| 研究概要 |
酸化鉄試料としては,速度論的評価方法の確立している酸化鉄ペレットを用い,これを反応管に2kg充填し,電気炉により所定の温度で,CH_4-N_2, CH_4-H_2O-N_2あるいはCH_4-CO_2-N_2混合ガスにより還元する実験を平成7年度に実施したが,これらの実験データを用いて反応機構の解明と反応速度の評価を,還元反応モデルを用いた速度論的解析に基づき行った.ここで,反応モデルには三界面未反応核モデルを適用し,まずH_2-H_2O-N_2およびCO-CO_2-N_2混合ガスによる単一ペレットの還元により,H_2系とCO系の場合の速度パラメータ値を決定した.すなわち,還元率-時間曲線を求める実験を行うとともに,還元途中で反応を停止し,試料を切断・研磨して,断面を顕微鏡観察あるいはEPMA分析した.得られた還元曲線および反応界面-時間曲線から,パラメータフィッティング法により三界面未反応核モデルの速度パラメータ値を決定した.
つぎにCH_4の関与する各種反応について,鉄触媒下のCH_4の熱分解反応に関しては実験を行ったが,それ以外の反応に関しては熱力学データおよび文献値を参考に,前年度の実験データから反応機構を検討し,反応速度を評価した.これによりCH_4を含む混合ガスによる還元の最適条件を探り,石炭乾留ガスによる予備還元の解析のための基礎データを得るとともに,最適な乾留・還元条件を検討した.
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