成果報告書詳細
管理番号20130000000677
タイトル*平成24年度中間年報 ゼロエミッション石炭火力技術開発プロジェクト クリーン・コール・テクノロジー推進事業 IGFC向け石炭ガス化ガスのクリーンナップ要素研究
公開日2013/8/9
報告書年度2012 - 2012
委託先名電源開発株式会社
プロジェクト番号P92003
部署名環境部
和文要約1.研究開発の内容及び成果等
(1)ガス分析方法評価試験石炭ガス化ガスのような高圧・還元雰囲気における微量成分の測定に適した吸収液や減圧方法を検討するため、多目的石炭ガス製造技術開発パイロット試験設備(以下、「EAGLE」 という)を利用した検討および EAGLE ガス組成を模擬したガス(以下、「模擬ガス」という)を用いたラボ試験を実施した。

1.公定法吸収液の適用性検討
(i)ラボ試験による公定法吸収液の適用性評価固体酸化物形燃料電池(SOFC)の被毒成分して報告のある 9 元素(B、As、P、S、Si、Se、Sb、Cd、Cl)のうち 4 元素(As、Se、S、Cl)について公定法吸収液の適用性を検討するためのラボ試験を実施した。ラボ試験の方法としては、水素、一酸化炭素、窒素をボ ンベから供給して模擬ガスを合成し、被毒成分を添加後、評価対象の吸収液に通ガスして、被毒成分の添加量に対する吸収液が吸収した割合(以下、「吸収率」という)を求めて評価した。被毒成分の添加方法は、ヒ素(As)とセレン(Se)については水素化発生装置を用いて水素化ヒ素(AsH3)およびセレン化水素(H2Se)とし、模擬ガス中濃度が10μg/m3 になるように添加した。また、硫黄(S)と塩素(Cl)については、硫化水素(H2S)および塩化水素(HCl)の標準ガスボンベを用いて、排ガス中濃度が 10ppm になるように添加した。なお、試験は被毒成分毎に実施したが、H2S は他の被毒成分の吸収特性にも影響すると考えられるため全ての試験において模擬ガス中濃度が10ppmとなるように添加した。今回検討した吸収液は、H2S に対して(1+9)H2O2、HCl に対する吸収液として H2O、AsH3 に対する吸収液として KMnO4 と 5%HNO3/10%H2O2、H2Se に対して(1+13)HNO3 と5%HNO3/10%H2O2 とした。
試験の結果、標準ガスを用いて試験したH2Sの供給量に対する(1+9)H2O2の吸収率は
6.3%、HCI に対するH2Oの吸収率は0.8%と低いレベルにあることが判明した。また、水素化物発生装置を用いて供給したAsH3に対する吸収率はKMnO4 で62% 、5%HNO3/10%H2O2 では 20%程度であること、さらに H2Se に対する(1+9)HNO3の吸収 率は2%、5%HNO3/10%H2O2でも19%程度と低い吸収率であることが確認された。そこで、今年度はH2Seに対して高い吸収性能をもつ吸収液を見出すためKMnO4/H2SO4、30%H2O2およびH2Oについて同様の試験を行った。その結果、H2Oの吸収率は20%以下と低い結果であったが、KMnO4および30%H2O2の吸収率は90%と高いレベルにあることが確認された。なお、今回の試験で吸収率が低いことが判明したH2SやHClに対して有効な吸収液について今後検討する予定である。
英文要約Title: Innovative Zero-emission Coal-fired Power Generation Project. Clean Coal Technology Promotion Project. Fundamental Study of Clean-up of Coal Gasification Gas for IGFC (FY2012-FY2013) FY2012 Annual Report

Trace elements, such as sulfur(S), Phosphorus(P), Arsenic(As), Antimony(Sb), Selenium(Se), Cadmium(Cd), Silicon(Si), Boron(B) and Chlorine(Cl) have been reported to have poisoning effect to electrode materials in SOFC. The purpose of this study is to investigate how much these poison elements are contained in syngas from coal gasification process. However, it had not been established gas sampling methods suitable for high pressure and reducible gas like syngas from coal gasification process yet. Therefore, we investigated the absorbing solution suitable for coal gasification gas using EAGLE syngas and imitation gas of EAGLE syngas in FY2012.
In the examination using EAGLE imitation gas, we investigated about the absorption performance of the absorbing solution of H2O2 to H2S, H2O to HCl, KMnO4 and HNO3/H2O2 to AsH2, and HNO3 and HNO3/H2O2 to H2Se individually. As a result of the investigation, it was clear that absorption performance of H2O2 to H2S, H2O to HCl and HNO3 and HNO3/H2O2 was low. Then, we investigated the absorbing solution with high absorption performance to H2Se, and turned out that KMnO4/H2SO4 and H2O2 have high absorption performance of 90%.
In the examination using EAGLE gas, we investigated the performance of seven kinds of absorbing solutions. As a result, it turned out that 5%HNO/10%H2O2 solution is suitable to S.
Furthermore, we sampled EAGLE gas by a different decompression method and investigated influence on analysis value. Specifically, we compared the analysis value when decompressed gently by the decompression device with the analysis value when decreased pressure rapidly by a valve. As a result of investigation, it was revealed that decompression method have little effect on analysis values.
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