ガラス化と同時に水素を発生する溶融スラグ処理

Research Project

Project/Area Number	04F04150
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	外国
Research Field	Metal making engineering
Research Institution	Hokkaido University
Host Researcher	秋山友宏北海道大学, エネルギー変換マテリアル研究センター, 教授
Foreign Research Fellow	HADI PURWANTO 北海道大学, エネルギー変換マテリアル研究センター, 外国人特別研究員 HADI Purwanto 北海道大学, エネルギー変換マテリアル研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000) Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords	Molten slag / Granulation / Heat recovery / Hydrogen / Glassy slag / Glass slag
Research Abstract	溶融スラグはその高い熱ポテンシャルにもかかわらず熱回収を行わず高温状態で排出している。スラグからの排熱回収システムは今までいくつかの提案されてきたが、技術はまだ確立していない。この問題を解決するため、我々は溶融スラグの乾式細粒化のために回転カップアトマイザー(RCA)を用いた。RCA用いて溶融スラグを乾式で細粒化し、粒子径を小さくすることでガラス化率の高いスラグを製造することである。そこで前方で観察されたカップ上でのスラグのすべりを抑え、RCAからの遠心力を高効率でスラグに伝え、細粒化促進できるディスク形状を開発し、ディスク形状および回転速度の粒子径およびガラス率化への影響を実験的に調査した。実験結果より粒子径の推算式を導出することも行った。さらに、高炉スラグをRCAにより細粒化するメカニズムモデルのうちディスク上での膜厚を用いてシミュレーションし、ディスクから飛び出す液膜厚を用い既存の式と組み合わせることにより、粒子径を推算し実験結果との比較検討した。さらにこれと単一粒子非定常伝熱モデルと組み合わせ、スラグの粒子径がスラグ粒子内伝導に与える影響を検討し、その温度変化とスラグ粒子形状およびガラス化との相互関係を得た。平成17年度は開発した細粒化モデルを用いて数値解析を行った。その結果、RCAプロセスの制御することができる。さらに、水素製造実験を行った。CH4-CO2は実験のためのサンプルとして混合されたガス粒状にされていた高炉スラグを雇われた乾燥し。実験は望ましい温度1073〜1273Kのスラグの詰められたベッドに混合されたガスをもたらすことによって行なわれた。実験結果では、水素及びカーボンは分解プロセスの間の混合されたガスから発生した。水素の生成の率が温度とスラグの表面で沈殿したカーボン増加した。結果はアルミナ、カルシウム酸化物、等を含んでいるのでメタンの分解を促進するためにスラグが反作用及び熱媒体として機能することを示す。