電磁場下のプラズマ流による環境汚染物質の分離無害化

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本研究では,環境汚染物質の無害化に向けた新たな学問体系の構築を目的とする.本年度では微粒子混相プラズマ流の電磁場下での挙動を,非定常圧縮性を考慮した電磁熱流動場の2次元数値モデルを構築することで,微粒子特性への電磁場効果を詳細に検討した.また,新たに導入した電磁熱流動場解析プログラムにより多種のガスとの混合や化学反応・分解等の解析が可能となった.さらに,前年度に引き続きプラズマ流の実験的解明を進めた.得られた知見や基礎資料等を以下に記す.1.熱流動場の解析 熱流動場は,電磁場印加による加熱効果が大きく,特に下流部において高温領域が大きく増大し,有害ガス分解において分解効率の向上に大きく寄与する知見が得られた.2.微粒子特性の解析 微粒子はノズル形状,注入条件やプラズマ作動条件によりその分散が大きく変化し,電磁場印加により大きな加熱効果を示す事を新たに知見した.これは,触媒微粒子をプラズマ中に効果的に分散させ有害ガスを選択的に分解させたり,有害微粒子を効果的に熱分解し無害化する等の工学的手法の基礎資料となる.3.プラズマ流の不安定特性と非対称性 プラズマ流の不安定性は,磁場強度や放電電流を増大させることで抑制できる.また,DCプラズマ流をRFプラズマ流に貫入させたり,旋回ガスの注入やRFコイルの非対称性によりプラズマ流が下流においても熱流動場を示す事を新たに知見した.