石炭ガス化炉内における硫黄化合物転換特性の素反応速度 モデルによる解析

摘要

既存の石炭火力発電に比べて石炭使用量が削減でき、 発電効率が高い石炭ガス化複合発電（Integrated coal Gasification Combined Cycle: IGCC）の開発が進hで いる。旋回上昇流型噴流層石炭ガス化炉は、ガス化反 応に必要な熱を石炭燃焼により供給するコンバスタと 後段の CO2や水蒸気によるガス化反応が進行するリダ クタから構成される。現在、商用化されている IGCC の場合、石炭とともに空気がガス化炉に供給されるが、 次世代のガス化技術として、CO2/O2や H2O/O2（水蒸 気）を石炭と共に吹き込むガス化操作法が提案されて いる。ガス化炉内石炭転換反応は、ガス化雰囲気に影 響され、その予測技術は、次世代ガス化技術の開発に おいて重要である。そこで本研究では、石炭やガス化 剤の影響を考慮可能な反応予測技術の開発を目的とし、 化学平衡論に基づくガス化炉内主要ガス組成の決定、 急速熱分解実験結果に基づく石炭揮発成分分子組成の 近似、素反応から構成される詳細化学反応速度モデル を用いた反応シミュレーションに取り組み、特に、環 境汚染の原因となる硫黄化合物の転換特性に着目した 研究を実施した。