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Study on highly-efficient energy conversion technologies of biomass by gasification

生物质气化高效能源转化技术研究

基本信息

批准号：
17F17822
负责人：
成瀬一郎
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17822/
关键词：
バイオマスガス化合成ガス充填層タールダウンドラフト

项目摘要

本研究では、バイオマスのガス化過程における詳細な反応挙動を、実験ならびに理論的に解明した。また、炉内への高温水蒸気添加によるガス化反応への影響も検討した。具体的には、熱天秤およびガス化炉として最も簡易な構造である充填層型ガス化炉を用い、木質ペレット、木質チップ等のガス化実験を行った。熱天秤実験では、原料そのものの昇温条件下での質量減少の計測、バイオマスチャーについては等温条件でのガス化挙動の定量化・モデル化を行った。充填層ガス実験では、定常状態下での炉内生成ガス組成の計測等を実施した。主な結果として、熱天秤実験からは、バイオマスの基礎的な総括およびチャーガス化特性をモデル化することができた。充填層バイオマスガス化実験では、自立連続ガス化実験を遂行することができ、生成するガス組成の定量化とガス化ガスの発熱量や冷ガス効率等のガス化特性を明らかにした。その他、アップドラフト条件とダウンドラフト条件との比較や木質ペレットとチップのガス化特性の比較も実施した。最終的に、得られたガス化実験の結果を理論的に考察するため、素反応速度論を用いたガス化炉内の反応解析とガス化反応機構の解明を行った。数値解析は、気相の素反応のみならず、主要な固気ガス化反応の素反応も組み入れて計算した。さらに、最もガス化特性が良い条件については、ガス化炉に設置してあるサンプリングポートから高温水蒸気（300℃）を供給し、タール・すすの抑制実験も試みた。また、素反応速度論解析も用いて、高温水蒸気供給によるタール・すす抑制機構についても、定性的ではあるが考察した。

This study provides a detailed theoretical explanation of the process of transformation. The influence of high temperature water vapor addition in furnace on chemical reaction is discussed. The concrete structure of the furnace is simple, filling layer type furnace, wood type furnace, wood type furnace, etc. Measurement of mass reduction under elevated temperature conditions of thermal balance, raw material, etc. Quantification of mass reduction under isothermal conditions The measurement of the formation and composition of the filling layer in the furnace under steady state is carried out. The main result is that the thermal balance is not stable, and the basic characteristics of the thermal balance are not stable. The filling layer is characterized by the quantification of the composition of the filling layer, the heat transfer, the heat transfer efficiency, etc. Comparison of wood properties between wood and wood Finally, the results of the chemical reaction are investigated theoretically. The reaction speed theory is used to analyze the reaction mechanism in the chemical reaction furnace. Number analysis, phase analysis In addition, the most suitable conditions for the production of high-temperature water vapor (300℃) The analysis of the velocity theory of high temperature water vapor supply is carried out in a qualitative way.