| 研究概要 |
燃焼プロセスにより放出される排ガスにはHClガスに代表される有害ガスや微量重金属が含まれており、環境破壊、人体への悪影響およびプラント内の腐食等の点から排出抑制技術が求められている。石炭や廃棄物燃焼排ガス中には灰として各種の無機化合物が含有され、塩素や微量重金属はそれらのものと結合した化合物として飛散していることが確認されている。本研究では、燃料中に添加石灰石を含む燃焼を想定し、模擬排ガスまたは金属水溶液噴霧を利用した連続供給によるガス流通式固定層試験装置を用いて、石灰石による脱塩酸反応特性および粘土鉱物によるCd捕捉特性について検討した。その結果、脱塩酸反応では、石灰石(CaO)はCaCl_2の融点772℃に近い750℃付近ではCaCl_2の融解により脱塩酸効率が急激に低下すること、石灰石(CaO)の粒径は脱塩酸効率に対して反応温度により異なる効果を示すこと、SO_2ガスの存在により石灰石(CaO)による脱塩酸効率は低下すること、反応により捕捉されても水蒸気が存在すると再放出してしまうことを定量的に確認した。Cdを対象とした粘土鉱物による捕捉実験では、材料試験の結果Cd捕捉に対してkaoliniteが最良の効果を示し、kaoliniteによるCd捕捉実験では、600℃、800℃の温度領域において捕捉効率が持続されること、捕捉効率は捕捉剤粒子の粒径に依存し小さい程捕捉効率は向上するが固定層において粒子が粘性を持つ粒径範囲では捕捉効率は低下することを確認した。また、硫黄が含まれる場合にkaolinite表面から20μm深さ反応が進行していることを走査型電子顕微鏡から明らかにした。硫黄とCdの存在量が比例することから,CdSの形である程度の粒子内部でも存在していると判断される。以上の結果に基づき,有害微量元素の選択的回収の可能性は確認できたので,石灰石やカオリナイト等の鉱物を集塵装置前の高温排ガス中に吹き込むなどの具体的方法やプロセス構成の検討を行った。
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