Research on high-density solid fuel conversion of crop residues and direct utilization of biomass energy

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本研究は、灰分が多いために直接燃焼による熱利用が困難な農業残渣（草本系バイオマス）を原料として高密度固形燃料（農業残渣バイオコークス）を製造して市販の住宅用ストーブをベースとした燃焼比較実験機に適用し、燃焼形態の工夫によって粘結性クリンカ形成などの不具合を抑制する開発研究を行うことを目的としている。この実施計画は、1) 農業残渣原料・燃焼灰の化学組成分析（計量法で定められた計量証明事業者への外部委託）、2) 燃料（農業残渣バイオコークス）製造システム製作と燃料製造、3) 燃焼比較実験機製作（市販の住宅用ペレットストーブの改造）と燃焼実験とした。以下、2022年度実績を記載する。1)小豆の収穫残渣を対象として、原料と燃焼灰について化学組成分析をおこなった。小豆は道東地域での生産量が多く、この収穫残渣が多く廃棄されている。2)近畿大学が保有していたバイオコークス製造試験機に、先行研究において開発したバッチ式バイオコークス製造装置のノウハウを踏まえ、農業残渣バイオコークス製造システムを構成した。これは、バイオコークスの基本的な製造工程である成型器への原料充填と加圧、加圧下での加熱、加圧下での冷却、そして成型品取出しを連続的に実施するものである。なお、先行研究で得られた知見より、燃料製造のエネルギー効率を維持するため、成型する農業残渣バイオコークスは直径30mmとした。また、成型後の燃料がバイオコークス化しているかどうかを圧縮強度特性により確認した。農業残渣の混合割合による最適な製造条件を得て、その結果から農業残渣を原料とした燃料製造のエネルギー効率を明らかにした。3)市販の住宅用ペレットストーブをベースとした燃焼比較実験機を用い、木質ペレットとの混焼による燃焼実験を実施した。この結果、小豆収穫残渣が混合された条件では粘結性のクリンカ形成は認められなかった。