報告書番号

M10017

タイトル（和文）

石炭ガス化雰囲気における気相析出炭素の定量法開発と生成・反応挙動の解明

タイトル（英文）

Invention of quantitative method of soot and clarification of soot production behavior in coal gasification condition

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当研究所が提案するCO2回収型高効率IGCCシステムではO2-CO2吹きガス化炉を用いており、高分圧CO2によりガス化反応を促進させ、炭素転換率の大幅な向上を目指している。一方、不活性ガス中の石炭熱分解では、まず揮発分と固体であるチャーが生成し、その後揮発分の分解により反応性の低いスート（気相析出炭素）が生成することが分かっている。炭素転換率の向上に向けて、ガス化雰囲気でのスートの生成・反応挙動の解明が必要である。しかし、チャーとスートは混在して分離が困難であり、スートの定量法については十分な検討がなされていない。本研究では、ガス化雰囲気で生成したチャーとスートに関し、レーザー回折式粒度分布測定を利用した簡便で信頼性の高い定量手法を開発した。また、超高温・加圧型燃料反応実験設備(PDTF)により、石炭ガス化実験を実施した結果、CO2ガス化ではチャーは迅速に消費されるが、ガス化反応性が低いスートの収率は減少せず、反応後期で炭素転換率はほぼ一定となることが明らかになった。また、O2ガス化では、揮発分がO2と反応することによりスート収率が大幅に減少した。

概要 （英文）

CRIEPI has proposed the high efficient IGCC system with CO2 capture. It uses the O2-CO2 blown gasifier. The gasification reaction is promoted by high partial pressure CO2 in this gasifier and a great improvement of the carbon conversion ratio is expected. On the other hand, when coal is pyrolyzed in inert gas, at first, volatile matter and solid char are generated. After that, solid soot is produced from volatile matter as already reported. The soot has lower gasification reactivity than char. It is necessary to clarify the soot production and reaction behavior in coal gasification condition, aiming at the improvement of the carbon conversion ratio. However, there had been no proper deliberation of soot quantitative method because the char and the soot are mixed together and are difficult to separate. In this study, a new handy and reliable soot quantitative method using a laser diffraction particle size analyzer was developed. After that, using pressurized drop tube furnace (PDTF), coal gasification experiment was performed. As a result, in CO2 gasification condition, it was found that the yield of soot with low gasification reactivity did not decrease while char was promptly consumed, and the carbon conversion ratio almost became constant at latter term. Furthermore, in O2 gasification condition, the soot yield decreased greatly because the volatile matter reacted with O2.

報告者

キーワード