| 研究課題/領域番号 |
11218202
|
|---|
| 研究種目 |
特定領域研究
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
理工系
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
大塚 康夫 東北大学, 多元物質研究所, 教授 (20091663)
|
|---|
| 研究分担者 |
菊地 毅光 東北大学, 多元物質研究所, 助手 (30169825)
坪内 直人 東北大学, 多元物質研究所, 助手 (90333898)
王 野 東北大学, 反応化学研究所, 助手 (40292304)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1999 – 2002
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
|
| 配分額 *注記 |
31,600千円 (直接経費: 31,600千円)
2002年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2001年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
2000年度: 9,600千円 (直接経費: 9,600千円)
1999年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
|
|---|
| キーワード | ナノ微粒子 / 炭素複合体 / 脱窒素 / 脱硫 / 高温ガス精製 / ナノ微粒子複合体 / 石炭 |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、低コストで製造できるナノ微粒子複合体を用いて、石炭のガス化過程で発生する有害なNH_3やH_2Sを効率よく除去できる高温ガス精製法の基盤技術の確立をおもな目的とし、以下の成果を得た。
(1)活性炭を使用する方法に比べ、多くの酸素官能基を持つ石炭を炭素原料として使用すると、30nm前後の金属Fe微粒子が作成でき、このナノ微粒子は従来のチャンピオン触媒を上回る高いNH_3分解活性を示した。
(2)FeまたはCaO微粒子触媒上におけるNH_3の分解は、これらの触媒成分とNH_3の反応による窒化物中間体の生成、ならびに、これに引き続いて起こるN_2への分解から成るサイクル機構で進行した。
(3)鉱物質としてFeやCaを含む低炭化度炭の熱分解で得たチャーもNH_3分解を促進し、Fe含有量が多いほどチャーの触媒効果は顕著となり、最高の性能を示したチャ=には20〜30nmのFeナノ微粒子が存在した。
(4)チャー中のFe微粒子は25時間の長時間反応でも高いNH_3分解率を持続し、その性能は(1)で述べたFe微粒子-炭素複合体に匹敵するほど高く、850℃ではNH_3の完全分解を達成した。
(5)H_2Sの共存下では、チャー中のCaO粒子はCaSに転化するため失活するのに対して、Fe粒子のNH_3分解能は幾分低下するものの長時間維持され、チャー上ではH_2S除去とNH_3分解の同時進行が実現した。
(6)熱分解チャーのNH3分解性能は、合成ガス共存下では著しく小さくなるが、合成ガスに少量のCO_2を添加すると完全に回復し、実際の高温ガス精製においても充分使用できることが明らかとなった。
以上のように、本研究の成果は、ガスタービンもしくは燃料電池を利用する石炭ガス化複合発電の開発に貢献し、その結果、CO_2排出量の大幅な削減に寄与するものと期待される。
|
