JPH10113538A - 光触媒併用放電ガス処理装置 - Google Patents

光触媒併用放電ガス処理装置

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JPH10113538A
JPH10113538A JP8303431A JP30343196A JPH10113538A JP H10113538 A JPH10113538 A JP H10113538A JP 8303431 A JP8303431 A JP 8303431A JP 30343196 A JP30343196 A JP 30343196A JP H10113538 A JPH10113538 A JP H10113538A
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JP
Japan
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photocatalyst
discharge
gas
discharge plasma
container
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JP8303431A
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English (en)
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Kenta Naito
健太 内藤
Shigeru Kato
茂 加藤
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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    • 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

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  • Catalysts (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】光触媒の有効利用が図れ、かつ、メンテナンス
性の良い光触媒併用放電ガス処理装置を提供すること 【解決手段】内部中心部に軸方向に伸びる放電電極17
を配置した同軸円筒型の放電プラズマ容器13の被処理
ガスを導入する側に光触媒の微粒子16を供給する光触
媒供給装置14を設け、被処理ガスに光触媒の微粒子1
6を注入して放電プラズマ容器13内に送り、該容器1
3内で放電プラズマの放電化学反応と発光により活性化
した光触媒16によって有害物質が処理され、処理後、
放電プラズマ容器13の排出側の光触媒回収装置15に
より光触媒16を回収し、循環装置21により光触媒供
給装置14に戻す。光触媒が微粒子使用であるので、光
触媒の単位重量あたりの表面積が大きく光の利用効率が
高く、また、放電プラズマ反応容器13を分解すること
なく光触媒を交換することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電により窒素酸
化物、硫黄酸化物などの有害ガスを放電と光触媒により
処理する光触媒併用放電ガス処理装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】燃焼炉や燃焼機関から排出されるガスを
放電プラズマ中に晒し、放電プラズマ中の高速電子によ
って生成されたラジカル等による放電化学反応によって
ガス中の窒素酸化物NOxや硫黄酸化物SOxなどの有
害ガスを処理することが行われている。この場合、放電
プラズマは一部のエネルギーが光の形で放出されてお
り、このエネルギーは放電化学反応としては積極的に寄
与していない。
【0003】そこで、光触媒、例えばバンドギャッツプ
が紫外線領域(放電プラズマの発光エネルギーは特に紫
外線領域の波長が多い。)にあるTiO、ZnO、S
rTiO、ZnS等の光触媒を放電プラズマ反応容器
内に層状やペレットなどの形で固定化して配置し、放電
プラズマの光エネルギーを有効利用して有害ガスの処理
の効率を高める放電ガス処理装置が提案されている(例
えば、特開平5−237337号公報、特開平6−15
143号公報)。
【0004】図3は、このような光触媒を層状に形成し
た従来の放電ガス処理装置の放電プラズマ容器の一例の
構成を示す図で、1はプラズマ容器、2は中心電極、3
は接地電極、4は光触媒層である。放電プラズマ容器
は、円筒状に形成されたプラズマ容器1の外周に接地電
極3を形成し、内部中心部に軸方向に伸びる中心電極2
を配置した同軸円筒型に形成され、光触媒4はプラズマ
反応器1の内周面に層状に形成されて取り付けられてい
る。
【0005】排ガス、すなわち被処理ガスの処理時、外
部電極3と内部電極2間に交流あるいは直流の高電圧を
印加して放電を発生させ、被処理ガスをプラズマ容器1
の内部を通流させる。その通流過程で放電化学反応によ
る有害ガスの処理と併用して、放電プラズマの発光によ
り活性化された光触媒層4よる有害ガスの処理がなされ
る。
【0006】図4は、光触媒をペレット状に形成した従
来の放電ガス処理装置の放電プラズマ容器の一例の構成
を示す図で、5はプラズマ容器、6及び7は網目状の電
極、8はペレット状の光触媒、9は高圧電源である。放
電プラズマ容器は、筒状に形成されたプラズマ容器5の
内部に網目状の電極6及び7を適宜間隔を設けて対向し
て配置し、その間隔内にペレット状の光触媒8が挿入さ
れている。網目状の電極6及び7はペレット状の光触媒
8を担持するとともに、高圧電源9に接続されている。
【0007】被処理ガスの処理時、網目状の電極6及び
7間に高電圧を印加して光触媒ペレット間10に放電を
発生させ、被処理ガスをプラズマ容器5の内部を通流さ
せる。その通流過程で放電化学反応による有害ガスの処
理と併用して、放電プラズマの発光により活性化された
光触媒8によっても処理される。
【0008】なお、放電プラズマ容器の前後には、図5
のブロック図に示すように、必要に応じて還元材、例え
ばアンモニア等を添加する還元材添加装置11や有害ガ
スの分解処理過程で生じた生成物を取り出す集塵装置1
2が設けられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光触媒は本
来微粒子のため、固定化して使用する場合には焼結、担
持/添着、有機/無機バインダーの使用などが必要とな
る。担体やバインダーを使用する場合、放電プラズマか
らの発光はこれら担体やバインダーにも吸収され光の利
用効率が低下する。また、光触媒反応は表面反応であ
り、光触媒の活性は表面積に依存する。固定化すると単
位重量あたりの有効表面積が低下し、光触媒材の利用効
率が悪くなる。
【0010】さらに、光触媒は有害ガスの処理過程で生
じた生成物が表面に付着するため、連続使用すると活性
が次第に低下する傾向があり、定期的な交換を必要とす
る。光触媒は放電プラズマからの発光で活性化させるた
め、放電プラズマ容器内でしかも放電プラズマに近い部
分に配置する必要がある。このため、活性が低下すると
装置を分解して光触媒を交換する必要があり、メンテナ
ンス性が悪いという問題がある。。
【0011】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、光触媒の有効利用が図れ、かつ、メンテナンス
性の良い光触媒併用放電ガス処理装置を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光触媒
の微粒子を供給する光触媒供給装置と、被処理ガスを通
流する放電プラズマ容器と、光触媒の微粒子を回収する
光触媒回収装置とを備え、放電プラズマ容器内を通流す
る被処理ガスに光触媒の微粒子を注入してなることを特
徴とする光触媒併用放電ガス処理装置とすることにより
達成される。
【0013】本発明の特徴によれば、放電プラズマ容器
内を通流する被処理ガスに微粒子の状態の光触媒が混ぜ
られていて、放電プラズマの発光は担体/バインダーに
吸収されることなく光触媒に効率よく伝達され、また光
触媒の単位重量あたりの表面積が大きく、放電プラズマ
容器内で発生する放電プラズマの発光の利用効率が向上
し、有害ガスの処理効率が向上する。また、光触媒は放
電プラズマ容器に固定して取付けられていないので、放
電ガス処理装置を分解することなく容易に劣化した光触
媒を交換することができ、メンテナンスも容易である。
【0014】さらに、光触媒供給装置と光触媒回収装置
とを連結し光触媒循環部を形成し、光触媒を装置内で循
環再利用することが可能になり、この場合、光触媒の使
用量も少なくて済む。また、放電プラズマに接しない光
触媒循環部で劣化した光触媒を交換することができ、メ
ンテナンスも容易である。さらにまた、光触媒は光触媒
循環部で水洗等により再生(劣化抑制)することが可能
となり、光触媒の交換サイクルを長くすることができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光触媒併用放
電ガス処理装置の実施の形態について、図を参照して説
明する。図1は本発明に係る実施の形態の光触媒併用放
電ガス処理装置の構成図、図2は図1に示す光触媒併用
放電ガス処理装置の概要を説明するブロック図である。
図1において、13は放電プラズマ容器、14は光触媒
供給装置、15は光触媒回収装置、16は光触媒、17
は放電電極、18は電源、19は絶縁碍管、20は絶縁
碍子、21は光触媒循環装置、22は光触媒再生装置で
ある。
【0016】放電プラズマ容器13は、内部中心部に軸
方向に伸びる放電電極17を配置した同軸円筒型に形成
され、放電電極17の一端は絶縁碍子20を介して容器
13に絶縁支持され、他端は絶縁碍管19を介して電源
18に接続されている。光触媒供給装置14は、放電プ
ラズマ容器13の被処理ガスを導入する側に設置され、
放電プラズマ容器13に導入する被処理ガスに微粒子の
光触媒16を乾燥微粒子の状態、あるいは水などの液体
中に混濁させた状態で噴霧等により注入する。
【0017】光触媒回収装置15は、放電プラズマ容器
13の処理ガスを排出する側に設置され光触媒供給装置
14により注入された微粒子の光触媒16を集塵機によ
り回収する。なお、この回収は、液体シャワー又はフィ
ルターで回収してもよいし、放電プラズマ容器13内で
被処理ガスに接する側壁に液体を流して回収してもよ
い。
【0018】光触媒再生装置22は、光触媒回収装置1
5により回収した光触媒16を定期的に水洗する装置
で、導入部は光触媒回収装置15に連結され排出部は光
触媒循環装置21に連結されている。光触媒循環装置2
1は光触媒回収装置15及び光触媒再生装置22に連結
され、回収した光触媒16を光触媒供給装置14へ送出
する。
【0019】このように構成された光触媒併用放電ガス
処理装置は、被処理ガスの処理時、放電プラズマ容器1
3の側壁(接地電位とされている。)と放電電極17間
に高電圧を印加して放電プラズマ反応容器13の側壁と
放電電極17間に放電を発生させ、光触媒16を混入し
た被処理ガスをプラズマ容器13の内部を通流させる。
放電プラズマ反応容器13内では、放電プラズマ中の放
電化学反応と放電プラズマからの発光により活性化した
光触媒(被処理ガス中に混入)16によって有害物質が
処理される。放電プラズマ容器13から排出された処理
後のガスは光触媒回収装置15で光触媒16を回収した
後、無害化ガスとして排出される。
【0020】光触媒回収装置15で回収された微粒子の
光触媒16は、図2に示されるように、通常光触媒循環
装置21により光触媒回収装置15から光触媒供給装置
14に送られて再利用されるが、連続使用時の表面の付
着物による活性低下を防ぐため、光触媒回集装置15で
回集された光触媒16は、光触媒16の活性の低下度に
応じて定期的もしくは連続的に光触媒再生装置22に送
られ、再生処理の後の光触媒16を光触媒供給装置14
に送られる。
【0021】なお、この実施形態では、放電プラズマ容
器13は、同軸円筒型に形成され、図では1個が示され
ているが、被処理ガスの導入部及び排出部を共通にして
1つの放電プラズマ容器内に複数の放電プラズマ反応部
が形成されても良い。また、光触媒は微粒子であり、被
処理ガス中に混入しても放電特性に与える影響は小さ
く、直流放電、パルスコロナ放電、無声放電、パルスグ
ロー放電、パルスバリヤ放電など種々の形態が適用可能
であり、加えて、放電プラズマ反応部の容器形状も同軸
円筒型に限らず線−板型など種々の形状が適用できる。
【0022】また、光触媒を単独で使用すると光触媒反
応による無害化過程での有害な中間生成物が一部光触媒
から脱離して処理ガス中に混入する場合がある。この場
合は光触媒と活性炭を混合したものを被処理ガス中に供
給すると、有害中間生成物が活性炭に吸着され、処理ガ
ス中への混入が回避できる。この場合、光触媒と活性炭
を混合したもの循環再利用すれば、光触媒とともに活性
炭の使用量も少なくて済む。
【0023】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光触媒を微粒子として使用するので、放電プラズマの発
光の利用効率が向上し、光触媒併用がより効果的とな
り、有害ガス処理効率が向上する。また、放電プラズマ
に接しない個所で劣化した光触媒を交換することがで
き、メンテナンスも容易である。さらには、光触媒を装
置内で循環再利用することが可能になり、この場合、光
触媒の使用量も少なくて済むだけでなく、メンテナンス
も容易であるとともに、光触媒は光触媒循環部で水洗等
により再生(劣化抑制)することが可能となり、光触媒
の交換サイクルを長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施の形態の光触媒併用放電ガス
処理装置の構成図である。
【図2】図1に示す光触媒併用放電ガス処理装置の概要
を説明するブロック図である。
【図3】従来の放電プラズマ容器の一例の構成図であ
る。。
【図4】従来の放電プラズマ容器の他の例の構成図であ
る。。
【図5】従来の光触媒併用放電ガス処理装置の概要を説
明するブロック図である。
【符号の説明】
13 放電プラズマ容器 14 光触媒供給装置 15 光触媒回収装置 16 光触媒 17 放電電極 18 電源 21 光触媒循環装置 22 光触媒再生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01D 53/60 B01D 53/34 132A B01J 35/02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光触媒の微粒子を供給する光触媒供給装
    置と、被処理ガスを通流する放電プラズマ容器と、光触
    媒の微粒子を回収する光触媒回収装置とを備え、放電プ
    ラズマ容器内を通流する被処理ガスに光触媒の微粒子を
    注入してなることを特徴とする光触媒併用放電ガス処理
    装置。
JP8303431A 1996-10-10 1996-10-10 光触媒併用放電ガス処理装置 Pending JPH10113538A (ja)

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