帯電微小液滴表面からのイオンの生成と高速気相反応への応用

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本研究は静電噴霧法により生成した微小液滴を高温炉内に吹き込むことにより、液滴表面より化学的に高活性なイオンを生成させ、このイオンを用いることにより迅速かつ高効率な新しい環境浄化方法の開発を目指すものである。まずは、燃焼から排出されるNOxの還元を目的として、無触媒脱硝法の代表であるであるアンモニアによるThermal De-NOxプロセスの低温化の研究を行った。高電圧をフェノールとアンモニアを含んだ水溶液に対し印加しスプレー状に微小液滴を分散した。生成した液滴は反応炉(600℃〜850℃)に導入し酸素共存下でNOと反応させた。また、あらかじめ気化させてから反応ガスを導入することにより、静電噴霧したときの比較を行った。スプレー化すると約250μm程度の液滴が生成し、この液滴を高温反応炉に導入すると、特に700℃以下の低温部において気化導入を上回るNOの低減効果を観測した。気化導入ではほとんど減少が観測されなかった650℃においてもで約30%の低減率を得られた。次に、イオンの効果であるかどうか調べるために高電圧の極性を逆にして行ったが同様の促進作用が観測された。さらに、この促進作用はフェノールを添加せずにアンモニア水のみ液滴として導入した場合にも観測されることから、中性な水和したアンモニアが反応に寄与しているのではないかと推測している。