| 研究実績の概要 |
世界的に窒素酸化物（NOx）の排出規制強化が進められており，特に船舶からの厳しいNOx排出規制を背景に，150℃以下の低温下で無触媒かつ脱硝剤なしで機能する革新的な脱硝装置が切望されている。本研究は，NO, O2, H2Oの光吸収係数の高い波長172nmの紫外光を用い，光反応で脱硝反応に有効なラジカルを生成させ，ラジカル反応により室温，無触媒，還元剤なしで脱硝反応を行なう新規な反応法に独自性がある。
内径43mm，長さ900mmのステンレス製円筒管の中心に，直径20mm，長さ850mmのエキシマランプ（波長172nm）を配置した光反応管を設計・製作した。ガス温度（室温～150℃），ガス組成（モデルガス，実燃焼ガス）を変化させたガスを流し，無触媒かつ還元剤なしで脱硝挙動を調べた。NO除去率は，特にNO初期濃度，ガス滞留時間（SV）で大きく変化した。排ガス中水分濃度，酸素濃度もNO除去率に影響するが，実燃焼排ガス組成の範囲では大きな変化はなかった。共存ガスCO2, CO, SO2の影響は，NO除去率をわずかに低下させた。温度の影響は見られなかった。脱硝率は，最大99.9%を得た。NOがN2に還元される反応での中間生成物はHNO3とNO2であった。脱硝率が低くなるに従ってHNO3は増加したが，N2Oは0～2ppmで微量であった。
内径60mm，長さ100mmの小型光反応器で反応メカニズムの解明研究を行なった。ガス滞留時間が長いほど，NOはN2まで還元されることがわかった。素反応メカニズムを推定し，素反応シミュレーションを行なって実験結果と比較・検証した。化学種の光反応速度定数の設定に課題が残った。
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