有害廃棄物処理に向けた超高温・高輝度アークプラズマの活用

利用超高温高强度电弧等离子体处理危险废物

• 批准号: 01J03982
• 负责人: 岩尾 徹
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J03982/
• 关键词: アークプラズマ; 廃棄物処理; 化学反応; 超高温; 高輝度; 電極損耗; 吸収; アーク放電; プラズマ; リサイクル; 放射パワー; 有機物処理; 無害化処理

アークプラズマの大電流・超高温・高輝度という特徴を生かした有害廃棄物処理を行うための基礎特性の把握を行った。以下に、概要を示す。1.科研費により、新しいアークプラズマ発生装置を開発し、非常に安定で高出力なアークプラズマを発生させることに成功した。本装置は、現在、特許申請に向け、弁理士と相談中である。2.アークプラズマからの放射パワーに関し、数件の論文を発表し、アメリカ、カナダ、日本で討論を行った。そこで得られた議論を参考に、放射パワーからの吸収特性に関する計算を行い、電気学会に論文を投稿し、2件掲載された。具体的には、アークプラズマは、光学的に厚いプラズマであるといわれており、吸収特性を考慮する必要があるといわれてきたが、本計算により、50A級で直径1cm程度のアークプラズマであれば、吸収はほとんど生じないことがわかった。これにより、廃棄物処理を行う場合、吸収を気にせず行うことができることがわかった。3.アークプラズマによる廃棄物処理を行う上で、アークが安定にならないことがあり、この現象の解明のため、ミネソタ大学にて、アークプラズマと陽極(廃棄物)との関係についての実験を行った。結果として、アークプラズマ、雰囲気ガス、陽極には、密接な関係があり、これが電圧に大きく影響していることがわかった。この電極、及び、アーク姿態の影響を回避することで、安定的にアークプラズマを発生させることができることがわかった。この研究に関する論文は、JK高電圧シンポジウムにて発表し、優秀論文発表賞を受けた。4.これまで約2年間アークプラズマの超高温性と高輝度性をいかしたアプリケーションの開発を進めていたが、この両特徴と化学反応をうまく融合した効率の良い廃棄物処理を目指し、化学反応に関する研究を行った。具体的には、アークプラズマの温度と触媒とをうまく利用することで、無害化だけでなく有価値物を得るための計算を行った。5.この他、アークプラズマによる廃棄物処理やアークプラズマの基礎特性に関し、IOP Applied Physics Dに1件、Vacuum誌に2件の掲載が決定し、学振の最後の年としてふさわしいまとめを行うことが出来た。

ア ー ク プ ラ ズ マ の high current, super high temperature, degree of micromixer mixing effect と い う, 徴 を raw か し た harmful 廃 outcast 処 Richard を line う た め の base feature line の grasp を っ た. The following に and the summary を show す. 1. KeYanFei に よ り, new し い ア ー ク プ ラ ズ マ 発 raw device を open 発 し, very に force higher stability で な ア ー ク プ ラ ズ マ を 発 raw さ せ る こ と に successful し た. The application for the license of this device is に and is currently being discussed with け and と. 2. ア ー ク プ ラ ズ マ か ら の radiation パ ワ ー に masato し, several の paper を 発 table し, ア メ リ カ, カ ナ ダ line, Japan で discuss を っ た. Talk そ こ で have ら れ た を reference に, radiation パ ワ ー か ら の 収 absorption features に masato す る count を い, electricity 気 society に essay contribute を し, 2 pieces first white jasmines load さ れ た. Specific に は, ア ー ク プ ラ ズ マ は, optical に thick い プ ラ ズ マ で あ る と い わ れ て お り, suck the character 収 を consider す る necessary が あ る と い わ れ て き た が, this calculation に よ り, 50, a level で degree of 1 cm diameter の ア ー ク プ ラ ズ マ で あ れ ば, suck 収 は ほ と ん ど raw じ な い こ と が わ か っ た. こ れ に よ り, 廃 outcast 処 を line う occasions, suction 収 を 気 に せ ず line う こ と が で き る こ と が わ か っ た. 3. ア ー ク プ ラ ズ マ に よ る 廃 outcast 処 で on line を う, ア ー ク が settle に な ら な い こ と が あ り, こ の phenomenon の interpret の た め, ミ ネ ソ タ university に て, ア ー ク プ ラ ズ マ と anode (廃 outcast) と の masato is に つ い て の be 験 を line っ た. Results と し て, ア ー ク プ ラ ズ マ, 雰 囲 気 ガ ス, anode に は, contact な masato is が あ り, こ れ が electric 圧 に big き く influence し て い る こ と が わ か っ た. こ の electrode, and び, ア ー ク gesture の influence を avoid す る こ と で, stable に ア ー ク プ ラ ズ マ を 発 raw さ せ る こ と が で き る こ と が わ か っ た. The research papers on に related する, JK high voltage シ ポジウムにて ポジウムにて, and the awards for outstanding papers are を and けた. 4. こ れ ま で about 2 years ア ー ク プ ラ ズ マ の ultra high temperature sex と micromixer mixing effect degree of sexual を い か し た ア プ リ ケ ー シ ョ ン の open 発 を into め て い た が, こ の struck, 徴 と chemical anti 応 を う ま く fusion し た good working rate の い 廃 outcast 処 Richard を refers し, chemical 応 に masato す る を line っ た. Specific に は, ア ー ク プ ラ ズ マ と の temperature catalytic と を う ま く using す る こ と で, harmless だ け で な く have 価 numerical content を る た め の count を っ た. 5. こ の him, ア ー ク プ ラ ズ マ に よ る 廃 outcast 処 Richard や ア ー ク プ ラ ズ マ の based feature に masato し, IOP Applied Physics D に 1 piece, 2 Vacuum ambition に の first white jasmines が decided し, learn vibration の の last year と し て ふ さ わ し い ま と め を line う こ と が た.

项目成果

Toru Iwao, Takuya Beppu, Shuhei Ishikawa, Tsuginori Inaba: "Anode Attachment of Torch Plasma Arc with High-speed Lateral Gas Air and Axial Plasma Gas Argon"IOP Applied Physics D. (採録決定). (2004)

Toru Iwao、Takuy​​a Beppu、Shuhei Ishikawa、Tsuginori Inaba：“高速横向气体空气和轴向等离子气体氩的火炬等离子弧的阳极附件”IOP应用物理D.（已接受）。

稲葉次紀, 岩尾徹: "熱プラズマによる有害気体処理"電気学会誌(本誌). 123巻・2号. 85-88 (2003)

Tsukinori Inaba、Toru Iwao：“使用热等离子体的有害气体处理”日本电气工程师学会期刊（本期刊）第 123 卷，第 2. 85-88 期（2003 年）。

Toru Iwao, Hirokazu Miyazaki, Tsuginori Inaba: "Tungsten Electrode Erosion on DC Horizontal Short Free Arc in Air"Vacuum. (採録決定). (2004)

Toru Iwao、Hirokazu Miyazaki、Tsuginori Inaba：“空气中直流水平短自由电弧的钨电极腐蚀”（已接受）（2004 年）。

Toru Iwao, Yukie Inoue, Hiroshi Kanda, Tsuginori Inaba: "Development of highly intense radiant power equipment with a semi-oval reflector"Vacuum. (採録決定). (2004)

Toru Iwao、Yukie Inoue、Hiroshi Kanda、Tsuginori Inaba：“开发具有半椭圆形反射器的高强度辐射功率设备”（已接受）。

Toru Iwao, Hirokazu Miyazaki, Tsuginori Inaba: "Radiation characteristics as a function of the gas flow rate emitted from argon torch plasma arc discharge"Electrical Engineering in Japan. 139巻・3号. 1-8 (2002)

Toru Iwao、Hirokazu Miyazaki、Tsuginori Inaba：“辐射特性与氩炬等离子弧放电发出的气体流量的关系”，《日本电气工程》第 139 卷，第 3. 1-8 期（2002 年）。