報告書番号

M10020

タイトル（和文）

微粉炭燃焼場での石炭灰の粒子径に及ぼす影響因子の解明

タイトル（英文）

Influence Factors on Fly Ash Particle Size Distribution in Pulverized Coal Combustion

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

多岐に渡る石炭灰の性状の中でも、粒子径は、排煙処理装置内での挙動把握や、石炭灰の有効利用にあたって、非常に重要な性状である。石炭灰粒子は、微粉炭中に含まれる無機鉱物（灰分）が微粉炭の燃焼過程において、膨張・収縮・分裂・凝集など様々な変化を受けて生成されるが、これらの石炭灰の生成挙動が、石炭灰の粒子径に及ぼす影響については、未だ十分に明らかにされていない。本報告では、石炭中の無機鉱物の性状や、燃焼過程での粒子径変化を考慮した石炭灰生成モデルを構築し、石炭中の無機鉱物の性状から、石炭灰の粒子径を計算することが可能とした。また、当所石炭燃焼試験炉、および実発電所における石炭灰を対象に、構築したモデルによる計算結果と実測値の比較を行った結果、Include粒子は、燃焼温度が高いほど凝集率が高くなることが明らかとなった。石炭灰の粒子径分布を推算する上で、Include粒子については、凝集による粒子径の増大を、Exclude粒子については、分裂による粒子径の減少を適切に考慮することにより、無機鉱物の粒子径分布から石炭灰の粒子径分布の推算が可能であることが明らかとなった。

概要 （英文）

Particle diameter is one of the most important coal ash properties in investigating ash particle behavior in flue gas treatment system and expanding the application coal ash. However, the effect of ash formation process in pulverized coal combustion, such as char particle swelling, shrinking, ash particle coalescence and fragmentation on fly ash particle diameter has not been clarified. In this report, Ash formation model was developed. The model is based on the mineral properties measured by CCSEM. Ash formation mechanism of both include minerals and excluded minerals are separately treated in the model. The particle size distribution of the fly ash in coal combustion test furnace and actual coal-fired boiler were compared to those calculated by the model. The results calculated by the model are generally in good agreement with the measured one. The comparisons indicated that included particle tend to coalescence with increasing combustion temperature. The fly ash particle diameter is governed by two important mechanisms, namely, coalescence of included minerals and fragmentation of excluded minerals.

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