2020 Fiscal Year Annual Research Report
A LCA approach of the bio-hydrogen refinery technology using HAS-Clay
| Project/Area Number |
18K05018
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
堂脇 清志 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 教授 (50339115)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徐 維那 東京理科大学, 理工学部経営工学科, 講師 (10598767) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | バイオ水素 / 不純物除去 / HAS-Clay / 鹿沼土 / 環境影響指標 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
バイオマスから間接ガス化方式によるバイオ水素（Bio-H2）製造において、環境影響指標と吸着性能を考慮した評価を前年度までの成果も踏まえ実施した。特に、本研究においては、吸着材として酸化アルミニウムケイ酸塩＋粘土（HAS-Clay，Hydroxyl Aluminum Silicate Clay）とHAS-Clayと同等の構成を持つアロフェンを多く含む天然素材の鹿沼土について実験的な検証を含めて実施した。なお、吸着物質は、HCl及びH2Sを対象とし、吸着温度については、100～200℃を検討対象とした。
最初に、HClの吸着性能は、2.02～7.15g-Cl/100g-sorbent（鹿沼土）及び1.65～7.15g-Cl/100g-sorbent（HAS-Clay）となり、吸着温度に対する傾向は１つの吸着材はトレードオフの関係となった。
次に、H2Sの吸着性能については、吸着温度を40～120℃（鹿沼土）及び30～90℃（HAS-Clay)としたとき、それぞれ0.967～16.5mg-S/100g-sorbent（鹿沼土）及び38.5～103mg-S/100g-sorbent（HAS-Clay）となった。
次に、鹿沼土とHAS-Clayについて、LCAベースによる環境影響指標を検討した。この指標を用い、H2Sに関して動的な吸着モデルを検討し、従来使用される吸着材をZnOと環境影響指標（例：気候変動及び金属資源枯渇性）を比較検討を行った。なお、想定する吸着機構は吸着試験で用いた容器をベースに、鹿沼土（16.85g）とHAS-Clay（6.98g）の複合吸着を想定した。その結果、脱硫性能は27.3mg-S/100g-sorbentとなり、環境評価結果においては、気候変動に関しては、12.3%（対従来）、金属枯渇に関しては、99.9%（対従来）の削減が可能となることが示唆された。
|
