2009 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、我々が開発したニッケル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、前年度に引き続き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検討を加えるとともに、主には提案プロセス後段の水熱ガス化プロセスについての詳細な検討を実施した。水熱抽出によって得られた抽出物の触媒水熱ガス化挙動を検討するため、3種類の褐炭と、バイオマス、オイルロックから350℃の水熱抽出により得られた抽出物を、350℃の水熱条件下で触媒水熱ガス化した。触媒は、イオン交換樹脂から調製したニッケル担持炭素触媒を用いた。いずれの褐炭から調製した水溶性の抽出物も、水素、メタン、二酸化炭素に完全に転換でき、抽出物に含まれる炭素1mol当たり0.09～0.45molの水素と、0.47～0.57molのメタンが得られることを明らかにした。また、水酸化ナトリウム水溶液に溶解させた固体抽出物のうち分子量400程度までの成分をほぼ完全にガスへ転換でき、固体抽出物の約90%以上をガスへ転換できることがわかった。触媒水熱ガス化法は、褐炭を水熱抽出して得られた抽出物をほぼ完全に燃料ガスに転換できる方法であり、提案プロセスから排出される処理水は、ほとんど有機物を含まないことを明らかにした。
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