CO2発生量の大幅削減を目指した炭材ガス化反応の高速化

加速碳质气化反应，大幅减少二氧化碳排放

• 批准号: 22360314
• 负责人: 西岡 浩樹
• 金额: $ 4.49万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22360314/
• 关键词: ガス化; コークス; 炭材; Fe触媒; モデル化

炭材のガス化速度に及ぼす微細鉄粉の粒度変化による触媒効果の影響を調査するため、グラファイトに微細鉄粉(-0,3μm、-5μm、-53μm)を触媒として担持させた試料(鉄配合率:Omass%、10mass%、30mass%)を作製した。Feが安定的に存在しうるCO-CO_2雰囲気、1000℃～1200℃の温度域における試料重量変化を熱天秤により連続的に測定した。さらに、各条件下において得られたガス化率曲線よりガス化速度を求めた。グラファイトへのFe触媒担持によりガス化反応の活性化エネルギーが低下し、ガス化反応が促進されることが確認された。またグラファイトのガス化速度定数は、Fe触媒の配合率が増加するにつれて増加することも確認された。Fe触媒の粒度と配合率に基づき触媒の表面積を算出したところ、ガス化速度定数と触媒の表面積の間に、比較的良好な比例関係が得られた。さらに高反応性コークスと鉄触媒担持グラファイトのガス化速度定数を比較した結果、粒度-0.3μmの鉄触媒を用いた試料では、高反応性コークスよりも大きなガス化速度定数を有していることが確認された。炭材のガス化速度に関しては、鉄触媒の表面積の影響が顕著であることを確認した。炭材の結晶化度に関しては、1000℃、1100℃、1200℃にて熱処理を行った全ての炭材についてラマン分光分析を行い、熱処理温度が高くなるにつれてI_V/I_G値は小さくなり黒鉛化が進行していることを確認した。ガス化速度に及ぼす炭材の結晶化度の影響に関しては、炭材の結晶化度の向上に伴い、炭材のガス化速度が低下する傾向が確認された。

Study on the influence of catalyst effect on the conversion rate of carbon material and particle size change of fine iron powder (-0, 3 m,-5 m,-53 m) and catalyst support on the preparation of samples (iron mixing ratio: 0 mass %, 10 mass %, 30 mass %). The stable existence of Fe in the CO-CO_2 atmosphere, the temperature range of 1000℃~1200℃, the weight change of the sample, the thermal balance, and the measurement of the reaction temperature are discussed. Under all conditions, the curve of the transformation rate can be obtained. The Fe catalyst support of the catalyst is confirmed to be low in activity and high in promotion. It is confirmed that the reaction rate of Fe catalyst and Fe catalyst increases. The particle size of Fe catalyst and the surface area of Fe catalyst were calculated. The ratio of Fe catalyst and surface area was compared. In addition, the determination of the conversion rate of iron catalyst with high reactivity was compared with that of iron catalyst with particle size of-0.3 m. The influence of the surface area of iron catalyst on the conversion rate of carbon material is confirmed. The crystallization degree of carbon material is related to the heat treatment at 1000℃, 1100℃ and 1200℃. The spectroscopic analysis of carbon material is carried out. The heat treatment temperature is high. The I_V/I_G value is small. The black lead transformation is carried out. The influence of crystallization rate and crystallization degree of carbon materials on the crystallization rate of carbon materials was confirmed.