2022 Fiscal Year Annual Research Report
Biologically upgrading of biogas generated from anaerobic digestion
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20K12245
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
古崎 康哲 大阪工業大学, 工学部, 教授 (90454553)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | メタネーション / マイクロバブル / 泡沫形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
［最終年度成果］昨年度提案した、汚泥を発泡して保持するリアクタについて、その構造を改良し、さらに高負荷での運転を目指した。効率化の論点を整理し、気液接触面積の増大、気相部滞留時間の増大、気相部の押出し流れ、の3点に着目したリアクターを検討した。昨年度よりも縦長の円筒型リアクタとすることで、気相部を押出し流れとして投入ガスのショートカットを防ぐことで水素変換を確実なものとすることを狙いとした。水素と二酸化炭素の混合ガスを基質として連続実験を行い、水素容積負荷8.0 L-H2/L-V/dにおいて、出口メタン濃度の平均値は94%が得られた。一方で同じリアクタを用いて上部まで汚泥を満たした気泡塔を対照系として運転したところ、水素容積負荷4.0 L-H2/L-V/dであっても出口メタン濃度は62%であった。このことから汚泥を泡沫で保持することで上記で述べた3点の効果が得られ、より高い装置性能が得られることがわかった。
［全体を通じた成果］バイオメタネーションの反応律速は水素ガスの液相への溶解である点に着目し、水素溶解に適した給気方法およびリアクタ形態の検討を行った。まずはバイオガスが利用可能であるかを検討するため、嫌気性消化ガスに水素を添加した実験を行い、生物阻害等なくメタネーションが可能であることを確認した。続いて給気方法は、様々な手法を検討した。気泡塔型、空塔型、担体型（スクラバ）、霧状態での液噴霧、界面活性剤、マイクロバブル、泡沫充填型、などについて連続基質ガス供給実験によりその効果を検証した。その結果マイクロバブルによるガス供給、泡沫状態にすることによるガス供給で効果が高いことを確認した。またガス供給能力の評価をkLaで行い、メタネーション能力を評価する指標となることを示した。また、シミュレーションを行い、気相部の混合特性が出口濃度に影響を与えることを確認することができた。
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Research Products
(3 results)
