バイオマスを自家発電などへ総合利用するための立地別最適条件を究明する実験研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01460238
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 清水 浩 岩手大学, 農学部, 教授 (00091645)
• 研究分担者: 種田 健造 岩手大学, 農学部, 教授 (20163644) ; 太田 義信 岩手大学, 農学部, 教授 (60003787) ; 木谷 収 東京大学, 農学部, 教授 (00024539)
• キーワード: バイオマス / 熱分解ガス化 / 上向流式炉 / バイオガスエンジン / 液体タ-ル / 液体燃料

研究概要

一昨年度に設計試作して以来、試験してきた上向流式熱分解炉について、装置を大幅に改良して、同様の変化条件で繰り返し実験した。対象材料には、もみ穀を用いて樹皮ペレットと比較し、そのために炉を特別に各様に改良したのだが、小型炉(内径30cm)なので炉内にブリッジを形成して成功できなかった。よって、樹皮ペレット対象で継続した。実験は燃焼用空気量を特定した条件下で、炉からの排出ガス温度を水沸点以上の設定値へ自動制御し、その時の材料供給量、発生ガス分とタ-ル分の質量、タ-ル分中の固形分・油分・水分の比率、ガス分の熱量、炉からの残量、炉内外の各所の温度などを計測した。水性ガス反応のための水蒸気供給条件、タ-ル分を用途別に分離取得し易い装置の構造条件、および、発生ガス分によるエンジンン駆動などにつき、条件を変えて実施した。それら成果は主に次のようであった。
(1)排出ガス温度の自動制御効果は顕著であって、材料湿分と熱分解による生成水分の全ては炉外へと排出され、本研究の画期的な成果として確認できた。(2)炉を大幅改良した成果も顕著であり、炉内には薄い乾燥層と広い還元層が確認され、還元反応の有効化を達成できて、取得ガスの発熱量を大幅に強化できた。(3)タ-ル分は第1段に重質タ-ル、第2段に水分、第3段に軽質タ-ルを各々主とするように区分して取得できた。重質タ-ルは原料へ混ぜて再利用し、強酸性木酢液を含む水分は有機農薬とし、軽質タ-ルは価値有る化学原料に成し得るとみられた。(4)タ-ル分を長期貯蔵した時の上澄み液には油分が濃縮され、一例では水分72%であり、燃焼できた。その発熱量は石油に匹敵した。(5)還元層の広い確保により、水性反応の嵩によって発生ガスの熱量を調節できた。よって、地域の立地条件に応じた最適運営を容易に実現可能にできた。

研究成果

• [文献書誌] 清水 浩: "バイオマス資源の熱分解による熱と動力への利用" 日本太陽エネルギ-学会誌. 16(1). 20-26 (1990)
• [文献書誌] 清水 浩,S.ウパリボン,H.カルカソナ,R.パイリントラ: "バイオマス熱分解炉の開発と物質収支の検証" 農業機会学会東北支部報. 37. 27-34 (1990)
• [文献書誌] 清水 浩,E.カルカソナ,S.ウパリボン,R.パイリントラ: "開発したバイオマス熱分解炉の熱収支の検証" 農業機会学会東北支部報. 37. 35-42 (1990)
• [文献書誌] R.Pirintra,H.Shimizu,O.Kitani: "Case Study on the Control Condition of UpーFlow Biomass Pyrolysis Gasifier." Journal of the Society of Agriculteral Structures,Japan.21(1). 13-21 (1990)
• [文献書誌] R.Pirintra,O.Kitani,H.Shimizu,T.kimura,etc.: "Case Study on Pyrolysis Zone and Pyrolysis Products from UpーFlow Biomass Gasifier" Jounal of the Society of Agriculteral Structures,Japan.22(2). 41-48 (1990)
• [文献書誌] H.Shimizu(Edited by O.Kitani and C.W.Hall): "IIIー3.3.7 Other Raw Materials,“Biomass Handbook"" Gordon and Breach Science Publishers,Inc. (New York), 1200 (1989)