2015 Fiscal Year Annual Research Report
クラスレートハイドレートを用いた高効率・低環境負荷二酸化炭素分離技術の開発
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25289045
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
大村 亮 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70356666)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素分離 / ハイドレート / 結晶成長 / 相平衡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度に本格的に開始した連続分離実験を継続して進めた．反応容器内で二酸化炭素と水素，窒素，酸素から成る混合ガスの気相とゲスト物質液相とを物理的に低温・高圧条件で接触させてハイドレートを連続的に生成させた．同時にそのハイドレートを装置下部からスラリーとして取り出し，また気相をサンプリングして容器内部の多層の組成の推移を連続的に計測した．サンプリングした気相やスラリー中のハイドレートを分解して得られた気相をガスクロマトグラフにて分析することで組成の詳細なデータを得た．これらの実験データを解析することで二酸化炭素分離性能の評価を行った．液相側のゲスト物質濃度に依存してハイドレート生成の挙動が大きく異なることに留意して効率的に連続生成を継続できる条件を明らかにした．この連続分離実験と対応させて熱力学シミュレーションを実施した．熱力学シミュレーションでは前述の気体成分に加えて，液相側の成分も含めた物質収支の推移を予測した．実験データとシミュレーションの予測とを照合して，シミュレーションの有用性を検証した．また，プラント設計に対して有用な基盤データを提供できるよう実験とは独立したシミュレーションも実施した．
二酸化炭素分離に適したゲスト物質探索のための相平衡条件と二酸化炭素含有ハイドレートの結晶成長に関する実験研究は本年度も継続して実施した．
平成25年度より実施してきた相平衡測定，結晶成長，連続分離実験と熱力学シミュレーションの結果を総合的に評価して，二酸化炭素分離に適した熱力学的条件について結論を導いた．この総合評価は石炭火力発電の排ガス，石炭ガス化によって得られる燃料ガスといった対象となるプロセスに対応させて行った．さらに，生成，分解に必要な反応容器の数や分離プロセスの段数などのプロセス工学的な条件も明確化してハイドレートによる二酸化炭素分離プラントの概念設計案を提示した．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(8 results)
