JP2016168581A - 亜酸化窒素ガス分解装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
処理ガスの入口(1)及び出口(2)を有する筒体(3)の内部を貫通する状態で棒状電極(4)を位置させるとともに、この筒体(3)の外周面を外部電極(5)で被覆し、前記棒状電極(3)の外周部と、筒体(3)の内周部とに誘電体からなる綿状充填材(6)を配置し、対向して位置している内外綿状充填材(6a)(6b)の間に活性炭(8)を充填し、棒状電極(3)と外部電極(5)とにパルス電源装置(9)からのパルス電圧を印加する。
【選択図】 図1
Description
なお、「分解」とは単にN2Oガス濃度が減少する一次分解を指し、「完全分解」とはN2Oガスはもちろん反応副生成物であるNOやNO2も消失した状態、すなわち無機化に至った状態を指すこととする。
処理ガスの入口及び出口を有する絶縁体の筒体の内部を貫通する状態で棒状電極を位置させるとともに、この筒体の外周面を外部電極で被覆し、前記棒状電極の外周部と、筒体の内周部とに誘電体からなる綿状充填材を配置し、対向して位置している内外綿状充填材の間に活性炭を充填し、棒状電極と外部電極とにパルス電源からのパルス電圧を印加することを特徴としている。
処理ガスの入口及び出口を有する筒体の内部を貫通する状態で棒状電極を位置させるとともに、この筒体の外周面を外部電極で被覆し、前記棒状電極の外周部と、筒体の内周部とに誘電体からなる綿状充填材を配置し、対向して位置している内外綿状充填材の間に活性炭を充填し、処理ガス入口より導入した亜酸化窒素ガスに対し、棒状電極と外部電極とにパルス電源装置からのパルス電圧を印加することで分解処理することを特徴としている。
この結果から、N2Oガスは、全ての温度範囲で不安定であり、窒素ガスと酸素ガスとに分解できることがわかる。また、分解率は、N2Oガスの分解反応速度と、N2Oガスの再生反応速度との兼ね合いで決まり、温度が高くなると、二酸化窒素ガス(NO2ガス)が発生する。
この結果から、N2Oガスは、全ての温度範囲で不安定であり、窒素ガスと二酸化炭素ガス(CO2ガス)とに分解できることがわかる。また分解率は、N2Oガスの分解反応速度と、N2Oガスの再生反応速度との兼ね合いで決まる。副生成物は、分解した酸素と窒素/炭素との反応速度との兼ね合いで決まり、温度が高くなると一酸化炭素ガス(COガス)が発生する。
そして、一酸化炭素ガス(COガス)の発生を1ppm 未満に抑えるには、150℃以下での処理が理想的であることもわかる。
この結果、アルミナ綿だけであると、100%分解するためには500sec程度の滞留時間がかかり、かつ、放電電圧として20kVと非常に高い電圧が必要であることがわかる。
この結果によると、充填物として活性炭+アルミナ綿を使用した場合には、短時間(60sec)で80%の分解率を得ることができた。
活性炭を誘電体として使用することでNO2ガス濃度を低くできることがわかる。放電電圧は9kVと低く抑えているが、分解率を上げるために電圧を高めると、石英製筒体(3)と活性炭の間隙あるいは、活性炭同士の間隙に局所的アークが発生し局所的に高温となることから、NOx発生抑制の観点からは、これ以上電圧を上げることは好ましくない。
さらに、活性炭の充填量や滞留時間などを最適化することにより、NO2ガスを生成させない。すなわちN2Oガスの完全分解(無機化)が可能となる。
充填物として活性炭を使用した場合、200℃の加熱でもN2Oガスは全く分解しなかったが、500℃の加熱により100%の分解が見られた。ただし、NOガスが20%以上の濃度で発生しており、熱分解では完全分解にはいたっていないことが分かる。
いくつかの充填物においては、N2Oガスをほぼ100%分解できるものの、滞留時間を十分確保しなければならないという問題がある。電極に活性炭とアルミナ綿等の綿状充填物を充填することで、短い滞留時間でも分解効率を格段に向上させることができる。
N2Oガスをプラズマ分解させると、副生成物としてNOガスおよびNO2ガスが生成されるが、充填物として活性炭を採用すると、NOxガスの生成を抑制できる。
充填物として活性炭とアルミナ綿等の綿状充填材を用いることで、放電電圧が低く抑えつつ、NOxガス濃度を極微量に抑えた上で、さらに分解率の向上も図れることがわかる。
Claims (3)
- 亜酸化窒素ガスを無害化するために亜酸化窒素ガスを分解する装置において、
処理ガスの入口(1)及び出口(2)を有する筒体(3)の内部を貫通する状態で棒状電極(4)を位置させるとともに、この筒体(3)の外周面を外部電極(5)で被覆し、前記棒状電極(3)の外周部と、筒体(3)の内周部とに誘電体からなる綿状充填材(6)を配置し、対向して位置している内外綿状充填材(6a)(6b)の間に活性炭(8)を充填し、棒状電極(3)と外部電極(5)とにパルス電源装置(9)からのパルス電圧を印加することを特徴とする亜酸化窒素ガス分解装置。 - 綿状充填材(6)がアルミナ綿である請求項1に記載の亜酸化窒素ガス分解装置。
- 亜酸化窒素ガスを無害化するために亜酸化窒素ガスを分解する方法であって、
処理ガスの入口(1)及び出口(2)を有する筒体(3)の内部を貫通する状態で棒状電極(4)を位置させるとともに、この筒体(3)の外周面を外部電極(5)で被覆し、前記棒状電極(3)の外周部と、筒体(3)の内周部とに誘電体からなる綿状充填材(6)を配置し、対向して位置している内外綿状充填材(6a)(6b)の間に活性炭(8)を充填し、処理ガス入口(1)より導入した亜酸化窒素ガスに対し、棒状電極(3)と外部電極(5)とにパルス電源装置(9)からのパルス電圧を印加することで分解処理することを特徴とする亜酸化窒素ガス分解方法。
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