都市ごみの高効率燃焼・熱交換と低温プラズマ導入によるその排ガス制御

引入低温等离子体对城市垃圾进行高效燃烧、热交换及废气控制

• 批准号: 12792005
• 负责人: 稲田 茂昭
• 金额: $ 21.7万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for University and Society Collaboration
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12792005/
• 关键词: 低温プラズマ反応; 微細化沸騰; 高効率熱交換; 高周波誘導加熱; 塩化水素濃度低減; 金属付着複合繊維材料; 排ガス処理繊維フィルター; 酸化チタン表面改質層; 表面改質材の創製; 排ガスの分解; 塩化水素ガス分解; 低温プラズマ内温度計測; ドライ排ガス処理; 窒化アルミ表面改質層

平成14年度(最終年度)では、高効率熱交換を可能にさせるボイラー管壁での沸騰現象、すなわち微細化沸騰の発生とそのメカニズムを明確にすることと、平成13年度で行った低温プラズマを利用して得た天然、合成繊維にチタン酸化物をスパッタリングさせた素材の機械的性質を調べ、それを除去フィルターとして利用した際、どの程度塩化水素ガスが除去できるかを定量した。得られた知見を以下にまとめる。1.蒸気泡の挙動が加熱面温度の違いによって、4つのタイプに分類でき、それぞれについて可視化できた。また、微細化沸騰では蒸気泡の発生は場所的にも時間的にもランダムであり、その発生から消滅までの周期は加熱面温度の上昇とともに短くなり、400℃付近で一番短くなることがわかった。この時、気泡の発生は多数の微小な乾燥斑点の形で現れ、蒸気膜沸騰化せず、高効率熱交換の機構がつかめた。2.繭糸、ナイロン、綿糸及び羽毛の表面に二酸化チタン(TiO_2)を成膜させることができた。また、各試料の引張り強度は非処理のものと比べ、若干低下するが、それらの硬さは繭糸に関しては約17倍、ナイロン、綿糸については約1.2〜2倍、硬さが向上した。3.塩化水素の低減にフィルター材として繊維材料を使用する際、最も適している繊維材料はシルクであることがわかった。ArガスプラズマではHCl濃度を低減できなかったが、N_2ガスプラズマではがそれを低減させることができた。4.二酸化チタンを成膜させた複合繊維による塩化水素の吸着効果の向上は認められなかったが、オリジナルのシルクとナイロンでは高いHCl減少率が得られ、これらによる塩化水素の捕獲効果が確認できた。

Pp.47-53 14 year (final year) で は, high heat exchange を sharper rate may に さ せ る ボ イ ラ ー wall で の boiling phenomena, す な わ ち ultra-micronization model.the boiling の 発 raw と そ の メ カ ニ ズ ム を clear に す る こ と と line, pp.47-53 13 year で っ た cryogenic プ ラ ズ マ を using し て た natural and synthetic 繊 に チ タ ン acidification content を ス パ ッ タ リ ン グ さ せ た element Material mechanical properties of の を べ, そ れ を remove フ ィ ル タ ー と し て using し た interstate, ど の degree of salt chemical water element ガ ス が remove で き る か を quantitative し た. The following にまとめる is known by られた. 1. Steamed 気 bubble の 挙 dynamic が heating surface temperature の violations い に よ っ て, 4 つ の タ イ プ に classification で き, そ れ ぞ れ に つ い て visualization で き た. ま た and ultra-micronization model.the boiling で は steamed 気 bubble の 発 raw は place に も time に も ラ ン ダ ム で あ り, そ の 発 raw か ら eliminate ま で は の cycle heating surface temperature rising の と と も に short く な り, pay nearly 400 ℃ で a short く な る こ と が わ か っ た. こ の, 気 bubble の 発 most は の speck な dry の で れ now, steamed film boiling the 気 せ ず, high heat exchange の agencies working rate が つ か め た. 2. Cocoon si, ナ イ ロ ン, continous si and び feather の surface に acidification チ タ ン (TiO_2) を film-forming さ せ る こ と が で き た. ま た, each sample の strength of extension and り は non 処 Richard の も の と than べ, several low す る が, そ れ ら の hard さ は cocoon si に masato し て は about 17 times, ナ イ ロ ン, continous si に つ い て は is about 1.2 ~ 2 times, hard さ が upward し た. 3. Low salt chemical water element の reduction に フ ィ ル タ ー material と し て 繊 d material を す る interstate, most も し て い る 繊 d material は シ ル ク で あ る こ と が わ か っ た. Ar ガ ス プ ラ ズ マ で は low concentration of HCl を reduction で き な か っ た が, N_2 ガ ス プ ラ ズ マ で は が そ れ を low cut さ せ る こ と が で き た. 4. 2 acidification チ タ ン を film-forming さ せ た composite 繊 d に よ る salt chemical water element の smoking a sharper fruit の は upward to recognize め ら れ な か っ た が, オ リ ジ ナ ル の シ ル ク と ナ イ ロ ン で は high い HCl decrement が must ら れ, こ れ ら に よ る の salt chemical water element capture unseen fruit が confirm で き た.

项目成果

稲田茂昭,宮川雅彦,奥原和幸,鍋屋剛志: "低温プラズマ管内に置かれた誘導加熱物体の温度測定"日本機械学会東北支部第36回総会講演会論文集. No.011-1. 144-145 (2001)

Shigeaki Inada、Masahiko Miyakawa、Kazuyuki Okuhara、Tsuyoshi Nabeya：“放置在低温等离子管中的感应加热物体的温度测量”日本机械工程师学会东北分会第 36 届大会论文集第 011 号。 -1。144-145（2001）

稲田 茂昭, 飯島 彰, 小池 正起, 小澤 康男: "低温プラズマを利用した複合材料の創製"第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.2(印刷中). (2002)

Shigeaki Inada、Akira Iijima、Masaki Koike、Yasuo Ozawa：“利用低温等离子体创建复合材料”第 39 届日本传热研讨会论文集（2002 年）。

Shigeaki INADA, Wen-jei YANG: "Visualization of Temperature Field and Droplet Boiling on the Heating Transparent Solid Surface"Heat Transfer 2002, Heat Transfer in Two-Phase Flow, Experimental Techniques. No.3. 389-394 (2002)

Shigeaki INADA、Wen-jei YANG：“加热透明固体表面上温度场和液滴沸腾的可视化”传热2002，两相流传热，实验技术。

Shigeaki INADA: "Visualization of Droplet Boiling on the Heating Transparent Solid Surface with Different Thermal Property"Visualization and Imaging in Transport Phenomena, Editors Samuel Sideman and Amir Landesberg, Ann, New York Academy Sciences. Vol.97

Shigeaki INADA：“具有不同热特性的加热透明固体表面上的液滴沸腾的可视化”传输现象中的可视化和成像，编辑 Samuel Sideman 和 Amir Landesberg，Ann，纽约科学院科学。

宮川 雅彦, 稲田 茂昭: "低温プラズマを導入をした金属材料の表面改質"日本機械学会関東支部、茨城講演会講演論文集. No.020-3. 234-244 (2002)

Masahiko Miyakawa、Shigeaki Inada：“使用低温等离子体的金属材料表面改性”日本机械工程师学会关东分会，茨城讲座论文集第 234-244 号（2002 年）。