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活性炭素繊維を用いる排出SOx,NOx,NH3,ダイオキシンの低温完全除去

研究課題

研究課題/領域番号 11218208
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

持田 勲  九州大学, 機能物質化学研究所, 教授 (20037758)

研究分担者 光来 要三  九州大学, 機能物質化学研究所, 助教授 (50122693)
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
31,800千円 (直接経費: 31,800千円)
2002年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2001年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
2000年度: 10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
1999年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワード活性炭素繊維 / SOx / NOx / 脱硫 / 脱硝 / 硫酸 / 排煙脱硫 / 焼成活性化 / 硫黄酸化物 / 窒素酸化物 / ダイオキシン / プレカーサーピッチ / チオフェン / 賦活 / ピリジン / NO_x / SO_x / NH_3 / 酸素官能基 / 表面処理 / 表面積 / 活性化
研究概要

石炭に重油など地球温暖化およぴ環境負荷のためその利用が制限するとの考えがあるが、増大する世界のエネルギー需要を扱うためには石炭の高効率低環境利用技術の開発は人類にとって避けて通れない。この意味で本研究は最も社会的な視点から重要な分野をカバーできたと自負できる。産業界における実用実施によって、本来の目的を達成できたことになるので、本研究の成果の企業等への移転に引き続き努力したい。
ピッチ系活性炭素繊維を用いてSO_2を酸化、水和のステップを経て、H_2SO_4として連続回収する脱硫法を開発し、現在実証試験が進められている。共存するNOによる阻害があることから、さらに高活性、反応器の縮小、硫酸の高濃度化が期待されている。本研究ではピッチ系活性炭素繊維を用いる脱硫反応の活性を向上する反応器の設計を目的とした。生成硫酸がACF上の活性サイトを占拠し、SO_2の吸着を阻害することに着目して、生成硫酸の阻害を減らす反応器を考案し、その実証を試みた。反応器としては並列配置あるいはACFの形状、途中硫酸抜出し直列配置の反応器を想定して、それらの活性に及ぼす影響を検討した。
排煙脱硫については実証レベルを達成し商業的採用を待機している。高活性炭素繊維の発見によりさらにコンパクトな脱硫装置が可能になる。排煙脱硝には酸化脱硝を提案した。その活性は実用には充分とは言えないが新規プロセス提案である。一方、大気脱硝も大きな課題である。それに対して可能性が高いプロセスになりうる。さらなる脱硫プロセスの向上を目指して還元剤を尿素としてACF上に高分散担時した反応が有効であることを見いだした。
NOとの反応によるアンモニアの除去が可能であることを明らかにした。
活性炭素繊維によるダイオキシンの捕捉については多くの報告があるが、その後処理が大きな課題である。ACF上に捕捉し、400℃付近の熱処理で無害化できることを明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] I.Mochida 他: "Mesophase Structure and Properties of Liquid Crystalline Mesophase Pitch and Its Transformation into Carbon Fiber"The Chemical Record. Vol.2. 81-101 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Shirahama 他: "Mechanistic study on adsorption and reduction of N02 over activated carbon fibers"Carbon. Vol.40. 2605-2611 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tsuji 他: "Effects of Microwave Absorbents in NO Removal by Microwave Discharge of NO/Ar Mixture at Atmospheric Pressure"Chemistry Letters. Vol.3. 338-339 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "Catalytic activity of pitch-based activated carbon fiber of large surface area heat-treated at high temperature and its regeneration for NO-NH_3 reaction at ambient temperatures"Fuel. Vol.80. 2227-2233 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "Removal of SOx and NOx over Activated Carbon Fibers"Carbon. Vol.38. 227-239 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "NO Oxidation over Activated Carbon Fiber (ACF). Part 1.Extended Kinetics over a Pitch Based ACF of Very Large Surface Area"Fuel. Vol.79. 1713-1723 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Mochida, S. H. Yoon, Y. Korai: "Mesophase Structure and Properties of Liquid Crystalline Mesophase Pitch and Its Transformation into Carbon Fiber"The Chemical Record. 2. 81-101 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Shirahama, S. H. Moon, K. H. Choi, T. Enjoji, S. Kawano, Y. Korai, M. Tanoura, I. Mochida: "Mechanistic study on adsorption and reduction of NO_2 over activated carbon fibers"Carbon. 40. 2605-2611 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Tsuji, K. Nakano, J. Kumagae, T. Tsuji, S. H. Yoon, Y. Korai, I. Mochida: "Effects of Microwave Absorbents in NO Removal by Microwave Discharge of NO/Ar Mixture at Atmospheric Pressure"Chemistry Letters. 3. 338-339 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Mochida, S. Kawano, N. Shirahama, T. Enjoji, S. H. Moon, K. Sakanishi, Y. Korai, A. Yasutake, M. Yoshikawa: "Catalytic activity of pitch-based activated carbon fiber of large surface area heat-treated at high temperature and its regeneration for NO-NH_3 reaction at ambient temperatures"Fuel. 80. 2227-2233 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Mochida, Y. Korai, M. Shirahama, S. Kawano, T. Hada, Y. Seo, M. Yoshikawa, A. Yasutake: "Removal of SOx and NOx over Activated Carbon Fibers"Carbon. 38. 227-239 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Mochida, N. Shirahama, S. Kawano, Y. Korai, A. Yasutake, M. Tanoura, S. Fujii, M. Yoshikawa: "NO Oxidation over Activated Carbon Fiber (ACF). Part 1. Extended Kinetics over a Pitch Based ACF of Very Large Surface Area"Fuel. 79. 1713-1723 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "Mesosopic Structure and Properties of Liquid Crystalline Mesophase Pitch and Its Transformation into Carbon Fiber"The Chemical Record. Vol.2. 81-101 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yang 他: "Recovery of Stacking Height of Mesophase Pitch Fiber by Solid-Phase Annealing"Chemistry Letters. Vol.6. 574-575 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tsuji 他: "Effects of Microwave Absorbents in NO Removal by Microwave Discharge of NO/Ar Mixture at Atmospheric Pressure"Chemistry Letters. Vol.3. 338-339 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] W.Qiao 他: "Preparation of an activated carbon artifact : oxidative modification of coconut shell-based carbon to improve the stength"Carbon. Vol.40. 351-358 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "Anodic performance and insertion mechanism of hard carbons prepared from synthetic isotropic pitches"Carbon. 39. 399-410 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "Mesoscopic Texture at the Skin Area of Mesophase Pitch-Based Carbon Fiber"Carbon. 38. 805-815 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "NO Oxidation over Activated Carbon Fiber (ACF). Part1. Extended Kinetics over Pitch Based ACF of Very Large Surface Area"Fuel. 79. 1713-1723 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "Removal of SOx and NOx over activated carbon fibers"Carbon. 38. 227-239 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "NO Oxidation over Activated Carbon Fiber (ACF). Part 1. Extended Kinetics over a Pitch Based ACF of Very Large Surface Area"Fuel. 79. 1713-1723 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mochida 他: "Removal of SOx and NOx over activated carbon fibers"Carbon. 38. 227-239 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 持田 勲: "活性炭素繊維を用いる大気汚染"ケミカルエンジニアリング. 43・10. 27-31 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mochida: "NO Oxidation over Activated Carbon Fiber(ACF)(l)Extended Kinetics over A Pitch Based ACF of Large Surface Area"Fuel. (発表予定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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