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2015 年度 実績報告書

バイオガスハイドレートによるエネルギー循環型下水処理場へのCGS導入効果

研究課題

研究課題/領域番号 25340118
研究機関北見工業大学

研究代表者

山田 貴延  北見工業大学, 工学部, 教授 (90174721)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードハイドレート生成 / バイオガス / 生成促進効果 / コジェネレーションシステム
研究実績の概要

本研究の最終年度にあたる平成27年度においては、前年度までの結果でとくにメタンおよび二酸化炭素各ハイドレートの効果的な生成方法として、低温圧力容器内での静的な砕氷-ガス間の混合生成法が最適であることを明らかにしたことから、この手法を用いてコジェネレーションシステム用の生成要件について詳細を明らかにした。まず、平成25年度の結果も加味して、極力、砕氷温度条件は0℃付近を試験条件のベースとした。しかし、本年度、低温条件下での生成促進をさらに追及したところ、およそ-7ないし-8℃程度のより低温環境下での生成が砕氷状態を維持する上で重要であることを明らかにした。したがって、想定しているコジェネレーションシステムへの付属設備として、バイオガス中のメタンおよび二酸化炭素いずれのガス吸収についてもこの温度条件を満たすエネルギー量が必要であることを明らかにした。ただし、想定している下水処理施設の汚泥処理量に応じた所用エネルギーの推定には、その規模に応じて大きく最良値が変化するため、今後具体的に適用対象とする実稼働システムでの諸条件を考慮していく必要がある。本研究では、モデルとしている地域(人口10万人規模)の下水処理場に限定して、メタンハイドレートを生成するエネルギー量の概算値を計算しており、コジェネレーションシステムで発生している電力の30%以下の所要エネルギーで生成エネルギー量を賄うことが出来るだけでなく、積雪寒冷地に特有の冬季積雪を有効利用するならば、さらなるハイドレート生成のための所要エネルギーの低減を目指すことができることがわかった。なお、本研究内ではガスハイドレート貯蔵のない条件についても検討を進め、マイクロガスタービン(MGT)を中心としたコジェネレーションシステムそのものの性能改善法についても明らかにした。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 謝辞記載あり 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of operation strategies on the economic and environmental performance of a micro gas turbine trigeneration system in a tropical region2016

    • 著者名/発表者名
      Firdaus Basrawi, Thamir K. Ibrahim, Khairul Habib, Takanobu Yamada
    • 雑誌名

      Energy on Elsevier

      巻: 97 ページ: 262-272

    • DOI

      10.1016/j.egypro.2015.07.468

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 砕氷層を用いたCO2ハイドレート生成に関する基礎的研究2015

    • 著者名/発表者名
      内田直人、五月女文也、山田貴延、中西喜美雄
    • 雑誌名

      日本機械学会2015年度年次大会論文集

      巻: 15-1-G0900206 ページ: 1-4

  • [雑誌論文] 寒冷地の下水処理施設で並列稼働するFC-MGT CGSの性能予測2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤凌、齋藤哲也、山田貴延、森田慎一、中西喜美雄
    • 雑誌名

      日本機械学会2015年度年次大会論文集

      巻: 15-1-S0830103 ページ: 1-4

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optimal Unit Sizing of Biogas-Fuelled Micro Gas Turbine Cogeneration Systems in a Sewage Treatment Plant2015

    • 著者名/発表者名
      Firdaus Basrawi, Hassan Ibrahim, Takanobu Yamada
    • 雑誌名

      Energy Procedia

      巻: 75 ページ: 1052-1058

    • DOI

      10.1016/j.energy.2015.12.117

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 砕氷層を用いたCO2ハイドレート生成に関する基礎的研究2015

    • 著者名/発表者名
      内田直人、五月女文也、山田貴延、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-16

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公開日: 2017-01-06  

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