反応性プラズマ流の機能制御による環境汚染物質の浄化

通过反应等离子体流的功能控制净化环境污染物

• 批准号: 10875038
• 负责人: 西山 秀哉
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875038/
• 关键词: プラズマ流; 化学反応; 荷電粒子; 分解; 機能性; 環境汚染物質; 多成分; 制御; 化学組成

本研究では、電離や解離等の化学反応を伴う反応性プラズマ流の機能性を熱流動場や電磁場と関連づけて制御することにより、地球環境汚染物質の分解や浄化のための基盤技術を確立するために、以下の成果を得た。1.反応速度係数が全く異なる電離と解離反応が共存するアルゴン-窒素非平衡高周波誘導プラズマに関して、7種の化学種の生成・消滅を考慮した多成分モデルによる濃度場および熱流動場解析のための基礎式を新たに提示した。数値シミュレーションにより、窒素原子、窒素原子イオン、窒素分子イオン等の反応化学種の分布は、温度分布に対応するばかりでなく、再循環領域の存在の有無、あるいは、窒素を注入する位置に非常に影響を受けることが明らかになった。2.高周波誘導非平衡アルゴンプラズマに二次ガスとしてヘリウムを注入した場合、注入位置や注入ガイド長さによるヘリウム濃度分布とプラズマ面積およびプラズマ温度分布との相関を実験的に明らかにした。3.非平衡アルゴンプラズマジェット二次ガスとしてヘリウムと反応性窒素を注入した場合、それらの濃度分布と熱流体力学特性およびプラズマパラメータとの相関を明らかにし、特に化学反応過程の影響も検討した。4.溶融灰から高周波誘導プラズマ処理により蒸発・分解と凝縮プロセスより、鉛や亜鉛を回収する技術を確立した。以上、1〜4より環境汚染物質を分解・浄化するには、温度場に強く依存する化学反応を精密に制御することが重要であることを指摘した。

This paper studies the chemical reaction of ionization and dissociation, and the functional reaction of thermal flow field and electromagnetic field, and establishes the substrate technology of decomposition and decomposition of pollutants in the earth. 1. A new formula for the analysis of the multi-component ionization field and thermal flow field is proposed. The distribution of chemical species, such as nitrogen atoms, nitrogen atoms, nitrogen molecules, etc., is greatly affected by the presence or absence of recycling fields. 2. The situation where the high-frequency induced unbalanced AALGUN PULLATOR is injected for the second time, the injection location and injection length, the concentration distribution of the PULLATOR, the PULLATOR area, and the PULLATOR temperature distribution are clearly related. 3. Non-equilibrium chemical reaction processes are discussed in detail in relation to the concentration distribution and thermo-hydrodynamic properties of the reaction molecules. 4. The technology of melting ash, high frequency induction, evaporation, decomposition, condensation and lead recovery has been established. It is important to decompose and decompose 1 to 4 percent of environmental pollutants and to precisely control chemical reactions that are strongly dependent on the temperature field.

项目成果

西山秀哉: "磁場下のプラズマジェットの混合効果"プラズマ、核融合学会第16回年会予稿集. 99-99 (1999)

Hideya Nishiyama：“磁场下等离子体射流的混合效应”日本等离子体与聚变科学学会第 16 届年会论文集 99-99（1999）。

Sato, T.: "Mixing Effect of a Non-equilibrium Plasma Jet in an Applied Magnetic Field"proc. of the 14th Int. symp. on Plasma Chemisry. II. 1021-1026 (1999)

Sato, T.：“应用磁场中非平衡等离子体射流的混合效应”过程。

西山秀哉: "高周波誘導非平衡プラズマの混合特性" 日本機械学会東北支部第34期総会講演会講演論文集. 991・1. 115-116 (1999)

西山秀也：“高频感应非平衡等离子体的混合特性”日本机械工程学会东北分会第34次会议记录991・1（1999）。

渡辺隆行: "反応性誘導結合型熱プラズマにおける低周波の効果" 日本機械学会第76期全国大会講演論文集(III). 98-3. 281-282 (1998)

Takayuki Watanabe：“反应性感应耦合热等离子体中的低频效应”日本机械工程师学会第 76 届全国会议论文集 (III) 281-282 (1998)。

西山秀哉: "非平衡混合プラズマジェットの磁場制御"日本機械学会1999年度次大会講演論文集. IV. 83-84 (1999)

Hideya Nishiyama：“非平衡混合等离子体射流的磁场控制”日本机械工程师学会 1999 年年会记录 IV 83-84。