CWM(石炭・水スラリー)燃料の燃焼性評価とアグロメ(凝集)機構について

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本年度は昨年度の補助金にて制作した落下式電気炉と自由落下液滴用の高加熱電気炉(設計温度1200℃)の両実験装置を使用して、CWMの実用化のために種々の条件の元で単一燃料液滴の燃焼実験を行った。1.落下式電気炉での急速加熱実験によると(1)CWM液滴の燃焼過程は水分の蒸発過程、揮発分の放出および有炎燃焼過程、チャー燃焼過程の4過程よりなる。すべての実験条件で供試CWMでは凝集は水分の蒸発過程で生じ、ミクロ爆発が生じることはない。(2)水分量と炉内酸素濃度の変化は着火送れと燃焼完了時間およびチャー燃焼温度に若干影響するが、上記の4過程を本質的に変えるものではない。(3)ミクロ爆発を生じさせるためには水分の蒸発過程でのアグロメ(凝集)を避ける必要がある。このために、アルコール、廃油、A重油、C重油などを適当量混入して燃料性状および燃焼状態の観察を行った。一般的に流動性の悪いものほどミクロ爆発が生じやすく、実用化に際し問題が生じる。A重油10〜15%にA重油用界面活性剤(エムゾール)を5%加えたCWMでは流動性もよく激しいミクロ爆発が生じ、実用化の可能性がある。2.自由落下液滴用の高加熱電気炉におけるCWM小液滴の燃焼実験は液滴落下装置にまだ問題があり、今後の課題として残っている。大きな液滴(2mm程度)での着火挙動は上記1とほぼ同じである。3.1に対する燃焼シミュレーションモデルが7割がた完成しており、燃焼性評価が可能となりつつある。また2に対しても検討を開始している。一方、放射熱線法による噴霧群一次元燃焼モデルも開発しつつあり、1,2の結果を利用して実用炉での予測に一歩近づけたい。