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2013 年度 実施状況報告書

大気圧プラズマを併用したゼロエミッションディーゼル用低温作動脱硫フィルターの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25740031
研究種目

若手研究(B)

研究機関金沢大学

研究代表者

大坂 侑吾  金沢大学, 機械工学系, 助教 (70586297)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード無基材脱硫フィルター / 大気圧非平衡プラズマ支援 / ゼロエミッションディーゼル
研究概要

除去技術が未確立な船舶など重油を使用したエンジン排ガスから放出される二酸化硫黄に着目し、その浄化法として金属酸化物を利用した脱硫フィルターの開発を目指す。低温度域での反応活性の向上とさらなる小型化が脱硫フィルターの開発課題である。小型化を,無基材高強度ハニカムフィルターを構築することで達成させる。また、大気圧誘電体バリアによるグロー様放電により、高い反応速度を有する熱非平衡反応場を創生する。無基材で高反応率を維持するハニカムフィルターをアンテナとした非平衡プラズマ重畳法を確立する。プローブ法ならびに分光法を駆使して反応挙動を明示するで、硫酸塩化反応の低温活性化への学術的道筋を与える。
本年度は,空間速度,反応温度,二酸化硫黄濃度をパラメーターとして流通式脱硫評価装置を作成して脱硫剤として基礎脱硫性能を評価した.選定した活性化二酸化マンガンでは,二酸化硫黄濃度ならびに空間速度が脱硫性能に与える影響が大きく,フィルターを設計するうえで非常に重要な設計因子であることを明らかにした.また,さらなる小型化を目指して,活性化二酸化マンガンとわずかなバインダーを用いて,無基材の脱硫フィルターを提案し,作成指針の獲得を行った.作製した無基材ハニカムを用いた脱硫性能評価試験を実施した結果,基材を使用した脱硫フィルターに比して,数倍程度小型化を達成した.厚みなどの最適化を行うことでさらなる小型化へのポテンシャルを有することを明らかにした.
大気圧非平衡プラズマの重畳効果確認のため,平板電極型および重点型大気圧非平衡プラズマ重畳脱硫評価装置を作成し,実験的評価を実施した.

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

本年度の無基材脱硫フィルターの作成に成功しており,基材を用いるフィルターより潜在的に小型化が可能であることを明らかにした.小型脱硫フィルター構築の予備検討として,おおむね順調に進展している.

今後の研究の推進方策

本年度は,当初の計画通り,無基材脱硫フィルターの最適化を目指すとともに,現在作成中である大気圧非平衡プラズマ支援脱硫フィルターを用いて低温活性化への大気圧非平衡プラズマの効果を明確化していく.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Study on the SO2 absorption behavior of composite materials for DeSOx filter from diesel exhaust2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Osaka, S. Kurahara, N. Kobayashi, M. Hasatani, and A. Matsuyama
    • 雑誌名

      Heat transfer engineering

      巻: 35 ページ: 0

    • DOI

      10.1080/01457632.2014.897558

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on the optimized design of DeSOX filter operating at low temperature in diesel exhaust2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Osaka, K. Yamada, T. Tsujiguchi, A. Kodama, H. Huang, Z. He
    • 雑誌名

      Journal of chemical engineering of Japan

      巻: 0 ページ: 0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature activation of sulfate reaction using physically modified calcium carbonate2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Osaka. F. Takahashi, Y. Miyashita, T. Tsujiguchi, A. Kodama, H. Huang, and Z. He
    • 雑誌名

      Journal of fuel processing and technology

      巻: 0 ページ: 0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Removal of sulfur dioxide from diesel exhaust gases by using dry desulfurization MnO2 filter2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kito, Y. Osaka, N. Kobayashi, H. Huang, H. Yuan and Z. He
    • 雑誌名

      sparation and purification

      巻: 0 ページ: 0

    • 査読あり
  • [学会発表] 低温度域で作動可能な乾式脱硫フィルターの装置設計に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      大坂侑吾,辻口拓也,児玉昭雄
    • 学会等名
      化学工学会 第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20130916-20130918
  • [学会発表] 高比表面積を有する金属酸化物の複合塩化による高活性脱硫材の開発2013

    • 著者名/発表者名
      高橋史弥,宮下裕一,大坂侑吾,辻口拓也,児玉昭雄
    • 学会等名
      化学工学会 第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20130916-20130918
  • [学会発表] Study on the optimized design of DeSOX filter operating at low temperature diesel exhaust2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Osaka, A. Kodama
    • 学会等名
      International Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems 2013 (IMPRES2013)
    • 発表場所
      kyusyu university, Japana
    • 年月日
      20130904-20130906

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公開日: 2015-05-28  

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