JPH07155539A - Apparatus for treating waste gas - Google Patents
Apparatus for treating waste gasInfo
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- JPH07155539A JPH07155539A JP5308123A JP30812393A JPH07155539A JP H07155539 A JPH07155539 A JP H07155539A JP 5308123 A JP5308123 A JP 5308123A JP 30812393 A JP30812393 A JP 30812393A JP H07155539 A JPH07155539 A JP H07155539A
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Abstract
Description
【０００１】[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、各種の燃焼
炉、自動車など各種燃焼機関から排出される排ガス中の
窒素酸化物ＮＯｘを、Ｎ2供給器から供給するＮ2ガスを
もとに放電プラズマによって生成したＮラジカル（活性
窒素原子）により分解して無害化する排ガス処理装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is designed to remove nitrogen oxide NOx in exhaust gas discharged from various combustion engines such as boilers for power plants, diesel engines, gas turbines, various combustion furnaces and automobiles from an N 2 supplier. The present invention relates to an exhaust gas treatment device that decomposes and detoxifies N radicals (active nitrogen atoms) generated by discharge plasma based on supplied N 2 gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の放電プラズマによる排ガス処理技
術においては、放電器に直接排ガスを導入して放電を行
なっていた。しかしながら、この技術においては被処理
排ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがＮＯｘの減少に影響
を与え、ＮＯｘ除去率を十分に高めることができない。2. Description of the Related Art In the conventional exhaust gas treatment technology using discharge plasma, exhaust gas is directly introduced into a discharger to perform discharge. However, in this technique, oxygen, moisture, and carbon dioxide gas in the exhaust gas to be treated affect the reduction of NOx, and the NOx removal rate cannot be sufficiently increased.
【０００３】そこで、直接ＮＯｘ分解に関わるＮ2ガス
を供給する装置を備え、この装置から供給されるＮ2ガ
スから放電プラズマによりＮラジカルを生成し、このＮ
ラジカルを含むガスを排ガス中に導入することでＮＯｘ
を分解除去するという従来とは異なる技術が開発されて
いる（日本機械学会論文集（Ｂ版）５８巻５５２号（１
９９２−８）、第２５８４頁〜第２５９４頁、論文Ｎ
ｏ．９２−０２４８「窒素プラズマによる燃焼排ガス中
の窒素酸化物除去に関する研究」及び日本機械学会（Ｎ
ｏ．９３０−３９）環境工学総合シンポジウム’９３講
演論文集、第２４２頁〜第２４５頁、「コロナ放電によ
る燃焼排ガスの浄化に関する研究」参照）。Therefore, a device for directly supplying N 2 gas involved in NOx decomposition is provided, and N radicals are generated by discharge plasma from the N 2 gas supplied from this device.
NOx by introducing gas containing radicals into exhaust gas
A technique different from the conventional technique of decomposing and removing the is has been developed (Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineers (B version) 58 volume 552 (1
992-8), pages 2584 to 2594, paper N.
o. 92-0248 "Research on nitrogen oxide removal from flue gas by nitrogen plasma" and Japan Society of Mechanical Engineers (N
o. 930-39) Environmental Engineering General Symposium '93 Proceedings, pp. 242 to 245, "Study on purification of combustion exhaust gas by corona discharge").
【０００４】Ｎラジカル生成のために放電プラズマを発
生する手段としては、アーク放電を用いる場合と、コロ
ナ放電を用いる場合とがある。アーク放電を用いる場合
は、１００％Ｎ2ガス中で放電電極間にアークプラズマ
を発生させてＮラジカルを生成し、このＮラジカルを多
量に含む高温のＮ2プラズマジェットを排ガス中に導入
してＮＯｘの分解を行なう。コロナ放電を用いる場合
は、アーク放電による場合より低電力でＮ2プラズマを
形成し、これにより生成されたＮラジカルを含むほぼ常
温に近い温度のガスを排ガス中に導入してＮＯｘの分解
を行なう。何れの場合も、ＮＯｘの分解反応は下記の
（１）〜（３）式で示す拡大ゼルドビッチ反応による。
なお、以下の式でＮ＊はＮラジカルを意味する。As a means for generating discharge plasma for generating N radicals, there are a case of using arc discharge and a case of using corona discharge. When using arc discharge, arc plasma is generated between discharge electrodes in 100% N 2 gas to generate N radicals, and a high-temperature N 2 plasma jet containing a large amount of the N radicals is introduced into exhaust gas. Decomposes NOx. When corona discharge is used, N 2 plasma is formed with lower power than that by arc discharge, and a gas containing N radicals generated by this is introduced into the exhaust gas at a temperature close to room temperature to decompose NOx. . In any case, the decomposition reaction of NOx is based on the expanded Zeldovic reaction shown by the following formulas (1) to (3).
In the formula below, N * means N radical.
【０００５】 Ｎ＊＋ＮＯ ⇔ Ｎ2＋Ｏ ………………（１） Ｎ＊＋Ｏ2 ⇔ ＮＯ＋Ｏ ………………（２） Ｎ＊＋ＯＨ ⇔ ＮＯ＋Ｈ ………………（３） このような従来の技術においては、何れもＮラジカル生
成のための放電プラズマ発生部と、このＮラジカルによ
る上記の反応によりＮＯｘを分解する反応部とが分離さ
れており、放電プラズマ発生部で生成したＮラジカルを
含むガスを反応部に導入する構成としている。N * + NO ⇔ N 2 + O ………… (1) N * + O 2 ⇔ NO + O ………… (2) N * + OH ⇔ NO + H ………… (3) In all of the conventional techniques, the discharge plasma generation part for generating N radicals and the reaction part for decomposing NOx by the above reaction by the N radicals are separated from each other, and the N generated by the discharge plasma generation part is separated. The structure is such that a gas containing radicals is introduced into the reaction section.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術においては、以下のような問題がある。However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems.
【０００７】（１）コロナ放電による場合は、低電力で
排ガス処理が行なえて経済的であり、低温プラズマを発
生させるため、以下の（４）式による反応によるＮＯ生
成反応を引き起こしにくいという利点はあるものの、基
本的に部分放電であり、よって、電子密度、電子エネル
ギともあまり大きいとはいえず、Ｎラジカルの生成量は
十分に大きくはなく、このため、排ガス中のＮＯｘの分
解除去効率を十分に高めることができない。(1) In the case of corona discharge, exhaust gas treatment can be performed with low power, which is economical, and since low temperature plasma is generated, there is an advantage that it is difficult to cause NO generation reaction by the reaction according to the following equation (4). However, it is basically a partial discharge, and therefore, it cannot be said that the electron density and the electron energy are too large, and the amount of N radicals produced is not sufficiently large. Therefore, the decomposition and removal efficiency of NOx in the exhaust gas is improved. Can't raise enough.
【０００８】 Ｎ2＋Ｏ2 → ２ＮＯ ………………（４） また、従来の技術では、放電プラズマ発生部と反応部と
が分離し、放電プラズマ発生部で生成したＮラジカルを
含むガスを反応部に導入する構成としているため、Ｎラ
ジカルが排ガス中に導入されるまでの間にＮラジカル自
体の活性度が失われ、この点においても排ガス中のＮＯ
ｘの分解除去効率を十分に高めることができない。N 2 + O 2 → 2NO (4) Further, in the conventional technique, the discharge plasma generating part and the reaction part are separated from each other, and a gas containing N radicals generated in the discharge plasma generating part is generated. Since it is configured to be introduced into the reaction part, the activity of the N radicals itself is lost until the N radicals are introduced into the exhaust gas.
It is not possible to sufficiently enhance the decomposition and removal efficiency of x.
【０００９】（２）アーク放電による場合は、高速のＮ
2プラズマジェットが形成されるため、コロナ放電の場
合のようにＮラジカルの活性度が失われる要素は比較的
少ないが、放電により形成するプラズマが高温であるた
め、排ガス中において、上記の（４）式の反応を生じて
ＮＯが生成されてしまい、ＮＯｘ除去効率が悪いという
欠点がある。(2) In case of arc discharge, high-speed N
2 Since plasma jets are formed, there are relatively few factors in which the activity of N radicals is lost as in the case of corona discharge, but since the plasma formed by discharge is at a high temperature, the above (4 ) Is generated to generate NO, resulting in poor NOx removal efficiency.
【００１０】本発明は、Ｎ2ガスを供給する装置を備
え、この装置から供給されるＮ2ガスから放電プラズマ
によりＮラジカルを生成し、このＮラジカルを含むガス
を排ガス中に導入することでＮＯｘを分解除去する排ガ
ス処理装置について、これらの課題を解決し、従来の技
術に比べてＮＯｘの分解除去効率の高い排ガス処理装置
を提供することを目的とする。[0010] The present invention comprises a device for supplying N 2 gas to generate N radicals by discharge plasma from N 2 gas supplied from the apparatus, a gas containing the N radicals by introducing into the exhaust gas It is an object of the present invention to provide an exhaust gas treatment device for decomposing and removing NOx, which solves these problems and has a higher efficiency of decomposing and removing NOx as compared with conventional techniques.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、放電する一対の電極を有する放電器を備
え、この放電により発生する放電プラズマでＮ2ガス供
給器より供給するＮ2ガスからＮラジカルを生成し、こ
のＮラジカルで排ガス中のＮＯｘを分解処理する排ガス
処理装置において、前記放電器は予備電離型パルスグロ
ー放電器であり、前記電極はこのパルスグロー放電器の
主電極であることを特徴とする排ガス処理装置である。The present invention for solving the above problems SUMMARY OF THE INVENTION comprises a discharger having a pair of electrodes for discharging, N 2 is supplied from the N 2 gas supply unit in a discharge plasma generated by the discharge In an exhaust gas treating apparatus for generating N radicals from gas and decomposing NOx in exhaust gas with the N radicals, the discharger is a preionization type pulse glow discharger, and the electrode is a main electrode of the pulse glow discharger. The exhaust gas treating apparatus is characterized by
【００１２】また、放電する一対の電極を有する放電器
を備え、この放電により発生する放電プラズマでＮ2ガ
ス供給器より供給するＮ2ガスからＮラジカルを生成
し、このＮラジカルを排ガスの流路に導入し、この排ガ
ス中のＮＯｘを分解処理する排ガス処理装置において、
前記放電器は予備電離型パルスグロー放電器であり、前
記電極はこのパルスグロー放電器の主電極であることを
特徴とする排ガス処理装置も本発明とする。Further, with a discharger having a pair of electrodes for discharging, generates the N radicals from N 2 gas supplied from N 2 gas supply unit in a discharge plasma generated by this discharge, the flow of the N radical of the exhaust gas In an exhaust gas treatment device that is introduced into the passage and decomposes NOx in this exhaust gas,
The exhaust gas treating apparatus is characterized in that the discharger is a preionization type pulse glow discharger and the electrode is a main electrode of the pulse glow discharger.
【００１３】前記主電極は前記排ガスの流路内に設けら
れ、この主電極の少なくとも一方にはこの主電極間の放
電場に前記Ｎ2ガスを供給するＮ2ガス供給口を備えてい
ることを特徴とする前記排ガス処理装置も本発明とす
る。[0013] The main electrode is provided in the flow path of the flue gas, at least one of the main electrode that is provided with the N 2 gas N 2 gas supply port for supplying the discharge field between the main electrodes The exhaust gas treating apparatus characterized by the above is also included in the present invention.
【００１４】前記排ガスの流れは前記主電極の長手方向
であることを特徴とする、前記排ガスの流路を備えた前
記の何れかの排ガス処理装置も本発明とする。The present invention also provides any one of the above-mentioned exhaust gas treating apparatuses provided with the above-mentioned exhaust gas passage, characterized in that the flow of the exhaust gas is in the longitudinal direction of the main electrode.
【００１５】[0015]
【作用】予備電離型パルスグロー放電器は、予備電離用
電極によるコロナ放電又はスパーク放電と主電極による
パルスグロー放電とを行なう放電器で、予備電離用電極
による放電で放電場に電子を供給し、引き続きこの電子
を核として主電極でパルスグロー放電を発生させて高電
子密度のプラズマを形成する。しかも、このパルスグロ
ー放電は放電時間（パルス幅）数１０ｎｓの極短時間放
電を可能として、注入エネルギは軽い電子の加速に大半
が用いられ、生成した高エネルギ電子は、Ｎ2ガス成分
の励起を有効に行ない、従来のコロナ放電を用いる場合
に比べＮ2ガスからのＮラジカル生成効率が向上する。The preionization type pulse glow discharger is a discharger which performs corona discharge or spark discharge by the preionization electrode and pulse glow discharge by the main electrode, and supplies electrons to the discharge field by the discharge by the preionization electrode. Subsequently, a pulsed glow discharge is generated at the main electrode using the electrons as nuclei to form a high electron density plasma. Moreover, this pulse glow discharge enables an extremely short time discharge with a discharge time (pulse width) of several tens of nanoseconds, and most of the injected energy is used to accelerate light electrons, and the generated high energy electrons are excited by the N 2 gas component. Is effectively performed, and the N radical generation efficiency from N 2 gas is improved as compared with the case of using the conventional corona discharge.
【００１６】また、放電時間（パルス幅）数１０ｎｓの
極短時間放電は、Ｎラジカル生成に寄与する電子温度の
みが高く、イオン、ガス分子温度の低い熱的非平衡プラ
ズマの生成が可能であり、よって、Ｎラジカルを含むガ
スの温度は低温を維持することができ、上述の（４）式
によるＮＯの生成は生じにくく、従来のアーク放電を用
いる場合に比べ、Ｎ2ガスからのＮラジカル生成効率が
向上する。Further, in the extremely short-time discharge having a discharge time (pulse width) of several tens of nanoseconds, it is possible to generate a thermal non-equilibrium plasma in which only the electron temperature contributing to N radical generation is high and the ion and gas molecule temperatures are low. Therefore, the temperature of the gas containing the N radicals can be maintained at a low temperature, the generation of NO according to the above formula (4) is less likely to occur, and the N radicals from the N 2 gas can be compared with the case of using the conventional arc discharge. The generation efficiency is improved.
【００１７】したがって、予備電離型パルスグロー放電
器を用いた本発明の排ガス処理装置によれば、従来のア
ーク放電、コロナ放電を用いる技術に比べてＮＯｘの分
解除去効率の高い排ガス処理装置を提供することができ
る。Therefore, according to the exhaust gas treating apparatus of the present invention using the preionization type pulse glow discharger, an exhaust gas treating apparatus having a higher NOx decomposition and removal efficiency than the conventional technique using arc discharge or corona discharge is provided. can do.
【００１８】Ｎ2ガス供給口を備えた本発明の排ガス処
理装置の場合は主電極側から放電場にＮ2ガスが供給さ
れ、このＮ2ガスからＮラジカルが生成されて、このＮ
ラジカルを含むガスが次々と生成されては電場の周囲に
拡散していき、排ガスの流路を流れる排ガスに混入して
ＮＯｘの分解除去が行なわれる。このように、本発明に
よれば、従来のように放電プラズマ発生部と反応部とが
分離し、放電プラズマ発生部で生成したＮラジカルを含
むガスを反応部に導入する構成とはせず、Ｎ2ガス供給
口を主電極に設け、パルスグロー放電により生成したＮ
ラジカルが放電場周囲の排ガスに拡散していくため、Ｎ
ラジカル生成から排ガスへの混入までに間が置かれず、
Ｎラジカル自体の活性度が失われないうちに反応が始ま
るから、この点においても従来の技術に比べてＮＯｘの
分解除去効率の高い排ガス処理装置を提供することがで
きる。In the case of the exhaust gas treating apparatus of the present invention having the N 2 gas supply port, N 2 gas is supplied to the discharge field from the main electrode side, N radicals are generated from this N 2 gas, and this N 2 gas is generated.
Gases containing radicals are generated one after another and diffuse around the electric field, and NOx is decomposed and removed by mixing with the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage. As described above, according to the present invention, unlike the conventional configuration, the discharge plasma generation part and the reaction part are separated from each other, and the gas containing the N radicals generated in the discharge plasma generation part is not introduced into the reaction part. An N 2 gas supply port was provided in the main electrode, and N generated by pulse glow discharge
Since radicals diffuse into the exhaust gas around the discharge field, N
There is no gap between radical generation and mixing into exhaust gas,
Since the reaction starts before the activity of the N radical itself is lost, also in this respect, it is possible to provide the exhaust gas treatment device having a higher NOx decomposition and removal efficiency than the conventional technique.
【００１９】なお、個々の主電極の電極間隔、サイズ、
形状などの状況に対応してＮ2ガス供給口の位置、個
数、間隔、単位時間あたりのＮ2ガス流量を決定すれ
ば、放電場をほぼ１００％のＮ2ガス雰囲気とするこ
と、放電場全体のＮ2の圧力を均一にすることは容易で
ある。よって、排ガスの流路で放電を行なっても、排ガ
ス中の酸素、水分、炭酸ガスがＮＯｘの減少に影響を与
える要素は少ない。The electrode spacing, size of each main electrode,
If the position, number, interval, and N 2 gas flow rate per unit time of the N 2 gas supply port are determined according to the situation such as the shape, the discharge field should be an N 2 gas atmosphere of almost 100%. It is easy to make the entire N 2 pressure uniform. Therefore, even if electric discharge is performed in the exhaust gas passage, oxygen, moisture, and carbon dioxide gas in the exhaust gas have few factors that affect the reduction of NOx.
【００２０】また、排ガスの流れは主電極の長手方向で
ある本発明によれば、排ガスは放電場から周囲に拡散す
るＮラジカルを含むガスと次々と混入しながら放電場の
周囲を流れていくから、Ｎラジカル生成からＮＯｘとの
反応までの時間をさらに短かいものとすることができ
る。また、主電極の長手方向、すなわち、放電で主電極
間に形成される放電場の長手方向とガスの流れとを交差
させる場合に比べ、放電場に排ガスが流入しにくく、排
ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがＮＯｘの減少に影響を
与える要素をさらに小さくすることができる。よって、
さらにＮＯｘの分解除去効率を高めることができる。According to the present invention, the flow of the exhaust gas is in the longitudinal direction of the main electrode. According to the present invention, the exhaust gas flows around the discharge field while being mixed with the gas containing N radicals diffused from the discharge field to the surroundings one after another. Therefore, the time from the generation of N radicals to the reaction with NOx can be further shortened. Further, in the longitudinal direction of the main electrode, that is, as compared with the case where the longitudinal direction of the discharge field formed between the main electrodes in the discharge and the gas flow are crossed, exhaust gas hardly flows into the discharge field, and oxygen in the exhaust gas, It is possible to further reduce the factors that influence the reduction of NOx by water and carbon dioxide. Therefore,
Further, NOx decomposition and removal efficiency can be improved.
【００２１】[0021]
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図５は本発明の１実施例である排ガス処理装置
の系統図である。本実施例ではガスタービン、ディーゼ
ルエンジンから排出される排ガスの処理を例にとって説
明する。排ガス排出源であるガスタービン１またはディ
ーゼルエンジン２から排出される排ガスは、排気管３ま
たは排気管４により熱回収を行う排熱ボイラ５に移送さ
れ、この排熱ボイラ５から排出された排ガスが排気管６
を通ってプラズマ反応容器７に導入される。８はプラズ
マ反応容器７の電極に電力を供給する電源であり、９は
プラズマ反応容器７にＮ2ガスを供給するＮ2ガス供給器
である。プラズマ反応容器７でＮＯｘを分解除去された
排ガスはプラズマ反応容器７に連結された出口管１０よ
り煙突１１を経て大気に放出される。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a system diagram of an exhaust gas treating apparatus which is an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the treatment of exhaust gas discharged from a gas turbine or a diesel engine will be described as an example. The exhaust gas discharged from the gas turbine 1 or the diesel engine 2 which is the exhaust gas emission source is transferred to the exhaust heat boiler 5 which recovers heat through the exhaust pipe 3 or the exhaust pipe 4, and the exhaust gas discharged from this exhaust heat boiler 5 Exhaust pipe 6
And is introduced into the plasma reaction vessel 7 through. 8 is a power supply for supplying power to the electrodes of the plasma reaction chamber 7, and 9 is a N 2 gas supply unit for supplying a N 2 gas into the plasma reaction vessel 7. The exhaust gas from which NOx has been decomposed and removed in the plasma reaction container 7 is discharged from the outlet pipe 10 connected to the plasma reaction container 7 to the atmosphere through the chimney 11.
【００２２】プラズマ反応容器７内には予備電離型パル
スグロー放電器が設けられている。この予備電離型パル
スグロー放電器の構造については図４を参照して説明す
る。図４は本実施例に用いる予備電離型パルスグロー放
電器の部分立断面図であり、る。この予備電離型パルス
グロー放電器１４は充電コンデンサ１５を備えており、
この充電コンデンサ１５には電源８から電荷がチャージ
される。この後、サイラトロンスイッチ１６を閉じる
と、図示しない移行用コイルを通して放電コンデンサ１
７に電荷が移行して放電コンデンサ１７両端の電圧が上
昇する。放電コンデンサ１７は、主放電をグロー放電を
起こす一対の主電極１８に接続されているが、主電極１
８、１８間の電圧の立上りを急激にして放電場への効率
的なエネルギ注入を行なうため、主電極１８に極力近付
けて接続されている。この主電極１８は、チャン（Ｃｈ
ａｎ）型の電極である。図１は主電極１８部分の側面図
であり、図２は立断面図であり、図３は平面図である。A preionization type pulse glow discharger is provided in the plasma reaction vessel 7. The structure of this preionization type pulse glow discharger will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a partial vertical sectional view of the preionization type pulse glow discharger used in this embodiment. This preionization type pulse glow discharger 14 is equipped with a charging capacitor 15,
The charging capacitor 15 is charged with electric charges from the power supply 8. After that, when the thyratron switch 16 is closed, the discharge capacitor 1 is passed through a transfer coil (not shown).
The charge moves to 7 and the voltage across the discharge capacitor 17 rises. The discharge capacitor 17 is connected to a pair of main electrodes 18 that cause main discharge to glow discharge.
The main electrode 18 is connected as close as possible to the main electrode 18 in order to rapidly raise the voltage between the electrodes 8 and 18 and efficiently inject energy into the discharge field. This main electrode 18 is
an) type electrode. 1 is a side view of the main electrode 18 portion, FIG. 2 is a vertical sectional view, and FIG. 3 is a plan view.
【００２３】予備電離ピン１９は主電極１８に並列して
設けられている。この予備電離ピン１９間の予備電離ア
ークギャップは主電極間のアークギャップよりかなり狭
く形成されている。したがって、放電コンデンサ１７の
両端電圧の上昇にともない、予備電離アークギャップは
絶縁破壊されてアーク放電が生じ、この放電で生じる紫
外線により主電極１８間が電離されて電子が発生し、こ
れを核として主電極１８の電圧上昇にともない、主電極
間にパルスグロー放電が発生する。このパルスグロー放
電は放電時間（パルス幅）数１０ｎｓの極短時間放電で
ある。主電極１８上には複数のＮ2ガス供給口２０が開
口している。このＮ2ガス供給口２０は例えば直径０．
５〜１．０mmで、例えば各主電極１８上に等間隔で２列
形成されている。Ｎ2ガス供給口２０にはＮ2ガス供給器
９からＮ2ガスが供給され主電極１８間に形成される放
電場２１に放出される。２３は、このように放出された
Ｎ2ガスを示している。主電極１８は予備電離型パルス
グロー放電器１４内において、排ガスの流路２２方向を
長手方向として配置されている。The preliminary ionization pin 19 is provided in parallel with the main electrode 18. The preionization arc gap between the preionization pins 19 is formed to be considerably narrower than the arc gap between the main electrodes. Therefore, as the voltage across the discharge capacitor 17 rises, the preionization arc gap is dielectrically broken down to generate an arc discharge, and the ultraviolet rays generated by this discharge ionize the main electrodes 18 to generate electrons, which serve as nuclei. As the voltage of the main electrode 18 rises, pulse glow discharge occurs between the main electrodes. This pulse glow discharge is an extremely short time discharge having a discharge time (pulse width) of several tens of ns. A plurality of N 2 gas supply ports 20 are opened on the main electrode 18. The N 2 gas supply port 20 has, for example, a diameter of 0.
The width is 5 to 1.0 mm, and two rows are formed on each main electrode 18 at equal intervals. The N 2 gas supply port 20 is N 2 gas from the N 2 gas supply unit 9 is discharged to the discharge field 21 formed between the main electrode 18 is supplied. Reference numeral 23 shows the N 2 gas released in this way. The main electrode 18 is arranged in the preionization type pulse glow discharger 14 with the flow path 22 of the exhaust gas as the longitudinal direction.
【００２４】つづいて、本実施例の作用について説明す
る。本実施例の排ガス処理装置は、予備電離型パルスグ
ロー放電器１４を備え、この放電器１４は予備電離ピン
１９による放電で放電場に電子を供給し、引き続きこの
電子を核として主電極１８でパルスグロー放電を発生さ
せて高電子密度のプラズマを形成する。しかも、このパ
ルスグロー放電は放電時間（パルス幅）数１０ｎｓの極
短時間放電であって、注入エネルギは軽い電子の加速に
大半が用いられ、生成した高エネルギ電子は、Ｎ2ガス
成分の励起を有効に行ない、従来のコロナ放電を用いる
場合に比べＮ2ガスからのＮラジカル生成効率が向上す
る。Next, the operation of this embodiment will be described. The exhaust gas treating apparatus of the present embodiment is provided with a preionization type pulse glow discharger 14, and this discharger 14 supplies electrons to the discharge field by the discharge by the preionization pin 19, and subsequently, the electrons are used as nuclei at the main electrode 18. A pulse glow discharge is generated to form a high electron density plasma. Moreover, this pulse glow discharge is an extremely short time discharge with a discharge time (pulse width) of several tens of nanoseconds, and most of the injected energy is used to accelerate light electrons, and the generated high energy electrons are excited by the N 2 gas component. Is effectively performed, and the N radical generation efficiency from N 2 gas is improved as compared with the case of using the conventional corona discharge.
【００２５】また、放電時間（パルス幅）数１０ｎｓの
極短時間放電は、Ｎラジカル生成に寄与する電子温度の
みが高く、イオン、ガス分子温度の低い熱的非平衡プラ
ズマの生成が可能であり、よって、Ｎラジカルを含むガ
スの温度は低温を維持することができ、上述の（４）式
によるＮＯの生成は生じにくく、従来のアーク放電を用
いる場合に比べ、Ｎ2ガスからのＮラジカル生成効率が
向上する。Further, the extremely short-time discharge having a discharge time (pulse width) of several tens of nanoseconds can generate a thermal non-equilibrium plasma in which only the electron temperature contributing to N radical generation is high and the ion and gas molecule temperatures are low. Therefore, the temperature of the gas containing the N radicals can be maintained at a low temperature, the generation of NO according to the above formula (4) is less likely to occur, and the N radicals from the N 2 gas can be compared with the case of using the conventional arc discharge. The generation efficiency is improved.
【００２６】したがって、予備電離型パルスグロー放電
器１４を用いた本実施例の排ガス処理装置によれば、従
来のアーク放電、コロナ放電を用いる技術に比べてＮＯ
ｘの分解除去効率の高い排ガス処理装置を提供すること
ができる。Therefore, according to the exhaust gas treating apparatus of this embodiment using the pre-ionization type pulse glow discharger 14, NO is reduced as compared with the conventional technique using arc discharge or corona discharge.
It is possible to provide an exhaust gas treatment device having high decomposition and removal efficiency of x.
【００２７】また、本実施例の排ガス処理装置はＮ2ガ
ス供給口２０を備えている。Ｎ2ガス供給口２０からは
主電極１８側から放電場２１にＮ2ガス２３が供給さ
れ、このＮ2ガス２３からＮラジカルが生成されて、こ
のＮラジカルを含むガスが次々と生成されては放電場２
１の周囲に拡散していき、排ガスの流路２２を流れる排
ガスに混入してＮＯｘの分解除去が行なわれる。２４は
このように拡散していくＮラジカルを示している。この
ように、本実施例によれば、従来のように放電プラズマ
発生部と反応部とが分離し、放電プラズマ発生部で生成
したＮラジカルを含むガスを反応部に導入する構成とは
せず、Ｎ2ガス供給口２０を主電極１８に設け、パルス
グロー放電により生成したＮラジカルが放電場周囲の排
ガスに拡散していくため、Ｎラジカル生成から排ガスへ
の混入までに間が置かれず、Ｎラジカル自体の活性度が
失われないうちに反応が始まるから、この点においても
従来の技術に比べてＮＯｘの分解除去効率の高い排ガス
処理装置を提供することができる。Further, the exhaust gas treating apparatus of this embodiment is provided with the N 2 gas supply port 20. From N 2 gas supply port 20 is supplied N 2 gas 23 in the discharge field 21 from the main electrode 18 side, the N 2 and N radicals from gases 23 are generated, gas containing the N radical is sequentially generated Is the discharge field 2
The NOx is decomposed and removed by mixing with the exhaust gas flowing through the exhaust gas flow path 22 and spreading around NO. Reference numeral 24 indicates N radicals that diffuse in this way. As described above, according to the present embodiment, unlike the conventional configuration, the discharge plasma generation part and the reaction part are separated from each other, and the gas containing the N radicals generated in the discharge plasma generation part is not introduced into the reaction part. , The N 2 gas supply port 20 is provided in the main electrode 18, and the N radicals generated by the pulse glow discharge diffuse into the exhaust gas around the discharge field, so that there is no delay between the generation of the N radicals and the mixing into the exhaust gas. Since the reaction starts before the activity of the N radical itself is lost, also in this respect, it is possible to provide the exhaust gas treatment device having a higher NOx decomposition and removal efficiency than the conventional technique.
【００２８】なお、個々の主電極１８の電極間隔、サイ
ズ、形状などの状況に対応してＮ２ガス供給口２０の位
置、個数、間隔、単位時間あたりのＮ２ガス流量を決定
すれば、放電場２２をほぼ１００％のＮ2ガス雰囲気と
すること、放電場全体のＮ2の圧力を均一にすることは
容易である。よって、排ガスの流路２２で放電を行なっ
ても、排ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがＮＯｘの減少
に影響を与える要素は少ない。なお、Ｎ2ガス供給口２
０は、主電極１８の間隔が５mm以下程度であれば、２つ
の主電極１８の一方にのみ形成しても放電場２２におけ
るＮ2ガス圧はほぼ均一となると思われるが、５mmを超
える場合は、ガス圧が不均一になりやすいかと思われる
ので本実施例のように２つの主電極１８の両方に形成す
るのが望ましい。If the position, the number, the intervals and the N 2 gas flow rate per unit time of the N 2 gas supply ports 20 are determined according to the conditions such as the electrode interval, size and shape of each main electrode 18, It is easy to make the discharge field 22 a N 2 gas atmosphere of almost 100% and to make the pressure of N 2 uniform throughout the discharge field. Therefore, even if electric discharge is performed in the exhaust gas passage 22, there are few factors in which the oxygen, moisture, and carbon dioxide gas in the exhaust gas influence the reduction of NOx. The N 2 gas supply port 2
0 means that if the distance between the main electrodes 18 is about 5 mm or less, the N 2 gas pressure in the discharge field 22 will be almost uniform even if formed on only one of the two main electrodes 18, but if it exceeds 5 mm. It seems that the gas pressure tends to be non-uniform, so it is desirable to form it on both of the two main electrodes 18 as in this embodiment.
【００２９】また、本実施例では排ガスの流れは主電極
１８の長手方向としているので、排ガスは放電場２２か
ら周囲に拡散するＮラジカル２４を含むガスと次々と混
入しながら放電場２２の周囲を流れていくから、Ｎラジ
カル生成からＮＯｘとの反応までの時間をさらに短かい
ものとすることができる。また、主電極１８の長手方
向、すなわち、放電で主電極間１８に形成される放電場
２１の長手方向とガスの流れとを交差させる場合に比
べ、放電場２１に排ガスが流入しにくく、排ガス中の酸
素、水分、炭酸ガスがＮＯｘの減少に影響を与える要素
をさらに小さくすることができる。よって、さらにＮＯ
ｘの分解除去効率を高めることができる。Further, in this embodiment, since the flow of the exhaust gas is in the longitudinal direction of the main electrode 18, the exhaust gas is mixed with the gas containing the N radicals 24 diffused from the discharge field 22 to the surroundings of the discharge field 22 one after another. Since the flow of the N radicals, the time from the generation of N radicals to the reaction with NOx can be further shortened. Further, as compared with the case where the gas flow crosses the longitudinal direction of the main electrodes 18, that is, the longitudinal direction of the discharge field 21 formed between the main electrodes 18 during discharge, the exhaust gas is less likely to flow into the discharge field 21, It is possible to further reduce the factors in which oxygen, water, and carbon dioxide gas in the interior affect the reduction of NOx. Therefore, NO
The decomposition and removal efficiency of x can be improved.
【００３０】本発明者の行なった実験によれば、排ガス
流量１５リットル/min、投入電力を約２５０Ｗ、放電場
２１に供給するＮ2ガスの流量５リットル/minで、ＮＯ
ｘの除去率を６０ないし７０％とし、従来の技術に比べ
ＮＯｘの除去効率を５０〜８０％向上させることができ
た。According to an experiment conducted by the present inventor, NO flow rate was 15 liters / min, input electric power was about 250 W, and flow rate of N 2 gas supplied to the discharge field 21 was 5 liters / min.
The removal rate of x was set to 60 to 70%, and the NOx removal efficiency could be improved by 50 to 80% as compared with the conventional technique.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明した本発明の排ガス処理装置に
よれば、Ｎ2ガスを供給する装置を備え、この装置から
供給されるＮ2ガスから放電プラズマによりＮラジカル
を生成し、このＮラジカルを含むガスを排ガス中に導入
することでＮＯｘを分解除去する排ガス処理装置につい
て、従来の装置に比べＮＯｘの分解除去効率の高い排ガ
ス処理装置を提供することができる。According to the exhaust gas treating apparatus of the present invention described above, the apparatus for supplying N 2 gas is provided, and N radicals are generated from the N 2 gas supplied from this apparatus by discharge plasma. It is possible to provide an exhaust gas treatment device that decomposes and removes NOx by introducing a gas that contains NOx into the exhaust gas and that has a higher NOx decomposition and removal efficiency than the conventional device.
【図１】本発明の一実施例である排ガス処理装置の予備
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の側面図であ
る。FIG. 1 is a side view of a main electrode portion of a preionization type pulse glow discharger of an exhaust gas treating apparatus which is an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例である排ガス処理装置の予備
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の立断面図であ
る。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a main electrode portion of a preionization type pulse glow discharger of an exhaust gas treating apparatus which is an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例である排ガス処理装置の予備
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view of a main electrode portion of a preionization type pulse glow discharger of an exhaust gas treating apparatus which is an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例である予備電離型パルスグロ
ー放電器の部分立断面図である。FIG. 4 is a partial vertical sectional view of a preionization type pulse glow discharger which is an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の１実施例である排ガス処理装置の系統
図である。FIG. 5 is a system diagram of an exhaust gas treating apparatus which is an embodiment of the present invention.
９ Ｎ2ガス供給器 １４ 予備電離型パルスグロー放電器 １８ 主電極 ２０ Ｎ2ガス供給口 ２１ 放電場 ２２ 排ガスの流路 ２３ Ｎ2ガス ２４ Ｎラジカル9 N 2 gas supply unit 14 preionization type pulse glow discharger 18 main electrode 20 N 2 gas supply port 21 discharge field 22 exhaust gas flow path 23 N 2 gas 24 N radical
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location B01D 53/34 ZAB
Claims (4)
え、この放電により発生する放電プラズマでＮ2ガス供
給器より供給するＮ2ガスからＮラジカルを生成し、こ
のＮラジカルで排ガス中のＮＯｘを分解処理する排ガス
処理装置において、前記放電器は予備電離型パルスグロ
ー放電器であり、前記電極はこのパルスグロー放電器の
主電極であることを特徴とする排ガス処理装置。[Claim 1, further comprising a discharger having a pair of electrodes for discharging, from the N 2 gas supplied from N 2 gas supply unit in a discharge plasma generated by this discharge generates N radicals, in the exhaust gas at this N radicals In the exhaust gas treatment apparatus for decomposing NOx, the discharger is a preionization type pulse glow discharger, and the electrode is a main electrode of the pulse glow discharger.
え、この放電により発生する放電プラズマでＮ2ガス供
給器より供給するＮ2ガスからＮラジカルを生成し、こ
のＮラジカルを排ガスの流路に導入し、この排ガス中の
ＮＯｘを分解処理する排ガス処理装置において、前記放
電器は予備電離型パルスグロー放電器であり、前記電極
はこのパルスグロー放電器の主電極であることを特徴と
する排ガス処理装置。2. A comprising a discharger having a pair of electrodes for discharging, generates the N radicals from N 2 gas supplied from N 2 gas supply unit in a discharge plasma generated by this discharge, the flow of the N radical of the exhaust gas In an exhaust gas treatment device which is introduced into a channel and decomposes NOx in the exhaust gas, the discharger is a preionization type pulse glow discharger, and the electrode is a main electrode of the pulse glow discharger. Exhaust gas treatment device.
られ、この主電極の少なくとも一方にはこの主電極間の
放電場に前記Ｎ2ガスを供給するＮ2ガス供給口を備えて
いることを特徴とする請求項２項記載の排ガス処理装
置。Wherein said main electrode is provided in the flow path of the flue gas, at least one of the main electrodes provided with the N 2 gas supplied N 2 gas supply port to the discharge field between the main electrodes The exhaust gas treatment device according to claim 2, wherein
向であることを特徴とする請求項２項又は３項の何れか
に記載の排ガス処理装置。4. The exhaust gas treating apparatus according to claim 2, wherein the flow of the exhaust gas is in the longitudinal direction of the main electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5308123A JPH07155539A (en) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Apparatus for treating waste gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5308123A JPH07155539A (en) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Apparatus for treating waste gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07155539A true JPH07155539A (en) | 1995-06-20 |
Family
ID=17977163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5308123A Withdrawn JPH07155539A (en) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | Apparatus for treating waste gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07155539A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10156176A (en) * | 1996-11-28 | 1998-06-16 | Aea Technol Plc | Plasma gas treatment |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP5308123A patent/JPH07155539A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10156176A (en) * | 1996-11-28 | 1998-06-16 | Aea Technol Plc | Plasma gas treatment |
| JP4495263B2 (en) * | 1996-11-28 | 2010-06-30 | キネテイツク・リミテツド | Plasma gas treatment |
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