廃バイオマスの有効利用と環境対策

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近年、化石燃料の過剰消費により、地球規模の環境問題の中でもCO_2問題、酸性雨問題が最も危倶されるようになっている。そこで、豊富に存在する農林産廃棄物(稲わら、トウモロコシの茎、木粉等のバイオマス)を燃料成分として利用する新型固体燃料の開発することにより、農林水産工業廃棄物を有効利用でき、しかも古代に固定化されたCO_2(石炭)の排出抑制と現代のCO_2(バイオマス)サイクル利用を考慮した。実験結果として、バイオマス(トウモロコシの茎、バーク(樹皮))中の可燃分は89%が揮発分であり、固定炭素が9.2%、灰分は2%以下であった。また、バイオマスを有効利用するには石炭と混ぜてブリケット化することが一つの方法であり、そのようにすることにより石炭の長所とバイオマスの長所を生かすことが出来る。その時、強度を維持するため糖蜜を用いているが、それが普及の経済的障害になっている。そこで本研究では糖蜜の代わりにパルプ産業の産業廃液であるパリプ黒液用いて強度を評価した。約5%添加で5Mpaであり、実際求まれている2MPaより強い強度を示した。パルプ黒液の添加量を増加させることにより、ブリケットの燃焼特性が向上した。それはパルプ黒液が70%以上の揮発分で構成されていることに起因する。バイオマスには石炭より多量の窒素成分(石炭の2倍)が含まれ入るにもかかわらず、脱硝性があった。その理由を明らかにするため、熱分解実験を行った。その結果、揮発分としてアンモニア成分が30%含まれており、このアンモニア成分により脱硝反応が行われていることを明らかにした。また、パルプ黒液は総Fuel-Nの約40%がNH_3であったので、脱硝剤としてバイオブリケットに添加し、脱硝率を測定した。その結果、パルプ黒液を10%添加することにより脱硝率として40%が得られた。