2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a spouted bed plasma reactor for surface modification of powder and homogeneous mixing
| Project/Area Number |
17K06906
|
|---|
| Research Institution | Gifu University |
|---|
Principal Investigator |
小林 信介 岐阜大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30345920)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | プラズマ / 噴流層 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
噴流層型プラズマリアクター内におけるプラズマ挙動および粒子挙動の把握、さらには2粒子を用いたプラズマコーティングを目的に、ポリプロピレン粒子を用いたプラズマ実験を行った。挙動解明実験では、2次元噴流層型プラズマリアクターおよび1次元チューブ型プラズマリアクターを用い、印加電圧、ガス流量、粒子充填量等のプラズマ条件および流動化条件がプラズマリアクター内のプラズマ輝度および粒子速度に与える影響について評価を行った。一方、プラズマコーティング実験においては3次元噴流層型プラズマリアクターを用い、PP粒子へのグラファイト粒子のコーティングを実施した。
プラズマ条件および流動化条件により層内のプラズマ輝度は大きく異なるとともに、粒子挙動も大きく変化することが明らかになった。印加電圧を高くすることによりプラズマ輝度は比例的に増大するが、層内粒子の存在により層内のプラズマ輝度が大幅に増幅される。また層内粒子の流動化状態や粒子充填量によっても層内のプラズマ輝度が大きく異なり、層内のプラズマ輝度は最小噴流化速度付近において大幅に増大する。一方粒子流動化にプラズマガスを用いることにより層内の流動化状態は大きく変化し、プラズマガスにより流動化開始速度は小さくなる。これは1次元チューブ型プラズマリアクターによるプラズマ実験からプラズマガスにより層内の見かけガス流量が増大することが原因の一つであることが分かった。PP粒子へのグラファイト粒子のコーティングについては、印加電圧を制御することによりコーティング量を制御可能であり、また電極変換によりコーティングの最適化が可能であることが明らかになった。ただし、2粒子の粒径が大きく異なり流動化状態が異なるため、均一処理のためにはコーティング粒子の噴流層への導入方法について検討を行う必要があり、現在微粒子分散が可能なプラズマエジェクターの開発に取り組んでいる。
|
