2018 Fiscal Year Annual Research Report
High-performance formation for biogas energy circulation in a sewage treatment plant equipped with latent heat storage system
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16K00644
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山田 貴延 北見工業大学, 工学部, 教授 (90174721)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | コジェネレーション / 下水処理施設 / 潜熱蓄熱材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度においては、選定した潜熱蓄熱材のカプセル内包化に関する試みを引き続き行った。その結果、容器にはアルミニウム製小型密閉容器を選択し、これに潜熱蓄熱材を封入して蓄放熱実験を繰り返した。このとき、加熱温度70℃から到達温度として設定した20～40℃までの低温域に至る放熱効率を調べ放熱性能について明らかにした。また、加温条件側の蓄熱性能については、容器素材の熱伝導率が非常に高いことから、想定する時間内で支障ないことを確認した。以上、一連の潜熱蓄熱材に対する基礎実験を行うことで、潜熱蓄熱材による排熱回収システムの導入を行えばＭＧＴ総合効率のさらなる向上に寄与する可能性があることを明らかにした。
本研究全般にわたって、まず初めに寒冷地での稼働を想定したＭＧＴコジェネレーションシステム（ＭＧＴ－ＣＧＳ）のシミュレーションから、メタンハイドレート化貯蔵活用の可能性についてモデル実験を通して明らかにした。つぎに、ハイドレート貯蔵後の余剰ガス解離再生のために、最終排熱である煙道排ガスの有効利用を図る際の熱交換媒体として、潜熱蓄熱材の利用を目指し、その蓄放熱特性の把握を試みた。とくに、ハイドレート再生時の周囲温度条件から、主に70℃から20℃までの温度範囲で大きな交換熱量が期待できる酢酸ナトリウム三水和物を主材に選定した。なお、基本的な特性把握の実験中、放熱過程が当初の予定に反して開始しない、いわゆる過冷却現象の出現が放熱効率の向上を大きく阻害させる要因となることがわかった。以上を総じて、下水処理施設のコジェネレーションシステム中のメタンハイドレート化貯蔵システムを付加する際の効果、およびシステム排熱の最終的な再利用を潜熱蓄熱システムで図ることで、システム全体の総合性能の向上に大きく寄与することを明らかにした。
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