資源・素材学会 年次大会

酸素燃焼発電技術は、微粉炭火力発電所から排出される排ガス中のCO₂濃度を高め、CO₂回収を効率的に行うための技術であるが、30ppmv程度のSO₂ガスを含有する可能性がある。酸素燃焼排ガスを地中貯留する場合には、CO₂が溶解した帯水層と接する注入井のセメントシールやケーシング鋼材の腐食による地中のCO₂の漏出を防ぐ必要がある。本研究では、実証レベルの酸素燃焼システムから排出されるCO₂ガスを想定し、30ppmvのSO₂を含有するCO₂ガスがセメント及びケーシング鋼材に与える影響について地化学反応試験を用いて検討した。
試験サンプルは、耐CO₂セメントとJ55のケーシング鋼材を準備し、地下1000mの帯水層での反応を模擬した地化学反応試験を行い、反応前後の溶出や鉱物変化を分析した。用いるガスは、酸素燃焼排ガスを模擬したSO₂混合ガスと純CO₂ガス及び純N₂ガスとした。
耐CO₂セメントの試験では、溶液中のAlイオンおよびCaイオンの濃度変化をみると、SO₂混合ガス及びCO₂条件では、カルサイトの再溶解によるCaイオンの増加が、N₂ガスでは、セメント内のカトーアイトの溶解によるAlイオンの増加が観られた。ケーシング鋼材の試験では、SO₂混合ガスの試験でシデライトの析出が多く確認できた。