安価に調製した酸化カルシウム超微粒子による高効率脱硫法の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555231
• Research Institution: GUNMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 宝田 恭之 群馬大学, 工学部, 教授 (70154929)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 尚樹 出光興産(株), 石炭研究所, 研究員 ; 花田 光雄 吉澤石灰工業(株), 常任顧問 ; 阿部 秀臣 群馬大学, 工学部, 助手 (30008461)
• Keywords: 脱硫 / 超微粒子 / 石炭 / 流動層 / 燃焼 / ガス化

Research Abstract

カルシウムをイオン交換した褐炭を脱硫剤として利用する新しい高効率な脱硫法の開発を行った。イオン交換用の褐炭として豪州産のヤルーン炭を用いた。水酸化カルシウムおよび生コンクリート製造工程から排出されるセメント廃泥をカルシウム原料としてイオン交換担持を行った。ヤルーン炭とカルシウム原料をスラリー状で攪拌することによって10%のカルシウムを容易にイオン交換して取り込むことができた。セメント廃泥のイオン交換挙動は水酸化カルシウムの場合とほとんど変わらず、本脱硫法のための安価なカルシウム原料としてセメント廃泥が有望であることが示唆された。カルシウムをイオン交換担持したヤルーン炭の二酸化硫黄に対する脱硫特性を熱天秤で検討した。Ca/S比を1〜4まで変えて石灰石の場合と比較したところ、イオン交換して調製したCa担持褐炭の脱硫活性は石灰石の場合に比べて著しく高く、また、セメント廃泥から調製したCa担持炭は水酸化カルシウムを用いて調製したものと同等の活性を有することが認められた。更に、含硫黄化合物として硫化水素を用い、カルシウム担持炭の脱硫特性を検討したところ、石灰石に比べてCa担持褐炭の脱硫性能が極めて良好であることが認められた。すなわち、還元性雰囲気下でもCa担持褐炭は脱硫反応に対して極めて高活性であることが見いだされた。更に、より実用的見地から、回分式流動層反応器を用いて高硫黄炭との混合燃焼を行ったところ、Ca担持褐炭の場合は、Ca/S=1で約80%の脱硫率が得られ、流動層反応器内でもCa担持褐炭の有効性が顕著に認められた。以上のことより、Caイオン交換褐炭は酸化性ゾーンでも還元性ゾーンでも脱硫が可能であり、石炭燃焼炉だけではなく石炭ガス化炉内での脱硫剤としても利用可能であることが示された。

Research Products

• [Publications] T.Takarada: "TPD study on SO_2 Gasification of Coal Char" Proceedings of 211th ACS National Meeting. 41(1). 195-199 (1996)
• [Publications] T.Takarada: "Catalytic Effect of Alkali Compounds on SO_2 Gasification of Coal Char" Proceedings of Fifth China-Japan Symposium on Coal and C1 Chemistry. 277-279 (1996)
• [Publications] 林石英: "加圧条件下におけるCa担持炭の脱硫効果" 第33回石炭科学会議論文集. 233-236 (1996)
• [Publications] G.Benjamin: "褐炭を用いて調製したCaO超微粒子の脱硫特性と酸化特性" 第33回石炭科学会議論文集. 319-322 (1996)
• [Publications] 林石英: "加圧条件下における気一固反応速度および流動層運転条件の検討" 第2回流動層シンポジウム論文集. 390-397 (1996)
• [Publications] 宝田恭之: "簡易脱硫技術(最近の化学工学48環境化学工学)" 化学工業社, 14 (1996)