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2016 年度 実施状況報告書

石炭燃焼に伴う微量有害金属のPM2.5への濃縮・凝縮機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26420163
研究機関舞鶴工業高等専門学校

研究代表者

奥村 幸彦  舞鶴工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (80262971)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード粒子状浮遊物質 / PM2.5 / 石炭燃焼 / 揮発分 / 多環芳香族 / 炭種 / 昇温速度 / 環境負荷低減
研究実績の概要

微粉炭燃焼からのPMの生成には,揮発分中の多環芳香族炭化水素(PAHs)を起源とする経路が存在する.石炭燃焼あるいは石炭ガス化において,PAHsの主成分および収率を把握することはPM2.5の生成特性を知るために重要である.そこで今年度は、PAHsの成分および収率の予測法を構築するために,GC-MS等を用いて,PAHs生成に及ぼす昇温速度の影響,さらにPAHs生成に及ぼす炭種の影響を明らかにした.以下に実験により得られた結果を示す.
(1) 昇温速度の増加に伴いタール液分の収率が増加し,急速昇温時のタールはより多環の構造になる. (2) 3環以上の多環芳香族の成分は,アセナフチレン,フェナントレン,フルオレン等であった.5環以上の成分では,ベンゾピレン,インデノピレン,ディベンゾアントラセン等の成分が主として観測される.(3) 4環以上の多環芳香族炭化水素において,PAHs収率と原炭原子比(H/C)との相関はフェナントレン,アントラセンの液分以外には認められない.これは,PAHsのスート化とPM粒子化に起因すると考えられる.(4) 石炭燃焼の過濃域においてはピレンの多量発生が観測されており,これら多環芳香族成分の増加は,すす,癌化物質およびPMの発生につながっている.(5)上記の石炭研究に加えて,バイオマスの揮発分中の多環芳香族炭化水素(PAHs)を起源とするPMについても研究・調査した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

複雑な現象を含む揮発分由来のPM生成に関する研究が進んだため.(今年度)

今後の研究の推進方策

微粉炭燃焼からのPMの生成は,本報告内容に加えて,融点の低いNa, Kなどの無機物の蒸発・凝集から生成する経路がさらに存在する.今年度は揮発分中の多環芳香族炭化水素(PAHs)を起源とするPMの生成に着目したため,熱分解に限定した実験を行った.今後の課題は,融点の低いNa, Kなどについて,これら含有率の高いバイオマスも研究領域に入れて解明することである.

次年度使用額が生じた理由

物品購入が低く留まったため.

次年度使用額の使用計画

できるだけ、計画に基づいて予算を使い切る.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of heating rate and coal type on the yield of functional tar components2017

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Okumura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Combustion Institute

      巻: 36 ページ: 2075, 2082

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.proci.2016.09.020

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 熱分解タール成分およびPAH生成に及ぼす炭種の影響2016

    • 著者名/発表者名
      奥村 幸彦
    • 学会等名
      第54回燃焼シンポジウム (日本燃焼学会主催)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-11-23 – 2016-11-25
  • [学会発表] MECHANISM OF GASIFICATION RATE-ENHANCEMENT ELUCIDATED BY CROSS-SECTIONAL ANALYSIS OF CATALYST-SUPPORTING BIOCHARS2016

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Okumura
    • 学会等名
      4th International Forum on Heat Transfer
    • 発表場所
      Sendai International Center
    • 年月日
      2016-11-02 – 2016-11-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 高機能性タールの高収率化2016

    • 著者名/発表者名
      奥村 幸彦
    • 学会等名
      第53回石炭科学会議論文集(日本エネルギー学会主催)
    • 発表場所
      福山市生涯学習プラザ
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [学会発表] バイオマスの一次熱分解タール成分に及ぼす構成成分の影響2016

    • 著者名/発表者名
      奥村 幸彦
    • 学会等名
      第25回日本エネルギー学会大会(日本エネルギー学会主催)
    • 発表場所
      工学院大学
    • 年月日
      2016-08-09 – 2016-08-10
  • [学会発表] A high-yield method for producing functional coal-tar component for use in advanced chemical applications2016

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Okumura
    • 学会等名
      36th International Symposium on Combustion
    • 発表場所
      COEX, Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-05
    • 国際学会
  • [備考] 環境エネルギー工学研究室

    • URL

      http://www.maizuru-ct.ac.jp/control/okumura/index0.html

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公開日: 2018-01-16  

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