加圧下における石炭の水素ガス化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17560199
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 舞鶴工業高等専門学校
• 研究代表者: 奥村 幸彦 舞鶴工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (80262971)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,800千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2007年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: ガス化 / 熱分解 / 石炭 / 高圧 / 揮発分収率 / ガス化速度 / バイオマス / 水素 / 噴流床 / カズ化 / CO_2排出

研究概要

現在,加圧石炭噴流床ガス化炉のパイロット試験が行なわれており,そのスケールアップ,多炭種対応化,要素設計等が推しはかられている.この中でも特に,炉設計に及ぼす炭種の影響は大きく,それ故,簡易に活用(利用)できる熱分解収率の予測式(予測方法)を示すことが強く求められていた.そこで本研究では,褐炭~半無煙炭までの約20 炭種を用いて熱分解実験を行い,さらに大気圧~加圧下における揮発分収率を系統的に整理して,簡易に利用できる揮発分収率および揮発分成分の予測式(方法論)を示した.加えて,石炭/バイオマスハイブリッドガス化構想にも対応できるように,バイオマスの熱分解・ガス化挙動(即ち加圧下での草本~木質系バイオマスの反応速度,熱分解時の生成ガス組成・量)についても明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Pyrolysis and gasification experiments of biomass under elevated pressure condition (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Journal of Environment and Engineering Vol.4,No.1 ページ: 24-35
  • NAID: 110006367690
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of pyrolysis conditions ongasification reactivity of woody biomass-derived char (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Toshiaki Hanaoka, Kinya Sakanishi
  • 雑誌名: Proceedings of the Combustion Institute Vol.32, Issue 2 ページ: 2013-2020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of pyrolysis conditions on gasification reactivity of woody biomass-derived char (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Toshiaki Hanaoka, Kinya Sakanishi
  • 雑誌名: Proceedings of the Combustion Institute 32 ページ: 2013-2020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pyrolysis and gasification experiments of biomass under elevated pressure condition (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Journal of Environment and Engineering 4 ページ: 24-35
  • NAID: 110006367690
  • 査読あり
• [雑誌論文] CPDモデルによる木質系および草本系バイオマス熱分解のモデリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田 卓哉,奥村 幸彦,岡崎 健
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 第87 巻, No.10 ページ: 852-861
  • 査読あり
• [雑誌論文] 木質および草本系バイオマスの熱分解過程に及ぼす構成成分の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,岡田 卓哉,岡崎 健
  • 雑誌名: 高温学会誌 第34巻,第4号 ページ: 160-165
  • NAID: 10029255917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of pyrolysis conditions on gasification reactivity of woody biomass-derived char (2008)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Toshiaki Hanaoka, Kinya Sakanishi
  • 雑誌名: 32nd International Symposium on Combustion 5D12 ページ: 1-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] 木質および草本系バイオマスの熱分解過程に及ぼす構成成分の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦, 岡田卓哉, 岡崎健
  • 雑誌名: 高温学会誌 34 ページ: 160-165
  • NAID: 10029255917
  • 査読あり
• [雑誌論文] CPDモデルによる木質系および草本系バイオマス熱分解のモデリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田卓哉, 奥村幸彦, 岡崎健
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 87 ページ: 852-861
  • 査読あり
• [雑誌論文] 加圧下におけるバイオマスの熱分解・ガス化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦、岡崎 健
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 73巻731号 ページ: 1434-1441
  • 査読あり
• [雑誌論文] PYROLYSIS AND GASIFICATION BEHAVIOUR OF BIOMASS IN ELEVATED PRESSURE CONDITION (2007)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko OKUMURA, Takuya OKADA, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Proceedings of the Sixth Asia-Pacific Conference on Combustion ページ: 400-403
• [雑誌論文] 加圧下におけるバイオマスの熱分解・ガス化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦、岡崎 健
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 73 ページ: 1434-1441
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイオマスの熱分解のモデリングと揮発分収率・組成の予測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田卓哉, 奥村幸彦, 岡崎健
  • 雑誌名: 第2回バイオマス科学会議 ページ: 38-39
• [雑誌論文] タール分子構造に及ぼす昇温速度の影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦, 岡崎 健
  • 雑誌名: 石炭科学会議発表論文集 ページ: 103-104
• [雑誌論文] PYROLYSIS AND GASIFICATION EXPERIMENTS OF BIOMASS UNDER ELEVATED PRESSURE CONDITIONS (2006)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Ken Okazaki
  • 雑誌名: 31st International Symposium on Combustion WIP・5C-08 ページ: 572-572
  • NAID: 110006367690
• [雑誌論文] 石炭及びバイオマス熱分解・ガス化反応のモデリング (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦
  • 雑誌名: 第15回日本エネルギー学会大会講演要旨集 ページ: 31-32
• [雑誌論文] バイオマスのガス化速度に及ぼすチャー物性の影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦, 岡田 卓哉, 岡崎 健
  • 雑誌名: 第44回燃焼シンポジウム講演論文集 ページ: 290-291
• [雑誌論文] バイオマスの加圧ガス化特性-ラマン分光による反応性解析- (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦, 岡田 卓哉, 岡崎 健
  • 雑誌名: 第15回日本エネルギー学会大会講演要旨集 ページ: 111-112
• [雑誌論文] バイオマス熱分解の反応特性とモデリング (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡田 卓哉, 奥村 幸彦, 岡崎 健
  • 雑誌名: 第15回日本エネルギー学会大会講演要旨集 ページ: 171-172
• [雑誌論文] バイオマスの熱分解反応とそのモデリング (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡田卓哉, 奥村幸彦, 岡崎健
  • 雑誌名: 化学工学会第38回秋季大会講演論文集 ページ: 594-594
  • NAID: 130004664716
• [雑誌論文] 燃焼合成ダイヤモンド膜の電気特性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村幸彦, 金山光一, 田原雅哉, 川畑智史
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 72・716 ページ: 1073-1080
  • NAID: 110004718570
• [雑誌論文] 原子比による草本バイオマスの熱分解・ガス化収率予測 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦, 岡崎 健
  • 雑誌名: 第81期定時総会講演会講演論文集(日本機械学会関西支部) 064-1 ページ: 2-26
• [雑誌論文] 加圧下における石炭の急速熱分解機構 (2005)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,金内 健,岡崎 健
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 71巻702号 ページ: 702-710
  • NAID: 110005051456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of gasification reaction model based on the generalization of volatile component release and char reaction (2005)
  • 著者名/発表者名: Ken Okazaki, Yukihiko Okumura
  • 雑誌名: Summary of Decade's Results in Basic Coal Utilization - BRAIN-C Program (Published by NEDO and JCOAL) ページ: 40-41
• [雑誌論文] Effect of pressure on coal-pyrolysis products (2005)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Hiroaki Tominaga, Toru Yamashita, Akimitsu Akimoto, Ken Okazaki
  • 雑誌名: Proc.of the International Conference on Coal Science and Technology 2005 2P306 ページ: 1-13
• [雑誌論文] フラッシュチェインモデルによる熱分解生成物の予測-低速昇温・加圧下における収率精度の検証- (2005)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦, 富永 浩章, 山下 亨, 秋本 明光, 岡崎 健
  • 雑誌名: 第14回日本エネルギー学会大会講演要旨集 ページ: 36-37
• [雑誌論文] 草本系バイオマスの熱分解・ガス化-大気圧と加圧下データの比較- (2005)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦, 岡田 卓哉, 岡崎 健
  • 雑誌名: 第43回燃焼シンポジウム講演論文集 ページ: 288-289
• [雑誌論文] 大気圧および加圧下における草本系バイオマスの熱分解・ガス化 (2005)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦, 岡崎 健
  • 雑誌名: 石炭科学会議発表論文集 ページ: 109-110
• [学会発表] Simple Estimation of Pyrolysis Products and Yields from brown to Anthracite Coals by using Atomic Ratio (2008)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko OKUMURA, Ken OKAZAKI
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Combustion, W4P120, P.1
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2008-08-08
• [学会発表] Effect of pyrolysis conditions on gasification reactivity of woody biomass-derived char (2008)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Toshiaki Hanaoka, Kinya Sakanishi
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Combustion
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2008-08-08
• [学会発表] Simple Estimation of Pyrolysis Products and Yields from brown to Anthracite Coals by using Atomic Ratio (2008)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko OKUMURA, Ken OKAZAKI
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Combustion
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2008-08-08
• [学会発表] Combustion synthesis of high quality diamond film suitable for application in electronic devices (2008)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko OKUMURA, Kouichi KANAYAMA, Kei-ichi SHOGAKI
  • 学会等名: 32nd International Symposium on Combustion
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2008-08-07
• [学会発表] 熱分解バイオマスチャーの加圧ガス化速度向上に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦、花岡寿明、坂西欣也
  • 学会等名: 日本機械学会((第83期定時総会講演会講演論文集)
  • 発表場所: 大阪大学(豊中市)
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] バイオマスチャーのガス化特性に及ぼす昇温速度の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,花岡 寿明,坂西 欣也
  • 学会等名: 第45回燃焼シンポジウム講演論文集( 日本燃焼学会主催),pp.270-271
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] バイオマスチャーのガス化特性に及ぼす昇温速度の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦、花岡寿明、坂西欣也
  • 学会等名: 日本燃焼学会(第45回燃焼シンポジウム講演論文集)
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] バイオマスの熱分解・ガス化挙動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,花岡 寿明,坂西 欣也
  • 学会等名: 熱工学コンファレンス(日本機械学会主催), No.07-5,pp.327-328
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2007-11-23
• [学会発表] バイオマスの熱分解・ガス化挙動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦、花岡寿明、坂西欣也
  • 学会等名: 日本機械学会(熱工学コンファレンス)
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2007-11-23
• [学会発表] 木質バイオマスのガス化速度とチャー物性の関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,花岡 寿明,坂西 欣也
  • 学会等名: 第16回日本エネルギー学会大会講演要旨集(日本エネルギー学会主催), pp.130-131
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2007-08-03
• [学会発表] 木質バイオマスのガス化速度とチャー物性の関係 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦、花岡寿明、坂西欣也
  • 学会等名: 日本エネルギー学会(第16回日本エネルギー学会大会講演要旨集)
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2007-08-03
• [学会発表] 熱分解char の加圧水蒸気ガス化速度向上に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 花岡 寿明,中島 良枝,坂西 欣也,奥村幸彦
  • 学会等名: 第16回日本エネルギー学会大会講演要旨集(日本エネルギー学会主催), pp.362-363
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2007-08-02
• [学会発表] 熱分解charの加圧水蒸気ガス化速度向上に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 花岡寿明、中島良枝、坂西欣也、奥村幸彦
  • 学会等名: 日本エネルギー学会(第16回日本エネルギー学会大会講演要旨集)
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2007-08-02
• [学会発表] 熱分解バイオマスチャーの加圧ガス化速度向上に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,花岡 寿明,坂西 欣也
  • 学会等名: 第83期定時総会講演会講演論文集(日本機械学会関西支部主催,セッション : 技術移転を目指す熱・燃焼工学最前線), pp.1-17 - 1-18
  • 発表場所: 大阪大学(豊中市)
  • 年月日: 2007-03-25
• [学会発表] バイオマスの熱分解のモデリングと揮発分収率・組成の予測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田 卓哉,奥村 幸彦,岡崎 健
  • 学会等名: 第2回バイオマス科学会議( 日本エネルギー学会主催), pp.38-39
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2007-01-17
• [学会発表] バイオマスのガス化速度に及ぼすチャー物性の影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,岡田 卓哉,岡崎 健
  • 学会等名: 第44回燃焼シンポジウム講演論文集(日本燃焼学会主催), pp.290-291
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島)
  • 年月日: 2006-12-07
• [学会発表] タール分子構造に及ぼす昇温速度の影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,岡崎 健
  • 学会等名: 石炭科学会議発表論文集( 日本エネルギー学会主催),pp.103-104
  • 発表場所: 高知市
  • 年月日: 2006-10-12
• [学会発表] バイオマスの熱分解反応とそのモデリング (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡田 卓哉,奥村 幸彦,岡崎 健
  • 学会等名: 化学工学会第38回秋季大会講演論文集(化学工学会主催), P.594
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2006-09-17
• [学会発表] PYROLYSIS AND GASIFICATION EXPERIMENTS OF BIOMASS UNDER ELEVATED PRESSURE CONDITIONS (2006)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Okumura, Ken Okazaki
  • 学会等名: 31st International Symposium on Combustion, WIP・5C-08, P.572
  • 発表場所: Heidelberg.
  • 年月日: 2006-08-11
• [学会発表] 石炭及びバイオマス熱分解・ガス化反応のモデリング (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦
  • 学会等名: 第15回日本エネルギー学会大会講演要旨集(日本エネルギー学会主催), pp.31-32
  • 発表場所: 工学院大学(東京)
  • 年月日: 2006-08-04
• [学会発表] バイオマス熱分解の反応特性とモデリング (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡田 卓哉,奥村 幸彦,岡崎 健
  • 学会等名: 第15回日本エネルギー学会大会講演要旨集(日本エネルギー学会主催), pp.171-172
  • 発表場所: 工学院大学(東京)
  • 年月日: 2006-08-03
• [学会発表] バイオマスの加圧ガス化特性-ラマン分光による反応性解析- (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,岡田 卓哉,岡崎 健
  • 学会等名: 第15回日本エネルギー学会大会講演要旨集(日本エネルギー学会主催), pp.111-112
  • 発表場所: 工学院大学(東京)
  • 年月日: 2006-08-03
• [学会発表] 草本系バイオマスの熱分解・ガス化-大気圧と加圧下データの比較- (2005)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,岡田 卓哉,岡崎 健
  • 学会等名: 第43回燃焼シンポジウム講演論文集(日本燃焼学会主催),pp.288-289
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 2005-12-06
• [学会発表] 揮発分放出とチャー反応の統合化によるガス化反応モデルの検討 (2005)
  • 著者名/発表者名: 岡崎 健, 奥村 幸彦
  • 学会等名: 平成16年度第三回石炭利用基盤技術会議(揮発化・チャーガス化会議)資料(CCUJ 主催), pp. 1.12
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2005-02-17
• [学会発表] 大気圧および加圧下における草本系バイオマスの熱分解・ガス化 (2005)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,岡崎 健
  • 学会等名: 第42回石炭科学会議発表論文集(日本エネルギー学会主催), pp.109-110
  • 発表場所: 中部大学名古屋キャンパス(名古屋市)
• [学会発表] フラッシュチェインモデルによる熱分解生成物の予測-低速昇温・加圧下における収率精度の検証- (2005)
  • 著者名/発表者名: 奥村 幸彦,富永 浩章,山下 亨,秋本 明光、岡崎 健
  • 学会等名: 第14回日本エネルギー学会大会講演要旨集(日本エネルギー学会主催),pp.36-37
  • 発表場所: 関西大学