JPH02131123A - 排ガス処理装置 - Google Patents
排ガス処理装置Info
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- JPH02131123A JPH02131123A JP63282566A JP28256688A JPH02131123A JP H02131123 A JPH02131123 A JP H02131123A JP 63282566 A JP63282566 A JP 63282566A JP 28256688 A JP28256688 A JP 28256688A JP H02131123 A JPH02131123 A JP H02131123A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Treating Waste Gases (AREA)
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。
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、各種燃焼炉などから排出される排ガ
ス中のＮＯｘおよび／またはＳＯｘを効果的にかつ大容
量に除去することができる排ガス処理装置に関する。
ン、ガスタービン、各種燃焼炉などから排出される排ガ
ス中のＮＯｘおよび／またはＳＯｘを効果的にかつ大容
量に除去することができる排ガス処理装置に関する。
第４図及び第５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ＮＯ
ｘを処理する場合を例にとり説明する。
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ＮＯ
ｘを処理する場合を例にとり説明する。
第４図において、ディーゼルエンジン０１の排ガスを排
気管０２を介してサイクロン・コレクター排気管０４を
経由して、プラズマ反応容器ｏ５に導入する。プラズマ
反応容器０５は、第５図（ａ）、 （ｂ）に詳細を示す
ように、筒状のガラス反応容器０９の内側に内部電極０
１０、外側に外部電極０１１を配設し、内部電極０１０
及び外部電極０１１間にグロー放電電圧を印加する電源
０６を備える。グロー放電部で排ガスをプラズマ化する
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、内部電極０１０と外部電極０１１の間
に、電源０６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
ＮＯ２は次の化学反応を起こす。
気管０２を介してサイクロン・コレクター排気管０４を
経由して、プラズマ反応容器ｏ５に導入する。プラズマ
反応容器０５は、第５図（ａ）、 （ｂ）に詳細を示す
ように、筒状のガラス反応容器０９の内側に内部電極０
１０、外側に外部電極０１１を配設し、内部電極０１０
及び外部電極０１１間にグロー放電電圧を印加する電源
０６を備える。グロー放電部で排ガスをプラズマ化する
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、内部電極０１０と外部電極０１１の間
に、電源０６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
ＮＯ２は次の化学反応を起こす。
２ＮＯ２→２ＮＯ＋Ｏ□ （１）２ＮＯ＋Ｏ
□→Ｎ２＋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、遊離基、イオンお
よび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および０□になると考えられ
る。
□→Ｎ２＋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、遊離基、イオンお
よび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
２）が５０〜２００ｐｐｍ程度の濃度および３０ないし
６０Ｉ！、／１Ｉｌｉｎ程度の流量の範囲では、プラズ
マ発生電力すなわち電源０６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。
放電現象を利用して、プラズマ化すると、（ＮＯ＋ＮＯ
２）が５０〜２００ｐｐｍ程度の濃度および３０ないし
６０Ｉ！、／１Ｉｌｉｎ程度の流量の範囲では、プラズ
マ発生電力すなわち電源０６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。
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。
しかしながら、従来の装置では、次のような欠点があっ
た。
た。
（１）排ガス流量を３０〜６０４２７ｍ１ｎ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。
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。
Ｏｘ除去効果が著しく低下する。
（３）上記（１）、 （２）の理由により、数１００〜
数ｉｏｏ、ｏｏ。
数ｉｏｏ、ｏｏ。
Ｉ！、／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。
利用ができないので、産業上の価値が低い。
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および／または硫黄酸化
物を無害化する排ガス処理装置において、両端が開口し
ていて、電気絶縁体から成る筒状の反応容器と、同反応
容器内に、同反応容器の軸に面をほぼ直交して設けられ
た複数の多孔式電極と、同多孔式電極間に、所定の空間
を設けて設置された多孔性誘電体と、上記多孔式電極に
グロー放電用の電圧を印加する電源と、上記反応容器の
入口管に連結されたアンモニア供給手段とを設ける。
を用いて排ガス中の窒素酸化物および／または硫黄酸化
物を無害化する排ガス処理装置において、両端が開口し
ていて、電気絶縁体から成る筒状の反応容器と、同反応
容器内に、同反応容器の軸に面をほぼ直交して設けられ
た複数の多孔式電極と、同多孔式電極間に、所定の空間
を設けて設置された多孔性誘電体と、上記多孔式電極に
グロー放電用の電圧を印加する電源と、上記反応容器の
入口管に連結されたアンモニア供給手段とを設ける。
上記の手段により、被処理用の排ガスに化学反応を促進
させるバッファガス（緩衝ガス）としてのアンモニアが
微少量混入されて、反応容器に導入される。反応容器内
の多孔式電極間ではグロー放電が行われ、これらのガス
はプラズマ化して活性化し、ＮＯｘおよび／またはＳＯ
ｘが活発に化学反応を起しＮ２および／またはＳになる
。
させるバッファガス（緩衝ガス）としてのアンモニアが
微少量混入されて、反応容器に導入される。反応容器内
の多孔式電極間ではグロー放電が行われ、これらのガス
はプラズマ化して活性化し、ＮＯｘおよび／またはＳＯ
ｘが活発に化学反応を起しＮ２および／またはＳになる
。
反応容器内では多孔式電極によりグロー放電が安定化す
る。
る。
さらに、多孔性誘電体により大量の排ガスとプラズマを
効率良く接触させることができる。
効率良く接触させることができる。
このようにして、被処理用の排ガス流量を増大してもＮ
Ｏｘおよび／または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。
Ｏｘおよび／または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。
本発明に係る１実施例の装置を第１図、第２図および第
３図により説明する。
３図により説明する。
第１図において１は汎用の燃焼炉で排気ガス公害対策を
講じるための対象物である。３は除しん器、２は、上記
汎用の燃焼炉１の排ガスを除しん器（サイクロン・コレ
クター等）３に移送する排気管である。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。５は
プラズマ反応容器、４は上記除しん器３の排ガスをプラ
ズマ反応容器５に移送する排気管、６は上記プラズマ反
応容器５の電極にプラズマ発生電圧を印加する電源、７
はプラズマ反応容器５に連結された排出ガス出口管、ま
た、１６はアンモニアを数Ｑ／ｍｉｎ〜数１０１！、／
ｍｉｎの範囲の任意の設定値で供給するアンモニア供給
装置、１７はプラズマ反応容器５の入口とアンモニア供
給装置１６をつなぐ供給管である。
講じるための対象物である。３は除しん器、２は、上記
汎用の燃焼炉１の排ガスを除しん器（サイクロン・コレ
クター等）３に移送する排気管である。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。５は
プラズマ反応容器、４は上記除しん器３の排ガスをプラ
ズマ反応容器５に移送する排気管、６は上記プラズマ反
応容器５の電極にプラズマ発生電圧を印加する電源、７
はプラズマ反応容器５に連結された排出ガス出口管、ま
た、１６はアンモニアを数Ｑ／ｍｉｎ〜数１０１！、／
ｍｉｎの範囲の任意の設定値で供給するアンモニア供給
装置、１７はプラズマ反応容器５の入口とアンモニア供
給装置１６をつなぐ供給管である。
第２図及び第３図によりプラズマ反応容器５について詳
細に説明する。なお、第３図は第２図の斜視図である。
細に説明する。なお、第３図は第２図の斜視図である。
両端が開口した筒状のプラズマ反応容器５内には板状の
第１の多孔式電極１０と第２の多孔式電極１１が、プラ
ズマ反応容器５の軸と面をほぼ直交して設けられる。多
孔式電極１０．１１間は電源６につながれる。
第１の多孔式電極１０と第２の多孔式電極１１が、プラ
ズマ反応容器５の軸と面をほぼ直交して設けられる。多
孔式電極１０．１１間は電源６につながれる。
また、多孔式電極１０，１１の間には多孔性誘電体９が
一方側に空間をとって設置されている。上記多孔性誘電
体１１は、多孔性セラミックスで形成されている。
一方側に空間をとって設置されている。上記多孔性誘電
体１１は、多孔性セラミックスで形成されている。
このような構成のプラズマ反応容器５において、アンモ
ニアがアンモニア供給管１７から供給され、燃焼炉１の
排ガスと混合して導入される。混合ガスは多孔式電極１
０の穴を通って多孔性誘電体９の手前の空間に導入され
、グロー放電によりプラズマ化されて後述の反応により
無害化され、多孔性誘電体９及び多孔式電極１１のそれ
ぞれの穴を通り排ガス出口管７から外部に排出される。
ニアがアンモニア供給管１７から供給され、燃焼炉１の
排ガスと混合して導入される。混合ガスは多孔式電極１
０の穴を通って多孔性誘電体９の手前の空間に導入され
、グロー放電によりプラズマ化されて後述の反応により
無害化され、多孔性誘電体９及び多孔式電極１１のそれ
ぞれの穴を通り排ガス出口管７から外部に排出される。
なお、アンモニア供給装置１６からのアンモニア供給量
は数Ｉ！、／ｍｉｎ〜数１０ｆ／ｍｉｎの流量である。
は数Ｉ！、／ｍｉｎ〜数１０ｆ／ｍｉｎの流量である。
また上記のプラズマは、グロー放電プラズマであり、ア
ンモニア、ＮＯ！および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。
ンモニア、ＮＯ！および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。
ＮＨ，子電子エネルギー約６．４ｅν→ＮＨ２＋Ｈ−（
３）２ＮＯ２＋電子エネルギー約９．５ｅＶ→２ＮＯ＋
０２ −（４）ＮＨ２＋ Ｎｏ−Ｎｚ ＋ ＨｚＯ−−
−−−−−−・−−−−（５）２ＮＩ＋２＋ＳＯ２→Ｓ
＋Ｎ２＋２Ｈ２０−−−〜−−−−−−−−−−（６
）上記（３）〜（６）の式は、プラズマ反応容器５に導
入された燃焼炉１の排ガスのＮＯ，ＮＯ□及びＳＯ□が
ＮＺ＋Ｓ及びＨ２Ｏになることを意味している。
３）２ＮＯ２＋電子エネルギー約９．５ｅＶ→２ＮＯ＋
０２ −（４）ＮＨ２＋ Ｎｏ−Ｎｚ ＋ ＨｚＯ−−
−−−−−−・−−−−（５）２ＮＩ＋２＋ＳＯ２→Ｓ
＋Ｎ２＋２Ｈ２０−−−〜−−−−−−−−−−（６
）上記（３）〜（６）の式は、プラズマ反応容器５に導
入された燃焼炉１の排ガスのＮＯ，ＮＯ□及びＳＯ□が
ＮＺ＋Ｓ及びＨ２Ｏになることを意味している。
従来の装置では（図５（ｂ））、排ガスは中心電極とガ
ラスの間の空間を通るため、排ガス流量６０Ｉ！。
ラスの間の空間を通るため、排ガス流量６０Ｉ！。
／ｍｉｎ程度以上ではプラズマが不安定になり処理可能
な排ガス流量は１００ ｆ／ｍｉｎ程度であるが、本実
施例では排ガスの流れる方向に垂直な面と平行に、多数
の穴を持つ多孔式電極及び多孔性誘電体が設置されてい
るので、大量の排ガスを瞬時にプラズマと接触させるこ
とができる。
な排ガス流量は１００ ｆ／ｍｉｎ程度であるが、本実
施例では排ガスの流れる方向に垂直な面と平行に、多数
の穴を持つ多孔式電極及び多孔性誘電体が設置されてい
るので、大量の排ガスを瞬時にプラズマと接触させるこ
とができる。
すなわち、本実施例の場合、１０００ ｊ！ ／ ｗｉ
ｎ程度の排ガス流量でもＮＯｘおよびＳＯｘの除去率は
低下せず処理可能である。
ｎ程度の排ガス流量でもＮＯｘおよびＳＯｘの除去率は
低下せず処理可能である。
このように本実施例の装置によれば、従来の１０倍以上
もの処理量容量が得られる。
もの処理量容量が得られる。
なお、本実施例ではＮＯｘおよびＳＯｘを含む排ガスの
処理の例を示したが、ＮＯｘのみあるいはＳＯｘのみを
含む排ガスの処理にも適用可能である。
処理の例を示したが、ＮＯｘのみあるいはＳＯｘのみを
含む排ガスの処理にも適用可能である。
また上記では多孔式電極の数を２個で説明したが、２個
以上としてもよい。
以上としてもよい。
以上に説明したように、本発明によれば、従来装置では
不可能であった燃焼炉で発生するＮＯｘおよび／または
ＳＯｘを含む排ガス、を流量１００ないし１．０００
！！、／ ｍｉｎ程度（それ以上）まで処理することが
できる。
不可能であった燃焼炉で発生するＮＯｘおよび／または
ＳＯｘを含む排ガス、を流量１００ないし１．０００
！！、／ ｍｉｎ程度（それ以上）まで処理することが
できる。
また複数並列に設置すれば容量はさらに大幅に増加でき
るので、大容量排ガスＮＯｘおよび／またはＳＯｘの除
去装置としての産業上の価値が著しく高い。
るので、大容量排ガスＮＯｘおよび／またはＳＯｘの除
去装置としての産業上の価値が著しく高い。
第１図は本発明の一実施例の系統構成図、第２図は同実
施例のプラズマ反応容器の断面図、第３図は同実施例の
多孔式電極部の斜視図、第４図は従来装置の系統構成図
、第５図（ａ）、 （ｂ）は同従来装置のプラズマ反応
容器の構成図である。 １−燃焼炉、 ２−排気管、３−除じん器、
４−排気管、５−プラズマ反応容器、６−電
源、 ７・−・排ガス出口管、 ９−多孔性誘電体、１〇−
多孔式電極、 １１−多孔式電極、１６−アンモニ
ア供給装置、 １７−アンモニア供給管。 代理人 弁理士 坂 間 院 外２名 第２図
施例のプラズマ反応容器の断面図、第３図は同実施例の
多孔式電極部の斜視図、第４図は従来装置の系統構成図
、第５図（ａ）、 （ｂ）は同従来装置のプラズマ反応
容器の構成図である。 １−燃焼炉、 ２−排気管、３−除じん器、
４−排気管、５−プラズマ反応容器、６−電
源、 ７・−・排ガス出口管、 ９−多孔性誘電体、１〇−
多孔式電極、 １１−多孔式電極、１６−アンモニ
ア供給装置、 １７−アンモニア供給管。 代理人 弁理士 坂 間 院 外２名 第２図
Claims (1)
- グロー放電プラズマを用いて排ガス中の窒素酸化物およ
び／または硫黄酸化物を無害化する排ガス処理装置にお
いて、両端が開口していて、電気絶縁体から成る筒状の
反応容器と、同反応容器内に、同反応容器の軸に面をほ
ぼ直交して設けられた複数の多孔式電極と、同多孔式電
極間に、一方側に所定の空間を設けて設置された多孔性
誘電体と、同多孔式電極にグロー放電用の電圧を印加す
る電源と、上記反応容器の入口管に連結されたアンモニ
ア供給手段とを備えてなることを特徴とする排ガス処理
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63282566A JPH02131123A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 排ガス処理装置 |
| DE8989113902T DE68906508T2 (de) | 1988-10-05 | 1989-07-27 | Abgasbehandlungsapparat. |
| EP89113902A EP0366876B1 (en) | 1988-10-05 | 1989-07-27 | Exhaust gas treating apparatus |
| AT89113902T ATE89187T1 (de) | 1988-10-05 | 1989-07-27 | Abgasbehandlungsapparat. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63282566A JPH02131123A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 排ガス処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02131123A true JPH02131123A (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=17654150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63282566A Pending JPH02131123A (ja) | 1988-10-05 | 1988-11-10 | 排ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02131123A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009078266A (ja) * | 2007-09-09 | 2009-04-16 | Kazuo Shimizu | プラズマを用いた流体浄化方法および流体浄化装置 |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP63282566A patent/JPH02131123A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009078266A (ja) * | 2007-09-09 | 2009-04-16 | Kazuo Shimizu | プラズマを用いた流体浄化方法および流体浄化装置 |
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