| 研究概要 |
中国などの発展途上国においては、自国で産出する高硫黄石炭や塩素などのハロゲンを含む石炭を燃料として燃焼させ、発電や熱源として使用することが多い。本研究では、石炭スラリー製造過程において石炭スラリーに脱硫・脱ハロゲン、高度脱灰などの機能を付加させ、燃焼サイドでは新たな脱硫・脱ハロゲン装置を設置しないでも容易に炉内脱硫および煙道脱硫、ならびに脱ハロゲンを実現できる新しい概念のクリーンな燃料の開発と、この脱硫剤が高温燃焼場での最適な脱硫条件を見いだすことを目的に行った。
石灰石粒子を添加した石炭の脱硫特性について検討した。実験には、3種類の中国炭(山東省YZHS炭、YZLS炭および山西省DT炭)を使用し、これらの石炭の硫黄含有率はYZHS炭が5.7wt%、DT炭が1.7wt%、YZLS炭が0,6%である。脱硫剤として、中国産石灰石(平均粒径10μm)をCa/S=1〜3の割合で添加したところ、上部電気炉温度1300℃、下部電気炉温度900℃における燃焼条件での脱硫率は56〜84%であった。DT炭が低くなった理由として、DT炭中に存在するExcludeのカオリナイト粒子と添加した石灰石が反応してCa Al Silicateに変化するためであることを確認した。
次に、DT炭の脱硫率を向上させるため、石炭に酢酸カルシウムを含浸させた燃料を提案し、燃焼実験を行った。脱硫率が低いDT炭に対しても、本方法によりCa/S=1,9で85%の脱硫率が達成されることを見出した。
脱硫剤を添加した石炭の熱分解および燃焼過程におけるSOxの生成量並びに石炭中鉱物と脱硫剤との反応を検討した。本研究で使用したYZHS炭の熱分解速度はDT炭に比べて2倍以上速く、熱分解時に放出された大量のSOxがチャー燃焼領域においてチャーに残存する脱硫剤によって吸収され、その結果SOxの生成量が減少することを明らかにした。
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