灰の物理的特性と化学的特性に着目して、燃焼プラント内の灰の付着を防ぐ -燃焼プラントの安定運転を支えるための灰粒子の高温付着抑制技術を産学連携により開発-

2026-04-20 産業技術総合研究所

産業技術総合研究所と東京農工大学、三機工業は、燃焼プラント内で問題となる灰の高温付着を抑制する新技術を開発した。従来は化学的特性に基づく対策が主流だったが、本研究では鉄系薬剤で灰粒子をコーティングし、リンとの反応による融点上昇(化学効果)と粒径増大(物理効果)を組み合わせた。これにより付着性指標である粉体層強度を最大83%低減。下水汚泥由来灰など実試料でも有効性を確認した。灰付着の抑制は設備効率低下や閉塞防止に寄与し、燃焼プロセスの安定運転に貢献する。今後は実プラントでの検証や最適な薬剤添加条件の確立、灰の資源化への応用が期待される。

灰の物理的特性と化学的特性に着目して、燃焼プラント内の灰の付着を防ぐ -燃焼プラントの安定運転を支えるための灰粒子の高温付着抑制技術を産学連携により開発-
※原論文の図を引用・改変したものを使用しています。

<関連情報>

Fe系添加剤を用いた化学的および物理的効果による高温下での粒子付着の制御 Controlling particle adhesion at high temperatures via chemical and physical effects using an Fe-based additive

Genki Horiguchi, Tatsuya Okuizumi, Atsuki Ito, Masahiro Ito, Koichiro Tone, Hidehiro Kamiya, Yohei Okada
Chemical Engineering Journal  Available online: 27 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.174686

Highlights

  • The adhesiveness of ash particles is well known to cause operational problems.
  • The use of appropriate additives is one approach to effectively control adhesion.
  • FeSO4 additive can control adhesion at high temperatures caused by P.
  • FeSO4 additive had two effects: a chemical effect and an increase in particle size.
  • The effect of increasing particle size is independent of chemical characteristics.

Abstract

Controlling ash adhesion at high temperatures is important for the stable and effective thermochemical conversion of biomass and sewage sludge. Particle adhesion at high temperatures is caused by the melting of compounds with low melting points. Phosphorous is one of the elements that cause adhesion, and the use of appropriate amounts of Fe-based additives has been found to suppress P-induced adhesion. However, effectively suppressing adhesion using an additive necessitates the selection of a suitable additive and the adjustment of its amount according to the chemical characteristics of the ash, which is difficult because of the complexity and variety of such characteristics. Herein, we provide a method to control adhesion by controlling the particle size. We found that using an FeSO4 aqueous solution as an additive not only leads to a chemical effect but also increases the particle size of ash. The effect of increasing particle size is independent of the chemical characteristics of the ash. In cases where the chemical effect of the additive is insufficient, a sufficient decrease in adhesion can still be achieved via the effect of increasing the particle size.

0505化学装置及び設備
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