2010 Fiscal Year Annual Research Report
温室効果ガス排出量半減を達成する極限製鉄プロセス原理の創生
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20246111
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
葛西 栄輝 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50134044)
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| Keywords | 二酸化炭素排出削減 / 酸化鉄還元反応 / 高結晶水鉱石 / 還元材資源 / 複合原料粒子 |
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| Research Abstract |
平成21年度引き続き還元材-鉄鉱石コンポジットの還元試験を実施し、さらにデータベース作成および新規プロセス原理の提案を行った。
1)広い圧力範囲でのコンポジット還元実験
Graphite-ヘマタイト鉄鉱石および木炭-ヘマタイトの組合せでのコンポジットの還元実験を行い、昇圧による還元促進効果を確認した。Graphiteだけでなく木炭でも高圧化による還元促進効果を確認した。また、生成した金属鉄の触媒効果によるガス化開始温度も圧力増加と共に低温化した。得られた結果をもとに、高圧条件において還元反応を促進する因子抽出を行った。
2)広範囲条件でのコンポジット還元挙動に関する総合的データベース作成と最適コンポジット構造設計
コンポジット中の主要鉱石の還元反応挙動について、温度、圧力、還元ガス分圧をパラメータとするデータベースを、常圧還元に関する従来の重要な知見(炭材中の揮発成分の寄与は小さく、固定炭素分の影響が大きい、固定炭素のCO2によるガス化反応が反応全体を律速する場合が多く、アルカリ成分や金属鉄等が触媒作用を持つ)と合わせて、総合的データベースを作成した。得られたデータベースを使用し、低温・高速還元可能なコンポジット構造を設計し、その有効性を検証する。
3)温室効果ガス発生量半減を可能とする新規プロセス原理の提案
以上の検討結果に基づき、還元材-鉄鉱石コンポジット還元をベースとし、資源的自由度が高い新規製鉄プロセス原理を検討し、70atm、800℃程度で還元プロセスが進行可能で、かつCCS技術の適用が容易な窒素レスプロセスを提案した。
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