JPH06106025A - 窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器 - Google Patents
窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器Info
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- JPH06106025A JPH06106025A JP4259884A JP25988492A JPH06106025A JP H06106025 A JPH06106025 A JP H06106025A JP 4259884 A JP4259884 A JP 4259884A JP 25988492 A JP25988492 A JP 25988492A JP H06106025 A JPH06106025 A JP H06106025A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のプラズマ放電による窒素酸化物の分解
に加え、低温状態での炭化水素接触還元触媒による窒素
酸化物の分解を低廉かつ簡易に実現する。 【構成】 プラズマ反応容器１内には窒素酸化物ＮＯｘ
を有する排ガスが流れる排ガス流路２が設けられてい
る。該流路２には排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを分解す
る放電プラズマを発生させる網目状電極４、５が配置さ
れている。該電極４、５間のプラズマ発生場７には粒状
の炭化水素接触還元触媒６が積み重なっている。電極
４、５に高電圧を印加することで、プラズマ発生場７で
は、放電プラズマの発生と該放電による炭化水素接触還
元触媒６の活性化とにより排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘ
が分解される。
に加え、低温状態での炭化水素接触還元触媒による窒素
酸化物の分解を低廉かつ簡易に実現する。 【構成】 プラズマ反応容器１内には窒素酸化物ＮＯｘ
を有する排ガスが流れる排ガス流路２が設けられてい
る。該流路２には排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを分解す
る放電プラズマを発生させる網目状電極４、５が配置さ
れている。該電極４、５間のプラズマ発生場７には粒状
の炭化水素接触還元触媒６が積み重なっている。電極
４、５に高電圧を印加することで、プラズマ発生場７で
は、放電プラズマの発生と該放電による炭化水素接触還
元触媒６の活性化とにより排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘ
が分解される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発電プラント用ボイラ、
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を炭化水素接触還元触
媒を用いて効果的に除去できる窒素酸化物分解装置のプ
ラズマ反応容器に関する。
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を炭化水素接触還元触
媒を用いて効果的に除去できる窒素酸化物分解装置のプ
ラズマ反応容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図６、７を参照して説明す
る。図６、図７は従来から用いられているグロー放電プ
ラズマによる窒素酸化物分解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Ｎ
Ｏｘを無害化する場合を例にとり説明する。
る。図６、図７は従来から用いられているグロー放電プ
ラズマによる窒素酸化物分解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Ｎ
Ｏｘを無害化する場合を例にとり説明する。
【０００３】図６において、ディーゼルエンジン１０１
の排ガスを排気管１０２を介してサイクロンコレクター
１０３に通し、防塵してから、プラズマ反応容器１０５
に導入し、ＮＯｘを無害化処理して後、排出する。プラ
ズマ反応容器１０５は、図７に示すように例えば筒状の
絶縁体容器１０５の内側に第１の電極（平板状）１０
８、第２の電極（鋸歯状）１０９、誘電体１１０を配設
し、第１及び第２の電極に電圧を印加する電源１０６に
より構成され、排ガスをプラズマ化させることにより、
排ガス中のＮＯｘを下記の原理により除去する。すなわ
ち、第１の電極１０８と第２の電極１０９との間に電源
１０６を用いて電圧を印加すると、第２の電極１０９と
誘電体１１０との間に大気圧グロー放電現象が発生し排
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。 ２ＮＯ2→２ＮＯ＋Ｏ2…………………………………………………（１） ２ＮＯ＋Ｏ2→Ｎ2＋２Ｏ2 ……………………………………………（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、
遊離基、イオン、中性粒子などが混在した電離気体であ
り、上記（１）（２）式では数ｅＶ〜数１０ｅＶのエネ
ルギーを得たＮＯｘ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及びＯ2になり無害化
処理されると考えられる。
の排ガスを排気管１０２を介してサイクロンコレクター
１０３に通し、防塵してから、プラズマ反応容器１０５
に導入し、ＮＯｘを無害化処理して後、排出する。プラ
ズマ反応容器１０５は、図７に示すように例えば筒状の
絶縁体容器１０５の内側に第１の電極（平板状）１０
８、第２の電極（鋸歯状）１０９、誘電体１１０を配設
し、第１及び第２の電極に電圧を印加する電源１０６に
より構成され、排ガスをプラズマ化させることにより、
排ガス中のＮＯｘを下記の原理により除去する。すなわ
ち、第１の電極１０８と第２の電極１０９との間に電源
１０６を用いて電圧を印加すると、第２の電極１０９と
誘電体１１０との間に大気圧グロー放電現象が発生し排
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。 ２ＮＯ2→２ＮＯ＋Ｏ2…………………………………………………（１） ２ＮＯ＋Ｏ2→Ｎ2＋２Ｏ2 ……………………………………………（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、
遊離基、イオン、中性粒子などが混在した電離気体であ
り、上記（１）（２）式では数ｅＶ〜数１０ｅＶのエネ
ルギーを得たＮＯｘ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及びＯ2になり無害化
処理されると考えられる。
【０００４】また、プラズマ反応容器に使用する上述の
誘電体は充電エネルギーを大きくするため、コンデンサ
の容量Ｃは下式で表されることから、比誘電率εsを大
きくできる強誘電体(ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3等)がよ
く用いられている。 Ｃ＝ε0・εｓ・（Ｓ／ｄ） …………………………………………（３） （ε0：真空誘電率、εｓ：比誘電率、Ｓ：電極面積、
ｄ：電極間距離）
誘電体は充電エネルギーを大きくするため、コンデンサ
の容量Ｃは下式で表されることから、比誘電率εsを大
きくできる強誘電体(ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3等)がよ
く用いられている。 Ｃ＝ε0・εｓ・（Ｓ／ｄ） …………………………………………（３） （ε0：真空誘電率、εｓ：比誘電率、Ｓ：電極面積、
ｄ：電極間距離）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の窒
素酸化物分解装置のプラズマ反応容器のように強誘電体
を用いても放電作用だけでは窒素酸化物ＮＯｘの分解効
率は充分ではない。分解効率向上のためプラズマ放電の
規模をより大きくしようとして装置の規模を大きくし、
より大きな電力を用いたものにすれば、装置が非常に高
価なものとなり、装置の運転費用も高価なものとなって
しまう。これではガスタービンなど排ガス量の多い各種
燃焼装置に用いる排ガス公害対策装置として実用化する
のは困難である。
素酸化物分解装置のプラズマ反応容器のように強誘電体
を用いても放電作用だけでは窒素酸化物ＮＯｘの分解効
率は充分ではない。分解効率向上のためプラズマ放電の
規模をより大きくしようとして装置の規模を大きくし、
より大きな電力を用いたものにすれば、装置が非常に高
価なものとなり、装置の運転費用も高価なものとなって
しまう。これではガスタービンなど排ガス量の多い各種
燃焼装置に用いる排ガス公害対策装置として実用化する
のは困難である。
【０００６】一方、窒素酸化物分解のためには、炭化水
素接触還元触媒と炭化水素とを用いて分解することも可
能であるが、炭化水素接触還元触媒は200℃以上の高温
状態でなければ窒素酸化物の分解に利用できず、かかる
高温状態を作り出すとすれば大きなエネルギーが必要
で、低廉に窒素酸化物を分解することができない。
素接触還元触媒と炭化水素とを用いて分解することも可
能であるが、炭化水素接触還元触媒は200℃以上の高温
状態でなければ窒素酸化物の分解に利用できず、かかる
高温状態を作り出すとすれば大きなエネルギーが必要
で、低廉に窒素酸化物を分解することができない。
【０００７】本発明は、低温状態でも炭化水素接触還元
触媒による窒素酸化物の分解を可能とし、従来のプラズ
マ放電による窒素酸化物の分解に加え、低温状態での炭
化水素接触還元触媒による窒素酸化物の分解を低廉かつ
簡易に実現し、大規模装置、大規模エネルギーを用いる
ことなく、高い分解効率を低廉に実現できて、排ガス量
の多い各種燃焼装置に用いる排ガス公害対策装置として
実用化可能な窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器を
提供することを目的とする。
触媒による窒素酸化物の分解を可能とし、従来のプラズ
マ放電による窒素酸化物の分解に加え、低温状態での炭
化水素接触還元触媒による窒素酸化物の分解を低廉かつ
簡易に実現し、大規模装置、大規模エネルギーを用いる
ことなく、高い分解効率を低廉に実現できて、排ガス量
の多い各種燃焼装置に用いる排ガス公害対策装置として
実用化可能な窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨は、窒素酸化物ＮＯｘと炭化水素とを有
する排ガスが流れる排ガス流路と、該流路を流れる前記
排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを分解する放電プラズマを
発生させる電極と、前記流路に配設され前記電極に高電
圧が印加されると前記放電プラズマが発生して窒素酸化
物ＮＯｘが分解されるプラズマ発生場と、該発生場内に
配設された炭化水素接触還元触媒とを備えた窒素酸化物
分解装置のプラズマ反応容器にある。
の本発明の要旨は、窒素酸化物ＮＯｘと炭化水素とを有
する排ガスが流れる排ガス流路と、該流路を流れる前記
排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを分解する放電プラズマを
発生させる電極と、前記流路に配設され前記電極に高電
圧が印加されると前記放電プラズマが発生して窒素酸化
物ＮＯｘが分解されるプラズマ発生場と、該発生場内に
配設された炭化水素接触還元触媒とを備えた窒素酸化物
分解装置のプラズマ反応容器にある。
【０００９】また、窒素酸化物ＮＯｘを有する排ガスが
流れる排ガス流路と、該流路を流れる前記排ガス中の窒
素酸化物ＮＯｘを分解する放電プラズマを発生させる電
極と、前記流路に配設され前記電極に高電圧が印加され
ると前記放電プラズマが発生して窒素酸化物ＮＯｘが分
解されるプラズマ発生場と、該発生場内に配設された炭
化水素接触還元触媒と、前記プラズマ発生場内に炭化水
素を供給する炭化水素供給手段とを備えた窒素酸化物分
解装置のプラズマ反応容器も要旨とする。
流れる排ガス流路と、該流路を流れる前記排ガス中の窒
素酸化物ＮＯｘを分解する放電プラズマを発生させる電
極と、前記流路に配設され前記電極に高電圧が印加され
ると前記放電プラズマが発生して窒素酸化物ＮＯｘが分
解されるプラズマ発生場と、該発生場内に配設された炭
化水素接触還元触媒と、前記プラズマ発生場内に炭化水
素を供給する炭化水素供給手段とを備えた窒素酸化物分
解装置のプラズマ反応容器も要旨とする。
【００１０】さらに、前記炭化水素接触還元触媒は積み
重なった粒状物である前記のいずれかの窒素酸化物分解
装置のプラズマ反応容器も要旨とする。
重なった粒状物である前記のいずれかの窒素酸化物分解
装置のプラズマ反応容器も要旨とする。
【００１１】
【作用】両電極に高電圧を印加すると、プラズマ発生場
内において放電プラズマが発生し、前記発生場を流れる
排ガス中の窒素酸化物は例えば下記の反応により分解さ
れる。 ２ＮＯ2→２ＮＯ＋Ｏ2…………………………………………………（１） ２ＮＯ＋Ｏ2→Ｎ2＋２Ｏ2 ……………………………………………（２） 前記放電により加速された電子で、炭化水素接触還元触
媒に吸着されている酸素を物理的に切断して該炭化水素
接触還元触媒は活性化される。この活性化された炭化水
素接触還元触媒と排ガス中の炭化水素とにより、窒素酸
化物は例えば下記の反応によっても分解されてＮ2、Ｃ
Ｏ2、Ｈ2Ｏになる。 ４ＮＯ＋ＣＨ4→２Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ……………………………（４） ２ＮＯ2＋ＣＨ4→Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ ……………………………（５）
内において放電プラズマが発生し、前記発生場を流れる
排ガス中の窒素酸化物は例えば下記の反応により分解さ
れる。 ２ＮＯ2→２ＮＯ＋Ｏ2…………………………………………………（１） ２ＮＯ＋Ｏ2→Ｎ2＋２Ｏ2 ……………………………………………（２） 前記放電により加速された電子で、炭化水素接触還元触
媒に吸着されている酸素を物理的に切断して該炭化水素
接触還元触媒は活性化される。この活性化された炭化水
素接触還元触媒と排ガス中の炭化水素とにより、窒素酸
化物は例えば下記の反応によっても分解されてＮ2、Ｃ
Ｏ2、Ｈ2Ｏになる。 ４ＮＯ＋ＣＨ4→２Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ……………………………（４） ２ＮＯ2＋ＣＨ4→Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ ……………………………（５）
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の一実施例にかかる窒素酸化物分
解装置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
該プラズマ反応容器１を適用した窒素酸化物分解装置
の、プラズマ反応容器を除いた全体構成は、図７を参照
して説明した従来の窒素酸化物分解装置と同様である。
すなわちプラズマ反応容器１によりディーゼルエンジン
から排出される排ガスの窒素酸化物を分解する場合は、
ディーゼルエンジンから排出される排ガスを排気管を介
してサイクロンコレクターに通し、防塵してから、例え
ば円筒状に形成したプラズマ反応容器１に導入する。
明する。図１は本発明の一実施例にかかる窒素酸化物分
解装置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
該プラズマ反応容器１を適用した窒素酸化物分解装置
の、プラズマ反応容器を除いた全体構成は、図７を参照
して説明した従来の窒素酸化物分解装置と同様である。
すなわちプラズマ反応容器１によりディーゼルエンジン
から排出される排ガスの窒素酸化物を分解する場合は、
ディーゼルエンジンから排出される排ガスを排気管を介
してサイクロンコレクターに通し、防塵してから、例え
ば円筒状に形成したプラズマ反応容器１に導入する。
【００１３】プラズマ反応容器１内は図１中矢印で示す
ように該容器１の軸方向に窒素酸化物ＮＯｘを有する排
ガスが流れる排ガス流路２となっており該流路には誘電
体で覆った網目状電極（負電極）４と、同様の網目状電
極（正電極）５とが絶縁体９を介して配設され、両電極
間には図のように直流の高圧電源により高電圧が印加さ
れる構成としている。該両電極はその網目が窒素酸化物
流路２と垂直になるよう配置されている。両電極間には
粒状の炭化水素接触還元触媒６が積み重なって配置され
ている。炭化水素接触還元触媒６の粒形状は球状、円筒
状、テトラ状など種々に実施できる。網目状電極４、５
は高電圧を印加するのみならず、この炭化水素接触還元
触媒６が流出するのを防止する機能をも有する。放電プ
ラズマは網目状電極４、５間の炭化水素接触還元触媒６
の間隙３で発生するため、該両電極４、５間がプラズマ
発生場７となる。炭化水素接触還元触媒６としては、Ｃ
ｏ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｚｒ
Ｏ2、ＺｎＯ、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｐｔ／ＳｉＯ2、ＳＯ4
／ＴｉＯ2、ＳＯ4／ＺｒＯ2、ＡｌＰＯ4、ＮｉＳＯ4／
ＳｉＯ2、ＺｎＣｌ2／ＳｉＯ2、Ｈ−ＺＳＭ−５、Ｈ−
Ｙ、Ｈ−Ｍｏｒｄｅｎｉｔｅ、Ｎａ−ＺＳＭ−５または
Ｃｕ−ＺＳＭ−５等が適用できる。
ように該容器１の軸方向に窒素酸化物ＮＯｘを有する排
ガスが流れる排ガス流路２となっており該流路には誘電
体で覆った網目状電極（負電極）４と、同様の網目状電
極（正電極）５とが絶縁体９を介して配設され、両電極
間には図のように直流の高圧電源により高電圧が印加さ
れる構成としている。該両電極はその網目が窒素酸化物
流路２と垂直になるよう配置されている。両電極間には
粒状の炭化水素接触還元触媒６が積み重なって配置され
ている。炭化水素接触還元触媒６の粒形状は球状、円筒
状、テトラ状など種々に実施できる。網目状電極４、５
は高電圧を印加するのみならず、この炭化水素接触還元
触媒６が流出するのを防止する機能をも有する。放電プ
ラズマは網目状電極４、５間の炭化水素接触還元触媒６
の間隙３で発生するため、該両電極４、５間がプラズマ
発生場７となる。炭化水素接触還元触媒６としては、Ｃ
ｏ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｕＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｚｒ
Ｏ2、ＺｎＯ、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｐｔ／ＳｉＯ2、ＳＯ4
／ＴｉＯ2、ＳＯ4／ＺｒＯ2、ＡｌＰＯ4、ＮｉＳＯ4／
ＳｉＯ2、ＺｎＣｌ2／ＳｉＯ2、Ｈ−ＺＳＭ−５、Ｈ−
Ｙ、Ｈ−Ｍｏｒｄｅｎｉｔｅ、Ｎａ−ＺＳＭ−５または
Ｃｕ−ＺＳＭ−５等が適用できる。
【００１４】炭化水素接触還元触媒は比誘電率が小さ
く、このためコンデンサの容量を大きく維持して従来の
ように放電プラズマによる窒素酸化物の分解効率を落さ
ないようにするためには網目状電極４、５間の距離を小
さくしなければならない（上記（３）式参照）。一方、
それにより網目状電極４、５間に粒状の炭化水素接触還
元触媒６を多量に配設することができなくなる。そこ
で、排ガスと炭化水素接触還元触媒６との接触時間を増
やし、炭化水素接触還元触媒６による窒素酸化物の分解
効率を高く維持するためには、図１のように、プラズマ
発生場７を排ガスの流れる方向に複数並設することが望
ましい。なお、図１の構成においては、電極が網目状電
極４、網目状電極５、網目状電極４、網目状電極４、網
目状電極５、網目状電極４………のような順に配置さ
れ、粒状の炭化水素接触還元触媒６を配設していない空
間８が存在するが、網目状電極４、網目状電極５、網目
状電極４、網目状電極５、網目状電極４………のような
順に配置して粒状の炭化水素接触還元触媒６を配設して
いない空間８が存しない構成としてもよい。
く、このためコンデンサの容量を大きく維持して従来の
ように放電プラズマによる窒素酸化物の分解効率を落さ
ないようにするためには網目状電極４、５間の距離を小
さくしなければならない（上記（３）式参照）。一方、
それにより網目状電極４、５間に粒状の炭化水素接触還
元触媒６を多量に配設することができなくなる。そこ
で、排ガスと炭化水素接触還元触媒６との接触時間を増
やし、炭化水素接触還元触媒６による窒素酸化物の分解
効率を高く維持するためには、図１のように、プラズマ
発生場７を排ガスの流れる方向に複数並設することが望
ましい。なお、図１の構成においては、電極が網目状電
極４、網目状電極５、網目状電極４、網目状電極４、網
目状電極５、網目状電極４………のような順に配置さ
れ、粒状の炭化水素接触還元触媒６を配設していない空
間８が存在するが、網目状電極４、網目状電極５、網目
状電極４、網目状電極５、網目状電極４………のような
順に配置して粒状の炭化水素接触還元触媒６を配設して
いない空間８が存しない構成としてもよい。
【００１５】続いて本実施例にかかるプラズマ反応容器
１を適用した窒素酸化物分解装置を使用してディーゼル
エンジンから排出される排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを
分解して無害化する手順について説明する。まず、ディ
ーゼルエンジンから排出される排ガスを排気管を介して
サイクロンコレクターに通し、防塵してから、プラズマ
反応容器１に導入する（図７参照）。該容器１に導入さ
れた排ガスは排ガス流路２を流れ網目状電極５の網目を
くぐり、プラズマ放電場７に入る。該放電場７には粒状
の炭化水素接触還元触媒６が積み重なっているから、排
ガスはこの炭化水素接触還元触媒６の粒と粒の間の間隙
を通過していく。この状態で網目状電極４、５に高電圧
を印加すると、炭化水素接触還元触媒６の粒と粒との間
の間隙で放電プラズマが発生し、例えば下記の反応によ
り排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを分解する。 ２ＮＯ2→２ＮＯ＋Ｏ2…………………………………………………（１） ２ＮＯ＋Ｏ2→Ｎ2＋２Ｏ2 ……………………………………………（２） また、前記放電により加速された電子で、炭化水素接触
還元触媒６に吸着されている酸素を物理的に切断して該
炭化水素接触還元触媒６は活性化される。この活性化さ
れた炭化水素接触還元触媒６と、排ガス中に含まれる未
燃のディーゼルエンジン燃料中の炭化水素とにより、窒
素酸化物は例えば下記の反応によっても分解されて
Ｎ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏになる。
４ＮＯ＋ＣＨ4→２Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ……………………………（４） ２ＮＯ2＋ＣＨ4→Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ ……………………………（５） このように、従来は200℃以上の高温状態を作らねば窒
素酸化物分解に実効的でなく、よって窒素酸化物の分解
に利用が困難であった炭化水素接触還元触媒が、放電に
より活性化できるので、低温状態でも利用できる。
１を適用した窒素酸化物分解装置を使用してディーゼル
エンジンから排出される排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを
分解して無害化する手順について説明する。まず、ディ
ーゼルエンジンから排出される排ガスを排気管を介して
サイクロンコレクターに通し、防塵してから、プラズマ
反応容器１に導入する（図７参照）。該容器１に導入さ
れた排ガスは排ガス流路２を流れ網目状電極５の網目を
くぐり、プラズマ放電場７に入る。該放電場７には粒状
の炭化水素接触還元触媒６が積み重なっているから、排
ガスはこの炭化水素接触還元触媒６の粒と粒の間の間隙
を通過していく。この状態で網目状電極４、５に高電圧
を印加すると、炭化水素接触還元触媒６の粒と粒との間
の間隙で放電プラズマが発生し、例えば下記の反応によ
り排ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを分解する。 ２ＮＯ2→２ＮＯ＋Ｏ2…………………………………………………（１） ２ＮＯ＋Ｏ2→Ｎ2＋２Ｏ2 ……………………………………………（２） また、前記放電により加速された電子で、炭化水素接触
還元触媒６に吸着されている酸素を物理的に切断して該
炭化水素接触還元触媒６は活性化される。この活性化さ
れた炭化水素接触還元触媒６と、排ガス中に含まれる未
燃のディーゼルエンジン燃料中の炭化水素とにより、窒
素酸化物は例えば下記の反応によっても分解されて
Ｎ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏになる。
４ＮＯ＋ＣＨ4→２Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ……………………………（４） ２ＮＯ2＋ＣＨ4→Ｎ2＋ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ ……………………………（５） このように、従来は200℃以上の高温状態を作らねば窒
素酸化物分解に実効的でなく、よって窒素酸化物の分解
に利用が困難であった炭化水素接触還元触媒が、放電に
より活性化できるので、低温状態でも利用できる。
【００１６】以上のように、排ガスは炭化水素接触還元
触媒６の粒と粒との間隙を通過していく間に窒素酸化物
ＮＯｘは分解され無害化される。無害化された排ガスは
網目状電極４の網目をくぐり図１中矢印で示したとおり
プラズマ反応容器１から排出される。
触媒６の粒と粒との間隙を通過していく間に窒素酸化物
ＮＯｘは分解され無害化される。無害化された排ガスは
網目状電極４の網目をくぐり図１中矢印で示したとおり
プラズマ反応容器１から排出される。
【００１７】図２は、本願発明の第２の実施例にかかる
窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器の構造を示す概
略図である。図１と同一符号の部材は、同図を参照して
説明した同一符号の部材と同様の部材であり（後述の第
３、第４実施例についても同様）、以下では図１を参照
して説明したプラズマ反応容器１との構造上の相違点を
中心にかかる第２の実施例につき説明するに、図２のプ
ラズマ反応容器１は高圧電源１１を交流電源としてい
る。網目状電極１０は、図１の網目状電極４、５と同様
の電極である。交流電源を用いる場合は極性が交換する
ので、本実施例では空間８を挟んで対峙している網目状
電極１０、１０間の極性が合致するよう交流電源１１の
電圧波の位相を調整、制御する図示しない制御装置を設
けて空間８における放電を防止している。
窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器の構造を示す概
略図である。図１と同一符号の部材は、同図を参照して
説明した同一符号の部材と同様の部材であり（後述の第
３、第４実施例についても同様）、以下では図１を参照
して説明したプラズマ反応容器１との構造上の相違点を
中心にかかる第２の実施例につき説明するに、図２のプ
ラズマ反応容器１は高圧電源１１を交流電源としてい
る。網目状電極１０は、図１の網目状電極４、５と同様
の電極である。交流電源を用いる場合は極性が交換する
ので、本実施例では空間８を挟んで対峙している網目状
電極１０、１０間の極性が合致するよう交流電源１１の
電圧波の位相を調整、制御する図示しない制御装置を設
けて空間８における放電を防止している。
【００１８】図３は、本願発明の第３の実施例にかかる
窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器の構造を説明す
る図である。本実施例は図３に示すような放電器１２を
プラズマ反応容器内に設ける構成である。図３におい
て、放電器１２はプラズマ反応容器（図示せず）の排ガ
ス流路（図示せず）に設けられている。１３、１４は誘
電体であり、図３のように平板電極１５（正電極）、平
板電極１６（負電極）が設けられ、該平板電極１５、１
６には直流の高圧電源により高電圧が印加される構成で
ある。排ガスは図中矢印で示したように排ガス流路を流
れ、放電器１２は平板電極１５、１６の長手方向と排ガ
ス流路とが直交する位置に配置されている。平板電極１
５、１６間には粒状の炭化水素接触還元触媒６が積み重
なっており、平板電極１５、１６間がプラズマ放電場７
となる。該放電場７への排ガスの入口と出口には誘電体
１３、１４に掛け渡された網体１７が設けられている。
該網体１７を設けたのは積み重なった粒状の炭化水素接
触還元触媒６がこぼれ落ちるのを防止するためである。
なお、図３において網体１７は一部切り欠いた状態で示
している。図３の放電器１２を用いた場合は放電が排ガ
スの流れと垂直になる。
窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器の構造を説明す
る図である。本実施例は図３に示すような放電器１２を
プラズマ反応容器内に設ける構成である。図３におい
て、放電器１２はプラズマ反応容器（図示せず）の排ガ
ス流路（図示せず）に設けられている。１３、１４は誘
電体であり、図３のように平板電極１５（正電極）、平
板電極１６（負電極）が設けられ、該平板電極１５、１
６には直流の高圧電源により高電圧が印加される構成で
ある。排ガスは図中矢印で示したように排ガス流路を流
れ、放電器１２は平板電極１５、１６の長手方向と排ガ
ス流路とが直交する位置に配置されている。平板電極１
５、１６間には粒状の炭化水素接触還元触媒６が積み重
なっており、平板電極１５、１６間がプラズマ放電場７
となる。該放電場７への排ガスの入口と出口には誘電体
１３、１４に掛け渡された網体１７が設けられている。
該網体１７を設けたのは積み重なった粒状の炭化水素接
触還元触媒６がこぼれ落ちるのを防止するためである。
なお、図３において網体１７は一部切り欠いた状態で示
している。図３の放電器１２を用いた場合は放電が排ガ
スの流れと垂直になる。
【００１９】図３に示した放電器１２は、上述のとおり
平板電極１５、１６の長手方向と排ガス流路とが直交す
る位置に配置されているが、平板電極１５、１６の長手
方向と排ガス流路方向とを合致させるよう配置すること
もできる。この場合は誘電体１３、１４の長手方向両端
に網体１７を掛け渡す構成とする。
平板電極１５、１６の長手方向と排ガス流路とが直交す
る位置に配置されているが、平板電極１５、１６の長手
方向と排ガス流路方向とを合致させるよう配置すること
もできる。この場合は誘電体１３、１４の長手方向両端
に網体１７を掛け渡す構成とする。
【００２０】なお、上述のように炭化水素接触還元触媒
は比誘電率が小さく、このためキャパシターを大きく維
持して従来のように放電プラズマによる窒素酸化物の分
解効率を落さないようにするためには平板電極１５、１
６間の距離を小さくしなければならない（上記（３）式
参照）。一方、それにより該電極間に粒状の炭化水素接
触還元触媒６を多量に配設することができなくなる。そ
こで、排ガスと炭化水素接触還元触媒６との接触時間を
増やし、炭化水素接触還元触媒６による窒素酸化物の分
解効率を高く維持するためには、放電器１２を排ガス流
路方向に複数並設する必要がある。
は比誘電率が小さく、このためキャパシターを大きく維
持して従来のように放電プラズマによる窒素酸化物の分
解効率を落さないようにするためには平板電極１５、１
６間の距離を小さくしなければならない（上記（３）式
参照）。一方、それにより該電極間に粒状の炭化水素接
触還元触媒６を多量に配設することができなくなる。そ
こで、排ガスと炭化水素接触還元触媒６との接触時間を
増やし、炭化水素接触還元触媒６による窒素酸化物の分
解効率を高く維持するためには、放電器１２を排ガス流
路方向に複数並設する必要がある。
【００２１】図４、５は本願発明の第４の実施例にかか
る窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器の構造を示す
概略図である。図４を参照して、本実施例においては電
極の一方を、円筒上又は角柱上のプラズマ反応容器１の
内周面に設け、他の電極は該容器１内に配設した筒状電
極１８としている。両電極間は絶縁体９で絶縁され、ま
た、粒状の炭化水素接触還元触媒６の流出を防止するた
め、網体２０を設けている。高圧電源は交流、直流のい
ずれでもよい。筒状電極１８には流路孔１９が複数穿た
れており、窒素酸化物分解後の排ガスは該流路孔１９を
通って排出される。
る窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器の構造を示す
概略図である。図４を参照して、本実施例においては電
極の一方を、円筒上又は角柱上のプラズマ反応容器１の
内周面に設け、他の電極は該容器１内に配設した筒状電
極１８としている。両電極間は絶縁体９で絶縁され、ま
た、粒状の炭化水素接触還元触媒６の流出を防止するた
め、網体２０を設けている。高圧電源は交流、直流のい
ずれでもよい。筒状電極１８には流路孔１９が複数穿た
れており、窒素酸化物分解後の排ガスは該流路孔１９を
通って排出される。
【００２２】なお、上記本願発明の各実施例において、
炭化水素は、排ガス中に含まれる未燃のディーゼルエン
ジン燃料中の炭化水素を利用しているが、プラズマ発生
場７に炭化水素を供給する炭化水素供給装置を設けても
よい。
炭化水素は、排ガス中に含まれる未燃のディーゼルエン
ジン燃料中の炭化水素を利用しているが、プラズマ発生
場７に炭化水素を供給する炭化水素供給装置を設けても
よい。
【００２３】以上説明した本願発明の各実施例にかかる
プラズマ反応容器によれば、炭化水素接触還元触媒６を
プラズマ放電によって活性化して、低温状態でも窒素酸
化物の分解に用いることを可能とし、もって従来のプラ
ズマ放電による窒素酸化物の分解に加え、低温状態での
炭化水素接触還元触媒６による窒素酸化物の分解をも実
現できる。
プラズマ反応容器によれば、炭化水素接触還元触媒６を
プラズマ放電によって活性化して、低温状態でも窒素酸
化物の分解に用いることを可能とし、もって従来のプラ
ズマ放電による窒素酸化物の分解に加え、低温状態での
炭化水素接触還元触媒６による窒素酸化物の分解をも実
現できる。
【００２４】しかも、炭化水素接触還元触媒６をプラズ
マ発生場７に配設するのみでも実現可能であり、炭化水
素接触還元触媒６を活性化するための放電は、従来から
のプラズマ放電をそのまま利用できる。
マ発生場７に配設するのみでも実現可能であり、炭化水
素接触還元触媒６を活性化するための放電は、従来から
のプラズマ放電をそのまま利用できる。
【００２５】よって、大規模装置、大規模エネルギーを
用いることなく、従来より高い窒素酸化物の分解効率を
低廉かつ簡易に実現できて、排ガス量の多い各種燃焼装
置に用いる排ガス公害対策装置として実用化可能な窒素
酸化物分解装置のプラズマ反応容器を提供することがで
きる。
用いることなく、従来より高い窒素酸化物の分解効率を
低廉かつ簡易に実現できて、排ガス量の多い各種燃焼装
置に用いる排ガス公害対策装置として実用化可能な窒素
酸化物分解装置のプラズマ反応容器を提供することがで
きる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明した本願発明にかかる窒素酸化
物分解装置のプラスマ反応容器によれば、炭化水素接触
還元触媒をプラズマ放電によって活性化して、低温状態
でも窒素酸化物の分解に用いることを可能とし、もって
従来のプラズマ放電による窒素酸化物の分解に加え、低
温状態での炭化水素接触還元触媒による窒素酸化物の分
解をも実現できる。
物分解装置のプラスマ反応容器によれば、炭化水素接触
還元触媒をプラズマ放電によって活性化して、低温状態
でも窒素酸化物の分解に用いることを可能とし、もって
従来のプラズマ放電による窒素酸化物の分解に加え、低
温状態での炭化水素接触還元触媒による窒素酸化物の分
解をも実現できる。
【００２７】しかも、炭化水素接触還元触媒をプラズマ
発生場に配設するのみでも実現可能であり、炭化水素接
触還元触媒を活性化するための放電は、従来からのプラ
ズマ放電をそのまま利用できる。
発生場に配設するのみでも実現可能であり、炭化水素接
触還元触媒を活性化するための放電は、従来からのプラ
ズマ放電をそのまま利用できる。
【００２８】よって、大規模装置、大規模エネルギーを
用いることなく、従来より高い窒素酸化物の分解効率を
低廉かつ簡易に実現できて、排ガス量の多い各種燃焼装
置に用いる排ガス公害対策装置として実用化可能な窒素
酸化物分解装置のプラズマ反応容器を提供することがで
きる。
用いることなく、従来より高い窒素酸化物の分解効率を
低廉かつ簡易に実現できて、排ガス量の多い各種燃焼装
置に用いる排ガス公害対策装置として実用化可能な窒素
酸化物分解装置のプラズマ反応容器を提供することがで
きる。
【図１】本願発明の一実施例にかかる窒素酸化物分解装
置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
【図２】本願発明の一実施例にかかる窒素酸化物分解装
置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
【図３】本願発明の一実施例にかかる窒素酸化物分解装
置のプラズマ反応容器に用いる放電器の構造を示す図で
ある。
置のプラズマ反応容器に用いる放電器の構造を示す図で
ある。
【図４】本願発明の一実施例にかかる窒素酸化物分解装
置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
【図５】本願発明の一実施例にかかる窒素酸化物分解装
置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
置のプラズマ反応容器の構造を示す概略図である。
【図６】従来の窒素酸化物分解装置により窒素酸化物を
分解する処理手順の説明図である。
分解する処理手順の説明図である。
【図７】従来の窒素酸化物分解装置に用いるプラズマ反
応容器の構造の一例を示す図である。
応容器の構造の一例を示す図である。
１…プラズマ反応容器 ２…排ガス流路 ６…炭化水素接触還元触媒 ７…プラズマ発生場
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 隆博 千葉県市原市八幡海岸通１番地 三井造船 株式会社千葉事業所内
Claims (2)
- 【請求項１】 窒素酸化物ＮＯｘと炭化水素とを有する
排ガスが流れる排ガス流路と、該流路を流れる前記排ガ
ス中の窒素酸化物ＮＯｘを分解する放電プラズマを発生
させる電極と、前記流路に配設され前記電極に高電圧が
印加されると前記放電プラズマが発生して窒素酸化物Ｎ
Ｏｘが分解されるプラズマ発生場と、該発生場内に配設
された炭化水素接触還元触媒とを備えた窒素酸化物分解
装置のプラズマ反応容器。 - 【請求項２】 窒素酸化物ＮＯｘを有する排ガスが流れ
る排ガス流路と、該流路を流れる前記排ガス中の窒素酸
化物ＮＯｘを分解する放電プラズマを発生させる電極
と、前記流路に配設され前記電極に高電圧が印加される
と前記放電プラズマが発生して窒素酸化物ＮＯｘが分解
されるプラズマ発生場と、該発生場内に配設された炭化
水素接触還元触媒と、前記プラズマ発生場内に炭化水素
を供給する炭化水素供給手段とを備えた窒素酸化物分解
装置のプラズマ反応容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4259884A JPH06106025A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4259884A JPH06106025A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06106025A true JPH06106025A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17340281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4259884A Withdrawn JPH06106025A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 窒素酸化物分解装置のプラズマ反応容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06106025A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5746984A (en) * | 1996-06-28 | 1998-05-05 | Low Emissions Technologies Research And Development Partnership | Exhaust system with emissions storage device and plasma reactor |
| WO1999013973A1 (en) * | 1997-09-13 | 1999-03-25 | Aea Technology Plc | Reactor for processing gaseous media |
| WO2000018494A1 (en) * | 1998-10-01 | 2000-04-06 | Battelle Memorial Institute | CATALYTIC PLASMA REDUCTION OF NO¿x? |
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| CN1101716C (zh) * | 1996-04-04 | 2003-02-19 | 三菱重工业株式会社 | 处理废气的装置及方法和其中应用的脉冲发生器 |
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| US7078000B2 (en) | 2001-06-14 | 2006-07-18 | Delphi Technologies, Inc. | Apparatus and method for mat protection of non-thermal plasma reactor |
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| CN111167271A (zh) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 上海重智科技发展有限公司 | 喷涂房废气净化装置 |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP4259884A patent/JPH06106025A/ja not_active Withdrawn
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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