| 研究概要 |
活性コークスなどのような炭素質多孔体にマイクロ波を照射した場合,内部の細孔構造は複雑な形状を有しており,かつ導電性のため,微細孔空間や粒子間隙に大気圧プラズマが容易に生じる.このときプラズマ誘起ラジカル注入に伴う反応の非平衡化が生じ,細孔内での気相反応,気相と細孔表面間の不均相反応,触媒反応活性などが著しく向上し,反応率の増大が得られると考えられる.本研究では,このような機能に着目して,炭素質多孔体充填層にマイクロ波を照射しつつ,反応ガスを流通させて以下のような反応試験を実施し,反応活性の増大効果を反応動力学的に検証する.1)プラズマ発光の分光学的計測からのプラズマ発生挙動,2)NOxの炭素による還元反応,3)芳香族またはパラフィン系炭化水素の分解反応,4)不飽和炭化水素や気体燃料の水蒸気改質反応.また,これらの機能性を利用して,燃焼ガス中のNOx還元処理,バイオマスや石炭ガス化生成ガス中に含まれるタール成分の分解処理,炭化水素系気体燃料の水蒸気改質などの環境・エネルギー関連プロセスヘ応用するための基礎的知見を得る.本年度は,上記項目1～2)について試験を実施し,次のような成果が得られた.1)充填剤に石炭活性コークスペレットを用い,アルゴンガスを流通させた場合,100W程度の低出力マイクロ波で大気圧非平衡プラズマが生成することを確認した.2)発光スペクトルの分光計測から発光ラジカルの同定を行った.3)充填層下流側から窒素またはアルゴンバランスの一酸化窒素(NO)を流通させたとき,マイクロ波プラズマによるNOの著しい還元効果が確認でき,充填層温度410℃で90%以上の脱硝率が得られた.
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