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JP4036600B2 - Plasma decomposition apparatus and gas plasma decomposition method - Google Patents
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JP4036600B2 JP2000140294A JP2000140294A JP4036600B2 JP 4036600 B2 JP4036600 B2 JP 4036600B2 JP 2000140294 A JP2000140294 A JP 2000140294A JP 2000140294 A JP2000140294 A JP 2000140294A JP 4036600 B2 JP4036600 B2 JP 4036600B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス合成或いはガス分解に用いるガス改質反応器に関し、詳しくはプラズマ発生を利用したCO2、NOX等の有害ガスを改質するプラズマ分解装置及びガスプラズマ分解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日の高度に工業化された社会では、様々な汚染物質が人体の健康に害を及ぼしており、例えば汚染物質として自動車等のエンジンより排出されるNOX、COX、SOX等の汚染ガスが特に問題とされている。
【0003】
このようなガスを大気中に放出される前に無害なガスに分解する必要があり、この有害ガスを分解する方法として、従来においては、例えばプラズマ放電等により分解し、ガスを改質している。
【0004】
この改質のために、例えばプラズマ発生を利用してガスを改質するプラズマリアクターであるガス改質器が提案されている。
【0005】
従来のガス改質方法としては、電極間に発生させるプラズマの性質により主に下記(1)及び(2)の方法が一般的に提案されている。
(1)対向する平行金属電極間に電圧を印加して発生させるコロナ放電、グロー放電、アーク放電等の雷状局所集中放電によるガス改質方法。
(2)対向する平行金属電極の少なくとも一方の表面上に誘電体を被覆した後、電圧を印加して発生させる霧状バリア放電によるガス改質方法。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の方法においては、以下のような問題がある。
【0007】
先ず、前者の局所集中放電方法では、プラズマエネルギー密度は高いが、プラズマと反応ガスとの接触確率が低いという問題がある。この結果、反応ガスがプラズマと接触せずに放電部を通過してしまい、改質効率の飛躍的な向上が困難である。
【0008】
また、後者のバリア放電方法では、逆に反応ガスとの接触確率は高いものの、プラズマエネルギー密度が低いという問題がある。
【0009】
この結果、オゾン生成等の比較的改質に要するエネルギーが低い反応ガス等を改質するには有効であるものの、分解エネルギーの高い安定なガスを改質するには、そのプラズマ密度が低いので困難である。
【0010】
このように、従来法においては、比較的分解エネルギーの高い一般的に安定しているNO2、CO2等のガスの改質においては、高効率に改質するプラズマ改質手段が提案されておらず、高効率的なガス改質手法の出現が望まれている。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑み、ガス改質効率の向上可能なプラズマ分解装置及びガスプラズマ分解方法を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第1の態様は、相対向する第1の平板型電極及び第2の平板型電極と、これら両電極の間に介装される誘電体と、前記両電極の間に電位差を付与する電位差付与手段とを備え、前記第1の電極の表面に、当該表面を20%〜60%の表面被覆率で覆う金属微粒子を分散析出してなり、高電圧を印加し、複合バリア放電を発生させることを特徴とするプラズマ分解装置にある。
【0013】
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記第2の電極の表面に前記誘電体を積層してなることを特徴とするプラズマ分解装置にある。
【0014】
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様において、前記金属微粒子が熱電子放出性の高い金属微粒子であることを特徴とするプラズマ分解装置にある。
【0015】
本発明の第4の態様は、第3の態様において前記金属微粒子がタングステン、白金、タリウム、ニオブ、ニッケル、ジルコニウム、セシウム、バリウムからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とするプラズマ分解装置にある。
【0016】
本発明の第5の態様は、第1又は2の態様において、前記金属微粒子が二次電子放出性の高い金属微粒子であることを特徴とするプラズマ分解装置にある。
【0017】
本発明の第6の態様は、第1又は2の態様において、前記金属微粒子がグロー陰極降下電圧が低く電子放出性の高い金属粒子であることを特徴とするプラズマ分解装置にある。
【0018】
本発明の第7の態様は、第5又は6の態様において、前記金属微粒子がマグネシウム酸化物、セシウム複合物、銅ベリリウム、銀マグネシウム、ルビジウム複合物、カルシウム酸化物からなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とするプラズマ分解装置にある。
【0019】
本発明の第8の態様は、第1〜7の何れかの態様において前記金属微粒子の分散形態が均一分散又は集中分散であることを特徴とするプラズマ分解装置にある。
【0021】
本発明の第の態様は、相対向する電極の間に電位差を付与し、プラズマを発生させてなり、ガスを分解するガスプラズマ分解方法において、一方の電極の表面に、当該表面を20%〜60%の表面被覆率で覆う金属微粒子を分散析出させ、高電圧を印加し、複合バリア放電を発生させつつガスを分解することを特徴とするガスプラズマ分解方法にある。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0023】
(第1の実施の形態)
図1に本実施の形態にかかるガス改質器の概略図を示す。図2は金属微粒子を表面に分散析出させた金属電極の斜視図である。
【0024】
これらの図面に示すように、本実施の形態にかかるガス分解装置は、ガス11を導入し、該ガス11を所定方向に流すセラミックス製の分解容器12と、該分解容器12内に配され、表面に熱電子放出性の高い金属微粒子13を分散析出してなる第1の電極である金属製平板型電極14と、該金属製平板型電極14と所定間隔を有して対向してなり第2の電極である金属製平板型電極15と、該金属製平板型電極15の表面を被覆してなる誘電体16と、金属製平板型電極14と誘電体16との間に交流電圧を印加することでプラズマ放電を生成する電源ユニット17とから構成してなるものである。
【0025】
ここで、金属製平板型電極14の表面に析出分散してなる金属微粒子13は、熱電子放出性の高い金属微粒子であり、例えばタングステン、白金、タリウム、ニオブ、ニッケル、ジルコニウム、セシウム、バリウム等を例示することができる。
【0026】
また、これらの材料を複数用いるようにしてもよい。
【0027】
金属微粒子13の粒径は、500μm以下であれば特に限定されるものではないが、より好適には10μm以下の極微粒子とするのが良い。
【0028】
また、金属製平板型電極14の表面に分散析出する割合としては、60%以下の表面被覆率とするのが好適であり、特に20〜65%の被覆率では改質効率の向上を図ることができ、好ましい。
【0029】
これは、65%を超える場合には、後述する実施例に示すようにプラズマエネルギー密度が偏りすぎるために放電形態が一か所の局所集中放電のみに移行し、ガスとの接触確率が著しく低下し、好ましくなく、一方20%未満では金属微粒子の分散析出割合が低く、本発明の効果を発揮できないからである。
【0030】
このように熱電子放出性の高い金属微粒子13を分散析出した金属製平板型電極14を用い、プラズマ放電をなすことで、金属製平板型電極14の電荷チャージを不均一にさせ、金属微粒子13の分散箇所から局所集中放電に似た放電柱を発生させ、これにより霧状バリア放電と雷状局所集中放電とのシナジー効果に基づいた複合バリア放電を発生させ、プラズマエネルギーレベルの向上を図ることとなる。
【0031】
この結果、比較的分解エネルギーの高い一般的に安定なNO2、CO2等の排ガス中に含有する有害ガスのプラズマによる改質反応においては、該ガスと発生するプラズマの接触頻度をバリア放電と同レベルの高確率に維持しつつ、しかも発生するプラズマの電流密度に代表されるエネルギー指標を局所集中放電と同様に高レベルに保持することが可能となる。
【0032】
また、本実施の形態のように、対向する一方の電極である第2の金属製平板型電極15の表面に誘電体16を一様に被覆することで、より安定した一様なバリア放電を容易に維持することができるとともに、熱電子放出性の高い金属微粒子13を表面に分散析出させた金属製平板型電極14では、該金属微粒子13の分散箇所から対向する誘電体16に向かって局所流量柱放電に似た複数の電流密度の高い放電柱が発生され、複合バリア放電が可能となる。
【0033】
(第2の実施の形態)
また、金属微粒子13として、二次電子放出性の高い金属微粒子を分散析出させることによっても、上述した第1の実施の形態にかかる熱電子放出性の高い金属微粒子を分散析出させた場合と同様の効果を奏することができる。
【0034】
すなわち、金属微粒子13として、二次電子放出性の高い金属微粒子を分散析出させることにより、バリア放電中に局所集中放電に似た複数の電流密度の高い放電柱が発生され、複合バリア放電が実現されることになる。
【0035】
ここで、二次電子放出性の高い金属微粒子としては、例えばマグネシウム酸化物、セシウム複合物、銅ベリリウム、銀マグネシウム、ルビジウム複合物、カルシウム酸化物等の材料が好ましい。
【0036】
また、これらの材料を複数用いるようにしてもよい。
【0037】
(第3の実施の形態)
また、ガス改質反応器においては、グロー陰極降下電圧が低く電子放出性の高い金属微粒子を金属製平板型電極表面上に分散析出させることによっても、熱電子放出性の高い金属微粒子を分散させた場合と同様の効果を奏することができる。
【0038】
すなわち、金属微粒子13として、グロー陰極降下電圧が低く電子放出性の高い金属微粒子を分散析出させることにより、バリア放電中に局所集中放電に似た複数の電流密度の高い放電柱が発生され、複合バリア放電が実現できる。
【0039】
ここで、グロー陰極降下電圧が低く電子放出性の高い金属微粒子としては、例えばマグネシウム酸化物、セシウム複合物、銅ベリリウム、銀マグネシウム、ルビジウム複合物、カルシウム酸化物等の材料が好ましい。
【0040】
また、これらの材料を複数用いるようにしてもよい。
【0041】
このようにバリア放電中に光量の強い局所集中放電に似た複数の放電柱が混在する複合バリア放電においては、複数の放電柱に接した反応ガスは高いプラズマエネルギーのために高効率で反応が進行し、またバリア放電に接した反応ガスもその一部は反応し、それ以外のガスも予備励起されてより反応しやすい状態となる。
【0042】
また、金属表面に分散析出させた金属微粒子の粒径、分散密度を制御することでバリア放電中に発生する複数の放電柱の大きさ、数量、すなわち、放電部のプラズマエネルギー密度を制御でき、これを改質目的の反応ガスに合わせたプラズマエネルギー密度に適宜設置することで、低電力でしかも高効率なプラズマ改質反応を実現することができる。
【0043】
以下、本発明の好適な実施例について説明するが、本発明は何らこれらの実施例に限定されるものではない。
【0044】
(実施例1)
図1に示すような装置を用い、表面に熱電子放出性の高い金属微粒子を分散析出させる比率を変化させ、熱電子放出性の高い金属微粒子の被覆率による複合バリア放電の相違によるNOXガスの分解試験を行った。
【0045】
なお、ここでは、表面に熱電子放出性の高い金属微粒子としては金属粒径5μmのタングステンを用いた。
【0046】
熱電子放出性の高い金属微粒子の表面被覆率とNOXガス分解率との関係を図3に示す。
【0047】
なお、金属微粒子の粒径は5μmとし、被覆率0%の場合は従来の装置のものである。
【0048】
図3に示すように、表面被覆率が20〜65%の範囲であれば、NOXの分解効率が良好であることが判明した。
【0049】
(実施例2)
実施例1におけるNOXのガスの代わりに、分解対象のガスとしてCO2を用いて同様に測定した。
【0050】
その結果を図4に示す。
【0051】
図4に示すように、表面被覆率が20〜65%の範囲であれば、CO2の分解効率が良好であることが判明した。
【0052】
(実施例3)
実施例2におけるCO2の分解の際に、金属微粒子の粒径を種々変化させてガス改質率を測定した。
【0053】
なお、表面被覆率を60%とした。
【0054】
その結果を図5に示す。
【0055】
図5に示すように、表面被覆率が一定のもとでは、金属粒径が小さいほど発生する雷状放電の数量も増加し、CO2ガスとの接触確率が増加するので、ガス改質効率は向上することが判明した。
【0056】
(実施例4)
次に、実施例2におけるCO2の分解の際に、金属微粒子の分散の形態の相違によるガス改質率を測定した。
【0057】
分散の形態としては、金属製平板型電極14の表面に金属微粒子13を集中的に分散させた場合と、均一に分散させた場合とで実施した。
【0058】
なお、金属微粒子を表面に分散析出させた金属電極の分散状態図を図6に示す。
【0059】
なお、金属微粒子の粒径は5μmとした。
【0060】
その結果を図7に示す。
【0061】
図7に示すように、金属微粒子を集中分散させた場合(図6(A)参照)及び金属微粒子を均一分散させた場合(図6(B)参照)共に、放電状態が局所集中放電に移行するまでは被覆率の増加と共に、CO2改質率が増加することが判明した。
【0062】
金属微粒子の分散状態の差は、局所集中放電に移行する表面被覆率の差として現れ、集中分散の場合では35%、均一分散の場合では65%を境として局所集中放電に移行することが判明した。
【0063】
なお、被覆率が低い場合20〜25程度では、集中分散の形態のほうが分解率が高いが、その後の25%以上では均一分散のほうが良好であるので、全体としては均一分散とするのが好ましいことが判明した。
【0064】
【発明の効果】
本発明によれば、対向する電極の一方の電極表面に金属微粒子を分散析出してなるので、高電圧を印加すると複合バリア放電が発生し、CO2、NOX等のガスを高効率で分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガス改質器の概略図である。
【図2】金属微粒子を表面に分散析出させた金属電極の斜視図である。
【図3】熱電子放出性の高い金属微粒子の表面被覆率とNOXガス分解率との関係図である。
【図4】熱電子放出性の高い金属微粒子の表面被覆率とCO2ガス分解率との関係図である。
【図5】熱電子放出性の高い金属微粒子の粒径とCO2ガス分解率との関係図である。
【図6】金属微粒子を表面に分散析出させた金属電極の分散状態図である。
【図7】熱電子放出性の高い金属微粒子の表面分散状態とCO2ガス分解率との関係図である。
【符号の説明】
11 ガス
12 分解容器
13 金属微粒子
14 金属製平板型電極
15 金属製平板型電極
16 誘電体
17 電源ユニット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas reforming reactor used for gas synthesis or gas decomposition, and more particularly, to a plasma decomposition apparatus and a gas plasma decomposition method for reforming harmful gases such as CO 2 and NO X utilizing plasma generation.
[0002]
[Prior art]
In today's highly industrialized society, various pollutants are harmful to human health. For example, pollutant gases such as NO x , CO x , and SO x emitted from engines such as automobiles as pollutants. It is particularly problematic.
[0003]
It is necessary to decompose such gas into harmless gas before being released into the atmosphere. Conventionally, as a method for decomposing this harmful gas, for example, it is decomposed by plasma discharge or the like to reform the gas. Yes.
[0004]
For this reforming, for example, a gas reformer that is a plasma reactor that reforms a gas by using plasma generation has been proposed.
[0005]
As conventional gas reforming methods, the following methods (1) and (2) are generally proposed mainly depending on the properties of plasma generated between electrodes.
(1) A gas reforming method by local lightning-like concentrated discharge such as corona discharge, glow discharge, arc discharge, etc. generated by applying a voltage between opposed parallel metal electrodes.
(2) A gas reforming method by mist-like barrier discharge that is generated by applying a voltage after coating a dielectric on at least one surface of opposing parallel metal electrodes.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method described above has the following problems.
[0007]
First, the former local concentrated discharge method has a problem that the plasma energy density is high, but the contact probability between the plasma and the reactive gas is low. As a result, the reactive gas passes through the discharge part without coming into contact with the plasma, and it is difficult to dramatically improve the reforming efficiency.
[0008]
On the other hand, the latter barrier discharge method has a problem that the plasma energy density is low although the contact probability with the reactive gas is high.
[0009]
As a result, it is effective for reforming reactive gases that require relatively low energy for reforming, such as ozone generation, but its plasma density is low for reforming stable gases with high decomposition energy. Have difficulty.
[0010]
Thus, in the conventional method, plasma reforming means for reforming with high efficiency has been proposed in reforming gases such as NO 2 and CO 2 which are generally stable with relatively high decomposition energy. Therefore, the advent of a highly efficient gas reforming technique is desired.
[0011]
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a plasma decomposition apparatus and a gas plasma decomposition method capable of improving gas reforming efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention that solves the above-described problems includes a first plate-type electrode and a second plate-type electrode facing each other, a dielectric interposed between the two electrodes, An electric potential difference applying means for applying an electric potential difference therebetween, wherein fine metal particles covering the surface with a surface coverage of 20% to 60% are dispersed and deposited on the surface of the first electrode, and a high voltage is applied. And a plasma decomposition apparatus for generating a composite barrier discharge.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the plasma decomposition apparatus according to the first aspect, wherein the dielectric is laminated on the surface of the second electrode.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the plasma decomposition apparatus according to the first or second aspect, wherein the metal fine particles are metal fine particles having a high thermoelectron emission property.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the metal fine particles are at least one selected from the group consisting of tungsten, platinum, thallium, niobium, nickel, zirconium, cesium, and barium. It is in the plasma decomposition apparatus.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the plasma decomposition apparatus according to the first or second aspect, the metal fine particles are metal fine particles having a high secondary electron emission property.
[0017]
A sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect, in the plasma decomposition unit, wherein the metal fine particles are high metal fine particles emissive low glow cathode drop voltage.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect, at least the metal fine particles are selected from the group consisting of magnesium oxide, cesium composite, copper beryllium, silver magnesium, rubidium composite, and calcium oxide. The plasma decomposition apparatus is characterized by being one.
[0019]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the plasma decomposition apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein a dispersion form of the metal fine particles is uniform dispersion or concentrated dispersion.
[0021]
A ninth aspect of the present invention, the potential difference applied between the opposing electrodes, it by generating plasma, the gas plasma decomposition method for decomposing a gas, the surface of one electrode, the surface of 20% A gas plasma decomposition method is characterized in that metal fine particles covered with a surface coverage of ˜60% are dispersed and deposited, a high voltage is applied, and a gas is decomposed while generating a composite barrier discharge.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, although embodiment of this invention is described, this invention is not limited to this.
[0023]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic diagram of a gas reformer according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view of a metal electrode in which metal fine particles are dispersed and deposited on the surface.
[0024]
As shown in these drawings, the gas decomposition apparatus according to the present embodiment is provided with a ceramic decomposition container 12 that introduces a gas 11 and flows the gas 11 in a predetermined direction, and is disposed in the decomposition container 12. A metal flat plate electrode 14 which is a first electrode formed by dispersing and depositing metal fine particles 13 having a high thermoelectron emission property on the surface, and is opposed to the metal flat plate electrode 14 with a predetermined interval. AC voltage is applied between the metal flat plate electrode 15, which is the second electrode, the dielectric 16 covering the surface of the metal flat plate electrode 15, and the metal flat plate electrode 14 and the dielectric 16. Thus, the power supply unit 17 is configured to generate plasma discharge.
[0025]
Here, the metal fine particles 13 deposited and dispersed on the surface of the metal flat plate electrode 14 are metal fine particles having high thermionic emission properties, such as tungsten, platinum, thallium, niobium, nickel, zirconium, cesium, barium, and the like. Can be illustrated.
[0026]
A plurality of these materials may be used.
[0027]
The particle size of the metal fine particles 13 is not particularly limited as long as it is 500 μm or less, but it is more preferable to use ultrafine particles of 10 μm or less.
[0028]
Further, the ratio of the dispersion and deposition on the surface of the metal plate electrode 14 is preferably 60% or less, and the reforming efficiency is improved particularly at a coverage of 20 to 65%. This is preferable.
[0029]
If it exceeds 65%, the plasma energy density is too biased as shown in the examples to be described later, so that the discharge form is shifted to only one local concentrated discharge, and the probability of contact with gas is remarkably reduced. On the other hand, if it is less than 20%, the dispersion precipitation ratio of the metal fine particles is low, and the effects of the present invention cannot be exhibited.
[0030]
By using the metal flat plate electrode 14 in which the metal fine particles 13 having high thermionic emission properties are dispersed and deposited in this way, plasma discharge is performed to make the charge of the metal flat plate electrode 14 non-uniform, and the metal fine particles 13. A discharge column resembling local concentrated discharge is generated from the dispersed part of the plasma, thereby generating a composite barrier discharge based on the synergistic effect of fog-like barrier discharge and lightning-like local concentrated discharge, thereby improving the plasma energy level It becomes.
[0031]
As a result, in the reforming reaction by plasma of harmful gas contained in exhaust gas such as NO 2 and CO 2 that is generally stable and has relatively high decomposition energy, the contact frequency of the generated plasma and the generated plasma is referred to as barrier discharge. While maintaining a high probability of the same level, it is possible to maintain an energy index typified by the current density of the generated plasma at a high level similarly to the local concentrated discharge.
[0032]
Further, as in the present embodiment, the surface of the second metal flat plate electrode 15 that is one of the opposing electrodes is uniformly coated with the dielectric 16 so that a more stable and uniform barrier discharge can be achieved. In the metal flat plate electrode 14 that can be easily maintained and has the metal fine particles 13 with high thermionic emission properties dispersed and deposited on the surface, the metal fine particles 13 are locally distributed from the dispersed portion of the metal fine particles 13 toward the opposing dielectric 16. A plurality of discharge columns having a high current density similar to the flow column discharge are generated, and a composite barrier discharge becomes possible.
[0033]
(Second Embodiment)
In addition, by dispersing and precipitating metal fine particles having a high secondary electron emission property as the metal fine particles 13, the same as the case of dispersing and precipitating the metal fine particles having a high thermoelectron emission property according to the first embodiment described above. The effect of can be produced.
[0034]
That is, by dispersing and depositing metal fine particles having high secondary electron emission properties as the metal fine particles 13, a plurality of discharge columns with high current density similar to local concentrated discharge are generated during the barrier discharge, thereby realizing a composite barrier discharge. Will be.
[0035]
Here, as the fine metal particles having a high secondary electron emission property, materials such as magnesium oxide, cesium composite, copper beryllium, silver magnesium, rubidium composite, and calcium oxide are preferable.
[0036]
A plurality of these materials may be used.
[0037]
(Third embodiment)
In a gas reforming reactor, metal fine particles with high thermionic emission properties can also be dispersed by dispersing and precipitating metal fine particles with a low glow cathode drop voltage and high electron emission properties on the surface of the metal plate electrode. The same effect as that of the case can be obtained.
[0038]
That is, by dispersing and depositing metal fine particles 13 having a low glow cathode fall voltage and a high electron emission property as the metal fine particles 13, a plurality of discharge columns having a high current density similar to the local concentrated discharge are generated during the barrier discharge. Barrier discharge can be realized.
[0039]
Here, as the fine metal particles having a low glow cathode fall voltage and a high electron emission property, materials such as magnesium oxide, cesium composite, copper beryllium, silver magnesium, rubidium composite, and calcium oxide are preferable.
[0040]
A plurality of these materials may be used.
[0041]
In this way, in a composite barrier discharge in which multiple discharge columns resembling local concentrated discharge with strong light intensity are mixed during the barrier discharge, the reaction gas in contact with the multiple discharge columns reacts with high efficiency due to high plasma energy. A part of the reaction gas that has progressed and is in contact with the barrier discharge also reacts, and other gases are pre-excited to be more easily reacted.
[0042]
In addition, by controlling the particle size and dispersion density of the fine metal particles dispersed and deposited on the metal surface, the size and quantity of the plurality of discharge columns generated during the barrier discharge, that is, the plasma energy density of the discharge part can be controlled. By appropriately installing this at a plasma energy density that matches the reaction gas system for reforming purposes, a low-power and high-efficiency plasma reforming reaction can be realized.
[0043]
Hereinafter, although the suitable Example of this invention is described, this invention is not limited to these Examples at all.
[0044]
Example 1
Using an apparatus as shown in FIG. 1, the ratio of depositing and precipitating metal fine particles with high thermionic emission properties on the surface is changed, and NO x gas due to the difference in composite barrier discharge due to the coverage of metal fine particles with high thermionic emission properties. Was subjected to a decomposition test.
[0045]
Here, tungsten having a metal particle diameter of 5 μm was used as the metal fine particles having a high thermionic emission property on the surface.
[0046]
FIG. 3 shows the relationship between the surface coverage of the fine metal particles having high thermionic emission properties and the NO x gas decomposition rate.
[0047]
The particle diameter of the metal fine particles is 5 μm, and when the coverage is 0%, the conventional apparatus is used.
[0048]
As shown in FIG. 3, it was found that the NO x decomposition efficiency was good when the surface coverage was in the range of 20 to 65%.
[0049]
(Example 2)
Instead of the NO x gas in Example 1, CO 2 was used as the gas to be decomposed, and the same measurement was performed.
[0050]
The result is shown in FIG.
[0051]
As shown in FIG. 4, it was found that the CO 2 decomposition efficiency was good when the surface coverage was in the range of 20 to 65%.
[0052]
(Example 3)
In the dissociation of CO 2 in Example 2, and the particle size of the fine metal particles while varying measures the gas reforming rate.
[0053]
The surface coverage was 60%.
[0054]
The result is shown in FIG.
[0055]
As shown in FIG. 5, when the surface coverage is constant, the number of lightning-like discharges that occur as the metal particle size is smaller increases and the probability of contact with CO 2 gas increases. Turned out to improve.
[0056]
Example 4
Next, when CO 2 was decomposed in Example 2, the gas reforming rate due to the difference in the dispersion form of the metal fine particles was measured.
[0057]
As the form of dispersion, the metal fine particles 13 were intensively dispersed on the surface of the metal plate electrode 14 and the case where the metal fine particles 13 were uniformly dispersed were carried out.
[0058]
FIG. 6 shows a dispersion state diagram of a metal electrode in which metal fine particles are dispersed and deposited on the surface.
[0059]
The particle size of the metal fine particles was 5 μm.
[0060]
The result is shown in FIG.
[0061]
As shown in FIG. 7, the discharge state shifts to the local concentrated discharge when the metal fine particles are concentrated and dispersed (see FIG. 6A) and when the metal fine particles are uniformly dispersed (see FIG. 6B). Until then, it was found that the CO 2 reforming rate increased with the increase in coverage.
[0062]
The difference in the dispersion state of the metal fine particles appears as a difference in the surface coverage that shifts to local concentrated discharge, and it turns out that the concentration shifts to 35% in the case of concentrated dispersion and 65% in the case of uniform dispersion. did.
[0063]
When the coverage is low, the decomposition rate is higher in the form of concentrated dispersion at about 20 to 25. However, uniform dispersion is better at 25% or more thereafter, so that uniform dispersion is preferable as a whole. It has been found.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, metal fine particles are dispersed and deposited on the surface of one of the opposing electrodes, so that when a high voltage is applied, a composite barrier discharge is generated, and gases such as CO 2 and NO X are decomposed with high efficiency. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a gas reformer of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a metal electrode in which metal fine particles are dispersed and deposited on the surface.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the surface coverage of metal fine particles having high thermionic emission properties and the NO x gas decomposition rate.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the surface coverage of the fine metal particles having high thermionic emission properties and the CO 2 gas decomposition rate.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the particle diameter of metal fine particles having high thermionic emission properties and the CO 2 gas decomposition rate.
FIG. 6 is a dispersion state diagram of a metal electrode in which metal fine particles are dispersed and deposited on the surface.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the surface dispersion state of metal fine particles having high thermionic emission properties and the CO 2 gas decomposition rate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Gas 12 Decomposition | disassembly container 13 Metal particulate 14 Metal flat plate electrode 15 Metal flat plate electrode 16 Dielectric 17 Power supply unit

Claims (9)

相対向する第1の平板型電極及び第2の平板型電極と、これら両電極の間に介装される誘電体と、前記両電極の間に電位差を付与する電位差付与手段とを備え、
前記第1の電極の表面に、当該表面を20%〜60%の表面被覆率で覆う金属微粒子を分散析出してなり、高電圧を印加し、複合バリア放電を発生させることを特徴とするプラズマ分解装置。
A first flat plate electrode and a second flat plate electrode facing each other, a dielectric interposed between the two electrodes, and a potential difference applying means for applying a potential difference between the two electrodes;
Plasma formed by dispersing and depositing metal fine particles covering the surface with a surface coverage of 20% to 60% on the surface of the first electrode, and applying a high voltage to generate a composite barrier discharge. Disassembly equipment.
請求項1において、前記第2の電極の表面に前記誘電体を積層してなることを特徴とするプラズマ分解装置。  2. The plasma decomposing apparatus according to claim 1, wherein the dielectric is laminated on the surface of the second electrode. 請求項1又は2において、前記金属微粒子が熱電子放出性の高い金属微粒子であることを特徴とするプラズマ分解装置。  3. The plasma decomposing apparatus according to claim 1, wherein the metal fine particles are metal fine particles having a high thermoelectron emission property. 請求項3において、前記金属微粒子がタングステン、白金、タリウム、ニオブ、ニッケル、ジルコニウム、セシウム、バリウムからなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とするプラズマ分解装置。  4. The plasma decomposition apparatus according to claim 3, wherein the metal fine particles are at least one selected from the group consisting of tungsten, platinum, thallium, niobium, nickel, zirconium, cesium, and barium. 請求項1又は2において、前記金属微粒子が二次電子放出性の高い金属微粒子であることを特徴とするプラズマ分解装置。  3. The plasma decomposing apparatus according to claim 1, wherein the metal fine particles are metal fine particles having a high secondary electron emission property. 請求項1又は2において、前記金属微粒子がグロー陰極降下電圧が低く電子放出性の高い金属微粒子であることを特徴とするプラズマ分解装置。  3. The plasma decomposing apparatus according to claim 1, wherein the metal fine particles are metal fine particles having a low glow cathode fall voltage and a high electron emission property. 請求項5又は6において、前記金属微粒子がマグネシウム酸化物、セシウム複合物、銅ベリリウム、銀マグネシウム、ルビジウム複合物、カルシウム酸化物からなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とするプラズマ分解装置。  7. The plasma according to claim 5, wherein the metal fine particles are at least one selected from the group consisting of magnesium oxide, cesium composite, copper beryllium, silver magnesium, rubidium composite, and calcium oxide. Disassembly equipment. 請求項1〜7の何れかにおいて、前記金属微粒子の分散形態が均一分散又は集中分散であることを特徴とするプラズマ分解装置。  The plasma decomposition apparatus according to claim 1, wherein a dispersion form of the metal fine particles is uniform dispersion or concentrated dispersion. 相対向する電極の間に電位差を付与し、プラズマを発生させてなり、ガスを分解するガスプラズマ分解方法において、
一方の電極の表面に、当該表面を20%〜60%の表面被覆率で覆う金属微粒子を分散析出させ、高電圧を印加し、複合バリア放電を発生させつつガスを分解することを特徴とするガスプラズマ分解方法。
In a gas plasma decomposition method for decomposing a gas by applying a potential difference between opposing electrodes to generate plasma,
Metal fine particles covering the surface with a surface coverage of 20% to 60% are dispersed and deposited on the surface of one electrode, and a high voltage is applied to decompose the gas while generating a composite barrier discharge. Gas plasma decomposition method.
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JP5376618B2 (en) * 2005-11-30 2013-12-25 日本碍子株式会社 Electrode device for plasma discharge
JP5008622B2 (en) * 2008-08-22 2012-08-22 株式会社日立国際電気 Plasma generating electrode and plasma generating method
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