JP3398779B2

JP3398779B2 - プラズマ法ガス処理装置

Info

Publication number: JP3398779B2
Application number: JP09635396A
Authority: JP
Inventors: 通孝古林; 賢士保田; 信之吉田; 博之大工
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 2003-04-21
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: JPH09276692A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ゴミや産業廃棄
物の燃焼処理において燃焼炉から出る排ガス、および産
業用ボイラーから出る排ガス、そしてトンネルや屋内駐
車場内において自動車から出る排ガスを処理対象とする
プラズマ法排ガス浄化装置、さらに空気や酸素を原料と
してオゾンを発生させるプラズマ法オゾン生成装置など
のガス処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】煙道の内部に少なくとも１つの放電電極
および少なくとも１つの対向電極が交互に設けられてな
る反応器と、両電極に接続された高電圧パルス発生電源
とを備え、両電極間に高電圧パルスを連続的に印加する
ことにより非平衡プラズマを発生させ、排ガスが反応器
中を通過する間に排ガス中の有害ガス成分を捕集しやす
い形態もしくは無害な形態に転換する排ガス浄化用プラ
ズマ法ガス処理装置は、従来より知られている（公表特
許公報昭６３−５０００２０号公報参照）。電極として
は、放電電極がワイヤ型、対向電極がプレート型である
ものが知られている。そして、排ガスの通過方向にプレ
ートを長くするとともにワイヤを多数本設置することに
より１つの電極ユニットを形成し、この電極ユニットを
排ガスの通過方向と直角の方向に複数配置することによ
りスケールアップして、大量の排ガス処理ができるよう
にしている。しかし、これらの電極を使用したプラズマ
法ガス処理装置では、ワイヤの長さ方向に間欠的にプラ
ズマが発生する特徴を持つので、発生するプラズマに疎
の部分ができてプラズマと排ガスとの接触効率が良くな
いと言う問題があった。

【０００３】そこで、本出願人は、先に、図３に示すよ
うに、金属板(15)およびこれに支持された複数の放電針
(16)を備えた放電電極(13)と、平板状の対向電極(14)
と、両電極間(13)(14)に接続された高電圧パルス発生電
源(12)とを備えており、両電極間(13)(14)に高電圧パル
スを連続的に印加することにより非平衡プラズマ(21)を
発生させるとともに、両電極(3)(4)間に被処理ガス(18)
を通過させて、排ガスの浄化を行う排ガス浄化用プラズ
マ法ガス処理装置を提案した（特願平７−４３７４
６）。このプラズマ法ガス処理装置によると、放電針先
端に強い電界が発生し、電極間に放電が起こりやすく、
しかも、放電針１本１本と平板との間の放電であるた
め、放電範囲を広げるには放電針の本数を増やすことに
よって達成でき、スケールアップにも適しているという
利点を有している。この複数の放電針を備えた放電電極
は、金属平板に孔をあけるとともに、針を必要本数製造
し、針を金属板の孔のあいた部分に１本ずつ溶接してい
くことにより得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラズマを
用いたガス処理装置においては、電極間で矯絡させるこ
となしに一定空間内にいかにして高い電力をかけること
ができるかが重要である。電極間にかけることができる
最大電力量は、電極形状の違いによって異なるものであ
り、複数の放電針を備えた放電電極よりもさらに高い電
力をかけることができる電極が望まれている。

【０００５】また電極が大量生産に向いているかどうか
もスケールアップの点において重要であるが、複数の放
電針を備えた放電電極を得る上記従来の工程は複雑であ
り、大量生産に向いていないという問題もあった。

【０００６】この発明の目的は、従来のものに比べて、
電極間に高い電力を加えることができ、しかも、大量生
産に適しているプラズマ法ガス処理装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によるプラズマ
法ガス処理装置は、放電電極と対向電極との間に高電圧
パルスを連続的に印加することにより非平衡プラズマを
発生させて、排ガスの浄化や酸素を原料としたオゾンの
生成を行うプラズマ法ガス処理装置において、放電電極
が、金属板と、これに支持されかつ両縁が対向電極方向
に突出するように折曲げられた金網とよりなることを特
徴とするものである。

【０００８】金網は、ステンレス製の既製のものを使用
することが可能であり、金網を所要の寸法に切断して、
折り曲げてから、金属板に固定することにより、放電電
極が得られる。

【０００９】金網が複数並列に配置されることがある。

【００１０】くし状部分の高さが０．１ｍｍ以上であ
り、金網のメッシュ間隔が、０．１ｍｍから２０ｍｍま
での範囲とされ、くし状部分の先端と対向電極との距離
が１ｍｍから５０ｍｍの範囲とされていることが好まし
い。くし状部分の高さは１ｍｍ以上がより好ましい。例
えば、金網のメッシュ間隔が１ｍｍ未満のものを使用し
て、くし状部分の高さを１ｍｍ以上とするには、金網を
構成するワイヤのうち、折曲げ部の先端部分にありかつ
金属板に平行なワイヤを数本抜き取るようにすればよ
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明のプラ
ズマ法ガス処理装置を示すもので、同図に示すように、
プラズマ法ガス処理装置は、放電電極(3) および対向電
極(4) と、両電極(3)(4)に接続された高電圧パルス電源
(2) とを備えている。

【００１２】対向電極(4) はプレート型である。放電電
極(3) は、対向電極(4) と同じ面積の金属板(5) と、金
属板(5) 上に設けられた金網(6) とよりなる。金網(6)
は、その両縁が対向電極方向に突出するように折曲げら
れており、横断面コの字状とされている。金網(6) は、
耐腐食性の点からステンレス製とされている。

【００１３】図２を参照して、金網(6) の好ましい寸法
を以下に示す。

【００１４】金網(6) の折曲げ部(6a)の高さは、プラズ
マ発生には影響せず、金網(6) の折曲げ部(6a)の先端に
できているくし状部分(7) の高さが、プラズマ発生に影
響する。くし状部分(7) の高さＨは、０．１ｍｍ以上が
好ましい。金網(6) のメッシュ間隔Ｐは、０．１ｍｍか
ら２０ｍｍまでの範囲が好ましい。くし状部分(7) の先
端と対向電極(4) との距離Ｄは、１ｍｍから５０ｍｍの
範囲が好ましい。このような範囲とすることにより、電
極間に高い電力を加えることが可能となる。

【００１５】放電電極(3) と対向電極(4) との間には、
高電圧パルスが印加されることにより非平衡プラズマ
（パルスストリーマコロナ）(11)が発生している。この
プラズマ(11)は、円錐状であり、金網折曲げ部(6a)の先
端のくし状部分(7) と対向電極(4) との間には密に存在
しているが、金網折曲げ部(6a)の先端のくし状部分(7)
と放電電極(3) との間には存在していない。処理される
ガス(8) は両電極(3)(4)の間を通される。

【００１６】ガス量の増大に対して装置をスケールアッ
プするには、ガス(8) の流れ方向と平行に配置された複
数の放電電極(3) および複数の対向電極(4) をガス(8)
の流れ方向およびこれと直角方向に増やしていくことに
より、容易に行い得る。また、１つの金属板(5) に複数
の金網(6) を並列状に配置してもよいし、金網(6) に、
折曲げ端部(6a)に平行な金網製仕切りを追加するように
してもよい。

【００１７】このプラズマ法ガス処理装置は、例えば排
ガス浄化用として用いられる。この場合に、ＮＯｘとＳ
Ｏｘを含む被処理排ガス(8) は、電極間を通過する間に
プラズマ(11)と接触し、これにより排ガス(8) 中に各種
ラジカルが発生する。このラジカルによって排ガス(8)
中のＮＯｘとＳＯｘは酸化されて、ＮＯ₂とＳＯ₃に変
化する。このように変化した有害ガス成分を含む排ガス
(8) は後流に設けた捕集部（図示略）に移動する。

【００１８】このプラズマ法ガス処理装置は、またオゾ
ン生成用としても用いられる。この場合に、酸素または
空気よりなる原料ガス(8) は、電極間を通過する間にプ
ラズマ(11)と接触し、これにより原料ガス(8) がラジカ
ル化されてオゾンが生成される。

【００１９】

【実施例】以下の表１および表２に、本発明の放電電極
(3) と従来の製造法により得られた放電電極(13)とを用
いて、パルスプラズマ(11)(21)の発生効率及び放電電極
(3)(13) の生産面を比較した結果を示す。表１および表
２において、は、２ｍｍの鋭い放電針(16)を金属板(1
5)に取り付けた従来のものを示し、は、１ｍｍメッシ
ュの金網を金属板(5) に固定し、断面がコの字形になる
ように金網の両側を折り曲げ、断面部を相対する対向電
極に向けたものである。およびともに、放電電極
(3)(13) と対向電極(4)(14) 間の距離は、２５ｍｍ、放
電電極(3)(13)の金属板(5)(15) の面積は、１００ｃｍ
²とされている。

【００２０】

【表１】この表１は、両電極(3)(13)(14) 間におけるプラズマの
発生電力を比較したもので、この表から、本発明による
のほうが高電力が得られていることが分かる。

【００２１】

【表２】この表２は、各放電電極(3)(13) の生産工程を比較した
ものである。ここで、金属板(5)(15) の面積は、１
ｍ²、ピッチはいずれも２０ｍｍとした。表２から、
の従来のものでは、孔あけおよび溶接に手間がかかり、
これに比べて、の本発明のものでは、既製の金網を所
要の寸法に切断して、折り曲げてから、金属板に固定す
るだけであり、大量生産が可能であることがわかる。

【００２２】なお、上記において、放電電極(3) の金属
板(5) と対向電極(4) とは、いずれも平板状とされてい
るが、これらは、横断面円弧状でもよく、また、筒状で
あっても上記の条件が適用できる。

【００２３】

【発明の効果】この発明のプラズマ法ガス処理装置によ
ると、金網を所要の寸法に切断して、折り曲げてから、
金属板に固定することにより、放電電極が得られるの
で、大量生産が可能である。

【００２４】また、金網のメッシュ間隔を０．１ｍｍか
ら２０ｍｍまでの範囲、くし状部分の高さを０．１ｍｍ
以上、くし状部分の先端と対向電極との距離を１ｍｍか
ら５０ｍｍの範囲とすることにより、電極間に高い電力
を加えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ法ガス処理装置の概念を示す
斜視図である。

【図２】同放電電極の要部の拡大断面図である。

【図３】プラズマ法ガス処理装置の概念を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

(3) 放電電極 (5) 金属板 (6) 金網 (6a) 折曲げ部 (7) くし状部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大工博之大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内 (56)参考文献特開平６−327963（ＪＰ，Ａ) 特開平２−131123（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−110122（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 19/08 B01D 53/32 B01D 53/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放電電極(3) と対向電極(4) との間に高
電圧パルスを連続的に印加することにより非平衡プラズ
マ(11)を発生させるとともに、両電極(3)(4)間に被処理
ガス(8) を通過させて排ガスの浄化や酸素を原料とした
オゾンの生成を行うプラズマ法ガス処理装置において、
放電電極(3) が、金属板(5) と、これに支持されかつ両
縁が対向電極(4) 方向に突出するように折曲げられた金
網(6)とよりなることを特徴とするプラズマ法ガス処理
装置。
【請求項２】金網(6) が複数並列に配置されているこ
とを特徴とする請求項１のプラズマ法ガス処理装置。
【請求項３】金網(6) の折曲げ部(6a)先端のくし状部
分(7) の高さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする
請求項１または２のプラズマ法ガス処理装置。
【請求項４】金網(6) のメッシュ間隔が、０．１ｍｍ
から２０ｍｍまでの範囲とされていることを特徴とする
請求項１または２のプラズマ法ガス処理装置。
【請求項５】くし状部分(7) の先端と対向電極(4) と
の距離が１ｍｍから５０ｍｍの範囲とされていることを
特徴とする請求項１または２のプラズマ法ガス処理装
置。