| Budget Amount *help |
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2003: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2002: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
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| Research Abstract |
高温空気・水蒸気による熱分解ガスの改質技術は,タールやすすを分解すると同時に,熱分解ガスの発熱量が改善できるという特徴があり注目されている.この技術では高温空気・水蒸気の供給にもエネルギーを消費するため,熱分解ガスの品質およびエネルギー変換効率の向上の両面から,総合的な技術開発および設計が極めて重要である.14年度では,主に以下の方面で研究を進んできました
先ず,廃棄物の熱分解ガスの高温空気あるいは高温水蒸気による改質過程の特性を調べるために,熱分解ガスの代表成分メタンを燃料として,部分酸化/水蒸気改質過程の条件を想定し,GRI-Mech詳細素反応機構を用いて,高温CH_4/O_2/H_2O予混合気の改質反応特性に関する数値解析を行った.その結果,X_<H2O>/X_<CH4>=1の場合,酸素濃度の減少(X_<o2>/X_<CH4>=0.8〜0.5)と伴い,反応の開始時間が遅くなり,反応系の温度も低くなる.ただし,生成ガス中の水蒸気濃度が燃料気中の水蒸気濃度より低くなり,生成あるいは添加された水蒸気をメタンの改質に寄与すること,生成ガス中の水素濃度が増加し,X_<H2>/X_<CO>も増大することが予測された.燃焼反応に用いられている詳細素反応機構は改質反応特性の予測にも適用できると考えられる.
次に,改質反応における高温・高圧の条件を緩和するために,触媒反応による反応を促進することが期待されている.触媒反応では,予混合気がある種の遷移金属もしくはその酸化物からなる固体物質と接触すると,酸化分子が触媒の表面に吸着されることにより,改質反応しやすい状態が得られる.触媒改質反応の特性および反応メカニズムを解明するために,今年度では,気相燃焼と触媒燃焼とも詳細素反応を考慮し,流れ場の影響や,定常・非定常の反応特性などを予測できる触媒反応器の数値解析コードを開発した.水素/空気希薄予混合気のチャンネル内における触媒燃焼特性の数値解析と実験結果との比較により計算コードの有用性が確認された.
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