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2006 年度 実績報告書

高温プロセスで生成するハロゲン系汚染物質の分子レベルでの機構解明と制御法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18681011
研究機関東北大学

研究代表者

坪内 直人  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (90333898)

キーワード高温プロセス / de novo合成 / 残留性有害有機ハロゲン化合物 / 塩化水素 / フッ化水素 / 未燃炭素 / 炭素活性サイト
研究概要

本研究は、炭素物質の熱変換工程(熱分解・燃焼・ガス化)に係わるハロゲン化水素(HCl/HF)の発生速度を直接定量化するとともに、HCl/HFと炭素物質との反応をオンラインで解析して、炭素の表面構造に基づいた残留性有害有機ハロゲン化合物の生成機構と排出抑制原理を分子レベルで構築することを目的としている。
平成18年度は主に、多種類の石炭の熱分解実験を行い、HClを直接定量するとともに、熱分解直後のnascent char上にHClを流通して、生成する表面塩素種の構造解析に取り組んだ。その結果、以下の結論を得た。
1.800℃でのHClとchar-Clの収率は、各々、47〜95%と4〜52%で、HClは最大で95%に達し、このような塩素分布はC%とは無関係であった。
2.石炭から生成するHClの速度プロファイルの温度変化は炭種に著しく依存し、速度ピークは280、360、470、510、580℃に出現した。
3.HClを500℃で褐炭チャーや活性炭上に流通した時のHCl反応量は、両者では殆ど変わらず、これらの比表面積とは無関係であった。
4.500℃でHCl処理した褐炭チャーのCl 2p XPS測定を行うと、塩素化芳香族構造や無機塩化物に帰属されるピークが出現し、チャー中の炭素や鉱物質とHClとの反応が進行した。
5.HCl処理チャーの昇温脱離(TPD)実験によると、HClの一部は500〜850℃で脱離するものの、残りは固相中に留まり、残留塩素は無機物である可能性が強く示唆された。
以上より、500℃以上で発生するHClは、炭素と反応して有害有機塩素化合物前駆体に変化すると推論された。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2006

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] 石炭の熱分解時のHC1の二次的反応 : HC1と炭素物質のモデル反応に関する研究2006

    • 著者名/発表者名
      大高典明
    • 雑誌名

      第43回石炭科学会議発表論文集

      ページ: 101-102

  • [雑誌論文] 炭素物質と塩化水素の反応による表面塩素種の生成2006

    • 著者名/発表者名
      大高典明
    • 雑誌名

      平成18年度化学系学協会東北大会講演予稿集

      ページ: 75

  • [雑誌論文] Functional Forms of the Fluorine and Carbon in Fly Ashes Formed in Pulverized Coal Combustion2006

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsubouchi
    • 雑誌名

      Proceedings, The 9th China-Japan Symposium on Coal and C_1 Chemistry

      ページ: 41-42

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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