2021 Fiscal Year Research-status Report
限界酸素濃度以下のイナーティングシステムにおける新規リスク評価手法提案
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19K15249
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
塩田 謙人 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 特任教員(助教) (30827837)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イナーティングシステム / 限界酸素濃度 / リスク / 毒性ガス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，「限界酸素濃度以下のイナーティングシステムにおける新規リスク管理手法」である．可燃性ガスを取扱うプロセスでは，通常イナーティングシステムとして，不活性ガスを導入し酸素濃度を0にし，燃焼の三要素の燃料，支燃性ガス，着火源の支燃性ガスを無くすことで火災・爆発の危険性を取り除いている．酸素濃度を限界酸素濃度(LOC)以下にすることで火災・爆発の危険性を小さくしている．LOCは燃料の濃度によらず，燃焼が生じない最小の酸素濃度である．既往のLOC研究においては燃焼・爆発の予防に焦点が当てられており，LOC以下で生じたガスの有害性については議論の余地がある．そこで本研究では，LOC以下の組成で生じる有害性ガスに着目し，LOC以下での異なる組成領域に起こる反応を計算および実験的手法の両面から解明する．2021年度は，2020年度で実験面および計算面で改良した点について検証を行った．実験面では試験条件，試験終了後のガス採取方法を改良したことによって，本研究で着目しているシアン化水素をガス検知器を用いて再現よく確認することができるようになった．計算面では新たな反応モデルと熱力学データを使用することで，今まで使用したデータとの比較を行うとともに，炭化水素，酸素，窒素の三角線図を作成し，シアン化水素の濃度が高くなる条件を算出した．また，算出したシアン化水素濃度が高くなる条件に対して実験的に検証を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度は2020年度に実験面，計算面で改良した点について検証ができ，その成果について学会発表にて報告できたため，おおむね順調に進展していると評価した．実験面では，初年度より課題であった実験の再現性という点において，試験容器の配管部の改良による気密性の向上や不活性ガスを流通しながら生成したガスを採取する方法にすることによって本研究で着目しているシアン化水素のガス検知管による生成挙動の再現性を向上することができた．計算面においては，2020年度に検討した新しい反応モデルと熱力学データを使用して，先年度に引き続き使用するモデルによる生成ガスの発生割合の違いについて検討した，さらに新しいモデルと熱力学データを使用して，炭化水素，酸素，窒素の三角線図を作成し，シアン化水素の濃度が高くなる条件を算出し，燃焼温度より比較的低い温度でも限界酸素濃度以下でシアン化水素が生成されることが予想された．実験結果からも予想された条件においてシアン化水素の生成を2020年度よりも良い精度で確認できた．以上の結果を2021年度に開催された安全工学会研究発表会にて報告した．
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は引き続き計算的，実験的検討を進める．計算的検討では2021年度までに使用した反応モデルと熱力学データ以外にも使用できるものを探索するとともに，計算に使用するソフトウェアについても汎用性の高いもので代替できるか検討する予定である．実験的検討では，炭化水素のモデルをプロパンとして検討を進めてきたが，炭素数を上げた炭化水素に変更した際の各種ガスの生成挙動や，炭化水素ガス以外の試料を用いた検討を予定している．得られた結果をもとに既往研究をベースにリスク評価手法の知見を得て，それらの情報と実験，計算の両面から得られた結果と合わせて新規手法について提案する．
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| Causes of Carryover |
2021年度に成果報告として予定してた国際会議や国内学会がCOVID-19の影響でオンライン開催となったため，旅費としてして計上していた予算を次年度使用額とした．2022年度は本年度の助成金と合わせ，成果報告のための旅費に充てることを予定しているが，COVID-19の状況が変わらず，オンライン開催などにより旅費としての執行が難しい場合は，実験用ための消耗品などに充填することを考えている．
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Research Products
(1 results)
