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Study on productivity improvement and clinker formation mechanism of the biomass solid fuel

Research Project

Project/Area Number 17K00675
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Design and evaluation of sustainable and environmental conscious system
Research InstitutionKushiro National College of Technology

Principal Investigator

KAWAMURA Atsuhiro  釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (20596241)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井田 民男  近畿大学, バイオコークス研究所, 教授 (70193422)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywordsバイオマス / バイオコークス / クリンカー / 溶融灰 / 燃焼灰 / 木質ペレット / ペレットストーブ / コンクリート混和材 / 再生可能エネルギー
Outline of Final Research Achievements

Molten ash (clinker) formed by combustion of biomass not only has a great impact on the safety and reliability of combustion equipment, but is also a factor that prevents its use as a material cycle. Previous studies had shown that clinker formation may be suppressed by mixed firing with the small-sized Bio-coke of the same size as wood pellets.
In this study, the mechanism of clinker formation was deeply pursued by increasing the mixed firing rate. Specifically, a method for increasing the productivity of small-diameter Bio-coke was found, and a combustion comparison experiment was conducted in which the mixed firing rate was further increased. As a result, the following findings were obtained.
(1) It was shown that two semi-automated batch-type small-diameter Bio-coke production systems work together to improve productivity by 2.6 to 3.3 times over the basic system. (2) It was suggested that increasing the mixed firing rate to about 10% was effective in suppressing clinker formation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化石資源に代わり、地域で産出されるバイオマス資源を活用することで、物質やエネルギーを循環させる持続可能な地域社会構築の必要性が提唱されて久しい。
本研究では、バイオコークスによる溶融灰(クリンカー)形成抑制の効果が示された。これは、過酷な運転負荷条件と保守簡易性が要求される燃焼式家庭用暖房機器にバイオマス固形燃料を適用する場合の安全性、信頼性、そして高効率化を確保するための学術的知見を与えるものである。
更には、燃焼灰のコンクリート混和材などへの活用にも取り組んだ。これは、物質やエネルギーを循環させる持続可能な地域社会構築に向けて、地域で産出されるバイオマス資源を有効活用するための基礎資料となる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Research on the Efficiency Improvement of Batch-type Small-diameter Bio-coke Production Process2019

    • Author(s)
      川村 淳浩、井田 民男
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Society for Experimental Mechanics

      Volume: 19 Issue: 3 Pages: 203-208

    • DOI

      10.11395/jjsem.19.203

    • NAID

      130007729887

    • ISSN
      1346-4930, 1884-4219
    • Year and Date
      2019-10-15
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 木質バイオマス固形燃料の製造と燃焼灰の利用に関する研究-小径バイオコークスの製造と混焼特性-2018

    • Author(s)
      川村淳浩、石井カイト、水野諭、井田民男
    • Journal Title

      スマートプロセス学会誌

      Volume: 7(2) Pages: 51-56

    • NAID

      130007542998

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Study on Production and Combustion Ash of Biomass Solid Fuel2019

    • Author(s)
      KAWAMURA Atsuhiro and IDA Tamio
    • Organizer
      International Workshop on Enviormental Engineering (IWEE) 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study on Improvement of Productivity of Biomass Solid Fuel and Clinker Formation Mechanism2019

    • Author(s)
      KAWAMURA Atsuhiro and IDA Tamio
    • Organizer
      13th World Cngress on Biofuels and Bioenergy (Biofuels Congress 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リグニン含有率がバイオコークスの圧縮強度に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      金田 奈実、水野 諭、井田 民男
    • Organizer
      令和元年度スマートプロセス学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] The effect of additional hemicellulose on a pre-carbonized bio solid's Vickers hardness2019

    • Author(s)
      Supitchaya CHERDKEATTIKUL and IDA Tamio
    • Organizer
      令和元年度スマートプロセス学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオコークスを熱源とするスターリングエンジンシステムの可能性の一考察2019

    • Author(s)
      佐藤 広透、井田 民男
    • Organizer
      令和元年度スマートプロセス学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なるバイオコークスを用いた鋳造過程での加炭効果2019

    • Author(s)
      島田 寛大、井田 民男
    • Organizer
      令和元年度スマートプロセス学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオマス燃焼灰の有効利用を目的とした固形燃料製造に関する研究2019

    • Author(s)
      川村淳浩、新保美玖、井田民男
    • Organizer
      日本エネルギー学会第14回バイオマス科学会議
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] バイオマス燃焼灰の有効利用を目指す新たな固形燃料製造に関する研究2019

    • Author(s)
      新保美玖、川村淳浩
    • Organizer
      日本機械学会北海道学生会第48回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] バイオマス固形燃料の製造と燃焼灰の利用に関する研究2018

    • Author(s)
      川村淳浩、三森敏司、水野諭、井田民男
    • Organizer
      日本機械学会第28回環境工学総合シンポジウム2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 小径バイオコークスの製造と燃焼灰の利用に関する研究2018

    • Author(s)
      川村淳浩
    • Organizer
      スマートプロセス学会環境・エネルギープロセス部会平成30年度第8回環境とエネルギープロセスのワークショップ
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] バイオマス固形燃料燃焼灰の溶融と利用に関する研究2017

    • Author(s)
      川村淳浩、三森敏司
    • Organizer
      日本機械学会第27回環境工学総合シンポジウム2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 小径バイオコークスの製造とペレットストーブへの適用2017

    • Author(s)
      川村淳浩、井田民男
    • Organizer
      スマートプロセス学会第7回環境・エネルギープロセス部会ワークショップ
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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