JPH05220340A - 排気ガス処理装置 - Google Patents
排気ガス処理装置Info
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- JPH05220340A JPH05220340A JP4025604A JP2560492A JPH05220340A JP H05220340 A JPH05220340 A JP H05220340A JP 4025604 A JP4025604 A JP 4025604A JP 2560492 A JP2560492 A JP 2560492A JP H05220340 A JPH05220340 A JP H05220340A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 可変繰返し周波数の短パルスグロー放電を利
用することにより、脱硝率の向上を図る。 【構成】 排気ガスが流通する処理容器内に対設された
電極に高電圧パルスを印加し、この高電圧パルスの周波
数をガス流量又はガス濃度に応じて制御する。
用することにより、脱硝率の向上を図る。 【構成】 排気ガスが流通する処理容器内に対設された
電極に高電圧パルスを印加し、この高電圧パルスの周波
数をガス流量又はガス濃度に応じて制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可変繰返し周波数の短パ
ルスグロー放電を利用して、内燃機関や焼却炉等の排煙
中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する排気ガス処理装置
に関する。
ルスグロー放電を利用して、内燃機関や焼却炉等の排煙
中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する排気ガス処理装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジン，ガスエンジン及び
ガスタービンエンジン等の内燃機関においては燃焼によ
りＮＯｘが発生する。このＮＯｘ低減対策としては大き
く分けると、燃料転換，燃焼改善及び排気ガス脱硝があ
る。このうち燃料転換及び燃焼改善ではＮＯｘの低減効
果に限界があり（２０％〜５０％）、大気汚染防止法等
の規制強化に対応しにくい。
ガスタービンエンジン等の内燃機関においては燃焼によ
りＮＯｘが発生する。このＮＯｘ低減対策としては大き
く分けると、燃料転換，燃焼改善及び排気ガス脱硝があ
る。このうち燃料転換及び燃焼改善ではＮＯｘの低減効
果に限界があり（２０％〜５０％）、大気汚染防止法等
の規制強化に対応しにくい。
【０００３】前記排気ガス脱硝技術としては乾式法と湿
式法があり、現在良く使用されているのは湿式法の選択
接触還元法（以下アンモニア脱硝法と称す）である。ア
ンモニア脱硝法は排気ガス中にアンモニアを注入して下
流に設置された脱硝触媒に接触させ、次に示す還元反応
によりＮＯｘを無害な窒素と水に分解するものである。
触媒としてはＶ2Ｏ5−ＷＯ3−ＴｉＯ3系が主流である。
式法があり、現在良く使用されているのは湿式法の選択
接触還元法（以下アンモニア脱硝法と称す）である。ア
ンモニア脱硝法は排気ガス中にアンモニアを注入して下
流に設置された脱硝触媒に接触させ、次に示す還元反応
によりＮＯｘを無害な窒素と水に分解するものである。
触媒としてはＶ2Ｏ5−ＷＯ3−ＴｉＯ3系が主流である。
【０００４】４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ アンモニア脱硝法は還元剤として有害で危険なアンモニ
アを使用し、その他炭化水素、一酸化炭素を使用してい
る。またこの反応に使用する触媒としては、Ｐｔなど貴
金属系やＡｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2などに担持させた各種金属
酸化物などがあげられ、また常にアンモニアが消費さ
れ、さらにアンモニアガスによる還元触媒性能の劣化で
高価な触媒の交換等が必要となる。
アを使用し、その他炭化水素、一酸化炭素を使用してい
る。またこの反応に使用する触媒としては、Ｐｔなど貴
金属系やＡｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2などに担持させた各種金属
酸化物などがあげられ、また常にアンモニアが消費さ
れ、さらにアンモニアガスによる還元触媒性能の劣化で
高価な触媒の交換等が必要となる。
【０００５】また乾式法としては放電プラズマを利用し
た排気ガス処理装置がある。
た排気ガス処理装置がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したアンモニア脱
硝法では次に示す問題点がある。
硝法では次に示す問題点がある。
【０００７】（１）ＮＯｘを分解するために有害で危険
なアンモニアガスを使用しなくてはならない。
なアンモニアガスを使用しなくてはならない。
【０００８】（２）アンモニアガスによる還元触媒性能
が劣化するため高価な触媒の交換等を必要としてその操
作が面倒である。
が劣化するため高価な触媒の交換等を必要としてその操
作が面倒である。
【０００９】（３）従来の還元法の使用温度の範囲は３
２０〜４５０℃と制限される。即ち高温では触媒性分の
焼結が進行し、結晶の相転移により触媒性能が劣化し、
３２０℃以下ではアンモニアガスと水分がＳＯｘを含む
排気ガスと反応して酸性硫安などを生じ脱硝性能の低下
を生じる。
２０〜４５０℃と制限される。即ち高温では触媒性分の
焼結が進行し、結晶の相転移により触媒性能が劣化し、
３２０℃以下ではアンモニアガスと水分がＳＯｘを含む
排気ガスと反応して酸性硫安などを生じ脱硝性能の低下
を生じる。
【００１０】（４）脱硝率に合わせてＮＯｘ量にほぼ等
しいアンモニアガスを排気ガス中へ注入するため、アン
モニアガスボンベ、触媒等が大型となり装置全体の小型
化が困難である。
しいアンモニアガスを排気ガス中へ注入するため、アン
モニアガスボンベ、触媒等が大型となり装置全体の小型
化が困難である。
【００１１】また、乾式法である放電プラズマを利用し
た排気ガス処理装置では、プラズマ領域を大きくするこ
とが困難であり、したがって大流量処理には不向きであ
るとともに、排気ガスの流れの変動に対して放電状態
（コロナやグロー放電）を維持することが難しく、かつ
流量や濃度に対してプラズマを制御するのが難しいの
で、脱硝能力の向上が図れなかった。
た排気ガス処理装置では、プラズマ領域を大きくするこ
とが困難であり、したがって大流量処理には不向きであ
るとともに、排気ガスの流れの変動に対して放電状態
（コロナやグロー放電）を維持することが難しく、かつ
流量や濃度に対してプラズマを制御するのが難しいの
で、脱硝能力の向上が図れなかった。
【００１２】本発明は、上述の問題点に鑑み、可変繰返
し周波数の短パルスグロー放電を利用することにより、
脱硝率の向上を図ることを目的とする。
し周波数の短パルスグロー放電を利用することにより、
脱硝率の向上を図ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、排気ガスが内部を流通する処理容器と、
前記排気ガスの流通路にそれぞれ配設された流量計およ
びガスセンサと、前記処理容器内に取付けられる少なく
とも一対のプラズマ発生用電極とこの一対のプラズマ発
生用電極に高電圧パルスを印加する高電圧パルス電源
と、前記流量計の検出信号又はガスセンサの検出信号に
応じて前記高電圧パルス電源のパルス出力周波数を制御
するパルス制御部によって排気ガス処理装置を構成す
る。
成するために、排気ガスが内部を流通する処理容器と、
前記排気ガスの流通路にそれぞれ配設された流量計およ
びガスセンサと、前記処理容器内に取付けられる少なく
とも一対のプラズマ発生用電極とこの一対のプラズマ発
生用電極に高電圧パルスを印加する高電圧パルス電源
と、前記流量計の検出信号又はガスセンサの検出信号に
応じて前記高電圧パルス電源のパルス出力周波数を制御
するパルス制御部によって排気ガス処理装置を構成す
る。
【００１４】
【作用】排気ガスをプラズマ発生容器に導き、ガス流に
対して高圧パルス電源から電極に短パルス電界を印加
し、流路中に電子温度の高い非平衡プラズマを発生さ
せ、これにより排気ガスを電離もしくは解離してＮＯｘ
を除去する。パルス繰返し周波数は処理流量もしくはＮ
Ｏｘ濃度値に応じて制御する。
対して高圧パルス電源から電極に短パルス電界を印加
し、流路中に電子温度の高い非平衡プラズマを発生さ
せ、これにより排気ガスを電離もしくは解離してＮＯｘ
を除去する。パルス繰返し周波数は処理流量もしくはＮ
Ｏｘ濃度値に応じて制御する。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１〜図５を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１６】図１および図２は本発明の実施例による排
気ガス処理装置を示すもので、同図において１は処理容
器であり、この処理容器１には排気ガスを導入するため
の導入管２と処理後のガスを導出する導出管３が連結さ
れている。処理容器１の内部には放電電極４ａと４ｂが
対設されている。５は高電圧パルス電源であって、パル
ス制御部であるトリガパルスコントローラ６を内蔵して
おり、放電電極４ａと４ｂに接続されている。７はガス
流入側に設けられた流量計であって流量検出信号を電気
信号に変換し、この電気信号をパルス電源５のトリガパ
ルスコントローラ６に導く。また、８はガス流出側に設
けたガスセンサであって検出信号を電気信号に変換し、
トリガパルスコントローラ６に導く。
気ガス処理装置を示すもので、同図において１は処理容
器であり、この処理容器１には排気ガスを導入するため
の導入管２と処理後のガスを導出する導出管３が連結さ
れている。処理容器１の内部には放電電極４ａと４ｂが
対設されている。５は高電圧パルス電源であって、パル
ス制御部であるトリガパルスコントローラ６を内蔵して
おり、放電電極４ａと４ｂに接続されている。７はガス
流入側に設けられた流量計であって流量検出信号を電気
信号に変換し、この電気信号をパルス電源５のトリガパ
ルスコントローラ６に導く。また、８はガス流出側に設
けたガスセンサであって検出信号を電気信号に変換し、
トリガパルスコントローラ６に導く。
【００１７】図１と図２に示す排気ガス処理装置におい
て、ＮＯｘガスを処理容器１に導き、ガス流に対して上
下もしくは両側に短パルス（２００ｎｓ以下）高電界を
印加し、流路中に電子温度の高い非平衡プラズマを生成
し、これによりＮＯｘを電離もしくは解離して除去す
る。高電圧パルス列はトリガパルスコントローラ６で処
理流量に比例したパルス繰返し周波数を制御する。
て、ＮＯｘガスを処理容器１に導き、ガス流に対して上
下もしくは両側に短パルス（２００ｎｓ以下）高電界を
印加し、流路中に電子温度の高い非平衡プラズマを生成
し、これによりＮＯｘを電離もしくは解離して除去す
る。高電圧パルス列はトリガパルスコントローラ６で処
理流量に比例したパルス繰返し周波数を制御する。
【００１８】放電電極４ａ，４ｂの形状は、ガスの流れ
方向に沿った細長い配置とし、電極間において電界歪の
小さいものが望ましく、例えばチャン型，ロゴスキー
型、または平行平板型などである。また、パルス電源か
らのパルスの立上りは急峻（１００ｎｓ以下）であるも
のとする。繰返し周波数の制御は、流量計７の読みを電
気信号に変換して行うか、ガスセンサ８でＮＯｘ濃度の
値を電気信号に変換しその値に比例させた周波数とす
る。
方向に沿った細長い配置とし、電極間において電界歪の
小さいものが望ましく、例えばチャン型，ロゴスキー
型、または平行平板型などである。また、パルス電源か
らのパルスの立上りは急峻（１００ｎｓ以下）であるも
のとする。繰返し周波数の制御は、流量計７の読みを電
気信号に変換して行うか、ガスセンサ８でＮＯｘ濃度の
値を電気信号に変換しその値に比例させた周波数とす
る。
【００１９】すなわち、図３の処理システムに示すよう
に、ＮＯｘガスが処理容器１に導かれ、パルスプラズマ
によって処理された後に処理容器１から導出される。Ｎ
Ｏｘガスの流入に際して、流量計７によって流量値が検
出される。この検出値は電気信号に変換された後にトリ
ガパルスコントローラ６に入力される。また、処理容器
１から導出される処理ガス中のＮＯｘ濃度の値はセンサ
８によって検出され、この検出信号はトリガパルスコン
トローラ６に入力される。
に、ＮＯｘガスが処理容器１に導かれ、パルスプラズマ
によって処理された後に処理容器１から導出される。Ｎ
Ｏｘガスの流入に際して、流量計７によって流量値が検
出される。この検出値は電気信号に変換された後にトリ
ガパルスコントローラ６に入力される。また、処理容器
１から導出される処理ガス中のＮＯｘ濃度の値はセンサ
８によって検出され、この検出信号はトリガパルスコン
トローラ６に入力される。
【００２０】トリガパルスコントローラ６は、流量計７
の検出信号に応じて高電圧パルス電源５に制御信号を供
給し、流量に比例した周波数のパルス出力を発生させる
とともに、ガスセンサ８のＮＯｘ濃度に応じた周波数の
パルス出力を発生させる。ここで、パルスの繰返し周波
数は流量に比例して変化するもので、周波数は５０Ｈｚ
程度から上限は高ければ高いほど良い。また、パルス発
生用のパルス電源やトリガパルスコントローラのスイッ
チング素子は、放電制御スイッチまたは電界効果型トラ
ンジスタ等が良いが、高速スイッチングができるもので
あればその他のものでもよい。
の検出信号に応じて高電圧パルス電源５に制御信号を供
給し、流量に比例した周波数のパルス出力を発生させる
とともに、ガスセンサ８のＮＯｘ濃度に応じた周波数の
パルス出力を発生させる。ここで、パルスの繰返し周波
数は流量に比例して変化するもので、周波数は５０Ｈｚ
程度から上限は高ければ高いほど良い。また、パルス発
生用のパルス電源やトリガパルスコントローラのスイッ
チング素子は、放電制御スイッチまたは電界効果型トラ
ンジスタ等が良いが、高速スイッチングができるもので
あればその他のものでもよい。
【００２１】図１〜図３に示す実施例によれば、次のよ
うな効果が得られる。
うな効果が得られる。
【００２２】（１）急峻な立上りの短パルス高電圧を印
加することで電極間電圧が高い状態でグロー放電プラズ
マが生成でき、アーク放電よりもプラズマ領域が広くで
きる。
加することで電極間電圧が高い状態でグロー放電プラズ
マが生成でき、アーク放電よりもプラズマ領域が広くで
きる。
【００２３】（２）急峻な立上り（１００ｎｓ以下）の
グロー放電により電子温度の高いプラズマが生成でき、
処理効率が向上する。
グロー放電により電子温度の高いプラズマが生成でき、
処理効率が向上する。
【００２４】（３）パルスの繰返し周波数を処理流量に
対して変化させることでプラズマ処理容器を変更するこ
となく少流量から大流量の処理まで行える。
対して変化させることでプラズマ処理容器を変更するこ
となく少流量から大流量の処理まで行える。
【００２５】（４）さらに排気ガスのＮＯｘ濃度に応じ
て周波数を制御することで処理エネルギー効率が向上す
る。
て周波数を制御することで処理エネルギー効率が向上す
る。
【００２６】図４および図５は本発明の他の実施例によ
る排気ガス処理装置を示すもので、図１〜図３のものと
同一又は相当部分には同一符号が付されている。
る排気ガス処理装置を示すもので、図１〜図３のものと
同一又は相当部分には同一符号が付されている。
【００２７】本実施例においては、流量計７とガスセン
サ８の双方を処理容器１のガス導入側に設けたものであ
る。すなわち、導入管２に流量計７とガスセンサ８が設
けられており、これらの流量計７の検出信号とガスセン
サ８の検出信号はトリガパルスコントローラ６に入力さ
れる。
サ８の双方を処理容器１のガス導入側に設けたものであ
る。すなわち、導入管２に流量計７とガスセンサ８が設
けられており、これらの流量計７の検出信号とガスセン
サ８の検出信号はトリガパルスコントローラ６に入力さ
れる。
【００２８】図５の処理システムに示すように、流量計
７による導入ガスの流量値検出信号とガスセンサ８によ
る導入ガスのＮＯｘ濃度値検出信号がトリガパルスコン
トローラ６に入力される。トリガパルスコントローラ６
は、これらの検出信号のいずれか一方又は双方を基に高
電圧パルス電源５を制御し、放電電極４ａと４ｂ間に発
生するパルスプラズマの周波数を制御するもので、前述
の実施例のものと同様な作用，効果が得られる。
７による導入ガスの流量値検出信号とガスセンサ８によ
る導入ガスのＮＯｘ濃度値検出信号がトリガパルスコン
トローラ６に入力される。トリガパルスコントローラ６
は、これらの検出信号のいずれか一方又は双方を基に高
電圧パルス電源５を制御し、放電電極４ａと４ｂ間に発
生するパルスプラズマの周波数を制御するもので、前述
の実施例のものと同様な作用，効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、以上の如くであって、排気ガ
スをプラズマ発生容器に導き、ガス流に対して高圧パル
ス電源から電極に短パルス電界を印加し、流路中に電子
温度の高い非平衡プラズマを発生させるとともに、パル
ス繰返し周波数は処理流量もしくはＮＯｘ濃度値に応じ
て制御するものであるから、装置全体が小形にして安全
性に優れ、かつ脱硝能力に優れた排気ガス処理装置を得
ることができる。
スをプラズマ発生容器に導き、ガス流に対して高圧パル
ス電源から電極に短パルス電界を印加し、流路中に電子
温度の高い非平衡プラズマを発生させるとともに、パル
ス繰返し周波数は処理流量もしくはＮＯｘ濃度値に応じ
て制御するものであるから、装置全体が小形にして安全
性に優れ、かつ脱硝能力に優れた排気ガス処理装置を得
ることができる。
【図１】本発明の実施例による排気ガス処理装置の構成
図。
図。
【図２】図１の装置のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１の処理装置のブロック図。
【図４】本発明の他の実施例による排気ガス処理装置の
構成図。
構成図。
【図５】図４の処理システムのブロック図。
１…処理容器、２…導入管、３…導出管、４ａ，４ｂ…
放電電極、５…高電圧パルス電源、６…トリガパルスコ
ントローラ、７…流量計、８…ガスセンサ。
放電電極、５…高電圧パルス電源、６…トリガパルスコ
ントローラ、７…流量計、８…ガスセンサ。
Claims (1)
- 【請求項１】 排気ガスが内部を流通する処理容器と、
前記排気ガスの流通路にそれぞれ配設された流量計およ
びガスセンサと、前記処理容器内に取付けられる少なく
とも一対のプラズマ発生用電極とこの一対のプラズマ発
生用電極に高電圧パルスを印加する高電圧パルス電源
と、前記流量計の検出信号又はガスセンサの検出信号に
応じて前記高電圧パルス電源のパルス出力周波数を制御
するパルス制御部によって構成したことを特徴とする排
気ガス処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4025604A JPH05220340A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 排気ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4025604A JPH05220340A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 排気ガス処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05220340A true JPH05220340A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12170511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4025604A Pending JPH05220340A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 排気ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05220340A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0845287A1 (en) * | 1996-11-28 | 1998-06-03 | AEA Technology plc | Process and device for plasma gas treatment |
| FR2762524A1 (fr) * | 1997-04-25 | 1998-10-30 | Electricite De France | Procede de traitement d'effluents gazeux charges en composes polluants volatils par reaction desdits composes polluants avec un plasma hors equilibre thermodynamique, et reacteur dans lequel est mis en oeuvre ledit procede |
| WO2005000450A1 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Ngk Insulators, Ltd. | 排気ガス処理装置及び排気ガス処理方法 |
| JP2010234256A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Yamatake Corp | ガス処理装置 |
| JP2010234255A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Yamatake Corp | ガス処理装置 |
-
1992
- 1992-02-13 JP JP4025604A patent/JPH05220340A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0845287A1 (en) * | 1996-11-28 | 1998-06-03 | AEA Technology plc | Process and device for plasma gas treatment |
| FR2762524A1 (fr) * | 1997-04-25 | 1998-10-30 | Electricite De France | Procede de traitement d'effluents gazeux charges en composes polluants volatils par reaction desdits composes polluants avec un plasma hors equilibre thermodynamique, et reacteur dans lequel est mis en oeuvre ledit procede |
| WO2005000450A1 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Ngk Insulators, Ltd. | 排気ガス処理装置及び排気ガス処理方法 |
| US7700051B2 (en) | 2003-06-27 | 2010-04-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Apparatus and method of treating exhaust gas |
| JP2010234256A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Yamatake Corp | ガス処理装置 |
| JP2010234255A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Yamatake Corp | ガス処理装置 |
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