日本-カナダ共同学術研究「環境負荷低減を目指した石炭高度利用技術の開発」

• 研究課題/領域番号: 04044086
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 橋本 健治 京都大学, 工学部, 教授 (20025919)
• 研究分担者: 向井 紳 京都大学, 工学部, 助手 (70243045) ; 林 潤一郎 九州大学, 工学部, 助手 (60218576) ; 池永 直樹 関西大学, 工学部, 助手 (20232209) ; 林 順一 関西大学, 工学部, 助手 (60247898) ; 朝見 賢二 大阪市大, 工学部, 講師 (80202604) ; 船造 俊孝 横浜国立大学, 工学部, 助手 (60165454) ; 阿尻 雅文 東北大学, 工学部, 助教授 (60182995) ; 二宮 善彦 中部大学, 工学部, 助教授 (10164633) ; SILVESTON P. ウォータールー大, 化学工学科, 教授 ; WATKINSON P. ブリティシュコロンビア大, 化学工学科, 教授 ; FLORA T.T.Ng ウォータールー大, 化学工学科, 助教授 ; LASA H.de ウェスタンオンタリオ大, 化学工学科, 教授 ; PRICE J.T. CANMET, 石炭ガス化部, 研究員 ; MACPHEE J.A. CANMET, 石炭ガス化部, 研究員 ; FURIMSKY E. CANMET, 石炭ガス化部, 教授 ; CHAMBERS A. アルバータ, リサーチ・カウンシル・石炭部門, 研究員 ; KOVACIK G. アルバータ, リサーチ・カウンシル・石炭部門, 研究員 ; TOLLEFSOU E. カルガリー大, 化学工学科, 教授 ; CHORNET E. シャープルーク大, 化学工学科, 教授 ; SCOTT D.S. ウォータールー大, 化学工学科, 教授 ; 前 一廣 京都大学, 工学部, 助教授 (70192325) ; 増田 隆夫 京都大学, 工学部, 助教授 (20165715) ; 上村 芳三 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60160222) ; 光来 要三 九州大学, 機能物質研, 助教授 (50122693) ; 笹岡 英司 岡山大学, 自然科学研究科, 助教授 (50033246) ; 大塚 康夫 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (20091663) ; 小久見 善八 京都大学, 工学部, 教授 (60110764) ; 石田 愈 東京工業大学, 資源化研, 教授 (10016735) ; 三浦 孝一 京都大学, 工学部, 教授 (40111942) ; 富田 彰 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (80006311) ; HAYASHI Jun-ichiro Kyushu University ; ADSCHIRI Tadahumi Tohoku University ; DE LASA H. University of Western Ontario ; NG Flora T.t. University of Waterloo ; TOLLEFSON E Calgary大学, 石油化学工学科, 教授 ; DE Lasa H Western Ontario化学反応器研究センター, 教授 ; CHAMBAS A Alberta Research Council石炭研究部門, 主任研究員 ; PRICE J CANMETエネルギー研究所, 主席研究員 ; WATKINSON P British Columbia大学, 化学工学科, 教授 ; SCOTT D Waterloo大学, 化学工学科, 教授 ; SILVESTON P Waterloo大学, 化学工学科, 教授 ; FURIMSKY E CANMETエネルギー研究所, 主席研究員 ; NG F Waterloo大学, 化学工学科, 助教授 ; KOVACIK G Alberto Research Concil石炭研究部門, 主任研究員
• 研究期間 (年度): 1992 – 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 20,600千円 (直接経費: 20,600千円); 1994年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円); 1993年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円); 1992年度: 9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
• キーワード: 日本-カナダ共同研究 / 石炭転換技術 / 環境調和型石炭利用技術 / 石炭の熱分解 / 石炭のガス化 / 活性炭 / 炭素繊維 / 炭素化 / 石炭ガス化生成ガスの精製 / カナダ炭 / ニードルコークス

研究概要

日本とカナダの研究者が協力してカナダに大量に産出する石炭を対象として環境汚染物質の排出を大きく低減できる石炭の高度利用技術を開発すると同時に日加両国により緊密な信頼・協力関係を構築することを目的に、日加両国の研究者が強力に共同研究を推進した。具体的には、3年間にわたり計名の日本側研究者が14〜63日に渡ってカナダの主要な大学、研究施設に滞在し、(1)石炭ガス化複合発電を目指した新しいガス化技術の開発、(2)高性能高温脱硫剤の開発、(3)超臨界抽出を利用した石炭熱分解法の提案、(4)石炭の熱分解/ガス化複合プロセスの開発、(5)石炭の熱分解・ガス化法の提案、(6)石炭・バイオマスの熱分解・液化法の開発、(7)高性能触媒を用いた炭素資源の転換技術の開発、(8)石炭からの高機能性炭素材料の開発等の共同研究を実施した。
初年度は9名の日本側研究者が40日から90日に渡ってカナダの主要な大学、研究所に滞在し受け入れ先の研究者と協力して共同研究を実施した。この結果、三浦はARCに滞在しChambers氏らと石炭の高温ガス化・燃焼に関するモデルの開発に、増田はWaterloo大学にて、Ng助教授と炭素資源転換用個体触媒の特性評価法の開発に、笹岡はCalgary大に滞在しTollefson教授と天然ガスからの硫黄の選択的除去触媒の開発に、上村はWestem Ontario大学にてde Lasa教授らと炭素資源の接触変換の基礎的研究に、光来はCANMETに滞在しPrice博士らと石炭の共炭化機構の解明に、朝見がCANMETに滞在しFurimsky博士らと鉄触媒による石炭のガス化機構と速度論に、二宮がBritish Columbia大学に滞在しWatkinson教授らと石炭ガス化生成ガスの高度精製法に、池永がARCに滞在し、Chambers、Kovacik氏と石炭の熱分解・接触ガス化に関する研究に、阿尻がWaterloo大学にて、Scott教授らと木質炭素資源の熱分解および生成物の高度分解に一定の成果を得た。また、全員がBritish Columbia大学に集まり共同研究の成果の中間報告を行うとともに今後の研究の進め方を協議した。また、8月23〜28日にワシントンで開催された米国化学会第204回大会の燃料化学部会に出席し、共同研究の成果を発表した。
2年目には、4名が7月21日から9月22日の63日間共同研究に従事した。この結果、大塚はCANMETにてFurimsky博士と石炭ガス化における鉄触媒の作用機構に関する研究に、船造はSherbrooke大学にてChomet教授と石炭・バイオマスの効率的熱分解・液化法の開発に、前はWaterloo大学にてScott教授らと石炭の新規共熱分解法の開発に、林はBritish Columbia大学でWatkinson教授と石炭から活性炭を製造する新しい方法の開発に成果をあげた。また、富田、三浦は9月6日〜22日の間カナダを訪問し、上記4名並びにカナダ側の主要な研究者とともにMETにおいて開催される研究総括集会に出席し、5年度の研究の進展状況、今後の研究の進め方等について意見交換を行った。さらに、9月12日〜17日、バンフで開催された国際石炭科学会議に出席し、本研究で得られた成果を発表するとともに、最近の石炭科学、石炭利用技術の状況を調査した。一方、Watkinson教授、Furimsky博士を5月23日から6月3日の12日間、Silveston教授を8月14日から21日の7日間、京都大学へ招聘し橋本代表と今後の研究の進め方について意見交換した。またWatkinson教授、Furimsky博士は日中石炭・C1化学シンポジウムにて、本共同研究の成果を含めたカナダの石炭利用技術開発の現況を発表した。
最終年度は、62〜81日間、林はCANMETにてFurimsky博士と石炭の効率的前処理法の開発に関する研究に、向井はWaterloo大学にて、Silveston教授とともに高機能性炭素材料の新規製造法の開発に取り組み、一定の成果を得た。また、橋本、石田、三浦らは、10月1日から10月9日の9日間カナダを訪問し、Calgary大学で開催されるカナダ化学工学会秋季大会に参加し、情報収集を行った。小久見が10月5日より3名と合流したのち、4名はToronto大学、Waterloo大学を訪れ、最終年度の打ち合わせと今後の研究内容の展開に関して意見交換を行った。さらにMIT,Pennsylvania州立大学で、研究結果について意見交換を行った。
以上、3年間にわたる研究を実施し、それぞれの研究で得られた成果は、初年度,2年度は和文報告書を、最終年度には、3年間の総括の英文報告書を作成し、関係各位に広く配布した。

研究成果

• [文献書誌] 三浦孝一: "石炭,バイオマス,廃プラスチックの高効率共熱分解法の開発" 化学工学論文集. 20. 918-925 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasuo Ohtsuka: "Eflect of Ultrafine Iron and Mineral Matter on Conversion of Nitrogen and Carbon during pyralysis and Gasification of Coal" Energy & Fuels. 9. 141-147 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kouichi Miura, Kazuhiro Mae, Shinji Inoue, and Kenji Hashimoto: "Co-Pyrolysis of Coal, Biomass and Waste Plastics" Kagaku-Kogaku Ronbunshu. 20. 918-925 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasuo Ohtsuka and Wdward Furimsky: "Effect of Ultrafine Iron and Mineral Matter on Conversion of Nitrogen and Carbon during Pyrolysis and Gasification of Coal" Energy & Fuels. 9. 141-147 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 三浦孝一: "Analysis of Coal Char Gasitieation by Use of the Pulse Method and ^<18>O Isotope" Energy&Fuels. 7. 1054-1061 (1993)
• [文献書誌] 大塚康夫: "Low temperature Nitrogen Removal from Model Carbons with Ultrafine Iron Particles" Proc.7th ICCS v. vol.2. 11-14 (1993)
• [文献書誌] 大塚康夫: "Iron Catalyzed Nitrogen Removal from Coal and Carbon" 1994 Pittsburgh Coal Conference. (発表予定).
• [文献書誌] 船造俊孝: "Reexamination of the interaction of supercritical Fluids with lignocellulosic Materials" I&EC. (投稿中).
• [文献書誌] 前一廣: "石炭,バイオマス,廃プラスチックの高効率 共熱分解法の開発" 化学工学論文集. (投稿中).
• [文献書誌] 林順一: "石炭からの活性炭の製造" 炭素. (発表予定).
• [文献書誌] 三浦 孝一: "石炭水素化熱分解反応のシミュレーション" 日本エネルギー学会誌.
• [文献書誌] 笹岡 英司: "天然ガス中のメチルカプタンの二硫化ジメチルへの選択的接触酸" 化学工学諭文集.
• [文献書誌] 光来 要三: "コプロセッシングピッチの改質" 炭素. (1993)
• [文献書誌] 朝見 賢二: "Poeparation of Finely Disporsed Iron Catalysts for Coal Gosification from Ferric Chloride" Proc:7th ICCS1993. (1993)
• [文献書誌] 上村 芳三: "メタン水蒸気改質用分離膜として使用するパラジウムメッキ多孔質インコネルの調整" 鹿児島大学工学部研究報告書. (1993)
• [文献書誌] 阿尻 雅文: "日本カナダ協同学術研究に参加して" 東北大学九葉会報. (1993)