環境汚染物質の防除機能を兼ね備えたバイオコールの燃焼および環境汚染物質生成特性

具有环境污染物治理功能的生物煤燃烧及环境污染物生成特性

• 批准号: 06750792
• 负责人: 成瀬 一郎
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750792/
• 关键词: 石炭燃焼; 脱硫; 酸性雨; バイオコール; 窒素酸化物; 硫黄酸化物; 石灰石; 環境汚染物質

石炭と植物質(バイオマス)を混合・高圧成形した複合燃料であるバイオコールに着目し、その燃焼特性および環境汚染物質の生成・消滅特性を実験的に解明した。実験は、まず、バイオコールの熱物性、工業および元素分析、比表面積測定、表面および断面構造観察を行った上で、バッチ式電気加熱炉を用い、燃焼特性ならびに環境汚染物質生成特性に及ぼす炭種、バイオマスの種類、炉壁温度などの影響を詳細に検討した。燃焼特性に関しては、燃焼時の質量変化とともに燃焼過程中のバイオコールの粒子構造変化から燃焼過程をモデル化した。一方環境汚染物質生成特性に関しては、NOおよびSO_2濃度の経時変化を測定した。さらに、このバイオコールに自己脱硫機能を持たせるため、脱硫剤として石灰石を混入することによって、燃焼時に生成するSO_2の防除機能を付加したバイオコールも試作し、燃焼時のSO_2の低減特性を明らかにした。結果として、炭種ならびにバイオマス種を変化させても基本的な燃焼特性は変化せず、燃焼初期にバイオマスの燃焼と石炭中の揮発分燃焼が生じ、その後、残存固定炭素の燃焼が生じる。燃焼過程中の質量変化特性より、本実験条件下においてバイオコールは化学反応律速で燃焼が進行する。一方、バイオコール燃焼時の環境汚染物質の生成特性、とりわけNOおよびSO_2の生成特性に関しては、炭種に依存はするがバイオマスを添加してもその排出総量に変化は認められない。また、揮発分燃焼時にNOおよびSO_2とも急激に生成される。バイオマス添加の影響は、揮発分燃焼初期の粒子温度上昇により、その期間にNOおよびSO_2濃度が若干増加する。自己脱硫機能を付加したバイオコールを燃焼させたところ、揮発分燃焼期間では石灰石の焼成反応が生じる時間遅れ分脱硫性能は劣るが、その後は石灰石による脱硫反応によりSO_2濃度は減少する。

The characteristics of combustion and generation and elimination of environmental pollutants are explained in detail. The effects of thermal properties, industrial and elemental analysis, specific surface area measurement, surface and cross-section structure inspection, operation, combustion characteristics, generation characteristics of environmental pollutants, carbon species and furnace wall temperature are discussed in detail. Combustion characteristics are related to mass change during combustion and particle structure change during combustion. The production characteristics of environmental pollutants are related to the determination of NO and SO_2 concentrations. In addition, SO_2 reduction characteristics during combustion are clearly demonstrated. The results show that the basic combustion characteristics of carbon species change, the combustion of carbon species in the early stage of combustion occurs, and the combustion of residual fixed carbon occurs after combustion. The quality change characteristics of combustion process, the chemical reaction rate and combustion progress under the present conditions On the one hand, the characteristics of NO and SO_2 generation during combustion are related to carbon species dependence, and the emission characteristics are related to carbon species dependence. NO and SO_2 are produced during combustion. The effect of additive on NO and SO_2 concentration increases during the initial combustion period. Self-desulfurization function is improved, combustion time is increased, desulfurization performance is decreased, and SO2 concentration is decreased.

项目成果

山本 康之: "微粉炭燃焼場での石炭の着火特性とその機構" 日本機械学会論文集(B編). 60. 649-655 (1994)

Yasuyuki Yamamoto：“煤粉燃烧场中煤的着火特性及其机理”日本机械工程学会会刊（B版）60。649-655（1994年）。

Ichiro Naruse: "Gas Exchange between the Bubble and Emulsion Phases during Bubbling Fluidized Bed Coal Combustio Elucidated by Conditional Gas Sampling" Proc.of the 25th Symp.(Intl.)on Combustion. (印刷中). (1994)

Ichiro Naruse：“通过条件气体采样阐明鼓泡流化床煤燃烧过程中的气泡和乳液相之间的气体交换”第 25 届 Symp.（国际）燃烧报告（1994 年）。

倉本浩司: "チャー燃焼場におけるN_2O生成特性" 化学工学論文集. 20. 482-488 (1994)

Koji Kuramoto：“焦炭燃烧场中的 N_2O 生产特性”《化学工程杂志》20. 482-488 (1994)。

外山哲也: "バイオコールの燃焼特性とそれに伴う環境汚染物質生成特性" 化学工学会第60年会講演要旨集. (印刷中). (1995)

Tetsuya Toyama：“生物煤燃烧特性和相关环境污染物产生特性”化学工程师学会第 60 届年会摘要（1995 年）。