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石炭燃焼場におけるNO_x生成をより一層、抑制するためには、石炭チャー中に含まれる窒素を窒素起源とするNO_xの生成を抑制することが重要である。また、より正確に燃焼場を理解するためには、生成したNOと石炭チャーの反応機構を詳しく調べる必要がある。
本研究ではNOとチャーの反応によるHCNの生成機構を明らかにするために、窒素を含まない樹脂チャーを用いてNOをその窒素起源としたHCNの生成機構を検討した。先ずNOがチャー中に取り込まれ、その取り込まれたNからHCN及びN_2が生成すること、チャー中のHの量によってHCNの生成量が変化することを明らかにした。一方、O_2が過剰に存在する系では、HCNはより低温で生成することが分かった。過渡応答法や昇温脱離法を用いた検討を行うことにより、NOとチャーの反応によってチャー表面上に生成した窒素含有化合物や、石炭チャーにもともと含まれているNが、O_2ガス化によって、不安定化することが明らかとなった。これがより低温でHCNが生成する理由の一つであると考えられる。
次に、微粉炭燃焼場を念頭に置き、1000℃以上の高温での石炭チャーO_2ガス化時のN_2とNOの生成挙動の検討を行った。石炭チャーのO_2ガス化ではNOと石炭チャーの反応がN_2/NO比に大きな影響を与えること、またガス化に伴う発熱によってチャー粒子温度が上昇することによってチャーからN_2が放出されることもN_2/NO比に影響があることを見いだした。
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