2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21510080
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
清水 忠明 Niigata University, 自然科学系, 教授 (10211286)
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| Keywords | 高炉スラグ / 流動層 / 熱回収 / 固化物 / 流動不良 / 圧力変動 / 周波数解析 / 表面張力 |
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| Research Abstract |
日本で溶融高炉スラグの排出に伴って排出される熱は、日本全体の石炭使用量の約2%に相当するが、溶融スラグからの熱回収は行われていない。溶融高炉スラグからの熱回収プロセスとして、流動層へ溶融スラグを滴下して層内で固化させ、そのときに発生する熱を流動媒体へ移動し、流動媒体から層内伝熱管へ導き、その伝熱管から高温高圧蒸気として熱回収をすることを提案した。このプロセスを実用化するための基盤研究として、模擬スラグ(溶融ワックス、溶融ブドウ糖)と流動媒体を流動層に連続供給し、固化模擬スラグを底部から連続排出するコールドモデル実験装置を作成した。流動層コールドモデルに模擬スラグを連続的に滴下し、装置底部から連続的に固化模擬スラグを抜き出した。層壁面から周囲への総括伝熱係数を実測し、模擬スラグ持ち込み熱、層壁面からの熱ロス、流動媒体排出で排出される熱、ガスの持出熱を考慮した熱収支計算から、模擬スラグ中の熱は固化の過程で流動層へ円滑に移動することがわかった。模擬スラグ固化物への粒子取り込み量を測定した。スラグへの粒子取り込み量は模擬スラグと流動媒体の組み合わせで異なるが、スラグ供給速度にはあまり影響されなかった。炉内の圧力変動の周波数解析を行い、固化物が流動層内に蓄積したときと良好な流動状態との圧力変動周波数ピークの違いから、固化物炉内蓄積を検出することができた。また、模擬スラグ固化物への粒子取り込み量に影響すると考えられるスラグ物性値として、液体の表面張力を測定する実験方法について、標準物質として水とエタノールを用いて実験を行い、文献値との一致を見た。
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