報告書番号

M09002

タイトル（和文）

石炭ガス中アンモニアの分解技術の検討－担持ニッケル触媒の分解特性－

タイトル（英文）

Study of Ammonia Decomposition in Coal Derived Gas - Decomposition Characteristics over Supported Ni Catalyst -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

石炭ガス化複合発電（IGCC）の乾式ガス精製技術として、燃料中アンモニアの接触分解技術を検討した。アンモニアを窒素と水蒸気に分解する選択接触酸化方式に基づいて、11種類の担持ニッケル触媒の特性を検討した。模擬石炭ガス化燃料を用いた0.9 MPaの基礎アンモニア分解実験を行い、実験前後の触媒の表面特性を表面積測定、アンモニア昇温脱離測定（NH3-TPD）、炭素分析およびXRDを用いて検討した。その結果、(1) ZSM-5ゼオライトにニッケルを担持した触媒（Ni/ZSM-5）が、炭素析出を抑制しながら最も高いアンモニア選択酸化活性を示すこと、(2) 400℃以下で反応させることによって炭素析出を大きく抑制できること、(3) Ni/ZSM-5の微小な平均細孔径および強い酸点がアンモニアの選択酸化活性および炭素析出の抑制に寄与する可能性があること、(4) これらの結果を基に試作したペレット状Ni/ZSM-5触媒が、300～350℃で高いアンモニア選択酸化分解活性を有し、目標とした80 %以上のアンモニアの窒素転換率を示すことが明らかとなった。

概要 （英文）

As a dry clean up technology for coal gasification combined cycle power plants (IGCC), a catalytic decomposition of ammonia in fuel gas was studied. Based on selective catalytic oxidation of ammonia to nitrogen and water, characteristics of 11 kinds of supported nickel catalysts were investigated. Fundamental experiments of ammonia decomposition in modified coal derived gas were carried out at 0.9 MPa. Surface properties of the catalysts before and after the experiments were investigated by surface area measurement, temperature programmed desorption of ammonia (NH3-TPD), carbon analysis and XRD. The main results are as follows: (1) Nickel catalyst supported on ZSM-5 zeolite (Ni/ZSM-5) has the highest activity and selectivity for ammonia oxidation to nitrogen with inhibiting carbon deposition. (2) Carbon deposition can be reduced by restriction of reaction temperature at or under 400 degree C. (3) Fine mean pore diameter and higher solid acidity of Ni/ZSM-5 would affect the activity and selectivity of ammonia oxidation to nitrogen and carbon deposition. (4) Pellet shape Ni/ZSM-5, which was prepared based on these results, has high activity for selective ammonia oxidation at 300-350 degree C, and the NH3 conversion to N2 shows above the target value of 80 %.

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