2008 Fiscal Year Annual Research Report
水熱抽出、水熱ガス化複合プロセスを利用した褐炭の高効率転換法の開発
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20246118
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
三浦 孝一 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (40111942)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河瀬 元明 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60231271)
蘆田 隆一 京都大学, 工学研究科, 助教 (80402965)
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| Keywords | 褐炭 / 改質 / 水熱抽出 / 水熱ガス化 / 自然発火性 / メタン / 水素 / 熱軟化溶融性 |
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| Research Abstract |
本研究では、褐炭の高効率利用プロセスとして、水熱処理による褐炭の脱水改質、石炭の高温での抽出、さらに脱水処理水の含有有機物の水熱ガス化を合理的に結合した褐炭の水熱抽出-水熱ガス化プロセスを提案した。このプロセスは、水熱処理により褐炭を脱水、改質し、高品位炭に匹敵する石炭を得る前段プロセスと、水熱処理の際に褐炭から抽出される水溶性有機物を、我々が開発したNi担持炭素触媒を用いてガス化し、水素、メタンの燃料ガスに変換する後段プロセスから成る複合プロセスである。本年度は、提案プロセスの前段に当たる水熱抽出プロセスについて詳細な検討を行った。まず、水熱抽出条件が種々の褐炭の水熱抽出挙動に及ぼす影響を検討し、350℃において、40%から60%程度の収率で改質炭を、35%から50%程度の収率で抽出物を得られることを明らかにした。改質炭の性状を調べたところ、原炭に比べ酸素含有率が大幅に低下するとともに、炭素含有率が向上し、含水率が大幅に低下していることがわかった。13C NMRによる分析から、改質炭は原炭に比較して、含酸素官能基の量が大幅に少なくなり、脂肪族炭素の割合が著しく低下していることがわかった。熱重量分析から、改質炭は固定炭素分が原炭よりも非常に多いことがわかった。また、改質炭の低温での酸素との反応性が原炭に比べて低く、改質によって自然発火性が抑制されていることが示唆された。抽出物は、原炭中の比較的低分子量成分で構成されており、熱軟化溶融性を有することが明らかとなった。
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