広範な温度条件下での褐炭ガス化により生成するタール成分のGC/MSおよびFD-MS組合せ解析

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  • Combined GC/MS and FD-MS Analysis of Tar Components Obtained by Lignite Gasification under Wide Temperature Conditions

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抄録

<p>二塔式流動層ガス化炉は，一般的に1073～1173 Kで運転するが，将来的には973 K, 873 Kのようなより低温条件での運転も考えられるため，各温度条件のタールの挙動を明らかにすることが重要である。本研究では，実験室規模の流動層ガス化装置を使用して，873～1123 Kの広範な温度条件における褐炭ガス化によるガス化特性およびタール組成を明らかにした。結果として，ガス化温度が高くなるにつれて，得られるガス収率は増加する一方，タール濃度は減少した。また，ガスクロマトグラフ分析によるガス中のH2濃度から，ガス化温度におけるタール濃度をより短時間で予測できることが分かった。タール成分を広範な分子量において明らかにするため，ガスクロマトグラフ質量分析（GC/MS）に加え電界脱離質量分析（FD-MS）を組み合わせて分析すると，1123 Kで得られた主なタール成分は，置換基のない多環芳香族炭化水素（PAHs）であり，24と26の分子量間隔でピークが観測された。タール成分はガス化温度の低下に伴い増加し，置換基を持たないPAHsやメチル基などの置換基を持つPAHsも含まれ，873 Kまで低下すると，含酸素化合物の生成も明らかとなった。これら成分は，24と26の分子量間隔に加え，14，16，50，76などの間隔のピークも観測された。さらに，873 Kではより多くのタール成分が生成したが，フリーボード温度を1123 Kにすると，その主成分は大幅に減少し，置換基のないPAHsが顕著になった。</p>

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