極低窒素酸化物(NOX)発生型焼結プロセスの開発

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03555141
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 大森 康男 東北大学, 選鉱製錬研究所, 教授 (20006026)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 健 (株)神戸製鋼所, 鉄鋼技術研究所製銑研究室, 主任研究員 ; 稲葉 晋一 (株)神戸製鋼所, 鉄鋼技術研究所製銑研究室, 室長 ; 葛西 栄輝 東北大学, 選鉱製錬研究所, 助手 (50134044) ; 井上 博文 東北大学, 選鉱製錬研究所, 助教授 (70006039)
• Keywords: 窒素酸化物 / 炭材燃焼 / FTIR / カルシウムフェライト / 触媒反応 / コ-クス擬似粒子 / 鉄鉱石焼結プロセス

Research Abstract

本研究では、炭材燃焼出ガス中において、N_2O,NO,NO_2など種々の形態をとる窒素酸化物(NOx)の急激な濃度変化を連続的に測定することが不可欠である。このような測定に対し最適な分析装置として、フ-リエ変換赤外分析計(FTIR)を選択し、計測時間の短縮、検出限界の向上のための機器仕様変更および改造を行った。これを既存の炭材燃焼実験装置に接続し、上記各種NOxの微量(<5ppm)ガス種の連続定量が可能であることを確認した。
本装置を用いて、炭材粒子燃焼の際に発生するNOxに対する共在酸化物、燃料充填濃度、導入ガス中の水分などの影響についての実験を行い、現在までに以下のような結果を得ている。
1.炭材粒子をカルシウムフェライト(CF)系組成に調整した微粉で造粒することによって、燃焼速度を変化させることなく大幅なNOx発生量の低下が可能である。
2.NOxの低下量および燃焼速度には負の相関があり、炭材に造粒した微粉のCaOが約40mass%にて、それぞれ最小、最大となる。
3.炭材と上記CF系の混合微粉から作製したいわゆるミニペレット型粒子の燃焼実験においては、上記の粗粒炭材粒子に比較して燃焼速度が増大すると同時に極端なNOx発生量の低下が認められた。
4.炭材および鉄粉の混合微粉によって作製したミニペレットでも、炭材濃度を最適化することにより、上記のCF系の場合と同様のNOx発生量低下が得られることを確認した。
さらに、CF系微粉共存下におけるNOx低減メカニズムを検討するため、NOのCOにより還元反応速度に対するCFを含む種々の酸化物の影響を固定層流通型実験装置により測定した。この結果、CF系微粉はNOの還元反応に対する極めて大きな触媒能を有することを確認した。

Research Products

• [Publications] 葛西 栄輝,呉 勝利,杉山 健,稲葉 晋一,大森 康男: "充填層内におけるコ-クス擬似粒子の燃焼速度およびNO発生挙動" 鉄と鋼. 78. (1992)
• [Publications] 呉 勝利,大森 康男: "充填層内のS′type炭材粒子の燃焼によるNOの生成挙動" 鉄と鋼.
• [Publications] 呉 勝利,大森 康男: "NO発生量に対する炭材擬似粒子の賦存状態の影響" 鉄と鋼.
• [Publications] 呉 勝利,大森 康男: "炭材擬似粒子の構造最適化によるNO発生量の低減" 鉄と鋼.