2015 Fiscal Year Research-status Report
固体粒子表面連続改質を目的とする循環流動層型プラズマリアクターの開発
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26420780
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
小林 信介 岐阜大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30345920)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | プラズマ / 流動層 / 粒子改質 / 噴流層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
流動層型プラズマリアクターの開発を目的として、初年度は主に流動層の設計、製作、プラズマ電極の配置に関する検討および製作した流動層型プラズマリアクターの性能評価に関する実験を行い、2年目の昨年は流動層プラズマリアクターのスケールアップについて検討を行い、初年度の流動層型プラズマリアクターの約5倍の体積を有するリアクターを作製に成功し、粒子の循環、流動層の圧損、プラズマによるPP粒子の反応性（表面改質効果）に関する評価を行った。スケールアップを行った流動層型プラズマリアクターは粒子循環を促進するため、噴流型の流動層を採用している。
プラズマの照射に伴う粒子改質により、大型の流動層を用いた場合においては流動化状態が変化するものと予測していたが、プラズマ照射の有無により流動化状態に変化は見られないことが明らかになった。また、スケールアップによりさらに多数の粒子とプラズマが接触するため、プラズマの失活についても危惧していたが、プラズマは失活することなく流動層内の粒子と反応し、ほぼすべての流動層内粒子と均一に反応していることが反応粒子の濡れ性評価から明らかとなった。ただし、流動化ガスをプラズマ化する際の流量はプラズマの状態に大きく影響を与え、粒子循環を促進するためにはガス流量を大きくする必要があるが、ガス流量を大きくするとともにプラズマの状態が不安定になるため、スケールアップを行った際の流動化ガス流量と粒子改質の最適化、あるいは装置設計上の工夫が必要であることが課題として挙げられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
開発当初の研究計画においては、流動層型プラズマリアクターのスケールアップ試験は3年目に計画していたが、2年目に実施することができ、装置のスケールアップにおける装置上の課題を2年目の終了時点で抽出することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
スケールアップを行った流動層型プラズマリアクターにおいて流動ガス流量とプラズマの安定性において課題が見つかったため、本年度は流動化ガスノズルを1つから、複数に分離することで1つ当たりのノズルの流量を調整可能な装置に改良を行う。改良型プラズマリアクターを用いて粒子の改質評価を行うとともに、粒子循環を促進させるためのバッフルを流動層内に挿入することで、さらに高速で粒子改質が可能なプラズマリアクターを作製する。
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| Causes of Carryover |
プラズマ電源、およびプラズマ用センサーを購入予定であったが、中古製品の修理により計画する実験が可能となったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画よりも実験が進捗しており、昨年度予算において大型の流動層が購入できたため、今年度は、さらに大型の流動層の設計およびオシロスコープを購入し、流動層内でのプラズマメカニズムおよび粒子表面改質メカニズムに踏み込んで実験を進める。
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Research Products
(1 results)
