| 研究課題/領域番号 |
21K12343
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64050:循環型社会システム関連
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| 研究機関 | 長崎総合科学大学 |
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研究代表者 |
中道 隆広 長崎総合科学大学, 工学研究科, 准教授 (50555472)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | プラスチック / ガス化 / 水蒸気ガス化 / 可燃性ガス / 廃棄物処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界中で問題となっているプラスチック廃棄物の組成は、バイオマスを構成するC,H,Oの組成比率が類似しており、バイオマス同様に可燃性ガスに変換できる可能性がある。しかし、プラスチック原料に特化した水蒸気雰囲気でのガス化メカニズムの研究は不足している。これまでの研究で水蒸気ガス化法で生成するガス組成は、ガス化反応温度に影響している事が判明している。
本研究では、プラスチック製廃棄物の水蒸気ガス化処理において、ガス化反応温度の影響を中心課題とし、既有の水蒸気ガス化試験装置を用いてプラスチック製廃棄物を対象とした水蒸気雰囲気におけるガス化挙動の調査解析を実施する。
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| 研究実績の概要 |
昨年同様に装置の構成はセラミック電気管状炉を用いて、SUS361製の金属性炉心管をガス化反応管に変更し、ガス化原料としてPSビーズ５gとした。ガス化剤として水蒸気を用いるには、高温水蒸気供給の調整が困難ため、高温時に類似のガス化反応を示す二酸化炭素雰囲気で実験を行った。
追加実験を行い、本事件でのガス化温度は700℃から800℃が可燃性ガスの発生割が多く、750℃付近で生成ガス量が多い事を明らかにした。水素は10.2%、一酸化炭素は21.8%、メタンは0.1%であった。しかし、生成ガスとともに油状成分の液体が多量に発生することから、原料と熱反応時間が短いことからガス化が十分に行われていないと考え、実験条件の再検討を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
炉心管の素材を変えてPSビーズのガス化実験の分析結果から、小型実験装置て二酸化炭素雰囲気と反応させ安定して水素、一酸化炭素、メタンへガス化する条件を構築できた。しかししかし、ガス化実験時に生成される油状物質が炉心管内や、ガスの採取を行うテドラーバッグ内の汚染問題を解決することに時間がかかり、実験全体としては計画より遅れている。
そこで、油状成分の分離機器を装置に増設やガス化実験装置内部の化温度の把握、調整を来なうために測定箇所の増設を実施した。また、ガス化反応時の反応時間が足りていないと考え、実験装置の主機であるセラミック電気炉の増設を行い実験を継続中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
プラスチックのガス化効率を検討するに当たり、ガス化過程におけるマスバランスの解明が必要となる。そのためには、ガス化実験時に発生したガスの総量、また、油状物質の発生量を測定が必要になるが、現在ではそれらの発生量の測定に至っていない。そこで、ガス化時の発生ガスの総量、油状物質の発生量の測定として生成ガスの追加分析とともに、油状成分のGC/MS等で成分の特定を行う。
また、高温水蒸気を用いてガス化実験を行なうことができなかったが、実際のガス化プラントでプラスチックのガス化を行う際には、ガス化剤として高温水蒸気を用いるため、その際に発生するガスに含まれる成分を明らかにする必要がある。また、高温水蒸気は水素を含むことから、水素元素を含む炭化水素系のガスの量が増加すると考えられるため、これらの検討を行う。
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