2020 年度実績報告書

低温・無触媒・無脱硝剤の革新的光脱硝装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号	19H02357
研究機関	岐阜大学
研究代表者	神原信志岐阜大学, 大学院工学研究科, 教授 (80362177)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード	真空紫外線 / 無触媒脱硝 / 光反応 / 光子 / 素反応シミュレーション
研究実績の概要	厳しいNOx排出規制をクリアするために，特にディーゼルエンジン排ガスから低温で無触媒脱硝する新規な脱硝法の開発が望まれている。波長172 nmの真空紫外線（VUV）照射による還元剤(NH3)なしの光化学脱硝は, 有望な技術である。光化学反応における支配的な反応を，NO，NO-O2，NO-H2O，そしてNO-O2-H2Oの系のモデルガスを用いて，ラボスケールの実験装置によって実験した。これにより, 光脱硝反応を支配するいくつかの重要な素反応が示唆された。詳細な素反応メカニズムを解明すべく, 詳細化学反応解析ソフトウェアCHEMKINを用いて素化学反応シミュレーションを行った。光分解反応モデルを構築し, 各模擬ガスの反応速度パラメータを推定した。推定したパラメータを用いたシミュレーション結果は実験結果と良く一致した。NO-O2-H2O系におけるVUV照射による脱硝反応の反応機構を明らかにした。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由当初計画通りに順調に進んでいる。 2020年度はシミュレーションによる反応メカニズム構築が課題であったため，新型コロナ感染症による影響はほとんどなかった。
今後の研究の推進方策	2021年度は，汎用熱流体シミュレータFLUENTに素反応メカニズムを組み込み，連成シミュレーションを行う。世界初となる3次元熱流体光反応シミュレータを構築し，実験結果との比較検証を行う。また，そのシミュレータを用いて，光源の配置や反応器容積・形状，排ガス流量をパラメータとして，光脱硝装置の最適設計を行う。