燃焼プロセスにおける水銀の挙動解明と炉内制御技術に関する研究

汞在燃烧过程中的行为及堆内控制技术研究

• 批准号: 02F00373
• 负责人: 成瀬 一郎
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00373/
• 关键词: 燃焼; 石炭; 廃棄物; 水銀; 微量金属; 微粒子; 捕捉剤; 下水汚泥

近年、燃焼や焼却プロセスから石炭や廃棄物等の固体燃料に含有している水銀を含む微量金属成分の一部が排ガスとして大気中へ放出されている現状が明らかになり、米国等では水銀を含む微量金属成分に関する新たな大気環境規制が施行されつつある。そこで本研究では、燃焼プロセスにおける水銀を含む微量金属成分の放出機構解明とともに、できる限り高温条件における微量金属捕捉技術の開発を試みている。具体的には、熱天秤による各種微量金属化合物の放出特性および鉱物質による各種微量金属化合物の基礎捕捉実験を行っている。得られた基礎結果は、化学平衡論に基づく解析結果と比較しその妥当性を考察している。このような基礎研究で得られた最適微量金属捕捉剤を実際の石炭あるいは乾燥下水汚泥燃焼場に微量添加し、燃焼場における微量金属成分の放出機構と捕捉特性解明も目的にしている。当該研究の第2年度である平成15年度は、熱天秤によって、様々な乾燥下水汚泥および石炭中の水銀含有量の測定を実施し、乾燥下水汚泥中の水銀濃度は石炭の約10倍であることを明らかにした。つぎに、これらの試料を、熱天秤を用いて、燃焼および熱分解させ、水銀の放出特性に及ぼす温度の影響を実験した。結果として、水銀の放出開始温度は、石炭の方が下水汚泥よりも高温であり、これは、試料中の硫黄含有量に相関することを明らかにした。また、水銀化合物が炭素質に吸着あるいは吸収される場合、水銀の化合物形態が重要であることから、水銀の化合物形態変化に関する化学平衡計算を実施した。その結果、反応雰囲気中の硫黄および塩素濃度の差異によって、形成される水銀化合物が異なることを明らかにした。また、燃焼あるいは焼却過程は必ずしも平衡論が成立しないので、水銀に関する反応速度解析を行うために必要となる素反応速度データの収集も行った。

In recent years, the combustion of solid fuels, such as carbon and waste, contains mercury and trace metal components, part of which is discharged from the atmosphere. In this study, the mechanism of mercury emission from mercury containing trace metals under high temperature conditions was studied. The emission characteristics of various trace metal compounds and the basic capture performance of various trace metal compounds in the specific heat balance system The basic results of chemical equilibrium theory are compared with the results of chemical equilibrium theory. Basic research has been conducted to find out the optimum trace metal capture agent, practical application, trace addition in dry sewage sludge combustion field, emission mechanism of trace metal components and capture characteristics. In the second year of this study, the mercury content in dry sewage sludge was measured by thermal balance and carbon dioxide. The mercury concentration in dry sewage sludge was about 10 times higher than that in carbon dioxide. The influence of temperature, temperature, temperature and temperature on the combustion and thermal decomposition of mercury The results show that the mercury emission start temperature is related to the sulfur content in the sample. The chemical equilibrium calculation of mercury compounds related to the adsorption of carbon and mercury compounds is carried out. As a result, the difference in sulfur and phosphorus concentrations in the reaction mixture was caused by the formation of mercury compounds. The equilibrium theory is valid for the combustion process. The equilibrium theory is valid for the reaction velocity analysis.

项目成果

T.Takuwa: "Effect of coal type on emission characteristics of alkali metal compounds in particulate matters"Proceedings of the 17th International Conference on Fluidized Bed Combustion. (CD-ROM). (2003)

T.Takuwa：“煤种对颗粒物中碱金属化合物排放特性的影响”第 17 届国际流化床燃烧会议论文集。

H.Yao: "Optimization and utilization of sorbents to control trace metal emissions in combustion processes"Proceedings. of the 5^<th> International Conference on Coal Combustion. (CD-ROM). (2003)

H.Yao：“优化和利用吸附剂控制燃烧过程中的微量金属排放”论文集。