大強度パルス相対論的電子ビーム照射による窒素酸化物及び硫黄酸化物の処理過程の解明

阐明高强度脉冲相对论电子束辐照处理氮氧化物和硫氧化物的过程

• 批准号: 13780449
• 负责人: 今田 剛
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780449/
• 关键词: 排気ガス処理; パルス相対論的電子ビーム; 窒素酸化物; 硫黄酸化物; オゾン; 環境保全; 反応課程; 反応過程

自動車、船舶、製鉄所及び火力発電所などの化石燃料(主に石炭、軽油及び重油など)を大量に燃焼する内燃機関等からの排気ガスの浄化を目標に定めて、大強度パルス相対論的電子ビーム(Pulsed, Intense Relativistic Electron Beam : IREB、電子の運動エネルギー〜2MeV(ピーク値)、電流値〜4kA(ピーク値)、パルス幅〜90ns(FWHM))照射による窒素酸化物(NO_x)及び硫黄酸化物(SO_x)の処理プロセスの解明を実験的及び数値解析的に推進した。まず、IREBの長距離伝搬特性(大気透過特性)を積極的に活用して、電子ビーム源から1.6mの大気を介して遠方に設置されたガス処理チャンバ中のSO_x処理を試みた。模擬排気ガス(SO_2/O_2/N_2混合ガス)にIREBを照射して、SO_2濃度の変化を観測した。IREB照射前の初期SO_2濃度100ppm、ガス圧力270kPaのとき、10回のIREB照射によりSO_2濃度は約40ppmに減少した。このときのSO_2処理エネルギー効率(IREBの単位エネルギー当たりのSO_2処理量)は最大で50g/kWhが得られた。本研究では、さらに、排気ガス処理プロセスに必要不可欠な物質であるオゾン(O_3)のIREB照射による生成特性についても言及した。ガス処理チャンバ中のO_3濃度を測定した結果、排気ガス中のNO_x及びSO_x濃度と同程度のO_3がIREB照射により生成されることを明らかにした。このときのO_3収率(IREBの単位エネルギー当たりのO_3生成量)は10〜20g/kWhであった。また、IREBの透過性を利用してガス処理チャンバ中に金属箔を配置して積極的に二次電子を発生させてO_3生成量の増加を試みた。その結果、O_3生成量に若干の向上が観測された。

Automotive, Marine, from the iron objects and び 発 electric fire な ど の fossil fuel (main に carboniferous, 軽 oil and び heavy oil な ど) を large に combustion 焼 す masato る internal combustion engine such as か ら の row 気 ガ ス の incorporated the を goals に め て, big intensity パ ル ス phase theory of seaborne electronic ビ ー ム (Pulsed, Intense Relativistic Electron Beam : IREB, electronic の movement エ ネ ル ギ ー ~ 2 mev (ピ ー ク nt), current numerical ~ 4 ka (ピ ー ク nt), パ ル ス ~ 90 ns (FWHM)) irradiation に よ る acidification smothering element content (NO_x) and acidification び sulfur content (SO_x) の 処 Richard プ ロ セ ス の interpret を be 験 and び the numerical analytical に propulsion し た. ま ず, IREB の long-distance 伝 move features (large 気 through feature) を positive に use し て, electronic ビ ー ム source か ら 1.6 m の large 気 を interface し て に distance setting さ れ た ガ ス 処 Richard チ ャ ン バ in の SO_x 処 Richard を try み た. Simulated exhaust 気 ガ ス (SO_2 / O_2 / N_2 mixed ガ ス) に IREB を irradiation し て, SO_2 concentration の variations change を 観 し measurement た. Before IREB irradiation, the initial <s:1> SO_2 concentration was 100 PPM, and the ガス pressure was 270kPa. The <s:1> と と と ガス, and after 10 rounds of IREB irradiation, the によ <s:1> SO_2 concentration <e:1> was approximately 40ppmに, which reduced the <s:1> た. こ の と き の SO_2 処 Richard エ ネ ル ギ ー sharper rate (IREB の 単 a エ ネ ル ギ ー when た り の SO_2 処 quantity) は で largest 50 g/kWh が must ら れ た. This study で は, さ ら に, platoon 気 ガ ス 処 Richard プ ロ セ ス に need not owe な material で あ る オ ゾ ン (O_3) の IREB irradiation に よ る generation features に つ い て も to し た. In ガ ス 処 Richard チ ャ ン バ の O_3 concentration determination を し た results, platoon 気 ガ ス の of NO_x and び と SO_x concentration degree with の O_3 が IREB irradiation に よ り generated さ れ る こ と を Ming ら か に し た. こ の と き の O_3 収 rate (IREB の 単 a エ ネ ル ギ ー when た り の O_3 generation) は 10 ~ 20 g/kWh で あ っ た. Permeability を ま た, IREB の using し て ガ ス 処 Richard チ ャ ン バ に in foil を configuration し て positive に secondary electron を 発 raw さ せ て O_3 generation の rights and try を み た. Youdaoplaceholder0 そ result, the amount of O_3 generated に several そ are measured upwards at が観 された.

项目成果

今田 剛: "大強度パルス相対論的電子ビームによるNOx処理"電気学会論文誌A. 122-A・3. 302-307 (2002)

Tsuyoshi Imada：“高强度脉冲相对论电子束处理氮氧化物”IEEJ Transactions A. 122-A・3 (2002)。

Go IMADA: "Removal of Nitrogen Oxide in Spatially Isolated Chamber by Pulsed Intense Relativistic Electron Beam"IEEE Transactions on Plasma Science. 31・2(掲載予定). (2003)

Go IMADA：“脉冲强相对论电子束去除空间隔离室中的氮氧化物”IEEE Transactions on Plasma Science 31・2（待出版）。

今田 剛: "大強度パルス相対論的電子ビーム照射によるオゾン生成"電気学会論文誌A. 123-A・3. 315-316 (2003)

Tsuyoshi Imada：“通过高强度脉冲相对论电子束照射产生臭氧” 日本电气工程师学会会刊 A. 123-A・3 (2003)。

今田 剛: "大強度パルス相対論的電子ビームによる排ガス処理"電気学会パルスパワー・放電合同研究会資料. PPT-01-94 ED-01-148. 11-16 (2001)

Tsuyoshi Imada：“使用高强度脉冲相对论电子束进行废气处理”IEEJ 脉冲功率和放电联合研究组材料 PPT-01-94 ED-01-148 (2001)。