放電プラズマによる揮発性有機物の処理

放電で生成される非熱平衡低温プラズマによる化学反応を利用して大気中に放出されるガス状の揮発性有機物(Volatile Organic Compounds)の分解に関する研究を行った。今回行った研究及びその成果を以下にまとめる。1.分解対象となる揮発性有機物として溶剤などに含まれるトルエンとトリクロロエチレンを選び、無声放電による分解を行った。濃度1000ppmで0.5〜5L/minの流量を有する処理ガスに対し100%の分解率を得た。2.印加電圧の周波数、波形の影響を調べた。周波数が高くなると投入電力が増して分解率は増加するが、エネルギー効率で評価すると商用周波数の場合がよい。パラメーターが異なる場合でも、単位体積当たりの処理ガスに投入される電力量で分解率やエネルギー効率を評価すればよいことがわかった。波形の影響として正弦波と方形波を比較したところ、商用周波数の場合正弦波の方が効率が良く、方形波の場合は波形の立ち上がりでのみ強いパルス性の放電が発生している。また、処理ガスに水分が含まれると分解率は減少した。3.トルエン分解による副生成物は二酸化炭素であり、トリクロロエチレンの場合には四塩化炭素が検出された。オゾンの発生も顕著であり、電力の増加に比例して増える傾向にある。オゾンや原子状の酸素による酸化反応がこれら揮発性有機物の分解に寄与しているものと考えられる。4.放電形式として無声放電他、パックドベット方式や直流コロナについても検討し、処理流量や既存システムとの兼ね合いなどについて、それぞれの方式の特徴が明らかになった。

放電で生成される非熱平衡低温プラズマによる化学反応を利用して大気中に放出されるガス状の揮発性有機物(Volatile Organic Compounds)の分解に関する研究を行った。今回行った研究及びその成果を以下にまとめる。1.分解対象となる揮発性有機物として溶剤などに含まれるトルエンとトリクロロエチレンを選び、無声放電による分解を行った。濃度1000ppmで0.5〜5L/minの流量を有する処理ガスに対し100%の分解率を得た。2.印加電圧の周波数、波形の影響を調べた。周波数が高くなると投入電力が増して分解率は増加するが、エネルギー効率で評価すると商用周波数の場合がよい。パラメーターが異なる場合でも、単位体積当たりの処理ガスに投入される電力量で分解率やエネルギー効率を評価すればよいことがわかった。波形の影響として正弦波と方形波を比較したところ、商用周波数の場合正弦波の方が効率が良く、方形波の場合は波形の立ち上がりでのみ強いパルス性の放電が発生している。また、処理ガスに水分が含まれると分解率は減少した。3.トルエン分解による副生成物は二酸化炭素であり、トリクロロエチレンの場合には四塩化炭素が検出された。オゾンの発生も顕著であり、電力の増加に比例して増える傾向にある。オゾンや原子状の酸素による酸化反応がこれら揮発性有機物の分解に寄与しているものと考えられる。4.放電形式として無声放電他、パックドベット方式や直流コロナについても検討し、処理流量や既存システムとの兼ね合いなどについて、それぞれの方式の特徴が明らかになった。