JPH10325A - 放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装置 - Google Patents
放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装置Info
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- JPH10325A JPH10325A JP8157778A JP15777896A JPH10325A JP H10325 A JPH10325 A JP H10325A JP 8157778 A JP8157778 A JP 8157778A JP 15777896 A JP15777896 A JP 15777896A JP H10325 A JPH10325 A JP H10325A
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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)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大気圧、常温下で、放電を用いてプラズマを
発生させ、かつ処理ガスとプラズマを有効に接触させて
処理ガスを分解すると同時に、活性炭やシフトコンバー
タを用いて、放電二次生成物を無害化できる空気中揮発
性有機化合物除去装置を提供する。 【解決手段】 処理ガス入口ヘッダ１１と出口ヘッダ１
２間に多数のキャピラリー放電管１３を接続し、その各
キャピラリー放電管１３の出入口に針電極１５，１６を
対向して配置すると共に、その針電極１５，１６間に直
流高圧電源１７を接続したものである。
発生させ、かつ処理ガスとプラズマを有効に接触させて
処理ガスを分解すると同時に、活性炭やシフトコンバー
タを用いて、放電二次生成物を無害化できる空気中揮発
性有機化合物除去装置を提供する。 【解決手段】 処理ガス入口ヘッダ１１と出口ヘッダ１
２間に多数のキャピラリー放電管１３を接続し、その各
キャピラリー放電管１３の出入口に針電極１５，１６を
対向して配置すると共に、その針電極１５，１６間に直
流高圧電源１７を接続したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中に含まれる
揮発性有機化合物を除去するための放電プラズマを用い
た空気中揮発性有機化合物除去装置に関するものであ
る。
揮発性有機化合物を除去するための放電プラズマを用い
た空気中揮発性有機化合物除去装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】空気中に含まれる、トルエン，トリクロ
ロエチレン，トリクロロエタン等揮発性有機化合物（以
下ＶＯＣ (Volatile organic compound)という）の処
理、例えば新改築後の居住前の室内で建材から揮発する
ＶＯＣ、クリーンルーム循環空気内に含まれる極微量Ｖ
ＯＣ等の処理は、処理対象ガスをプラズマ空間に通して
分解して排気するようにしている。
ロエチレン，トリクロロエタン等揮発性有機化合物（以
下ＶＯＣ (Volatile organic compound)という）の処
理、例えば新改築後の居住前の室内で建材から揮発する
ＶＯＣ、クリーンルーム循環空気内に含まれる極微量Ｖ
ＯＣ等の処理は、処理対象ガスをプラズマ空間に通して
分解して排気するようにしている。
【０００３】例えば、高温プラズマによるフロン分解で
は、プラズマトーチなどを用いて高電流、高温場のプラ
ズマを作りフロンガスを分解するようにしている。また
低圧プラズマによるプロセスガス処理では、半導体製造
プロセスのＣＶＤで用いたプロセスガスを真空ライン中
で浄化するようにしている。大気圧低温プラズマによる
排気処理では、パルス及び直流コロナまたは交流バリア
放電を用いて排気ガス中のＶＯＣを分解するようにして
いる。
は、プラズマトーチなどを用いて高電流、高温場のプラ
ズマを作りフロンガスを分解するようにしている。また
低圧プラズマによるプロセスガス処理では、半導体製造
プロセスのＣＶＤで用いたプロセスガスを真空ライン中
で浄化するようにしている。大気圧低温プラズマによる
排気処理では、パルス及び直流コロナまたは交流バリア
放電を用いて排気ガス中のＶＯＣを分解するようにして
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の処理方法は、高濃度ガス処理、あるいは高温での処
理、真空での処理であり、大気圧、常温下での処理は行
われていない。また大気圧、常温下で処理を行うと十分
なプラズマが得られない問題がある。また、プラズマに
よる放電生成物には、オゾン、窒素酸化物、一酸化炭
素、ホスゲン等有害なものが微量発生するので、その処
理が問題となっている。
の処理方法は、高濃度ガス処理、あるいは高温での処
理、真空での処理であり、大気圧、常温下での処理は行
われていない。また大気圧、常温下で処理を行うと十分
なプラズマが得られない問題がある。また、プラズマに
よる放電生成物には、オゾン、窒素酸化物、一酸化炭
素、ホスゲン等有害なものが微量発生するので、その処
理が問題となっている。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、大気圧、常温下で、放電を用いてプラズマを発生さ
せ、かつ処理ガスとプラズマを有効に接触させて処理ガ
スを分解すると同時に、活性炭やシフトコンバータを用
いて、放電二次生成物を無害化できる空気中揮発性有機
化合物除去装置を提供することにある。
し、大気圧、常温下で、放電を用いてプラズマを発生さ
せ、かつ処理ガスとプラズマを有効に接触させて処理ガ
スを分解すると同時に、活性炭やシフトコンバータを用
いて、放電二次生成物を無害化できる空気中揮発性有機
化合物除去装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、処理ガス入口ヘッダと出口ヘッダ
間に多数のキャピラリー放電管を接続し、その各キャピ
ラリー放電管の出入口に針電極を対向して配置すると共
に、その針電極間に直流、交流またはパルス高圧電源を
接続した放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物
除去装置である。
に請求項１の発明は、処理ガス入口ヘッダと出口ヘッダ
間に多数のキャピラリー放電管を接続し、その各キャピ
ラリー放電管の出入口に針電極を対向して配置すると共
に、その針電極間に直流、交流またはパルス高圧電源を
接続した放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物
除去装置である。
【０００７】請求項２の発明は、キャピラリー放電管
は、ガラスあるいはセラミックス製の絶縁円筒細管から
なる請求項１記載の放電プラズマを用いた空気中揮発性
有機化合物除去装置である。
は、ガラスあるいはセラミックス製の絶縁円筒細管から
なる請求項１記載の放電プラズマを用いた空気中揮発性
有機化合物除去装置である。
【０００８】請求項３の発明は、出口ヘッダに活性炭フ
ィルタ装置が接続される請求項１又は２記載の放電プラ
ズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装置である。
ィルタ装置が接続される請求項１又は２記載の放電プラ
ズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装置である。
【０００９】請求項４の発明は、活性炭フィルタ装置
に、さらにシフトコンバータが接続される請求項３記載
の放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装
置である。
に、さらにシフトコンバータが接続される請求項３記載
の放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装
置である。
【００１０】上記構成によれば、処理ガスを多数のキャ
ピラリー放電管に導入し、そこで針電極間に形成される
プラズマ領域を通すことで、処理ガス中に含まれるＶＯ
Ｃを容易に分解して除去できる。
ピラリー放電管に導入し、そこで針電極間に形成される
プラズマ領域を通すことで、処理ガス中に含まれるＶＯ
Ｃを容易に分解して除去できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】図１において、１０は、ＶＯＣを含んだ処
理ガスを導入してＶＯＣを分解するプラズマ反応器で、
入口ヘッダ１１と出口ヘッダ１２間に多数のキャピラリ
ー放電管１３が接続されて反応器本体１４が形成され、
そのキャピラリー放電管１３の出入口に針電極１５，１
６が対向して配置されると共に、その針電極１５，１６
間に、ピーク電圧が、−１５〜−５０ｋＶのパルス状の
直流高電圧を印加する直流高圧電源１７が接続される。
理ガスを導入してＶＯＣを分解するプラズマ反応器で、
入口ヘッダ１１と出口ヘッダ１２間に多数のキャピラリ
ー放電管１３が接続されて反応器本体１４が形成され、
そのキャピラリー放電管１３の出入口に針電極１５，１
６が対向して配置されると共に、その針電極１５，１６
間に、ピーク電圧が、−１５〜−５０ｋＶのパルス状の
直流高電圧を印加する直流高圧電源１７が接続される。
【００１３】キャピラリー放電管１３は、外径約１０ｍ
ｍ，内径が２〜３ｍｍφ、長さ約１００ｍｍの石英ガラ
スやセラミックス等の絶縁管からなり、管１本当たりコ
ンマ数Ｌ／ｍｉｎ〜数十Ｌ／ｍｉｎの流量の処理ガスが
流れるように、処理する処理ガス量に応じてその本数を
設定する。
ｍ，内径が２〜３ｍｍφ、長さ約１００ｍｍの石英ガラ
スやセラミックス等の絶縁管からなり、管１本当たりコ
ンマ数Ｌ／ｍｉｎ〜数十Ｌ／ｍｉｎの流量の処理ガスが
流れるように、処理する処理ガス量に応じてその本数を
設定する。
【００１４】針電極１５，１６は、キャピラリー放電管
１３の軸心に位置するように、かつ電極ギャップが数十
ｍｍ、好ましくは約２０ｍｍとなるように対向配置し、
その入口側の針電極１５が接地１８され、出口側の針電
極１６が安定抵抗１９を介して一方が接地２０された直
流高圧電源１７に接続される。
１３の軸心に位置するように、かつ電極ギャップが数十
ｍｍ、好ましくは約２０ｍｍとなるように対向配置し、
その入口側の針電極１５が接地１８され、出口側の針電
極１６が安定抵抗１９を介して一方が接地２０された直
流高圧電源１７に接続される。
【００１５】このプラズマ反応器１０の出口ヘッダ１２
には活性炭フィルタ装置２１が接続され、活性炭フィル
タ装置２１に適宜ＣＯをＣＯ2 に転換するシフトコンバ
ータ２２が接続され、さらにエアフィルタ２３が接続さ
れる。
には活性炭フィルタ装置２１が接続され、活性炭フィル
タ装置２１に適宜ＣＯをＣＯ2 に転換するシフトコンバ
ータ２２が接続され、さらにエアフィルタ２３が接続さ
れる。
【００１６】以上において、ＶＯＣを含む処理ガスがプ
ラズマ反応器１０の入口ヘッダ１１に供給され、各キャ
ピラリー放電管１３を通ると、針電極１５，１６間に印
加されるパルス状の直流高電圧で電離されてプラズマ化
され、そこでＶＯＣは、イオンや発生したオゾンにより
分解されて出口ヘッダ１２に流れて活性炭フィルタ装置
２１で除去される。また、プラズマ反応器１０で生じた
プラズマ二次反応生成物中のＮＯX も除去される。
ラズマ反応器１０の入口ヘッダ１１に供給され、各キャ
ピラリー放電管１３を通ると、針電極１５，１６間に印
加されるパルス状の直流高電圧で電離されてプラズマ化
され、そこでＶＯＣは、イオンや発生したオゾンにより
分解されて出口ヘッダ１２に流れて活性炭フィルタ装置
２１で除去される。また、プラズマ反応器１０で生じた
プラズマ二次反応生成物中のＮＯX も除去される。
【００１７】プラズマ分解により生成した一酸化炭素が
多い場合は、シフトコンバータ２２にてＣＯをＣＯ2 に
転換し、またダスト等の微粒子の濃度が高い場合には、
最終段に設けたエアフィルタ２３にて除去する。
多い場合は、シフトコンバータ２２にてＣＯをＣＯ2 に
転換し、またダスト等の微粒子の濃度が高い場合には、
最終段に設けたエアフィルタ２３にて除去する。
【００１８】このキャピラリー放電管１３内で発生する
プラズマは、キャピラリー放電管１３の内径が小さいた
め、プラズマ密度が高く、かつキャピラリー放電管１３
を通る処理ガスは確実にプラズマと接すると共に滞留時
間も長いため、ＶＯＣの分解反応率が高くできる。
プラズマは、キャピラリー放電管１３の内径が小さいた
め、プラズマ密度が高く、かつキャピラリー放電管１３
を通る処理ガスは確実にプラズマと接すると共に滞留時
間も長いため、ＶＯＣの分解反応率が高くできる。
【００１９】次に、図２〜図５により実験例を説明す
る。
る。
【００２０】図２は、処理ガス流量（０．５，１，４，
１０Ｌ／ｍｉｎ）に対して、プラズマを安定して生成で
きる平均電流−電圧の関係を示したもので、図３は、電
流を１ｍＡとし、処理ガス中のＶＯＣ濃度（サンプル；
トルエン，濃度５８０〜１２００ｐｐｍ）での処理ガス
流量を変えたときの滞留時間と分解効率の関係を示した
ものである。
１０Ｌ／ｍｉｎ）に対して、プラズマを安定して生成で
きる平均電流−電圧の関係を示したもので、図３は、電
流を１ｍＡとし、処理ガス中のＶＯＣ濃度（サンプル；
トルエン，濃度５８０〜１２００ｐｐｍ）での処理ガス
流量を変えたときの滞留時間と分解効率の関係を示した
ものである。
【００２１】図により、滞留時間が長ければ分解効率も
比例して上がり、滞留時間２３ｍｓｅｃ、初期濃度１２
００ｐｐｍの処理ガスでは、分解効率を８６％にでき
た。また、後段の活性炭通過後には、ほぼ１００％の除
去率が得られた。
比例して上がり、滞留時間２３ｍｓｅｃ、初期濃度１２
００ｐｐｍの処理ガスでは、分解効率を８６％にでき
た。また、後段の活性炭通過後には、ほぼ１００％の除
去率が得られた。
【００２２】図４，図５，図６は、処理ガスのプラズマ
処理の前後及び活性炭フィルタ後の赤外線吸光スペクト
ルを示したもので、図４は処理前、図５は処理後、図６
は活性炭フィルタ後のスペクトルを示している。
処理の前後及び活性炭フィルタ後の赤外線吸光スペクト
ルを示したもので、図４は処理前、図５は処理後、図６
は活性炭フィルタ後のスペクトルを示している。
【００２３】図４に示すように、処理ガス中には、ＶＯ
Ｃとしてのトルエンの吸光スペクトルが、３０００，７
００ｃｍ-1にあるが、図５に示すようにその透過率が上
がっており、分解されている。また、図６に示すよう
に、プラズマにより発生したＮＯx や未反応のトルエン
は後段の活性炭フィルタにより除去できている。さら
に、後工程のシフトコンバータでＣＯを除去する。
Ｃとしてのトルエンの吸光スペクトルが、３０００，７
００ｃｍ-1にあるが、図５に示すようにその透過率が上
がっており、分解されている。また、図６に示すよう
に、プラズマにより発生したＮＯx や未反応のトルエン
は後段の活性炭フィルタにより除去できている。さら
に、後工程のシフトコンバータでＣＯを除去する。
【００２４】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、処理ガス
を多数のキャピラリー放電管に導入し、そこで針電極間
に形成されるプラズマ領域を通すことで、処理ガス中に
含まれるＶＯＣを容易に分解して除去できる。
を多数のキャピラリー放電管に導入し、そこで針電極間
に形成されるプラズマ領域を通すことで、処理ガス中に
含まれるＶＯＣを容易に分解して除去できる。
【図１】本発明の一実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明において、処理ガスの流量に対する平均
電流−電圧の関係を示す図である。
電流−電圧の関係を示す図である。
【図３】本発明において、処理ガスの濃度に対する流量
と分解効率の関係を示す図である。
と分解効率の関係を示す図である。
【図４】図３で、用いた処理ガスのプラズマ処理前の赤
外線吸光スペクトルを示す図である。
外線吸光スペクトルを示す図である。
【図５】図３で、用いた処理ガスのプラズマ処理後の赤
外線吸光スペクトルを示す図である。
外線吸光スペクトルを示す図である。
【図６】図３で、用いた処理ガスのプラズマ処理後のガ
スの活性炭フィルタ通過後の赤外線吸光スペクトルを示
す図である。
スの活性炭フィルタ通過後の赤外線吸光スペクトルを示
す図である。
１０ プラズマ反応器 １１ 入口ヘッダ １２ 出口ヘッダ １３ キャピラリー放電管 １５，１６ 針電極 １７ 直流高圧電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェン−シー チャング カナダ国 オンタリオ州 ハミルトン メ インストリートウエスト 1280 マックマ スター，ユニバーシティ内 (72)発明者 アレキサンダ エ ベレジン カナダ国 オンタリオ州 ハミルトン メ インストリートウエスト 1280 マックマ スター，ユニバーシティ内 (72)発明者 山本 俊昭 アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 チ ャペルヒル ホワイトフィールドロード 3212
Claims (4)
- 【請求項１】 処理ガス入口ヘッダと出口ヘッダ間に多
数のキャピラリー放電管を接続し、その各キャピラリー
放電管の出入口に針電極を対向して配置すると共に、そ
の針電極間に直流、交流またはパルス高圧電源を接続し
たことを特徴とする放電プラズマを用いた空気中揮発性
有機化合物除去装置。 - 【請求項２】 キャピラリー放電管は、ガラスあるいは
セラミックス製の絶縁円筒細管からなる請求項１記載の
放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装
置。 - 【請求項３】 出口ヘッダに活性炭フィルタ装置が接続
される請求項１又は２記載の放電プラズマを用いた空気
中揮発性有機化合物除去装置。 - 【請求項４】 活性炭フィルタ装置に、さらにシフトコ
ンバータが接続される請求項３記載の放電プラズマを用
いた空気中揮発性有機化合物除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15777896A JP4010580B2 (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15777896A JP4010580B2 (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325A true JPH10325A (ja) | 1998-01-06 |
| JP4010580B2 JP4010580B2 (ja) | 2007-11-21 |
Family
ID=15657097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15777896A Expired - Lifetime JP4010580B2 (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 放電プラズマを用いた空気中揮発性有機化合物除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4010580B2 (ja) |
Cited By (13)
| 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 |
| WO2001091896A1 (en) * | 2000-05-29 | 2001-12-06 | Three Tec Co., Ltd. | Object processing apparatus and plasma facility comprising the same |
| KR20030001987A (ko) * | 2001-06-28 | 2003-01-08 | (주) 티엔케이텍 | 음식물쓰레기 분해 처리장치 |
| US6621227B1 (en) | 2000-02-08 | 2003-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Discharge generating apparatus and discharge generating method |
| US6635996B1 (en) | 1999-03-26 | 2003-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Plasma generating apparatus, plasma generating method and gas processing method by plasma reaction |
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| WO2017183326A1 (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 日産自動車株式会社 | 脱臭装置 |
| CN108854488A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-23 | 深圳市前海泓远控股有限公司 | 一种等离子体结合臭氧的VOCs气体处理方法 |
| CN111974180A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-11-24 | 金华市中荷环保科技有限公司 | 一种低温等离子大型反应器 |
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| US12157089B2 (en) | 2019-03-11 | 2024-12-03 | University Of Southern California | Systems and methods for plasma-based remediation of SOx and NOx |
-
1996
- 1996-06-19 JP JP15777896A patent/JP4010580B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US12246284B2 (en) | 2019-03-11 | 2025-03-11 | University Of Southern California | Systems and methods for plasma-based remediation |
| CN111974180A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-11-24 | 金华市中荷环保科技有限公司 | 一种低温等离子大型反应器 |
| CN111974180B (zh) * | 2020-06-17 | 2022-04-22 | 金华市中荷环保科技有限公司 | 一种低温等离子大型反应器 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4010580B2 (ja) | 2007-11-21 |
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