及び
除去装置に関し、更に詳述すれば、電気力分離処理によ
る分解除去方法及び除去装置に関する。
【従来の技術】 近年、地球温暖化の防止対策として、例えば二酸化炭素
(CO□)の回収処理技術の開発が急務である。 従来技術における一酸化炭素又は二酸化炭素の大規模な
除去方法並びに装置としては、例えば、湿式処理による
分離回収や固定の他に、植物、海洋などの自然環境によ
る固定等が考慮できる。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の何れの方法でも、適用される装置
の大規模化、装置コスト及び運転コストの高騰化、周辺
近隣への環境面での影響等に対して解決すべき問題を多
く含んでいた。 本発明の目的は、上記実情に基づいてなされたものであ
り、−酸化炭素又は二酸化炭素をMl結合プラズマによ
り炭素原子と酸素原子に分解した後、c”、o−のイオ
ンとして電気的に簡単に分離回収できる一酸化炭素又は
二酸化炭素分解除去方法を提供することにある。 又、本発明の他の目的は、分解されたC゛イオン反応す
る金属又は金属酸化物との結合物から有用物質が回収で
きる一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去方法を提供する
ことにある。 又、本発明の他の目的は、C゛イオン反応する金属又は
金属酸化物との結合物を水と反応させることにより、再
び得られる金属又は金属酸化物をC゛イオン412回収
再使用する一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去方法を提
供することにある。 更に、本発明の他の目的は、上記各方法が達成できる除
去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、−酸化炭素又は二酸化炭素を誘導
結合プラズマ発生用高周波コイルによりプラズマ化し、
電離した炭素イオン及び酸素イオンを直流電圧が印加さ
れた一組の電極で電界吸引し、前記酸素イオン及び前記
炭素イオンをそれぞれ分離する一酸化炭素又は二酸化炭
素分解除去方法により達成される。 又、本発明の他の目的は、−酸化炭素又は二酸化炭素を
誘導結合プラズマ発生用高周波コイルによりプラズマ化
し、電離した炭素イオン及び酸素イオンを直流電圧が印
加された一組の電極で電界吸引して酸素イオンを大気中
に放出すると共に、分離した炭素イオンを金属又は金属
酸化物と反応させることにより得られる結合物として取
り出し回収する一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去方法
により達成される。 又、本発明の他の目的は、分離した炭素イオンを金属又
は金属酸化物と反応させてえられる結合物と水を酸の存
在下で反応させることにより、分離した炭素イオンから
有用物質への転換が得られる一酸化炭素又は二酸化炭素
分解除去方法により達成される。 又、本発明の他の目的は、高周波発生用電源と接続し、
導入される一酸化炭素又は二酸化炭素をプラズマ放電に
より分解1電離する誘導結合プラズマ発生用商用コイル
と、電離された酸素イオン及び炭素イオンを電界吸引す
る一組の電極とを備えた放電管を、単独又は多段組み合
わせてなる一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去装置によ
り達成される。 更に、本発明の他の目的は、電離された炭素イオンと反
応する金属又は金属酸化物を充填した炭素イオン回収装
置を、上記装置の炭素イオンを吸引する電極の背面側の
放電管端部に更に追加して設置した装置により達成され
る。
【作用】
一酸化炭素又は二酸化炭素を誘導結合プラズマによりプ
ラズマ化し、生じたイオンの電気的性質を利用して一酸
化炭素又は二炭化炭素の分解分離を行うことができる。 しかも、燃焼法等における過度の熱源を必要としないた
めに装置の小型化が実現できる。 なお、本明細書において述べる「−酸化炭素又は二酸化
炭素」の記載は、両者が共存する場合も含むものである
【実施例】
以下、本発明の一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去方法
及び装置について図を用いて説明する。 第1図は、本発明を達成するための除去装置の構成図で
ある。 図において、この除去装置は、略丁字形状をした石英製
の放電管1により構成されている。前記放電管lは分解
されるべきガス、本実施例では二酸化炭素(Cot)ガ
スが導入される管路上を巻装する誘導結合プラズマ(I
cP:Inductively CoupledPla
sma)発生用高周波コイル2を配置しており、前記I
CP発生用高周波コイル2は高周波発生用電源3と接続
されている。又、前記放電管1はガスが導入される管路
に対して略直角方向に延設された管路内に、−組の電極
5.6を配置しており、前記電極5,6はイオン分M電
界用電極4と接続されて直流電圧が印加されている。前
記放電管1の、正電圧が印加される電極5側の端部は排
気ポンプ10と連通されており、一方、負電圧が印加さ
れる電極6側の端部が閉鎖されている。 上記構成の装置において、分解すべきCO2ガス7を前
記放電管1の導入口1aより管内に導入し、前記高周波
発生用電源3より前記IPC発生用高周波コイル2に例
えば27.12M)(zの高周波電力をかけると、前記
放電管1内のCo2ガス7は誘導結合プラズマとなって
C原子と0原子とに分解する。その際、分解したC原子
とC原子とを比較すると、電M電圧に関してはC原子が
11、.26eVと、0原子の13.61eVよりも低
いので正イオンになり易く、一方、電子親和力に関して
は0原子が3.08eνと、C原子の1.12eVより
も犬であるので負イオンとなり易い。従って、最適な放
電条件のもとではCO2ガス7はその殆どがC゛と0−
とに分解電離する。この分解電離したイオンに対して前
記電極5.6により電界をかけると、C゛イオン9O−
イオン8とはそれぞれ異符号の電極に向かって吸引され
、移動する。 なお、このときのイオンの移動度は、前記電極6.7の
大きさ、電極間距離及び印加電圧等により決まる電界強
度に左右される。因みに、本実施例では、放電管の管径
tを30mmφ、電極間路Mρを50〜100ml11
、印加電圧を1oo〜数100■の範囲とし、且つ前記
電極5.6は、図には詳細に示していないが、管路に沿
って配置される円筒形状とし、その円筒長を10mm、
肉厚を数mrrl厚、外径寸法をほぼ前記管径むと等し
い値として設定した。その結果、イオン分離が好適に行
われ、且つ常圧下で導入されるCO□が数%〜数10%
のイオン化率でイオン化していることが観察できた。 陽極5側に吸引されるO−イオン8は該電極5を通過し
、前記排気ポンプ10により排気されて大気中に放出さ
れる。一方、陰極6側に吸引されるC゛イオン9該電極
6を通過し、装置の器壁に衝突してそこに固定された後
、回収されて除去される。 第2図は本発明の他の実施例を実現する除去装置を示し
もので、先の第1図に示した装置が多段連結されて構成
されている。 なお、同一箇所には同一符号を付して説明は省略する。 即ち、この除去装置は、C゛イオンび0−イオンが分解
されて移動する放電管1の端部に、第2及び第3の除去
装置が連結されている。この第2及び第3の除去装置は
、第1図に示したものと同−の構成からなっている。 このように構成する除去装置では、−段目で分割された
Cogガス7は、既述の理論に基づいて第2及び第3の
除去装置により更に分解され、そのイオン化率が向上さ
れて、C゛イオンび0″イオンが取り除かれる。 第3図は本発明の更に他の実施例における除去装置であ
る。 この実施例において、符号1〜10の構成要素について
は、先の第1図の実施例と同−機能及び同一動作を有す
る。 この実施例における装置は、先の第1図に示した装置の
陰極6の背面側に位置する放電管端部に、炭素イオン回
収装置11が連通して配置されている。 前記炭素イオン回収装置11は、分解されたC゛イオン
9反応して該C゛イオンを固定除去できる金属または金
属酸化物が充填されて構成されている。 前記金属としては、例えばFe、 Co、 Ni、 M
n、 Cu、Ag、 Auの少なくとも何れか一つが通
用できる。 上記の如く構成した除去装置では、0−イオン8は排気
ポンプ10により排気されると共に、分離されたC゛イ
オン9励起状態で化学的に活性であるため前記炭素イオ
ン回収装置11内の金属又は金属酸化物と容易に結合し
て固定し、除去される。 本発明の除去方法に係わる他の実施例では、上記第3図
の装置により生成される、C゛イオン9金属又は金属酸
化物が結合した結合物質を前記炭素イオン回収装置11
から取り出した後、前記結合物質と水を酸の存在下で反
応させて、メタンやエタン等の有用炭化水素等を発生さ
せる。例えば炭素がマンガンに結合した結合物質の場合
を示すと、下記の反応式から、 M n C十H209M n 十CHz OHメタノー
ルが得られる。 従って、CO□ガス分離除去操作終了後、前記結合物質
を取り出して有用炭化水素等を回収する一方、再生した
金属、ここではマンガンを再び前記炭素イオン回収装置
11に戻して再使用に供する。なお、前記結合物質から
炭素単体を遊離することも可能である。 このような除去方法は、CO□ガスの分解除去と共に、
有用炭化水素等や酸素を同時に回収できるため、装置の
有効性が向上できる。
【発明の効果】
以上記載したとおり、本発明によれば、誘導結合プラズ
マにより分解した炭素イオン及び酸素イオンの電気的性
質の差異を利用して該炭素イオン電気的に除去している
ので、CO2ガスの分解及び炭素イオンの回収が容易に
でき、且つ酸素イオンは大気中に放出すれば、環境回復
にも効力を有する。 又、上記方法は比較的簡単な構成の装置によって達成で
きる。 更に、炭素と金属又は金属酸化物との結合物質が生成さ
れ、この結合物質から有用炭化水素等が回収でき、温室
効果防止のためのCO□除去対策の他に、別意の有用性
が得られる。 又、従来装置に見られるような燃焼装置による分解を行
わず、誘導結合プラズマによる電気力分離を行っている
ので、過度の熱源を必要としないで装置の小型化が実現
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明する一酸化炭素又は二
酸化炭素分解除去装置の構成図、第2図は他の実施例を
説明する除去装置の構成図、第3図は更に他の実施例を
説明する除去装置の構成Vである。 図中符号 1・・・放電管、 2・・・誘導結合プラズマ発生用高周波コイル、3・・
・高周波発生用電源、 4・・・イオン分離電界用電源、 5・・・電極(陽極)、 6・・・電極(陰極)、 ■・・・CO2ガス、 8・ ・ ・○−イオン、 9・ ・ ・C0イオン、 ・排気ポンプ、 ・炭素イオン回収装置 Q 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)放電管内に導入される一酸化炭素又は二酸化炭素を
    誘導結合プラズマ発生用高周波コイルが励起するプラズ
    マにより分解、電離した後、電離した炭素イオン及び酸
    素イオンを前記放電管内に配置した一組の電極により電
    界吸引し、前記炭素イオン及び前記酸素イオンをそれぞ
    れ分離する一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去方法。 2)請求項1記載の一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去
    方法において、分解、電離した炭素イオンを励起状態の
    まま金属又は金属酸化物と反応させて炭素と金属又は金
    属酸化物との結合物として回収する一酸化炭素又は二酸
    化炭素分解除去方法。 3)炭素イオンと反応させる金属としてFe、Co、N
    i、Mn、Cu、Ag、Auの少なくとも何れか一つの
    金属が用いられる請求項2記載の一酸化炭素又は二酸化
    炭素分解除去方法。 4)請求項2記載の一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去
    方法において、分解、電離した炭素イオンを励起状態の
    まま金属又は金属酸化物と反応させて炭素と金属又は金
    属酸化物との結合物として取り出した後、該結合物と水
    を酸の存在下で反応させて前記金属又は金属酸化物と炭
    化水素とに分離する一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去
    方法。 5)高周波発生用電源と接続し、プラズマ放電して一酸
    化炭素又は二酸化炭素を分解、電離する誘導結合プラズ
    マ発生用高周波コイルと、前記電離された炭素及び酸素
    イオンを電界吸引する一組の電極を内蔵する放電管を、
    単独又は多段組み合わせてなる一酸化炭素又は二酸化炭
    素分解除去装置。 6)請求項5記載の一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去
    装置において、分解、電離した炭素イオンを吸引する電
    極側の放電管端部に、前記炭素イオンと反応する金属又
    は金属酸化物が充填された炭素イオン回収装置を連通し
    て配置した一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去装置。 7)炭素イオン回収装置内にFe、Co、Ni、Mn、
    Cu、Ag、Auの少なくとも何れか一つの金属が充填
    されている請求項6記載の一酸化炭素又は二酸化炭素分
    解除去装置。 8)請求項6記載の一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去
    装置において、炭素イオン回収装置により回収される炭
    素と金属又は金属酸化物との結合物と水を酸の存在下で
    反応させて得られる金属又は金属酸化物を前記炭素イオ
    ン回収装置に戻す一酸化炭素又は二酸化炭素分解除去装
    置。
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Cited By (6)

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