2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a compact coaxial underground coal gasification (UCG) system
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15H02332
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
板倉 賢一 室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (20168298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱中 晃弘 九州大学, 工学研究院, 助教 (20758601)
佐藤 孝紀 室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (50235339)
高橋 一弘 室蘭工業大学, 工学研究科, 助教 (60746973)
濱 幸雄 室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (70238054)
児玉 淳一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70241411)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 資源開発工学 / 石炭地下ガス化 / UCG / 破壊制御 / AE計測 / 発熱量 / プラズマ放電 / 環境計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は当初の予定通り、北海道三笠市幾春別の室蘭工業大学三笠地下ガス化炭鉱にて、小規模UCG現場実験を実施した。また、人工炭層を用いた後退式水平同軸UCG実験も実施した。
UCG現場実験では、約20mの同軸孔と、その周辺にガス化領域の温度変化や破壊音観測を行うため6本の観測孔を設けている。また、地下水観測のために2本のボーリング孔が配備されている。この他に、環境計測・監視システムを導入し、実験前から原状復帰までの期間の観測を実施した。加えて、現場周辺の植生調査も実験の前後に実施した。
これらの実験を通して、１）ダイレクト・レーザによる炭層着火方式を確立した。２）活性アルミナ充填型パックトベッド放電による、オンライン脱硫システムを構築した。ガス流量約0.4 L/minの条件下で硫化水素の除去率50%になった。３）約24時間の現場UCG実験で、約2.1～4.8kgの石炭をガス化した。最大発熱量は、6.8MJ/Nm^3であった。４）植生、地下水の水質も含め、実験による環境への影響はない事を確認した。５）消火手法として、二酸化炭素の注入が効果的である事を確認した。６）フライアッシュセメントを主剤とした孔内充填剤を開発し、原状復帰を行った。７）UCGシミュレータを含めた、総合データ監視・管理・予測システムを開発した。８）UCGに伴う炭層破壊のメカニズムを、熱伝導と熱応力の連成問題により解明した。９）3成分AEセンサを用いたAE計測により、燃焼・ガス化領域の可視化が可能になった。
今回のUCG現場実験および人工炭層実験を通じて、次の実証試験に向けた、高効率なコンパクト同軸型UCGシステムおよび生産ガス処理システム、UCG用環境計測・監視システムを提案する事ができた。本システムは、同軸方式を採用していながら、諸外国で主流のリンキング方式UCGと変わらないガス化効率を達成できている。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Compact Co-axial UCG System for Field Trials2018
Author(s)
Ken-ichi Itakura, Akihiro Hamanaka, Faqiang Su, Hidenori Inomata, Kazuhiro Takahashi, Kohki Satoh, Yukio Hama, Jun-ichi Kodama, Takayuki Sugawara and Gota Deguchi
Organizer
Joint Seminar on Environmental Science and Disaster Mitigation Research 2018
Int'l Joint Research
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