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JPH1147544A - 放電吸引式ガス処理方法 - Google Patents

放電吸引式ガス処理方法

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Publication number
JPH1147544A
JPH1147544A JP21168597A JP21168597A JPH1147544A JP H1147544 A JPH1147544 A JP H1147544A JP 21168597 A JP21168597 A JP 21168597A JP 21168597 A JP21168597 A JP 21168597A JP H1147544 A JPH1147544 A JP H1147544A
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JP
Japan
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gas
discharge
active species
processing
discharge reaction
Prior art date
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Application number
JP21168597A
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English (en)
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JP3106181B2 (ja
Inventor
Masazumi Fujiwara
正純 藤原
Mitsushi Tanimoto
充司 谷本
Masayoshi Ishida
政義 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性種の高い生成効率を生かしながら活性種
の再結合損失と処理用ガスの消費量とを抑制する。 【解決手段】 ガス処理装置をオゾナイザとして使用す
る場合、放電反応容器1内を真空ポンプ3で減圧し、第
1のバルブ4を瞬間的に開閉し、放電反応容器1内に処
理用ガスである酸素をパルス的に微量導入してから放電
反応容器1と電極2との間にパルス電圧を印加し、パル
ス放電を行うことにより活性種である酸素原子を生成す
る。次いで、第2のバルブ5を開けて大気圧または大気
圧以上の被処理用ガスとしての空気を放電反応容器1内
に高速注入し、オゾンを生成し、真空ポンプ3を通して
排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理用ガス中の放
電によって生成した活性種を使用して被処理用ガスを処
理する放電吸引式ガス処理方法に関するもので、オゾナ
イザ,空気清浄器,または排ガス処理装置等に使用され
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来から使用されている通常の放電ガス
処理装置(方法)は種々あるが、図3に示すものは、従
来の直通式放電ガス処理装置の一例を示す概略構成図
で、大気圧の放電反応容器1に被処理用ガスを流通さ
せ、放電反応容器1と電極2との間に高電圧を印加し、
放電により生成した活性種を介した化学反応を通してガ
ス処理を行う(例えば、電気学会論文集B.113-5,P463
(1993))。用途としては、被処理用ガスとして燃焼排ガ
スを用いて、NOX やSO2 を除去する装置や、揮発性
有機物を含む汚染空気を浄化する装置がある。また、被
処理用ガスとして大気を用い、オゾナイザとして利用す
る装置もある。しかし、これらの装置では、生成する活
性種を選択することができず、酸化と還元反応の両方が
同時に進行するため、有害な反応生成物が生成される場
合がある。
【0003】そこで、反応の選択性を高める方式とし
て、外部注入式放電ガス処理装置が研究されており、こ
れを図4に示す。
【0004】図4は、従来の外部注入式放電ガス処理装
置の一例を示す概略構成図で、この方式は、処理用ガス
を放電処理して得られた活性ガスを、被処理用ガス中へ
注入するという方式で、放電容器6に処理用ガスを流通
させ、放電容器6と電極2との間で放電処理を行った
後、反応容器7へ注入し、被処理用ガスと混合するとい
うものである。この場合も、放電は大気圧で行われる。
具体的には、処理用ガスとして窒素ガスを用い、放電に
より窒素原子を生成し、排ガス中に注入することにより
NOX を還元処理する方式が研究されている(例えば、
日本機械学会論文集B.60-576.P2931(1994))。
【0005】また、放電処理の効率を高めるために、処
理用ガスを減圧下で放電処理した後、大気圧の被処理用
ガス中へ注入する方式もある。この方式の典型的な例を
図5に示す。
【0006】図5は、従来の減圧注入式放電ガス処理装
置の一例を示す概略構成図で、減圧手段として真空ポン
プ3で放電容器6内を減圧するもので、放電容器6と電
極2との間の減圧下で放電を行い活性種を生成した後、
真空ポンプ3の排気側に接続した反応容器7で、大気圧
または大気圧以上に加圧された被処理用ガスと混合する
方式である。この方式では、減圧下で放電処理を行うた
め、放電により生成する電子の加速が進み、その結果と
して、活性種の生成効率が向上する。具体的には、処理
用ガスとして酸素ガスを用い、放電により酸素原子を生
成し、空気と混合しオゾンを生成する方式に関して、真
空ポンプ3として噴流ポンプを用いて、放電容器6の減
圧気体と大気圧気体との混合を行う方式が提案されてい
る(電気学会論文誌A.116-9,P791(1996))。なお、図
3〜図5では放電手段の高圧電源等は省略されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の放電
ガス処理装置における問題点は、放電により生じた活性
種を被処理用ガスと混合する際の注入とガス混合の速度
にある。活性種の寿命はガスの混合速度に比し短いた
め、生成した活性種が再結合反応等により消滅する割合
が高い。特に、図4および図5の外部注入方式では、こ
のような消滅反応の抑制が重要な課題となっている。そ
のためには、被処理用ガス中への高速注入・高速混合が
必要である。
【0008】しかし、大気圧の放電ガスを注入する図4
の外部注入式放電ガス処理装置では、高速注入に伴い処
理用ガスが大量に必要となるという問題点があり、高速
注入には限界がある。
【0009】一方、減圧下で活性種を生成する図5の減
圧注入式放電ガス処理装置においては、大気圧または大
気圧以上の被処理用ガスと混合する過程において、活性
種である活性ガスが一旦大気圧程度または大気圧以上に
加圧した後に被処理用ガスとの混合が生ずることにな
る。したがって、この場合にも、活性種の再結合損失を
抑制することが困難である。
【0010】本発明における放電吸引式ガス処理方法の
目的は、外部注入方式の利点である反応の選択性と、高
い生成効率を生かしつつ、欠点である再結合損失の問題
を解決することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の放電吸引式ガス
処理方法は、大気圧または減圧された放電反応容器内
に、処理用ガスを供給した後、処理用ガスにパルス放電
を印加して活性種を生成した直後に、放電反応容器内に
被処理用ガスを高速供給するようにしたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の放電吸引式ガス処理方法
は、大気圧または真空ポンプによって減圧された放電反
応容器内へ処理用ガスを第1のバルブ等から供給し、放
電反応容器内の処理用ガスに放電手段によりパルス放電
して前記処理用ガスの活性種を生成せしめ、前記放電反
応容器内に生成された前記活性種により処理される被処
理用ガスを第2のポンプ等から供給するものである。ま
た、処理されたガスは真空ポンプによって排出される。
【0013】また、処理用ガスは、酸素もしくは窒素、
または空気あるいはそれらのガス中に水蒸気,過酸化水
素,アンモニア,炭化水素類、もしくはアルコール類を
添加したものである。
【0014】このように、放電直後に被処理用ガスの方
を高速注入することにより、高速ガス混合が実現でき
る。したがって、活性種の再結合損失は大幅に抑制する
ことができる。また、処理用ガスの消費量も抑制するこ
とができる。その上、パルス放電を減圧下で行えば、活
性種は高効率で生成することができる。
【0015】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すガス処理方
法に使用するガス処理装置の一例の概略構成図である。
【0016】図1の実施例が従来例と異なる点は、放電
反応容器1内へ処理用ガスを供給する第1の供給手段で
ある第1のバルブ4と、放電反応容器1内へ被処理用ガ
スを供給する第2の供給手段である第2のバルブ5を設
けたことにある。なお、放電手段を構成する高圧電源等
は省略してある。
【0017】次に、図1のガス処理装置をオゾナイザと
して使用する場合の動作について説明する。
【0018】第1のバルブ4,第2のバルブ5を閉じ、
真空ポンプ3を駆動して放電反応容器1内の圧力を減圧
する。次いで、第1のバルブ4を瞬間的に開閉して、放
電反応容器1内に処理用ガスである酸素をパルス的に微
量導入する。次いで、放電手段の構成部材である放電反
応容器1と電極2との間にパルス電圧を印加し、パルス
放電を行うことにより、活性種である酸素原子を生成す
る。次いで、第2のバルブ5を開け被処理用ガスとして
大気圧または大気圧以上に加圧された空気を放電反応容
器1内に高速注入してオゾンを生成し、このオゾンを真
空ポンプ3を通して排出する。次いで、第2のバルブ5
を閉じて最初の一工程を終了した後、最初の動作に戻
り、再び、上記と同じ工程を繰り返す。
【0019】図2にパルス放電と処理用ガスおよび被処
理用ガスのパルス的供給のタイミングの一例を示す。
【0020】また、本発明の放電吸引式ガス処理方法
は、燃焼排ガスのNOX 処理方法としても利用すること
ができる。この場合、第1のバルブ4を開閉して処理用
ガスとして活性種である窒素ガスを供給し、第2のバル
ブ5を開けて被処理用ガスとして燃焼排ガスを高速注入
し、NOX の還元処理を行う。
【0021】同様に、本発明の放電吸引式ガス処理方法
は揮発性有機物等を含む汚染空気の浄化方法としても利
用できる。この場合、上記と同様に第1のバルブ4を開
閉して処理用ガスとして酸素を供給し、バルブ5より被
処理用ガスとして汚染空気を供給し、有機物の酸化処理
を行う。
【0022】また、その他、処理用ガスとして、空気の
中に水蒸気,過酸化水素,アンモニア,炭化水素類,ア
ルコール類を含むガスを用いることにより、より反応性
の強い活性種を発生させ、ガスの処理効率を高めること
も可能である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
に記載の発明は、放電により生成した活性種と被処理
用ガスとの高速混合による再結合損失が低減され、処
理用ガスの必要量を抑制することができる。
【0024】また、本発明の請求項2に記載の発明は、
パルス放電を減圧下で行うことにより、活性種を高効率
で生成することができる。
【0025】また、本発明の請求項3に記載の発明は、
より反応性の強い活性種を発生させ、ガスの処理効率を
高めることができる。
【0026】したがって、本発明により、放電ガス処理
の性能向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すガス処理方法に使用さ
れるガス処理装置の概略構成図である。
【図2】本発明におけるパルス放電と処理用ガスおよび
被処理用ガスのパルス的供給のタイミングチャートであ
る。
【図3】従来の直通式放電ガス処理装置の一例を示す概
略構成図である。
【図4】従来の外部注入式放電ガス処理装置の一例を示
す概略構成図である。
【図5】従来の減圧注入式放電ガス処理装置の一例を示
す概略構成図である。
【符号の説明】
1 放電反応容器 2 電極 3 真空ポンプ 4 第1のバルブ 5 第2のバルブ
フロントページの続き (72)発明者 谷本 充司 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 石田 政義 茨城県つくば市天王台1−1−4 筑波大 学構造工学系内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電反応容器内へ処理用ガスを供給して
    充填し、前記放電反応容器内でパルス放電を行って前記
    処理用ガスの活性種を生成し、次いで、前記放電反応容
    器内へ被処理用ガスを供給して前記活性種により前記被
    処理用ガスの処理を行うことを特徴とする放電吸引式ガ
    ス処理方法。
  2. 【請求項2】 放電反応容器内の気体を減圧手段で減圧
    し、この減圧された前記放電反応容器内へ第1の供給手
    段から処理用ガスをパルス的に供給し、前記放電反応容
    器内でパルス放電を行って前記処理用ガスの活性種を生
    成し、次いで、前記放電反応容器内へ第2の供給手段か
    ら被処理用ガスを供給して前記活性種により前記被処理
    用ガスの処理を行うことを特徴とする放電吸引式ガス処
    理方法。
  3. 【請求項3】 処理用ガスは、酸素もしくは窒素、また
    は空気の中に水蒸気,過酸化水素,アンモニア,炭化水
    素類、もしくはアルコール類を添加したものであること
    を特徴とする請求項1または2記載の放電吸引式ガス処
    理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2389789A (en) * 2002-05-22 2003-12-24 Bioquell Uk Ltd Apparatus for decontamination of enclosed spaces

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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