JPH07155539A - 排ガス処理装置 - Google Patents
排ガス処理装置Info
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- JPH07155539A JPH07155539A JP5308123A JP30812393A JPH07155539A JP H07155539 A JPH07155539 A JP H07155539A JP 5308123 A JP5308123 A JP 5308123A JP 30812393 A JP30812393 A JP 30812393A JP H07155539 A JPH07155539 A JP H07155539A
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- gas
- discharger
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 N2ガスを供給する装置を備え、この装置か
ら供給されるN2ガスから放電プラズマによりNラジカ
ルを生成し、このNラジカルを含むガスを排ガス中に導
入することでNOxを分解除去する排ガス処理装置につ
いて、従来の技術に比べてNOxの分解除去効率を高め
る。 【構成】 N2ラジカルを生成する放電器は予備電離型
パルスグロー放電器であり、処理対象の排ガスが流通す
る排ガス流路に設けられている。この放電器の主電極1
8には複数のN2ガス供給口20が形成され、N2ガス供
給器9より供給されるN2ガス23を放電場21に放出
する。排ガスの流れは主電極18の長手方向である。
ら供給されるN2ガスから放電プラズマによりNラジカ
ルを生成し、このNラジカルを含むガスを排ガス中に導
入することでNOxを分解除去する排ガス処理装置につ
いて、従来の技術に比べてNOxの分解除去効率を高め
る。 【構成】 N2ラジカルを生成する放電器は予備電離型
パルスグロー放電器であり、処理対象の排ガスが流通す
る排ガス流路に設けられている。この放電器の主電極1
8には複数のN2ガス供給口20が形成され、N2ガス供
給器9より供給されるN2ガス23を放電場21に放出
する。排ガスの流れは主電極18の長手方向である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発電プラント用ボイ
ラ、ディーゼルエンジン、ガスタービン、各種の燃焼
炉、自動車など各種燃焼機関から排出される排ガス中の
窒素酸化物NOxを、N2供給器から供給するN2ガスを
もとに放電プラズマによって生成したNラジカル(活性
窒素原子)により分解して無害化する排ガス処理装置に
関する。
ラ、ディーゼルエンジン、ガスタービン、各種の燃焼
炉、自動車など各種燃焼機関から排出される排ガス中の
窒素酸化物NOxを、N2供給器から供給するN2ガスを
もとに放電プラズマによって生成したNラジカル(活性
窒素原子)により分解して無害化する排ガス処理装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の放電プラズマによる排ガス処理技
術においては、放電器に直接排ガスを導入して放電を行
なっていた。しかしながら、この技術においては被処理
排ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがNOxの減少に影響
を与え、NOx除去率を十分に高めることができない。
術においては、放電器に直接排ガスを導入して放電を行
なっていた。しかしながら、この技術においては被処理
排ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがNOxの減少に影響
を与え、NOx除去率を十分に高めることができない。
【0003】そこで、直接NOx分解に関わるN2ガス
を供給する装置を備え、この装置から供給されるN2ガ
スから放電プラズマによりNラジカルを生成し、このN
ラジカルを含むガスを排ガス中に導入することでNOx
を分解除去するという従来とは異なる技術が開発されて
いる(日本機械学会論文集(B版)58巻552号(1
992−8)、第2584頁〜第2594頁、論文N
o.92−0248「窒素プラズマによる燃焼排ガス中
の窒素酸化物除去に関する研究」及び日本機械学会(N
o.930−39)環境工学総合シンポジウム’93講
演論文集、第242頁〜第245頁、「コロナ放電によ
る燃焼排ガスの浄化に関する研究」参照)。
を供給する装置を備え、この装置から供給されるN2ガ
スから放電プラズマによりNラジカルを生成し、このN
ラジカルを含むガスを排ガス中に導入することでNOx
を分解除去するという従来とは異なる技術が開発されて
いる(日本機械学会論文集(B版)58巻552号(1
992−8)、第2584頁〜第2594頁、論文N
o.92−0248「窒素プラズマによる燃焼排ガス中
の窒素酸化物除去に関する研究」及び日本機械学会(N
o.930−39)環境工学総合シンポジウム’93講
演論文集、第242頁〜第245頁、「コロナ放電によ
る燃焼排ガスの浄化に関する研究」参照)。
【0004】Nラジカル生成のために放電プラズマを発
生する手段としては、アーク放電を用いる場合と、コロ
ナ放電を用いる場合とがある。アーク放電を用いる場合
は、100%N2ガス中で放電電極間にアークプラズマ
を発生させてNラジカルを生成し、このNラジカルを多
量に含む高温のN2プラズマジェットを排ガス中に導入
してNOxの分解を行なう。コロナ放電を用いる場合
は、アーク放電による場合より低電力でN2プラズマを
形成し、これにより生成されたNラジカルを含むほぼ常
温に近い温度のガスを排ガス中に導入してNOxの分解
を行なう。何れの場合も、NOxの分解反応は下記の
(1)〜(3)式で示す拡大ゼルドビッチ反応による。
なお、以下の式でN*はNラジカルを意味する。
生する手段としては、アーク放電を用いる場合と、コロ
ナ放電を用いる場合とがある。アーク放電を用いる場合
は、100%N2ガス中で放電電極間にアークプラズマ
を発生させてNラジカルを生成し、このNラジカルを多
量に含む高温のN2プラズマジェットを排ガス中に導入
してNOxの分解を行なう。コロナ放電を用いる場合
は、アーク放電による場合より低電力でN2プラズマを
形成し、これにより生成されたNラジカルを含むほぼ常
温に近い温度のガスを排ガス中に導入してNOxの分解
を行なう。何れの場合も、NOxの分解反応は下記の
(1)〜(3)式で示す拡大ゼルドビッチ反応による。
なお、以下の式でN*はNラジカルを意味する。
【0005】 N*+NO ⇔ N2+O ………………(1) N*+O2 ⇔ NO+O ………………(2) N*+OH ⇔ NO+H ………………(3) このような従来の技術においては、何れもNラジカル生
成のための放電プラズマ発生部と、このNラジカルによ
る上記の反応によりNOxを分解する反応部とが分離さ
れており、放電プラズマ発生部で生成したNラジカルを
含むガスを反応部に導入する構成としている。
成のための放電プラズマ発生部と、このNラジカルによ
る上記の反応によりNOxを分解する反応部とが分離さ
れており、放電プラズマ発生部で生成したNラジカルを
含むガスを反応部に導入する構成としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術においては、以下のような問題がある。
術においては、以下のような問題がある。
【0007】(1)コロナ放電による場合は、低電力で
排ガス処理が行なえて経済的であり、低温プラズマを発
生させるため、以下の(4)式による反応によるNO生
成反応を引き起こしにくいという利点はあるものの、基
本的に部分放電であり、よって、電子密度、電子エネル
ギともあまり大きいとはいえず、Nラジカルの生成量は
十分に大きくはなく、このため、排ガス中のNOxの分
解除去効率を十分に高めることができない。
排ガス処理が行なえて経済的であり、低温プラズマを発
生させるため、以下の(4)式による反応によるNO生
成反応を引き起こしにくいという利点はあるものの、基
本的に部分放電であり、よって、電子密度、電子エネル
ギともあまり大きいとはいえず、Nラジカルの生成量は
十分に大きくはなく、このため、排ガス中のNOxの分
解除去効率を十分に高めることができない。
【0008】 N2+O2 → 2NO ………………(4) また、従来の技術では、放電プラズマ発生部と反応部と
が分離し、放電プラズマ発生部で生成したNラジカルを
含むガスを反応部に導入する構成としているため、Nラ
ジカルが排ガス中に導入されるまでの間にNラジカル自
体の活性度が失われ、この点においても排ガス中のNO
xの分解除去効率を十分に高めることができない。
が分離し、放電プラズマ発生部で生成したNラジカルを
含むガスを反応部に導入する構成としているため、Nラ
ジカルが排ガス中に導入されるまでの間にNラジカル自
体の活性度が失われ、この点においても排ガス中のNO
xの分解除去効率を十分に高めることができない。
【0009】(2)アーク放電による場合は、高速のN
2プラズマジェットが形成されるため、コロナ放電の場
合のようにNラジカルの活性度が失われる要素は比較的
少ないが、放電により形成するプラズマが高温であるた
め、排ガス中において、上記の(4)式の反応を生じて
NOが生成されてしまい、NOx除去効率が悪いという
欠点がある。
2プラズマジェットが形成されるため、コロナ放電の場
合のようにNラジカルの活性度が失われる要素は比較的
少ないが、放電により形成するプラズマが高温であるた
め、排ガス中において、上記の(4)式の反応を生じて
NOが生成されてしまい、NOx除去効率が悪いという
欠点がある。
【0010】本発明は、N2ガスを供給する装置を備
え、この装置から供給されるN2ガスから放電プラズマ
によりNラジカルを生成し、このNラジカルを含むガス
を排ガス中に導入することでNOxを分解除去する排ガ
ス処理装置について、これらの課題を解決し、従来の技
術に比べてNOxの分解除去効率の高い排ガス処理装置
を提供することを目的とする。
え、この装置から供給されるN2ガスから放電プラズマ
によりNラジカルを生成し、このNラジカルを含むガス
を排ガス中に導入することでNOxを分解除去する排ガ
ス処理装置について、これらの課題を解決し、従来の技
術に比べてNOxの分解除去効率の高い排ガス処理装置
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、放電する一対の電極を有する放電器を備
え、この放電により発生する放電プラズマでN2ガス供
給器より供給するN2ガスからNラジカルを生成し、こ
のNラジカルで排ガス中のNOxを分解処理する排ガス
処理装置において、前記放電器は予備電離型パルスグロ
ー放電器であり、前記電極はこのパルスグロー放電器の
主電極であることを特徴とする排ガス処理装置である。
の本発明は、放電する一対の電極を有する放電器を備
え、この放電により発生する放電プラズマでN2ガス供
給器より供給するN2ガスからNラジカルを生成し、こ
のNラジカルで排ガス中のNOxを分解処理する排ガス
処理装置において、前記放電器は予備電離型パルスグロ
ー放電器であり、前記電極はこのパルスグロー放電器の
主電極であることを特徴とする排ガス処理装置である。
【0012】また、放電する一対の電極を有する放電器
を備え、この放電により発生する放電プラズマでN2ガ
ス供給器より供給するN2ガスからNラジカルを生成
し、このNラジカルを排ガスの流路に導入し、この排ガ
ス中のNOxを分解処理する排ガス処理装置において、
前記放電器は予備電離型パルスグロー放電器であり、前
記電極はこのパルスグロー放電器の主電極であることを
特徴とする排ガス処理装置も本発明とする。
を備え、この放電により発生する放電プラズマでN2ガ
ス供給器より供給するN2ガスからNラジカルを生成
し、このNラジカルを排ガスの流路に導入し、この排ガ
ス中のNOxを分解処理する排ガス処理装置において、
前記放電器は予備電離型パルスグロー放電器であり、前
記電極はこのパルスグロー放電器の主電極であることを
特徴とする排ガス処理装置も本発明とする。
【0013】前記主電極は前記排ガスの流路内に設けら
れ、この主電極の少なくとも一方にはこの主電極間の放
電場に前記N2ガスを供給するN2ガス供給口を備えてい
ることを特徴とする前記排ガス処理装置も本発明とす
る。
れ、この主電極の少なくとも一方にはこの主電極間の放
電場に前記N2ガスを供給するN2ガス供給口を備えてい
ることを特徴とする前記排ガス処理装置も本発明とす
る。
【0014】前記排ガスの流れは前記主電極の長手方向
であることを特徴とする、前記排ガスの流路を備えた前
記の何れかの排ガス処理装置も本発明とする。
であることを特徴とする、前記排ガスの流路を備えた前
記の何れかの排ガス処理装置も本発明とする。
【0015】
【作用】予備電離型パルスグロー放電器は、予備電離用
電極によるコロナ放電又はスパーク放電と主電極による
パルスグロー放電とを行なう放電器で、予備電離用電極
による放電で放電場に電子を供給し、引き続きこの電子
を核として主電極でパルスグロー放電を発生させて高電
子密度のプラズマを形成する。しかも、このパルスグロ
ー放電は放電時間(パルス幅)数10nsの極短時間放
電を可能として、注入エネルギは軽い電子の加速に大半
が用いられ、生成した高エネルギ電子は、N2ガス成分
の励起を有効に行ない、従来のコロナ放電を用いる場合
に比べN2ガスからのNラジカル生成効率が向上する。
電極によるコロナ放電又はスパーク放電と主電極による
パルスグロー放電とを行なう放電器で、予備電離用電極
による放電で放電場に電子を供給し、引き続きこの電子
を核として主電極でパルスグロー放電を発生させて高電
子密度のプラズマを形成する。しかも、このパルスグロ
ー放電は放電時間(パルス幅)数10nsの極短時間放
電を可能として、注入エネルギは軽い電子の加速に大半
が用いられ、生成した高エネルギ電子は、N2ガス成分
の励起を有効に行ない、従来のコロナ放電を用いる場合
に比べN2ガスからのNラジカル生成効率が向上する。
【0016】また、放電時間(パルス幅)数10nsの
極短時間放電は、Nラジカル生成に寄与する電子温度の
みが高く、イオン、ガス分子温度の低い熱的非平衡プラ
ズマの生成が可能であり、よって、Nラジカルを含むガ
スの温度は低温を維持することができ、上述の(4)式
によるNOの生成は生じにくく、従来のアーク放電を用
いる場合に比べ、N2ガスからのNラジカル生成効率が
向上する。
極短時間放電は、Nラジカル生成に寄与する電子温度の
みが高く、イオン、ガス分子温度の低い熱的非平衡プラ
ズマの生成が可能であり、よって、Nラジカルを含むガ
スの温度は低温を維持することができ、上述の(4)式
によるNOの生成は生じにくく、従来のアーク放電を用
いる場合に比べ、N2ガスからのNラジカル生成効率が
向上する。
【0017】したがって、予備電離型パルスグロー放電
器を用いた本発明の排ガス処理装置によれば、従来のア
ーク放電、コロナ放電を用いる技術に比べてNOxの分
解除去効率の高い排ガス処理装置を提供することができ
る。
器を用いた本発明の排ガス処理装置によれば、従来のア
ーク放電、コロナ放電を用いる技術に比べてNOxの分
解除去効率の高い排ガス処理装置を提供することができ
る。
【0018】N2ガス供給口を備えた本発明の排ガス処
理装置の場合は主電極側から放電場にN2ガスが供給さ
れ、このN2ガスからNラジカルが生成されて、このN
ラジカルを含むガスが次々と生成されては電場の周囲に
拡散していき、排ガスの流路を流れる排ガスに混入して
NOxの分解除去が行なわれる。このように、本発明に
よれば、従来のように放電プラズマ発生部と反応部とが
分離し、放電プラズマ発生部で生成したNラジカルを含
むガスを反応部に導入する構成とはせず、N2ガス供給
口を主電極に設け、パルスグロー放電により生成したN
ラジカルが放電場周囲の排ガスに拡散していくため、N
ラジカル生成から排ガスへの混入までに間が置かれず、
Nラジカル自体の活性度が失われないうちに反応が始ま
るから、この点においても従来の技術に比べてNOxの
分解除去効率の高い排ガス処理装置を提供することがで
きる。
理装置の場合は主電極側から放電場にN2ガスが供給さ
れ、このN2ガスからNラジカルが生成されて、このN
ラジカルを含むガスが次々と生成されては電場の周囲に
拡散していき、排ガスの流路を流れる排ガスに混入して
NOxの分解除去が行なわれる。このように、本発明に
よれば、従来のように放電プラズマ発生部と反応部とが
分離し、放電プラズマ発生部で生成したNラジカルを含
むガスを反応部に導入する構成とはせず、N2ガス供給
口を主電極に設け、パルスグロー放電により生成したN
ラジカルが放電場周囲の排ガスに拡散していくため、N
ラジカル生成から排ガスへの混入までに間が置かれず、
Nラジカル自体の活性度が失われないうちに反応が始ま
るから、この点においても従来の技術に比べてNOxの
分解除去効率の高い排ガス処理装置を提供することがで
きる。
【0019】なお、個々の主電極の電極間隔、サイズ、
形状などの状況に対応してN2ガス供給口の位置、個
数、間隔、単位時間あたりのN2ガス流量を決定すれ
ば、放電場をほぼ100%のN2ガス雰囲気とするこ
と、放電場全体のN2の圧力を均一にすることは容易で
ある。よって、排ガスの流路で放電を行なっても、排ガ
ス中の酸素、水分、炭酸ガスがNOxの減少に影響を与
える要素は少ない。
形状などの状況に対応してN2ガス供給口の位置、個
数、間隔、単位時間あたりのN2ガス流量を決定すれ
ば、放電場をほぼ100%のN2ガス雰囲気とするこ
と、放電場全体のN2の圧力を均一にすることは容易で
ある。よって、排ガスの流路で放電を行なっても、排ガ
ス中の酸素、水分、炭酸ガスがNOxの減少に影響を与
える要素は少ない。
【0020】また、排ガスの流れは主電極の長手方向で
ある本発明によれば、排ガスは放電場から周囲に拡散す
るNラジカルを含むガスと次々と混入しながら放電場の
周囲を流れていくから、Nラジカル生成からNOxとの
反応までの時間をさらに短かいものとすることができ
る。また、主電極の長手方向、すなわち、放電で主電極
間に形成される放電場の長手方向とガスの流れとを交差
させる場合に比べ、放電場に排ガスが流入しにくく、排
ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがNOxの減少に影響を
与える要素をさらに小さくすることができる。よって、
さらにNOxの分解除去効率を高めることができる。
ある本発明によれば、排ガスは放電場から周囲に拡散す
るNラジカルを含むガスと次々と混入しながら放電場の
周囲を流れていくから、Nラジカル生成からNOxとの
反応までの時間をさらに短かいものとすることができ
る。また、主電極の長手方向、すなわち、放電で主電極
間に形成される放電場の長手方向とガスの流れとを交差
させる場合に比べ、放電場に排ガスが流入しにくく、排
ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがNOxの減少に影響を
与える要素をさらに小さくすることができる。よって、
さらにNOxの分解除去効率を高めることができる。
【0021】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図5は本発明の1実施例である排ガス処理装置
の系統図である。本実施例ではガスタービン、ディーゼ
ルエンジンから排出される排ガスの処理を例にとって説
明する。排ガス排出源であるガスタービン1またはディ
ーゼルエンジン2から排出される排ガスは、排気管3ま
たは排気管4により熱回収を行う排熱ボイラ5に移送さ
れ、この排熱ボイラ5から排出された排ガスが排気管6
を通ってプラズマ反応容器7に導入される。8はプラズ
マ反応容器7の電極に電力を供給する電源であり、9は
プラズマ反応容器7にN2ガスを供給するN2ガス供給器
である。プラズマ反応容器7でNOxを分解除去された
排ガスはプラズマ反応容器7に連結された出口管10よ
り煙突11を経て大気に放出される。
明する。図5は本発明の1実施例である排ガス処理装置
の系統図である。本実施例ではガスタービン、ディーゼ
ルエンジンから排出される排ガスの処理を例にとって説
明する。排ガス排出源であるガスタービン1またはディ
ーゼルエンジン2から排出される排ガスは、排気管3ま
たは排気管4により熱回収を行う排熱ボイラ5に移送さ
れ、この排熱ボイラ5から排出された排ガスが排気管6
を通ってプラズマ反応容器7に導入される。8はプラズ
マ反応容器7の電極に電力を供給する電源であり、9は
プラズマ反応容器7にN2ガスを供給するN2ガス供給器
である。プラズマ反応容器7でNOxを分解除去された
排ガスはプラズマ反応容器7に連結された出口管10よ
り煙突11を経て大気に放出される。
【0022】プラズマ反応容器7内には予備電離型パル
スグロー放電器が設けられている。この予備電離型パル
スグロー放電器の構造については図4を参照して説明す
る。図4は本実施例に用いる予備電離型パルスグロー放
電器の部分立断面図であり、る。この予備電離型パルス
グロー放電器14は充電コンデンサ15を備えており、
この充電コンデンサ15には電源8から電荷がチャージ
される。この後、サイラトロンスイッチ16を閉じる
と、図示しない移行用コイルを通して放電コンデンサ1
7に電荷が移行して放電コンデンサ17両端の電圧が上
昇する。放電コンデンサ17は、主放電をグロー放電を
起こす一対の主電極18に接続されているが、主電極1
8、18間の電圧の立上りを急激にして放電場への効率
的なエネルギ注入を行なうため、主電極18に極力近付
けて接続されている。この主電極18は、チャン(Ch
an)型の電極である。図1は主電極18部分の側面図
であり、図2は立断面図であり、図3は平面図である。
スグロー放電器が設けられている。この予備電離型パル
スグロー放電器の構造については図4を参照して説明す
る。図4は本実施例に用いる予備電離型パルスグロー放
電器の部分立断面図であり、る。この予備電離型パルス
グロー放電器14は充電コンデンサ15を備えており、
この充電コンデンサ15には電源8から電荷がチャージ
される。この後、サイラトロンスイッチ16を閉じる
と、図示しない移行用コイルを通して放電コンデンサ1
7に電荷が移行して放電コンデンサ17両端の電圧が上
昇する。放電コンデンサ17は、主放電をグロー放電を
起こす一対の主電極18に接続されているが、主電極1
8、18間の電圧の立上りを急激にして放電場への効率
的なエネルギ注入を行なうため、主電極18に極力近付
けて接続されている。この主電極18は、チャン(Ch
an)型の電極である。図1は主電極18部分の側面図
であり、図2は立断面図であり、図3は平面図である。
【0023】予備電離ピン19は主電極18に並列して
設けられている。この予備電離ピン19間の予備電離ア
ークギャップは主電極間のアークギャップよりかなり狭
く形成されている。したがって、放電コンデンサ17の
両端電圧の上昇にともない、予備電離アークギャップは
絶縁破壊されてアーク放電が生じ、この放電で生じる紫
外線により主電極18間が電離されて電子が発生し、こ
れを核として主電極18の電圧上昇にともない、主電極
間にパルスグロー放電が発生する。このパルスグロー放
電は放電時間(パルス幅)数10nsの極短時間放電で
ある。主電極18上には複数のN2ガス供給口20が開
口している。このN2ガス供給口20は例えば直径0.
5〜1.0mmで、例えば各主電極18上に等間隔で2列
形成されている。N2ガス供給口20にはN2ガス供給器
9からN2ガスが供給され主電極18間に形成される放
電場21に放出される。23は、このように放出された
N2ガスを示している。主電極18は予備電離型パルス
グロー放電器14内において、排ガスの流路22方向を
長手方向として配置されている。
設けられている。この予備電離ピン19間の予備電離ア
ークギャップは主電極間のアークギャップよりかなり狭
く形成されている。したがって、放電コンデンサ17の
両端電圧の上昇にともない、予備電離アークギャップは
絶縁破壊されてアーク放電が生じ、この放電で生じる紫
外線により主電極18間が電離されて電子が発生し、こ
れを核として主電極18の電圧上昇にともない、主電極
間にパルスグロー放電が発生する。このパルスグロー放
電は放電時間(パルス幅)数10nsの極短時間放電で
ある。主電極18上には複数のN2ガス供給口20が開
口している。このN2ガス供給口20は例えば直径0.
5〜1.0mmで、例えば各主電極18上に等間隔で2列
形成されている。N2ガス供給口20にはN2ガス供給器
9からN2ガスが供給され主電極18間に形成される放
電場21に放出される。23は、このように放出された
N2ガスを示している。主電極18は予備電離型パルス
グロー放電器14内において、排ガスの流路22方向を
長手方向として配置されている。
【0024】つづいて、本実施例の作用について説明す
る。本実施例の排ガス処理装置は、予備電離型パルスグ
ロー放電器14を備え、この放電器14は予備電離ピン
19による放電で放電場に電子を供給し、引き続きこの
電子を核として主電極18でパルスグロー放電を発生さ
せて高電子密度のプラズマを形成する。しかも、このパ
ルスグロー放電は放電時間(パルス幅)数10nsの極
短時間放電であって、注入エネルギは軽い電子の加速に
大半が用いられ、生成した高エネルギ電子は、N2ガス
成分の励起を有効に行ない、従来のコロナ放電を用いる
場合に比べN2ガスからのNラジカル生成効率が向上す
る。
る。本実施例の排ガス処理装置は、予備電離型パルスグ
ロー放電器14を備え、この放電器14は予備電離ピン
19による放電で放電場に電子を供給し、引き続きこの
電子を核として主電極18でパルスグロー放電を発生さ
せて高電子密度のプラズマを形成する。しかも、このパ
ルスグロー放電は放電時間(パルス幅)数10nsの極
短時間放電であって、注入エネルギは軽い電子の加速に
大半が用いられ、生成した高エネルギ電子は、N2ガス
成分の励起を有効に行ない、従来のコロナ放電を用いる
場合に比べN2ガスからのNラジカル生成効率が向上す
る。
【0025】また、放電時間(パルス幅)数10nsの
極短時間放電は、Nラジカル生成に寄与する電子温度の
みが高く、イオン、ガス分子温度の低い熱的非平衡プラ
ズマの生成が可能であり、よって、Nラジカルを含むガ
スの温度は低温を維持することができ、上述の(4)式
によるNOの生成は生じにくく、従来のアーク放電を用
いる場合に比べ、N2ガスからのNラジカル生成効率が
向上する。
極短時間放電は、Nラジカル生成に寄与する電子温度の
みが高く、イオン、ガス分子温度の低い熱的非平衡プラ
ズマの生成が可能であり、よって、Nラジカルを含むガ
スの温度は低温を維持することができ、上述の(4)式
によるNOの生成は生じにくく、従来のアーク放電を用
いる場合に比べ、N2ガスからのNラジカル生成効率が
向上する。
【0026】したがって、予備電離型パルスグロー放電
器14を用いた本実施例の排ガス処理装置によれば、従
来のアーク放電、コロナ放電を用いる技術に比べてNO
xの分解除去効率の高い排ガス処理装置を提供すること
ができる。
器14を用いた本実施例の排ガス処理装置によれば、従
来のアーク放電、コロナ放電を用いる技術に比べてNO
xの分解除去効率の高い排ガス処理装置を提供すること
ができる。
【0027】また、本実施例の排ガス処理装置はN2ガ
ス供給口20を備えている。N2ガス供給口20からは
主電極18側から放電場21にN2ガス23が供給さ
れ、このN2ガス23からNラジカルが生成されて、こ
のNラジカルを含むガスが次々と生成されては放電場2
1の周囲に拡散していき、排ガスの流路22を流れる排
ガスに混入してNOxの分解除去が行なわれる。24は
このように拡散していくNラジカルを示している。この
ように、本実施例によれば、従来のように放電プラズマ
発生部と反応部とが分離し、放電プラズマ発生部で生成
したNラジカルを含むガスを反応部に導入する構成とは
せず、N2ガス供給口20を主電極18に設け、パルス
グロー放電により生成したNラジカルが放電場周囲の排
ガスに拡散していくため、Nラジカル生成から排ガスへ
の混入までに間が置かれず、Nラジカル自体の活性度が
失われないうちに反応が始まるから、この点においても
従来の技術に比べてNOxの分解除去効率の高い排ガス
処理装置を提供することができる。
ス供給口20を備えている。N2ガス供給口20からは
主電極18側から放電場21にN2ガス23が供給さ
れ、このN2ガス23からNラジカルが生成されて、こ
のNラジカルを含むガスが次々と生成されては放電場2
1の周囲に拡散していき、排ガスの流路22を流れる排
ガスに混入してNOxの分解除去が行なわれる。24は
このように拡散していくNラジカルを示している。この
ように、本実施例によれば、従来のように放電プラズマ
発生部と反応部とが分離し、放電プラズマ発生部で生成
したNラジカルを含むガスを反応部に導入する構成とは
せず、N2ガス供給口20を主電極18に設け、パルス
グロー放電により生成したNラジカルが放電場周囲の排
ガスに拡散していくため、Nラジカル生成から排ガスへ
の混入までに間が置かれず、Nラジカル自体の活性度が
失われないうちに反応が始まるから、この点においても
従来の技術に比べてNOxの分解除去効率の高い排ガス
処理装置を提供することができる。
【0028】なお、個々の主電極18の電極間隔、サイ
ズ、形状などの状況に対応してN2ガス供給口20の位
置、個数、間隔、単位時間あたりのN2ガス流量を決定
すれば、放電場22をほぼ100%のN2ガス雰囲気と
すること、放電場全体のN2の圧力を均一にすることは
容易である。よって、排ガスの流路22で放電を行なっ
ても、排ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがNOxの減少
に影響を与える要素は少ない。なお、N2ガス供給口2
0は、主電極18の間隔が5mm以下程度であれば、2つ
の主電極18の一方にのみ形成しても放電場22におけ
るN2ガス圧はほぼ均一となると思われるが、5mmを超
える場合は、ガス圧が不均一になりやすいかと思われる
ので本実施例のように2つの主電極18の両方に形成す
るのが望ましい。
ズ、形状などの状況に対応してN2ガス供給口20の位
置、個数、間隔、単位時間あたりのN2ガス流量を決定
すれば、放電場22をほぼ100%のN2ガス雰囲気と
すること、放電場全体のN2の圧力を均一にすることは
容易である。よって、排ガスの流路22で放電を行なっ
ても、排ガス中の酸素、水分、炭酸ガスがNOxの減少
に影響を与える要素は少ない。なお、N2ガス供給口2
0は、主電極18の間隔が5mm以下程度であれば、2つ
の主電極18の一方にのみ形成しても放電場22におけ
るN2ガス圧はほぼ均一となると思われるが、5mmを超
える場合は、ガス圧が不均一になりやすいかと思われる
ので本実施例のように2つの主電極18の両方に形成す
るのが望ましい。
【0029】また、本実施例では排ガスの流れは主電極
18の長手方向としているので、排ガスは放電場22か
ら周囲に拡散するNラジカル24を含むガスと次々と混
入しながら放電場22の周囲を流れていくから、Nラジ
カル生成からNOxとの反応までの時間をさらに短かい
ものとすることができる。また、主電極18の長手方
向、すなわち、放電で主電極間18に形成される放電場
21の長手方向とガスの流れとを交差させる場合に比
べ、放電場21に排ガスが流入しにくく、排ガス中の酸
素、水分、炭酸ガスがNOxの減少に影響を与える要素
をさらに小さくすることができる。よって、さらにNO
xの分解除去効率を高めることができる。
18の長手方向としているので、排ガスは放電場22か
ら周囲に拡散するNラジカル24を含むガスと次々と混
入しながら放電場22の周囲を流れていくから、Nラジ
カル生成からNOxとの反応までの時間をさらに短かい
ものとすることができる。また、主電極18の長手方
向、すなわち、放電で主電極間18に形成される放電場
21の長手方向とガスの流れとを交差させる場合に比
べ、放電場21に排ガスが流入しにくく、排ガス中の酸
素、水分、炭酸ガスがNOxの減少に影響を与える要素
をさらに小さくすることができる。よって、さらにNO
xの分解除去効率を高めることができる。
【0030】本発明者の行なった実験によれば、排ガス
流量15リットル/min、投入電力を約250W、放電場
21に供給するN2ガスの流量5リットル/minで、NO
xの除去率を60ないし70%とし、従来の技術に比べ
NOxの除去効率を50〜80%向上させることができ
た。
流量15リットル/min、投入電力を約250W、放電場
21に供給するN2ガスの流量5リットル/minで、NO
xの除去率を60ないし70%とし、従来の技術に比べ
NOxの除去効率を50〜80%向上させることができ
た。
【0031】
【発明の効果】以上説明した本発明の排ガス処理装置に
よれば、N2ガスを供給する装置を備え、この装置から
供給されるN2ガスから放電プラズマによりNラジカル
を生成し、このNラジカルを含むガスを排ガス中に導入
することでNOxを分解除去する排ガス処理装置につい
て、従来の装置に比べNOxの分解除去効率の高い排ガ
ス処理装置を提供することができる。
よれば、N2ガスを供給する装置を備え、この装置から
供給されるN2ガスから放電プラズマによりNラジカル
を生成し、このNラジカルを含むガスを排ガス中に導入
することでNOxを分解除去する排ガス処理装置につい
て、従来の装置に比べNOxの分解除去効率の高い排ガ
ス処理装置を提供することができる。
【図1】本発明の一実施例である排ガス処理装置の予備
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の側面図であ
る。
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の側面図であ
る。
【図2】本発明の一実施例である排ガス処理装置の予備
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の立断面図であ
る。
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の立断面図であ
る。
【図3】本発明の一実施例である排ガス処理装置の予備
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の平面図であ
る。
電離型パルスグロー放電器の主電極部分の平面図であ
る。
【図4】本発明の一実施例である予備電離型パルスグロ
ー放電器の部分立断面図である。
ー放電器の部分立断面図である。
【図5】本発明の1実施例である排ガス処理装置の系統
図である。
図である。
9 N2ガス供給器 14 予備電離型パルスグロー放電器 18 主電極 20 N2ガス供給口 21 放電場 22 排ガスの流路 23 N2ガス 24 Nラジカル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/34 ZAB
Claims (4)
- 【請求項1】 放電する一対の電極を有する放電器を備
え、この放電により発生する放電プラズマでN2ガス供
給器より供給するN2ガスからNラジカルを生成し、こ
のNラジカルで排ガス中のNOxを分解処理する排ガス
処理装置において、前記放電器は予備電離型パルスグロ
ー放電器であり、前記電極はこのパルスグロー放電器の
主電極であることを特徴とする排ガス処理装置。 - 【請求項2】 放電する一対の電極を有する放電器を備
え、この放電により発生する放電プラズマでN2ガス供
給器より供給するN2ガスからNラジカルを生成し、こ
のNラジカルを排ガスの流路に導入し、この排ガス中の
NOxを分解処理する排ガス処理装置において、前記放
電器は予備電離型パルスグロー放電器であり、前記電極
はこのパルスグロー放電器の主電極であることを特徴と
する排ガス処理装置。 - 【請求項3】 前記主電極は前記排ガスの流路内に設け
られ、この主電極の少なくとも一方にはこの主電極間の
放電場に前記N2ガスを供給するN2ガス供給口を備えて
いることを特徴とする請求項2項記載の排ガス処理装
置。 - 【請求項4】 前記排ガスの流れは前記主電極の長手方
向であることを特徴とする請求項2項又は3項の何れか
に記載の排ガス処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5308123A JPH07155539A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 排ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5308123A JPH07155539A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 排ガス処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07155539A true JPH07155539A (ja) | 1995-06-20 |
Family
ID=17977163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5308123A Withdrawn JPH07155539A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 排ガス処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07155539A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10156176A (ja) * | 1996-11-28 | 1998-06-16 | Aea Technol Plc | プラズマガス処理 |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP5308123A patent/JPH07155539A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10156176A (ja) * | 1996-11-28 | 1998-06-16 | Aea Technol Plc | プラズマガス処理 |
JP4495263B2 (ja) * | 1996-11-28 | 2010-06-30 | キネテイツク・リミテツド | プラズマガス処理 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |