ビクトリア褐炭の急速熱分解ならびに水蒸気改質

维多利亚褐煤的快速热解和蒸汽重整

基本信息

批准号：
01F00719
负责人：
千葉忠俊
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ヴィクトリア褐炭(Loy Yang炭)および化学処理によって含有金属種を除去あるいは担持した改質褐炭を平成13年度に開発したワイヤメッシュ反応器(WMR)において迅速熱分解(粒子加熱速度:1000°C/s)した.実験結果に基づき,褐炭初期熱分解におけるタール収率に及ぼす気相圧力の影響を明らかにした.タール収率は,1〜10bar,10〜20bar,20〜60barの範囲で,圧力の増加とともに,それぞれ減少,増加,および減少する.このようなタール収率の複雑な変化は,タールの放出が粒子内拡散流れおよび強制対流流れの二つの異なる物質移動機構に支配されるためであることを初めて明らかにした.粒子からのアルカリおよびアルカリ土類金属の揮発に対する圧力の影響を系統的に調べ,その結果,これらの金属種の固体残さ(チャー)からの揮発は、チャー内の水素ラジカルによる還元(炭素質と金属間の結合切断)と金属の粒子内拡散が揮発特性を支配する極めて重要な因子であることを見出した.平成13年度に開発したドロップチューブ/固定層反応器において,迅速熱分解チャーのin-situ水蒸気ガス化特性を検討した.実験結果を詳細に解析した結果,褐炭から生成したチャーのin-situガス化特性は,初期チャー中に反応性の大きく異なる二つの成分が存在し,それぞれは一次反応機構に従いガス化するという二成分並列反応モデルによって定量的に説明できることを明らかにした.さらに,これらの二成分の分率およびガス化速度定数に及ぼす,温度および気相全圧,水蒸気分圧の影響を明らかにした.以上に加えて,固定層/管型反応器を用いたチャー/揮発成分分離型水蒸気改質の実験研究も実施し,気相におけるタールの水蒸気改質がチャーから揮発したアルカリ金属種によって促進され,その結果,すすの生成が著しく押さえれることを初めて見出した.

维多利亚时代的褐煤（LOY）使用改良的褐煤煤（Yang煤）和化学处理来清除或支撑含有的金属物种或快速分解2001年开发的金属丝网反应器（WMR）。根据实验结果，基于实验结果，蒸气相压力对液体含量的液体压力的影响是透明的。焦油产率在1至10 bar，10至20 bar和20至60 bar的范围内，并且随着压力的增加而减少并增加。和减少。焦油产量的这种复杂变化是因为焦油释放受两种不同的传质机制，颗粒内扩散和强制对流流量的控制。我们系统地研究压力对颗粒碱和碱土金属挥发的影响，因此，这些金属物种的固体残基（CHAR）的挥发会因氢自由基（碳质和金属之间的粘结分解）和金属内部的趋化降低。我们发现扩散是控制波动率特性的极为重要的因素。在2001年开发的液滴管/固定床反应器中，我们研究了快速热解炭的原位蒸汽气化特性。对实验结果的详细分析表明，可以通过两个组分平行反应模型来定量解释由褐煤煤产生的炭的原位气化特性，在初始CHAR中存在两个具有非常不同反应性的成分，并且每种气体都根据主要反应机制而产生。此外，我们阐明了温度，总气相压力和蒸汽压力对这两个组件的分数和气化速率常数的影响。此外，我们还使用固定的床/管反应器进行了一项实验研究，对CHAR/挥发性分离型蒸汽改革，并首次发现，从Char中促进了气相中TAR在气相中的蒸汽改革，因此，煤烟的形成得到了显着抑制。