CO_2回収型石炭燃焼の高度化と各種汚染物質の同時低減に関する基礎学理構築

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246035
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岡崎 健 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20124729)
• 研究分担者: 伏信 一慶 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (50280996) ; 奥村 幸彦 舞鶴工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (80262971) ; 渡部 弘達 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40551825)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 二酸化炭素 / 低炭素 / 燃焼 / 石炭

研究概要

CO_2回収型石炭燃焼の超クリーンと高効率を同時に実現するための基礎学理を構築した. CO_2回収型石炭燃焼(O_2/CO_2石炭燃焼)に特徴的な高濃度CO_2を低NO_x燃焼に活用するための条件を明らかにし, O_2/CO_2燃焼のNO_x転換率を,空気燃焼よりも, 40%程度低減することに成功した.さらに,高濃度CO_2下では,熱分解中に固体燃料中の灰分とCO_2が反応し,灰付着やガス化に影響を及ぼす可能性のある炭酸塩が生成されていることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Study on the N2O formation under low temperature condition in pulverized biomass combustion (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Hirotatsu Watanabe, Ken Okazaki
  • 雑誌名: J. Thermal Science and Technology 巻: Vol.7 ページ: 75-89
• [雑誌論文] Effect of CO_2 reactivity formation and reduction mechanisms in O_2/CO_2 combustion (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Takashi Marumo, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Energy & Fuels 巻: Vol.26 ページ: 938-951
• [雑誌論文] NO_x formation and reduction mechanisms in staged O_2/CO_2 combustion (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Jun-ichiro Yamamoto, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Combustion and Flame 巻: Vol.158 ページ: 1255-1263
• [雑誌論文] 元素比による石炭の熱分解収率および熱分解生成物の予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦, 岡崎健
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 巻: Vol.89 ページ: 364-372
• [学会発表] Prediction of Pyrolysis Products and Yields from Brown to Semi-Anthracite Coals by Using Elemental Composition (2012)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Hirotatsu Watanabe, Ken Okazaki
  • 学会等名: Proceedings of the Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference
  • 発表場所: Incheon
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] 石炭の揮発成分および揮発分収率の簡易予測方法-褐炭から半無煙炭まで- (2011)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦,渡部弘達,岡崎健
  • 学会等名: 第49回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] CO_2回収型燃焼における固体燃料の熱分解プロセスの解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡部弘達,下村聖実,荒井郁也, Dejudom Kiatpanachart,岡崎健
  • 学会等名: 第49回燃焼シンポジウム講演
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] エネルギーの基盤を支える燃焼プロセスとCO2削減 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡部弘達
  • 学会等名: GCOEプログラム分子系高次構造体化学国際教育研究拠点シンポジウム2011(招待講演)
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-11-19
• [学会発表] 微粉炭燃焼におけるN_2O生成に及ぼすSlow Volatileの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦,渡部弘達,岡崎健
  • 学会等名: 第48回石炭科学会議
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] The effect of CO_2reactivity on NO_x reduction in O_2/CO_2 combustion (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Takashi Marumo, Jun-ichiro Yamamoto
  • 学会等名: 2nd Oxy-fuel Combustion
  • 発表場所: Queensland
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] O_2/CO_2石炭燃焼における窒素化合物生成メカニズムと極低NO_x化への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒井郁也, Dejudom Kiatpanachart,丸毛孝,渡部弘達,岡崎健
  • 学会等名: 日本機械学会2011年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 燃料過濃条件下のO_2/CO_2石炭燃焼におけるCO_2の反応性の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡部弘達,丸毛孝,岡崎健
  • 学会等名: 第20回日本エネルギー学会大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-08-09
• [学会発表] THE CHARACTERISTICS OF RECYCLED-NO REDUCTION IN O_2/CO_2 COAL COMBUSTION (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Marumo, Jun-ichiro Yamamoto, Hirotatsu Watanabe, Ken Okazaki
  • 学会等名: Proceedings of ASME/JSME 2011 8th Thermal Engineering Joint Conference
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] NO REDUCTION MECHANISM PECULIAR TO O_2/CO_2 COAL COMBUSTION CHARACTERIZED BY HIGH CO_2 CONCENTRATION (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirotatsu Watanabe, Takashi Marumo, Jun-ichiro Yamamoto, Ken Okazaki
  • 学会等名: Proceedings of ASME/JSME 2011 8th Thermal Engineering Joint Conference
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] EFFECTS OF HETEROGENEOUS REACTION AND SLOW/RAPID VOLATILIZATION PROCESS ON N2O FORMATION DURING THE COMBUSTION OF PULVERIZED BIOMASS (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko OKUMURA, Hirotatsu WATANABE, Ken OKAZAKI
  • 学会等名: Proceedings of ASME/JSME 2011 8th Thermal Engineering Joint Conference
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] 石炭酸素燃焼における再循環NO_xの還元メカニズムの解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸毛孝,山本潤一郎,渡部弘達,岡崎健
  • 学会等名: 第48回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] バイオマス低温燃焼場におけるN_2O生成に及ぼす揮発分放出速度の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦,渡部弘達,岡崎健
  • 学会等名: 第48回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] 石炭酸素燃焼におけるNO_x生成および還元メカニズムの解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡部弘達,山本潤一郎,丸毛孝,岡崎健
  • 学会等名: 第47回石炭科学会議
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] 石炭酸素燃焼と空気燃焼における二段燃焼によるNOx低減効果の比較 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡部弘達,山本潤一郎,岡崎健
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] バイオマス低温燃焼における亜酸化窒素の生成特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦,岡崎健
  • 学会等名: 第19回日本エネルギー学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] 石炭酸素燃焼におけるNO_x生成に及ぼすCO_2濃度の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸毛孝,山本潤一郎,渡部弘達,岡崎健
  • 学会等名: 第47回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 石炭酸素燃焼の循環ガス混合過程におけるNO_x低減効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本潤一郎,丸毛孝,渡部弘達,岡崎健
  • 学会等名: 化学工学会第75年会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 石炭酸素燃焼における炉内局所条件制御による極低NO_x化の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本潤一郎,丸毛孝,渡部弘達,岡崎健
  • 学会等名: 第47回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-12-04
• [備考]
  • URL: http://www.mech.titech.ac.jp/~epl