| 研究概要 |
石炭燃焼時の有害ヘテロ元素の排出を抑制するためには、ヘテロ元素の存在形態、加熱時の化学変換挙動などの理解に基づく排出抑制策を考える必要がある。本研究では硫黄酸化物ならびに有害微量元素の排出挙動を対象に基礎研究を行い、排出抑制方法を提案することを目的とした。共通する手法は、ヘテロ元素の排出を安価な石灰の利用により抑制しようというものである。1)石炭へ石灰のスラリーを添加する簡便な手法による高効率脱硫、2)生石灰を利用した化学的脱灰法による鉱物および微量元素の一括除去、3)石炭燃焼時の微量金属の排出抑制のための手法等の開発牟具体的な目的とした。それぞれの概要は以下の通りである。
1)水和カルシウムを石炭に直接担持することで、石灰石と物理混合して燃焼するときよりもはるかに効率よく硫黄発生量を抑制できた。石炭/石灰水スラリーに超音波照射しながらカルシウムを石炭に担持させることで、脱硫効率がさらに向上した。
2)比較的安価な化学的脱灰法である石灰と石炭の水熱処理により、B, F, Cd, Asなどの微量金属を約70%除去することができた。本処理による微量金属の除去率は、鉱物の除去率に比べて低かったが、これは有機物と共存する微量金属が多いためであることが判明した。
3)微量金属の存在形態を明らかにするために、石炭種、加熱条件、浸出液を組み合わせた包括的研究を行った。As, Cr, Seが黄鉄鉱および有機物と共存する元素である等のこれまでにない知見を数多く得ることができた。石炭だけでなくチャーや石炭灰を塩酸、硝酸で浸出することで存在形態を解明するための新手法を開発した。Pb, Zn, Asは1100℃まで加熱すると揮発するが、その揮発挙動は昇温速度に依存するという知見を見出した。高温域で炭素が残存しているか否かで大きな違いがあるためである。Asの反応挙動の理解を通じて、灰によるAsの捕捉方法を提案した。
|
