マイクロ波プラズマを用いたアンモニア・空気予混合ガスの燃焼特性の改善

利用微波等离子体改善氨/空气预混合气燃烧特性

• 批准号: 21K04521
• 负责人: 関口 秀紀
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 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-21K04521/
• 关键词: プラズマ支援着火・燃焼技術; マイクロ波; アンモニア

近年、大気中の温室効果ガス（GHG: greenhouse gas）濃度の増加に起因する気候変動により、洪水、干ばつ、豪雨、高潮などの自然災害の発生が増加することが懸念されています。このGHGの中で、石油や石炭、天然ガスなどの炭化水素燃料の燃焼などによって排出されるCO2は、気候変動の主要因と考えられています。そこで、本研究課題では、従来、炭化水素燃料を利用していた内燃機関から排出されるGHGを低減するため、燃焼時にCO2を排出しないアンモニア（NH3）ガスを燃料として利用する技術開発を行っています。具体的には、炭化水素燃料と比べて着火温度が高く燃焼速度が遅いNH3と空気（Air）の予混合ガスの燃焼特性（着火性および燃焼性（火炎伝播速度等））を改善する手法として、マイクロ波プラズマ支援着火・燃焼技術を適用し、NH3燃焼時の一酸化二窒素（N2O：GHGの１つ、二酸化炭素の約300倍の地球温暖化係数を持つ）の生成を抑制しながら、NH3・Air予混合ガスを安定・高効率に着火・燃焼させる技術を開発することを目的としています。初年度である令和3年度は、腐食性および毒性のあるアンモニア（NH3）ガスを取り扱うため、安全性を考慮したNH3ガス供給・排出設備を構築すると共に、製作したマイクロ波プラズマ生成装置を取り付けたNH3・空気（Air）予混合ガスバーナー着火・燃焼実験システムを構築しました。この際、マイクロ波プラズマ生成装置による供給ガスのプラズマ化を確認する試実験を行いました。本試実験では、供給ガスとして、アルゴン、空気（Air）、メタンを用い、本実験装置がこれらのガスをプラズマ化できることを確認しました。

In recent years, the increase in greenhouse gas (GHG) concentration in large weather has been caused by weather fluctuations, floods, dry weather, heavy rain, high tides, and the occurrence of natural disasters. The main causes of CO2 and climate change in the combustion of GHG, petroleum, carbon and natural hydrocarbon fuels This research project aims to develop technologies for reducing GHG emissions and for reducing CO2 emissions during combustion by utilizing carbon dioxide fuel. Specific combustion characteristics of carbon, hydrogen, fuel, ignition temperature, combustion speed, NH3, Air and mixture (Flammability and combustibility (flame propagation speed, etc.)) Improvement of fire prevention and combustion techniques, application of fire prevention and combustion techniques, acidification and combustion of NH3 (N2O: GHG 1, diacid carbon about 300 times the global warming coefficient) to suppress the production of NH3·Air to mix, stability, high efficiency, fire·combustion technology development. In the first year and the third year, we will take into account the factors of corrosion, toxicity and safety, and construct the NH3 supply and discharge equipment. We will make the NH3 Air mixture generation equipment and construct the NH3 air mixture. In this case, the test is carried out in the presence of the test generator. This test is conducted to confirm whether or not the equipment is available, whether or not it is available.