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塩素原子で表面修飾した炭素質物質を用いる安価な水銀蒸気除去システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19865
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

坪内 直人  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90333898)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード環境技術 / 環境対応 / 有害化学物質 / 表面・界面物性
研究成果の概要

鉄鉱石の加熱時におけるHgの脱離挙動を主に調べる一方、Hg除去剤の開発に取り組んだ。空気中の加熱では、Hgの放出は主に100~400℃で起こり、250~700℃には幾つかの脱離ピークが現れ、その温度域や強度は鉄鉱石の種類に依存した。また、金属水銀の放出量は、多くの場合、全Hg放出量に比べ小さく、脱離挙動も大きく異なった。この結果は、鉄鉱石中のHgの存在形態は少なくとも2種類以上あることを指摘する。次に、もみ殻由来の塩素ドープ炭素質物質のHg吸着能を調べたところ、140℃で40 ppb 金属水銀/Heを流通させると、塩素なしでは初期に性能が劣化したが、塩素ありでは40 h後も性能が維持された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた成果は、鉄鋼業での鉄鉱石焼結・石炭乾留のみならず環境問題として顕在化しつつある石炭燃焼や廃棄物焼却からのHgの排出制御法の開発に直結するので、その社会的意義は極めて大きく、また、処理施設の高性能化や循環型社会の形成にも大いに貢献できると期待される。くわえて、開発したClドープ炭素質物質は簡便な手法で容易に調製できるので、排煙処理設備が不充分な国(主に発展途上国)での製鉄産業や発電メーカーなどに適用可能な低コスト型Hg除去法に発展する可能性があり、波及効果も大きいと考えられる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Release Behavior of Mercury during Iron Ore Sintering Process2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi, Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki
    • 雑誌名

      Abstracts of Papers of the American Chemical Society

      巻: 258

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Mercury during Iron Ore Sintering2019

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki, Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Abstracts of the 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress

      巻: 18

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic Behavior of Mercury Release during Coal Carbonization and Iron Ore Sintering2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi, Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki
    • 雑誌名

      Abstracts of Papers of the American Chemical Society

      巻: 257

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Release Behavior of Mercury during Heat Treatment of Coal and Iron Ore2019

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud、望月友貴、坪内直人
    • 雑誌名

      第19回北海道エネルギー資源環境研究発表会論文集

      巻: 19 ページ: 53-54

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Production of Activated Carbon from Peat with Natural Soda Ash and Effect of Nitrogen Addition on the Development of Surface Area2018

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi, Megumi Nishio, Yuji Shinohara, Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology

      巻: 176 ページ: 76-84

    • DOI

      10.1016/j.fuproc.2018.03.014

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of High-Surface-Area Activated Carbon from Peat by Chemical Activation with Natural Soda Ash2018

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud, Megumi Nishio, Yuji Shinohara, Yuuki Mochizuki, Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th Japan-China Symposium on Coal and C1 Chemistry

      巻: 14

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mercury Release during Coal Carbonization and Iron Ore Sintering2018

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki, Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2nd Australia-Japan Symposium on Carbon Resource Utilization

      巻: 2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉱石の熱処理過程における水銀の放出2018

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud、望月友貴、坪内直人
    • 雑誌名

      日本鉄鋼協会第176回秋季講演大会第48回学生ポスターセッション発表論文集

      巻: 48 ページ: 32-32

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Release Behavior of Mercury during Iron Ore Sintering Process2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi, Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki
    • 学会等名
      The 258th American Chemical Society National Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution of Mercury during Iron Ore Sintering2019

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki, Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      The 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄鉱石焼結時における水銀の脱離挙動2019

    • 著者名/発表者名
      望月友貴、Javzandolgor Bud、坪内直人
    • 学会等名
      第9回エネルギー・マテリアル融合領域シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Behavior of Mercury Release during Coal Carbonization and Iron Ore Sintering2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi, Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki
    • 学会等名
      The 257th American Chemical Society National Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Release Behavior of Mercury during Heat Treatment of Coal and Iron Ore2019

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud、望月友貴、坪内直人
    • 学会等名
      第19回北海道エネルギー資源環境研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Production of High-Surface-Area Activated Carbon from Peat by Chemical Activation with Natural Soda Ash2018

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud, Megumi Nishio, Yuji Shinohara, Yuuki Mochizuki, Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      The 14th Japan-China Symposium on Coal and C1 Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mercury Release during Coal Carbonization and Iron Ore Sintering2018

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki, Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      The 2nd Australia-Japan Symposium on Carbon Resource Utilization
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Release Behavior of Mercury during Heat Treatment of Coal and Iron Ore2018

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud, Yuuki Mochizuki, Naoto Tsubouchi
    • 学会等名
      JIE Hokkaido Branch Seminar on Clean Coal Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉄鉱石の熱処理過程における水銀の放出2018

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud、望月友貴、坪内直人
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第176回秋季講演大会第48回学生ポスターセッション
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 石炭の乾留および鉄鉱石の焼結過程における水銀の脱離挙動2018

    • 著者名/発表者名
      Javzandolgor Bud、望月友貴、坪内直人
    • 学会等名
      第8エネルギー・マテリアル融合領域シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] エネルギー変換システム設計研究室ホームページ

    • URL

      https://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/carem/lcec/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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