低品位炭の有効利用に向けた石炭地下ガス化におけるAE発生メカニズムの解明

阐明煤地下气化AE产生机理，有效利用低品位煤

• 批准号: 21K14575
• 负责人: 濱中 晃弘
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14575/
• 关键词: 石炭地下ガス化; UCG; AE計測; 低品位炭; 水素

本年度は，前年度の九州大学において石炭供試体の温度上昇によるAE計測実験で得られた，低品位炭の褐炭の方が石炭加熱によるAEが発生しやすいという結果に対する考察を行うため，石炭加熱に伴う生成ガス成分の分析および重量変化を調べた。その結果，高品位炭および低品位炭のどちらにおいても，400～500℃で石炭ガス化による可燃性ガスの割合が増加しており，この温度帯でのAE発生も顕著であった。したがって，石炭のガス化に伴い石炭試料中で破壊活動が生じ，AEが発生すると考えられる。また，重量変化の結果より，100～200℃の温度条件において，低品位炭において重量減少が顕著であり，同温度帯でのAEも発生していた。また，生成ガス成分に関しても，低品位炭の方では100～200℃の条件下でも可燃性ガスの生成が確認された。すなわち，低品位炭においては，石炭に多く含有されている水分の蒸発による水蒸気の発生や低温における生成ガスの発生により，高品位炭よりAEの発生数が大きくなったと考えられる。以上のように，低品位炭におけるUCG中のAE 発生メカニズムに関して一定の知見を得た。 　また，本年度においては，小規模UCG模型実験を高品位炭と低品位炭で2回ずつ実施した。その結果は現在，データ整理などを行っている段階であるが，低品位炭においてもUCG実験中のAEが多数発生しており，反応温度も1,000℃以上示すことが分かった。高品位炭と比較して低品位炭の方から生成するガス成分の可燃性成分が少ないが，生成ガス量は同程度であった。

This year, compared with the previous year, the AE measurement of the temperature rise of the carbon test sample at Kyushu University was carried out, and the AE generation of the low-grade carbon and brown carbon was carried out during the carbon heating. As a result, high grade carbon and low grade carbon have a high temperature range, and the flammability of carbonation increases from 400 ℃ to 500℃. AE occurs in this temperature range. In addition, the activity of cracking in the carbon sample is also generated, and the AE is generated. As a result of weight change, the weight of low-grade carbon decreases under the temperature condition of 100~200℃, and the AE occurs under the same temperature range. In addition, due to the importance of forming carbon components, the formation of flammable carbon in low-grade carbon at 100~200℃ has been confirmed. The low-grade carbon is mainly composed of carbon and carbon, and the carbon contains more water and steam, and the water and steam are generated at low temperature, and the AE of high-grade carbon is generated at high temperature. The AE generation in UCG is related to the above knowledge. In the current year, the small-scale UCG model has been implemented in two rounds: high-grade carbon and low-grade carbon. As a result, most of the AEs in the UCG system occur at temperatures above 1,000℃. High grade carbon has less combustible components than low grade carbon, and the amount of combustible components produced is the same.

项目成果

Energy recovery evaluation and temperature field research of underground coal gasification under different oxygen concentrations

• DOI: 10.1016/j.fuel.2022.125389
• 发表时间: 2022
• 期刊: Fuel
• 影响因子: 7.4
• 作者: F. Su;Zhang Tao;Junwen Wu;Q. Deng;A. Hamanaka;Yi-he Yu;Meng-jia Dai;Xiao-long He;Jun-nan Yang

石炭加熱実験による石炭の品位がAEの発生に与える影響

通过煤炭加热实验研究煤质对AE产生的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 合谷賢治;西島喜明;時田茂樹;安原亮;上原日和;石井悠真，安藤勇大，濵中晃弘，板倉賢一，笹岡孝司，島田英樹，児玉淳一，出口剛太
• 通讯作者: 石井悠真，安藤勇大，濵中晃弘，板倉賢一，笹岡孝司，島田英樹，児玉淳一，出口剛太

Henan Polytechnic University(中国)

河南工业大学（中国）

大規模UCG模型実験における反応領域の推定に向けたAE計測の適用性

AE 测量在大规模 UCG 模型实验中估计反应区域的适用性

• 发表时间: 2022
• 作者: 森朗;杉本尚哉;上原日和;安原亮;西島喜明;時田茂樹;合谷賢治;安藤勇太，濱中晃弘，板倉賢一，蘇発強，児玉淳一，出口剛太
• 通讯作者: 安藤勇太，濱中晃弘，板倉賢一，蘇発強，児玉淳一，出口剛太

Study on Generating Acoustic Emission with Heating Coal for Application as Monitoring System for Underground Coal Gasification

• DOI: 10.1088/1755-1315/861/2/022036
• 发表时间: 2021-10
• 期刊: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
• 作者: A. Hamanaka;Y. Makabe;K. Itakura;T. Sasaoka;H. Shimada;N. Widodo;B. Sulistianto;G. Deguchi