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

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18681011
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 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, 助教 (90333898)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 石炭 / 熱分解 / 塩化水素 / 炭素活性サイト / 塩素化芳香族

研究概要

石炭利用時の塩素の化学の解明を目指し、熱分解時の塩素の形態変化と HCl の発生挙動を主に調べた結果、石炭中の無機塩化物の一部は 440°C 以下で HCl に転換され、440°C チャー表面には原炭に比べ多くの有機塩素が存在した。また、活性炭を500°C で HCl 処理すると塩素化芳香族が生成した。以上より、石炭の熱分解時に高温域で発生する HCl は、一旦脱離した HClと炭素活性サイトとの反応で形成された C-Cl 種由来であることが明らかとなり、その表面有機塩素は条件に依っては有害有機塩素化合物に変化すると推論された。

研究成果

• [雑誌論文] Functional Forms of the Fluorine and Carbon in Fly Ashes Recovered from Electrostatic Precipi- tators of Pulverized Coal-Fired Plants (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi, N.; Hayashi, H.; Kawashima, A.; Sato, M.; Suzuki, N.; Ohtsuka, Y
  • 雑誌名: Fuel 2009 (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Progress in Japan on Hot Gas Cleanup of Hydrogen Chloride, Hydrogen Sulfide and Ammonia in Coal-Derived Fuel Gas (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka, Y.; Tsubouchi, N.; Kikuchi, T.; Hashimoto, H
  • 雑誌名: Powder Technol 190 ページ: 340-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrogen Chemistry in Coal Pyrolysis : Catalytic Roles of Metal Cations in Secondary Reactions of Volatile Nitrogen and Char Nitrogen (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi, N.; Ohtsuka, Y
  • 雑誌名: Fuel Process. Technol 89 ページ: 379-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulfur Tolerance of an Inexpensive Limonite Catalyst for High Temperature Decomposition of Ammonia (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi, N.; Hashimoto, H.; Ohtsuka, Y
  • 雑誌名: Powder Technol 180 ページ: 184-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chlorine Chemistry in Coal Pyro- lysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi, N.; Ohtsuka, Y
  • 雑誌名: Proceedings of the 3rd International Symposium on Sus- tainable Materials Engineering 2008 3 ページ: 115-121
• [雑誌論文] Chlorine Functional Forms of Argonne Premium Coal Samples and the Changes with Water Washing and in Slow Heating Rate Pyrolysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi, N.; Saito, T.; Sato, M.; Suzuki, N.; Ohtsuka, Y
  • 雑誌名: Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem 52 ページ: 78-79
• [雑誌論文] Func- tional Forms of the Fluorine and Carbon in Fly Ashes Formed in Pulverized Coal Combustion (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsubouchi, N.; Hayashi, H.; Suzuki, N.; Ohtsuka, Y
  • 雑誌名: Proceedings of the 9th China- Japan Symposium on Coal and C1 Chemistry 9 ページ: 41-42
• [学会発表] 石炭中のフッ素のフライアッシュへの分配を支配する要因の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坪内直人, 林英和, 佐藤正秀, 鈴木昇, 大塚康夫
  • 学会等名: 廃棄物学会研究発表会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-11-21
• [学会発表] XPS 法を用いる石炭の熱分解時の塩素の形態変化に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坪内直人, 佐藤正秀, Frank E. Huggins, 大塚康夫
  • 学会等名: 石炭科学会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-10-10
• [学会発表] 石炭利用時の塩素の挙動: 塩化水素と金属ドープ炭素との低温反応と表面塩素種の生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川島彬之, 坪内直人, 大塚康夫
  • 学会等名: 石炭科学会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-10-10
• [学会発表] 電気炉製鋼工程におけるヘキサクロロベンゼンの生成機構 : 集塵ダスト中の炭素の化学状態と塩化水素による炭素の表面塩素化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪内直人, 橋本裕之, 大高典明, 川島彬之, 大塚康夫
  • 学会等名: 東北大学多元物質科学研究所発表会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] 石炭中のフッ素のフライアッシュへの分配に対する未燃炭素の役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪内直人, 大塚康夫
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会秋季講演大会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2007-09-19
• [学会発表] 昇温脱離/昇温酸化を用いたフライアッシュ中の未燃炭素の化学状態の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪内直人, 橋本晴美, 山田哲夫, 大塚康夫
  • 学会等名: 日本エネルギー学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-08-02
• [学会発表] 石炭の熱分解時における HCl の二次的反応: HCl と炭素物質とのモデル反応に関する研究 (2006)
  • 著者名/発表者名: 坪内直人, 佐藤正秀, 鈴木昇, 大塚康夫
  • 学会等名: 石炭科学会議
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2006-10-12
• [学会発表] フライアッシュ中のフッ素の化学形態と溶出挙動 (2006)
  • 著者名/発表者名: 坪内直人, 林英和, 橋本裕之, 大塚康夫
  • 学会等名: 化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2006-09-22
• [学会発表] 炭素物質と塩化水素との反応による表面塩素種の生成 (2006)
  • 著者名/発表者名: 坪内直人, 大塚康夫
  • 学会等名: 化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2006-09-22