2012 Fiscal Year Annual Research Report
超高圧還元反応に基づく温室効果ガス排出極小化製鉄プロセス
| Project/Area Number |
23360331
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
葛西 栄輝 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50134044)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
|
| Keywords | 二酸化炭素排出削減 / 酸化鉄還元反応 / 高結晶水鉱石 / 複合原料粒子 |
|---|
| Research Abstract |
鉄鋼製造プロセスからの温室効果ガス排出量の大幅削減技術の開発、および近い将来予測される優良鉄鉱石の枯渇、還元材のバイオマスや褐炭へシフト等、資源性状の急激な変化に対応可能な合理的で新規な製鉄原理として、炭材と鉄鉱石の複合原料（コンポジット）粒子の超高圧還元プロセスを提案し、高圧還元実験装置を使用してコンポジット試料の還元挙動の詳細把握、得られたデータに基づく反応速度解析等を行っている。本年度は、特に下記の項目を実施した。
・各種炭材中揮発成分の熱分解反応に与える圧力の影響の定量
既存の特殊高圧雰囲気炉の排ガス系を改良し、試料を昇温しながら排出ガス組成（主としてCO,CO2,H2,H2O,CH4）を連続的に分析可能にした。炭材試料の等速昇温熱分解実験を広い雰囲気圧力範囲（0.1～3.0 MPa）において実施し、雰囲気圧力が揮発成分由来のガス発生に与える影響を明らかにした。500℃程度までは圧力の増加に伴いガス発生速度が低下した。
・ 超高圧（～100 気圧）条件での炭材－酸化鉄コンポジットの還元反応速度の定量解析
広い圧力範囲での炭材－酸化鉄コンポジットの還元反応速度の測定を行い、還元速度のデータベース化を行った。酸化鉄試料は、試薬ヘマタイト（Fe2O3）、主要な豪州系および南米系の鉄鉱石を、炭材はバイオマスチャー、石炭など還元性ガスが低温で揮発するものをそれぞれ選択し、これら原料の粒径（<0.1,0.1-0.25,0.25-0.5mm）、タブレット作製方法（単純混合および遊星ボールミルによる混合粉砕）の影響を調査した。また、そのメカニズムの検証を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
震災による装置の完全復旧が平成23年11月であったこと、および連続分析が可能となる改良が予想以上に困難であったこと、装置の移設、および装置の故障等のため、当初の予定よりもやや遅れている。しかし、その遅れは平成23年度当初よりは小さい。
|
| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である次年度において、本年度に取得できなかった条件（超高圧条件等）における炭材―酸化鉄コンポジットの還元速度のデータベース化及び速度解析を実施予定である。
|
