| 研究課題/領域番号 |
07555250
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究分野 |
触媒・化学プロセス
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
野村 正勝 大阪大学, 工学部, 教授 (10029184)
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| 研究分担者 |
柴田 和博 日本COM(株), 研究所, 所長
西田 清二 (株)KNラボアナリシス, 社長, 研究者
三浦 雅博 大阪大学, 工学部, 助教授 (20183626)
大塚 康夫 東北大学, 反応化学研究所, 助教授 (20091663)
富田 彰 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (80006311)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
11,600千円 (直接経費: 11,600千円)
1996年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1995年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
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| キーワード | 窒素化合物 / 窒素酸化物 / N_2生成 / 熱分解 / 燃焼 / 反応機構 / 石炭 / 含窒素化合物 / 急速昇温熱分解 / ガス化 |
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| 研究概要 |
まず、石炭中に含まれている含窒素化合物の形態分析をX線光電子分光法(XPS)により定性、定量を行った。また、試料炭のキュリーポイント熱分解実験(不活性雰囲気下、500-1100℃)、燃焼実験(酸素気流下、1500℃)を行い、生成する含窒素ガスを定量した。これらのデータの検討を行った結果、XPSによる各化合物の分布および熱分解実験の結果を基にすると、燃焼時のNOx生成量を予測可能であることをしめした。
次に石炭燃焼やディーゼル排気中のすすとNOの同時除去との関連から、炭素とNOの反応についての検討を行った。同位体標識を用いた過渡応答法により、反応機構に関する検討を行い、反応速度は炭素中に取り込まれた含窒素化合物の量および気相NO濃度の一次に比例することがわかった。この結果ならびに過渡応答実験の結果から、炭素表面の含窒素化合物と気相のNOが反応してN_2が生成することを明らかにした。
流動層燃焼時のNOx・N_2Oの発生量を抑制するためには、乾留後のチャー中の窒素をいかに効率よく無害なN_2に転換できるかが重要と思われる。そこで、4種類の亜歴青炭や歴青炭を850℃でチャー化した試料を用いて、20%O_2気流中700〜850℃で流動層燃焼を行った。その結果、炭種に依らず、供給したO_2のほぼ全てが消費され、多量のCOが発生した。このような燃料過剰の条件下では、いすれの温度においてもNOxやN_2Oは全く検出されず、微量のNH_3やHCNが発生するだけであり、含窒素ガスの約99%はN_2であった。反応初期においては、N_2の生成速度は炭素のガス化速度とほぼ等しかったが、後半では、炭素の反応が優先し、その結果、窒素が残存チャー中に濃縮されることが明らかとなった。
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