製糖工場の未利用熱蓄熱輸送システムの研究

糖厂余热储运系统研究

• 批准号: 18J11316
• 负责人: 藤井 祥万
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11316/
• 关键词: 蓄熱; バイオマス; ゼオライト; 低炭素; 省エネルギー; 蓄熱輸送; 吸脱着現象; 充填層内伝熱モデル; 移動床

設置場所等の設計の制約下で，ゼオライトを用いた出熱装置「ゼオライトボイラ」の設計変数を，燃料削減最大を目的に最適化する設計法を確立した．また，実装型ゼオライトボイラとして矩形容器にプレートフィンチューブ型熱交換器を内包する方式を考案し，質量・化学種・熱保存式を連成し性能を予測する二次元数値解析モデルを開発，上記設計法を適用することで実装型ゼオライトボイラの設計を可能とした．また，燃料削減効果の向上策として，乾燥工程を導入している工場の高温高湿排気を，ボイラ蒸気の代わりにゼオライトボイラ内に導入するプロセスを検討した．実験により妥当性を確認した数値解析モデルを用いて，フルスケールの性能を予測したところ，ゼオライト流量1500kg/hの場合で重油削減量がボイラ蒸気のみを導入する場合と比較して10L/h増大する可能性があることを確認した．さらにゼオライトの種類を変更した場合におけるコストへの影響を検討した．複数の商用ゼオライト（13X，Y，LSX）の平衡吸着量を実験的に取得し，出熱装置，蓄熱装置の数値解析による性能予測に反映，確立した設計法を用いてフルスケールの性能を予測し，得られた結果からシステムに関わるコストを見積もった．吸着熱が13X型よりも小さいY型は，出熱側での総売熱量が確保できず，経済性は13X型のケースに比べて悪化した．また，吸・脱着熱および最大吸着量が13X型よりも高いLSX型は，蓄熱側での吸着量は下げられないものの，出熱側での総売熱量が増加するため，最も利益を生む結果（オペレーションベースで8000円/MWh達成）となり，吸着熱が経済性に大きな影響を及ぼすことがわかった．

Set up places の で, by the design の ゼ オ ラ イ ト を with い た out hot device "ゼ オ ラ イ ト ボ イ ラ" の design - several を, fuel cut biggest を purpose に optimization す る を design method to establish し た. Type ま た, be ゼ オ ラ イ ト ボ イ ラ と し て rectangular container に プ レ ー ト フ ィ ン チ ュ ー ブ type heat exchanger を insourcing す る way し を test case, quality, chemical kinds, heat preservation type を connect し を performance to measure す る secondary yuan the numerical analytical モ デ ル を 発, written design methods apply を す る こ と で type be loaded ゼ オ ラ イ ト ボ イ ラ の design を may と し た. ま た, fuel cut sharper fruit の to best と し て, drying engineering を import し て い る works の high temperature and high humidity exhaust 気 を, ボ イ ラ steamed 気 の generation わ り に ゼ オ ラ イ ト ボ イ ラ within に import す る プ ロ セ ス を beg し 検 た. Be 験 に よ り justice を confirm し た the numerical analytical モ デ ル を with い て, フ ル ス ケ ー ル の を performance to measure し た と こ ろ, ゼ オ ラ イ ト で heavy oil flow rate of 1500 kg/h の occasions cut が ボ イ ラ steamed 気 の み を import す る occasions と compare し て 10 l/h raised large す る possibility が あ る こ と を confirm し た. Youdaoplaceholder0, さらにゼ, ラ, ト, ト, を, change, におけるコストへ, た, occasion, におけるコストへ, influence, を検, discussion, た. Plural の commercial ゼ オ ラ イ ト (13 x, Y, LSX) の equilibrium sorption amount を be 験 に obtain し, the heat transfer, heat storage device の the numerical analytical に よ る be に reflect on performance, establish し た を design method using い て フ ル ス ケ ー ル の し を to test performance and have ら れ た results か ら シ ス テ ム に masato わ る コ ス ト を see product も っ た. Sorption heat が 13 x よ り も small さ い は Y type, the hot side で の 総 売 heat が ensure で き ず, 経 済 sex は 13 x の ケ ー ス に than べ て 悪 change し た. ま た, suction, take off the heat お よ び maximum sorption が 13 x よ り も high い LSX は, regenerative side で の sorption amount under は げ ら れ な い も の の, hot side で の 総 売 が raised heat add す る た め, most も benefit を む work results (オ ペ レ ー シ ョ ン ベ ー ス で ¥ 8000 / MWh reached) と な り, The heat absorption が economic に has a large な な impact を and ぼす とがわ とがわ とがわ った った った った.

项目成果

製糖工場の未利用熱蓄熱輸送システムにおけるゼオライトボイラによる加圧過熱蒸気の連続生成

在糖厂未使用的储热和运输系统中使用沸石锅炉连续产生加压过热蒸汽

• 发表时间: 2020
• 作者: S. Fujii;Y. Kanematsu;Y. Kikuchi;T. Nakagaki;J. NW. Chiu;V. Martin;Naoaki Arimoto,Yayoi Abe,Shoma Fujii,Yasunori Kikuchi,Yuichiro Kanematsu,Takao Nakagaki;Akihiro Higuchi,Shoma Fujii,Yasunori Kikuchi,Yuichiro Kanematsu,Takao Nakagaki
• 通讯作者: Akihiro Higuchi,Shoma Fujii,Yasunori Kikuchi,Yuichiro Kanematsu,Takao Nakagaki

ゼオライトの水蒸気吸脱着特性による未利用熱蓄熱輸送システムの技術経済分析

基于沸石水蒸气吸附/解吸特性的未利用储热输运系统技术经济分析

• 发表时间: 2020
• 作者: Shoma Fujii;Naoyuki Horie;Yuichiro Kanematsu;Yasunori Kikuchi;Takao Nakagaki
• 通讯作者: Takao Nakagaki

Humidified air injection for zeolite boiler in thermochemical energy storage and transport system utilizing unused heat from sugar mill

利用糖厂未使用的热量对热化学能量储存和运输系统中的沸石锅炉进行加湿空气喷射

• 发表时间: 2018
• 作者: Shoma Fujii;Naoyuki Horie;Yuichiro Kanematsu;Yasunori Kikuchi;Takao Nakagaki;Shoma Fujii
• 通讯作者: Shoma Fujii

製糖工場の未利用熱蓄熱輸送システムにおける技術経済分析に基づく蓄熱装置の概念設計

基于糖厂余热储运系统技术经济分析的储热装置概念设计

• 发表时间: 2018
• 作者: Shoma Fujii;Naoyuki Horie;Yuichiro Kanematsu;Yasunori Kikuchi;Takao Nakagaki;Shoma Fujii;Shoma Fujii;阿部弥生
• 通讯作者: 阿部弥生

Techno economic analysis of thermochemical energy storage and transport system utilizing “Zeolite Boiler”: case study in Sweden

• DOI: 10.1016/j.egypro.2018.08.174
• 发表时间: 2018-09
• 期刊: Energy Procedia
• 作者: Shoma Fujii;Yuichiro Kanematsu;Yasunori Kikuchi;T. Nakagaki;J. Chiu;V. Martin