JPH04244216A - 排気ガス処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は放電プラズマを用いて
、内燃機関と焼却炉等の排煙中の窒素酸化物（ＮＯＸ）
を除去する排気ガス処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジン，ガスエンジン及び
ガスタービンエンジン等の内燃機関においては燃焼によ
りＮＯＸが発生する。このＮＯＸ低減対策としては大き
く分けると、燃料転換，燃焼改善及び排気ガス脱硝があ
る。このうち燃料転換及び燃焼改善ではＮＯＸ　の低減
効果に限界があり（２０％〜５０％）、大気汚染防止法
等の規制強化に対応しにくい。

【０００３】前記排気ガス脱硝技術としては乾式法と湿
式法があり、現在良く使用されているのは湿式法の選択
接触還元法（以下アンモニア脱硝法と称す）である。ア
ンモニア脱硝法は排気ガス中にアンモニアを注入して下
流に設置された脱硝触媒に接触させ、次に示す還元反応
によりＮＯＸ　を無害な窒素と水に分解するものである
。 触媒としてはＶ２Ｏ５−ＷＯ３−ＴｉＯ３　系が主流で
ある。

【０００４】４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２
ＯＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏまた、乾
式法としては放電プラズマを利用した排気ガス処理装置
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したアンモニア脱
硝法による排気ガス処理装置としては次に述べるような
問題がある。

【０００６】（１）ＮＯＸ　を分解するためにアンモニ
アが必要となる。このアンモニアは、有害で危険なガス
であるため、その取り扱いに細心の注意を要し、法規上
も毒・劇物取締法，高圧ガス取締法，悪臭防止法，大気
汚染防止法．労働安全衛生法，危険物船舶運送及び貯蔵
規則，港則法，航空法などで規制されている。

【０００７】（２）使用温度が制限される。使用温度範
囲は３２０〜４００℃程度である。３２０℃以下では脱
硝率の低下や触媒の劣化を招き、４５０℃以上では触媒
機能の低下を招く。

【０００８】（３）小型化が困難である。前述した反応
式から判るようにＮＯＸ　の還元反応は等モルであるた
め、脱硝するＮＯＸ　量にほぼ等しいアンモニアを排気
ガス中に注入しなければならず、アンモニア貯蔵設備、
触媒等が大型となる。

【０００９】（４）脱硝率に限度がある。５０〜８０％
が限界である。

【００１０】（５）触媒が劣化する。触媒の寿命は約２
年（８０００時間）である。排気ガス成分（煤塵ＳＯＸ
等）により劣化が進む。触媒は貴金属系で高価なため、
経済的に不利である。

【００１１】上記のように湿式法によるアンモニア脱硝
法では種々の問題がある。

【００１２】また、乾式法である放電プラズマを利用し
た排気ガス処理装置では、大気圧での放電となるために
花火放電になりやすい等の理由により効率が悪く、高い
脱硝率を得るには大電力が必要となる。コロナ放電を用
いて放電電流を小さくし、放電領域を広げるためには、
電極の複雑化を招く。これらの問題により、放電プラズ
マを利用した排気ガス処理装置は、ＮＯＸ　排気量の多
いディーゼルエンジン等には適用することが困難である
。

【００１３】この発明は、このような問題に鑑み、放電
プラズマを用いてＮＯＸ　を除去する排気ガス処理装置
において、脱硝率の向上を図ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、プラズマ発生電極が内部に設置された
プラズマ処理器と、排気ガスをプラズマ処理器に流通さ
せる排気ガス流路とを有する排気ガス処理装置において
、次の手段を設けたものである。

【００１５】（１）排気ガス希釈用の希釈ガスを供給す
る希釈ガス供給装置。

【００１６】（２）希釈ガスを排気ガス流路のプラズマ
処理器前段に注入する希釈ガス注入流路。

【００１７】

【作用】この発明によれば、プラズマ処理器前段におい
て、排気ガスを希釈ガスにより希釈してＮＯＸ　の濃度
を低減したうえで、放電プラズマによるＮＯＸ　の分解
処理を行うこととし、脱硝率を向上させている。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて、この発明の実施例を
説明する。

【００１９】図１は、一実施例に係る排気ガス処理装置
を示す。図において、白抜矢印は排気ガスを示す。プラ
ズマ処理器１はコロナ放電により排気ガスの脱硝処理を
行うものである。このプラズマ処理器１には、排気ガス
を導入するためのガス導入管２と、処理後のガスを導出
するガス導出管３が連結されている。プラズマ処理器１
は、円筒電極５および針状電極６を有する。円筒電極５
は、ガス導入管２の開口部に形成されている。

【００２０】図２は、プラズマ処理器の内部を示す。気
密容器４の側壁４ａには、ガス導入管２が固着されてい
る。ガス導入管２の開口端は、気密容器４の内部に若干
突き出ており、この突き出た部分が円筒電極５となる。 また側壁４ｂには、ガス導入管２とほぼ同軸となるよう
にガス導出管３が固着されている。このガス導出管３の
内部には、針状電極６が取り付けられている。この針状
電極６は、支持部材７によりガス導入管２の軸心上の位
置に支持されている。円筒電極５（ガス導入管２）およ
び針状電極６は、配線８，９によりプラズマ発生用電源
１０に接続されている。配線９は絶縁部材１１によりガ
ス導出管３に対して絶縁されている。プラズマ発生用電
源１０は、プラズマを発生させるための高電圧を発生す
るものであり、直流，交流，高周波，パルスのいずれの
方式でもよい。また電極５，６のいずれを正極・負極と
して用いるかは任意に選択できる。

【００２１】図１に戻って説明すると、ガスボンベ１２
は、排気ガス希釈用の希釈ガスが充填されたものでる。 希釈ガスは、排気ガスを希釈してそのＮＯＸ　濃度を薄
めるためのものであり、低電離電圧で安定なプラズマを
生成できるガスを用いることが好ましく、たとえばＮ２
　やＡｒ、空気などが考えられる。希釈ガス注入管１３
は、ガスボンベ１２のガス吐出口およびガス導入管２の
間を連結するものであり、バルブ１４が取り付けられて
いる。バルブ１４は、希釈ガスの流量を調節するもので
あり、開度制御部１５により制御される。

【００２２】以上の構成において、ディーゼルエンジン
などから排出される排気ガスがガス導入管２を通ってプ
ラズマ処理器１に導入される。この際、開度制御部１５
がバルブ１４を所定の開度をもって開くことにより、ガ
スボンベ１２から吐出される希釈ガスがガス導入管２に
注入され、排気ガスが希釈される。

【００２３】この後、排気ガスは、プラズマ処理器１の
内部において、円筒電極５を通過してガス導出管３に導
かれる。プラズマ発生用電源６を駆動して電極５，６に
電圧を印加することにより、電極５，６間にコロナ放電
が発生する。円筒電極５から流れ出た排気ガスが放電プ
ラズマ雰囲気を通過するときに、ＮＯＸ　が分解・除去
される。このコロナ放電の放電路１１は円筒電極５の開
口部に帽子状に形成されるので、すべての排気ガスが放
電プラズマ中を通過することとなり、分解処理効率が向
上し、脱硝率が高められる。しかも排気ガス中のＮＯＸ
　濃度が薄められているため、さらに脱硝率の向上が期
待できる。たとえばＮＯＸ　濃度が１／２に薄められて
いるとすると、脱硝率は２倍以上に向上する。

【００２４】この実施例では、希釈ガスをガス導入管２
に供給・注入するための手段として、ガスボンベ７やバ
ルブ９などからなる構成を示したが、この発明はこの態
様に限定されない。たとえば希釈ガスとして空気を用い
る場合、周知の送風機や送風量制御手段などにより上記
の構成を代替することも可能である。また、プラズマ発
生の電極として円筒電極５および針状電極６を使用する
態様を示したが、その他のプラズマ発生電極を使用する
ことも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、排気ガスを希釈ガスにより希釈してそのＮＯＸ　濃度
を薄めたうえで放電プラズマによる脱硝処理を行うこと
としている。したがって、アンモニア脱硝法におけるア
ンモニアの取り扱いの煩しさ等の問題を伴うことなく、
高効率の脱硝処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る排気ガス処理装置の
概要を示す説明図。

【図２】プラズマ処理器の内部を示す断面図。

【符号の説明】

１…プラズマ処理器 ２…ガス導入管 ５，６…電極 １２…ガスボンベ １３…希釈ガス注入管 １４…バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　プラズマ発生電極が内部に設置された
   プラズマ処理器と、排気ガスをプラズマ処理器に流通さ
   せる排気ガス流路とを有する排気ガス処理装置において
   、排気ガス希釈用の希釈ガスを供給する希釈ガス供給装
   置と、この希釈ガスを排気ガス流路のプラズマ処理器前
   段にて注入する希釈ガス注入流路とを設けたことを特徴
   とする排気ガス処理装置。