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高性能な膜分離技術と廃棄物の有効利用による循環型新規CO2削減プロセスの開発

利用高性能膜分离技术开发新型循环二氧化碳减排工艺并有效利用废物

基本信息

批准号：
20K12252
负责人：
伊藤史典
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Research Institute of Innovative Technology for the Earth
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は、2020年度に開発した食品ゲルを主とした分離膜に対し、メタン発酵によって生じたガス(CO2/CH4=40/60)の分離において、より高い分離性能を示す条件を見出すための検討を行った。すなわち、多様な条件による評価試験を行った(最適化)。この課題に対し、全圧、湿度、温度条件を変化させた試験を行った。先ず、全圧を0.6MPaから0.9MPaまで変化させた検討を行った(全圧依存検討)。結果、全圧に依存して、CO2の透過速度、選択性(QCO2/QCH4)が低下した。次に、全圧を0.7MPaに固定して、湿度を50、60、70、80％RHに変化させた検討も行った。その結果、湿度に依存してCH4の透過速度(QCH4)が高まり、選択性(QCO2/QCH4)が低下した。そして、全圧を0.7MPaに固定して、温度を55、70，85、100℃に変化させた検討も行った。結果、温度に依存してQCO2が向上した。ただし、100℃の試験ではQCH4の高まりも認めら、選択性の僅かな低下を確認した。この結果から、分離膜の耐熱性を考慮した条件設定が必要であることを確認した。以上の検討から、本分離膜の0.7MPaでのCO2/CH4の分離に対し、より高い分離性能を示す条件は、温度:85℃、湿度:50%であった。さらに、分離膜の開発とは別に、廃棄物からCaを抽出するための抽出液の検討も行った。結果、廃棄物中から効率よくCaを抽出することが可能な液を開発した。その後、廃棄物中からCaを抽出した液に、CO2を吹き込むことで炭酸カルシウム(CaCO3)が生成することを確認した。以上の検討から、メタン発酵から生じたガス(CO2/CH4=40/60)から、開発した分離膜でCO2を分離回収し、そのCO2を固定化することを可能にした。

In 2022 and 2020, the development of food must be carried out in accordance with the conditions for the separation of separation membrane and production of separation membrane (CO2/CH4 =40/60). For example, if you want to optimize your performance, you can evaluate your performance. The test was conducted under various conditions, such as ambient pressure, humidity, and temperature. First, full pressure from 0.6MPa to 0.9MPa, then change to the test mode (full pressure dependent test mode). As a result, total pressure dependence, CO2 transmission rate and selectivity (QCO2/QCH4) decreased. The temperature of the second, full pressure is 0.7MPa, humidity is 50, 60, 70, 80%RH, and the temperature of the second, full pressure is 0.7MPa. As a result, humidity dependence caused CH4 transmission rate (QCH4) to be high and selectivity (QCO2/QCH4) to be low. The temperature is 55 ℃, 70 ℃, 85 ℃ and 100℃. The results are temperature dependent and QCO2 rises. QCH4 is high and low when tested at 100℃. The heat resistance of the separation membrane should be considered. The separation performance of CO2/CH4 at 0.7MPa was demonstrated under the following conditions: temperature:85℃, humidity:50%. The separation membrane is separated from the separation membrane, and the waste is extracted from the extraction solution. As a result, the amount of Ca extracted from the waste material was reduced. After that, Ca was extracted from the waste, CO2 was extracted, and carbon dioxide (CaCO3) was generated. The above discussion is based on the following: CO2/CH4 =40/60, CO2 separation and recovery, CO2 immobilization.

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

CO2分離回収による炭素循環

通过二氧化碳分离和回收进行碳循环

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Junji Fukumi;Koji Fukuda;Ryuzaburo Sugino;Keiichiro Yoshimi;Takashi Machimura and Yuki Endo;ムラノ千恵・佐藤　淳・東　信行;鈴木高広，坂本　勝，川上高男，久保裕志，宮部由彩，槇田祐介，鈴木章弘，廣島大祐;山田秀尚
通讯作者：
山田秀尚

空気からのCO2回収（DAC）をめぐる最新動向、課題と展望

空气中二氧化碳捕集 (DAC) 的最新趋势、挑战和前景

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Obata Kenta;Yoshioka Hiroki;鈴木高広，坂本勝，川上高男，久保裕志，宮部由彩，槇田祐介，若山泰介，廣島大祐;山田秀尚
通讯作者：
山田秀尚

CO2/Hydrocarbon Selectivity of Trihexyl(tetradecyl)phosphonium-Based Ionic Liquids

三己基(十四烷基)鏻基离子液体的CO2/烃选择性

DOI：
10.1021/acs.iecr.2c02281
发表时间：
2022
期刊：
Industrial & Engineering Chemistry Research
影响因子：
0
作者：
Suzuki Yuki;Kodama Daisuke;Mori Hirotoshi;Kuroki Nahoko;Chowdhury Firoz Alam;Yamada Hidetaka
通讯作者：
Yamada Hidetaka

Carbon Dioxide Absorption Effect on Electric Conductivities for Aqueous Solution of 2-Aminoethanol, 2-(Methylamino)ethanol, and 2-(Butylamino)ethanol at 313.2 K

313.2 K 下二氧化碳吸收对 2-氨基乙醇、2-(甲氨基)乙醇和 2-(丁氨基)乙醇水溶液电导率的影响