火力発電所におけるプラズマ・ケミカルプロセスによる新脱硫・脱硝同時処理技術の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480153
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 山本 俊昭 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50305653)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 富松 一隆 株式会社三菱重工業, 機械環境装置技術開発部, 主務 ; 大久保 雅章 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (40223763)
• Keywords: 火力発電所 / 非平衡プラズマ / 脱硝 / NOx / 脱硫 / パックドベッドリアクタ / ケミカルプロセス / 経済性

Research Abstract

本研究は,火力発電所の脱硫・脱硝の同時処理プロセスにおけるさらなるエネルギー消費の低減に関する革新的新技術の開発を目的とし,実ガスならびに実機条件に近い運転条件でのプラズマを利用した脱硫・脱硝に関する確証実験で行ない,処理効率の測定,副生成物の完全同定,経済性,システムとしての評価を行い実用化の指針を得ることを目標とする.
本方法の特徴は,電力消費を押さえるために非平衡プラズマをNOからNO2への酸化だけに利用することにある.NOの減少率とNO2の増加率との差が反応生成物に比例することから,最適運転条件としては,NOが最小となり,NO2が最大となる値を基準とし,かつ,電力が最小となる条件を求めることにある.製作した排ガス処理システムにおいて,この条件を各種運転条件下で決定することができた.ここで重要となるのが,プラズマプロセスの最適化である.プラズマ発生装置としては,強誘電体のチタン酸バリウム(BaTiO3)ペレットを充填したバリアタイプパックドベッドリアクタを主として使用し,高い処理効率を得ることができた.プラズマプロセスで生成されたNO2は還元剤(Na2SO3,Na2S)による湿式ケミカルプロセスでN2に還元でき,そのための反応塔を新たに作成し,ほぼ100%の処理効率を得ることができた.
気相反応生成物は本研究で購入したFT-IRガス分析装置などで計測し,反応プロセスの解明と定量化を行なうことができた.また,液相反応生成物は本研究で購入したイオンクロマトグラフにより同定した.また,NaOHを使いプラズマ脱硫プロセスから生成されるNa2SO3によりNO2を還元するプロセスに関する実験を継続中である.

Research Products

• [Publications] 山本 俊昭: "非平衡プラズマ・ケミカルプロセスによるNOx完全除去"静電気学会誌(掲載予定). (未定). (2000)
• [Publications] 山本俊昭: "プラズマが解決する環境問題とは?"日本機械学会誌. 102・973. 28-29 (1999)
• [Publications] T. Yamamoto: "Towards Ideal NOx Control Technology Using Plasma-Chemical Hybrid Process"Proceedings of the 1999 IEEE Industry Applications Conference. 3. 1495-1504 (1999)
• [Publications] 山本俊昭: "非平衡プラズマによる微粒子生成"エアロゾル研究(掲載決定). 15・2(未定). (2000)
• [Publications] M. Okubo: "Electric Air Cleaner Composed of Non-Thermal Plasma Reactor and Electrostatic Precipitator"Proceedings of the 1999 IEEE Industry Applications Conference. 3. 1483-1488 (1999)
• [Publications] M. Okubo: "Performance of Indoor Electric Air Cleaner Using Nonthermal Plasma"Proceedngs of First Asia Aerosol Conference. 111-112 (1999)