磁場励起による非平衡プラズマMHD流れを利用した地球温暖化ガス分解装置の開発

利用磁场激发引起的非平衡等离子体MHD流开发全球变暖气体分解装置

• 批准号: 11750146
• 负责人: 大久保 雅章
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750146/
• 关键词: 非平衡プラズマ; 磁場; 地球温暖化ガス; NOx; プラズマリアクタ; ケミカルリアクタ; エネルギー効率; 数値シミュレーション

本研究の目的は,電磁流体力学(MHD)効果を利用して磁場の作用下で強力な自励式非平衡高速プラズマ流を大気圧下で安定に形成する手法を開発し,この非平衡プラズマを利用した,大容量、高性能、新型プラズマリアクターを試作して,化学反応を伴う非平衡プラズマの詳細を解明し,化学的に安定で通常のリアクターでは分解が困難なフロン,ハロンなどの地球温暖化ガスあるいはNOx,SOxなどの有害ガス分解性能の大幅な向上を図ることにある.作動流体として,地球温暖化に関連するNOxが主成分の模擬排ガスの分解実験を行った.加えて近年問題となっているディーゼル機関の排気ガスをサンプルし,それに含まれるNOxの分解実験を新たに行った.所定の濃度と湿度,流量,温度に調整された混合ガスを流路に流し,磁場を印加し,電極間に高電圧,高周波電圧あるいは負荷を接続して,強力な非平衡プラズマを形成する.非平衡プラズマによる化学反応により,発生したNO_2は次段のケミカルリアクターに送り,化学反応処理させる.その結果,無害物質となって排出することができた.また,ガス状反応生成物の濃度測定とケミカルリアクター内でのイオンの分析,消費電力の測定,非平衡プラズマ流の電子温度ならびに反応性の向上のための電源,負荷,磁場の最適条件を決定し,従来にない高いエネルギー効率(低いSED値)を達成した.また,化学反応過程の同定を行った.磁場が分解率に及ぼす影響は条件によっては存在することが明らかにされているが,明確には判断できなかった.また,非平衡プラズマ流のシミュレーションコードを改良して,ガス分解の化学反応を組み込み,リアクター内の流れの数値シミュレーションプログラムを作成した.

は の purpose, this study electric MHD (MHD) working fruit を using し て magnetic field under the action of の で powerful な non-equilibrium high-speed self-excitation type プ ラ ズ マ large を 気 圧 で stability under に form す る gimmick を open 発 し, こ の non-equilibrium プ ラ ズ マ を using し た, large capacity, high performance and new type プ ラ ズ マ リ ア ク タ ー を attempt し て, chemical anti 応 を with う non-equilibrium プ Detailed を ラ ズ マ の interpret し, chemical に stability で usually の リ ア ク タ ー で は decomposition が difficult な フ ロ ン, ハ ロ ン な ど の earth warming ガ ス あ る い は NOx, SOx な ど の harmful ガ ス decomposition performance の な sharply upward を 図 る こ と に あ る. Actuating fluid と て て, global warming に related するNOxが principal component <s:1> simulation row ガス <s:1> decomposition experiment を row った. Add え て in recent years, problems と な っ て い る デ ィ ー ゼ ル machine masato の row 気 ガ ス を サ ン プ ル し, そ れ に containing ま れ る NOx の decomposition be 験 を new た に line っ た. の prescribed concentration と humidity, flow, temperature に adjustment さ れ た mixed ガ ス を flow し に flow, magnetic field を Inca し, に high electric 圧 between electrodes, high frequency electric 圧 あ る い は load を meet 続 し て, powerful な non-equilibrium プ ラ ズ マ を form す る. Non-equilibrium プ ラ ズ マ に よ る chemical anti 応 に よ り, born 発 し た NO_2 times a は の ケ ミ カ ル リ ア ク タ ー に り, chemical anti 応 処 Richard さ せ る. そ の results, harmless substance と な っ て discharge す る こ と が で き た. ま た, ガ ス shape the 応 products の titer と ケ ミ カ ル リ ア ク タ ー within で の イ オ ン の analysis, consumer power の determination , non-equilibrium プ ラ ズ マ flow の electronic temperature な ら び に anti 応 sex の upward の た め の power supply, load, and the optimal conditions for magnetic field の を し decision, 従 to に な high い い エ ネ ル ギ ー sharper rate (low い SED nt) を reached し た. ま た, chemical anti の 応 process with fixed line を っ た. Magnetic field が に decomposition rate and ぼ す conditions affect は に よ っ て は exist す る こ と が Ming ら か に さ れ て い る が, clear に は judgment で き な か っ た. ま た, non-equilibrium プ ラ ズ マ flow の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン コ ー ド を improved し て, ガ ス decomposition の chemical anti 応 を group み 込 み, リ ア ク タ ー streams れ の の the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン プ ロ グ ラ ム Youdaoplaceholder0 is made into た.

项目成果

山本俊昭: "非平衡プラズマを用いたNOの脱着・再生に関する研究"静電気学会誌. 24・3. 161-162 (2000)

山本俊明：“使用非平衡等离子体的NO解吸和再生研究”日本静电学会杂志24・3（2000年）。

T.Yamamoto: "Simultaneous Removal of NOx and SOx in Flue Gas Using Plasma-Chemical Hybrid Process"Proceedings of the 2000 IEEE Industry Applications Conference. (CD-ROM総ページ数6). (2000)

T. Yamamoto：“使用等离子体化学混合工艺同时去除烟气中的 NOx 和 SOx”2000 年 IEEE 工业应用会议论文集（CD-ROM 总页数：6）。

M. Okubo: "Performance of Indoor Electric Air Cleaner Using Nonthermal Plasma"Proceedings of First Asia Aerosol Conference. 111-112 (1999)

M. Okubo：“使用非热等离子体的室内电动空气净化器的性能”第一届亚洲气溶胶会议论文集。

M.Okubo: "Odor Control using the AC Barrier Type Plasma Reactors"IEEE Trans.on Industry Applications. (未定)(掲載予定). (2001)

M.Okubo：“使用交流屏障型等离子体反应器进行气味控制”IEEE Trans.on 工业应用（待出版）。

M.Okubo: "NOx Removal Characteristics in Diesel Engine Exhaust Using Plasma-Chemical Hybrid Process"Proc.4th ESA/IEJ Joint Symposium in Electrostatics. 341-354 (2000)

M.Okubo：“使用等离子体化学混合工艺去除柴油发动机排气中的氮氧化物特征”Proc.4th ESA/IEJ 静电学联合研讨会。