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低温作動型高効率連続再生式PM2.5除去装置の開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K12618
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 環境技術・環境負荷低減
研究機関九州大学

研究代表者

山本 剛  九州大学, 工学研究院, 准教授 (20321979)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードPM2.5 / 付着力 / 流動層 / 連続再生 / 酸化反応 / 相対速度 / 数値シミュレーション / 連続再生式 / PM燃焼 / ミネラル / 燃焼促進 / 汚染質除去技術
研究成果の概要

PMは主に燃焼機関から排出される煤塵であり,近年の燃焼技術の向上により微小化しているが,小さいほど人体の奥深くに入り易く様々な疾患の原因物質とされている.しかし,現状技術の改善ではPM2.5を高効率捕集することは難しく,新たな手法の開発が必要である.申請者らは粒子間付着力を利用した流動層式PM除去装置を開発し,PM2.5の高効率捕集に成功した.またPMはベッド粒子表面に付着・堆積することから,PMの捕集と酸化処理を同時に行えば,装置は半永久的に使用可能となる.本研究では流動層の低温燃焼特性,酸化触媒の適用によりPMの酸化を促進し,低温で運用可能な高効率連続再生式PM2.5除去装置を開発する.

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在,PMの除去にはバグフィルタ,DPF,電気集塵機が用いられているが,現状技術の改善によりPM2.5を高効率捕集することは難しい.これに対し,本研究では粒子自身が持つファンデルワールス力等を利用してPM2.5を高効率捕集する点が独創的である.本装置は,流動媒体が自由に動きPM捕集に伴う圧力損失の上昇を抑制,簡単な装置構造により低コストで運用可能,装置の大型化・小型化が容易であらゆる燃焼機関に対応可能である.本研究成果が達成されれば,様々な燃焼機関へのPM除去装置の装着を促進し,PMの大幅な削減が達成可能であることから,人体への影響低減および地球環境負荷低減に対する貢献は非常に大きい.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] カリウムを用いた連続再生式PM除去装置の燃焼モデルの構築及び数値解析への応用2019

    • 著者名/発表者名
      脇坂明伸、山本剛、松根英樹、岸田昌浩、舘林恂
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 流動層を用いた連続再生式PM2.5除去装置における最適条件の探索と低温化2019

    • 著者名/発表者名
      横尾健人、山本剛、松根英樹、岸田昌浩、舘林恂
    • 学会等名
      化学工学会第84年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カリウムによる PM 燃焼促進と粒子間付着力を利用し た連続再生式 PM 除去装置の低温化2018

    • 著者名/発表者名
      山本剛、横尾健人、楠昂高、松根英樹、岸田昌浩、舘林恂
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 流動層式PM除去装置の低温連続再生におけるミネラル分と水蒸気の相乗効果2018

    • 著者名/発表者名
      横尾健人、山本剛、松根英樹、岸田昌浩、舘林恂
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カリウム担持量増加による連続再生式PM除去装置の運用温度低減2018

    • 著者名/発表者名
      脇坂明伸、山本剛、松根英樹、岸田昌浩、舘林恂
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Promotion of PM oxidation reaction by potassium catalysis in continuous regeneration type PM removal device2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Yamamoto, Akitaka Kusu, Hideki Matsune, Masahiro Kishida, June Tatebayashi
    • 学会等名
      29th International Symposium on Transport Phenomena
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カリウム担持量増加と水蒸気を利用した連続再生式PM除去装置における運用温度のさらなる低減2018

    • 著者名/発表者名
      脇坂明伸、山本剛、松根英樹、岸田昌浩、舘林恂
    • 学会等名
      第56回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粒子間付着力を利用した高効率連続再生式 PM2.5 除 去装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      山本剛, 横尾健人, 楠昂高, 舘林恂
    • 学会等名
      第54回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水蒸気存在下におけるPM燃焼モデル構築と連続再生式PM除去装置の数値解析への応用2017

    • 著者名/発表者名
      横尾健人, 山本剛, 松根英樹, 岸田昌浩, 舘林恂
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ミネラル分を用いた連続再生式PM2.5除去装置の作動温度の低減2017

    • 著者名/発表者名
      山本剛, 横尾健人, 楠昂高, 松根英樹, 岸田昌浩, 舘林恂
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Kinetic Modeling of Carbon Oxidation on Continuous Regeneration at Low Temperature for Numerical Simulation of Fluidized Bed Type PM Removal Device2017

    • 著者名/発表者名
      K. YOKOO, T. YAMAMOTO, J. TATEBAYASHI
    • 学会等名
      10th World Congress of Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of bed temperature on fluidized bed type PM removal device2017

    • 著者名/発表者名
      T. YAMAMOTO, K. YOKOO, A. KUSU, J. TATEBAYASHI
    • 学会等名
      10th World Congress of Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 流動層を用いた連続再生式PM 除去装置におけるPM捕集燃焼処理 への水蒸気の影響2017

    • 著者名/発表者名
      横尾健人, 山本剛, 松根英樹, 岸田昌浩, 舘林恂
    • 学会等名
      第55回燃焼シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Mineral Addition in Continuously Regenerating Type PM Removal Device Using Fluidized Bed2016

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi YAMAMOTO, Akitaka KUSU, June TATEBAYASHI
    • 学会等名
      The 27th International Symposium on Transport Phenomena
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 流動層を用いた低温作動型高効率連続再生式PM除去装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      山本 剛, 楠 昂高, 舘林恂
    • 学会等名
      化学工学会第48回秋季大会
    • 発表場所
      徳島県徳島市
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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