太陽光由来メタン合成システムのシステム最適化および製造コスト削減

太阳能甲烷合成系统的系统优化和制造成本降低

• 批准号: 22K05008
• 负责人: 太田 靖之
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05008/
• 关键词: 集光型太陽電池; P2Gシステム; 再生可能エネルギー; Power-to-Gasシステム; 固体高分子型水電解装置; メタネーション

既存メタネーション装置に、水素・二酸化炭素混合ガス導入路を追加で設置した。メタネーション装置は、2段の反応管により構成される。反応管それぞれに二酸化炭素流量を制御するマスフローコントローラー(前段の反応管のマスフローコントローラーをMFC1、後段の反応管のマスフローコントローラーをMFC2)を設置し、二酸化炭素供給量を制御した。MFC1およびMFC2の二酸化炭素供給比率を段階的に変更した場合のそれぞれの反応管温度を評価した。供給比率は、MFC1:MFC2=1.0:0.0(従来構成と同等)、0.9:0.1、0.8:0.2、0.7:0.3、0.6:0.4とし、全二酸化炭素供給量は水素供給量から化学量論組成をもとに制御した。供給比率1.0:0.0では、前段の反応管での反応が十分に行われ、その反応熱により反応管温度が設定値よりも上昇した。その後、供給比率を変更することにより、反応熱が減少し、前段の反応管温度が設定温度(260℃)に安定した。後段の反応管温度は設定温度から変化することはなかった。それぞれの供給比率における反応管の過熱に必要な消費電力を評価した。供給比率1.0:0.0および0.9:0.1では、前段の反応管でのメタネーション反応が十分でその反応熱により、過熱に必要な電力は必要なかった。MFC1の供給量を0.8、0.7、0.6と減少することで反応熱が減少し、前段の反応管温度を維持するための電力が増加した。後段の反応管では、供給比率を変化する(反応管2での反応量を増加させる)ことで、後段の反応管での消費電力が減少した。以上のことから、今回導入した混合ガス導入経路を用いることで、各反応管での消費電力が変化することを明らかにした。

Add settings for existing production equipment, water element and carbon dioxide mixture inlet The equipment is composed of two sections of reverse pipe. Control the flow rate of diacidified carbon in the reactor (MFC1 in the front stage and MFC2 in the rear stage) The temperature of the reaction tube was evaluated when the carbon supply ratio of MFC1 to MFC2 was changed in stages. The supply ratio is MFC1: MFC2 =1.0:0.0(equivalent to the chemical composition), 0.9:0.1, 0.8:0.2, 0.7:0.3, 0.6:0.4, and the total diacidified carbon supply is controlled by the chemical composition. Supply ratio 1.0:0.0: 10: The temperature of the front part of the reactor tube is stable at the set temperature (260℃). The temperature of the rear section of the reactor tube is set at a temperature of 100 ℃. The necessary consumption of electricity due to overheating of the inverter is evaluated. The supply ratio is 1.0:0.0 and 0.9:0.1. The temperature of the inverter tube in the front section is very high. The heat of the inverter tube is very high. The necessary power is not necessary. MFC1 supply quantity decreased by 0.8, 0.7, 0.6, and the heat of the reactor decreased, and the temperature of the front reactor tube maintained, and the power increased. The power consumption of the inverter at the rear stage is reduced due to the change in the supply ratio of the inverter at the rear stage (the increase in the amount of the inverter at the rear stage). The power consumption of each inverter tube is reduced.