JPH05137946A - 排ガス処理装置 - Google Patents
排ガス処理装置Info
- Publication number
- JPH05137946A JPH05137946A JP3330056A JP33005691A JPH05137946A JP H05137946 A JPH05137946 A JP H05137946A JP 3330056 A JP3330056 A JP 3330056A JP 33005691 A JP33005691 A JP 33005691A JP H05137946 A JPH05137946 A JP H05137946A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- irradiating
- electron beam
- photoelectrons
- energy
- Prior art date
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- Pending
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- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高エネルギーの電子線を必要とすることな
く、必要最小限のエネルギーの電子線を照射することに
より、排ガスを処理できる小型軽量の排ガス処理装置を
提供すること。 【構成】 排ガスに電子線照射装置から電子線を照射
し、該排ガス中の有害成分を反応させ、無害成分として
除去する排ガス処理装置において、電子線照射装置が、
短波長の電磁波(紫外線光源15)を排ガスが流れる排ガス
ダクト11中に配置した物質(光電子放出板18)に照射し、
該物質から放出される光電子17を直接排ガスに照射する
装置である。
く、必要最小限のエネルギーの電子線を照射することに
より、排ガスを処理できる小型軽量の排ガス処理装置を
提供すること。 【構成】 排ガスに電子線照射装置から電子線を照射
し、該排ガス中の有害成分を反応させ、無害成分として
除去する排ガス処理装置において、電子線照射装置が、
短波長の電磁波(紫外線光源15)を排ガスが流れる排ガス
ダクト11中に配置した物質(光電子放出板18)に照射し、
該物質から放出される光電子17を直接排ガスに照射する
装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子線を照射して排ガス
を処理する排ガス処理装置に関するものである。
を処理する排ガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】図３は従来のこの種の排ガス処理装置の概
略構成を示す図である。図３において、３０は電子線照
射装置であり、該電子線照射装置は加速管３３及び電子
走査部３４を有し、高圧用ケーブル３２を通して直流高
圧電源３１から直流高電圧が供給されている。電子走査
部３４から放射される電子線３６は、走査管３５を通
り、さらにウィンドウ３７を通って排ガスダクト３８を
通る排ガスＢ中に照射される。
略構成を示す図である。図３において、３０は電子線照
射装置であり、該電子線照射装置は加速管３３及び電子
走査部３４を有し、高圧用ケーブル３２を通して直流高
圧電源３１から直流高電圧が供給されている。電子走査
部３４から放射される電子線３６は、走査管３５を通
り、さらにウィンドウ３７を通って排ガスダクト３８を
通る排ガスＢ中に照射される。
【０００３】電子線３６の照射により、排ガス中のＣ
Ｏ，Ｎ2，０2，Ｈ2等が活性種となり後述するように、
排ガス中の有害成分であるＳＯXやＮＯX等と反応し、さ
らに添加物と反応し副生物を生成し無害成分となり、排
ガスは大気中に放出される。
Ｏ，Ｎ2，０2，Ｈ2等が活性種となり後述するように、
排ガス中の有害成分であるＳＯXやＮＯX等と反応し、さ
らに添加物と反応し副生物を生成し無害成分となり、排
ガスは大気中に放出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電子線を利
用した排ガス処理装置においては、理論上では１つの反
応が起こるために必要な電子のエネルギーは約１０ｅＶ
であるのに対して、電子線照射装置３０は真空中で数百
Ｋｅｖまで電子を加速している。このように電子を高エ
ネルギーになるまで加速する理由は、例えばウィンドウ
３７において５０ミクロンのＴｉ膜を透過するために
は、約１００ＫｅＶのエネルギーを電子が持っていなけ
ればならないこと、大口径の排ガスダクト３８を電子が
通過するためには大きなエネルギーが必要（２００Ｋｅ
Ｖの電子は１ｍの空気中を透過する。）なことに起因す
る。このため電子線照射装置が大がかりとなり、反応に
寄与しないエネルギー損失が多く、さらに高電圧を印加
するためＸ線等の放射をするのでこの遮蔽等の対策が必
要になり、例えば自動車の排ガス処理に利用することが
不可能であった。
用した排ガス処理装置においては、理論上では１つの反
応が起こるために必要な電子のエネルギーは約１０ｅＶ
であるのに対して、電子線照射装置３０は真空中で数百
Ｋｅｖまで電子を加速している。このように電子を高エ
ネルギーになるまで加速する理由は、例えばウィンドウ
３７において５０ミクロンのＴｉ膜を透過するために
は、約１００ＫｅＶのエネルギーを電子が持っていなけ
ればならないこと、大口径の排ガスダクト３８を電子が
通過するためには大きなエネルギーが必要（２００Ｋｅ
Ｖの電子は１ｍの空気中を透過する。）なことに起因す
る。このため電子線照射装置が大がかりとなり、反応に
寄与しないエネルギー損失が多く、さらに高電圧を印加
するためＸ線等の放射をするのでこの遮蔽等の対策が必
要になり、例えば自動車の排ガス処理に利用することが
不可能であった。
【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、高エネルギーの電子線を必要とすることなく、必要
最小限のエネルギーの電子線を照射することにより、排
ガスを処理できる小型軽量の排ガス処理装置を提供する
ことを目的とする。
で、高エネルギーの電子線を必要とすることなく、必要
最小限のエネルギーの電子線を照射することにより、排
ガスを処理できる小型軽量の排ガス処理装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、排ガスに電子線照射装置から電子線を照射
し、該排ガス中の有害成分を反応させ、無害成分として
除去する排ガス処理装置において、電子線照射装置が、
短波長の電磁波を排ガスが流れる排ガスダクト中に配置
した物質に照射し、該物質から放出される光電子を直接
排ガスに照射する装置であることを特徴とする。
め本発明は、排ガスに電子線照射装置から電子線を照射
し、該排ガス中の有害成分を反応させ、無害成分として
除去する排ガス処理装置において、電子線照射装置が、
短波長の電磁波を排ガスが流れる排ガスダクト中に配置
した物質に照射し、該物質から放出される光電子を直接
排ガスに照射する装置であることを特徴とする。
【０００７】
【作用】排ガス処理装置を上記のように構成することに
より、排ガスダクト中に配置した物質に電磁波を照射す
ることによって放射される光電子を直接排ガスに照射す
るので、エネルギー損失が殆ど無く排ガスに電子線を照
射できるので、従来のように高電圧の直流電源を必要と
することなく、電子線照射装置を小型に構成できる。例
えばディーゼルエンジン車等に搭載することが可能な排
ガス処理装置とすることができる。
より、排ガスダクト中に配置した物質に電磁波を照射す
ることによって放射される光電子を直接排ガスに照射す
るので、エネルギー損失が殆ど無く排ガスに電子線を照
射できるので、従来のように高電圧の直流電源を必要と
することなく、電子線照射装置を小型に構成できる。例
えばディーゼルエンジン車等に搭載することが可能な排
ガス処理装置とすることができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の第１実施例である排ガス処理装置の
概略構成を示す図である。同図において、１１は排ガス
Ｂが流れる排ガスダクトであり、１２は前記排ガスダク
ト１１の壁面に設けられた陽極であり、直流電源１４か
ら所定の直流電圧が印加されている。１５は紫外線を放
射する紫外線光源であり、１８は光電子放出板である。
前記紫外線光源１５から放出される紫外線１７が光電子
放出板１８に照射されると、該光電子放出板１８から光
電子１６が放射される。該光電子１６は陽極１２の陽電
圧に引かれて排ガスＢに照射される。
る。図１は本発明の第１実施例である排ガス処理装置の
概略構成を示す図である。同図において、１１は排ガス
Ｂが流れる排ガスダクトであり、１２は前記排ガスダク
ト１１の壁面に設けられた陽極であり、直流電源１４か
ら所定の直流電圧が印加されている。１５は紫外線を放
射する紫外線光源であり、１８は光電子放出板である。
前記紫外線光源１５から放出される紫外線１７が光電子
放出板１８に照射されると、該光電子放出板１８から光
電子１６が放射される。該光電子１６は陽極１２の陽電
圧に引かれて排ガスＢに照射される。
【０００９】上記構成の排ガス処理装置において、紫外
線光源１５から放射される紫外線１７（振動数をνとす
る）が、光電子放出板１８に当たり、光電子１６が放射
される。この光電子のエネルギーは光電効果の式で仕事
関数をφとして １／２ｍｅｖ2＝ｈν−φ 但し、ｍｅ：電子の静止質量 ｈ：プランク定数 となり、速度ｖでこの光電子１６が放出される。
線光源１５から放射される紫外線１７（振動数をνとす
る）が、光電子放出板１８に当たり、光電子１６が放射
される。この光電子のエネルギーは光電効果の式で仕事
関数をφとして １／２ｍｅｖ2＝ｈν−φ 但し、ｍｅ：電子の静止質量 ｈ：プランク定数 となり、速度ｖでこの光電子１６が放出される。
【００１０】上記光電子１６は１／２ｍｅＶ2のエネル
ギーを持っている。放出されたままの電子では、排ガス
ダクト１１内に全体に行き渡らないと考えられるので、
陽電極１２に直流電源１４から印加して光電子１６を引
き寄せる。陽電極１２に電子が到達する迄に光電子１６
は排ガスの分子と衝突し、反応を起こす。この反応の確
率を高めるために陽電極１２の位置を光電子放出板１８
より排ガスの流れる下流に設置することも考えられる。
ギーを持っている。放出されたままの電子では、排ガス
ダクト１１内に全体に行き渡らないと考えられるので、
陽電極１２に直流電源１４から印加して光電子１６を引
き寄せる。陽電極１２に電子が到達する迄に光電子１６
は排ガスの分子と衝突し、反応を起こす。この反応の確
率を高めるために陽電極１２の位置を光電子放出板１８
より排ガスの流れる下流に設置することも考えられる。
【００１１】排ガス中に光電子を放射することにより、
排ガス中のＮ2，Ｏ2，ＨＯ2が活性種ＯＨ，Ｏ，ＨＯ2と
なる。この生成された活性種が排ガス中のＳＯ2と反応
して硫酸となる。即ち、 ＳＯ2＋２ＯＨ→Ｈ2ＳＯ4 ＳＯ2＋Ｏ→ＳＯ3＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＳＯ4 となり、このようにして生成された硫酸が添加されたＮ
Ｈ3と反応塩（副生物）をつくり、排ガスは処理され
る。即ち、 Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏ＋ＮＨ3→（ＮＨ4）2ＳＯ4（硫安） となる。
排ガス中のＮ2，Ｏ2，ＨＯ2が活性種ＯＨ，Ｏ，ＨＯ2と
なる。この生成された活性種が排ガス中のＳＯ2と反応
して硫酸となる。即ち、 ＳＯ2＋２ＯＨ→Ｈ2ＳＯ4 ＳＯ2＋Ｏ→ＳＯ3＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2ＳＯ4 となり、このようにして生成された硫酸が添加されたＮ
Ｈ3と反応塩（副生物）をつくり、排ガスは処理され
る。即ち、 Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏ＋ＮＨ3→（ＮＨ4）2ＳＯ4（硫安） となる。
【００１２】また、排ガス中に光電子を放射することに
より、排ガス中の成分ＣＯ，ＨＣ，Ｎ2，Ｏ2，Ｈ2Ｏが
ＯＨ，Ｏ，ＨＯ2，Ｎ2，Ｈ，ＨＣ，ＣＯとなり、該活性
種Ｎ2，ＨＣ，ＣＯが排ガス中のＮＯと反応し、 ＮＯ＋２Ｈ→１／２Ｎ2＋Ｈ2Ｏ ＮＯ＋２Ｈ＋ＨＣ→１／２Ｎ2＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ ＮＯ＋２Ｈ＋ＣＯ→１／２Ｎ2＋ＣＯ2 となる。
より、排ガス中の成分ＣＯ，ＨＣ，Ｎ2，Ｏ2，Ｈ2Ｏが
ＯＨ，Ｏ，ＨＯ2，Ｎ2，Ｈ，ＨＣ，ＣＯとなり、該活性
種Ｎ2，ＨＣ，ＣＯが排ガス中のＮＯと反応し、 ＮＯ＋２Ｈ→１／２Ｎ2＋Ｈ2Ｏ ＮＯ＋２Ｈ＋ＨＣ→１／２Ｎ2＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ ＮＯ＋２Ｈ＋ＣＯ→１／２Ｎ2＋ＣＯ2 となる。
【００１３】図２は本発明の第２実施例である排ガス処
理装置の概略構成を示す図である。図２は自動車等の小
容量の排ガスを処理する排ガス処理装置の概略構成で、
排気ガスダクト２１の内部に円周方向に紫外線ランプ２
５が配置されて、該紫外線ランプの外周には紫外線の放
射により、光電子２６を放出する光電子放出板２８が配
置され、さらに排ガスダクト２１の中心部には紫外線ラ
ンプ２５の中心部を貫通して、陽電極２２が配置され
る。陽電極２２には直流電源２４から正電圧が印加され
る。
理装置の概略構成を示す図である。図２は自動車等の小
容量の排ガスを処理する排ガス処理装置の概略構成で、
排気ガスダクト２１の内部に円周方向に紫外線ランプ２
５が配置されて、該紫外線ランプの外周には紫外線の放
射により、光電子２６を放出する光電子放出板２８が配
置され、さらに排ガスダクト２１の中心部には紫外線ラ
ンプ２５の中心部を貫通して、陽電極２２が配置され
る。陽電極２２には直流電源２４から正電圧が印加され
る。
【００１４】図２の排ガス処理装置において、紫外線ラ
ンプ２５から放射される紫外線が光電子放出板２８か
ら、光電子２６が放出される。この光電子２６が陽極２
２の方向へ引かれる。その際に排ガス中のＳＯX，ＮＯX
と反応し、上記のような処理が行われる。
ンプ２５から放射される紫外線が光電子放出板２８か
ら、光電子２６が放出される。この光電子２６が陽極２
２の方向へ引かれる。その際に排ガス中のＳＯX，ＮＯX
と反応し、上記のような処理が行われる。
【００１５】図１及び図２の排ガス処理装置において、
ここで電子の排気ガス中の飛行をコントロールすること
は、陽極２２の電圧を変えるか、紫外線光源１５又は紫
外線ランプ２５からの紫外線の波長を変えること、或る
いはこれらの組合せによって行う。ちなみに、波長１０
０mmの紫外線を与え、仕事関数が５ｅＶの場合、１０ｅ
Ｖのエネルギー電子線を得るためには、たかだか３〜４
Ｖの電圧を与えればよいのでエネルギーの節約が可能と
なる。
ここで電子の排気ガス中の飛行をコントロールすること
は、陽極２２の電圧を変えるか、紫外線光源１５又は紫
外線ランプ２５からの紫外線の波長を変えること、或る
いはこれらの組合せによって行う。ちなみに、波長１０
０mmの紫外線を与え、仕事関数が５ｅＶの場合、１０ｅ
Ｖのエネルギー電子線を得るためには、たかだか３〜４
Ｖの電圧を与えればよいのでエネルギーの節約が可能と
なる。
【００１６】光電子放出板１８，２８の材料としては、
例えば銅と亜鉛の合金板に金を蒸着したもの等を用い
る。また、光電子放出板に照射する光線として上記実施
例では、紫外線を例に説明したが、光電子を放射する短
波長の電磁であれば紫外線に限定されるものではない。
例えば銅と亜鉛の合金板に金を蒸着したもの等を用い
る。また、光電子放出板に照射する光線として上記実施
例では、紫外線を例に説明したが、光電子を放射する短
波長の電磁であれば紫外線に限定されるものではない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子線源を従来のように真空側に設けるのではなく、排気
ガス中に配置することにより、電子エネルギーを排ガス
中の素子の反応に必要な分だけ与えるだけでよいから、
電子を高速に加速かるための高電圧を必要とすることな
く、排ガス処理装置が小型にできると共に、排ガス処理
のためのランニングコストは著しく少なくて済むという
優れた効果が得られる。
子線源を従来のように真空側に設けるのではなく、排気
ガス中に配置することにより、電子エネルギーを排ガス
中の素子の反応に必要な分だけ与えるだけでよいから、
電子を高速に加速かるための高電圧を必要とすることな
く、排ガス処理装置が小型にできると共に、排ガス処理
のためのランニングコストは著しく少なくて済むという
優れた効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例である排ガス処理装置の概
略構成を示す図である。
略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例である排ガス処理装置の概
略構成を示す図である。
略構成を示す図である。
【図３】従来のこの種の排ガス処理装置の概略構成を示
す図である。
す図である。
１１ 排ガスダクト １２ 陽極 １４ 直流電源 １５ 紫外線光源 １６ 光電子 １７ 紫外線 １８ 光電子放出板 ２１ 排気ガス ２２ 陽極 ２４ 直流電源 ２５ 紫外線ランプ ２６ 紫外線 ２８ 光電子放出板
Claims (1)
- 【請求項１】 排ガスに電子線照射装置から電子線を照
射し、該排ガス中の有害成分を反応させ、無害成分とし
て除去する排ガス処理装置において、 前記電子線照射装置が、短波長の電磁波を排ガスが流れ
る排ガスダクト中に配置した物質に照射し、該物質から
放出される光電子を直接排ガスに照射する装置であるこ
とを特徴とする排ガス処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3330056A JPH05137946A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 排ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3330056A JPH05137946A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 排ガス処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05137946A true JPH05137946A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=18228291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3330056A Pending JPH05137946A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 排ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05137946A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7898160B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-03-01 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Method and apparatus for modifying object with electrons generated from cold cathode electron emitter |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP3330056A patent/JPH05137946A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7898160B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-03-01 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Method and apparatus for modifying object with electrons generated from cold cathode electron emitter |
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