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2011 Fiscal Year Annual Research Report

スーパークリーンディーゼルのためのプラズマ排ガス浄化プロセスにおける新機能解明

Research Project

Project/Area Number 21310057
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

大久保 雅章  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40223763)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 黒木 智之  大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00326274)
Keywords環境技術 / 触媒・化学プロセス / 公害防止・対策 / 大気汚染防止・浄化 / プラズマ・核融合 / ディーゼルエンジン / 排ガス浄化 / 窒素酸化物
Research Abstract

将来性の高いプラズマ排ガス後処理システムの開発をすすめ,スーパークリーンディーゼルエンジンを実現し地球環境保全に資することを最終目的とする。具体的成果を以下に説明する。
A.非熱プラズマDPF再生:セラミックディーゼル微粒子フィルタに捕集された微粒子の非熱大気圧プラズマによる新規な燃焼再生方式を実証,最適化した。この方法は間接プラズマ法と呼ばれ,低温プラズマで励起されたNO_2,オゾンや負イオンラジカルクラスタをDPFに注入し,ディーゼル微粒子を常温付近で燃焼除去するものである。最終年度である今年度は,A重油燃料を使用した実験の実施とDPF完全再生(微粒子の完全除去)の実現を重視し,研究のまとめを行った。その結果,間接プラズマのみでのDPFの完全再生を確認することができた。その他,大気圧非熱プラズマの数値シミュレーションすなわち,電離状態の解析をプラズマ解析ソフトCFD-ACE+を使用し実施した。完成した数値モデルで,新規有用プロセスの探索を行うことができた。
B.非熱プラズマ脱着NOx還元:エンジンの運転モード(燃料噴射モード)を切り替え,酸素リッチな状態ではNOxを含む排ガスを一度吸着させ,その後,酸素量が少なくHC,COの多い状態へエンジン運転モードを切り替え,プラズマを印加してNOxを脱着・還元させ,同時にHC,COを酸化無害化する。この方法により,低濃度で酸素を多量に含む排気ガス処理を簡単な装置で触媒や,付加的な処理を行わず乾式で高効率に行うことができる。この提案の原理に基づく2筒式排ガス連続処理装置を新規に試作し,実ディーゼルエンジン排ガスを対象とした試験研究を行った。実験の結果,NOx処理エネルギー効率120g(NO_2)/kWhを超える実用上十分なNOx除去エネルギー効率を実証することができた。

  • Research Products

    (15 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] クリーンディーゼルのためのプラズマ複合NOx処理装置の開発(A重油燃料を用いた実験)2012

    • Author(s)
      桑原拓也
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 20(1)(印刷中)(印刷中のため未決定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ディーゼルエンジン吸気へのNOx濃縮注入の排ガス組成及び燃費への影響2011

    • Author(s)
      吉田恵一郎
    • Journal Title

      電気学会論文誌C

      Volume: 131(11) Pages: 1933-1939

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.131.1933

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of NO_x Reduction Efficiency in Diesel Emission Control Using Nonthermal Plasma Combined Exhaust Gas Recirculation Process2011

    • Author(s)
      T.Kuwahara
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Industry Applications

      Volume: 47(6) Pages: 2359-2366

    • DOI

      10.1109/TIA.2011.2168590

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pilot-Scale Experiments of Continuous Regeneration of Ceramic Particulate Filter in Marine Diesel Engine Using Nonthermal Plasma-Induced Radicals2011

    • Author(s)
      M.Okubo
    • Journal Title

      Conference Record of 2011 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting

      Volume: (CD-ROM) Pages: 7

    • DOI

      10.1109/IAS.2011.6074286

  • [Journal Article] Continuous Regeneration Characteristics of Ceramic Particulate Filter in Marine Diesel Engine Using Nonthermal Plasma-Induced Ozone Injection2011

    • Author(s)
      T.Kuwahara
    • Journal Title

      Proceedings of the International Symposium on Marine Engineering (ISME)

      Volume: Paper-ISME 143(USB-memory) Pages: 6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonthermal Plasma Regeneration of Marine Diesel Particulate Filter2011

    • Author(s)
      T.Kuwahara
    • Journal Title

      Proceedings of IWEC2011, the 4th International Workshop of Energy Conversion

      Volume: Paper No.IW EC2011-0025 Pages: 115-121

  • [Presentation] ナノ秒パルスコロナ放電による環境浄化非熱プラズマの数値シミュレーション(一次ストリーマと二次ストリーマの挙動)2012

    • Author(s)
      大久保雅章
    • Organizer
      電気学会「液界面プラズマの実験・計算モデル標準化」第2回調査専門委員会
    • Place of Presentation
      広島経済大学立町キャンパス,広島市
    • Year and Date
      2012-03-22
  • [Presentation] 非熱プラズマ励起ラジカル注入法による船舶ディーゼルエンジンDPFの微粒子除去技術2012

    • Author(s)
      大久保雅章, 桑原拓也, 吉田恵一郎, 花本健一, 佐藤和利, 山本俊昭
    • Organizer
      平成24年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      広島工業大学,広島市
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] 環境・医用材料処理のための大気圧プラズマ装置の開発2012

    • Author(s)
      大久保雅章
    • Organizer
      プラズマ核融合学会,プラズマ科学の医療応用および研究会
    • Place of Presentation
      東大寺総合文化センター,奈良市(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-18
  • [Presentation] Nonthermal Plasma Regeneration of Marine Diesel Particulate Filter2011

    • Author(s)
      T.Kuwahara
    • Organizer
      4th International Workshop of Energy Conversion
    • Place of Presentation
      Doshisha University, Kyotanabe, Japan
    • Year and Date
      2011-11-29
  • [Presentation] Continuous Regeneration Characteristics of Ceramic Particulate Filter in Marine Diesel Engine Using Nonthermal Plasma-induced Ozone Injection2011

    • Author(s)
      M.Okubo
    • Organizer
      9th International Symposium on Marine Engineering
    • Place of Presentation
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • Year and Date
      2011-10-19
  • [Presentation] Pilot-Scale Experiments of Continuous Regeneration of Ceramic Particulate Filter in Marine Diesel Engine Using Nonthermal Plasma-Induced Radicals2011

    • Author(s)
      M.Okubo
    • Organizer
      2011 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Disney World Swan and Dolphin Hotel, Orlando, USA
    • Year and Date
      2011-10-12
  • [Presentation] プラズマ複合排ガス処理システムによるクリーンディーゼルエンジンの開発-最近の成果の報告-2011

    • Author(s)
      大久保雅章, 桑原拓也, 西本昌文, 黒木智之, 吉田恵一郎
    • Organizer
      日本機械学会第21回環境工学総合シンポジウム2011
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所臨海副都心センター,東京都
    • Year and Date
      2011-07-01
  • [Presentation] クリーンディーゼルのためのプラズマ複合NO_x処理装置の開発(A重油燃料を用いた実験)2011

    • Author(s)
      桑原拓也, 西本昌文, 吉田恵一郎, 黒木智之, 大久保雅章
    • Organizer
      日本AEM学会第23回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • Place of Presentation
      愛知県産業労働センター,名古屋市
    • Year and Date
      2011-05-19
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.me.osakafu-u.ac.jp/plasma/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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