熱プラズマによるアンモニアラジカル生成と排ガス中の窒素酸化物除去

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650275
• 研究機関: 湘南工科大学
• 研究代表者: 森棟 隆昭 湘南工科大学, 工学部, 助教授 (90094284)
• キーワード: 熱プラズマ / ラジカル / アンモニア / 燃焼排ガス / 窒素酸化物

研究概要

本研究では、熱プラズマ発生装置として小型アーク放電発生装置を使用してArプラズマを発生させ、従来の脱硝率の低かった低エネルギー部分においてNH_3を供給Arガスに混合することで、NH_2、NH等のラジカルを生成し、模擬排ガスと混合した場合のガス中のNOx除去特性について検討した結果、以下の結論を得た。
(1)模擬排ガスに(N_2+NO)を用いた場合、(NH_3+H_2O)の混入により従来のArプラズマのみの脱硝率に比べ脱硝率は上昇する。またモル比(NH_3/NO)が1に近いほど効率的に脱硝する。その際、未反応のリ-クNH_3が排出された。
(2)負電極のタングステン棒を長くしてプラズマト-チ内のNH_3の高温滞留時間を延長した結果、さらに脱硝が促進された。
(3)模擬排ガスに(N_2+NO+CO_2+O_2)を用いた場合、(N_2+NO)ガスの結果と逆転傾向を示し、NOx、COが生成されるので(NH_3+H_2O)を混合してもしなくてもNOxは減少せず、逆に増加傾向を示した。
なお、以上の実験においてNH_3混入の影響によるN_2Oの生成はほとんど見られなかった。これらの模擬排ガスの脱硝実験から、希薄燃焼方式以外の通常のガソリンエンジンの酸素の含まれない排ガスの脱硝には可能である。ただし、排ガス中に含まれるCO_2より若干COが生成される。排ガスに酸素が含まれるディーゼル機関の場合に本方式を適用するのは現在のところ困難である。

研究成果

• [文献書誌] 森棟,尾作: "熱プラズマによるアンモニアラジカルの生成と排ガス中の窒素酸化物除去" 日本機械学会講演論文集. 九州支部講演論文集. 126-128 (1996)
• [文献書誌] 森棟,尾作: "アークプラズマによるNH_3ラジカルの生成と燃焼排ガス中のNOx除去特性" 日本機械学会講演論文集. No.96-4. 285-288 (1996)
• [文献書誌] 森棟,木下: "熱プラズマによるフロンの分解特性に関する研究" 日本機械学会講演論文集. No.96-4. 289-292 (1996)
• [文献書誌] Takaaki MORIMUNE: "Reduction of NOx and Smoke from Diesel Exhaust Gas by Corona" Proc.of 26th Int,symp.Combustion. No.26. 337- (1996)
• [文献書誌] Takaaki MORIMUNE: "Removal of NOx in Exhaust Gas by NH_3 radicals from Arc plasma" Proc.of 26th Int,symp,combustion. No.26. 338- (1996)
• [文献書誌] 森棟隆昭: "植物油廃油燃料ディーゼル機関の排気ガス特性" 日本機械学会講演論文集. (発表予定). (1997)
• [文献書誌] 鍋島,森棟,是松: "環境工学入門" (株)産業図書, 170 (1997)
• [文献書誌] 永田,杉島,鍋島,森棟外: "廃棄物小辞典" (社)日本エネルギー学会(発行予定), 300 (1997)