矩形波交流高電界を利用した船舶排ガス中ブラックカーボンの超高効率除去

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本研究では、ディーゼル排ガス微粒子に対する高電界型電気集塵装置（ESP)の集塵効果と集塵率に対する風速、排ガス温度の影響について検討した。ESPは接地用円筒電極内に高電圧印加用円柱電極を電圧供給バーで吊り下げた同軸円筒構造とした。電極間隔は10 mm、円柱電極長は470 mmとした。円柱電極の端部は、火花放電が起きにくいように半径5 mmで丸みを設けた。電極間には最大19 kVの負極性直流電圧を印加し、高電界を形成した。ディーゼルエンジン(出力 3 kW)の燃料はA重油、負荷率を100 %とし、電極間に排ガスを流した。排ガス風速は風量調節ダンパーにより1 m/s ~ 4.8 m/s、排ガス温度は熱交換器によって30 ℃ ~ 130 ℃に調節した。排ガス中の粒子濃度を測定するために、ESP下流側ダクトから排ガスと等温でその一部を吸引し、粒子をフィルタに採取した。この時の吸引流量は10 L/min 、吸引時間は15 minとした。フィルタは粒子採取前後に恒温槽において50 ℃で2時間乾燥後、電子天秤を用いて秤量した。そして、フィルタの質量差から粒子濃度を求め、集塵率を算出した。その結果、印加電圧19 kVにおいて、放電電流は測定限界の0.01 mA以下であり、ほとんど流れなかった。また、印加電圧が高く、電極長が長く、風速が遅いほど集塵率が高くなった。排ガス温度が低いほど、印加可能電圧を高くでき、集塵率を高くできた。本研究では、温度30 ℃、風速1 m/s、電極長470 mm、印加電圧19 kVにおいて、電力を消費することなく集塵率92 %を達成した。しかし、集塵率は、運転時間の経過とともに、再飛散の影響により低下する傾向がみられた。