石炭の化学処理による鉱物質、微量金属の除去と反応生成物による炉内脱硫

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11218201
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 富田 彰 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (80006311)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松岡 浩一 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (00292300) ; 京谷 隆 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (90153238)
• Keywords: 石炭 / 鉱物質 / 微量元素 / 脱硫

Research Abstract

現在、石炭利用時の環境負荷を低減するための多様な努力がなされているが、窒素酸化物、硫黄酸化物などの大気汚染物質や有害無機成分の排出を完全に抑制できているわけではなく、更なる低減が必要とされている。そこで、本研究では生石灰で処理した石炭の燃焼時に硫黄発生量がいかに抑制されているかを調べるとともに、生石灰を利用した化学的脱灰法が有害微量元素の除去に有効であるかどうかについて検討した。本年度に得た結果は以下の通りである。
1.生石灰と石炭を水熱反応させることにより生成したカルシウムと鉱物質との水熱反応生成物は、石炭を燃焼した場合の硫黄酸化物の排出をかなり抑制した。さらに、どのような生成物が脱硫に有効であるかを確かめるために、石炭中の代表的な鉱物である石英、カオリナイトと生石灰の水熱反応生成物を調製して硫黄酸化物の吸収量を測定した。その結果、非晶質なカルシウムや微細な水酸化カルシウムが脱硫に有効であることが明らかとなった。また、さらに簡便にカルシウムを石炭へ担持するために生石灰と石炭を水和させた結果、水和させるだけでもカルシウムを石炭上に高分散担持させることができ、燃焼時の硫黄酸化物の放出を抑制することができた。
2.生石灰と石炭を水熱反応させ、ついで希塩酸で洗浄することにより石炭中の鉱物質の約90%を除去することができた。さらに、ある種の有害微量金属(フッ素、水銀、ヒ素、ホウ素、カドミウム、鉛)も低減することができた。しかしながら、クロム、セレンなどの有害微量元素はあまり除去できず、除去選択性が元素種によって異なっていた。