JP2000325745A - Exhaust gas cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物、硫黄
酸化物および粉塵を含む排ガスを浄化する排ガス浄化装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for purifying exhaust gas containing nitrogen oxides, sulfur oxides and dust.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、火力発電所などの大容量のボ
イラから排出される窒素酸化物（以後、ＮＯｘと略称す
ることがある）および硫黄酸化物（以後、ＳＯｘと略称
することがある）は脱硝装置および脱硫装置によってそ
れぞれ除去されている。2. Description of the Related Art Conventionally, nitrogen oxides (hereinafter sometimes abbreviated as NOx) and sulfur oxides (hereinafter sometimes abbreviated as SOx) discharged from large-capacity boilers such as thermal power plants. Are removed by a denitration device and a desulfurization device, respectively.
【０００３】脱硝装置では、通常アンモニア還元法によ
って排ガスの脱硝処理が行われている。アンモニア還元
法は、触媒層を備える脱硝反応器にＮＯｘを含む高温の
排ガスを導き、アンモニアを噴霧して両者を反応させ、
ＮＯｘをアンモニアによって還元して窒素と水蒸気とに
分解させる方法である。この方法には、脱硝反応器でア
ンモニアとＮＯｘとが化学反応を起こし、粉末状の硝安
が発生して飛散することがあるので、脱硝反応器の下流
側に電気集塵機を設ける必要がある。また脱硝反応器で
化学反応を起こさなかったアンモニアが処理ガスととも
に流出するおそれがあるので、アンモニア流出防止装置
を設ける必要がある。このように、従来の脱硝装置に
は、構成が複雑になるという問題がある。[0003] In the denitration apparatus, the exhaust gas is usually denitrated by an ammonia reduction method. In the ammonia reduction method, a high-temperature exhaust gas containing NOx is led to a denitration reactor equipped with a catalyst layer, and ammonia is sprayed to react the two with each other.
In this method, NOx is reduced by ammonia to decompose it into nitrogen and water vapor. In this method, a chemical reaction between ammonia and NOx occurs in the denitration reactor, and powdered nitrate may be generated and scattered. Therefore, it is necessary to provide an electric dust collector downstream of the denitration reactor. In addition, ammonia that has not undergone a chemical reaction in the denitration reactor may flow out together with the processing gas. Therefore, it is necessary to provide an ammonia outflow prevention device. As described above, the conventional denitration apparatus has a problem that the configuration is complicated.
【０００４】脱硫装置では、通常湿式石灰石こう法によ
って排ガスの脱硫処理が行われている。湿式石灰石こう
法は、ＳＯｘを含む排ガスを吸収塔に導き、アルカリ原
料を含む吸収液を噴霧してＳＯｘを吸収し、空気を吹き
込んで吸収液中の亜硫酸を酸化し、酸化反応によって生
成した硫酸を石灰石によって中和し、中和反応によって
得られた石こうを回収する方法である。この方法には、
超微細粒子であるＳＯ3ミストの除去効率が低く、除去
に長時間を要するという問題がある。また固形物の廃棄
物である石こうが生じるという問題がある。In a desulfurization apparatus, desulfurization treatment of exhaust gas is usually performed by a wet lime gypsum method. In the wet lime gypsum method, SOx-containing exhaust gas is guided to an absorption tower, and an absorbent containing an alkali material is sprayed to absorb SOx, and air is blown to oxidize sulfurous acid in the absorbent, thereby producing sulfuric acid produced by an oxidation reaction. Is neutralized with limestone, and gypsum obtained by the neutralization reaction is collected. This method includes:
There is a problem that the removal efficiency of SO 3 mist, which is ultrafine particles, is low, and it takes a long time to remove the SO 3 mist. Another problem is that gypsum, which is a solid waste, is generated.
【０００５】さらに、従来の脱硝処理および脱硫処理は
前述のように異なる原理に基づいてそれぞれ行われてい
るので、各処理毎に処理装置を設ける必要があり、１つ
の装置で同時に脱硝および脱硫処理を行うことができな
いという問題がある。このような従来技術の問題点を解
消するために、いくつかの先行技術が開示されている。Further, since the conventional denitrification treatment and desulfurization treatment are performed based on different principles as described above, it is necessary to provide a treatment device for each treatment, and the denitration and desulfurization treatment are simultaneously performed by one device. There is a problem that can not be performed. Several prior arts have been disclosed in order to solve such problems of the prior art.
【０００６】特開平１０−１５３４６号公報には、排ガ
スを導通する排ガス流通路を備え、その排ガス流通路に
一対のパルス放電電極を備えた放電室を形成し、放電室
にミストもしくは水蒸気を供給する水分供給装置を設
け、放電室を水分存在下でコロナ放電自在に形成した脱
硝装置が開示されている。この先行技術では、一対のパ
ルス放電電極間にコロナ放電を発生させて排ガスの脱硝
処理が行われるので、脱硝処理を効率的に行うには一方
の電極を排ガスの流れ方向に沿って放電室全域にわたっ
て延びるように形成する必要があり、電極が大形化する
という問題がある。[0006] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-15346 discloses a discharge chamber provided with an exhaust gas passage for conducting exhaust gas, a discharge chamber provided with a pair of pulse discharge electrodes in the exhaust gas passage, and mist or water vapor is supplied to the discharge chamber. There is disclosed a denitration apparatus in which a water supply device is provided and a discharge chamber is formed so as to be capable of corona discharge freely in the presence of water. In this prior art, the exhaust gas is denitrated by generating corona discharge between a pair of pulsed discharge electrodes. Therefore, to perform the denitration process efficiently, one of the electrodes must be connected to the entire discharge chamber along the flow direction of the exhaust gas. It is necessary to form the electrode so as to extend therethrough, and there is a problem that the electrode becomes large.
【０００７】特開平８−１０６４３号公報には、ＳＯｘ
を含む排ガスを湿式電気集塵装置に導き、その集塵極板
の全表面にわたって均一にアルカリ吸収液膜を流下さ
せ、コロナ放電を発生させて脱硫処理を行う脱硫方法が
開示されている。この先行技術では、湿式電気集塵装置
の集塵極板の全表面に液膜を形成して脱硫処理が行われ
るので、吸収液の循環装置を設ける必要があり、構成が
複雑になるという問題がある。[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-10643 discloses SOx
There is disclosed a desulfurization method in which an exhaust gas containing is discharged to a wet-type electrostatic precipitator, an alkali-absorbing liquid film is uniformly flowed down over the entire surface of the precipitating electrode plate, and corona discharge is generated to perform desulfurization treatment. In this prior art, the desulfurization treatment is performed by forming a liquid film on the entire surface of the precipitating electrode plate of the wet type electric precipitator, so that it is necessary to provide a circulating device for the absorbing solution, and the configuration becomes complicated. There is.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
問題を解決し、簡単な構成で効率的に排ガスの脱硝、脱
硫および除塵処理を同時に行うことのできる排ガス浄化
装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of efficiently performing exhaust gas denitration, desulfurization and dust removal simultaneously with a simple structure. is there.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、排ガスを導く
排ガス管路と、排ガス管路の下流側に連なる処理容器で
あって、内部空間には部分的に水が貯留され、水面より
も上方に放電空間が形成される処理容器と、放電空間に
水面から間隔をあけて設けられる第１電極と、水中に設
けられる第２電極と、第１電極と第２電極との間に高電
圧を印加し、第１電極と水面との間にコロナ放電を発生
させる電源とを含むことを特徴とする排ガス浄化装置で
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an exhaust gas pipe for guiding exhaust gas, and a processing vessel connected to the downstream side of the exhaust gas pipe. A processing vessel in which a discharge space is formed above, a first electrode provided in the discharge space at a distance from the water surface, a second electrode provided in water, and a high voltage between the first electrode and the second electrode. And a power supply for generating a corona discharge between the first electrode and the water surface.
【００１０】本発明に従えば、第１電極と水面との間に
コロナ放電が発生するので、空気からオゾンおよび各種
ラジカルを発生させることができる。排ガス中に窒素酸
化物、硫黄酸化物および粉塵が含まれる場合、オゾンは
排ガス中の一酸化窒素および二酸化硫黄を酸化して二酸
化窒素および三酸化硫黄に変換する。二酸化窒素および
三酸化硫黄は水に溶解しやすいので、水と接触させれば
水に溶解して排ガス中から除去される。また、コロナ放
電によって粉塵を帯電させて水面に付着させることがで
きる。これによって、簡単な構成で排ガス中の窒素酸化
物、硫黄酸化物および粉塵を効率的に同時に除去するこ
とができる。According to the present invention, corona discharge is generated between the first electrode and the water surface, so that ozone and various radicals can be generated from air. When exhaust gas contains nitrogen oxides, sulfur oxides, and dust, ozone oxidizes nitrogen monoxide and sulfur dioxide in the exhaust gas to convert them to nitrogen dioxide and sulfur trioxide. Nitrogen dioxide and sulfur trioxide are easily dissolved in water, so if they come into contact with water, they are dissolved in water and removed from the exhaust gas. Further, dust can be charged by corona discharge and adhere to the water surface. This makes it possible to efficiently remove nitrogen oxides, sulfur oxides, and dust in the exhaust gas with a simple configuration.
【００１１】また本発明は、前記第１電極から水を噴霧
することを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that water is sprayed from the first electrode.
【００１２】本発明に従えば、第１電極から水を噴霧す
ることができるので、水に溶解しやすい二酸化窒素およ
び三酸化硫黄をその場で噴霧水中に溶解することができ
る。また粉塵を噴霧水に付着させて除去することができ
る。したがって、排ガス中の窒素酸化物、硫黄酸化物お
よび粉塵をさらに効率的に除去することができる。According to the present invention, since water can be sprayed from the first electrode, nitrogen dioxide and sulfur trioxide which are easily dissolved in water can be dissolved in the spray water in situ. In addition, dust can be removed by adhering to spray water. Therefore, nitrogen oxides, sulfur oxides, and dust in the exhaust gas can be more efficiently removed.
【００１３】また本発明は、前記排ガス管路に水噴霧装
置を設けることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that a water spray device is provided in the exhaust gas pipe.
【００１４】本発明に従えば、水噴霧装置から排ガス管
路を介して放電空間に噴霧水を供給することができるの
で、水に溶解しやすい二酸化窒素および三酸化硫黄をそ
の場で噴霧水中に溶解することができる。また、粉塵を
噴霧水に付着させて除去することができる。したがっ
て、排ガス中の窒素酸化物、硫黄酸化物および粉塵をさ
らに効率的に除去することができる。According to the present invention, since the spray water can be supplied from the water spray device to the discharge space through the exhaust gas pipe, nitrogen dioxide and sulfur trioxide, which are easily dissolved in water, are added to the spray water on the spot. Can be dissolved. In addition, dust can be removed by adhering to spray water. Therefore, nitrogen oxides, sulfur oxides, and dust in the exhaust gas can be more efficiently removed.
【００１５】また本発明で、前記電源は、第１電極と第
２電極との間にパルス電圧を印加することを特徴とす
る。In the invention, it is preferable that the power supply applies a pulse voltage between the first electrode and the second electrode.
【００１６】本発明に従えば、電極間にパルス電圧が印
加されるので、後述のように大電流のパルスコロナ放電
を発生させることができる。コロナ電流の増大は、オゾ
ンおよびラジカル（活性種）の発生量を増大させるの
で、これによって脱硝および脱硫反応を促進することが
できる。したがって、放電時間が短いにもかかわらず、
連続的なコロナ放電の場合とほぼ同一の脱硝および脱硫
効率を達成することができる。また放電時間が極めて短
いので、電流値が大きくても連続的なコロナ放電と比べ
て大幅に電力を少なくすることができる。According to the present invention, since a pulse voltage is applied between the electrodes, a large-current pulse corona discharge can be generated as described later. Increasing the corona current increases the amount of ozone and radicals (active species) generated, thereby accelerating the denitration and desulfurization reactions. Therefore, despite the short discharge time,
Almost the same denitration and desulfurization efficiency as in the case of continuous corona discharge can be achieved. Further, since the discharge time is extremely short, even if the current value is large, the power can be significantly reduced as compared with continuous corona discharge.
【００１７】また本発明で前記第１電極は、水面に向か
うにつれて先細状に延びる部分を少なくとも有すること
を特徴とする。Further, in the present invention, the first electrode has at least a portion extending in a tapered shape toward a water surface.
【００１８】本発明に従えば、第１電極には水面に向か
うにつれて先細状に延びる部分が形成されているので、
まわりの電場をその部分に集中させることができ、コロ
ナ放電の発生を容易にすることができる。According to the present invention, the first electrode is formed with a portion extending in a tapered shape toward the water surface.
The surrounding electric field can be concentrated on that part, and corona discharge can be easily generated.
【００１９】また本発明で前記排ガス管路に導かれる排
ガスは、窒素酸化物、硫黄酸化物、粉塵などの可溶性汚
染物質のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とす
る。In the present invention, the exhaust gas guided to the exhaust gas line contains at least one of soluble pollutants such as nitrogen oxides, sulfur oxides and dust.
【００２０】本発明に従えば、排ガスには可溶性汚染物
質が含まれるので、第１電極と水面との間のコロナ放電
によって排ガスを確実に浄化することができる。According to the present invention, since the exhaust gas contains soluble pollutants, the exhaust gas can be reliably purified by corona discharge between the first electrode and the water surface.
【００２１】また本発明は、前記の排ガス浄化装置を準
備し、前記排ガス管路に窒素酸化物、硫黄酸化物、粉塵
などの可溶性汚染物質のうちの少なくとも１つを含む排
ガスを供給し、第１電極と第２電極との間に高電圧を印
加し、第１電極と水面との間にコロナ放電を発生させる
ことを特徴とする排ガス浄化方法である。Further, according to the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus, wherein an exhaust gas containing at least one of soluble pollutants such as nitrogen oxides, sulfur oxides and dust is supplied to the exhaust gas pipe. An exhaust gas purification method characterized by applying a high voltage between a first electrode and a second electrode to generate a corona discharge between the first electrode and a water surface.
【００２２】本発明に従えば、第１電極と水面との間に
コロナ放電が発生している状態で可溶性汚染物質を含む
排ガスが供給されるので、排ガスを確実に浄化すること
ができる。According to the present invention, exhaust gas containing soluble contaminants is supplied in a state where corona discharge occurs between the first electrode and the water surface, so that the exhaust gas can be reliably purified.
【００２３】また本発明は、内部空間を有し、内部空間
には部分的に水が貯留され、水面よりも上方に放電空間
が形成される処理容器と、放電空間に水面から間隔をあ
けて設けられる第１電極と、水中に設けられる第２電極
と、第１電極と第２電極との間に高電圧を印加し、第１
電極と水面との間にコロナ放電を発生させる電源とを含
むことを特徴とするコロナ放電装置である。The present invention also provides a processing vessel having an internal space, in which water is partially stored, and a discharge space is formed above the water surface, and a discharge space provided at a distance from the water surface. A high voltage is applied between the first electrode provided, the second electrode provided in water, and the first electrode and the second electrode;
A corona discharge device including a power supply for generating corona discharge between an electrode and a water surface.
【００２４】本発明に従えば、放電空間において第１電
極と水面との間にコロナ放電を発生させることができる
ので、後述の図２に示すようにコロナ放電開始から火花
放電で至るまでの電圧と電流との関係を直線的にするこ
とができる。したがって、電圧制御が容易であり、火花
放電を発生させることなく、安定したコロナ放電を発生
させることができる。According to the present invention, a corona discharge can be generated between the first electrode and the water surface in the discharge space, so that the voltage from the start of the corona discharge to the spark discharge as shown in FIG. And the current can be made linear. Therefore, voltage control is easy, and stable corona discharge can be generated without generating spark discharge.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある排ガス浄化装置１の構成を簡略化して示す正面図で
ある。排ガス浄化装置１は、排ガスを導く排ガス管路３
と、排ガス管路３の排ガス流れ方向下流側に連なる処理
容器４とを備える。排ガス管路３には、排ガス導入口５
および整流板６が設けられており、整流板６には、複数
の絞り孔７が形成されている。処理容器４は、内部空間
を有し、内部空間には部分的に水が貯留され、水面より
も上方に放電空間１０が形成されている。処理容器４の
排ガス流れ方向上流側側壁１２ａには、複数の絞り孔７
が形成されており、処理容器４の下流側側壁１２ｂ付近
には排ガス排出口１１が設けられている。FIG. 1 is a front view showing a simplified configuration of an exhaust gas purifying apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The exhaust gas purifying apparatus 1 includes an exhaust gas pipe 3 for guiding exhaust gas.
And a processing vessel 4 connected to the exhaust gas flow path 3 on the downstream side in the exhaust gas flow direction. An exhaust gas inlet 5 is provided in the exhaust gas line 3.
And a rectifying plate 6, and a plurality of throttle holes 7 are formed in the rectifying plate 6. The processing container 4 has an internal space, in which water is partially stored, and a discharge space 10 is formed above the water surface. A plurality of throttle holes 7 are provided on the upstream side wall 12a of the processing vessel 4 in the exhaust gas flow direction.
The exhaust gas outlet 11 is provided near the downstream side wall 12 b of the processing container 4.
【００２６】処理容器４の放電空間１０の上部には、複
数の第１電極１３が設けられている。第１電極１３は、
水面に向かうにつれて先細状に延びる部分を少なくとも
有することが好ましい。これは、まわりの電場を先細状
の部分に集中させることができ、電界強度を高めてコロ
ナ放電の発生を容易にすることができるからである。第
１電極１３は、金属製であり、たとえば針状の形状を有
する。この第１電極１３の形状については、特定の形状
に限定されるものではなく、局部的に大きな電場を形成
できるものであれば様々な形状のものを適用することが
できる。処理容器４の水中には、第２電極１４が浸漬さ
れている。第２電極１４は、たとえば金属製平板電極で
あり、ほぼ水平方向に延在する。処理容器４の近傍に
は、電源である直流電源１５が設けられており、直流電
源１５は第１電極１３と第２電極１４とに接続される。
第１および第２電極１３，１４の極性は切換え自在に構
成される。A plurality of first electrodes 13 are provided above the discharge space 10 of the processing container 4. The first electrode 13 is
It is preferable to have at least a portion extending in a tapered shape toward the water surface. This is because the surrounding electric field can be concentrated on the tapered portion, and the electric field strength can be increased to facilitate the occurrence of corona discharge. The first electrode 13 is made of metal and has, for example, a needle shape. The shape of the first electrode 13 is not limited to a specific shape, and various shapes can be applied as long as a large electric field can be locally formed. The second electrode 14 is immersed in the water of the processing container 4. The second electrode 14 is, for example, a metal plate electrode and extends substantially in the horizontal direction. A DC power supply 15 as a power supply is provided near the processing container 4, and the DC power supply 15 is connected to the first electrode 13 and the second electrode 14.
The polarities of the first and second electrodes 13 and 14 are switchable.
【００２７】排ガス管路に導かれる排ガスは、ＮＯｘ，
ＳＯｘなどの可溶性汚染物質および粉塵のうちの少なく
とも１つを含むことが好ましい。これは、後述のように
排ガス浄化装置１によってＮＯｘ、ＳＯｘなどの可溶性
汚染物質および粉塵を効率的に除去することができるか
らである。ＮＯｘ、ＳＯｘなどの可溶性汚染物質および
粉塵を含む排ガスは、排ガス導入口５から排ガス管路３
に流入し、絞り孔７を通過して整流化され、処理容器４
の放電空間１０内に導かれる。放電空間１０に導入され
た排ガスは、後述のように脱硝、脱硫および除塵処理さ
れ、排ガス排出口１１から排出される。直流電源１５
は、第１および第２電極１３，１４間に直流高電圧を印
加し、第１電極１３と水面との間にコロナ放電（以後、
水面コロナ放電と呼ぶことがある）を発生させる。The exhaust gas guided to the exhaust gas line includes NOx,
It is preferable to include at least one of soluble contaminants such as SOx and dust. This is because soluble pollutants such as NOx and SOx and dust can be efficiently removed by the exhaust gas purifying apparatus 1 as described later. Exhaust gas containing soluble pollutants such as NOx and SOx and dust is discharged from an exhaust gas inlet 5 to an exhaust gas line 3.
Flows through the throttle hole 7 and is rectified.
In the discharge space 10. The exhaust gas introduced into the discharge space 10 is subjected to denitration, desulfurization and dust removal processing as described later, and is discharged from an exhaust gas outlet 11. DC power supply 15
Applies a direct current high voltage between the first and second electrodes 13 and 14 and causes a corona discharge (hereinafter, referred to as “corona discharge”)
(Sometimes called water surface corona discharge).
【００２８】図２は、水面コロナ放電における電圧と電
流との関係の一例を示すグラフである。図中の●印は第
１電極１３が正極であることを示す記号であり、■印は
第１電極１３が負極であることを示す記号である。水の
初期導電率は０．２１ｍＳ／ｃｍである。図２から、コ
ロナ放電開始電圧は第１電極１３の極性にかかわらず約
６ｋＶであること、火花放電に至るまでの電圧と電流と
の間にはほぼ直線的な正比例関係が存在すること、第１
電極１３が正極であるときの火花放電発生電圧は第１電
極１３が負極であるときよりも小さいことなどが判る。
また本発明者らの研究によれば、コロナ放電開始電圧お
よび火花放電に至るまでの電圧と電流との関係は、第１
電極１３の極性にかかわらず第１電極１３の先端と水面
との距離に依存し、水の導電率にはほとんど影響されな
いこと、水面コロナ放電の第１電極１３と水面との距離
はほぼ気中コロナ放電の電極間の距離に対応しているこ
となどが判明した。FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between voltage and current in water surface corona discharge. In the drawing, the symbol ● indicates that the first electrode 13 is a positive electrode, and the symbol Δ indicates that the first electrode 13 is a negative electrode. The initial conductivity of water is 0.21 mS / cm. From FIG. 2, the corona discharge starting voltage is about 6 kV irrespective of the polarity of the first electrode 13, the voltage and current up to the spark discharge have a substantially linear direct proportional relationship, 1
It can be seen that the spark discharge generation voltage when the electrode 13 is a positive electrode is smaller than that when the first electrode 13 is a negative electrode.
According to the study of the present inventors, the relationship between the corona discharge starting voltage and the voltage and current up to the spark discharge is the first.
Irrespective of the polarity of the electrode 13, it depends on the distance between the tip of the first electrode 13 and the water surface and is hardly affected by the electric conductivity of the water. The distance between the first electrode 13 and the water surface of the water surface corona discharge is almost airborne. It was found that it corresponded to the distance between the electrodes of corona discharge.
【００２９】これらの特性から、コロナ放電開始電圧は
第１電極１３の先端の電界強度に依存し、その後のコロ
ナ電流は空気と水との複合誘導体による電界および水の
導電性に依存するものと考えられる。すなわち、水面コ
ロナ放電は第１電極１３と第２電極１４との間で開始さ
れ、引続き第１電極１３と水面との間で進行するものと
考えられる。このように、コロナ放電開始後には水面が
いわば広い電極として作用するので、第２電極１４は水
面下の全域にわたって設けなくてもよい。したがって、
第２電極１４の面積を減少させることができ、電極の構
成を簡単にすることができる。また火花放電に至るまで
の電圧と電流との間には、ほぼ直線的な関係が存在する
ので、電圧制御が容易であり、火花放電が発生しないよ
うに電圧を確実に制御することができる。From these characteristics, the corona discharge starting voltage depends on the electric field strength at the tip of the first electrode 13, and the subsequent corona current depends on the electric field by the composite derivative of air and water and the conductivity of water. Conceivable. That is, it is considered that the water surface corona discharge is started between the first electrode 13 and the second electrode 14 and subsequently proceeds between the first electrode 13 and the water surface. As described above, since the water surface acts as a so-called wide electrode after the start of the corona discharge, the second electrode 14 does not need to be provided over the entire area below the water surface. Therefore,
The area of the second electrode 14 can be reduced, and the configuration of the electrode can be simplified. Further, since there is a substantially linear relationship between the voltage and the current until the spark discharge, the voltage control is easy, and the voltage can be surely controlled so that the spark discharge does not occur.
【００３０】図３は第１電極１３が負極のときにおける
水面コロナ放電の電力と、排ガス中のＮＯｘ濃度との関
係を示すグラフであり、図４は第１電極１３が正極のと
きにおける水面コロナ放電の電力と排ガス中のＮＯｘ濃
度との関係を示すグラフである。図３および図４の水面
コロナ放電は、第１電極１３の先端から水面までの距離
および第２電極１４の浸漬深さをそれぞれ１２ｍｍ，５
ｍｍに設定し、ＮＯｘおよび粉塵を含む排ガスを放電空
間１０に導入して行った。図３および図４中の■印は、
排ガス中のＮＯｘ濃度を表す記号であり、●印は排ガス
中の水に溶解しにくい成分である一酸化窒素（以後、Ｎ
Ｏと呼ぶ）濃度を表す記号であり、▲印は排ガス中の水
に溶解しやすい成分である二酸化窒素（以後、ＮＯ2と
呼ぶ）濃度を表す記号である。このうち、ＮＯｘおよび
ＮＯ濃度はガス分析によって求めた分析値であり、ＮＯ
2濃度はＮＯｘ濃度からＮＯ濃度を減算して求めた計算
値である。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the power of the water surface corona discharge when the first electrode 13 is the negative electrode and the NOx concentration in the exhaust gas. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the water surface corona discharge when the first electrode 13 is the positive electrode. 4 is a graph showing a relationship between electric power of discharge and NOx concentration in exhaust gas. The water surface corona discharge shown in FIGS. 3 and 4 has the distance from the tip of the first electrode 13 to the water surface and the immersion depth of the second electrode 14 of 12 mm and 5 mm, respectively.
mm, and exhaust gas containing NOx and dust was introduced into the discharge space 10. 3 and FIG.
This symbol indicates the NOx concentration in the exhaust gas, and the open circles indicate that the component in the exhaust gas that is hardly soluble in water, nitric oxide (hereinafter referred to as N
O is a symbol representing the concentration, and ▲ is a symbol representing the concentration of nitrogen dioxide (hereinafter referred to as NO 2 ), which is a component easily dissolved in water in the exhaust gas. Of these, NOx and NO concentrations are analytical values obtained by gas analysis,
The 2 concentration is a calculated value obtained by subtracting the NO concentration from the NOx concentration.
【００３１】図３および図４から次のことが判る。 （ａ）ＮＯ濃度は、第１電極１３の極性にかかわらず電
力の増加につれて減少し、第１電極１３が負極のとき約
９Ｗで、第１電極１３が正極のとき約３．５Ｗでそれぞ
れ零になる。 （ｂ）ＮＯｘ濃度は、第１電極１３の極性にかかわらず
電力の増加につれて減少し、第１電極１３が負極のとき
約１２Ｗで、第１電極１３が正極のとき約５．５Ｗでそ
れぞれ初期濃度に比べて半減する。 （ｃ）ＮＯ2濃度は、第１電極１３の極性にかかわらず
ＮＯ濃度の減少につれて増加し、ＮＯ濃度が零になると
電力の増加により次第に減少する。The following can be seen from FIGS. 3 and 4. (A) The NO concentration decreases with an increase in power regardless of the polarity of the first electrode 13, and is approximately 9 W when the first electrode 13 is a negative electrode and approximately 3.5 W when the first electrode 13 is a positive electrode. become. (B) The NOx concentration decreases with an increase in power regardless of the polarity of the first electrode 13, and is initially about 12 W when the first electrode 13 is a negative electrode and about 5.5 W when the first electrode 13 is a positive electrode. It is halved compared to the concentration. (C) The NO 2 concentration increases as the NO concentration decreases regardless of the polarity of the first electrode 13, and gradually decreases as the power increases when the NO concentration becomes zero.
【００３２】このような排ガス中のＮＯｘ，ＮＯ，ＮＯ
2の変化は、つぎのような反応によって生じるものと考
えられる。放電空間１０では、水面コロナ放電によって
空気中の酸素からオゾンが発生し、オゾンによって排ガ
ス中のＮＯが酸化されて化１に示す反応式でＮＯ2に変
換され、可溶性のＮＯ2が化２に示す反応式で水に溶解
して排ガス中から除去される。また水面コロナ放電で
は、放電に伴うイオン風が水面に向かって発生するの
で、ＮＯ2が水面に向かって移動するとともに水面が波
立ってＮＯ2の水への溶解を促進する。さらに、コロナ
電流の増加とともに水蒸気が発生して放電空間へ水蒸気
が供給されるので、ＯＨラジカルが発生してＮＯｘの分
解を促進する。NOx, NO, NO in such exhaust gas
The change in 2 is considered to be caused by the following reaction. In the discharge space 10, ozone is generated from oxygen in the air by the water surface corona discharge, NO in the exhaust gas is converted to NO 2 by the reaction formula shown in has been of 1 oxidized by ozone, the NO 2 is of 2 soluble It is dissolved in water and removed from the exhaust gas according to the reaction formula shown below. Further, in the water surface corona discharge, an ionic wind accompanying the discharge is generated toward the water surface, so that the NO 2 moves toward the water surface and the water surface undulates to promote the dissolution of NO 2 in water. Furthermore, since steam is generated with the increase in the corona current and the steam is supplied to the discharge space, OH radicals are generated to accelerate the decomposition of NOx.
【００３３】[0033]
【化１】ＮＯ ＋ Ｏ3 → ＮＯ2 ＋ Ｏ2 [Formula 1] NO + O 3 → NO 2 + O 2
【００３４】[0034]
【化２】３ＮＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ → ２ＨＮＯ3 ＋ ＮＯEmbedded image 3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO
【００３５】このように排ガス浄化装置１では、放電空
間で水面コロナ放電を発生させてＮＯｘ中の水に溶解し
にくい成分を水に溶解しやすい成分に変換し、変換した
成分を水に溶解させて脱硝処理を行うので、簡単な構成
で排ガス中のＮＯｘを効率的に除去することができる。
また第１電極１３の極性を正極にすると、それを負極に
するときよりも少ない電力で排ガス中のＮＯｘを除去す
ることができる。したがって、水面コロナ放電によって
脱硝処理を行うときには第１電極１３の極性を正極にす
ることが好ましい。As described above, in the exhaust gas purifying apparatus 1, a water surface corona discharge is generated in the discharge space to convert a component of NOx that is hardly soluble in water into a component that is easily soluble in water, and the converted component is dissolved in water. Since the denitration process is performed, NOx in the exhaust gas can be efficiently removed with a simple configuration.
When the first electrode 13 has a positive polarity, NOx in the exhaust gas can be removed with less power than when the first electrode 13 has a negative polarity. Therefore, it is preferable that the polarity of the first electrode 13 be positive when performing the denitration treatment by water surface corona discharge.
【００３６】このような排ガス中のＮＯｘを除去する原
理は、排ガス中のＳＯｘの除去にも応用できる。すなわ
ち、オゾンによって排ガス中のＳＯおよびＳＯ２を酸化
して水に溶解しやすい成分であるＳＯ3に変換し、ＳＯ3
を水に溶解して排ガス中のＳＯｘを除去することができ
る。放電空間１０における脱硫反応は、化３〜化５によ
って進行する。The principle of removing NOx in exhaust gas can be applied to the removal of SOx in exhaust gas. That is, the oxidation of SO and SO2 in the exhaust gas is converted to SO 3 is easily soluble components in water by ozone, SO 3
Can be dissolved in water to remove SOx in the exhaust gas. The desulfurization reaction in the discharge space 10 proceeds according to Chemical Formulas 3 to 5.
【００３７】[0037]
【化３】ＳＯ ＋ Ｏ3 → ＳＯ2 ＋ Ｏ２ Embedded image SO + O 3 → SO 2 + O 2
【００３８】[0038]
【化４】ＳＯ２ ＋ Ｏ3 → ＳＯ3 ＋ Ｏ2 Embedded image SO 2 + O 3 → SO 3 + O 2
【００３９】[0039]
【化５】ＳＯ3 ＋ Ｈ2Ｏ → Ｈ2ＳＯ4 Embedded image SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4
【００４０】このように排ガス浄化装置１では、放電空
間１０で水面コロナ放電を発生させてＳＯｘ中の水に溶
解しにくい成分を水に溶解しやすい成分に変換し、変換
した成分を水に溶解させて脱硫処理を行うので、簡単な
構成で排ガス中のＳＯｘを効率的に除去することができ
る。As described above, in the exhaust gas purifying apparatus 1, a water surface corona discharge is generated in the discharge space 10 to convert components in SOx that are hardly soluble in water into components that are easily soluble in water, and dissolve the converted components in water. Since the desulfurization treatment is performed in this manner, SOx in the exhaust gas can be efficiently removed with a simple configuration.
【００４１】前述のように、排ガス浄化装置１では、電
極間に高電圧を印加し、水面コロナ放電を発生させるよ
うに構成されている。このような構成は排ガス中の粉塵
（以後、ダストと呼ぶことがある）の除去にも応用でき
る。すなわち、水面コロナ放電によってダストを帯電さ
せ、ダストを水面に付着させて除去することができる。As described above, the exhaust gas purifying apparatus 1 is configured to apply a high voltage between the electrodes to generate a water surface corona discharge. Such a configuration can also be applied to the removal of dust (hereinafter sometimes referred to as dust) in exhaust gas. That is, the dust can be charged by the water surface corona discharge, and the dust can be attached to the water surface and removed.
【００４２】図５は第１電極１３が負極のときにおける
水面コロナ放電の電流とダスト除去率との関係を示すグ
ラフであり、図６は第１電極１３が正極のときにおける
水面コロナ放電の電流とダスト除去率との関係を示すグ
ラフである。図５および図６の水面コロナ放電は、第１
電極１３の先端から水面までの距離および第２電極１４
の浸漬深さを、それぞれ１２ｍｍ，５ｍｍに設定し、粉
塵およびＮＯｘを含むディーゼルエンジンの排ガスを放
電空間１０に導入して行った。図５および図６から、第
１電極１３の極性にかかわらず水面コロナ放電の発生と
ともにダスト除去率が８０％以上になること、第１電極
１３の極性にかかわらず電流値の増大につれてダスト除
去率が高くなり、微小な電流値でダスト除去率が９０％
以上になること、ダスト除去率がほぼ１００％に達する
電流値は第１電極１３の極性が正極のときの方が小さい
ことなどが判る。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the water surface corona discharge current and the dust removal rate when the first electrode 13 is a negative electrode. FIG. 6 is a graph showing the water surface corona discharge current when the first electrode 13 is a positive electrode. 4 is a graph showing the relationship between the ratio and the dust removal rate. The water surface corona discharge shown in FIGS.
Distance from tip of electrode 13 to water surface and second electrode 14
Was set to 12 mm and 5 mm, respectively, and the exhaust gas of a diesel engine containing dust and NOx was introduced into the discharge space 10. 5 and 6 that the dust removal rate becomes 80% or more with the occurrence of water surface corona discharge regardless of the polarity of the first electrode 13, and that the dust removal rate increases as the current value increases regardless of the polarity of the first electrode 13. And the dust removal rate is 90% at a very small current value
From the above, it can be seen that the current value at which the dust removal rate reaches almost 100% is smaller when the polarity of the first electrode 13 is positive.
【００４３】このように、本発明の集塵装置におけるダ
スト除去率が良好である理由は、コロナ放電によって絶
縁物ダストが帯電するとともにカーボンなど導電物ダス
トもイオンが付着して帯電すること、水面に集塵・付着
したダストは水の粘性により再飛散しにくいことなどに
よるものと考えられる。As described above, the reason why the dust removal rate of the dust collecting apparatus of the present invention is good is that the insulating dust is charged by corona discharge, and the conductive dust such as carbon is also charged with ions. It is considered that dust collected and adhered to the surface is difficult to re-disperse due to the viscosity of water.
【００４４】前述のように、排ガス浄化装置１は排ガス
中のＮＯｘ、ＳＯｘおよびダストをそれぞれ効率的に除
去することができる。これは、１つの装置で同時に脱
硝、脱硫および除塵処理を行うことができることを示し
ている。したがって、排ガス浄化装置１は、脱硝脱硫除
塵装置として好適に使用できる。As described above, the exhaust gas purifying apparatus 1 can efficiently remove NOx, SOx and dust in the exhaust gas, respectively. This indicates that denitration, desulfurization and dust removal can be performed simultaneously by one apparatus. Therefore, the exhaust gas purifying device 1 can be suitably used as a denitrification / desulfurization / dust removal device.
【００４５】図７は、本発明の他の実施の形態である排
ガス浄化装置１７の主要部の構成を簡略化して示す正面
図である。排ガス浄化装置１７の主要部の構成は、前記
排ガス浄化装置１の主要部の構成と類似しており、対応
する部分には同一の参照符号を付し説明を省略する。注
目すべきは、第１電極１８の先端部付近から水を噴霧す
ることができる点である。以後、水噴霧可能な第１電極
を放電ノズルと呼ぶ。FIG. 7 is a front view showing a simplified structure of a main part of an exhaust gas purifying apparatus 17 according to another embodiment of the present invention. The configuration of the main part of the exhaust gas purifying apparatus 17 is similar to the configuration of the main part of the exhaust gas purifying apparatus 1, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted that water can be sprayed from near the tip of the first electrode 18. Hereinafter, the first electrode that can be sprayed with water is referred to as a discharge nozzle.
【００４６】放電ノズル１８は、先端部を水面に向けて
ノズルヘッダ１９に取付けられている。ノズルヘッダ１
９には、直流電源１５が接続されており、かつポンプ２
０が水供給管２１を介して接続されている。直流電源１
５は、ノズルヘッダ１９を介して放電ノズル１８に電圧
を印加する。ポンプ２０は、水タンク２２内の水を水供
給管２１を介してノズルヘッダ１９および放電ノズル１
８に供給する。また、ノズルヘッダ１９には図示しない
空気供給管が接続されている。水供給管２１および空気
供給管は絶縁材料から成る。The discharge nozzle 18 is attached to the nozzle header 19 with its tip facing the water surface. Nozzle header 1
9 is connected to a DC power supply 15 and the pump 2
0 is connected via a water supply pipe 21. DC power supply 1
5 applies a voltage to the discharge nozzle 18 via the nozzle header 19. The pump 20 supplies the water in the water tank 22 to the nozzle header 19 and the discharge nozzle 1 through the water supply pipe 21.
8 Further, an air supply pipe (not shown) is connected to the nozzle header 19. The water supply pipe 21 and the air supply pipe are made of an insulating material.
【００４７】図８は図７に示す放電ノズル１８の概略構
成を示す正面図であり、図９は図７のＩＸ−ＩＸから見
た底面図であり、図１０は図７に示すノズルヘッダ１９
の概略構成を示す正面図である。放電ノズル１８は２流
体ノズルであり、その内部には水流路２４および空気流
路２５が形成されている。水流路２４は、放電ノズル１
８の中心部に形成されており、空気流路２５はその外側
に形成されている。放電ノズル１８の先端部は、水面に
向かうにつれて先細状に形成されており、その最先端は
鋭く尖っている。これによって、コロナ放電を発生しや
すくすることができる。放電ノズル１８の先端部には、
複数（本実施の形態では６個）の噴出口２６が周方向に
間隔をあけて形成されている。FIG. 8 is a front view showing a schematic configuration of the discharge nozzle 18 shown in FIG. 7, FIG. 9 is a bottom view seen from IX-IX in FIG. 7, and FIG. 10 is a nozzle header 19 shown in FIG.
It is a front view which shows schematic structure of. The discharge nozzle 18 is a two-fluid nozzle, in which a water flow path 24 and an air flow path 25 are formed. The water flow path 24 is connected to the discharge nozzle 1
8, and the air flow path 25 is formed outside thereof. The tip of the discharge nozzle 18 is tapered toward the water surface, and its tip is sharply pointed. Thereby, corona discharge can be easily generated. At the tip of the discharge nozzle 18,
A plurality of (six in the present embodiment) ejection ports 26 are formed at intervals in the circumferential direction.
【００４８】ノズルヘッダ１９には、複数の放電ノズル
１８が間隔をあけて取付けられている。放電ノズル１８
の個数は適宜定められる。またノズルヘッダ１９には、
水導入口１９ａおよび空気導入口１９ｂが設けられてい
る。水導入口１９ａおよび空気導入口１９ｂには、水供
給管２１および空気供給管が接続される。A plurality of discharge nozzles 18 are attached to the nozzle header 19 at intervals. Discharge nozzle 18
Is appropriately determined. In addition, the nozzle header 19 includes
A water inlet 19a and an air inlet 19b are provided. A water supply pipe 21 and an air supply pipe are connected to the water inlet 19a and the air inlet 19b.
【００４９】ノズルヘッダ１９に供給された水および空
気は、各放電ノズル１８に導かれ、放電ノズル１８内で
空気によって水がミスト化され、ミスト化された水（以
後、ミストと略称する）が噴出口２６から放電空間に空
気とともに噴射される。放電ノズル１８と第２電極１４
との間には直流電源１５から高電圧が印加され、放電ノ
ズル１８と水面との間にコロナ放電を発生させる。放電
ノズル１８から噴射されたミストは同じ極性に帯電し、
相互に反発してさらに微細に分散する。The water and the air supplied to the nozzle header 19 are guided to the respective discharge nozzles 18, the water is mist-formed by the air in the discharge nozzles 18, and the mist-formed water (hereinafter abbreviated as mist) is formed. The gas is jetted from the jet port 26 into the discharge space together with air. Discharge nozzle 18 and second electrode 14
A high voltage is applied from the DC power supply 15 to between them, and corona discharge is generated between the discharge nozzle 18 and the water surface. The mist injected from the discharge nozzle 18 is charged to the same polarity,
Repel each other and disperse further finely.
【００５０】このような放電空間１０、すなわちミスト
の存在下でコロナ放電が発生している放電空間１０にＮ
Ｏｘ、ＳＯｘおよび粉塵を含む排ガスを導入すると、前
記化１、化３および化４の反応によってＮＯ、ＳＯおよ
びＳＯ2がＮＯ2およびＳＯ3に変換され、さらにＮＯ2お
よびＳＯ3が化２および化５の反応によってミスト中に
溶解する。このように生成したＮＯ2およびＳＯ3がその
場でミスト中に溶解除去されるので、生成したＮＯ2お
よびＳＯ3が水面まで移動して水中に溶解除去される前
記排ガス浄化装置１よりも迅速にＮＯ2およびＳＯ3を溶
解除去することができる。また、ミストによってダスト
を除去することができるので、前記排ガス浄化装置１よ
りも迅速にダストを除去することができる。したがっ
て、本実施の形態の排ガス浄化装置１７は、排ガス浄化
装置１よりも効率的に排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘおよび
粉塵を除去することができる。The discharge space 10, that is, the discharge space 10 in which corona discharge is generated in the presence of mist, has N
When an exhaust gas containing Ox, SOx and dust is introduced, NO, SO and SO 2 are converted into NO 2 and SO 3 by the reaction of the above chemical formulas 1, 3 and 4, and NO 2 and SO 3 are further converted into chemical formulas 2 and 3. It dissolves in the mist by the reaction of Chemical formula 5. Since the NO 2 and SO 3 thus generated are dissolved and removed in the mist on the spot, the generated NO 2 and SO 3 move to the surface of the water and are dissolved and removed in the water more quickly than the exhaust gas purifying apparatus 1. NO 2 and SO 3 can be dissolved and removed. In addition, since dust can be removed by mist, dust can be removed more quickly than in the exhaust gas purifying apparatus 1. Therefore, the exhaust gas purifying device 17 of the present embodiment can remove NOx, SOx and dust in the exhaust gas more efficiently than the exhaust gas purifying device 1.
【００５１】図１１は、本発明の他の実施の形態である
放電ノズル２８の概略構成を示す正面図であり、図１２
は図１１に示す放電ノズル２８の取付の一例を示す正面
図である。放電ノズル２８は、水を噴射する１流体ノズ
ルであり、ノズル本体２９とシャワーリング３０とを含
む。ノズル本体２９には供給口３１と吐出口３３とが形
成されており、ノズル本体２９の内部には、供給口３１
と吐出口３３とを結ぶ水流路が形成されている。水流路
は直角に屈曲している。FIG. 11 is a front view showing a schematic structure of a discharge nozzle 28 according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a front view showing an example of mounting the discharge nozzle 28 shown in FIG. The discharge nozzle 28 is a one-fluid nozzle that injects water, and includes a nozzle body 29 and a shower ring 30. A supply port 31 and a discharge port 33 are formed in the nozzle body 29, and the supply port 31 is provided inside the nozzle body 29.
A water flow path connecting the discharge port 33 and the discharge port 33 is formed. The water channel is bent at a right angle.
【００５２】シャワーリング３０は金属製リングであ
り、ノズル本体２９の吐出口３３に取付けられている。
シャワーリング３０の基端部側（ノズル本体側）内周面
には、略円錐台状の傾斜面３４が水噴射方向下流側に向
かうにつれてシャワーリング３０の軸線３０ａから離間
するように形成されている。シャワーリング３０の遊端
部側には、水噴射方向下流側に向かうにつれて先細状に
延びる略三角形の突起３５が周方向に間隔をあけて形成
されている。シャワーリング３０は外周電極を形成す
る。シャワーリング３０の突起３５の先端は鋭く尖って
おり、コロナ放電の発生を容易にしている。ノズル本体
２９に供給された水は、水流路を経て吐出口３３に達
し、吐出口３３に取付けられているシャワーリング３０
の傾斜面３４に沿って吐出される。吐出された水は、シ
ャワーリング３０の突起３５に衝突し、ミスト化されて
充円錐台状に噴霧される。The shower ring 30 is a metal ring, and is attached to the discharge port 33 of the nozzle body 29.
On the inner peripheral surface at the base end side (nozzle body side) of the shower ring 30, a substantially frustoconical inclined surface 34 is formed so as to be separated from the axis 30 a of the shower ring 30 toward the downstream side in the water jetting direction. I have. On the free end side of the shower ring 30, there are formed substantially triangular projections 35 extending in a tapered shape toward the downstream side in the water jetting direction at intervals in the circumferential direction. The shower ring 30 forms an outer peripheral electrode. The tip of the projection 35 of the shower ring 30 is sharp and sharp, facilitating the generation of corona discharge. The water supplied to the nozzle body 29 reaches the discharge port 33 via the water flow path, and the shower ring 30 attached to the discharge port 33
Is discharged along the inclined surface 34. The discharged water collides with the projection 35 of the shower ring 30, is converted into a mist, and is sprayed in a truncated cone shape.
【００５３】放電ノズル２８は、突起３５の先端を水面
に向けて水供給管３７に間隔をあけて複数個取付けられ
ている。水供給管３７は、複数列たとえば２列放電室１
０内に配置される。水供給管３７には、ポンプ３８が接
続されており、ポンプ３８は、水タンク３９内の水を水
供給管３７を介して各放電ノズル２８に供給する。放電
ノズル２８は、放電ノズル１８のように空気によって水
をミスト化する必要がないので、構成を簡単にすること
ができる。A plurality of discharge nozzles 28 are attached to the water supply pipe 37 at intervals with the tips of the projections 35 facing the water surface. The water supply pipe 37 has a plurality of rows, for example, two rows of discharge chambers 1.
0. A pump 38 is connected to the water supply pipe 37, and the pump 38 supplies water in a water tank 39 to each discharge nozzle 28 via the water supply pipe 37. The discharge nozzle 28 does not need to mist water by air unlike the discharge nozzle 18, so that the configuration can be simplified.
【００５４】図１３は本発明の他の実施の形態である放
電ノズル４０の概略構成を示す平面図であり、図１４は
図１３の正面断面図である。放電ノズル４０は、Ｘ形ワ
ーラ４１を備えており、Ｘ形ワーラ４１によってミスト
化された水を噴出口４３から噴霧する。放電ノズル４０
の先端部は略円筒形であり、直流電圧が印加されると尖
った先端隅部４４と水面との間にコロナ放電を発生す
る。放電ノズル４０は、ヘッダ４５に複数個（本実施の
形態では７個）取付けられており、広い範囲にわたって
ミストを噴霧することができる。放電ノズルの構成は、
このような放電ノズル１８，２８，４０に限定されるも
のではなく、他の構成であってもよい。FIG. 13 is a plan view showing a schematic configuration of a discharge nozzle 40 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a front sectional view of FIG. The discharge nozzle 40 includes an X-shaped whirler 41, and sprays water mist formed by the X-shaped whirler 41 from a jet port 43. Discharge nozzle 40
Has a substantially cylindrical shape, and generates a corona discharge between the sharp corner 44 and the water surface when a DC voltage is applied. A plurality of discharge nozzles 40 (seven in this embodiment) are attached to the header 45, and can spray mist over a wide range. The configuration of the discharge nozzle
The present invention is not limited to the discharge nozzles 18, 28, and 40, and may have another configuration.
【００５５】図１５は、本発明の他の実施の形態である
排ガス浄化装置４７の概略構成を示す正面図である。排
ガス浄化装置４７は、排ガス浄化装置１に類似してお
り、対応する部分には同一の参照符号を付し説明を省略
する。注目すべきは、排ガス浄化装置４７の排ガス管路
３に水噴霧装置４８が設けられている点である。水噴霧
装置４８は、たとえば超音波ミスト発生器であり、排ガ
ス管路３を通過する排ガス中にミストを供給する。これ
によって、排ガス浄化装置４７は排ガス浄化装置１７と
同様に放電空間１０において排ガス中のＮＯ、ＳＯおよ
びＳＯ2から変換されたＮＯ2およびＳＯ3をその場でミ
スト中に溶解して除去することができる。また、ミスト
によってダストを除去することができる。したがって、
本実施の形態の排ガス浄化装置４７は排ガス浄化装置１
よりも効率的に排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘおよびダスト
を除去することができる。また排ガス浄化装置４７の第
１電極１３に代わって放電ノズル１８，２８，４０のい
ずれか１つ、または他の構成の放電ノズルを設けてもよ
い。FIG. 15 is a front view showing a schematic configuration of an exhaust gas purifying apparatus 47 according to another embodiment of the present invention. The exhaust gas purifying device 47 is similar to the exhaust gas purifying device 1, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. It should be noted that a water spray device 48 is provided in the exhaust gas line 3 of the exhaust gas purifying device 47. The water spray device 48 is, for example, an ultrasonic mist generator, and supplies mist to exhaust gas passing through the exhaust gas line 3. As a result, the exhaust gas purifying device 47 dissolves and removes NO 2 and SO 3 converted from NO, SO and SO 2 in the exhaust gas into the mist in the discharge space 10 in the same manner as the exhaust gas purifying device 17. Can be. Further, dust can be removed by mist. Therefore,
The exhaust gas purifying apparatus 47 of the present embodiment is an exhaust gas purifying apparatus 1.
It is possible to more efficiently remove NOx, SOx and dust in exhaust gas. Further, instead of the first electrode 13 of the exhaust gas purifying device 47, any one of the discharge nozzles 18, 28, and 40 or a discharge nozzle having another configuration may be provided.
【００５６】以上述べたように、排ガス浄化装置１，１
７，４７は直流電源１５から電極間に直流高電圧を印加
するように構成されているけれども、本発明の他の実施
の形態として各排ガス浄化装置１，１７，４７にパルス
電圧発生電源５０を設け、パルス電圧発生電源５０から
電極間にパルス電圧を印加し、パルスコロナ放電を発生
させるように構成してもよい。パルス電圧発生電源５０
は、図１６に示すように直流電源１５で抵抗Ｒを介して
コンデンサＣを充電し、蓄えられた電荷をコンデンサＣ
に接続された球ギャップＧ間で放電させることによって
パルス電圧を発生する。パルス電圧の波尾長は、抵抗Ｒ
１によって調整され、パルス電圧の立上がり時間はイン
ダクタンスＬによって調整される。As described above, the exhaust gas purifying devices 1, 1
7 and 47 are configured to apply a high DC voltage between the electrodes from the DC power supply 15, but as another embodiment of the present invention, a pulse voltage generation power supply 50 is provided to each of the exhaust gas purification devices 1, 17, and 47. Alternatively, a pulse voltage may be applied between the electrodes from the pulse voltage generation power supply 50 to generate a pulse corona discharge. Pulse voltage generation power supply 50
The capacitor C is charged by the DC power supply 15 via the resistor R as shown in FIG.
A pulse voltage is generated by causing a discharge between the ball gaps G connected to the pulse generator. The tail length of the pulse voltage is the resistance R
The rise time of the pulse voltage is adjusted by the inductance L.
【００５７】図１７は、パルス電圧の立上がり時間とピ
ーク電流との関係を示すグラフである。パルス電圧の立
上がり時間は、ピーク電圧の１０％〜９０％に到達する
までの所要時間を表す。図１７から、パルス電圧の立上
がり時間が短時間になるほどピーク電流値が大きくなる
こと、立上がり時間１００〜５０ｎｓに対応するピーク
電流値が大きくなること、立上がり時間１００〜５０ｎ
ｓに対応するピーク電流値は６〜１６Ａであることが判
る。前記図２に示すように、パルス電圧を印加しない直
流コロナ放電の電流値は０〜１ｍＡであるので、立上が
り時間の短い急峻パルス電圧を印加することによって大
電流値を得ることができる。これは、急峻パルス電圧を
印加することによって初期電界によって電子のみが選択
的に加速され、加速電子によるいわゆるストリーマコロ
ナ放電が発生することによるものである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between the rise time of the pulse voltage and the peak current. The rise time of the pulse voltage indicates the time required to reach 10% to 90% of the peak voltage. From FIG. 17, it can be seen that the shorter the rise time of the pulse voltage is, the larger the peak current value is, that the peak current value corresponding to the rise time of 100 to 50 ns is large, and that the rise time is 100 to 50 n
It can be seen that the peak current value corresponding to s is 6 to 16A. As shown in FIG. 2, since the current value of the DC corona discharge without application of the pulse voltage is 0 to 1 mA, a large current value can be obtained by applying a steep pulse voltage having a short rise time. This is because only the electrons are selectively accelerated by the initial electric field by applying the steep pulse voltage, and a so-called streamer corona discharge is generated by the accelerated electrons.
【００５８】このように、急峻パルスコロナ放電は放電
空間に大電流を流すことができるので、オゾンの発生量
を増加させることができ、また高エネルギー加速電子に
よってラジカル生成密度を大きくすることができ、放電
空間における脱硝反応を促進することができる。したが
って、放電時間が短いにもかかわらず、前記連続コロナ
放電とほぼ同一の脱硝効率を達成することができる。ま
た、連続コロナ放電と比べて放電時間が極めて短く、１
μｓｅｃ程度であるので、電流値が大きくても電力を少
なくすることができる。この結果、本実施の形態では、
低電力で効率的に排ガス中のＮＯｘを除去することがで
きる。As described above, the steep pulse corona discharge allows a large current to flow in the discharge space, so that the amount of ozone generated can be increased, and the radical generation density can be increased by high-energy accelerated electrons. In addition, the denitration reaction in the discharge space can be promoted. Therefore, despite the short discharge time, almost the same denitration efficiency as that of the continuous corona discharge can be achieved. Also, the discharge time is extremely short as compared with the continuous corona discharge,
Since the time is about μsec, the power can be reduced even if the current value is large. As a result, in the present embodiment,
NOx in exhaust gas can be efficiently removed with low power.
【００５９】図１８は、本発明のさらに他の実施の形態
であるコロナ放電装置５３の概略構成を示す正面図であ
る。コロナ放電装置５３は、前記排ガス浄化装置１と類
似しており、対応する部分には同一の参照符号を付し、
説明を省略する。注目すべきは、コロナ放電装置５３に
は排ガス浄化装置１の排ガス管路３が設けられていない
点である。FIG. 18 is a front view showing a schematic configuration of a corona discharge device 53 according to still another embodiment of the present invention. The corona discharge device 53 is similar to the exhaust gas purification device 1, and the corresponding portions are denoted by the same reference numerals,
Description is omitted. It should be noted that the corona discharge device 53 is not provided with the exhaust gas line 3 of the exhaust gas purification device 1.
【００６０】コロナ放電装置５３の放電特性は図２に示
す放電特性と同一であり、コロナ放電開始から火花放電
に至るまでの電圧と電流との関係を直線的にすることが
できる。したがって、電圧制御が容易であり、火花放電
の発生を確実に防止することができる。コロナ放電装置
５３は安定したコロナ放電発生装置として様々な用途に
用いることができる。The discharge characteristics of the corona discharge device 53 are the same as the discharge characteristics shown in FIG. 2, and the relationship between the voltage and the current from the start of the corona discharge to the spark discharge can be made linear. Therefore, voltage control is easy, and generation of spark discharge can be reliably prevented. The corona discharge device 53 can be used for various applications as a stable corona discharge generator.
【００６１】また直流電源１５に代って、交流電源およ
びパルス電圧発生電源５０を設けてもよく、第１電極１
３に代って、放電ノズル１８，２８，４０のいずれか１
つ、または他の構成の放電ノズルを設けてもよい。In place of the DC power supply 15, an AC power supply and a pulse voltage generation power supply 50 may be provided.
3 in place of one of the discharge nozzles 18, 28, 40
One or another configuration of discharge nozzles may be provided.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明によ
れば、排ガス中に窒素酸化物、硫黄酸化物および粉塵が
含まれる場合コロナ放電によって窒素および硫黄酸化物
中の水に溶解しにくい成分を水に溶解しやすい成分に変
換することができるので、変換成分を水に溶解させて除
去することができる。また、コロナ放電によって粉塵を
帯電させて水面に付着させることができる。したがっ
て、簡単な構成で排ガスを効率的に浄化することができ
る。As described above, according to the first aspect of the present invention, when nitrogen oxides, sulfur oxides and dust are contained in the exhaust gas, they are dissolved in water in the nitrogen and sulfur oxides by corona discharge. Since difficult components can be converted into components that are easily dissolved in water, the converted components can be dissolved in water and removed. Further, dust can be charged by corona discharge and adhere to the water surface. Therefore, the exhaust gas can be efficiently purified with a simple configuration.
【００６３】また請求項２記載の本発明によれば、第１
電極から水を噴霧することができるので、窒素および硫
黄酸化物中の水に溶解しやすい成分をその場で噴霧水中
に溶解することができる。また粉塵を噴霧水に付着させ
て除去することができる。したがって、排ガスをさらに
効率的に浄化することができる。According to the second aspect of the present invention, the first
Since water can be sprayed from the electrode, water-soluble components in nitrogen and sulfur oxides can be dissolved in the spray water on the spot. In addition, dust can be removed by adhering to spray water. Therefore, the exhaust gas can be more efficiently purified.
【００６４】また請求項３記載の本発明によれば、水噴
霧装置から噴霧水を供給することができるので、排ガス
をさらに効率的に浄化することができる。According to the third aspect of the present invention, since the spray water can be supplied from the water spray device, the exhaust gas can be more efficiently purified.
【００６５】また請求項４記載の本発明によれば、電極
間にパルス電圧が印加されるので低電力で効率的に排ガ
スを浄化することができる。According to the present invention, since a pulse voltage is applied between the electrodes, the exhaust gas can be efficiently purified with low power.
【００６６】また請求項５記載の本発明によれば、第１
電極には水面に向かうにつれて先細状に延びる部分が形
成されているので、まわりの電場をその部分に集中させ
ることができ、コロナ放電の発生を容易にすることがで
きる。According to the fifth aspect of the present invention, the first
Since the electrode has a portion that extends in a tapered shape toward the water surface, the surrounding electric field can be concentrated on that portion, and corona discharge can be easily generated.
【００６７】また請求項６記載の本発明によれば、排ガ
スには窒素酸化物、硫黄酸化物などの可溶性汚染物質お
よび粉塵のうちの少なくとも１つが含まれるので、第１
電極と水面との間のコロナ放電によって排ガスを確実に
浄化することができる。According to the sixth aspect of the present invention, the exhaust gas contains at least one of soluble pollutants such as nitrogen oxides and sulfur oxides and dust, so that the first
Exhaust gas can be reliably purified by corona discharge between the electrode and the water surface.
【００６８】また請求項７記載の本発明によれば、第１
電極と水面との間にコロナ放電が発生している状態で窒
素酸化物、硫黄酸化物などの可溶性汚染物質および粉塵
のうちの少なくとも１つを含む排ガスが供給されるの
で、排ガスを確実に浄化することができる。According to the seventh aspect of the present invention, the first
Exhaust gas containing at least one of soluble contaminants such as nitrogen oxides and sulfur oxides and dust is supplied in a state where corona discharge occurs between the electrode and the water surface, so that the exhaust gas is reliably purified. can do.
【００６９】また請求項８記載の本発明によれば、火花
放電を発生させることなく、安定したコロナ放電を発生
させることができる。According to the present invention, a stable corona discharge can be generated without generating a spark discharge.
【図１】本発明の実施の一形態である排ガス浄化装置１
の構成を簡略化して示す正面図である。FIG. 1 is an exhaust gas purification apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a simplified configuration of FIG.
【図２】水面コロナ放電における電圧と電流との関係の
一例を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an example of a relationship between voltage and current in water surface corona discharge.
【図３】第１電極１３が負極のときにおける水面コロナ
放電の電力と排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示すグラ
フである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the power of water surface corona discharge and the NOx concentration in exhaust gas when the first electrode 13 is a negative electrode.
【図４】第１電極１３が正極のときにおける水面コロナ
放電の電力と排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示すグラ
フである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the power of water surface corona discharge and the NOx concentration in exhaust gas when the first electrode 13 is a positive electrode.
【図５】第１電極１３が負極のときにおける水面コロナ
放電の電流とダスト除去率との関係を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the current of water surface corona discharge and the dust removal rate when the first electrode 13 is a negative electrode.
【図６】第１電極１３が正極のときにおける水面コロナ
放電の電流とダスト除去率との関係を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the current of water surface corona discharge and the dust removal rate when the first electrode 13 is a positive electrode.
【図７】本発明の他の実施の形態である排ガス浄化装置
１７の主要部の構成を簡略化して示す正面図である。FIG. 7 is a simplified front view showing a configuration of a main part of an exhaust gas purifying apparatus 17 according to another embodiment of the present invention.
【図８】図７に示す放電ノズル１８の概略構成を示す正
面図である。8 is a front view showing a schematic configuration of a discharge nozzle 18 shown in FIG.
【図９】図７のＩＸ−ＩＸから見た底面図である。FIG. 9 is a bottom view as viewed from IX-IX in FIG. 7;
【図１０】図７に示すノズルヘッダ１９の概略構成を示
す正面図である。FIG. 10 is a front view showing a schematic configuration of a nozzle header 19 shown in FIG.
【図１１】本発明の他の実施の形態である放電ノズル２
８の概略構成を示す正面図である。FIG. 11 is a discharge nozzle 2 according to another embodiment of the present invention.
It is a front view which shows schematic structure of FIG.
【図１２】図１１に示す放電ノズル２８の取付けの一例
を示す正面図である。12 is a front view showing an example of mounting the discharge nozzle 28 shown in FIG.
【図１３】本発明の他の実施の形態である放電ノズル４
０の概略構成を示す平面図である。FIG. 13 is a discharge nozzle 4 according to another embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a zero.
【図１４】図１３の正面断面図である。14 is a front sectional view of FIG.
【図１５】本発明の他の実施の形態である排ガス浄化装
置４７の概略構成を示す正面図である。FIG. 15 is a front view showing a schematic configuration of an exhaust gas purifying apparatus 47 according to another embodiment of the present invention.
【図１６】パルス電圧発生電源５０の概略構成を示す回
路図である。FIG. 16 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a pulse voltage generation power supply 50.
【図１７】パルス電圧の立上がり時間とピーク電流との
関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing a relationship between a rise time of a pulse voltage and a peak current.
【図１８】本発明のさらに他の実施の形態であるコロナ
放電装置５３の概略構成を示す正面図である。FIG. 18 is a front view showing a schematic configuration of a corona discharge device 53 according to still another embodiment of the present invention.
１，１７，４７ 排ガス浄化装置 ３ 排ガス管路 ４ 処理容器 ５ 排ガス導入口 ６ 整流板 ７ 絞り孔 １０ 放電空間 １１ 排ガス排出口 １３ 第１電極 １４ 第２電極 １５ 直流電源 １８，２８，４０ 放電ノズル ４８ 水噴霧装置 ５０ パルス電圧発生電源 1, 17, 47 Exhaust gas purifier 3 Exhaust gas line 4 Processing vessel 5 Exhaust gas inlet 6 Rectifier plate 7 Restrictor hole 10 Discharge space 11 Exhaust gas exhaust port 13 First electrode 14 Second electrode 15 DC power supply 18, 28, 40 Discharge nozzle 48 water spray device 50 pulse voltage generation power supply
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 53/50 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢＥ 53/56 １２５Ｋ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ １３０Ｂ 3/04 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｄ 3/08 Ｆ２３Ｊ 15/04 (72)発明者 藤井 富朗 兵庫県神戸市西区学園東町８丁目３ 神戸 市立工業高等専門学校電気工学科内 Ｆターム(参考） 3G090 AA06 3G091 AB11 AB14 AB15 BA14 BA20 BA39 CA15 CA27 DA04 HA07 HA46 3K070 DA02 DA03 DA07 DA21 DA30 DA37 4D002 AA02 AA12 BA02 BA05 BA07 BA14 CA01 DA35 EA03 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) B01D 53/50 B01D 53/34 ZABE 53/56 125K F01N 3/02 301 130B 3/04 F23J 15/00 D 3/08 F23J 15/04 (72) Inventor Tomi Fujii 8-3 Gakuen Higashicho, Nishi-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture F-term (reference) 3G090 AA06 3G091 AB11 AB14 AB15 BA14 BA20 BA39 CA15 CA27 DA04 HA07 HA46 3K070 DA02 DA03 DA07 DA21 DA30 DA37 4D002 AA02 AA12 BA02 BA05 BA07 BA14 CA01 DA35 EA03
Claims (8)
間には部分的に水が貯留され、水面よりも上方に放電空
間が形成される処理容器と、 放電空間に水面から間隔をあけて設けられる第１電極
と、 水中に設けられる第２電極と、 第１電極と第２電極との間に高電圧を印加し、第１電極
と水面との間にコロナ放電を発生させる電源とを含むこ
とを特徴とする排ガス浄化装置。An exhaust gas conduit for introducing exhaust gas, and a processing vessel connected downstream of the exhaust gas conduit, wherein water is partially stored in an internal space, and a discharge space is formed above a water surface. A processing vessel, a first electrode provided in the discharge space at an interval from the water surface, a second electrode provided in the water, and a high voltage applied between the first electrode and the second electrode, An exhaust gas purifying apparatus, comprising: a power supply for generating corona discharge between the water and the water surface.
徴とする請求項１記載の排ガス浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein water is sprayed from said first electrode.
とを特徴とする請求項１または２記載の排ガス浄化装
置。3. The exhaust gas purifying device according to claim 1, wherein a water spray device is provided in the exhaust gas line.
にパルス電圧を印加することを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の排ガス浄化装置。4. The power supply according to claim 1, wherein the power supply applies a pulse voltage between the first electrode and the second electrode.
An exhaust gas purifying apparatus according to any one of the above.
先細状に延びる部分を少なくとも有することを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化装置。5. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the first electrode has at least a portion extending in a tapered shape toward a water surface.
素酸化物、硫黄酸化物、粉塵などの可溶性汚染物質のう
ちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜
５のいずれかに記載の排ガス浄化装置。6. The exhaust gas guided to the exhaust gas line contains at least one of soluble pollutants such as nitrogen oxides, sulfur oxides and dust.
An exhaust gas purifying apparatus according to any one of claims 5 to 10.
排ガス浄化装置を準備し、 前記排ガス管路に窒素酸化物、硫黄酸化物、粉塵などの
可溶性汚染物質のうちの少なくとも１つを含む排ガスを
供給し、 第１電極と第２電極との間に高電圧を印加し、第１電極
と水面との間にコロナ放電を発生させることを特徴とす
る排ガス浄化方法。7. An exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein at least one of soluble contaminants such as nitrogen oxides, sulfur oxides and dust is provided in the exhaust gas line. An exhaust gas purifying method comprising: supplying an exhaust gas containing a gas, applying a high voltage between the first electrode and the second electrode, and generating a corona discharge between the first electrode and the water surface.
水が貯留され、水面よりも上方に放電空間が形成される
処理容器と、 放電空間に水面から間隔をあけて設けられる第１電極
と、 水中に設けられる第２電極と、 第１電極と第２電極との間に高電圧を印加し、第１電極
と水面との間にコロナ放電を発生させる電源とを含むこ
とを特徴とするコロナ放電装置。8. A processing vessel having an internal space, in which water is partially stored in the internal space and a discharge space is formed above the water surface, and a processing container provided in the discharge space at an interval from the water surface. One electrode, a second electrode provided in water, and a power supply for applying a high voltage between the first electrode and the second electrode and generating a corona discharge between the first electrode and the water surface. Characterized corona discharge device.
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|---|---|---|---|
| JP14397799A JP4100482B2 (en) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | Exhaust gas purification device, method and corona discharge device |
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