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

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。

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。