研究課題/領域番号 |
19H02357
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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)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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キーワード | 真空紫外線 / 無触媒脱硝 / 光反応 / 窒素酸化物 / 素反応シミュレーション |
研究実績の概要 |
窒素酸化物(NOx)は世界的に排出規制の強化が進められており,特に船舶や車両のディーゼルエンジン排ガスを低温・無触媒・脱硝剤なしでNOxを除去する革新的な脱硝法が切望されている。申請者は波長172 nmの紫外線を模擬排ガス(NO/O2/H2O)に照射すると,常温・無触媒・無脱硝剤で97%もの高脱硝率が得られることを見いだし,その反応メカニズムを検討してきた。今年度は,素反応シミュレーター「ANSYS Chemkin-Pro」を用いて,光脱硝反応メカニズムを確立し、反応器モデル(ネットワークモデル)を適用した光脱硝シミュレーションを実施した。 光脱硝反応に関わる素反応の速度パラメータは未知である。そこで光脱硝実験データからNO,O2,H2Oの光分解反応における速度パラメータを推算し、NO-H2O-O2 系における光脱硝反応の素反応解析を行ったところ,NO除去率は実験結果とシミュレーション結果でよく一致し,初期NO濃度の増加に伴い, NO除去率は減少する傾向を示した。また、光透過を阻害するCO2の影響についても検討し、影響度は非常に小さいことを明らかにした。 次に、低NO濃度(200 ppm)および高NO濃度(900 ppm)における反応経路の検討を行った.低NO濃度(200 ppm)条件においては,NO3とHO2がイニシエーターとなりNOはNO2とHNO3に転換されることが分かった.一方で,高NO濃度(900 ppm)条件では,HO2がイニシエーターとなり,NOはNO2およびHNO3に転換されることがわかった。
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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
本研究では、光脱硝反応メカニズムを完全に解明し、世界初となる3次元熱流体光反応シミュレータを構築することを目的としている。本成果は最終目標に向けた基盤を確立したものであり、計画通り順調に進展していると言える。
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今後の研究の推進方策 |
確立した光脱硝反応メカニズムをもとに,世界初となる3次元熱流体光反応シミュレータを構築する。開発した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。
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