空気輸送プロセスにおける帯電粉体の静電気除去技術の開発

Research Project

Project/Area Number	12750671
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	化学工学一般
Research Institution	Osaka Prefecture University
Principal Investigator	綿野哲大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40240535)
Project Period (FY)	2000 – 2001
Project Status	Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help	¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000) Fiscal Year 2001: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000) Fiscal Year 2000: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords	静電気 / 計測 / 除去 / 空気輸送 / 帯電メカニズム / 自動制御
Research Abstract	粉体の空気輸送プロセスでは、粉体が輸送管内壁との衝突によって著しく帯電し、静電気災障害の着火限となり得る。したがって、静電気災障害を未然に防止するためには、静電気のオンラインでのモニタリングと、その除去技術を確立することが重要である。しかしながら、これまで、オンラインで静電気をモニタリングできるシステムは開発されておらず、また、多量の粉体が輸送される空気輸送プロセスで適用可能な静電気除去技術は開発されていないのが現状である。昨年度(平成12年度)は、試作した静電界検出システムを用いて、(i)空気輸送プロセスでの静電気の計測技術を確立すること、(ii)帯電のメカニズムを明らかにすること、さらに、(iii)コロナ放電を利用した粉体プロセス用静電気除去(除電)システムを試作し、空気輸送における粉体の帯電量を除去すること、を目的とした基礎的研究を行った。本年度(平成13年度)は、粉体の帯電量を自動制御することを目的に掲げ、PID制御システムを用いた帯電量のフィードバックシステムを構築し、空気輸送プロセスにおける帯電粉体の静電気除去およびその自動制御に関する検討を行った。まず始めに、ステップ応答法により除電システムの動特性を解析し、空気輸送における帯電粉体の静電気除去のプロセスがむだ時間を含む1次遅れの動特性で表現できることを明らかにした。次に、得られた動特性から最適なPID制御の動作パラメータを決定し、粉体の帯電量のフィードバック制御に適用した。その結果、試作した制御システムを用いることにより,空気輸送プロセスにおける粉体の帯電量をフィードバック制御できることを明らかにした。また、静電気の制御により、粉体の帯電量をほぼゼロにまで除去することが可能となった。ここで得られた成果は各種の粉体プロセスにも応用可能であり,静電気による災障害の防止に寄与できるものと期待する。