異相均一分散流体の爆発的高温燃焼による単分散微粒子製造の高効率化

非均质均匀分散流体爆炸高温燃烧高效生产单分散细颗粒

基本信息

批准号：
14750616
负责人：
小林潤
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年度に引き続き水/油均一分散流体(W/Oエマルション)液滴の爆発的高温燃焼による単分散サブミクロン微粒子の製造を行い、昨年度の検討により明らかとなった燃焼性に関する課題および本法による微粒子製造の生産性に関する検討を行った。昨年度より主に燃焼装置の改良を行い微粒子製造を行った結果、噴霧器として市販の噴霧燃焼用バーナーを用いることにより定常的な燃焼が可能となった。また、噴霧方向を鉛直上向きに変更したところ、下方へ向けた火炎では燃焼が安定せず2分程度で失火したのに比べ、火炎は微粒子の析出のため水溶液濃度1mol/lエマルション噴霧量3ml/minのとき10分程度で不安定な火炎となるが、それまで安定した火炎が形成された。さらに、イグナイターにより常時着火源を導入することで失火が減少させることができ、低エマルション噴霧量(3ml/min〜)での燃焼が可能となった。一方、イグナイターを用いて常時点火させた場合においても、生成した微粒子が噴霧燃焼用バーナー部に析出し噴霧状態が変化し、燃焼状態が悪化してしまうことが失火の一因となることがわかった。生成微粒子については、Y_20_3:Euの1次粒径100nm程度の微粒子が生成されることをSEM観察により確認したが、燃焼過程に生成すると考えられる煤の混入は上記検討においても確認され、さらなる燃焼性の向上を図る必要がある。また、生産性についても、生成微粒子が反応管壁に付着・析出してしまうため収率が0.3以下となってしまうことが明らかとなり、粒子・流体間の流れ解析等に基づく付着抑制についても検討が必要であることが示唆された。

今年，与上一个财政年度一样，我们通过爆炸性的高温燃烧水/油均匀分散液（W/O乳液）液滴来制造单分散的亚微米细颗粒，并且我们研究了去年在研究中发现的与可燃率相关的问题，并使用这种方法生产了这种方法。自去年以来，我们主要改善了燃烧装置并产生了细颗粒，并且由于使用市售的喷雾燃烧器作为喷雾器，因此已经成为可能。此外，当喷雾方向垂直向上更改时，火焰在向下的方向上不稳定，并且火焰在大约2分钟内散发不足，因为火焰用细颗粒沉淀出来，当水溶液浓度为1 mol/L乳液的喷雾量为3 ml/min时，火焰是3 ml/min，但在大约10分钟内不稳定，但在大约10分钟内又不稳定，以至于形成了稳定的弗洛姆，直到稳定地形成了恒定的闪光。此外，通过引入点火器的恒定点火源，可以减少失火，从而可以以低乳液喷雾量（从3 mL/min）燃烧。另一方面，即使点火器一次用于发射，也发现产生的细颗粒沉淀在燃烧器中以进行喷雾燃烧，从而导致喷雾状态发生变化，从而导致燃烧状态恶化，这是滥用射击的因素。关于产生的细颗粒，通过SEM观察证实，产生了约100 nm粒径Y_20_3：EU的细颗粒，但是在上述研究中也证实了烟灰的包括在燃烧过程中生成的烟灰，并且需要进一步改善燃烧性。此外，关于生产力，很明显，产量将低于0.3，因为产生的细颗粒粘附并沉淀在反应管的壁上，这表明有必要根据颗粒和流体之间的流量分析研究粘附抑制。