有害廃棄物処理に向けた超高温・高輝度アークプラズマの活用

利用超高温高强度电弧等离子体处理危险废物

基本信息

批准号：
01J03982
负责人：
岩尾徹
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Chuo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

アークプラズマの大電流・超高温・高輝度という特徴を生かした有害廃棄物処理を行うための基礎特性の把握を行った。以下に、概要を示す。1.科研費により、新しいアークプラズマ発生装置を開発し、非常に安定で高出力なアークプラズマを発生させることに成功した。本装置は、現在、特許申請に向け、弁理士と相談中である。2.アークプラズマからの放射パワーに関し、数件の論文を発表し、アメリカ、カナダ、日本で討論を行った。そこで得られた議論を参考に、放射パワーからの吸収特性に関する計算を行い、電気学会に論文を投稿し、2件掲載された。具体的には、アークプラズマは、光学的に厚いプラズマであるといわれており、吸収特性を考慮する必要があるといわれてきたが、本計算により、50A級で直径1cm程度のアークプラズマであれば、吸収はほとんど生じないことがわかった。これにより、廃棄物処理を行う場合、吸収を気にせず行うことができることがわかった。3.アークプラズマによる廃棄物処理を行う上で、アークが安定にならないことがあり、この現象の解明のため、ミネソタ大学にて、アークプラズマと陽極(廃棄物)との関係についての実験を行った。結果として、アークプラズマ、雰囲気ガス、陽極には、密接な関係があり、これが電圧に大きく影響していることがわかった。この電極、及び、アーク姿態の影響を回避することで、安定的にアークプラズマを発生させることができることがわかった。この研究に関する論文は、JK高電圧シンポジウムにて発表し、優秀論文発表賞を受けた。4.これまで約2年間アークプラズマの超高温性と高輝度性をいかしたアプリケーションの開発を進めていたが、この両特徴と化学反応をうまく融合した効率の良い廃棄物処理を目指し、化学反応に関する研究を行った。具体的には、アークプラズマの温度と触媒とをうまく利用することで、無害化だけでなく有価値物を得るための計算を行った。5.この他、アークプラズマによる廃棄物処理やアークプラズマの基礎特性に関し、IOP Applied Physics Dに1件、Vacuum誌に2件の掲載が決定し、学振の最後の年としてふさわしいまとめを行うことが出来た。

利用电弧等离子体大电流、超高温、高亮度的特点，研究了电弧等离子体用于危险废物处理的基本特性。概述如下所示。 1.利用科研资助金，我们开发了新型电弧等离子体发生器，并成功产生了极其稳定的高输出电弧等离子体。我们目前正在咨询专利律师，为该设备申请专利。 2.我在美国、加拿大、日本发表了多篇关于电弧等离子体辐射功率的论文并进行了讨论。根据那里的讨论，我们计算了辐射功率的吸收特性，并向日本电气工程师协会提交了两篇论文。具体而言，电弧等离子体被认为是光学厚等离子体，并且据说需要考虑吸收特性，并且发现几乎不发生吸收。结果发现，可以进行废物处理，而不必担心吸收。 3. 当用电弧等离子体处理废料时，电弧可能会变得不稳定。为了澄清这一现象，明尼苏达大学进行了一项关于电弧等离子体和阳极（废料）之间关系的实验。结果发现，电弧等离子体、气氛气体和阳极之间存在密切的关系，并且这极大地影响电压。已经发现，通过避免电极和电弧配置的影响，可以稳定地产生电弧等离子体。与这项研究相关的论文在 JK 高压研讨会上发表，并获得了优秀论文展示奖。 4. 大约两年来，我们一直在开发利用电弧等离子体的超高温和高亮度特性的应用，并进行了研究。具体来说，进行计算不仅使材料无害，而且通过充分利用电弧等离子体和催化剂的温度来获得有价值的材料。 5.此外，已决定在《IOP应用物理D》上发表一篇关于电弧等离子体废物处理和电弧等离子体基本特性的文章，在《Vacuum》杂志上发表两篇文章，并制定了适合JSPS最后一年的摘要。完全的。