連続処理プロセスを目指した低周波大口径誘導熱プラズマ装置の開発

连续处理工艺低频大口径感应热等离子体设备的开发

• 批准号: 09780429
• 负责人: 渡辺 隆行
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780429/
• 关键词: 熱プラズマ; 誘導プラズマ; 廃棄物処理; 数値解析; プラズマトーチ; プラズマト-チ

1. 目的地球環境の永続的保全の観点から、誘導熱プラズマを利用した有害産業廃棄物処理技術が脚光を浴びている。この処理では各種反応物を大量に注入した高効率な連続処理方法が望まれている。この要望に応えるためには大口径の誘導熱プラズマトーチの開発が必要となる。本研究では低周波域における誘導熱プラズマの特徴を検討し、新しい低周波大口径誘導熱プラズマシステムを開発することを目的とした。2. 結果本研究は平成9年度において、熱プラズマの数値解析コードの開発を行った。この数値解析コードは、反応性ガスの解離・再結合反応速度を考慮した誘導熱プラズマの温度、速度、および電磁場の分布を解析するためのプログラムである。平成10年度には、この数値解析コードを用いて、より詳細な化学反応を解析できるように改良を行った。現在は化学反応と電離反応を考慮したコードを開発中である。この数値解析コードを用いて、プラズマを発生させる周波数の影響について解析を行った。周波数を通常の4MHzから500kHzに低くすると、プラズマの高温領域が中心に移動することがわかった。さらに平成10年度には、数値解析で得られた結果をもとに、大口径誘導熱プラズマトーチを設計した。このトーチを用いてプラズマを発生し、プラズマトーチ内の温度分布を分光的に測定した。この測定結果は数値解析の結果とよく一致し、数値解析コードの妥当性を確認することができた。実際のトーチにおいても、低周波数で発生したプラズマの高温領域は中心に移動した。3. 結論数値解析結果と実験結果によって、低周波数で発生したプラズマの高温領域は中心に移動することが明らかにされた。プラズマを発生させる周波数によって、プラズマの温度分布を制御できる。また、誘導結合型プラズマによる廃棄物処理においては、低周波数が有効であることを見出した。

1. Objective: To protect the environment of the earth from harmful industrial wastes by means of environmental protection, heat induction and utilization. This process is expected to inject a large amount of various reactants into the reactor and improve the efficiency of the reactor. This is the first time that we've seen this. This study aims to investigate the characteristics of low frequency induced heat transfer and develop new low frequency induced heat transfer systems. 2. Results This study was carried out in 2009. The numerical value analysis of the temperature, velocity, and electromagnetic field distribution of the induced heat transfer factor is considered in combination with the reaction velocity. Heisei 10 years ago, the number of analysis of the use of Chinese, Chinese and English detailed chemical analysis of the use of Chinese, Chinese and English Now the chemical reaction is considered. The analysis of the number of cycles is carried out in the middle of the analysis. The frequency range is usually from 4MHz to 500kHz. In 2010, the number of people who died in the accident was increased. The temperature distribution in the room was measured by spectrophotometry. The measurement results are consistent with the results of numerical analysis, and the appropriateness of numerical analysis is confirmed. In the middle of the day, the low frequency wave is generated and the high temperature field is moved. 3. The results of the numerical analysis show that the low frequency wave is generated in the high temperature field. The temperature distribution of the solar system is controlled by the frequency of the solar system. The combination of induction and rejection can be seen at low frequencies.

项目成果

M.Sakano, T.Watanabe: "Numerical and Experimental Analysis of Frequency Effects on Inductively Coupled Thermal Plasmas" Proc. 13th International Symposium on Plasma Chemistry. 1. 392-397 (1997)

M.Sakano、T.Watanabe：“频率对感应耦合热等离子体影响的数值和实验分析”Proc。

Takayuki WATANABE: "Silicon Recovery from Coal Ash with Argon-Hydrogen Thermal Plasmas" Bulletion of the Research Lab.for Nuclear Reactors. 22. 69-70 (1998)

Takayuki WATANABE：“用氩-氢热等离子体从煤灰中回收硅”核反应堆研究实验室公告。

Takayuki WATANABE: "Numerical Analysis of Inductively Conpled Thermal Plasmas" Bulletion of the Research Lab.for Nuclear Reactors. 22. 91-92 (1998)

Takayuki WATANABE：“感应耦合热等离子体的数值分析”核反应堆研究实验室公告。

坂野美菜,渡辺隆行: "誘導結合型熱プラズマにおける低周波化の効果" 化学工学会第30回秋季大会研究発表講演要旨集. 1. 171 (1997)

Mina Sakano、Takayuki Watanabe：“电感耦合热等离子体中低频的影响”化学工程师学会第 30 届秋季会议摘要 1. 171 (1997)。

Takayuki WATANABE: "Reduction and Separation of Silica-Alumina Mixture with Argon-Hydrogen Thermal Plasmas" Thin Solid Films. (掲載予定). (1999)

Takayuki WATANABE：“用氩-氢热等离子体还原和分离二氧化硅-氧化铝混合物”薄固体薄膜（待出版）。