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2009 年度 実績報告書

バイオマスの相互作用に着目した熱分解・ガス化反応機構と速度の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20760520
研究機関東京大学

研究代表者

伏見 千尋  東京大学, 生産技術研究科, 助教 (50451886)

キーワードバイオマス / 再生可能エネルギー / 水素 / 化学工学 / エネルギー全般
研究概要

バイオマスガス化の際に生成する揮発成分(低分子気体とタール)は、固体残渣であるチャーと相互作用を起こすことが指摘されているが、現象が複雑であるために、詳細に関してはこれまでほとんど明らかになっていない。特にタールについてはバイオマスガス化において問題となっているため、その反応機構ならびに発生抑制や分解促進に関する知見が重要となる。
本年度は、昨年度開発した揮発物質とチャーの接触時間を制御できる粒子落下式/固定層熱天秤の二段反応器を用いて、バイオマス主成分の一つであるセルロースから排出されるタール主成分の一つであるレボグルコサンや難分解性タールの一つであるナフタレンをモデルタール物質として用いて、水蒸気ガス化におけるタールと木質バイオマスチャーとの相互作用の影響を実験的に測定した。
その結果
1)レボグルコサンをフィーダによる連続供給した場合の木質バイオマスガス化では、バイオマスの質量は一定割合で減少するものの、反応過程で水素と二酸化炭素が大量に発生した。これは主として連続供給されたレボグルコサンの分解によると考えられる。
2)レボグルコサン33wt%および50wt%添加して成型した木質バイオマスの水蒸気ガス化では、レボグルコサン50wt%の方がレボグルコサン30wt%の場合より水素の発生が抑制された。レボグルコサン単独の水蒸気ガス化は、反応初期において主として一酸化炭素および水素が発生する。
3)ナフタレン25wt%および50wt%添加して成型した木質バイオマスの水蒸気ガス化では、いずれの場合も、木質バイオマス単独の水蒸気ガス化の場合と比較して、水素の発生が抑制されている。
ことを明らかにした。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Elucidation of interaction among cellulose, lignin and xylan during tar and gas evolution in steam gasification2009

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Fushimi, Shingo Katayama, Atsushi Tsutsumi
    • 雑誌名

      Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 86

      ページ: 82-89

    • 査読あり
  • [学会発表] Effects of Hydrogen and Levoglucosan on the Char Reactivity in the Biomass Gasification2009

    • 著者名/発表者名
      C.Fushimi, T.Wada, A.Tsutsumi
    • 学会等名
      International Conference on Polygeneration Strategies 2009(ICPS09:バイオマスガス化国際学会)
    • 発表場所
      ウィーン(オーストリア)
    • 年月日
      20090901-20090904
  • [学会発表] Interactive Effect of Char and Volatiles on the Char Reactivity in the Biomass Gasification2009

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Wada, Chihiro Fushimi, Atsushi Tsutsumi
    • 学会等名
      World Congress on Chemical Engineering 2009(世界化学工学会議2009)
    • 発表場所
      モントリオール(カナダ)
    • 年月日
      20090823-20090827

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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