JPH07116460A - 排ガス処理装置 - Google Patents
排ガス処理装置Info
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- JPH07116460A JPH07116460A JP5263467A JP26346793A JPH07116460A JP H07116460 A JPH07116460 A JP H07116460A JP 5263467 A JP5263467 A JP 5263467A JP 26346793 A JP26346793 A JP 26346793A JP H07116460 A JPH07116460 A JP H07116460A
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- gas
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- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 40
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- 102000011842 Serrate-Jagged Proteins Human genes 0.000 abstract 1
- 108010036039 Serrate-Jagged Proteins Proteins 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
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Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｏ2 濃度の高い排ガスに対しても性能の低下
しない排ガス処理装置を得る。 【構成】 入口及び出口を持つ筒状の反応容器５、同反
応容器内にガスの流れ方向に面を沿わせて設けられる平
板状の第１電極５２、同第１電極に対向して設けられ鋸
歯状の表面を持った第２電極５１、上記第１電極の表面
を覆う誘電体５３、同誘電体の後流側面上に設けられる
カーボン層５４、第１電極及び第２電極に接続される電
源手段とを設ける。
しない排ガス処理装置を得る。 【構成】 入口及び出口を持つ筒状の反応容器５、同反
応容器内にガスの流れ方向に面を沿わせて設けられる平
板状の第１電極５２、同第１電極に対向して設けられ鋸
歯状の表面を持った第２電極５１、上記第１電極の表面
を覆う誘電体５３、同誘電体の後流側面上に設けられる
カーボン層５４、第１電極及び第２電極に接続される電
源手段とを設ける。
Description
【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ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）を効
果的に除去することができるグロー放電プラズマによる
排ガス処理装置に関する。
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窒素酸化物（ＮＯx ）を効
果的に除去することができるグロー放電プラズマによる
排ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６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ＮＯx を処理する場合を例にとり説明する。
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ＮＯx を処理する場合を例にとり説明する。
【０００３】図５において、ディーゼルエンジン１０１
の排ガスを排気管１０２を介してサイクロンコレクター
１０３に導入し除じん後、排気管１０４を経由して、プ
ラズマ反応容器１０５に導入する。プラズマ反応容器１
０５でＮＯx を処理して排出管１０７を経て排出する。
の排ガスを排気管１０２を介してサイクロンコレクター
１０３に導入し除じん後、排気管１０４を経由して、プ
ラズマ反応容器１０５に導入する。プラズマ反応容器１
０５でＮＯx を処理して排出管１０７を経て排出する。
【０００４】プラズマ反応容器１０５は図６に詳細を示
すように、筒状の絶縁体反応容器の内側に鋸歯状電極１
１０、平板電極１１１、および誘電体１０９を備えてい
る。鋸歯状電極１１０及び平板電極１１１には電源１０
６より高電圧を印加し、排ガスをプラズマ化させること
により、排ガス中のＮＯx を下記の原理により除去す
る。すなわち鋸歯状電極１１０と平板電極１１１の間に
発生する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ＮＯx は次の化学反応を起こす。
すように、筒状の絶縁体反応容器の内側に鋸歯状電極１
１０、平板電極１１１、および誘電体１０９を備えてい
る。鋸歯状電極１１０及び平板電極１１１には電源１０
６より高電圧を印加し、排ガスをプラズマ化させること
により、排ガス中のＮＯx を下記の原理により除去す
る。すなわち鋸歯状電極１１０と平板電極１１１の間に
発生する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ＮＯx は次の化学反応を起こす。
【０００５】 ２ＮＯ2 →２ＮＯ＋Ｏ2 （１） ２ＮＯ＋Ｏ2 →Ｎ2 ＋２Ｏ2 （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、中性粒子などが混在した電離気体であ
る。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 及びＯ2 になると
考えられる。
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、中性粒子などが混在した電離気体であ
る。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 及びＯ2 になると
考えられる。
【０００６】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＋ＮＯ2 ）が５０〜２００ppm 程度の濃度及び１
００ｌ／min 程度の流量の範囲では、プラズマ発生電
力、すなわち電源１０６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、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対策装置と
して活用されつつある。
大気圧グロー放電現象を利用して、プラズマ化すると、
（ＮＯ＋ＮＯ2 ）が５０〜２００ppm 程度の濃度及び１
００ｌ／min 程度の流量の範囲では、プラズマ発生電
力、すなわち電源１０６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、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対策装置と
して活用されつつある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
排ガス中のＯ2 濃度が数％以上になるとＮＯx が酸化さ
れて、著しくＮＯx 除去率が低下するという問題点があ
った。
排ガス中のＯ2 濃度が数％以上になるとＮＯx が酸化さ
れて、著しくＮＯx 除去率が低下するという問題点があ
った。
【０００８】Ｏ2 濃度とＮＯx 除去率の関係はほぼ逆比
例であり、例えばＯ2 濃度１％ではＮＯx 除去率９０％
のとき、Ｏ2 ３％ではＮＯx 除去率８０％、Ｏ2 ６％で
は４０％、Ｏ2 １２％では２０％というように著しくＮ
Ｏx 除去率が低下する（図４参照）。
例であり、例えばＯ2 濃度１％ではＮＯx 除去率９０％
のとき、Ｏ2 ３％ではＮＯx 除去率８０％、Ｏ2 ６％で
は４０％、Ｏ2 １２％では２０％というように著しくＮ
Ｏx 除去率が低下する（図４参照）。
【０００９】しかし、ＮＯx 除去対策の対象となる排ガ
ス中のＯ2 濃度が数％〜十数％という条件でのＮＯx 除
去のニーズが年々高まってきている。
ス中のＯ2 濃度が数％〜十数％という条件でのＮＯx 除
去のニーズが年々高まってきている。
【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。
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、入口及
び出口を持つ筒状の反応容器と、同反応容器内にガスの
流れ方向に面を沿わせて設けられる平板状の第１電極
と、同第１電極に対向して設けられ鋸歯状の表面を持っ
た第２電極と、上記第１電極の表面を覆う誘電体と、同
誘電体の後流側面上に設けられるカーボン層と、上記第
１電極及び第２電極に接続される電源手段とを設ける。
び出口を持つ筒状の反応容器と、同反応容器内にガスの
流れ方向に面を沿わせて設けられる平板状の第１電極
と、同第１電極に対向して設けられ鋸歯状の表面を持っ
た第２電極と、上記第１電極の表面を覆う誘電体と、同
誘電体の後流側面上に設けられるカーボン層と、上記第
１電極及び第２電極に接続される電源手段とを設ける。
【００１２】
【作用】上記手段において、電源手段の作動により、第
１電極と第２電極間にグロー放電プラズマが発生する。
反応容器内に導入された排ガスはプラズマ化される。そ
して後流側ではカーボン層からプラズマによって活性化
されたＣが供給される。従って反応容器の上流側でＮＯ
x 分解及びＮＯ2 生成が効率よく行われ、後流側で、Ｃ
によるＮＯ2 分解が効率よく行われる。その結果排ガス
中のＮＯx が除去される。
１電極と第２電極間にグロー放電プラズマが発生する。
反応容器内に導入された排ガスはプラズマ化される。そ
して後流側ではカーボン層からプラズマによって活性化
されたＣが供給される。従って反応容器の上流側でＮＯ
x 分解及びＮＯ2 生成が効率よく行われ、後流側で、Ｃ
によるＮＯ2 分解が効率よく行われる。その結果排ガス
中のＮＯx が除去される。
【００１３】特に排ガス中のＯ2 濃度が高い場合、ＮＯ
2 生成反応がさかんになるが、一方、ＣによるＮＯ2 分
解反応もさかんになり、ＮＯx 除去率の低下が抑制され
る。
2 生成反応がさかんになるが、一方、ＣによるＮＯ2 分
解反応もさかんになり、ＮＯx 除去率の低下が抑制され
る。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１、図２及び図３によ
り説明する。なお、従来例で説明した部分は、説明を省
略し、この発明に関する部分を主体に説明する。
り説明する。なお、従来例で説明した部分は、説明を省
略し、この発明に関する部分を主体に説明する。
【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。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３に移
送する排気管、５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力
を印加する電源、７はプラズマ反応容器５に連結された
排ガス排出管である。
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３に移
送する排気管、５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力
を印加する電源、７はプラズマ反応容器５に連結された
排ガス排出管である。
【００１６】図２及び図３によりプラズマ反応容器５に
ついて詳細に説明する。両端が開口した筒状のプラズマ
反応容器５内には対向した鋸歯状電極５１と平板状電極
５２が表面をガス流れに平行に設けられる。また誘電体
５３が平板状電極５２の表面を覆うように設けられる。
さらにカーボン層５４が誘電体５３の表面上の後流側
（ガス後流側約半分）に設けられる。カーボン層は塗布
されるか板状のものを接着又はネジ止めして設けられ
る。
ついて詳細に説明する。両端が開口した筒状のプラズマ
反応容器５内には対向した鋸歯状電極５１と平板状電極
５２が表面をガス流れに平行に設けられる。また誘電体
５３が平板状電極５２の表面を覆うように設けられる。
さらにカーボン層５４が誘電体５３の表面上の後流側
（ガス後流側約半分）に設けられる。カーボン層は塗布
されるか板状のものを接着又はネジ止めして設けられ
る。
【００１７】以上の構成において、排ガスがプラズマ反
応容器５に導入され、電源６から鋸歯状電極５１と平板
状電極５２に電力を供給する。すると、鋸歯状電極５１
と誘電体５３の間には排ガスのプラズマが発生すると同
時に、カーボン層５４と鋸歯状電極５１の間にはカーボ
ン入り排ガスのプラズマが発生する。
応容器５に導入され、電源６から鋸歯状電極５１と平板
状電極５２に電力を供給する。すると、鋸歯状電極５１
と誘電体５３の間には排ガスのプラズマが発生すると同
時に、カーボン層５４と鋸歯状電極５１の間にはカーボ
ン入り排ガスのプラズマが発生する。
【００１８】このプラズマは、グロー放電プラズマであ
り、ＮＯx 及びＯ2 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。
り、ＮＯx 及びＯ2 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】 ＮＯ＋Ｏ2 ＋電子エネルギー約７ｅＶ→ＮＯ2 ＋1/2 Ｏ2 （５） ＮＯ＋電子エネルギー約１０ｅＶ→1/2 Ｎ2 ＋1/2 Ｏ2 （６） ＮＯ2 ＋Ｃ→ＣＯ2 ＋1/2 Ｎ2 （７） 上記（５）〜（７）式は、プラズマ反応容器５に導入さ
れた燃焼炉１の排ガス中のＮＯ及びＮＯ2 がＮ2 及びＯ
2 になることを意味している。副生物としてＣＯ2 が発
生するが、数百ppm （ＮＯx と同量）以下であり、しか
も人体には無害である。その結果、高Ｏ2 濃度でも
（７）式の反応によりＮＯx 除去ができるようになっ
た。
れた燃焼炉１の排ガス中のＮＯ及びＮＯ2 がＮ2 及びＯ
2 になることを意味している。副生物としてＣＯ2 が発
生するが、数百ppm （ＮＯx と同量）以下であり、しか
も人体には無害である。その結果、高Ｏ2 濃度でも
（７）式の反応によりＮＯx 除去ができるようになっ
た。
【００２０】図４は、本実施例と従来例のＮＯx 除去率
を示すグラフであり、実線は本実施例の場合、点線は従
来例の場合を示す。縦軸はＮＯx 除去率を表し、横軸は
排ガス中のＯ2 濃度を表わす。
を示すグラフであり、実線は本実施例の場合、点線は従
来例の場合を示す。縦軸はＮＯx 除去率を表し、横軸は
排ガス中のＯ2 濃度を表わす。
【００２１】このように本実施例の装置によれば、Ｏ2
濃度が高い（十数％〜２０％）条件でも高いＮＯx 除去
率（９０％以上）が得られ、高効率な排ガス処理ができ
る。
濃度が高い（十数％〜２０％）条件でも高いＮＯx 除去
率（９０％以上）が得られ、高効率な排ガス処理ができ
る。
【００２２】
【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、従来装置では避けられなかった高Ｏ2 濃度条件
でのＮＯx 除去率の低下を抑制することができる。した
がって適用範囲が広く排ガスＮＯx 除去装置としての産
業上の価値が著しく高い。
よれば、従来装置では避けられなかった高Ｏ2 濃度条件
でのＮＯx 除去率の低下を抑制することができる。した
がって適用範囲が広く排ガスＮＯx 除去装置としての産
業上の価値が著しく高い。
【図１】本発明の一実施例の排ガス処理装置の系統図で
ある。
ある。
【図２】同実施例のプラズマ反応容器の斜視図である。
【図３】同実施例のプラズマ反応容器の断面図である。
【図４】同実施例の作用説明図である。
【図５】従来例のプラズマによる排ガス処理装置の系統
図である。
図である。
【図６】同従来例のプラズマ反応容器の断面図である。
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 排気管 ５１ 鋸歯状電極 ５２ 平板状電極 ５３ 誘電体 ５４ カーボン層
Claims (1)
- 【請求項１】 入口及び出口を持つ筒状の反応容器と、
同反応容器内にガスの流れ方向に面を沿わせて設けられ
る平板状の第１電極と、同第１電極に対向して設けられ
鋸歯状の表面を持った第２電極と、上記第１電極の表面
を覆う誘電体と、同誘電体の後流側面上に設けられるカ
ーボン層と、上記第１電極及び第２電極に接続される電
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5263467A JPH07116460A (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 排ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5263467A JPH07116460A (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 排ガス処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07116460A true JPH07116460A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17389918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5263467A Withdrawn JPH07116460A (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 排ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116460A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5746984A (en) * | 1996-06-28 | 1998-05-05 | Low Emissions Technologies Research And Development Partnership | Exhaust system with emissions storage device and plasma reactor |
| US5914015A (en) * | 1996-07-15 | 1999-06-22 | Battelle Memorial Institute | Method and apparatus for processing exhaust gas with corona discharge |
-
1993
- 1993-10-21 JP JP5263467A patent/JPH07116460A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5746984A (en) * | 1996-06-28 | 1998-05-05 | Low Emissions Technologies Research And Development Partnership | Exhaust system with emissions storage device and plasma reactor |
| US5914015A (en) * | 1996-07-15 | 1999-06-22 | Battelle Memorial Institute | Method and apparatus for processing exhaust gas with corona discharge |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |