副生灰分をセメント材とする石炭効率ガス化プロセスの開発

本年度の研究成果の概要は以下のとおりである。(1)石灰石を添加したガス化スラグのセメント材評価に関する研究本年度は、実験室規模のガス化炉から排出されたスラグについて、セメント評価試験(水和反応性、強度試験等)を行った。前年度の模擬スラグの結果と同様、CaOを30wt%以上含むスラグの水和反応性は、高炉スラグとほぼ同等の性能を示すこと、ポルトランドセメントをスラグに対して70wt%添加した混合セメントとした場合には、JIS規格の約1.3倍の強度となること、等を明らかにした。(2)石灰石添加によるスラグ融点降下に関する研究石灰石を添加した場合の灰分の融点について熱力学的検討を行い、Gibbsの自由エネルギー最小という固液共存の安定条件下で鉱物組成の融点、即ち共晶点の推定を行った。融点の実測値と計算値について、各種石炭について両者の傾向、融点ともかなりよく一致し、灰分の鉱物組成とガス化温度を指定すれば、炉内におけるスラグの鉱物組成及び融点をかなりの精度で推定することができるようになった。また、石炭灰の見かけの溶融速度は、CaOスラックスの添加量により異なり、約30wt%で最小となることが見いだされた。(3)石炭マセラルの反応性に関する研究脱灰石炭をビトリニットAおよびB、エグジニット、イナーチニットに分離した後、850℃の低温下で各マセラルの反応性を検討し、反応速度定数および反応次数を各マセラルの割合で示した反応速度式を導いた。

本年度の研究成果の概要は以下のとおりである。(1)石灰石を添加したガス化スラグのセメント材評価に関する研究本年度は、実験室規模のガス化炉から排出されたスラグについて、セメント評価試験(水和反応性、強度試験等)を行った。前年度の模擬スラグの結果と同様、CaOを30wt%以上含むスラグの水和反応性は、高炉スラグとほぼ同等の性能を示すこと、ポルトランドセメントをスラグに対して70wt%添加した混合セメントとした場合には、JIS規格の約1.3倍の強度となること、等を明らかにした。(2)石灰石添加によるスラグ融点降下に関する研究石灰石を添加した場合の灰分の融点について熱力学的検討を行い、Gibbsの自由エネルギー最小という固液共存の安定条件下で鉱物組成の融点、即ち共晶点の推定を行った。融点の実測値と計算値について、各種石炭について両者の傾向、融点ともかなりよく一致し、灰分の鉱物組成とガス化温度を指定すれば、炉内におけるスラグの鉱物組成及び融点をかなりの精度で推定することができるようになった。また、石炭灰の見かけの溶融速度は、CaOスラックスの添加量により異なり、約30wt%で最小となることが見いだされた。(3)石炭マセラルの反応性に関する研究脱灰石炭をビトリニットAおよびB、エグジニット、イナーチニットに分離した後、850℃の低温下で各マセラルの反応性を検討し、反応速度定数および反応次数を各マセラルの割合で示した反応速度式を導いた。