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.

维多利亚褐煤（Loy）通过化学处理去除或负载金属物质的阳煤和改性褐煤在2001年开发的丝网反应器（WMR）中快速热解（颗粒加热速率：1000°C/s）。实验结论。在此基础上，阐明了褐煤初始热解过程中气相压力对焦油产率的影响。在1~10 bar、10~20 bar、20~60 bar范围内，焦油产率分别随着压力的增加而增加。减少、增加首次揭示焦油产量的这种复杂变化是由于焦油释放受两种不同的传质机制控制：颗粒内扩散流和强制对流流我们系统地研究了压力对焦油挥发的影响。颗粒中的碱金属和碱土金属，并发现这些金属物质从固体残留物（焦炭）中挥发是由于焦炭（碳质和金属之间的键断裂）和金属颗粒内的氢自由基还原所致我们发现扩散是控制挥发性的一个极其重要的因素。我们研究了2001年开发的滴管/固定床反应器中快速热解焦的原位蒸汽气化特性。实验结果的详细分析表明，褐煤生成的焦炭的原位气化特征是双组分，初始焦炭中存在两种反应性显着不同的组分，每种组分均按照一级反应机理进行气化。因此，我们明确了它可以定量地解释。此外，我们明确了温度、气相总压和水蒸气分压对这两种组分的分数和气化速率常数的影响。除上述之外，使用固定床/管式反应器我们还开展了焦炭/挥发分分离式蒸汽重整的实验研究，首次发现焦油在气相中的蒸汽重整是通过焦炭挥发的碱金属物质来促进的，因此烟尘的产生量显着增加。压制。