低温プラズマ・紫外光照射によるメタン改質

低温等离子体和紫外光照射对甲烷进行改性

• 批准号: 21K03913
• 负责人: 森吉 泰生
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03913/
• 关键词: メタンスリップ; 炭素析出; 天然ガス

水素は燃焼速度がメタンの7~8倍と高く，消炎距離も短いことから，未燃メタンの排出に有効である．本研究では改質ガスの成分分析，定容容器を用いた燃焼解析および排ガス分析を行い，通常のメタンの場合と比較した．また，改質ガスを模擬したモデルガスを用いてRCEM燃焼試験を行い，改質による図示熱効率への影響についても調査した．低温プラズマをメメタンに照射することで，水素，エタンが生成する．最大でメタン転化率45%，水素濃度32%という結果になった．また，FIDによる炭素数分析から，投入したメタンに含まれる炭素原子のうち，約1/5が固体炭素として析出していることが推定された．エネルギ効率は最大でも4%という結果で，またSEIの上昇に伴って，低下した．実機エンジンへの適用を考えるうえでリアクタのエネルギ効率向上は大きな課題である．定容容器を使った燃焼試験から改質ガスの燃焼期間短縮と未燃メタンおよびCO濃度の低下を確認した．燃焼期間は通常のメタンに比べて相対値で20%短縮．未燃メタンは60％低減した．燃焼前の改質と水素による燃焼促進による二つの効果により未燃メタンが低減したと考えられる．急速圧縮装置を使った燃焼試験から改質(模擬)ガスの図示熱効率が2.3%（相対値で9.2%）上昇することを確認した．

The burning speed of water element is 7~8 times higher, the anti-inflammatory distance is shorter, and the discharge of unburned water element is shorter. In this study, the composition analysis of modified substances, the combustion analysis and exhaust analysis of constant volume vessels were carried out, and the comparison of common conditions was carried out. In addition, RCEM combustion tests were conducted to investigate the effects of modification on heat efficiency. Low temperature radiation, water element, water element. The maximum concentration of water is 45%, and the maximum concentration of water is 32%. The carbon number analysis of FID was carried out, and it was estimated that about 1/5 of the solid carbon atoms were precipitated. The highest percentage of SEI is 4% and the lowest percentage of SEI is 4% The application of the machine is discussed in detail. Constant volume vessel combustion test, modification, shortening of combustion period, unburned test and reduction of CO concentration are confirmed. The combustion duration is usually shortened by 20%. 60% reduction in unburned items. Before combustion, the modification of water element can promote combustion. The rapid compression device makes the combustion test to modify (simulate) the thermal efficiency of the device to 2.3%(relative value 9.2%).

项目成果

低温プラズマを用いたメタン改質

使用低温等离子体重整甲烷

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Yoshida;S. Yamada;Y. Funami;H. Nakamura;吉田 雅輝，山田 俊輔，船見 祐揮，中村 元;吉田 雅輝，山田 俊輔，船見 祐揮，中村 元;吉田 雅輝，山田 俊輔，船見 祐揮，中村 元;要覚雄太，保木本聖，窪山達也，森吉泰生
• 通讯作者: 要覚雄太，保木本聖，窪山達也，森吉泰生