JPH06312115A - プラズマ利用の排ガス処理装置 - Google Patents

プラズマ利用の排ガス処理装置

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JPH06312115A
JPH06312115A JP10340793A JP10340793A JPH06312115A JP H06312115 A JPH06312115 A JP H06312115A JP 10340793 A JP10340793 A JP 10340793A JP 10340793 A JP10340793 A JP 10340793A JP H06312115 A JPH06312115 A JP H06312115A
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JP
Japan
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exhaust gas
combustion exhaust
plasma
gas treatment
combustion
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JP10340793A
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English (en)
Inventor
Hidehiro Kito
栄寛 木藤
Sadakazu Yamada
定和 山田
Hiroyuki Kishida
寛之 岸田
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.)
Takuma Co Ltd
Original Assignee
Takuma Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低酸素燃焼での焼却を行って窒素酸化物の生
成を抑制しながらも、ガス状のダイオキシンを除去でき
る排ガス処理装置を提供する。 【構成】 焼却炉1からの燃焼排ガス排出路2の途中に
燃焼排ガス中に短パルス荷電を印加してコールドプラズ
マ状態の雰囲気を発生するプラズマ発生手段4を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ゴミや産業廃棄物
の焼却処理において焼却炉から排出される燃焼排ガスを
処理対象とする排ガス処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】焼却炉からの燃焼排ガスを処理対象とす
る排ガス処理装置として従来では、燃焼排ガス排出路
に、電気集塵機やバグフィルターを設けて燃焼排ガス中
のダストを除去するようにしたものや、活性炭や活性コ
ークスなどの吸着剤を設けて燃焼排ガス中のダイオキシ
ンを吸着除去するようにしたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術のうち、電気集塵機やバグフィルターによる処理で
は、燃焼排ガス中に含まれているダイオキシンのうちダ
スト中に含まれているものはダストとともに除去できる
ものの、非常に微細なダストに付着したダイオキシン及
び沸点が低いガス状のダイオキシンを除去できないとい
う欠点があった。また、活性炭や活性コークスなどの吸
着剤による吸着処理では、原理的にはガス状のダイオキ
シンをも除去することができるものの、ダイオキシンを
吸着した使用済みの廃吸着剤の後処理が必要になる他、
次のような欠点があった。すなわち、燃焼排ガス温度が
150℃以上であると、吸着したダイオキシンが脱着さ
れて放出してしまい活性炭の吸着性能が低下して所期の
吸着除去を行えなくなる。また、燃焼排ガス温度は運転
条件によって変動することが常で、高温になると今まで
吸着していたダイオキシンが放出されて燃焼排ガス中に
再飛散してしまうために、温度コントロールを要する。
従って燃焼排ガスの温度を150℃よりも低くする必要
があるが、そうすると、設備の燃焼排ガスに接触する接
触部の構成材料の低温腐食対策が必要となる。本発明の
目的は、低酸素燃焼での焼却を行って窒素酸化物の生成
を抑制しながらも、ガス状のダイオキシンを除去できる
排ガス処理装置を提供する点にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明による
プラズマ利用の排ガス処理装置の特徴は、焼却炉からの
燃焼排ガス排出路の途中にコールドプラズマ状態の雰囲
気を発生するプラズマ発生手段を設けてある点にある。
本発明の第2発明によるプラズマ利用の排ガス処理装置
の特徴は、上記第1発明において、前記プラズマ発生手
段として、燃焼排ガス中に短パルス荷電を印加する手段
を設けてある点にある。本発明の第3発明によるプラズ
マ利用の排ガス処理装置の特徴は、上記第1及び第2発
明において、前記燃焼排ガス排出路に、燃焼排ガス中の
ダストを除去する電気集塵機を設け、その電気集塵機よ
りも下流側の燃焼排ガスを処理対象とする状態に前記プ
ラズマ発生手段を設けてある点にある。本発明の第4発
明によるプラズマ利用の排ガス処理装置の特徴は、上記
第1及び第2発明において、前記燃焼排ガス排出路に、
燃焼排ガス中のダストを除去するバグフィルターを設
け、そのバグフィルターよりも下流側の燃焼排ガスを処
理対象とする状態に前記プラズマ発生装置を設けてある
点にある。
【0005】
【作用】第1発明によれば、プラズマ発生手段により、
燃焼排ガス排出路の途中で燃焼排ガスをプラズマ状態の
雰囲気にするのであって、プラズマ状態の雰囲気では、
燃焼排ガス中の分子・イオンなどの自由度が非常に高
く、分子の分解及び再結合が極めて容易に進行するか
ら、燃焼排ガス中のダイオキシンを前記のプラズマ状態
の雰囲気において分解処理することができる。しかも、
プラズマ状態として、コールドプラズマ状態を発生する
ため、雰囲気を過剰に高温化することがない。第2発明
によれば、非常に立上りが早く(立上り:100ns程
度)て、パルス幅が極めて短い(半値幅:数百ns)短
パルスの高電圧を用いることにより、アーク放電の原因
となるイオンの加速を招来することなく、イオンに比べ
て質量が小さくて応答の早い電子のみを加速して、間欠
的なコールドプラズマを発生させることができる。しか
も、大気圧下の燃焼排ガス中で直接に電子を加速して燃
焼排ガスに衝突させることでプラズマ状態を発生するか
ら、例えば真空容器内で電子を加速させてから金属箔膜
を透過させて燃焼排ガスに衝突させるいわゆる電子ビー
ム式の場合に比較して、電子を加速するに要する電圧が
低電圧で済むことと、放射線対策が不要であることとの
相乗により、設備を安価に構成することができる。第3
発明及び第4発明によれば、電気集塵機及びバグフィル
ターによりダストを除去できるから、ダスト中に含まれ
ているダイオキシンも除去することができる。
【0006】
【発明の効果】従って本発明によれば、前処理や後処理
を要することなく、かつ、窒素酸化物の発生量を少なく
するように低酸素燃焼での焼却処処理を維持しながら
も、ガス状のダイオキシンを除去できるようになった。
特に請求項2記載のようにすれば、設備的に安価に実施
することができ、請求項3や4記載のようにすれば、ダ
スト中のダイオキシンも除去できる。
【0007】
【実施例】都市ゴミや産業廃棄物を焼却処理する設備
は、図1に示すように、焼却炉1と、その焼却炉1から
の燃焼排ガスを処理するプラズマ利用の排ガス処理装置
とからなる。前記排ガス処理装置は、焼却炉1からの燃
焼排ガス排出路2に電気集塵機3を設け、前記燃焼排ガ
ス排出路2のうち電気集塵機3よりも下流側の部分を、
コールドプラズマ状態の雰囲気にするためのプラズマ発
生手段4を設け、もって、電気集塵機3で燃焼排ガス中
のダストを除去し、ダストが除去された後の燃焼排ガス
をプラズマ発生手段4でコールドプラズマ状態とするこ
とにより燃焼排ガス中に含まれるガス状のダイオキシン
を分解するように構成されている。前記プラズマ発生手
段4は、燃焼排ガス中に短パルス荷電を印加して、電子
を加速することにより、間欠的にコールドプラズマを発
生する手段であって、立上りが100ns、パルス幅が
数百ns(半値幅)の短パルスの高電圧を発生する電源
装置4Aとその電源装置4Aで発生した短パルスの高電
圧を燃焼排ガスに印加する放電セル4Bとからなる。従
って、この排ガス処理装置によれば、燃焼排ガス中に含
まれるダイオキシンのうち、ダストに含まれるものが電
気集塵機3により除去され、ガス状のダイオキシン及
び、電気集塵機3により捕捉されなかった非常に微細な
ダスト中のダイオキシンが、コールドプラズマ状態とな
ることにより分解されて除去され、結果として、燃焼排
ガス中の全ダイオキシンが除去されるように構成されて
いる。
【0008】〔別実施例〕上記実施例では、電気集塵機
3を用いてダスト中に含まれているダイオキシンを除去
するように構成したが、図2に示すように、電気集塵機
3に代えてバグフィルター5を設けてダスト中に含まれ
ているダイオキシンを除去するように構成しても良い。
上記実施例では、電気集塵機3以外の箇所をコールドプ
ラズマ状態の雰囲気にしたが、図3に示すように、電気
集塵機3内のうち集塵部3Aよりも下流側部分に放電セ
ル4Bを設けてその下流側部分内をコールドプラズマ状
態とするようにしても良い。
【0009】次に本発明者がダイオキシン削減効果を確
認するために行った実験を示す。 1実験に使用した装置の仕様 〈プラズマ発生手段の電源装置〉 入力電圧:単相AC100V 60Hz 入力電源:8A 出力電圧:30KV(パルスピーク) パルス周波数:120Hz(可変) パルス平均電流:30mA 〈プラズマ発生手段の放電セル〉 形状:同軸円筒コロナ電極 セル寸法:内径23mm(有効長さ600mm) 放電電極:直径0.5mm 〈放電セル用保温筒〉 形状:2分割円筒 寸法:外径450mm×内径350mm×高さ1520
mm 2実験要領 ゴミ焼却炉の燃焼排ガス排出路に設けた電気集塵機の出
口ダクトから実排ガスを吸引して放電セルに導き、放電
セルの入口と出口とでそれぞれ原ガスと処理ガスとを同
量づつサンプリングし、GC/MS分析計にかけて、各
塩素数(4,5,6,7,8)のポリ塩化ダイベンゾパ
ラダイオキシン(PCDDS )とポリ塩化ダイベンゾフ
ラン(PCDFS )との濃度(ng/Nm3 )を測定し
た。測定は、ガス処理量を1.6l/min(放電セル
内での滞留時間6秒)にした場合aと、3.2l/mi
n(滞留時間3秒)にした場合bとで行った。他の条件
は、処理ガス温度150℃、パルス周波数120Hz、
ピーク電圧2約23KV、極性マイナスとした。 3実験結果 測定結果を図4及び図5に示し、それを整理したものを
表1に、除去率を表 2にそれぞれ示す。図4及び図5で
表した棒グラフでは、横軸に各種のPCDD及びPCD
Fをとり、縦軸に濃度をとってあり、棒グラフにおける
横軸上の4・5・6・7・8がそれぞれ塩素数4・塩素
数5・塩素数6・塩素数7・塩素数8のPCDD及びP
CDFを示し、白抜きの棒が入口の濃度測定結果、斜線
入りの棒が出口の濃度測定結果をそれぞれ示す。また、
表中のTEQは、ダイオキシンの毒性等価換算濃度(I
nternational TEQ)である。なお、場
合aの滞留時間・一次電圧・一次電源及び、場合bの滞
留時間・一次電圧・一次電源の実際の値は、73‐80
V・3.0‐3.6A・3.2秒及び、75‐77V・
3.1‐3.5A・6.3秒である。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を示す概略構成図
【図2】別実施例を示す概略構成図
【図3】別実施例を示す概略構成図
【図4】実験結果を示すグラフ
【図5】実験結果を示すグラフ
【符号の説明】
1 焼却炉 2 燃焼排ガス排出路 4 プラズマ発生手段 3 電気集塵機 5 バグフィルター

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼却炉(1)からの燃焼排ガス排出路
    (2)の途中にコールドプラズマ状態の雰囲気を発生す
    るプラズマ発生手段(4)を設けてあるプラズマ利用の
    排ガス処理装置。
  2. 【請求項2】 前記プラズマ発生手段(4)として、燃
    焼排ガス中に短パルス荷電を印加する手段を設けてある
    請求項1記載のプラズマ利用の排ガス処理装置。
  3. 【請求項3】 前記燃焼排ガス排出路(2)に、燃焼排
    ガス中のダストを除去する電気集塵機(3)を設け、そ
    の電気集塵機(3)よりも下流側の燃焼排ガスを処理対
    象とする状態に前記プラズマ発生手段(4)を設けてあ
    る請求項1又は2記載のプラズマ利用の排ガス処置装
    置。
  4. 【請求項4】 前記燃焼排ガス排出路(2)に、燃焼排
    ガス中のダストを除去するバグフィルター(5)を設
    け、そのバグフィルター(5)よりも下流側の燃焼排ガ
    スを処理対象とする状態に前記プラズマ発生装置(4)
    を設けてある請求項1又は2記載のプラズマ利用の排ガ
    ス処理装置。
JP10340793A 1993-04-30 1993-04-30 プラズマ利用の排ガス処理装置 Pending JPH06312115A (ja)

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