| 研究概要 |
本研究では,重質燃料の利用を想定し,燃料中の硫黄分が煙道中の凝縮性二次粒子の生成に及ぼす影響を調査した.昨年度と同様に長さ約13mの亜鉛引きスパイラルダクト製煙道が付属した矩形燃焼炉(寸法570mm×770mm×2420mm)に小型噴霧燃焼バーナを設置し,純灯油と硫黄分の質量分率が1000ppmとなるようにチオフェン(C4H4S)を添加した灯油を燃料として実験を行った.燃料流量は1.41g/sで一定とし,空気比が1.2となるように燃焼空気量を設定した.煙道中排ガスから煤塵をサンプリングし成分分析を行ったところ,チオフェン添加灯油を用いた場合には,純灯油の場合と比較してSulfate分の割合が増加する一方でSOF分およびDry Soot分の割合が減少することが明らかとなった.また粒径分布の分析を行った結果,チオフェン添加灯油を用いた場合には,10nmから40nmの粒径を有する微粒子の数が著しく増加した.さらに生成微粒子の性質を明らかにするために,煙道から煤塵をサンプリングする際に空気による希釈を行い,さらにその希釈用空気の温度を変えて(常温,150℃,300℃)粒径分布および成分の分析を行った.その結果,150℃以上の空気で希釈した場合には粒径が10nmから100nmの粒子が大幅に減少し,煤塵中のSulfate分も顕著に減少していることがわかった.以上の結果から,チオフェン添加灯油を用いた場合に増加した100nm以下の微粒子は,硫酸ミストのような硫黄由来の凝縮性微粒子であると推定された.また排ガスを冷却した際の凝縮水についてpHを測定したところ,純灯油の場合は約4.0であったのに対し,チオフェン添加灯油の場合は2.3から2.5であり,硫黄分の影響で凝縮水のpHが低下することが確認された.
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