副生灰分をセメント材とする石炭効率ガス化プロセスの開発

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04203211
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 二宮 善彦 中部大学, 工学部, 助教授 (10164633)
• 研究分担者: 佐藤 厚 中部大学, 工学部, 教授 (40131164)
• キーワード: 石炭 / 石炭ガス化 / ガス化スラグ / スラグの有効利用 / フラックスにより灰分融点降下 / セメント混和材 / 気流層ガス化 / マセラル

研究概要

本年度の研究成果の概要は以下のとおりである。
(1)石灰石を添加したガス化スラグのセメント材評価に関する研究
本年度は、実験室規模のガス化炉から排出されたスラグについて、セメント評価試験(水和反応性、強度試験等)を行った。前年度の模擬スラグの結果と同様、CaOを30wt%以上含むスラグの水和反応性は、高炉スラグとほぼ同等の性能を示すこと、ポルトランドセメントをスラグに対して70wt%添加した混合セメントとした場合には、JIS規格の約1.3倍の強度となること、等を明らかにした。
(2)石灰石添加によるスラグ融点降下に関する研究
石灰石を添加した場合の灰分の融点について熱力学的検討を行い、Gibbsの自由エネルギー最小という固液共存の安定条件下で鉱物組成の融点、即ち共晶点の推定を行った。融点の実測値と計算値について、各種石炭について両者の傾向、融点ともかなりよく一致し、灰分の鉱物組成とガス化温度を指定すれば、炉内におけるスラグの鉱物組成及び融点をかなりの精度で推定することができるようになった。また、石炭灰の見かけの溶融速度は、CaOスラックスの添加量により異なり、約30wt%で最小となることが見いだされた。
(3)石炭マセラルの反応性に関する研究
脱灰石炭をビトリニットAおよびB、エグジニット、イナーチニットに分離した後、850℃の低温下で各マセラルの反応性を検討し、反応速度定数および反応次数を各マセラルの割合で示した反応速度式を導いた。

研究成果

• [文献書誌] 二宮,平戸,小原: "石炭高温ガス化炉から排出される石灰石添加スラグのセメント混和材利用に関する基礎研究" 日本エネルギー学会誌. 71. 181-188 (1992)
• [文献書誌] 二宮,林,平戸: "石炭単一粒子の高温ガス化反応における溶融灰分の影響" 日本エネルギー学会誌. 71. 272-277 (1992)
• [文献書誌] 西島,一色,林,二宮,平戸: "脱灰炭CO_2ガス化反応速度のマセラルによる統一的評価" 日本エネルギー学会誌. 71. 428-435 (1992)
• [文献書誌] 太田,出水,福長,二宮,平戸: "高温ガス化反応時の石炭粒子の状態観察" 日本エネルギー学会誌. 71. 1118-1124 (1992)
• [文献書誌] Ninomiya,Hirata,Sato: "POZZOLANIC REACTIVITY AND COMPRESSIVE STRENGTH OF GASIFIED COAL SLAG ADDED WITH LIMESTONE FLUX" 204th ACS National meeting.