2016 Fiscal Year Annual Research Report
A Life cycle analysis on bio-fuel production for the integrated biomass gasification SOFC system
| Project/Area Number |
26420887
|
|---|
| 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) |
小井土 賢二 福島大学, 共生システム理工学類, 特任准教授 (60611762)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | ブルータワーガス化炉 / ハスクレイ / 酸化鉄 / エクセルギー効率 / インパクト指標 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
分散型バイオマスガス化システムであるBlueTower(BT)プロセスと固体酸化物形燃料電池（SOFC)の複合化システムの設計を行うための実データ取得として、BTの合成ガス組成をもつ混合ガスによる発電試験を行ってきた。これまでに運転温度および水蒸気添加量が発電反応に与える影響を明らかにしたほか、電池内部ロスの定量化を行うため交流インピーダンス法による発電時の抵抗成分の測定を行い、その結果に基づいてプロセス設計を実施した。次に、SOFCをはじめとする燃料電池用の燃料製造の重要な鍵となる脱硫プロセスの評価について、硫化水素（H2S）に対する活性炭、酸化カルシウム（CaO）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化ニッケル（NiO）、酸化鉄（Fe2O3)の特性を測り、同時にCO2吸収システムの設計（ダイナミックモデルの作成）を行った。
最初に、H2Sを含まない0ppmから最大80ppmまでシミュレーションした結果、正味発電効率23.4%-LHV～19.8%-LHVと変化した。次に、H2Sの除去方法について検討し、所内動力低減この検討を行った。ここでは、非晶質アルミニウムケイ酸塩と低結晶性粘土との複合体（ハスクレイ）とZeolite-A5及び酸化鉄（Fe2O3）を用い、物理吸着ならびに化学吸着を確認し、100ｇあたりのS分吸収量0.49g-S（40℃）となり、合成ガスを1.0ppm以下まで低減可能であることを確認した。また、ハスクレイを組み合わせることで、硫化カルボニル（COS)の発生の抑制も確認できることも分かった。また、CO2吸着効果も含め、プラント全体のエクセルギー効率を検討した結果、0.4ポイント改善し、LCAのインパクト指標における資源枯渇指標においては、従来の酸化亜鉛（ZnO）に比して、88.7％改善するという知見が得られた。
|
