JPH047019A - 排ガス処理装置 - Google Patents

排ガス処理装置

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JPH047019A
JPH047019A JP2106531A JP10653190A JPH047019A JP H047019 A JPH047019 A JP H047019A JP 2106531 A JP2106531 A JP 2106531A JP 10653190 A JP10653190 A JP 10653190A JP H047019 A JPH047019 A JP H047019A
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JP
Japan
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exhaust gas
nox
sox
side walls
electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP2106531A
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English (en)
Inventor
Seiichi Nishida
西田 聖一
Masayoshi Murata
正義 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH047019A publication Critical patent/JPH047019A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

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NOx及び/又はNOx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装
置に関する。
[従来の技術] 第8図ないし第10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
NOxを処理する場合を例にとり説明する。
第8図において、ディーゼルエンジン101の排ガスを
サイクロン・コレクター103を経由して、プラズマ反
応容器105に導入する。プラズマ反応容器105は、
第9閲〜第10図に詳細を示すように、筒状のガラス反
応容器109の内側に内部電極110、外側に外部電極
111を配設し、内部電極110及び外部電極111に
電圧を印加する電源106を有する。電極110.11
1間で排ガスをプラズマ化させることことにより、排ガ
ス中のNOxを下記の原理により、除去する。すなわち
、内部電極110と外部電極111の間にt源106を
用いて電圧を印加すると、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。
2NOx  =  2NO+ Oz        −
・=(])2NO□ + 0□  → N、+  20
□   ・・・・・・(2)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、励起原子、遊離器、イオンおよび中性
粒子なとが混在したill気体であり、上記(1)、 
(2)式では数eV〜数10eVのエネルギーを得たN
Ox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および0□になると考えられる。
さて、上記のように、エンジンの排ガスを大気圧グロー
放電現象を利用して、プラズマ化すると、(NO+NO
□)が50〜200ppm程度の濃度および30ないし
60j!/sin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、各種燃焼を伴う装置の排ガス公害対策装
置として活用されつつある。
〔発明が解決しようとする課題] 上記、従来の装置では、次のような欠点があり実用化が
非常に困難であるという問題があった。
(1)排ガス流量を30〜60ff/win程度以上に
増加させると、グロー放電プラズマが発生しなくなり、
NOx除去ができなくなる。
(2)電極の大きさを排ガス流れ方向へ長くすると、N
Ox除去効果が著しく低下する。
(3)上記(11,(2)の理由により、数100〜数
100,00042/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
本発明は排ガス中のNOx濃度が50〜200ppm程
度、SOx[度がloOppm程度の排ガスを1,00
0f /sin程度の大容量で処理してもNOxおよび
SOxの除去率が大き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。
〔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、対向した紫外線透過性の側壁を
持ちかつ人口及び出口を持つ筒状の反応容器と、上記側
壁の外面に沿って、同各側壁の近傍にそれぞれ設けられ
る電極と、同各電極間に電圧を印加する手段と、上記反
応容器の人口部に結合されるアンモニア供給装置とを備
え、上記各側壁および電極間にフッ素系ガスを封入した
〔作用] 上記手段により、電極間に電圧が印加されると、グロー
放電が発生し、アンモニアを微少量含む排ガスは次の式
で表される反応を起す。
NH3→ NH,+ H・・・・・・(3)2NOx 
 −2NO+ Oz       −−(1)NHz 
+ No  → N、 + N20     ・・・・
・・(4)2NH,+ 50□ →S + Nz + 
2)1zO・・・・・・(5)また上記、電極部のフッ
素系ガスはグロー放電と同時に発光し、側壁を透過する
。その光により前記化学反応をさらに促進させる。
このようにして、化学反応を促進させるアンモニアの存
在と、グロー放電と、フッ素系ガスの発光とにより化学
反応が促進され、排ガス流量を増大しても、NOx及び
/又はSOxの除去率は低下せず処理容量を増大させる
ことができる。
[実施例] (1)本発明の第1実施例を第1図、第2図、および第
5図により説明する。
第1図において排気ガス公害対策を講しるための対象物
である汎用の燃焼炉lは、排気管2により除しん器(サ
イクロン・コレクター等)3につながれる。前記除しん
器3では排気ガスに含まれている粒子類を除去する。除
しん器3を出た排ガスは排気管4によりプラズマ反応容
器5に移送される。プラズマ反応容器5の電極は電源6
につながれている。またアンモニア供給装置16は供給
管17によりプラズマ反応容器5の入口部につながれる
。アンモニア供給装置16はアンモニアを数!/sin
〜数101/■inの範囲の任意の設定値で供給する。
図中7は排ガス出口管である。
プラズマ反応器5は第2図に示すように筒形で、その内
に対向する紫外線透過性の石英ガラス、シリカガラス、
はうけい酸ガラス、アルミナけい酸ガラス等でできた側
壁14a、 14bを持っている。反応容器5の入口は
排気管4に、出口は排ガス出口管7につながれている。
また側壁14aの外側近傍に、同側壁14aに沿って第
1の電極10が設けられる。同電極の内面は凹凸形状ま
たは鋸歯状になっている。なお、これらの上部の角はま
るめられ均一なプラズマかえられるようになっている。
さらに他方の側壁14bの外側近傍に上記と同様に第2
の平板形電極11が設けられる。電極11の端面ば角が
とられ均一なプラズマかえられるようになっている。ま
た各電極10.11は電源6につながれている。さらに
電極10.11と側壁14a、 14bとの間の空隙部
は真空のバッファ層12.13となり、そこにはArF
、  Fzなどのフ・7素系ガスが0.1〜1 a+m
Hg程度で封入されている。
以上の構成において、燃焼炉1の約50〜200ppm
のNOx及び/又は約11000ppのSOxを含む排
ガスにはアンモニア供給装置16からアンモニアが微量
に混入されて反応容器5に導入される。また電#6から
電極10.11間に電圧が印加されると側壁14a14
b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。それによって以下に述べ
る化学反応がひき起こされる。
N)13+電子エネルギー約6.4eV →N1(z+
H・=(3a)2NO2+電子エネルギー約9.5eV
−+2NO+O□−(la)NH+ No  −*  
Nz+lhO−(4a)2NHz + SOz  −S
+Nz+2NzO−(5a)上記の式は、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SO□がNZ+ S及びH2Oになることを意味
している。さらに上記グロー放電プラズマが発生すると
同時に、バッファ層12及び13内に封入されたArF
が前記(3a)、 (la)式の化学反応を促進する波
長(193nm)で発光し、その光は側壁14a、 1
4bを透過して、アンモニア入り排ガスに照射される。
したがって、側壁14a、 14bの間ではグロー放電
プラズマに加えて上記バッファ層の発光により前記(3
a) 、 (la)式の化学反応が強力に促進されるの
で、排ガス流量を増大しても安定したNOx及びSOx
の除去が行える。
このように本実施例の装置によれば、第5図に実線で示
すように10001/11in以上の排ガス流量でもN
Ox及びSOxの除去率は低下せず処理可能である。点
線で示す従来例に比べ大幅に向上することが分る。
又、NOxもSOxも同し程度に除去される。
(2)本発明の第2実施例を第3図と第6図により説明
する。
なお、従来例および第1実施例で説明した部分は、同一
の番号をっけ説明を省略し、この発明に関する部分を主
体に説明する。
第3図に示すように、第1実施例の第1の電極10を平
板形の電極10aで置きかえたものである。
図中12a、 13はバッファ層を示す。
以上の構成においては、ハファー層12a、 13部で
の発光の波長193″″の効果が大きく、第6図に実線
で示すようにSOxとNOxの除去率は5OxO方が大
きくなる。
(3)本発明の第3実施例を第4図と第7図により説明
する。
なお、上記第1、第2実施例で説明した部分は、同一の
番号をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体
に説明する。
第4図に示すように第1実施例の第2の電極IIを凹凸
状または鋸歯状の電極11aで置きかえたものである。
図中12.13bはバッファ層を示す。
以上の構成においては電極11. lla間でのグロー
放電の効果が大きく 、NOx、 SOxの除去率は第
7図の実線で示すようにNOxの方が大きくなる。
〔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、NOxお
よび/またはSOxを含む大量の排ガスを高効率に除去
することができるようになる。また本発明の装置を多数
並列又は直列に設置すれば処理容量はさらに大幅に増加
できるので、大容量排ガスNOX及び/又はSOx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図は本発明の第1実施例の全体系統図、第2図は同
実施例の反応容器部の縦断面図、第3図は本発明の第2
実施例の反応容器部の縦断面図、 第4図は本発明の第3実施例の反応容器部の縦断面図、 第5図は上記第1実施例の作用説明図、第6図は上記第
2実施例の作用説明図、第7図は上記第3実施例の作用
説明図、第8図は従来例の全体系統図、 第9図は同従来例の反応容器部の詳細図、第10図は同
従来例の反応容器部の横断面図である。 1・・・燃焼炉、    2・・・排気管。 3・・・除しん器、   4・・・排気管5・・・プラ
ズマ反応容器。 6・・・電源、     7・・・排ガス出口管10.
10a・−第1の電極、 11.11b −・・第2の
電極12.12a 13,13b ・=ハソファ層14
a、14b・・・側壁、16・・・アンモニア供給装置
17・・・アンモニア供給管。

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、対向した紫
    外線透過性の側壁を持ちかつ入口及び出口を持つ筒状の
    反応容器と、上記側壁の外面に沿って、同各側壁の近傍
    にそれぞれ設けられる電極と、同各電極間に電圧を印加
    する手段と、上記反応容器の入口部に結合されるアンモ
    ニアの供給装置とを備え、上記各側壁および電極間にフ
    ッ素系ガスを封入してなることを特徴とする、排ガス処
    理装置。
JP2106531A 1990-04-24 1990-04-24 排ガス処理装置 Pending JPH047019A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0716558A3 (en) * 1994-12-07 1996-08-28 Ngk Insulators Ltd Electrode structure and electric heating element comprising it
WO2000048685A1 (fr) * 1999-02-17 2000-08-24 Vladimir Vladimirovich Kostin Procede de destruction de substances gazeuses hautement toxiques et, notamment, de substances toxiques militaires
WO2007061401A3 (en) * 2004-08-16 2007-11-15 Dana Uv Inc Controlled spectrum ultraviolet radiation pollution control process
KR100854080B1 (ko) * 2008-01-15 2008-08-25 (주) 이이시스 상압 플라즈마를 이용한 배기가스 처리장치

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