(57)【要約】【課題】実車に搭載する場所を確保することができ、重量付加による燃費の低下を引き起こすことのない、高除去効率のディーゼルエンジン用ＮＯｘ除去装置用放電リアクタの提供。【解決手段】一対の電極板と、該電極板上に設けられる誘電体層と、該誘電体層の間に設けられる充填層とを有し、該充填層にトルマリンとシラスとを混合したペレットを充填されていることを特徴とするＮＯｘ除去装置用放電リアクタ。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極板と、該電極板上に設けられる誘電体層と、該誘電体層の間に設けられる充填層とを有し、該充填層にトルマリンとシラスとを混合したペレットを充填されていることを特徴とするＮＯｘ除去装置用放電リアクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車あるいは各種工場の排気ガス中および空気中に含まれる窒素酸化物を除去するための空気清浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気汚染の原因となる窒素酸化物（以降、ＮＯｘと略す）は、空気中の他の物質と反応し、酸性雨および光化学スモッグを発生させ、呼吸器系の障害等の影響を与えている。ＮＯｘ発生源である自動車、飛行機、船舶等の燃焼系統は、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンに大別することができる。ガソリンエンジンにおいては、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣを同時に除去することが可能な三元触媒の適用により、それらを８０〜９０％の除去率にて除去することが可能となっている。一方、ディーゼルエンジンは、空燃比が大きいために排ガス中に酸素が過剰に含まれており、三元触媒の利点であるＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣの同時除去を行うことが困難である。近年では、三元触媒ではなく吸蔵型触媒を用い、一時的にＮＯｘを吸蔵し、熱エネルギーにより還元除去を行う後処理装置が実用化に至っている。しかし、ガソリン車からのＮＯｘ排出濃度と比較するとその差は大きいのが現状である。そこで、ディーゼルエンジン用後処理装置の高除去率化が検討されている。
【０００３】
最近では、ＮＯｘの処理方法の１つとして、非熱平衡プラズマを用いたものが検討されてきている。非熱平衡プラズマを発生する方式には、パルスストリーマ放電方式、充填層放電方式、沿面放電方式、無声放電方式、ラジカルシャワー方式等がある。これら放電方式に、エチレンなどの炭化水素やアンモニア等を添加し、ＮＯｘ分解を促進する研究がなされている（非特許文献１）。また、ガラスまたはチタン酸バリウムのペレットを充填したリアクタ内に大気圧低温非熱平衡プラズマを発生させ、引き続いて湿式還元を行ってＮＯｘおよび硫黄酸化物を除去することが報告されている（特許文献１参照）。しかし、これらの方法では、実車に搭載する場所の確保や重量付加による燃費の低下を引き起こすため、実用化は困難である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１７０４９号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−６１５１０号公報
【０００６】
【非特許文献１】
電気学会論文誌、１１５−Ａ９，９１６−９１７（１９９５）
【０００７】
【非特許文献２】
Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｊａｐａｎ，７、３１３−３２２（２０００）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、実車に搭載する場所を確保することができ、重量付加による燃費の低下を引き起こすことのない、高除去効率のディーゼルエンジン用ＮＯｘ除去装置の開発が望まれている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
放電重畳及び触媒との併用が可能なパックドベッド放電リアクタ（充填層放電方式）に着目した。一方、充填するペレットは吸蔵効果によるものだけでは、時間的制約が発生してしまい、実用化には程遠いものとなってしまう。そこで、吸蔵効果に加え、自己発揚電界を有するトルマリン（電気石）と、火山灰の特長である多孔質性を有するシラスとを混合したペレットを作成し、放電リアクタに充填した。これら触媒と放電とを重畳することで、より高いＮＯｘ除去率を実現することができた。
【００１０】
【発明の実施の形態】
トルマリンは、いくつかの組成のものが知られているが、基本的には硼素を含む珪素塩の極性結晶体である。その代表的な化学式は次のようなものである。
３｛ＮａＸ３Ａｌ６（ＢＯ３）３Ｓｉ６Ｏ１８（ＯＨ９Ｆ）４｝
（Ｘ＝Ｍｇ，Ｆｅ，Ｌｉなど）
【００１１】
この極性結晶体は、その結晶の単位格子に対するプラス電荷の中心とマイナス電荷の中心が本来位置すべき位置から「ずれ」ている。そのため、トルマリンを微細に粉砕していくと結晶の両端に＋極と−極が出現し、永久電界（自己発場電界）を発生する。この発生した永久電界を消滅させるためには、結晶構造そのものを変化させるような巨大なエネルギーが必要である。９５０〜１，０００℃の熱を加えることによって、永久電界が消滅することが知られている。この永久電界は、常温常圧では外部電界によって消滅しないことも知られている。また、結晶体の厚さ数１０ミクロン程度の薄い層状の領域では、最高１０７Ｖ／ｍ〜１０４Ｖ／ｍの高電界を発揚すると報告されている。半径ａ（μｍ）のトルマリン粉末が距離ｒ（μｍ）において発生させる電界は（ａ／ｒ）３に従って減少し、数十μｍで微弱になる。このトルマリンの結晶付近に水などの極性分子が接触することによって、大きな電気化学現象が発生し、イオンの移動速度の関係からＯＨ−イオンが水に溶解することが報告されている。
【００１２】
シラスは火山灰として知られており、多孔質で表面積が大きいという特長を有するので、吸着効果に期待ができる材料であると考えられる。さらに、シラスは活火山が多い日本にとって安価である。また、シラスは超高温で自然焼成されたセラミック素材であるので、自動車などの燃焼系統からの熱に対する耐火性に優れている。現在では、シラスがマイナスイオンを発生することに着目し、壁材などにも利用されているが、未だシラスに対する研究は、充分にはなされていないのが現状である。
【００１３】
本発明においては、トルマリンの自己発揚電界とシラスの多孔質のセラミック材料を用いることに着目している。トルマリン単独では、隣接する結晶の自己発揚電界が逆方向となるように配置された場合、電界を打ち消し合ってしまう。そこで、トルマリンとシラスを粉末状にし、混合ビーズを作成した。この場合には、トルマリン結晶間にセラミック材料が介在するので、トルマリンの自己発場電界の打ち消しが減少すると考えられる。また、多孔質材料であるシラスを用いることで、その表面にトルマリンが付着し、かつ排ガスの接触面積が増大して、より高いＮＯｘ除去率を得ることが期待される。
【００１４】
トルマリン・シラス混合ビーズは、シラスの熱処理により得られるシラスバルーン（平均粒径２０μｍ以下）と、トルマリンの微粒子（粒径約１０μｍ）とを混合し、バインダーで低温圧接成型したものである。シラスバルーンは、天然ガラス焼成発泡体であり、一般的にシラス（ガラス質火山砕屑物）を粒度調製した後に焼成し、それを回収して得られるものである（非特許文献２参照）。トルマリンの微粒子に対して、約２０質量％のシラスバルーンを混合して、トルマリン・シラス混合ビーズを調製した。
【００１５】
上記のように作成されるトルマリン・シラス混合ビーズは、使用される装置に適切な直径を有することができ、好ましくは１〜１０ｍｍの直径を有する。たとえば、直径３ｍｍのトルマリン・シラス混合ビーズを用いることができる。
【００１６】
図１に球状誘電体を充填した平行平板型放電リアクタ１０の構成図を示す。放電リアクタは、一対の電極板１と、両電極板上に設置される２つの誘電体２と、該誘電体２が形成するギャップ中に充填される球状誘電体３とを有する。該球状誘電体３は、前述のトリマリン・シラス混合ビーズである。放電リアクタの構造は、放電リアクタ内に誘電体を充填できる構造であれば、平行平板電極構造ではなく、円筒型でもよい。
【００１７】
２つの電極板１は、対向して平行に配置される２つの平板電極板であってもよいし、同心的に配置される２つの円筒電極板であってもよい。２つの電極の一方には交流高電圧が印加され、他方の電極は接地電極とされる。電極板１の寸法は、所望とされるＮＯｘ除去装置の大きさに依存して決定される。たとえば、全長３００ｍｍおよび全幅３０ｍｍの矩形状の電極板を用いてもよい。
【００１８】
２つの電極に印加される交流高電圧は、１Ｈｚ〜１０ＧＨｚの任意の周波数を有してもよい。好ましくは、商用周波数（５０または６０Ｈｚ）が用いられる。交流高電圧は、放電空間の電界強度が約３０ｋＶ／ｃｍ以上となる電圧とする。該交流高電圧は、たとえば、商用電力をトランスにより昇圧することにより得ることができる。あるいはまた、バッテリなどからの直流電流をインバータによって交流に変換し、トランスにより昇圧してもよい。また、印加する交流高電圧は、正弦波、三角波、矩形波のいずれの波形を有してもよい。
【００１９】
両電極上に配置される２つの誘電体２は、印加される交流高電圧により絶縁破壊を起こさない任意の材料、たとえば硬質ガラス、セラミックであってもよい。硬質ガラスを用いる場合には、その厚さは０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍであることが望ましい。
【００２０】
また、球状誘電体３の充填層については、比較的低電圧で放電を重畳することが可能となり、高除去率が得られる１層充填式を採用する。その球状誘電体３には、直径３ｍｍのトルマリンとシラスを混合したビーズ及びアルミナビーズを用いた。なお、球状誘電体の層数は１層ではなく多層でも良く、球状誘電体３の直径も３ｍｍに限定するものではく、任意の直径でよい。
【００２１】
【実施例】
実験例を用いて発明の効果について説明する。
［実施例１］
本実施例は、トルマリンおよびシラスの性質を示すための実施例である。
シラスを９００℃以上に急激に高温加熱する熱処理により、平均粒径２０μｍ以下のシラスバルーンを得た。次に、トルマリンの微粒子（粒径約１０μｍ）と、前記トルマリン微粒子に対して２０質量％の前記のシラスバルーンとを加え、分散剤（ポリアクリル酸アンモニウムなど）、結合剤（アクリル系エマルジョンなど）を添加して混練した。この混練物を真空脱泡後、直径３ｍｍの球形を作る石膏型に鋳込み、たとえば１１０℃で乾燥させて造粒した。この造粒ぶつを、たとえば１０００℃で焼成することにより、直径３ｍｍのトルマリン・シラス混合ビーズを調製した（特許文献２参照）。
【００２２】
直径３ｍｍのトルマリンビーズ、シラスビーズ、および前述のように調製したトルマリン・シラス混合ビーズ（以下、混合ビーズと称する）を準備した。さらに比較材料として直径３ｍｍのγ−Ａｌ２Ｏ３ビーズおよびガラスビーズを準備した。それぞれのビーズを水中に投入し、水の電気分解によるｐＨ値の測定を行った。直径３８ｍｍの５０ｍＬビーカーに上記のビーズをそれぞれ一層に敷き詰め、水３０ｍＬを加えた。そのビーカーの水を攪拌した後にｐＨ値を測定し、第１表にその結果を示した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
トルマリン、シラス、混合ビーズを投入した水においてはｐＨ値が上昇し、アルカリ性を示した。これは、トルマリンおよびシラスビーズには、自己発揚電界が発生しているためと考えられる。また、混合ビーズを用いた場合に、前述の２種類と比較してはるかに高いアルカリ性を示すことがわかった。これは、先に述べたとおり隣接するトルマリン結晶の極性（自己発揚電界）が打ち消されるのを、シラスのセラミック成分が結晶間に入り込むことによって防止したためである。また、水はけの良いシラスを用いることで分子の衝突面積が増大され、さらに、トルマリンの自己発揚電界との相互作用による分解であると考えられる。一方、ガラスビーズやγ−Ａｌ２Ｏ３ビーズは、ｐＨ値とほとんど変化させない。これらの物質は、自己発揚電界などの特性を有しておらず、ＯＨ−を発生しないためである。
【００２５】
以上のことにより、トルマリンとシラスとを混合したビーズにおいて、トルマリンの自己発揚電界をより有効に発現させることができることが分かった。
【００２６】
［実施例２］
長さ３００ｍｍ、幅３０ｍｍの２つの電極板上に、それぞれ長さ３５０ｍｍ、幅９０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの硬質ガラスを配置した。それぞれの電極板上の硬質ガラスを対向させるようにそれらの電極板を配置し、実施例１で用いた直径３ｍｍの混合ビーズを、硬質ガラスの間に一層に敷き詰めた。電極板の長さ方向にガスが流れるように吸気口および排気口を設けて、周囲を封止して図１に示す放電リアクタを得た。
【００２７】
［比較例１］
混合ビーズの代りに直径３ｍｍのγ−Ａｌ２Ｏ３ビーズを用いたことを除いて実施例２を繰り返して、放電リアクタを作成した。
【００２８】
［評価］
図２に実験システムの概略図を示す。２つのガスボンベ２０および３０を、それぞれフローメータ２５および３５に接続してその流量を監視する。フローメータ２５および３５からのガスを混合し、放電リアクタ１０に導く。放電リアクタから排出されるガスの一部をＮＯｘ分析装置４０（化学発光法を用いたＮＯｘ計（ベスト測器：ＢＣＬ−５１１ＡＳ））に導き、排出ガス中のＮＯ濃度およびＮＯｘ（ＮＯ＋ＮＯ２）濃度を測定する。
【００２９】
本発明は、ディーゼルエンジン車に搭載することを前提とした。実車の現状は、ＮＯｘ成分の９割以上はＮＯであり、その濃度はエンジンの最悪稼動条件において約１０００ｐｐｍである。その他のガス成分についても、実車の排気ガスに近い組成を有するサンプルガスを調製した。ガスボンベ２０には、５３７７ｐｐｍのＮＯおよび残余のＮ２を含むガスを充填した。また、ガスボンベ３０には、０．１８３％のＣＯ、５．３５％のＯ２、３１．３％のＣＯ２、０．９２０％のＣＨ４および残余のＮ２を含むガスを充填した。２つのガスボンベ２０および３０からのガスの混合比を１：４とし、サンプルガス中のＮＯ濃度を１０５５ｐｐｍとした。なお、この状態ではＮＯ２は混入していないが、２種のガスを混合することにより、少量のＮＯ２が生成される。
【００３０】
＜混合ビーズの電界効果及び吸着効果＞
実施例２の放電リアクタを用いて、自己発揚電界によるＮＯ分子の除去効果および吸着効果について検討するため、電極板に対して電圧を印加せずに、排出ガスとサンプルガス中のＮＯの濃度差（以下、ＮＯ除去濃度と称する）の経時変化を測定した。この場合には、ＮＯはシラス表面への吸着およびトルマリンの自己発揚電界による分解によってサンプルガスから除去される。なお、図１のように、混合ビーズをガス流方向に対して垂直方向に設置した理由は、ガス分子の衝突確率を向上させるためである。図３に、ＮＯ除去濃度の経時変化を示した。
【００３１】
図３より、ＮＯ除去濃度は、流量に関係なく時間と共に減少することが分かる。これは、混合ビーズ中に含まれるシラスの多孔性による吸着効果を示している。時間が経過するにつれてガス分子が吸着する空間がなくなるため、その吸着効果によるＮＯ除去濃度が減少し、最終的には飽和に至る。その結果を明確にしているものとして、ガス流量４００ｍＬ／ｍｉｎでは吸着開始から１００ｍｉｎ後に飽和に到っている。他のガス流量において、６００ｍＬ／ｍｉｎで６０ｍｉｎ後、８００ｍＬ／ｍｉｎで４０ｍｉｎ後に飽和に到る。以上のように、流量が多いものはＮＯ除去濃度の飽和現象に到るまでの時間が速いことがわかった。
【００３２】
一方、各ガス流量において、ＮＯ分子の吸着効果が飽和した後では、ＮＯ除去濃度が２５〜５０ｐｐｍであることが分かる。これは、混合ビーズ中に含まれるトルマリンの自己発揚電界によるＮＯ除去濃度であると考えられる。
【００３３】
また、同一時間で比較すると、流量の増加に伴いＮＯ除去濃度が下降する傾向は示していないことが分かる。流量４００および６００ｍＬ／ｍｉｎの場合を比較すると、単位時間当たりのＮＯ分子の流通量が６００ｍＬ／ｍｉｎの方が大きいので、ＮＯ除去濃度が低いことがわかる。しかし、６００および８００ｍＬ／ｍｉｎの場合を比較すると、ＮＯ除去濃度は、８００ｍＬ／ｍｉｎの方が若干高くなっていることがわかる。これは、ガス流量増大に伴うガス流特性の変化によるものと考えられる。図４に、球状誘電体３付近のガス流特性のモデル図を示す。図４に示すように、ビーズに対してガス流が衝突する際に、高圧部と低圧部とが生じる。そしてガス流量が増大するに従って、高圧部と低圧部との圧力差が大きくなる。このような圧力差が増大するとビーズの下流側で、圧力差を減少させるために渦を巻く現象が発生する。そのため、低流量時には上流側でのみ吸着および自己発場電界による分解が起こっていたものが、高流量時には下流側でも吸着および自己発場電界による分解が起こるようになる。したがって、ガス流量８００ｍＬ／ｍｉｎの場合に、６００ｍＬ／ｍｉｎの場合よりもＮＯ除去濃度が若干高くなったと考えられる。
【００３４】
＜混合ビーズを用いた放電の影響＞
次に、混合ビーズの自己発揚電界の効果をさらに引き上げるために、放電と重畳させた。前述のように、実施例２の放電リアクタに対して流量６００ｍＬ／ｍｉｎのサンプルガスを流した場合、混合ビーズの吸着効果は６０ｍｉｎで飽和することが分かっている。そこで、実験を行う前に６０ｍｉｎの間サンプルガスを流して、ガス分子を混合ビーズに吸着させた。その後、電極に対して、周波数５０Ｈｚ、電圧２０ｋＶｐｐ、放電電力１．６Ｗの電界を印加し、ＮＯ除去濃度の経時変化を測定した。なお、放電電力は、分圧された印加電圧とリアクタに直列に接続されたコンデンサ（不図示）の電荷量とを測定し、Ｖ−Ｑ  Ｌｉｓｓａｊｏｕｓ法を用いて算出した。図５に、その結果を示す。図５から分かるように、放電と重畳させた場合、測定開始後から１２０ｍｉｎに至るまでＮＯ除去濃度は高水準で安定しており、測定開始後１２０ｍｉｎにおいて、ＮＯ除去濃度は３７０ｐｐｍにまで上昇したことがわかった。
【００３５】
図５から分かるように、本実験開始６０ｍｉｎ以前からサンプルガスを流し、混合ビーズにＮＯ分子を吸着させ、さらに放電発生後もサンプルガスを流入しているにもかかわらず、ＮＯ除去濃度は上昇している。これは、混合ビーズに吸着されたＮＯ分子が沿面放電により除去される量と、常に流し続けているＮＯ分子の吸着される量とを比較すると、吸着されたものが放電により除去される量の方が多いためにＮＯ除去濃度が上昇したものである。
【００３６】
このことより、多孔質性の物質に一度吸着させて放電により除去を行う混合ビーズの吸蔵型システムの有効性が証明された。
【００３７】
＜放電電力に対するＮＯｘ除去率特性＞
次に、放電電力に対するＮＯおよびＮＯｘ除去率について、実施例２および比較例１の放電リアクタを用いて比較検討を行った。各放電リアクタに流量６００ｍＬ／ｍｉｎのサンプルガスを６０ｍｉｎの間流して、その後サンプルガスの流量を所定の流量に変更した。次に、電極に対して、周波数５０Ｈｚの交流を印加し、その電圧を変化させた。そして、放電開始直後の排出ガス中のＮＯおよびＮＯｘの濃度および放電電力を測定して、ＮＯおよびＮＯｘの除去率を求めた。ただし、放電電力は放電開始後１２０ｍｉｎでもほとんど変化はない。
【００３８】
図６および図７に、放電電力に対するＮＯ、ＮＯｘ除去率特性をそれぞれ示した。図６および図７から分かるように、放電電力の増加に伴い、ＮＯ、ＮＯｘ除去率は、ビーズの種類に関係なく増加した。これは、放電電力の増加に伴い、電子衝突確率が増大し、（１）〜（３）式の反応でＯ、ＮのようなラジカルまたはＯ３が生成されてＮＯと反応し、（４）〜（７）式の反応を経てＮＯはＮ２あるいはＮＯ２として、ＮＯ２はＮ２Ｏなどとして除去されたためである。なお、ＮＯ２およびＮ２Ｏは、本発明の放電リアクタの後段に脱硝装置（たとえば、光触媒、活性炭フィルタ、水噴霧を用いるものなど）を設けることにより除去することができる。
【００３９】
Ｏ２＋ｅ      →  Ｏ＋Ｏ＋ｅ    ……（１）
Ｎ２＋ｅ      →  Ｎ＋Ｎ＋ｅ    ……（２）
Ｏ＋Ｏ２＋Ｍ  →  Ｏ３＋Ｍ      ……（３）
ＮＯ＋Ｎ      →  Ｎ２＋Ｏ      ……（４）
Ｎ＋ＮＯ２      →  Ｎ２Ｏ＋Ｏ    ……（５）
ＮＯ＋Ｏ＋Ｍ  →  ＮＯ２＋Ｍ    ……（６）
ＮＯ＋Ｏ３      →  ＮＯ２＋Ｏ２  ……（７）
（式中、Ｍは第三媒体を示す。）
【００４０】
また、これらＮＯおよびＮＯ２除去反応の他にサンプルガス中に存在するメタン（ＣＨ４）は、放電によりエチレン、エタンなどの炭化水素を形成する。これら炭化水素は、酸素と反応し、ホルムアルデヒドを形成する。その後の反応過程で、活性ラジカル（ＯＨ、ＨＯ２）を形成し、ＮＯの酸化を促進する。
【００４１】
（４）〜（７）式のＮＯ、ＮＯ２除去過程の他にＮＯの生成も同時に行われている。
【００４２】
Ｎ＋Ｏ＋Ｍ  →  ＮＯ＋Ｍ    ……（８）
ＣＯ２＋Ｎ    →  ＮＯ＋ＣＯ  ……（９）
（式中、Ｍは第三媒体を示す。）
【００４３】
図６において、実施例２（混合ビーズ）と比較例１（アルミナビーズ）を比較すると各流量共に、混合ビーズを用いた方が高除去率を示していることがわかる。これは、混合ビーズの自己発揚電界による除去と、放電による電子衝突によるものと、自己発揚電界でＮＯの解離エネルギーに達しなかった電子が放電中に発生している電界により加速され充分なエネルギーをもって電子衝突する３つのメカニズムにより、（１）〜（４）、（６）、（７）式の反応で高除去率を達成しているためと考えられる。また、（８）および（９）式の反応は（１）〜（４）、（６）、（７）式の反応よりも反応速度定数が小さく、その反応頻度が低いために、ＮＯの除去が進行したものと考えられる。そして、本発明の混合ビーズを用いることによって、４００ｍＬ／ｍｉｎの流量において、約４．３Ｗの電力を用いることによって、ＮＯ除去率が１００％に達した。また、流量変化について検討すると、流量が少ない方が放電空間の滞在時間が長いために、ＮＯ除去が促進された。
【００４４】
一方、図７から分かるように、実施例２および比較例１の両方において、ＮＯｘ除去率はＮＯ除去率ほどの高除去率には到っていない。これは、酸素過剰の条件下でＮＯを除去する場合に、ＮＯ２の形で反応が安定してしまっていることを示している。しかしながら、混合ビーズを使用することによって、自己発揚電界および放電との重畳により（５）式の反応が促進されたためＮＯｘ除去率が高くなった。
【００４５】
また、実施例２および比較例１ともに、ＮＯｘ除去率に流量依存性は見られず、ほぼ同様の特性を示した。本実験では、ＮＯｘ濃度はＮＯ濃度とＮＯ２濃度との和として測定している。図６から分かるように、低流量時はＮＯの転化量が大きくＮＯ２の量が増大する。一方、流量が増大した場合、処理時間が短くなるためＮＯ転化量が小さくなりＮＯ２生成量も減少する。ここで、各流量においてその和がほば同様の値を示したため、同様のＮＯｘ除去率特性を示したためと考えられる。
【００４６】
図８および図９は、実施例１の放電リアクタにおけるＮＯおよびＮＯｘ除去効率に対する放電電力特性を示す。ここで、ＮＯ除去効率とは、前述のＮＯ除去率の測定結果より、単位注入電力当たりにおけるＮＯ除去量を示している。ＮＯｘ除去効率も同様である。ＮＯ、ＮＯｘ共にガス流量に関係なく、放電電力が増加すると除去効率は減少した。これは、電力が増加することによって、Ｏ、Ｎ、Ｏ３のような活性種や処理対象であるＮＯ、ＮＯｘ量が減少し、電子の衝突確率が減少するためである。
【００４７】
また、ガス流量が増加するに従って除去効率が増加していることがわかる。これは、流量が少ない４００ｍＬ／ｍｉｎは、放電により励起あるいは電離され解離した原子に再び電子が衝突するという無駄なエネルギー消費が存在するためである。また、図４に示すように。流量が増加するに従ってビーズ付近で圧力差が生じて渦を巻くために、多くのガス分子が放電重畳空間で分解され除去効率が向上したと考えられる。これより、今回実験を行った範囲内では、１０００ｍＬ／ｍｉｎが最高の除去効率を得た。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、パックドベッド放電リアクタを用いたＮＯｘ除去において、トルマリンおよびシラスを混合したビーズを放電リアクタ内に充填することによって、自己発揚電界と放電との重畳が可能となり、高いＮＯｘ除去率を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いられる放電リアクタを示す図であり、（ａ）は電極上方から見た透視図であり、（ｂ）は切断線Ｉｂ−Ｉｂに沿った断面図であり、（ｃ）は切断線Ｉｃ−Ｉｃに沿った断面図である。
【図２】本発明で用いられる実験システムを示す図である。
【図３】処理時間に対するトルマリン・シラス混合ビーズによるＮＯ除去濃度を示すグラフである。
【図４】ビーズ付近のガス流特性を示す図である。
【図５】トルマリン・シラス混合ビーズに対して放電を重畳した場合の、処理時間に対するＮＯ除去濃度を示すグラフである。
【図６】実施例２および比較例１の放電リアクタにおける、放電電力に対するＮＯ除去率を示すグラフである。
【図７】実施例２および比較例１の放電リアクタにおける、放電電力に対するＮＯｘ除去率を示すグラフである。
【図８】実施例２の放電リアクタにおける、放電電力に対するＮＯ除去効率を示すグラフである。
【図９】実施例２の放電リアクタにおける、放電電力に対するＮＯｘ除去効率を示すグラフである。
【符号の説明】
１  電極板
２  絶縁体
３  ビーズ
１０  放電リアクタ
２０、３０  ガスボンベ
２５、３５  流量計
４０  ＮＯｘ分析装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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