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Coproduction of metallurgical coke and platform chemicals by sequential carbonization of biomass

生物质连续碳化联产冶金焦和平台化学品

基本信息

批准号：
21H04632
负责人：
林潤一郎
金额：
$ 26.71万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の初年度（2021年度）では、木質系バイオマスの逐次処理＝トレファクション（TF）－粉砕－熱間成型－炭化によって冷間引張強度が最大で32 MPaのコークスを調製できることを実証し（成果1）、硫酸担持バイオマスのTFによって無水単糖を30%の収率（セルロース基準）で得ることにも成功した(成果2)。本年度は、成果1を得た研究をさらに発展させた。すなわち、TF・粉砕したバイオマスを非微粘結炭と配合した後に熱間成型、炭化することによって配合率によらず高強度コークスを得ることができた。従来研究の知見（バイオマス配合率の許容範囲を＜5 wt%）を覆し、バイオマスと石炭（しかも非微粘結炭）を任意の配合率で配合し、高強度コークスが得られることを示した。さらに、TFくに靱性）を増大させることを見出した。自生有機酸は脱金属剤として同等のpHを持つ無機酸よりも高性能であり、それは有機酸と共存する水溶性フェノール・フラン類の効果であることも見出し、さらに、自生有機酸処理したバイオマスに上記の逐次処理を施して調製したコークスの強度が処理なしの場合よりも大きく、しかもCO2に対するガス化反応性を1/45に抑制できることを明らかにした。上記（成果2）に関しては、セルロースに対するわずか（0.2から0.3 wt%）の硫酸担持によって無水単糖収率（炭素基準）＞50%を達成できる反応条件を見出すとともに、硫酸ではなく硫酸塩（これまで不活性と考えられてきた）にも無水単糖収率を40 wt%以上に増大させる触媒能力があることを発見した。これらの知見に基づき、木質系バイオマスからの無水糖収率を35%（重量基準）まで引き上げた。さらに無水単糖、フェノール類、フラン類とTFバイオマスを生成するTFに必要な熱量を明らかにした。

In the initial year of this study (2021), the sequential treatment of xylem system was successfully demonstrated (Achievement 1), and the maximum cold tensile strength of 32 MPa was achieved (Achievement 2). The TF of sulfuric acid support was successfully achieved (Achievement 2). This year's research results were announced. For example, if the carbon is not bonded to the carbon, it will be bonded to the carbon. Based on the knowledge gained from recent research (the allowable range of blending ratio of Bainiosu is <5 wt%), Bainiosu and charcoal (non-microbonded charcoal) can be blended at any blending ratio, and high-strength charcoal can be obtained. This is the first time I've seen you. Self-generated organic acids are demetallised at the same pH as inorganic acids, resulting in water solubility and high performance. Self-generated organic acids are used for sequential treatment. It is now clear that the chemical reactivity to CO2 can be suppressed by 1/45. The reaction conditions described above (Result 2) are: sulfuric acid support, anhydrous sugar yield (carbon basis)>50%; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 40 wt%; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 40 wt %; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 50 wt %; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 40 wt %; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 50 wt %; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 40 wt %; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 40 wt %; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 50 wt %; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 40 wt%; sulfuric acid support, anhydrous sugar yield> 40 wt%; and sulfuric acid support. The yield of anhydrous sugar is 35%(weight basis). In addition to the water free sugar, water free sugar, water free

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

炭素循環社会における炭素資源ガス化のあり方と役割

碳资源气化在碳循环社会中的作用和作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
杉田椋哉;小林隆史;永瀬隆，内藤裕義;林潤一郎
通讯作者：
林潤一郎

High-Strength Formed Coke from Torrefied Biomass and Its Blend with Noncaking Coal

烘焙生物质及其与不结块煤的混合物制成的高强度型焦

DOI：
10.1021/acs.energyfuels.2c01722
发表时间：
2022
期刊：
Energy Fuels
影响因子：
5.3
作者：
A. Wibawa;U.P.M. Ashik;S. Kudo;S. Asano;X. Gao;and J.-i. Hayashi
通讯作者：
and J.-i. Hayashi

バイオマス・低品位炭混合物からの成型コークス製造

利用生物质/低阶煤混合物生产型焦

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
林潤一郎;山本哲也・土肥勇介;左海康太郎;木村雄貴
通讯作者：
木村雄貴

Leaching Char with Acidic Aqueous Phase from Biomass Pyrolysis: Removal of Alkali and Alkaline-Earth Metallic Species and Uptakes of Water-Soluble Organics

DOI：
10.1021/acs.energyfuels.1c01889
发表时间：
2021-07
期刊：
Energy & Fuels
影响因子：
5.3
作者：
Tianlong Liu;Xiangpeng Gao;Alireza Z. Mofrad;Shinji Kudo;Shusaku Asano;J. Hayashi
通讯作者：
Tianlong Liu;Xiangpeng Gao;Alireza Z. Mofrad;Shinji Kudo;Shusaku Asano;J. Hayashi

Staged Pyrolytic Conversion of Acid-Loaded Woody Biomass for Production of High-Strength Coke and Valorization of Volatiles