2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24246149
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
平島 剛 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00175556)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野中 壮泰 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60271102)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 水熱処理 / バイオマス / 低品位炭 / 酸性鉱山廃水抑制 / 改質液 / 3相流動層 / フェノール処理 |
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| Research Abstract |
昨年に引き続き、各種バイオマスおよび低石炭化度炭（泥炭、褐炭）を用い、水熱処理実験を行い産物の各種分析を行うとともに産物の各種有効利用に関する実験を行った。得られた産物の詳細な分析の結果から、水熱処理過程で起こる種々の反応を実験的に求めることができた。例えば、炭化水素の分解には温度依存性があり、処理温度を制御することによって、バイオマスから改質液中に溶解するケミカルを選択的に抽出することが可能であった。また、石炭によっては灰分に大量のアモルファスなシリケートが含まれていることがあり、酸処理により灰中のシリケート質の割合が相対的に下がり、またガス化性を改善することができた。
ココナッツシェルを水熱処理後に炭化処理し、水熱処理後のヘミセルロース、セルロース、リグニン含有率と炭化処理後の比表面積、平均細孔径、ケミカル吸着能などとの関係を実験的に調べ、適切な処理条件があることを確認した。バイオマスおよび石炭改質液に含まれるカテコールを、酸性鉱山廃水の原因となる黄鉄鉱浸出の抑制に利用するための検討を行った。カテコール－珪酸イオン錯体により表面処理した黄鉄鉱表面には、電気化学実験、SEM－EDX、レーザーマイクロスコープなどによりシリカ含有生成物が生成していることを確認した。この結果で得られた知見をもとに、浸出実験により表面処理を行った黄鉄鉱に対しては酸性鉱山廃水抑制効果があることを確認した。
活性炭、オゾンを使用した固体－液体－気体3相流動層反応処理装置を試作し、改質液に含まれる環境汚染物質と考えられているフェノールなどについて、試作装置による分解処理を検討した。活性炭とオゾンを併用する本方法は、活性炭もしくはオゾンのみを利用したフェノール類分解速度と比較して4から5倍の反応速度であり、3相流動層反応処理が効果的であることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた各種実験項目については、ほぼ実験を終了した。酸性鉱山廃水抑制のための硫化鉱物表面改質機構および微生物存在下における浸出抑制機構については、おおむね明らかになったが、細部については次年度も引き続き検討していく予定である。本研究課題の当初研究目的の達成度については、現在までは、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の実績報告書でも記述したが、水熱処理により、褐炭、ピート（泥炭）、バイオマスなどの低品質エネルギー資源からクリーンな高密度エネルギーを回収するためには、改質液からの有価物回収、改質液の有効利用、その後の廃水処理が極めて重要となる。また、改質固体産物の特徴を生かしたさらなる高付加価値化が重要である。これらの研究を推進する。
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[Journal Article] Preparation of Coke from Indonesian Lignites by a Sequence of Hydrothermal Treatment, Hot Briquetting, and Carbonization2013
Author(s)
Aska MORI, Mutia Dewi YUNIATI, Anggoro Tri MURSITO, Shinji KUDO, Koyo NORINAGA, Moriyasu NONAKA, Tsuyoshi HIRAJIMA, Hyun-Seok KIM, Jun-ichiro HAYASHI
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Journal Title
Energy & Fuels
Volume: Vol.27, Issue 11
Pages: 6607～6616
DOI
Peer Reviewed
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