報告書番号

M11018

タイトル（和文）

石炭熱分解モデルの開発-タールの生成挙動モデル化と分解挙動解析-

タイトル（英文）

Development of coal pyrolysis model -Modelig of tar generation behavior and analysis of tar decomposition behavior-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

石炭の熱分解(初期熱分解と二次気相分解)は燃焼、ガス化過程に共通する初期状況を決定する重要な反応である。しかし、既往の熱分解モデルでは生成する軽質ガスおよびタールの組成や二次気相分解挙動を予測できない。これまでに、石炭構造を考慮した比較的高精度な初期熱分解モデルであるCPDモデルをベースとして、初期熱分解で生成する軽質ガスの組成を考慮できる修正CPDモデルを作成した。一方で、タール組成については未だ考慮できておらず、タールを含めた二次気相分解挙動を予測できない欠点があった。本研究では修正CPDモデルを拡張し、タール組成を代表的な成分（ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン）で表現する事を提案した。これにより、初期熱分解で生成するタールを含めた二次気相分解挙動を、既往の気相反応モデルを用いて計算可能となった。PDTFによる熱分解および部分燃焼実験を対象とし、シミュレーションを実施した結果、気相析出炭素（スート）前駆体であるPAHの生成挙動などが実験結果と一致した。

概要 （英文）

The coal pyrolysis (includes the primary pyrolysis and the secondary gas phase decomposition) is the important reaction that decides initial situations in coal combustion and gasification processes. However, previous pyrolysis models could not predict the product gas/tar composition and decomposition behavior. In our past research, a relatively highly accurate primary pyrolysis model, CPD model, has been modified to describe the gas composition as substantial species. On the other hand, the tar composition has not been considered yet and the secondary gas phase decomposition could not been predicted. In this study, modified CPD model was extended to express the tar composition by the typical tar chemical species (benzene, naphthalene, and phenanthrene). As a result, it became possible to calculate the tar decomposition behavior by using the gas phase reaction mechanism in existence. A coal pyrolysis experiment and a partial combustion experiments using PDTF were simulated. For example, the PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon) which is precursor of soot, generation behavior was corresponding to the experiment results.

報告者

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