| 研究課題/領域番号 |
18360362
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
葛西 栄輝 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50134044)
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| 研究分担者 |
林 直人 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90396531)
村上 太一 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80374966)
川本 克也 独立行政法人国立環境研究所, 循環型社会形成推進・廃棄物研究センター, 室長 (50257325)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
16,800千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 1,500千円)
2007年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2006年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
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| キーワード | 有機系廃棄物 / 熱分解ガス / ガス改質反応 / 酸化鉄還元反応 / コンポジット構造 |
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| 研究概要 |
酸化鉄と炭素および炭化水素系固体還元材からなるコンポジット粒子の最適構造を把握し、反応過程の粒子内温度差を制御することによる熱分解生成ガスの還元への効率的利用とガス改質反応促進の同時達成を目的とした実験的検討を行い、以下のような結果を得た。
1.有機系廃棄物の熱分解により生成するガス種の定量化
酸化鉄との共存時の等速加熱での挙動を明らかにするため、モデル有機系廃棄物(MDPEを採用した)と酸化鉄粉(ヘマタイト試薬、鉄鉱石粉等)の複合試料を使用した1423Kまでの加熱実験中のガス分析、反応中断試料の組織観察および成分分析を行い、有機物の熱分解と発生ガスの酸化鉄還元への寄与率を定量化した。
2.コンポジット構造設計と熱分解・還元実験
有機化合物の濃度分布を持つ2層構造コンポジット試料の熱分解・還元実験を行った。発生ガス組成分析および試料重量変化測定結果に基づき、有機物熱分解速度、酸化鉄還元速度、最終還元率を定量化した。発生ガス組成およびコンポジットの構成組織変化より、コンポジット粒子の還元メカニズムを詳細に検討した。
3.多種複合廃棄物の高度利用を可能とする製鉄プロセスの検討
有機系固体還元材をより高効率に酸化鉄の還元利用するため、コンポジット構造の複合化について検討した。その結果、内層部にプラスチックを偏在させ、かつ外層部にも少量のプラスチックを添加する構造において還元反応への発生ガスの利用率が大きく向上することを見いだした。このような構造を持つ原料は、現在、製鉄ダストやミルスケールなどのリサイクル処理に利用されている回転炉床法や移動層法に適用可能であり、還元材選択の自由度向上が期待できる。
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