微粉炭燃焼排ガス中の微粒子の性状と分離

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本年度は、群馬大学工学部に設置されている微粉炭燃焼モデル炉を用いて、3回12日に亙る共同実験および5回15日に亙る単独実験を行ない、以下の点を明らかにした。1)炉内現象としてサブミクロンフライアッシュの凝集速度およびサブミクロン未燃カーボンの酸化消滅の定量化を行ない、その結果、粒子と流体間の速度差を考慮した新しい乱流凝集速度式によるシミュレーション計算で、共存サブミクロン未燃カーボンによるサブミクロンフライアッシュの凝集促進効果を説明できた。 また、サブミクロン未燃カーボンが炉出口で残存する原因をモデルにより説明した。2)DMAとCNCを組み合わせた静電粒径測定法の測定時間を短縮できる手法を開発した。 これを用いて、微粉炭燃焼モデル炉煙道に於ける超微粒子を測定したところ、明らかなbi-modalの分布が得られた。3)高性能荷電装置「ボクサーチャージャー」を用いて、はじめてオンラインでダスト面積濃度が測定できる装置を開発し、微粉炭燃焼炉から排出されるダストによる空間電荷効果の測定を行った。4)石炭燃焼時に発生する高温含塵ガスの集塵装置として移動粒子充填層を製作し、本モデル炉煙道部に設置して捕集効率の測定を行った。 得られた測定結果を、固定粒子充填層を用いて常温で得られた捕集効率推定式による計算値と比較し、温度による物性変化および熱泳動効果を考慮することにより効率をほぼ推定できることが分った。5)微粉炭乱流モデル炉煙道内壁におけるフライアッシュの沈着,再飛散現象を観察し、飛散凝集粒子径を測定した。 その結果、常温から100℃までは飛散が起こり易くなり、それ以上では飛散が起こりにくくなることが推定された。