| 研究課題/領域番号 |
11218206
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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, 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, 工学研究科, 助手 (40263115)
河瀬 元明 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60231271)
前 一広 京都大学, 工学研究科, 教授 (70192325)
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| キーワード | 石炭 / 高温抽出 / クリーンコール / 溶剤リサイクル / 灰分 / 微量金属 / フラクション分離 |
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| 研究概要 |
これまでに我々が提案した流通型反応器を用いた石炭の高温抽出法について、抽出物中の有害な微量金属の分析と溶剤のリサイクルが抽出率および抽出物の性状に及ぼす影響について検討した。さらに得られた抽出物を様々な温度で抽出することにより、さらに細かいフラクションへの分離を試みた。
水銀やヒ素などの金属は、石炭中には非常に微量しか含まれていないが、非常に有害であるために、石炭の転換プロセスに伴う挙動を把握しておく必要がある。プラズマ発光分析装置を用いて、原炭および高温抽出で得られた生成物中の濃度を測定したところ、主要な灰分であるシリカや鉄分と同様残渣中にその多くが残留し、抽出物中にはあまり移行しない結果が得られた。
提案した高温抽出法において、使用する溶剤量を少なくすることは実用化の上で必要不可欠である。そのため、抽出で得られた溶解成分を含む溶剤のリサイクルを実施した。溶剤には石炭由来の成分が溶解しているため、石炭の溶解度が高くなり、抽出率が向上することがわかった。さらに得られた固体の析出物の灰分を測定したところ、純粋な溶剤で抽出した場合は2.5wt%含まれていたがリサイクルを行った場合は0.2wt%以下まで劇的に灰分量が減少することがわかった。
高温抽出法は、石炭を高温でも抽出されない成分と高温で抽出されるが室温で析出する成分、室温で溶解する成分に分離する手段でもある。本研究では、析出物を抽出温度以下の温度で多段階的に抽出することにより、石炭を室温での溶解成分と室温-150℃、150-250℃、250-350℃および350℃でも不溶な成分の5成分に分離することに成功した。これらの成分を質量分析計で分子量を分析したところ、高温の成分ほど分子量が大きく、分子量の違いで分離できていることがわかった。
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