報告書番号

W93027

タイトル（和文）

石炭燃焼における窒素化合物の生成特性－燃焼条件と石炭性状の影響－

タイトル（英文）

FORMATION OF NITROGEN COMPOUNDS IN COAL COMBUSTION -EFFECTS OF COMBUSTION CONDITIONS AND COAL PROPERTIES-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では，各窒素化合物の発生抑制技術を検討するため，当所で改良，システム化した各窒素化合物のオンライン自動分析装置と常圧の電気炉式石炭燃焼・ガス化装置を用いて，窒素化合物の生成量に及ぼす燃焼条件（燃焼温度，空気比）と石炭性状の（燃料比，石炭中Ｎ分）の影響を明らかにした。石炭の燃焼・ガス化により生成する窒素化合物は，酸化雰囲気の場合，高温でＮＯｘ，低温でＮ２Ｏが主要成分であり，還元雰囲気では，ＮＨ３が主要成分であることが分かった。これらの各窒素化合物の生成特性から窒素化合物の生成を抑える燃焼条件として，空気比を０．６近傍に設定することが有効であることが明らかになった。また，窒素化合物の生成特性に及ぼす石炭性状の影響として，燃料比が重要であり，酸化雰囲気で燃料比の小さい石炭，還元雰囲気で燃料比の大きい石炭を利用することが，窒素化合物の生成抑制に効果があることが分かった。

概要 （英文）

FORMATION OF NITROGEN COMPOUNDS (NOX,N2O,NH3,HCN) IN COAL COMBUSTION AND GASIFICATION WAS STUDIED EXPERIMENTALLY USING AN ATMOSPHERIC DROP TUBE FURNACE CONNECTED TO AN AUTOMATIC GAS ANALYZER. THE EFFECTS OF COMBUSTION CONDITIONS (COMBUSTION TEMPERATURE AND AIR RATIO) AND COAL PROPERTIES (FUEL RATIO AND NITROGEN CONTENT) ON NITROGEN FORMATION WERE CLARIFIED AT 1073K TO 1673K AND AIR RATIOS OF 0.3 TO 1.2. IN AN OXIDIZING ATMOSPHERE,NOX WAS PRODUCED MAINLY AT HIGH TEMPERATURES,AND MORE N2O THAN NOX WAS PRODUCED AT LOWER TEMPERATURES (<1123K). ON THE OTHER HAND,NH3 WAS THE MAIN PRODUCT IN A REDUCING ATMOSPHERE. THE CONVERSION RATIO OF FUEL NITROGEN TO TOTAL GASEOUS NITROGEN COMPOUNDS WAS FOUND TO BE MINIMUM AT AN AIR RATIO OF ABOUT 0.6. FUEL RATIO WAS A SIGNIFICANT FACTOR IN NITROGEN COMPOUND FORMATION. NITROGEN IN COALS WITH LOW FUEL RATIOS MAINLY DECOMPOSED INTO NH3. AT HIGHER FUEL RATIOS,FUEL NITROGEN WAS CHARGED TO HCN AND EASILY PRODUCED NOX IN CHAR COMBUSTION. ON THE BASIS OF THESE DATA,NOX CAN BE BEST CONTROLLED BY BURNING HIGHER FUEL-RATIO COALS IN AN OXIDIZING ATMOSPHERE AND LOWER FUEL-RATIO COALS IN A REDUCING ATMOSPHERE.

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