| 研究課題/領域番号 |
19H02367
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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24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 東京都市大学 |
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研究代表者 |
江原 由泰 東京都市大学, 理工学部, 教授 (40308028)
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| 研究分担者 |
瑞慶覧 章朝 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (00601072)
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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 |
13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 船舶 / 排ガス / 電気集塵 / パルスパワー / 微小粒子 / 窒素酸化物 / PM / NOx / 浄化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
船舶からの排出ガスに対する規制は，国際的に実施され段階的に厳しくなっている。欧米の一部海域では，粒子状物質(PM)自体の規制が始まり，ブラックカーボン(BC)の環境への影響も懸念されている。
本研究ではNOx・PM浄化装置の実船化を目指し，排出ガス温度に影響されない浄化装置を開発する。そのため，電気集塵処理システムにパルスパワーを適応し，ガス分子をより効果的に活性化することができ，荷電粒子やイオン，活性原子を高密度で生成できるパルスストリーマを発生させてNOx・PMの除去を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，舶用ディーゼル排出ガス中のNOx・PM同時処理技術として，常温から400℃まで適応するパルスパワーを用いた処理システムを構築することを目的としている。パルスパワーは，高温度ガス中においてもスパークせずに安定したプラズマ放電の発生が可能である。研究では，パルスストリーマに対する粒子挙動をシミュレーション解析し，最適なパルス電圧波形や繰り返し周波数などの検討を行った。また，放電開始電圧やスパーク電圧に対する処理ガス温度の影響について検討した。これらの成果をもとに，パルスパワーを用いたESPシステムを構築し，ガス温度に対するPM集塵特性試験を行い，ESP性能向上を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
船舶から排出されるNOx・PMを同時除去する技術の確立は切望されている。放電プラズマを適用する技術では，エンジンの運転状態により排出ガス温度は変化し，それに伴い放電電流および放電形態が変化する。そのため，安定な除去効率を得るためには，排出ガス温度に影響されない，システムの開発が必要となる。パルスパワーは高温度ガス中においても，スパークせずに安定したプラズマ放電の発生が可能となる。さらに，パルスパワーによりオゾンや酸素原子を効率良く発生させ，これら活性種により捕集したPM燃焼およびNOxの還元を行う。ディーゼル排ガス処理に，パルスパワーを適用した例は未だなく，学術的な独自性は極めて高い。
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