新規石炭解重合法の開発 -エキシマーレーザーの応用-

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455323
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 野村 正勝 大阪大学, 工学部, 教授 (10029184)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村田 聡 大阪大学, 工学部, 助手 (70219921) ; 三浦 雅博 大阪大学, 工学部, 助教授 (20183626)
• Keywords: エキシマーレーザー / CO_2レーザー / 石炭解重合 / 熱分解 / 画像解析システム / 軟化溶融

Research Abstract

石炭の新規解重合法の開発を目的として、CO_2レーザーおよびエキシマーレーザーを用いた石炭の熱分解を行った。CO_2(赤外)レーザーを用いて3種の石炭微粒子を加熱し、その際の形状変化を顕微鏡-ビデオカメラ-画像解析システムを用いて追跡したところ、石炭粒子の表面変化は250℃程度から表面変化(第一次軟化溶融)がはじまり、400℃で著しい変化(第二次軟化溶融)が起こっていることが明らかとなった。この軟化開始温度は、炭種に依存しており、粘結炭でやや低い温度から軟化溶融が始まる傾向が観測された。画像解析システムを用いて、レーザー加熱過程の体積変化を追跡したところ、加熱中に石炭粒子は膨張-収縮を繰り返していることがわかった。膨張-収縮の頻度は、石炭のギ-セラ-最高流動度に依存しており、流動性の高い石炭ほど繰り返し頻度が高いことが明らかとなった。微粘結炭の場合には、収縮は観測されず、膨張のみがみられた。次にエキシマーレーザー(KrF、紫外レーザー)を用いた検討を行った。レーザー照射後の石炭のキュリーポイント熱分解を行ったところ、熱分解性の向上(揮発分の増加、チャーの減少)が観測された。この結果から、エキシマーレーザー処理は石炭熱分解の前処理として有用な手法と考えられる。

Research Products

• [Publications] 野村正勝他: "Preliminary Surface Structure Transition of Coal Particles during Prepyrolysis with CO_2 Laser" Energy and Fuels誌. 10巻6号. 1227-1234 (1996)
• [Publications] 野村正勝他: "Experimental Observation and lmage Analysis for Evaluation of Swelling and Fluidity of Single Coal Particles Heated with CO_2 Laser" Energy and Fuels誌. 11巻(印刷予定). (1997)