JPH04363115A - 排ガス処理装置 - Google Patents

排ガス処理装置

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JPH04363115A
JPH04363115A JP3137728A JP13772891A JPH04363115A JP H04363115 A JPH04363115 A JP H04363115A JP 3137728 A JP3137728 A JP 3137728A JP 13772891 A JP13772891 A JP 13772891A JP H04363115 A JPH04363115 A JP H04363115A
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JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
electrode
electrodes
plasma
reaction vessel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3137728A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Nishida
西田 聖一
Masayoshi Murata
正義 村田
Hiroyuki Matsunaga
松永 弘雪
Nobuaki Murakami
信明 村上
Satoshi Uchida
聡 内田
Takanobu Kondou
近藤 敬宣
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04363115A publication Critical patent/JPH04363115A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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
から排出される排気ガス中のNOX ,N2 O及びS
OX を効果的にかつ大容量を除去することができるグ
ロー放電による排ガス処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4から図6により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について
説明する。
【0003】図4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は除じん器
、2は上記汎用の燃焼炉1の排ガスを除じん器(サイク
ロン・コレクター等)3に移送する排気管、6はプラズ
マ反応容器、4は上記除じん器3の排ガスをプラズマ反
応容器6に移送する排気管、7は上記プラズマ反応容器
6の電極にプラズマ発生電圧を印加する電源、8はプラ
ズマ反応容器6に連結された排ガス出力管、または15
はアンモニアを数l/min 〜数10l/min の
範囲の所定の設定値で供給するアンモニア供給装置、1
4は排出管4に連結されたアンモニア供給管である。
【0004】以下図5、図6によりプラズマ反応容器6
について説明する。両端が開口した筒状のプラズマ反応
容器6内には対向した鋸歯状電極110と板状電極11
1が表面をガス流れに平行に設けられる。また鋸歯状電
極110及び板状電極111は誘電体112,113に
覆われ、直接排ガスに接触しない構成となっている。
【0005】以上の構成において、アンモニアがアンモ
ニア供給装置16から数l/min 〜数10l/mi
n の流量で排ガスとともに、プラズマ反応容器6に導
入される。プラズマ発生用の電源7から、鋸歯状電極1
10と板状電極111に電力を供給すると、誘電体11
2,113の間には、アンモニア入り排ガスのプラズマ
が発生する。
【0006】このプラズマは、グロー放電プラズマであ
り、アンモニア、NOX 、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。
【0007】   NH3 +電子エネルギー約6.4eV→NH2 
+H        …(1)  2NO2 +電子エ
ネルギー約9.5eV→2NO+O2     …(2
)  NH2 +NO→N2 +H2 O      
                      …(3
)  2NH2 +SO2 →S+N2 +2H2 O
                  …(4)上記(
1)〜(4)の式は、プラズマ反応容器6に導入された
燃焼炉1の排ガス中のNO,NO2 及びSO2 がN
2 ,S及びH2 Oになることを意味している。この
場合、上記のようにアンモニアを含む排ガスは鋸歯状電
極110や板状電極111に直接接触することなく、誘
電体(例えばガラスやセラミックスなど)112,11
3に接触するのみである。排ガス(特にアンモニア)が
接触しないので電極の腐食・摩耗がなく、長時間安定し
たグロー放電プラズマを発生させることができる。
【0008】したがって、ボイラー、ガスタービン、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。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来の装置では
次のような欠点があり実用化が困難であるという問題点
があった。 (1)電極1組あたりの排ガス処理量が100l/mi
n 程度である場合、10,000l/min の処理
容量を得るためには電極100組が必要となる。プラズ
マ発生用に交流電力を使用しているが、電極の静電容量
にバラツキ(ガスの温度分布、電極間隔の差などにより
生じる)があると、各電極のプラズマ電力が不均一にな
る。したがって電極100組で流量10,000l/m
in になると、プラズマ不均一のためNOX ,N2
 O及びSOX の低減率が低下し満足な処理量が得ら
れない。 (2)電極1組の場合、プラズマ電源の電圧上昇又は周
波数上昇により電力を増すことでNOX ,N2 O及
びSOX の低減率が向上し処理量が増加する。しかし
、電極100組の場合、上記(1)に述べたように各電
極のプラズマが不均一になっているときに、電圧及び周
波数を上昇させると各電極の電力の不均一性が更に助長
される。したがって電極を複数並列接続して処理量を増
大させようとしても、低減率が低下するので満足な処理
量を得ることができない。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
【0011】すなわち、排ガス処理装置として、窒素酸
化物および硫黄酸化物を含む排ガスを通す反応容器と、
同反応容器内にガス流れに沿って設けられ表面が誘電体
で覆われた複数の平板型電極と、同各平板型電極にそれ
ぞれ対向して設けられ表面が誘導体で覆われた複数の鋸
歯状電極と、上記平板型電極および上記鋸歯状電極間に
接続され高周波および低周波の合成波を印加する電源手
段とを備ける。
【0012】
【作用】上記手段により、平板型電極と鋸歯状電極間に
グロー放電プラズマが発生し、排ガス中のNOX ,N
2 O及びSOX が活性化され、無害化される。この
とき、印加される合成波電圧のうち高周波成分でプラズ
マ電力が増加し、NOX ,N2 O及びSOXの除去
率が向上する。また低周波成分が対向する平板型電極と
鋸歯状電極との組間の静電容量バラツキによる電力の不
均一性を抑制する。その結果各組間の電力が均一になり
大容量の排ガス処理ができるようになる。
【0013】また電極が誘電体で覆われ、排ガスに直接
接触しないため、耐久性が向上する。
【0014】
【実施例】本発明の1実施例を図1、図2及び図3によ
り説明する。
【0015】図1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。2は、上記汎用
の燃焼炉1の排ガスを除じん器(サイクロンコレクター
等)3に移送する排気管、前記除じん器3では、排気ガ
スに含まれている粒子類を除去する。4は上記除じん器
3の排ガスを排ガス入口管5に移送する排気管、5は上
記排気管4からの排ガスをプラズマ反応容器60に移送
する排気管、60はグロー放電プラズマを発生し排ガス
を無害化する反応容器、70は上記プラズマ反応容器6
0にプラズマ発生電力を供給する電源、8は排ガス出口
管で上記反応容器60により処理された排ガスを排出す
る装置である。
【0016】図2によりプラズマ反応容器60について
詳細に説明する。ガラスまたはセラミックス製の両端が
開口した筒状の反応容器60内の一方の壁に接して、表
面が誘電体aで覆われた平板型電極61−1が設けられ
る。電極61−1に対向して表面が鋸歯状で、かつその
面が誘電体aで覆われた平板型の鋸歯状電極62−1が
設けられる。これらの1組を第1組とする。さらにこの
1組をガス流れに沿った軸回りに反転し、隣接した電極
、すなわち平板型電極61−2、鋸歯状電極62−2を
第2組とする。以下同様にして第n組(100組)の平
板型電極61−n、鋸歯状電極62−nが設けられる。 このとき平板型電極61−nは反応容器60の他方の壁
に接する。
【0017】また平板型電極61−1、〜61−nは電
源70の一方の端子に、鋸歯状電極62−1〜62−n
は他方の端子につながれる。排ガスは入口管5から反応
容器60に入り平板電極と鋸歯状電極の間を通り出口管
8から排出される。また、入口管5にはアンモニア供給
管14が連結されており、アンモニア供給装置15から
、アンモニアを数l/min 〜数10l/min の
範囲の所定の設定値で供給し、排ガスと混合させる。
【0018】このような構成のプラズマ反応容器60に
おいて、排ガス入口管5に排気管4から燃焼炉1の排ガ
スが、また同時にアンモニア供給管14からアンモニア
供給装置のアンモニアが供給される。これらのガスは混
合されてアンモニアを含む排ガスとなり平板電極61−
1〜61−nと鋸歯状電極62−1〜62−nの間に導
入され、電源70から各電極間に電圧が印加される。そ
うすると各電極の間の排ガスはプラズマ化され、化学反
応により排ガス中のNOX ,N2 O及びSOX が
無害化されて排ガス出口管8より排出される。このプラ
ズマは、グロー放電プラズマであり、NOX およびN
2 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。
【0019】   NH3 +電子エネルギー約6.4eV→NH2 
+H        …(1)  2NO2 +電子エ
ネルギー約9.5eV→2NO+O2     …(2
)  NH2 +NO→N2 +H2 O      
                      …(3
)  2NH2 +SO2 →S+N2 +2H2 O
                  …(4)  2
N2 O→2N2 +O2             
                    …(5)上
記(3)〜(5)式はプラズマ反応容器60に導入され
た燃焼炉1の排ガス中のNO,NO2 、N2 OがN
2 及びO2 に、SO2 がS及びO2 になり、無
害化されることを意味している。
【0020】このとき電源70からは図3(c)に示す
合成波形の電圧が各電極に印加される。合成波形の電圧
は図3(a)に示す低周波数の電圧波形(例えばf=5
0Hz)と、図3(b)に示す高周波数の電圧波形(例
えばf=500Hz)を合成したものである。
【0021】電極が複数並列接続されているので印加電
圧は周波数が低い程各電極の静電容量のバラツキの影響
が少なく均一したプラズマ電力が各電極に供給される。 そういう点では低い周波数の電圧でプラズマの電子エネ
ルギーが9.5eVとなるように印加電圧を設定すれば
良いことになる。しかし、低い周波数では電力が低く、
特にN2 O除去効果が低下する。反対にN2 O除去
効果を向上させる為、周波数を高くすると、各電極の静
電容量のバラツキによるプラズマ電力の不均一性が助長
されることになり複数組の電極全体での処理量が低下す
る。 そこで図3(c)に示すように高周波電圧と低周波電圧
の合成、すなわち高い周波数を低い周波数で変調した交
流電圧を用いると、低い周波数成分が各電極のプラズマ
電力の不均一性を抑制し、各電極に高い周波数を均一電
力で供給することができる。
【0022】したがって電極を100組並列接続した本
実施例においても各電極に十分な電力を均一に印加する
ことができ、大容量(10,000l/min程度)か
つ高処理率の排ガス処理が可能である。
【0023】また、本実施例の装置をさらに多数並列接
続することにより処理量を増大することが容易であるの
で、適用範囲が広く排ガス処理装置としての産業上の価
値が著しく高い。
【0024】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の装置に
よれば、複数の電極への電力配分が均一になり従来装置
では不可能であったNOX ,N2O,SOX を含む
排ガスを大容量で、効率よく容易に処理することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例の全体工程図である。
【図2】図2は同実施例の反応容器部の構成断面図であ
る。
【図3】図3は同実施例の作用説明図である。
【図4】図4は従来例の全体工程図である。
【図5】図5は同従来例の反応容器部の構成斜視図であ
る。
【図6】図6は同従来例の反応容器の断面図である。
【符号の説明】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  窒素酸化物および硫黄酸化物を含む排
    ガスを通す反応容器と、同反応容器内にガス流れに沿っ
    て設けられ表面が誘電体で覆われた複数の平板型電極と
    、同各平板型電極にそれぞれ対向して設けられ表面が誘
    導体で覆われた複数の鋸歯状電極と、上記平板型電極お
    よび上記鋸歯状電極間に接続され高周波および低周波の
    合成波を印加する電源手段とを備えてなることを特徴と
    する排ガス処理装置。
JP3137728A 1991-06-10 1991-06-10 排ガス処理装置 Withdrawn JPH04363115A (ja)

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JP3137728A JPH04363115A (ja) 1991-06-10 1991-06-10 排ガス処理装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001087622A (ja) * 1999-09-24 2001-04-03 Anzai Setsu 排気ガス浄化装置
US7211227B2 (en) 2002-03-19 2007-05-01 Hyundai Motor Company Plasma reactor, production method thereof, and emission control apparatus of a vehicle
DE10026725B4 (de) * 1999-06-28 2009-05-20 Denso Corp., Kariya-shi Abgasemissionsreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren

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JP2001087622A (ja) * 1999-09-24 2001-04-03 Anzai Setsu 排気ガス浄化装置
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980903