高揮発性石炭のガス化と硫黄の挙動に関する研究

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本研究は, 石炭を比較的容易に分離生成する発揮性成分と残留する反応性に富むチャーとに分離し, それぞれに適した処理を施して有用成分を得ようとする研究の一環である. 今年度は, 各種粘土層間化合物の合成と, それらを触媒とする揮発性成分の改質反応, 及び, ガス流通型固定層反応器による硫黄含有量の異なる石炭の水素化熱分解における形態別硫黄の挙動, 並びに粒子落下型迅速熱分解装置における生成物の分布, 硫黄の挙動について検討した.(1)粘土層間化合物の調製 アルミナまたはチタニアで架橋したモンモリロナイト層間化合物を調製して触媒担体とし, これにNi, La, Ce等の金属を担持し, その調製条件並びに生成物の基礎物性の検討を行った.(2)低温揮発成分の接触分解・改質反応 常圧流通型熱天秤を用い, 新夕張炭で大同炭につき, 常温から600°Cまで接触改質反応を行い, H_2中でのメタン化活性は, Niを担持したものが著しく大きいことを確認した. また, Ni担持触媒はもちろんTi-RILC触媒でも, タール分の中間生成物への改質反応が顕著に起こっていることが認められ, 層間架橋体と担持金属との二元的機能の面から興味ある結果が得られた.(3)加圧水素化熱分解における形態別硫黄の動的挙動 無機及び有機硫黄含有量並びに石炭組織成分の異なる米国炭5種をガス流通型固定層反応器を用いて水素気流中30kg/cm^2, 処理温度500°Cにて分解し, 形態別硫黄分布の変化を調べ, その非等温シュミレーション等を行った結果, 有機硫黄の固相から気相への放出速度の割合は, 内部表面積の変化及びExinite含有量が大きいほど増大することがわかった. (4)粘結炭及び非粘結炭の急速水素化熱分解 三池炭は非粘結炭(昨年度データ)に比べ反応性が大きく, かつ, タール収率は低くガス収率が高いことがわかり, また有機硫黄は効果的に気相へ放出されるという結果が得られた.