| 研究課題/領域番号 |
05558072
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
環境保全
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大塚 康夫 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (20091663)
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| 研究分担者 |
朝見 賢二 大阪市立大学, 工学部, 講師 (80202604)
加茂 徹 通産省, 資源環境技術総合研究所, 主任研究員
板垣 省三 日本鋼管(株), 総合材料技術研究所, 主任研究員
佐藤 芳樹 通産省, 資源環境技術総合研究所, 室長
KAMO T NIRE,MITI ; Senior Scientist
SATOH Y NIRE,MITI ; Chief of Hydrocarbon Technology
ITAGAKI S NKK Corp. ; Senior Scientist
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
1994年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1993年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
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| キーワード | Fuel窒素 / 石炭 / 脱窒素 / 鉄微粒子触媒 |
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| 研究概要 |
1.鉄触媒の存在下で石炭を単に加熱するだけで、石炭中の窒素の50〜60%を無害なN_2として除去することに成功した。触媒が存在すると、アンモニアやシアン化水素の発生量が減少するとともに、チャー中に残留する窒素量も著しく減少した。この脱窒素反応には、高価な水素が不要であることも判明した。窒素含有モデル炭素の熱処理実験より、鉄微粒子がFuel窒素の固相脱N_2反応を促進することを見いだした。2.水酸化カルシウムを用いる沈殿法により、安価な塩化鉄水溶液からの塩素フリー高分散鉄触媒の製造法を確立した。鉄触媒は石炭上では微細なFeOOH粒子として存在し、FeOOH粒子は熱分解過程で20〜50nmの金属鉄・炭化鉄に還元された。このような鉄微粒子(もしくはクラスター)が石炭の脱窒素反応を促進した。3.熱分解で生成するオイルやタールの収率は、触媒の有無によって大きく変化しなかったが、これらの液状生成物中の窒素含有量は、触媒存在下で小さくなった。触媒の添加により、揮発分窒素量が減少する一方N_2生成量が増加し、揮発分窒素が触媒上で二次的分解を受けてN_2に転化することが示された。モデル実験より、ピロールの分解が、高分散鉄触媒によって著しく促進されることが明らかとなった。4.鉄担持炭の熱分解で得られた固体チャーでは、H/C比が原炭チャーより著しく低下し、結晶化した炭素が生成した。炭素の結晶化と、熱履歴による鉄触媒の分散性の低下により、チャーのガス化反応性と触媒のガス化活性が低下した。チャー中の窒素のファンクショナリティ解析より、熱分解過程では、鉄触媒がピロール環窒素からの脱N_2反応をより選択的に促進していることが明らかとなった。鉄触媒を用いるCO_2ガス化においても、石炭中の窒素の大部分が無害なN_2として除去できることを見い出した。
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