2004 Fiscal Year Annual Research Report
油中脱水改質と低温二段ガス化を組み合わせた高効率バイオマス転換法の開発
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15360429
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
前 一廣 京都大学, 工学研究科, 教授 (70192325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧 泰輔 京都大学, 工学研究科, 助手 (10293987)
長谷川 功 京都大学, 工学研究科, 助手 (20346092)
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| Keywords | バイオマス / 油中脱水 / 水熱処理 / 低温ガス化 / 事前改質 |
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| Research Abstract |
バイオマス系廃棄物から有効にエネルギー回収するために解決すべき問題点である水分除去、原料の質的変動対応、タールの発生制御、最適ガス化条件探索などを一気に解決し高効率かつ安定に水素、COのエネルギー原料を製造するための新規前処理-低温熱分解の開発を目指し、以下の項目について検討した。
(1)バイオマス-廃油による新規脱水前処理-高カロリー化技術の開発
(2)前処理バイオマスの低温熱分解による高機能触媒の開発
これまで2年間の成果を以下にまとめる。まず、(1)に関しては、スギを種々の温度で水熱処理、油中脱水し、処理後のバイオマスの元素組成、官能基変化、発熱量、熱分解特性などを比較した。その結果、250℃で水熱処理したのち、180℃で油中改質を行うことで、高位発熱量が35.5MJ/kgに達することが確認された。これは、瀝青炭の高位発熱量(35.2MJ/kg)に匹敵する。このとき、O/Cは約50%程度低下していること、油中脱水時は約50%の体積割合で油がバイオマスに進入・膨潤することがわかった。また、Ca(OH)_2を添加することで、タールの生成を大幅に抑制し、チャー収率を増加できること、熱分解したチャーはガス化触媒として利用できることを明らかにした。以上の結果から、本改質により発電効率を落とさずに、任意の割合で石炭とのガス化触媒として高品位化が可能となることが示唆された。
次に、(2)に関しては、木質バイオマスの迅速熱分解による生成物収率とH/Cに相関を明らかにするとともに、500℃までの揮発成分はセルロース由来で脱セルロースの形で組成が変化することを見いだした。これより、残存チャーの元素組成を予測できる新規チャートを提案し、原料バイオマスの元素組成がわかれば、チャー収率及びその組成が予測する方法を確立した。
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