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船舶から排出されるガスを浄化する手法のひとつにスクラバ技術がある。本技術は大気に放出する前の排ガスに洗浄水を液滴状にして噴射するもので、ガス中の硫黄分（SOx）除去に有効である。本研究グループの先行研究で実施した実機スケール試験では、洗浄水液滴を噴射するスプレーノズルの種類や洗浄水噴射量の組み合わせを調整することで、スクラバ装置の小型化が示唆された。小型化が実現すれば、比較的小さな船舶にもスクラバ装置が搭載可能となり、社会に対して貢献できることとなるが、高温の舶用排ガスによりスクラバ内は蒸発を伴う複雑な流れ場となり、ガス浄化のメカニズムが明らかとなっておらず、効率的なガス浄化を実現できていない。
本研究は、スクラバ内に生じている物理現象を詳細に把握するため、SO2を対象に、排ガスからガスが除去される過程を解析するモデルの構築を目指す。昨年度は、実機スケール試験で使用した噴口径が異なる3種類のスプレーノズル（大、中、小）を用いて、各ノズルそれぞれについて洗浄水液滴直径分布がノズルを通過する流量から受ける影響を詳細に可視化計測した。最終年度に相当する今年度は、計測画像に対して画像処理を施し、これまでに構築したスクラバ解析モデルをより現実に即したモデルに拡充した。具体的には、スクラバ内に形成する液滴径分布、排ガス流量と洗浄水流量の比から、SO2除去率を予測可能にした。また、ここまでSO2を対象としていたガス種について、排ガスに含まれる任意のガスについて除去解析できるようにした。
本研究は交付申請書に記載した研究実施計画をおおむね満たすものであり、(1)実機試験、(2)詳細可視化計測、(3)解析モデルの3要素を関連付ける成果をもたらした。本成果は、今後さらに強化が予測される舶用排ガス処理全般に係る規制に適応できるだけでなく、排ガス中に含まれる微粒子等の除去にも応用できる。
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