球状セラミックス充てん層による溶融石炭スラグ微粒子の高温除去

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555385
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉川 邦夫 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (70134848)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大西 宏司 ニッカトー, 技術本部・研究開発部・研究開発課(研究職), 課長 ; 末包 哲也 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (30262314)
• Keywords: 石炭灰 / スラグ / 充てん層 / セラミックス球 / 高温フィルター

Research Abstract

本研究では、石炭に含まれる灰分を高温で捕獲できる新たなフィルターとして、高温の燃焼ガス中に溶融状態で存在する灰分(スラグ)の微粒子を球状の耐熱性セラミックス(ペブル)の充填層に導いて、慣性衝突により高効率で捕獲し、溶融状態のまま抜き出すことが可能な高温フィルターを構想した。
この構想の実現可能性を実証するために、天然ガスの高温の燃焼ガス中に石炭のフライアッシュを吹き込み、溶融させて、石炭溶融スラグの微粒子を含有する燃焼ガスを生成させて、耐火物で構成されたペブル充填層フィルターに導くホットモデル実験を実施した。その結果、スラグの固着による目詰まりなどを生じさせることなく、連続的にスラグ微粒子を捕獲・抽出することができ、それと同時に、97%という高い捕獲効率が得られることも示し、常温下で油滴を用いて行ったコールドモデル実験に基づいて予測される捕獲性能が、高温下でも実際に得られることを実証した。
本研究で提案する高温フィルターの実用化にあたっては、高温の溶融スラグと接触するペブルの耐久性が問題となる。そこで、1800℃まで昇温可能な電気炉を用いて、石炭溶融スラグに対するペブル材料の耐食性を調べた。その結果、フィルターの動作温度を1600℃程度以下に抑えれば、高純度アルミナ材料が良好な耐食性を示すことがわかった。

Research Products

• [Publications] 吉川邦夫、小野栄一: "高温溶融スラグフィルターを用いた石炭燃焼コンバイドサイクルの高効率化" 第9回熱工学シンポジウム講演論文集. 13-14 (1996)
• [Publications] 小野栄一、吉川邦夫: "溶融石炭灰除去用高温フィルターの開発(その2:溶融石炭灰を用いたホットモデル試験)" 第5回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集. 65-70 (1996)