超微粒子ハイブリッド触媒を用いる石炭の低温クリーン燃焼に関する研究

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本研究は、燃焼時にSO_X,NO_Xに転化する石炭中の硫黄や窒素を2種類の超微粒子触媒存在下で同時除去する新しい燃焼プロセスを開発するための基礎研究として行った。特に燃焼前段で起こる熱分解過程における石炭中の窒素や硫黄の挙動を詳細に調べた。研究実績の概要を以下にまとめた。(1)石炭を混合した塩化鉄水溶液に水酸化カルシウムの粉末を加えて、鉄-カルシウム超微粒子を石炭に担持した。この際の溶液濃度、pHなどの条件と金属担持量の関係を検討し、最適条件を決定した。(2)熱分解時の窒素、硫黄の行方を検討するため、流動床反応器を用いて、超微粒子添加石炭の熱分解を行った。その結果、鉄触媒による石炭中窒素のN_2への転化作用とカルシウムによる脱硫作用に共存する他の超微粒子が悪影響を及ぼさず、効果的に働いていることが分かった。X線回折の結果から、これは鉄-カルシウムはいずれも超微粒子の状態であり、熱分解後も高い分散性を保っていることが分かった。従って、このような脱硫脱窒素作用を示す超微粒子同士は互いに影響し合わず、分散性に変化を与えない事が明らかとなった。また、このような作用は燃焼時にも発揮されるものと期待される。以上のように、本法は石炭燃焼時のNO_X,SO_Xの同時除去に有効であると考えられる。