| 研究課題/領域番号 |
19H02073
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
橋本 望 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70392751)
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| 研究分担者 |
藤田 修 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10183930)
武藤 昌也 名城大学, 理工学部, 准教授 (30466445)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | 固体燃料 / エネルギーキャリア / 燃焼 / 直接数値シミュレーション / 混焼モデル / アンモニア / レーザ誘起化学蛍光法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
CO2排出量の大幅な削減を目的として，石炭火力発電所へのCO2を排出しない燃料ガスの導入が検討されており，大型燃焼試験炉や実機ボイラを用いた試験等が近年実施されている．しかしながら，その導入に伴う排気ガス中有害物質濃度の変化等に対するメカニズムは全く解明されていない．本研究では，独自に開発した実験装置を用いて固体燃料粒子とガス燃料を混焼した際の相互作用メカニズムを解明し，実際の発電所等の大規模燃焼場を対象とした数値解析用の混焼モデルを構築する．本研究で構築するモデルを使用した高精度数値解析技術により，CO2を排出しない燃料ガスの効率的な導入が期待される．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，ガス燃料と固体燃料粒子群の混焼場における火炎伝播現象について，その詳細な火炎構造およびガス燃料と固体粒子群の相互作用について明らかにした．すなわち，ガス燃料/固体粒子群混焼時は，火炎の予熱帯において，(1)粒子がガスから熱を吸収し，火炎伝播速度を低下させる効果，および(2)固体粒子から揮発分が放出され，火炎反応帯前縁において当量比を増加させる効果，の両方が作用していることが解明された．本研究による研究成果は，今後導入が進むと考えられるCO2フリーのエネルギーキャリアガスの固体燃料を扱う様々な高温プロセスへの導入およびその後の運用に役立てられることが期待される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，ガス燃料と固体燃料粒子群の混焼場における火炎伝播現象について，その詳細な火炎構造およびガス燃料と固体粒子群の相互作用について明らかにした．本研究による研究成果は，今後導入が進むと考えられるCO2フリーのエネルギーキャリアガスの固体燃料を扱う様々な高温プロセスへの導入およびその後の運用に役立てられることが期待される．
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