| 研究概要 |
高い総合エネルギー効率を有するコージェネレーションシステムは,エネルギーの有効利用と環境保全の観点から,重要な位置を占めている.民生用小規模システムでは,熱効率が高く,CO_2排出量が少ないディーゼル機関が多く利用されているが,NO_Xや黒煙の排出が問題となっている.NO_Xの低減には,燃料噴射時期を遅延して燃焼を抑制したり,排気ガスを再循環させたりすることが有効であるが,これらは,黒煙の悪化を招くだけでなく,燃焼ガスによる機関内部の腐食が避けられない.このため,本研究では,コージェネレーション用ディーゼル機関のNO_Xと黒煙の低減を目的として,排気ガス中のCO_2を水蒸気の共存下で選択的に回収して,これを吸気に再循環するとともに,燃焼室内でのNO_X還元によりNO_X低減効果の増大を図るシステムを検討している.
今年度はまず,小型反応装置を用いて炭酸カリウムK_2CO_3により二酸化炭素の吸収実験を行った.実験では,長さ300mm,直径φ20mmで100℃に保温した反応管に炭酸カリウム含んだ活性炭(300gK_2CO_3/1000gCarbon)を組み込んだ.ここに,ディーゼル排気を模擬して,水蒸気を含んだ二酸化炭素・窒素混合ガス(11.8%CO_2)を100℃まで加熱した後反応管に導入し,反応管を通過したガスのCO_2濃度を計測することにより,ガス流量とCO_2吸収量の関係を明らかにした.その結果,本研究で用いた化学的吸収法は,二酸化炭素を吸収する性能を持っており,その吸収量はガス流量の増加とともに低下することを示した.また,急速圧縮装置を用いた実験で,過濃高乱流燃焼場で熱分解炭化水素によるNO_X還元反応が存在することを示した.
今後は,CO_2の吸収および回収に及ぼす導入ガスの温度,水分量,CO_2濃度などの影饗を調べるとともに,本技術をディーゼル機関へ適用し,NO_Xと黒煙の低減を図る.
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