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

方波交流强电场超高效去除船舶废气中的黑碳

• 批准号: 22H01707
• 负责人: 瑞慶覧 章朝
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kanagawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01707/
• 关键词: 船舶排ガス; PM; 電気集塵; 省エネルギー; 電気集じん; 静電気

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。

This paper discusses the effects of wind speed and exhaust temperature on dust collection efficiency of high electric dust collector (ESP). ESP has a coaxial cylinder structure with a high voltage supply inside the cylinder electrode for grounding. Electrode spacing is 10 mm, column electrode length is 470 mm. The end of the column electrode is not fixed, and the spark is set at the radius of 5 mm. The maximum DC voltage between electrodes is 19 kV, and the high voltage boundary is formed. The fuel is heavy oil, the load rate is 100%, and the discharge rate between electrodes is 100%. Exhaust air velocity is regulated from 1 m/s to 4.8 m/s, exhaust air temperature is regulated from 30 ℃ to 130 ℃ by heat exchanger. The particle concentration in the exhaust gas is measured in part by attraction and particle concentration measurement on the downstream side of ESP The suction flow rate is 10 L/min and the suction time is 15 min. Before and after the particles are taken in a constant temperature bath at 50 ℃ for 2 hours, they are dried and weighed by an electronic balance. Calculate the particle concentration and dust collection rate. Results: Voltage 19 kV, current measurement limit 0.01 mA or less High voltage, long electrode length, high dust collection rate Exhaust temperature is low, possible voltage is high, dust collection rate is high. In this study, the temperature is 30 ℃, the wind speed is 1 m/s, the electrode length is 470 mm, the voltage is 19 kV, and the dust collection rate is 92%. The dust collection rate tends to decrease due to the influence of the time of transportation and re-dispersion.