JP2001187319A - ガス浄化方法およびガス浄化装置 - Google Patents
ガス浄化方法およびガス浄化装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ作用と光触媒作用との相乗的作用に
より、有害成分を含む浄化対象ガスの無害化を高効率で
行えるガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 光触媒層３Ｃが形成された一方の電極３
と、これに対向する他方の電極２を有し、これら対向電
極２，３の間でプラズマＰを生じさせる電源４と、プラ
ズマＰ中に浄化対象ガスを流してプラズマ化する浄化対
象ガス送給流路５を備え、プラズマＰ中にＮＯｘ，ＳＯ
ｘ等の分解すべき成分を含む浄化対象ガスを流し、分解
すべき成分を浄化対象ガスのプラズマ化により化学励起
させて分解すると共に、プラズマの発光に起因する光に
より光触媒反応を効率良く進行させて浄化対象ガス中の
分解すべき成分の分解を促進するようにしたガス浄化装
置１。
より、有害成分を含む浄化対象ガスの無害化を高効率で
行えるガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 光触媒層３Ｃが形成された一方の電極３
と、これに対向する他方の電極２を有し、これら対向電
極２，３の間でプラズマＰを生じさせる電源４と、プラ
ズマＰ中に浄化対象ガスを流してプラズマ化する浄化対
象ガス送給流路５を備え、プラズマＰ中にＮＯｘ，ＳＯ
ｘ等の分解すべき成分を含む浄化対象ガスを流し、分解
すべき成分を浄化対象ガスのプラズマ化により化学励起
させて分解すると共に、プラズマの発光に起因する光に
より光触媒反応を効率良く進行させて浄化対象ガス中の
分解すべき成分の分解を促進するようにしたガス浄化装
置１。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガソリンエンジ
ン，ディーゼルエンジン，ゴミ焼却炉，火力発電用ボイ
ラーなどの各種燃焼機関や燃焼設備などから排出される
排ガス中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）やＳＯｘ(硫
黄酸化物）などの有害成分を分解して無害化するのに好
適なガス浄化方法およびガス浄化装置に関するものであ
る。
ン，ディーゼルエンジン，ゴミ焼却炉，火力発電用ボイ
ラーなどの各種燃焼機関や燃焼設備などから排出される
排ガス中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）やＳＯｘ(硫
黄酸化物）などの有害成分を分解して無害化するのに好
適なガス浄化方法およびガス浄化装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】グロー放電，パルスグロー放電，パルス
コロナ放電などの放電プラマを利用した従来のガス浄化
装置としては、例えば、図６ないし図８に示すようなも
のがある。
コロナ放電などの放電プラマを利用した従来のガス浄化
装置としては、例えば、図６ないし図８に示すようなも
のがある。
【０００３】図６において、ディーゼルエンジンなどの
燃焼機関５１から排出される排ガスを排気管５２を介し
て除塵器５３に通すことにより塵芥物を除去し、続い
て、高圧電源５４に接続されて高電圧が印加されること
によりプラズマが生じているプラズマ反応容器５５に排
ガスを流し、これにより排ガスをプラズマ化することに
よってこの排ガス中に含まれているＮＯｘ(窒素酸化
物）やＳＯｘ（硫黄酸化物）などの有害成分を分解して
無害化する。
燃焼機関５１から排出される排ガスを排気管５２を介し
て除塵器５３に通すことにより塵芥物を除去し、続い
て、高圧電源５４に接続されて高電圧が印加されること
によりプラズマが生じているプラズマ反応容器５５に排
ガスを流し、これにより排ガスをプラズマ化することに
よってこの排ガス中に含まれているＮＯｘ(窒素酸化
物）やＳＯｘ（硫黄酸化物）などの有害成分を分解して
無害化する。
【０００４】この場合のプラズマ反応容器５５は、図７
に示すように、絶縁性容器本体５６の下部側に面状電極
５７および誘電体（ＢａＴｉＯ３など）５８を設けると
共にこれと対向する上部側に鋸歯状電極５９を設け、面
状電極５７と鋸歯状電極５９との間に高圧電源５４を接
続した構造をなしている。
に示すように、絶縁性容器本体５６の下部側に面状電極
５７および誘電体（ＢａＴｉＯ３など）５８を設けると
共にこれと対向する上部側に鋸歯状電極５９を設け、面
状電極５７と鋸歯状電極５９との間に高圧電源５４を接
続した構造をなしている。
【０００５】そして、高圧電源５４により高電圧を印加
することによって面状電極５７（誘電体５８）と鋸歯状
電極５９との間で大気圧グロー放電を発生させると共
に、排ガス流入管６１より流入した排ガスをプラズマ化
することによって排ガス中の有害成分を化学励起・分解
して無害化したあと排ガス流出管６２より流出する。
することによって面状電極５７（誘電体５８）と鋸歯状
電極５９との間で大気圧グロー放電を発生させると共
に、排ガス流入管６１より流入した排ガスをプラズマ化
することによって排ガス中の有害成分を化学励起・分解
して無害化したあと排ガス流出管６２より流出する。
【０００６】この場合、排ガス中の有害成分がＮＯｘで
あるときには、ＮＯやＮＯ２を分解してＮ２およびＯ２
に変換する。
あるときには、ＮＯやＮＯ２を分解してＮ２およびＯ２
に変換する。
【０００７】このとき、プラズマは外部電界によって加
速された高エネルギー電子がガス分子と衝突し、励起原
子，励起分子，イオン，中性粒子，遊離基などが混在し
た電離気体であり、数ｅＶ〜数１０ｅＶのエネルギーを
得たＮＯｘが化学的に活性なものとなって、Ｎ２および
Ｏ２となることにより無害化される。
速された高エネルギー電子がガス分子と衝突し、励起原
子，励起分子，イオン，中性粒子，遊離基などが混在し
た電離気体であり、数ｅＶ〜数１０ｅＶのエネルギーを
得たＮＯｘが化学的に活性なものとなって、Ｎ２および
Ｏ２となることにより無害化される。
【０００８】そして、図６に示したプラズマ反応容器５
５の内部に設ける電極の形状は、図７に示した鋸歯状の
もののほか、図８に示すような導体６４を誘電体６５で
覆った縦横の網目状電極６６，６７を排ガス流方向Ａと
ほぼ直角の向きに配置したものなどをも使用することが
でき、大量の排ガスを処理する場合に適したものとな
る。
５の内部に設ける電極の形状は、図７に示した鋸歯状の
もののほか、図８に示すような導体６４を誘電体６５で
覆った縦横の網目状電極６６，６７を排ガス流方向Ａと
ほぼ直角の向きに配置したものなどをも使用することが
でき、大量の排ガスを処理する場合に適したものとな
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のガス浄
化装置においては、排ガス中に含まれる有害物質を効率
良く無害化することが可能であるという利点を有してい
るが、このような有害物質の無害化をさらに効率良く行
うようにすることが望まれていた。
化装置においては、排ガス中に含まれる有害物質を効率
良く無害化することが可能であるという利点を有してい
るが、このような有害物質の無害化をさらに効率良く行
うようにすることが望まれていた。
【００１０】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、有害成分を含むガスをプ
ラズマ中に流してプラズマ化することにより有害成分を
分解して無害化する場合に、より一層効率良く行えるよ
うにすることを目的としている。
がみてなされたものであって、有害成分を含むガスをプ
ラズマ中に流してプラズマ化することにより有害成分を
分解して無害化する場合に、より一層効率良く行えるよ
うにすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるガス浄化
方法は、請求項１に記載しているように、少なくとも一
方を光触媒処理した電極の間でプラズマを生じさせ、前
記プラズマ中にＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含
む浄化対象ガスを流し、前記分解すべき成分を前記浄化
対象ガスのプラズマ化により化学励起させて分解すると
共に、前記プラズマの発光に起因する光により光触媒反
応を効率良く進行させて前記浄化対象ガス中の分解すべ
き成分の分解を促進するようにしたことを特徴としてい
る。
方法は、請求項１に記載しているように、少なくとも一
方を光触媒処理した電極の間でプラズマを生じさせ、前
記プラズマ中にＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含
む浄化対象ガスを流し、前記分解すべき成分を前記浄化
対象ガスのプラズマ化により化学励起させて分解すると
共に、前記プラズマの発光に起因する光により光触媒反
応を効率良く進行させて前記浄化対象ガス中の分解すべ
き成分の分解を促進するようにしたことを特徴としてい
る。
【００１２】そして、本発明に係わるガス浄化方法にお
いては、請求項２に記載しているように、浄化対象ガス
は、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含む燃焼排ガ
スであるものとすることができる。
いては、請求項２に記載しているように、浄化対象ガス
は、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含む燃焼排ガ
スであるものとすることができる。
【００１３】本発明に係わるガス浄化装置は、請求項３
に記載しているように、少なくとも一方が光触媒処理さ
れた電極と、前記電極の間でプラズマを生じさせる電源
と、前記プラズマ中に浄化対象ガスを流してプラズマ化
する浄化対象ガス送給流路を備えた構成としたことを特
徴としている。
に記載しているように、少なくとも一方が光触媒処理さ
れた電極と、前記電極の間でプラズマを生じさせる電源
と、前記プラズマ中に浄化対象ガスを流してプラズマ化
する浄化対象ガス送給流路を備えた構成としたことを特
徴としている。
【００１４】そして、本発明に係わるガス浄化装置にお
いては、請求項４に記載しているように、浄化対象ガス
は、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含む燃焼排ガ
スであるものとすることができる。
いては、請求項４に記載しているように、浄化対象ガス
は、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含む燃焼排ガ
スであるものとすることができる。
【００１５】同じく、本発明に係わるガス浄化装置にお
いては、請求項５に記載しているように、光触媒処理さ
れた電極は、光触媒としてＴｉＯ２を有しているものと
することができ、この場合に、請求項６に記載している
ように、光触媒処理した電極は、Ｔｉと前記Ｔｉよりも
酸化傾向の小さい（酸素との親和力が弱い）金属とを合
金化させて合金中のＴｉのみを選択酸化することにより
その一部に光触媒性ＴｉＯ２を形成したものとすること
ができる。
いては、請求項５に記載しているように、光触媒処理さ
れた電極は、光触媒としてＴｉＯ２を有しているものと
することができ、この場合に、請求項６に記載している
ように、光触媒処理した電極は、Ｔｉと前記Ｔｉよりも
酸化傾向の小さい（酸素との親和力が弱い）金属とを合
金化させて合金中のＴｉのみを選択酸化することにより
その一部に光触媒性ＴｉＯ２を形成したものとすること
ができる。
【００１６】同じく、本発明に係わるガス浄化装置にお
いては、請求項７に記載しているように、電極は、対向
配置した内筒電極と外筒電極をそなえ、内筒電極の外周
と外筒電極の内周との間でプラズマを生じさせるもので
あるようになすことができる。
いては、請求項７に記載しているように、電極は、対向
配置した内筒電極と外筒電極をそなえ、内筒電極の外周
と外筒電極の内周との間でプラズマを生じさせるもので
あるようになすことができる。
【００１７】同じく、本発明に係わるガス浄化装置にお
いては、請求項８に記載しているように、電極は、対向
配置したディスク電極をそなえ、対向配置したディスク
電極の対向面間でプラズマを生じさせるものであるよう
になすことができる。
いては、請求項８に記載しているように、電極は、対向
配置したディスク電極をそなえ、対向配置したディスク
電極の対向面間でプラズマを生じさせるものであるよう
になすことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明に係わるガス浄化方法は、
少なくとも一方を光触媒処理した電極の間でプラズマを
生じさせ、前記プラズマ中に浄化対象ガスを流し、前記
浄化対象ガスのプラズマ化により化学励起させると共
に、前記プラズマの発光に起因する光により光触媒反応
を効率良く進行させて前記浄化対象ガスの処理を促進す
るようにしたものであり、より具体的には、少なくとも
一方を光触媒処理した電極の間でプラズマを生じさせ、
前記プラズマ中にＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を
含む浄化対象ガスを流し、前記分解すべき成分を前記浄
化対象ガスのプラズマ化により化学励起させて分解する
と共に、前記プラズマの発光に起因する光により光触媒
反応を効率良く進行させて前記浄化対象ガス中の分解す
べき成分の分解を促進するようにしたものであり、この
ようなガス浄化方法を実施するためのガス浄化装置とし
ては、少なくとも一方が光触媒処理された電極と、前記
電極の間でプラズマを生じさせる電源と、前記プラズマ
中に浄化対象ガスを流してプラズマ化する浄化対象ガス
送給流路を備えたものとすることができ、プラズマと光
触媒を時空間的に共存させ、常温・常圧下でプラズマの
作用と光触媒の作用との相乗的作用によって高効率での
浄化処理が可能であるガス浄化装置とすることができ
る。
少なくとも一方を光触媒処理した電極の間でプラズマを
生じさせ、前記プラズマ中に浄化対象ガスを流し、前記
浄化対象ガスのプラズマ化により化学励起させると共
に、前記プラズマの発光に起因する光により光触媒反応
を効率良く進行させて前記浄化対象ガスの処理を促進す
るようにしたものであり、より具体的には、少なくとも
一方を光触媒処理した電極の間でプラズマを生じさせ、
前記プラズマ中にＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を
含む浄化対象ガスを流し、前記分解すべき成分を前記浄
化対象ガスのプラズマ化により化学励起させて分解する
と共に、前記プラズマの発光に起因する光により光触媒
反応を効率良く進行させて前記浄化対象ガス中の分解す
べき成分の分解を促進するようにしたものであり、この
ようなガス浄化方法を実施するためのガス浄化装置とし
ては、少なくとも一方が光触媒処理された電極と、前記
電極の間でプラズマを生じさせる電源と、前記プラズマ
中に浄化対象ガスを流してプラズマ化する浄化対象ガス
送給流路を備えたものとすることができ、プラズマと光
触媒を時空間的に共存させ、常温・常圧下でプラズマの
作用と光触媒の作用との相乗的作用によって高効率での
浄化処理が可能であるガス浄化装置とすることができ
る。
【００１９】そして、本発明の実施態様においては、例
えば、図１に示すように、少なくとも一方を光触媒処理
した電極（上部電極Ｅ１と、電極本体Ｅ上に光触媒層Ｃ
をそなえた下部電極Ｅ２）の間でプラズマＰを生じさ
せ、前記プラズマＰにＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成
分を含む浄化対象ガスを図１中の左方向から右方向に向
けて流し、前記分解すべき成分を前記浄化対象ガスのプ
ラズマ化により化学励起させて分解すると共に、前記プ
ラズマの発光に起因する光により光触媒層Ｃによる光触
媒反応を効率良く進行させて前記浄化対象ガス中の分解
すべき成分の分解を促進するものとなすことができ、浄
化対象ガスはプラズマ層を含めた電極間を通過するとき
に活性光触媒にも反応するものとなる。
えば、図１に示すように、少なくとも一方を光触媒処理
した電極（上部電極Ｅ１と、電極本体Ｅ上に光触媒層Ｃ
をそなえた下部電極Ｅ２）の間でプラズマＰを生じさ
せ、前記プラズマＰにＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成
分を含む浄化対象ガスを図１中の左方向から右方向に向
けて流し、前記分解すべき成分を前記浄化対象ガスのプ
ラズマ化により化学励起させて分解すると共に、前記プ
ラズマの発光に起因する光により光触媒層Ｃによる光触
媒反応を効率良く進行させて前記浄化対象ガス中の分解
すべき成分の分解を促進するものとなすことができ、浄
化対象ガスはプラズマ層を含めた電極間を通過するとき
に活性光触媒にも反応するものとなる。
【００２０】本発明に係わるガス浄化方法およびガス浄
化装置において、浄化対象ガスは、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の
分解すべき成分を含む燃焼排ガスであるものとすること
ができる。
化装置において、浄化対象ガスは、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の
分解すべき成分を含む燃焼排ガスであるものとすること
ができる。
【００２１】また、光触媒処理された電極は、光触媒と
してＴｉＯ２を有しているものとすることができ、この
場合に、光触媒処理した電極は、Ｔｉと前記Ｔｉよりも
酸化傾向の小さい金属（例えばＮｉ）とを合金化させて
合金中のＴｉのみを酸化させることにより光触媒性Ｔｉ
Ｏ２、例えばアナターゼ型ＴｉＯ２を形成したものとす
ることができる。このとき、Ｔｉ量は０．０１〜３０ａ
ｔ％が好適であり、図２に示すように光触媒性ＴｉＯ２
をＮｉ−Ｔｉ系合金の表面または内部に層状ないしは粒
子状に形成したものであるようになすことが可能であっ
て、このような光触媒は波長が４００ｎｍ以下の紫外線
の光励起で触媒活性を発揮するものとなり、従来の大気
放電プラズマによる無害化処理に加えて、プラズマから
の発光により励起された光触媒による無害化処理や反応
処理を並行して実行できることとなり、大気中に含まれ
るＮＯｘやＳＯｘの分解に有効なものとなる。
してＴｉＯ２を有しているものとすることができ、この
場合に、光触媒処理した電極は、Ｔｉと前記Ｔｉよりも
酸化傾向の小さい金属（例えばＮｉ）とを合金化させて
合金中のＴｉのみを酸化させることにより光触媒性Ｔｉ
Ｏ２、例えばアナターゼ型ＴｉＯ２を形成したものとす
ることができる。このとき、Ｔｉ量は０．０１〜３０ａ
ｔ％が好適であり、図２に示すように光触媒性ＴｉＯ２
をＮｉ−Ｔｉ系合金の表面または内部に層状ないしは粒
子状に形成したものであるようになすことが可能であっ
て、このような光触媒は波長が４００ｎｍ以下の紫外線
の光励起で触媒活性を発揮するものとなり、従来の大気
放電プラズマによる無害化処理に加えて、プラズマから
の発光により励起された光触媒による無害化処理や反応
処理を並行して実行できることとなり、大気中に含まれ
るＮＯｘやＳＯｘの分解に有効なものとなる。
【００２２】そしてまた、電極は、対向配置した内筒電
極と外筒電極をそなえ、内筒電極の外周と外筒電極の内
周との間でプラズマを生じさせるものであるようにした
り、あるいはまた、電極は、対向配置したディスク電極
をそなえ、対向配置したディスク電極の対向面間でプラ
ズマを生じさせるものであるようにしたり、さらにま
た、電極は、対向配置した中心電極と外部電極と光触媒
処理したリング電極をそなえ、電極間の少なくとも一部
でプラズマを生じさせるものとしたりすることができ
る。
極と外筒電極をそなえ、内筒電極の外周と外筒電極の内
周との間でプラズマを生じさせるものであるようにした
り、あるいはまた、電極は、対向配置したディスク電極
をそなえ、対向配置したディスク電極の対向面間でプラ
ズマを生じさせるものであるようにしたり、さらにま
た、電極は、対向配置した中心電極と外部電極と光触媒
処理したリング電極をそなえ、電極間の少なくとも一部
でプラズマを生じさせるものとしたりすることができ
る。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこのような実施例のみに限定されないことはい
うまでもない。
本発明はこのような実施例のみに限定されないことはい
うまでもない。
【００２４】（実施例１）図３は本発明によるガス浄化
装置の第１実施例を示すものであって、この図３に示す
ガス浄化装置１は、対向配置した一方の電極である内筒
電極２と他方の電極である外筒電極３をそなえ、内筒電
極２は固定ないしは回転可能にしてあると共に外筒電極
３も固定ないしは回転可能にしたものとしてある。
装置の第１実施例を示すものであって、この図３に示す
ガス浄化装置１は、対向配置した一方の電極である内筒
電極２と他方の電極である外筒電極３をそなえ、内筒電
極２は固定ないしは回転可能にしてあると共に外筒電極
３も固定ないしは回転可能にしたものとしてある。
【００２５】そして、外筒電極３は電極本体部３Ｂの内
側に光触媒層としてアナターゼ型ＴｉＯ２層３Ｃを有し
ているものとなっている。
側に光触媒層としてアナターゼ型ＴｉＯ２層３Ｃを有し
ているものとなっている。
【００２６】さらに、内筒電極２と外筒電極３との間に
は高圧電源４が接続してあると共に、浄化対象ガス送給
流路５と浄化済ガス排出流路６とをそなえたものとなっ
ている。
は高圧電源４が接続してあると共に、浄化対象ガス送給
流路５と浄化済ガス排出流路６とをそなえたものとなっ
ている。
【００２７】このような構成のガス浄化装置１におい
て、例えば、自動車道路のトンネル内に設置した場合
に、内筒電極２と外筒電極３との間に高圧電源４により
高電圧を印加すると、この内筒電極２の外周と外筒電極
３の内周との間でプラズマＰが発生する。
て、例えば、自動車道路のトンネル内に設置した場合
に、内筒電極２と外筒電極３との間に高圧電源４により
高電圧を印加すると、この内筒電極２の外周と外筒電極
３の内周との間でプラズマＰが発生する。
【００２８】そして、この場合、内筒電極２と外筒電極
３を相対的に回転するものとしておくと、プラズマＰの
発生部分が全体的に広がりを持ったものとなる。
３を相対的に回転するものとしておくと、プラズマＰの
発生部分が全体的に広がりを持ったものとなる。
【００２９】この状態において、浄化対象ガス送給流路
５より浄化対象ガスとして自動車エンジンの排ガスが流
入すると、プラズマＰの形成部分において排ガスはプラ
ズマ化することにより、この排ガス中に含まれるＮＯｘ
（窒素酸化物）が化学励起され、次の反応を起こすこと
によって窒素と酸素とに分解されて無害化される。
５より浄化対象ガスとして自動車エンジンの排ガスが流
入すると、プラズマＰの形成部分において排ガスはプラ
ズマ化することにより、この排ガス中に含まれるＮＯｘ
（窒素酸化物）が化学励起され、次の反応を起こすこと
によって窒素と酸素とに分解されて無害化される。
【００３０】２ＮＯ２→２ＮＯ＋Ｏ２ ２ＮＯ＋Ｏ２→Ｎ２＋２Ｏ２ また、プラズマの発光に起因する光によって外筒電極３
の内周面（ＴｉＯ２層３Ｃ）上で光触媒反応が効率良く
進行することによりＮＯｘを効果的に分解して窒素と酸
素となることで無害化処理される。
の内周面（ＴｉＯ２層３Ｃ）上で光触媒反応が効率良く
進行することによりＮＯｘを効果的に分解して窒素と酸
素となることで無害化処理される。
【００３１】そしてまた、ガス浄化を促進するバッファ
ガスとしてアンモニア（ＮＨ３ ）ガスを存在させるこ
とにより、 ＮＨ３→ＮＨ２＋Ｈ ＮＨ２＋ＮＯ→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ ２ＮＨ２＋ＳＯ２→Ｓ＋Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ の反応が起きることによって排ガス中の硫黄酸化物（Ｓ
Ｏｘ ）も無害化処理されることとなる。
ガスとしてアンモニア（ＮＨ３ ）ガスを存在させるこ
とにより、 ＮＨ３→ＮＨ２＋Ｈ ＮＨ２＋ＮＯ→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ ２ＮＨ２＋ＳＯ２→Ｓ＋Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ の反応が起きることによって排ガス中の硫黄酸化物（Ｓ
Ｏｘ ）も無害化処理されることとなる。
【００３２】そして、実施の一例では、ＮＯｘ（窒素酸
化物）の除去率は８０％以上、ＳＯ ｘ（硫黄酸化物）の
除去率は７０％以上とすることが可能であった。
化物）の除去率は８０％以上、ＳＯ ｘ（硫黄酸化物）の
除去率は７０％以上とすることが可能であった。
【００３３】（実施例２）図４は本発明の第２実施例を
示すものであって、この図４に示すガス浄化装置１１
は、装置箱体１１Ｂの内部で対向配置した一方の電極で
ある上部ディスク電極１２と他方の電極である下部ディ
スク電極１３をそなえ、上部ディスク電極１２は支軸１
２Ａを介して固定してあると共に下部ディスク電極１３
は支軸１３Ａを介して回転可能に設置したものとしてあ
る。
示すものであって、この図４に示すガス浄化装置１１
は、装置箱体１１Ｂの内部で対向配置した一方の電極で
ある上部ディスク電極１２と他方の電極である下部ディ
スク電極１３をそなえ、上部ディスク電極１２は支軸１
２Ａを介して固定してあると共に下部ディスク電極１３
は支軸１３Ａを介して回転可能に設置したものとしてあ
る。
【００３４】そして、下部ディスク電極１３はディスク
本体部１３Ｂの上面側に光触媒層として光触媒性ＴｉＯ
２層１３Ｃを有しているものとなっている。
本体部１３Ｂの上面側に光触媒層として光触媒性ＴｉＯ
２層１３Ｃを有しているものとなっている。
【００３５】さらに、上部ディスク電極１２と下部ディ
スク電極１３との間には高圧電源１４が接続してあると
共に、浄化処理ガス送給流路１５と浄化済ガス排出流路
１６とをそなえたものとなっている。
スク電極１３との間には高圧電源１４が接続してあると
共に、浄化処理ガス送給流路１５と浄化済ガス排出流路
１６とをそなえたものとなっている。
【００３６】このような構成のガス浄化装置１１におい
て、上部ディスク電極１２と下部ディスク電極１３との
間に高圧電源１４より高電圧を印加すると、この上部デ
ィスク電極１２と下部ディスク電極１３との間でプラズ
マＰが発生する。
て、上部ディスク電極１２と下部ディスク電極１３との
間に高圧電源１４より高電圧を印加すると、この上部デ
ィスク電極１２と下部ディスク電極１３との間でプラズ
マＰが発生する。
【００３７】そして、この場合、上部ディスク電極１２
と下部ディスク電極１３を相対的に回転するものとして
おくと、プラズマの発生部分は全体的に広がりを持つも
のとなる。
と下部ディスク電極１３を相対的に回転するものとして
おくと、プラズマの発生部分は全体的に広がりを持つも
のとなる。
【００３８】この状態において、浄化対象ガス送給流路
１５より浄化対象ガスとして自動車エンジンの排ガスが
流入すると、プラズマＰの形成部分において排ガスがプ
ラズマ化することによってこの排ガス中に含まれるＮＯ
ｘ（窒素酸化物）が化学励起され、前述した反応を起こ
すことによって窒素と酸素とに分解して無害化される。
１５より浄化対象ガスとして自動車エンジンの排ガスが
流入すると、プラズマＰの形成部分において排ガスがプ
ラズマ化することによってこの排ガス中に含まれるＮＯ
ｘ（窒素酸化物）が化学励起され、前述した反応を起こ
すことによって窒素と酸素とに分解して無害化される。
【００３９】また、プラズマの発光に起因する光によっ
て下部ディスク電極１３の表面（ＴｉＯ２層１３Ｃ）上
で光触媒反応が効率良く進行することによりＮＯｘを効
果的に分解して窒素と酸素となることで無害化処理され
る。
て下部ディスク電極１３の表面（ＴｉＯ２層１３Ｃ）上
で光触媒反応が効率良く進行することによりＮＯｘを効
果的に分解して窒素と酸素となることで無害化処理され
る。
【００４０】そして、連続排ガス流中のＮＯｘ濃度を測
定した実施の一例によると、図５に示すように、無処理
の排ガス中のＮＯｘ濃度が２００００ｐｐｂであったの
に対し、プラズマ処理した場合には１００ｐｐｂに急減
し、プラズマ処理に光触媒処理を付加した場合には１．
５ｐｐｂとさらに著しく低減していることが認められ、
プラズマ処理と光触媒処理との相乗効果により高効率で
浄化することが可能であった。
定した実施の一例によると、図５に示すように、無処理
の排ガス中のＮＯｘ濃度が２００００ｐｐｂであったの
に対し、プラズマ処理した場合には１００ｐｐｂに急減
し、プラズマ処理に光触媒処理を付加した場合には１．
５ｐｐｂとさらに著しく低減していることが認められ、
プラズマ処理と光触媒処理との相乗効果により高効率で
浄化することが可能であった。
【００４１】
【発明の効果】本発明によるガス浄化方法では、請求項
１に記載しているように、少なくとも一方を光触媒処理
した電極の間でプラズマを生じさせ、前記プラズマ中に
ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含む浄化対象ガス
を流し、前記分解すべき成分を前記浄化対象ガスのプラ
ズマ化により化学励起させて分解すると共に、前記プラ
ズマの発光に起因する光により光触媒反応を効率良く進
行させて前記浄化対象ガス中の分解すべき成分の分解を
促進するようにしたから、プラズマ作用と光触媒作用と
の相乗的作用により浄化対象ガス中に含まれるＮＯｘ，
ＳＯｘ等の有害成分をより一層高効率で分解して無害化
することが可能になるという著しく優れた効果がもたら
される。
１に記載しているように、少なくとも一方を光触媒処理
した電極の間でプラズマを生じさせ、前記プラズマ中に
ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含む浄化対象ガス
を流し、前記分解すべき成分を前記浄化対象ガスのプラ
ズマ化により化学励起させて分解すると共に、前記プラ
ズマの発光に起因する光により光触媒反応を効率良く進
行させて前記浄化対象ガス中の分解すべき成分の分解を
促進するようにしたから、プラズマ作用と光触媒作用と
の相乗的作用により浄化対象ガス中に含まれるＮＯｘ，
ＳＯｘ等の有害成分をより一層高効率で分解して無害化
することが可能になるという著しく優れた効果がもたら
される。
【００４２】そして、請求項２に記載しているように、
浄化対象ガスは、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を
含む燃焼排ガスであるものとすることによって、燃焼排
ガス中に含まれるＮＯｘ，ＳＯｘ等の有害成分をより一
層高効率で分解して無害化することが可能になるという
著しく優れた効果がもたらされる。
浄化対象ガスは、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を
含む燃焼排ガスであるものとすることによって、燃焼排
ガス中に含まれるＮＯｘ，ＳＯｘ等の有害成分をより一
層高効率で分解して無害化することが可能になるという
著しく優れた効果がもたらされる。
【００４３】本発明によるガス浄化装置によれば、請求
項３に記載しているように、少なくとも一方が光触媒処
理された電極と、前記電極の間でプラズマを生じさせる
電源と、前記プラズマ中に浄化対象ガスを流してプラズ
マ化する浄化対象ガス送給流路を備えたものとしたか
ら、プラズマ作用と光触媒作用との相乗的作用により浄
化対象ガスにおける浄化反応のさらなる高効率化が可能
になるという著しく優れた効果がもたらされる。
項３に記載しているように、少なくとも一方が光触媒処
理された電極と、前記電極の間でプラズマを生じさせる
電源と、前記プラズマ中に浄化対象ガスを流してプラズ
マ化する浄化対象ガス送給流路を備えたものとしたか
ら、プラズマ作用と光触媒作用との相乗的作用により浄
化対象ガスにおける浄化反応のさらなる高効率化が可能
になるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００４４】そして、請求項４に記載しているように、
浄化対象ガスはＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含
む燃焼排ガスであるものとすることによって、燃焼排ガ
ス中に含まれるＮＯｘ，ＳＯｘ 等の有害成分の無害化
をより一層高効率で行うことが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
浄化対象ガスはＮＯｘ，ＳＯｘ等の分解すべき成分を含
む燃焼排ガスであるものとすることによって、燃焼排ガ
ス中に含まれるＮＯｘ，ＳＯｘ 等の有害成分の無害化
をより一層高効率で行うことが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
【００４５】さらに、請求項５に記載しているように、
光触媒処理された電極は、光触媒としてＴｉＯ２を有し
ているものとなすことによって、光触媒機能をより一層
有効に発揮させることが可能になるという著しく優れた
効果がもたらされる。
光触媒処理された電極は、光触媒としてＴｉＯ２を有し
ているものとなすことによって、光触媒機能をより一層
有効に発揮させることが可能になるという著しく優れた
効果がもたらされる。
【００４６】そしてまた、請求項６に記載しているよう
に、光触媒処理した電極は、Ｔｉと前記Ｔｉよりも酸化
傾向の小さい金属とを合金化させて合金中のＴｉのみを
選択酸化することによりその一部に光触媒性ＴｉＯ２を
形成したものであるようになすことによって、光触媒性
能に優れた電極の活用が可能となり、さらにまた、材質
の選択によっては光触媒性能と化学触媒性能をあわせも
つ電極の活用が可能になるという著しく優れた効果がも
たらされる。
に、光触媒処理した電極は、Ｔｉと前記Ｔｉよりも酸化
傾向の小さい金属とを合金化させて合金中のＴｉのみを
選択酸化することによりその一部に光触媒性ＴｉＯ２を
形成したものであるようになすことによって、光触媒性
能に優れた電極の活用が可能となり、さらにまた、材質
の選択によっては光触媒性能と化学触媒性能をあわせも
つ電極の活用が可能になるという著しく優れた効果がも
たらされる。
【００４７】さらにまた、請求項７に記載しているよう
に、電極は、対向配置した内筒電極と外筒電極をそな
え、内筒電極の外周と外筒電極の内周との間でプラズマ
を生じさせるものであるようになすことによって、トン
ネル内での燃焼排ガスの浄化等大量処理に適したガス浄
化装置を提供することが可能であるという著しく優れた
効果がもたらされる。
に、電極は、対向配置した内筒電極と外筒電極をそな
え、内筒電極の外周と外筒電極の内周との間でプラズマ
を生じさせるものであるようになすことによって、トン
ネル内での燃焼排ガスの浄化等大量処理に適したガス浄
化装置を提供することが可能であるという著しく優れた
効果がもたらされる。
【００４８】さらにまた、請求項８に記載しているよう
に、電極は、対向配置したディスク電極をそなえ、対向
配置したディスク電極の対向面間でプラズマを生じさせ
るものであるようになすことによって、簡便な構造であ
りながら浄化効率の高いガス浄化装置を提供することが
可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
に、電極は、対向配置したディスク電極をそなえ、対向
配置したディスク電極の対向面間でプラズマを生じさせ
るものであるようになすことによって、簡便な構造であ
りながら浄化効率の高いガス浄化装置を提供することが
可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【図１】本発明によるガス浄化装置の実施の形態を示す
基本的説明図である。
基本的説明図である。
【図２】光触媒処理した電極の構造例を示す説明図であ
る。
る。
【図３】本発明によるガス浄化装置の第１実施例を示す
概略断面説明図である。
概略断面説明図である。
【図４】本発明によるガス浄化装置の第２実施例を示す
概略断面説明図である。
概略断面説明図である。
【図５】第２実施例による連続排ガス中のＮＯｘ濃度を
調べた結果を例示するグラフである。
調べた結果を例示するグラフである。
【図６】従来のプラズマ反応容器を用いたガス浄化装置
の説明図である。
の説明図である。
【図７】図６に示したプラズマ反応容器の内部構造を示
す説明図である。
す説明図である。
【図８】プラズマ反応容器における電極構造の他の例を
示す説明図である。
示す説明図である。
１，１１ ガス浄化装置 ２，１２ 一方の電極 ３，１３ 他方の電極 ３Ｃ，１３Ｃ アナターゼ型ＴｉＯ２層（光触媒層） ４，１４ 高圧電源 ５，１５ 浄化対象ガス送給流路 ６，１６ 浄化済ガス排出流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 21/06 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３２Ｚ 35/02 53/36 Ｄ Ｂ０８Ｂ 7/00 １０１Ａ Ｆ０１Ｎ 3/08 (72)発明者 山 内 五 郎 東京都八王子市みつい台１丁目10番13号 (72)発明者 入 江 寛 治 愛知県春日井市高森台１−12−15 Ｆターム(参考） 3B116 AA46 AB01 BC01 3G091 AA17 AA18 AB01 AB14 BA14 BA20 GB01W GB10W HA07 4D002 AA02 AA12 AB01 AC01 BA07 BA20 DA07 DA11 DA21 4D048 AA02 AA06 AB03 BA07X BA07Y BA41X BA41Y CC31 EA01 EA02 EA03 4G069 AA15 BA04A BA04B BA48A CA03 CA12 CA13 FB58
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも一方を光触媒処理した電極の
間でプラズマを生じさせ、前記プラズマ中にＮＯｘ，Ｓ
Ｏｘ等の分解すべき成分を含む浄化対象ガスを流し、前
記分解すべき成分を前記浄化対象ガスのプラズマ化によ
り化学励起させて分解すると共に、前記プラズマの発光
に起因する光により光触媒反応を効率良く進行させて前
記浄化対象ガス中の分解すべき成分の分解を促進するこ
とを特徴とするガス浄化方法。 - 【請求項２】 浄化対象ガスは、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分
解すべき成分を含む燃焼排ガスであることを特徴とする
請求項１に記載のガス浄化方法。 - 【請求項３】 少なくとも一方が光触媒処理された電極
と、前記電極の間でプラズマを生じさせる電源と、前記
プラズマ中に浄化対象ガスを流してプラズマ化する浄化
対象ガス送給流路を備えたことを特徴とするガス浄化装
置。 - 【請求項４】 浄化対象ガスは、ＮＯｘ，ＳＯｘ等の分
解すべき成分を含む燃焼排ガスであることを特徴とする
請求項３に記載のガス浄化装置。 - 【請求項５】 光触媒処理された電極は、光触媒として
ＴｉＯ２を有していることを特徴とする請求項３または
４に記載のガス浄化装置。 - 【請求項６】 光触媒処理した電極は、Ｔｉと前記Ｔｉ
よりも酸化傾向の小さい金属とを合金化させて合金中の
Ｔｉのみを選択酸化することによりその一部に光触媒性
ＴｉＯ２を形成したものである請求項５に記載のガス浄
化装置。 - 【請求項７】 電極は、対向配置した内筒電極と外筒電
極をそなえ、内筒電極の外周と外筒電極の内周との間で
プラズマを生じさせるものである請求項３ないし６のい
ずれかに記載のガス浄化装置。 - 【請求項８】 電極は、対向配置したディスク電極をそ
なえ、対向配置したディスク電極の対向面間でプラズマ
を生じさせるものである請求項３ないし６のいずれかに
記載のガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37362699A JP2001187319A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | ガス浄化方法およびガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37362699A JP2001187319A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | ガス浄化方法およびガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001187319A true JP2001187319A (ja) | 2001-07-10 |
Family
ID=18502487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37362699A Pending JP2001187319A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | ガス浄化方法およびガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001187319A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020062865A (ko) * | 2002-05-06 | 2002-07-31 | (주)유니에코 | 산화촉매보조 비가열 플라즈마에 의한 휘발성유기화합물제거장치. |
| KR20030024142A (ko) * | 2001-09-17 | 2003-03-26 | 현대자동차주식회사 | 디젤 자동차용 ＵＶ/ＴｉＯ2 촉매 |
| KR20040009316A (ko) * | 2002-07-23 | 2004-01-31 | 박승환 | 전기자장화한 산화티타늄 광촉매를 사용한 공기조화기용정화필터의 제조방법 |
| KR100537421B1 (ko) * | 2001-12-07 | 2005-12-19 | 김학수 | 광전자 촉매 시스템을 이용한 오염물질의 정화 장치 및 방법 |
| KR100701407B1 (ko) | 2005-03-18 | 2007-03-30 | 대주전자재료 주식회사 | 휘발성 유기화합물의 처리장치 |
| JP2011050929A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Impact World Kk | ガス浄化装置、プラズマ生成用電極、及びガス浄化方法 |
| JP2012034760A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | U-Vix Corp | 空気清浄機 |
| JP2014034008A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Ushio Inc | ガス活性化装置、窒素酸化物処理装置および窒素酸化物処理方法 |
| CN105879642A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-08-24 | 沈阳汇川环境工程有限公司 | 一种燃煤烟气脱硝脱硫方法 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37362699A patent/JP2001187319A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100701407B1 (ko) | 2005-03-18 | 2007-03-30 | 대주전자재료 주식회사 | 휘발성 유기화합물의 처리장치 |
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| JP2012034760A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | U-Vix Corp | 空気清浄機 |
| US8974735B2 (en) | 2010-08-05 | 2015-03-10 | U-VIX Corporation | Air purification system |
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