| 研究課題/領域番号 |
10555262
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
神谷 秀博 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究所, 助教授 (20183783)
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| 研究分担者 |
横山 豊和 ホソカワミクロン株式会社, 粉体工学研究所, 所長(研究職)
内藤 牧男 (財)ファインセラミックスセンター, テクノインフラ推進部, 室長(研究職)
堀尾 正靭 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究所, 教授 (40109301)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
12,200千円 (直接経費: 12,200千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1998年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
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| キーワード | 石灰高効率発電 / 灰 / シリカ / 附着凝集 / 焼結 / 表面水酸基 / 脱塵 / DMA / 付着凝集 / 燒結 / 粒子間力 / 燃結 |
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| 研究概要 |
本研究で試作した粉体層法および一個粒子法による粒子間付着力測定システムを用い、高温下における灰粒子付着性増加原因となる灰中のアモルファスシリカ成分とNa, Kなどのアルカリ金属成分からなる800℃前後の融点を持つ低融点共晶成分が粒子間に微量の液架橋形成を防止する高温付着性低減法として、(1)燃料である徴粉炭に灰の高温付着性を低減する目的でCaOを加え燃焼過程での高温固体反応により上述の低融点液相の生成温度を上昇させる化学的手法、(2)灰粒子表面にチャー超微粒子を析出させる、あるいは燃焼後に粗大粒子を混入して灰と表面挙動が異なる粒子を物理的に介在させ液架橋の形成を阻害し付着性を低減する方法の二種類のアプローチについて検討した。化学的な手法として、微粉炭燃焼灰にCaOを数%添加し、微粉炭燃焼と同様な熱履歴を与えて溶融・固化させた粒子、および平板を用い、一個粒子法により、CaO添加効果を検討した結果、800℃付近から発生していた付着性増加現象が大幅に低減することが確認され、Ca成分がアルカリ金属などと反応し、液相生成温度が800℃付近から980℃に融点を持つ相に変化したことが予測された。そして、実際に微粉炭にCaO微粒子を添加し、ドロップチューブ炉により微粉炭燃焼を模擬した燃焼条件で、灰を作製し、高温付着性制御効果を検討した。その結果、CaOを石炭中灰分に対し10%添加すると、高温払い落とし性の向上が確認され、本方法の有効性が実証された。また、炭素超微粒子や有害重金属吸収能力のあるカオリン粗粒子を用い、灰の高温付着性低減効果を検討したが、付着性低減効果があったが、粗粒添加は付着性より捕集粉塵層のかき取り効果が大きいことが明らかになった。また、上記の高温付着性増加現象の測定結果から得られた液相生成量の実測値を用い、液架橋を考慮した集塵、払い落とし過程の離散要素法シミュレーションを実施した結果、液相生成による払い落とし性の悪化現象が定量的に説明できた。
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