2018 Fiscal Year Research-status Report
竹バイオマスの熱分解における発熱反応機構の解明と廃プラスチックの低温油化への応用
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17K06196
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
西村 龍夫 山口大学, その他部局等, 名誉教授 (90136135)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田之上 健一郎 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70293892)
國次 公司 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助手 (10253171)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | トレファクション / 竹バイオマス / プラスチック熱分解 / 熱・化学反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
竹，ベイマツ，バークを用いてトレファクション実験および熱・化学反応解析を行い，以下の知見が得られた．1) 成分分析の結果，竹はキシランを多く含み，ベイマツはマンナンを多く含むことが分かった．またバークはリグニンを多く含んだ．2) 竹をトレファクションした際，発熱反応が見られた．各構成成分についてDSCを用いて分析を行った結果，キシラン，リグニンは発熱反応を起こすことが分かっているため，竹の発熱反応はそれらにより引き起こされると考えられる． 3) ベイマツにも発熱反応が見られたが，竹と比べて小さく，また到達する時間も遅かった．ベイマツはマンナンを多く含んでいることから，マンナンに比べて熱分解速度が遅く，発熱反応も小さいと予想される．4) 熱化学反応解析を行った結果，DSC結果に基づく吸発熱反応を概ね再現することが出来た．
プラスチックの熱分解実験を行い，以下の知見が得られた．5)充填層を用いたプラスチックの熱分解により，試料温度Tの測定を行ったところ，T = 700 K付近で吸熱反応による温度停滞が生じた．DSCの実験でもPSの吸熱量は大きく，充填層実験では顕著に温度停滞が生じていた． 6)ドロップチューブを用いた熱分解実験より，TRの上昇に伴い，固形分収率が減少し，熱分解が進行することが示唆された．また，タールはTR = 900 K以上で収率が急激に減少するため，900 K付近に二次分解温度が存在することが考えられる． 7)熱分解中の物質収支式により，固形分減少における活性化エネルギーから，118.7 kJ/molの低速熱分解域と40.3 kJ/molの高速熱分解域とに分類されることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
バイオマスのトレファクション研究については，バイオマス種やサイズを変えた実験を完了しており，発熱反応がどういった条件で生じやすいかの知見は得られた．また，プラスチックの供給実験およびタールの液化実験も順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度までに得られた知見をフルに生かして，目的の同時熱分解実験を進めていく予定である．
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| Causes of Carryover |
加熱用ヒーターの購入を想定していたが，研究室にあるもので対応できた．この予算を利用して，同時熱分解装置用の配管部材を購入していく予定である．
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