JP2008018306A - Apparatus for treating organic matter - Google Patents
Apparatus for treating organic matter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008018306A JP2008018306A JP2006190163A JP2006190163A JP2008018306A JP 2008018306 A JP2008018306 A JP 2008018306A JP 2006190163 A JP2006190163 A JP 2006190163A JP 2006190163 A JP2006190163 A JP 2006190163A JP 2008018306 A JP2008018306 A JP 2008018306A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- cylindrical dielectric
- gas
- metal electrode
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、有機物の検出装置等に使用され、特にチューブ型プラズマユニット反応器を使用した放電プラズマにより励起された処理対象ガスを分解処理可能とした有機物処理装置に関する。 The present invention relates to an organic substance processing apparatus that can be used for an organic substance detection apparatus or the like, and that can decompose a processing target gas excited by discharge plasma using a tube type plasma unit reactor.
従来、プラズマを利用した洗浄装置としては、特許文献1に開示されているように、チャンバー内に供給された処理対象ガス中にプラズマを発生させ、該プラズマによって形成された処理対象ガスのラジカルやイオンを樹脂系基板上の接合部分に衝突(スパッタリング)させる技術がある。 Conventionally, as a cleaning apparatus using plasma, as disclosed in Patent Document 1, plasma is generated in a processing target gas supplied into a chamber, and radicals of the processing target gas formed by the plasma are generated. There is a technique for causing ions to collide (sputtering) with a bonding portion on a resin substrate.
また、特許文献2に開示されているように、電磁放射発生源を有する反応室内に、基板を配置させると共にプラズマ発生ガスを導入させ、電磁放射にプラズマ発生ガスを暴露させて、基板表面に接触するプラズマを発生させ、該プラズマを操作圧力で維持するものとした技術がある。
In addition, as disclosed in
しかしながら、従来におけるプラズマを利用した洗浄装置では、基板や電磁放射発生源等を配置させるために、チャンバー・反応室内のスペースを十分に広くする必要があり、高圧電源の制御や操作圧力の制御が非常に困難なものとなる。しかも、製作費用も格段に高くなってしまう。更に、処理対象ガスの濃度が増加すると放電分解効率が低下し、また、放電分解処理において酸素の供給量が少なくなれば、副生成物は重合反応等が進行し、臭気の強い生成物が多数発生してしまう虞れが有る。 However, in the conventional cleaning apparatus using plasma, it is necessary to make the space in the chamber / reaction chamber sufficiently wide in order to arrange the substrate, the electromagnetic radiation generation source, etc. It will be very difficult. Moreover, the production cost is also significantly increased. Furthermore, if the concentration of the gas to be treated increases, the discharge decomposition efficiency decreases, and if the supply amount of oxygen decreases in the discharge decomposition treatment, the by-product undergoes a polymerization reaction and many products with strong odors. There is a risk that it will occur.
そこで、本願発明者自身による先の出願では、処理対象ガスの濃度が増加しても放電分解効率を上げることができ、また、放電分解処理において酸素供給を可能にすることで副生成物の重合反応を阻止でき、しかも低コストで連続稼働させることができると共に、処理対象ガスへの酸素供給量を増加させて、ラジカル化又はイオン化反応を促進させることができるものとなり、これによって放電プラズマにより励起された処理対象ガスを分解・合成・改質可能とし、更に、ドライ洗浄装置やオゾン発生装置として使用可能にした大気圧プラズマ素子を提供した。 Therefore, in the previous application by the inventor of the present application, the discharge decomposition efficiency can be increased even when the concentration of the gas to be processed increases, and the by-product polymerization is enabled by enabling oxygen supply in the discharge decomposition treatment. The reaction can be stopped and can be continuously operated at low cost, and the oxygen supply amount to the gas to be treated can be increased to promote radicalization or ionization reaction, thereby being excited by discharge plasma. The present invention provides an atmospheric pressure plasma element that can decompose, synthesize, and reform the treated gas and that can be used as a dry cleaning device or an ozone generator.
すなわち、この大気圧プラズマ素子は、大気圧雰囲気中で処理対象ガスを流通可能とした筒状誘電体部材の外周壁に誘電体層を付設して外部電極とし、該筒状部材の内部に配され、互いに連設された螺旋状に正回転する第1羽根部分、螺旋状に逆回転する第2羽根部分それぞれを内部電極とし、処理対象ガスと酸素を筒状部材内で剪断力を受けて分割及び合流を繰り返すことにより両者が攪拌混合されると同時に両電極間に高周波を印加させて放電プラズマを誘起させることで筒状部材内部の処理対象ガスを分解・合成・改質可能としている。また、前記第1羽根部分、第2羽根部分それぞれは、当該両羽根部分間に孔部を有する境界部を設けて筒状部材の長手方向に沿って交互に一体成形して成るかもしくは予め分割形成された両羽根部分を交互に溶接結合して成るものとし、該孔部の位置で前記境界部は、前記両羽根部分それぞれの端部が直交するように捩られて成る。更に、処理対象ガスのキャリアガスとして大気圧を利用し、また、処理対象ガスに過剰な酸素を供給すべく筒状部材に酸素供給源を接続し、放電プラズマ反応と同時進行して、酸素を含むガスを放電プラズマにより酸化分解処理を行なうものとした。また、前記筒状部材内部での放電プラズマによる励起によってラジカル状になった処理対象ガスを樹脂系基板上の接合部分に吹き付けてドライ洗浄を可能にするプラズマ洗浄装置として使用可能にし、更に、前記大気圧プラズマ素子をオゾン発生装置として使用可能にしている。
しかしながら、従来の大気圧プラズマ素子は、触媒材料を表面処理した中心金属電極を筒状誘電体内に挿入し、筒状誘電体外の金属外部電極間に高周波を印加し、筒状誘電体内壁と中心電極間に非平衡プラズマを誘発させて処理対象ガスをプラズマと接触させることにより、当該処理対象ガスをプラズマ励起と触媒活性の相乗効果で分解するチューブ型プラズマユニット反応器を使用している。このように処理対象ガスは中心金属電極において直接化学反応させるため、中心金属電極の触媒材料の劣化、およびこれに伴うメンテナンス等の問題が指摘されている。しかも従来においては、筒状部材の外周壁に誘電体層を付設して成る外部電極は、自体の温度上昇によって誘電率が低下するため、処理対象ガスの処理能力にバラツキを生じる虞れがある。更に、従来のチューブ型プラズマユニット反応器は、稼働中に静電気を発生させてしまうため、プラズマ励起に悪影響を及ぼすと共に、周辺機器への障害の原因となる問題点を有していた。特に、従来のPACT装置では、触媒材料を電極表面に配置しているため、プラズマと触媒材料が時間的及び空間的(以下、時空間的という)に共存しており、パワーの強いアーク放電では触媒材料の消耗が激しく、時間とともに効率が低下し、そのためパワーの弱いグロー放電を用いざるをえなかった。また、装置毎に個別の電源を必要とし、コストの面でも課題があり、製品の標準化、システム化が困難であった。 However, in the conventional atmospheric pressure plasma element, a central metal electrode surface-treated with a catalyst material is inserted into a cylindrical dielectric body, a high frequency is applied between the metal external electrodes outside the cylindrical dielectric body, A tube-type plasma unit reactor is used in which non-equilibrium plasma is induced between the electrodes to bring the gas to be processed into contact with the plasma, thereby decomposing the gas to be processed by a synergistic effect of plasma excitation and catalytic activity. As described above, since the gas to be treated is directly subjected to a chemical reaction at the center metal electrode, problems such as deterioration of the catalyst material of the center metal electrode and maintenance accompanying this have been pointed out. In addition, in the related art, the external electrode formed by attaching a dielectric layer to the outer peripheral wall of the cylindrical member has a lower dielectric constant due to its own temperature rise, which may cause variations in the processing capacity of the gas to be processed. . Furthermore, since the conventional tube-type plasma unit reactor generates static electricity during operation, it has a problem of adversely affecting plasma excitation and causing a failure to peripheral devices. In particular, in the conventional PACT apparatus, since the catalyst material is arranged on the electrode surface, the plasma and the catalyst material coexist in time and space (hereinafter referred to as spatio-temporal), and in high-power arc discharge The consumption of the catalyst material was severe, and the efficiency decreased with time. Therefore, a glow discharge with low power had to be used. In addition, each apparatus requires a separate power source, and there is a problem in terms of cost, and it has been difficult to standardize and systemize products.
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、触媒を使用することなくプラズマだけで処理を行うことができ、また、処理対象ガスを中心金属電極において直接反応させないようにして中心金属電極の電極材料の劣化を未然に防止することができ、更に、外部電極自体の温度上昇を防止することで誘電率の低下を阻止でき、加えて、チューブ型プラズマユニット反応器の稼働中に静電気を発生させないようにした有機物処理装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention was created in view of the conventional circumstances as described above, and can be processed only with plasma without using a catalyst, and the gas to be processed is directly applied to the central metal electrode. By preventing reaction, deterioration of the electrode material of the central metal electrode can be prevented in advance, and furthermore, the decrease in dielectric constant can be prevented by preventing the temperature rise of the external electrode itself. In addition, the tube type plasma unit It is an object of the present invention to provide an organic matter processing apparatus that prevents static electricity from being generated during operation of a reactor.
本発明にあっては、処理対象ガスを流通可能とした筒状誘電体の外周壁に金属外部電極を付設し、中心金属電極を筒状誘電体内に挿入し、筒状誘電体外周部の金属外部電極間に高周波を印加し、筒状誘電体内壁と中心金属電極間に非平衡プラズマを誘発させて処理対象ガスをプラズマと接触させることにより、当該処理対象ガスをプラズマ励起で分解するチューブ型プラズマユニット反応器において、中心金属電極の表面にガラスコーティング処理を施して成ることを特徴とする。 In the present invention, a metal external electrode is attached to the outer peripheral wall of the cylindrical dielectric that allows the gas to be treated to flow, the central metal electrode is inserted into the cylindrical dielectric, and the metal on the outer peripheral portion of the cylindrical dielectric is A tube type that decomposes the target gas by plasma excitation by applying a high frequency between the external electrodes, inducing a non-equilibrium plasma between the cylindrical dielectric inner wall and the central metal electrode and bringing the target gas into contact with the plasma. In the plasma unit reactor, the surface of the central metal electrode is subjected to a glass coating treatment.
また、筒状誘電体外周壁の温度上昇を防止すべく金属外部電極を冷風ファンもしくは水冷により冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする。 In addition, a cooling means for cooling the metal external electrode by a cold air fan or water cooling is provided in order to prevent the temperature rise of the cylindrical dielectric outer peripheral wall.
更に、チューブ型プラズマユニット反応器の稼働前にプラズマ励起を発生可能としたことを特徴とする。 Furthermore, plasma excitation can be generated before the operation of the tube type plasma unit reactor.
また、チューブ型プラズマユニット反応器の中心電極を筒状誘電体と同心に設置するためのガラス、セラミックス或いはガラスコーティングされたフッソ樹脂製のサポートを設置したことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a glass, ceramic or glass-coated fluororesin support for installing the center electrode of the tube type plasma unit reactor concentrically with the cylindrical dielectric is installed.
本発明によれば、触媒を使用することなくプラズマだけで処理を行うことができ、また、処理対象ガスを中心金属電極において直接反応させないようにして中心金属電極の電極材料の劣化を未然に防止することができる。更に、外部電極自体の温度上昇を防止することで誘電率の低下を阻止できる。 According to the present invention, it is possible to perform processing only with plasma without using a catalyst, and prevent deterioration of the electrode material of the central metal electrode by preventing the gas to be processed from reacting directly with the central metal electrode. can do. Furthermore, a decrease in dielectric constant can be prevented by preventing the temperature of the external electrode itself from increasing.
また、従来のような基板や電磁放射発生源等を配置させるための広いスペースを有するチャンバー・反応室等を必要とせず、また、高圧電源の制御や操作圧力の制御等が不要となるため、反応器自体を容易且つ安価に作製することができる。 In addition, it does not require a chamber / reaction chamber having a large space for placing a conventional substrate or electromagnetic radiation generation source, etc., and it is not necessary to control a high voltage power supply or control an operation pressure. The reactor itself can be produced easily and inexpensively.
以下、本発明を実施する最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明に係る有機物処理装置1は、中心金属電極2を筒状誘電体3内に挿入し、筒状誘電体3外の金属外部電極4間に高周波を印加し、筒状誘電体3内壁と中心金属電極2間に非平衡プラズマを誘発させて処理対象ガスをプラズマと接触させることにより、当該処理対象ガスをプラズマ励起だけで分解するチューブ型プラズマユニット反応器Pを使用している。
The organic substance processing apparatus 1 according to the present invention inserts the
すなわち、有機物処理装置1は、図1に示すように、チューブ型プラズマユニット反応器Pの筒状誘電体3一端側にテフロン(登録商標)樹脂材等による継手部材5を接続して処理対象ガスの流入口6とし、筒状誘電体3の他端側は、テフロン(登録商標)樹脂材等による継手部材7を介して略L字状の導管8を接続し、更に、導管8の先端にはテフロン(登録商標)樹脂材等による継手部材9を介して、例えば二酸化マンガン等のオゾン分解触媒を充填したケーシング10を接続することで生成物の流出口11としている。尚、筒状誘電体3内の中心金属電極2は、芯出し用のサポート部材13を介して継手部材7,9間で張設固定されている。
That is, as shown in FIG. 1, the organic matter processing apparatus 1 connects a
チューブ型プラズマユニット反応器Pは、チューブ型誘電体バリアー放電を採用しているため、処理対象ガスを流通可能とし、且つ放電プラズマ反応スペースとしている筒状誘電体3として例えば外径12.5mm、管肉厚1.3mmで、例えば石英ガラス等の誘電体を使用し、金属外部電極4は、この誘電体の外周部に密着設置されている。 Since the tube-type plasma unit reactor P employs a tube-type dielectric barrier discharge, for example, an outer diameter of 12.5 mm can be used as the cylindrical dielectric 3 that allows a gas to be treated to flow and is a discharge plasma reaction space. For example, a dielectric such as quartz glass is used with a tube thickness of 1.3 mm, and the metal external electrode 4 is closely attached to the outer peripheral portion of the dielectric.
一方、筒状誘電体3内に配した中心金属電極2の表面には、ガラスコーティング処理を施すことで、プラズマ雰囲気内に導入される処理対象ガス及びプラズマ反応にて励起されたガス組成物質と金属(電極)との化学反応を防止している。こうすることで電極部表面に付着した生成物の除去を容易にしている。
On the other hand, the surface of the
そして、中心金属電極2と筒状誘電体3外の金属外部電極4との間に、例えば出力周波数13〜15kHz、好ましくは13.2kHzのパルス型の高周波電源12が接続され、この高周波印加により非平衡プラズマを誘発させ、処理対象ガスをプラズマと接触させることで処理対象ガスの大気ガス中の繊維状有機物を分解除去するものとしている。このとき、高周波電源12は、チューブ型プラズマユニット反応器Pの稼働前にプラズマ励起を発生可能とするように設定してある。また、高周波の発生に際し、筒状誘電体3外周壁の温度上昇を防止すべく金属外部電極4を冷風ファンもしくは水冷により冷却する冷却手段14を備えている。
A pulse-type high-
また、金属外部電極4と筒状誘電体3(誘電体)間で放電にてオゾンが発生するため、金属外部電極4が外気に露出しないように耐オゾン性に優れた例えばPTFE、PFA、FEP等のフッ素樹脂系熱収縮チューブにて金属外部電極4自体を被覆している。 Further, since ozone is generated by discharge between the metal external electrode 4 and the cylindrical dielectric 3 (dielectric), the metal external electrode 4 is excellent in ozone resistance so as not to be exposed to the outside air, such as PTFE, PFA, FEP. The metal external electrode 4 itself is covered with a fluororesin-based heat-shrinkable tube.
また、チューブ型プラズマユニット反応器Pの接ガス部分の金属材質としては、例えば表面にガラスコーティング処理を施したステンレス鋼を使用している。 Moreover, as a metal material of the gas contact part of the tube type plasma unit reactor P, for example, stainless steel whose surface is subjected to glass coating treatment is used.
次に、以上のように構成された最良の形態についての使用、動作の一例を説明するに、図1に示すように、有機物処理装置1のチューブ型プラズマユニット反応器Pの流入口6から、大気ガス中の繊維状有機物等の処理対象ガスを例えば1分間当たり約2リットル程度の割合で吸入する。
Next, in order to explain an example of use and operation of the best mode configured as described above, as shown in FIG. 1, from the
これと同時に、処理対象ガスをチューブ型プラズマユニット反応器Pの筒状誘電体3内に導入し、中心金属電極2と筒状誘電体3外の金属外部電極4との間で、13.2kHzのパルス型の高周波を印加させて筒状誘電体3内部に非平衡プラズマを誘発させ、処理対象ガスをプラズマと接触させることで処理対象ガスがラジカル化した状態となり、大気ガス中の繊維状有機物が分解除去される。
At the same time, the gas to be treated is introduced into the cylindrical dielectric 3 of the tube-type plasma unit reactor P, and 13.2 kHz between the
そして、この処理されたガスは、導管8を介して、オゾン分解触媒を充填したケーシング10内に送り込まれてオゾンを分解した後、流出口11から生成物として流出される。
The treated gas is fed into the
P チューブ型プラズマユニット反応器
1 有機物処理装置
2 中心金属電極
3 筒状誘電体
4 金属外部電極
5、7、9 継手部材
6 流入口
8 導管
10 ケーシング
11 流出口
12 高周波電源
13 芯出し用のサポート部材
14 冷却手段
P tube type plasma unit reactor 1 organic
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006190163A JP2008018306A (en) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Apparatus for treating organic matter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006190163A JP2008018306A (en) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Apparatus for treating organic matter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008018306A true JP2008018306A (en) | 2008-01-31 |
Family
ID=39074700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006190163A Withdrawn JP2008018306A (en) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Apparatus for treating organic matter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008018306A (en) |
-
2006
- 2006-07-11 JP JP2006190163A patent/JP2008018306A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100411974C (en) | A kind of ozone generating method and ozone generating device | |
| JP5638678B1 (en) | Liquid dielectric barrier discharge plasma apparatus and liquid purification system | |
| JP2009078266A (en) | Fluid cleaning method and apparatus using plasma | |
| JP2009054557A (en) | In-liquid plasma generating device | |
| JP2014508029A (en) | Exhaust fluid treatment equipment | |
| JP2010137212A (en) | Apparatus for generating plasma | |
| RU2572895C2 (en) | Device and method for processing of gaseous medium and application of said device for processing of gaseous medium, solid body, surface of their whatever combination | |
| KR102286586B1 (en) | Plasma-catalyst type scrubber | |
| JP2010051941A (en) | Plasma device | |
| SG194658A1 (en) | Plasma generating method and generating device | |
| US20100258247A1 (en) | Atmospheric pressure plasma generator | |
| JP6020844B2 (en) | Submerged plasma device and liquid purification system | |
| US20110000432A1 (en) | One atmospheric pressure non-thermal plasma reactor with dual discharging-electrode structure | |
| KR100737941B1 (en) | Two-stage Plasma Treatment Hazardous Gas Treatment System | |
| JP2008018306A (en) | Apparatus for treating organic matter | |
| KR20170053017A (en) | Plasmacatalyst type scrubber | |
| JP2015056407A5 (en) | ||
| JP2007059108A (en) | Atmospheric pressure plasma element | |
| KR100880900B1 (en) | Electrode Cell of Silent Discharge Ozone Generator and Manufacturing Method Thereof | |
| JP4709608B2 (en) | Radical treatment equipment | |
| WO2022265007A1 (en) | Plasma generation unit, plasma generation device, and sterilization system | |
| KR100830790B1 (en) | Processing apparatus | |
| JP4915436B2 (en) | Liquid purification method and liquid purification device | |
| JP2008036620A (en) | Organic substance treating apparatus and organic substance treating system for removing by decomposing fiber-like organic substance in atmospheric gas containing asbestos | |
| JP2008137862A (en) | Ozonizer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090702 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20100701 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20101224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20101224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110207 |