| 研究課題/領域番号 |
10450304
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
三浦 孝一 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40111942)
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| 研究分担者 |
中川 浩行 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40263115)
前 一廣 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70192325)
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| キーワード | 石炭の低温改質 / 液相酸化 / 水素結合分布 / 架橋形成反応速度論 / 石炭のクリーン化 |
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| 研究概要 |
本研究では、廃熱レベルで石炭から不要物を除去し、転換プロセスで使いやすい石炭に創生し直す石炭改質プロセスの開発を目指し、(1)H_2O_2による液相酸化法の褐炭前処理法としての可能性の検討、(2)石炭の加熱に伴う架橋形成反応の速度解析法の開発、(3)改質炭を代替水素供与溶剤とする高効率液化の試み等について検討した。
まずH_2O_2酸化によって、石炭を一部開環して脂肪族リッチにできること、H_2O_2から多量の水素原子が導入できることを示し、ここで提案したH_2O_2酸化による褐炭の前処理は、低級脂肪酸を多量回収しながら固体を反応性に富んだ構造に変化できる高効率な前処理法になり得ることがわかった。
次に、提案法の褐炭のクリーン化技術としての可能性を、アルカリ蒸気飛散抑制と事前脱硫の観点から検討した結果、H_2O_2処理、Ca担持の組み合わせることで、熱分解・燃焼中のNa蒸気の生成を大幅に抑制するとともに、硫黄の発生も大きく抑制できることが示された。
また、提案法による改質が反応性に及ぼす影響を400℃までに起こる架橋形成の様子を6種類の反応で定量的に評価した結果、低度に改質した石炭では、導入された-COOH基の300℃の低温から架橋形成することがわかったが、改質を進めてCOOH基を低級脂肪酸として除去すれば、ほとんど架橋形成を起こさない反応性に富んだ石炭に創生できることを明らかにした。
最後に、改質炭の高効率利用法の一つとして、石炭と改質炭を混合し、改質炭を水素供与性溶剤として用いる新しい概念の液化法を提案し、その有効性を検討した結果、改質炭を添加することによって石炭の高濃度化と同時に不活性ガス雰囲気でも大きく液化収率が改善されることが示された。
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