Dust explosion of woody biomasses

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H03849
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 重松 幹二 福岡大学, 工学部, 教授 (00242743)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: バイオマス / 粉じん爆発 / 安全工学 / 燃焼 / 再生可能エネルギー / 抽出成分 / 粘着性 / 着火性

Outline of Annual Research Achievements

（１）広葉樹の粉じん爆発危険性に対する抽出成分の影響
樹種による粉じん爆発の違いについて、今年度は広葉樹のデータを揃えることに注力した。１４種の広葉樹のうち、抽出成分の除去によって爆発下限濃度(MEC)が上昇するものが４種、変化しないものが１０種で、低下するものはなかった。抽出成分の除去によってMECが上昇する樹種では、樹木に本来含まれている抽出成分が粉じん爆発の危険性を助長していたことを示している。針葉樹では抽出成分の除去によってMECが上昇するものはなく、変化しないものが４種、低下するものが２種であったため、総じて広葉樹と針葉樹では抽出成分の作用は逆の傾向があるといえる。なお、抽出成分を除去しても樹種による差異が消え去るわけではなく、細胞壁厚、リグニンや灰分の含有率の違いが影響しているのではないかと考えられる。
（２）木質ペレットの粉じん爆発危険性
木質ペレットのトレファクション処理は燃焼熱の増加と吸湿性の低下など燃料特性の向上とともに、粉じん爆発危険性に対して安全側に寄与する。しかし吸湿性が低下しているため、通常の湿度環境下では含水率上昇に伴う安全性の向上が期待しがたい。トレファクション処理した木質ペレット粉体は、未処理と比べて吸湿性が約半分に低下し、相対湿度90%の環境下でも水分吸着率は10%以下に留まった。しかし、水分吸着が少ないにも関わらずMECは上昇し、通常の湿度環境下でも未処理のものより安全であった。粉体表面の水分吸着状況の指標となる粉体体積抵抗率を測定したところ、トレファクション処理した粉体は未処理のものと大差なく、水分は粉体表面に局在化していることが示された。そのため、少量ではあるものの表面に吸着した水分が粉じん爆発危険性の緩和に寄与しているものと推察した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。