太平洋炭チャーのガス化反応速度に及ぼすガス化剤成分の影響 Effects of Gasifying Agent Composition on Gasification Rate of Taiheiyo Coal Char

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抄録

水蒸気を主ガス化剤とするチャーのガス化において, 反応速度に及ぼすH<SUB>2</SUB>, CO<SUB>2</SUB>, CO, O<SUB>2</SUB>などの共存ガスの影響を定式化することを目的として, 5種類の混合ガスを用いて太平洋炭チャーのガス化を小型固定層装置で行った.ガス化速度式は温度と各成分の分圧の関数, チャーの細孔構造や反応表面積の変化を表わす関数および炭素未転化率の積で表した.ガス化速度に及ぼす水蒸気, 炭酸ガス, 一酸化炭素の分圧の影響は, ともに Langmuir-Hinshelwood型の反応速度式で表わすことができ, この式で水蒸気ガス化に対する水素や一酸化炭素の反応阻害が説明できた.水蒸気-炭酸ガスの混合ガスでは, 水蒸気の方が炭酸ガスより反応速度が大きいため, 炭酸ガス分圧の反応速度への影響はほとんどなかった.チャーと酸素の反応は酸素の混合ガス中の拡散係数に依存する事を実験的に確かめ, Shrinking sphereモデルにもとずく反応速度式が実験結果を良くあらわす事を示した.また一部を酸素で燃焼させたチャーの水蒸気反応速度の未反応率に対する変化は, 燃焼する前のチャーとほぼ同じになる事を示した.

The steam gasification of Taiheiyo coal char was carried out to determine gasification kinetics taking account of the concentration dependence of coexisting gases of H<SUB>2</SUB>, CO<SUB>2</SUB>, CO and O<SUB>2</SUB>. Gasification tests were conducted with five different gas mixtures as gasifying agents at atmospheric pressure and over a temperature range of 1073 to 1273 K using a differential fixed bed reactor. The reaction rate equation was expressed by such functions as temperature, partial pressure of the gases, changes of pore structure and surface area of char and the unconverted carbon fraction of the char. The dependence of the gasification rate on the partial pressure of H<SUB>2</SUB>O, CO<SUB>2</SUB> and CO was able to be expressed by Langmuir-Hinshelwood kinetics which accounts for the decrease in the rate due to coexistence of H<SUB>2</SUB> and CO. The partial pressure of CO<SUB>2</SUB> had little effect on the rate in the H<SUB>2</SUB>O-CO<SUB>2</SUB> gasification because the reaction rate of H<SUB>2</SUB>O is greater than CO<SUB>2</SUB>. It was seen that the reaction rate of the char with O<SUB>2</SUB> depends on the diffusion coefficient of O<SUB>2</SUB> in the mixed gas. The rate equation based on the shrinking sphere model was in good agreement with the experimental result. The dependence of the steam reaction rate on the unconverted carbon fraction of partially burned char is almost the same as that of the char before burning.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 22(4), 794-800, 1996-07-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  13件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002669114
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    3995434
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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